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JPH0829512B2 - Articulated industrial robot - Google Patents
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JPH0829512B2 - Articulated industrial robot - Google Patents

Articulated industrial robot

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Publication number
JPH0829512B2
JPH0829512B2 JP6086305A JP8630594A JPH0829512B2 JP H0829512 B2 JPH0829512 B2 JP H0829512B2 JP 6086305 A JP6086305 A JP 6086305A JP 8630594 A JP8630594 A JP 8630594A JP H0829512 B2 JPH0829512 B2 JP H0829512B2
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JP
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link
arm
upper arm
robot
lower arm
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正章 轟木
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Nissan Motor Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、四節平行リンク機構を
応用した関節型の産業用ロボットに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a joint type industrial robot to which a four-bar parallel link mechanism is applied.

【0002】[0002]

【従来の技術】この種の関節型の産業用ロボットとして
例えば図5および図6に示す構造のものが知られてい
る。
2. Description of the Related Art As a joint type industrial robot of this type, for example, a structure shown in FIGS. 5 and 6 is known.

【0003】図5および図6に示すように、旋回ベース
1上のブラケット1aに支持されたロアアーム2は軸P
1を中心として矢印A方向に回転可能であり、またアッ
パーアーム3はロアアーム2に対し軸P2により支持さ
れていて矢印B方向に回転可能である。アッパーアーム
3の先端にはリスト部8が設けられている。
As shown in FIGS. 5 and 6, the lower arm 2 supported by the bracket 1a on the swivel base 1 has an axis P.
It is rotatable about 1 in the direction of arrow A, and the upper arm 3 is supported by the axis P 2 with respect to the lower arm 2 and rotatable in the direction of arrow B. A wrist portion 8 is provided at the tip of the upper arm 3.

【0004】ロアアーム2の下端部には該ロアアーム2
と軸P1を同じくするリンク4があり、他方、アッパー
アーム3の端部にも軸P4を介してリンク5が連結され
ている。これらリンク4,5同士を軸P3を介して連結
することにより、ロアアーム2およびアッパーアーム3
を含めて四節平行リンク機構を構成している。
At the lower end of the lower arm 2, the lower arm 2
And a link 4 having the same axis P 1 on the other hand, and on the other hand, a link 5 is also connected to the end portion of the upper arm 3 via the axis P 4 . By connecting these links 4 and 5 to each other via the axis P 3 , the lower arm 2 and the upper arm 3 are connected.
A four-bar parallel link mechanism is included.

【0005】そして、ロアアーム2は駆動モータ6のは
たらきにより図示外の減速機構を介して矢印A方向に回
転する。この時、平行リンク機構の特性としてアッパー
アーム3とリンク4とは常に平行であるから、アッパー
アーム3はロアアーム駆動前と駆動後とでは平行状態を
維持する。
Then, the lower arm 2 is rotated in the direction of arrow A by the action of the drive motor 6 through a speed reduction mechanism (not shown). At this time, since the upper arm 3 and the link 4 are always parallel as a characteristic of the parallel link mechanism, the upper arm 3 maintains the parallel state before and after driving the lower arm.

【0006】また、アッパーアーム3については、駆動
モータ7のはたらきにより軸P1を中心としてリンク4
を回転させることにより、そのリンク4の回転変位がリ
ンク5を介してアッパーアーム3に伝達される。その結
果としてアッパーアーム3が軸P2を中心として矢印B
方向に回転することになる。
With respect to the upper arm 3, the link 4 is centered on the axis P 1 by the action of the drive motor 7.
Is rotated, the rotational displacement of the link 4 is transmitted to the upper arm 3 via the link 5. As a result, the upper arm 3 is moved around the axis P 2 by the arrow B.
It will rotate in the direction.

【0007】ここで、駆動モータ6は、平行リンク機構
があるがためにアッパーアーム3の回転モーメントを直
接的には負担せず、したがって駆動モータ6が負担する
トルクとしては一般に平行リンク機構のない産業用ロボ
ットに比べ小さいものとされている。
Since the drive motor 6 has a parallel link mechanism, it does not directly bear the rotational moment of the upper arm 3, and therefore the torque that the drive motor 6 bears generally does not have a parallel link mechanism. It is said to be smaller than an industrial robot.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の関
節型産業用ロボットにあっては、ロアアーム2とアッパ
ーアーム3とのなす角度θが180度または0度に近付
くとそれぞれ上死点または下死点として限界となり、そ
れ以上の回転が不能となる。したがって実用上の作動領
域としては、θの値で30度〜120度程度の範囲に制
限されてしまうことになる。
In the conventional articulated industrial robot as described above, when the angle θ formed by the lower arm 2 and the upper arm 3 approaches 180 degrees or 0 degrees, respectively, the top dead center or It reaches the limit as the bottom dead center, and further rotation is impossible. Therefore, the practical operating range is limited to the range of about 30 to 120 degrees in θ value.

【0009】すなわち、図7は従来の産業用ロボットの
作動領域を示したもので、同図に斜線で示す領域Qがリ
スト部8の中心P0の作動領域である。
That is, FIG. 7 shows an operating region of a conventional industrial robot, and a hatched region Q in FIG. 7 is an operating region of the center P 0 of the wrist section 8.

【0010】軸P1を通る鉛直線をYとすると、鉛直線
Yとロアアーム2とのなす角度α1は、旋回ベース1と
ロアアーム2との干渉により制限され、図7では鉛直線
Yから反時計回り方向(マイナス方向)に60度程度で
時計回り方向(プラス方向)に45度程度の範囲とな
る。
Assuming that a vertical line passing through the axis P 1 is Y, the angle α 1 formed by the vertical line Y and the lower arm 2 is limited by the interference between the swivel base 1 and the lower arm 2, and in FIG. The range is about 60 degrees in the clockwise direction (minus direction) and about 45 degrees in the clockwise direction (plus direction).

【0011】また、ロアアーム2とアッパーアーム3と
のなす角θは、アーム2,3同士の干渉およびロアアー
ム2とリンク5との干渉により制限される。図7では理
論上45〜135度程度の範囲となる。
The angle θ formed by the lower arm 2 and the upper arm 3 is limited by the interference between the arms 2 and 3 and the interference between the lower arm 2 and the link 5. In FIG. 7, it is theoretically in the range of about 45 to 135 degrees.

【0012】同様に、鉛直線Yとリンク4とのなす角度
α2については、リンク4と旋回ベース1との干渉、お
よびリンク4とロアアーム2との干渉により制限され、
図7では鉛直線Yから反時計回り方向(マイナス方向)
に15度程度で時計回り方向(プラス方向)に120度
程度の範囲となる。
Similarly, the angle α 2 formed by the vertical line Y and the link 4 is limited by the interference between the link 4 and the turning base 1 and the interference between the link 4 and the lower arm 2,
In FIG. 7, a counterclockwise direction (minus direction) from the vertical line Y
At about 15 degrees, the range is about 120 degrees in the clockwise direction (plus direction).

