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JPS6044291A - Wrist device for industrial robot - Google Patents

Wrist device for industrial robot

Info

Publication number
JPS6044291A
JPS6044291A JP15297583A JP15297583A JPS6044291A JP S6044291 A JPS6044291 A JP S6044291A JP 15297583 A JP15297583 A JP 15297583A JP 15297583 A JP15297583 A JP 15297583A JP S6044291 A JPS6044291 A JP S6044291A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
shaft
wrist
casing
cylindrical shaft
wrist device
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.)
Granted
Application number
JP15297583A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0451313B2 (en
Inventor
正 宗像
省一 飯倉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP15297583A priority Critical patent/JPS6044291A/en
Publication of JPS6044291A publication Critical patent/JPS6044291A/en
Publication of JPH0451313B2 publication Critical patent/JPH0451313B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、工業用ロボットの手首装置の改良に関する。[Detailed description of the invention] [Technical field of invention] The present invention relates to improvements in wrist devices for industrial robots.

〔発明の技術的背景〕[Technical background of the invention]

複雑な組立作業ある込はスポット溶接などに用いられる
工業用ロボットにおいては、スポット溶接ガンのような
工具あるーはワークを把持または支持する手先部材の姿
勢を空間において任意に選べることが必要であるため、
手首装置には互すに直交した3軸周シの回転の自由度が
与えられているのが一般的である。
In industrial robots used for spot welding, which involves complex assembly work, it is necessary to be able to arbitrarily select the posture of the tool such as a spot welding gun or the hand member that grips or supports the workpiece in space. For,
Generally, the wrist device is provided with degrees of freedom of rotation around three mutually orthogonal axes.

まず、このように3自由度が与えられ、しかも電動機あ
るいは流体圧モータのようなアクチーエータにより駆動
される工業用ロボットの手首装置lの従来のものを第1
図により説明する。
First, we will introduce the conventional wrist device l for an industrial robot which is given three degrees of freedom and is driven by an actuator such as an electric motor or a fluid pressure motor.
This will be explained using figures.

アーム2の後端のケーシング3内には、電動機あるいは
流体圧モータといった3つのアンチ4エータμaX!b
、≠Cが配設されており、各アクチュエータ≠a、 I
IbX≠Cには減速機!8、!bXj’cが直結され、
各アクチーニータグの回転速度を、後述する手先部材乙
に要求される動作速度に近込速度へと減速するようにな
っている。前記アームコ内には、前記の各減速機よとそ
れぞれ一対の平歯車7.7を介して接続された3本の伝
動軸g&、ざす、ざCが同心状にしかもアームコから一
端部が突出するように配設されている。このうち最外側
の伝動軸1aには、手首装置/のケーシングタカ突設さ
れており、このケーシングタは、前記アクチーエータ+
aの駆動によシ第1図のα方向に回転されるようになっ
ている。前記ケーシングタ内には、ケーシングタに前記
伝動軸♂と直交するように回転自在に回転軸IOが配置
されており、この回転軸10には、中間の伝動軸!rb
に突設された傘歯車//と噛合してbる傘歯車/ユが支
持されている。さらに、前記傘歯車12にはスリーブ1
3が固着されておシ、このスリーブ13は、前記アクチ
ーエータ4tbの駆動により第1図のβ方向に回転され
るようになっている。前記スリーブ13の前端には、前
記ケーシングタの前面開口ltを介して外部に突出する
小径部/3が一体に突設されておシ、この小径部isに
は前記手先部材7乙の回転軸lAが回転自在に支持され
ている。この回転軸/Aは前記回転軸10と直交するよ
うに配置されており、この回転軸/Jは、相互に噛合す
る二対の傘歯車/7.1gおよび/9、X)を介して前
記の最内側の伝動軸ざCと接続されて−る。したがって
、前記手先部材tは、前記アクチーエータ≠Cの駆動に
より第1図のr方向に回転されるようになっている。
Inside the casing 3 at the rear end of the arm 2, there are three anti-four motors μaX! such as electric motors or fluid pressure motors. b
,≠C are arranged, and each actuator≠a, I
Reducer for IbX≠C! 8,! bXj'c is directly connected,
The rotational speed of each actiny tag is decelerated to a speed approaching the operating speed required for hand member B, which will be described later. Inside the armco, three transmission shafts g&, zasu, and zac are concentrically connected to each of the reduction gears via a pair of spur gears 7.7, and one end protrudes from the armco. It is arranged like this. Of these, the outermost transmission shaft 1a is provided with a protruding casing holder for the wrist device, and this casing holder is connected to the actuator +
It is designed to be rotated in the α direction in FIG. 1 by the drive of a. A rotary shaft IO is rotatably arranged in the casing holder so as to be orthogonal to the transmission shaft ♂, and this rotary shaft 10 has an intermediate transmission shaft! rb
A bevel gear /Y meshing with a bevel gear // provided protrudingly is supported. Furthermore, the bevel gear 12 has a sleeve 1.
3 is fixed to the sleeve 13, and the sleeve 13 is rotated in the β direction in FIG. 1 by driving the actuator 4tb. The front end of the sleeve 13 is integrally provided with a small diameter portion /3 that protrudes to the outside through the front opening lt of the casing, and this small diameter portion is has a rotation axis of the hand member 7B. 1A is rotatably supported. This rotating shaft /A is disposed perpendicular to the rotating shaft 10, and the rotating shaft /J is connected to the rotating shaft via two pairs of mutually meshing bevel gears /7.1g and /9,X). It is connected to the innermost transmission shaft C. Therefore, the hand member t is rotated in the r direction in FIG. 1 by the drive of the actuator≠C.

