JPS5858194B2 - 荷重取扱ロボツト - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は支持した荷重を水平面内のＺ軸、Ｙ軸及び垂直
方向に関するＺ軸のいずれの方向乃至はこれらのうち少
なくとも一軸以上の方向に直線的に移動させて任意の位
置に位置決めできるようにした荷重取扱ロボットに関す
るものである。

従来よりパントグラフ状の平行リンク、或はこのリンク
と同等の作動をするように構成した平行リンクを主体と
するアーム機構によって構成したクレーン状の荷重取扱
装置が数多く提案されている。

これらは、支持した荷重をアーム機構の作動によって水
平、垂直の各方向に任意に移動させることができると共
に、任意の位置にその荷重を吊下静止させた状態で支持
することができるところから、従来のチェーンホイスト
やチェーンブロック等に代わる軽便な荷重取扱装置とし
て各方面で多用されているほか、使用するアーム機構に
よっては荷重の支持部の移動軌跡を直線状乃至は任意の
軌跡にとり得るところから、荷重取扱ロボットとして使
用されることも多い。

しかし乍ら、上記従来装置は荷重を支持した状態で該荷
重を移動すべくアーム機構を作動させると、位置決めに
際して荷重の慣性などによって構成アームの振れやアー
ム流れ現象を生じることがあり、荷重の位置決めを精度
よくできないのみならず、作業安全上ｌこ於ても好まし
くないという難点があった。

本発明はかかる従来装置の難点に鑑み、特ｌこ荷重取扱
ロボットとして使用する場合、荷重の支持部を正確に位
置決めすることができると同時に、この際アーム機構の
振れやアーム流れ現象の生じることのない荷重取扱ロボ
ットを提供することを目的としてなされたもので、その
構成は、それぞれに平行な２組のアームを斜交させ、各
アームの交叉部に細長い平行四辺形を形成させた状態で
前記各交叉部を枢着すると共に、前記平行四辺形の上辺
側に位置するアームを適宜延長し、且つ該延長部の先端
側を水平方向乃至は略水平方向に進退させるため、前記
平行四辺形の下辺側に位置するアームの枢着部乃至はそ
の延長端部をブラケット等の機筺１こ支持させて形成し
た進退アームと、前記進退アームにおいて前記平行四辺
形の上辺側に位置するアームの延長端部から繰出され先
端に荷重の支持部を形成すると共に、該延長端部から各
アームの適宜枢着部を経由して前記ブラケット側に掛渡
された鋼索、チェーン等（こよる索体及び該索体の後端
に連結されて前記機筺に設けられた奏上機構などにより
形成される荷重支持系と進退アームを有する前記機筺を
垂直軸方向で旋回可能に取付けた支柱などによる機構支
持部とから形成される荷重支持機構と、前記索体の先端
側が繰出されたアーム先端部を連結すると共に前記索体
の先端部を案内吊下させた摺動体と前記アーム先端部の
進退軌跡を含む水平面内乃至は鉄面に平行な面内におい
てＸ軸又はＹ軸着しくはＸ、Ｙ両軸方向に配設され、前
記摺動体を直接又は間接的に支持しその摺動を案内する
前記アーム先端部の案内体とから形成される前記荷重支
持部の案内機構とから戒ることを特徴とするものである
。

次に本発明の実施例を図に拠り説明する。

第１図において、Ａは本発明装置に用いる進退アームの
一例で、ここではそれぞれ相反する方向に傾斜させて配
した第１アーム１と第２アーム２とを両者の上端交叉部
で枢着Ｐ１すると共に、両アーム１，２に夫々平行な第
３アーム３と第４アーム４とを、それぞれ第２アーム２
及び第１アームの下端側において枢ＮＰ２．Ｐ４すると
共にこれら両アーム３，４の交叉部を枢着Ｐ３する一方
、前記第１アーム１と第２アーム２の下端側を、枢着点
Ｐ３を通る水平な仮想線ｌに交叉する長さにそれぞれ延
長し、アームの延長部１′、同２′を有するパントグラ
フ状に形成してあり、このアームは、枢着点Ｐ３又は第
２アーム２の下端部２ａを固定し、前記端部２ａ又は点
Ｐ３を水平方向（図の左右方向）に進退移動させると、
第１アーム１の下端１ａが前記移動量を拡大した量の進
退動作をする。

