JPS6357189A - 産業用ロボツトにおける動力伝達装置 - 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） 本発明は、産業用ロボットにおける動力伝達装置、主と
してロボットアームの先端の手首部における動力伝達装
置に関する。

（従来の技術） 一般に、この種産業用ロボットの手首部等の動力伝達装
置は、第７図に示すごとく、回転可能に支持した第１ア
ーム（ＸＩ）に、第２アーム（Ｘ２）を揺動可能に支持
すると共に、該第２アームに第３アーム（ｘ３）を回転
可能に支持し、前記第１アーム（ＸＩ）の回転軸芯周り
に回転する駆動軸（Ｘ４）の動力を、該駆動軸先端に設
けるベベルギア等の回転伝達体（ｘ５）を介して、前記
第２アーム（ｘ２）の前記第１アーム（ＸＩ）に対する
揺動軸芯周りに回転する同じくベベルギア等の回転体（
Ｘ６）に伝え、該回転体（χＢ）の回転を、前記第３ア
ーム（ｘ３）から延びる同じくベベルギア等の従動体（
ｘ３）を介して該第３アーム（ｘ３）に伝達し、該第３
アーム（ｘ３）を回転させるごとく成している。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、上記のごとく構成する動力伝達装置にあって
は、前記第１アーム（ＸＩ）を１回転させた場合、前記
第３アーム（ＸＢ）を駆動する前記駆動軸（ｘ４）は静
止させているにも拘わらず、該第３アーム（ｘ３）は、
前記第１アーム（ＸＩ）の回転方向と同方向に２倍の速
度で２回転してしまうこととなり、該第３アーム（ｘ３
）を空間内で静止するためには、前記駆動軸（ｘ４）を
、前記第１アーム（Ｘｌ）の回転方向と同方向に２倍の
速度で回転させる必要があり、ロボットの制御に大きな
制約が加わる問題があった。

特に、前記第３アーム（ＸＢ）が、各種ツール類を把持
するロボットの手首部先端を構成する場合には、該ツー
ル類の姿勢維持に大きな制約を及ぼすこととなるのであ
った。

即ち、上記問題を分析的に説明すると、次の■〜■のご
としである。

■　第８図のごとく、第１アーム（ＸＩ）の回転に伴い
、回転体（ＸＢ）が前記第１アーム（ＸＩ）の回転軸心
回りに公転することとなり、該回転体（ＸＢ）の公転に
より、第３アーム（ｘ３）は、従動体（ｘ３）を介して
、前記第１アーム（ＸＩ）の回転方向と同方向に１回転
する。

■　第９図のごとく、前記回転体（ＸＢ）は、静止した
駆動軸（ｘ４）の先端の回転伝達体（ｘ５）に当接つま
りギアが噛み合っており、第１アーム（Ｘｌ）の回転に
伴い、前記回転体（ｘ８）は、前記回転伝達体（ｘ５）
のギアに噛み合って、１回転だけ自転する。

■　第１０図のごとく、上記■による回転体（ＸＢ）の
自転により、従動体（ｘ３）を介して、第３アーム（ｘ
３）は、第１アーム（ｘｌ）の回転方向と同方向に１回
転する。

■　実際には、第１１図に示すごとく、上記■及び■に
よる前記回転体（ｘ６）の公転と自転とが同時に起こる
のであるから、前記公転による１回転と、前記自転によ
る１回転とが招電なって、結局、前記第１アーム（ＸＩ
）の１回転に伴い、前記第３アーム（ｘ３）は、同方向
に二倍の速度で２回転してしまうこととなるのである。

■　一方、第１アーム（ＸＩ）を静止させた状態で、前
記駆動軸（ｘ４）を回転させた場合には、第７図の矢印
のごとく、第３アーム（ｘ３）は、前記駆動軸（ｘ４）
と反対方向に回転するものであるから、従って、前記第
３アーム（ｘ３）を静止しながら、第１アーム（ＸＩ）
を１回転させるには、前記駆動軸（Ｘ４）を、前記第１
アーム（ＸＩ）と同方向に、２倍の速度で回転させなけ
ればならないのであった。

本発明の目的は、第３アームの駆動軸を静止した状態で
第１アームを回転しても、第３アームの静止状態が保持
でき、しかも、第３アームの駆動を独立して行うことが
でき、もって、該第３アームの制御勝手の向上を図るこ
とのできる産業用ロボットの動力伝達装置を提供する点
にある。

