JPS6186159A - Hand-neck device of industrial robot - Google Patents

Hand-neck device of industrial robot

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Publication number
JPS6186159A
JPS6186159A JP20300884A JP20300884A JPS6186159A JP S6186159 A JPS6186159 A JP S6186159A JP 20300884 A JP20300884 A JP 20300884A JP 20300884 A JP20300884 A JP 20300884A JP S6186159 A JPS6186159 A JP S6186159A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wrist
input
housing
rotational
axis
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP20300884A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Seiichiro Nakajima
中島 清一郎
Kenichi Toyoda
豊田 賢一
Nobutoshi Torii
信利 鳥居
Akira Nihei
亮 二瓶
Hitoshi Mizuno
均 水野
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.)
Fanuc Corp
Original Assignee
Fanuc Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fanuc Corp filed Critical Fanuc Corp
Priority to JP20300884A priority Critical patent/JPS6186159A/en
Publication of JPS6186159A publication Critical patent/JPS6186159A/en
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Abstract

PURPOSE:To permit an output end to perform desired hand-neck action by a combination of rotary movements, by obtaining three concentric rotary inputs to input ends and generating the rotary movements around three rotary axial centers including an axis diagonally crossing in one point. CONSTITUTION:The first hand-neck housing 16 receives the first rotary input rotating around the first axial center A. While the second hand-neck housing 18 receives the second rotary input via the first transmission gear mechanism 46, 48 and the first reduction gear 64, rotating around the second axial center B diagonally crossing with the first axial center A. Further a hand-neck output flange 30 receives the third rotary input via the second transmission gear mechanism 58, 62, third transmission gear mechanism 74, 78 and the second reduction gear 80, being able to rotate around the third axial center C passing through a crossing point of the first and the second axial centers A, B in relation to the second hand-neck housing 18. The end part of said hand-neck output flange 30 forms an output end 14.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は・工業用ロボットのロボットアーム先端に設け
られる手首装置に関し、特にロボットアームから伝達さ
れる3つの同心回転入力に従って3次元空間内で手首動
作する出力端を有した手首装置の内部構造に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to a wrist device provided at the tip of a robot arm of an industrial robot, and particularly to a wrist device that performs wrist motion in three-dimensional space according to three concentric rotational inputs transmitted from the robot arm. The present invention relates to an internal structure of a wrist device having an output end.

従来技術 工業用ロボットにおいて、ロボットアームを介して複数
の回転入力を手首部に導入し、その出力端に取付けたロ
ボットハンド又は種々の作業具を3次元空間内で所望の
ロボット動作をさせるようにした構成は従来から提供さ
れている。このような従来の工業用ロボットにおける手
首部は内部に複数組の歯車機構を備えることによって複
数の回転入力を組み合わせ、手首部出力端を3次元空間
内で手首動作させる構造を有し、その1例が特開昭53
−83265号公報に開示されている。すなわち、この
公開特許公報に開示された工業用ロボットの手首部は予
めロボットアームの後端で減速された3つの回転入力を
ロボットアームを介して手首部入力端に導入し手首部内
に設けられた傘歯車機構からなる3軸座標系の回転伝動
機構を介してロボットハンド装着部を半球面より大きな
球面上の各点で回動作動させ得るようにしており、上記
3軸座標系は互いに一点で交差する3つの回転軸心によ
って形成されている。
In conventional industrial robots, a plurality of rotational inputs are introduced into the wrist via the robot arm, and the robot hand or various work tools attached to the output end of the robot are made to perform desired robot movements in a three-dimensional space. This configuration has been provided in the past. The wrist in such conventional industrial robots has a structure in which multiple sets of gear mechanisms are provided internally to combine multiple rotational inputs and cause the wrist output end to perform wrist movements in three-dimensional space. An example is JP-A-53
It is disclosed in Japanese Patent No.-83265. That is, the wrist of the industrial robot disclosed in this patent publication is provided in the wrist by introducing three rotational inputs decelerated in advance at the rear end of the robot arm to the input end of the wrist via the robot arm. The robot hand attachment part can be rotated at each point on a spherical surface larger than a hemisphere through a rotational transmission mechanism with a 3-axis coordinate system consisting of a bevel gear mechanism, and the 3-axis coordinate system is connected to each other at one point. It is formed by three intersecting rotation axes.

