JP5527299B2 - Gear unit and robot - Google Patents
Gear unit and robot Download PDFInfo
- Publication number
- JP5527299B2 JP5527299B2 JP2011211205A JP2011211205A JP5527299B2 JP 5527299 B2 JP5527299 B2 JP 5527299B2 JP 2011211205 A JP2011211205 A JP 2011211205A JP 2011211205 A JP2011211205 A JP 2011211205A JP 5527299 B2 JP5527299 B2 JP 5527299B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gear
- shaft
- input
- arm
- gear unit
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Manipulator (AREA)
- Gear Transmission (AREA)
Description
開示の実施形態は、ギヤユニットおよびロボットに関する。 The disclosed embodiments relate to a gear unit and a robot.
従来、ロボットのアームやハンドなどの可動体を連結する関節の構成として、可動体を先端に連結した回動軸に、基端をモータなどの駆動源に連結した駆動軸を、ギヤユニットを介して直交状態に連動連結したものがある(例えば、特許文献1を参照)。 Conventionally, as a joint structure for connecting a movable body such as an arm or a hand of a robot, a rotating shaft that connects the movable body to the tip and a drive shaft that connects the base end to a driving source such as a motor are connected via a gear unit. There are some which are interlockedly connected in an orthogonal state (see, for example, Patent Document 1).
例えば特許文献1に開示されたギヤユニットは、モータの反対側をなす駆動軸の先端に固設された第1傘歯車と、可動体の反対側をなす回動軸の基端に固設され、第1傘歯車と噛合する第2傘歯車とを備えた構成となっている。 For example, a gear unit disclosed in Patent Document 1 is fixed to a first bevel gear fixed to the distal end of a drive shaft that forms the opposite side of the motor and a proximal end of a rotary shaft that forms the opposite side of the movable body. The second bevel gear meshes with the first bevel gear.
しかしながら、特許文献1に開示されたロボットは、1つの関節では1つの可動体しか駆動しないため、可動体としてのアームやハンドによる作業効率の向上は期待できなかった。 However, since the robot disclosed in Patent Document 1 drives only one movable body with one joint, improvement in work efficiency with an arm or hand as a movable body cannot be expected.
そこで、ロボットなどに用いられる1つの関節によって複数の可動体を駆動させることができるギヤユニットが望まれるが、かかるギヤユニットとしては、複数の同心軸からなる回動軸を個別に駆動する駆動機構が知られている(例えば、特許文献2を参照)。 Therefore, a gear unit that can drive a plurality of movable bodies by one joint used in a robot or the like is desired. As such a gear unit, a drive mechanism that individually drives a rotating shaft composed of a plurality of concentric axes. Is known (see, for example, Patent Document 2).
しかしながら、特許文献2に開示されたギヤユニットは、複数の同心軸からなる回動軸にそれぞれ設けたプーリにタイミングベルトを巻回し、タイミングベルトを介して各回動軸を駆動する構成であるため、コンパクトにユニット化することが難しい。
However, since the gear unit disclosed in
また、各回動軸に連接して旋回動作する可動体(アームやハンド)同士間に、用途に応じた十分な間隔を設けることも難しい。 In addition, it is difficult to provide a sufficient interval according to the application between movable bodies (arms and hands) that are connected to the respective rotation shafts and pivot.
実施形態の一態様は、上記に鑑みてなされたものであって、可動体(アームやハンド)による作業効率の向上を図りながら、コンパクトにユニット化することができ、しかも、可動体同士間に、用途に応じた十分な間隔を設けることのできるギヤユニットおよびかかるギヤユニットを備えたロボットを提供することを目的とする。 One aspect of the embodiment has been made in view of the above, and can be unitized compactly while improving work efficiency by a movable body (an arm or a hand), and between movable bodies. An object of the present invention is to provide a gear unit capable of providing a sufficient interval according to the use and a robot including the gear unit.