このような従来の工業用ロボットの手首装置lは、各ア
クチーエータ≠8、≠bXI1.cを駆動することによ
り手先部材乙に突設されている工具ある因はワーク(図
示せず)を任意に移動することができる。
Such a conventional industrial robot wrist device l has each actuator ≠8, ≠bXI1 . By driving c, the tool or workpiece (not shown) protruding from the hand member B can be moved arbitrarily.

〔背景技術の問題点〕[Problems with background technology]

しかしながら、前述した従来の工業用ロボットの手首装
置/にお込ては、手先部材乙に加えられる負荷モーメン
トと同等程度の大きさのトルクが各伝動軸とおよび歯車
類に作用するため、このトルクに耐え得る伝動軸ざの強
度が必要となシ、各伝動軸gの径が大きくなる。この結
果、アームλが太くかつ重くなるし、筐た、各傘歯車な
どにも大形で強力なものを選ばざるを得す、手首装置/
の小形軽量化を妨げる要因となっておシ、シかもモジュ
ールの増大とともに増加するピッチ間誤差、パラクララ
シーの影響により位置決め精度が低下するという欠点が
あった。
However, in the wrist device of the conventional industrial robot mentioned above, a torque of about the same magnitude as the load moment applied to the hand member B acts on each transmission shaft and gears. Therefore, the diameter of each transmission shaft g becomes large. As a result, the arm λ becomes thick and heavy, and the case, bevel gears, etc. must be large and strong.
This is a factor that hinders the reduction in size and weight of the module, and the disadvantage is that positioning accuracy decreases due to pitch errors and paraclarity, which increase as the number of modules increases.

一方、駆動については、例えば手首装置lのケーシング
タのα方向に回転させよ5とする場合、回転方向αの動
作の軸であるアーム−の軸心と同一軸周りに配置された
傘歯車l/、17とこれらに噛合する傘歯車i:x、i
gの相対運動が派生するため、手先部材乙のβ方向の振
りおよびr方向の回転に影響が現われることになる。ま
た、手先部材乙のβ方向の振シを行なう場合も傘歯車1
2と同軸心の傘歯車lざ、/9との間に相対運動が生じ
、手先部材乙はr方向に回転してし1う。
On the other hand, regarding the drive, for example, when rotating the wrist device l in the α direction of the casing, a bevel gear l disposed around the same axis as the axis of the arm, which is the axis of movement in the rotational direction α. /, 17 and bevel gear i meshing with these: x, i
Since the relative motion of g is derived, the swing of the hand member B in the β direction and the rotation in the r direction will be affected. Also, when shaking the hand member B in the β direction, the bevel gear 1
A relative movement occurs between the bevel gear 1 and the coaxial bevel gear 1, and the hand member 2 rotates in the r direction.

このような各伝動軸ざの干渉は、各々の干渉の元となる
傘歯車1/と12、あるいは傘歯車/7と1g。
Such interference between the transmission shafts is caused by the bevel gears 1/12 and 1g, or the bevel gears /7 and 1g.

さらに傘歯車/9と:1.Oの回転角と手首最先端すな
わち手先部材乙の動作角がほぼ等しいことにより無視で
きな員大きさとなシ、各伝動軸どごとに動作指令を与え
、所望の動作を実現する教示時においてはロボットの操
作が困難になるという問題点があった。
Furthermore, bevel gear /9 and:1. Since the rotation angle of O and the operating angle of the tip of the wrist, that is, the operating angle of the hand member A, are approximately equal, the size of the member cannot be ignored. There was a problem that the robot was difficult to operate.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は、前述した点に鑑み、小形軽量でしかも歯車の
パラクララシーなどに起因する位置決め精度の低下を極
力抑えることができ、さらには自由度相互の動作の干渉
を無視し得るようにした工業用ロボットの手首装置を提
供することを目的とする。
In view of the above-mentioned points, the present invention has been developed to provide an industrial device that is small and lightweight, can suppress as much as possible the deterioration of positioning accuracy caused by gear paraclarity, and can also ignore the interference of motion between degrees of freedom. The purpose is to provide a robot wrist device.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

