JP3725355B2 - Arm drive mechanism of robot device - Google Patents
Arm drive mechanism of robot device Download PDFInfo
- Publication number
- JP3725355B2 JP3725355B2 JP03904999A JP3904999A JP3725355B2 JP 3725355 B2 JP3725355 B2 JP 3725355B2 JP 03904999 A JP03904999 A JP 03904999A JP 3904999 A JP3904999 A JP 3904999A JP 3725355 B2 JP3725355 B2 JP 3725355B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- arm
- joint
- fixing plate
- speed reducer
- shaft
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Landscapes
- Manipulator (AREA)
- Transmission Devices (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ロボット装置のアーム駆動機構に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図5は、従来のロボットの各関節角について示した説明図である。
基板等の搬送物を搭載したフィンガ107が、一定の姿勢を保ったまま直線軌道上を移動するためには、第1アーム101の回転角度θ1 と第2アーム102の回転角度θ2 、そしてフィンガ107の回転角度θ3 が、常に1:2:1の関係を保っていなければならない。
【0003】
図6は、従来のロボット装置におけるアーム駆動機構の構造を示す機構図であり、図において、141および142は第1関節J1と第2関節J2において第1アーム101と第2アーム102を回転させるためのモータ、131はモータ141の出力軸を入力とする減速機、132はモータ142の出力軸を入力とする減速機であり、減速機131,132の出力はタイミングプーリおよびタイミングベルトを介して駆動軸191,192に回転力を伝達するように構成されている。
【0004】
モータ141とモータ142はそれぞれ同じ回転数で逆方向の回転力を発生する。
モータ142の回転は、減速機132、伝達軸191を経てタイミングプーリ153に伝えられる。タイミングプーリ153からは、タイミングベルト161を用いてタイミングプーリ153と同じ直径のタイミングプーリ154に回転を伝え、タイミングプーリ154は第1関節J1において第1アーム101と一体となっており、これにより第1関節J1で第1アーム101が減速機出力と同じ回転数で回転する。
【0005】
モータ141の回転は、減速機131、駆動軸192を経てタイミングプーリ151に伝えられる。タイミングプーリ151からは、タイミングベルト162を用いてタイミングプーリ151と同じ直径を有するタイミングプーリ152に回転を伝え、第1関節J1において第1アーム101とは無関係に、タイミングプーリ152と一体となったタイミングプーリ155に回転を伝える。タイミングプーリ155はタイミングベルト163を用いて、タイミングプーリ155の半分の直径のタイミングプーリ156に回転を伝え、タイミングプーリ156は第2関節J2において第2アーム102と一体になっており、これにより第2関節J2において第2アーム102はモータ141の倍の速度で回転する。モータ141とモータ142の回転数が同じであるため、第1アーム101と第2アーム102は1:−2の回転数で回転することになる。
【0006】
フィンガ107は、べース108に固定された軸110と、すべて同じ直径のタイミングプーリ157,158,159とタイミングベルトにより連結されている。また、各タイミングプーリ157,158,159は各関節において自由に回転できるように回転支持されている。これによりフィンガ107は、各アームの回転とは無関係に、べース108に対して一定の姿勢を保つことになる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
従来のロボット装置では、減速機の出力側において剛性的に弱いタイミングベルトによる動力の伝達を行なっているため、前記タイミングベルトの剛性が原因となる低周波数の振動が発生し、動作の高速化に対する障害となる課題があった。
【0008】
また、前記低周波数の振動が、搬送方向に対する横振れであるため、例えば半導体ウエハの搬送においては、カセット内におけるウエハとカセットとの干渉の原因にもなる課題があった。
【0009】
さらに、動力伝達軸が減速機の出力軸側であるため、非常に大きな動力を伝達しなければならず、軸径が大きくなり、例えば真空環境下で用いられるロボットの場合、大気環境と真空環境をシールする磁性流体シールユニットが非常に大きくなり、ロボット全体としての大きさや重量が増大し、ロボットのメンテナンス性からも不利となる課題があった。
【0010】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、伝達系の剛性を向上させ、高速動作を可能にし、大きさや重量を軽減できるロボット装置のアーム駆動機構を得ることを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るロボット装置のアーム駆動機構は、ベースに対し回動可能に支持された第1アームの回転中心である第1関節に配置され、前記第1アームをその出力により回動させる第1減速機と、前記第1アームへ回動可能に支持された第2アームの回転中心である第2関節に配置され、前記第2アームをその出力により回動させる第2減速機と、前記第1減速機および前記第2減速機の入力軸へ動力を伝達する、前記ベース側に設けられたモータと、該モータから前記第1減速機および前記第2減速機の入力軸へ動力を伝達するための動力伝達機構と、前記第2アームへ第3関節により回動可能に支持されたフィンガと、該フィンガの前記ベースに対する姿勢を、リンク機構により前記第1アームおよび前記第2アームの動きと無関係に保持する姿勢保持機構とを備えるようにしたものである。
【0012】
この発明に係るロボット装置のアーム駆動機構は、モータからの動力を第1減速機の入力軸に伝達すると同時に、前記第1減速機の中空部を貫通した伝達軸と、該伝達軸に固定されたタイミングプーリと、該タイミングプーリに係合したタイミングベルトとを介して第2減速機の入力軸に伝達する動力伝達機構を備えるようにしたものである。
【0013】
この発明に係るロボット装置のアーム駆動機構は、ベース側のモータが設けられた空間をアームが動作する真空領域に対してシールする磁性流体シールユニットを備えるようにしたものである。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態1.