実施形態の一態様に係るギヤユニットは、同心二軸の出力軸により構成された同軸のインナー軸およびアウター軸と、前記インナー軸の中途に取り付けられたインナーギヤおよび前記アウター軸の基端に取り付けられたアウターギヤと、それぞれ前記出力軸と直交する方向に延在し、前記インナーギヤに噛合する第1入力ギヤを備える第1の入力軸および前記アウターギヤに噛合する第2入力ギヤを備える第2の入力軸と、を備える。そして、前記インナーギヤおよび前記第1入力ギヤとの対と、前記アウターギヤおよび前記第2入力ギヤの対とを、それぞれハイポイドギヤで構成し、前記インナーギヤと前記アウターギヤとを、所定の間隔をあけて互いに対向状態に配置する一方、前記第1の入力軸と前記第2の入力軸とを、前記出力軸の軸方向に互いに所定距離だけ離隔させるとともに、平面視において、前記出力軸を通る線を挟んで離隔して配置し、前記第1の入力軸と前記インナー軸との軸線同士、および前記第2の入力軸と前記アウター軸との軸線同士がそれぞれ交わらないようにする。さらに、前記インナーギヤと前記アウターギヤとの間の前記間隔を、前記第1入力ギヤが前記アウターギヤに干渉することなく前記インナーギヤと噛合でき、前記第2入力ギヤが前記インナーギヤと干渉することなく前記アウターギヤと噛合できるだけの可及的に短い間隔とする。 A gear unit according to an aspect of the embodiment includes a coaxial inner shaft and outer shaft configured by two concentric output shafts, and an inner gear and a base end of the outer shaft that are attached in the middle of the inner shaft. A first input shaft having a first input gear extending in a direction orthogonal to the output shaft and meshing with the inner gear ; and a second input gear meshing with the outer gear. A second input shaft. Then, the pair of the inner gear and the first input gear and the pair of the outer gear and the second input gear are respectively configured by hypoid gears, and the inner gear and the outer gear are separated from each other at a predetermined interval. while disposed opposite each other spaced, and said first input shaft and the second input shaft, causes spaced apart by a predetermined distance from each other in the axial direction of the output shaft, in plan view, through the output shaft The first input shaft and the inner shaft are separated from each other, and the second input shaft and the outer shaft are prevented from intersecting each other. Further, the distance between the inner gear and the outer gear can mesh with the inner gear without the first input gear interfering with the outer gear, and the second input gear interferes with the inner gear. it shall be the as much as possible short interval enough to the outer gear and meshing without.
実施形態の一態様によれば、可動体(アームやハンド)による作業効率の向上を図りながら、コンパクトにユニット化することができ、しかも、可動体同士間に、用途に応じた十分な間隔を設けることができる。したがって、例えば、ロボットの関節の駆動機構に好適に用いることができる。 According to one aspect of the embodiment, it is possible to make a compact unit while improving work efficiency by a movable body (an arm or a hand), and a sufficient interval according to the application is provided between the movable bodies. Can be provided. Therefore, for example, it can be suitably used for a robot joint drive mechanism.
以下、添付図面を参照して、本願の開示するギヤユニットおよびロボットの実施形態を詳細に説明する。ただし、以下の実施形態における例示で本発明が限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of a gear unit and a robot disclosed in the present application will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the examples in the following embodiments.
(第1の実施形態)
図1は第1の実施形態に係るギヤユニットの縦断面視による説明図、図2は同平面視による説明図、図3は同背面視による説明図である。先ず、本実施形態に係るギヤユニット1について説明する。
(First embodiment)
FIG. 1 is an explanatory view of the gear unit according to the first embodiment in a longitudinal sectional view, FIG. 2 is an explanatory view in the same plane view, and FIG. 3 is an explanatory view in the rear view. First, the gear unit 1 according to the present embodiment will be described.
図1〜図3に示すように、ギヤユニット1は、同心の中心軸を有するインナー軸2およびアウター軸3からなる同心二軸の出力軸と、第1の入力軸4および第2の入力軸5とからなる2つの入力軸とを備えている。なお、図1では、第2の入力軸5については図示を省略してある。
As shown in FIGS. 1 to 3, the gear unit 1 includes a concentric biaxial output shaft composed of an
出力軸を構成するインナー軸2およびアウター軸3は、出力方向F1,F2が互いに反対向きであり、インナー軸2の出力方向F1が一側方向(図1において下側方向)とすれば、アウター軸3の出力方向F2は他側方向(図1において上側方向)となっている。
The
第1の入力軸4および第2の入力軸5は、それぞれ出力軸と直交する方向に延在しており、第1の入力軸4は第1モータ11(図2)に連動連結し、第2の入力軸5は第2モータ12(図2)に連動連結している。
The
なお、各モータ11(12)と各入力軸4(5)とは、それぞれ同軸方向に連結されている。 Each motor 11 (12) and each input shaft 4 (5) are connected in the same direction.
