JPS6327990Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はロボツトの関節装置の改良に関し、簡
単な構造で小型・軽量にできるようにしたもので
ある。

悪環境下での作業や危険物を取扱う作業、ある
いは作業者が直接立入ることのできない狭小部で
の作業のため種々の形式のロボツトが使用されて
おり、細かい作業や複雑な作業までも行なわせて
いる。このため作業を行なう手首部等はあらゆる
方向に向けることが出来る必要があり、従来使用
されているロボツトでは、例えば第１図に示すよ
うに、ロボツト本体であるアーム１の先端部にｙ
軸ピン２を介して回動可能な中間アーム３を取付
け、この中間アーム３の先端部にｙ軸ピン２と直
交するｘ軸ピン４を介して手首部５の基端部が回
動可能に設けられており、中間アーム３はアーム
１内に設けられた図示しない駆動機構により、手
首部５は中間アーム３内に設けられた図示しない
駆動機構によりそれぞれ駆動されるようになつて
いる。

ところが、上記構造にあつては中間アーム３を
設けて互いに直交するｙ軸ピン２およびｘ軸ピン
４を設けているため中間アーム３の長さ分だけ手
首部５が先方に位置し、ロボツト本体であるアー
ム１より先端の重量が増大したり、ロボツトの大
型化を招き作業範囲が規制される等の問題があ
る。

本考案はかかる現状に鑑みてなされたもので、
簡単な構造で小型、軽量化できるロボツトの関節
装置の提供を目的とする。かかる目的を達成する
本考案の構成は、支持台を囲むように配置され且
つ支持ピンを介してこの支持台を回動自在に支持
する揺動リングと、この揺動リングを前記支持ピ
ンと交差する支持軸を介して揺動自在に支持する
ロボツト本体と、このロボツト本体に設けられて
前記揺動リングを前記支持軸回りに揺動させるリ
ング駆動機構と、前記支持ピン及び前記支持軸と
交差する軸回りに前記揺動リングに対して回転自
在に嵌着されたリング状をなす大傘歯車と、前記
ロボツト本体に設けられ且つ前記支持軸と同軸を
なす駆動軸を介して前記大傘歯車を回転させるピ
ニオン傘歯車と、前記大傘歯車と前記支持台との
間に設けられてこの支持台を前記支持ピン回りに
回動させる小傘歯車とを具えたものである。

以下、本考案の一実施例を図面に基づき詳細に
説明する。

第２図および第３図は本考案のロボツトの関節
装置の一実施例にかかる概略斜視図および要部の
拡大斜視図である。

ロボツト本体となるアーム１０の先端部に一対
の固定支持部１１が形成され、この固定支持部１
１に揺動リング１２の外側部がｙ軸ピンに相当す
る２重軸の外軸１３および支持軸１５で揺動自在
に支持されており、外軸１３の一端が揺動リング
１２に直接固着されると共に他端に従動平歯車１
６が嵌着され固定支持部１１に設置されたｙ軸駆
動モータ１７のピニオン１８を噛み合わすことで
外軸１３および支持軸１５の回りに揺動駆動でき
るようになつている。

この揺動リング１２の内周部には、軸受１９を
介して同心状態で回転可能なリング状の大傘歯車
動力伝達部材２０が取付けられると共に揺動リン
グ１２とこの大傘歯車２０との間にリング状の電
磁ブレーキ２１が揺動リング１２の基端部に同心
状に取付けてある。この大傘歯車２０には、揺動
リング１２の一端を支持する２重軸の内軸駆動軸
１４先端に嵌着されたピニオン傘歯車２２が噛み
合つており、内軸１４に連結され且つアーム１０
の固定支持部１１に設置されたｘ軸駆動モータ２
３により駆動されるようになつている。また、揺
動リング１２には、その揺動中心軸ｙと直交する
位置に支持部２４が一対形成してあり、この支持
部２４にそれぞれ支持ピン２５を介して円板状の
支持台２６が回転可能に取付けてあり、この支持
台２６の回転軸ｘと揺動中心軸ｙとが一平面内で
直交し、さらにアーム１０の中心軸もこの交点で
交わるようになつている。この支持ピン２５の一
方は直接支持台２６に固着されると共に小傘歯車
２７が嵌着されて大傘歯車２０と噛み合つてお
り、大傘歯車２０をｘ軸駆動モータ２３により駆
動することで支持台２６が回転軸ｘを中心に回動
される。

そして、この支持台２６に手首部２８が取付け
られロボツトが構成される。

かような構成のロボツトの関節装置では、一平
面上に２つの自由度を具えており、支持台２６が
揺動リング１２を介して揺動中心軸ｙおよび回転
軸ｘを中心に回動できるのである。

