JPH0615587A - ロボットの腕 - Google Patents
ロボットの腕Info
- Publication number
- JPH0615587A JPH0615587A JP40357490A JP40357490A JPH0615587A JP H0615587 A JPH0615587 A JP H0615587A JP 40357490 A JP40357490 A JP 40357490A JP 40357490 A JP40357490 A JP 40357490A JP H0615587 A JPH0615587 A JP H0615587A
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- JP
- Japan
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- arm
- robot
- wheels
- connector
- cord
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
〔目的〕 サーボモータにより動かされるロボットの腕
の動きを構造の簡単な減速機でもって精度よく制御す
る。 〔構成〕 サーボモータにより回転駆動されるボールネ
ジにナットを螺着する。ナットは一対のホィール内に掛
け渡された歯付ベルトに固着され、回転止めされる。こ
れによりボールネジが回転すると、ナットが歯付ベルト
を伴って移動し、ホィールが回転する。そしてロボット
の腕が回転する。
の動きを構造の簡単な減速機でもって精度よく制御す
る。 〔構成〕 サーボモータにより回転駆動されるボールネ
ジにナットを螺着する。ナットは一対のホィール内に掛
け渡された歯付ベルトに固着され、回転止めされる。こ
れによりボールネジが回転すると、ナットが歯付ベルト
を伴って移動し、ホィールが回転する。そしてロボット
の腕が回転する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ロボットの腕に関す
る。
る。
【０００２】
【従来の技術】従来のロボットの腕は、サーボモータに
より多数の歯車よりなる減速機を介して動かされるよう
になっており、しかも腕には腕が上下に旋回しても手先
（ハンド）の姿勢を一定に保つことができるように特別
のリンク機構が設けられている。
より多数の歯車よりなる減速機を介して動かされるよう
になっており、しかも腕には腕が上下に旋回しても手先
（ハンド）の姿勢を一定に保つことができるように特別
のリンク機構が設けられている。
【０００３】ロボットの腕にはまた、ロボットの制御に
必要な電気信号線等よりなる多数のコードが設けられて
おり、その多くは腕の外部に添設されているが、腕の内
部に配設されているものもある。
必要な電気信号線等よりなる多数のコードが設けられて
おり、その多くは腕の外部に添設されているが、腕の内
部に配設されているものもある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来のロボットの腕
は、上述するように、各種の歯車を多数備えた減速機を
介して動かされるようになっているが、歯車の特性であ
るバックフラッシュのためにガタが大きく、また減速比
を大きくする程減速機の構造が複雑なものとなり、サイ
ズが嵩張り重量が大となる等の欠点があった。
は、上述するように、各種の歯車を多数備えた減速機を
介して動かされるようになっているが、歯車の特性であ
るバックフラッシュのためにガタが大きく、また減速比
を大きくする程減速機の構造が複雑なものとなり、サイ
ズが嵩張り重量が大となる等の欠点があった。
【０００５】しかも従来のロボットの腕は、腕の旋回時
にハンドの姿勢を一定に保つことができるようにするた
め特別のリンク機構を有しており、これにより構造をよ
り複雑なものとしていた。またロボットの制御に必要な
多数の電機信号線等よりなるコードは、ロボットの腕の