かかる構成により、第1モータ11からの動力の流れf1は、第1の入力軸4からインナー軸2へ(図1参照)、第2モータ12からの動力の流れf2は、第2の入力軸5からアウター軸3へ(図1参照)、ギヤを用いてそれぞれ直接的に伝達可能となっている。そして、第1モータ11からの動力の流れf1はインナー軸2から一方の出力方向F1へ、第2モータ12からの動力の流れf2は、アウター軸3から180度向きが異なる他方の出力方向F2へと伝達される。
With this configuration, the power flow f1 from the
かかる構成のギヤユニット1は、第1モータ11および第2モータ12とともに、後述するロボットのアームなどのような被駆動部材の駆動ユニットとして機能させることができる。
The gear unit 1 having such a configuration, together with the
図1に示すように、出力軸であるインナー軸2の中途、すなわち、インナー軸2の一端近傍(図1において下端近傍)にはインナーギヤ6が設けられている。また、インナー軸2よりも短尺のアウター軸3の基端(図1において下端)にはアウターギヤ7が設けられている。他方、図2に示すように、入力軸である第1の入力軸4の先端には第1入力ギヤ8が設けられ、第2の入力軸5の先端には第2入力ギヤ9が設けられている。
As shown in FIG. 1, an
出力軸と入力軸とは、互いに直交する方向に延在した姿勢でユニットケース10にベアリング15やシール材16(図1においては省略)を介して取り付けられている。
The output shaft and the input shaft are attached to the
すなわち、ユニットケース10の一側面から他側面(図1における上面から下面)にかけて貫通孔を形成し、この貫通孔に出力軸(インナー軸2およびアウター軸3)を挿嵌するとともに、この貫通孔と直交する他の側面(図1における左側面)に開口を形成し、この開口に入力軸を挿通している。なお、貫通孔の一端開口部(図1における上側の開口部)からはアウター軸3の先端側を突出させ、貫通孔の他端開口部(図1における下側の開口部)からはインナー軸2の一端側を突出させている。
That is, a through hole is formed from one side surface of the
そして、図1に示すように、インナー軸2およびアウター軸3に、ハンド330,340(図6A参照)を連接して、ギヤユニット1を、例えば、後述するロボットのハンドの駆動ユニットとしてアーム内に配設することができる。
Then, as shown in FIG. 1, the
ところで、インナーギヤ6とアウターギヤ7とは、ユニットケース10内において、対向状態に配置されている。すなわち、相対的に長尺のインナー軸2の一端近傍に設けられたインナーギヤ6と、相対的に短尺のアウター軸3の基端に設けられたアウターギヤ7とが、歯列同士を対向させて、互いに所定間隔Dをあけて対向状態に配置されている。
By the way, the
この所定間隔Dをあけて形成された空間がギヤ噛合空間Qを形成しており、本実施形態では、このギヤ噛合空間Qを可及的に小さくすることにより、ギヤユニット1のコンパクト化を実現している。 The space formed with the predetermined distance D forms a gear meshing space Q. In this embodiment, the gear unit 1 is made compact by making the gear meshing space Q as small as possible. doing.
すなわち、可及的に小さくしたギヤ噛合空間Qにおいて、第1の入力軸4と第2の入力軸5とを、インナー軸2およびアウター軸3からなる出力軸の同心軸方向に互いに所定距離Lだけ離隔して配置している。
That is, in the gear meshing space Q made as small as possible, the
そして、入力軸を水平にした姿勢において、本実施形態におけるギヤユニット1は、図1に示すように、相対的に下側に位置する第1の入力軸4がインナー軸2に、相対的に上側に位置する第2の入力軸5がアウター軸3に連動連結するように構成している。
And in the attitude | position which leveled the input shaft, as shown in FIG. 1, the gear unit 1 in this embodiment has the
このように、対向配置されたインナーギヤ6とアウターギヤ7との間に形成されたギヤ噛合空間Qにおいて、第1の入力軸4の第1入力ギヤ8とインナーギヤ6とが噛合し、第2の入力軸5の第2入力ギヤ9とアウターギヤ7とが噛合するように、第1の入力軸4と第2の入力軸5とを出力軸方向に互いにオフセットして配置している。
Thus, in the gear meshing space Q formed between the
したがって、本実施形態に係るギヤユニット1は、コンパクトな構成でありながら、互いに独立したインナーギヤ6および第1入力ギヤ8との対からなる組と、アウターギヤ7および第2入力ギヤ9との対からなる組とを有することになる。
Therefore, the gear unit 1 according to the present embodiment has a compact configuration, and includes a pair of the
すなわち、インナーギヤ6および第1入力ギヤ8との対からなる組と、アウターギヤ7および第2入力ギヤ9との対からなる組とは、互いに干渉することがなく、それぞれ独立した動力伝達系(図1に示すf1→F1、f2→F2を参照)を構成することができる。
That is, the pair of
ところで、本実施形態に係るギヤユニット1では、インナーギヤ6および第1入力ギヤ8の対と、アウターギヤ7および第2入力ギヤ9の対とを、それぞれハイポイドギヤで構成している。
