JPS59161286A - Multi-joint robot - Google Patents
Multi-joint robotInfo
- Publication number
- JPS59161286A JPS59161286A JP3337183A JP3337183A JPS59161286A JP S59161286 A JPS59161286 A JP S59161286A JP 3337183 A JP3337183 A JP 3337183A JP 3337183 A JP3337183 A JP 3337183A JP S59161286 A JPS59161286 A JP S59161286A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- link
- axis
- links
- power
- rotation angle
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 210000000707 wrist Anatomy 0.000 description 8
- 239000012636 effector Substances 0.000 description 6
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は多関節ロボットの改良に係り、特にエンドエ
フェクタに作用しうるある方向の力を犬となしうるよう
にしたものに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an improvement in an articulated robot, and particularly to one in which a force in a certain direction that can be applied to an end effector can be applied to a dog.
メカ構成の一部に四節リンク機構を含む多関節ロボット
は周知である。そしてこのリンク機構に連結された動力
により、最終的にはエンドエフエA A Ilr J!
、+ −−r IT #/ff−1−t=而+y *
z −h & W /J=’(iスととができる。そし
てその力の大きさは方向によ−て異なり、これは動力の
発生するトルりや、ソノメカ構成に特有の力の伝達特性
によ−て異な・て来る。Articulated robots that include a four-bar linkage mechanism as part of their mechanical structure are well known. And by the power connected to this link mechanism, the final result is ENDF A A Ilr J!
, + −r IT #/ff-1-t=but+y *
z -h & W /J='It's so different.
従来はこのメカ構成の特有の力の伝達特性か一定であっ
たため、一定位置におけるエンドエフェクタでのある方
向に対する出しうる力は、常に一定であった。Conventionally, the unique force transmission characteristics of this mechanical configuration were constant, so the force that could be exerted in a certain direction by an end effector at a certain position was always constant.
この発明においては、四節リンク機構を含む多関節ロボ
ットにおいて、エンドエフェクタにおける力の方向特性
を従来と異なったものになしうるようにするのがその主
たる目的である。The main purpose of this invention is to enable a multi-joint robot including a four-bar linkage mechanism to have different force direction characteristics at the end effector than in the past.
この発明の概略は、少なくとも2自由度を得るだめのメ
カ構成として四節リンク機構を使用した多関節ロボット
において、前記四節リンク機構はその相隣り合わない一
対のリンクを交差させてなる、前記多関節ロボットであ
る。The outline of the present invention is an articulated robot using a four-bar link mechanism as a mechanical configuration for obtaining at least two degrees of freedom, wherein the four-bar link mechanism is formed by intersecting a pair of non-adjacent links. It is an articulated robot.
以下図面を参照しつつこの発明一実施例を詳述する。An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
1は基台である。基台1、には垂直軸Vまわりに旋回回
動角α1自在にフレーム2を枢支する。そして;詳細は
図示しないが動力Mlによ・て回動角α、を強制するべ
く構成される。1 is the base. A frame 2 is pivotally supported on a base 1 so as to be able to freely rotate through a rotation angle α1 around a vertical axis V. Although the details are not shown, the rotation angle α is configured to be forced by the power Ml.
フレーム2にはその両外側に水平枢支軸1]!まわりに
回動角α3自在に第一リンク3,3を枢支する。すなわ
ち第2図図示のようにフレーム2に対し軸受B11B2
およびB3によって軸H8が支承されこの軸H1に対し
てリンク3が固設される。Frame 2 has horizontal pivot shafts 1 on both outside sides! The first links 3, 3 are pivotally supported around the first link so as to be freely rotated by a rotation angle α3. In other words, as shown in FIG.
A shaft H8 is supported by and B3, and the link 3 is fixed to this shaft H1.