可動部の障害とならないように、またロボットの外観を
損ねないように配線することが設計上の一つの問題とな
っている。
にハンドの姿勢を一定に保つことができるようにするた
め特別のリンク機構を有しており、これにより構造をよ
り複雑なものとしていた。またロボットの制御に必要な
多数の電機信号線等よりなるコードは、ロボットの腕の
可動部の障害とならないように、またロボットの外観を
損ねないように配線することが設計上の一つの問題とな
っている。
【０００６】本発明の第１の目的は、上記の問題を解消
し、精度よく制御することのできる構造の簡単なロボッ
トの腕を提供しようとするものであり、第２の目的は腕
の旋回時にハンドの姿勢を一定に保つことができる構造
の簡単なロボットの腕を提供しようとするものである。
本発明の第３の目的は、ロボットの制御に必要な多数の
電気信号線等よりなるコードをロボットの可動部の障害
とならないように、またロボットの外歓を損ねないよう
に簡単に配線することができるロボットの腕を提供しよ
うとするものである。
し、精度よく制御することのできる構造の簡単なロボッ
トの腕を提供しようとするものであり、第２の目的は腕
の旋回時にハンドの姿勢を一定に保つことができる構造
の簡単なロボットの腕を提供しようとするものである。
本発明の第３の目的は、ロボットの制御に必要な多数の
電気信号線等よりなるコードをロボットの可動部の障害
とならないように、またロボットの外歓を損ねないよう
に簡単に配線することができるロボットの腕を提供しよ
うとするものである。
【０００７】
【課題の解決手段】第１の目的を達成するためのロボッ
トの腕は、サーボモータにより回転駆動されるネジ付き
軸と、ネジ付き軸に螺着されるナットと、回転可能に軸
支される一組のホィールと、両ホィール間に掛け渡され
るベルト、ワイヤー或いはチェーン等の無端状の索条よ
りなり、該索条のネジ付き軸に沿って伸びる部分に上記
ナットが固定される動力伝達手段とからなるものであ
る。
トの腕は、サーボモータにより回転駆動されるネジ付き
軸と、ネジ付き軸に螺着されるナットと、回転可能に軸
支される一組のホィールと、両ホィール間に掛け渡され
るベルト、ワイヤー或いはチェーン等の無端状の索条よ
りなり、該索条のネジ付き軸に沿って伸びる部分に上記
ナットが固定される動力伝達手段とからなるものであ
る。
【０００８】第２の目的は、上記腕に用いられる両ホィ
ールの径を一致させることによって達成される。第３の
目的を達成するためのロボットの腕は、腕と腕とを一方
の腕に固着の回転軸にて回動可能に連結してなるロボッ
トの腕において、回転軸を筒状にして一方の腕の取付部
に着脱可能に止着するとともに他方の腕を回動可能に軸
支し、また雄型コネクターと雌型コネクターを設けてそ
のうちの一方のコネクターを回転軸に、他方のコネクタ
ーを取付部に取付け、更に回転軸に通したコードの一端
を上記一方のコネクターに、回転軸より出るコードの他
端を他方のコネクターに接続してなるものである。
ールの径を一致させることによって達成される。第３の
目的を達成するためのロボットの腕は、腕と腕とを一方
の腕に固着の回転軸にて回動可能に連結してなるロボッ
トの腕において、回転軸を筒状にして一方の腕の取付部
に着脱可能に止着するとともに他方の腕を回動可能に軸
支し、また雄型コネクターと雌型コネクターを設けてそ
のうちの一方のコネクターを回転軸に、他方のコネクタ
ーを取付部に取付け、更に回転軸に通したコードの一端
を上記一方のコネクターに、回転軸より出るコードの他
端を他方のコネクターに接続してなるものである。
【０００９】
【作用】第１の目的を達成するためのロボットの腕にお
いて、サーボモータによりネジ付き軸を回転駆動する
と、索条に固定されて回転止めされるナットがネジ付き
軸に沿い直線運動を行って索条を一方向に動かし、ホィ
ールを回転させる。これによりホィールに固定の軸を介
して該軸に固着される腕が回動する。以上のように、モ
