KR100220559B1 - 산업용 로봇의 손목기구 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 소형으로 가감속 성능의 향상한 손목기구를 이루고, 로봇 아암의 선단부에 부착된 손목부의, 앞면부에는 로봇 아암의축심과 동일의축심상에회전축의 제 1의 감속기를 배치하고, 측면에는 로봇아암의축심과 수직이 되도록 구부림축의 제 2의 감속기를 배치함과 동시에 로봇 아암내에축심과 동일 축심상에 내측 선회축과 외측 선회축이 선회가 자유로이 지지되고 각각의 선회축의 선단에는, 베벨기어가 부착되고, 외축 선회축의 선단의 베벨기어는, 구부림축의 입력 베벨기어와 맞물리고 회전운동이 전달되어 손목의 구부림 회전운동을 행하는 장치를 설치하고, 내측 선회축의 선단의 베벨기어는, 로봇 아암측에 수직으로 지지된회전축에 장착한 베벨기어와 맞물리고 더욱 이 베벨기어의회전축 축심에 대하여 예각으로 축심을 배설한 경사 회전축의 양단에 베벨기어 기구를 각각 하나씩 포함시켜 더욱

Description

[발명의 명칭]

산용용 로봇의 손목기구

[기술분야]

본 발명은, 산업용 로봇의 손목기구에 관한 것으로, 특히 손목선단의 선회축과 아암의 축심이 동일선상에 구성된 구조에 관한 것이다.

[배경기술]

일반적으로, 산업용 로봇의 손목기구는 로봇이 행하여야 할 작업의 집약되는 축단(軸端) 기구이고, 손목에 있어서 소위,,축의 선회회전운동이 자유인 것은 물론, 소형으로그리고 회전의 전달이 원활하고 힘이 강한 것이 요구된다.

종래 기술의 하나로서 일본 특개소 63-185595호 공보 ; 산업용 로봇의 손목 [이하, 이를 「종래예」라함]이 개시된다. 이 종래예는 제3도에 그 측단면도를 표시한다.

제3도에 있어서 감속기 (도시하지 않고 있음) 로 감속된축(63)의 축내부에 축받이 (51)로 지지된 외측 선회축(7)을 구비함과 동시에, 더욱 그 내측에 축받이로 지지하는 내측 선회축(8)를 설치하여 있고, 한쪽의 외측 선회축(7)은 베벨기어(5a, 5b) 를 통하여축의 감속기(6)에 들어가고,축의 상하요동 [소위회전운동]을 행하고, 다른쪽의 내측 선회축(8) 은 베벨기어(4a, 4b) 을 경유하여, 평기어열(9a, 9b, 9c) 을 통한 후, 다시 베벨기어(2a, 2b) 를 경유하여축의 감속기(11)로 들어가고 손목(1)을 소위선회한다.

그러나 이 종래예는 손목부의 앞면부의 부재(10)에선회축의 감속기(11)를 배설하고,축의 감속기(6)를 배치하여 이들은 각각 구동계의 최종단을 구성함과 동시에선회축의 감속기(11)으로의 베벨기어(4a, 4b) 로부터 평기어열(9a, 9b, 9c), 베벨기어(2b, 2a) 의 전달기구를 통하여 입력되고,축의 감속기(6) 으로의 베벨기어(4a, 4b) 의 전달기구를 통하여 입력되어 있으므로축의 평기어열(9a, 9b, 9c)전달부에 있어서 양단의 평기어열(9a, 9c) 를 잇는 백래쉬 조정용의 평기어(9b)가 설치되어 있으므로 구성부품의 수가 많아지고, 그리고 전달부품의 회전 관성이 커진다고 하는 결점이 있었다.

