TWI423864B - Robotic arm drives and industrial robots - Google Patents

Description

機械臂驅動裝置及產業用機器人

本發明係關於一種使所連結之複數個機械臂分別旋轉以便可進行所需之伸縮動作的機械臂驅動裝置及產業用機器人，更詳細而言，本發明係關於一種可提高機械臂之動作速度與動作精度的機械臂驅動裝置、及具備該機械臂驅動裝置之產業用機器人。

對於使所連結之複數個機械臂分別旋轉以便可進行所需之伸縮動作的機械臂驅動裝置而言，可將其用作例如使載置於匣盒中之顯示裝置用之玻璃基板及半導體晶圓等工件移動到成膜裝置內等之多關節機器人。

例如使用專利文獻1中所記載之圖3及其符號來進行說明，上述機械臂驅動裝置係連結有複數個藉由機械臂關節部2、3、4以可旋轉之方式而連結之機械臂5、6，並且將設置於基座9上之驅動馬達7所產生之旋轉力傳遞給機械臂5、6，以便由複數個機械臂5、6進行伸縮動作。更詳細而言，在可旋轉地連結於基座9之第1機械臂5之前端部上以可旋轉之方式連結有第2機械臂6，使該等機械臂5、6旋轉2旋轉力從設於基座9上之驅動馬達7經由滑輪19、正時皮帶21、正時滑輪20而傳遞給第1、第2機械臂5、6，使得該機械臂5、6進行伸縮動作。在第1機械臂5之兩端部設有正時滑輪11、12，該等2個正時滑輪11、12被旋轉連結著，使得可利用1個正時皮帶15或2個正時皮帶15、16而使機械 臂5、6相互聯動。又，其他正時滑輪13、14亦進而設於第2機械臂6之兩端，使得其他機械手10聯動。

於上述機械臂驅動裝置中，將第1機械臂5之基座側之正時滑輪11、第1機械臂之第2機械臂側之正時滑輪12、第2機械臂12之機械手側之正時滑輪14之間的旋轉角度比設為1：2：1，藉此使各機械臂進行伸縮運動，且機械手10之軌跡為直線運動。上述機械臂之伸縮運動中，各滑輪間以正時皮帶而連結，並且各滑輪之旋轉角度比設為1：2：1，因而其結果可實現以一個驅動馬達7來使機械臂進行伸縮運動。再者，關於驅動馬達7之設置位置，先前係將其設於第1機械臂5之根部附近的基座9或第1機械臂5之前端側(第2機械臂側)。

[專利文獻1]日本專利特開2000－6079號公報(圖3)

近來，液晶顯示器及等離子顯示器等日益向大型化方向發展，其等所使用之玻璃基板等亦正趨於大面積化。另一方面，為了進一步提高生產率，要求可具有更快速之動作及動作精度較高之機械臂驅動裝置。亦即，要求能以更快速之動作與良好之精度來搬送大面積的玻璃基板等之搬送機器人。

欲實現以相較於先前更快速之動作來搬送大型且較重之玻璃基板等時，必須將上述具備先前之機械臂驅動裝置之馬達更換為更大功率之馬達。然而，因機械臂構造上之制 約與機械臂動作上之制約，從而無法使機械臂之框架構造過分變厚，其結果無法將更大功率之馬達安裝於機械臂軸或機械臂之框架構造內。

又，欲利用先前之機械臂驅動裝置實現以相較於先前更快速之動作來搬送大型且較重之玻璃基板等時，尤其在停止時機械臂位置會超過規定之位置而超限運轉，從而難以提高其動作精度，並且難以將位置偏移之機械臂回復到原先之位置，故有可能產生如下問題，亦即，不能使用於近年來以窄間距所形成之基板搬送匣盒。

本發明係為了解決上述問題研製而成者，其目的在於提供一種可提高機械臂動作速度與動作精度之機械臂驅動裝置、及具有該機械臂驅動裝置之產業用機器人。

用以解決上述問題之本發明之機械臂驅動裝置係可使藉由關節部而連結之複數個機械臂伸縮動作者，該機械臂驅動裝置之特徵在於包含：第1機械臂，其可旋轉地連結於基座上之第1關節部；第2機械臂，其可旋轉地連結於位於上述第1機械臂之前端側之第2關節部；第3機械臂，其連結於位於上述第2機械臂之前端側之第3關節部；第1正時滑輪，其設於上述第1機械臂之第1關節部側；第2正時滑輪，其設於上述第1機械臂之第2關節部側；正時皮帶，其掛設於上述第1正時滑輪與上述第2正時滑輪之間，用來限制上述第1機械臂旋轉時之上述第2機械臂之旋轉量；以及合計2個以上之驅動源，其等在上述第1關節部及上述第2 關節部之一方或兩方，將旋轉力分別傳遞給上述第1機械臂及上述第2機械臂。