（問題点を解決するための手段） そこで、本発明では、回転可能に支持した第１アームに
、第２アームを揺動可能に支持すると共に、第２アーム
に第３アームを回転可能に支持し、前記第１アームの回
転軸芯周りに回転する駆動軸（４）の動力を、前記第２
アームの前記第１アームに対する揺動軸芯周りに回転す
る回転体（６）を介して前記第３アームに伝達し、該第
３アームを回転させるごとく成した産業用ロボットにお
ける動力伝達装置であって、前記駆動軸（４）に従動す
る前記回転体（６）に、連動軸（７）を介して中継回転
体（８）を共回り可能に設けると共に、この中継回転体
（８）を、前記第３アームの回転軸に設ける従動体（９
）に連動させて、前記第３アームを前記駆動軸（４）の
回転方向と同方向に回転させるごとく成したことを特徴
とするものである。

（作用） 駆動軸（４）を静止した状態で第１アームを回転させた
場合、中継回転体（８）の第１アームの回転軸芯周りの
公転により、第３アームは第１アームと同方向に回転す
ることとなり、又、前記中継回転体（８）の自己の軸芯
周りの自転により、第３アームは第１アームと逆方向に
回転することとなり、これら中継回転体（８）の公転に
よる正回転と、自転による逆回転とが相打ち消し合って
、前記第３アームは、静止した状態を保持することとな
るのである。

（実施例） 第６図に示すものは、本発明に係る動力伝達装置を具備
する６軸間節型ロボットであって、基台（Ａ）の垂直軸
（ｒりの周りに回転する胸部（Ｂ）、該胴部（Ｂ）の長
さ方向に直交する直交軸（ｐ＋）の周りに揺動する上腕
部（Ｃ）、該上腕部（Ｃ）の長さ方向に直交する直交軸
（ｐ２）の周りに揺動する下腕部（Ｄ）、該下腕部（Ｄ
）の長さ方向に直交する直交軸（ｐ３）の周りに揺動す
る手首部（Ｅ）を備えるものである。

前記下腕部（Ｄ）は、支持筒（１００）と、該支持筒（
１００）の軸芯（ｒ２）の周りに回転可能に支持する第
１アーム（１）とから成り、前記手首部（Ｅ）は、前記
第１アーム（１）に直交する前記直交軸（ｐ３）の周り
に揺動可能に支持する第２アーム（２）と、該第２アー
ム（２）の軸芯（ｒ３）の周りに回転可能に支持する第
３アーム（３）とから成るものである。

前記手首部（Ｅ）の近傍の前記第１〜第３アーム（１）
（２）（３）は、第１図に示すごとく、第１アーム（１
）の内部に、第２アーム（２）を揺動するための回転筒
（１０）と、第３アーム（３）を回転するための駆動軸
（４）とを同心杖に配置している。

前記回転筒（１０）及び駆動軸（４）は、それぞれその
下方に、モータ等の駆動源を接続している。

そして、前記回転筒（１０）は、先端にベベルギア等の
揺動伝達体（１１）を備え、第２アーム（２）の第１ア
ーム（１）に対する揺動軸心となる前記直交軸（ｐ３）
の−側に固定支持するベベルギア等の揺動従動体（１２
）に連動し、該回転筒（１０）の回転をして、前記第２
アーム（２）を第１アーム（１）に対し揺動するごとく
している。

また、前記駆動軸（４）は、先端にベベルギア等の回転
伝達体（５）を備え、該伝達体（５）を、第２アーム（
２）の第１アーム（１）に対する前記揺動軸心（ｐ３）
の−側に回転可能に支持するベベルギア等の回転体（６
）に連動し、該駆動軸（４）の回転をして、前記第３ア
ーム（３）を回転するごとくしている。

しかして、以上のごとく構成するロボットの手首部（Ｅ
）の近傍の動力伝達装置において、前記駆動軸（４）に
従動する前記回転体（６）に、連動軸（７）を介してベ
ベルギア等の中継回転体（８）を共回り可能に設けると
共に、この中継回転体（８）を、前記第３アーム（３）
の回転軸に設けるベベルギア等の従動体（９）に連動さ
せて、前記第３アーム（３）を、前記駆動軸（４）の回
転方向と同方向に回転させるごとく成すのである。

具体的には、前記回転体（６）とｌ！？１記中継回転体
（８）とは、前記連動軸（７）を介して、そのベベルギ
アを対抗状に配置し、これら回転体（Ｅ３）（８）が一
体に回転するごとく固定するのであって、前記回転体（
６）には、前記回転伝達体（５）を、前記中継回転体（
８）には、第３アーム（３）の下方に固定する従動体（
９）の各ベベルギアを噛み合わせるのである。

しかして、上記構成により、前記駆動軸（４）を静止し
た状態で、前記第１アーム（１）を回転させた場合でも
、前記第３アーム（３）は、静止状態を保持することが
できるのである。

即ち、これを分析的に説明すると、次の■〜■のどとし
である。尚、説明を簡単にするため、前記回転伝達体（
５）と回転体（６）とのギア比並びに、前記中継回転体
（８）と従動体（９）とのギア比は、共に１対１とする
。

