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JP2010151269A - Rotating and driving device, articulation structure of robot and robot arm - Google Patents

Rotating and driving device, articulation structure of robot and robot arm Download PDF

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JP2010151269A
JP2010151269A JP2008331891A JP2008331891A JP2010151269A JP 2010151269 A JP2010151269 A JP 2010151269A JP 2008331891 A JP2008331891 A JP 2008331891A JP 2008331891 A JP2008331891 A JP 2008331891A JP 2010151269 A JP2010151269 A JP 2010151269A
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JP
Japan
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carrier
gear
main shaft
drive device
robot
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2008331891A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazuhiro Yamamoto
一博 山本
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THK Co Ltd
Original Assignee
THK Co Ltd
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rotating and driving device and an articulation structure of a robot using the rotating and driving device which can remove and alleviate a backlash, improve assembling characteristics and prevent the vibration of an output shaft. <P>SOLUTION: The rotating and driving device having a strange planetary gear includes: a first carrier 52 provided so as to be rotatable about a hollow main shaft; a second carrier 53 for supporting the planetary gear 5 so as to be rotatable; a connecting part 54 for connecting the first carrier 52 to the second carrier 53 and guiding the second carrier 53 to the first carrier 52 so as to be freely movable in the direction intersecting orthogonally to the main shaft; and a biasing part 55 for biasing the second carrier 53 to the direction intersecting orthogonally to the main shaft. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、回転駆動装置、この回転駆動装置によって構成されるロボットの関節構造及びロボットアームに関するものである。   The present invention relates to a rotary drive device, a joint structure of a robot constituted by the rotary drive device, and a robot arm.

回転駆動装置としては、例えば特許文献1に開示されているように、所謂不思議遊星歯車を利用した減速機と太陽歯車を回転駆動させる駆動モータとを備えて構成されたものが提案されている。
不思議遊星歯車は、太陽歯車と、上記太陽歯車と噛み合うとともにこの太陽歯車の主軸を中心として公転する遊星歯車と、この遊星歯車の外方に噛み合うとともに上記太陽歯車と同軸上に固定配置された固定内歯歯車と、この固定内歯歯車と歯数が異なり上記遊星歯車に噛み合うとともに上記太陽歯車と同軸上に回転自在に配置された可動内歯歯車とを有しており、この可動内歯歯車には、上記主軸と同軸で回転駆動される出力軸が設けられる。
As a rotational drive device, as disclosed in Patent Document 1, for example, a device including a reduction gear using a so-called wonder planetary gear and a drive motor that rotationally drives a sun gear has been proposed.
The mysterious planetary gear is a sun gear, a planetary gear that meshes with the sun gear and revolves around the main axis of the sun gear, and a stationary gear that meshes with the outside of the planetary gear and is coaxially fixed with the sun gear. An internal gear and a movable internal gear having a different number of teeth from that of the fixed internal gear and meshing with the planetary gear and rotatably disposed coaxially with the sun gear. Is provided with an output shaft that is driven to rotate coaxially with the main shaft.

太陽歯車が回転すると、遊星歯車は自転しつつこの太陽歯車の主軸周りに公転する。ここで、遊星歯車と夫々噛み合う固定内歯歯車と可動内歯歯車とは歯数が異なるように構成されているので、遊星歯車の自転及び公転によって固定内歯歯車と可動内歯歯車との回転方向の相対位置がずらされていき、可動内歯歯車が上記主軸周りに回転するようになっている。このように構成される不思議遊星歯車を用いた減速機を駆動モータで駆動させ、可動内歯歯車の出力軸若しくは該出力軸に連結される部材を回転駆動させる。   When the sun gear rotates, the planetary gear rotates around the main axis of the sun gear while rotating. Here, since the fixed internal gear and the movable internal gear that mesh with the planetary gears are configured to have different numbers of teeth, the rotation of the fixed internal gear and the movable internal gear is caused by the rotation and revolution of the planetary gear. The relative position in the direction is shifted, and the movable internal gear rotates around the main shaft. The speed reducer using the mysterious planetary gear configured as described above is driven by a drive motor, and the output shaft of the movable internal gear or a member connected to the output shaft is driven to rotate.

このような不思議遊星歯車を用いた回転駆動装置では、遊星歯車と、太陽歯車あるいは可動内歯歯車及び固定内歯歯車との間には予めバックラッシが設定されており、このバックラッシにより各歯車同士が円滑に駆動する。
特開2000−274495号公報
In such a rotational drive device using a planetary gear, a backlash is set in advance between the planetary gear and the sun gear or the movable internal gear and the fixed internal gear. Drive smoothly.
JP 2000-274495 A

ところで、従来から太陽歯車と可動内歯歯車及び固定内歯歯車との間において遊星歯車を高精度で位置決めすることが難しいという課題が存在する。これは、各歯車間の噛み合い不良による装置の停止・破損を防止すべく、バックラッシは予め若干大きめに設定されることに起因する。このため、従来では、遊星歯車と各歯車との間のバックラッシが大きく、仕様値を満足しなかった。例えば、大きめに設定されるバックラッシにより出力軸が上記主軸の回転方向にふら付き、位置精度が低下する虞があった。   By the way, conventionally, there is a problem that it is difficult to position the planetary gear with high accuracy between the sun gear, the movable internal gear, and the fixed internal gear. This is due to the fact that the backlash is set slightly larger in advance in order to prevent the apparatus from being stopped or damaged due to poor meshing between the gears. For this reason, conventionally, the backlash between the planetary gear and each gear is large, and the specification value is not satisfied. For example, there is a possibility that the output accuracy may fluctuate in the rotation direction of the main shaft due to the backlash that is set to be large, and the positional accuracy may be reduced.

他方、このような出力軸の回転方向のふら付きを防止するために、各歯車の噛み合い部分の歯形の加工精度を向上させ、バックラッシュを低減する方法が考えられるが、そのための精密加工に要する費用は非常に高価となり、また加工に時間がかかる。よって生産性が悪く、大幅なコストアップとなる。
また、それぞれの遊星歯車の位置(中心距離)は、各構成部品の加工精度に大きく依存するため、加工精度が悪いと組立が困難となる。さらに、組立性が悪いと、例えば、遊星歯車が軸方向に移動して、可動内歯歯車や固定内歯歯車と歯端部同士の接触が起こり、摩擦によるトルク損失が生じて伝達効率が低下する。
On the other hand, in order to prevent such wobbling in the rotational direction of the output shaft, a method of improving the processing accuracy of the tooth profile of the meshing portion of each gear and reducing backlash can be considered, but this requires precision processing. Cost is very expensive and processing takes time. Therefore, productivity is poor and the cost is greatly increased.
In addition, the position (center distance) of each planetary gear greatly depends on the machining accuracy of each component, and assembling becomes difficult if the machining accuracy is poor. Furthermore, if the assemblability is poor, for example, the planetary gear moves in the axial direction, the contact between the movable internal gear or the fixed internal gear and the tooth ends occurs, torque loss due to friction occurs, and transmission efficiency decreases. To do.

本発明は、上述のような事情を鑑みてなされたもので、バックラッシを除去、低減するとともに組立性の向上を図り、さらに出力軸のふら付きを防止できる回転駆動装置と、この回転駆動装置を用いたロボットの関節構造及びこのロボットの関節構造を備えたロボットアームを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the circumstances as described above. A rotary drive device capable of removing and reducing backlash, improving assemblability, and preventing wobbling of the output shaft, and the rotary drive device. It is an object of the present invention to provide a joint structure of a robot used and a robot arm provided with the joint structure of the robot.

上記目的を達成するために、本発明は、主軸周りに回転自在に設けられる太陽歯車と、上記太陽歯車に噛み合うとともに上記主軸周りに公転自在な遊星歯車と、上記太陽歯車と同軸上に固定配置されるとともに上記遊星歯車に噛み合う固定内歯歯車と、上記固定内歯歯車とは異なる歯数を有して上記太陽歯車と同軸上に回転自在に配置されるとともに上記遊星歯車に噛み合う可動内歯歯車とを備える回転駆動装置であって、上記主軸周りに回転自在に設けられる第1キャリアと、上記遊星歯車を回転自在に支持する第2キャリアと、上記第1キャリアと上記第2キャリアとを互いに連結するとともに上記第1キャリアに対して上記第2キャリアを上記主軸と直交する方向に移動自在に案内する連結部と、上記第2キャリアを上記主軸と直交する方向に付勢する付勢部とを有するという構成を採用する。
このような構成を採用することによって、本発明では、遊星歯車を支持する第2キャリアが主軸と直交する方向に付勢され、遊星歯車が太陽歯車あるいは可動内歯歯車及び固定内歯歯車に常時押接された状態とされる。したがって、各歯車間のバックラッシが適切に除去・低減され、出力軸が主軸の回転方向にふら付くことが防止される。
In order to achieve the above object, the present invention provides a sun gear rotatably provided around a main shaft, a planetary gear meshing with the sun gear and revolving around the main shaft, and a coaxially fixed arrangement with the sun gear. And a fixed internal gear that meshes with the planetary gear, and a movable internal tooth that has a different number of teeth from the fixed internal gear and is rotatably arranged coaxially with the sun gear and meshes with the planetary gear. A rotary drive device including a gear, wherein the first carrier is provided rotatably around the main shaft, the second carrier rotatably supports the planetary gear, the first carrier, and the second carrier. A connecting portion that connects the second carrier to the first carrier so as to be movable in a direction orthogonal to the main axis, and the second carrier is orthogonal to the main axis. A construction is adopted and a biasing portion that biases.
By adopting such a configuration, in the present invention, the second carrier that supports the planetary gear is urged in a direction orthogonal to the main shaft, and the planetary gear is always applied to the sun gear or the movable internal gear and the fixed internal gear. It is in a pressed state. Accordingly, backlash between the gears is appropriately removed and reduced, and the output shaft is prevented from wobbling in the rotation direction of the main shaft.

また、本発明のロボットの関節構造は、先に記載の回転駆動装置を2つ備え、これら2つの回転駆動装置が、一の回転駆動装置の上記主軸と他の回転駆動装置の上記主軸とを互いに交差するように組み付けられ、2軸方向に回転可能に構成されることを特徴としている。
このロボットの関節構造によれば、2つの回転駆動装置によって2軸の関節構造が構成されているので、複雑な動作を行うことができるとともに、この関節構造の先端に取り付けられる例えば把持機構からなる作業部等の精度が向上する。
Further, the joint structure of the robot of the present invention is provided with the two rotation driving devices described above, and these two rotation driving devices have the main shaft of one rotation driving device and the main shaft of another rotation driving device. They are assembled so as to cross each other, and are configured to be rotatable in two axial directions.
According to the joint structure of this robot, the two-axis joint structure is constituted by the two rotational drive devices, so that it is possible to perform a complex operation and, for example, a gripping mechanism attached to the tip of the joint structure. The accuracy of the working unit and the like is improved.

また、本発明のロボットアームは、先に記載のロボットの関節構造を備えることを特徴としている。この場合、回転駆動装置が減速比の大きな不思議遊星歯車機構を備えているので、小型の駆動モータであっても比較的大きなトルクを出力することができ、小型、且つ高出力のロボットアームを構成することができる。   A robot arm according to the present invention is characterized by including the joint structure of the robot described above. In this case, since the rotary drive device has a mysterious planetary gear mechanism with a large reduction ratio, a relatively large torque can be output even with a small drive motor, and a small and high output robot arm is constructed. can do.

本発明に係る回転駆動装置、ロボットの関節構造及びロボットアームによれば、遊星歯車と、太陽歯車あるいは可動内歯歯車及び固定内歯歯車との間のバックラッシを簡便且つ安価に除去、低減することができるとともに組立性が良く、出力軸の回転方向の位置精度を向上させることができる。   According to the rotary drive device, the robot joint structure and the robot arm according to the present invention, the backlash between the planetary gear and the sun gear or the movable internal gear and the fixed internal gear can be easily and inexpensively removed and reduced. As well as being easy to assemble, the positional accuracy in the rotation direction of the output shaft can be improved.

以下、図面を参照し、この発明の実施の形態について説明する。
図1は、本発明の実施形態に係る回転駆動装置10を示す斜視図である。図2は、本発明の実施形態に係る回転駆動装置10の平面図である。図3は、本発明の実施形態に係る回転駆動装置10の主軸方向における断面図である。図4は、本発明の実施形態に係る回転駆動装置10の主軸方向と直交する方向における断面図である。図5は、本発明の実施形態に係る回転駆動装置10の部分断面分解斜視図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a perspective view showing a rotary drive device 10 according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a plan view of the rotary drive device 10 according to the embodiment of the present invention. FIG. 3 is a cross-sectional view in the main axis direction of the rotary drive device 10 according to the embodiment of the present invention. FIG. 4 is a cross-sectional view in a direction orthogonal to the main axis direction of the rotary drive device 10 according to the embodiment of the present invention. FIG. 5 is a partial cross-sectional exploded perspective view of the rotary drive device 10 according to the embodiment of the present invention.

本実施形態の回転駆動装置10は、取付プレート1と、駆動モータ2と、所謂不思議遊星歯車機構からなる減速機3とを有する。取付プレート1は、略正方形板状を有し、その四隅のコーナー部にはボルト孔1aが形成され、中央部には厚さ方向に貫通するとともに中空主軸(主軸)8が取り付けられる挿通孔1bが形成される(図3参照)。取付プレート1の一方側(図3における上側)の面には、減速機3が配設され、他方側(図3における下側)の面には、駆動モータ2が配設される。   The rotational drive device 10 of the present embodiment includes a mounting plate 1, a drive motor 2, and a speed reducer 3 including a so-called strange planetary gear mechanism. The mounting plate 1 has a substantially square plate shape. Bolt holes 1a are formed at the corners of the four corners, and through-holes 1b through which the hollow main shaft (main shaft) 8 is attached are penetrated in the central portion in the thickness direction. Is formed (see FIG. 3). A reduction gear 3 is disposed on one side (upper side in FIG. 3) of the mounting plate 1, and a drive motor 2 is disposed on the other side (lower side in FIG. 3).

駆動モータ2は、取付プレート1の厚さ方向に延びる回転軸C周りに回転するピニオン2aを有する。ピニオン2aは、取付プレート1から上記一方側に向け突出する位置で、回転軸C周りに回転する構成となっている。   The drive motor 2 has a pinion 2 a that rotates around a rotation axis C that extends in the thickness direction of the mounting plate 1. The pinion 2a is configured to rotate around the rotation axis C at a position protruding from the mounting plate 1 toward the one side.

減速機3は、中空主軸8周りに回転自在に設けられる太陽歯車4と、太陽歯車4に噛み合うとともに中空主軸8周りに公転する複数の遊星歯車5と、太陽歯車4と同軸上に配置され、取付プレート1に固定されるとともに遊星歯車5に噛み合う固定内歯歯車6と、固定内歯歯車6とは異なる歯数を有して太陽歯車4と同軸上に回転自在に配置されるとともに遊星歯車5に噛み合う可動内歯歯車7と、複数の遊星歯車5を回転自在に支持するとともに中空主軸8の中心軸Oに沿った主軸方向と直交する方向(主軸と直交する方向)に付勢する付勢ユニット50とを有する。   The speed reducer 3 is arranged coaxially with the sun gear 4, a sun gear 4 that is rotatably provided around the hollow main shaft 8, a plurality of planetary gears 5 that mesh with the sun gear 4 and revolve around the hollow main shaft 8, A fixed internal gear 6 that is fixed to the mounting plate 1 and meshes with the planetary gear 5, and has a different number of teeth from the fixed internal gear 6, and is arranged coaxially with the sun gear 4 and is freely rotatable. 5 and a plurality of planetary gears 5 are rotatably supported and biased in a direction orthogonal to the main axis direction along the central axis O of the hollow main shaft 8 (a direction orthogonal to the main shaft). Power unit 50.

中空主軸8は、取付プレート1の厚さ方向に突出する略円筒形状を有し、その一端部が挿通孔1bと対応する位置に固定される。中空主軸8の内径と取付プレート1の挿通孔1bの内径とは同一とされ、主軸方向において中空主軸8の内周面と挿通孔1bの内周面とが滑らかに連なる。中空主軸8の他端部にはロックナット8aが取り付けられ、一端部側に設けられる段差部8bとの間で、太陽歯車4、遊星歯車5、可動内歯歯車7の主軸方向における相対位置関係を規制する。   The hollow main shaft 8 has a substantially cylindrical shape protruding in the thickness direction of the mounting plate 1, and one end thereof is fixed at a position corresponding to the insertion hole 1b. The inner diameter of the hollow main shaft 8 and the inner diameter of the insertion hole 1b of the mounting plate 1 are the same, and the inner peripheral surface of the hollow main shaft 8 and the inner peripheral surface of the insertion hole 1b are smoothly connected in the main shaft direction. A lock nut 8 a is attached to the other end portion of the hollow main shaft 8, and the relative positional relationship in the main shaft direction of the sun gear 4, the planetary gear 5, and the movable internal gear 7 with respect to the step portion 8 b provided on one end portion side. To regulate.

太陽歯車4は、軸受40A及び軸受40Bを介して中空主軸8周りに回転自在に設けられる。軸受40Aと軸受40Bとの間にはリング状のカラー40Cが配設され、主軸方向において両者が所定距離で離間するとともに相対位置関係が規制される。本実施形態の軸受40A及び軸受40Bには、深溝玉軸受を用いる。
太陽歯車4は、第1歯車部41と第2歯車部42とを有する。第1歯車部41の径は第2歯車部の径よりも大きく、また、第1歯車部41の歯数は第2歯車部42の歯数よりも多い。第1歯車部41は、外周側でピニオン2aと噛み合わされており、駆動モータ2の回転駆動により中空主軸8周りに回転する。第2歯車部42は、第1歯車部41と一体的に固定され、第1歯車部41と共に回転する。
The sun gear 4 is rotatably provided around the hollow main shaft 8 via the bearing 40A and the bearing 40B. A ring-shaped collar 40C is disposed between the bearing 40A and the bearing 40B, and the two are separated by a predetermined distance in the main shaft direction and the relative positional relationship is restricted. Deep groove ball bearings are used for the bearings 40A and 40B of the present embodiment.
The sun gear 4 has a first gear part 41 and a second gear part 42. The diameter of the first gear part 41 is larger than the diameter of the second gear part, and the number of teeth of the first gear part 41 is larger than the number of teeth of the second gear part 42. The first gear portion 41 is meshed with the pinion 2 a on the outer peripheral side, and rotates around the hollow main shaft 8 by the rotational drive of the drive motor 2. The second gear portion 42 is fixed integrally with the first gear portion 41 and rotates together with the first gear portion 41.

遊星歯車5は、第2歯車部42の外周側に複数(本実施形態では3つ)設けられる(図4参照)。遊星歯車5は、周方向に等間隔(120°間隔)で配置される。遊星歯車5は、軸受51を介して中空主軸8周りに回転自在に設けられる付勢ユニット50(後述)により主軸と直交する方向に付勢される。軸受51と軸受40Bとの間にはリング状のカラー50Cが配設され、主軸方向において両者が所定距離で離間するとともに相対位置関係が規制される。本実施形態の軸受51には、深溝玉軸受を用いる。
遊星歯車5の外方には、内周面に遊星歯車5に噛み合う固定内歯歯車6及び可動内歯歯車7が、主軸方向において重なるように、且つ、それぞれが遊星歯車5に主軸方向において略半分ずつ噛み合わされるようにして配置される。
A plurality (three in this embodiment) of planetary gears 5 are provided on the outer peripheral side of the second gear portion 42 (see FIG. 4). The planetary gears 5 are arranged at equal intervals (120 ° intervals) in the circumferential direction. The planetary gear 5 is biased in a direction orthogonal to the main shaft by a biasing unit 50 (described later) provided rotatably around the hollow main shaft 8 via a bearing 51. A ring-shaped collar 50C is disposed between the bearing 51 and the bearing 40B, and both are separated by a predetermined distance in the main shaft direction and the relative positional relationship is restricted. A deep groove ball bearing is used as the bearing 51 of the present embodiment.
Outside the planetary gear 5, a fixed internal gear 6 and a movable internal gear 7 meshing with the planetary gear 5 on the inner peripheral surface overlap with each other in the main shaft direction, and each substantially overlaps the planetary gear 5 in the main shaft direction. They are arranged so that they are half-engaged.

固定内歯歯車6の主軸方向一端部は、取付プレート1に固定される。一方、固定内歯歯車6の主軸方向他端部には、その内周側において可動内歯歯車7を中心軸O周りに回転自在に支持する軸受60が設けられる。本実施形態の軸受60には、クロスローラベアリングを用いる。
可動内歯歯車7は、固定内歯歯車6とは異なる歯数を有しており、本実施形態ではその歯数差が3に設定されている。可動内歯歯車7の主軸方向上面には、出力プレート71が螺合される。出力プレート71は、平面視略リング状の板形状を有し、開口部71aの径が中空主軸8に螺合するロックナット8aの径よりも大きく設計されている。
One end of the fixed internal gear 6 in the main axis direction is fixed to the mounting plate 1. On the other hand, a bearing 60 for rotatably supporting the movable internal gear 7 around the central axis O is provided on the inner peripheral side of the other end in the main axis direction of the fixed internal gear 6. A cross roller bearing is used for the bearing 60 of the present embodiment.
The movable internal gear 7 has a different number of teeth from the fixed internal gear 6, and the difference in the number of teeth is set to 3 in this embodiment. An output plate 71 is screwed onto the upper surface in the main axis direction of the movable internal gear 7. The output plate 71 has a substantially ring shape in plan view, and the diameter of the opening 71 a is designed to be larger than the diameter of the lock nut 8 a that is screwed into the hollow main shaft 8.

次に、図6〜図10を参照して、付勢ユニット50の構成について詳しく説明する。
図6は、本発明の実施形態に係る付勢ユニット50を示す斜視図である。図7は、本発明の実施形態に係る付勢ユニット50の平面図及び線視A−A断面図である。図8〜図10は、本発明の実施形態に係る付勢ユニット50の部分分解斜視図である。
Next, the configuration of the urging unit 50 will be described in detail with reference to FIGS.
FIG. 6 is a perspective view showing the urging unit 50 according to the embodiment of the present invention. FIG. 7 is a plan view and a sectional view taken along line AA of the urging unit 50 according to the embodiment of the present invention. 8 to 10 are partially exploded perspective views of the urging unit 50 according to the embodiment of the present invention.

付勢ユニット50は、中空主軸8周りに回転自在に設けられる第1キャリア52と、遊星歯車5を回転自在に支持する第2キャリア53と、第1キャリア52と第2キャリア53とを互いに連結するとともに第1キャリア52に対して第2キャリア53を主軸と直交する方向に移動自在に案内する連結部54と、第2キャリア53を主軸と直交する方向に付勢する付勢部55とを有する。   The urging unit 50 connects a first carrier 52 rotatably provided around the hollow main shaft 8, a second carrier 53 rotatably supporting the planetary gear 5, and the first carrier 52 and the second carrier 53. In addition, a connecting portion 54 that guides the second carrier 53 movably in a direction orthogonal to the main axis with respect to the first carrier 52, and an urging portion 55 that urges the second carrier 53 in a direction orthogonal to the main axis. Have.

第1キャリア52は、主軸と直交する方向に対して垂直な平側面52aを有する平面視略正三角形状を備え、その中心部に軸受51が嵌合する開口部521が形成される(図7及び図9参照)。開口部521には、軸受51の外径よりも小径の段差部522が形成される。第1キャリア52の各頂点部(コーナー部)にはそれぞれ、段差部522との間で軸受51外輪側を主軸方向において挟持する挟持部材523が設けられる。挟持部材523は、主軸方向に挿入される螺子部材524を介して第1キャリア52と螺合される。   The first carrier 52 has a substantially equilateral triangular shape in plan view having a flat side surface 52a perpendicular to the direction orthogonal to the main axis, and an opening 521 into which the bearing 51 is fitted is formed at the center thereof (FIG. 7). And FIG. 9). A step 522 having a smaller diameter than the outer diameter of the bearing 51 is formed in the opening 521. Each apex portion (corner portion) of the first carrier 52 is provided with a clamping member 523 that clamps the outer ring side of the bearing 51 with respect to the stepped portion 522 in the main axis direction. The clamping member 523 is screwed to the first carrier 52 via a screw member 524 inserted in the main axis direction.

連結部54は、平側面52aから垂直方向に突出するシャフト(軌道体)541と、第2キャリア53をシャフト541に沿って移動自在に案内するボールケージ(移動体)542とを有する(図9及び図10参照)。シャフト541及びボールケージ542は、それぞれ対となって計2列、より詳しくは、第2キャリア53に支持される遊星歯車5の回転軸と中心軸Oとを結ぶ線を挟んだ対称の位置にそれぞれ配設される。
シャフト541は、略円柱形状を有する。ボールケージ542の内周部には、不図示のボール(転動体)が複数設けられる。ボールケージ542は、その内周面と円柱形状のシャフト541の外周面との間で不図示のボールが転動することにより、シャフト541に沿って移動する。シャフト541は、第1キャリア52の平側面52aに取り付けられるため、主軸と直交する方向に対する案内精度を出し易く、これにより遊星歯車5を高精度で主軸と直交する方向に付勢することが可能となる。
The connecting portion 54 has a shaft (track body) 541 that protrudes vertically from the flat side surface 52a, and a ball cage (moving body) 542 that guides the second carrier 53 movably along the shaft 541 (FIG. 9). And FIG. 10). The shaft 541 and the ball cage 542 are each paired in a total of two rows, more specifically, at symmetrical positions across a line connecting the rotation axis of the planetary gear 5 supported by the second carrier 53 and the central axis O. Each is arranged.
The shaft 541 has a substantially cylindrical shape. A plurality of balls (rolling elements) (not shown) are provided on the inner periphery of the ball cage 542. The ball cage 542 moves along the shaft 541 when a ball (not shown) rolls between the inner peripheral surface of the ball cage 542 and the outer peripheral surface of the cylindrical shaft 541. Since the shaft 541 is attached to the flat side surface 52a of the first carrier 52, it is easy to provide guidance accuracy in the direction orthogonal to the main axis, and thereby the planetary gear 5 can be biased in the direction orthogonal to the main axis with high accuracy. It becomes.

平側面52aと対向する第2キャリア53の平側面53aには、ボールケージ542が嵌合する開口部532が形成される。第2キャリア53の中央部には、遊星歯車5を支持するシャフト533が挿通する開口部534が形成される(図7及び図8参照)。開口部534には、シャフト533を回転自在に支持する軸受535の外径よりも小径の段差部536が形成される。第2キャリア53には、段差部536との間で軸受535外輪側を主軸方向において挟持する挟持部材537が設けられる。挟持部材537は、開口部534を挟んで設けられるとともに主軸方向に挿入される一対の螺子部材538を介して第2キャリア53と螺合される。   An opening 532 into which the ball cage 542 is fitted is formed in the flat side surface 53a of the second carrier 53 facing the flat side surface 52a. An opening 534 through which the shaft 533 that supports the planetary gear 5 is inserted is formed at the center of the second carrier 53 (see FIGS. 7 and 8). A stepped portion 536 having a diameter smaller than the outer diameter of the bearing 535 that rotatably supports the shaft 533 is formed in the opening 534. The second carrier 53 is provided with a clamping member 537 that clamps the outer ring side of the bearing 535 with respect to the step portion 536 in the main axis direction. The clamping member 537 is screwed to the second carrier 53 via a pair of screw members 538 that are provided across the opening 534 and inserted in the main axis direction.

付勢部55は、第1キャリア52と第2キャリア53との間に設けられた一対のコイルばね551を有する(図9及び図10参照)。コイルばね551は、第2キャリア53に支持される遊星歯車5の回転軸と中心軸Oとを結ぶ線を挟んだ対称の位置に対となって配設される。コイルばね551の一端部は、第1キャリア52の平側面52aに対して垂直に設けられた溝部52a1に挿入されるとともに固定される。一方、コイルばね551の他端部は、第2キャリア53の平側面53aに対して垂直に設けられた溝部53a1に挿入されるとともに固定される。なお、溝部52a1及び溝部53a1の位置は、第1キャリア52と第2キャリア53との対向方向において一致する。   The urging unit 55 includes a pair of coil springs 551 provided between the first carrier 52 and the second carrier 53 (see FIGS. 9 and 10). The coil springs 551 are arranged in pairs at symmetrical positions across a line connecting the rotation axis of the planetary gear 5 supported by the second carrier 53 and the central axis O. One end of the coil spring 551 is inserted and fixed in a groove 52 a 1 provided perpendicular to the flat side surface 52 a of the first carrier 52. On the other hand, the other end of the coil spring 551 is inserted into and fixed to a groove 53 a 1 provided perpendicular to the flat side surface 53 a of the second carrier 53. The positions of the groove 52a1 and the groove 53a1 coincide with each other in the facing direction of the first carrier 52 and the second carrier 53.

続いて、上記構成の付勢ユニット50の回転駆動装置10に対する組立動作(取り付け/取り外し動作)及び上記構成の付勢ユニット50を備える回転駆動装置10の駆動及び作用について説明する。
付勢ユニット50をメンテナンスすべく回転駆動装置10から取り外す際には、図5に示すように、先ず、出力プレート71と可動内歯歯車7との螺合解除を行い、出力プレート71を取り外す。次に、中空主軸8とロックナット8aとの螺合解除を行い、ロックナット8aを取り外す。ロックナット8aを取り外すことで、軸受51の主軸方向における規制(固定)が解除されるため、付勢ユニット50を中空主軸8から取り外すことが容易に達成される。また、付勢ユニット50には、第1キャリア52、第2キャリア53、連結部54、付勢部55、遊星歯車5が一体としてユニット化されているため、取り外しの際に各構成部品がバラけることなく取り外し可能となる。
Next, the assembly operation (attachment / detachment operation) of the urging unit 50 having the above-described configuration with respect to the rotation driving device 10 and the driving and operation of the rotary driving device 10 including the urging unit 50 having the above-described configuration will be described.
When the urging unit 50 is removed from the rotary drive device 10 for maintenance, first, as shown in FIG. 5, the output plate 71 and the movable internal gear 7 are unscrewed to remove the output plate 71. Next, the hollow main shaft 8 and the lock nut 8a are unscrewed, and the lock nut 8a is removed. By removing the lock nut 8a, the restriction (fixation) in the main shaft direction of the bearing 51 is released, so that the urging unit 50 can be easily removed from the hollow main shaft 8. In addition, since the first carrier 52, the second carrier 53, the connecting portion 54, the urging portion 55, and the planetary gear 5 are unitized in the urging unit 50, each component is separated during removal. It can be removed without breaking.

付勢ユニット50を回転駆動装置10に取り付ける際には、取り外しと逆の手順を踏む。
先ず、軸受51を中空主軸8に嵌め込み、付勢ユニット50を主軸方向にスライドさせる。このとき、第2キャリア53を第1キャリア52側に押さえ付け、コイルばね551を収縮させつつスライドさせる。そして、軸受51の内輪側がカラー50Cと当接したら(遊星歯車5が太陽歯車4と固定内歯歯車6及び可動内歯歯車7との間に位置したら)、第2キャリア53の押えを解除する。この押え解除により、遊星歯車5は、コイルばね551の復元力で、主軸と直交する方向の外径側に移動するとともに固定内歯歯車6及び可動内歯歯車7に押接する。第2キャリア53は、連結部54により主軸と直交する方向にのみ移動する。さらに、それらが一体となってユニット化されているため、各遊星歯車5の相対位置(周方向に120°間隔)を維持しつつ容易に取り付けできる。
When attaching the urging unit 50 to the rotary drive device 10, the reverse procedure of removal is performed.
First, the bearing 51 is fitted into the hollow main shaft 8, and the urging unit 50 is slid in the main shaft direction. At this time, the second carrier 53 is pressed against the first carrier 52 side, and the coil spring 551 is contracted and slid. When the inner ring side of the bearing 51 comes into contact with the collar 50C (when the planetary gear 5 is positioned between the sun gear 4, the fixed internal gear 6 and the movable internal gear 7), the press of the second carrier 53 is released. . By the release of the presser, the planetary gear 5 moves to the outer diameter side in the direction orthogonal to the main shaft by the restoring force of the coil spring 551 and presses against the fixed internal gear 6 and the movable internal gear 7. The second carrier 53 moves only in the direction orthogonal to the main axis by the connecting portion 54. Furthermore, since they are integrated into a unit, they can be easily attached while maintaining the relative positions of the planetary gears 5 (at intervals of 120 ° in the circumferential direction).

次に、ロックナット8aを中空主軸8に螺合して、軸受51の内輪側をカラー50Cとの間で挟み込み、付勢ユニット50を固定する(図3参照)。この固定により、第1キャリア52の主軸方向における位置(傾き)が一定に規制されるため、この第1キャリア52と連結される第2キャリア53及びそれに支持されている遊星歯車5の主軸方向に対するふら付きが防止される。したがって、遊星歯車5を高精度で主軸と直交する方向に付勢することが可能となり、上記傾きに起因する歯車間の噛み合い不良を防止できる。最後に、出力プレート71を可動内歯歯車7に螺合させて取り付けが終了する。   Next, the lock nut 8a is screwed into the hollow main shaft 8, and the inner ring side of the bearing 51 is sandwiched between the collar 50C and the urging unit 50 is fixed (see FIG. 3). This fixing restricts the position (inclination) of the first carrier 52 in the main axis direction to be constant, so that the second carrier 53 connected to the first carrier 52 and the planetary gear 5 supported by the second carrier 53 are in the main axis direction. Staggering is prevented. Therefore, the planetary gear 5 can be urged with high accuracy in a direction perpendicular to the main shaft, and the meshing failure between the gears due to the inclination can be prevented. Finally, the output plate 71 is screwed onto the movable internal gear 7 to complete the attachment.

次に、この回転駆動装置10の動作について説明する。
図3に示すように、駆動モータ2がピニオン2aを回転軸C周りに回転すると、ピニオン2aが、太陽歯車4の第1歯車部41を中心軸O周りに回転する。ここで、第1歯車部41の歯数は、ピニオン2aの歯数よりも多く設定されているため、ピニオン2aの回転が減速されて第1歯車部41に伝達される。
Next, the operation of the rotary drive device 10 will be described.
As shown in FIG. 3, when the drive motor 2 rotates the pinion 2 a around the rotation axis C, the pinion 2 a rotates the first gear portion 41 of the sun gear 4 around the central axis O. Here, since the number of teeth of the first gear portion 41 is set to be larger than the number of teeth of the pinion 2a, the rotation of the pinion 2a is decelerated and transmitted to the first gear portion 41.

第1歯車部41が中心軸O周りに回転すると、該第1歯車部41に一体とされた第2歯車部42が中心軸O周りに回転するとともに、遊星歯車5が自転する。ここで、第1歯車部41の歯数は第2歯車部42の歯数よりも多く設定されていることから、ピニオン2aの回転が、さらに減速されて遊星歯車5に伝達される。遊星歯車5が自転すると、該遊星歯車5に噛み合う固定内歯歯車6が取付プレート1に固定されていることから、遊星歯車5は、第2歯車部42の外周に沿って中心軸O周りに公転する。   When the first gear portion 41 rotates around the central axis O, the second gear portion 42 integrated with the first gear portion 41 rotates around the central axis O and the planetary gear 5 rotates. Here, since the number of teeth of the first gear portion 41 is set to be larger than the number of teeth of the second gear portion 42, the rotation of the pinion 2 a is further decelerated and transmitted to the planetary gear 5. When the planetary gear 5 rotates, the fixed internal gear 6 that meshes with the planetary gear 5 is fixed to the mounting plate 1, so that the planetary gear 5 moves around the central axis O along the outer periphery of the second gear portion 42. Revolve.

ここで、遊星歯車5に噛み合う固定内歯歯車6と可動内歯歯車7とは、各々の内周面に形成される歯数が異なって設定されていることから、遊星歯車5が中心軸O周りに1周公転すると、可動内歯歯車7は固定内歯歯車6に対し互いの歯数差分だけ中心軸O周りに相対的に回転する。このように、可動内歯歯車7が中心軸O周りに回転すると、この可動内歯歯車7に一体とされた出力プレート71が中心軸O周りに回転する。   Here, the fixed internal gear 6 and the movable internal gear 7 meshing with the planetary gear 5 are set with different numbers of teeth formed on the inner peripheral surfaces thereof. When revolving around one turn, the movable internal gear 7 rotates relative to the fixed internal gear 6 around the central axis O by the difference in the number of teeth. Thus, when the movable internal gear 7 rotates about the central axis O, the output plate 71 integrated with the movable internal gear 7 rotates about the central axis O.

各遊星歯車5は、付勢部55によって主軸と直交する方向に付勢力を付与されている。これにより、各遊星歯車5は、中心軸Oの外方へと付勢された状態とされ、可動内歯歯車7及び固定内歯歯車6に常時押接される。したがって、これら遊星歯車5と可動内歯歯車7及び固定内歯歯車6との間に予め大きめに設けられるバックラッシが適切に除去、低減されるので、出力軸のふら付きが防止される。   Each planetary gear 5 is given a biasing force in a direction perpendicular to the main shaft by a biasing portion 55. As a result, each planetary gear 5 is biased outward from the central axis O, and is always pressed against the movable internal gear 7 and the fixed internal gear 6. Therefore, since the backlash provided in advance between the planetary gear 5 and the movable internal gear 7 and the fixed internal gear 6 is appropriately removed and reduced, the wobbling of the output shaft is prevented.

さらに、駆動モータ2を停止し可動内歯歯車7に駆動力が伝達されなくなった状態でも、該可動内歯歯車7に連結される出力プレート71の出力軸はその中心軸O周りの回転方向にふら付くことなく安定した状態とされ、その位置精度が向上する。つまり、駆動停止状態の遊星歯車5は、可動内歯歯車7及び固定内歯歯車6に常時押接されており、固定内歯歯車6は取付プレート1に固定されているので、これとともに押接される可動内歯歯車7が固定された状態となる。   Further, even when the driving motor 2 is stopped and the driving force is not transmitted to the movable internal gear 7, the output shaft of the output plate 71 connected to the movable internal gear 7 rotates in the rotational direction around the central axis O. A stable state is achieved without wobbling, and the positional accuracy is improved. That is, the planetary gear 5 in the drive stop state is always pressed against the movable internal gear 7 and the fixed internal gear 6, and the fixed internal gear 6 is fixed to the mounting plate 1. The movable internal gear 7 is fixed.

加えて、遊星歯車5のそれぞれに対して第2キャリア53、連結部54、付勢部55がそれぞれ設けられ、複数の遊星歯車5が主軸と直交する方向に向け常時押接された状態とされているので、各遊星歯車5に作用する付勢力の反力がバランスして、高精度な位置精度が得られる。
さらに、遊星歯車5をそれぞれ、主軸周りの周方向に等間隔で配置することにより、より高い位置精度が得られ、出力軸の回転方向のふら付きをより確実に防止できる。
In addition, a second carrier 53, a connecting portion 54, and an urging portion 55 are provided for each of the planetary gears 5 so that the plurality of planetary gears 5 are always pressed in a direction perpendicular to the main shaft. Therefore, the reaction force of the urging force acting on each planetary gear 5 is balanced, and a high positional accuracy can be obtained.
Furthermore, by arranging the planetary gears 5 at equal intervals in the circumferential direction around the main shaft, higher positional accuracy can be obtained, and wobbling in the rotational direction of the output shaft can be more reliably prevented.

したがって、上記実施形態によれば、中空主軸8周りに回転自在に設けられる太陽歯車4と、太陽歯車4に噛み合うとともに中空主軸8周りに公転自在な遊星歯車5と、太陽歯車4と同軸上に固定配置されるとともに遊星歯車5に噛み合う固定内歯歯車6と、固定内歯歯車6とは異なる歯数を有して太陽歯車4と同軸上に回転自在に配置されるとともに遊星歯車5に噛み合う可動内歯歯車7とを備える回転駆動装置10であって、中空主軸8周りに回転自在に設けられる第1キャリア52と、遊星歯車5を回転自在に支持する第2キャリア53と、第1キャリア52と第2キャリア53とを互いに連結するとともに第1キャリア52に対して第2キャリア53を主軸と直交する方向に移動自在に案内する連結部54と、第2キャリア53を主軸と直交する方向に付勢する付勢部55とを有するという構成を採用することによって、遊星歯車5と可動内歯歯車7及び固定内歯歯車6との間のバックラッシを簡便且つ安価に除去、低減することができるとともに組立性が良く、出力軸の回転方向の位置精度を向上させることができる効果が得られる。   Therefore, according to the above embodiment, the sun gear 4 provided rotatably around the hollow main shaft 8, the planetary gear 5 meshing with the sun gear 4 and revolving around the hollow main shaft 8, and the sun gear 4 are coaxial. A fixed internal gear 6 that is fixedly arranged and meshes with the planetary gear 5, and has a different number of teeth from the fixed internal gear 6, is rotatably arranged coaxially with the sun gear 4 and meshes with the planetary gear 5. The rotary drive device 10 includes a movable internal gear 7, and includes a first carrier 52 that is rotatably provided around the hollow main shaft 8, a second carrier 53 that rotatably supports the planetary gear 5, and a first carrier. 52 and the second carrier 53 are coupled to each other and the second carrier 53 is guided to the first carrier 52 so as to be movable in a direction perpendicular to the main axis. The backlash between the planetary gear 5 and the movable internal gear 7 and the fixed internal gear 6 can be easily and inexpensively removed by adopting the configuration in which the biasing portion 55 that biases in the direction orthogonal to the In addition to being able to reduce, the assemblability is good, and the effect of improving the positional accuracy of the output shaft in the rotation direction can be obtained.

次に、上述の回転駆動装置10を用いたロボットの関節構造100と、これを備えたロボットアーム200とについて説明する。
図11は、本発明の実施形態に係る回転駆動装置10を用いたロボットの関節構造100を示す斜視図である。図12は、図11のロボットの関節構造200を用いたロボットアームを示す斜視図である。
尚、前述の実施形態と同一部材には同一の符号を付し、その説明を省略する。
Next, a robot joint structure 100 using the above-described rotation driving device 10 and a robot arm 200 including the same will be described.
FIG. 11 is a perspective view showing a joint structure 100 of a robot using the rotary drive device 10 according to the embodiment of the present invention. FIG. 12 is a perspective view showing a robot arm using the joint structure 200 of the robot shown in FIG.
In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same member as above-mentioned embodiment, and the description is abbreviate | omitted.

図11に示すように、ロボットの関節構造100は、上述の回転駆動装置10を2つ用いて構成されている。ロボットの関節構造100は、2つの回転駆動装置10のうち、一の回転駆動装置10a(図11における左側)の駆動モータ2と、他の回転駆動装置10b(図11における右側)の駆動モータ2とを互いに交差させるように、かつ、一の回転駆動装置10aの中心軸Oと他の回転駆動装置10bの中心軸Oとを互いに交差させるように配設されており、夫々の出力プレート71を2軸方向に回転自在に構成されている。詳しくは、これらの回転駆動装置10a,10bは、中心軸O同士を互いに直交させており、夫々の取付プレート1の外周面において互いに対向する辺部同士を当接させている。   As shown in FIG. 11, the joint structure 100 of the robot is configured by using the two rotational drive devices 10 described above. The joint structure 100 of the robot includes a drive motor 2 of one rotary drive device 10a (left side in FIG. 11) and a drive motor 2 of another rotary drive device 10b (right side in FIG. 11). And the central axis O of one rotary drive device 10a and the central axis O of the other rotary drive device 10b are arranged so as to cross each other. It is configured to be rotatable in two axial directions. Specifically, in these rotational drive devices 10 a and 10 b, the central axes O are orthogonal to each other, and side portions facing each other on the outer peripheral surface of each mounting plate 1 are in contact with each other.

このように構成されたロボットの関節構造100によれば、2つの回転駆動装置10a,10bにより2軸の関節構造が構成されていることから、複雑な動作を行わせることができる。また、2つの回転駆動装置10a,10bの駆動モータ2を互いに交差させるように配設しているので、回転駆動装置10a,10b同士をより近接させることができ、ロボットの関節構造100の小型化を図ることができる。   According to the joint structure 100 of the robot configured as described above, since the two-axis joint structure is configured by the two rotation driving devices 10a and 10b, a complicated operation can be performed. Further, since the drive motors 2 of the two rotary drive devices 10a and 10b are arranged so as to cross each other, the rotary drive devices 10a and 10b can be brought closer to each other, and the robot joint structure 100 can be downsized. Can be achieved.

また、図12に示すように、ロボットアーム200は、第1構成部材201と第2構成部材202とを接続する第1関節部30aと、第2構成部材202と第3構成部材203とを接続する第2関節部30bと、第3構成部材203の先端に配設された第3関節部30cと、を有している。またこのロボットアーム200は、第1関節部30aが肩関節、第2関節部30bが肘関節、第3関節部30cが手首関節に相当するものとされており、これらの第1、第2及び第3関節部30a,30b,30cが前述のロボットの関節構造100によって夫々形成されている。   Also, as shown in FIG. 12, the robot arm 200 connects the first joint portion 30a that connects the first component member 201 and the second component member 202, and the second component member 202 and the third component member 203. The second joint portion 30b, and the third joint portion 30c disposed at the tip of the third component member 203. The robot arm 200 corresponds to a first joint portion 30a corresponding to a shoulder joint, a second joint portion 30b corresponding to an elbow joint, and a third joint portion 30c corresponding to a wrist joint. The third joint portions 30a, 30b, and 30c are formed by the above-described robot joint structure 100, respectively.

第1関節部30aにおいては、第1構成部材201の端部から上方に向け突出する取付軸201aが、一の回転駆動装置10aの出力プレート71に連結されている。また、第2構成部材202の基端から第1構成部材201側へ向け突出する取付軸202aが、他の回転駆動装置10bの出力プレート71に連結されている。   In the first joint portion 30a, a mounting shaft 201a that protrudes upward from the end portion of the first component member 201 is connected to the output plate 71 of the single rotation drive device 10a. In addition, an attachment shaft 202a that protrudes from the base end of the second component member 202 toward the first component member 201 is connected to an output plate 71 of another rotation drive device 10b.

第2関節部30bにおいては、一の回転駆動装置10aの出力プレート71の径方向内側にヒンジ軸204が挿通されて、該出力プレート71に連結されている。また第2構成部材202の先端には断面略コ字状又は断面略C字状をなす接続部材205が設けられており、この接続部材205によりヒンジ軸204の両端部分が軸支されている。また、他の回転駆動装置10bの出力プレート71には、第3構成部材203の基端部分が接続されている。   In the second joint portion 30 b, the hinge shaft 204 is inserted into the radial direction inside the output plate 71 of one rotation driving device 10 a and is connected to the output plate 71. A connecting member 205 having a substantially U-shaped cross section or a substantially C-shaped cross section is provided at the tip of the second component member 202, and both end portions of the hinge shaft 204 are pivotally supported by the connecting member 205. Further, the base end portion of the third component member 203 is connected to the output plate 71 of the other rotational drive device 10b.

第3関節部30cにおいては、一の回転駆動装置10aの出力プレート71の径方向内側にヒンジ軸206が挿通されて、該出力プレート71に連結されている。また第3構成部材203の先端には断面略コ字状又は断面略C字状をなす接続部材207が設けられており、この接続部材207によりヒンジ軸206の両端部分が軸支されている。   In the third joint portion 30 c, the hinge shaft 206 is inserted into the radial direction inner side of the output plate 71 of one rotation driving device 10 a and connected to the output plate 71. Further, a connecting member 207 having a substantially U-shaped cross section or a substantially C-shaped cross section is provided at the tip of the third component member 203, and both end portions of the hinge shaft 206 are pivotally supported by the connecting member 207.

このように構成されたロボットアーム200は、第1、第2及び第3関節部30a,30b,30cにおいて、2つの回転駆動装置10a,10bが互いの中心軸O同士を直交させるように夫々配設されているので、直交2軸の関節構造が構成され、複雑な動作を行わせることができる。   The robot arm 200 configured as described above is arranged so that the two rotation driving devices 10a and 10b are orthogonal to each other in the first, second, and third joint portions 30a, 30b, and 30c. As a result, an orthogonal two-axis joint structure is formed, and a complicated operation can be performed.

また、これらの回転駆動装置10a,10bが減速比の大きな不思議遊星歯車機構からなる構成とされているので、小型の駆動モータ2を用いても比較的大きなトルクを出力することができ、従って、小型かつ高トルクのロボットアーム200を構成することができる。   In addition, since these rotary drive devices 10a and 10b are composed of a wonder planetary gear mechanism having a large reduction ratio, a relatively large torque can be output even if the small drive motor 2 is used. A small and high-torque robot arm 200 can be configured.

さらに、2つの回転駆動装置10a,10bの駆動モータ2同士が互いに交差するように配置されているので、この関節構造のさらなる小型化を図ることができる。
また、回転駆動装置10a,10bは、各出力プレート71における径方向内側の中空主軸8の内部に電源ケーブルや信号ケーブル等の配線部材を挿通することができるので、装置が複雑な動作を行う場合でもこれらの配線部材が大きく移動することがなく、従って、該配線部材の取り回しが容易であるとともに破損等が防止される。
Furthermore, since the drive motors 2 of the two rotary drive devices 10a and 10b are arranged so as to cross each other, the joint structure can be further miniaturized.
Moreover, since the rotational drive apparatuses 10a and 10b can insert wiring members, such as a power cable and a signal cable, inside the hollow main shaft 8 on the radially inner side in each output plate 71, the apparatus performs a complicated operation. However, these wiring members do not move greatly, so that the wiring members can be easily handled and can be prevented from being damaged.

以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。   As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described referring drawings, this invention is not limited to the said embodiment. Various shapes, combinations, and the like of the constituent members shown in the above-described embodiments are examples, and various modifications can be made based on design requirements and the like without departing from the gist of the present invention.

例えば、本実施形態において、付勢ユニット50は遊星歯車5を主軸と直交する方向の外径側に付勢し可動内歯歯車7及び固定内歯歯車6と押接させると説明したが、回転駆動装置10の用い方によっては、太陽歯車4が出力側となる。この場合、付勢ユニット50は、遊星歯車5を主軸と直交する方向の内径側に付勢し太陽歯車4と押接させる構成であっても良い。この場合、例えば、コイルばね551を引っ張り力を与えるようにして、組み付けることとなる。   For example, in the present embodiment, it has been described that the urging unit 50 urges the planetary gear 5 to the outer diameter side in the direction orthogonal to the main shaft to press the movable gear 7 and the fixed internal gear 6. Depending on how the driving device 10 is used, the sun gear 4 is on the output side. In this case, the urging unit 50 may be configured such that the planetary gear 5 is urged toward the inner diameter side in the direction orthogonal to the main shaft and pressed against the sun gear 4. In this case, for example, the coil spring 551 is assembled so as to give a tensile force.

また、例えば、本実施形態において、遊星歯車5は3つ設けられると説明したが、この構成に限定されるものでは無く、例えば、さらに複数設ける構成であっても良い。この場合、第1キャリア52は、遊星歯車5の数に応じた平側面52aを有することが望ましいため、例えば平面視略正方形状や平面視略正5角形状と設計変更される。   For example, in the present embodiment, it has been described that three planetary gears 5 are provided. However, the present invention is not limited to this configuration, and for example, a configuration in which a plurality of planetary gears 5 are provided may be used. In this case, since the first carrier 52 preferably has flat side surfaces 52a corresponding to the number of planetary gears 5, the design is changed to, for example, a substantially square shape in plan view or a substantially regular pentagonal shape in plan view.

本発明の実施の形態における回転駆動装置を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the rotational drive apparatus in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における回転駆動装置の平面図である。It is a top view of the rotation drive device in an embodiment of the invention. 本発明の実施の形態における回転駆動装置の主軸方向における断面図である。It is sectional drawing in the principal axis direction of the rotational drive apparatus in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における回転駆動装置の主軸方向と直交する方向における断面図である。It is sectional drawing in the direction orthogonal to the main-axis direction of the rotational drive apparatus in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における回転駆動装置の部分断面分解斜視図である。It is a partial section exploded perspective view of the rotation drive device in an embodiment of the invention. 本発明の実施の形態における付勢ユニットを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the urging | biasing unit in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における付勢ユニットの平面図及び線視A−A断面図である。It is the top view and linear AA sectional drawing of the urging | biasing unit in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における付勢ユニットの部分分解斜視図である。It is a partial exploded perspective view of the energizing unit in an embodiment of the invention. 本発明の実施の形態における付勢ユニットの部分分解斜視図である。It is a partial exploded perspective view of the energizing unit in an embodiment of the invention. 本発明の実施の形態における付勢ユニットの部分分解斜視図である。It is a partial exploded perspective view of the energizing unit in an embodiment of the invention. 本発明の実施の形態における回転駆動装置を用いたロボットの関節構造を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the joint structure of the robot using the rotational drive apparatus in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態におけるロボットの関節構造を用いたロボットアームを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the robot arm using the joint structure of the robot in embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

4…太陽歯車、5…遊星歯車、6…固定内歯歯車、7…可動内歯歯車、8…中空主軸(主軸)、10,10a,10b…回転駆動装置、30a…第1関節部(ロボットの関節構造)、30b…第2関節部(ロボットの関節構造)、30c…第3関節部(ロボットの関節構造)、51…軸受(軸受部)、52…第1キャリア、52a…平側面、53…第2キャリア、54…連結部、55…付勢部、100…ロボットの関節構造、200…ロボットアーム、541…シャフト(軌道体)、542…ボールケージ(移動体)、O…中心軸   DESCRIPTION OF SYMBOLS 4 ... Sun gear, 5 ... Planetary gear, 6 ... Fixed internal gear, 7 ... Movable internal gear, 8 ... Hollow main shaft (main shaft) 10, 10a, 10b ... Rotary drive device, 30a ... 1st joint part (robot 30b ... second joint (robot joint structure), 30c ... third joint (robot joint structure), 51 ... bearing (bearing part), 52 ... first carrier, 52a ... flat side surface, 53 ... Second carrier, 54 ... Connecting portion, 55 ... Biasing portion, 100 ... Robot joint structure, 200 ... Robot arm, 541 ... Shaft (track body), 542 ... Ball cage (moving body), O ... Center axis

Claims (8)

主軸周りに回転自在に設けられる太陽歯車と、前記太陽歯車に噛み合うとともに前記主軸周りに公転自在な遊星歯車と、前記太陽歯車と同軸上に固定配置されるとともに前記遊星歯車に噛み合う固定内歯歯車と、前記固定内歯歯車とは異なる歯数を有して前記太陽歯車と同軸上に回転自在に配置されるとともに前記遊星歯車に噛み合う可動内歯歯車とを備える回転駆動装置であって、
前記主軸周りに回転自在に設けられる第1キャリアと、
前記遊星歯車を回転自在に支持する第2キャリアと、
前記第1キャリアと前記第2キャリアとを互いに連結するとともに前記第1キャリアに対して前記第2キャリアを前記主軸と直交する方向に移動自在に案内する連結部と、
前記第2キャリアを前記主軸と直交する方向に付勢する付勢部とを有することを特徴とする回転駆動装置。
A sun gear rotatably provided around the main shaft, a planet gear that meshes with the sun gear and revolves around the main shaft, and a fixed internal gear that is fixedly arranged coaxially with the sun gear and meshes with the planet gear And a rotational drive device comprising a movable internal gear having a different number of teeth from the fixed internal gear and being rotatably arranged coaxially with the sun gear and meshing with the planetary gear,
A first carrier rotatably provided around the main axis;
A second carrier that rotatably supports the planetary gear;
A connecting portion that connects the first carrier and the second carrier to each other and guides the second carrier with respect to the first carrier so as to be movable in a direction perpendicular to the main axis;
And a biasing portion that biases the second carrier in a direction perpendicular to the main shaft.
前記第1キャリアと、前記第2キャリアと、前記連結部と、前記付勢部と、前記遊星歯車とが、一体として着脱自在にユニット化されていることを特徴とする請求項1に記載の回転駆動装置。   The said 1st carrier, the said 2nd carrier, the said connection part, the said urging | biasing part, and the said planetary gear are unitized so that attachment or detachment is possible integrally. Rotation drive device. 前記第1キャリアは、前記主軸方向において固定された軸受部を介して前記主軸に回転自在に取り付けられることを特徴とする請求項1または2に記載の回転駆動装置。   The rotary drive device according to claim 1, wherein the first carrier is rotatably attached to the main shaft via a bearing portion fixed in the main shaft direction. 前記第1キャリアは、前記主軸と直交する方向に対し垂直な平側面を有し、
前記連結部は、前記平側面から垂直方向に突出する軌道体と、前記第2キャリアを前記軌道体に沿って移動自在に案内する移動体とを有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の回転駆動装置。
The first carrier has a flat side surface perpendicular to a direction orthogonal to the main axis,
The said connection part has the track body which protrudes in the orthogonal | vertical direction from the said flat side surface, and the mobile body which guides the said 2nd carrier along the said track body so that movement is possible. The rotational drive apparatus as described in any one.
前記遊星歯車を複数有し、
前記複数の遊星歯車のそれぞれに対して前記第2キャリア、連結部、付勢部がそれぞれ設けられることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の回転駆動装置。
A plurality of the planetary gears;
The rotary drive device according to any one of claims 1 to 4, wherein the second carrier, the coupling portion, and the urging portion are provided for each of the plurality of planetary gears.
前記遊星歯車を複数有し、
前記遊星歯車はそれぞれ、前記主軸周りの周方向に等間隔で配置されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の回転駆動装置。
A plurality of the planetary gears;
The rotary drive device according to any one of claims 1 to 5, wherein the planetary gears are arranged at equal intervals in a circumferential direction around the main shaft.
請求項1〜6のいずれか一項に記載の回転駆動装置を2つ備えると共に、これら2つの回転駆動装置が、一の回転駆動装置の前記主軸と他の回転駆動装置の前記主軸とを互いに交差させるように配設され、2軸方向に回転自在に構成されていることを特徴とするロボットの関節構造。   Two rotation drive devices according to any one of claims 1 to 6 are provided, and the two rotation drive devices mutually connect the main shaft of one rotation drive device and the main shaft of another rotation drive device. A joint structure of a robot, which is arranged so as to intersect with each other and is configured to be rotatable in two axial directions. 請求項7に記載のロボットの関節構造を備えることを特徴とするロボットアーム。   A robot arm comprising the joint structure of the robot according to claim 7.
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