図1はこの実施の形態1のロボット装置のアーム駆動機構の全体構成を示す構造図である。図2はこの実施の形態1のロボット装置のアーム駆動機構の部分構造図である。これらの図において、1は第1アーム、2は第2アーム、4はモータ、7はフィンガ、8はベース、9はモータ4の出力軸と直結された伝達軸、J1は第1関節、J2は第2関節、J3は第3関節、31は第1関節J1位置に配置された減速機(第1減速機)、32は第2関節J2位置に配置された減速機(第2減速機)、51は伝達軸9に固定されたタイミングプーリ(動力伝達機構)である。
【0015】
図2において、10aは減速機31への入力軸、10bは伝達軸(動力伝達機構)、10dはベース8に固定された軸(姿勢保持機構)、10eは減速機32の出力軸と一体となった軸である。11a,11b,11d,11eはリンク固定板(姿勢保持機構)、11cはリンク固定板11bとリンク固定板11eとを一体的に連結した軸(姿勢保持機構)、52は伝達軸10bに固定されたタイミングプーリ(動力伝達機構)、61はタイミングプーリ52と減速機32の入力軸とを連結したタイミングベルト(動力伝達機構)である。
【0016】
次に動作について説明する。
図示していないコントローラからの指令に従いモータ4が回転すると、その回転は伝達軸9を経てタイミングプーリ51に伝達する。さらにタイミングプーリ51からタイミングベルトを通して、第1関節J1に配置された減速機31への入力軸10aと伝達軸10bに伝えられる。伝達軸10bからは、タイミングプーリ52とタイミングベルト61を経て第2関節J2に配置された減速機32の入力軸に回転を伝達する。この結果、第1関節J1に配置された減速機31と第2関節J2に配置された減速機32には同じ回転数が入力される。
【0017】
フィンガ7が直線的な軌道を取るためには、第1関節J1の変位θ1 と第2関節J2の変位θ2 とは、常に1:−2になっていなければならない。この実施の形態1における搬送ロボットでは、第1関節J1に配置された減速機31と第2関節J2に配置された減速機32の減速比は、同じ回転数が入力された場合に互いの出力軸回転数の比が常に1:−2になるように設定されている。第1アーム1は減速機31の出力と一体となり、第2アーム2は、減速機32の出力軸と一体となった軸10eにより回転する。これにより、第1アーム1と第2アーム2の回転角の比が1:−2となる。
【0018】
この実施の形態1のロボットでは、減速機31と減速機32には、前述の通り同じ回転が入力されるため、モータ4が回転することにより、設定された減速比にしたがって、第1関節J1と第2関節J2はその回転変位を常に1:−2で動作することになり、フィンガ7は直線軌道上を移動することができる。
【0019】
次に、フィンガ7の姿勢を一定に保つ方法について説明する。
第1関節J1において、動作中回転しないべース8に軸10dを固定する。この軸10dは減速機31の中空部分を通り、リンク固定板11aと一体になっている。リンク固定板11aは第1アーム1内において、第2関節J2のリンク固定板11bとの間で平行リンクを形成しており、リンク固定板11aとリンク固定板11bは、常に一定の位置関係を保っている。
【0020】
リンク固定板11bは、第2関節J2において第1アーム1と第2アーム2に対し無関係に回転できるように支持された軸11cに一体的に固定されており、軸11cは第2アーム2内に配置されたリンク固定板11eと固定されている。リンク固定板11eは第2アーム2内において、第3関節J3のリンク固定板11dとの間で平行リンクを形成しており、リンク固定板11eとリンク固定板11dは、常に一定の位置関係を保っている。リンク固定板11dは、第3関節J3においてフィンガ7と一体になっている。
【0021】
これによりリンク固定板11aとフィンガ7は常に一定の関係を保ったまま動作するように構成されており、リンク固定板11aは動作中回転しないようべース8に固定されているため、フィンガ7はべース8に対して、常に一定の姿勢を保つことができる。
これらの構造により、フィンガ7に搭載されたウエハ等の搬送物は、一定の姿勢を保ったまま直線的な軌道上を移動することができる。
【0022】
以上のように、この実施の形態1によれば、伝達系の中で剛性的に弱いタイミングベルトを減速機の入力側に配置しているため、従来の配置に比較して、タイミングベルトに作用する慣性モーメントは1/減速比の二乗となり、タイミングベルト単体の共振周波数は上昇する。このため、従来、高速高精度化に対する大きな問題であった伝達系の剛性が向上するロボット装置のアーム駆動機構が得られる効果がある。
【0023】
実施の形態2.
図3は、この実施の形態2のロボット装置のアーム駆動機構の全体構成を示す構造図である。図3において図1と同一または相当の部分については同一の符号を付し説明を省略する。図3において、13は大気環境と真空環境をシールする磁性流体シールユニットである。
【0024】
この実施の形態2では、磁性流体シールユニット13を通る回転駆動力の伝達軸9は、モータ4からの出力を減速機31,32の入力軸に伝達するためのものであり、その許容伝達トルクはせいぜいモータ4の最大出力トルクを上回ればよい。