ータの減速がネジ付き軸とナットとホィールとによって
行われ、多数の歯車を用いて行う従来の減速機と比べガ
タが少なく、ネジ付き軸とナットとホィールだけで減速
比を大きく取ることができ、しかもその減速比はホィー
ルの直径を大きくする程大きくなる。
いて、サーボモータによりネジ付き軸を回転駆動する
と、索条に固定されて回転止めされるナットがネジ付き
軸に沿い直線運動を行って索条を一方向に動かし、ホィ
ールを回転させる。これによりホィールに固定の軸を介
して該軸に固着される腕が回動する。以上のように、モ
ータの減速がネジ付き軸とナットとホィールとによって
行われ、多数の歯車を用いて行う従来の減速機と比べガ
タが少なく、ネジ付き軸とナットとホィールだけで減速
比を大きく取ることができ、しかもその減速比はホィー
ルの直径を大きくする程大きくなる。
【００１０】因みにネジ付き軸の一回転によりナットが
進む距離（ピッチ）をＰ、ホィールの直径をＤとする
と、減速比Ｚは、Ｚ＝πＤ／Ｐとなり、Ｐ＝１ｍｍ、Ｄ
＝５０ｍｍと仮定すると、減速比Ｚは１５７となり、モ
ータの定格トルクの１５７倍のトルクを得ることができ
る。また両ホィールの直径を同一にすることにより両ホ
ィールの回転角度が等しくなり、ホィールと索条との間
の相対的な動きをなくして一つのリンクとしての機能を
果すようになる。したがって第４図に示すように、第１
のホィールａが角θ回転すると、腕ｂ及び第２のホィー
ルｃもθ回転し、ホィールｃと一体をなすホィール軸ｄ
に固着の手首ｅ及び手先（ハンド）ｆが腕ｂに対し、角
度θほど相対的に回転するため同じ姿勢を維持するよう
になる。
進む距離（ピッチ）をＰ、ホィールの直径をＤとする
と、減速比Ｚは、Ｚ＝πＤ／Ｐとなり、Ｐ＝１ｍｍ、Ｄ
＝５０ｍｍと仮定すると、減速比Ｚは１５７となり、モ
ータの定格トルクの１５７倍のトルクを得ることができ
る。また両ホィールの直径を同一にすることにより両ホ
ィールの回転角度が等しくなり、ホィールと索条との間
の相対的な動きをなくして一つのリンクとしての機能を
果すようになる。したがって第４図に示すように、第１
のホィールａが角θ回転すると、腕ｂ及び第２のホィー
ルｃもθ回転し、ホィールｃと一体をなすホィール軸ｄ
に固着の手首ｅ及び手先（ハンド）ｆが腕ｂに対し、角
度θほど相対的に回転するため同じ姿勢を維持するよう
になる。
【００１１】第３の目的を達成するためのロボットの腕
においては、ロボットの腕を連結する際、雄型のコネク
ターを雌型のコネクターに差込むことによってコードの
接続が行われるためコードの配線作業がきわめて容易
で、ロボットの腕単体のモジュール性が向上する。しか
もコードは回転軸内に通されるため可動部の障害となら
ず、また腕の中に通すようにすれば、ロボットの外勧が
損われず、すっきりする。
においては、ロボットの腕を連結する際、雄型のコネク
ターを雌型のコネクターに差込むことによってコードの
接続が行われるためコードの配線作業がきわめて容易
で、ロボットの腕単体のモジュール性が向上する。しか
もコードは回転軸内に通されるため可動部の障害となら
ず、また腕の中に通すようにすれば、ロボットの外勧が
損われず、すっきりする。
【００１２】
【実施例】第３図は多関節型ロボットの一例を示すもの
で、支柱１上端に水平に旋回可能に軸支される第１の腕
２と、腕２に連結され、垂直軸の回りを回転可能な第２
の腕３と、腕３に連結され、垂直軸及び水平軸の回りを
回動可能な第３の腕４と、腕４に取着される減速機付き
のサーボモータ５と、サーボモータ５の出力軸に固定さ
れる手首６と、上下に回転可能に軸支されるハンド７と
よりなっており、各腕２、３及び４はそれぞれ次のよう
な構造を有している。
で、支柱１上端に水平に旋回可能に軸支される第１の腕
２と、腕２に連結され、垂直軸の回りを回転可能な第２
の腕３と、腕３に連結され、垂直軸及び水平軸の回りを
回動可能な第３の腕４と、腕４に取着される減速機付き
のサーボモータ５と、サーボモータ５の出力軸に固定さ