By the way, in the gear unit 1 according to the present embodiment, the pair of the
そのため、第1入力ギヤ8を備える第1の入力軸4と、第1入力ギヤ8と噛合するインナーギヤ6を備えるインナー軸2の軸線同士は交わらない。また、第2入力ギヤ9を備える第2の入力軸5と、第2入力ギヤ9と噛合するアウターギヤ7を備えるアウター軸3の軸線同士も交わらない。
Therefore, the axes of the
したがって、第1の入力軸4と第2の入力軸5との各軸線を、インナー軸2やアウター軸3の軸線に合わせることなく、任意に配置することができ、第1、第2モータ11,12を含めて駆動ユニットのレイアウトの自由度を高めることができる。
Therefore, the respective axes of the
例えば、図2に示すように、第1の入力軸4と第2の入力軸5とを互いに平行に配置することができる。
For example, as shown in FIG. 2, the
このように、ハイポイドギヤを用いて第1の入力軸4および第2の入力軸5を互いに平行に配置可能としたことにより、第1モータ11および第2モータ12についても同じ向きに並設することが可能となっている。したがって、可及的に狭くした所定間隔D(図1参照)をあけて形成されたギヤ噛合空間Qとあいまって、ギヤユニット1を、よりコンパクトに構成することができる。
As described above, the
以上説明してきたように、本実施形態に係るギヤユニット1は、基本構成として、同心であり、かつ出力方向を互いに反対向きとしたインナー軸2およびアウター軸3を備えている。また、インナー軸2に連動連結する第1の入力軸4およびアウター軸3に連動連結する第2の入力軸5を備えている。このように、インナー軸2およびアウター軸3とで同心二軸の出力軸を構成する一方、第1の入力軸4および第2の入力軸5が、それぞれ出力軸と直交する方向に延在している。
As described above, the gear unit 1 according to the present embodiment includes the
そして、インナー軸2に取り付けられたインナーギヤ6と、アウター軸3に取り付けられたアウターギヤ7とを、互いに対向状態に配置している。
And the
さらに、第1の入力軸4と第2の入力軸5とを、出力軸の軸方向に互いに所定距離Lだけ離隔して配置し、インナーギヤ6に第1の入力軸4の第1入力ギヤ8を噛合させる一方、アウターギヤ7には第2の入力軸5の第2入力ギヤ9を噛合させている。
Further, the
かかる構成により、ギヤユニット1をコンパクト化することができるとともに、同軸の出力軸(インナー軸2およびアウター軸3)を介して2つの可動体を駆動させることができる。したがって、可動体を例えばロボットなどのハンドとすれば、ロボットによる作業効率を向上させることができる。
With this configuration, the gear unit 1 can be made compact, and the two movable bodies can be driven via the coaxial output shafts (the
また、第1モータ11の動力となる第1の入力軸4の回転力は第1入力ギヤ8およびインナーギヤ6を介してインナー軸2に、第2モータ12の動力となる第2の入力軸5の回転力は第2入力ギヤ9およびアウターギヤ7を介してアウター軸3に、それぞれ独立して直接伝達される。
Further, the rotational force of the
ところで、図1に示すように、インナー軸2およびアウター軸3は、いずれも中空の軸本体21,31を有し、インナー軸2の軸本体21内を通して配線および/または配管可能としている。
As shown in FIG. 1, the
したがって、例えば後述するように、ギヤユニット1をロボットに適用し、出力軸にアームやハンドなどを連結した場合、アームやハンドなどに設けられるセンサ類やアクチュエータ類などへの配線やエア配管などをインナー軸2の軸本体21中に挿通することができる。
Therefore, for example, as will be described later, when the gear unit 1 is applied to a robot and an arm or hand is connected to the output shaft, wiring to the sensors or actuators provided on the arm or hand, air piping, etc. The
(ギヤユニット1の変形例)
次に、ギヤユニット1の変形例について、図4を参照して説明する。図4に示した変形例に係るギヤユニット1は、出力軸の回転角度が、正転および逆転方向にそれぞれ180度+αで機械的に規制されるようにストッパ機構100を備えた構成としている。
(Modification of gear unit 1)
Next, a modification of the gear unit 1 will be described with reference to FIG. The gear unit 1 according to the modification shown in FIG. 4 is configured to include a
変形例に係るギヤユニット1が備えるストッパ機構100は、図4に示すように、インナーギヤ6の歯列面側にストッパピン61を突設している。一方、ユニットケース10の内側壁には、出力軸であるインナー軸2およびアウター軸3の同心軸を通るセンターラインCL上に位置するようにベルトピン62を突設している。そして、ベルトピン62とインナー軸2との間に、適宜の張力が維持されるようにストッパベルト63を巻回している。なお、ストッパベルト63は、適度な弾力を有する弾性ベルトであることが望ましい。
As shown in FIG. 4, the