3自由度を有し、基部のアーム内に設けられたアクチー
エータによシ駆動される工業用ロボットの手首装置にお
いて、それぞれ独立したアクチュエータによシ駆動され
アームから同心状に突出するように配置された3本の伝
動軸と、前記の最外側の伝動軸に突設された手首ケーシ
ングと、この手首ケーシングの前方に、前記伝動軸と直
交する軸心な中心として回転し得るように支持されてい
る円筒状軸と、前記の中間の伝動軸の回転を前記円筒状
軸に減速して伝達する高減速比の減速機と、前記円筒状
軸の前方に、この円筒状軸と直交する軸心な中心として
回転し得るように支持されてbる手先部材と、前記の最
内側の伝動軸の回転を前記手先部材に減速して伝達する
高減速比の他の減速機とを有することを特徴とするもの
である。
In a wrist device for an industrial robot that has three degrees of freedom and is driven by actuators provided in an arm at the base, each wrist device is driven by an independent actuator and is arranged so as to protrude concentrically from the arm. three transmission shafts, a wrist casing protruding from the outermost transmission shaft, and a wrist casing supported in front of the wrist casing so as to be rotatable about an axis perpendicular to the transmission shafts. a cylindrical shaft located in front of the cylindrical shaft, a high reduction ratio reducer that reduces and transmits the rotation of the intermediate transmission shaft to the cylindrical shaft, and a shaft center perpendicular to the cylindrical shaft located in front of the cylindrical shaft. The hand member is supported so as to be able to rotate about a center, and another reduction gear with a high reduction ratio transmits the rotation of the innermost transmission shaft to the hand member at a reduced speed. That is.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、本発明を図面に示す実施例にょシ説明する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to embodiments shown in the drawings.

第2図は本発明に係る手首装置/Aを適用した工業用ロ
ボ゛ツ)Rの全体を示すものであシ、ペース、2/上に
は平行リンク機構22を介してアームコの後部のケーシ
ング3が支持され、前記アームλの先端に手首装置/A
が突設されて込る。
Figure 2 shows the entirety of an industrial robot (R) to which the wrist device/A according to the present invention is applied. 3 is supported, and a wrist device/A is attached to the tip of the arm λ.
is installed protrudingly.

前記アームλ内には手首装置/Aの3本の伝動軸1t+
、IbX♂Cが同心状に配置されておシ、このうち最外
側の伝動軸lraは、前記ケーシング3に配設されたア
クチーエータ≠島と減速機夕aおよび相互に噛合する一
対の平歯車7.7を介して接続されている。また、中間
の伝動軸♂bおよび最内側の伝動軸ざCはそれぞれ前記
ケーシング3内に配設された対応するアクチーエータ≠
b1μCと減速機を介することなく接続されてbる。
Inside the arm λ are three transmission shafts 1t+ of the wrist device/A.
, IbX♂C are arranged concentrically, and the outermost transmission shaft lra is connected to an actuator disposed in the casing 3, a reducer a, and a pair of mutually meshing spur gears 7. Connected via .7. Further, the intermediate transmission shaft ♂b and the innermost transmission shaft C are each connected to a corresponding actuator disposed within the casing 3.
It is connected to b1μC without going through a speed reducer.

前記手首装置/Aの詳細は第3図ないし第5図、特に第
5図に示されて込る。
Details of the wrist device/A are shown in FIGS. 3 to 5, particularly in FIG.