まず、回転軸ｘ回りの回動は、ｘ軸駆動モータ
２３により２重軸の内軸１４を介してピニオン傘
歯車２２を駆動し、これと噛み合う大傘歯車２０
を回転させ、この大傘歯車２０と噛み合う支持ピ
ン２５に嵌着された小傘歯車２７を回転すること
で、支持ピン２５と一体の支持台２６を支持ピン
２５を中心に回転軸ｘ回りに回動する。

一方、この回転軸ｘと直交するｙ軸回りの揺動
は、ｙ軸駆動モータ１７によりピニオン１８おむ
び従動平歯車１６を介して２重軸の外軸１３を回
転し、この外軸１３と一体の揺動リング１２を駆
動することで揺動リング１２を介して支持台２６
を揺動中心軸ｙ回りに揺動させる。

このようにロボツト本体としてのアーム１０に
設置された２個のｘ軸駆動モータ２３およびｙ軸
駆動モータ１７により支持台２６を一平面上に配
置された２つの回転軸ｘ，ｙ回りに回動でき任意
に方向に向けることができる。

尚、ｘ軸駆動モータ２３を停止した状態でｙ軸
駆動モータ１７により揺動リング１２を回転する
と、外界に対して固定状態のピニオン傘歯車２２
と大傘歯車２０とが噛み合つているため、不必要
に小傘歯車２７が回転され支持台２６が回転軸ｘ
回りに回動し角度変化が生じてしまう。

そこで、電磁ブレーキ２１を作動して大傘歯車
２０を揺動リング１２に対して制動・固定状態と
し、この操作系外に対して回転軸ｘ回りの回動が
生じないようにする。

また、揺動リング１２の揺動にともなう回転軸
ｘ回りの干渉を相殺する機構としては、電磁ブレ
ーキ２１を常時作動させ、ｘ軸回りの回動を行な
う場合にこの電磁ブレーキ２１の制動力以上の駆
動力で回転させるようにしても良く、電磁ブレー
キ２１の開放・係合を制御する場合に比べｘ軸駆
動モータ２３は大容量としなければならないが、
構造が簡単にできると共に電磁ブレーキに替えて
機械式ブレーキとすることもできる。この場合、
ｙ軸駆動モータ１７自体はブレーキ付モータとす
る必要がある。

さらに、ｘ軸駆動モータ２３とｙ軸駆動モータ
１７とを同時に駆動してｘ軸およびｙ軸の合成方
向に支持台２６を向ける場合に、電磁ブレーキ２
１に替え、それぞれの回転角度検出用のポテンシ
ヨメータを設け、このポテンシヨメータにより、
ｙ軸駆動モータ１７の回転によるｘ軸回りの回転
量を補正しながら制御するようにしても良い。

また、上記実施例では一平面内にｘ軸、ｙ軸を
設け、しかも直交させているが、この場合に限ら
ず、両軸を若干の間隔を隔てて配設したり、直交
以外でも良い。

以上、実施例とともに具体的に説明したよう
に、本考案によれば、一平面内もしくは隣接して
２つの交差する軸回りに回動可能なロボツトの関
節装置としたので、装置の小型化がはかれると共
に駆動源をロボツト本体に設置することができる
ので軽量化もはかれる。また、互いの軸の干渉が
ないので180度近くまで回転範囲を大きくできる。

したがつて、狭小部での作業が容易となり、任
意の方向への制御も容易となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のロボツトの関節装置の斜視図、
第２図および第３図は本考案のロボツトの関節装
置の一実施例にかかり、第２図は概略斜視図、第
３図は要部の拡大斜視図である。 図面中、１０はアーム（ロボツト本体）、１２
は揺動リング、１３，１４は外軸、内軸、１５は
支持軸、１７はｙ軸駆動モータ、１９は軸受、２
０は大傘歯車、２１は電磁ブレーキ、２２はピニ
オン傘歯車、２３はｘ軸駆動モータ、２５は支持
ピン、２６は支持台、２７は小傘歯車、２８は手
首部である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 支持台を囲むように配置され且つ支持ピンを介
   してこの支持台を回動自在に支持する揺動リング
   と、この揺動リングを前記支持ピンと交差する支
   持軸を介して揺動自在に支持するロボツト本体
   と、このロボツト本体に設けられて前記揺動リン
   グを、前記支持軸回りに揺動させるリング駆動機
   構と、前記支持ピン及び前記支持軸と交差する軸
   回りに前記揺動リングに対して回転自在に嵌着さ
   れたリング状をなす大傘歯車と、前記ロボツト本
   体に設けられ且つ前記支持軸と同軸をなす駆動軸
   を介して前記大傘歯車を回転させるピニオン傘歯
   車と、前記大傘歯車と前記支持台との間に設けら
   れてこの支持台を前記支持ピン回りに回動させる
   小傘歯車とを具えたロボツトの関節装置。