JPS634630Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本案は産業用ロボツトにおける３自由度をもつ
た手首の構造に関する。

〔従来の技術〕

産業用ロボツトのアーム先端にとりつけた手首
の動きは、３次元の空間で任意の作業を行わせる
ために、第１図に示すように、アームＡにとりつ
けた手首Ｂの全体を矢印ａのように回転させ、手
首に設けたツールＣの角度をｂのように調整し、
またツール自身をｃのように回転させることが要
求される。

このため、手首を支持するアーム内に、手首全
体を回転させる第１入力軸と、手首の角度を調整
するための第２入力軸と、ツールを回転させる第
３入力軸とを通しており、これらの入力軸は中空
軸として同一の軸心に配置して手首機構に導か
れ、それぞれの機構に連結している。

〔本考案が解決しようとする問題点〕 しかるに、各入力軸は、手首機構内での連結構
造を小形にまとめるため、アーム基部の駆動装置
にそれぞれの減速装置を設け、所要の回転速度に
減速してアーム内を通すようにしており、各入力
軸の伝達トルクが大きくなり、軸強度を大きくす
る必要があり、アーム自体が大きくなる欠点があ
る。

なお、特開昭56−107899号公報に示されている
ように、手首の傾動中心となる軸に減速装置を設
け、アーム内を通した駆動軸とベベルギヤを介し
て連結し、手首部で減速させたものがあるが、減
速装置によつて手首部のアンバランスを生じる欠
点があつた。

〔本考案の目的〕

本案はこれらの点にかんがみ、アーム内を通る
第２入力軸と第３入力軸を手首機構内で対称的に
配置した減速装置に連結して、アンバランスをな
くすとともに入力転の伝達トルクを小さくし、さ
らにこの手首機構を覆うカバーを設けるようにし
たものである。

〔本考案の構成〕

このため、アーム内に同一軸心で第１、第２お
よび第３入力軸を通し、第１入力軸に連結したフ
レームに回転自由にとりつけたほぼ球形のカバー
を斜め方向に分割して分割面に沿つて回動できる
ようにし、このカバー内で入力軸心と直交する減
速機軸両端部に対称的に差動減速装置を設け、一
方の減速装置を第２入力軸と上カバーに取りつけ
た傾動軸に連結し、他方の減速装置を第３入力軸
とツール回転軸に連結して手首機構のバランスを
保持させ、前記第２入力軸と第３入力軸を高速回
転のままで手首機構に連結させるとともに、カバ
ーの分割によつて支持された傾動軸とツール回転
軸の動きを円滑に行いうるようにしている。

〔実施例〕

これを第２図に示す実施例について説明する。

１はアーム、２は手首部全体を回転させるため
の第１入力軸でアーム１先端の軸受３で支持され
た手首座４に連結されている。５は手首座４と一
体に連結したフレーム、６は手首カバーでアーム
軸線に対して斜めに分割したほぼ球状に形成し、
分割された下カバー６ａ、上カバー６ｂを軸受７
で分割面にそつて回動できるようにしており、下
カバー６ａは軸受８を介して前記フレーム５にと
りつけてある。９は前記第１入力軸２の中空内を
通り手首カバーの内部に延びる第２入力軸、１０
は第２入力軸９の中空内を通した第３入力軸、１
１・１２はそれぞれ第２入力軸および第３入力軸
の軸端にとりつけたベベルギヤ、１３はフレーム
５にとりつけたブラケツト１４・１４で支持し、
手首ケース内でアーム軸線と直角に配置した減速
機軸、１５・１６は減速機軸の両端部をそれぞれ
囲んで対称的に装架した差動減速装置である。

差動減速装置は１５は、減速機軸１３の一方端
側に回転可能に挿通し前記ベベルギヤ１１と噛み
合うベベルギヤ１７をもつた入力軸１５ａと、入
力軸１５ａに固着した楕円状の駆動輪１５ｂと、
駆動輪の外周にボールベアリング装置１５ｃを介
して嵌合され、外周面に多数のスプライン歯をそ
なえたフレキシブル環１５ｄと、このフレキシブ
ル環１５ｄのスプライン歯と噛み合い、僅かに歯
数の異なるスプライン歯をそなえ、ブラケツト１
４にとりつけた固定輪１５ｅおよび回転可能に支
持された出力軸１５ｆとをそなえており、入力軸
１５ａが回転すると駆動輪１５ｂが一体に回転
し、その長径部でフレキシブル環１５ｄを固定輪
１５ｅおよび出力輪１５ｆに押しつけてスプライ
ン歯を噛み合わせ、回転にともなつて、噛み合い
部を移動させる。したがつて、フレキシブル環１
５ｄは固定輪１５ｅとのスプライン歯数の差に応
じて低速回転し、このフレキシブル環１５ｄと噛
み合う出力軸１５ｆを相互のスプライン歯数の差
に応じて減速された低速度で回転させる。

