JPS63174887A - ロボツトのア−ム構成 - Google Patents
ロボツトのア−ム構成Info
- Publication number
- JPS63174887A JPS63174887A JP268187A JP268187A JPS63174887A JP S63174887 A JPS63174887 A JP S63174887A JP 268187 A JP268187 A JP 268187A JP 268187 A JP268187 A JP 268187A JP S63174887 A JPS63174887 A JP S63174887A
- Authority
- JP
- Japan
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- arm
- robot
- tip
- main body
- arm member
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Pending
Links
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 210000000707 wrist Anatomy 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/0084—Programme-controlled manipulators comprising a plurality of manipulators
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Robotics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manipulator (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔概要〕
本発明は移動機能を有するロボットのアーム構成であっ
て、作業範囲を広（とるために、可変閉鎖リンク機構を
有するアーム構成とすることにより、作業範囲を可変に
できるようにしたものである。
て、作業範囲を広（とるために、可変閉鎖リンク機構を
有するアーム構成とすることにより、作業範囲を可変に
できるようにしたものである。
本発明は、移動機能を有するロボットのアーム構成に関
する。
する。
最近、自動化の要請とともに、各種分野でのロボットの
利用が進むなかで、ロボットをより広汎な作業に使うた
めの努力が続けられている。このようななかで、ロボッ
トの作業範囲を拡大するために、移動機能を有するロボ
ットが利用されつつある。ところで、−船に移動機能を
存するロボットにおいては、動力源もロボットに内蔵さ
れている。従って、ロボットが作業をするときの消費エ
ネルギは、少ないことが要求される。
利用が進むなかで、ロボットをより広汎な作業に使うた
めの努力が続けられている。このようななかで、ロボッ
トの作業範囲を拡大するために、移動機能を有するロボ
ットが利用されつつある。ところで、−船に移動機能を
存するロボットにおいては、動力源もロボットに内蔵さ
れている。従って、ロボットが作業をするときの消費エ
ネルギは、少ないことが要求される。
また、移動機能がないときには、ロボットの周辺の環境
はある程度固定化されている為、ロボノトの作業範囲が
固定されていても、それほど問題ではなかった。しかし
、移動機能がある場合には、移動した先で各種の作業を
こなす必要がある。即ち、作業内容に合わせて作業形態
を変えられることが望ましい。また、一方ではアームを
設置できるスペースは限定されている。
はある程度固定化されている為、ロボノトの作業範囲が
固定されていても、それほど問題ではなかった。しかし
、移動機能がある場合には、移動した先で各種の作業を
こなす必要がある。即ち、作業内容に合わせて作業形態
を変えられることが望ましい。また、一方ではアームを
設置できるスペースは限定されている。
このように移動機構を有するロボットのアームとしては
、設置面積が限定されているなかで、消費エネルギーが
少なく、作業範囲をいろいろに変えられるコンパクトな
構成であることが要求される。
、設置面積が限定されているなかで、消費エネルギーが
少なく、作業範囲をいろいろに変えられるコンパクトな
構成であることが要求される。
従来の移動機能を有するロボットのアームの構成例を第
５図に示す。
５図に示す。