れる手首６と、上下に回転可能に軸支されるハンド７と
よりなっており、各腕２、３及び４はそれぞれ次のよう
な構造を有している。
【００１３】これを第１、２図によって説明すると、左
右両端を半円形にしたケース状のカバー８には、左右の
前後にそれぞれ取付板９及び１０を取着し、各取付板９
及び１０には、回転軸１２及び１３が回転可能に軸支さ
れ、その一部が前後逆向きに突出している。各回転軸１
２及び１３にはそれぞれ同径のホィール１４及び１５が
固着され、両ホィール間に歯付きベルト１６が掛け渡さ
れている。
右両端を半円形にしたケース状のカバー８には、左右の
前後にそれぞれ取付板９及び１０を取着し、各取付板９
及び１０には、回転軸１２及び１３が回転可能に軸支さ
れ、その一部が前後逆向きに突出している。各回転軸１
２及び１３にはそれぞれ同径のホィール１４及び１５が
固着され、両ホィール間に歯付きベルト１６が掛け渡さ
れている。
【００１４】ケース状のカバー８に固着される取付台１
７には、サーボモータ１８が固着されるとともにサーボ
モータ１８より歯車１９及び２０を介して回転駆動され
るボールネジ２１が歯付きベルト１６と平行に軸支され
ている。そしてボールネジ２１にはナット２２が螺着さ
れ、ナット２２は歯付きベルト１６に治具２３によって
連結されている。
７には、サーボモータ１８が固着されるとともにサーボ
モータ１８より歯車１９及び２０を介して回転駆動され
るボールネジ２１が歯付きベルト１６と平行に軸支され
ている。そしてボールネジ２１にはナット２２が螺着さ
れ、ナット２２は歯付きベルト１６に治具２３によって
連結されている。
【００１５】各腕２、３、及び４は以上のように構成さ
れ、サーボモータ１８が正逆いづれかに回転駆動される
と、歯車１９及び２０を介してボールネジ２１が回転
し、歯付ベルト１６に連結されて回転止めされるナット
２２がボールネジ２１に沿って進退する。これに伴い歯
付ベルト１６が移動し、ホィール１４、１５及び回転軸
１２、１３が回動する。因みにこの場合のサーボモータ
１８とホィール１４、１５との減速比ＺはπＤη／Ｐと
なる。ここでＤはホィール１４、１５の直径、ηは歯車
１９及び２０の減速比、Ｐはボールネジのピッチであ
る。
れ、サーボモータ１８が正逆いづれかに回転駆動される
と、歯車１９及び２０を介してボールネジ２１が回転
し、歯付ベルト１６に連結されて回転止めされるナット
２２がボールネジ２１に沿って進退する。これに伴い歯
付ベルト１６が移動し、ホィール１４、１５及び回転軸
１２、１３が回動する。因みにこの場合のサーボモータ
１８とホィール１４、１５との減速比ＺはπＤη／Ｐと
なる。ここでＤはホィール１４、１５の直径、ηは歯車
１９及び２０の減速比、Ｐはボールネジのピッチであ
る。
【００１６】第５及び６図は、ロボット制御用の電気信
号線からなるコードを配線したロボットの腕の例を示す
もので、ケース状をなすカバー２５の左右に取着される
取付板２６、２７のうち、一方２６に筒状の回転軸２８
が回転可能に軸支され、また他方の前側の取付板２７に
回転軸２９が、後側の取付板２７′に雌型のコネクター
３０がそれぞれ固着されている。そして回転軸２８にホ
ィール３１が回転可能に軸支され、また回転軸２９にホ
ィール３２が固着されており、両ホィール間に上記実施
例と同様の歯付ベルト（図示しない）が掛け渡されてい
る。
号線からなるコードを配線したロボットの腕の例を示す
もので、ケース状をなすカバー２５の左右に取着される
取付板２６、２７のうち、一方２６に筒状の回転軸２８
が回転可能に軸支され、また他方の前側の取付板２７に
回転軸２９が、後側の取付板２７′に雌型のコネクター
３０がそれぞれ固着されている。そして回転軸２８にホ
ィール３１が回転可能に軸支され、また回転軸２９にホ
ィール３２が固着されており、両ホィール間に上記実施
例と同様の歯付ベルト（図示しない）が掛け渡されてい
る。
【００１７】回転軸２８にはまた、手前側の突出端に雄
型のコネクター３３が取付けられており、コネクター３