■　第２図のごとく、第１アーム（１）の回転に伴い、
中継回転体（８）が前記第１アーム（１）の回転軸心回
りに公転することとなり、該中継回転体（８）の公転に
より、第３アーム（３）は、従動体（９）を介して、前
記第１アーム（１）の回転方向と同方向に１回転する。

■　第３図のごとく、前記中継回転体（８）と連動する
回転体（６）は、静止した駆動軸（４）の先端の回転伝
達体（５）に当接つまりギアが噛み合っており、第１ア
ーム（１）の回転に伴い、前記回転体（６）は、前記回
転伝達体（５）のギアに噛み合って、１回転だけ自転す
る。

■　第４図のごとく、上記■による回転体（６）の自転
により、連動体（７）を介して中継回転体（８）が自転
し、この中継回転体（８）の自転により、従動体（９）
を介して、第３アーム（３）は、第１アーム（１）の回
転方向と逆方向に１回転する。

■　実際には、第５図に示すごとく、上記■及び■によ
る前記中継回転体（８）の公転と自転とが同時に起こる
のであるから、前記公転による正回転と、前記自転によ
る逆回転とが相打ち消し合って、結局、前記第１アーム
（１）が１回転しても、前記第３アーム（３）は、静止
した状態を保持することとなるのである。

従って、従来問題となった手首部（Ｅ）先端即ち第３ア
ーム（３）に把持したツール類の姿勢維持が大きな制約
を受けてしまうといった間圧は起こらないのであり、ま
た、次表（第１表）に示すごとく、第３アーム（３）の
駆動を独立して行うことができ、その制御勝手を向上す
ることができるのである。

第１表は、第１アーム（１）を所定速度で回転させた場
合の、歇動輪（４）と第３アーム（３）との関係を、本
発明と従来技術とを対比して示すものである。

第１表 （注）２倍速正回転とは、第１アーム（１）、！−同方
向に２倍の速度で回転することをいう。

尚、上記実施例では、６軸間節のものについて説明した
が、本発明は６軸間節のものに限定されるものでな（、
また、手首部のみの動力伝達装置のみに限定されるもの
でもないのは云うまでもない。

また、上記実施例では、回転体（６）、中継回転体（８
）、及び従動体（９）をベベルギアで構成したが、摩擦
傘車等で構成してもよい。

（発明の効果） 以上のごとく本発明では、回転可能に支持した第１アー
ムに、第２アームを揺動可能に支持する七共に、第２ア
ームに第３アームを回転可能に支持し、前記第１アーム
の回転軸芯周りに回転する駆動軸（４）の動力を、前記
第２アームの前記第１アームに対する揺動軸芯周りに回
転する回転体（６）を介して前記第３アームに伝達し、
該第３アームを回転させるごとく成した産業用ロボット
における動力伝達装置であって、前記駆動軸（４）に従
動する前記回転体（６）に、連動軸（７）を介して中継
回転体（８）を共回り可能に設けると共に、この中継回
転体（８）を、前記第３アームの回転軸に設ける従動体
（９）に連動させて、前記第３アームを前記駆動軸（４
）の回転方向と同方向に回転させるごとく成したことを
特徴とするものであるから、前記駆動軸（４）を静止し
た状態で、第１アームを回転しても、第３アームの静止
状態が保持でき、しかも、第３アームの駆動を独立して
行うことができて、その制御勝手を向上することができ
るのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる動力伝達装置の要部を示す模式
図面、第２図と第３図と第４図と第５図は同動力伝達装
置の動作を説明する図面、第６図は同動力伝達装置を具
備するロボットの外観図、第７図は従来技術を示す模式
図面、第８図と第９図と第１０図と第１１図は従来技術
の問題点を説明する図面である。 （１）・・・・第１アーム （２）・・・・第２アーム （３）・・・・第３アーム （４）・・・・駆動軸 （６）・・・・回転体 （７）・・・・連動軸 （８）・・・・中継回転体 （９）・・・・従動体 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 回転可能に支持した第１アームに、第２アームを揺動可
   能に支持すると共に、第２アームに第３アームを回転可
   能に支持し、前記第１アームの回転軸芯周りに回転する
   駆動軸（４）の動力を、前記第２アームの前記第１アー
   ムに対する揺動軸芯周りに回転する回転体（６）を介し
   て前記第３アームに伝達し、該第３アームを回転させる
   ごとく成した産業用ロボットにおける動力伝達装置であ
   って、前記駆動軸（４）に従動する前記回転体（６）に
   、連動軸（７）を介して中継回転体（８）を共回り可能
   に設けると共に、この中継回転体（８）を、前記第３ア
   ームの回転軸に設ける従動体（９）に連動させて、前記
   第３アームを前記駆動軸（４）の回転方向と同方向に回
   転させるごとく成したことを特徴とする産業用ロボット
   における動力伝達装置。