JPS637285A - Industrial robot - Google Patents

Industrial robot

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Publication number
JPS637285A
JPS637285A JP14820986A JP14820986A JPS637285A JP S637285 A JPS637285 A JP S637285A JP 14820986 A JP14820986 A JP 14820986A JP 14820986 A JP14820986 A JP 14820986A JP S637285 A JPS637285 A JP S637285A
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JP
Japan
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link
axis
drive motor
direct drive
motor
Prior art date
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Pending
Application number
JP14820986A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
佳延 石川
正 宗像
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は、産業用ロボットに係り、特に産業用ロボット
のアームを構成するリンク機構に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to an industrial robot, and particularly to a link mechanism that constitutes an arm of an industrial robot.

(従来の技術) 最近の産業用ロボット(以下ロボットという)は、位置
決め精度や動作速度を向上するために。
(Conventional technology) Recent industrial robots (hereinafter referred to as robots) are designed to improve positioning accuracy and operating speed.

減速機を使わないダイレクトドライブモータ(以下DD
モータという)が用いうれている。
Direct drive motor that does not use a reducer (hereinafter referred to as DD)
motor) is used.

ところで、DDモータは、十分なトルクを要求すると外
形が大きくなる。したがって、ロボット先端にDDモー
タを配設せず、なるべく機構の中心に配設する方が有利
である。
By the way, when a sufficient torque is required for a DD motor, the external size becomes large. Therefore, it is advantageous to dispose the DD motor at the center of the mechanism, rather than at the tip of the robot.

そこで、DDモータの配設とその動力伝達機構が重要と
なり、ベルト駆動またはリンク@構による伝達が一般的
で、基本的には、力学的に直列な(シリアルな)アーム
構成である。第10図および第11図は、従来から多く
用いられているリンク構成である0両図において、リン
ク1aとリンク1bは、基本となるアームで、駆動用ア
ームとなるリンク2aとリンク2bによって関節3,4
の回りの回動運動をする。なお、第10図において、符
号5はリンク1bとリンク2bの関節、符号iは負荷イ
ナーシャ。
Therefore, the arrangement of the DD motor and its power transmission mechanism are important, and transmission by a belt drive or a link @ mechanism is common, and basically it is a mechanically serial arm configuration. Figures 10 and 11 show link configurations that have been widely used in the past. Links 1a and 1b are basic arms, and are articulated by link 2a and link 2b, which are drive arms. 3,4
make a rotational movement around the In FIG. 10, reference numeral 5 indicates the joint between link 1b and link 2b, and reference numeral i indicates the load inertia.

符号mはモータを示し、第11図において、符号6はリ
ンク1bとリンク1aの関節、符号iは負荷イナーシャ
、符号mはモータを示す。
Reference numeral m indicates a motor; in FIG. 11, reference numeral 6 indicates a joint between link 1b and link 1a; reference numeral i indicates load inertia; and reference numeral m indicates a motor.

(発明が解決しようとする問題点) 第12図は、第10図に示すアームを構成するリンク機
構のリンク1aを固定(θ1軸固定)、リンク1a、2
bを加減速したときに、リンク1bに加わる節点力を示
したものであるが、加減速時には負荷イナーシャiの慣
性力Fiが加わるから、リンク1bにはFiXulの曲
げモーメントが加わる。ここで、Qlは負荷イナーシャ
jの中心から関節3までの距離である。また、第13図
は、第11図に示すアーム機構のリンク1aを固定Co
x軸固定)、リンク2a 、 2bを加減したとき、リ
ンク1bに加わる節点力を示したものであるが、この場
合にも加減速時には負荷イナーシャ主の慣性力Fiが加
わるから、リンク1bにはFiXQ3の曲げモーメント
が加わる。ここで、ρ、は負荷イナーシャjの中心から
関節4までの距離である。
(Problems to be Solved by the Invention) FIG. 12 shows that the link 1a of the link mechanism constituting the arm shown in FIG. 10 is fixed (θ1 axis fixed), the links 1a, 2
This figure shows the nodal force applied to the link 1b when b is accelerated or decelerated. Since an inertia force Fi of load inertia i is applied during acceleration or deceleration, a bending moment of FiXul is applied to the link 1b. Here, Ql is the distance from the center of the load inertia j to the joint 3. In addition, FIG. 13 shows the link 1a of the arm mechanism shown in FIG.
This shows the nodal force applied to link 1b when links 2a and 2b are adjusted (fixed on the The bending moment of FiXQ3 is added. Here, ρ is the distance from the center of the load inertia j to the joint 4.