差動減速装置１６も前記差動減速装置と同様に
構成され、減速機軸の他方端側に前記差動減速装
置１５と向かい合わせ、ほぼ対称的に設けられて
おり、入力軸１６ａに第３入力軸のベベルギヤ１
２と噛み合うベベルギヤ１８をそなえている。

１９は上カバー６ｂに軸受２０を介してとりつ
けた傾動軸で、その軸線が前記アーム軸線と減速
機軸１３の軸線との交点０を通るようにとりつけ
られ、前記差動減速装置１５の出力軸１５ｆに連
結されている。２１は前記傾動軸１９の中空内に
同軸心に設けたツール回転軸で、前記差動減速装
置１６の出力輪１６ｆにベベルギヤ２２，２３を
介して連結されている。２４はツール回転軸２１
に設けたツール取りつけフランジである。

第１入力軸２は駆動部から減速されてアーム１
内を通り手首座４を回転させるが、第２入力軸９
および第３入力軸１０は高速回転のままでアーム
内に配設され、第２入力軸９はベベルギヤ１１・
１７により差動減速装置１５を介して傾動軸１９
を減速機軸１３を中心にして回動させる。このと
き、手首カバー６が斜めに分割されており、した
がつて傾動軸１９が上カバー６ｂの側方に偏よつ
ているため、傾動軸１９は上カバー６ｂを軸受７
で傾動軸と同方向に回動させるとともに、減速機
軸方向の分力でカバー全体を軸受８で回動させる
ことにより、傾動軸１９を減速機軸と直角方向に
保つたまま低速で傾動させる。

また、第３入力軸１０が高速回転されると、ベ
ベルギヤ１２，１８により差動減速装置１６を介
してベベルギヤ２２が低速回転し、これと噛み合
うベベルギヤ２３を介してツール回転軸２１、し
たがつてツール取りつけフランジ２４を低速回転
させる。

〔本考案の効果〕

このように、本案は手首の回転、傾動およびツ
ール取りつけフランジの回転をアーム内を通る同
軸心のそれぞれの入力軸で行わせ、手首の傾動お
よびツールの回転を行わせるための減速装置を手
首内の減速機軸を中心にして両側に対称的にとり
つけるようにしてあるから、手首機構がほぼ対称
に構成され、左右のアンバランスをなくしてアー
ムの動作を円滑にし、アーム内を通る入力軸を高
速回転のままで手首部へ連結することができ、入
力軸の伝達トルクが小さくてよく、したがつて入
力軸径を小さくしアームを細くすることができる
とともに、手首の傾動、ツールの回転は減速後の
伝達系の要素が少なく、バツクラツシユや撓みな
どによる誤差が極めて小さく、それにともなつて
動作精度を向上させ、製作、調整が容易になる。
また、入力軸と出力側の傾動軸、ツール回転軸の
各軸線が減速機軸線で交さするようにしてあるの
で、ツールを動作させるための軌跡演算が簡単に
なり、操作が容易であるなどの効果が得られる。
なお、減速装置は差動減速装置で重量を軽減で
き、ロボツト全体の小形軽量化にも有効であるな
どの利点があり、手首カバーの分割により手首操
作を阻害せずに手首内部の防塵を行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はロボツトの全体を示す実施例側面図、
第２図は本案の実施側断面図である。 １はアーム、２は第１入力軸、４は手首座、５
はフレーム、６は手首カバー、６ａは下カバー、
６ｂは上カバー、９は第２入力軸、１０は第３入
力軸、１３は減速機軸、１４はブラケツト、１
５・１６は差動減速装置、１９は傾動軸、２１は
ツール回転軸である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. アーム先端に手首機構を介してツールをとりつ
   け、アーム内に手首全体を回転させる第１入力軸
   と、手首部を傾動させる第２入力軸と、ツールを
   回転させる第３入力軸とを同一軸心で設けた産業
   用ロボツトにおいて、前記第１入力軸に連結した
   フレームに回転自由にとりつけられアームの軸心
   に対して斜めに分割され、分割面に沿つて回動で
   きるそれぞれほぼ半球状の下カバーと上カバーか
   らなる手首カバーをそなえ、この手首カバー内
   に、前記フレームに連結されたブラケツトと、こ
   のブラケツト相互間に支持され前記入力軸の軸心
   と直交する減速機軸と、この減速機軸の両端部を
   囲んでほぼ対称的に装架した２組の差動減速装置
   と、前記入力軸の軸心と減速機軸の軸心との交点
   を通る軸心線で同軸に設けられ前記上カバーに支
   持された傾動軸とツール回転軸とを設け、前記差
   動減速装置の一方に第２入力軸と傾動軸を、他方
   の差動減速装置に第３入力軸とツール回転軸をそ
   れぞれギヤを介して連結したことを特徴とする産
   業用ロボツトの手首機構。