JPS625755B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS625755B2
JPS625755B2 JP58204197A JP20419783A JPS625755B2 JP S625755 B2 JPS625755 B2 JP S625755B2 JP 58204197 A JP58204197 A JP 58204197A JP 20419783 A JP20419783 A JP 20419783A JP S625755 B2 JPS625755 B2 JP S625755B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
shaft
arm
buffer member
harmonic drive
spline
Prior art date
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Expired
Application number
JP58204197A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS6094293A (en
Inventor
Kazuo Minowa
Yoshuki Tomita
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.)
Sumitomo Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Heavy Industries Ltd
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 Sumitomo Heavy Industries Ltd filed Critical Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority to JP20419783A priority Critical patent/JPS6094293A/en
Publication of JPS6094293A publication Critical patent/JPS6094293A/en
Publication of JPS625755B2 publication Critical patent/JPS625755B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ロボツトのアームの関節構造に関す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a joint structure of a robot arm.

一般に、ロボツトのアーム等の関節部は、物体
の搬送あるいはバリ取りなどのように、外部から
抗力を受けても、この抗力に影響されずに、指示
された位置からずれることなく作業を行う機能、
いわゆる「剛性の高い制御機能」を有するもの
と、組立ロボツトのように、関節部にやわらかさ
を持たせて、外部からの抗力に対して、追従する
ような機能いわゆる「柔軟な制御機能」を有する
ものに大別することができる。
In general, the joints of a robot's arm, etc., have the ability to perform tasks without being affected by this drag and shifting from the specified position, even when it receives external resistance, such as when transporting objects or deburring objects. ,
There are two types of robots: those with so-called "highly rigid control functions," and those with so-called "flexible control functions," such as assembly robots, which have flexible joints and can follow external drag forces. It can be broadly classified into those that have.

従来、上記で述べたような「剛性の高い制御機
能」と「柔軟な制御機能」は互いに、相反する動
作を必要とするため、両機能を備えた関節部はな
かつた。
Conventionally, the above-mentioned "highly rigid control function" and "flexible control function" require contradictory movements, so there has been no joint that has both functions.

本発明の目的は、「剛性の高い制御機能」と
「柔軟な制御機能」の両方の機能を持つロボツト
のアームの関節部を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a robot arm joint that has both "highly rigid control function" and "flexible control function".

本発明によると、ロボツトのアームを角度的に
変位させるための関節構造において、予め定めら
れた駆動力を出力する駆動モータと、該駆動力が
入力されるウエーブジエネレータ、該ウエーブジ
エネレータの外側に位置するフレツクススプライ
ン、該フレツクススプラインの外側に配置された
サーキユラスプライン、及び前記フレツクススプ
ラインに結合したシヤフト軸とを備え、前記モー
タの回転駆動力を前記サーキユラスプラインに接
続されたアームに伝達するハーモニツクドライブ
と、該シヤフト軸に連結された緩衝部材と、該シ
ヤフト軸の周りに設けられ、該シヤフト軸を固定
状態及び可動状態に切り換えるための電磁ブレー
キとを有し、該電磁ブレーキにより、前記緩衝部
材が前記シヤフト軸から実質的に切り離された状
態では、前記アームは前記ハーモニツクドライブ
と高い剛性で支持され、他方、前記緩衝部材が前
記シヤフト軸と実質的に連結された状態では前記
アームは前記緩衝部材と前記ハーモニツクドライ
ブを介して低い剛性で支持されることを特徴とす
るロボツトの関節構造が得られる。
According to the present invention, a joint structure for angularly displacing an arm of a robot includes a drive motor that outputs a predetermined driving force, a wave generator to which the driving force is input, and an outer side of the wave generator. a flex spline located at the flex spline, a circular spline disposed outside the flex spline, and a shaft shaft connected to the flex spline, the rotational driving force of the motor being connected to the circular spline. It has a harmonic drive that transmits to the arm, a buffer member connected to the shaft shaft, and an electromagnetic brake provided around the shaft shaft for switching the shaft shaft between a fixed state and a movable state. When the buffer member is substantially separated from the shaft shaft by the electromagnetic brake, the arm is supported with high rigidity by the harmonic drive, and on the other hand, the buffer member is substantially connected to the shaft shaft. In this state, the robot joint structure is characterized in that the arm is supported with low rigidity via the buffer member and the harmonic drive.