第5図に詳示するように、中空の最外側の伝動軸faは
、同じく中空のアーム2の内端部に設けられた軸受Jに
回転自在に支持され、アームコの先端から突出している
。前記伝動軸faの端部にはフランジJが周設されてお
シ、このフランジュグには凹形の手首ケーシング2Jが
ねじ部拐2乙により固着されている。一方、このフラン
ジ、2本の内端部に設けられた軸受、27には中空の中
間の伝動軸rbが回転自在に支持され、この伝動軸tb
の先端は前記手首ケーシングΔ内に臨んでいる。そして
、この伝動軸♂bの先端には傘歯車Uが嵌着されている
。一方、前記手首ケーシング3には、前記伝動軸rの軸
心と直交する方向のスリーブ29がねじ部材30によシ
固着されておシ、このスリーブ29には軸受3/を介し
て中空軸32が回転自在に支持されている。この中空軸
3.2の下端には、前記傘歯車28と噛合する傘歯車3
3が嵌着されており、上端には平歯車31がビン35に
よシ固着されている。前記傘歯車Nの内側には軸受3A
が配設され、この軸受3乙には最内側の伝動軸♂Cが回
転自在に支持されており、この伝動軸J’eの先端には
傘歯車37が嵌着されている。一方、前記中空軸3.2
内には軸受3gを介して軸39が支持されており、この
軸39の下端には\前記傘歯車37と噛合する傘歯車グ
Oが嵌着され、上端には平歯車tlがビンψユにより固
着されている。
As shown in detail in FIG. 5, the hollow outermost transmission shaft fa is rotatably supported by a bearing J provided at the inner end of the hollow arm 2, and protrudes from the tip of the arm co. A flange J is provided around the end of the transmission shaft fa, and a concave wrist casing 2J is fixed to this flange by a threaded portion 2B. On the other hand, a hollow intermediate transmission shaft rb is rotatably supported by the bearings 27 provided at the inner ends of the two flanges, and the transmission shaft tb
The tip faces into the wrist casing Δ. A bevel gear U is fitted onto the tip of the transmission shaft ♂b. On the other hand, a sleeve 29 in a direction perpendicular to the axis of the transmission shaft r is fixed to the wrist casing 3 by a screw member 30, and a hollow shaft 32 is attached to the sleeve 29 via a bearing 3/. is rotatably supported. A bevel gear 3 that meshes with the bevel gear 28 is attached to the lower end of the hollow shaft 3.2.
3 is fitted, and a spur gear 31 is fixed to the pin 35 at the upper end. A bearing 3A is installed inside the bevel gear N.
The innermost transmission shaft ♂C is rotatably supported by the bearing 3O, and a bevel gear 37 is fitted to the tip of the transmission shaft J'e. On the other hand, the hollow shaft 3.2
A shaft 39 is supported inside via a bearing 3g, a bevel gear O meshing with the bevel gear 37 is fitted to the lower end of the shaft 39, and a spur gear tl is fitted to the upper end of the shaft 39 to engage the bevel gear 37. It is fixed by.

前記手首ケーシング2Jの上下端には、それぞれ手首ケ
ーシングJよシ前方に突出する優込板幻、鉢が螺着され
ており、各覆い板IA3、鉾の前端は、それぞれ前記手
首ケーシングΔと一体の前面カバー〇、侘にねじ部材I
A7によシ辱着され、両カバー桔、偏量には大きな間隙
が形成されている。前記手首ケーシングJおよび第5図
において上部の前面カバーQ間箇だ手首ケーシングノJ
および下部の前面カバ一部間にはそれぞれ軸受弘ざ、μ
9が設けられておシ、これらの軸受ψg、μ9には、前
記手首ケーシング2Jの前方に位置する円筒状軸50が
回転自在に支持されている。なお、軸受rigは軸受押
え5ノによシ保持されている。前記円筒状軸50の軸心
は前記アームλの軸心と直交している。この円筒状軸5
0には、前記スリーブユ9とほぼ同一高さに円筒状軸S
Oと同軸心となるようにスリーブ見がねじ部材30によ
り固着されており、このスリーブ犯には軸受S3を介し
て中空軸3aが回転自在に支持されている。この中空軸
3ti、の上端には前記平歯車3I/、と噛合する平歯
車5!;がビンS6によシ固着されており、下端には傘
歯車j7が嵌着されている。前記中空軸yt内には、こ
の中空軸51と同心的に軸3gが配設されており、この
軸sgは、前記中空軸54.円筒状軸50および覆い板
鉢にそれぞれ設けられた軸受j9、乙θ、6/に回転自
在に支持されている。前記軸sgの上端には前記平歯車
lA/と噛合する平歯車62がピン63によシ固着され
ており、下端部にはハーモニックドライブ機構Aりのウ
ェブジェネレータ訂が嵌着されている。このウェブジェ
ネレータ6sの外周面6tは楕円形状とされており、こ
のウェブジェネレータA、5の外周面66には、この外
周面66に沿うように軸受/;7、A7が介装されてい
る。でた、この軸受t7の外側には、外周に鋸歯状の多
数の歯が形成された可続性のリング6gが回転自在に配
設されている。一方、前記覆込板件および円筒状軸SO
には、それぞれ前記可撓リング68の歯に噛合する多数
の内歯を備えたチーキーラスプライン69,70がピン
7/、7.2によシ固着されて因る。そして、前記国い
板件のチーキーラスプライン69の内歯の数は可撓リン
グ6gの歯の数と等しくされておシ、また、円筒状軸S
Oのチーキーラスプライン70の内歯の数は可撓リング
6gの歯の数よシ少し多い数とされて因る。
The upper and lower ends of the wrist casing 2J are respectively screwed with yuukomi board gen and pots that protrude forward from the wrist casing J, and the front ends of each cover plate IA3 and the hoko are respectively integrated with the wrist casing Δ. Front cover 〇, screw member I on the side
It is attached to A7, and a large gap is formed between both cover plates and the offset. Wrist casing J located between the wrist casing J and the upper front cover Q in FIG.
There is a bearing width and μ between a part of the lower front cover.
A cylindrical shaft 50 located in front of the wrist casing 2J is rotatably supported by these bearings ψg and μ9. Note that the bearing rig is held by a bearing presser 5. The axial center of the cylindrical shaft 50 is perpendicular to the axial center of the arm λ. This cylindrical shaft 5
0 has a cylindrical shaft S at approximately the same height as the sleeve unit 9.
A sleeve member is fixed by a screw member 30 so as to be coaxial with O, and a hollow shaft 3a is rotatably supported by the sleeve member via a bearing S3. At the upper end of this hollow shaft 3ti, there is a spur gear 5 that meshes with the spur gear 3I/. ; is firmly fixed to the bottle S6, and a bevel gear j7 is fitted to the lower end. A shaft 3g is disposed within the hollow shaft yt concentrically with the hollow shaft 51, and this shaft sg is connected to the hollow shaft 54. It is rotatably supported by bearings j9, θ, and 6/ provided on the cylindrical shaft 50 and the cover plate pot, respectively. A spur gear 62 that meshes with the spur gear lA/ is fixed to the upper end of the shaft sg by a pin 63, and a web generator similar to the harmonic drive mechanism A is fitted to the lower end. The outer circumferential surface 6t of the web generator 6s has an elliptical shape, and bearings 7 and A7 are interposed on the outer circumferential surface 66 of the web generators A and 5 along the outer circumferential surface 66. On the outside of this bearing t7, a rotatable ring 6g having a large number of serrated teeth formed on its outer periphery is rotatably disposed. On the other hand, the covered plate and the cylindrical shaft SO
In this case, cheeky lath splines 69 and 70 each having a large number of internal teeth meshing with the teeth of the flexible ring 68 are fixed to the pins 7/7.2. The number of internal teeth of the cheeky lath spline 69 is made equal to the number of teeth of the flexible ring 6g, and the cylindrical shaft S
The number of internal teeth of the cheeky lath spline 70 of O is slightly larger than the number of teeth of the flexible ring 6g.