かかる構成としたことにより、第1モータ11から回転動力が伝達された第1の入力軸4(第1入力ギヤ8)を介してインナーギヤ6が回転すると、図4の矢印fで示すようにストッパピン61もインナーギヤ6の回転に伴って回転する。
With such a configuration, when the
所定の角度まで回転が進むと、ストッパピン61は、ストッパベルト63に当接して、図示するように、ストッパベルト63を所定量だけ押し込みながら回転が規制される。したがって、ストッパピン61を突設したインナーギヤ6の回転に連動するインナー軸2もこれ以上は回転しないように規制されることになる。
When the rotation proceeds to a predetermined angle, the
例示では、インナー軸2の回転角度を規制したものとしているが、同様な構成をアウター軸3に適用したり、あるいはインナー軸2およびアウター軸3の両者に同時に適用したりすることも可能である。
In the example, the rotation angle of the
次に、ギヤユニットの第2〜第4の実施形態について、図5A〜図5Cを参照しながら説明する。図5Aに示した第2の実施形態に係るギヤユニット1は、第1、第2モータ11,12と第1、第2入力軸4,5との間に中間ギヤ機構200を介設したものとしている。
Next, second to fourth embodiments of the gear unit will be described with reference to FIGS. 5A to 5C. The gear unit 1 according to the second embodiment shown in FIG. 5A has an
これは、第1モータ11や第2モータ12の配設位置が何らかの都合で限定されたり、第1モータ11や第2モータ12サイズが大き過ぎたりした場合に対応可能としている。すなわち、モータ軸110,120に第1、第2の入力軸4,5を直接連結すると、第1入力ギヤ8および第2入力ギヤ9がインナーギヤ6およびアウターギヤ7に噛合できない場合に対応可能としたものである。
This can be dealt with when the arrangement positions of the
図5Aに示した例は、例えば、モータ用コネクタ210のレイアウトに制限があって、第1モータ11や第2モータ12との間に間隔を設けなければならない場合である。つまり、モータ軸110,120同士の間の距離D1が大き過ぎて、モータ軸110,120に第1の入力軸4や第2の入力軸5を連結すると、第1入力ギヤ8や第2入力ギヤ9がインナーギヤ6やアウターギヤ7と噛合することが難しい場合である。
The example shown in FIG. 5A is a case where, for example, the layout of the
そこで、図示するように、第1モータ11のモータ軸110の先端に第1スパーギヤ(平歯車)220を、第1の入力軸4の基端に第2スパーギヤ(平歯車)230を取り付けて両者を噛合させている。このように、第1スパーギヤ220および第2スパーギヤ230を備えた中間ギヤ機構200を用いれば、使用可能なモータの種類などが限定されるようなことがなくなり、ギヤユニット1としての汎用性が高まる。
Therefore, as shown in the drawing, the first spur gear (spur gear) 220 is attached to the tip of the
次に、図5Bおよび図5Cを参照して、第3、第4の実施形態について説明する。第3、第4の実施形態に係るギヤユニット1は、インナーギヤ6および第1入力ギヤ8と、アウターギヤ7および第2入力ギヤ9とを、それぞれベベルギヤ(傘歯車)としている。
Next, the third and fourth embodiments will be described with reference to FIGS. 5B and 5C. In the gear unit 1 according to the third and fourth embodiments, the
すなわち、ベベルギヤを用いれば、ハイポイドギヤと異なり、第1の入力軸4とインナー軸2の軸線同士、および第2の入力軸5とアウター軸3の軸線同士をそれぞれ交わらせつつ、交わる角度は自由に設定することができる。
That is, if a bevel gear is used, unlike the hypoid gear, the axes of the
つまり、互いに噛合する第1入力ギヤ8とインナーギヤ6とにおいて、第1入力ギヤ8を有する第1の入力軸4と、インナーギヤ6を有するインナー軸2の各軸線同士を、所定の角度で交わらせることができる。また、互いに噛合する第2入力ギヤ9とアウターギヤ7とにおいて、第2入力ギヤ9を有する第2の入力軸5と、アウターギヤ7を有するアウター軸3の各軸線同士を、所定の角度で交わらせることができる。
That is, in the
したがって、図5Bに示すように、第1の入力軸4と第2の入力軸5との角度θを適宜設定することができる。また、図5Cに示すように、角度θを180度として、第1の入力軸4と第2の入力軸5とを直線上に配設し、第1入力ギヤ8と第2入力ギヤ9とを、インナーギヤ6とアウターギヤ7と同様に対向状態に配置することもできる。
Therefore, as shown in FIG. 5B, the angle θ between the
また、ハイポイドギヤを用いたものと同様に、本変形例においてもギヤユニット1の出力軸方向の長さ(高さ)については短く(低く)できるため、ギヤユニット1のコンパクト化を図ることができる。 Further, similarly to the case using the hypoid gear, the length (height) of the gear unit 1 in the output shaft direction can also be shortened (lower) in the present modified example, so that the gear unit 1 can be made compact. .
