JPS6240785Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は多関節ロボツトに関わり、更に詳細に
は支持部材の揺動中心軸のまわりに揺動して、揺
動部の重心位置と揺動中心軸との水平距離が増減
するアームの揺動軸部にバランス機構を設けてな
る多関節ロボツトに関するものである。

初めに本考案に関わる多関節ロボツトの概要を
図面にもとづいて簡単に説明する。

第１図、第２図に例示した多関節ロボツト１は
基台３上を例えば電動機５によつて垂直軸のまわ
りを駆動されて回動する旋回ベース７を備えてお
り、該旋回ベース７の上部に固設された支持部材
９の上方に固定された第１固定軸１１のまわりを
駆動されて揺動する第１アーム１３を備え、該第
１アーム１３の先端近くに設けた第２固定軸１５
のまわりを駆動されて揺動する第２アーム１７を
備え、該第２アーム１７の先端には第２アーム１
７の長手方向軸にまわりを例えば時計方向と反時
計方向に180度づつ回転駆動される旋回アーム１
９を備え、更にその先端には旋回アーム１９を横
切る第３固定軸２１のまわりを揺動駆動される第
３アーム２３を備え、 該第３アーム２３の先端に上記した旋回アーム
１９と同様な第２旋回アーム２５を備え、該第２
旋回アーム２５の先端に図示を省略した例えば把
持装置をとりつけてある。

ところで一般にロボツト乃至はマニプレータと
呼ばれる装置は、材料を把持して移動するとか工
具を移動して加工するとか塗装するなど、その最
も先端部が対象物に接近する動作を含んでおり、 その際接近のために移動する部分の重心位置は
当然移動する。例えば第２図に示したＡの位置で
は重心位置は旋回軸中心上にあるが、第２アーム
１７を水平にしたＢの位置では重心位置は旋回中
心より右に移動し、更にＣの移動に第１、第２ア
ームを揺動したあと第２アーム１７を水平にする
と対象物により接近するだけに、重心位置はさら
に旋回軸中心より遠くなるのである。

重心位置が前記した旋回ベース７の旋回中心軸
より遠くなる程重力の作用点までの距離が大きく
なつて揺動運動を駆動する電動機などのトルクに
大出力が必要となつて大きな電動機を備えねばな
らない不都合が生ずるのである。

もつとも第１図、第２図に示したような多関節
ロボツト１の他に上下方向と旋回円の放射方向と
に進退するアームにカウンターバランスを備えた
ロボツトも使用されているが、不必要な重量を持
ち後端に張り出し部分があつたりして大型となる
不都合があつたのである。

本考案は上記した従来のロボツトの欠点を克服
すべくなされたもので、すべて回動と揺動機構を
用いてコンパクトにした多関節ロボツトに関する
ものである。

第３図において旋回ベース７上に固定された例
えばパスルモータ２７の出力軸にとりつけた駆動
スプロケツト２９は、チエン３１を介して被動ス
プロケツト３３を正逆両方向に駆動している。

被動スプロケツト３３は、スプロケツトラケツ
ト３５と一体となつてベアリング３７を介して第
１固定軸１１上を回転自在であり、第１アーム１
３に固着されてこれを揺動する。

第１固定軸１１は第３図の左端でキー３９によ
つて固定スプロケツト４１を固着し、例えばボル
ト４３などで支持部材９に固定されている。固定
スプロケツト４１の胴部にはベアリング４５を介
してベアリングブラケツト４７が第１アーム１３
に固着してある。これらのスプロケツトやブラケ
ツトのまわりには適宜ベアリング押え４９やスペ
ーサリング５１がとりつけてある。

前記した第１アーム１３の下方内部には第２ア
ーム１７を駆動する例えばパルスモータ５３がと
りつけてあつて、その出力軸には駆動スプロケツ
ト５５がキー５７で固着してある。駆動スプロケ
ツト５５からはチエン５９を介して第２固定軸１
５にベアリング６１を介して回動自在なスプロケ
ツト６３に連結されている。なお上記した被動ス
プロケツト６３は例えばボルト６５などで第２ア
ーム１７に固着されていてこれを揺動する。

第２固定軸１５も例えばボルト６７などで第１
アーム１３の一側壁に固着してあり、第２固定軸
１５の第３図の左側には前記した固定スプロケツ
ト４１との間にチエン６９をかけまわした被動ス
プロケツト７１がベアリング７３を介して回動自
在に設けてある。

更に前記した被動スプロケツト６３によつて揺
動される第２アーム１７の框体内にはコイル状の
バランススプリング７５が設けてあり、その一端
が組立てプーリー７７の一方のフランジ部７９に
固定してある。組立てプーリー７７は前記した被
動スプロケツト７１と連結されピン８１で結合さ
れている。従つて組立てーリー７７は被動スプロ
ケツト７１と一体となつて前記したベアリング７
３と右側のベアリング８３に支承されて回動自在
である。なお上記したベアリング６１，７３，８
３の間には適宜スペーサーリング８５が挿入され
ている。

