JPS629893A - ロボツト関節部の動力伝達機構 - 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］ この発明は工業用ロボットのアーム等の関接部の動力伝
達機構の改良に関する。

［従来技術］ 工業用ロボットのアーム等、関接部を持った部分を駆動
する際、動力伝達機構の内容によっては一つの駆動系を
動作させると連動運動に伴って他の駆動系をも動作させ
てしまういわゆる誘起運動を生じる場合があることは知
られており、特公昭５８−３５８３６号公報にこれの対
策の一機構が開示されている。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、工業用ロボットのアーム等でひじと手首
に相当するように関接部が２組並んで配設された条件で
、それぞれの関接部で揺動動作が行われる場合に確実に
誘起運動を防止するようにした動力伝達ａ！構は、各々
の関接部をダイレクトドライブする以外になかった。前
記公報に開示されている内容は手首部分の回転動作にお
（）る誘起運動の防止手段であり、前記２組並んだ関接
部の揺動動作の場合とは全く異質であり適用できない。

そしてこの誘起運動は特に塗装作業や溶接作業のように
動作経路の全軌跡を規定するＣ、Ｐ方式を主体どする作
業に大きな影響を与える。例えばティーチングにおいて
、動作経路のある移動距離で本来の動きを止めるたびに
誘起運動による動作誤差を修正する必要があり、ティー
チング動作が煩雑かつ多大の時間を要する。また、誘起
昂を考慮した場合、実際の動作角は児かけの動作角より
も大きめにとる必要がある。従ってアクチュエータを大
型化しな（プればならず、また、分解能も低下しＣしよ
う。

［発明の目的］ この発明は上記従来のロボットアームの問題点に鑑み創
案されたもので、誘起運動を生じないロボット関接部の
動力伝達機構の提供を目的とする。

［発明の構成１ 上記の目的を達成するためにこの発明は、中間の第１ア
ームの両端に設けられた２組の関接部の一方の第２関接
部駆動用の第１入力軸と、前記第１入力軸に連結し、か
つ前記第１アームの一端にも連結した第１ギヤ列と、前
記関接部の他方の第２間節部駆動用の第２入力軸と、前
記第２入力軸に連結された第２ギＶ列と、前記第２ギヤ
列から第１中間軸を介して連結された第３ギヤ列と、前
記第２ギヤ列から第２中間軸を介して連結され、かつ前
記第３ギヤ列にも一端を連結された差動歯車機構と、前
記差動歯車機構の別の一端に接続され、前記第２間節部
から先端側に配設された第２アームとを備えてロボット
関接部の動力伝達機構を構成した。

［発明の作用］ この発明のロボット関接部の動力伝達機構は上記のよう
に構成されているので、差動歯車機構が有効に作用し、
これに伝導ギ１７の歯数比を所定比率に決めて組合せる
ことで、各関接部を経由して伝達される運動でひき起さ
れる不都合な誘起運動が打ち消される。

［実施例］ 以下この発明のロボット関接部の動力伝達機構の一実施
例を第１図の図面を参照しながら説明する。

円筒形断面の第１アーム１の両端部にそれぞれ関接部が
設けられていて、図面の左側に示される一方が第１間節
部３９図面の右側に示される他方が第２間節部５となっ
ている。第１間第部３の外側には別のアーム７が連結さ
れており、また第２間面部５の外側には第２アーム９が
連結されている。

前記別のアーム７の中心部に第１間節部３を駆動するた
めの中空軸形状第１入力軸１１がアーム７の長さ方向に
沿って配設されている。第１入力軸１１の先端部には３
個のベベルギヤ１３，１５゜１７を溝形状に配列噛合さ
せた第１ギヤ列１つが設けられており、これらベベルギ
ヤのうちの１個のベベルギヤ１３に第１人力＠１１が嵌
入固着されている。第１ギヤ列１９のベベルギヤのうち
ベベルギヤ１３と係合する他の１個１５の軸２１は第１
入力軸１１に対し直角方向に突設した形であり、アーム
７の端部を回動自在に貫通してその外側の第１アーム１
の端部に固着されている。従って第１入力軸１１を回転
するとベベルギヤ１３゜１５を経て軸２１が回り、この
回転で第１アーム１が軸２１を中心に揺動する。