０に接続されてカバー内に配設されたロボット制御用の
電気信号線等よりなるコードの束３４がカバー外に一旦
出されたのち回転軸２８に挿入され、上記コネクター３
３に繋がれている。なお、コードの束３４がカバー外に
突出する部分は、腕カバーで覆ったり、コードの束３４
を回転軸周壁に設けた孔より回転軸内に挿入し、カバー
より露出しないようにすることもできる。
型のコネクター３３が取付けられており、コネクター３
０に接続されてカバー内に配設されたロボット制御用の
電気信号線等よりなるコードの束３４がカバー外に一旦
出されたのち回転軸２８に挿入され、上記コネクター３
３に繋がれている。なお、コードの束３４がカバー外に
突出する部分は、腕カバーで覆ったり、コードの束３４
を回転軸周壁に設けた孔より回転軸内に挿入し、カバー
より露出しないようにすることもできる。
【００１８】以上のように構成されるロボットの腕は、
第７図に示されるように、雄型のコネクター３３を雌型
のコネクター３０に差込み、回転軸２９端のフランジ部
２９′を取付板２７′にボルトで止着することによって
連結され、両コネクターを連結することによって各腕の
コードが接続される。なお第３図には７自由度を有する
多関節型ロボットの腕を示したか、産業上の用途によっ
ては、例えば第１の腕と第２の腕とからなるスカラ型ロ
ボットのように、各腕の組合せにより多様なロボットを
構築することができ、また一般的なロボット以外に自動
化、省力化を目的とした全ゆる自動機械の構成要素とし
て広く利用することもできる。
第７図に示されるように、雄型のコネクター３３を雌型
のコネクター３０に差込み、回転軸２９端のフランジ部
２９′を取付板２７′にボルトで止着することによって
連結され、両コネクターを連結することによって各腕の
コードが接続される。なお第３図には７自由度を有する
多関節型ロボットの腕を示したか、産業上の用途によっ
ては、例えば第１の腕と第２の腕とからなるスカラ型ロ
ボットのように、各腕の組合せにより多様なロボットを
構築することができ、また一般的なロボット以外に自動
化、省力化を目的とした全ゆる自動機械の構成要素とし
て広く利用することもできる。
【００１９】
【発明の効果】本発明は以上のように構成され、次のよ
うな効果を奏する。請求項１記載のロボットの腕は、サ
ーボモータによって動かされるロボットの腕の動きが、
ナットを螺着したネジ付き軸と、ナットを連結する無端
索条を備えた動力伝達手段のホィールとによって減速さ
れるようになっており、従来の多数の各種歯車を備えた
減速機によって減速されるものと比べ、ガタが少ないた
めロボットの腕を精度よく制御することができ、簡単な
構造で減速比を大きくとることができる。
うな効果を奏する。請求項１記載のロボットの腕は、サ
ーボモータによって動かされるロボットの腕の動きが、
ナットを螺着したネジ付き軸と、ナットを連結する無端
索条を備えた動力伝達手段のホィールとによって減速さ
れるようになっており、従来の多数の各種歯車を備えた
減速機によって減速されるものと比べ、ガタが少ないた
めロボットの腕を精度よく制御することができ、簡単な
構造で減速比を大きくとることができる。
【００２０】請求項２記載のロボットの腕のように、両
ホィールの径を同一にすれば、腕の旋回中においてもハ
ンドを同じ姿勢に保つことができ、従来のように特別な
リンク機構を必要としない。請求項３記載のロボットの
腕によれば、電気信号線等よりなるコードを腕の内部に
隠すことができるためロボットの腕の外観がすっきりと
して向上し、また腕を連結する際、コネクターを連結す
るだけで電気信号線等よりなるコードを接続することが
できるため配線作業が容易となり、ロボットの腕のモジ
ュール性が向上する。したがってこのモジュールを基本
構成要素として用途に応じた各種のロボットを製作する
ようにすれば、ロボットのコストを低減させ、ロボット
の普及を促進させることができる。
ホィールの径を同一にすれば、腕の旋回中においてもハ
