JPS62140789A

JPS62140789A - ロボツトの回転旋回機構

Info

Publication number: JPS62140789A
Application number: JP28191485A
Authority: JP
Inventors: 正明古矢
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1985-12-17
Filing date: 1985-12-17
Publication date: 1987-06-24

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の技術分野〕この発明はロボットの回転旋回機構に関する。

〔発明の技術的背景およびその問題点〕ロボットは夫々
の用途により種々の機構のものが実用されているが、大
きく分けると、［Ｆ］モータ等の駆動源を直接関節部（
手首）に配ｊＬするもの、■モータ類はアームの根元側
に配置するものζどがある。

前者にはモータで、直接旋回するダーでレフトドライブ
や減速機を介して、駆動するタイプがある。

後者には高速回転するモータの回転数をそのままｉ程度
まで減速し１手首部でπ〜了゛呈；ｆヨで減速して駆動
するタイプと、モータ出力を減速餞溝ζこよりπ〜７ｉ
に減速した後関節部例えば手首部に伝導するタイプかあ
る。

ところが、上記前者のタイプでは、モー多や減速機を関
節部に配置するので、昼キ＾゛１度である利点を有する
が、モータＭ　ｔが大きい上に、小形比が困難という欠
点がある。

ざらｌこ、上記後者のタイプでは小形比しやすい利点が
あるが、ギヤのバックラッシ等の影１により精度の点で
劣る。特に手首部に減速機を配４ｉシ。

モータをアーム根元に配置するタイプでは長尺の駆動シ
ャフトによりモータと減速機間を結合しているためシャ
フトの危険速度から高速化に限度があり、また軸回転の
伝達機構が複雑になる。さらに、モータの回転軸とギヤ
結合したシャフトによるモータ軸と減速機の結合部との
軸合わせは、モータ軸を減速機軸との高精度な組立が必
要であり。

特に屈曲動作系と回転動作系を有する複合機能の構造で
は、調整が複雑でわずられしい欠点があった。

〔発明の目的〕

この発明は上記点に対処してなされたもので。

モータ部と関節部の調整を独立に実行できるように構成
して調整の容易化を計り、小形、軽量化を目的としたロ
ボットの回転旋回機構を提供するものである。

〔発明の概要〕筒状第１のアームの一端側筒内に設けられた第１の駆動
軸および第２の駆動軸により第２のアームを旋回動作す
る機構および上記第２のアーム軸を中心として回転動作
させる機構において上記旋回動作は第１のアームに設け
た上記第１の駆動軸の回転を第１のアームの他端側筒内
に設けた第１のモータにベルト結合により直結する手段
と、上記回転動作は上記第２の駆動軸の回転をｇ２のア
ームに歯車又はベルト結合により伝達して回転させる手
段と、上記第２の駆動軸の回転は上記第１のアームの他
端側筒内に設けた第２のモータにベルト結合する手段と
を具備してなるロボットの回転旋回機構を得るものであ
る。

〔発明の実施例〕

次に本発明機構をロボットの手首機構部に使用した実施
例を図面を参照して説明する。

アーム例えば横５　ｃｒｔｔ　、高さ３　ｃｒｎ　、長
さ５ｅｍの角筒状アーム（１）の一端に設けられた軸を
旋回の細部（２）として第２のアーム（３）を矢印（４
）の方向１こ往慣回転動可能にして、渠２のアーム（３
）は旋回動作する。

さらｌこ、第２のアーム（３）は軸（５）を回転軸とし
て往復回転又は一方向回転可能に構成する。

他方、アーム（１）の他端に旋回制御用モータと回転制
御用モータ（図示せず）を設け、ベルト例えばゴム製ベ
ルト（力（８）により、上記アーム（１）の一端部に設
けられた第１および第２の駆動軸例えばブー１月９）　
（ｉｌｌこ係合されている。ブー１月９）の回転軸αυ
は減速機（１つ例えば歯数差によるハーモニックドライ
ブ減速機に結合され、この減速機α２により例えば筋〜
丁に減速して旋回軸（１９を軸として旋回動作する。

他方、上記ブー１ｊ　（Ｈ）の回転は第２のアーム（３
）に伝達する如くシャフト（１４に平歯車αＥ９　ｔｔ
ｅの直列結合を経て、この平歯車（１ｅの回転をシャフ
ト（１７）からカサ歯車１１８）に伝達し、このカサ歯
車（１８）に直交する方向に結合されたカサ歯車（を旧
こ伝達し、このカサ歯車Ｈの回転を減速機（イ）例えば
歯数差によるハーモニックドライブ減速機で−乃至百に
減速し、この速度で軸（２１）を軸として、アーム（３
）を回転制御する。