フレーム2と軸H!との間に回動角α2を強制するだめ
の動力M2が設けられる。動力M2は、公知のダイレク
トドライブモーターであって、ローターR2は軸H1と
一体の高磁性永久磁石とし、フレーム2と一体のステー
ターS、にはコイルを巻回し、このコイルに図示しない
電子式スイッチング回路を介して直流電圧を印加して、
ブラシレスの高トルクモーターとして構成される。Frame 2 and axis H! A power M2 for forcing the rotation angle α2 is provided between the rotation angle α2 and the rotation angle α2. The power M2 is a known direct drive motor, the rotor R2 is a highly magnetic permanent magnet integrated with the shaft H1, the stator S integrated with the frame 2 is wound with a coil, and an electronic switching device (not shown) is wound around this coil. By applying a DC voltage through the circuit,
Configured as a brushless high-torque motor.
軸H1にはまだこの軸まわりに回動角α、自在に第二リ
ンク4を枢支する。この枢支は第2図図示のように軸受
B、にょってフレーム2に対して、および軸受B、によ
って軸H1に対してなされる。The second link 4 is still freely pivoted around the axis H1 at a rotation angle α. This pivoting is done by a bearing B, as shown in FIG. 2, to the frame 2, and by a bearing B to the axis H1.
また回動角α3を強制するため動力M3が軸トI□に設
けられ、この動力M3も同様公知のダイレクトドライブ
モーターである。軸I−i 1 と一体のローターに、
およびリンク4と一体のステーターs3も動力M2と同
様構成になる。かくして動力M2およびM8共フレーム
2の内側に並設される。Further, in order to force the rotation angle α3, a power M3 is provided on the shaft I□, and this power M3 is also a known direct drive motor. In the rotor integrated with the axis I-i 1,
The stator s3 integrated with the link 4 also has the same configuration as the power M2. Thus, the power sources M2 and M8 are both arranged side by side inside the frame 2.
5は第三リンク、6N第四リンクであり、リンク5基端
は軸H1と平行な軸H2にょ−てリンク4先端へに、ま
たリンク6中間部は軸H1と平行な軸I(3によ・てリ
ンク3先端にそれぞれ枢支される。またリンク5および
6の先端相互も軸H□と平行な軸H4によって枢支され
る。かくしてリンク3,4.5および6にょ9て四節リ
ンク機構りが構成される。5 is the third link, 6N is the fourth link, the base end of the link 5 is connected to the axis H2 parallel to the axis H1 to the tip of the link 4, and the intermediate part of the link 6 is connected to the axis I (3) parallel to the axis H1. The tips of links 5 and 6 are also pivoted by an axis H4 parallel to axis H□.Thus, links 3, 4. A linkage mechanism is configured.
リンク6はその一方に延長され、その先端が手首6aと
して構成される。手首6aはさらに軸H5まわりに回動
α4自在に構成され、その回動a4を強制する動力M4
は詳細は図示しないが手首6aとはリンク6の枢支Hs
に対して反対側の内部に設けられ、す/り6全体(リン
ク4および5を含めて)の枢支H3に対する重力を平衡
させる。The link 6 is extended to one side, and its tip is configured as a wrist 6a. The wrist 6a is further configured to be able to freely rotate α4 around an axis H5, and a power M4 is applied to force the rotation a4.
Although the details are not shown, the wrist 6a is the pivot point Hs of the link 6.
It balances the gravity of the entire sill 6 (including links 4 and 5) with respect to the pivot H3.
動力M4と手首6a間は図示しない動力伝達手段によっ
て連結されているものとする。手首6aのさらに先端に
は適宜エンドエフェクタを設ける。It is assumed that the power M4 and the wrist 6a are connected by a power transmission means (not shown). An appropriate end effector is provided at the further tip of the wrist 6a.
さらに詳細は図示しないか、図示回動角α□ 。Further details are not shown or the rotation angle α□ is shown.
α2.α6およびα4を検出するシャフトエンコーダが
各枢支個所に設けられ、図示しない制御手段に入力され
る。そしてこの制御手段によ−て、各動力MlないしM
4を制御すること、従来周知の産業用ロボットと同様で
ある。α2. A shaft encoder for detecting α6 and α4 is provided at each pivot point, and is inputted to a control means (not shown). By this control means, each power Ml to M
4, which is similar to conventionally known industrial robots.