以下、本発明の実施例について、図面を参照し
て説明する。図示された関節は複数のアームを連
結するために使用され、ここでは、第i番目のア
ーム部の本体に固定され、第(i+1)番目のア
ーム部(図示せず)を角度的に変位させるものと
する。第(i+1)番目のアーム部を駆動する駆
動力は第i番目のアーム部に固定されたモータ1
から与えられる。モータ1は、チエーン2を介し
て、いわゆるハーモニツクドライブ3の入力軸4
に連結されている。このハーモニツクドライブ3
は、楕円状のカムとその外周にはめたボールベア
リングによつて構成されているいわゆるウエーブ
ジエネレータ5と、ウエーブジエネレータの外側
に位置付けられ、薄肉、カツプ状の金属弾性体よ
りなるいわゆるフレクススプライン6を有してい
る。このフレクススプライン6の外周には、イン
ボリユート歯形の歯がきざまれている。更に、ハ
ーモニツクドライブ3は剛体でリング状をなし、
内周にフレクススプライン6と同じピツチで且
つ、フレクススプライン6より多くの歯がきざま
れている、いわゆるサーキユラスプライン7を備
えている。そして、ハーモニツクドライブ3のサ
ーキユラスプライン7には、第(i+1)番目の
アーム部(以下、単にアーム部と呼ぶ)が連結さ
れている。さらに、ハーモニツクドライブ3のフ
レクススプライン6にはシヤフト軸9が結合さ
れ、このシヤフト軸9にはアーム本体11に結合
されたばね8が連結している。また、シヤフト軸
9は、電磁ブレーキ10によつて、固定状態と可
動状態に切り換えることができるようになつてい
る。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The illustrated joint is used to connect multiple arms, here fixed to the body of the i-th arm section and angularly displacing the (i+1)-th arm section (not shown). shall be taken as a thing. The driving force for driving the (i+1)th arm is the motor 1 fixed to the i-th arm.
given from. The motor 1 is connected via a chain 2 to an input shaft 4 of a so-called harmonic drive 3.
is connected to. This harmonic drive 3
The so-called wave generator 5 is composed of an elliptical cam and a ball bearing fitted on its outer periphery, and the so-called flex generator 5 is located outside the wave generator and is made of a thin, cup-shaped metal elastic body. It has a spline 6. The outer periphery of the flexspline 6 is provided with involute teeth. Furthermore, the harmonic drive 3 is a rigid body and has a ring shape,
A so-called circular spline 7 having the same pitch as the flex spline 6 and having more teeth than the flex spline 6 is provided on the inner periphery. The (i+1)th arm section (hereinafter simply referred to as an arm section) is connected to the circular spline 7 of the harmonic drive 3. Further, a shaft shaft 9 is connected to the flex spline 6 of the harmonic drive 3, and a spring 8 connected to the arm body 11 is connected to the shaft shaft 9. Further, the shaft shaft 9 can be switched between a fixed state and a movable state by an electromagnetic brake 10.

次に、この関節構造の動作について説明する。
電磁ブレーキ10によつてシヤフト軸9を固定し
た状態において、モータ1によりアーム部を任意
の角度に位置決めした状態とし、アーム部に外力
が作用した場合、シヤフト軸9が固定されている
ため、シヤフト軸9に結合されているフレクスス
プライン6は、回転的変位をすることができな
い。よつてアーム部の角度は、当初位置決めされ
た角度から変化することはない。
Next, the operation of this joint structure will be explained.
When the shaft shaft 9 is fixed by the electromagnetic brake 10 and the arm is positioned at an arbitrary angle by the motor 1, and an external force is applied to the arm, the shaft shaft 9 is fixed. The flexspline 6 connected to the shaft 9 cannot undergo rotational displacement. Therefore, the angle of the arm portion does not change from the initially positioned angle.