上述してきたギヤユニット1は、図6A,6Bに示すように、アーム310,320やハンド330,340を備えたロボット300に適用することができる。図6Aは第1の実施形態に係るロボットの一例を示す説明図、図6Bは同ロボットへのギヤユニット1の適用例を示す模式的説明図である。なお、図6Bで示すロボット300については、第1のアーム310の基端を支持する支柱360については図示を省略してある。
The gear unit 1 described above can be applied to a
図示するように、ロボット300は、水平多関節型であり、基台350から支柱360を突設するとともに、この支柱360の上端に第1のアーム310の基端を回動自在に連結している。
As shown in the figure, the
そして、第1のアーム310の先端に第2のアーム320の基端を回動自在に連結するとともに、この第2のアーム320の先端の下部側に第1のハンド330を、上部側に第2のハンド340を、それぞれ独立して回動可能に取り付けている。第1のハンド330および第2のハンド340は、所定のワークを載置あるいは把持可能な構成としている。
The base end of the
本実施形態では、第2のアーム320の先端部分に、上述してきたギヤユニット1を設け、2つのハンド330,340をそれぞれ独立して駆動させることができるようにしている。
In the present embodiment, the above-described gear unit 1 is provided at the distal end portion of the
すなわち、ギヤユニット1の第1の入力軸4および第2の入力軸5に、第1モータ11および第2モータ12を連動連結する一方、インナー軸2に第1のハンド330を、アウター軸3に第2のハンド340を連結している。
That is, the
かかる構成により、第1モータ11が回転すると、そのトルクは第1の入力軸4の第1入力ギヤ8およびインナーギヤ6を介してインナー軸2に伝達され、インナー軸2に連結された第1のハンド330が水平方向に回転駆動する。
With this configuration, when the
同様に、第2モータ12が回転すると、そのトルクは第2の入力軸5の第2入力ギヤ9およびアウターギヤ7を介してアウター軸3に伝達され、アウター軸3に連結された第2のハンド340が水平方向に回転駆動する。
Similarly, when the
このように、ロボット300の第1のハンド330および第2のハンド340は、同心の回転軸を中心にして、互いに独立して動作することになる。
As described above, the
そして、上述してきたギヤユニット1を備えたロボット300においては、第1のハンド330および第2のハンド340との間には、少なくとも第2のアーム320の厚み分だけの間隔が形成されている。したがって、例えば、上下に所定距離だけ離間している2種類の把持対象物を2つのハンドを用いて把持しようとした場合、第1、第2のハンド330,340を第2のアーム320の上方などに上下に重ねて配置した構成と比べ、高さが抑制されたコンパクトな構成とすることが可能となる。
In the
また、図6Aに示すように、ロボット300は、CPUや、ロボットの動作制御プログラムなどが格納されたメモリーなどを有するコンピュータを備えた制御部370と電気的に接続している。第1、第2モータ11,12の駆動は、作業内容に応じて、かかる制御部370によって制御されており、それぞれ独立して回動する第1のハンド330および第2のハンド340は、動作制御プログラムにしたがって所定の動作を行う。
As shown in FIG. 6A, the
ところで、ギヤユニット1は、ユニットケース10の外形や大きさなどを第2のアーム320に対応させることで、例えば、先端部を開口させた第2のアーム320に外方から取付けて、第2のアーム320とギヤユニット1とを一体化することができる。
By the way, the gear unit 1 is attached from the outside to the
もちろん、第2のアーム320の先端部分の内部にギヤユニット1をユニットケース10ごと収納した構成とすることもできる。
Of course, the gear unit 1 can be housed together with the
次に、ギヤユニット1のロボット300への他の適用例について、図6Cを参照して説明する。
Next, another application example of the gear unit 1 to the
図6Cに示すロボット300は、第1のアーム310の先端部分に、ギヤユニット1を設け、アウター軸3に第2のアーム320を連結して、第1のアーム310の上側から水平方向に延在させている。そして、この第2のアーム320の先端には第3のアーム380を回動軸600を介して連結している。なお、この第3のアーム380に代えてハンドを連結しても構わない。
The
一方、ギヤユニット1のインナー軸2には、所定のハンド390を連結し、第1のアーム310の下側から水平方向に延在させている。すなわち、この例におけるロボット300では、第1のアーム310の上下側から、一方にはアームを、他方にはハンドを延在させた構成としている。
On the other hand, a
ところで、上述してきた各実施形態では、インナーギヤ6およびアウターギヤ7は、略同径のものを用いたが、必ずしも同径とする必要はなく、インナーギヤ6とアウターギヤ7とでサイズなどが異なっていてもよい。つまり、これらに第1入力ギヤ8と第2入力ギヤ9とが対応して、第1モータ11の動力がインナー軸2に、第2モータ12の動力がアウター軸3に、それぞれ独立して直接伝達されればよい。
In each of the embodiments described above, the
(ギヤユニットの参考例)
次に、図7を参照しながら、参考例としてのギヤユニット500について説明する。ここでは、上述してきたギヤユニット1に対して差異のある部分を中心に説明する。そのため、以下では、ギヤユニット1と同一の部材、あるいは同様な機能を有する部材については同一の符号を付してその説明を簡略化するかもしくは省略する。
(Reference example of gear unit)
Next, a
参考例に係るギヤユニット500は、第1の実施形態に係るギヤユニット1が出力軸の両端側(図1において上下側)から出力の取り出しができたのに対し、参考例では、出力軸の一方側(図7において上側)からのみ出力の取り出しができるようにしている。
In the
すなわち、図7に示すように、インナー軸2およびアウター軸3からの出力の取り出しは、いずれも一方側(図7における上側)からのみ行える構成としている。
That is, as shown in FIG. 7, the output from the
かかる構造のギヤユニット500を、先の実施形態に係るギヤユニット1とともに、ロボットに適用した例について、図8Aおよび図8Bを参照して説明する。なお、以下の説明では、第1の実施形態に係るロボット300と同一の部材、あるいは同様な機能を有する部材については同一の符号を付してその説明を簡略化するかもしくは省略する。
An example in which the
図8Aに示すロボット400は、第1のアーム310の先端部分にギヤユニット1を設け、アウター軸3に第2のアーム320を連結して第1のアーム310の上側から延在させている。そして、第2のアーム320の先端部分に、参考例に係るギヤユニット500を設け、第1、第2のハンド330,340を連結して、第2のアーム320の上側から延在させている。
In the
一方、ギヤユニット1のインナー軸2には所定のハンド390を連結し、第1のアーム310の下側から延在させている。
On the other hand, a
