JPS6348671B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6348671B2 JPS6348671B2 JP6215779A JP6215779A JPS6348671B2 JP S6348671 B2 JPS6348671 B2 JP S6348671B2 JP 6215779 A JP6215779 A JP 6215779A JP 6215779 A JP6215779 A JP 6215779A JP S6348671 B2 JPS6348671 B2 JP S6348671B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- arm
- pivot
- robot
- electric motor
- joint structure
- 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
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は種々の産業用途等に用いられるロボツ
トに関し、特に旋回腕を有しその旋回腕とロボツ
ト基体又は隣接腕相互の間に関節構造を有するロ
ボツトにおける該関節構造に関する。
トに関し、特に旋回腕を有しその旋回腕とロボツ
ト基体又は隣接腕相互の間に関節構造を有するロ
ボツトにおける該関節構造に関する。
人体構造に見られるような関節結合の腕とその
腕先端にハンド部分を有するロボツトは物品の把
持・搬送や該物品を用いて一定の作業を行う等に
近年広く利用されている。即ち、人力作業を省力
化したり、高速作業や高負荷作業を人力作業と協
調して実施する等の有利を有している。このよう
なロボツトの腕又はハンドの動作駆動には一般に
油圧アクチユエータや空気圧アクチユエータ又は
電動機からなる駆動源等が用いられているが、家
庭用途や事務処理用途等に用いられるロボツトは
電動機による駆動が簡便であり、特に電源コンセ
ントに接続するだけで駆動することが可能である
ことから駆動源として導入する面で有利である。
また電動機を駆動源とするロボツトにおいて、一
台の電動機から歯車機構やベルト・プーリ機構又
は鋼索等で駆動力を複数の腕作動部に伝達する構
造が一般的ではあるが、この駆動力伝達構造によ
ると駆動用電動機から遠い位置に配設された腕や
ハンドの動作が高速化および高精度の位置決め等
の点で不利になる。従つてこの不利を解消すべく
ロボツトの各関節部分に各一台の電動機を取付け
て各腕毎に駆動する構造を有したロボツトも既に
提案されている。然しながら、この後者の関節構
造を有したロボツトでは各関節部分に適宜の出力
仕様を有した電動機を外部搭載する構造が採られ
るために各関節部分が必然的に大形化してしまう
欠点がある。
腕先端にハンド部分を有するロボツトは物品の把
持・搬送や該物品を用いて一定の作業を行う等に
近年広く利用されている。即ち、人力作業を省力
化したり、高速作業や高負荷作業を人力作業と協
調して実施する等の有利を有している。このよう
なロボツトの腕又はハンドの動作駆動には一般に
油圧アクチユエータや空気圧アクチユエータ又は
電動機からなる駆動源等が用いられているが、家
庭用途や事務処理用途等に用いられるロボツトは
電動機による駆動が簡便であり、特に電源コンセ
ントに接続するだけで駆動することが可能である
ことから駆動源として導入する面で有利である。
また電動機を駆動源とするロボツトにおいて、一
台の電動機から歯車機構やベルト・プーリ機構又
は鋼索等で駆動力を複数の腕作動部に伝達する構
造が一般的ではあるが、この駆動力伝達構造によ
ると駆動用電動機から遠い位置に配設された腕や
ハンドの動作が高速化および高精度の位置決め等
の点で不利になる。従つてこの不利を解消すべく
ロボツトの各関節部分に各一台の電動機を取付け
て各腕毎に駆動する構造を有したロボツトも既に
提案されている。然しながら、この後者の関節構
造を有したロボツトでは各関節部分に適宜の出力
仕様を有した電動機を外部搭載する構造が採られ
るために各関節部分が必然的に大形化してしまう
欠点がある。
依つて本発明の目的は各関節に電動機を各一台
設けて腕又はハンドを駆動する構造の有利を活か
しつつ上述した大形化の欠点をも解消し得るロボ
ツトの関節構造を提供するものである。