【0025】
このため従来の搬送ロボットのように減速機の出力軸からの駆動力を伝達する場合と比較すると、搬送に必要なトルクが同じと仮定した場合、伝達トルクは1/減速比となり、軸のねじれの共振周波数に影響する軸にかかる慣性モーメントは1/減速比の二乗になる。例えば、減速比を50とした場合、伝達トルクは1/50、慣性モーメントは1/2500に軽減されることになる。
【0026】
磁性流体シールユニット13は、ロボット全体を支えるフランジや多軸化された磁性流体シールにより構成されており、ロボット全体に占める重量の割合は非常に大きい。またその大きさは、伝達軸9の径によるところが大きい。
【0027】
この実施の形態2では、前述のように従来方式に比べ軸伝達トルクが小さくなり、軸径が細くなるため、シールユニットひいてはロボット全体の軽量化を図れるロボット装置のアーム駆動機構が得られる効果がある。
【0028】
実施の形態3.
図4は、この実施の形態3のロボット装置のアーム駆動機構の全体構成を示す構造図である。なお、図4において図1および図2と同一または相当の部分については同一の符号を付し説明を省略する。図において、3はモータ4の出力軸を入力とする減速機、60aはリンク固定板61dとリンク固定板61eとを一体的に連結している連結軸、60bは平歯車(回転数変換機構,第2アーム回動用リンク機構)62を第2アーム2へ固定している固定軸(第2アーム回動用リンク機構)、60cはリンク固定板61gをベース8へ固定している固定軸(姿勢保持機構)、60dはリンク固定板61hとリンク固定板61iとを一体的に連結している連結軸、61aおよび61bはリンク固定板(第1アーム回動用リンク機構)、61c,61d,61e,61fはリンク固定板(第2アーム回動用リンク機構)、61g,61h,61i,61jはリンク固定板(姿勢保持機構)である。リンク固定板61fはその周囲にギア歯部が形成されており、前記ギア歯部により平歯車62と係合している。また、リンク固定板61fと平歯車62のピッチ円径は2:1に設定されている。
【0029】
次に、図示していないコントローラからの指令によりモータ4が回転した際の各関節の動きについて説明する。
先ず、第1関節J1における第1アーム1は、減速機3の出力軸と直結された伝達軸9と一体になったリンク固定板61aと、リンク固定板61aと平行リンクを形成するリンク固定板61bにより回転力が伝達され、伝達軸9と同じ回転数で回転する。
【0030】
次に、第2関節J2における第2アーム2の回転について説明する。
先ず、減速機3の伝達軸9と一体となったリンク固定板61cと、該リンク固定板61cと平行リンクを形成するリンク固定板61dと、第1関節J1において第1アーム1とは無関係に回転支持された連結軸60aとを介して、前記リンク固定板61dと一体になったリンク固定板61eへ回転を伝達する。
リンク固定板61eと、第2関節J2近傍に配置されたリンク固定板61fで平行リンクを形成することにより、軸60aの回転はリンク固定板61fに伝達される。
【0031】
リンク固定板61fの外周には平歯車62と噛合うようにギア歯部が形成されており、リンク固定板61fと平歯車62のピッチ円径は2:1に設定されているため、リンク固定板61fと平歯車62の噛み合いにより、平歯車62はリンク固定板61fの回転変位に対して−2倍の回転変位で回転する。
【0032】
平歯車62と一体となった固定軸60bは第2アーム2に固定されているため、第2関節J2において第2アーム2は減速機3の出力軸と直結された伝達軸9の回転に対して−2倍の回転変位で回転することになり、同時に第1関節J1における第1アーム1の−2倍の回転変位で回転することになる。
【0033】
最後に第3関節J3におけるフィンガ7の回転について説明する。フィンガ7を第3関節J3において一定の姿勢に保つ構造は、第1関節J1において減速機3の出力軸と直結された伝達軸9の回転とは無関係なべース8に固定された固定軸60cと一体的に構成されたリンク固定板61g、該リンク固定板61gと平行リンクを形成するリンク固定板61h、該リンク固定板61hと一体的に連結軸60dにより固定されたリンク固定板61i、該リンク固定板61iと平行リンクを形成するリンク固定板61jによって構成されている。
【0034】
フィンガ7は、第3関節J3においてリンク固定板61jと一体となって回転する。リンク固定板61gとリンク固定板61h、リンク固定板61iとリンク固定板61jはそれぞれが平行リンクを形成し、またリンク固定板61hとリンク固定板61iは一体となって回転するため、リンク固定板61gとリンク固定板61jに固定されたフィンガ7は同じ回転運動をすることになり、リンク固定板61gがべース8に固定されていることから、フィンガ7はべース8に対して常に同じ一定の姿勢を保つことができる。
【0035】
以上説明したように、この実施の形態3によれば、第1アーム1と第2アーム2はその回転変位が常に1:−2に保たれ、またフィンガ7の姿勢が一定に保たれるため、モータ4の回転は減速機3を介して各軸に伝達され、ウエハ等の搬送物を直線的な軌道で搬送することができるロボット装置のアーム駆動機構が得られる効果がある。