第５図において、ロボット１の本体２は、下側に移動用
の車輪３ａ〜３ｄを有し、その上面４にはアーム５が搭
載されている。さらに図示しないが、ロボット１の本体
２に車輪３ａ〜３ｄ及びアーム５の制御部及び動力源が
内蔵されている。
の車輪３ａ〜３ｄを有し、その上面４にはアーム５が搭
載されている。さらに図示しないが、ロボット１の本体
２に車輪３ａ〜３ｄ及びアーム５の制御部及び動力源が
内蔵されている。
・〔発明が解決しようとする問題点〕
第５図の従来のロボットのアーム構成において、アーム
５の各関節が直列に接続されている為、可動範囲を広く
するためには、アーム５の長さを長くする必要がある。
５の各関節が直列に接続されている為、可動範囲を広く
するためには、アーム５の長さを長くする必要がある。
アーム５の長さを長くして、かつアーム５の制御特性が
劣化しないようにすると、一般にアーム５は、長さとと
もに急激に重くなる。それに伴い車輪３ａ〜３ｄを駆動
するバッテリの重量も大きくなり、ロボット１全体が大
型化してしまう。従って、小型軽量で作業範囲の広いコ
ンパクトなロボット１の製作が困難である問題点があっ
た。
劣化しないようにすると、一般にアーム５は、長さとと
もに急激に重くなる。それに伴い車輪３ａ〜３ｄを駆動
するバッテリの重量も大きくなり、ロボット１全体が大
型化してしまう。従って、小型軽量で作業範囲の広いコ
ンパクトなロボット１の製作が困難である問題点があっ
た。
第１図は本発明の詳細な説明する図である。
図において、ロボット１１の本体１２は、移動用車輪１
３ａ ＝１３ｄで懸架されている。本体１２の上面１４
に、第１のアーム１６と第２のアーム１７が設置されて
いる。アーム１６．１７の先端部１８．１９では、第３
のアーム２０を摺動可能に保持できるようになっていて
、必要に応じてアーム２０がクランプできるようになっ
ている。アーム２０の先端には、ハンド２１が設置され
ている。
３ａ ＝１３ｄで懸架されている。本体１２の上面１４
に、第１のアーム１６と第２のアーム１７が設置されて
いる。アーム１６．１７の先端部１８．１９では、第３
のアーム２０を摺動可能に保持できるようになっていて
、必要に応じてアーム２０がクランプできるようになっ
ている。アーム２０の先端には、ハンド２１が設置され
ている。
即ち、第１のアーム１６、第２のアーム１７の先端部１
８．１９のうち、少なくとも一方は第３のアーム２０を
クランプしているものとする。この状態でアーム１６．
１７を動かすことにより、アーム２０を操作することが
できる。アーム１６．１７の先端部１８．１９とアーム
２０との位置関係をいろいろに変えることにより、作業
範囲及び作業特性を変えることができる。
８．１９のうち、少なくとも一方は第３のアーム２０を
クランプしているものとする。この状態でアーム１６．
１７を動かすことにより、アーム２０を操作することが
できる。アーム１６．１７の先端部１８．１９とアーム
２０との位置関係をいろいろに変えることにより、作業
範囲及び作業特性を変えることができる。
アーム１６．１７の先端部１８．１９とアーム２０との
位置関係を変えるには、次のようにすればよい。先端部
１８．１９の何れか一方、例えば先端部１Ｂ （１９）
がアーム２０をクランプし、他方の先端部１９ （１８
）が摺動可能にアーム２０を保持している状態で、アー
ム１６ （１７）を動かせば、先端部１９ （１８）と
アーム２０との位置関係を変えることができる。
位置関係を変えるには、次のようにすればよい。先端部
１８．１９の何れか一方、例えば先端部１Ｂ （１９）
がアーム２０をクランプし、他方の先端部１９ （１８
）が摺動可能にアーム２０を保持している状態で、アー
ム１６ （１７）を動かせば、先端部１９ （１８）と
アーム２０との位置関係を変えることができる。
このようにアーム１６．１７．２０が、先端部１８．１
９を介して閉鎖リンク機構を構成しているので、軽量で
、かつ剛性の高いアーム構造となっている。
９を介して閉鎖リンク機構を構成しているので、軽量で
、かつ剛性の高いアーム構造となっている。
しかもアーム２０の到達距離及び閉鎖リンク機構の長さ
を可変にできるので、作業内容に応じて作業特性を変え
ることができる。
を可変にできるので、作業内容に応じて作業特性を変え
ることができる。
例えば、アーム１６．１７の先端部１８．１９の間隔を
広くすることにより、位置決め精度を高めることができ
る。さらに、先端部１８からアーム２０のハンド２１ま
での長さを長くすることにより、アーム２゜の到達距離