そこで本発明では前記アームを、その枢着部Ｐ３におい
てブラケット５に固定枢ｉ５１すると共に、第２アーム
２の下端部２ａを鉄部に設けたローラ５３を介してブラ
ケット５の水平ガイド５２に収装することにより進退ア
ームＡの一例に形成しである。

尚、第２アーム２後端２ａ側の進退構造は上記例に限ら
れず、他の適宜構造を用い得ること勿論である。

また、前記後端２ａ側は前記水平動と共に垂直動可能に
形成してもよい。

６Ｌ６２，６３はそれぞれ第１アーム１の延長端１ａ１
枢着部Ｐ４、固定枢着部５１の部分に、回転自在に軸着
（図の紙面に関し垂直な軸）したプーリ等による案内輪
体で、これら輪体には、先端側を案内輪体６１から繰出
された鋼索７の後端側が順次掛は渡され、更に、ブラケ
ット５内の案内輪体６４．６５を経由して鋼索７の後端
がブラケット５に設けた奏上機構８の奏上軸に連結され
ており、また前記繰出された鋼索７の先端には適宜の掴
み手段などにより形成する荷重の支持部９が形成してあ
って、これら６１乃至９によって荷重の支持系を形成す
る。

而して、上記荷重支持系が形成された進退アームＡはそ
のブラケット５が、この実施例では、機構支持部として
作用する支柱５４の上端に旋回可能に支持されており、
以上により本発明ロボットに於ける荷重支持機構部の一
例を構成すを（第２図参照）。

第３図乃至第５図に於て、１ｏは前記第１アーム１の先
端部１ａに、鉄部１ａを自在継手部材１０ａを介して連
結した摺動体で、この実施例では摺動体１０に前記アー
ム１の先端から繰出される鋼索７を案内する案内杆１１
が垂直動自在に装着されており、また、該案内杆１１の
下端には鋼索７の先端に設けた荷重の支持部９が固定し
て設けられている。

１２は前記アーム先端１ａの進退方向即ち、Ｙ軸方向に
沿って配設され前記摺動体１ｏを摺動可能に支持した棒
又はレール等によるＹ軸案内体で、ここではＹ軸方向に
沿った両側から前記摺動体１０を支持するように２本設
けである。

１３は前記Ｙ軸案内体１２を支持し且つその移動を案内
するＸ軸案内体で、前記Ｙ軸案内体１２の端部にそれぞ
れ設けた移動体１２ａがＸ軸案内体１３に移動可能に支
持されており、また、このＸ軸案内体１３自体は支柱１
４等に支持されて、その高さが前記進退アームＡの第１
アーム先端１ａに見合った高さに形成されている。

上記構成に於て、摺動体１０及び移動体１２ａは、図示
しないが適宜の駆動力によってそれぞれの移動可能な軸
方向に移動するように構成するが、その移動機構自体は
公知の任意手段を採るものとする。

例えば、摺動体１０及び移動体１２ａに駆動源を持たせ
て自走機能を付与し、各軸の案内体１２゜１３上を走行
させたり、或は、前記案内体１２゜１３に沿って巻掛は
索を架設しこの索に摺動体１０と移動体１２ａを取付け
、索の回動により前記画体１０．１２ａを夫々に移動さ
せるようにしてもよい。