第１アーム１の他方の関接部すなわち第２関接部５を駆
動するための第２入力軸２３が第１入力軸１１の中空軸
の内部に同心状態で回転自在に嵌入されている。第２入
力軸２３の先端部には３個のベベルギｒ２５．２７．２
９を溝形状に配列噛合させた第２ギヤ列３１が設けられ
ており、これらのギヤのうちの１個２５に第２人力＠２
３の先端が嵌入固着されている。

第２ギヤ列３１のベベルギヤの中間の１個２７の軸３３
は第２人力＠Ｉ＋　２３に対し直角方向に突設した形で
あり、アーム７と第１アーム１の各端部を回動自在に枢
支する状態に円通している。第１ギヤ列１９と第２ギヤ
列３１は第１閏接部３図示のようにほぼ重設配置された
形態となっている。

そして各ギＶ列１９．３１の各中間ギヤ１５．２７の各
軸２１，３３が同一軸心上に配置されていて、これら各
軸２１，３３が第１関接部の回動中心、つまり第１アー
ム１の揺動中心となっている。

第１ギヤ列１９のうちのベベルギヤ１７から中空断面の
第１中間１ｔｃｈ　３５が第１アーム１の中心軸線に沿
って第２関接部５付近にまで配設されている。第１中間
軸３５の先端部に２個のベベルギヤ３７．３９を１字形
に配列噛合させた第３ギヤ列４１が設けられている。第
２ギヤ列３１のうちのベベルギヤ２つから第２中間軸４
３が第１アーム１の中心軸線に沿って第１中間軸３５の
中空部に回転自在に嵌入されて第２関接部５付近にまで
配設されてれいて、先端部に２個のベベルギヤ４５゜４
７が１字形に配列噛合して設けられて第２中間軸４３と
次の差動歯車機構４９とを連結している。

差動歯車機構４９は４個のベベルギヤ５１，５３．５５
．５７が正方形状に配列噛合した構成に設けである。こ
れらのギヤの各軸を回転自在に支承する外部体５９が各
ギヤを包囲した形となっていて、外郭体５つの外周に前
記ベベルギヤ４７が装着されたいる。差動歯車機構４９
の４個のベベルギヤの各軸のうち前記各中間＠３５．４
３に直交する方向に軸心を持つ２本のｆｌ＋６１．６３
は勿論同−軸線士に配置されているが、各外型に突出し
て延設されている。その一方の軸６１は第２アーム９の
端部を貫通固着し、更に第１アーム１の端部を回動自在
に貫通している。他方の軸６３は前記第３ギヤ列４１の
ベベルギＡ７３９が嵌入固着され、更に第１アーム１と
第２アーム９の各端部を回動自在に量適している。

前記差動歯車機構４９、第３ギヤ列４１、及びベベルギ
ヤ４５．４７の組合せの三者は第２関接部５に図示のよ
うにほぼ重設配置された形態となっている。第２アーム
９は第１アーム１に対して軸６１．６３を中心として第
２入力軸２３の駆動で揺動運動を行なう。このようにい
わば手首に相当する第２アーム９の先端に、指に相当す
るハンド６５が装着されている。

以上に述べた各ギヤ列１９，３１．４１及び差動歯車機
構４９に含まれる各ベベルギヤはそれぞれの組合せにお
いて同一歯数、つまり１：１の歯数比にされている。そ
して第１中間軸４３の第２関接部５側端部のベベルギＶ
の組合せ４５．４７だけが１：２の歯数比でもって構成
されている。

なお、以上の構成は第１アーム１．第２アーム９に関連
する第１関接部３と第２関接部５とについて述べたもの
で、図示していない別のア゛−ム７の回転運動機構、ハ
ンド６５の回転運動機構とつかみ運動機構等については
この発明の対象外の範囲であり説明を省略している。