を長くでき、かつアーム２０の動く速度を速くすること
ができる。
広くすることにより、位置決め精度を高めることができ
る。さらに、先端部１８からアーム２０のハンド２１ま
での長さを長くすることにより、アーム２゜の到達距離
を長くでき、かつアーム２０の動く速度を速くすること
ができる。
第２図は本発明の１実施例を説明する図、第３図は第２
図の第１のアーム先端部の断面図である。
図の第１のアーム先端部の断面図である。
なお、全図を通じて同一符号は同一対称物を示す。
第２図において、ロボット３１の本体３２は、車輪３３
ａ〜３３ｄにより懸架されている。本体３２の上面３４
にアーム３６．３７が設置されている。アーム３６にお
いて、ベース４２上のアーム部材４３は、Ｙ方向（紙面
に垂直な方向）及びＺ方向（上下方向）にモータ（図示
せず）により駆動される構造となっている。アーム部材
４３に対しアーム部材４４はＺ軸回りに自由に回動でき
るようにベアリングで支持されている。アーム部材４５
はアーム部材４４に対し、Ｙ′軸回りに回動できるよう
にベアリングで支持されている。先端部３８の断面を第
３図に示す。第３図において、５３は直進案内ベアリン
グで、第３のアーム４０がアームの軸方向に摺動できる
ように保持されている。圧電素子５４ａ 、５４ｂに印
加する電圧により、クランプの０Ｎ１０ＦＦを制御する
ようになっている。なお、クランプ機構は第３図に限定
するわけではなく、他の手段例えば、モータとねじを用
いたスライド機構によってもよい。
ａ〜３３ｄにより懸架されている。本体３２の上面３４
にアーム３６．３７が設置されている。アーム３６にお
いて、ベース４２上のアーム部材４３は、Ｙ方向（紙面
に垂直な方向）及びＺ方向（上下方向）にモータ（図示
せず）により駆動される構造となっている。アーム部材
４３に対しアーム部材４４はＺ軸回りに自由に回動でき
るようにベアリングで支持されている。アーム部材４５
はアーム部材４４に対し、Ｙ′軸回りに回動できるよう
にベアリングで支持されている。先端部３８の断面を第
３図に示す。第３図において、５３は直進案内ベアリン
グで、第３のアーム４０がアームの軸方向に摺動できる
ように保持されている。圧電素子５４ａ 、５４ｂに印
加する電圧により、クランプの０Ｎ１０ＦＦを制御する
ようになっている。なお、クランプ機構は第３図に限定
するわけではなく、他の手段例えば、モータとねじを用
いたスライド機構によってもよい。
第２のアーム３７において、ベース４６の上のアーム部
材４７は、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向にモータ（図示せず）により
駆動されるようになっている。アーム部材４８はアーム
部材４７に対し、Ｚ軸回りに回動できるようにベアリン
グで支持されている。アーム部材４９はアーム部材４８
に対し、Ｙ′軸回りに回動できるようにベアリングで支
持されている。先端部３９は先端部３８と同様の構造と
なっている。
材４７は、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向にモータ（図示せず）により
駆動されるようになっている。アーム部材４８はアーム
部材４７に対し、Ｚ軸回りに回動できるようにベアリン
グで支持されている。アーム部材４９はアーム部材４８
に対し、Ｙ′軸回りに回動できるようにベアリングで支
持されている。先端部３９は先端部３８と同様の構造と
なっている。
第３のアーム４０において、５０ａ 、 ５０ｂはスト
・ツバであり、５１はハンド４１を軸回りに回転させる
手首機構であり、モータで駆動される。カールコード５
２は本体３２とハンド４１及び手首機構５１との信号の
授受を行なうためのものである。
・ツバであり、５１はハンド４１を軸回りに回転させる
手首機構であり、モータで駆動される。カールコード５
２は本体３２とハンド４１及び手首機構５１との信号の
授受を行なうためのものである。
ところで、第１のアーム３６と第２のアーム３７は、Ｘ
Ｙ及びＸＹＺのスライド方向にモータで駆動される。こ
れに対し、各アームの先端側の回転部は、単にベアリン
グで支持されているのみである。しかし、第１のアーム
３６及び第２のアーム３７と第３のアーム４０とで閉鎖
リンク機構を構成すると、互いに拘束性が生じる為、ス
ライド方向の位置を定めれば、回転部の位置も定まる。
Ｙ及びＸＹＺのスライド方向にモータで駆動される。こ
れに対し、各アームの先端側の回転部は、単にベアリン