解決しようとする問題点 然しなから、上述した公知の工業用ロボットの手首部の
構造においては、傘歯車機構に用いられているベベルギ
ヤの形状が複雑化すると共にこれら傘歯車機構の組立も
比較的困難であり、また傘歯車機構の機械的誤差が累積
して手首部出力端の動作精度に影響を及ぼす欠点があり
、これを解消し得る内部構造の改善が必要とされる。従
って本発明は斯る必要を満たす機械的構造と外部の負荷
荷重に対して充分な機械的剛性とを具備した内部構造を
存する工業用ロボットの手首装置を提供せんとするもの
である。
Problems to be Solved However, in the wrist structure of the above-mentioned known industrial robot, the shape of the bevel gear used in the bevel gear mechanism is complicated, and the assembly of these bevel gear mechanisms is relatively difficult. Moreover, there is a drawback that the mechanical errors of the bevel gear mechanism accumulate and affect the operational accuracy of the output end of the wrist portion, and there is a need for an improvement in the internal structure that can eliminate this problem. Accordingly, the present invention seeks to provide a wrist device for an industrial robot that has a mechanical structure that meets these needs and an internal structure that has sufficient mechanical rigidity to withstand external loads.

解決手段と作用 本発明にれば、ロボットアームから3つの回転入力が同
心に入力される入力端と、これら3つの回転入力に従っ
て3次元空間内で手首動作する出力端とを有し、上記出
力端にロボットハンド又は作業具が取付けられる工業用
ロボットの手首装置であって、第1の回転入力を受けて
第1の軸心まわりに回転する第1の手首ハウジングと、
第2の回転入力を第1の伝動歯車機構と第1の減速装置
とを経由して受け、前記第1の手首ハウジングに関して
前記第1の軸心と斜交する第2の軸心まゎりに回転する
第2の手首ハウジングと、第3の回転入力を第2.第3
の伝動歯車機構と第2の減速装置とを経由して受け、前
記の第2の手首ハウジングに関して前記第1.第2の軸
心の交点を通る第3の軸心まわりに回転する手首出力フ
ランジとを具備し、この手首出力フランジの端部を前記
出力端に形成した構造として、第1.第2.第3の伝動
歯車機構及び第1.第2の減速装置を2つの第1.第2
手首ハウジング内に内蔵したことにより、手首出力フラ
ンジの出力端に掛る外部負荷荷重を両減速装置で吸収し
、かつまた伝動歯車機構のバックラッシュ等による角度
伝達誤差をも減速装置で極小化させて出力端の動作精度
を高レベルに維持するものである。以下、本発明を添付
図面に示す実施例に基き詳細に説明する。
Solution and Effect According to the present invention, the robot arm has an input end into which three rotational inputs are concentrically input, and an output end through which the wrist moves in a three-dimensional space according to these three rotational inputs, A wrist device for an industrial robot having a robot hand or a work tool attached to an end thereof, the first wrist housing rotating around a first axis in response to a first rotational input;
A second rotational input is received via a first transmission gear mechanism and a first reduction gear, and is applied around a second axis obliquely intersecting the first axis with respect to the first wrist housing. A rotating second wrist housing and a third rotational input connected to the second wrist housing. Third
through a transmission gear mechanism and a second reduction gear; A wrist output flange that rotates around a third axis passing through an intersection of the second axis, and an end of the wrist output flange is formed at the output end. Second. The third transmission gear mechanism and the first transmission gear mechanism. The second speed reducer is connected to the two first speed reducers. Second
By incorporating it into the wrist housing, the external load applied to the output end of the wrist output flange is absorbed by both reduction gears, and the reduction gear also minimizes angular transmission errors due to backlash of the transmission gear mechanism. This is to maintain the operating accuracy of the output end at a high level. Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments shown in the accompanying drawings.

実施例 第1図は本発明による工業用ロボットの手首装置の実施
例における内部構造を示す縦断面図、また第2図は3つ
の回転入力系統を示す略示機構図である。
Embodiment FIG. 1 is a vertical sectional view showing the internal structure of an embodiment of the wrist device for an industrial robot according to the present invention, and FIG. 2 is a schematic mechanical diagram showing three rotational input systems.

第1図において、手首装置1oは一端に入力端12を有
し、この入力端12に後述の如くロボットアーム側から
3つの回転人力α、β、Tが入力される。また手首装置
10ば他の一端に出力端14を有し、この出力端14が
上記3つの回転人力α。
In FIG. 1, the wrist device 1o has an input end 12 at one end, into which three rotational human forces α, β, and T are input from the robot arm side as described later. Further, the wrist device 10 has an output end 14 at the other end, and this output end 14 receives the three rotating human forces α.

