(57)【要約】【課題】重量物ワークの搬送・移載に際し第１の腕の幅をコンパクトにし更には手首保持用の減速機自体を大きくしない手段を有する産業用ロボットを提供。【解決手段】第２の腕３、腕リンク２０、第１のリンク６及び第２のリンク７は第１の平行四辺形リンク機構を形成し、第３の腕４、第３のリンク９、第４のリンク１０及び第５のリンク１１は第２の平行四辺形リンク機構を形成し、前記第１の平行四辺形リンク機構の第２のリンク７が減速機８の本体に固定され、かつ減速機８の出力軸２９が第２の平行四辺形リンク機構の第３のリンク９に固定され、減速機８が回転されないときは手首部５は第２の腕３及び第３の腕４の動きに拘わらず同じ姿勢を保ち、減速機８が回転されたときは減速機８の出力軸２９の回転だけ手首部５が傾動される。【選択図】図１
2004001112.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
据え付けのための固定部である基台１と、基台１上に垂直軸２１の回りに回転自在に支持された第１の腕２と、第１の腕２端部に第１の水平軸２２の回りに回動自在に支持された第２の腕３と、第２の腕３端部に第１の水平軸２２と平行な第２の水平軸２３の回りにロボットの上下方向に回動自在に支持された第３の腕４と、第３の腕４の先端に第２の水平軸２３と平行な第３の水平軸２４の回りに回動自在に支持された手首部５と、を含む産業用ロボットにおいて、前記第１の腕２端部には前記第１の水平軸２２の回りに回動自在に支持された腕リンク２０、腕リンク２０の先端に水平軸２５の回りに回動自在に支持された第１のリンク６及び第１のリンク６の先端に水平軸２６の回りに回動自在に支持された第２のリンク７を有し、前記第２のリンク７の先端は前記第２の水平軸２３に軸支されており前記第２の腕３、腕リンク２０、第１のリンク６及び第２のリンク７は第１の平行四辺形リンク機構を形成し、前記第２の腕３端部には前記第２の水平軸２３の回りに回動自在に支持された第３のリンク９、第３のリンク９の先端に水平軸２７の回りに回動自在に支持された第４のリンク１０及び第４のリンク１０の先端に水平軸２８の回りに回動自在に支持された第５のリンク１１及び第５のリンク１１と一体に固定されてされた手首部５、を有し、前記第５のリンク１１の先端は前記第３の水平軸２４に軸支されており前記第３の腕４、第３のリンク９、第４のリンク１０及び第５のリンク１１は第２の平行四辺形リンク機構を形成し、前記第１の平行四辺形リンク機構の前記第２のリンク７先端が軸支された前記第２の水平軸２３を軸心として減速機８の本体と前記第２のリンク７の回動中心とが固定され、かつ前記減速機８の出力軸２９が前記第２の平行四辺形リンク機構の前記第２の水平軸２３の回りに回動自在に支持された第３のリンク９に固定され、前記減速機８が回転されないときは前記第５のリンク１１と一体となった前記手首部５は前記第２の腕３及び第３の腕４の動きに拘わらず同じ姿勢を保ち、前記減速機８が回転されたときは前記出力軸２９の回転だけ前記手首部５が傾動されるようにされたことを特徴とする産業用ロボット。
【請求項２】
前記第１の平行四辺形リンク機構の前記第２のリンク７の延長部に水平軸３０の回りに軸支されたバネまたは油圧、空圧を利用したバランス機構１３の出力端１２が、前記第２の平行四辺形リンク機構の第３のリンク９と一体でくの字形部材１４先端に水平軸３２の回りに軸支され、前記手首部５の動きと反対方向に前記バランス機構１３が押圧作用をするようにしたことを特徴とする請求項１記載の産業用ロボット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は産業用ロボットに関し、特に重可搬産業用ロボットにおいて、ワークの姿勢保持と重量物の搬送・移載時に手首部にかかる大トルクを受け持たせるための機構を改善した産業用ロボットに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の産業用ロボットでは、地面に対しワークの姿勢を保持する手段として、本出願人が出願した実開平４−７０４９１号公報に開示された技術がある。またワーク置き台等、ワークのおく姿勢が保持された姿勢に対し傾いているような場合、置き台の姿勢に合せワーク姿勢を変更する手段として、同じく本出願人が先に出願した特開平９−２９５２８８号公報に開示する技術があるが、重量物ワークの搬送・移載については特に記述がないが手首部を保持する第１の腕に設けた減速機を大きくするといった手段が考えられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前記特開平９−２９５２８８号公報に開示するものでは、手首保持用の第１の腕の水平軸の回りに設けた減速機が重量物の搬送・移載に対応する場合大きくする必要があるが、他２軸の減速機と合せ３ヶの減速機を第１の腕の水平軸の回りに並べることとなり、第１の腕の幅が大きくなるという問題が生じる。更なる重量物ワークには更に減速機を大きくし第１の腕が更に大きくなるという問題が更に大きくなる。
【０００４】
本発明の課題は、重量物ワークの搬送・移載に際し、第１の腕の幅をコンパクトにし更には手首保持用の減速機自体を大きくしない手段を有する産業用ロボットを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】このため本発明は、据え付けのための固定部である基台１と、基台１上に垂直軸２１の回りに回転自在に支持された第１の腕２と、第１の腕２端部に第１の水平軸２２の回りに回動自在に支持された第２の腕３と、第２の腕３端部に第１の水平軸２２と平行な第２の水平軸２３の回りにロボットの上下方向に回動自在に支持された第３の腕４と、第３の腕４の先端に第２の水平軸２３と平行な第３の水平軸２４の回りに回動自在に支持された手首部５と、を含む産業用ロボットにおいて、前記第１の腕２端部には前記第１の水平軸２２の回りに回動自在に支持された腕リンク２０、腕リンク２０の先端に水平軸２５の回りに回動自在に支持された第１のリンク６及び第１のリンク６の先端に水平軸２６の回りに回動自在に支持された第２のリンク７を有し、前記第２のリンク７の先端は前記第２の水平軸２３に軸支されており前記第２の腕３、腕リンク２０、第１のリンク６及び第２のリンク７は第１の平行四辺形リンク機構を形成し、前記第２の腕３端部には前記第２の水平軸２３の回りに回動自在に支持された第３のリンク９、第３のリンク９の先端に水平軸２７の回りに回動自在に支持された第４のリンク１０、第４のリンク１０の先端に水平軸２８の回りに回動自在に支持された第５のリンク１１及び第５のリンク１１と一体に固定されてされた手首部５、を有し、前記第５のリンク１１の先端は前記第３の水平軸２４に軸支されており前記第３の腕４、第３のリンク９、第４のリンク１０及び第５のリンク１１は第２の平行四辺形リンク機構を形成し、前記第１の平行四辺形リンク機構の前記第２のリンク７先端が軸支された前記第２の水平軸２３を軸心として減速機８の本体と前記第２のリンク７の回動中心とが固定され、かつ前記減速機８の出力軸２９が前記第２の平行四辺形リンク機構の前記第２の水平軸２３の回りに回動自在に支持された第３のリンク９に固定され、前記減速機８が回転されないときは前記第５のリンク１１と一体となった前記手首部５は前記第２の腕３及び第３の腕４の動きに拘わらず同じ姿勢を保ち、前記減速機８が回転されたときは前記出力軸２９の回転だけ前記手首部５が傾動されるようにされたことを特徴とする産業用ロボットを提供することによって上述した従来技術の課題を解決した。
【０００６】
【作用】かかる構成により、第１の平行四辺形リンク機構の第２のリンク７に固定された減速機の出力軸は地面に対し姿勢を一定に保つ。さらに一端を前記減速機の出力軸に固定し他端に手首部を設けた第２の平行四辺形リンク機構により第５のリンク１１と一体となった手首部は地面に対し姿勢を一定に保つ。これにより手首部５を駆動する減速機は第２の腕と第３の腕の軸支部位に設けられる。
【０００７】
好ましくは、前記第１の平行四辺形リンク機構の前記第２のリンク７の延長部に水平軸３０の回りに軸支されたバネまたは油圧、空圧を利用したバランス機構１３の出力端１２が、前記第２の平行四辺形リンク機構の第３のリンク９と一体でくの字形部材１４先端に水平軸３２の回りに軸支され、前記手首部５の動きと反対方向に前記バランス機構１３が押圧作用をするようにしたことにより、手首部が把持するワーク重量により減速機にかかるトルクをバネバランス機構により発生するトルク分減じることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態について、図１及び図２を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態の産業用ロボットの概略側面図、図２は図１のロボットの要部概略上面図である。本発明の実施の形態の産業用ロボットは、据え付けのための固定部である基台１と、基台１上に垂直軸２１の回りに回転自在に支持された第１の腕２と、第１の腕２端部に第１の水平軸２２の回りに回動自在に支持された第２の腕３と、第２の腕３端部に第１の水平軸２２と平行な第２の水平軸２３の回りにロボットの上下方向に回動自在に支持された第３の腕４と、第３の腕４の先端に第２の水平軸２３と平行な第３の水平軸２４の回りに回動自在に支持された手首部５と、を含む産業用ロボットである。