ンドを同じ姿勢に保つことができ、従来のように特別な
リンク機構を必要としない。請求項３記載のロボットの
腕によれば、電気信号線等よりなるコードを腕の内部に
隠すことができるためロボットの腕の外観がすっきりと
して向上し、また腕を連結する際、コネクターを連結す
るだけで電気信号線等よりなるコードを接続することが
できるため配線作業が容易となり、ロボットの腕のモジ
ュール性が向上する。したがってこのモジュールを基本
構成要素として用途に応じた各種のロボットを製作する
ようにすれば、ロボットのコストを低減させ、ロボット
の普及を促進させることができる。
【図１】ロボットの腕の断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】多関節型ロボットの一例を示す斜視図である。
【図４】腕を旋回させたときのハンドの姿勢を示す図で
ある。
ある。
【図５】コードを配線した腕の要部断面図である。
【図６】図５のＢ−Ｂ線断面図である。
【図７】腕を連結したときの状態を示す断面図である。
２、３、４ 腕 ５、１８ サーボモータ ７ 手先（ハンド） １４、１５ ホィール １６ 歯付ベルト ２１ ボールネジ ２２ ナット ３０、３３ コネクター ３１、３２ ホィール ３４ 電気信号線等よりなるコードの束
Claims (3)
- 【請求項１】 サーボモータにより回転駆動されるネジ
付き軸と、ネジ付き軸に螺着されるナットと、回転可能
に軸支される一組のホィールと、両ホィール間に掛け渡
されるベルト、ワイヤー或いはチェーン等の無端状の索
条よりなり、該索条のネジ付き軸に沿って伸びる部分に
上記ナットが固定される動力伝達手段とからなるロボッ
トの腕。 - 【請求項２】 両ホイールは径が同一である請求項１記
載のロボットの腕。 - 【請求項３】 腕と腕とを一方の腕に固着の回転軸にて
回動可能に連結してなるロボットの腕において、上記回
転軸を筒状にして一方の腕の取付部に着脱可能に止着す
るとともに他方の腕を回動可能に軸支し、また雄型コネ
クターと雌型コネクターを設けてそのうちの一方のコネ
クターを上記回転軸に、他方のコネクターを上記取付部
に取付け、更に回転軸に通したコードの一端を上記一方
のコネクターに、回転軸より出るコードの他端を他方の
コネクターに接続してなるロボットの腕。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP40357490A JPH0615587A (ja) | 1990-12-19 | 1990-12-19 | ロボットの腕 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP40357490A JPH0615587A (ja) | 1990-12-19 | 1990-12-19 | ロボットの腕 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0615587A true JPH0615587A (ja) | 1994-01-25 |
Family
ID=18513304
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP40357490A Pending JPH0615587A (ja) | 1990-12-19 | 1990-12-19 | ロボットの腕 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0615587A (ja) |
Cited By (11)
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-
1990
- 1990-12-19 JP JP40357490A patent/JPH0615587A/ja active Pending
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