β、γに応じて3次元空間内で後述の如く手首動作する
と、この出力端14にボルトねじ等の取付手段によって
取付けられたロボットハンド(図示なし)やその他溶接
ガン、塗装ガン等の作業具を所望の空間内位置に移動さ
せると共に所望の姿勢を付与することができるのである
。さて、手首装置10は上記入力端12を具備した第1
の手首ハウジング16と、上記出力端14を有した第2
の手首ハウジング18とを有し、両者は共に略椀系中空
体として形成され、回転軸受20を介して相対回転可能
に組立てられている。なお、第2の手首ハウジング18
には別体形成され、かつねシ22によって固着されるこ
とにより一体化されたヘース円板24が内部に取付けら
れ、また同じくねし等で外部キャップ26が取付げられ
ている。また第2の手首ハウジング18には後述の手首
出力フランジ30等が収納される突起形状の第1の軸受
座28aが一体形成されている。
When the wrist moves as described later in the three-dimensional space according to β and γ, a robot hand (not shown) or other working tool such as a welding gun or a painting gun is attached to the output end 14 by means of attachment means such as bolts and screws. It is possible to move the object to a desired position in space and give it a desired posture. Now, the wrist device 10 includes a first
wrist housing 16 and a second wrist housing 16 having the output end 14.
and a wrist housing 18, both of which are formed as substantially bowl-shaped hollow bodies, and are assembled so as to be relatively rotatable via a rotation bearing 20. Note that the second wrist housing 18
A Heath disc 24, which is separately formed and integrated by being fixed with screws 22, is attached inside, and an external cap 26 is also attached with screws or the like. Further, the second wrist housing 18 is integrally formed with a protrusion-shaped first bearing seat 28a in which a wrist output flange 30, etc., which will be described later, is accommodated.

さて、第1の手首ハウジング16は円筒部40を有し、
この円筒部40は上述した椀形中空体の一部からロボッ
トアーム側に延長する筒体形状を有し、その中心軸線が
、本手首装置10の第1の回転軸6八に一致している。
Now, the first wrist housing 16 has a cylindrical portion 40,
This cylindrical portion 40 has a cylindrical shape that extends from a part of the bowl-shaped hollow body described above toward the robot arm, and its center axis coincides with the first rotation axis 68 of the wrist device 10. .