したがって、軸sgに嵌着されたウェブジェネレータ訂
が回転すると可撓リングA8は弾性変形し、可撓リング
65と円筒状軸50のす〜キーラスプライン70の歯数
が異なっているため可撓リングA8とこのチーキーラス
プライン70との噛合位置が順次移動して込く。そして
、ウェブジェネレータt5が1回転したとき、円筒状軸
SOのチーキーラスプライン70は可撓リング68よシ
歯数の多い分だけ軸sgの回転方向とは逆の方向に移動
する。
Therefore, when the web generator fitted on the shaft sg rotates, the flexible ring A8 is elastically deformed. The meshing position between A8 and this cheeky lath spline 70 moves sequentially. When the web generator t5 rotates once, the cheeky lath spline 70 of the cylindrical shaft SO moves in the opposite direction to the rotational direction of the shaft sg by an amount greater than the number of teeth of the flexible ring 68.

例えば、円筒状軸50のチーキーラスプライン7Qの歯
数が可撓リング68の歯数よりコ枚多いとした場合の減
速比lは、可撓リング6gの歯数をzf、チーキーラス
プライン70の歯数をZC(すなわちZf+2)とする
と、 とブより、一般にi = i7’ro〜i7.zt夕 
といった大きな減速比が得られる。
For example, when the number of teeth of the cheeky lath spline 7Q of the cylindrical shaft 50 is greater than the number of teeth of the flexible ring 68, the reduction ratio l is calculated by setting the number of teeth of the flexible ring 6g to zf, and the number of teeth of the cheeky lath spline 70. If the number of teeth is ZC (that is, Zf+2), then generally i = i7'ro to i7. zt evening
A large reduction ratio can be obtained.

前記円筒状軸SOの前方には円筒状の先端ケーシング7
3が前記両軸受I/−ざ、t9の内側において突設され
ており、この先端ケーシング73の内側には軸受7tを
介して支持部材75が回転自在に支持され、この支持部
材7jの前面には、図示しない工具やワークを把持ある
いは支持するだめの前記手先部材乙がねじ部材76やビ
ン77により固着されている占前記支持部材7Sの内側
には軸受7gを介して軸7qが回転自在に支持されてお
シ、この軸7りの端部には前記傘歯車5フと噛合する傘
歯車どOが嵌着さ九てlる。
A cylindrical tip casing 7 is provided in front of the cylindrical shaft SO.
A support member 75 is rotatably supported inside the tip casing 73 via a bearing 7t, and a support member 7j is provided on the front surface of the support member 7j. A shaft 7q is freely rotatable through a bearing 7g inside the support member 7S to which the hand member B, which is used to grip or support a tool or workpiece (not shown), is fixed by a screw member 76 or a pin 77. A bevel gear O that meshes with the bevel gear 5 is fitted into the end of the shaft 7.