根據本發明，由於在上述第1關節部及上述第2關節部之一方或兩方，具備將旋轉力分別傳遞給上述第1機械臂及上述第2機械臂之合計2個以上之驅動源，故可利用對應於各機械臂之驅動源來分別驅動第1機械臂及第2機械臂。其結果為，即使在搬送大型且較重之玻璃基板等時，亦可提高其搬送速度。進而，根據本發明，由於具備用來限制第1機械臂旋轉時之第2機械臂之旋轉量的正時皮帶，故可利用該正時皮帶來限制先前由1個驅動源使機械臂整體進行伸縮動作後所產生的停止時的第2機械臂之位置偏移，以提高停止時之位置精度。因此，根據本發明之機械臂驅動裝置，在並未使機械臂之框架構造過厚，且並未輕易地更換為大功率之馬達之情況下，可以相較於先前更高之動作速度與動作精度來搬送大型且較重之玻璃基板等。

又，用以解決上述問題之本發明之機械臂驅動裝置係可使藉由關節部而連結之複數個機械臂伸縮動作者，該機械臂驅動裝置之特徵在於包含：第1機械臂，其可旋轉地連結於基座上之第1關節部；第2機械臂，其可旋轉地連結於位於上述第1機械臂之前端側之第2關節部；第3機械臂，其連結於位於上述第2機械臂之前端側之第3關節部；第1正時滑輪，其設於上述第1機械臂之第1關節部側；第2正時滑輪，其設於上述第1機械臂之第2關節部側；正時皮帶，其掛設於上述第1正時滑輪與上述第2正時滑輪之間， 用來限制上述第1機械臂旋轉時之上述第2機械臂之旋轉量；第1驅動源，其設於上述基座上，用以驅動上述第1機械臂；第1傳遞裝置，其將上述第1驅動源之旋轉力傳遞給上述第1機械臂；第2驅動源，其設於上述基座或上述第1機械臂上，用以驅動上述第2機械臂；以及第2傳遞裝置，其將上述第2驅動源之旋轉力傳遞給上述第2機械臂。

根據本發明，由於將第1機械臂驅動用之第1驅動源設於基座，將第2機械臂驅動用之第2驅動源設於基座或第1機械臂，故可利用各機械臂驅動用之驅動源來分別驅動第1機械臂及第2機械臂。其結果為，即使在搬送大型且較重之玻璃基板等時，亦可提高其搬送速度。進而，根據本發明，由於具備用來限制第1機械臂旋轉時之第2機械臂之旋轉量的正時皮帶，故可利用該正時皮帶來限制先前由1個驅動源使機械臂整體進行伸縮動作後所產生的停止時的第2機械臂之位置偏移，以提高停止時之位置精度。因此，根據本發明之機械臂驅動裝置，在並未使機械臂之框架構造過厚，且並未輕易地更換為大功率之馬達之情況下，可以相較於先前更高之動作速度與動作精度來搬送大型且較重之玻璃基板等。

較好的構成為，於上述本發明之機械臂驅動裝置中，上述第1傳遞裝置具有第1減速機，上述第2傳遞裝置具有第2減速機。

根據本發明，將第1驅動源之旋轉力傳遞給第1機械臂之第1傳遞裝置具有第1減速機，將第2驅動源之旋轉力傳遞 給第2機械臂之第2傳遞裝置具有第2減速機，因此，利用第1、第2減速機可產生機器人所需之轉矩。換言之，由於使用第1、第2減速機，故可將難以產生機器人所需之轉矩之伺服馬達用作為驅動源。其結果可以相較於先前更高之動作速度與動作精度來搬送大型且較重之玻璃基板等。

較好的構成為，於上述本發明之機械臂驅動裝置中，上述機械臂之伸縮動作係在上述第1關節部與上述第3關節部之延長線上進行伸縮之動作。

根據本發明，例如可藉由獨自控制第1驅動源與第2驅動源之旋轉，而使機械臂之伸縮動作成為在第1關節部與第關節部之延長線上進行伸縮之動作。又，根據本發明，藉由限制第1機械臂旋轉時之第2機械臂之旋轉量的正時皮帶以及例如將第1正時滑輪、第2正時滑輪、及設置於第2機械臂之第3機械臂側之關節部(第3關節部)上的滑輪(第3正時滑輪)之間的旋轉角度比設為1：2：1，可利用上述正時皮帶來限制例如伸縮動作停止時所產生之位置偏移，因此可在第1關節部與第3關節部之延長線上精度良好地進行機械臂之伸縮動作。