前記したバランススプリング７５の他端は第２
アーム１７の一側壁に固着してあり、この側壁部
はベアリングラケツト８７と、ベアリング８９を
介して組立てプーリー７７の小径部上で揺動自在
である。

本実施例は以上の様に構成してあるから、パル
スモータ５３を駆動して被動スプロケツト６３を
介して第２アーム１７を第２図のＡの位置からＢ
の位置へ揺動したとすると、第３図では第２アー
ム１７の左側部でバランススプリング７５に捩り
を与えて、その付勢力をさらに強める方向に揺動
したことになり、第２アーム１７の揺動による重
心位置の第２図での右方向移動を補償したことに
なる。

次にパルスモータ２７を駆動して被動スプロケ
ツト３３、スプロケツトブラケツト３５を介して
第１アーム１３を第２図でＡの位置からＣの位置
まで揺動した場合は、固定スプロケツト４１、チ
エン６９が不動であつて被動スプロケツト７１だ
けが位置を変えるために、組立てプーリー７７の
フランジ部７９がバランススプリング７５の付勢
力をさらに強める方向に揺動することになり、上
記と同じように重心位置が第２図で右に移動した
分だけ補償するのである。

上記に加えて実施例装置は、第１固定軸１１の
固定スプロケツト４１とスプロケツトブラケツト
３５のベアリング３７との間のほぼ中央に仕切り
リング９１を設け、その両側のスペーサリング５
１に互に逆巻きのバランススプリング９３，９５
を設けた。

該バランススプリング９３と９５とは、ともに
一端を前記した仕切りリング９１の近傍で第１固
定軸１１を貫いて固定してあり、他端は第１アー
ム１３の側壁を貫いて固定してある。更に前記し
たように第２図でＡの状態からＣの状態に第１ア
ーム１３と第２アーム１７とが一体的に揺動した
場合にバランススプリング９３と９５とが巻き締
めるように設けてある。

第２図のＣの状態から第２アーム１７を水平な
姿勢に追加揺動する場合は、上記した２つのケー
スを併せ行つたことになつて、結果的な重心位置
移動分に相応した補償がバランススプリングに加
減算されることは説明を繰り返すまでもないと考
える。

以上のごとき実施例の説明より理解されるよう
に、要するに本考案の要旨は実用新案登録請求の
範囲に記載のとおりであるから、その記載より明
らかなように、本考案においては、第１固定軸を
介して支持部材に枢支された第１アームと上記第
１固定軸との間には、互に逆巻きのバランススプ
リングが介在してある。したがつて、第１アーム
の揺動により重心位置が移動した場合、第１アー
ムに作用するモーメントとバランススプリングが
バランスすることとなり、第１アームの原位置へ
の復帰を容易に行ないうるものである。

特に、本考案においては、第１アームの先端部
に第２固定軸を介して第２アームを枢支している
が、上記第２固定軸に回転自在に支承された被動
スプロケツトと第１固定軸に取付けた固定スプロ
ケツトとにチエンを掛回し、かつ上記被動スプロ
ケツトと一体的なプーリと第２アームとの間に、
コイル状の第２のバランススプリングを介在して
なるものであるから、第１アームを傾斜せしめる
と第２のバランススプリングが連動して巻かれる
こととなる。したがつて、第１アームの傾斜によ
り第２アームの重心が移動して第２アームのモー
メントが変化したような場合であつても、第２ア
ームに作用するモーメントと第２のバランススプ
リングが自動的にバランスすることとなる。すな
わち、第１アームと第２アームとの相対的な変位
がない場合であつても自動的にバランスが保持さ
れるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は多関節ロボツトを示した説明図、第２
図は同上揺動説明図、第３図は第１図の−断
面矢視図に相当する本考案の実施例装置断面図で
ある。 図面の主要な部分を表わす符号の説明、１……
多関節ロボツト、９……支持部材、１１……第１
固定軸、１３……第１アーム、４１……固定スプ
ロケツト、９３……バランススプリング、９５…
…バランススプリング。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 支持部材９に第１固定軸１１を介して基部を枢
   支された第１アーム１３と上記第１固定軸１１と
   の間に、互に逆巻きのバランススプリング９３，
   ９５を介在して設け、上記第１アーム１３の先端
   部に第２固定軸１５を介して第２アーム１７の基
   部を枢支して設け、上記第２固定軸１５に回転自
   在に支承された被動スプロケツト７１と前記第１
   固定軸１１に取付けた固定スプロケツト４１とに
   チエン６９を掛回して設け、上記被動スプロケツ
   ト７１と一体的なプーリ７７と前記第２アーム１
   ７の間に、コイル状の第２のバランススプリング
   ７５を介在してなることを特徴とする多関節ロボ
   ツト。