勿論、案内体１２，１３を送り螺子、或は、ラックに形
成し、摺動体１０及び移動体１２ａの支持部をそれぞれ
に対応した構造にするなどの構成でもよい。

以上の１０乃至１４の構成により、先に述べた荷重支持
機構部に於ける第１アーム先端部１ａから吊下された荷
重の支持部９を、垂直方向、即ちＺ軸に沿って案内する
と共に、Ｚ軸及びＹ軸方向に沿って前記支持部９の移動
案内をすることのできる荷重支持部の案内機構の一例を
構成する。

上記案内機構は、水平面内に於てはＺ軸かＹ軸方向のい
ずれか一方の案内体のみを以て構成してもよい。

この場合いずれの軸方向の案内体を設けるかは、荷重取
扱作業の実際などを考慮し、作業目的に合った構造にす
ればよい。

また、上記実施例に於いて、案内体１３を支持する支柱
１４は、必ずしも上記実施例のような形態で配設されな
ければならないものではない。

例えば、アームＡを支持する支柱５４に支柱１４を斜設
してもよい。

要は、設けられる案内体１２又は１３を、この実施例に
即していえば水平な向きのＺ軸、Ｙ軸方向に沿って保持
できる形態で設ければ足りるのである。

本発明ロボットは、上記の進退アームを主体とする荷重
の支持機構部とその案内機構部とが結合され、夫々の機
構部が協動的に作動することによって荷重の取扱作業を
行うものであるから、以下、その作動について説明する
。

荷重の支持部９に支持させた適宜物品による荷重Ｗは、
巻上機構８の巻上動作により巻上げられる鋼索７によっ
てＺ軸方向に吊下げられる。

この荷重Ｗの上動は、摺動体１０にＺ軸方向に於てのみ
自由度を持って支持案内された案内杆１１の上動と一体
的に行なわれるので、前記荷重Ｗが前後、左右に振れる
ことはない。

上記Ｚ軸方向任意の高さで荷重Ｗを静止させ、これをＹ
軸方向、即ち、Ｙ軸案内体１２に沿って移動させたり位
置決めするには、摺動体１０をその案内体１２に沿って
移動させ位置決めする。

この荷重ＷのＹ軸方向の移動が行なわれると、第１アー
ム延長端１ａのＹ軸方向での作業は進退アームＡにその
構成リンク１〜４の変形及び必要なブラケット５の旋回
動作をもたらす。

即ち、Ｙ軸案内体１２かブラケット５の直前に位置付け
られている場合のＹ軸方向動作は、第１アーム端部１ａ
の移動量がそのまま縮小された形で第２アーム端部２ａ
に現われるが、前記案内体１２が第４図に示すようにブ
ラケット５の直前からはずれると第１アーム先端１ａの
Ｙ軸案内体１２に沿った移動は、前記第２アーム端部２
ａの移動と共にブラケット５に旋回動作をもたらすこと
になるのである。

このことから、Ｙ軸方向の移動駆動源は、第１アーム先
端１ａを連結した摺動体１０自体に設けるか、及び／又
は第２アーム２の後端２ａとそのガイド５２との間に設
けるが、少なくともいずれか一方に設ければ足り、ブラ
ケット５はその支柱５４に旋回自在に装設するだけでよ
い。

以上のような形態で摺動体１０をＹ軸方向に支持案内す
る案内体１２は、その端部に設けた移動体１２ａがＸ軸
案内体１３に沿って移動、停止することにより、Ｘ軸方
向で移動し、位置決めされ、従って、第１アームの先端
１ａ及びそこから摺動体１０の案内杆１１を介して吊下
された荷重の支持部は、Ｘ軸方向に於ても移動、停止さ
れることになる。

尚、このＸ軸方向の移動は、進退アームＡの変形動′作
と共にブラケット５の旋回動作をもたらす。

上述のＸ、Ｙ軸方向の動作は、いずれの場合においても
進退アームＡにおける第１アーム先端１ａの移動を伴う
、換言すれば、この移動は旋回可能なブラケット５に支
持された進退アームＡの第１アーム先端１ａの平面円に
おける可動範囲内で移動可能であるから、前記Ｘ、Ｙ軸
案軸体内体。