用以解決上述問題之本發明之產業用機器人之特徵在於，包含上述本發明之機械臂體動裝置。

根據本發明，可提供一種能夠以相較於先前更高之動作速度與動作精度來搬送大型且較重之玻璃基板等之產業用機器人。

二組上述機械臂驅動裝置，且於軸方向上配置有各機械臂驅動裝置之上述第1關節部，並且各第2機械臂以彼此面對之方式而配置。

根據本發明，由於具備二組機械臂驅動裝置，且於軸方向上配置有各機械臂驅動裝置之第1關節部，並且各第2機械臂以彼此面對之方式而配置，故可將該機械臂驅動裝置所具備之手臂(第3機械臂)設置於上下方向附近之位置處，從而可實現所謂雙驅動。其結果可利用各組之手臂來交替地搬出、搬入以窄間距形成之基板搬送匣盒上所載置的玻璃基板等，故可實現搬送速度之提高。

根據本發明之機械臂驅動裝置，由於可利用對應於各機械臂之驅動源來分別驅動第1機械臂及第2機械臂，故即使在搬送大型且具較重之玻璃基板等時，亦可提高其搬送速度。進而，根據本發明之機械臂驅動裝置，可利用正時皮帶來限制先前由1個驅動源使機械臂整體進行伸縮動作後所產生的停止時的第2機械臂之位置偏移，以提高停止時之位置精度。因此，在並未使機械臂之框架構造過厚，且並未輕易地更換為大功率之馬達的情況下，可以相較於先前更高之動作速度與動作精度來搬送大型且較重之玻璃基板等。

根據本發明之產業用機器人，由於可以相較於先前更高之動作速度與動作精度來搬送用於大型之液晶顯示面板或PDP板等中的大面積之玻璃基板等，故可提高該等顯示面 板之生產線之速度，以提高生產效率。

以下，根據圖式來說明用以實施本發明之最佳形態。再者，本發明之機械臂驅動裝置及產業用機器人在具有其技術特徵之範圍內，並未限定於以下之說明及圖式。

圖1係表示本發明之產業用機器人之一例的立體圖。如圖1所示，本發明之產業用機器人具備使藉由各關節部2、3、4而連結之複數個機械臂5、6、10進行伸縮動作之機械臂驅動裝置1。第1~第3機械臂5、6、10之伸縮動作係藉由合計2個以上之驅動源而進行的，該2個以上之驅動源設於第1關節部2及第2關節部3之一方或兩方，將旋轉力分別傳遞給第1機械臂5及第2機械臂6。具備上述機械臂驅動裝置1之產業用機器人被用作多關節機器人，例如將載置於基板搬送匣盒中之顯示裝置用之玻璃基板或半導體晶圓等之工件8搬送到成膜裝置內等。再者，圖1中，符號25表示設置有機械臂驅動裝置1之產業用機器人之本體部，符號10a表示第3機械臂(手臂)所具有之2個平行的支持框架。以下將對機械臂驅動裝置1進行詳細地說明。

(機械臂驅動裝置)

圖2係表示本發明之機械臂驅動裝置之一例的剖面圖。又，圖3係第1關節部2之放大剖面圖，圖4係第2關節部3之放大剖面圖。又，圖5(A)係第1機械臂之透視平面圖，圖5(B)係第2機械臂之透視平面圖。如圖1及圖2所示，本發明之機械臂驅動裝置1具有：可旋轉地連結於基座9上之第 1關節部2的第1機械臂5；可旋轉地連結於位於第1機械臂5之前端側之第2關節部3的第2機械臂6；以及連結於位於第2機械臂6之前端側之第3關節部4的第3機械臂10(亦稱為手臂10)。第3機械臂10係用以將液晶用基板或晶圓等工件8搭載並搬送用之手臂，如圖1所示，該第3機械臂10可於一端具有搭載部，亦可分別於兩端具有搭載部。

進而，如圖2及圖5所示，該機械臂驅動裝置1具有：設於第1機械臂5之第1關節部2側之第1正時滑輪11；設於第1機械臂5之第2關節部3側之第2正時滑輪12；設於第2機械臂6之第2關節部3側之第3正時滑輪13；以及設於第2機械臂6之第3關節部4側之第4正時滑輪14。並且，在第1正時滑輪11與第2正時滑輪12之間掛設有第1正時皮帶15。該第1正時皮帶15發揮對第1機械臂5旋轉時的第2機械臂6之旋轉量進行限制之作用。又，在第3正時滑輪13與第4正時滑輪14之間掛設有第2正時皮帶24。該第2正時皮帶24亦發揮對第2機械臂6旋轉時的第3機械臂10之旋轉量進行限制之作用。