電磁ブレーキ10によつてシヤフト軸9を可動
状態とし、モータ1によりアーム部を任意の角度
に位置決めした状態において、アーム部に外力が
作用した場合には、サーキユラスプライン7及び
フレクススプライン6によつて、その外力による
アーム部の変位が回転的変位となつて、シヤフト
軸9へ伝達される。ところがシヤフト軸9には、
アーム本体11に結合しているばね8が連結して
いるので、アーム部に加わつた外力に応じて、ば
ね8がたわむ。そして、アーム部の角度的変位
は、ばね8の抗力とアーム部に加わつた外力がつ
り合つた位置で安定に保たれる。
When the shaft shaft 9 is in a movable state by the electromagnetic brake 10 and the arm part is positioned at an arbitrary angle by the motor 1, when an external force is applied to the arm part, the circular spline 7 and the flex spline 6 are Therefore, the displacement of the arm portion due to the external force becomes a rotational displacement and is transmitted to the shaft shaft 9. However, in the shaft axis 9,
Since the spring 8 coupled to the arm body 11 is connected, the spring 8 deflects in response to external force applied to the arm portion. The angular displacement of the arm portion is kept stable at a position where the resistance of the spring 8 and the external force applied to the arm portion are balanced.

以上説明したように、本発明では、ロボツトの
アームを角度的に変位させるための関節構造にお
いて、予め定められた駆動力を出力する駆動モー
タと、該駆動力が入力されるウエーブジエネレー
タ、該ウエーブジエネレータの外側に位置するフ
レツクススプライン、該フレツクススプラインの
外側に配置されたサーキユラスプライン、及び前
記フレツクススプラインに結合したシヤフト軸と
を備え、前記モータの回転駆動力を前記サーキユ
ラスプラインに接続されたアームに伝達するハー
モニツクドライブと、該シヤフト軸に連結された
緩衝部材と、該シヤフト軸の周りに設けられ、該
シヤフト軸を固定状態及び可動状態に切り換える
ための電磁ブレーキとを有している。この電磁ブ
レーキによつて、緩衝部材がシヤフト軸から切り
離された状態ではアームはハーモニツクドライブ
と高い剛性で支持され、また緩衝部材がシヤフト
軸と実質的に連結された状態では、アームは緩衝
部材とハーモニツクドライブを介して低い剛性で
支持される。したがつて、この関節構造をロボツ
トのアームに用いれば、「剛性の高い制御機能」
及び「柔軟な制御機能」の両機能を持つことがで
きるので、従来のように、作業の性質に応じて、
「剛性の高い制御機能」を有するロボツトのアー
ム、あるいは「柔軟な制御機能」を有するロボツ
トのアームを別に用いることなく、作業の内容に
よつて、ロボツトのアームの関節構造の剛性の高
低を切り換えることによつて、同一のロボツトの
アームによつて、剛性の高い作業及び柔軟な作業
の両方に対応できる。
As explained above, in the present invention, in a joint structure for angularly displacing an arm of a robot, a drive motor that outputs a predetermined driving force, a wave generator to which the driving force is input, and a The wave generator includes a flex spline located outside the wave generator, a circular spline located outside the flex spline, and a shaft shaft coupled to the flex spline. A harmonic drive that transmits transmission to an arm connected to a spline, a buffer member connected to the shaft shaft, and an electromagnetic brake provided around the shaft shaft for switching the shaft shaft between a fixed state and a movable state. have. With this electromagnetic brake, when the buffer member is separated from the shaft shaft, the arm is supported with high rigidity by the harmonic drive, and when the buffer member is substantially connected to the shaft shaft, the arm is supported by the shock absorber. and is supported with low rigidity via a harmonic drive. Therefore, if this joint structure is used in a robot arm, it will provide "highly rigid control functions."
and "flexible control function", so it can be controlled according to the nature of the work, unlike conventional methods.
Switch the rigidity of the joint structure of the robot arm depending on the content of the work without using a separate robot arm with a "highly rigid control function" or a robot arm with a "flexible control function" This allows the same robot arm to perform both rigid and flexible tasks.

