JPH0637038B2 - 電動ロボツト - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はアームの先端に手首機構を有する電動ロボット
に関する。

〔従来技術〕

従来、アームの先端に手首機構を設けた電動ロボットが
知られている。この電動ロボット、基台に支柱を揺動自
在に立設し、この支柱に、先端に手首機構を有するアー
ムを揺動自在に軸支して取り付け、支柱，アームにそれ
ぞれ沿わせて支柱，アームの傾倒を防止するためのバラ
ンスばねを設け、基台に設けられた複数のモータにより
支柱，アームを作動させ、アームの後端に設けられた複
数のモータにより前記手首機構を作動させるようになさ
れたものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕 ところが、このような従来の電動ロボットにおいては、
互いに噛み合う傘歯車の噛み合い状態を調整しようとし
ても、モータの駆動力を手首機構に伝える駆動側部材と
手首機構とを分離することができない構造となってい
て、前記傘歯車の噛み合い状態を調整することができな
いという欠点があった。

本発明は、従来のものがもつ以上のような問題点を解決
した電動ロボットを提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、その目的を達成するために、次のような構成
としている。即ち、アーム後端に設けられた複数のモー
タと、アーム先端に取り付けられるとともに、複数の連
結部材を有する手首機構と、一側が対応するモータに連
結され他側がアーム先端側に位置して各モータの駆動力
をそれぞれ前記手首機構の対応する連結部材に伝達する
複数の駆動部材と、前記複数の駆動部材と前記複数の連
結部材とを分離・接続可能とする接続手段とを具備する
とともに、該接続手段は、前記複数の駆動部材および前
記複数の連結部材の相互の接続部分をそれぞれ同心状と
し、各駆動部材に同心状をなしてスプラインを設け、且
つこれらのスプラインに嵌合するような各連結部材に同
心状をなしてスプライン軸を設けてなることを特徴とし
ている。

〔発明の効果〕

本発明によれば、一側が対応するモータに連結され他端
がアーム先端側に位置する複数の駆動部材と、これら駆
動部材から各モータの駆動力が伝達される、手首機構の
複数の連結部材とを、接続手段により分離接続可能とし
たので、駆動部材とを分離することにより、手首機構
の、例えば傘歯車の噛み合い状態の調整を行ってその作
動駆動力を減少させる等種々の調整を容易に行うことが
でき、さらにメンテナンスを容易化することができる。

また、接続手段が、複数の駆動部材および複数の連結部
材の相互の接続部分をそれぞれ同心状とし、各駆動部材
に同心状をなしてスプラインを設け、且つこれらスプラ
インに嵌合するよう各連結部材に同心状をなしてスプラ
イン軸を設けてなっているため、該接続手段をコンパク
トにすることができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図乃至第４図に基づいて
説明する。第１図中１は電動ロボットであり、この電動
ロボット１は、基台２と、この基台２上に揺動自在に立
設された支柱３と、この支柱３に揺動自在に取り付けら
れたアーム４と、このアーム４の先端に設けられた手首
機構５と、この手首機構５に連結されアーム４の後端に
並列に取り付けられたモータ６，７，８とからなる基本
構成とされている。

モータ６には、第２図に示すように歯車９，１０からな
る減速機構を介して、歯車１に同軸的に取り付けられか
つアーム４内にこのアーム４と同軸的に回転可能に設け
られたパイプ１１が連結されている。また、モータ７に
は、歯車１２，１３からなる減速機構を介して、歯車１
３に同軸的に取り付けられかつパイプ１１内にこのパイ
プ１１と同軸的に回転可能に設けられたパイプ１４が連
結されている。また、モータ８には、歯車１５，１６か
らなる減速機構を介して、歯車１６に同軸的に取り付け
られかつパイプ１４内にこのパイプ１４と同軸的に回転
可能に設けられたパイプ１７が連結されている。これに
より、パイプ１１，１４，１７は同心状をなすことにな
り、これらパイプ１１，１４，１７の各先端にはそれぞ
れスプライン（接続手段）１８，１９，２０が同様同心
状をなして形成されている。

一方、アーム４の先端に取り付けられた手首機構５は第
３図及び第４図に示すように構成されている。即ち、基
板２１ａ，支持板２１ｂ，２１ｃを有するブラケット
（基端部材）２１がアーム４の先端に固定して取り付け
られている。ブラケット２１の基板２１ａの中央にはベ
アリング２２を介して筒状の連結部材２３が回転自在に
嵌入されている。２２ａはベアリングハウジングであ
る。連結部材２３の一端外周にはスプライン軸（接続手
段）２４が形成され、他端には傘歯車２５が形成されて
いる。

また、連結部材２３には、ベアリング２６を介して筒状
の連結部材２７が同軸的にかつ回転自在に嵌入されてい
る。連結部材２７の一端外周にはスプライン軸（接続手
段）２８が形成され、他端には傘歯車２９が形成されて
いる。

また、連結部材２７には、ベアリング３０を介して棒状
の連結部材（軸）３１が同軸的にかつ回転自在に嵌入さ
れている。連結部材３１の一端にはスプライン軸（接続
手段）３２が形成され、他端には傘歯車３３が形成され
ている。スプライン軸２４，２７，３２はそれぞれスプ
ライン１８，１９，２０に摺動自在に嵌合されている。

これにより、連結部材２２，２７，３１は同心状をな
し、これら連結部材２３，２７，３１に形成された、ス
プライン軸２４，２８，３２および傘歯車２５，２９，
３３も同様同心状をなしている。

ブラケット２１の支持板２１ｂ，２１ｃには、連結部材
３１の軸線方向と直交して段付きの軸３４が挿通固定さ
れている。この軸３４の両端側には支持板２１ｂ，２１
ｃ間に位置する傘歯車３５，３６がそれぞれ回転自在に
かつ軸３４の軸線方向に移動可能に嵌合されている。傘
歯車３６は傘歯車２５に噛み合せられ、傘歯車３５は傘
歯車２９に噛み合せられている。

また、軸３４には、傘歯車３５，３６間において、傘歯
車３６寄りに位置させられた傘歯車３７が回転自在にか
つ軸３４の軸線方向に移動可能に嵌合されている。傘歯
車３７は傘歯車３３に噛み合せられている。傘歯車３５
は軸３４に螺合されたナット（ストッパ）３８により第
３図に示す矢印Ａ方向への所定位置以上の移動を阻止さ
れている。また、傘歯車３６は軸３４６に螺合されたナ
ット（ストッパ）３９により第３図に示す矢印Ｂ方向へ
の所定位置以上の移動を阻止されている。また、傘歯車
３７は軸３４に螺合されたナット（ストッパ）４０によ
り第３図に示す矢印Ｂ方向への所定位置以上の移動を阻
止されている。

軸３４の略中央部には鍔４１が設けられており、この鍔
４１と、傘歯車３５に嵌合されたベアリング３５ａとの
間には、傘歯車３５を第３図に示す矢印Ａ方向へ付勢す
るようにばね４２が軸３４に嵌合されて設けられてい
る。

また、鍔４１と、傘歯車３７に嵌合されたベアリング３
７ａとの間には、カラー４３と、傘歯車３７を第３図に
示す矢印Ｂ方向へ付勢するばね４４とが軸３４に嵌合さ
れて設けられている。

傘歯車３５のボスにはベアリング４５ａを介して支持板
４５の一方の側部が回動自在に嵌合され、傘歯車３６の
ボスには支持板４６の一方の側部が嵌合固定されてい
る。支持板４５と支持板４６との他方の側部はこれらの
間に設けられたケース４７に固定されて連結されてい
る。そして、支持板４５，４６ケース４７により軸３４
を中心に第４図に示す矢印Ｘ方向及びその逆方向に回転
自在とされた中間部材４８が構成されている。

ケース４７には、略円筒状の複傘歯車４９が軸３４と直
交させられて回転自在に嵌入して取り付けられている。
この複傘歯車４９は両端に傘歯車５０，５１を有し、傘
歯車５０はケース４７から突出して傘歯車３５に噛み合
せられている。複傘歯車４９内には複傘歯車５２が回転
自在に嵌入されている。この複傘歯車５２は両端に傘歯
車５３，５４を有し、傘歯車５３は複傘歯車４９から突
出して傘歯車３７に噛み合せられている。

また、ケース４７には、複傘歯車５２と直交する方向に
向けられた軸５５が回転自在に嵌挿されている。軸５５
の一端側にはケース４７内に設けられた傘歯車５６が嵌
合固定されている。この傘歯車５６は傘歯車５１に噛み
合せられている。軸５５の他端はケース４７から突出し
ており、この軸５５の他端側には軸５５及びケース４７
に対し回転自在にかつ軸５５の軸線方向に移動可能に複
傘歯車５７が取り付けられている。この複傘歯車５７は
両端に傘歯車５８，５９を有し、傘歯車５８は傘歯車５
４に噛み合せられ、傘歯車５９はケース４７から突出し
ている。

複傘歯車５７は軸５５に螺合されたナット（ストッパ）
６０により第４図に示す矢印Ｃ方向への所定位置以上の
移動を阻止されている。傘歯車５６と、複傘歯車５７に
嵌合されたベアリング５７ａとの間には、カラー６１
と、複傘歯車５７を第４図に示す矢印Ｃ方向へ付勢する
ばね６２とが軸５５に嵌合されて設けられている。

軸５５の他端部には、ケース（中間部材）６３が固定さ
れ、このケース６３は溝５５と共に第３図に示す矢印Ｙ
方向及びその逆方向に回転自在とされている。このケー
ス６３には、軸５５と直交する方向に向けられた軸（先
端部材）６４が第４図に示す矢印Ｚ方向及びその逆方向
には回転自在に取り付けられている。軸６４の一端には
ケース６３内に設けられた傘歯車６５が嵌合固定されて
いる。軸６４の他端はケース６３から突出している。傘
歯車６５は傘歯車５９の噛み合せられている。

次に、前記のように構成された電動ロボットの作用につ
いて説明する。

モータ６を駆動すると、減速機構を介しパイプ１１が回
転し、これに伴いパイプ１１と共に連結部材２３が回転
し、傘歯車２５，３６を介し、ブラケット（基端部材）
２１に対し、支持板４５，４６、ケース４７からなる中
間部材４８がケース（中間部材）６３と共に軸３４を中
心に第４図に示す矢印Ｘ方向またはその逆方向へ回動す
る。

また、モータ７を駆動すると、減速機構を介しパイプ１
４が回転し、これに伴いパイプ１４と共に連結部材２７
が回転し、傘歯車２９，３５，５０，５６を介し軸５５
が回転する。すると軸５５に固定されたケース（中間部
材）６３が軸５５と共に第３図に示す矢印Ｙ方向またそ
の逆方向へ回動する。

また、モータ８を駆動すると、減速機構を介しパイプ１
７が回転し、これに伴いパイプ１７と共に連結部材
（軸）３１が回転し、傘歯車３３，３７，５３，５４，
５８，５９，６５を介し軸（先端部材）６４が第４図に
示す矢印Ｚ方向またはその逆方向に回転する。このよう
に手首機構５は、モータ６，７，８の駆動により３自由
度をもって前記Ｘ，Ｙ，Ｚの回動動作を行なう。

また、軸３４に螺合されたナット（ストッパ）３８を回
して軸３４の軸線方向に移動させると、ばね４２の付勢
力が変り、この付勢力の変化に応じて傘歯車３５が軸３
４の軸線方向に移動する。これにより傘歯車２９と傘歯
車３５との噛み合い状態が変化する。これと同様に、軸
３４に螺合されたナット（ストッパ）４０を回すと傘歯
車３３と傘歯車３７との噛み合い状態が変化し、軸５５
に螺合されたナット（ストッパ）６０を回すと、傘歯車
５４と傘歯車５８との噛み合い状態が変化する。

また、手首機構５へモータ６，７，８の駆動力を伝える
駆動側部材、即ちパイプ１１，１４，１９と手首機構５
の連結部材２３，２７，３１とはスプライン結合により
連結されているので、この部分において駆動側部材と手
首機構５とを分離して、手首機構５の傘歯車の噛み合い
状態の調整あるいはメィンテナンスを容易に行なうこと
ができ便利である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す斜視図、第２図はその
駆動側部材の一部の斜視図、第３図はその手首機構の一
部切欠横断平面図、第４図はその手首機構の一部切欠一
部省略側面図である。 ４……アーム、５……手首機構、６，７，８……モー
タ、１８，１９，２０……スプライン、２１……ブラケ
ット（基端部材）、２４，２８，３２……スプライン
軸、２５，２９，３３，３５，３６，３７，５０，５
１，５３，５４，５６，５８，５９，６５……傘歯車、
３４，５５……軸、３８，３９，４０，６０……ナット
（ストッパ）、４２，４４，６２……ばね、４７，６３
……ケース（中間部材）、６４……軸（先端部材）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】アーム後端に設けられた複数のモータと、 アーム先端に取り付けられるとともに、複数の連結部材
   を有する手首機構と、 一側が対応するモータに連結され他側がアーム先端側に
   位置して各モータの駆動力をそれぞれ前記手首機構の対
   応する連結部材に伝達する複数の駆動部材と、 前記複数の駆動部材と前記複数の連結部材とを分離・接
   続可能とする接続手段とを具備するとともに、 該接続手段は、 前記複数の駆動部材および前記複数の連結部材の相互の
   接続部分をそれぞれ同心状とし、各駆動部材に同心状を
   なしてスプラインを設け、且つこれらスプラインに嵌合
   するよう各連結部材に同心状をなしてスプライン軸を設
   けてなることを特徴とする電動ロボット。