【0036】
また、伝達機構に従来の樹脂性のタイミングベルトではなく、金属製のリンク機構を用いるため、伝達系の剛性を強化できるロボット装置のアーム駆動機構が得られる効果がある。
【0037】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、ベースに対し回動可能に支持された第1アームの回転中心である第1関節に配置され、前記第1アームをその出力により回動させる第1減速機と、前記第1アームへ回動可能に支持された第2アームの回転中心である第2関節に配置され、前記第2アームをその出力により回動させる第2減速機と、前記ベース側に設けられたモータから前記第1減速機および前記第2減速機の入力軸へ動力を伝達するための動力伝達機構と、前記第2アームへ第3関節により回動可能に支持されたフィンガと、該フィンガの前記ベースに対する姿勢を、リンク機構により前記第1アームおよび前記第2アームの動きと無関係に保持する姿勢保持機構とを備えるように構成したので、前記動力伝達機構における共振周波数が高くなり、高速、高精度化に対する伝達系の剛性が向上し、動作時の低周波数の振動がなくなり、高速動作を行うことができ、アクセス時間の短縮が可能になる効果がある。
【0038】
この発明によれば、モータからの動力を第1減速機の入力軸に伝達すると同時に、前記第1減速機の中空部を貫通した伝達軸と、該伝達軸に固定されたタイミングプーリと、該タイミングプーリに係合したタイミングベルトとを介して前記モータからの動力を第2減速機の入力軸に伝達する動力伝達機構を備えるように構成したので、前記モータからの動力を第2減速機の入力軸に伝達する伝達機構を含む動力伝達機構における共振周波数が高くなり、高速、高精度化に対する伝達系の剛性が向上し、動作時の低周波数の振動がなくなり、高速動作を行うことができ、アクセス時間の短縮が可能になる効果がある。
【0039】
この発明によれば、ベース側のモータが設けられた空間をアームが動作する真空領域に対してシールする磁性流体シールユニットを備えるように構成したので、磁性流体シールユニットを通る回転力伝達軸は、減速機の出力側ではなく前記のモータの出力側となるため、前記回転力伝達軸にかかる伝達トルクが小さくなり、前記回転力伝達軸の軸径を細くすることができるため、磁性流体シールユニット全体の小型化が実現でき、ロボット全体重量に占める磁性流体シールユニットの重量の割合が非常に大きいことから、ロボット全体の軽量化を図れる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1によるロボット装置のアーム駆動機構の全体構成を示す構造図である。
【図2】 この発明の実施の形態1によるロボット装置のアーム駆動機構の部分構造図である。
【図3】 この発明の実施の形態2によるロボット装置のアーム駆動機構の全体構成を示す構造図である。
【図4】 この発明の実施の形態3によるロボット装置のアーム駆動機構の全体構成を示す構造図である。
【図5】 従来のロボットの各関節角について示した説明図である。
【図6】 従来のロボット装置におけるアーム駆動機構の構造を示す機構図である。
【符号の説明】
1 第1アーム、2 第2アーム、4 モータ、7 フィンガ、8 ベース、10b 伝達軸(動力伝達機構)、10d,11c 軸(姿勢保持機構)、11a,11b,11e,11d,61g,61h,61i,61j リンク固定板(姿勢保持機構)、13 磁性流体シールユニット、31 減速機(第1減速機)、32 減速機(第2減速機)、51,52 タイミングプーリ(動力伝達機構)、60b 固定軸(第2アーム回動用リンク機構)、60c 固定軸(姿勢保持機構)、61 タイミングベルト(動力伝達機構)、61a,61b リンク固定板(第1アーム回動用リンク機構)、61c,61d,61e、61f リンク固定板(第2アーム回動用リンク機構)、62 平歯車(回転数変換機構,第2アーム回動用リンク機構)、J1 第1関節、J2 第2関節、J3 第3関節。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an arm drive mechanism of a robot apparatus.
[0002]
[Prior art]
FIG. 5 is an explanatory diagram showing each joint angle of a conventional robot.
In order for the
[0003]
FIG. 6 is a mechanism diagram showing the structure of an arm drive mechanism in a conventional robot apparatus. In FIG. 6,
[0004]
The
The rotation of the
[0005]
The rotation of the
[0006]
The