ところで、この曲げモーメントが加わってもリンク1b
をたわまないようにするためには、リンク1bの剛性を
十分に大きいものとしなければならない。しかし、剛性
を大きくし振動しないようにしたリンク1bは、必然的
にその質量が大きくなるから加減速時モータにかかる負
荷が大きくなる。また、第13図および第14図から分
るように、関節3゜4に加わる反力F14.F1mも大
きくなるから、関節3.4のベアリング等は、寿命を延
したり動作を円滑にするために剛性の大きいものを用い
なければならない、ここで、F工、はFll、+2とF
13W2の合力(ただし、Fta!2=Fl”F1g!
+ Fts!= (Q @/ Q L) XFi)であ
り* FLsはFl。とFl、yの合力(ただし。
By the way, even if this bending moment is applied, link 1b
In order to prevent bending of the link 1b, the rigidity of the link 1b must be sufficiently large. However, the link 1b, which has increased rigidity and is prevented from vibrating, inevitably has a large mass, and therefore a large load is applied to the motor during acceleration and deceleration. Moreover, as can be seen from FIGS. 13 and 14, the reaction force F14. applied to the joint 3°4. Since F1m also increases, bearings for joint 3.4 must be made with high rigidity in order to extend their lifespan and ensure smooth operation.Here, F is Fll, +2 and F.
Resultant force of 13W2 (However, Fta!2=Fl”F1g!
+Fts! = (Q @/ Q L) XFi) and * FLs is Fl. and the resultant force of Fl and y (however.

F1□= Fi+F、 、□、F1□t =(I2s 
/Ω、)XFi)である。
F1□= Fi+F, ,□, F1□t = (I2s
/Ω,)XFi).

そこで、本発明の目的は、動作速度や加減速の向上、関
節部を構成する部品の寿命延長を図ると共に、リンクの
たわみによる振動をなくして安定した動作をするロボッ
トを提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, it is an object of the present invention to provide a robot that improves operating speed and acceleration/deceleration, extends the life of the parts that make up the joints, and eliminates vibrations caused by link deflection to provide stable operation.

〔発明の構成〕 (問題点を解決するための手段および作用)本発明は、
![面を有する枠体と、この枠体に同心状に取付けられ
た第1のダイレクトドライブモータおよび第2のダイレ
クトドライブモータと。
[Structure of the invention] (Means and effects for solving the problems) The present invention has the following features:
! [A frame body having a surface, and a first direct drive motor and a second direct drive motor concentrically attached to the frame body.

この第1のダイレクトドライブモータに駆動されるリン
クおよび第2のダイレクトドライブモータに駆動される
リンクを含む4個のリンク群を、水平状に配置すると共
に伸縮自在の略四角形状に連結しアームを構成するリン
ク機構と、このリンク機構の先端近傍に取付けられた駆
動装置で昇降されると共に回転自在とした主軸とから構
成され。
A group of four links, including a link driven by the first direct drive motor and a link driven by the second direct drive motor, are arranged horizontally and connected in a rectangular shape that can be expanded and contracted to form an arm. It consists of a link mechanism, and a main shaft that can be moved up and down and rotated by a drive device attached near the tip of the link mechanism.

リンク機構を揺動させたときに前側となるリンクに曲げ
モーメントを生じさせないようにし、かつ節点力を小さ
くなるようにしたものである。
When the link mechanism is swung, a bending moment is not generated in the front link, and the nodal force is reduced.