如圖2所示，作為將驅動力賦予由上述各正時滑輪與各正時皮帶所構成之驅動力傳遞裝置的驅動源，可在第1關節部2及第2關節部3之一方或兩方設置將旋轉力分別傳遞給第1機械臂5及第2機械臂6之合計2個以上之驅動源(第1驅動馬達7及第2驅動馬達25)。具體而言，如圖2~圖4所示，可在第1關節部2附近之基座9上設置第1機械臂驅動用之第1驅動馬達7，在第2關節部3附近之第1機械臂上設置 第2機械臂驅動用之第2驅動馬達25。

在第1機械臂驅動用之第1驅動馬達7上，連結有正時滑輪19，在該正時滑輪19與設於第1機械臂5之驅動軸18上之正時滑輪20之間，掛設有正時皮帶21。利用上述驅動力傳遞裝置將第1驅動馬達7之驅動力傳遞給第1機械臂5，從而第1機械臂5旋轉。再者，該第1驅動馬達7亦可為直接連結於第1機械臂5之驅動軸18者，但有時第1機械臂5驅動時之衝擊會直接影響到第1驅動馬達7，故本實施形態中，設置有上述驅動力傳遞裝置。又，較好的是，將伺服馬達用作第1驅動馬達7，此時較好的是設置第1減速機16。第1減速機16可直接連結於第1驅動馬達7，亦可直接連結於第1機械臂5之驅動軸18，於任一情形時，均可在上述第1減速機16上設置上述任一正時滑輪19或20。該第1減速機16使第1驅動馬達7(伺服馬達)之轉速減速到1/n1。再者，作為減速機，相當於例如將行星齒輪夾入到中心軸(輸入軸)與可旋轉之軸套(輸出軸)之間，以固定比例將輸入轉速減速並向逆方向輸出之軸接頭，但並非限於此。

如圖2及圖3所示，第1正時滑輪11係藉由例如以複數個螺栓26與墊圈27構成之固定機構而固定在滑輪固定部17上。此處所言之滑輪固定部17係指例如圖3所示之設有凸緣部17a之連結筒17，但亦可為與設於本體部25之上部上的基座9形成為一體之其他構件。在滑輪固定部17之凸緣部17a之上表面上，以周狀均等地配設有螺栓26所螺合之複數個螺孔28。又，在與螺孔28對應之位置之正時滑輪11 上，設有螺栓26所通過之貫通孔29。

在設於第1機械臂5之第1關節部2側的第1正時滑輪11與設於第1機械臂5之第2關節部3側的第2正時滑輪12之間，掛設有第1正時皮帶15。該第1正時皮帶15之材質並未特別限定，可為鋼帶，亦可為氯丁橡膠皮帶、腈橡膠皮帶、尿烷橡膠皮帶等橡膠皮帶，當然亦可為將鋼帶與橡膠皮帶組合而成之混合皮帶。又，為了使第1正時皮帶15具有適當之張力，亦可設置空轉輪(未圖示)。空轉輪可藉由能夠進行微調之機構而設置，且可調整第1正時皮帶15之張力。

另一方面，如圖2及圖4所示，在第1機械臂5之第2關節部3側附近，設有第2機械臂驅動用之第2驅動馬達25。具體而言，如圖5所示，設置於第1正時皮帶15之內側之空間內。該第2驅動馬達25上連結有正時滑輪26，來自第2驅動馬達25之驅動力藉由從正時滑輪26經正時皮帶28到達正時滑輪27之驅動力傳遞裝置來傳遞。該正時滑輪27連結於第2機械臂6之連結筒22。因此，第2驅動馬達25使該連結筒22旋轉，故可使第2機械臂3旋轉。

又，與上述正時滑輪27相同，掛設有第1正時皮帶15之第2正時滑輪12亦連結於第2機械臂6之連結筒22。故如上所述，第2驅動馬達25在使第2機械臂6旋轉之同時，亦經由第2正時滑輪12、第1正時皮帶15而使第1正時滑輪11旋轉。因此，第2驅動馬達25之旋轉使得第2機械臂6相對於第1機械臂5而旋轉。

第2驅動馬達25亦可為直接連結於第2機械臂6之連結筒 22者，但有時第2機械臂6驅動時之衝擊會直接影響到第2驅動馬達25，故與上述第1驅動馬達7相同，在本實施形態中，設置有如上所述之驅動力傳遞裝置。又，與上述第1驅動馬達7相同，較好的是，將伺服馬達用作第2驅動馬達25，此時較好的是設置第2減速機29。第2減速機29可直接連結於第2驅動馬達25，亦可直接連結於第2機械臂6之連結筒22，於任一情形時，均可在上述第2減速機29之外周上設置上述任一正時滑輪26或27。該第2減速機29使第2驅動馬達25(伺服馬達)之轉速減速到1/n1。再者，作為減速機，相當於例如將行星齒輪夾入到中心軸(輸入軸)與可旋轉之軸套(輸出軸)之間，以固定比例將輸入轉速減速並向逆方向輸出之軸接頭，但此僅為一例，並非限於此。