[발명의 개시]

본 발명은 이들에 비추어 보아, 종래예의축의 평기어열을 베벨기어 기구로 개량하고, 이때, 선단측의 베벨기어와는 축심의 교차각을 예각으로 구성하는 것으로축의 감속기의 배치를 바꾸지 않고, 그리고 기어수가 삭감되는 산업용 로봇의 손목기구를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 의한 산업용 로봇의 손목기구는, 로봇아암의 선단부에 부착된 손목부의, 앞면부에는 로봇아암의 축심과 동일축심상에 회전축의 감속기를 배치하고, 측면에는 로봇 아암축심과 수직이 되도록 구부림축의 감속기를 배치함과 동시에, 로봇아암 내에 동일축심 (축) 상에 내측 선회축과 외축 선회축이 선회 자유로이 지지되고, 각각의 선회축의 선단에는, 베벨기어가 부착되고, 외측 선회축의 선단의 베벨기어는, 구부림축의 입력 베벨기어와 맞물림 회전운동이 전달되어 손목의 구부림 회전운동을 행하는 장치를 설치하고, 내측 선회축의 선단의 베벨기어는 로봇아암측의 수직으로 지지된축을 이루는 베벨기어와 맞물리고, 더욱더 이축을 이루는 베벨기어의 축심에 대하여 예각으로 축심을 배설한 경사 회전축의 양단에 베벨기어 기구를 각각 하나씩 조합하며, 더욱 내측 선회축(축) 의 감속기의 입력 베벨기어와 맞물리고, 선회가 전달되어 손목의 선회를 행하는 장치를 구비하는 것으로,축에서축으로의 동력의 전달수단이 양자의 축심이 직각으로 교차하지 않고 예각으로 교차하며, 기어수의 삭감으로부터 그 기어의 관성의 저감과 백래쉬의 조정을 감소시키도록 한 것을 특징으로 한다.

[작용]

이렇게 구성된 본 발명의 산업용 로봇의 손목기구에 의하면, 종래예의선회축의 3 개의 평기어열을 철거하여, 1 개의 베벨기어기구로 선회의 전달을 하기 위하여 기어수의 삭감이 도모되고 산업용 로봇의 손목의 일단이 축소와 컴팩트화가 이루어진다.

[도면의 간단한 설명]

제1도는 본 발명으로 이루어지는 산업용 로봇의 손목기구의 일실시예의 구성을 도시하는 주요부의 측단면도.

제2도는 본 발명에 의한 산업용 로봇의 손목기구의 다른 실시예의 구성의 주요부를 나타내는 측단면도.

제3도는 종래예를 도시하는 주요부의 측단면도.

[발명을 실시하기 위한 최량의 형태]

이하 본 발명을 제1도 및 제2도에 도시하는 실시예를 참조하고, 종래예와 동일 또는 상당부재에는 동일의 부호를 사용하여 설명한다.

제1도에 본 발명에 의한 본 발명의 산업용 로봇의 손목기구의 일실시예의 주요부를 측단면도로 도시한다. 손목부(1)의 로봇 아암(63) [축]과 동일선상에 선회축 [축](8)의 감속기(11) (제 1의 감속기)를 배설하고, 로봇 아암(63)의 측면에 구부림축 [축] 의 감속기(6)(제 2의 감속기)를 배치한다.

먼저 선회축 [축]의 감속기(11)로의 선회의 입력방법을 설명하면, 로봇 아암(63) 내에 외측 선회축(7) 과 상호로 축받이(51)에서 선회 자유로이 받침되고 지지된 내측 선회측(8) 의 선단 베벨기어(4b) (제 2의 베벨기어) 에 대하여, 거의 수평인 축심 (회전축) 을 갖는 베벨기어(4a) (제 4의 베벨기어) 를 맞물리고, 이 베벨기어(4a)를 한쪽의 축단에 고착한 축(41) (회전축) 의 다른 축단에 베벨기어(3b) (제 5의 베벨기어) 를 끼워맞춤 고착시킨다. 베벨기어(4a)는 축(41) (회전축) 에 나사식 부착되어 있고, 축받이(42)를 통하여 로봇아암(63)에 고착한 하우징(43)에 선회가 자유로이 지지되고, 축받이(42)의 내, 외륜은 단면에 도시한 하우징(43), 축(41)의 단차 부분 및 베벨기어(3b) (제 5의 베벨기어) 의 끼워맞춤부에서 위치결정된다.