(実施例) 以下、本発明の産業用ロボットの一実施例を図面を参照
して説明する。第1図および第2図において、産業用ロ
ボット10は、下面が設置面となる枠体11と、この枠
体11の上部に取付けられた第1のDDモータ(以下θ
□軸DDモータという)12と、このθ1軸DDモータ
12と同心で枠体11の上部に取付けられた第2のDD
モータ(以下θ8軸DDモータという)13と、θ、軸
DDモータ12の中空状とした回転軸12aに端部を連
結されたリンク(以下後側θ1軸リンクという)14と
、この後側01軸14の上部に配置され、θ2軸DDモ
ータ13の回転軸13aに端を連結されたリンク(後側
θ、軸リンクという) 15と、後側θ1軸リンク14
の上部に配置され、かつ後側θ、軸リンク14の他端に
回動自在に連結されたリンク(以下前側θ1軸リンクと
いう)16と、後側θ2軸リンク15の下部に配置され
、かつ後側θ2軸リンク15の他端に回動自在に連結さ
れたリンク(以下前側θ2411リンクという)17と
、後側θ2軸リンク15の上部にθ□軸DDモータ12
およびθ2軸DDモータ13と同心で取付けられたDD
モータ(以下θ、軸DDモータという)18と、前側θ
□軸リンク16の他端に取付けられ、主軸(以下Z軸と
いう)19を昇降させる駆動袋f!(以下2M駆動装置
という)20と、後側θ2軸リンク15と前側θ2軸リ
ンク17の連結部に回動自在に支持された中間軸21と
、θ、軸DDモータ18の回転軸18aに取付けられた
プーリ22aおよび中間軸21の上部に取付けられたプ
ーリ22bの間に張設され、かつ無端状としたベルト(
以下後側θ。
(Example) Hereinafter, an example of the industrial robot of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 and 2, the industrial robot 10 includes a frame 11 whose bottom surface is the installation surface, and a first DD motor (hereinafter θ
(referred to as a □axis DD motor) 12, and a second DD mounted on the upper part of the frame 11 concentrically with this θ1 axis DD motor 12.
A motor (hereinafter referred to as the θ8-axis DD motor) 13, a link (hereinafter referred to as the rear θ1-axis link) 14 whose end is connected to the hollow rotating shaft 12a of the θ-axis DD motor 12, and the rear side 01 A link 15 (referred to as rear θ axis link) disposed above the shaft 14 and whose end is connected to the rotating shaft 13a of the θ2-axis DD motor 13, and a rear θ1-axis link 14.
a link (hereinafter referred to as front θ 1-axis link) 16 arranged at the upper part of the rear θ axis link 14 and rotatably connected to the other end of the rear θ 1-axis link 14; A link (hereinafter referred to as front θ2411 link) 17 rotatably connected to the other end of the rear θ2-axis link 15, and a θ□-axis DD motor 12 on the upper part of the rear θ2-axis link 15.
and a DD mounted concentrically with the θ2-axis DD motor 13
Motor (hereinafter referred to as θ axis DD motor) 18 and front side θ
□ Drive bag f! is attached to the other end of the shaft link 16 and raises and lowers the main shaft (hereinafter referred to as Z-axis) 19! (hereinafter referred to as 2M drive device) 20, an intermediate shaft 21 that is rotatably supported at the joint between the rear θ2-axis link 15 and the front θ2-axis link 17, and the θ-axis attached to the rotating shaft 18a of the DD motor 18. An endless belt (
Below is the rear θ.

軸駆動ベルトという)22と、中間軸21の下部に取付
けられたプーリ23aおよび主軸19に取付けられたプ
ーリ23bの間に張設され、かつ無端状としたベルト(
以下前側θ、軸駆動ベルトという)23と、後側0.軸
リンク15の他端に取付けられ、所定状態のとき前側θ
2軸リンク16の一端の当接するストリッパ24から構
成されている。
An endless belt (referred to as a shaft drive belt) stretched between a pulley 23a attached to the lower part of the intermediate shaft 21 and a pulley 23b attached to the main shaft 19;
(hereinafter referred to as the front side θ and shaft drive belt) 23, and the rear side 0. It is attached to the other end of the shaft link 15, and when in a predetermined state, the front side θ
It consists of a stripper 24 that abuts one end of the biaxial link 16.

しかして、後側θ1軸リンク14、前側θ1軸リンク1
6、前側θ2軸リンク17および後側θ□軸リンク15
で形成され6リンク機構25は、四角形状に連結されて
おり、隣接する後側θ、軸リンク14と前側θ、軸リン
ク16とは上下に互い違いとした揺動面を持ち、隣接す
る後側θ2軸リンク15と前後θ。
Therefore, the rear θ1-axis link 14 and the front θ1-axis link 1
6. Front θ2-axis link 17 and rear θ□-axis link 15
The 6-link mechanism 25 is connected in a rectangular shape, with the adjacent rear side θ, the axis link 14 and the front side θ, and the axis link 16 having vertically alternating swing surfaces, and the adjacent rear side θ. θ2 axis link 15 and front and rear θ.

軸リンク17も同様に上下に互い違いとした揺動面を持
っており、かつ後側θ1軸リンク14と前側θ2軸リン
ク17は同じ平面で揺動するから干渉する揺動面を持ち
、後側θ2 リンク15と前側θ1軸リンク16も同じ
平面で揺動するから干渉する揺動面を持っている。
The axis link 17 similarly has swinging surfaces that are alternated vertically, and since the rear θ1-axis link 14 and the front θ2-axis link 17 swing on the same plane, they have interfering swinging surfaces. Since the θ2 link 15 and the front θ1-axis link 16 also swing on the same plane, they have swing surfaces that interfere with each other.