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional robot apparatus, power is transmitted by a timing belt that is rigidly weak on the output side of the speed reducer. Therefore, low-frequency vibration is generated due to the rigidity of the timing belt, and the operation speed is increased. There was an obstacle.
[0008]
Further, since the low-frequency vibration is a lateral shake in the transfer direction, for example, in transferring a semiconductor wafer, there is a problem that causes interference between the wafer and the cassette in the cassette.
[0009]
Furthermore, since the power transmission shaft is on the output shaft side of the reduction gear, very large power must be transmitted, and the shaft diameter becomes large. For example, in the case of a robot used in a vacuum environment, the atmospheric environment and the vacuum environment The magnetic fluid seal unit that seals the size of the robot becomes very large, increasing the size and weight of the robot as a whole, which is disadvantageous from the standpoint of maintainability of the robot.
[0010]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and has an object to obtain an arm drive mechanism of a robot apparatus that can improve the rigidity of a transmission system, enable high-speed operation, and reduce the size and weight. And
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The arm drive mechanism of the robot apparatus according to the present invention is arranged at a first joint which is a rotation center of a first arm supported rotatably with respect to a base, and the first arm rotates the first arm by its output. A speed reducer, a second speed reducer disposed at a second joint, which is a center of rotation of a second arm rotatably supported by the first arm, and rotates the second arm by its output; A motor provided on the base side that transmits power to the input shafts of the first reducer and the second reducer, and a power transmitted from the motor to the input shafts of the first reducer and the second reducer Power transmission mechanism, a finger rotatably supported on the second arm by a third joint, and a posture of the finger with respect to the base, and a movement of the first arm and the second arm by a link mechanism Regardless It is obtained by so and a posture maintaining mechanism for lifting.