圖2中，第2驅動馬達25設於第2關節部3之附近，但並非限於此，亦可設於第1關節部2之附近，例如與第1驅動馬達7並排設置。於該情形時，為了減少損失，較好的是第2減速機29設於第2關節部3之附近。

在設於第2機械臂6之第2關節部3側的第3正時滑輪13與設於第2機械臂6之第3關節部4側的第4正時滑輪14之間，掛設有第2正時皮帶24。與上述第1正時皮帶15相同，該第2正時皮帶24之材質亦並未特別限定，可為鋼帶，亦可為氯丁橡膠皮帶、腈橡膠皮帶、尿烷橡膠皮帶等橡膠皮帶，當然亦可為將鋼帶與橡膠皮帶組合而成之混合皮帶。又，為了使第2正時皮帶24具有適當之張力，亦可設置空轉輪(未圖示)。空轉輪可藉由能夠進行微調之機構而設置，且 可調整第2正時皮帶24之張力。

第1機械臂5所具有之第1正時滑輪11與第2正時滑輪12之軸間距離、第2機械臂6所具有之第3正時滑輪13與第4正時滑輪14之軸間距離為相同之長度。並且，第1正時滑輪11之齒數與第2正時滑輪12之齒數之比為2：1，又，第3正時滑輪13之齒數與第4正時滑輪14之齒數之比為1：2。因此，第1關節部2之滑輪之齒數、第2關節部3之滑輪之齒數、第3關節部4之滑輪之齒數之比為2：1：2，故各自之滑輪之旋轉角度比具有1：2：1之關係。

圖6係表示本發明之機械臂驅動裝置之機械臂伸縮動作的說明圖。對於具有上述旋轉角度比之機械臂驅動裝置，說明從圖6(A)所示之彎曲的狀態動作成為圖6(B)所示之伸長的狀態之情形。在使第1機械臂5與第2機械臂6從彎曲之狀態伸長時，首先，對第1驅動馬達7進行驅動，以使第1機械臂5相對於基座9旋轉。由此，因第1機械臂5相對於基座9及基座側之第1正時滑輪11而旋轉，故第2關節部3側之第2正時滑輪12相對於第1機械臂5而旋轉。由於該第2正時滑輪12相對於第1機械臂5之旋轉，使得第2機械臂6相對於第1機械臂5而旋轉，與此同時，第3正時滑輪13相對於第2機械臂6旋轉。由於第3正時滑輪13相對於第2機械臂6之旋轉，使得第4正時滑輪14相對於第2機械臂6而旋轉，從而第3機械臂10旋轉。

並且，如上所述，第1機械臂5與第2機械臂6之長度相同，且各個滑輪之旋轉角度比具有1：2：1之關係，因此，第 1機械臂5與第2機械臂6之角度因使第1機械臂5旋轉而產生變化，並且第3機械臂10以固定之朝向在將第1機械臂5之第1正時滑輪11的中心與第2機械臂6之第4正時滑輪14的中心連結而成的直線上移動。

在上述伸縮動作中，掛設於第1關節部2與第2關節部3之間的第1正時皮帶15發揮對藉由第1驅動馬達7使第1機械臂5旋轉時的第2機械臂6之旋轉量進行限制之功能。又，第1驅動馬達7與第2驅動馬達25藉由控制軟體而控制，其輸出功率之差異等亦藉由控制軟體而補充。另一方面，對於掛設於第2關節部3與第3關節部4之間的第2正時皮帶24而言，亦發揮藉由第2驅動馬達25使第2機械臂6旋轉時的第2機械臂6之旋轉量進行限制之功能。亦即，於本發明之機械臂驅動裝置1中，第1機械臂5之驅動藉由第1驅動馬達7獨自控制，第2機械臂6之驅動藉由第2驅動馬達25獨自控制，以與上述第1機械臂5之旋轉同步，例如，將較重之玻璃基板作為工件8進行搬送後，於停止時第2機械臂6會超限運轉而進行多餘之旋轉，此時對第2機械臂6之旋轉量進行限制的第1正時皮帶15成為阻力，並以妨礙第2機械臂6超限運轉之方式而作用。又，同樣地，在停止時第3機械臂10會超限運轉而進行多餘之旋轉，此時對第3機械臂10之旋轉量進行限制的第2正時皮帶24成為阻力，並以妨礙第3機械臂10超限運轉之方式而作用。

再者，上述本發明之機械臂驅動裝置1係將基座9以可升降及旋轉之方式設置於機器人本體部而受到支持的。由 此，可利用第1機械臂5與第2機械臂6之彎曲伸展來變更使第3機械臂10直線運動之高度與方向。