また、少なくとも後側θ2軸リンク15と前側θ2軸リ
ンク17は、中空状に形成され、内部にプーリ22a、
 22b後側θ、軸駆動ベルト22、プーリ23a 、
 23b。
Further, at least the rear θ2-axis link 15 and the front θ2-axis link 17 are formed in a hollow shape, and have a pulley 22a inside.
22b rear side θ, shaft drive belt 22, pulley 23a,
23b.

前側θ3軸駆動ベルト23を配置する。A front θ three-axis drive belt 23 is arranged.

次に、上記した構成の動作を説明する。まず。Next, the operation of the above configuration will be explained. first.

上記したリンク機構25を伸ばす場合には、θ1軸DD
モータ12およびθ、軸DDモータ13をそれぞれ内側
に回るように駆動する。この駆動によって各リンクは揺
動し、四角形状線状に変化しながら伸び直線なる直前に
ストッパ24によって揺動が阻止される。このときがリ
ンク機構25の最も伸じた状態である。また、リンク機
4125を縮める場合には、上記と逆にθ□軸DD12
およびθ2軸DDモータ13をそれぞれ外側に回るよう
に駆動すればよい。
When extending the link mechanism 25 described above, θ1 axis DD
The motor 12, θ, and shaft DD motor 13 are each driven to rotate inward. As a result of this drive, each link swings, changes into a rectangular linear shape, and is stopped by the stopper 24 just before it stretches and becomes a straight line. At this time, the link mechanism 25 is in its most extended state. In addition, when retracting the link machine 4125, the θ□ axis DD12
and the θ two-axis DD motor 13 may be respectively driven to rotate outward.

−方、θ、軸DDモータ18を駆動すると、後側θ。- side, θ, when driving the axis DD motor 18, the rear side θ.

軸駆動ベルト22および前側θ、軸駆動ベルト23を介
して主軸19が回転し、Z軸駆動装置20を駆動すると
、主軸19が昇降する。また、θ1軸DDモータ12お
よびθ2軸DDモータ13の回転方向や回転速度の差を
適宜選択することにより、主軸19を平面内における任
意の位置に移動させることができる。
When the main shaft 19 rotates via the shaft drive belt 22, the front side θ, and the shaft drive belt 23, and drives the Z-axis drive device 20, the main shaft 19 moves up and down. Furthermore, by appropriately selecting the difference in rotational direction and rotational speed between the θ1-axis DD motor 12 and the θ2-axis DD motor 13, the main shaft 19 can be moved to any position within the plane.

次に、リンク機構25を動作した際のリンクに加ねる節
点力について説明する。第3図は第10図や第11図に
対応してリンク機構25を機能的に示したもので、符号
31,32.33は関節、符号iは負荷イナーシャ、符
号mはモータを示す、第4図は第12図や第13と同様
にθ、軸固定、θ2軸を加減速したときの前側θ1軸リ
ンク16に加わる節点力を示したものである、第4図か
ら明らかなように前側θ1軸リンク16は、中間部に前
側θ2軸リンク17が連結されていないから、負荷イナ
ーシャiの慣性力Fiによる曲げモーメントが加わらな
い。前側θ、軸リンク17に加わる曲げモーメントは、
負荷イナーシャiが回転することによって生じる反力の
モーメントだけである。このため、リンク機構25の先
端側となる前側θ、軸リンク16と前側θ、軸リンク1
7に加わる曲げモーメントが小さくなる。
Next, the nodal force applied to the link when the link mechanism 25 is operated will be explained. FIG. 3 functionally shows the link mechanism 25 corresponding to FIG. 10 and FIG. Figure 4, like Figures 12 and 13, shows the nodal force applied to the front θ1-axis link 16 when the θ axis is fixed and the θ2 axis is accelerated or decelerated. Since the front θ2-axis link 17 is not connected to the intermediate portion of the θ1-axis link 16, no bending moment due to the inertial force Fi of the load inertia i is applied. The bending moment applied to the front side θ and the shaft link 17 is:
It is only the moment of reaction force generated by the rotation of the load inertia i. For this reason, the front side θ which is the tip side of the link mechanism 25, the axis link 16 and the front side θ, the axis link 1
The bending moment applied to 7 becomes smaller.