[ 0012 ]
The arm drive mechanism of the robot apparatus according to the present invention transmits the power from the motor to the input shaft of the first speed reducer, and at the same time, is fixed to the transmission shaft passing through the hollow portion of the first speed reducer. And a power transmission mechanism for transmitting to the input shaft of the second reducer via the timing pulley and a timing belt engaged with the timing pulley.
[ 0013 ]
The arm drive mechanism of the robot apparatus according to the present invention includes a magnetic fluid seal unit that seals a space provided with a base-side motor against a vacuum region in which the arm operates.
[ 0014 ]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described below.
FIG. 1 is a structural diagram showing the overall configuration of the arm drive mechanism of the robot apparatus according to the first embodiment. FIG. 2 is a partial structural diagram of the arm drive mechanism of the robot apparatus according to the first embodiment. In these drawings, 1 is a first arm, 2 is a second arm, 4 is a motor, 7 is a finger, 8 is a base, 9 is a transmission shaft directly connected to the output shaft of the
[ 0015 ]
2, 10a is an input shaft to the
[ 0016 ]
Next, the operation will be described.
When the
[ 0017 ]
In order for the
[ 0018 ]
In the robot according to the first embodiment, the same rotation is input to the
[ 0019 ]
Next, a method for keeping the posture of the
In the first joint J1, the
[ 0020 ]
The
[ 0021 ]
As a result, the
With these structures, a transported object such as a wafer mounted on the
[ 0022 ]
As described above, according to the first embodiment, since the timing belt that is weak in the transmission system is arranged on the input side of the speed reducer, it acts on the timing belt as compared with the conventional arrangement. The moment of inertia is the square of 1 / reduction ratio, and the resonance frequency of the timing belt alone increases. For this reason, there is an effect of obtaining an arm drive mechanism of a robot apparatus in which the rigidity of the transmission system, which has been a big problem for high speed and high accuracy, is improved.
[ 0023 ]
FIG. 3 is a structural diagram showing the overall configuration of the arm drive mechanism of the robot apparatus according to the second embodiment. In FIG. 3, the same or equivalent parts as in FIG. In FIG. 3, 13 is a magnetic fluid seal unit that seals the atmospheric environment and the vacuum environment.
[ 0024 ]
In the second embodiment, the rotational drive
[ 0025 ]
For this reason, compared to the case where the driving force from the output shaft of the speed reducer is transmitted as in the case of a conventional transfer robot, if the torque required for transfer is assumed to be the same, the transfer torque will be 1 / reduction ratio, and the shaft will twist. The moment of inertia applied to the axis that affects the resonance frequency is 1 / square of the reduction ratio. For example, when the reduction ratio is 50, the transmission torque is reduced to 1/50 and the moment of inertia is reduced to 1/2500.
[ 0026 ]
The magnetic
[ 0027 ]
In the second embodiment, as described above, the shaft transmission torque is smaller and the shaft diameter is smaller than that of the conventional method, so that the arm drive mechanism of the robot apparatus that can reduce the weight of the seal unit and the entire robot can be obtained. is there.
[ 0028 ]
FIG. 4 is a structural diagram showing the overall configuration of the arm drive mechanism of the robot apparatus according to the third embodiment. 4 that are the same as or equivalent to those in FIG. 1 and FIG. In the figure, 3 is a speed reducer that receives the output shaft of the
[ 0029 ]
Next, the movement of each joint when the
First, the
[ 0030 ]
Next, rotation of the
First, the
By forming a parallel link with the link fixing plate 61e and the
[ 0031 ]
A gear tooth portion is formed on the outer periphery of the
[ 0032 ]
Since the fixed
[ 0033 ]
Finally, the rotation of the
[ 0034 ]
The
[ 0035 ]
As described above, according to the third embodiment, the rotational displacement of the
[ 0036 ]
Further, since a metal link mechanism is used for the transmission mechanism instead of the conventional resin timing belt, there is an effect that an arm drive mechanism of the robot apparatus capable of enhancing the rigidity of the transmission system can be obtained.
[ 0037 ]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the first deceleration is arranged at the first joint, which is the center of rotation of the first arm that is rotatably supported with respect to the base, and rotates the first arm by its output. And a second speed reducer that is disposed at a second joint that is a rotation center of a second arm that is rotatably supported by the first arm, and that rotates the second arm by its output, and the base side A power transmission mechanism for transmitting power from the motor provided to the input shaft of the first speed reducer and the second speed reducer, and a finger rotatably supported by a third joint to the second arm And a posture holding mechanism that holds the posture of the finger with respect to the base by a link mechanism regardless of the movement of the first arm and the second arm. No longer, faster, and improves the rigidity of the transmission system for high accuracy, there is no vibration in a low frequency of operation, it is possible to perform high-speed operation, there is an effect that it is possible to shorten the access time.
