JPS6248482A - 工業用関節型ロボツト - Google Patents

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】 産業上の利用分野 本発明は、工業用関節型ロボットに関し、特に水平面内
で旋回する第１、第２の２つの水平アームを旋回結合構
造によって結合し、その第２の水平アームの先端に手首
機構を取付は得るようＫした関節型ロボットにおける第
１の水平アームの旋回駆動源を直接駆動型モータによっ
て形成した構成を有する工業用関節型ロボットに関する
。

従来技術と問題点 近年、工業用ロボットの関節部における駆動源として直
接駆動形モータ（ダイレクトドライブモータ）を組み入
れて従来の減速機を有した通常のモータに換え、構造の
コンパクト化を図る開発が進められている。然しなから
、工業用ロボットに実際に組み入れる場合の具体的構造
やどのような関節部に組み入れるかについて具体的な提
案は未だ提供されていない。

依って本発明は、このような工業用ロボットのコンパク
ト化と構造の簡素化を図る開発の一環として２つの水平
アームを有した工業用関節型ロボットに具体的に直接駆
動形モータを組み入れた新規構造の工業用関節型ロボッ
トを提供せんとするものである。

解決手段 本発明は、上述の発明目的に鑑みて、ロボット基台と、
前記ロボット基台に旋回可能に立設されるとともに前記
ロボット基台との第４の旋回結合部により結合され、第
１の軸線まわりに旋回するロボットコラムと、前記ロボ
ットコラムに装着されて上下移動可能な縦スライダの頂
部の第２の旋回結合部に取シ付けられて前記ロボットコ
ラムと共に前記第１軸線まわりに旋回する第１の水平ア
ームと、前記第１の水平アームの先端の第３の旋回結合
部に枢着され、かつ前記第１水平アーム内に内蔵された
旋回駆動機構によって前記第１軸線と平行な第２軸線ま
わυに旋回する第２の水平アームと、前記第２水平アー
ム内に設けられて該第２水平アームの先端に枢着結合さ
れるロボット手首を前記第１−、第２の軸線に平行な第
３の軸線まわりに旋回させる手首駆動機構とを具備し、
前記第１ないし第３の旋回結合部の少くとも第１の旋回
結合部は中空ロータとその周囲のステータとを有した直
接駆動形モータを備え、該中空ロータを前記ロボットコ
ラムに直結させて構成したことを特徴とする工業用関節
型ロボットが提供され、減速機や伝動機構の要らない直
接駆動モータを用いてロボットコラムを直結駆動するか
ら、少くともロボットコラムを介して第１水平アームを
水平面内で旋回駆動する第１旋回結合部の旋回駆動機構
のコンパクト構造を得るようにしているのである。

以下、本発明を添付図面に示す実施例に基いて詳細に説
明する。

第１図は本発明による工業用関節型ロボットの実施例を
示した縦断面図である。

第１図において、工業用関節型ロボットは中空の筺形を
したロボット基台１０を有し、このロボット基台１０の
上部にロボットコラム１２が立設され、このロボットコ
ラム１２の下端には直接駆動形モータ１６のロータ１８
が適宜の固定手段、例えばねじ結合手段によって結合さ
゛れ、このロータ１８が回転軸受１４を介してロボット
基台１０に対して６θ１”で示す縦軸線まわりに旋回自
在に取付けられている。直接駆動形モータ１６のロータ
１８は中心部に中心貫通孔１６ｍを有した環状形状のモ
ータ要素であや、このロータ１８の周囲にはステータ２
０が設けられ、このステータ２０はロボット基台１０の
上板１０ｍに固定的に取付けられ、励磁電流を供給され
るとロータ１８と相互作用をして該ロータ１８、従って
ロボットコラム１２を旋回制御することが可能になって
いる。

ロボットコラム１２内には通常のＡＣサーボモータ２４
によって構成された２軸駆動モータ２４が固定配置され
、この２軸駆動モータ２４の出力軸からプーリと伝動ベ
ルト、或いはこれと等価な例えばスプロケットとチェー
ンとからなる回転伝動機構２６を経てロボットコラム１
２内に回転軸受２５によって回転可能に直立保持された
ボールねじ２８に回転駆動力が伝達される。一方、この
ボールねじ２８にはボールナラ）３０が螺合し、このポ
ールナラ）３０には縦方向に延設されたスライダ２２が
結合されている。従って、ボールねじ２８とボールナツ
ト３０は縦スライダ２２の上、下移動における送シ機構
を形成している。図では縦スライダ２２が最下位位置に
下降した状態を示し、故に縦スライダ２２は矢印２で示
す方向に上昇し、また上昇位置から下降することができ
るのである。この縦スライダ２２の頂端は７ランジ２２
ａとして形成され、との縦スライダ２２のフランジ２２
ｍに第１の水平アーム３２における後端部が結合されて
いる。つまり、第１の水平アーム３２は、ロボットコラ
ム１２が旋回作動するとき。

その旋回軸線θｌと同一軸線のまわりに旋回作動する。

そして第１の水平アーム３２は、縦スライダ２２のフラ
ンジ２２ｍを好ましくは円環形状又は中心孔付き形状に
形成することＫよって、ロボットコラム！２の内部空間
と連通した内部空間を有する中空アームとして形成され
る。この第１水平アーム３２の先端には旋回結合部３４
を介して第２の水平アーム３６が枢着結合されている。