グで支持されているのみである。しかし、第１のアーム
３６及び第２のアーム３７と第３のアーム４０とで閉鎖
リンク機構を構成すると、互いに拘束性が生じる為、ス
ライド方向の位置を定めれば、回転部の位置も定まる。
従って、スライド機構の５個のモータと、手首機構５１
のモータを駆動することにより、ハンド４１を任意の位
置と姿勢で位置決めできる。このようにモータで駆動さ
れる軸と、拘束条件を満たすように動く軸を明確に分離
しているので、拘束条件があっても、あたかもないかの
如（に駆動できるので、制御も容易である。
のモータを駆動することにより、ハンド４１を任意の位
置と姿勢で位置決めできる。このようにモータで駆動さ
れる軸と、拘束条件を満たすように動く軸を明確に分離
しているので、拘束条件があっても、あたかもないかの
如（に駆動できるので、制御も容易である。
また、本発明の他の実施例を第４図（イ）（ロ）に示す
。第４図（イ）はロボット６１を上方より見た図を表し
ている。ロボット６１の本体６２の上面６４に、第１の
アーム６６と第２のアーム６７が設置されている。アー
ム６６を横からみた図を第４図（ロ）に示す。
。第４図（イ）はロボット６１を上方より見た図を表し
ている。ロボット６１の本体６２の上面６４に、第１の
アーム６６と第２のアーム６７が設置されている。アー
ム６６を横からみた図を第４図（ロ）に示す。
ベース７２は、本体６２の上面６４に固定されている。
ベース７２に対しアーム部材７３は、Ｚｌ軸の回りにモ
ータで駆動される。アーム部材７３に対しアーム部材７
４は、Ｚ２軸の回りにモータで駆動される。
ータで駆動される。アーム部材７３に対しアーム部材７
４は、Ｚ２軸の回りにモータで駆動される。
アーム部材７４に対しアーム部材７５は、上下方向にモ
ータで駆動される。アーム部材７５に対しアーム部材７
６は、Ｚ３軸の回りに回転可能にベアリングで支持され
ている。先端部６８は、アーム部材７６に対しθ方向に
回動可能であるよう、ベアリングで支持される。
ータで駆動される。アーム部材７５に対しアーム部材７
６は、Ｚ３軸の回りに回転可能にベアリングで支持され
ている。先端部６８は、アーム部材７６に対しθ方向に
回動可能であるよう、ベアリングで支持される。
アーム６７も同様の構成である。第４図（イ）（ロ）の
構成の場合、本体６２の上面を物を置く台としても使え
るので、運ｗＬ機能の面で優れている。
構成の場合、本体６２の上面を物を置く台としても使え
るので、運ｗＬ機能の面で優れている。
以上説明したように、本発明によれば２本の並列に置か
れたアームで、作業用の第３のアームを可変閉鎖リンク
機構を構成しているので、作業範囲の広いアームが構成
される。しかもロボット自体をコンパクトな構成にでき
、小型軽量となる。
れたアームで、作業用の第３のアームを可変閉鎖リンク
機構を構成しているので、作業範囲の広いアームが構成
される。しかもロボット自体をコンパクトな構成にでき
、小型軽量となる。
また、作業用の第３のアームが容易に交換できる構成で
あり、同一ロボットで容易に種々の作業が行なえる利点
がある。
あり、同一ロボットで容易に種々の作業が行なえる利点
がある。
第１図は本発明の詳細な説明する図、
第２図は本発明の１実施例を説明する図、第３図は第２
図の第１のアーム先端部の断面図、第４図（イ）（ロ）
は本発明の他の実施例を説明する図、 第５図は従来のロボットのアーム構成図である。 図において、 １１．３１．６１はロボット、 １２．３２．６２は本体、 １３ａ 〜１３ｄ 、 ３３ａ 〜３３ｄは車輪、１４
．３４．６４は上面、 １６．３６．６６は第１のアーム、 １７．３７．６７は第２のアーム、 １８．１９．３８．３９．６８．６９は先端部、２０．
４０．７０は第３のアーム、 フ１ ４３．４４．４５．４７．４８．４９．７３．７４．７
５．７６はアーム部材、 ５０ａ 、５０ｂはストッパ、 ５２はカールコード、 ５３は直進案内ベアリング、 某 １ 日
図の第１のアーム先端部の断面図、第４図（イ）（ロ）
は本発明の他の実施例を説明する図、 第５図は従来のロボットのアーム構成図である。 図において、 １１．３１．６１はロボット、 １２．３２．６２は本体、 １３ａ 〜１３ｄ 、 ３３ａ 〜３３ｄは車輪、１４
．３４．６４は上面、 １６．３６．６６は第１のアーム、 １７．３７．６７は第２のアーム、 １８．１９．３８．３９．６８．６９は先端部、２０．
４０．７０は第３のアーム、 フ１ ４３．４４．４５．４７．４８．４９．７３．７４．７
５．７６はアーム部材、 ５０ａ 、５０ｂはストッパ、 ５２はカールコード、 ５３は直進案内ベアリング、 某 １ 日
Claims (2)
- （１）移動機能（１３ａ〜１３ｄ）を有するロボット（
１１）において、 第一のアーム（１６）と第二のアーム（１７）を並列に
配置し、第一のアーム（１６）と第二のアーム（１７）
で操作されるための第三のアーム（２０）を配置したこ
とを特徴とするロボットのアーム構成。 - （２）上記第三のアーム（２０）と接触する第一及び第
二のアーム（１６、１７）の先端部（１８、１９）は、
一方を第三のアーム（２０）が摺動できるようにし、他
方を第三のアーム（２０）がクランプできるようにした
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のロボット
のアーム構成。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP268187A JPS63174887A (ja) | 1987-01-09 | 1987-01-09 | ロボツトのア−ム構成 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP268187A JPS63174887A (ja) | 1987-01-09 | 1987-01-09 | ロボツトのア−ム構成 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63174887A true JPS63174887A (ja) | 1988-07-19 |
Family
ID=11536040
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP268187A Pending JPS63174887A (ja) | 1987-01-09 | 1987-01-09 | ロボツトのア−ム構成 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63174887A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1991004835A1 (fr) * | 1989-10-03 | 1991-04-18 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki Seisakusho | Manipulateur utilisant un moteur pas a pas de type plat |
| WO2014024289A1 (ja) * | 2012-08-09 | 2014-02-13 | 富士通株式会社 | ロボット |
-
1987
- 1987-01-09 JP JP268187A patent/JPS63174887A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1991004835A1 (fr) * | 1989-10-03 | 1991-04-18 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki Seisakusho | Manipulateur utilisant un moteur pas a pas de type plat |
| US5248923A (en) * | 1989-10-03 | 1993-09-28 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki Seisakusho | Manipulator using plane pulse motor |
| WO2014024289A1 (ja) * | 2012-08-09 | 2014-02-13 | 富士通株式会社 | ロボット |
| CN104520075A (zh) * | 2012-08-09 | 2015-04-15 | 富士通株式会社 | 机器人 |
| JPWO2014024289A1 (ja) * | 2012-08-09 | 2016-07-21 | 富士通株式会社 | ロボット |
| US9475190B2 (en) | 2012-08-09 | 2016-10-25 | Fujitsu Limited | Robot |
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