이 베벨기어(3b)의 축심 (회전축) 에 대하여 그 축심 (경사 회전축) 이 예각으로 교차하고, 그 베벨기어(3b)와 예각으로 맞물리는 베벨기어(3a) (제6의 베벨기어) 가 경사회전 측의 일단에 배설된다. 그 베벨기어(3a)는 축(24) [축(24)소경부(31)대경부(21)에서 1개의 축 (경사 회전축) 을 형성한다]에 끼워 맞춤되어 있고, 축(24)의 소경부(31)는 니들베어링(32)에서 선회 자유로이 지지되고, 니들베어링(32)은 누름링(33)과 하우징(20)에서 고정된다.

축(24)의 대경부(21)는 축받이(22)에 의하여 선회가 자유로이 지지되고 축받이(22)는 하우징(20)과 링형상 누름판(23)으로 고정되고, 대경부(21)의 축단에는 베벨기어(2b) (제 7의 베벨기어) 가 끼워맞춤되어 감속기(11)로의 선회의 입력축 (축) 을 이루는베벨기어(2a) (제 8의 베벨기어) 와 맞물린다.

감속기(11)는 부재(10)의 선단구멍(13)내에 끼워 맞춤되고 출력단(12)을 경유하여 손목부(1) 를축 둘레로 선회시킨다. 다음에 구부림축 [축] 의 감속기(6)로의 회전운동의 압력방법을 설명한다. 로봇아암(63)내에 내측 선회축(8) 과 상호로 축받이(51)에서 선회가 자유로이 받침하여 지지된 외측선회축(7) 의 선단 베벨기어(5a) (제 1의 베벨기어) 에 감속기(6) 의 입력축을 이루는베벨기어(5b) (제 3의 베벨기어) 가 맞물리고 감속기(6) 에서 감속되고 출력축(63)으로부터의 출력은 부재(10)에 전달되고, 이 부재(10)의 구부림 [요동] 운동이 자유로이 행해진다.

이 부재(10)는 축받이(14)에서 요동이 자유로이 지지되고, 축받이(14)는 하우징(43)에 지지되어 있다. 더욱 61은 그리스커버이고, 34 는 커버(20)의 열린 창으로 베벨기어의 백래쉬등의 보수에 제공되고 있고, 도시하지 않지만 이 창에는 시일이 배설하여 있어 그리스커버(61)등과 협조하여 내부의 베벨기어 군에 그리스 등의 윤활제를 봉입 충전하고 있다.

본 발명의 다른 실시예의 주요부를 측단면도로 제2도에 도시한다.

기타의 실시예는 선회축 [축]의 감속기(11)로의 입력방법으로서, 로봇아암(63)내에 내측 선회축(8) 의 선단 베벨기어(4b) (제 2의 베벨기어) 로부터 다음단의 수평축(41) (회전축) 의 일방끝 베벨기어(4a) (제 4의 베벨기어) 로의 회전전달 수단을, 더욱 개량하고, 끝부분의 베벨기어(4a)의 배치의 적정화와, 축(41)의 지지를 양쪽 지지로하여 기어전달의 불규칙성이 생기는 것을 전연 없이 하고 있다.

이 제2도에 도시하는 다른 실시예는 베벨기어(5a) (제 3의 베벨기어) 의 내주에 원기둥형상의 구멍이 있어 그 구멍의 중심부로부터 볼트(53)를 통하여 베벨기어(5b)를 구부림축의 감속기(6) (제 2의 감속기) 의 입력축 [도시하지 않음] 에 나사맞춤 고착하고, 그 구멍의 내주측면에 축받이(52)를 장착하고 있다.