１３は平面から見て上記可動範囲内の大きさく長さ）で
設けられることになる。

以上述べたところから、明らかなように、本発明ロボッ
トの荷重の支持部９は、奏上機構８の巻上げ、巻戻し動
作と、摺動体１０のＹ軸方向移動及びこれに伴う進退ア
ームＡの変形動作により、垂直面内での移動、位置決め
が任意になされ、また、前記摺動体１０のＹ軸方向移動
及び該摺動体１０を案内体１２を介して支持した移動体
１２ａのＸ軸方向移動並びにこれに伴う前記アームＡの
変形動作によって水平面内での移動、位置決めが任意に
なされるので、荷重取扱ロボットとして極めて有用であ
る。

特に本発明ロボットでは、進退アームＡをその第１アー
ム先端１ａ自体が上下動しない構造としたので、前記ア
ームＡ自体の重量をその支点５１に関して平衡がとり易
く、アーム流れ現象の発生を効果的に防止することがで
きるのみならず、作動時のアームの振れも生じ難く、従
って、先に述べた荷重の支持部９の可動範囲及びその範
囲内での移動態様と相俟って、重量のある荷物などを高
い精度で位置決めするような荷重取扱作業に用いるロボ
ットとして有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明ロボットに用いる進退アームの一例の側
面骨組図、第２図は本発明ロボットの荷重支持機構部の
構造を示す側面骨組図、第３図は本発明装置の案内機構
を示す側断面骨組図、第４図は第１アーム先端部と摺動
体の連結構造の一例を示す細断同図、第５図は本発明ロ
ボットの平面骨組図である。 １〜４・・・・・・第１アーム〜第４アーム、５・・・
・・・ブラケット、５１・・・・・・固定枢着部、５２
・・・・・・水平ガイド、５４・・・・・・支柱、６１
〜６５・・・・・・案内輪体、７・・・・・・鋼索、８
・・・・・・巻上機構、９・・・・・・荷重の支持部、
１０・・・・・・摺動体、１１・・・・・・案内杆、１
２・・・・・・Ｙ軸案内体、１２ａ・・・・・・移動体
、１３・・・・・・Ｘ軸案内体、１４・・・・・・支柱
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ それぞれに平行な２組のアームを斜交させ、各リン
   クの交叉部に細長い平行四辺形を形成させた状態で前記
   各交叉部を枢着すると共に、前記平行四辺形の上辺側に
   位置するアームを適宜延長し、且つ該延長部の先端側を
   水平方向乃至は略水平方向に進退させるため、前記平行
   四辺形の下辺側に位置するアームの枢着部乃至はその延
   長端部をブラケット等の機筺に支持させて形成した進退
   アームと、前記進退アームにおいて前記平行四辺形の上
   辺側に位置するアームの延長端部から繰出され先端に荷
   重の支持部を形成すると共に、該延長端部から各アーム
   の適宜枢着部を経由して前記ブラケット側に掛渡された
   鋼索、チェーン等による索体及び該索体の後端に連結さ
   れて前記機筺に設けられた巻上機構などにより形成され
   る荷重支持系と進退アームを有する前記機筺を垂直軸方
   向で旋回可能に取付けた支柱などによる機構支持部とか
   ら形成される荷重支持機構と、前記索体の先端側が繰出
   されたアーム先端部を連結すると共に前記索体の先端側
   を案内吊下させた摺動体と前記アーム先端部の進退軌跡
   を含む水平面内乃至は鉄面に平行な面内においてＺ軸又
   はＹ軸着しくはＸ、Ｙ両軸方向に配設され、前記摺動体
   を直接又は間接的に支持しその摺動を案内する前記アー
   ム先端部の案内体とから形成される前記荷重支持部の案
   内機構とから成ることを特徴とする荷重取扱ロボット。