設けて腕又はハンドを駆動する構造の有利を活か
しつつ上述した大形化の欠点をも解消し得るロボ
ツトの関節構造を提供するものである。
即ち、本発明に依れば、上述の目的に鑑みてロ
ボツトの各関節構造を回転軸受が具備された枢動
構造部として形成しかつ該枢動構造部自体に電動
機機能を具備させるようにしたものである。以
下、本発明を添付図面に示す実施例に基き更に詳
細に説明する。
ボツトの各関節構造を回転軸受が具備された枢動
構造部として形成しかつ該枢動構造部自体に電動
機機能を具備させるようにしたものである。以
下、本発明を添付図面に示す実施例に基き更に詳
細に説明する。
第１図は本発明の前提となる各関節構造に各一
台の電動機を搭載した従来のロボツトの構成例を
示す正面図であり、本例では二段腕を有するロボ
ツトを示している。さて、このロボツトは基体１
０のブラケツト１２に設けられた関節部１４の上
方に第一段腕１６を駆動する電動モータMA１が
搭載され、該電動モータMA１の駆動力はベル
ト・プーリ機構１８を介して伝達されている。即
ち、第１段腕１６は関節２０において矢印Ａで示
す方向に枢動旋回する。また第一段腕１６の関節
２０の上方には別の電動モータMA２が搭載され
ており、この電動モータMA２の駆動力がベル
ト・プーリ機構２２を介して第二段腕２４に伝達
され、第二段腕２４はそのブラケツト２４ａと共
に矢印Ｂで示す方向に旋回動作する。また第二段
腕２４は電動モータMA３によつて矢印Ｃの方向
にも旋回動作するように構成され、第二段腕２４
の先端にはハンド２６が設けられて該ハンド２６
には把持空間２８に設けられた板ばね３０の弾性
把持力によつて作業工具等の物品（図示なし）が
把持されるようになつている。また電動モータ
MA１，MA２の各上部にはエンコーダ３２，３
４が設けられている。即ち、これらのエンコーダ
３２，３４は回転検出円板３２ａ，３４ａと検出
信号検出装置３２ｂ，３４ｂを具備して構成さ
れ、各モータ軸の回転量を検出することによつて
第一段腕１６と第二段腕２４との動作量をそれぞ
れ検出できるようになつている。３２ｃ，３４ｃ
は検出信号の送出線である。このロボツトの構成
から明らかなように電動モータMA１〜MA３は
全て関節構造部に搭載されて外部に突出状態で配
設されていることから既述のように各関節構造部
が大形化してしまい、コンパクト性に欠ける不利
がある。
台の電動機を搭載した従来のロボツトの構成例を
示す正面図であり、本例では二段腕を有するロボ
ツトを示している。さて、このロボツトは基体１
０のブラケツト１２に設けられた関節部１４の上
方に第一段腕１６を駆動する電動モータMA１が
搭載され、該電動モータMA１の駆動力はベル
ト・プーリ機構１８を介して伝達されている。即
ち、第１段腕１６は関節２０において矢印Ａで示
す方向に枢動旋回する。また第一段腕１６の関節
２０の上方には別の電動モータMA２が搭載され
ており、この電動モータMA２の駆動力がベル
ト・プーリ機構２２を介して第二段腕２４に伝達
され、第二段腕２４はそのブラケツト２４ａと共
に矢印Ｂで示す方向に旋回動作する。また第二段
腕２４は電動モータMA３によつて矢印Ｃの方向
にも旋回動作するように構成され、第二段腕２４
の先端にはハンド２６が設けられて該ハンド２６
には把持空間２８に設けられた板ばね３０の弾性
把持力によつて作業工具等の物品（図示なし）が
把持されるようになつている。また電動モータ
MA１，MA２の各上部にはエンコーダ３２，３
４が設けられている。即ち、これらのエンコーダ
３２，３４は回転検出円板３２ａ，３４ａと検出
信号検出装置３２ｂ，３４ｂを具備して構成さ
れ、各モータ軸の回転量を検出することによつて
第一段腕１６と第二段腕２４との動作量をそれぞ
れ検出できるようになつている。３２ｃ，３４ｃ
は検出信号の送出線である。このロボツトの構成
から明らかなように電動モータMA１〜MA３は
全て関節構造部に搭載されて外部に突出状態で配
設されていることから既述のように各関節構造部
が大形化してしまい、コンパクト性に欠ける不利
がある。
第２図および第３図はこのような従来のロボツ
トの関節構造部の大形化による不利を克服するよ
うに新規工夫された本発明によるロボツトの関節
構造の外観立体図と分解図であり、特に隣接腕間
に設けた関節構造を代表的に示したものである。
同第２図、第３図から明らかなように、本発明に
よれば第一腕４０と第２腕４２との間に枢動関節