−方、θ、軸DDモータ18は、リンク機$25の中心
に配置されているから、01軸やθ2軸の動作に対して
慣性が小さい。
- On the other hand, since the θ-axis DD motor 18 is arranged at the center of the link machine $25, it has small inertia with respect to the operation of the 01-axis and the θ2-axis.

したがって1以上のように構成することにより。Therefore, by configuring as one or more.

先端側となる前側θ、軸リンク16や前側θ2軸リンク
17に要求される機械的強度が小さくなって重量が軽減
されるから、θ1軸DDモータ12やθ2軸DDモータ
13の容量を小さくでき、加減速を大きくして動作速度
を向上することができる。また、リンク機構25の中心
に対しては干渉するものがないから全方向(360°)
の旋回が可能となる。
Since the mechanical strength required for the front θ-axis link 16 and the front θ2-axis link 17, which are on the tip side, is reduced and the weight is reduced, the capacity of the θ1-axis DD motor 12 and the θ2-axis DD motor 13 can be reduced. , the operating speed can be improved by increasing acceleration and deceleration. In addition, since there is nothing that interferes with the center of the link mechanism 25, it can be used in all directions (360°).
It is possible to turn around.

なお、本発明は、上記した実施例に限定されるものでな
く、以下に説明するように構成してもよい、すなわち、
第5図に示す産業ロボット30は、θ3軸DDモータ3
1を02軸DDモータ13の下部に配置して枠体11に
取付け、この回転軸31aをθ、軸DDモータ13およ
びθ1軸DDモータ12の中空状とした回転軸13a、
12aを貫通させて上方に伸ばし、この上端にプーリ2
2aを取付けた構造が上記した実施例と相違する点であ
る。リンク機構25の動作は上記した実施例と同じであ
るが、後側θ、軸駆動ベルト22と前側θ3軸駆動ベル
ト23の伝達比が1であれば、θ、軸DDモータ31の
回転軸31aの向きが03 $11119の向きとなる
。また、θJ軸DDモータ31は、その質量が他の01
軸やθ2軸に影響を与えない慣性となる。
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and may be configured as described below, that is,
The industrial robot 30 shown in FIG. 5 has a θ3-axis DD motor 3.
1 is placed below the 02-axis DD motor 13 and attached to the frame 11, and this rotating shaft 31a is a hollow-shaped rotating shaft 13a of the θ-axis DD motor 13 and the θ1-axis DD motor 12,
12a and extend upward, and attach pulley 2 to the upper end of this.
The structure in which 2a is attached is different from the above-described embodiment. The operation of the link mechanism 25 is the same as in the above-described embodiment, but if the transmission ratio between the rear θ, 3-axis drive belt 22 and the front θ 3-axis drive belt 23 is 1, θ, the rotation axis 31a of the DD motor 31 The direction of is the direction of 03 $11119. Furthermore, the mass of the θJ-axis DD motor 31 is
This is inertia that does not affect the axis or the θ2 axis.

してがって、このように構成することにより、2軸19
の姿勢を保持す志のが容易となり、θ、軸DDモータ3
1の質量がリンク機構25の動作に影響を与えないので
さらに動作を高速にすることができる。
Therefore, by configuring in this way, the two axes 19
It becomes easier to maintain the posture of θ, axis DD motor 3
Since the mass of 1 does not affect the operation of the link mechanism 25, the operation can be made even faster.