即ち、軸ａ鵠を中心に旋回制御することによりアーム（
１）を旋回動作させ、軸Ｃ２υを中心に回転制御す；と
’、ｒＬＩｒｈν）？−ノー１つ１１？−日４Ｌ＝：Ｉ
ＩＩＭｌｌ−ｊ−７この構造は、第１図に示され、第１
図（ロ）の上面図を第１図（イ）に示めし、第１図ｅう
に側面図を示めしている。

すなわち、一方のモータを回転制御すると５例えばベル
ト（７）結合によりプーリ（９）を回転させ、この回転
は減速機０りにより減速されて軸（１３）を回転軸とし
て回’ｆｉ　Ｐｊ！Ｊ　御すると、アーム（１）および
（３）は相対的に旋回］幼作する。

この旋回動作はモータの回転をベルト結合してプーリ（
９）に伝達するので、アーム（１）の両端田：ｊを夫々
独立に組立てることができる。さらに１組立時の芯合わ
せなどの高精度な１４整が不用である。

他方のモータを回転制御すると、ベルト（８）の結合ｌ
こよりブーＩＪ　ＱＣ）を回転させ、この回転は平歯車
（１５１ｔｔｅの直列結合により、第２のアーム（３）
側に伝達し、さらにカサ歯車賭（１９により、第２のア
ーム（３）の軸方向に回転を伝播し、減速機軸により減
速して第２のアーム（３）を回転制御する。

このように第１のアームに設けたブー！Ｊ　（１０）の
回転本埴２のアーム（３）側に伝播１．−　カサ歯■ａ
＆σ９により方向変換する構成にしたので、コンパクト
に構成できる利点がある。グー！Ｊ　（１０）の伝播は
平歯車（１５）　（１５１に限らず、ベルト結合でもよ
い。また、ブー！Ｊ　ｕＯ）への回転の伝達をベルト（
８）により構成したので、夫々独立に組立てることが可
能であり１手首部の設計も楽にできる効果がある。

上記実施例によればモー・夕をアーム根元側に配置し、
高減速比（π〜２００　）を有する減速機構部のみを手
首部に配置している。このため１手首部を小形化できか
つ、減速機出力を直接旋回、回転軸とするため、高精度
を保つことができる。ベルト駆動を用いることの利点は
、モータ軸と１手首部回軸（１′５を長距離の間隔をへ
だでて平行に配置できることで、シャフト駆動のような
軸を直角に曲げるための機構が不要である。さらに、シ
ャフト駆動の場合、この直角に曲げるカサ歯車機構部で
減速（増速）を行なうが、ベルト駆動ではモータ側と減
速機側のプーリの歯数比をかえるだけで良い。また、プ
ーリはアルミ合金製とすることで。

歯車機構に比べ大幅な軽量化を実施できる。ベルト取付
時の初張力をかける手段をアーム側にもうけておけばこ
の手首機構はアーム部の任意の位置で分離ｏＴ能でもあ
る。才だ１組立時の位置調整は。

歯車などに比べればはるかに容易である。ベルト駆動は
、長尺シャフトに比べ茜速化ｌこ対し有利である。

産業用ロボットの手首機構はかりでなく、践節機溝部に
も用いることができる。また、手首機構全体をアーム軸
まわりに回転駆動する＠構を付加することで手首３軸（
曲げ、僕り９回転）を構成することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、モータから回転部
の伝播をベルトにより構成したので、複雑な関節部の構
造をコンパクトに構成できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明機構の実施例を説明するための図である
。１・・・第１のアーム　　　　７，８・・・べ／ｌ／）
３・・・）４２のアーム　　　　１２．２０・・・減速
機１８．１９・・・カサ歯車代理人　弁理士　　則　近　憲　佑同　　　　　竹　花　喜久男３′３ゎ（ロン第１図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）筒状第１のアームの一端側筒内に設けられた第１
の駆動軸および第２の駆動軸により第２のアームを旋回
動作する機構および上記第２のアームのアーム軸を中心
として回転動作させる機構において、上記旋回動作は第
１のアームに設けた上記第１の駆動軸の回転を上記第１
のアームの他端側筒内に設けた第１のモータにベルト結
合により直結する手段と、上記回転動作は上記第２の駆
動軸の回転を第２のアームに歯車又はベルト結合により
伝達して回転させる手段と、上記第２の駆動軸の回転は
上記第１のアームの他端側筒内に設けた第２のモータに
ベルト結合する手段とを具備してなることを特徴とする
ロボットの回転旋回機構。