以上のように構成したこの発明のロボット関接部の動力
伝達機構の動作について述べる。

今、第２入力軸２３は動かさず、第１関接部３を駆動す
る。すなわち第１アーム１を揺動させる第１入力軸１１
を例えば９０度回動させると、第１ギヤ列１つのベベル
ギヤ１３．１５を介して軸２１により第１アーム１は９
０度揺動する。しかし同時に第２ギレ列３１のベベルギ
ヤ２９も前記第１アーム１の揺動に伴って９０度回動す
るためにベベルギヤ２７と噛合していて９０度の回動に
見合う回動を強制される（誘起運動）。

そしてベベルギｒ４５．４７を介して差動歯車機構４９
の外郭体５つを４５度回動さぼ、ベベルギヤ５３．５７
の４５度の回動を生じ、ベベルギヤ５５を９０度回動さ
せる動き、つまり第２アーム９を９０度揺動させる誘起
運動を発生ずる。

しかしながら、第１ギヤ列１つのベベルギヤ１７が９０
度回動して第１中間軸３５が回り、第３ギヤ列４１のベ
ベルギヤ３７．３９を介して＠６３を経て差動ｉｆ１車
機構４０内のベベルギヤ５１を９０度回動させる。この
動作によって前記第２アーム９を９０度揺動させる誘起
運動、つまりベベルギヤ５５を９０度回動させる動きを
打消してしまう。従って誘起運動は生じない。

次に第１入力軸１１を動かさず、第２関接部５を駆動す
る、すなわち第２アーム９を揺動させる第２入力軸２３
を例えば９０１ｔ２回動させると、第２ギセ列３１のへ
ベルギヤ２５．２７．２９を介して第２中間＠４３が９
０度回動する。続いてベベルギヤ４５．４７を介して差
動歯車機構４９の外郭体５９が４５度回動じてベベルギ
ヤ５３，５７が４５度回動する。この時、第１入力軸１
１は静止していて、これに連結されるベベルギヤ３９の
軸６３も静止している。当然ベベルギヤ５１は動かない
ので差動両車機構の機能により前記ベベルギＩ″７５３
．５７の４５麿回動はベベルギヤ５５を９０度回動させ
て第２アーム９を９０度回動させる。

以上のように第１関接部３、第２関接部５共に誘起運動
を発生させることなしに各入力軸の回転角度に対応した
揺動運動を行わせることができる。

この発明のロボット関接部の動力伝達機構は前記一実施
例に限定されず、種々の変形、応用が可能である。例え
ば各ギヤ列のベベルギヤの代りにスパイラルギヤを用で
いて回転をより円滑に伝達することもできる。あるいは
また、前記第１アームと第１．第２中間軸の王者をそれ
ぞれスプラインＦＭ構等で回転方向係合し軸方向には伸
縮移動可能として第１、第２関接部間隔、すなわち第１
アーム長さ可変とする構造も容易に実現できる。

［発明の効果］ 以上の説明で明らかなように、この発明の構成によれば
誘起運動を確実に発生させない構造としたロボット関接
部の動力伝達Ｒ構がまとまりのよいコンパクトな状態で
得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のロボット関接部の動力伝達装置の一
実施例の概略を示す構成図である。 主型な図面の説明

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 中間の第１アームの両端に設けられた２組の関接部の一
   方の第１関接部駆動用の第１入力軸と、前記第１入力軸
   に連結し、かつ前記第１アームの一端にも連結した第１
   ギヤ列と、前記関接部の他方の第２関接部駆動用の第２
   入力軸と、前記第２入力軸に連結された第２ギヤ列と、
   前記第１ギヤ列から第１中間軸を介して連結された第３
   ギヤ列と、前記第２ギヤ列から第２中間軸を介して連結
   され、かつ前記第３ギヤ列にも一端を連結された差動歯
   車機構と、前記差動歯車機構の別の一端に接続され、前
   記第２関接部から先端側に配設された第２アームとを備
   えたことを特徴とするロボット関接部の動力伝達機構。