第6図に示す産業ロボット35は、θ、軸DDモータ3
6をリンク機構25の先端に取付けてZ軸19を回転駆
動させ、中間軸21、後側θ、軸駆動ベルト22、前側
θ、軸駆動ベルト23をなくした構造が上記した第2図
の実施例と相違する点である。第7図は、Z軸19を回
転駆動するθ、軸DDモータ36とZ軸19を昇降駆動
するZ軸駆動装置20の組合せ構造を示すものである6
同図において、Z軸19は、ボールネジ部19aとスプ
ラインシャフト部19bから構成されている。このZ#
19と同心で前側θ、軸リンク16上に取付けられた2
軸駆動装置20は、Z軸駆動モータ37とZ軸位置検出
装置38から構成されている。Z軸駆動モータ37は、
回転子37aの中心にZ軸19のボールネジ部19aと
係合するポールナツト37bを取付けている。また、θ
、軸DDモータ36は、回転軸子36aの中心に2軸1
9のスプラインシャフト部19bと係合するリニアベア
リング36bを取付けている。したがって、Z軸19は
、Z軸駆動モータ37を駆動するとポールナツト37b
が回転するから、このポールナツト37bに係合してい
るボールネジ部19が昇降する。このとき、Z軸19は
、スプラインシャフト部19bでθ、軸DDモータ36
と係合しているから、θ、軸DDモータ36の回転の有
無に関係なく昇降することができる。
The industrial robot 35 shown in FIG.
6 is attached to the tip of the link mechanism 25 to rotationally drive the Z-axis 19, and the intermediate shaft 21, the rear θ, the shaft drive belt 22, the front θ, and the shaft drive belt 23 are eliminated. This is different from the example. FIG. 7 shows a combination structure of the θ axis DD motor 36 that rotationally drives the Z-axis 19 and the Z-axis drive device 20 that drives the Z-axis 19 up and down.
In the figure, the Z-axis 19 is composed of a ball screw portion 19a and a spline shaft portion 19b. This Z#
2 mounted on the axis link 16 at the front θ, concentric with 19.
The shaft drive device 20 includes a Z-axis drive motor 37 and a Z-axis position detection device 38. The Z-axis drive motor 37 is
A pole nut 37b that engages with the ball screw portion 19a of the Z-axis 19 is attached to the center of the rotor 37a. Also, θ
, the shaft DD motor 36 has two shafts 1 and 1 at the center of the rotating shaft 36a.
A linear bearing 36b that engages with the spline shaft portion 19b of No. 9 is attached. Therefore, when the Z-axis 19 drives the Z-axis drive motor 37, the pole nut 37b
As the pole nut 37b rotates, the ball screw portion 19 engaged with the pole nut 37b moves up and down. At this time, the Z axis 19 is θ at the spline shaft portion 19b, and the axis DD motor 36
Since it is engaged with .theta., it is possible to move up and down regardless of whether or not the shaft DD motor 36 rotates.

なお、Z軸駆動装置20は、他の実施例と共通する。Note that the Z-axis drive device 20 is common to other embodiments.

以上のように構成することにより、θ、軸DDモータ3
6から直接Z軸19を駆動するので、バックラッシュが
少なくなってZ軸19の回転がさらに正確となり、Z軸
駆動用ベルトが不要となってリンク構造が簡単となりか
つ重量も軽減されて、θ1軸DDモータ13の容量を小
さくでき動作を高速にすることができる。また、Z軸1
9の回転と昇降の周駆動装置をZ軸19の回りにまとめ
て取付けるので、θ1軸と02軸に加わる回転慣性によ
るトルクは、具合よく分配される。
By configuring as above, θ, axis DD motor 3
Since the Z-axis 19 is directly driven from 6, backlash is reduced and the rotation of the Z-axis 19 is more accurate, and a Z-axis drive belt is no longer required, making the link structure simple and reducing weight. The capacity of the shaft DD motor 13 can be reduced and the operation can be made faster. Also, Z axis 1
Since the circumferential drive devices 9 for rotation and elevation are installed together around the Z-axis 19, the torque due to rotational inertia applied to the θ1-axis and 02-axis is appropriately distributed.

第8図に示す産業ロボット40は、リンク機構25を構
成する後側θ1軸リンク14、後側θ2軸リンク15、
前側θ1軸リンク16、前側θ、軸リンク17が全て揺
動面を相違させている構造が、上記した第2図の実施例
と相違する点である。なお、後側θ1軸リンク14は、
θ1軸DDモータ12の回転軸12aとθ3軸DDモー
タ18を介して連結される。この構成によるリンク機構
25は、各リンクが干渉しないから四角形状から直線状
に変化し、かつ直線状となった後も各リンクの位置を交
換して再び四角形状に変化する。
The industrial robot 40 shown in FIG. 8 includes a rear θ1-axis link 14, a rear θ2-axis link 15, and
The structure in which the front θ 1-axis link 16, the front θ, and the axial links 17 all have different swing surfaces is different from the embodiment shown in FIG. 2 described above. Note that the rear θ1-axis link 14 is
The rotating shaft 12a of the θ1-axis DD motor 12 is connected via the θ3-axis DD motor 18. The link mechanism 25 with this configuration changes from a rectangular shape to a linear shape because the links do not interfere with each other, and even after becoming linear, the link mechanism 25 changes back to a rectangular shape by exchanging the positions of each link.

したがって、このように構成することにより。Therefore, by configuring it like this.

