JPS6119397B2 - - Google Patents

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JPS6119397B2
JPS6119397B2 JP8120281A JP8120281A JPS6119397B2 JP S6119397 B2 JPS6119397 B2 JP S6119397B2 JP 8120281 A JP8120281 A JP 8120281A JP 8120281 A JP8120281 A JP 8120281A JP S6119397 B2 JPS6119397 B2 JP S6119397B2
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JP
Japan
Prior art keywords
drive
drive shaft
driven
shaft
transmission
Prior art date
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Expired
Application number
JP8120281A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5721297A (en
Inventor
Tsuinmaa Erunsuto
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KUKA Systems GmbH
Original Assignee
KUKA Schweissanlagen und Roboter GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by KUKA Schweissanlagen und Roboter GmbH filed Critical KUKA Schweissanlagen und Roboter GmbH
Publication of JPS5721297A publication Critical patent/JPS5721297A/en
Publication of JPS6119397B2 publication Critical patent/JPS6119397B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は機械、装置、マニプレータ及び類似の
ものの、旋回可能に支承された構成部分のための
遊びなしの旋回駆動装置であつて、ねじり弾性を
有する駆動軸上に、相互に距離を置いた2つの駆
動ピニオンが互いにプレロードをかけられて配置
されており、この各駆動ピニオンにそれぞれ一つ
の減速伝動装置が配属されており、この各減速伝
動装置が、前記駆動軸に対して同軸的に支承され
かつ前記構成部分に結合された被駆動車を有して
いる形式のものに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention is a play-free swivel drive for swivelingly mounted components of machines, devices, manipulators and the like, which comprises a torsionally resilient drive shaft; Two drive pinions at a distance from one another are arranged preloaded with respect to each other, each drive pinion being assigned a reduction gear, each reduction gear being connected to the drive shaft. The invention relates to a type having a driven wheel coaxially supported thereon and connected to said component.

公知形式のマニプレータにおいては、いわゆる
機械的なハンドが大きな空間範囲内で三次元で可
及的に正確に作動して、予めプログラムされた空
間上の地点で所定の作業を行なうようにすること
が重要である。この場合基礎フレームに、垂直軸
線を中心に回転可能な回転台が配設されており、
この回転台に水平軸線を中心に旋回可能な駆動ア
ームが支承されており、更にこの駆動アーム自体
はやはり水平軸線で支承されているジブを保持し
ており、このジブの端部に、それ自体も多次元的
に回転又は旋回可能である機械的ハンドが配置さ
れている。上記のような構造体によつて、旋回軸
線の最大旋回範囲内のあらゆる空間地点が自動的
に制御され得る。
In known types of manipulators, so-called mechanical hands operate as precisely as possible in three dimensions within a large spatial area to carry out a predetermined task at a preprogrammed spatial point. is important. In this case, the basic frame is equipped with a turntable that can be rotated around a vertical axis.
A drive arm pivotable about a horizontal axis is supported on this rotary table, and this drive arm itself carries a jib, which is also supported about a horizontal axis; A mechanical hand is also provided which can rotate or pivot in multiple dimensions. With a structure as described above, any spatial point within the maximum swivel range of the swivel axis can be automatically controlled.

上記の先行技術においてはマニプレータの総て
の旋回軸にそれぞれ独自の駆動装置が配設されて
いる。そして駆動モータの最適の回転モーメント
を利用するために、適切な伝動装置を用いて駆動
回転数を著しく減速せしめることが必要とされ
る。
In the above-mentioned prior art, each of the pivot shafts of the manipulator is provided with its own drive device. In order to make use of the optimal torque of the drive motor, it is then necessary to significantly reduce the drive speed using a suitable transmission.

この場合、減速伝動装置の個々の駆動車を駆動
すべき部分に、該部分の旋回軸線に関して同軸的
に結合すると有利であることが判明している。
In this case, it has proven advantageous to connect the individual drive wheels of the reduction gear to the part to be driven coaxially with respect to the pivot axis of this part.

しかしマニプレータは、規定の目標点に向けて
極めて正確に操作され得て初めて実際の使用にお
いて有効なものである。公知の各マニプレータに
おいては、用いられている伝動装置内に設けられ
ている遊びが、ジブの長さ範囲が大きいために著
しく増大されて伝達されてしまいその結果機械的
ハンドがこの伝達比に対応したばらつき範囲内で
目標物に達してしまうので、上記の条件を完全に
は満たし得ていない。特に駆動される部分が回転
振動的に、場合によつてはその旋回位置の死点を
越えてまで運動しなければならないような場合、
上記の操作不正確さは顕著なものとなる。
However, manipulators are only effective in practical use if they can be manipulated with great precision towards a defined target point. In known manipulators, the play provided in the transmission used is significantly increased due to the large length range of the jib, so that the mechanical hand cannot cope with this transmission ratio. Since the target object is reached within the specified variation range, the above conditions cannot be completely satisfied. In particular, if the driven part has to move rotationally and vibrably, possibly even beyond the dead center of its swiveling position,
The operational inaccuracy described above becomes significant.

それ故に本発明の課題は、例えばマニプレータ
においての旋回駆動装置の構造を改良して、通常
的に減速伝動装置内に設けられる遊びが機械的ハ
ンドの作動正確さへ影響を与えないようにするこ
とである。それだけではなく構造上の費用を著し
く上げることなしに、機械的ハンドの一層正確な
目標操作が求められている。この課題はマニプレ
ータの機械部分の運動にのみ制限されるものでは
なく、例えば起重機又は武器技術における場合が
そうであるように、作動される機械部分を目標に
正確に操作することが重要であるような他の機械
の場合にも及んでいる。しかしマニプレータを例
とした場合に本発明の主旨は特に明確に説明され
得るものである。
It is therefore an object of the present invention to improve the construction of a swivel drive, for example in a manipulator, in such a way that the play normally provided in the reduction gear does not influence the accuracy of the operation of the mechanical hand. It is. Moreover, there is a need for more precise targeting of mechanical hands without significantly increasing construction costs. This problem is not limited only to the movement of the mechanical parts of the manipulator, but it is also important to target and precisely manipulate the activated mechanical parts, as is the case, for example, in hoists or weapons technology. This also applies to other machines. However, the gist of the present invention can be particularly clearly explained using a manipulator as an example.

冒頭に述べた先行技術から出発して本発明の特
徴は、旋回可能又は回転振動的に運動可能な前記
構成部分の駆動において、全体の伝動遊びを除く
ために前記の両被駆動車が、前記駆動軸に所望の
ねじり弾性的なプレロードが形成されるまで緊張
可能であり、しかもその緊張位置で前記の駆動さ
れるべき構成部分に固定又は支持されることであ
る。
Departing from the prior art mentioned at the outset, it is a feature of the invention that, in the drive of the pivotable or rotary-oscillatory movable component, the two driven vehicles are arranged in such a way as to eliminate overall transmission play. It is possible to tension the drive shaft until the desired torsionally elastic prestress is created, and in the tensioned position it is fixed or supported on the component to be driven.

本発明によれば伝動系の分岐形成及び該伝動系
内にある遊びが考慮されており、この両方の伝動
系に、駆動される機械部分に相対してかつ向かい
合つてねじり弾性的なプレロードがかけられてい
ることによつて、前記の遊びが除かれ延いては
個々の機械部分の一層正確な運動が可能となつて
いる。被駆動車と作動される機械部分とが固定結
合されていることによつて、この伝動系のねじり
弾性的なプレロードが作動される機械部分で保持
され得る。他方では駆動軸の変形におけるこのプ
レロードによつて、どちらへの回転方向において
も駆動軸の両駆動ピニオンが該駆動ピニオンに所
属する伝動部材に遊びなしに当接せしめられるよ
うになつている。
According to the invention, the bifurcation of the transmission system and the play within it are taken into account, both transmission systems being provided with a torsionally elastic prestress relative to and opposite the driven machine part. By virtue of the suspension, this play is eliminated and a more precise movement of the individual machine parts is therefore possible. Due to the fixed connection between the driven vehicle and the actuated machine part, the torsionally elastic prestress of this transmission system can be maintained in the actuated machine part. On the other hand, this prestress in the deformation of the drive shaft causes the two drive pinions of the drive shaft to rest without play on the transmission elements associated with the drive shaft in either direction of rotation.

回転駆動装置における伝動遊びを伝達範囲又は
被駆動範囲内での軸のねじり弾性的な変形部分を
介することによつて除くことは既に公知である
(雑誌“Metall”23/1969、12、1289−1295及び
オーストリア特許第189−469号明細書)しかしこ
の公知の構造では上述の課題は解決されておら
ず、何故なら全伝動遊びのほんの1部分だけか
(オーストリア特許第189−469号明細書)又は2
つの伝動系の遊びが相異なつて(前記雑誌
“Metall”)補償されるだけだからである。上記の
公知構造を本発明の旋回駆動装置に適用すること
は不可能であるが、それは必要な減速量も得られ
ずまた駆動及び被駆動軸の同軸性も得られないか
らである。
It is already known to eliminate transmission play in rotary drives by means of torsionally elastic deformations of the shaft in the transmission or driven range (Magazine "Metall" 23/1969, 12, 1289-- 1295 and Austrian Patent No. 189-469) However, this known construction does not solve the above-mentioned problem, since only a small part of the total transmission play (Austrian Patent No. 189-469) or 2
This is because the play in the two transmission systems is only compensated for differently (see "Metall"). It is impossible to apply the above-mentioned known structure to the swing drive device of the present invention, since neither the necessary deceleration amount nor the coaxiality of the driving and driven shafts can be obtained.

本発明の有利な実施態様は特許請求の範囲第2
項乃至第7項に記載したとおりである。
Advantageous embodiments of the invention are defined in the second patent claim.
As described in items 7 to 7.

次に図示の実施例につき本発明を説明する。 The invention will now be explained with reference to the illustrated embodiment.

第1図には、本発明の構成を有利に適用可能で
ある個々の被駆動部材の軸線の数と位置とを明記
するためにマニプレータが図示されている。
In FIG. 1, a manipulator is illustrated in order to specify the number and position of the axes of the individual driven members to which the arrangement of the invention can be advantageously applied.

床に固定された基礎フレーム1にはいわゆる回
転台2が垂直な旋回軸線3を中心に旋回可能に支
承されている。この回転台2は駆動モータ4によ
つて旋回軸線3を中心に回転され、この回転方向
は変更可能である。回転台2には駆動アーム5が
旋回軸線6上で回転振動式に旋回するように支承
されており、この駆動アーム5の旋回運動はモー
タ7によつて生ぜしめられる。旋回軸線6は水平
である。駆動アーム5の重量とそれに配設された
部材の重量とは略示されたバランスウエート8に
よつて相殺されている。
A so-called rotary table 2 is supported on a base frame 1 fixed to the floor so as to be pivotable about a vertical pivot axis 3. This rotary table 2 is rotated about a pivot axis 3 by a drive motor 4, and the direction of rotation can be changed. A drive arm 5 is mounted on the rotary table 2 in such a way that it can pivot in a rotary oscillatory manner on a pivot axis 6 , the pivoting movement of the drive arm 5 being produced by a motor 7 . The pivot axis 6 is horizontal. The weight of the drive arm 5 and the weight of the components arranged thereon are balanced out by a schematically illustrated balance weight 8.

駆動アーム5の自由端部にはジブ9が旋回軸線
10を中心として支承されている。ジブ9の旋回
運動は駆動モータ11によつて生ぜしめられる。
この旋回アームとしてのジブ9は著しく側方に突
出しており、その自由端部に、任意の形の工具が
備えつけられる所謂マジツクハンド13が保持さ
れている。例えばこのハンド13はジブ軸線12
を中心として往復回転可能に設けられている。第
1図の実施例ではこのハンド13がコーナ部材1
5と、該コーナ部材に接続された保持アーム17
と、接続部材18とを有しており、それによつて
ジブ軸線12、旋回軸線16と19を中心とした
回転運動が行なわれる。
A jib 9 is supported at the free end of the drive arm 5 about a pivot axis 10 . The pivoting movement of the jib 9 is produced by a drive motor 11.
This pivoting arm 9 projects significantly laterally and holds at its free end a so-called magic hand 13, which can be equipped with a tool of any desired shape. For example, this hand 13 is the jib axis 12
It is provided so that it can rotate reciprocally around the center. In the embodiment shown in FIG. 1, this hand 13 is the corner member 1.
5 and a holding arm 17 connected to the corner member.
and a connecting member 18, by means of which rotational movement about the jib axis 12 and the pivot axes 16 and 19 takes place.

旋回軸線10の場合で最も明確に例解されるよ
うに、ジブ9の運動を可能ならしめるためにこの
部分に設けられている伝動遊びがハンド13の範
囲に著しく増大されて伝達され、それによつて公
知マニプレータの機械的な不正確さが生じてしま
う。
As is most clearly illustrated in the case of the pivot axis 10, the transmission play provided in this part to enable the movement of the jib 9 is transmitted to the area of the hand 13 in a significantly increased manner, thereby This leads to mechanical inaccuracies in known manipulators.

上記の伝動遊びを除くことができれば、ハンド
13の操作正確さはずつと良好になるであろう。
この問題はジブ9においてだけでなく他の多くの
旋回軸線においても同じである。更にこの問題は
マニプレータに限定されるものでもない。例えば
周知のように、ラツクが油圧シリンダによつてピ
ニオンの歯に押付けられているラツク・ピニオン
駆動装置などであり、この場合変速度合いの大き
さは当然限られたものである。続いて、上記の伝
動遊びを取除いて作動される部分のより正確な操
作を可能とするための本発明の実施例を各図面で
示す。
If the above transmission play can be eliminated, the accuracy of operation of the hand 13 will gradually improve.
This problem is the same not only in the jib 9 but also in many other pivot axes. Furthermore, this problem is not limited to manipulators. For example, as is known, there are rack and pinion drives in which the rack is pressed against the teeth of a pinion by a hydraulic cylinder, in which case the magnitude of the speed change is naturally limited. Subsequently, embodiments of the present invention for eliminating the above-mentioned transmission play and enabling more accurate operation of the actuated parts are shown in the drawings.

第2図の例には旋回軸線10を通る断面図が示
され、該旋回軸線10上にジブ9が支承されてい
る。駆動モータ11によつて、例えば歯付Vベル
ト装置である遊びのない伝動装置23を介して、
ねじり弾性を有する材料から成る駆動軸24が駆
動される。駆動軸24の両端部には駆動ピニオン
25,26が設けられており、該駆動ピニオン2
5,26が駆動軸24の回転モーメントを分岐さ
せながら減速伝動装置27,28(略示されてい
る)を介して被駆動車29,30に伝達し、該被
駆動車29,30はジブ9に固定結合されてい
る。減速伝動装置27,28は例えば遊星歯車装
置やサイクロ伝動装置(転動伝動装置)などの任
意の形式のものでよい。被駆動車29,30がジ
ブ9と不動に固く結合されていると、伝動遊びは
完全に作用してしまう。しかし図示の実施例で
は、被駆動車29,30の少なくとも1つがジブ
9に対してねじり弾性的に緊張されている。この
目的のために、相応する被駆動車29,30をジ
ブ9内に回転可能に配置してかつ回動止め部材を
設け、この回動止め部材によつて伝動装置内の遊
びが除かれ得るようにすると有利である。第2図
の例では、上記の緊張作用を生ぜしめる働きをす
る締付け部材31が略示されている。この締付け
部材31は種々異なる形式のものでよい。
The example in FIG. 2 shows a sectional view through the pivot axis 10, on which the jib 9 is supported. By means of the drive motor 11, via a play-free transmission 23, for example a toothed V-belt arrangement,
A drive shaft 24 made of a material having torsional elasticity is driven. Drive pinions 25 and 26 are provided at both ends of the drive shaft 24.
5 and 26 branch the rotational moment of the drive shaft 24 and transmit it to the driven wheels 29 and 30 via the reduction gears 27 and 28 (schematically shown), and the driven wheels 29 and 30 are connected to the jib 9. is fixedly coupled to. The reduction gears 27, 28 may be of any type, such as a planetary gear or a cyclo transmission (rolling gear). If the driven wheels 29, 30 are rigidly and immovably connected to the jib 9, the transmission play becomes completely effective. However, in the exemplary embodiment shown, at least one of the driven wheels 29, 30 is torsionally tensioned against the jib 9. For this purpose, the corresponding driven wheels 29, 30 are rotatably arranged in the jib 9 and provided with a rotation stop, by means of which play in the transmission can be eliminated. It is advantageous to do so. In the example of FIG. 2, a clamping member 31 is shown schematically which serves to produce the tensioning effect described above. This clamping element 31 can be of different types.

上記のような締付け部材の1変化例が第3図に
示されており、それによれば個々の被駆動車2
9,30のボス32の端面に横溝33が設けられ
ており、該横溝33内に錠止部材34が係合して
おり、該錠止部材の両端はボス32から突出して
いる。この錠止部材34の突出した端部に対して
締付けねじ36が位置決めされており、該締付け
ねじ36はねじ山付スリーブ35を介してジブ9
に支持されかつ対応ナツト37によつて所定の調
整位置に保たれている。締付けねじ36を適当に
ねじしめすることによつて個々の被駆動車29,
30のボス32を、第2図の伝動系内にある遊び
が除かれるまでそのボス32の軸線を中心に回動
させることが可能である。ボス32が回動するこ
とによつて、第2図の駆動軸24にねじり弾性的
な負荷がかかる。この結果、駆動軸24の上に配
設された両方の駆動ピニオン25,26が減速伝
動装置27,28の、該ピニオンと相関関係にあ
る部材に同じ程度で接触せしめられ、こうしてジ
ブ9が軸線10を中心にして遊びなしに旋回する
ことが可能となる。
An example of a variation of the above-mentioned tightening member is shown in FIG.
A lateral groove 33 is provided on the end surface of the bosses 32 of 9 and 30, a locking member 34 is engaged in the lateral groove 33, and both ends of the locking member protrude from the boss 32. A clamping screw 36 is positioned against the projecting end of this locking member 34, which clamping screw 36 is inserted into the jib 9 through a threaded sleeve 35.
and is held in a predetermined adjusted position by a mating nut 37. By appropriately tightening the tightening screws 36, the individual driven wheels 29,
30 can be rotated about its axis until the play in the transmission system of FIG. 2 is removed. As the boss 32 rotates, a torsional elastic load is applied to the drive shaft 24 shown in FIG. 2. As a result of this, both drive pinions 25, 26 arranged on the drive shaft 24 are brought into contact to the same degree with the associated parts of the reduction gears 27, 28, so that the jib 9 is aligned with the axis. It becomes possible to turn around 10 without any play.

上記の締付け部材は異ならせて形成されていて
もよいことは明白であり、故に本発明は図示の実
施例に限定されるものではない。
It is clear that the clamping elements described above may also be designed differently, so that the invention is not limited to the illustrated embodiment.

上記の支承及び伝動形式は本発明によるマニプ
レータの全ての軸に適用可能であり、また第1図
の駆動モータ20,21,22によつて駆動され
ている各部分を有する機械的なハンド13の小さ
な各軸にも適用可能である。
The above-mentioned bearing and transmission types are applicable to all axes of the manipulator according to the invention, and also to the mechanical hand 13 having its parts driven by drive motors 20, 21, 22 of FIG. It can also be applied to small axes.

支承形式に関しては、被駆動車29,30が一
方ではその緊張作用によつてジブ9の孔内に案内
されており他方では適当な支承部材を介して駆動
アーム5に支承されているので、前記被駆動車2
9,30が極めて安価に二重の機能を引き受けて
いることは有意義である。従つてジブ9が、該ジ
ブを実際に保持している駆動アーム5に高価な支
承部材によつて直接案内されている必要はなくな
る。
Regarding the type of support, the driven wheels 29, 30 are guided on the one hand by their tensioning action into the bore of the jib 9, and on the other hand are supported on the drive arm 5 via suitable bearing elements, so that Driven vehicle 2
It is significant that 9,30 performs dual functions at a very low cost. There is therefore no need for the jib 9 to be guided directly by an expensive bearing on the drive arm 5 which actually holds it.

第1図の旋回軸線10に関しての第2図及び第
3図による構成が、第1図の旋回軸線3の支承に
関してそのまま適用はできないことは明らかであ
る。このため第4図には第1図の下側部分にほぼ
対応した変化実施例が示されている。この例では
基礎フレーム1内で回転台2の垂直な軸線3が両
方向旋回可能に案内されている。回転台2は駆動
モータ2によつて、やはり歯付Vベルト装置とし
て構成可能な遊びのない伝動装置40を介して駆
動される。
It is clear that the arrangement according to FIGS. 2 and 3 with respect to the pivot axis 10 of FIG. 1 cannot be directly applied to the support of the pivot axis 3 of FIG. For this purpose, FIG. 4 shows a modified embodiment which corresponds essentially to the lower part of FIG. In this example, the vertical axis 3 of the turntable 2 is guided in the base frame 1 so as to be pivotable in both directions. The rotary table 2 is driven by the drive motor 2 via a play-free transmission 40, which can also be constructed as a toothed V-belt arrangement.

基礎フレーム1内に支承されている部分は例え
ば、軸受38に回転可能に案内されているフラン
ジ39である。このフランジ39に回転台2又は
他の機械部分が固定的に結合されている。フラン
ジ39は第4図の例ではフオーク状に構成されて
おり、それによつて屈曲ウエブ44が形成され、
このウエブ44を介して被駆動車43,43aが
相対して緊張されている。屈曲ウエブ44とフラ
ンジ39との側方に減速伝動装置42,42aと
それに付属した被駆動車43,43aとが設置さ
れている。ねじり弾性的な締付け部材は錠止部材
34として示されている。重要な点は、一方の伝
動系が他方の伝動系に対してねじり弾性的に緊張
されており、この緊張部材がフランジ39に支持
されており、それによつて駆動系4,40,41
と駆動系43,39との間で遊びが生じないこと
が保証されている点である。
The part supported in the basic frame 1 is, for example, a flange 39 that is rotatably guided in a bearing 38 . The turntable 2 or other machine parts are fixedly connected to this flange 39. The flange 39 is of fork-like construction in the example of FIG. 4, thereby forming a bent web 44;
The driven vehicles 43, 43a are tensioned relative to each other via this web 44. Reduction transmissions 42, 42a and driven wheels 43, 43a attached thereto are installed on the sides of the bent web 44 and flange 39. The torsionally resilient clamping member is shown as locking member 34. The important point is that one transmission system is torsionally elastically tensioned with respect to the other transmission system, and this tensioning element is supported on the flange 39, so that the drive system 4, 40, 41
This is because it is guaranteed that no play will occur between the drive system 43 and the drive system 43, 39.

この変化形に基づいて、ある減速伝動装置が被
駆動部分に対して遊びを伴わないように保証し、
延いては例えばその被駆動部分の位置が不安定だ
つたり中立的だつたりする場合でもその作動を十
分に正確なものにすることを目的として多様な構
造上の実施態様が可能である。
Based on this variant, it is ensured that a certain reduction gear has no play with respect to the driven part,
In addition, various constructional embodiments are possible with the aim of making its operation sufficiently precise, even if the position of its driven part is unstable or neutral, for example.

第5図には第2図の例に対する変化形が示され
ており、この場合伝動装置23が伝動系25,2
7と伝動系26,28との間のねじり弾性的な駆
動軸24の幾可学的な中央に作用せしめられ、そ
れによつて伝動装置23が駆動軸24の中立的な
区分範囲を駆動せしめるので駆動軸24のねじり
作用は全く損なわれないが損なわれても僅かであ
り、有利である。しかしこの場合も駆動軸24の
ばね弾性的な長さ部分は同一に保たれている。こ
の場合の幾何学的な中央部分とは、一方のねじれ
プレロードが、反対方向へ向けられた他方のねじ
れプレロードに移行する個所を意味する。設定寸
法の違いによつては、本発明で定義されている幾
何学的中央が、図面上で両方の伝動系の間に示さ
れている中央と一致していなくてもよい。
FIG. 5 shows a variant of the example in FIG.
7 and the transmission system 26, 28, so that the transmission 23 drives a neutral section of the drive shaft 24. Advantageously, the torsional action of the drive shaft 24 is not impaired at all, but only slightly. However, in this case as well, the spring-elastic length of the drive shaft 24 remains the same. The geometrical central part in this case means the point where one torsional preload transitions into the other torsional preload directed in the opposite direction. Due to the different set dimensions, the geometrical center defined in the invention may not correspond to the center shown between the two transmission systems in the drawing.

ある一方の回転方向において駆動モーメントが
駆動軸24の一方の半部のプレロードに重畳す
る。この回転モーメントの伝達に関与していない
方の別の半部はこれと反対に、遊びを防ぐ程度の
残余プレロードを保持しながら1部分弛緩され、
これによつて摩擦が減少される。回転方向が変向
されるとこのプレロードのかかつた駆動軸24が
遊び補償作用を保ちながらまずその当初のプレロ
ード状態に戻り、続いてこの回転方向変向による
反対方向へのプレロードの重畳作用が始まる。上
記の方法によつて両回転方向で同一のねじり応力
又は重畳作用が得られる。この結果回転方向変向
の際の個有振動や振動特性に種々の違いが生じる
ことはなくなる。
In one direction of rotation, a drive moment is superimposed on the preload of one half of the drive shaft 24 . The other half, which does not take part in the transmission of this rotational moment, is, on the contrary, partially relaxed, retaining a residual preload sufficient to prevent play;
This reduces friction. When the rotational direction is changed, the preloaded drive shaft 24 first returns to its initial preloaded state while maintaining the play compensation function, and then the superimposition of preload in the opposite direction due to the rotational direction change begins. . The method described above provides the same torsional stress or superimposed effect in both directions of rotation. As a result, various differences in individual vibrations and vibration characteristics do not occur when changing the direction of rotation.

第6図には、駆動装置(伝動装置40)が伝動
系42,42aの外側に位置していても、ねじり
弾性的な駆動軸装置41の幾何学的な中央に作用
を加え得る例が示されている。この場合駆動軸装
置41は数部分から形成されている。即ちこの駆
動軸41の片側は中空軸45として形成されてお
り、この中空軸45を通つて、幾何学的中央範囲
内でスプライン結合部47を介して中空軸45と
結合されている駆動軸46が係合している。駆動
軸46の更に延びる軸部分51の端部は同様にス
プライン結合部52を介して伝動系42の駆動ピ
ニオン53と結合されている。中空軸45と駆動
ピニオン54とで1つの構成ユニツトを形成して
いてもよい。この構成で重要なのは、中空軸45
と軸部分51とのねじり弾性をほぼ同じ大きさに
することであり、それは計算可能な横断面の形成
によつて容易に可能である。軸受55は主に駆動
軸46上に支承されながら作用し、中空軸45が
駆動軸46に対して相対的なねじり弾性的変形を
行なうことを可能ならしめている。
FIG. 6 shows an example in which the drive device (transmission device 40) can act on the geometrical center of the torsionally elastic drive shaft device 41 even if it is located outside the transmission systems 42, 42a. has been done. In this case, the drive shaft arrangement 41 is formed from several parts. That is, one side of this drive shaft 41 is designed as a hollow shaft 45 through which a drive shaft 46 is connected to the hollow shaft 45 via a spline connection 47 in the geometrical central region. is engaged. The end of the further extending shaft section 51 of the drive shaft 46 is likewise connected via a spline connection 52 to a drive pinion 53 of the transmission system 42 . The hollow shaft 45 and the drive pinion 54 may also form one component. What is important in this configuration is the hollow shaft 45
The purpose is to make the torsional elasticity of the shaft portion 51 and the shaft portion 51 approximately the same, which is easily possible by forming a calculable cross section. The bearing 55 mainly functions while being supported on the drive shaft 46, allowing the hollow shaft 45 to undergo torsional elastic deformation relative to the drive shaft 46.

第7図は第2図の例の更に別の変化例で、駆動
装置(伝動装置23)は同様に伝動系25,27
又は26,28の外側に位置している。駆動軸2
4はほぼ同じ長さの2つの中空軸56,57に分
けられている。駆動軸58が一方に延びており伝
動系25,27と伝動系26,28との幾何学的
な中央まで達しており、そこでスプライン結合部
59を介して中空軸56,57の両方の内側端部
を結合している。軸受60は第6図の軸受55と
同じ機能を有している。駆動ピニオン25,26
はそれに所属する中空軸56,57と共に1つの
構成ユニツトを形成してもよい。この場合も重要
な点は中空軸56,57のねじり弾性を同じ大き
さにすることである。
FIG. 7 shows yet another modification of the example shown in FIG.
Or located outside 26, 28. Drive shaft 2
4 is divided into two hollow shafts 56 and 57 of approximately the same length. A drive shaft 58 extends on one side and reaches the geometrical center of the transmission systems 25, 27 and 26, 28, where it connects via a spline connection 59 to the two inner ends of the hollow shafts 56, 57. The parts are combined. Bearing 60 has the same function as bearing 55 in FIG. Drive pinion 25, 26
together with the hollow shafts 56, 57 associated therewith may form a component. In this case as well, the important point is to make the torsional elasticity of the hollow shafts 56 and 57 the same.

本発明による構成可能性は上述の各実施例が全
てでは当然ない。例えば個々の旋回軸用に、その
都度の構造に有利な駆動装置ユニツトを使用する
ことによつて各バリエーシヨンを互いに組み合わ
せることができる。
Of course, the configuration possibilities according to the present invention are not limited to the above-mentioned embodiments. For example, the variants can be combined with each other by using drive units suitable for the respective design for the individual pivot axes.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

図面は本発明の複数の実施例を示すものであつ
て、第1図はマニプレータの側面図、第2図は第
1図の矢印A方向で見たマニプレータのヒンジ部
分の断面図、第3図は第2図の−線に沿つた
横断面図、第4図は本発明の旋回駆動装置の1変
化実施例を備えたマニプレータの基礎フレームの
垂直方向断面図、第5図は第2図による駆動装置
の変化実施例、第6図は第4図に対する変化形で
のねじり弾性的な駆動軸の断面図、第7図は第2
図に対する変化形でのねじり弾性的な駆動軸の断
面図である。 1……基礎フレーム、2……回転台、3……垂
直な旋回軸線、4,7,11,20,21,22
……駆動モータ、5……駆動アーム、6,10,
16,19……旋回軸線、8……バランスウエー
ト、9……ジブ、12……ジブ軸線、13……ハ
ンド、15……コーナ部材、17……保持アー
ム、18……接続部材、23,40……伝動装
置、24,46,58……駆動軸、25,26,
53,54……駆動ピニオン、27,28,4
2,42a……減速伝動装置、29,30,4
3,43a……被駆動車、31……締付け部材、
32……ボス、33……横溝、34……錠止部
材、35……ねじ山付スリーブ、36……締付け
ねじ、37……対応ナツト、38,55,60…
…軸受、39……フランジ、41……駆動軸装
置、44……屈曲ウエブ、45,56,57……
中空軸、47,52,59……スプライン結合
部、51……軸部分。
The drawings show a plurality of embodiments of the present invention, in which Fig. 1 is a side view of the manipulator, Fig. 2 is a sectional view of the hinge portion of the manipulator seen in the direction of arrow A in Fig. 1, and Fig. 3 is a side view of the manipulator. 2 is a cross-sectional view along the line - -, FIG. 4 is a vertical sectional view of the basic frame of a manipulator with a variant embodiment of the swivel drive according to the invention, and FIG. 5 is according to FIG. Embodiment of variation of the drive device, FIG. 6 is a sectional view of a torsionally elastic drive shaft in a variation from FIG. 4, and FIG.
FIG. 3 is a sectional view of a torsionally elastic drive shaft in a variant of the figure; 1... Foundation frame, 2... Rotating table, 3... Vertical rotation axis, 4, 7, 11, 20, 21, 22
... Drive motor, 5 ... Drive arm, 6, 10,
16, 19... Rotating axis line, 8... Balance weight, 9... Jib, 12... Jib axis line, 13... Hand, 15... Corner member, 17... Holding arm, 18... Connection member, 23, 40... Transmission device, 24, 46, 58... Drive shaft, 25, 26,
53, 54... Drive pinion, 27, 28, 4
2, 42a... Reduction transmission device, 29, 30, 4
3, 43a... Driven vehicle, 31... Tightening member,
32... Boss, 33... Horizontal groove, 34... Locking member, 35... Threaded sleeve, 36... Tightening screw, 37... Compatible nut, 38, 55, 60...
... bearing, 39 ... flange, 41 ... drive shaft device, 44 ... bending web, 45, 56, 57 ...
Hollow shaft, 47, 52, 59... Spline joint portion, 51... Shaft portion.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 機械、装置、マニプレータ及び類似のもの
の、旋回可能に支承された構成部分のための遊び
なしの旋回駆動装置であつて、ねじり弾性を有す
る駆動軸24,41上に、相互に距離を置いた2
つの駆動ピニオン25,26が互いにプレロード
をかけられて配置されており、この各駆動ピニオ
ン25,26にそれぞれ1つの減速伝動装置2
7,28が配属されており、この各減速伝動装置
27,28が、前記駆動軸24,41に対して同
軸的に支承されかつ前記構成部分に結合された被
駆動車29,30を有している形式のものにおい
て、旋回可能又は回転振動的に運動可能な前記構
成部分の駆動において、全体の伝動遊びを除くた
めに前記の両被駆動車29,30が、前記駆動軸
24に所望のねじり弾性的なプレロードが形成さ
れるまで緊張可能であり、しかもその緊張位置で
前記の駆動されるべき構成部分9に固定又は支持
されることを特徴とする、旋回可能に支承された
機械部分用の旋回駆動装置。 2 個々の被駆動車29,30が、駆動されるべ
き機械部分9内に回転可能に配置されておりか
つ、当該機械部分9に支持された締付け部材31
によつて該部分9に対して回動不能に負荷され得
る、特許請求の範囲第1項記載の旋回駆動装置。 3 被駆動車29,30のボス32内に、該被駆
動車29,30の軸線10に対して直角にかつ距
離を置いて延びる溝33が設けられており、この
溝33内に、両側で突出した錠止部材34が係合
しており、該錠止部材34の両端範囲に対して2
つの締付け調整ねじ36が作用している、特許請
求の範囲第2項記載の旋回駆動装置。 4 駆動部材が直接に又は伝動装置23を介し
て、両方の伝動系25,27又は26,28の間
のねじり弾性的な駆動軸24の幾可学的な中央に
作用する、特許請求の範囲第1項記載の旋回駆動
装置。 5 駆動軸24,41が幾何学的な中央の範囲内
で分割して形成されており、この分割部分がこの
範囲内で互いに回動不能に接続されている、特許
請求の範囲第4項記載の旋回駆動装置。 6 駆動軸41の少なくとも片側が中空軸45と
して形成されており、幾何学的な中央の範囲内で
該中空軸45と回動不能に結合されている駆動軸
46が当該中空軸45を貫通している、特許請求
の範囲第5項記載の旋回駆動装置。 7 駆動軸24,41の両方の部分45,51,
56,57が、同一のねじり弾性を形成するよう
に規定された横断面形状を有している、特許請求
の範囲第5項記載の旋回駆動装置。
Claims: 1. A swiveling drive without play for swivelingly mounted components of machines, devices, manipulators and the like, on a torsionally elastic drive shaft 24, 41; distanced from each other 2
Two drive pinions 25, 26 are arranged prestressed with respect to each other, each drive pinion 25, 26 having one reduction gear 2 in each case.
7, 28 are assigned, each reduction gear 27, 28 having a driven wheel 29, 30 coaxially supported on the drive shaft 24, 41 and connected to the component. In the drive of the pivotable or rotary-oscillatory movable component, the two driven wheels 29, 30 are provided with the desired drive shaft 24 in order to eliminate overall transmission play. For a pivotably mounted machine part, characterized in that it can be tensioned until a torsionally elastic prestress is created, and in the tensioned position it is fixed or supported on the component 9 to be driven. swing drive device. 2. The individual driven wheels 29, 30 are rotatably arranged in the machine part 9 to be driven and the clamping member 31 is supported on the machine part 9.
2. A swing drive according to claim 1, wherein said part 9 can be non-rotatably loaded by a swivel drive. 3. A groove 33 is provided in the boss 32 of the driven wheels 29, 30, which extends perpendicularly and at a distance from the axis 10 of the driven wheels 29, 30, and in this groove 33, grooves 33 are provided on both sides. A protruding locking member 34 is engaged, and 2
3. A swing drive according to claim 2, in which two tightening adjustment screws act. 4. Claims in which the drive element acts directly or via the transmission 23 on the geometric center of the torsionally elastic drive shaft 24 between the two transmission systems 25, 27 or 26, 28 The swing drive device according to item 1. 5. The driving shafts 24, 41 are formed by being divided within a geometric center range, and the divided parts are connected to each other in a non-rotatable manner within this range. swing drive device. 6. At least one side of the drive shaft 41 is formed as a hollow shaft 45, and a drive shaft 46, which is unrotatably coupled to the hollow shaft 45 within the geometric center area, passes through the hollow shaft 45. A swing drive device according to claim 5, which comprises: 7 Both parts 45, 51 of drive shaft 24, 41,
6. The swing drive device according to claim 5, wherein the swing drive device 56 and 57 have cross-sectional shapes defined so as to form the same torsional elasticity.
JP8120281A 1980-05-29 1981-05-29 Turning driving device for mechanical section supported in rotatable shape Granted JPS5721297A (en)

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DE3020378 1980-05-29

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JPS5721297A JPS5721297A (en) 1982-02-03
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US20230226683A1 (en) 2020-06-17 2023-07-20 Fanuc Corporation Robot device

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