構造部４４を設け、この枢動関節構造部４４に電
動モータ４６を組み込んで該枢動関節構造部４４
自体が駆動モータ機能を有するように形成してい
るのである。電動モータ４６は第３図に明瞭に示
されるように第一腕４０に上下軸受部材（例えば
エンドベル型転動軸受）４８，４８と励磁コイル
５２を有した固定子５０とを固定し、一方、第二
腕４２には軸５４と永久磁５６とからなる電機子
５８とを固定することによつて形成されている。
即ち、固定子５０の励磁コイル５２に励磁電流を
供給することにより電機子５８に回転力を発生さ
せる通常のモータ機能を発揮せしめ、軸受部材４
８，４８が介在することによつて第一段腕４０と
第２段腕４２との間に相対的な枢動作用を発生さ
せるのである。上述の構成・作用から明らかなよ
うに本発明によるロボツトの関節構造では該関節
構造部４４において外部に突出する構造体がな
く、また関節構造自体がモータ機能を有するので
小形化と軽量化とが共に達成される効果を有する
のである。また上述した電動モータ４６をスロツ
ト巻線式直流モータとして形成すれば、単位重量
当りの所要出力量とトルクとを供給電流量の制御
を介して容易に制御することができることから極
めて好適である。なお、第３図に示した電動モー
タ４６はブラシレスモータの例であるが、第４図
に示すようなブラシホルダ４９を有する軸受部材
４８′を上述の軸受部材４８に代えて用い、磁石
からなる固定子５０′を上述の固定子５０に換え
て第一段アーム４０に固定し、更に上述の電機子
５８を励磁コイル付き電機子５８′に置換すれば
ブラシモータに形成することも可能である。また
電動モータ４６をパルスモータに形成すればパル
ス入力によつて第一段腕４０と第二段腕４２との
間の相対的な枢動量を制御することも容易に達成
できる。
トの関節構造部の大形化による不利を克服するよ
うに新規工夫された本発明によるロボツトの関節
構造の外観立体図と分解図であり、特に隣接腕間
に設けた関節構造を代表的に示したものである。
同第２図、第３図から明らかなように、本発明に
よれば第一腕４０と第２腕４２との間に枢動関節
構造部４４を設け、この枢動関節構造部４４に電
動モータ４６を組み込んで該枢動関節構造部４４
自体が駆動モータ機能を有するように形成してい
るのである。電動モータ４６は第３図に明瞭に示
されるように第一腕４０に上下軸受部材（例えば
エンドベル型転動軸受）４８，４８と励磁コイル
５２を有した固定子５０とを固定し、一方、第二
腕４２には軸５４と永久磁５６とからなる電機子
５８とを固定することによつて形成されている。
即ち、固定子５０の励磁コイル５２に励磁電流を
供給することにより電機子５８に回転力を発生さ
せる通常のモータ機能を発揮せしめ、軸受部材４
８，４８が介在することによつて第一段腕４０と
第２段腕４２との間に相対的な枢動作用を発生さ
せるのである。上述の構成・作用から明らかなよ
うに本発明によるロボツトの関節構造では該関節
構造部４４において外部に突出する構造体がな
く、また関節構造自体がモータ機能を有するので
小形化と軽量化とが共に達成される効果を有する
のである。また上述した電動モータ４６をスロツ
ト巻線式直流モータとして形成すれば、単位重量
当りの所要出力量とトルクとを供給電流量の制御
を介して容易に制御することができることから極
めて好適である。なお、第３図に示した電動モー
タ４６はブラシレスモータの例であるが、第４図
に示すようなブラシホルダ４９を有する軸受部材
４８′を上述の軸受部材４８に代えて用い、磁石
からなる固定子５０′を上述の固定子５０に換え
て第一段アーム４０に固定し、更に上述の電機子
５８を励磁コイル付き電機子５８′に置換すれば
ブラシモータに形成することも可能である。また
電動モータ４６をパルスモータに形成すればパル
ス入力によつて第一段腕４０と第二段腕４２との
間の相対的な枢動量を制御することも容易に達成
できる。
以上説明したように本発明に係るロボツトの関
節構造は、回転可能に軸承された１つの枢軸と、
前記枢軸の両端部近傍から回動力を受取り可能に
設けられ、当該枢軸の回転に伴つて当該枢軸回り
に回動する第２の腕と、前記枢軸の両端近傍で前
記第２の腕に保持され、当該第２の腕に対して前
記枢軸回りに相対的に回動可能に設けられた第１
の腕と、固定子と回転電機子とを含み前記枢軸を
回転駆動する電動モータとを具え、前記第１と第
２の腕を前記電動モータにより前記枢軸を中心に
相対的に回転可能にするロボツトの関節構造にお
いて、前記回転電機子は前記枢軸の中央近傍にお
いてその全周に亘つて固定され、当該枢軸が前記
電動モータの回転軸を兼用するように構成されて
なると共に、前記固定子は前記枢軸の全周に亘つ
て固定された回転電機子の全周を覆うように前記
第１の腕に固定されて成り、前記第１、第２の腕
を前記電動モータにより前記枢軸回りに相対的に
回動可能にしたことを特徴としているので第１、
第２の腕をモータのケースとして利用することが
可能であり、しかも軸端が腕外部へ突出すること
がないため、関節構造を小型化することができ
る。
節構造は、回転可能に軸承された１つの枢軸と、
前記枢軸の両端部近傍から回動力を受取り可能に
設けられ、当該枢軸の回転に伴つて当該枢軸回り
に回動する第２の腕と、前記枢軸の両端近傍で前
記第２の腕に保持され、当該第２の腕に対して前
記枢軸回りに相対的に回動可能に設けられた第１
の腕と、固定子と回転電機子とを含み前記枢軸を
回転駆動する電動モータとを具え、前記第１と第
２の腕を前記電動モータにより前記枢軸を中心に
相対的に回転可能にするロボツトの関節構造にお
いて、前記回転電機子は前記枢軸の中央近傍にお
いてその全周に亘つて固定され、当該枢軸が前記
電動モータの回転軸を兼用するように構成されて
なると共に、前記固定子は前記枢軸の全周に亘つ
て固定された回転電機子の全周を覆うように前記
第１の腕に固定されて成り、前記第１、第２の腕
を前記電動モータにより前記枢軸回りに相対的に
回動可能にしたことを特徴としているので第１、
第２の腕をモータのケースとして利用することが
可能であり、しかも軸端が腕外部へ突出すること
がないため、関節構造を小型化することができ
る。
なお、上述の例は隣接腕相互の間に設けられた
関節構造の例を示したが、ロボツトの基体と腕と
の間及び腕とハンドとの間にも同様の関節構造を
形成することが可能であることは言うまでもな
い。そして関節構造部の小形軽量化に伴いロボツ
ト自体の小型軽量化も達成され、特に家庭用途や
事務処理用途のロボツトの場合には外観構造の単
純性からロボツト自体のスマート感を付与するこ
とも可能である。また、本発明によれば、回転電
機子を枢軸の全周に亘つて固定し、且つ固定子を
回転電機子を覆うように固定しているので、大き
な力を発生させることができ、第１腕と第２腕を
相対的な回転させるための充分な力を小型、軽量
の構造で発生させることが可能となる。
関節構造の例を示したが、ロボツトの基体と腕と
の間及び腕とハンドとの間にも同様の関節構造を
形成することが可能であることは言うまでもな
い。そして関節構造部の小形軽量化に伴いロボツ
ト自体の小型軽量化も達成され、特に家庭用途や
事務処理用途のロボツトの場合には外観構造の単
純性からロボツト自体のスマート感を付与するこ
とも可能である。また、本発明によれば、回転電
機子を枢軸の全周に亘つて固定し、且つ固定子を
回転電機子を覆うように固定しているので、大き
な力を発生させることができ、第１腕と第２腕を
相対的な回転させるための充分な力を小型、軽量
の構造で発生させることが可能となる。
第１図は従来の多段腕型ロボツトの代表構成例
を示す正面図、第２図は本発明によるロボツトの
関節構造の実施例における外観立体図、第３図は
同分解図、第４図は別の実施例を説明するための
各要素類の立体図。 １０…基体、１６…第一段腕、１８…第二段
腕、４０…第一腕、４２…第二腕、４４…関節構
造部、４６…電動モータ、５０…固定子、５２…
電機子。
を示す正面図、第２図は本発明によるロボツトの
関節構造の実施例における外観立体図、第３図は
同分解図、第４図は別の実施例を説明するための
各要素類の立体図。 １０…基体、１６…第一段腕、１８…第二段
腕、４０…第一腕、４２…第二腕、４４…関節構
造部、４６…電動モータ、５０…固定子、５２…
電機子。
Claims (1)
- １ 回転可能に軸承された１つの枢軸と、前記枢
軸の両端部近傍から回動力を受取り可能に設けら
れ、当該枢軸の回転に伴つて当該枢軸回りに回動
する第２の腕と、前記枢軸の両端近傍で前記第２
の腕に保持され、当該第２の腕に対して前記枢軸
回りに相対的に回動可能に設けられた第１の腕
と、固定子と回転電機子とを含み前記枢軸を回転
駆動する電動モータとを具え、前記第１と第２の
腕を前記電動モータにより前記枢軸を中心に相対