リンク機構25のリンクの位置を上記したようにして交
換することで、リンク機構25の揺動範囲内にある他の
物体を、その高さによっては回避が可能となる。
By exchanging the positions of the links of the link mechanism 25 as described above, it becomes possible to avoid other objects within the swing range of the link mechanism 25 depending on the height thereof.

第9図に示す産業ロボット45は、Z軸19を反対の方
向に伸ばし、逆さ吊りに設置する構成が第2図の産業ロ
ボット10と相違する点である。なお、θ、軸DDモー
タ18は、枠体11の内部に取付けるか同図に二点鎖線
で示す位置に取付けるか何れかとする。
The industrial robot 45 shown in FIG. 9 is different from the industrial robot 10 shown in FIG. 2 in that the Z-axis 19 is extended in the opposite direction and the industrial robot 45 is installed upside down. The θ, axis DD motor 18 is either installed inside the frame 11 or at the position shown by the two-dot chain line in the figure.

したがって、このように構成することにより、作業領域
側に産業ロボット本体(2個のDDモータを含む)がな
いので、作業が容易となり、作業対象を広くすることが
できる。
Therefore, with this configuration, since there is no industrial robot main body (including two DD motors) on the work area side, the work becomes easier and the work target can be expanded.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明は1以上のように構成されているから、アームを
構成するリンク機構の動作速度や加減速を向上すると共
に振動を低減することができる。
Since the present invention is configured as described above, it is possible to improve the operating speed and acceleration/deceleration of the link mechanism that constitutes the arm, and to reduce vibration.

また、関節を構成する部品の寿命を延ばし保守を容易に
することができる。さらに、リンク機構を構成する各リ
ンクが重量負担部材となり、全体とて重量を減らし駆動
力の低減を図ることができる。
Furthermore, the life of the parts that make up the joint can be extended and maintenance can be made easier. Furthermore, each link constituting the link mechanism becomes a weight-bearing member, making it possible to reduce the overall weight and drive force.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の産業ロボットの一実施例を示す平面図
、第2図は本発明の一実施例の正面図、第3図は本発明
の一実施例のリンク機構を機能的に示した説明図、第4
図は本発明の一実施例の節点力ベクトル図、第5図は本
発明の第2図と異なる他の実施例を示す正面図、第6図
は本発明の第2図および第5図と異なる他の実施例を示
す正面図、第7図は第6図に示す実施例の一部を拡大し
て示す断面図、第8図は本発明の第2図、第5図および
第6図と異なる他の実施例を示す正面図。 第9図は本発明の第2図、第5図、第6図および第8図
と異なる他の実施例を示す正面図、第10図は従来の産
業用ロボットのリンク機構を機能的に示した説明図、第
11図は第10図と異なる従来の産業用ロボットのリン
ク機構を機能的に示した説明図、第12図は第10図に
示す従来の産業用ロボットのリンク機構の節点力ベクト
ル図、第13図は第11図に示す従来の産業用ロボット
の節点力ベクトル図である。 11・・・枠体 12・・・第1のダイレクトドライブモータ13・・・
第2のダイレクトドライブモータ14.15.lfi、
17・・・リンク18.31.36・・・ダイレクトド
ライブモータ19・・・主軸         20・
・・駆動装置25−・・リン’)*JIIt (8733)  代理人 弁理士 猪 股 祥 晃(ほ
か1名)$  1 回 茅 2 図 第 3 図 第 4 図 第5図 第6図 第 7 図 第 3 図 茅 7rgJ 茅 !θ 凹 第 If  閃 第12図 第 13  図
Fig. 1 is a plan view showing an embodiment of the industrial robot of the present invention, Fig. 2 is a front view of the embodiment of the invention, and Fig. 3 is a functional view of the link mechanism of the embodiment of the invention. Explanatory diagram, 4th
The figure is a nodal force vector diagram of one embodiment of the present invention, Figure 5 is a front view showing another embodiment different from Figure 2 of the present invention, and Figure 6 is similar to Figures 2 and 5 of the present invention. FIG. 7 is a sectional view showing an enlarged part of the embodiment shown in FIG. 6, FIG. 8 is a front view showing another different embodiment, and FIG. 8 is a diagram showing FIGS. 2, 5, and 6 of the present invention. FIG. 3 is a front view showing another embodiment different from the above. Fig. 9 is a front view showing another embodiment of the present invention different from Figs. 2, 5, 6, and 8, and Fig. 10 functionally shows the link mechanism of a conventional industrial robot. FIG. 11 is an explanatory diagram functionally showing the link mechanism of a conventional industrial robot, which is different from FIG. 10, and FIG. Vector diagram, FIG. 13 is a nodal force vector diagram of the conventional industrial robot shown in FIG. 11... Frame 12... First direct drive motor 13...
Second direct drive motor 14.15. lfi,
17...Link 18.31.36...Direct drive motor 19...Main shaft 20.
...Driving device 25-...Rin') *JIIt (8733) Agent Patent attorney Yoshiaki Inomata (and 1 other person) $ 1 2 Figures 3 Figure 4 Figure 5 Figure 6 Figure 7 Fig. 3 Kaya 7rgJ Kaya! θ Concave If Flash Figure 12 Figure 13