根據上述構成之機械臂驅動裝置1，由於將第1機械臂驅動用之第1驅動源7設於基座9上，且將第2機械臂驅動用之第2驅動源25設於基座9或第1機械臂5上，故可利用各機械臂驅動用之驅動源7、25來對第1機械臂5與第2機械臂6分別驅動。其結果，即使在搬送大型且較重之玻璃基板等時，亦可提高其搬送速度。進而，根據本發明，由於具備對第1機械臂5旋轉時的第2機械臂6之旋轉量進行限制之正時皮帶15、24，故可利用該正時皮帶15、24來限制先前由1個驅動源使機械臂整體進行伸縮動作後所產生的停止時的第2機械臂6之位置偏移，以提高停止時之位置精度。因此，根據本發明之機械臂驅動裝置1，在並未使機械臂之框架構造過厚，且並未輕易地更換為大功率之馬達的情況下，可以相較於先前更高之動作速度與動作精度來搬送大型且較重之玻璃基板等。

於本發明之機械臂驅動裝置1中，由於設置有第2驅動馬達25，故可在不增加第1驅動馬達7之功率之情況下進行動作。又，即使不提高掛設於2個關節部之間的正時皮帶之剛性，亦可使機械臂驅動進行相較於先前更高速之動作。進而，由於設置有與第1驅動馬達7受到同步控制但驅動本體獨立進行的第2驅動馬達25，故即使第1驅動馬達7與第2驅動馬達25之任一方停止(或功率下降)，亦可藉由另一方之驅動馬達而使機械臂驅動裝置1動作(成為低速)。其結果 可提高緊急情況下的安全性。又，由於在第2驅動馬達25上設有第2減速機29，並由正時皮帶28傳遞旋轉力，故可利用皮帶來吸收振動等之干擾。

進而，根據本發明之機械臂驅動裝置1，在第2關節部3之附近設置有第2驅動馬達25，但亦可在第1關節部2附近設置該第2驅動馬達25，且利用第1驅動馬達7與第2驅動馬達25兩者來使第1關節部2旋轉驅動。再者，可視需要，若要提高正時皮帶之剛性，則可在不增加驅動馬達之功率的情況下，提高機械臂之速度。

又，驅動馬達等之驅動源亦可為2個以上。例如，亦可設置與上述本實施形態所示之對第1關節部2進行驅動的第1驅動源所不同之另外的驅動源，並由該等第1驅動源與另外的驅動源此兩個驅動源對第1關節部2進行旋轉驅動。又，各馬達之輸出功率可相同，亦可不同。在使用輸出功率不同之馬達時，必須由馬達驅動用之控制軟體進行同步等之控制。又，第2驅動馬達25與正時滑輪27之驅動力傳遞裝置並非限定於正時皮帶28，亦可為皮帶以外之傳遞裝置。例如，可為齒輪之結構，亦可為將驅動馬達25直接連結於連結軸22之結構。

上述實施形態係本發明之較佳實施形態之一例，但並非限定於此，在不脫離本發明宗旨之範圍內可作各種變形。例如在本實施形態中，將機械臂驅動裝置1用於使工件8進行直線運動之多關節機器人，不僅如此，亦可用於不進行直線運動之標量型多關節機器人等。進而，在本實施形態 中，使除手臂即第3機械臂10以外之機械臂5、6為兩個，但並非限於此，亦可為具有3個以上機械臂之結構。

(雙臂型機器人)

以下，將說明雙臂型之產業用機器人。圖7係表示雙臂型之產業用機器人之一例的立體圖，圖8係其主視圖。圖7及圖8所示之雙臂型機器人50具備二組機械臂驅動裝置1，該機械臂驅動裝置1藉由關節部2、3、4可旋轉地連結著，並傳遞旋轉驅動源所產生之旋轉力，以進行所需之動作，該雙臂型機器人50之構成為，於上下方向(或軸方向)上配置有設於二組機械臂驅動裝置1、1'上之基座9側的第1關節部2之旋轉中心軸。再者，由於二組機械臂驅動裝置1、1'係上述本發明之機械臂驅動裝置，故其詳細結構如上所述，以相同符號表示而省略其說明。

雙臂型機器人50具備二組機械臂驅動裝置1、1'，將一方之機械臂驅動裝置1作為供給用，將另一方之機械臂驅動裝置1'作為取出用，從而可同時進行工件8之供給動作與其他工件8之取出動作。又，於該雙臂型機器人50中，藉由機械臂驅動裝置1而將工件8進行保持之手臂10之構成為，可於圖7中箭頭X所示之工件8之取出、供給方向上進行直線移動。再者，將與手臂10之移動平面正交之圖7中箭頭Z所示的方向作為上下方向。