そしてこの円筒部40がロボットアーム(第1図に図示
なし)に適宜結合手段を介して結合されると、回転人力
γが第1の手首ハウジング16に人力され、該第1の手
首ハウジング16が第1の回転軸心Aのまわりに回転す
る。従って、このとき、前記回転軸受20を介して組立
てられた第2の手首ハウジング18も第1の手直ハウジ
ング16に伴走回転する。上記円筒部40の内側にはロ
ボットアーム側から入力端12に向けて突入した中空回
転軸42が円筒部40と同軸に設けられ、その内方端は
上記円筒部40に回転軸受44a、 44bを介して軸
承された円筒ベベルギヤ46の軸部46bに楔着等の固
着法によって固定結合されている。上記円筒ベベルギヤ
46の内端には所望の歯車諸えを有した全歯46aが形
成され、協働する全歯48aに噛合している。従ってロ
ボットアーみから中空回転軸42に入力される回転人力
αによって円筒ベベルギヤ46は軸心Aのまわりに回転
する。このとき、上述の如く全歯46a、48aの噛合
によって上記回転入力αは他の円筒ベベルギヤ48 (
全歯48aを有している)に伝動される。ここで、円筒
ベベルギヤ48は第1の手首ハウジング16に形成され
た円筒形の軸受座50に回転軸受52a、52bを介し
て軸承され、かつこの円筒ベベルギヤ48の回転軸心と
第2の手首ハウジング18の回転軸心とは共通の第2の
回転軸心Bを形成している。また、円筒ベベルギヤ48
の軸部48bは底板48Cを有し、この底板48cから
第2の回転軸心Bに沿って伝動軸54が第2の手首ハウ
ジング18中に延長し、該第2の手首ハウジング18に
形成された第2の軸受座28bに回転軸受56a、56
bを介して取付けられた円筒ベベルギヤ58に楔着法又
は圧入法等の適宜固着法で固定結合されている。更に上
記円筒ベベルギヤ58に形成された全歯58aは第2の
手首ハウジング18の既述の第1軸受座28のに回転軸
受60a、 60bを介して回転可能に取付けられた円
筒ベベルギヤ62の全歯62aに噛合している。しかも
円筒ベベルギヤ62の軸部62bはその外端は高減速比
を有した減速装置64の入力車64aに結合されている
。そして上記減速装置64の出力車64bは手首出力フ
ランジ30の内端に結合され、該手首出力フランジ30
自体は既述のように第2の手首ハウジング18の第1軸
受座28aに回転軸受68a、 68bを介して回転可
能に取付けられている。このように円筒ベベルギヤ46
 、48からなる伝動歯車機構、同じく円筒ベベルギヤ
58 、62からなる伝動歯車機構及び高減速比を有し
た同軸形の減速装置64が第1゜第2の手首ハウジング
16 、18に設けられることにより、既述の如く円筒
ベベルギヤ46に伝動された回転人力αは、これら2つ
の伝動歯車機構で伝動方向を変換され、また減速装置6
4により大きく減速されて手首出力フランジ30に伝動
され、該手首出力フランジ30を第3の回転軸心Cのま
わりに回転作動させる。なお、上述した2つの伝動歯車
機構の減速比は減速装置64の減速比が充分に大きい値
(例えは1:100)を有することを勘案して適正レベ
ルに選択することができ、第1゜第2の手首ハウジング
16 、18の内部空間の大きさを考慮した適正寸法の
全歯46a 、 48a 、 58a 、 62a等を
形成すればよい。また高減速比を有した減速装置64に
は周知のハーモニックドライブ減速装置(商標名)を利
用すればよい。
When this cylindrical portion 40 is coupled to a robot arm (not shown in FIG. 1) via an appropriate coupling means, rotational human force γ is applied to the first wrist housing 16, and the first wrist housing 16 Rotates around the first rotation axis A. Therefore, at this time, the second wrist housing 18 assembled via the rotation bearing 20 also rotates following the first wrist housing 16. Inside the cylindrical portion 40, a hollow rotating shaft 42 protruding from the robot arm side toward the input end 12 is provided coaxially with the cylindrical portion 40, and its inner end is connected to the cylindrical portion 40 with rotation bearings 44a, 44b. The shaft portion 46b of the cylindrical bevel gear 46 is fixedly connected to the shaft portion 46b of the cylindrical bevel gear 46 by a fixing method such as wedge attachment. All teeth 46a having a desired gear arrangement are formed at the inner end of the cylindrical bevel gear 46, and mesh with all cooperating teeth 48a. Therefore, the cylindrical bevel gear 46 rotates around the axis A by the rotational human force α input from the robot arm to the hollow rotating shaft 42. At this time, as described above, due to the meshing of all the teeth 46a and 48a, the rotational input α is transferred to the other cylindrical bevel gear 48 (
(having all teeth 48a). Here, the cylindrical bevel gear 48 is supported by a cylindrical bearing seat 50 formed in the first wrist housing 16 via rotary bearings 52a and 52b, and the rotation axis of the cylindrical bevel gear 48 and the second wrist housing The 18 rotation axes form a common second rotation axis B. In addition, the cylindrical bevel gear 48
The shaft portion 48b has a bottom plate 48C, and a transmission shaft 54 extends from the bottom plate 48c along the second rotation axis B into the second wrist housing 18, and is formed in the second wrist housing 18. The rotary bearings 56a, 56 are mounted on the second bearing seat 28b.
It is fixedly connected to a cylindrical bevel gear 58 attached via b by an appropriate fixing method such as a wedge bonding method or a press-fitting method. Furthermore, all the teeth 58a formed on the cylindrical bevel gear 58 are the same as all the teeth of a cylindrical bevel gear 62 rotatably attached to the first bearing seat 28 of the second wrist housing 18 via rotary bearings 60a, 60b. It meshes with 62a. Moreover, the outer end of the shaft portion 62b of the cylindrical bevel gear 62 is connected to an input wheel 64a of a reduction gear device 64 having a high reduction ratio. The output wheel 64b of the speed reduction device 64 is connected to the inner end of the wrist output flange 30.
As described above, the arm itself is rotatably attached to the first bearing seat 28a of the second wrist housing 18 via rotary bearings 68a, 68b. In this way, the cylindrical bevel gear 46
, 48, a transmission gear mechanism also consisting of cylindrical bevel gears 58, 62, and a coaxial reduction gear 64 having a high reduction ratio are provided in the first and second wrist housings 16, 18. As described above, the rotational human power α transmitted to the cylindrical bevel gear 46 has its transmission direction changed by these two transmission gear mechanisms, and is also transmitted to the reduction gear 6
4 and is transmitted to the wrist output flange 30, causing the wrist output flange 30 to rotate around the third rotation axis C. Note that the reduction ratios of the two transmission gear mechanisms described above can be selected at an appropriate level taking into consideration that the reduction ratio of the reduction gear device 64 has a sufficiently large value (for example, 1:100), and All the teeth 46a, 48a, 58a, 62a, etc. may be formed with appropriate dimensions in consideration of the size of the internal space of the second wrist housings 16, 18. Further, the well-known harmonic drive speed reducer (trade name) may be used as the speed reducer 64 having a high speed reduction ratio.