的に回転可能にするロボツトの関節構造におい
て、前記回転電機子は前記枢軸の中央近傍におい
てその全周に亘つて固定され、当該枢軸が前記電
動モータの回転軸を兼用するように構成されてな
ると共に前記固定子は前記枢軸の全周に亘つて固
定された回転電機子の全周を覆うように前記第１
の腕に固定されて成り、前記第１、第２の腕を前
記電動モータにより前記枢軸回りに相対的に回動
可能にしたことを特徴とするロボツトの関節構
造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6215779A JPS55157494A (en) | 1979-05-22 | 1979-05-22 | Joint structure of robot |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6215779A JPS55157494A (en) | 1979-05-22 | 1979-05-22 | Joint structure of robot |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55157494A JPS55157494A (en) | 1980-12-08 |
| JPS6348671B2 true JPS6348671B2 (ja) | 1988-09-30 |
Family
ID=13191990
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6215779A Granted JPS55157494A (en) | 1979-05-22 | 1979-05-22 | Joint structure of robot |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS55157494A (ja) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58149196A (ja) * | 1982-03-02 | 1983-09-05 | 三菱電機株式会社 | ロボツトのア−ム |
| JPS591190A (ja) * | 1982-06-28 | 1984-01-06 | 三菱電機株式会社 | 産業用ロボツトの作業腕 |
| JPS598792U (ja) * | 1982-07-06 | 1984-01-20 | 三菱電機株式会社 | 産業用ロボツトの作業腕 |
| JPS5937092A (ja) * | 1982-08-27 | 1984-02-29 | 工業技術院長 | ロボツト関節部の駆動計測装置 |
| JPS59161285A (ja) * | 1983-02-28 | 1984-09-12 | 新明和工業株式会社 | 多関節ロボツト |
| JPS59183787U (ja) * | 1983-05-26 | 1984-12-07 | 横河電機株式会社 | 関節駆動機構 |
| JPS6056490U (ja) * | 1983-09-22 | 1985-04-19 | 横河電機株式会社 | 直接駆動形ロボット |
| JPS6056493U (ja) * | 1983-09-27 | 1985-04-19 | 横河電機株式会社 | 直接駆動形ロボット |
| JPS6171981A (ja) * | 1984-09-13 | 1986-04-12 | 株式会社東芝 | マスタスレ−ブ・マニピユレ−タ |
| JPS6190894A (ja) * | 1985-06-29 | 1986-05-09 | 富士通株式会社 | ロボツト |
| JPS62181392U (ja) * | 1987-04-22 | 1987-11-17 | ||
| KR100355634B1 (ko) * | 2000-06-01 | 2002-10-11 | 최혁렬 | 로봇용 관절장치 |
-
1979
- 1979-05-22 JP JP6215779A patent/JPS55157494A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS55157494A (en) | 1980-12-08 |
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