図8Bに示すロボット400は、第1のアーム310の先端部分に、ギヤユニット1を設け、アウター軸3に第2のアーム320を連結する一方、インナー軸2に第3のアーム321を連結している。つまり、第1のアーム310の上側から第2のアーム320を延在させ、第1のアーム310の下側から第3のアーム321を延在させ、第1アーム310の上下側からアームをそれぞれ延在させた構成としている。
8B, the gear unit 1 is provided at the tip of the
そして、第1のアーム310の上側から伸延している第2のアーム320の先端に、参考例に係るギヤユニット500を設けて、第1、第2のハンド330,340を連結している。なお、第1のアーム310の下側から伸延している第3のアーム321の先端には回動軸600を介して所定のハンド390を連結している。
The
以上、説明してきたように、ギヤユニット1は、ロボット300,400などのアームやハンドの関節などに好適に用いることができる。しかも、構成がコンパクトなので、アームの先端部分に内蔵することも、外付けすることも可能である。また、出力軸からの動力の取り出しは、軸の両端から取り出せるため、アームやハンドの構造がコンパクトでありながらも、例えば、第1、第2のハンド330,340同士間に、用途に応じた十分な間隔を設けることができる。
As described above, the gear unit 1 can be suitably used for an arm such as the
なお、上述したギヤユニット1の適用例としては、ロボットに限定されるものではないし、ロボットであっても、必ずしも上述してきたようなロボット300,400に限られるものでもない。
The application example of the gear unit 1 described above is not limited to a robot, and is not necessarily limited to the
上述した実施形態のさらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。 Further effects and modifications of the above-described embodiment can be easily derived by those skilled in the art. Thus, the broader aspects of the present invention are not limited to the specific details and representative embodiments shown and described above. Accordingly, various modifications can be made without departing from the spirit or scope of the general inventive concept as defined by the appended claims and their equivalents.
1,500 ギヤユニット
2 インナー軸
3 アウター軸
4 第1の入力軸
5 第2の入力軸
11 第1モータ
12 第2モータ
6 インナーギヤ
7 アウターギヤ
8 第1入力ギヤ
9 第2入力ギヤ
10 ユニットケース
L 所定距離
300,400 ロボット
310 第1のアーム
320 第2のアーム
330 第1のハンド
340 第2のハンド
1,500
Claims (5)
前記インナー軸の中途に取り付けられたインナーギヤおよび前記アウター軸の基端に取り付けられたアウターギヤと、
それぞれ前記出力軸と直交する方向に延在し、前記インナーギヤに噛合する第1入力ギヤを備える第1の入力軸および前記アウターギヤに噛合する第2入力ギヤを備える第2の入力軸と、
を備え、
前記インナーギヤおよび前記第1入力ギヤとの対と、前記アウターギヤおよび前記第2入力ギヤの対とを、それぞれハイポイドギヤで構成し、
前記インナーギヤと前記アウターギヤとを、所定の間隔をあけて互いに対向状態に配置する一方、前記第1の入力軸と前記第2の入力軸とを、前記出力軸の軸方向に互いに所定距離だけ離隔させるとともに、平面視において、前記出力軸を通る線を挟んで離隔して配置し、
前記第1の入力軸と前記インナー軸との軸線同士、および前記第2の入力軸と前記アウター軸との軸線同士がそれぞれ交わらないようにし、
さらに、前記インナーギヤと前記アウターギヤとの間の前記間隔を、前記第1入力ギヤが前記アウターギヤに干渉することなく前記インナーギヤと噛合でき、前記第2入力ギヤが前記インナーギヤと干渉することなく前記アウターギヤと噛合できるだけの可及的に短い間隔としたこと
を特徴とするギヤユニット。 And the inner shaft and outer shaft coaxial constituted by an output shaft concentric biaxial,
An inner gear attached in the middle of the inner shaft and an outer gear attached to the base end of the outer shaft;
A first input shaft that includes a first input gear that extends in a direction orthogonal to the output shaft and meshes with the inner gear and a second input shaft that meshes with the outer gear ;
With
A pair of the inner gear and the first input gear and a pair of the outer gear and the second input gear are each configured by a hypoid gear,
The inner gear and the outer gear are arranged to face each other at a predetermined interval, while the first input shaft and the second input shaft are arranged at a predetermined distance in the axial direction of the output shaft. And spaced apart with a line passing through the output shaft in plan view,
The axial lines of the first input shaft and the inner shaft and the axial lines of the second input shaft and the outer shaft do not cross each other,
Further, the distance between the inner gear and the outer gear can mesh with the inner gear without the first input gear interfering with the outer gear, and the second input gear interferes with the inner gear. The gear unit is characterized in that it is as short as possible so that it can mesh with the outer gear without any problem.