既述した回転人力α、γに加えてロボソトアーム側から
導入される第3の回転人力βは中空回転軸42の内側に
設けられた内軸70に人力される。
In addition to the rotational human power α and γ described above, a third rotational human power β introduced from the robot soto arm side is applied to the inner shaft 70 provided inside the hollow rotation shaft 42 .

すなわち、内軸70の外方端はロボットアームに接続さ
れ、内方端は前述の円筒ベベルギヤ46の内側に回転軸
受72a、 72bを介して同心に設けられた略同形状
の円筒ベベルギヤ74の軸部74bに模着法、接着法等
の適宜固着法で固定結合され、該円筒ベベルギヤ74に
回転人力βが伝達される。
That is, the outer end of the inner shaft 70 is connected to the robot arm, and the inner end is connected to the shaft of a cylindrical bevel gear 74 of substantially the same shape that is provided concentrically inside the cylindrical bevel gear 46 via rotary bearings 72a and 72b. The cylindrical bevel gear 74 is fixedly connected to the portion 74b by an appropriate fixing method such as a molding method or an adhesive method, and rotational human power β is transmitted to the cylindrical bevel gear 74.

この円筒ベベルギヤ74の内方端に形成された全歯74
aは、前述した円筒ベベルギヤ48の内側に回転軸受7
6a 、 76bを介して回転可能に取付けられた円筒
ベベルギヤ78の全歯78aに噛合されている。上記円
筒ベベルギヤ78の軸部78bは第1の手首ハウジング
16の内部で第2の軸心Bに沿って軸受座50側から内
方に向けて延長し、内方端は高減速比を有した同軸形減
速装置80の入力車80aに結合されている。また上記
同軸形減速装置80の出力車80bは、既述の第2の手
首ハウジング18におけるベース円板24に結合されて
いる。
All teeth 74 formed on the inner end of this cylindrical bevel gear 74
a is a rotating bearing 7 inside the cylindrical bevel gear 48 mentioned above.
It is meshed with all teeth 78a of a cylindrical bevel gear 78 which is rotatably mounted via gears 6a and 76b. The shaft portion 78b of the cylindrical bevel gear 78 extends inward from the bearing seat 50 side along the second axis B inside the first wrist housing 16, and the inner end has a high reduction ratio. It is coupled to the input wheel 80a of the coaxial reduction gear 80. Further, the output wheel 80b of the coaxial reduction gear 80 is coupled to the base disc 24 of the second wrist housing 18 described above.

従って、既述のように円筒ベベルギヤ74に伝達された
回転人力βば全歯74a、78aの噛合によって円筒ベ
ベルギヤ78に伝動され、次いで減速装置80を経由し
て大きな減速比で減速されてからベース円板24を介し
て第2の手首ハウジング18に伝動され、これを第2の
回転軸心Bのまわりに回転させる。このとき、手首出力
フランジ30も共に同回転することは言うまでもない。
Therefore, as described above, the rotating human power β transmitted to the cylindrical bevel gear 74 is transmitted to the cylindrical bevel gear 78 by the meshing of all the teeth 74a and 78a, and then is decelerated at a large reduction ratio via the reduction device 80, and then The power is transmitted to the second wrist housing 18 via the disc 24, causing it to rotate around the second rotation axis B. At this time, it goes without saying that the wrist output flange 30 also rotates at the same time.