【０００９】
本発明の実施の形態の産業用ロボットでは、第１の腕２端部には第１の水平軸２２の回りに回動自在に支持された腕リンク２０、腕リンク２０の先端に水平軸２５の回りに回動自在に支持された第１のリンク６及び第１のリンク６の先端に水平軸２６の回りに回動自在に支持された第２のリンク７を有し、第２のリンク７の先端は第２の水平軸２３に軸支されており、前記第２の腕３、腕リンク２０、第１のリンク６及び第２のリンク７は第１の平行四辺形リンク機構を形成する。第２の腕３端部には第２の水平軸２３の回りに回動自在に支持された第３のリンク９、第３のリンク９の先端に水平軸２７の回りに回動自在に支持された第４のリンク１０及び第４のリンク１０の先端に水平軸２８の回りに回動自在に支持された第５のリンク１１を有し、第５のリンク１１の先端は第３の水平軸２４に軸支されており、第５のリンク１１は第５のリンク１１と一体となった手首部５に固定されている。前記第３の腕４、第３のリンク９、第４のリンク１０及び第５のリンク１１は第２の平行四辺形リンク機構を形成し、前記第１の平行四辺形リンク機構の第２のリンク７先端が軸支された前記第２の水平軸２３を軸心として減速機８の本体と第２のリンク７の回動中心とが固定され、かつ前記減速機８の出力軸２９が第２の平行四辺形リンク機構の第２の水平軸２３の回りに回動自在に支持された第３のリンク９に固定され、減速機８が回転されないときは第５のリンク１１と一体となった手首部５は第２の腕３及び第３の腕４の動きに拘わらず同じ姿勢を保ち、減速機８が回転されたときは前記出力軸２９の回転だけ前記第５のリンク１１と一体となった手首部５が傾動されるようにされている。
第２の平行四辺形リンク機構により、第５のリンク１１と一体となった手首部５は第２の腕３、第３の腕４の搖動があっても、前記減速機８自体が回転しなければ姿勢を保持する。手首部５の保持姿勢に対しワーク置き台がある傾きをもっており、このワーク置き台にワークを置く場合は減速機８をワーク置き台の傾き分回転し、第２の平行四辺形リンク機構を回転すれば手首部５も所望の角度傾くことになる。
【００１０】
かかる構成により、第１の平行四辺形リンク機構の第２のリンク７に固定された減速機８の出力軸は地面に対し姿勢を一定に保つ。さらに、一端を減速機８の出力軸２９に固定された第２の平行四辺形リンク機構の第３のリンク９は、他端に第５のリンク１１と一体となった手首部５を固定するので、手首部５は地面に対し姿勢を一定に保つ。これにより手首部５を駆動する減速機８は第２の腕３と第３の腕４の軸支部位である第２の水平軸２３に設けられる。よって、減速機８の出力軸２９は例えば第２の腕３の搖動によっても回転せず姿勢を保持する。
【００１１】
本実施の形態の産業用ロボットでは、第１の平行四辺形リンク機構の第２のリンク７の延長部に水平軸３０の回りに軸支されたバネバランス機構１３（バネバランス機構は空圧・油圧でもよい）の一端を軸支し、かつバネバランス機構１３の出力端１２が、第２の平行四辺形リンク機構の第３のリンク９と一体でくの字形部材１４先端に水平軸３２の回りに軸支され、手首部５の動きと反対方向に前記バランス機構１３が押圧作用をするようにしたことにより、手首部が把持するワーク重量により減速機にかかるトルクをバネバランス機構により発生するトルク分減じることができる。
【００１２】
【発明の効果】従来重量物ワークの搬送・移載に際し、第１の腕に３つの減速機が集中し第１の腕自体大きくせざるを得なかったが、本発明により手首部５を駆動する減速機８は第２の腕３と第３の腕４の軸支部位である第２の水平軸２３に設けたので、第１の腕の幅をコンパクトにし、更には手首保持用の減速機自体を大きくしない手段を有する産業用ロボットを提供するものとなった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の産業用ロボットの概略側面図。
【図２】図１のロボットの要部概略上面図。
【符号の説明】１・・基台　　　　　２・・第１の腕　　　３・・第２の腕
４・・第３の腕　　　　　　５・・手首部　　　６・・第１のリンク
７・・第２のリンク　　　８・・減速機　　　　　９・・第３のリンク
１０・・第４のリンク　　　　１１・・第５のリンク
１２・・バランス機構出力端　１３・・　バランス機構　１４・くの字形部材
２０・・腕リンク　　　　　　２１・・垂直軸　　　２２・・第１の水平軸
２２・・第２の水平軸２３
【図１】
2004001112.tif 000003
【図２】
2004001112.tif 000004