【0013】以上のような制限のため図7では、旋回ベ
ース1を旋回動作させないかぎり鉛直線Yより左半分だ
けの作動領域Qに限定されてしまうことになる。すなわ
ち、従来の産業用ロボットの構造では、図7に実線で示
したアッパーアーム3を旋回ベース1の真上を通過させ
て後方側に回転させることが不可能であることから、例
えば図7の作動領域Q内にあるワークを把持した上で鉛
直線Yをはさんで作動領域Qと反対側の後方領域にハン
ドリングしようとする場合には、ワークを把持した後に
ロボット全体を旋回ベース1ごと旋回動作させる必要が
ある。その結果、ロボットとその周辺機器との干渉を防
止するためにロボットの周囲に充分な旋回用スペースを
確保しなければならず、特に複数のロボットを並設した
ロボット作業ラインではスペース効率の面で著しく不利
になる。
Due to the above-mentioned restrictions, in FIG. 7, unless the swivel base 1 is swung, the working area Q is limited to the left half of the vertical line Y. That is, in the structure of the conventional industrial robot, it is impossible to pass the upper arm 3 shown by the solid line in FIG. 7 right above the turning base 1 and rotate it to the rear side. When attempting to handle a workpiece in the operating area Q and then sandwich the vertical line Y to handle the workpiece in a rear area opposite to the operating area Q, the robot as a whole is swung together with the swivel base 1 after gripping the workpiece. Need to work. As a result, in order to prevent interference between the robot and its peripheral equipment, it is necessary to secure a sufficient space for turning around the robot, especially in a robot work line where multiple robots are installed side by side in terms of space efficiency. Significantly disadvantageous.

【0014】本発明は、従来の四節平行リンク機構タイ
プのロボットのもつ利点を生かしつつ作動領域の拡大化
を図るとともに、構造のコンパクト化を図りながら可搬
重量を大きくできる関節型産業用ロボットを提供しよう
とするものである。
The present invention is an articulated industrial robot capable of increasing the transportable weight while making the structure compact and taking advantage of the advantages of the conventional four-bar parallel link mechanism type robot. Is to provide.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】本発明の関節型産業用ロ
ボットは、ベース上に設けられた固定リンクと、この固
定リンクの一端側に回転可能に連結されたロアアーム
と、このロアアームの上端部にその一端部が回転可能に
連結されたアッパーリンクと、前記固定リンクの他端部
とアッパーリンクの他端部とを相互に連結するロアリン
クとで四節平行リンク機構を構成し、前記ロアアームと
アッパーリンクとを連結している軸もしくは前記アッパ
ーリンクとロアリンクとを連結している軸と共通する単
一の軸を介して、アッパーアームをアッパーリンクに回
転可能に連結するとともに、前記ロアアームを回転させ
るロア側の駆動手段と、前記アッパーアームを回転させ
るアッパー側の駆動手段とをそれぞれ個別に設けたこと
を特徴としている。
The articulated industrial robot of the present invention comprises a fixed link provided on a base, a lower arm rotatably connected to one end of the fixed link, and an upper end portion of the lower arm. A four-bar parallel link mechanism is constituted by an upper link whose one end is rotatably connected to each other, and a lower link which connects the other end of the fixed link and the other end of the upper link to each other. The upper arm is rotatably connected to the upper link through a single shaft common to the shaft connecting the upper link and the upper link or the shaft connecting the upper link and the lower link, and the lower arm. It is characterized in that lower side driving means for rotating the upper arm and upper side driving means for rotating the upper arm are individually provided.

【0016】[0016]

【作用】本発明によれば、アッパーアームが四節平行リ
ンク機構に拘束されることなく自由に回転することがで
きてその回転自由度が大きいことから、実施例の図4か
ら明らかなようにロアアームとアッパーアームとなす角
度について45〜315度程度というきわめて大きな値
を確保することができ、また図7に示したα2によると
ころの制限がない。そのため、図4に斜線で示すような
きわめて大きな作動領域を確保することができる。
According to the present invention, since the upper arm can freely rotate without being restricted by the four-bar parallel link mechanism and has a high degree of freedom of rotation, as apparent from FIG. 4 of the embodiment. An extremely large value of about 45 to 315 degrees can be secured for the angle formed by the lower arm and the upper arm, and there is no limitation due to α 2 shown in FIG. 7. Therefore, it is possible to secure an extremely large operating area as shown by the diagonal lines in FIG.

【0017】さらに、アッパーリンクの両端の軸のうち
のいずれか一方とアッパーアームの回転中心とを一致さ
せることにより、アッパーリンクの両端の軸のどちらか
と同一軸線上にアッパーアームを駆動させるための駆動
モータを設けることができるから、例えばアッパーリン
クのうち軸以外の部分に別個にアッパーアームの回転中
心を設定した場合のように部品点数の増加や構造の複雑
化を招くことがなく、駆動モータとして大容量のモータ
を採用することができるようになって構造のコンパクト
化を図りながら可搬重量を大きくすることができる。
Further, by aligning one of the shafts at both ends of the upper link with the center of rotation of the upper arm, the upper arm is driven on the same axis as either of the shafts at both ends of the upper link. Since a drive motor can be provided, there is no increase in the number of parts or complication of the structure as in the case where the center of rotation of the upper arm is separately set in a portion other than the shaft of the upper link, and the drive motor is not generated. As a result, a large-capacity motor can be adopted, and the transportable weight can be increased while making the structure compact.

【0018】言い換えれば、例えばアッパーリンクのう
ちいずれかの軸以外の部分に別個にアッパーアームの回
転中心を設定すると、その回転中心と同一軸線上に駆動
モータを配置することになって、必要とする軸および軸
受の数が増加するとともに、アッパーリンクの長さを大
きくして前記駆動モータの設置スペースを確保する必要
がある(特に大容量の径の大きいモータの場合に顕著)
が、本発明の場合にはそのような不具合を伴わないで済
むことになる。
In other words, for example, if the rotation center of the upper arm is separately set in a portion other than one of the axes of the upper link, the drive motor is arranged on the same axis as the rotation center, which is necessary. As the number of shafts and bearings to be used increases, it is necessary to increase the length of the upper link to secure the installation space for the drive motor (especially in the case of a large capacity motor with a large diameter).
However, in the case of the present invention, such a problem can be avoided.

【0019】加えて、上記のようにアッパーリンクの両
端の軸のうちのいずれか一方とアッパーアームの回転中
心とを一致させることにより、ロアアームとアッパーア
ームとを共に伸ばしきった時の最大の腕の長さを大きく
確保でき、作動領域のさらなる拡大化も併せて図れる。
In addition, by aligning one of the shafts at both ends of the upper link with the center of rotation of the upper arm as described above, the maximum arm when both the lower arm and the upper arm are fully extended. It is possible to secure a large length and to further expand the operating area.

【0020】[0020]

【実施例】図1および図2は本発明のより具体的な一実
施例を示す図で、さらに図3は図1のIII−III線
断面に相当する関節部の詳細について示している。
1 and 2 are views showing a more specific embodiment of the present invention, and FIG. 3 shows details of a joint portion corresponding to a section taken along the line III-III of FIG.