を特徴とする請求項1に記載のギヤユニット。 2. The gear unit according to claim 1, wherein each of the inner shaft and the outer shaft has a hollow shaft body, and wiring and / or piping are possible through the shaft body of the inner shaft.
前記基台から延在したアームと、
前記アームの先端に設けられた請求項1または2に記載のギヤユニットと、
を備え、
前記インナー軸および前記アウター軸に、所定のアームおよび/または所定のハンドを選択的に連接した
ことを特徴とするロボット。 The base,
An arm extending from the base;
The gear unit according to claim 1 or 2 provided at a tip of the arm;
With
A robot having a predetermined arm and / or a predetermined hand selectively connected to the inner shaft and the outer shaft.
前記基台から延在した第1のアームと、
前記第1のアームの先端に設けられた請求項1または2に記載のギヤユニットと、
を備え、
前記ギヤユニットのインナー軸およびアウター軸に、第2のアームがそれぞれ連接されていること
を特徴とするロボット。 The base,
A first arm extending from the base;
The gear unit according to claim 1 or 2 , provided at a tip of the first arm;
With
A robot, wherein a second arm is connected to each of an inner shaft and an outer shaft of the gear unit.
前記基台から延在した第1のアームと、
前記第1のアームの先端に設けられた請求項1または2に記載のギヤユニットと、
を備え、
前記ギヤユニットのインナー軸およびアウター軸のうちいずれか一方に第2のアームが連接され、いずれか他方にハンドが連接されていること
を特徴とするロボット。 The base,
A first arm extending from the base;
The gear unit according to claim 1 or 2 , provided at a tip of the first arm;
With
A robot, wherein a second arm is connected to one of an inner shaft and an outer shaft of the gear unit, and a hand is connected to the other.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011211205A JP5527299B2 (en) | 2011-09-27 | 2011-09-27 | Gear unit and robot |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011211205A JP5527299B2 (en) | 2011-09-27 | 2011-09-27 | Gear unit and robot |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013071200A JP2013071200A (en) | 2013-04-22 |
JP5527299B2 true JP5527299B2 (en) | 2014-06-18 |
Family
ID=48476120
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011211205A Expired - Fee Related JP5527299B2 (en) | 2011-09-27 | 2011-09-27 | Gear unit and robot |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5527299B2 (en) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6088362B2 (en) * | 2013-06-10 | 2017-03-01 | ファナック株式会社 | Industrial robot wrist drive structure with 3 degrees of freedom of rotation |
WO2016189565A1 (en) * | 2015-05-25 | 2016-12-01 | 川崎重工業株式会社 | Horizontal articulated robot |
CN104989791B (en) * | 2015-07-02 | 2018-06-01 | 太原重工股份有限公司 | Planetary mechanism and planetary reduction gear |
JP6757244B2 (en) * | 2016-12-26 | 2020-09-16 | 富士変速機株式会社 | Deceleration device, joint device and robot arm structure |
JP6640821B2 (en) | 2017-11-24 | 2020-02-05 | ファナック株式会社 | Robot structure |
CN109848976B (en) * | 2019-03-27 | 2024-09-03 | 曾林旺 | Multi-axis independent control mechanical arm |
US20220347868A1 (en) * | 2019-10-03 | 2022-11-03 | Abb Schweiz Ag | Wrist Device, Industrial Robot And Method |
-
2011
- 2011-09-27 JP JP2011211205A patent/JP5527299B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2013071200A (en) | 2013-04-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5423750B2 (en) | Gear unit and robot | |
JP5527299B2 (en) | Gear unit and robot | |
KR100788787B1 (en) | Multiple axis driving apparatus and robot using the same | |
CN103419195B (en) | There is the industrial robot of the driver extended in the basic housing of hand | |
EP1886773B1 (en) | Wrist driving structure for industrial robot | |
JP5929215B2 (en) | Robot hand and robot device | |
JP5418704B1 (en) | robot | |
JP5861672B2 (en) | robot | |
JP2009113188A (en) | Work robot | |
JP4365341B2 (en) | Robot hand | |
JP2014151413A (en) | Joint mechanism and robot | |
KR20110080921A (en) | Robot hand | |
JP5423910B1 (en) | robot | |
JP2013014004A (en) | Joint device | |
JP6765284B2 (en) | Activator and double-arm actuator | |
JP2005279856A (en) | Robot | |
JP7167522B2 (en) | robot arm | |
CN107249827B (en) | Industrial robot | |
JP5833869B2 (en) | Delta parallel robot | |
JP4618727B2 (en) | Robot hand finger unit | |
TW201321148A (en) | Robot arm assembly | |
JP6099356B2 (en) | Shoulder joint mechanism and robot equipped with the same | |
WO2022269693A1 (en) | Link mechanism, robot arm, and dual arm robot | |
CN109996655A (en) | The joint structure of robot | |
JP6924129B2 (en) | Humanoid robot |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130315 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140128 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140130 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140227 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140318 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140331 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5527299 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |