JPS6317671Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、ロボツトの腕機構に関する。

産業用ロボツトとしては各種のものがあるが、
その一つのテイーチングプレイバツク方式のもの
がある。これは、人間の作業順序通りにロボツト
を動かしてその動きを記憶（テイーチングとい
う）させ、以後はロボツトがそのテイーチング内
容に基づいて作業をするようにしたものである。

第１図には、テイーチングプレイバツク方式の
ロボツトの代表的なものの外観を示す。このロボ
ツトは、基台１と、基台１に対し旋回可能な本体
２と、本体２上に立設され本体２に対し傾動可能
な第１腕３と、第１腕３の先端に取付けられ傾動
可能な第２腕４と、第２腕４の先端に取付けられ
回転可能且つ屈曲動可能な手首５と、各部の駆動
機構等からなつている。第２腕４には、手首５の
屈曲動（γ軸動）と回転（β軸動）及び保持部駆
動（α軸動）等のための機構が組み込まれてお
り、その構造は第２図に示すようになつている。
図ａは第２腕４及び手首５の平面に沿う断面を上
から見たもので、６は第２腕４の外側ケースで、
その基端部にはγ軸用モータ７とβ軸用モータ８
とが取付けられており、おのおのの回転軸には減
速機を介して出力軸９，１０が連結され、これら
の出力軸９，１０は外側ケース６内に平行に延び
て、外側ケース６先端に設けられている先端ケー
ス１１内まで延ばされている。γ軸用モータ７に
連結する出力軸９の先端にはかさ歯車１２が設け
てあり、このかさ歯車１２は、先端ケース１１内
に前記出力軸９に対し直角な軸回りに回転自在に
支持された筒状の軸（γ軸）１３と一体のかさ歯
車１４に噛み合わされている。筒状の軸１３には
直角に筒部１５が設けてあり、軸（β軸）１６と
その先端に取付けられたフランジ１７とからなる
手首５の前記軸１６が前記筒部１５に回転自在に
支持されている。一方、β軸用モータ８に連結す
る出力軸１０の先端にもかさ歯車１８が取付けて
あり、このかさ歯車１８は、前記筒状の軸１３と
同心状に支持され前記軸１６とかさ歯車１９，２
０で連結されている軸２１に取付けられているか
さ歯車２２と噛み合わされている。よつて、γ軸
用モータ７が駆動すれば、出力軸９、かさ歯車１
２，１４、筒状の軸１３と回転力が伝わつて、軸
１３と共に手首５が軸１３の中心を中心として屈
曲動され、又β軸用モータ８が駆動すれば、出力
軸１０、かさ歯車１８，２２、軸２１、かさ歯車
２０，１９と回転力が伝わつて、手首５が軸１６
の中心回りに回転されるのである。

ところで、この腕機構には次のような問題があ
る。例えば、今手首５を図示の状態から下向きに
90゜動かすため、つまり図ｂ中２点鎖線で示す状
態にするため、γ軸用モータ７を駆動し、出力軸
９をモータ７側から手首５側に見て時計回りに回
転させると、前述した回転力伝達経路を経て手首
５は下向きに回動する。ところが、それと同時に
手首５はその背面から見で反時計回りに回転して
しまう、いわゆる干渉が起こるのである。これ
は、手首５の下向きへの回動に伴い、その軸１６
端のかさ歯車１９が軸２１上のかさ歯車２０上を
旋回することによる。

上述の如く手首５を屈曲動（γ軸動）のみさせ
たいのに、手首５自体が回転（β軸動）してしま
つては、テイーチングが非常に難しくなる。その
ため今までは、この弊害を除去するため、β軸用
モータ８にγ軸用モータ７と逆の回転を与えるよ
うにしていた。しかし、上記操作はソフトウエア
にて行なうのであるが、そのソフトウエアが複雑
となり、又干渉補正も確実にはできない等の問題
があつた。このような問題は、α軸駆動用モータ
により腕全体を回転させるようにした場合にも生
じる。

本考案は、上記状況にかんがみてなされたもの
で、ロボツトの駆動機構における干渉を防止で
き、しかもその機構がロボツトの特質上小型で慣
性力の小さい腕機構を提供することを目的とす
る。

上記目的を達成する本考案に係る腕機構の構成
は、外側ケース内に内側ケースを回転自在に支持
し、前記内側ケースの先端部に手首を設けると共
に、当該手首を、前記内側ケースの回転中心軸に
対し直角な軸回りに揺動可能に支持された筒状の
軸と、この筒状の軸に支持され、その揺動中心軸
に対し直角な軸回りに回転可能な軸とを有するも
のとし、前記外側ケースに前記内側ケースを駆動
回転させるモータを取付け、前記内側ケース内に
前記手首の筒状の軸を伝達機構を介して揺動させ
るモータを前記モータと軸心を一致させて取付
け、更に、前記手首の軸を伝達機構を介して回転
させるモータを前記内側ケース内において前記二
つのモータと一直線上に位置させて回転自在に支
持すると共に、前記手首の筒状の軸を揺動させる
モータの駆動回転方向と反対の方向に当該モータ
が回転されるように前記モータの駆動軸側とモー
タ自体とを伝達機構を介して連結してあることを
特徴とする。

以下、本考案に係るロボツトの腕機構を図面に
示す実施例に基づき詳細に説明する。

第３図には一実施例に係る駆動機構の先端部を
除く断面を示してあり、第４図には先端部の断面
を示してある。これらの図に示す腕は、第１図に
示す第２腕４に相当するもので、その外側ケース
３１は第１腕３の上部に傾動可能に支持される。
外側ケース３１内には同心状に内側ケース（α
軸）３２が回転自在に支持され、その後端部に
は、外側ケース３１に減速機３３を介して取付け
られたα軸用モータ３４が連結されている。内側
ケース３２の先端には先端ケース３５が取付けて
あり、そこに手首５が組み付けられている。内側
ケース３２内には支持板３６が設けてあり、そこ
には、減速機３７を備えたγ軸用モータ３８が前
記α軸用モータ３４と同一直線上に位置させて取
付けられている。内側ケース３２内において前記
支持板３６の前側には更に支持板３９が取付けて
あり、そこには、減速機４０を備えたβ軸用モー
タ４１が前記α，γ軸用モータ３４，３８と同一
直線上に位置させて回転自在に支持されている。
尚、モータ３４，３８，４１が一直線上にあると
は、その出力軸の中心が同一直線上で一致してい
ることを意味する。前後の支持板３６，３９には
β軸用モータ４１と平行な軸４２が回転自在に支
持され、歯車４３，４４によつてγ軸用モータ３
８の出力軸と連係され、又歯車４５，４６によつ
てβ軸用モータ４１のケーシングと連係されてい
る。よつて、γ軸用モータ３８が駆動して、歯車
４３，４４を介して軸４２が回転すると、歯車４
５，４６を介してβ軸用モータ４１自体が軸４２
とは逆方向に同期回転するのである。

軸４２の先端部は歯車４７，４８を介して軸４
９につながり、又β軸用モータ４１の出力軸は歯
車５０，５１を介して軸５２につながり、これら
の軸４９，５２は先端ケース３５内まで延ばさ
れ、以降従来とほぼ同様の構成により手首５に連
係している。つまり、軸４９の先端にはかさ歯車
５３が設けられ、このかさ歯車５３は、先端ケー
ス３５内に前記軸４９に対し直角な軸回りに回転
自在に支持された筒状の軸（γ軸）５４と一体の
かさ歯車５５に噛み合わされ、又筒状の軸５４に
は直角に手首５の軸１６が回転自在に支持され、
更に軸５２の先端にはかさ歯車５６が取付けら
れ、このかさ歯車５６が、前記軸５４の中心に支
持され前記手首５の軸１６とかさ歯車５７，５８
で連結されている軸５９と一体のかさ歯車６０と
噛み合わされている。

上記構成の腕機構においては、α軸用モータ３
４で回転される内側ケース３２内にβ軸用モータ
４１，γ軸用モータ３８を収め、これらの動力伝
達系もα軸系とは分離されているので、これらβ
軸，γ軸がα軸の作動によつて干渉を受けること
はない。又、γ軸用モータ３８を駆動して、手首
５を屈曲動させる場合にも、β軸用モータ３４自
体が連動して、手首５の軸１６端のかさ歯車５７
と噛み合つているかさ歯車５８が手首５の屈曲動
に伴うかさ歯車５７とかさ歯車５８との噛み合い
による手首５の自転を相殺する方向に回転し、も
つてγ軸の駆動によるβ軸の干渉も防止されるの
である。勿論、γ軸用モータ３８の回転力をβ軸
用モータ４１に伝える歯車４５，４６等のギヤ比
はかさ歯車５７がかさ歯車５８の回りを公転する
ことによるかさ歯車５７の自転をなくすべくかさ
歯車５８が回転するように定められる。この腕機
構では、又、すべてのモータ３４，４１，３８が
同一直線上にあり、軸心が一致しているので、慣
性力は小さくなる。

以上、一実施例に基づき詳細に説明したよう
に、本考案のロボツト腕機構によれば、駆動軸同
士の干渉を防止でき、又すべてのモータが一直線
上に並んでいるので、モータ自体を回転させた場
合でも慣性力が小さくてすみ、そのため高速運転
や急加減速の制御性がよくなる。更に、モータが
一直線上に並んでいるので、腕の径を小さくする
ことができるという構造上のメリツトもある。

【図面の簡単な説明】

第１図は一般的なテイーチングプレイバツク方
式のロボツトの側面図、第２図ａ，ｂはその腕機
構の平面に沿う下から見た断面図と側面図、第３
図は本考案の一実施例に係る腕機構の断面図、第
４図はその先端部の断面図である。 図面中、３２は外側ケース、３３は内側ケー
ス、３４はα軸用モータ、３５は先端ケース、３
８はγ軸用モータ、４１はβ軸用モータである。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 外側ケース３１内に内側ケース３２を回転自在
   に支持し、 前記内側ケース３２の先端部に手首５を設ける
   と共に、当該手首５を、前記内側ケース３２の回
   転中心軸に対し直角な軸回りに揺動可能に支持さ
   れた筒状の軸５４と、この筒状の軸５４に支持さ
   れ、その揺動中心軸に対し直角な軸回りに回転可
   能な軸１６とを有するものとし、 前記外側ケース３１に前記内側ケース３２を駆
   動回転させるモータ３４を取付け、 前記内側ケース３２内に前記手首５の筒状の軸
   ５４を伝達機構を介して揺動させるモータ３８を
   前記モータ３４と軸心を一致させて取付け、 更に、前記手首５の軸１６を伝達機構を介して
   回転させるモータ４１を前記内側ケース３２内に
   おいて前記二つのモータ３４，３８と一直線上に
   位置させて回転自在に支持すると共に、前記手首
   ５の筒状の軸５４を揺動させるモータ３８の駆動
   回転方向と反対の方向に当該モータ４１が回転さ
   れるように前記モータ３８の駆動軸側とモータ４
   １自体とを伝達機構を介して連結してある、 ことを特徴とするロボツトの腕機構。