なお、実施例では、複数個のアーム部が縦続に
接続された場合を想定して説明したが、固定され
た支持台上に関節を設け、この関節に単一のアー
ム部を連結する場合にも、本発明は適用できる。
In addition, in the example, explanation was given assuming a case where multiple arm sections are connected in series, but when a joint is provided on a fixed support base and a single arm section is connected to this joint, The present invention is also applicable.

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

図面は、本発明によるロボツトの関節構造の1
実施例である原理図を表わすものである。 1……モータ、2……チエーン、3……ハーモ
ニツクドライブ、4……入力軸、5……ウエーブ
ジエネレータ、6……フレクススプライン、7…
…サーキユラスプライン、8……ばね、9……シ
ヤフト軸、10……電磁ブレーキ、11……アー
ム本体。
The drawing shows one of the robot joint structures according to the present invention.
It represents the principle diagram which is an example. 1... Motor, 2... Chain, 3... Harmonic drive, 4... Input shaft, 5... Wave generator, 6... Flex spline, 7...
...Circular spline, 8...Spring, 9...Shaft axis, 10...Electromagnetic brake, 11...Arm body.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 ロボツトのアームを角度的に変位させるため
の関節構造において、予め定められた駆動力を出
力する駆動モータと、該駆動力が入力されるウエ
ーブジエネレータ、該ウエーブジエネレータの外
側に位置するフレツクススプライン、該フレツク
ススプラインの外側に配置されたサーキユラスプ
ライン、及び前記フレツクススプラインに結合し
たシヤフト軸とを備え、前記モータの回転駆動力
を前記サーキユラスプラインに接続されたアーム
に伝達するハーモニツクドライブと、該シヤフト
軸に連結された緩衝部材と、該シヤフト軸の周り
に設けられ、該シヤフト軸を固定状態及び可動状
態に切り換えるための電磁ブレーキとを有し、該
電磁ブレーキにより、前記緩衝部材が前記シヤフ
ト軸から実質的に切り離された状態では、前記ア
ームは前記ハーモニツクドライブと高い剛性で支
持され、他方、前記緩衝部材が前記シヤフト軸と
実質的に連結された状態では前記アームは前記緩
衝部材と前記ハーモニツクドライブを介して低い
剛性で支持されることを特徴とするロボツトの関
節構造。
1 A joint structure for angularly displacing a robot arm includes a drive motor that outputs a predetermined drive force, a wave generator to which the drive force is input, and a frame located outside the wave generator. The motor includes a flex spline, a circular spline disposed outside the flex spline, and a shaft shaft coupled to the flex spline, and transmits the rotational driving force of the motor to an arm connected to the circular spline. It has a harmonic drive, a buffer member connected to the shaft shaft, and an electromagnetic brake provided around the shaft shaft for switching the shaft shaft between a fixed state and a movable state, and by the electromagnetic brake, When the buffer member is substantially disconnected from the shaft shaft, the arm is supported with high rigidity by the harmonic drive, while when the buffer member is substantially connected to the shaft shaft, the arm is supported by the harmonic drive with high rigidity. A joint structure for a robot, wherein the arm is supported with low rigidity via the buffer member and the harmonic drive.
JP20419783A 1983-10-31 1983-10-31 Joint structure of robot Granted JPS6094293A (en)

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Publication Number Publication Date
JPS6094293A JPS6094293A (en) 1985-05-27
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03118958U (en) * 1990-03-22 1991-12-09

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4942051A (en) * 1972-08-28 1974-04-20
JPS5859786A (en) * 1981-10-03 1983-04-08 株式会社東芝 Joint device for industrial robot

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4942051A (en) * 1972-08-28 1974-04-20
JPS5859786A (en) * 1981-10-03 1983-04-08 株式会社東芝 Joint device for industrial robot

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03118958U (en) * 1990-03-22 1991-12-09

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