[ 0038 ]
According to the present invention, the power from the motor is transmitted to the input shaft of the first speed reducer, and at the same time, the transmission shaft penetrating the hollow portion of the first speed reducer, the timing pulley fixed to the transmission shaft, Since the power transmission mechanism for transmitting the power from the motor to the input shaft of the second speed reducer via the timing belt engaged with the timing pulley is provided, the power from the motor is transmitted to the second speed reducer. The resonance frequency of the power transmission mechanism, including the transmission mechanism that transmits to the input shaft, is increased, the rigidity of the transmission system is improved for high speed and high accuracy, and low frequency vibration during operation is eliminated, allowing high speed operation. This has the effect of shortening the access time.
[ 0039 ]
According to this invention, since the magnetic fluid seal unit that seals the space provided with the motor on the base side against the vacuum region in which the arm operates is provided, the rotational force transmission shaft passing through the magnetic fluid seal unit is Since it is not the output side of the speed reducer but the output side of the motor, the transmission torque applied to the rotational force transmission shaft is reduced, and the shaft diameter of the rotational force transmission shaft can be reduced. Since the entire unit can be reduced in size and the ratio of the weight of the magnetic fluid seal unit to the total weight of the robot is very large, the weight of the entire robot can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a structural diagram showing an overall configuration of an arm drive mechanism of a robot apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a partial structural diagram of an arm drive mechanism of the robot apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a structural diagram showing an overall configuration of an arm drive mechanism of a robot apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a structural diagram showing an overall configuration of an arm drive mechanism of a robot apparatus according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing each joint angle of a conventional robot.
FIG. 6 is a mechanism diagram showing a structure of an arm driving mechanism in a conventional robot apparatus.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記第1アームへ回動可能に支持された第2アームの回転中心である第2関節に配置され、前記第2アームをその出力により回動させる第2減速機と、
前記第1減速機および前記第2減速機の入力軸へ動力を伝達する、前記ベース側に設けられたモータと、
該モータから前記第1減速機および前記第2減速機の入力軸へ動力を伝達するための動力伝達機構と、
前記第2アームへ第3関節により回動可能に支持されたフィンガと、
該フィンガの前記ベースに対する姿勢を、リンク機構により前記第1アームおよび前記第2アームの動きと無関係に保持する姿勢保持機構とを備えたロボット装置のアーム駆動機構。A first speed reducer that is disposed at a first joint that is a rotation center of a first arm that is rotatably supported with respect to a base, and that rotates the first arm by its output;
A second speed reducer that is disposed at a second joint that is a rotation center of a second arm that is rotatably supported by the first arm, and that rotates the second arm by its output;
A motor provided on the base side for transmitting power to the input shafts of the first reducer and the second reducer;
A power transmission mechanism for transmitting power from the motor to the input shafts of the first reduction gear and the second reduction gear;
A finger rotatably supported by a third joint to the second arm;
An arm drive mechanism of a robot apparatus, comprising: a posture holding mechanism that holds a posture of the finger with respect to the base by a link mechanism regardless of movements of the first arm and the second arm.