이 축받이(52)의 외륜의 외주측면은 구멍의 내주측면에 끼워 맞춤하고, 이 축받이(52)의 내주측면은 베벨기어(4a)의 내주부를 신장한 돌출원기둥부의 외주면에 끼워맞춤시켜, 그 돌출원 기둥부의 중심부로부터 볼트(46)를 통하여 베벨기어(4a)를회전축(41)에 나사맞춤 고착한 산업용 로봇의 손목기구이다.

또, 베벨기어(4a)의 구부림축 감속기(6) 측에는 내주부를 돌출 원기둥부의 외주면에 단차(44)를 설치하고, 이것과 링형상 누름판(45)으로 축받이(52)를 내륜을 좌우양측으로부터 위치결정하고 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명의 산업용 로봇의 손목기구는 선회축 [축] 의 감속기 입력축에 맞물리는 일부의 베벨기어조를 예각으로 맞물림하여, 기어수의 삭감이 이루어지고, 나아가서는 관성의 저감이 생기고, 가감속성능의 현저한 향상에 연계된다. 또, 기어의 맞물림수도 감소함으로 기어의 백래시등의 조정하는 공수의 감소도 된다.

본 발명은 상술의 실시예 만에 한정하여 해석해서는 않된다. 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 본 발명은 별도의 여러가지 양태로 실시할 수 있다.

Claims (2)

1. 로봇 아암의 선단부에 부착된 손목부의, 앞면부에는 로봇 아암의축심과 동일의 축심인축심상에 회전축의 제 1의 감속기를 배치하고, 측면에는 로봇 아암의축심과 수직이 되도록 구부림축의 제 2의 감속기를 배치함과 동시에, 로봇 아암내에축심과 동일 축심상에 내측 선회축과 외축 선회축이 선회가 자유로이 지지되고, 외측 선회축의 선단에는, 제 1의 베벨기어가 부착되고, 내측 선회축의 선단에는 제 2의 베벨기어가 부착되고, 제 1의 베벨기어는 구부림축의 입력수단이 되도록 장착된 제 3의 베벨기어와 맞물리고, 구부림축의 입력의 회전운동이 그 제 3의 베벨기어를 통하여 전달되고, 제 2의 감속기를 통하여 손목의 구부림 회전운동을 행하는 장치를 설치한 것에 있어서, 제 2의 베벨기어는 로봇 아암의축에 수직으로 지지된회전축의 일단에 장착한 제 4의 베벨기어와 맞물리고, 더욱회전축의 타단에 장착한 제 5의 베벨기어와 맞물리고 이 제 5의 베벨기어의 축심에 대하여 예각으로 축심을 배설하여 회전이 자유로이 지지되고 경사 회전축의 일단에 장착한 제 6의 베벨기어를 구비하고, 그 경사 회전축의 타단에 제 7의 베벨기어를 장착하고, 이 제 7의 베벨기어에 맞물리고 내측 선회축의 제 1의 감속기의 입력수단이 되도록 장착된 제 8의 베벨기어를 통하여 내측 선회축의 선회가 전달되어 손목의 선회를 행하는 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 산업용 로봇의 손목기구.
2. 제1항에 있어서, 제 3의 베벨기어의 내주에 원기둥형상의 구멍을 열고, 그 구멍의 중심부로부터 볼트를 통하여 제 3의 베벨기어를 구부림축의 제 2의 감속기에 고착하고, 그 구멍의 내주측면에 축받이를 장착하고, 이 축받이의 외륜의 외주 측면은 구멍의 내주측면에 끼워 맞추고, 이 축받이의 내주측면은 제 4의 베벨기어의 내주부를 신장한 돌출 원기둥부의 외주면에 끼워 맞추고, 그 돌출 원기둥부의 중심부로부터 볼트를 통하여 제 4의 베벨기어를회전축에 고착한 것을 특징으로 하는 산업용 로봇의 손목기구.