【0021】図1および図2に示すように、ロアアーム
12は旋回ベース11上に固定された固定リンクとして
のブラケット11aに対して軸P11を介して連結されて
おり、この軸P11上と同一軸線上に設けた駆動モータ1
6のはたらきにより図示外の減速機構を介してロアアー
ム12が矢印A方向に回転する。これら駆動モータ16
と減速機構とでロアアーム12を回転させるロア側の駆
動手段を構成している。旋回ベース11には軸P11と平
行で且つ同一水平面上に位置する別の軸P13があり、こ
の軸P13を介してロアリンク14がブラケット11aに
回転可能に連結されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the lower arm 12 is connected through a shaft P 11 with respect to the bracket 11a of the fixed link is fixed on the swivel base 11, and over this axial P 11 Drive motor 1 provided on the same axis
By the function of 6, the lower arm 12 rotates in the direction of arrow A via a speed reduction mechanism (not shown). These drive motors 16
And the deceleration mechanism constitute the lower side drive means for rotating the lower arm 12. The swivel base 11 has another axis P 13 that is parallel to the axis P 11 and located on the same horizontal plane, and the lower link 14 is rotatably connected to the bracket 11 a via this axis P 13 .

【0022】また、ロアアーム12の上端には図3に示
すように軸P12が設けられており、この軸P12を介して
ロアアーム12にアッパーアーム13とアッパーリンク
15とがそれぞれに回転可能に連結され、さらに軸P12
と同一軸線上にアッパーアーム13を回転させるための
駆動モータ17が設けられている。
A shaft P 12 is provided at the upper end of the lower arm 12 as shown in FIG. 3, and the upper arm 13 and the upper link 15 are rotatable with respect to the lower arm 12 via the shaft P 12. Connected and further axis P 12
A drive motor 17 for rotating the upper arm 13 is provided on the same axis.

【0023】そして、ロアリンク14とアッパーリンク
15とは軸P14を介して相互に連結されており、これら
のロアリンク14とアッパーリンク15にブラケット1
1aとロアアーム12とを加えて四節平行リンク機構1
9を構成している。この場合、支点となる二つの軸
11,P13をもつブラケット11aが固定リンクとして
機能する。
The lower link 14 and the upper link 15 are connected to each other via a shaft P 14 , and the bracket 1 is attached to the lower link 14 and the upper link 15.
4a parallel link mechanism 1 by adding 1a and lower arm 12
9 is composed. In this case, the bracket 11a having the two axes P 11 and P 13 serving as the fulcrum functions as a fixed link.

【0024】また、アッパーアーム13と、四節平行リ
ンク機構19を構成しているロアアーム12とは、図2
に示すように軸P12の軸心方向にオフセットしており、
アッパーアーム13の回転平面と四節平行リンク機構1
9の回転平面とを互いに異ならせることによって、アッ
パーアーム13が回転しても四節平行リンク機構19と
干渉しないようになっているとともに、アッパーアーム
13の先端のいわゆる片持ちタイプのリスト部18のハ
ンド側先端18aとロアアーム12の軸心とがそれぞれ
旋回ベース11の旋回中心Oと同一の平面上に位置する
ようになっている。
The upper arm 13 and the lower arm 12 constituting the four-bar parallel link mechanism 19 are shown in FIG.
Is offset in the axial direction of the axis P 12 as shown in
Rotation plane of upper arm 13 and four-bar parallel link mechanism 1
By making the rotation plane of 9 different from each other, the rotation of the upper arm 13 does not interfere with the four-bar parallel link mechanism 19, and the so-called cantilever type wrist portion 18 at the tip of the upper arm 13 is provided. The tip 18a on the hand side and the axis of the lower arm 12 are located on the same plane as the turning center O of the turning base 11.

【0025】駆動モータ17は図3に示すようにハウジ
ング20を介してアッパーアーム13に固定されてお
り、その出力軸21は減速機構22の入力部に連結され
ている。これら駆動モータ17と減速機構22とでアッ
パーアーム13を回転させるためのアッパー側の駆動手
段を構成している。
The drive motor 17 is fixed to the upper arm 13 via a housing 20 as shown in FIG. 3, and its output shaft 21 is connected to the input portion of the speed reduction mechanism 22. The drive motor 17 and the speed reduction mechanism 22 constitute an upper drive means for rotating the upper arm 13.

【0026】減速機構22(市販商品名:ハーモニック
ドライブ)は、楕円状のカムの外周にボールベアリング
を配した入力部としてのジェネレータ23と、外周にス
プラインを形成した弾性変形可能なカップ状のリングギ
ヤ24と、内周にスプラインを形成したリングギヤ25
とから構成される。本実施例ではリングギヤ24が軸P
12に固定され、もう一方のリングギヤ25がハウジング
20に固定されており、リングギヤ25の歯数はリング
ギヤ24のそれよりも2枚多く設定されている。したが
って、ジェネレータ23が1回転したときに歯数差2枚
分だけリングギヤ25つまりアッパーアーム13が回転
することになる。
The deceleration mechanism 22 (commercial product name: harmonic drive) comprises a generator 23 as an input section in which a ball bearing is arranged on the outer circumference of an elliptical cam, and an elastically deformable cup-shaped ring gear in which a spline is formed on the outer circumference. 24 and a ring gear 25 with a spline formed on the inner circumference
Composed of and. In this embodiment, the ring gear 24 is the shaft P.
The ring gear 25 is fixed to 12 , and the other ring gear 25 is fixed to the housing 20, and the number of teeth of the ring gear 25 is set to be two more than that of the ring gear 24. Therefore, when the generator 23 makes one rotation, the ring gear 25, that is, the upper arm 13 rotates by the difference in the number of teeth of two.

【0027】尚、ハウジング20はアッパーアーム13
に、軸P12はアッパーリンク15にそれぞれ固定されて
おり、ハウジング20と軸P12の間、およびロアアーム
12と軸P12の間にはそれぞれにベアリング26,27
が介装されている。また、上記減速機構22の構造は、
先に述べた駆動モータ16側の減速機構についても同様
である。
The housing 20 has an upper arm 13
Further, the shaft P 12 is fixed to the upper link 15, and the bearings 26 and 27 are provided between the housing 20 and the shaft P 12 and between the lower arm 12 and the shaft P 12 , respectively.
Is interposed. The structure of the speed reduction mechanism 22 is as follows.
The same applies to the speed reduction mechanism on the side of the drive motor 16 described above.

【0028】以上のように構成された産業用ロボットに
あっては、駆動モータ16のはたらきによりロアアーム
12が図1の矢印A方向に回転する。この時、アッパー
リンク15は、軸P11と軸P13とを結ぶ線と平行な状態
つまり水平状態を常に維持する。
In the industrial robot configured as described above, the lower arm 12 rotates in the direction of arrow A in FIG. 1 by the action of the drive motor 16. At this time, the upper link 15 always maintains the state parallel to the line connecting the axes P 11 and P 13 , that is, the horizontal state.

【0029】また、アッパーアーム13は駆動モータ1
7のはたらきにより矢印B方向に回転する。詳しくは、
図3において駆動モータ17が起動すると、減速機構2
2のジェネレータ23を介してリングギヤ24が軸P12
とともに回転しようとする。ところが、リングギヤ24
が固定されている軸P12はアッパーリンク15とも固定
されているため、四節平行リンク機構19の拘束により
回転不能である。
The upper arm 13 is a drive motor 1
By the function of 7, it rotates in the direction of arrow B. For more information,
In FIG. 3, when the drive motor 17 is activated, the reduction mechanism 2
The ring gear 24 is connected to the shaft P 12 via the second generator 23.
Try to rotate with. However, the ring gear 24
Since the shaft P 12 to which is fixed is also fixed to the upper link 15, it cannot be rotated due to the restraint of the four-bar parallel link mechanism 19.

【0030】したがって、逆にその回転反力を受けて駆
動モータ17およびハウジング20を含むアッパーアー
ム13が図1の矢印B方向のいずれかに回転することに
なる。つまり、アッパーアーム13は四節平行リンク機
構19の動きを伴わずに単独で回転する。
Therefore, on the contrary, the upper arm 13 including the drive motor 17 and the housing 20 receives the rotational reaction force and rotates in either direction of arrow B in FIG. That is, the upper arm 13 rotates independently without the movement of the four-bar parallel link mechanism 19.

【0031】ここで、本実施例においては図4に示すよ
うに鉛直線Yとロアアーム12とのなす角度α1を反時
計回り方向(マイナス方向)に60度で時計回り方向
(プラス方向)45度の範囲とし、ロアアーム12とア
ッパーアーム13とのなす角度θを45〜315度の範
囲に設定している。その結果、リスト部18の中心点P
0での作動領域は斜線で示す領域Qとなる。したがっ
て、図7と比べ作動領域Qが特にロボットの後方側に著
しく拡大されることになる。
In this embodiment, as shown in FIG. 4, the angle α 1 formed by the vertical line Y and the lower arm 12 is 60 degrees in the counterclockwise direction (minus direction) and the clockwise direction (plus direction) 45. The angle θ between the lower arm 12 and the upper arm 13 is set in the range of 45 to 315 degrees. As a result, the center point P of the list section 18
The operating region at 0 is a shaded region Q. Therefore, as compared with FIG. 7, the operation area Q is remarkably expanded particularly on the rear side of the robot.

【0032】その上、ロアアーム12とアッパーアーム
13とを共に伸ばしきった時の最大の腕の長さを大きく
確保でき、旋回ベース11の旋回機能を併用した場合の
平面視での作動領域の拡大化も併せて図れる。
In addition, it is possible to secure a large maximum arm length when the lower arm 12 and the upper arm 13 are fully extended, and to enlarge the working area in plan view when the turning function of the turning base 11 is used together. It can also be achieved.

【0033】また、図4に示す作動領域Q内においてア
ッパーアーム13が旋回ベース11の真上を通過しなが
ら前方(図4に示す作動領域Qのうちの鉛直線Yよりも
左方)から後方(図4に示す作動領域Qのうち鉛直線Y
よりも右方)に大きく回転することができるため、図示
外のハンドが把持したワークを前方から後方に搬送する
場合にも従来のようにロボット全体を旋回ベース11ご
と旋回させる必要がなくなり、アッパーアーム13を旋
回ベース11の真上を通過させることによってハンドは
周辺機器と最も干渉しにくい軌跡をとることができるよ
うになって、ロボットと周辺機器との干渉回避のために
余分なスペースを必要としない。
In the operating area Q shown in FIG. 4, the upper arm 13 passes directly above the turning base 11 and from the front (to the left of the vertical line Y in the operating area Q shown in FIG. 4) to the rear. (A vertical line Y in the operating area Q shown in FIG. 4)
Since it can rotate more to the right) than when rotating a work gripped by a hand (not shown) from the front to the rear, it is not necessary to rotate the entire robot together with the rotation base 11, unlike the conventional case. By passing the arm 13 directly above the swivel base 11, the hand can take a trajectory that is least likely to interfere with peripheral devices, and extra space is required to avoid interference between the robot and peripheral devices. Not.

【0034】次に、従来の構造と本実施例の構造とを比
較したときに、アッパーアームの重量によりロアアーム
駆動用モータが負担すべきモーメントが変化するかどう
かについて検討してみる。
Next, when the conventional structure and the structure of this embodiment are compared, it will be examined whether or not the moment to be carried by the lower arm drive motor changes depending on the weight of the upper arm.

【0035】従来の構造を摸式的に示したのが図8であ
り、アッパーアーム3(図5参照)の重量により駆動モ
ータ6が負担すべきモーメントをMAとし、MA=FM×
Sとする。モーメントのつり合いにより下記のようにF
Mを求める。
FIG. 8 schematically shows the conventional structure. The moment the drive motor 6 should bear due to the weight of the upper arm 3 (see FIG. 5) is M A, and M A = F M ×
S. Depending on the balance of moments, F
Ask for M.

【0036】・重量Wによる回転を止めるためにはF1
の力が必要となる。
· To stop the rotation due to the weight W, F 1
The power of is needed.

【0037】 W×S1=F1×S21=W×S1/S2 ・F1を分解するとF1a,F1bとなる。When W × S 1 = F 1 × S 2 F 1 = W × S 1 / S 2 · F 1 is decomposed into F 1a and F 1b .

【0038】 F1a=F1cosθ1+F1sinθ1tan(θ1−θ2) F1b=F1sinθ・{1/cos(θ1−θ2)} ・支点P2にはWとF1とを支えるためにF2=W+F1
力が必要となる。これをF2aとF2bとに分解する。
F 1a = F 1 cos θ 1 + F 1 sin θ 1 tan (θ 1 −θ 2 ) F 1b = F 1 sin θ · {1 / cos (θ 1 −θ 2 )} ・ W and F at the fulcrum P 2 In order to support 1 and 1, a force of F 2 = W + F 1 is required. This is decomposed into F 2a and F 2b .

【0039】 F2a=F2cosθ12b=F2sinθ1 ・F1bをさらにF1baとF1bbとに分解する。F 2a = F 2 cos θ 1 F 2b = F 2 sin θ 1 · F 1b is further decomposed into F 1ba and F 1bb .

【0040】F1ba=F1bsin(θ1−θ2) F
1bb=F1bcos(θ1−θ2) ・ここでF2bとF1bbは逆方向の力であるためにその差
をFMとして求める。
F 1ba = F 1b sin (θ 1 −θ 2 ) F
1bb = F 1b cos (θ 1 −θ 2 ). Here, since F 2b and F 1bb are forces in opposite directions, the difference is obtained as F M.

【0041】 FM=F2b−F1bb =F2sinθ1−F1bcos(θ1−θ2) =(W×S1/S2+W)sinθ1−(W×S1/S2)・ cos(θ1−θ2)sinθ1・{1/cos(θ1−θ2)} =W・sinθ1 同様に本実施例構造についても図9をもとにFMを求め
る。
F M = F 2b −F 1bb = F 2 sin θ 1 −F 1b cos (θ 1 −θ 2 ) = (W × S 1 / S 2 + W) sin θ 1 − (W × S 1 / S 2 ). · cos (θ 1 -θ 2) sinθ 1 · {1 / cos (θ 1 -θ 2)} = W · sinθ 1 Likewise some embodiment structure seek F M on the basis of FIG.

【0042】・重量Wによる回転を止めるためにはF1
の力が必要となる。
F 1 to stop the rotation due to the weight W
The power of is needed.

【0043】W×S1cosθ2=F1・S21
W×(S1/S2)cosθ2 ・F1をF1aとF1bとに分解する。
W × S 1 cos θ 2 = F 1 · S 2 F 1 =
W × (S 1 / S 2 ) cos θ 2 · F 1 is decomposed into F 1a and F 1b .

【0044】F1a=F1・(1/cosθ1) F1b
=F1tanθ1 ・支点P12にはWとF1とを支えるためにF2=W+F1
の力が必要となり、これをF2aとF2bとに分解する。
F 1a = F 1 · (1 / cos θ 1 ) F 1b
= F 1 tan θ 1・ F 2 = W + F 1 to support W and F 1 at the fulcrum P 12.
Force is required to decompose this into F 2a and F 2b .

【0045】 F2a=F2cosθ12b=F2sinθ1 ・F1bをさらにF1baとF1bbとに分解する。F 2a = F 2 cos θ 1 F 2b = F 2 sin θ 1 · F 1b is further decomposed into F 1ba and F 1bb .

【0046】 F1ba=F1bsinθ11bb=F1bcosθ1 ・F2bとF1bbとの差をFMとして求める。The difference between F 1ba = F 1b sin θ 1 F 1bb = F 1b cos θ 1 · F 2b and F 1bb is obtained as F M.

【0047】 FM=F2b−F1bb ={W+W×(S1/S2)・cosθ2}sinθ1− W×(S1/S2)cosθ2・tanθ1・cosθ1 =W・sinθ1+(W×S1/S2)・ cosθ2(sinθ1−sinθ1) =W・sinθ1 以上のように、アッパーアームの重量によって支点
1,P11に発生するモーメントは、W,S1,S2等の
条件が同一であれば双方ともに同一となる。
F M = F 2b −F 1bb = {W + W × (S 1 / S 2 ) · cos θ 2 } sin θ 1 −W × (S 1 / S 2 ) cos θ 2 · tan θ 1 · cos θ 1 = W · sin θ 1 + (W × S 1 / S 2) · cosθ 2 (sinθ 1 -sinθ 1) = W · sinθ 1 above, the moment generated fulcrum P 1, P 11 by the weight of the upper arm, W, If the conditions such as S 1 and S 2 are the same, both are the same.

【0048】したがって、上記実施例の場合にも、駆動
モータ16が負担するトルクが小さくて済むという従来
の平行リンク機構タイプのロボットがもつ利点はそのま
ま活かされることになる。
Therefore, also in the case of the above embodiment, the advantage of the conventional parallel link mechanism type robot that the torque that the drive motor 16 bears is small can be utilized as it is.

【0049】また、本実施例によれば、図2から明らか
なように二つのモータ16,17を片側にそろえて配置
することができるので全幅が小さくなる。さらに、同図
に示すようにいわゆる片持ちタイプのリスト部18を採
用しているが、旋回ベース11の旋回中心Oからリスト
部18のハンド側先端18aまでのオフセット量が零に
してある。
Further, according to this embodiment, as is apparent from FIG. 2, the two motors 16 and 17 can be arranged so as to be aligned on one side, so that the overall width becomes small. Further, as shown in the figure, a so-called cantilever type wrist portion 18 is adopted, but the offset amount from the swing center O of the swing base 11 to the hand side tip 18a of the wrist portion 18 is zero.

【0050】ここで、本実施例では、ロアアーム12と
アッパーリンク15とを連結している軸と共通する軸P
12を介してアッパーアーム13をアッパーリンク15に
回転可能に連結している。これにより、旋回ベース11
が旋回してアッパーアーム13が捩り回されるとロアア
ーム12に捩りモーメントが作用するが、ロアアーム1
2は駆動モータ16の駆動力を四節平行リンク機構19
に伝えるため高剛性に製作されているので、特別な補強
をすることなく、前記捩りモーメントに耐えるのに適し
た構造となっている。ただし、これに代えて前記アッパ
ーリンク15とロアリンク14とを連結している軸と共
通する軸P14を介してアッパーアーム13をアッパーリ
ンク15に連結するようにしてもよい。
Here, in this embodiment, the axis P which is common to the axis connecting the lower arm 12 and the upper link 15
The upper arm 13 is rotatably connected to the upper link 15 via 12 . As a result, the turning base 11
When the upper arm 13 is twisted and rotated by a turning moment, a torsion moment acts on the lower arm 12.
2 is a four-bar parallel link mechanism 19 for driving the drive motor 16.
Since it is manufactured with high rigidity in order to transmit to, the structure is suitable for withstanding the above-mentioned torsion moment without special reinforcement. However, instead of this, the upper arm 13 may be connected to the upper link 15 via a shaft P 14 that is common to the shaft that connects the upper link 15 and the lower link 14.

【0051】このように、アッパーリンク15の両端の
軸P12,P14のうちのいずれか一方とアッパーアーム1
3の回転中心とを一致させることにより、軸P12または
軸P14と同一軸線上にアッパーアーム13を駆動させる
ための駆動モータ17を設けることができるから、例え
ばアッパーリンク15のうち軸P12,P14以外の部分に
別個にアッパーアーム13の回転中心を設定した場合の
ように部品点数の増加や構造の複雑化を招くことがな
く、駆動モータ17として大容量のモータを採用するこ
とができるようになって構造のコンパクト化を図りなが
ら可搬重量を大きくすることができる。
As described above, either one of the shafts P 12 and P 14 at both ends of the upper link 15 and the upper arm 1 are connected.
By making the rotation centers of 3 coincide with each other, a drive motor 17 for driving the upper arm 13 can be provided on the same axis as the axis P 12 or the axis P 14 , so that, for example, the axis P 12 of the upper link 15 can be provided. , P 14 does not lead to an increase in the number of parts and a complicated structure as in the case where the rotation center of the upper arm 13 is separately set, and a large-capacity motor can be adopted as the drive motor 17. As a result, the load capacity can be increased while the structure is made compact.

【0052】言い換えれば、例えばアッパーリンク15
のうち軸P12,P14以外の部分に別個にアッパーアーム
13の回転中心を設定すると、その回転中心と同一軸線
上に駆動モータ17を配置することになって、必要とす
る軸および軸受の数が増加するとともに、アッパーリン
ク15の長さを大きくして前記駆動モータ17の設置ス
ペースを確保する必要があるが、上記実施例の場合には
そのような不具合を伴わないで済むことになる。
In other words, for example, the upper link 15
If the rotation center of the upper arm 13 is separately set in a part other than the shafts P 12 and P 14 of the above, the drive motor 17 is arranged on the same axis as the rotation center, and the required shaft and bearing As the number increases, it is necessary to increase the length of the upper link 15 to secure the installation space for the drive motor 17, but in the case of the above-described embodiment, such a problem does not occur. .

【0053】そのうえ、本実施例によれば、リスト部1
8のハンド側先端18aと旋回ベース11の旋回中心O
とがアッパーアーム13の回転平面と平行な同一の平面
上に位置していてそのオフセット量が零となるように設
定されているため、ロボットの座標変換式が簡素化され
るのに伴い、経路制御に際してその経路精度が向上し、
ロボットが狙い通りに極めて正確な作業を行うことがで
きるという作用効果を奏する。以下、その点について詳
しく説明する。
Moreover, according to the present embodiment, the list unit 1
No. 8 hand side tip 18a and the turning center O of the turning base 11
Are located on the same plane parallel to the plane of rotation of the upper arm 13 and the offset amount is set to zero, so that the coordinate conversion formula of the robot is simplified, The route accuracy is improved during control,
This has the effect that the robot can perform extremely accurate work as intended. Hereinafter, that point will be described in detail.

【0054】即ち、経路制御とはロボットをある点から
ある点まで移動させるにあたって、その経路を目標通り
にするために行う制御であり、目標とする経路と実際の
経路の差が小さいほど経路精度が高いことになる。
That is, the route control is a control performed to move the robot from a certain point to a certain point so that the route becomes a target. The smaller the difference between the target route and the actual route is, the more the route accuracy becomes. Will be high.

【0055】日本機械学会編「メカトロニクス」シリー
ズIV基礎編(3)産業用ロボットとその応用:84年1
2月5日 技報堂出版株式会社発行のP89、P90の
4.5.3座標変換の項に記載されているように、一般
的に、ロボットを制御する際に位置,角度を求めるとき
にはロボット固有の座標変換式による演算が用いられ、
この座標変換式から導かれる方程式に基づいて、ロボッ
トの各動作軸(アーム)の角度からリスト部の位置を算
出する方法や、逆にリスト部の位置から各動作軸の角度
を算出する方法が採られている。
"Mechatronics" series edited by the Japan Society of Mechanical Engineers, IV, Basic edition (3) Industrial robots and their applications: 1984 1
February 5, As described in P.89, P.90, 4.5.3 Coordinate transformations issued by Gihodo Publishing Co., Ltd., generally, when determining the position and angle when controlling the robot, the robot specific Calculation by coordinate conversion formula is used,
Based on the equation derived from this coordinate conversion formula, there is a method of calculating the position of the wrist unit from the angle of each motion axis (arm) of the robot, or conversely a method of calculating the angle of each motion axis from the position of the wrist unit. Has been taken.

【0056】そして、前者の方法では方程式における各
動作軸の角度θが与えられることでリスト部の位置x,
y,zが算出され、後者の方法では方程式におけるリス
ト部の位置x,y,zが与えられることで各動作軸の角
度θを算出するようになっている。
In the former method, the angle x of each motion axis in the equation is given, so that the position x,
y and z are calculated, and in the latter method, the angle θ of each operation axis is calculated by giving the positions x, y and z of the list part in the equation.

【0057】そして、これら方程式は、加減乗除、種々
の三角関数、平方根等の演算要素から構成され、ロボッ
ト制御装置はこれら個々の演算要素について順次演算し
て上記の算出を行う。従って、算出に必要な演算時間は
方程式の中の演算要素の数が少ないほど短いことにな
り、いわんや方程式の演算の数に影響を及ぼす座標変換
式の中の定数の数は少ないほど演算時間が短い。
These equations are composed of arithmetic elements such as addition, subtraction, multiplication and division, various trigonometric functions, square roots, etc., and the robot controller sequentially performs arithmetic operations on these individual arithmetic elements to perform the above calculation. Therefore, the smaller the number of calculation elements in the equation, the shorter the calculation time required for the calculation. In other words, the smaller the number of constants in the coordinate conversion formula that affects the number of calculations in the equation, the smaller the calculation time. short.

【0058】ここで、この実施例では、リスト部18の
ハンド側先端18aと旋回ベース11の旋回中心Oとが
アッパーアーム13の回転平面と平行な同一の平面上に
位置していてそのオフセット量が零となるように設定さ
れているため、座標変換式の中の定数の数が少なく、結
果的に演算時間が短くなる。
Here, in this embodiment, the hand side tip 18a of the wrist portion 18 and the turning center O of the turning base 11 are located on the same plane parallel to the plane of rotation of the upper arm 13 and the offset amount thereof. Is set to zero, the number of constants in the coordinate conversion formula is small, resulting in a short calculation time.

【0059】また、日本機械学会編「メカトロニクス」
シリーズIV基礎編(3)産業用ロボットとその応用:8
4年12月5日 技報堂出版株式会社発行のP85〜P
91の4.5 プレイバックロボットの項に記載されて
いるように、ロボットの経路制御に際しては、予め定め
られた2点間の経路を生成する目的で補間演算が行われ
ることが知られている。この補間演算は、2点間の経路
をいくつかに分割した直線(直線補間)もしくは円弧
(円弧補間)等で繋いで生成し、目標とする経路に近似
させる手法であり、この分割の数が多いほど目標とする
経路と実際の経路の差が小さく経路精度が高いことにな
る。
[Mechatronics] edited by Japan Society of Mechanical Engineers
Series IV Basics (3) Industrial robots and their applications: 8
December 5, 4 P85-P published by Gihodo Publishing Co., Ltd.
As described in 4.5 Playback Robot in 91, it is known that interpolation control is performed for the purpose of generating a predetermined path between two points when controlling the path of the robot. . This interpolation calculation is a method in which a route between two points is connected by a straight line (straight line interpolation) or a circular arc (circular interpolation) that is divided into several parts, and is generated to approximate the target route. The greater the number, the smaller the difference between the target route and the actual route, and the higher the route accuracy.

【0060】そして、この補間演算には前述したロボッ
ト固有の座標変換式が用いられ、分割する位置の演算は
この座標変換式から導かれる方程式により行われる。
The above-mentioned coordinate conversion equation peculiar to the robot is used for this interpolation calculation, and the calculation of the dividing position is performed by the equation derived from this coordinate conversion formula.

【0061】ここで、経路精度とロボットの動作速度と
の関係について説明する。
Here, the relationship between the path accuracy and the operating speed of the robot will be described.

【0062】まずロボットをある点からある点まで移動
させる時の移動時間は動作速度によって決まる。仮に、
動作速度を低くすれば移動時間が長くなり、逆に動作速
度を高くすれば移動時間が短くなる。前者の場合、移動
時間内に方程式を演算できる回数は多く、逆に後者の場
合、移動時間内に方程式を演算できる回数は少ない。
First, the movement time when the robot is moved from a certain point to a certain point is determined by the operation speed. what if,
The lower the operating speed, the longer the moving time, and the higher the operating speed, the shorter the moving time. In the former case, the number of times the equation can be calculated within the traveling time is large, and conversely, in the latter case, the number of times the equation can be calculated within the traveling time is small.

【0063】ところで、先に分割の数が多いほど経路精
度が高いことを説明したが、このように動作速度を低く
すれば、方程式を演算できる回数が多く、分割の数が多
くなり結果として経路精度が高くなる。
By the way, it has been explained that the greater the number of divisions, the higher the route accuracy. However, if the operation speed is lowered as described above, the equation can be calculated many times, and the number of divisions increases, resulting in a route. Higher accuracy.

【0064】しかしながら、動作速度は作業内容に応じ
た最適の値で設定されるため、動作速度により経路精度
が一義的に決まってしまう。
However, since the operation speed is set to the optimum value according to the work content, the path accuracy is uniquely determined by the operation speed.

【0065】ところが、先にリスト部18のハンド側先
端と旋回ベース11の旋回中心Oとがアッパーアーム1
3の回転平面と平行な同一の平面上に位置していてその
オフセット量が零となるように設定されていると、座標
変換式の中の定数の数が少なく、演算時間が短くなるこ
とを説明したとおり、当然演算時間が短くできれば同一
の移動時間内に方程式を演算できる回数を多くすること
ができ、分割の数が多くなって経路精度も向上すること
ができる。
However, first, the tip of the wrist portion 18 on the hand side and the turning center O of the turning base 11 are located at the upper arm 1.
If it is located on the same plane parallel to the rotation plane of 3 and the offset amount is set to zero, the number of constants in the coordinate conversion formula is small and the calculation time is shortened. As described above, if the calculation time can be shortened, the number of times the equation can be calculated within the same movement time can be increased, the number of divisions can be increased, and the route accuracy can be improved.

【0066】かかる構造の本実施例のロボットによる
と、演算時間が短くなるため、同一の動作速度の条件下
において経路制御における分割の数を増やすことがで
き、経路精度を高めることができる。
According to the robot of this embodiment having such a structure, since the calculation time is shortened, the number of divisions in the route control can be increased under the condition of the same operation speed, and the route accuracy can be improved.

【0067】従って、本実施例のロボットによれば、同
一の動作速度の条件下において目標通りの経路に極めて
近い経路で作業を行うことができ、ロボットが狙い通り
に極めて正確な作業を行うことができるものである。
Therefore, according to the robot of the present embodiment, it is possible to perform a work on a route extremely close to the target route under the condition of the same operation speed, and the robot can perform a very accurate work as intended. Is something that can be done.

【0068】[0068]

【発明の効果】本発明によれば、ベース上に設けられた
固定リンクと、この固定リンクの一端側に回転可能に連
結されたロアアームと、このロアアームの上端部にその
一端部が回転可能に連結されたアッパーリンクと、前記
固定リンクの他端部とアッパーリンクの他端部とを相互
に連結するロアリンクとで四節平行リンク機構を構成
し、前記ロアアームとアッパーリンクとを連結している
軸もしくは前記アッパーリンクとロアリンクとを連結し
ている軸と共通する単一の軸を介して、アッパーアーム
をアッパーリンクに回転可能に連結するとともに、前記
ロアアームを回転させるロア側の駆動手段と、前記アッ
パーアームを回転させるアッパー側の駆動手段とをそれ
ぞれ個別に設けた構造としたものである。
According to the present invention, the fixed link provided on the base, the lower arm rotatably connected to one end of the fixed link, and the one end of the lower arm rotatably connected to the upper end of the lower arm. A four-bar parallel link mechanism is formed by the connected upper link and the lower link that connects the other end of the fixed link and the other end of the upper link to each other, and connects the lower arm and the upper link. Drive means on the lower side for rotatably connecting the upper arm to the upper link and rotating the lower arm via a single shaft common to the connecting shaft or the shaft connecting the upper link and the lower link. And a drive means on the upper side for rotating the upper arm, respectively.

【0069】したがって、四節平行リンク機構とアッパ
ーアームとは互いに異なった回転平面を有していて、ア
ッパーアームが回転しても四節平行リンク機構を構成し
ているロアアームやロアリンク等と干渉しないため、ロ
アアーム用駆動モータの負荷トルクおよび形状を小さく
できるとする従来の四節平行リンク機構タイプのロボッ
トのもつ利点をそのまま活かすことができることはもち
ろんのこと、四節平行リンク機構がアッパーアームの回
転自由度に与える制限がきわめて少ないためにアッパー
アームの回転自由度が飛躍的に大きくなり、従来のもの
と比べて特にロボットの後方側に作動領域を拡大してロ
ボット全体の作動領域を著しく大きく確保することがで
きる。
Therefore, the four-bar parallel link mechanism and the upper arm have different planes of rotation, and even if the upper arm rotates, the four-bar parallel link mechanism interferes with the lower arm, the lower link, etc. that form the four-bar parallel link mechanism. Therefore, the advantage of the conventional four-bar parallel link type robot that can reduce the load torque and shape of the lower arm drive motor can be utilized as it is. Since there are very few restrictions on the rotational degree of freedom, the rotational degree of freedom of the upper arm dramatically increases, and the operating area of the entire robot is significantly enlarged by expanding the operating area especially to the rear side of the robot compared to the conventional one. Can be secured.

【0070】また、アッパーアームが旋回ベースの真上
を通過しながら前方から上方,後方に大きく回転するこ
とができるため、例えばハンドが把持したワークを前方
側から後方側に搬送する場合にも従来のようにロボット
全体を旋回ベースごと旋回させる必要がなくなり、アッ
パーアームを旋回ベースの真上を通過させることによっ
て周辺設備と最も干渉しにくい軌跡をとることができる
ようになって、ロボットと周辺設備との干渉を回避する
ために余分なスペースを必要とせず、スペース効率が著
しく向上する。したがって、特に複数台のロボットを並
設してロボット作業ラインを編成する場合にそのライン
編成の上でのスペース的な制約が大幅に緩和される。
Further, since the upper arm can rotate largely from the front side to the upper side and the rear side while passing right above the swivel base, for example, when the work gripped by the hand is conveyed from the front side to the rear side, it is conventionally required. It is no longer necessary to rotate the entire robot with the swivel base as in the above example. By passing the upper arm directly above the swivel base, it becomes possible to take a trajectory that is the least likely to interfere with peripheral equipment. No extra space is needed to avoid interference with the, and space efficiency is significantly improved. Therefore, particularly when a plurality of robots are arranged side by side to form a robot work line, the space constraint on the line formation is greatly alleviated.

【0071】さらに、リスト部(手首)駆動用のアクチ
ュエータ等を例えばそのリスト部と反対側のアッパーア
ームの端部に設けた上で、アッパーアーム内に配置され
る伝達部材を介してリスト部を動かすことも可能である
ことから、可搬重量に占めるリスト部駆動用アクチュエ
ータ等の重量が少なくなって正味可搬重量についても大
きく確保できるようになって、上記の作動領域の拡大化
とも相俟ってロボットの基本性能の向上に大きく貢献で
きる効果がある。
Further, an actuator or the like for driving the wrist portion (wrist) is provided, for example, at the end portion of the upper arm on the side opposite to the wrist portion, and then the wrist portion is connected via a transmission member arranged in the upper arm. Since it can also be moved, the weight of the wrist drive actuator, etc., occupies a small part of the load capacity, and a large net load capacity can be secured, which contributes to the expansion of the above operating range. Therefore, there is an effect that it can greatly contribute to the improvement of the basic performance of the robot.

【0072】また、ロアアームとアッパーリンクとを連
結している軸と共通する軸、もしくはアッパーリンクと
ロアリンクとを連結している軸と共通する単一の軸を介
して、アッパーアームをアッパーリンクに回転可能に連
結して、アッパーリンクの両端の軸のうちのいずれか一
方とアッパーアームの回転中心とを一致させているの
で、その単一の軸と同一軸線上にアッパーアームを駆動
させるためのアッパー側の駆動手段を設けることができ
るから、例えばアッパーリンクのうち両端の軸以外の部
分に別個にアッパーアームの回転中心を設定した場合の
ように部品点数の増加や構造の複雑化を招くことがな
く、アッパー側の駆動手段として大容量のモータを採用
することができるようになって構造のコンパクト化を図
りながら可搬重量を大きくすることができる。
The upper arm is connected to the upper link via a shaft common to the shaft connecting the lower arm and the upper link, or a single shaft common to the shaft connecting the upper link and the lower link. Since it is rotatably connected to one of the shafts at both ends of the upper link and the center of rotation of the upper arm, the upper arm is driven on the same axis as the single shaft. Since driving means on the upper side can be provided, the number of parts increases and the structure becomes complicated, for example, when the center of rotation of the upper arm is separately set in a portion other than the shafts at both ends of the upper link. It is possible to use a large-capacity motor as the driving means on the upper side without increasing the weight, while achieving a compact structure and a large load capacity. Can Kusuru.

【0073】さらに、アッパーリンクの両端の軸のうち
のいずれか一方とアッパーアームの回転中心とを一致さ
せることにより、アッパーリンクの両端の軸のどちらか
と同一軸線上にアッパーアームを駆動させるための駆動
モータを設けることができるから、例えばアッパーリン
クのうち軸以外の部分に別個にアッパーアームの回転中
心を設定した場合のように部品点数の増加や構造の複雑
化を招くことがなく、駆動モータとして大容量のモータ
を採用することができるようになって構造のコンパクト
化を図りながら可搬重量を大きくすることができる。
Further, by aligning one of the shafts at both ends of the upper link with the center of rotation of the upper arm, the upper arm is driven on the same axis as either of the shafts at both ends of the upper link. Since a drive motor can be provided, there is no increase in the number of parts or complication of the structure as in the case where the center of rotation of the upper arm is separately set in a portion other than the shaft of the upper link, and the drive motor is not generated. As a result, a large-capacity motor can be adopted, and the transportable weight can be increased while making the structure compact.

【0074】言い換えれば、例えばアッパーリンクのう
ちいずれかの軸以外の部分に別個にアッパーアームの回
転中心を設定すると、その回転中心と同一軸線上に駆動
モータを配置することになって、必要とする軸および軸
受の数が増加するとともに、アッパーリンクの長さを大
きくして前記駆動モータの設置スペースを確保する必要
があるが、上記実施例の場合にはそのような不具合を伴
わないで済むことになる。
In other words, for example, if the center of rotation of the upper arm is set separately in a portion of the upper link other than one of the axes, the drive motor is arranged on the same axis as the center of rotation, which is necessary. It is necessary to increase the length of the upper link and secure the installation space for the drive motor as the number of shafts and bearings to be increased increases. However, in the case of the above-mentioned embodiment, such a problem does not occur. It will be.

【0075】加えて、上記のようにアッパーリンクの両
端の軸のうちのいずれか一方とアッパーアームの回転中
心とを一致させることにより、ロアアームとアッパーア
ームとを共に伸ばしきった時の最大の腕の長さを大きく
確保でき、作動領域のさらなる拡大化も併せて図れると
いう利点がある。
In addition, by aligning one of the shafts at both ends of the upper link with the center of rotation of the upper arm as described above, the maximum arm when both the lower arm and the upper arm are fully extended. Has a merit that it is possible to secure a large length and to further expand the operating region.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例を示す正面図。FIG. 1 is a front view showing an embodiment of the present invention.

【図2】図1の右側面図。FIG. 2 is a right side view of FIG.

【図3】図1のIII−III線に沿う断面図。FIG. 3 is a sectional view taken along the line III-III in FIG.

【図4】図1に示すロボットの作動領域を示す説明図。FIG. 4 is an explanatory view showing an operation area of the robot shown in FIG.

【図5】従来の関節型産業用ロボットの正面図。FIG. 5 is a front view of a conventional articulated industrial robot.

【図6】図11の右側面図。FIG. 6 is a right side view of FIG. 11.

【図7】図11に示すロボットの作動領域を示す説明
図。
FIG. 7 is an explanatory view showing an operation area of the robot shown in FIG. 11.

【図8】図11に示すロボットのアームモーメントの説
明図。
8 is an explanatory diagram of arm moment of the robot shown in FIG.

【図9】図1に示すロボットのアームモーメントの説明
図。
9 is an explanatory diagram of arm moment of the robot shown in FIG. 1. FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11…旋回ベース 11a…固定リンクとしてのブラケット 12…ロアアーム 13…アッパーアーム 14…ロアリンク 15…アッパーリンク 16,17…駆動モータ 18…リスト部 19…四節平行リンク機構 22…減速機構 O…旋回中心 P11,P12,P13,P14…軸。11 ... Revolving base 11a ... Bracket as fixed link 12 ... Lower arm 13 ... Upper arm 14 ... Lower link 15 ... Upper link 16, 17 ... Drive motor 18 ... Wrist part 19 ... Four-section parallel link mechanism 22 ... Reduction mechanism O ... Revolving Centers P 11 , P 12 , P 13 , P 14 ... Axis.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ベース(11)上に設けられた固定リン
ク(11a)と、この固定リンク(11a)の一端側に
回転可能に連結されたロアアーム(12)と、このロア
アーム(12)の上端部にその一端部が回転可能に連結
されたアッパーリンク(15)と、前記固定リンク(1
1a)の他端部とアッパーリンク(15)の他端部とを
相互に連結するロアリンク(14)とで四節平行リンク
機構(19)を構成し、 前記ロアアーム(12)とアッパーリンク(15)とを
連結している軸もしくは前記アッパーリンク(15)と
ロアリンク(14)とを連結している軸と共通する単一
の軸(P12もしくはP14)を介して、アッパーアーム
(13)をアッパーリンク(15)に回転可能に連結す
るとともに、 前記ロアアーム(12)を回転させるロア側の駆動手段
(16)と、前記アッパーアーム(13)を回転させる
アッパー側の駆動手段(17)とをそれぞれ個別に設け
たことを特徴とする関節型産業用ロボット。
1. A fixed link (11a) provided on a base (11), a lower arm (12) rotatably connected to one end side of the fixed link (11a), and an upper end of the lower arm (12). An upper link (15) whose one end is rotatably connected to the part, and the fixed link (1).
1a) and the lower link (14) connecting the other end of the upper link (15) to each other constitute a four-bar parallel link mechanism (19), and the lower arm (12) and the upper link (14). 15) via a single shaft (P 12 or P 14 ) which is common to the shaft connecting the upper arm (15) and the lower link (14). 13) is rotatably connected to the upper link (15), and lower side driving means (16) for rotating the lower arm (12) and upper side driving means (17) for rotating the upper arm (13). ) And an articulated industrial robot characterized by being respectively provided.
【請求項2】 前記ロアアーム(12)とアッパーリン
ク(15)とを連結している軸と共通する単一の軸(P
12)を介して前記アッパーアーム(13)をアッパーリ
ンク(15)に回転可能に連結したことを特徴とする特
許請求の範囲第1項記載の関節型産業用ロボット。
2. A single shaft (P) common to the shaft connecting the lower arm (12) and the upper link (15).
The articulated industrial robot according to claim 1, characterized in that the upper arm (13) is rotatably connected to the upper link (15) via the ( 12 ).
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JPH0829512B2 true JPH0829512B2 (en) 1996-03-27

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JPS6044281A (en) * 1983-08-22 1985-03-09 株式会社ダイフク Hydraulically controlled robot

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