モータからの動力を第1減速機の入力軸に伝達すると同時に、前記第1減速機の中空部を貫通した伝達軸と、該伝達軸に固定されたタイミングプーリと、該タイミングプーリに係合したタイミングベルトとを介して第2減速機の入力軸に伝達することを特徴とする請求項1記載のロボット装置のアーム駆動機構。The power transmission mechanism
The power from the motor is transmitted to the input shaft of the first speed reducer, and at the same time, the transmission shaft penetrating through the hollow portion of the first speed reducer, the timing pulley fixed to the transmission shaft, and the timing pulley engaged. claim 1 Symbol mounting arm driving mechanism of the robotic device, characterized in that transmitted to the input shaft of the second reduction gear via a timing belt.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03904999A JP3725355B2 (en) | 1999-02-17 | 1999-02-17 | Arm drive mechanism of robot device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03904999A JP3725355B2 (en) | 1999-02-17 | 1999-02-17 | Arm drive mechanism of robot device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000237988A JP2000237988A (en) | 2000-09-05 |
| JP3725355B2 true JP3725355B2 (en) | 2005-12-07 |
Family
ID=12542284
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03904999A Expired - Lifetime JP3725355B2 (en) | 1999-02-17 | 1999-02-17 | Arm drive mechanism of robot device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3725355B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105127984B (en) * | 2012-08-09 | 2018-11-09 | 日本电产三协株式会社 | Industrial robot and its control method |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3999712B2 (en) | 2003-07-14 | 2007-10-31 | 川崎重工業株式会社 | Articulated robot |
| CN100423895C (en) * | 2006-09-12 | 2008-10-08 | 陈硕 | Variable-frequency control dynamic head |
| JP5016302B2 (en) * | 2006-12-01 | 2012-09-05 | 日本電産サンキョー株式会社 | Arm drive device and industrial robot |
| KR101329024B1 (en) | 2012-01-02 | 2013-11-13 | 목포대학교산학협력단 | Belt-pulley apparatus and Cylindrical coordinate type robot |
| WO2014024690A1 (en) * | 2012-08-09 | 2014-02-13 | 日本電産サンキョー株式会社 | Industrial robot |
| CN103802134B (en) * | 2012-11-08 | 2015-11-18 | 沈阳新松机器人自动化股份有限公司 | A kind of offset-type column |
| JP6557475B2 (en) * | 2015-02-10 | 2019-08-07 | 日本電産サンキョー株式会社 | Industrial robot |
| US10580682B2 (en) * | 2017-02-15 | 2020-03-03 | Persimmon Technologies, Corp. | Material-handling robot with multiple end-effectors |
| US11535460B2 (en) * | 2018-05-31 | 2022-12-27 | Brooks Automation Us, Llc | Substrate processing apparatus |
| CN109227597B (en) * | 2018-11-15 | 2024-06-18 | 江苏开璇智能科技有限公司 | All-in-one is used to parallel robot joint department |
| CN110154081B (en) * | 2019-05-13 | 2024-03-29 | 重庆智能机器人研究院 | A four-axis robotic arm for 3C industry |
| WO2021258117A1 (en) * | 2020-06-18 | 2021-12-23 | Loc Vo Gia | A robotic arm, a robotic hand, a robotic system for playing the piano |
| CN116372978A (en) * | 2023-04-18 | 2023-07-04 | 辰星(天津)自动化设备有限公司 | A low inertia robotic arm |
-
1999
- 1999-02-17 JP JP03904999A patent/JP3725355B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105127984B (en) * | 2012-08-09 | 2018-11-09 | 日本电产三协株式会社 | Industrial robot and its control method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000237988A (en) | 2000-09-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3725355B2 (en) | Arm drive mechanism of robot device | |
| US5064340A (en) | Precision arm mechanism | |
| US5885052A (en) | Transferring apparatus and robot arm | |
| US20110135437A1 (en) | Horizontal multi-joint robot and transportation apparatus including the same | |
| EP0249232B1 (en) | Wrist device of robot | |
| JPH1133950A (en) | Two-arm transfer robot device | |
| JP3881579B2 (en) | Arm drive device | |
| KR101071606B1 (en) | Conveyor | |
| US5553509A (en) | Three degree of freedom robotic manipulator constructed from rotary drives | |
| JPH1086090A (en) | Joint mechanism and robot using the same | |
| JPH11216691A (en) | Frog-leg type robot, processing apparatus and processing method | |
| JPH10193287A (en) | Closed link robot device | |
| JPS632753B2 (en) | ||
| JP2004148455A (en) | Industrial robot | |
| JP3488393B2 (en) | Articulated robot device | |
| CN116852339A (en) | A two-arm manipulator with unequal arm lengths | |
| US20250345953A1 (en) | Vertical articulated robot | |
| JP2696074B2 (en) | Robot arm structure | |
| JP3833397B2 (en) | Closed link robot | |
| JP5075459B2 (en) | Transport device | |
| JPH0451313B2 (en) | ||
| JP2002134584A (en) | Conveying apparatus | |
| JP2719072B2 (en) | Clean robot | |
| JP3932305B2 (en) | Linear motion mechanism | |
| JP2024143745A (en) | robot |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20041130 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050524 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050721 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20050823 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20050921 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080930 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090930 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090930 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100930 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110930 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110930 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120930 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130930 Year of fee payment: 8 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |