JPH0475891A - 産業用ロボットの手首機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、産業用ロボットにおいて３自由度の手首姿勢
がとれる手首機構に関するものである。

［従来の技術］ 従来、産業用ロボットのγ−ムの先端に設けた手首部が
３自由度の手首姿勢がとれるようにするため、手首部に
主減速機構を備え、アーム後方に固定した手首駆動モー
タに結合された中空の回転シャフトによりＩ軸を駆動し
、その他の軸を中空の回転軸の中に通して駆動し、でい
る。

また、手首部の最終出力フランジがアームの根元の方向
まで向くように手首部の主減速機構の回転軸をアームの
長手方向に対して垂直またはある角度になるように配置
している（例えば特開昭６１−１４６４９０号、特開昭
６２−１０７９９４号、特開昭６２−７４５９１号公報
）。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、上記構成ではアーム後方に固定した手首駆動
モータから最終出力フランジまでの減速機構や回転軸等
の部品数が多く、アームの重量が大きくなるため、アー
ムを旋回させる駆動モータの容量が大きくなるどともに
、手首部の加工が複雑で高精度を要求されてコスト高に
なるなどの欠点があった。

また、手首部に３自由度を持たせる３個の回転軸の軸心
が１点に集まっていないため、ロボッ（・のアームおよ
び手首部の位置を制御するとき、軸心がずれている回転
軸のオフセット量だけ姿勢や位置を考慮する必要がある
ので、位置制御演算が複雑となり、多くの演算時間がか
かるなどの欠点があった。

本発明は、簡単な機構により３自由度の手首機構の出力
軸の中心線を１点に集中させて、制御演算が簡単になる
手首機構を櫂供することを目的とするものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、アームの先端に３自由度の手首姿勢がとれる
手首部を倫えた産業用ロボットの手首機構において、出
力軸の中心線が前記アームの長手方向に対して所定の取
付は角度で取り付けられた手首第１軸用アクチュエータ
と、前記手首第１軸用アクヂコエータの出力軸に前記手
首第１軸用アクチュエータの出力軸の中心線に対して所
定の取付は角度で取り付けられた手首第２軸用アクヂユ
エータと、前記手首第２軸用アクチュエータの出力軸に
前記手首第２軸用アクチュエータの出力軸の中心線に対
して所定の取付は角度で取り付りられた手首第３軸用ア
クチュエータとを脩え、前記手首第３軸用アクチュエー
タの出力軸の中心線が前記手首第１軸用アクヂユエータ
の出力軸の中心線と前記手首第２軸用アクヂコエータの
出力軸の中心線との交点を通るようにしたものである。

［作用］ 手首第１軸用アクチュエータ、手首第２軸用アクチュエ
ータ、手首第３軸用アクチュエータの３個の出力軸の中
心線が１点に集中して交差しているので、手首部の座標
値をこの中心線の交点の座標値に設定することにより、
手首部の位置制御演算が簡単になる。

また、手首の各アクチュエータがそれぞれ減速機、モー
タおよび回転検出器を備えているので、アームの中を通
る複数の長い回転軸が必要なくなり、重量が軽くなる。

［実施例］ 本発明を図に示す実施例について説明する。

第１図は本発明の実施例を示す手首部の要部側面図で、
アーム１の先端には手首第１軸用アクチコエータ２の出
力軸２１がアームスの長手方向の中心線Ｃゆに対して取
付は角度θ、で取り（（けられるように取付は座１１が
設けられている。手首第１軸用アクチュエータ２の出力
軸２１には手首第２軸用アクチコエータ３の出力軸３１
が手首第１軸用アクチュエータ２の出力軸２１の中心線
らに対して取付は角度θ、で取り付けられるように取付
υ座２２が固定されている。手首第２軸用アクチコエー
タ３の出力軸３１には手首第３軸用アクチコ工−タ４の
出力軸４１が手首第２軸用アクチュエータ３の出力軸３
１の中心線らに対して取付は角度θ、で取り付けられる
ように取付は座３２が固定されている。そして、手首第
３軸用アクチュエータ４の出力軸４１の中心線ｅ８の延
長線が手首第１軸用アクヂコ−エータ２の出力軸２１の
中心線らと手首第２軸用アクチュエータ３の出力軸３１
の中心線らとの交点Ｐを通るようにｊ〕である。

なお、手首第１軸用アクチコ。エータ２、手首第２軸用
アクチュエータ３、手首第３軸用アクチュエータ４はい
ずれも第２図に示すように、減速機ＡとモータＢと回転
検出器Ｃとが一体に内蔵されたアクチュエータで、減速
機ＡにはハーモニックギアＡ、が使用されて、それぞれ
出力軸２１．３１．４１を結合している。

このように、手首第１軸用アクチュエータ２、手首第２
軸用アクチュエータ３、手首第３軸用アクチュエータ４
の３個の出力軸の中心線ｆｆ、、　　Ｒ２１、が一つの
交点Ｐに集中して交差しているので、相互のアクチュエ
ータのオフセットは存在せず、手首部の座標値をこの出
力軸の中心線の交点Ｐの座標値にすることにより、手首
部の位置制御演算が簡単になる。

また、手首の各アクチュエータがそれぞれ減速機、モー
タおよび回転検出器を備えているので、アームの中を通
る複数の長い回転軸が必要なくなり、重量が軽くなって
アームの動作を速くすることができるとともに、アーム
の加工も取付は座など僅かな部分を精密に加工すればよ
いので、加工工数を低減できる。

また、各手首軸のアクチュエータの取付は角度θ１、θ
２、θ、を適宜設定することにより、手首部　４がアー
ムに干渉することなく３６０°回転が可能になる。

第３図は手首第１軸用アクチュエータ２の出力軸の中心
線１１をアーム１の長手方向の中心線１０に一致させ、
取付は角度θ、を０°にした場合の実施例である。

第４図はアーム１の後部に手首第１軸用アクチュエータ
２を固定し、出力軸２１と取付は座２２との間を中空に
した軽量の伝達軸２３により連結して、アームｌの先端
部の重量を低減した場合の実施例である。

［発明の効果］ 以上述べたように、本発明によれば、３自由度の手首軸
を構成するアクチュエータの出力軸の中心線が１点に集
中して交差しているので、手首軸がオフセットされた場
合に比べて手首部の位置制御の演算時間が短くなるとと
もに、手首部を駆動する部品点数が減少し、加工工数の
少ない高性能のロボットの手首機構を提供できる効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す要部側面図、第２図はア
クチュエータの構成図、第３図、第４図は他の実施例を
示す要部側面図である。 １・・・アーム、１１・・・取付は座、２・・・手首第
１軸用アクチュエータ、２１・・・出力軸、２２・・・
取付は座、２３・・・伝達軸、３・・・手首第２軸用ア
クチュエータ、３１・・・出力軸、３２・・・取付は座
、４・・・手首第３軸用アクチュエータ、４１・・・出
力軸第１図 特許出願人　株式会社　安川電機製作所第２図 第 図 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、アームの先端に３自由度の手首姿勢がとれる手首部
   を備えた産業用ロボットの手首機構において、 出力軸の中心線が前記アームの長手方向に対して所定の
   取付け角度で取り付けられた手首第１軸用アクチュエー
   タと、 前記手首第１軸用アクチュエータの出力軸に前記手首第
   １軸用アクチュエータの出力軸の中心線に対して所定の
   取付け角度で取り付けられた手首第２軸用アクチュエー
   タと、 前記手首第２軸用アクチュエータの出力軸に前記手首第
   ２軸用アクチュエータの出力軸の中心線に対して所定の
   取付け角度で取り付けられた手首第３軸用アクチュエー
   タとを備え、 前記手首第３軸用アクチュエータの出力軸の中心線が前
   記手首第１軸用アクチュエータの出力軸の中心線と前記
   手首第２軸用アクチュエータの出力軸の中心線との交点
   を通るようにしたことを特徴とする産業用ロボットの手
   首機構。 ２、前記手首第１軸用アクチュエータの前記アームの長
   手方向に対する所定の取付け角度が０゜である請求項１
   記載の産業用ロボットの手首機構。 ３、前記手首第１軸用アクチュエータ、手首第２軸用ア
   クチュエータおよび手首第３軸用アクチュエータが減速
   機、モータおよび回転検出器を内蔵した請求項１または
   ２記載の産業用ロボットの手首機構。