なお、この第2の回転軸心Bは第1の軸心Aに対して斜
めに一点Pで交差した関係を存し、またこの交点Pに既
述した手首出力フランジ30の回転軸心C(第3の回転
軸心)も交差している。第1図では第1.第3の回転軸
心A、Cがあたかも一致している状態を示しているが、
第2の手首ハウジング18が第2の回転軸心Bのまわり
に回転すると、第1〜第3の回転軸心A、B、Cがそれ
ぞれ異方向を向き、かつ交点Pで交差する状態になる6
以上の説明から明らかなように、入力端12から第1の
回転軸心Aに関して同心かつ相互に独立の3つの回転人
力α、β、γが入力されるとこれらに対応して手首出力
フランジ30による第3の回転軸心Cまわりの回転、第
2の手首ハウジング18による第2の回転軸心Bまわり
の回転及び第1の手首ハウジング16によ4第1の回転
軸心Aまわりの回転が生じ、これらの3回転の組合せに
よって手首出力フランジ30の外方端に形成された出力
端13が3次元空間内で重言動作、つまり゛33次元空
内の所望の位置への移動と、その位置における姿勢設定
が行なわれるのである。なお、既述の如く第2手首ハウ
ジング18の回転及び手首出力ハウジング30の回転は
高減速比を有した同軸形の減速装置80.64(何れも
周知のハーモニックドライブ減速装置(商標名)で形成
される)を介した減速回路であり、従って既述した円筒
ベベルギヤによる3組の伝動歯車機構におけるバンクラ
ッシュ等による伝動誤差は2つの上記減速装置80 、
64による減速作用で略吸収され、故に高精度の回転伝
動が達成される。なお、回転人力γは予めロボットアー
ムから入力される前段で減速作用を受けた回転入力とし
て形成されている。
The second rotational axis B intersects the first axis A obliquely at a point P, and the rotational axis C ( The third rotation axis) also intersects. In Figure 1, 1. Although it is shown that the third rotation axes A and C are aligned,
When the second wrist housing 18 rotates around the second rotation axis B, the first to third rotation axes A, B, and C face different directions and intersect at the intersection P. 6
As is clear from the above description, when three rotational forces α, β, and γ that are concentric and mutually independent with respect to the first rotation axis A are inputted from the input end 12, the wrist output flange 30 rotation around the third rotation axis C by the second wrist housing 18, rotation around the second rotation axis B by the first wrist housing 16, and rotation around the first rotation axis A by the first wrist housing 16. By the combination of these three rotations, the output end 13 formed at the outer end of the wrist output flange 30 performs multiple operations in three-dimensional space, that is, ``moves to a desired position in 33-dimensional space; The posture setting at the position is performed. As mentioned above, the rotation of the second wrist housing 18 and the rotation of the wrist output housing 30 are controlled by coaxial reduction gears 80 and 64 (both of which are formed by the well-known Harmonic Drive reduction gear (trade name)) having a high reduction ratio. Therefore, transmission errors due to bank lash, etc. in the three sets of transmission gear mechanisms using the cylindrical bevel gear described above are reduced by the two reduction gears 80,
This is substantially absorbed by the deceleration effect of 64, thus achieving highly accurate rotational transmission. Note that the rotational human power γ is formed as a rotational input that is previously input from the robot arm and subjected to a deceleration effect.

なお、第1図においては82は回転軸受20の押え金で
あり、ねじ84により第1の手首ハウジング16に固定
されている。また、86はキャップである。
In FIG. 1, reference numeral 82 denotes a presser foot for the rotary bearing 20, which is fixed to the first wrist housing 16 with a screw 84. Further, 86 is a cap.