この傘歯車gOは前記円筒状軸50に設けられた軸受ざ
/により支持されており、前記軸7りの軸心は前記円筒
状軸3oの軸心と直交して因る。前記軸7りにはハーモ
ニックドライブ機構乙のウェブジェネレータざ3が嵌着
されている。このノ〜−モニツクドライブ機才1)tざ
4の構成は前述したハーモニックドライブ機構2グと同
様なので詳述は避けるが、前記ウェブジェネレータg3
の外周には軸受評、gaを介して可撓リングgSが配設
され、この可撓リング訂の歯には、前記円筒状軸50お
よび支持部材7SにそれぞれビンgA、g7によυ固着
されたサーキーラスブライ/gざ、f7の内歯が噛合し
ている。そして、前記円筒状軸50のチーキーラスプラ
イン5gの内歯の数は可撓リング8の歯の数と等しくさ
れており、また、支持部材7jのチーキーラスプライン
g9の内歯の数は可撓リングざざの歯の数よシ少し多い
数とされている。
This bevel gear gO is supported by a bearing groove provided on the cylindrical shaft 50, and the axis of the shaft 7 is perpendicular to the axis of the cylindrical shaft 3o. A web generator 3 of a harmonic drive mechanism B is fitted onto the shaft 7. The structure of the web generator g3 is the same as that of the harmonic drive mechanism g3 mentioned above, so a detailed explanation will be omitted.
A flexible ring gS is disposed on the outer periphery of the bearing via the bearing plate ga, and the teeth of this flexible ring are fixed to the cylindrical shaft 50 and the support member 7S by pins gA and g7, respectively. The internal teeth of f7 are in mesh with each other. The number of internal teeth of the cheeky lath spline 5g of the cylindrical shaft 50 is equal to the number of teeth of the flexible ring 8, and the number of internal teeth of the cheeky lath spline g9 of the support member 7j is equal to the number of teeth of the flexible ring 8. The number is said to be slightly larger than the number of teeth on a ring zaza.

したがって、前記軸7りの回転は大きく減速されて支持
部材75に伝達される。
Therefore, the rotation of the shaft 7 is transmitted to the support member 75 with a large deceleration.

つぎに、前述した実施例の作用について説明する0 第2図にαで示す捩りの動作を行1工つには、アクチー
エータ≠aを駆動すればよい。すると、減速機jaおよ
び平歯車7.7を介して最外側の伝動軸と8が回転し、
手首装置/Aはα方向に捩られる。1だ、アクチーエー
タ≠Cを駆動すると、伝動軸1c、傘歯車、37、グ0
、平歯車クハUを介して軸3g カ回転され、この軸S
ざの回転がハーモニックドライブ機構611を介して大
きく減速されて円筒抄軸SOに伝達され、円筒状軸5o
は第一図のβ方向に振られる。さらに、アクチーエータ
+bを駆動すると、伝動軸yb、傘薗車3.33、平歯
車3ダ、SS、傘歯車s7、s’oを介して軸77が回
転され、この軸7りの回転がハーモニックドライブ機構
と4を介して大きく減速されて支持部材75に伝達され
、この支持部材7Sと一体の手先部材2は第2図のα方
向に回転される。
Next, the operation of the above-mentioned embodiment will be explained. In order to perform the twisting motion shown by α in FIG. 2, it is sufficient to drive the actuator≠a. Then, the outermost transmission shaft and 8 rotate via the reducer ja and the spur gear 7.7,
Wrist device/A is twisted in the α direction. 1, when actuator≠C is driven, transmission shaft 1c, bevel gear, 37, gear 0
, the shaft 3g is rotated via the spur gear U, and this shaft S
The rotation of the shaft is greatly reduced through the harmonic drive mechanism 611 and transmitted to the cylindrical shaft SO.
is swung in the β direction in Figure 1. Furthermore, when actuator +b is driven, the shaft 77 is rotated via the transmission shaft yb, bevel wheel 3.33, spur gear 3da, SS, and bevel gears s7 and s'o, and the rotation of this shaft 7 is harmonic. The speed is greatly reduced and transmitted to the support member 75 via the drive mechanism 4, and the hand member 2, which is integrated with the support member 7S, is rotated in the α direction in FIG.

前述した本実施例は、円筒状軸50の振りと手先部材乙
の回転を行なう動力伝達系の最終段にハーモニックドラ
イブ機構/;ll、J’、2を設けたので、このハーモ
ニックドライブ機構14L1ざ4に至る傘歯車3.33
.37、グO,Sフ、ざOおよび平歯車311.弘へ5
5,6Jの噛合におけるパラクララシーは、減速比によ
り縮小され、最終出力部材たる円筒状軸3oおよび手先
部材乙の動作におりては無視し得るほどの微小なものと
なり、位置決め精度はよくなる。しかも、パラクララシ
ーを除去するために要する組立時の労力も大幅に軽減さ
れる。
In the above-mentioned embodiment, the harmonic drive mechanism 14L1 is provided in the final stage of the power transmission system that swings the cylindrical shaft 50 and rotates the hand member A. Bevel gear leading to 4 3.33
.. 37, G O, S F, Z O and spur gear 311. To Hiro 5
The paraclarity in the meshing of 5 and 6J is reduced by the reduction ratio, and becomes negligible in the operation of the cylindrical shaft 3o, which is the final output member, and the hand member B, and the positioning accuracy is improved. Moreover, the labor required during assembly to eliminate paraclarity is significantly reduced.