即ち、旋回結合部３４は回転軸受３５を介して第１水平
アーム３２内の固定フレーム３３に対して回転可能に保
持されたリングギヤ４１を有し、このリングギヤ４１は
中心部に中空孔を有すると共に下部は第２水平アーム３
６の後端部に結合されている。

そして上記リングギヤ４１とこれに噛合した駆動ギヤ４
３とによって食違い歯車機構４０からなる伝動機構を形
成し、駆動ギヤ４３は第１水平アーム３２内の後方部に
配設された通常のＡＣサーボモータ等の適宜モータから
なる駆動モータ３８によって回転、駆動される。上記食
違い歯車機構４０の中心孔には中空管４２が設けられ、
第１、第２水平アーム３２．３６の側内部空間を連通ず
る構成となっている。

上記の旋回結合部３４と食違い歯車機構４０からなる伝
動機構によれば、第２水平アーム３６は第１水平アーム
３２の旋回軸線θｌと平行な旋回軸線θ２のまわりに旋
回作動することができる。

また、第２水平アーム３６内には同様にして駆動モータ
４８を旋回駆動源とした上述の食違い歯車機ｌ１ｌ１４
０と同構造、相似形の伝動機構５０が設けられ、この伝
動機構５０のリングギア５１が回転軸受４５を有した旋
回結合部４４を介して図示されていないロボット手首機
構を上述した旋回軸線θ２と平行な旋回軸線θ３のまわ
りに旋回駆動する構成となっている。しかも中空管５２
が既述の中空管４２と同構造で設けられているから、ロ
ボット手首機構が第２水平アーム３６の先端に取付けら
れたとき、両者の内部空間が連通された状態になるので
ある。つまシ、手首機構から、第２水平アーム３６、第
１水平アーム３２、縦スライダ２２の中空７ランジ２２
ａ、ロボットコラム１２、直接駆動形モータ１６のロー
タ１８に設けられた中心孔１６ａ等を介してロボット基
台１０に紋る空間的に連通したロボットの中空内部構造
が形成されており、このような中空内部構造を利用すれ
ば、各駆動モータ２４，３８，４８等に対する動力供給
、これら駆動モータに対する制御信号線、検出信号線等
の配線クープル及びロボット手首機構に取付けられるハ
ンドや作業具の作動用圧力流体を供給するパイプライン
等を配管し、ロボット外部におけるクープルの葡設を解
消することができる。第１図ではこれらクープル、配線
類を参照番号５６で示しておる。特に本発明によれば、
これらクープル類５６をロボット基台１０から直接駆動
壓モータ１６のロータ１８に形成した中心孔１６ａｔＨ
て第１、第２の水平アーム等のロボット動作部へ導くこ
とができるから、完全にロボット内部に配線、配管を格
納できる有利がある。なお、直接駆動形モータ１６の中
心孔１６ａは上述した配線、配管用空間として用いるの
みでなく、例えば縦スライダ２２の上、下移動の送シ機
構を形成するボールねじ２８を回転駆動する駆動モータ
２４をロボット内に配設し、その出力軸をロータ１８の
中心孔１６ａを経てボールねじ２８に結合する機構設計
上の空間として利用することもできる。なお、１０ｂは
ロボット基台１ｏのカバーである。

（発明の効果〕 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、関節
型ロボット内に直接駆動モータを糺込んで関節部のアク
チェエータをコンパクトに形成し、かつロボット内部空
間を配線、配管等の処理空間として有効利用したシ、或
いは機構設計上の利用空間として使用できるコンパクト
かつ空間利用率の高い関節型ロボットが得られるという
効果を備えている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による、直接駆動モータを関節部のアク
チェエータとして用いた工業用関節型ロボットの実施例
における縦断面図。 １０・・・ロボット基台、１２・・・ロボットコラム、
１４・・・回転軸受、１６・・・直接駆動形モータ、１
６ａ・・・中心孔、１８・・・ロータ、２０・・・ステ
ータ、２２・・・縦スライダ、２２ａ・・・フランジ、
３２・・・第１水平アーム、３４・・・旋回結合部、３
６・・・第２水平アーム０ 手続補正書（自発） 昭和６０年１０月２日

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、ロボット基台と、前記ロボット基台に旋回可能に立
   設されるとともに前記ロボット基台との第１の旋回結合
   部により結合され、第１の軸線まわりに旋回するロボッ
   トコラムと、前記ロボットコラムに装着されて上下移動
   可能な縦スライダの頂部の第２の旋回結合部に取りつけ
   られて前記ロボットコラムと共に前記第１軸線まわりに
   旋回する第１の水平アームと、前記第１の水平アームの
   先端の第３の旋回結合部に枢着され、かつ前記第１水平
   アーム内に内蔵された旋回駆動機構によって前記第１軸
   線と平行な第２軸線まわりに旋回する第２の水平アーム
   と、前記第２水平アーム内に設けられて該第２水平アー
   ムの先端に枢着結合されるロボット手首を前記第１、第
   ２の軸線に平行な第３の軸線まわりに旋回させる手首駆
   動機構とを具備し、前記第１ないし第３の旋回結合部の
   少なくとも第１の旋回結合部は中空ロータとその周囲の
   ステータとを有した直接駆動形モータを備え、該中空ロ
   ータを前記ロボットコラムに直結させて構成したことを
   特徴とする工業用関節型ロボット。