前述したように角度α2およびα3を強制する動力M!
およびMsは、枢支軸H1に並設されている故に、動力
M、およびM3自身の重力にようて各リンクの重量や慣
性モーメントを増加させない(動力M、およびMs 自
身のローターやステーターの慣性モーメントは各リンク
のそれに比し小さい)。それ故に図示しない制御手段に
よってこの多関節ロボットの各制御角度α、ないしα3
を制御するのに、動力M2およびMsの出力をそれ程犬
とせずとも、その制御精度を向上させうる。The power M! forcing the angles α2 and α3 as described above.
and Ms are arranged in parallel to the pivot axis H1, so that the weight and moment of inertia of each link are not increased due to the power M and the gravity of M3 itself (the power M and the inertia of the rotor and stator of Ms themselves) moment is smaller than that of each link). Therefore, each control angle α to α3 of this articulated robot is controlled by a control means (not shown).
The control accuracy can be improved even if the outputs of the motive power M2 and Ms are not so controlled.
さらに動力MsおよびMsはフレーム2の内側に(すな
わち軸Vの近辺に)並設されでいる故に、軸Vまわりの
慣性モーメントをそれ程増加させることも無いので、角
度α、の制御に対しても悪影響を与えることもない。Furthermore, since the powers Ms and Ms are arranged side by side inside the frame 2 (that is, near the axis V), they do not increase the moment of inertia around the axis V so much, and therefore, it is also possible to control the angle α. It has no negative impact.
さらにリンク4および5の向きを図示2点鎖線のように
反転させ、リンク3と5とを交差させることも出来る。Furthermore, the directions of the links 4 and 5 can be reversed as shown by the two-dot chain line, so that the links 3 and 5 intersect.
このように反転させるためには、例えはリンク4と5と
の枢支個所のピンを抜いて前記反転後再度ピンを嵌装し
てもよく、またはリンク4,5(およびリンク3,6)
を−直線に延ばしうるように構成し、前記反転しう、る
ようにして、図示し生い制御手段によ−て自動的に行な
いうるようにしてもよい。この反転さ−せる意味はこの
発明において重要であり、以下詳述する。In order to reverse it in this way, for example, the pin at the pivot point between links 4 and 5 may be removed and the pin may be refitted after the reversal, or links 4 and 5 (and links 3 and 6) may be
It is also possible to construct the apparatus so that it can be extended in a straight line, and to perform the above-mentioned reversal automatically by means of the shown control means. The meaning of this inversion is important in this invention, and will be explained in detail below.
動力M3およびMaを制御してリンク3および4を回動
制御したときに、動力M2およびM、において発生する
トルクは、リンク機構りにおいてベクトル的に合成され
る。そしてそれが手首6aに合力としてあられれる(そ
の計算の詳細は略す)。When the powers M3 and Ma are controlled to control the rotation of the links 3 and 4, the torques generated in the powers M2 and M are vectorially combined in the link mechanism. This is then applied to the wrist 6a as a resultant force (the details of the calculation are omitted).
この手首6aにおける合力をベクトルであられしたとき
のそのベクトルの方向および大きさの分布は楕円面であ
られされる。今リンク4および5を図示実線の状態とし
た場合の前記楕円面を実線で、リンク4および5を2点
鎖線の状態としたときの前記楕円面を2点鎖線であられ
せば、図示のとおりとなり、これらの楕円面の長径の方
向は異なる。すなわち手首6a’においてこの長径の方
向に犬なる力を発生させうろこととなるから、例え・ば
エンドエフェクタで物を押し付けるとき、重量物を持ち
上げるときなど、その目的に応じて、リンク4および5
の姿勢を前述のように変えれば有効であることは理解さ
れよう。When the resultant force at the wrist 6a is expressed as a vector, the direction and magnitude distribution of the vector is expressed as an ellipsoid. Now, if the ellipsoidal surface when the links 4 and 5 are shown as solid lines in the diagram is drawn as a solid line, and the ellipsoidal surface when the links 4 and 5 are shown as a two-dot chain line is drawn as a two-dot chain line, as shown in the figure. The directions of the major axes of these ellipsoids are different. In other words, the wrist 6a' generates a force in the direction of the major axis, so the links 4 and 5 are adjusted depending on the purpose, for example, when pressing an object with an end effector or lifting a heavy object.