雙臂型機器人50具備使設置有機械臂驅動裝置1之基座9在上下方向上移動之上下移動機構51，可利用該上下移動機構51來調節機械臂驅動裝置1之上下位置。又，上下移 動機構51之台座53設置成可旋轉，從而可使雙臂型機器人50旋轉而改變方向。進而，於該雙臂型機器人50中，在圖7中箭頭Y所示之方向，亦即在與手臂10之移動方向及基座9之上下移動方向分別正交之方向上，將台座53設置成相對於導軌構件54可移動，從而可調節上下移動機構51之位置。

二組機械臂驅動裝置1、1'於上下方向上以彼此面對之方式而配置在基座9上，不會相互干擾。亦即，二組機械臂驅動裝置1、1'上下對稱地配置著，使第1關節部2之旋轉中心軸在相同軸上。藉此，可將二組機械臂驅動裝置1、1'以相互不接觸之方式而接近地配置，從而可高效地進行工件之供給動作與其他工件之取出動作。又，對於二組機械臂驅動裝置1、1'而言，在機械臂驅動裝置1移動到收縮位置時，使第2關節部3向手臂10之移動方向之側方突出的方向為相同方向。進而，使二組機械臂驅動裝置1、1'安裝於基座9上之位置偏移成，在第1關節部2之旋轉中心相對台座53之旋轉中心的偏心位置上，與第2關節部3之相反側且與工件8之取出、供給方向正交之方向上。

如圖8所示，本發明之手臂型機器人50中，第1驅動馬達7設於基座9，第2驅動馬達25設於第1機械臂5之第2關節部3附近，其等均設於相互不產生干擾之位置上。尤其是第2驅動，馬達25，在配置於上側之機械臂驅動裝置1中，設於其上表面側，在配置於下側之機械臂驅動裝置1'中，設於其下表面側。

上下移動機構51位於工件8之取出、供給方向上，亦即機械臂驅動裝置1之收縮方向之側部，該上下移動機構51之構成為，例如在管柱52之側面使基座9滑動移動。本發明之雙臂型機器人50中，將二組機械臂驅動裝置1、1'上下對稱地重疊配置，且當手臂10向收縮位置移動時，使第2關節部3所突出之方向為相同方向，因此可在機械臂驅動裝置1之第2關節部3未突出之側部配置上下移動機構51。

根據上述構成之雙臂型機器人50，可利用二組機械臂驅動裝置1、1'使手臂10向圖7中之X方向伸縮，且可視需要，利用上下移動機構51來調整機械臂驅動裝置1的圖7中Z方向之上下位置，並藉由台座53之旋轉而旋轉，進而調整圖7中Y方向之位置，由此可適當且有效地進行工件8之供給作業與工件8之取出作業。

此外，可將雙臂型機器人50之佔有空間縮小而構成。亦即，二組機械臂驅動裝置1、1'上下對稱地配置，基端之第1關節部2之旋轉中心軸配置在相同軸上，進而當手臂10向收縮位置移動時，使第2關節部3所突出之方向為相同方向，因此，雙臂型機器人50之旋轉半徑變小，從而可減小雙臂型機器人之佔有空間。

進而，由於上下移動機構51位於機械臂驅動裝置1之伸縮方向之側部，故可降低機械臂驅動裝置1之最下部位置，且雙臂型機器人50之可處理之高度下降，從而可擴大機械臂驅動裝置1之可作業範圍。又，由於構成為在管柱52之側面使基座9滑動移動，故與以多級伸縮構造等構成 上下移動機構51時相比，即使必須將上下移動方向之行程設計成較大，亦無需使機構複雜化、大型化即可應對。又，由於將二組機械臂驅動裝置1、1'成上下對稱地重疊配置，故即使將上下移動機構51配置在機械臂驅動裝置1之側面，亦不會較大地佔有設置空間。

再者，上述實施形態係本發明之較佳實施形態之一例，但並非限定於此，在不脫離本發明之宗旨之範圍內可進行各種變形。例如，在上述本實施形態中，使用向圖7中之X方向伸縮型的驅動裝置作為機械臂驅動裝置1，但並非限於此，例如，亦可在平面上將機械臂驅動裝置1構成為具有3自由度之型式。再者，並非限定於將二組機械臂驅動裝置1、1'上下重疊地配置，使得作為基端之第1關節部2之旋轉中心軸成為相同軸。

上下移動機構51並非特別限於上述實施形態之利用管柱52之機構，亦可為由先前之多級伸縮構造等構成之升降機構與C形框架(均未圖示)所組成之移動構件。於該情形時，在C形框架之上端與下端將各機械臂驅動裝置以彼此面對之方式配置在上下方向上，使得第1關節部2之旋轉中心軸在相同軸上。又，亦可構成為，將台座53以可旋轉之方式而固著，以省卻導軌構件54。

又，並非限於二組機械臂驅動裝置1、1'以彼此面對之方式而配置之結構，亦可將同樣構成之二組機械臂驅動裝置1、1'上下並排地配置，使得作為基端之第1關節部2之旋轉中心軸在相同軸上。於該情形時，與彼此面對配置時相 比，二組機械臂驅動裝置1、1'之上下軸方向之間隔較大，但可實現構成二組機械臂驅動裝置1、1'之零件之共用。又，亦可構成為，將2個以上之複數個機械臂驅動裝置1上下重疊地配置，使得作為基端之第1關節部2之旋轉中心軸在相同軸上。於該情形時，與將2個以上之複數個機械臂驅動裝置1配置在同一平面時相比，不會使機器人之設置空間變大，故可利用複數個機械臂驅動裝置1來提高作業之多樣性。

1‧‧‧機械臂驅動裝置

2‧‧‧第1關節部

3‧‧‧第2關節部

4‧‧‧第3關節部

5‧‧‧第1機械臂

6‧‧‧第2機械臂

7‧‧‧第1驅動馬達

8‧‧‧工件

9‧‧‧基座

10‧‧‧第3機械臂(手臂)

11‧‧‧第1正時滑輪

12‧‧‧第2正時滑輪

13‧‧‧第3正時滑輪

14‧‧‧第4正時滑輪

15‧‧‧第1正時皮帶

16‧‧‧第1減速機

24‧‧‧第2正時皮帶

25‧‧‧第2驅動馬達

26、27‧‧‧正時滑輪

28‧‧‧正時皮帶

29‧‧‧第2減速機

50‧‧‧雙臂型機器人

圖1係表示本發明之產業用機器人之一例的立體圖。

圖2係表示本發明之機械臂驅動裝置之一例的剖面圖。

圖3係第1關節部之放大剖面圖。

圖4係第2關節部之放大剖面圖。

圖5(A)係第1機械臂之透視平面圖，圖5(B)係第2機械臂之透視平面圖。

圖6(A)、圖6(B)係表示本發明之機械臂驅動裝置之機械臂伸縮動作的說明圖。

圖7係表示雙臂型產業用機器人之一例之立體圖。

圖8係圖7所示之雙臂型機器人之主視圖。

1‧‧‧機械臂驅動裝置

2‧‧‧第1關節部

3‧‧‧第2關節部

4‧‧‧第3關節部

5‧‧‧第1機械臂

6‧‧‧第2機械臂

8‧‧‧工件

9‧‧‧基座

10‧‧‧第3機械臂(手臂)

10a‧‧‧支持框架

25‧‧‧第2驅動馬達

Claims (5)

1. 一種機械臂驅動裝置，其係可使藉由關節部而連結之複數個機械臂伸縮動作者，其特徵在於包含：第1機械臂，其可旋轉地連結於基座上之第1關節部；第2機械臂，其可旋轉地連結於位於上述第1機械臂之前端側之第2關節部；第3機械臂，其連結於位於上述第2機械臂之前端側之第3關節部；第1正時滑輪，其與上述基座一體的設於上述第1機械臂之第1關節部側；第2正時滑輪，其與上述第2機械臂連結並設於上述第1機械臂之第2關節部側；正時皮帶，其掛設於上述第1正時滑輪與上述第2正時滑輪之間，限制上述第1機械臂旋轉時之上述第2機械臂之旋轉量；以及第1驅動源，其設於上述基座，用以旋轉驅動上述第1機械臂；第1傳遞裝置，其將上述第1驅動源之旋轉力傳遞給上述第1機械臂；第2驅動源，其設於上述基座或上述第1機械臂，用以旋轉驅動上述第2機械臂；以及第2傳遞裝置，其將上述第2驅動源之旋轉力傳遞給上述第2機械臂；上述第2傳遞裝置具有設於上述第2機械臂且可使該第 2機械臂旋轉的連接筒；上述第2正時滑輪連結於上述連結筒；上述第2傳遞裝置使上述第2正時滑輪的旋轉與上述第1機械臂的旋轉同步。
2. 如請求項1之機械臂驅動裝置，其中上述第1傳遞裝置包含第1減速機，上述第2傳遞裝置包含第2減速機。
3. 如請求項1或2之機械臂驅動裝置，其中上述機械臂之伸縮動作係在上述第1關節部與上述第3關節部之延長線上進行伸縮之動作。
4. 一種產業用機器人，其特徵在於：包含請求項1或2之機械臂驅動裝置。
5. 如請求項4之產業用機器人，其中包含二組上述機械臂驅動裝置，於軸方向上配置有各機械臂驅動裝置之上述第1關節部，並且各第2機械臂以彼此面對之方式而配置。