甘だ、手首装置/Aを概略、コの字状の手首ケーシング
2Jと、円筒状軸50と、この円筒状軸50の前方に取
付けられた先端ケーシング73とにより構成し、円筒状
軸SOおよび先端ケーシング73の接合面を、第3図に
示すように軸受μ9の外径よシ内側としたことによシ、
先端ケーシング73を取外した状態で円筒状軸50を手
首ケーシングΔ内に挿入することか可能であり、組立お
よび分解がきわめて容易である。しかも、独立して回転
自在とされた二重軸2qおよび30、または5グおよび
Sgのそれぞれの両端に傘歯車33および平歯車3t(
Xyoおよび弘/、s)および!!;Xまたは62を取
付け、さらに、スリーブコタ、幻を介して手首ケーシン
グΔ、円筒状軸50に固定するようにしたので、歯当シ
の調整あるbは歯面のチェックなどの保守も容易に行な
うことができる。
The wrist device/A is roughly composed of a U-shaped wrist casing 2J, a cylindrical shaft 50, and a tip casing 73 attached to the front of the cylindrical shaft 50. By making the joint surface of the tip casing 73 inside the outer diameter of the bearing μ9 as shown in FIG.
It is possible to insert the cylindrical shaft 50 into the wrist casing Δ with the tip casing 73 removed, and assembly and disassembly are extremely easy. Moreover, a bevel gear 33 and a spur gear 3t (
Xyo and Hiro/, s) and! ! ; Since the X or 62 is attached and further fixed to the wrist casing Δ and the cylindrical shaft 50 via the sleeve kota and phantom, maintenance such as checking the tooth surface is also easy when adjusting the tooth contact b. can be done.

さらに、手首装置lA内に使用される傘歯車、平歯車、
軸および軸受類は伝動が高速低トルクで行なわれるため
、小形のものを使用することができ、手首装置/への全
体も小形軽量化できる。また、動作の干渉についても、
α方向の手首装置/Aの捩シ動作により傘歯車2gと3
3および37とlθの噛合によって生ずる相対運動は、
それぞれハーモニックドライブ機構6111ざ4により
大きな減速比で減速され、一方、β方向の円筒状軸SO
の振り動作によシ傘歯車S7とざθの噛合によって生ず
る相対運動は同じ〈ハーモニックドライブ機構ざコによ
り減速されるため、出力軸の動作に対する影響はほとん
ど無視し得るほど小さなもので、教示時に問題となるこ
とはなめ。
Furthermore, bevel gears and spur gears used in the wrist device IA,
Since the shaft and bearings transmit power at high speed and low torque, they can be small, and the entire wrist device can be made smaller and lighter. Also, regarding movement interference,
Bevel gears 2g and 3 are created by the twisting action of the wrist device/A in the α direction.
The relative movement caused by the meshing of 3 and 37 with lθ is
Each is decelerated by a harmonic drive mechanism 6111 and 4 at a large reduction ratio, while the cylindrical shaft SO in the β direction
The relative motion caused by the meshing of the bevel gear S7 and the tooth θ due to the swinging action is the same.Since it is decelerated by the harmonic drive mechanism tooth, the influence on the operation of the output shaft is so small that it can be ignored. The problem is nameless.

なお、本実施例においては、手首装置lA内における動
力の伝達にλ対の平歯車3qとお、およびtAlと62
を用いたが、これらの代シにタイミングベルトおよびプ
ーリあるいはチェーンおよびスプロケットなどを周込て
もよ−。
In addition, in this embodiment, the λ pair of spur gears 3q and tAl and 62
However, a timing belt and pulley, or a chain and sprocket, etc. may be used in place of these.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、本発明に係る工業用ロボットの手
首装置は、3自由度を有し、基部のアーム内に設けられ
たアクチーエータにより駆動される工業用ロボットの手
首装置において、それぞれ独立したアクチュエータによ
り駆動されアームから同心状に突出するように配置され
た3本の伝動軸と、前記の最外側の伝動軸に突設された
手首ケーシングと、この手首ケーシングの前方に、前記
伝動軸と直交する軸心な中心として回転し得るように支
持されている円筒状軸と、前記の中間の伝動軸の回転を
前記円筒状軸に減速して伝達する高減速比の減速機と、
前記円筒状軸の前方に、この円筒状軸と直交する軸心な
中心として回転し得るように支持されている手先部材と
、前記の最内側の伝動軸の回転を前記手先部材に減速し
て伝達する高減速比の他の減速機とを有するので、小形
軽量でしかも歯車のパラクララシーに起因する位置決め
精度の低下を極力抑えることができ、さらには自由度相
互の動作の干渉を無視することができるとい5優れた効
果を奏する。
As explained above, the wrist device for an industrial robot according to the present invention has three degrees of freedom and is driven by an actuator provided in an arm at the base. three transmission shafts arranged to protrude concentrically from the arm; a wrist casing protruding from the outermost transmission shaft; a cylindrical shaft that is supported so as to be able to rotate as an axial center of the transmission; a high reduction ratio reducer that reduces the rotation of the intermediate transmission shaft and transmits it to the cylindrical shaft;
a hand member supported in front of the cylindrical shaft so as to be rotatable about an axis perpendicular to the cylindrical shaft; and a hand member configured to reduce the rotation of the innermost power transmission shaft. Since it has a reduction gear with a high reduction ratio for transmission, it is small and lightweight, and it is possible to minimize the decrease in positioning accuracy caused by paraclarity of gears, and furthermore, it is possible to ignore interference between movements between degrees of freedom. It can produce excellent results.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は従来の手首装置を示す縦断面図、第2図は本発
明に係る手首装置を適用した工業用ロボットの実施例を
示す正面図、第3図は第2図の手首装置の一部縦断拡大
図、第≠図は第3図の左側面図、第を図は第3図および
第を図の手首装置の縦断面図である。 R・・・工業用ロボッ)、/、/A・・・手首装置、コ
・・・アーム、≠1.≠b、4’c・・・アクチーエー
タ、&−・・手先部材、J’ M、 r b、 J’ 
c・・・伝動軸、//。 /ユ、/7./g、/9.;10.2g、33. 37
. グθ、S7.ざO・・・傘歯車、J・・・手首ケー
シング、ツタ、52・・・スリーブ、3ユ、5!l・・
・中空軸、31A、 IA/、 5J、 62・・・平
歯車、39゜38.79・・・軸、30・・・円筒状軸
、bll、 gs・・・ハーモニックドライブl、6!
;、 gs・・・ウェブジェネレータ、A9.70. 
gg、 g9・・・サーキュラスプライン、73・・・
先端ケーシング。 出願人代理人 猪 股 清
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a conventional wrist device, FIG. 2 is a front view showing an embodiment of an industrial robot to which the wrist device according to the present invention is applied, and FIG. 3 is an example of the wrist device shown in FIG. FIG. 3 is a left side view of FIG. 3, and FIG. 3 is a longitudinal cross-sectional view of the wrist device shown in FIGS. R...Industrial robot), /, /A...Wrist device, Co...Arm, ≠1. ≠b, 4'c...actuator, &-...hand member, J' M, r b, J'
c...Transmission shaft, //. /Yu, /7. /g, /9. ;10.2g, 33. 37
.. gθ, S7. ZaO...Bevel gear, J...Wrist casing, ivy, 52...Sleeve, 3U, 5! l...
・Hollow shaft, 31A, IA/, 5J, 62...Spur gear, 39°38.79...Shaft, 30...Cylindrical shaft, bll, gs...Harmonic drive l, 6!
;, gs...web generator, A9.70.
gg, g9...circular spline, 73...
Tip casing. Applicant's agent Kiyoshi Inomata

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 3自由度を有し、基部のアーム内に設けられたアクチー
エータによシ駆動される工業用ロボットの手首装置にお
いて、それぞれ独立したアクチーエータによシ駆動され
アームから同心状に突出するように配置された3本の伝
動軸と、前記の最外側の伝動軸に突設された手首ケーシ
ングと、こ、の手首ケーシングの前方に、前記伝動軸と
直交する軸心な中心として回転し得るように支持されて
いる円筒状軸と、前記の中間の伝動軸の回転を前記円筒
状軸に減速して伝達する高減速比の減速機と、前記円筒
状軸の前方に、この円筒状軸と直交する軸心な中心とし
て回転し得るように支持されている手先部材と、前記の
最内側の伝動軸の回転を前記手先部材に減速して伝達す
る高減速比の他の減速機とを有することを特徴とする工
業用ロボットの手首装置。
In a wrist device for an industrial robot that has three degrees of freedom and is driven by actuators provided in an arm at the base, each wrist device is driven by an independent actuator and is arranged so as to protrude concentrically from the arm. three transmission shafts; a wrist casing protruding from the outermost transmission shaft; and a wrist casing supported in front of the wrist casing so as to be rotatable about an axis perpendicular to the transmission shafts. a cylindrical shaft, a high reduction ratio reducer that reduces and transmits the rotation of the intermediate transmission shaft to the cylindrical shaft, and a reducer located in front of the cylindrical shaft and perpendicular to the cylindrical shaft. A hand member supported so as to be rotatable about an axial center, and another reduction gear with a high reduction ratio that transmits the rotation of the innermost transmission shaft to the hand member at a reduced speed. Features: Industrial robot wrist device.
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