第2図は上述した3つの回転人力α、β、Tの原動モー
タ及びロボットアームを経由した伝達系を示しており、
原動モータ90は伝動歯車機構96を介してロボットア
ームの中軸98により回転人力αを発生する原動手段で
ある。また原動モータ92は伝動歯車100を介してロ
ボットアームの内軸102により回転人力βを発生する
原動手段、更に原動モータ94は減速装置104、伝動
歯車106を介してロボットアームの外軸108により
回転人力Tを発生する原動手段であり、これら3つの原
動モータ90 、92 、94は工業用ロボットに具備
された周知の制御装置によって制御される。例えば直流
サーボモータ等によって夫々構成される。なお、上述し
た原動モータ94の出力軸上に設けられる減速装置10
4も既述した高減速比を有するノ1−モニックドライブ
減速装置(商標名)で形成すればよい。そして上述した
ロボットアームの外軸108、中軸98、内軸102が
、そrl、ぞれ既述の手首装置10における円筒部40
、中空回転軸42、内軸70に結合されるものである。
Figure 2 shows the transmission system of the three rotating human forces α, β, and T mentioned above via the drive motor and the robot arm.
The driving motor 90 is a driving means that generates rotational human power α through a transmission gear mechanism 96 and a center shaft 98 of the robot arm. Further, the driving motor 92 is a driving means for generating rotating human power β by the inner shaft 102 of the robot arm via a transmission gear 100, and the driving motor 94 is rotated by the outer shaft 108 of the robot arm via a reduction gear 104 and a transmission gear 106. These three driving motors 90, 92, and 94, which are driving means for generating human power T, are controlled by a well-known control device included in the industrial robot. For example, each is configured by a DC servo motor or the like. Note that the speed reduction device 10 provided on the output shaft of the drive motor 94 described above
4 may also be formed by the No. 1-Monic Drive Reduction Device (trade name) having a high reduction ratio as described above. The outer shaft 108, middle shaft 98, and inner shaft 102 of the robot arm described above are connected to the cylindrical portion 40 of the wrist device 10 described above, respectively.
, the hollow rotating shaft 42, and the inner shaft 70.

発明の効果 以上の説明から明らかなように本発明による工業用ロボ
ノ1−の手首装置は入力端に3つの同心回転入力を得る
ことにより、一点Pで交差する斜交軸を含んだ3つの回
転軸心まわりに回転を生じ、これらの回転の組合せによ
って出力端が3次元空間内で所望の手首動作を行うもの
であるが、このとき回転方向変換用のベベルギヤからな
る伝動歯車機構と共に高減速比の減速装置が手首装置自
体に内蔵されていることから、出力端に掛る負荷荷重の
影響が、これら減速装置で吸収され、ロボットアーム側
に大きく影響することが無いから出力端側から見た機械
的堅牢度が極めて高い手首装置として形成されていると
いう効果を有する。
Effects of the Invention As is clear from the above explanation, the wrist device of the industrial robot 1 according to the present invention receives three concentric rotational inputs at the input end, thereby achieving three rotations including oblique axes intersecting at one point P. Rotation occurs around the axis, and the combination of these rotations causes the output end to perform the desired wrist movement in three-dimensional space.At this time, a transmission gear mechanism consisting of a bevel gear for changing the rotation direction and a high reduction ratio are used. Since the deceleration device is built into the wrist device itself, the influence of the load applied to the output end is absorbed by these deceleration devices, and the robot arm side is not greatly affected, so the machine seen from the output end side This has the advantage that it is formed as a wrist device with extremely high physical durability.

更に回転人力α、βは伝動歯車機構を経てから更に高減
速比の減速装置を経由して被回転部材に伝動されるから
、伝動歯車機構に介在するパンクラ、ンユ等による伝動
誤差も充分に減速されて被回転部材に伝達される。この
結果、伝動精度が高レベルに維持されるという効果も得
られる。
Furthermore, since the rotating human forces α and β are transmitted to the rotated member through the transmission gear mechanism and further through the reduction gear with a high reduction ratio, transmission errors due to punctures, wheels, etc. that are present in the transmission gear mechanism can be sufficiently reduced. and is transmitted to the rotated member. As a result, it is also possible to maintain the transmission accuracy at a high level.

しかも、上述の伝動歯車機構を形成する円筒ベベルギヤ
は何れも通常歯切工作機械によって削成できる標(,1
−形のベベルギヤであることからコスト低減と加工精度
の維持が容易であるという利点も有する。
Furthermore, the cylindrical bevel gears that form the above-mentioned transmission gear mechanism are all marked (, 1
Since it is a - shaped bevel gear, it also has the advantage of reducing costs and making it easy to maintain machining accuracy.

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

第1図は本発明による工業用ロボ・ノドの手首装置にお
ける内部構造の実施例を示す縦断面図、第2図は回転入
力の発生、伝達系を示す略示機構図。 α、β、T・・・回転入力、A、B、C・・・回転軸心
、10・・・手首装置、 12・・・入力端、14・・
・出力端、   16・・・第1の手首/’%ウジング
、18・・・第2の手首ハウジング、 30・・・手首出力フランジ、 46 、48 、5B 、 62 、74 、78・・
・円筒ベベルギヤ、64 、80・・・高減速比の減速
装置、90 、92 、94・・・原動モータ。
FIG. 1 is a longitudinal cross-sectional view showing an embodiment of the internal structure of a wrist device for an industrial robot/nod according to the present invention, and FIG. 2 is a schematic mechanical diagram showing the generation and transmission system of rotational input. α, β, T...Rotation input, A, B, C...Rotation axis center, 10...Wrist device, 12...Input end, 14...
・Output end, 16...First wrist/'% housing, 18...Second wrist housing, 30...Wrist output flange, 46, 48, 5B, 62, 74, 78...
- Cylindrical bevel gear, 64, 80... High reduction ratio reduction device, 90, 92, 94... Drive motor.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、ロボットアームから3つの回転入力が同心に入力さ
れる入力端と、前記3つの回転入力に従って3次元空間
内で手首動作する出力端とを有し、前記出力端にロボッ
トハンド又は作業具が取付けられる工業用ロボットの手
首装置であって、第1の回転入力を受けて第1の軸心ま
わりに回転する第1の手首ハウジングと、第2の回転入
力を第1の伝動歯車機構と、第1の減速装置とを経由し
て受け、前記第1の手首ハウジングに関して前記第1の
軸心と斜交する第2の軸心まわりに回転する第2の手首
ハウジングと、第3の回転入力を第2、第3の伝動歯車
機構と第2の減速装置とを経由して受け、前記第2の手
首ハウジングに関して前記第1、第2の軸心の交点を通
る第3の軸心まわりに回転可能な手首出力フランジとを
具備して構成され、前記手首出力フランジの端部に、前
記出力端を形成した工業用ロボットの手首装置。 2、前記第1、第2の手首ハウジングは回転軸受を介し
て互いに接合された2つの椀形中空体から形成され、該
両中空体内に前記第1、第2、第3の伝動機構と前記第
1、第2の減速装置とが内蔵保持されている特許請求の
範囲第1項に記載の工業用ロボットの手首装置。 3、前記第1、第2、第3の伝動機構はそれぞれ伝動方
向変換用のベベルギヤ機構によって形成されると共に前
記第1、第2の減速装置はそれぞれ高減速比を有した同
軸形減速装置によって形成された特許請求の範囲第1項
又は第2項に記載の工業用ロボットの手首装置。 4、前記第1、第2の伝動機構を形成する2つのベベル
ギヤ機構は同軸配置の2つの入力ベベルギヤと、これら
2つの入力ベベルギヤに噛合した同軸配置の2つの出力
ベベルギヤとを具備して形成された特許請求の範囲第3
項に記載の工業用ロボットの手首装置。
[Claims] 1. An input end into which three rotational inputs are concentrically input from a robot arm, and an output end through which the wrist moves in a three-dimensional space according to the three rotational inputs, A wrist device for an industrial robot to which a robot hand or a work tool is attached, the first wrist housing rotating about a first axis in response to a first rotational input; a transmission gear mechanism; and a second wrist housing that is received via the first reduction gear and rotates about a second axis obliquely intersecting the first axis with respect to the first wrist housing. , receives a third rotational input via the second and third transmission gear mechanisms and the second reduction gear, and passes through the intersection of the first and second axes with respect to the second wrist housing. 3. A wrist device for an industrial robot, comprising: a wrist output flange rotatable around a third axis; and the output end is formed at an end of the wrist output flange. 2. The first and second wrist housings are formed of two bowl-shaped hollow bodies connected to each other via rotation bearings, and the first, second, and third transmission mechanisms and the The wrist device for an industrial robot according to claim 1, wherein the first and second deceleration devices are built-in and held. 3. The first, second, and third transmission mechanisms are each formed by a bevel gear mechanism for changing the transmission direction, and the first and second reduction devices are each formed by a coaxial reduction device having a high reduction ratio. A wrist device for an industrial robot as claimed in claim 1 or 2. 4. The two bevel gear mechanisms forming the first and second transmission mechanisms include two coaxially arranged input bevel gears and two coaxially arranged output bevel gears meshing with these two input bevel gears. Claim 3
Wrist device for industrial robots as described in Section.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4787270A (en) * 1987-02-11 1988-11-29 Cincinnati Milacron Inc. Robotic manipulator

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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