It will be understood that it is effective to change the posture of the person as described above.
この発明は前述実施例にかぎることはないのであって、
動カムすおよびM、はダイレクトドライブでない他のモ
ーターであってもよく、さらにリニアアクチュエーター
であってもよい。要するにこの発明の技術的思想の範囲
内における、各構成の均等物との置換えも、またこの発
明の技術的範囲に含まれるものである。This invention is not limited to the above embodiments, and
The moving cams and M may be other motors that are not direct drives, or may even be linear actuators. In short, within the scope of the technical idea of this invention, the replacement of each component with an equivalent is also included within the technical scope of this invention.
この発明は前述したとおりであるから、エンドエフェク
タにおけるある方向に対する力の特性を簡単な構成で変
えうる、特有かつ顕著な効果を奏しうるものである。Since the present invention is as described above, it can produce a unique and remarkable effect in that the characteristics of the force in a certain direction on the end effector can be changed with a simple configuration.
図面はいずれもこの発明一実施例を示し、第1図は全体
斜視図、第2図は第1図のn−m断面矢視図である。
1・・・基台、2・・・フレーム、3・・・第一リンク
、4・・・第二リンク、5・・・第三リンク、■■l・
・・水平枢支軸、M2およびM3・・・ダイレクトドラ
イブモー2−1L・・・四節リンク機構。
出願人 新明和工業株式会社The drawings all show an embodiment of the present invention, and FIG. 1 is an overall perspective view, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line nm in FIG. 1. 1... Base, 2... Frame, 3... First link, 4... Second link, 5... Third link, ■■l・
...Horizontal pivot shaft, M2 and M3...Direct drive motor 2-1L...Four-bar link mechanism. Applicant ShinMaywa Industries Co., Ltd.
Claims (1)
四節り/り機構を使用した多関節ロボットにおいて、前
記四節リンク機構はその相隣り合わない一対のリンクを
交差させてなる、前記多関節ロボット。 ■ 前記相隣り合わない一対のリンクは交差もしくは非
交差の二様となしうるようにしだ、特許請求の範囲第1
項記載の多関節ロボット。(1) In a multi-joint robot using a four-joint mechanism as a mechanical configuration to obtain at least two degrees of freedom, the four-joint link mechanism is formed by intersecting a pair of non-adjacent links. jointed robot. ■ The pair of non-adjacent links can be configured to intersect or non-intersect.
Articulated robot described in section.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3337183A JPS59161286A (en) | 1983-02-28 | 1983-02-28 | Multi-joint robot |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3337183A JPS59161286A (en) | 1983-02-28 | 1983-02-28 | Multi-joint robot |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59161286A true JPS59161286A (en) | 1984-09-12 |
Family
ID=12384721
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3337183A Pending JPS59161286A (en) | 1983-02-28 | 1983-02-28 | Multi-joint robot |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS59161286A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03178785A (en) * | 1989-10-27 | 1991-08-02 | Potain Sa | Large-size, high-capacity robot manupilator for use at spacious place |
JPH0727790U (en) * | 1993-10-15 | 1995-05-23 | 株式会社アドバンテスト | Manipulator structure for EB tester |
-
1983
- 1983-02-28 JP JP3337183A patent/JPS59161286A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03178785A (en) * | 1989-10-27 | 1991-08-02 | Potain Sa | Large-size, high-capacity robot manupilator for use at spacious place |
JPH0727790U (en) * | 1993-10-15 | 1995-05-23 | 株式会社アドバンテスト | Manipulator structure for EB tester |
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