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)設置面を有する枠体と、この枠体に同心状に取付
けられた第1のダイレクトドライブモータおよび第2の
ダイレクトドライブモータと、この第1のダイレクトド
ライブモータに駆動されるリンクおよび第2のダイレク
トドライブモータで駆動されるリンクを含む4個のリン
ク群を、水平状に配置すると共に伸縮自在の略四角形状
に連続しアームを構成するリンク機構と、このリンク機
構の先端近傍に取付けられた駆動装置で昇降されると共
に回転自在とした主軸とから構成される産業用ロボット
(1) A frame body having an installation surface, a first direct drive motor and a second direct drive motor concentrically attached to the frame body, a link driven by the first direct drive motor, and a A link mechanism consists of a group of four links, including a link driven by a direct drive motor (2), which are arranged horizontally and are continuous in a rectangular shape that is expandable and retractable, forming an arm, and a link mechanism is installed near the tip of this link mechanism. An industrial robot consisting of a main shaft that can be moved up and down by a drive device and can rotate freely.
(2)隣接するリンクの各揺動面が異なり、相互に干渉
しないようにした特許請求の範囲第1項記載の産業ロボ
ット。
(2) The industrial robot according to claim 1, wherein each of the adjacent links has different swing surfaces so that they do not interfere with each other.
(3)4個のリンクの各揺動面が全て異なり、4個のリ
ンクが相互に干渉しないようにした特許請求の範囲第1
項記載の産業用ロボット。
(3) The four links have different rocking surfaces so that the four links do not interfere with each other.
Industrial robots as described in Section.
(4)第1のドライブモータおよび第2のドライブモー
タと同心状でかつリンク機構を構成するリンクの一つに
取付けられたダイレクトドライブモータと、このダイレ
クトドライブモータに駆動されかつ隣接して連結される
リンクの内部に配置されたベルトによって主軸を回転駆
動する特許請求の範囲第1項記載の産業用ロボット。
(4) a direct drive motor that is concentric with the first drive motor and the second drive motor and that is attached to one of the links that constitute the link mechanism; The industrial robot according to claim 1, wherein the main shaft is rotationally driven by a belt disposed inside the link.
(5)駆動装置と同心状でかつリンク機構を構成するリ
ンクの一つに取付けられたダイレクトドライブモータで
、主軸を回転駆動する特許請求の範囲第1項記載の産業
用ロボット。
(5) The industrial robot according to claim 1, wherein the main shaft is rotationally driven by a direct drive motor that is concentric with the drive device and attached to one of the links constituting the link mechanism.
(6)第1のドライブモータおよび第2のドライブモー
タと同心状でかつ枠体に取付けられたダイレクトドライ
ブモータで、主軸を回転駆動する特許請求の範囲第1項
記載の産業用ロボット。
(6) The industrial robot according to claim 1, wherein the main shaft is rotationally driven by a direct drive motor that is concentric with the first drive motor and the second drive motor and is attached to the frame.
(7)第1のダイレクトドライブモータの回転軸を中空
状とし、第2のダイレクトドライブモータの回転軸が貫
通する特許請求の範囲第1項記載の産業用ロボット。
(7) The industrial robot according to claim 1, wherein the rotating shaft of the first direct drive motor is hollow, and the rotating shaft of the second direct drive motor passes through it.
(8)第1のダイレクトドライブモータおよび第2のダ
イレクトドライブモータの各回転軸を中空状とし、主軸
を回転駆動するダイレクトドライブモータの回転軸を貫
通させる特許請求の範囲第6項記載の産業用ロボット。
(8) The industrial use according to claim 6, wherein each of the rotating shafts of the first direct drive motor and the second direct drive motor is hollow, and the rotating shaft of the direct drive motor that rotationally drives the main shaft is passed through. robot.
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