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JP7602008B2 - robot - Google Patents
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JP7602008B2 JP2023501960A JP2023501960A JP7602008B2 JP 7602008 B2 JP7602008 B2 JP 7602008B2 JP 2023501960 A JP2023501960 A JP 2023501960A JP 2023501960 A JP2023501960 A JP 2023501960A JP 7602008 B2 JP7602008 B2 JP 7602008B2
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Description

本明細書は、ロボットについて開示する。 This specification discloses a robot.

従来、ロボットアームに力覚センサが取り付けられたものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, a robot arm equipped with a force sensor has been proposed (see, for example, Patent Document 1).

特表2019-504680号Special table number 2019-504680

負荷部(エンドエフェクタ)と駆動モータとの間に介在するようにロボットアームに力覚センサを取り付ける場合、軸受け部材や負荷部の配置によっては、軸受け部材の内輪と負荷部との干渉によって、意図しない力が力覚センサに検出されるおそれがある。 When attaching a force sensor to a robot arm so as to be interposed between the load section (end effector) and the drive motor, depending on the arrangement of the bearing member and the load section, there is a risk that an unintended force will be detected by the force sensor due to interference between the inner ring of the bearing member and the load section.

本開示は、軸受け部材の内輪と負荷部との干渉によって意図せぬ力を力覚センサが検知してしまうのを防止することを主目的とする。 The primary objective of this disclosure is to prevent the force sensor from detecting unintended forces due to interference between the inner ring of the bearing member and the load portion.

本開示は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。 This disclosure takes the following measures to achieve the above-mentioned primary objective.

本開示のロボットは、
ロボットアームと、
前記ロボットアームに固定された駆動モータと、
前記ロボットアームに固定された軸受け部材の外輪と、
前記外輪に沿って回転する前記軸受け部材の内輪と、
前記内輪に固定され前記駆動モータにより回転する力覚センサの支持部と、
前記支持部に支持される前記力覚センサの作用部と、
前記作用部に連結され前記内輪に挿通された負荷部と、
を備えることを要旨とする。
The robot of the present disclosure is
A robot arm;
A drive motor fixed to the robot arm;
An outer ring of a bearing member fixed to the robot arm;
an inner ring of the bearing member that rotates along the outer ring;
a support portion for a force sensor fixed to the inner ring and rotated by the drive motor;
an action portion of the force sensor supported by the support portion;
A load portion connected to the action portion and inserted through the inner ring;
The gist of the invention is to provide the following:

この本開示のロボットでは、駆動モータにより回転する力覚センサの支持部を軸受け部材の内輪に固定すると共に、軸受け部材の内輪に挿通させて力覚センサの作用部に負荷部を連結する。これにより、軸受け部材の内輪と負荷部との干渉によって意図せぬ力を力覚センサが検知してしまうのを防止することができる。In the robot disclosed herein, the support part of the force sensor, which is rotated by the drive motor, is fixed to the inner ring of the bearing member, and the load part is inserted through the inner ring of the bearing member to connect the action part of the force sensor. This makes it possible to prevent the force sensor from detecting unintended forces due to interference between the inner ring of the bearing member and the load part.

本実施形態のロボットの外観斜視図である。FIG. 1 is an external perspective view of a robot according to an embodiment of the present invention. ロボット本体の側面図である。FIG. ロボット先端部の概略構成図である。FIG. 2 is a schematic diagram of a tip portion of the robot. ロボット先端部の断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of the tip of the robot. 力覚センサの概略構成図である。FIG. 2 is a schematic diagram of a force sensor. 他の実施形態に係るロボット先端部の概略構成図である。FIG. 13 is a schematic configuration diagram of a robot tip portion according to another embodiment.

次に、本開示を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。図1は、ロボットの外観斜視図である。図2は、ロボット本体の側面図である。図3は、ロボット先端部の概略構成図である。図4は、ロボット先端部の断面図である。なお、図1中、左右方向がX軸であり、前後方向がY軸方向であり、上下方向がZ軸方向である。Next, a form for implementing the present disclosure will be described with reference to the drawings. Fig. 1 is an external oblique view of the robot. Fig. 2 is a side view of the robot body. Fig. 3 is a schematic diagram of the robot tip. Fig. 4 is a cross-sectional view of the robot tip. In Fig. 1, the left-right direction is the X-axis, the front-back direction is the Y-axis, and the up-down direction is the Z-axis.

本実施形態のロボット10は、図1~図3に示すように、ロボット本体20と、力覚センサ70と、を備える。As shown in Figures 1 to 3, the robot 10 of this embodiment comprises a robot body 20 and a force sensor 70.

ロボット本体20は、図2に示すように、第1アーム21と、第2アーム22と、ベース25と、基台26と、第1アーム駆動モータ35と、第2アーム駆動モータ36と、姿勢保持装置37と、昇降装置40と、回転3軸機構50と、を備える。なお、第1アーム21と第2アーム22と回転3軸機構50とは、単にアームと呼ぶ場合がある。2, the robot body 20 includes a first arm 21, a second arm 22, a base 25, a base 26, a first arm drive motor 35, a second arm drive motor 36, a posture holding device 37, a lifting device 40, and a three-axis rotating mechanism 50. The first arm 21, the second arm 22, and the three-axis rotating mechanism 50 may be simply referred to as arms.

第1アーム21の基端部は、上下方向(Z軸方向)に延在する第1関節軸31を介してベース25に連結されている。第1アーム駆動モータ35の回転軸は、第1関節軸31に接続されている。第1アーム駆動モータ35は、第1関節軸31を回転駆動することにより、第1関節軸31を支点に第1アーム21を水平面(XY平面)に沿って回動(旋回)させる。The base end of the first arm 21 is connected to the base 25 via a first joint shaft 31 extending in the vertical direction (Z-axis direction). The rotation shaft of the first arm drive motor 35 is connected to the first joint shaft 31. The first arm drive motor 35 rotates (pivots) the first arm 21 along a horizontal plane (XY plane) with the first joint shaft 31 as a fulcrum.

第2アーム22の基端部は、上下方向(Z軸方向)に延在する第2関節軸32を介して第1アーム21の先端部に連結されている。第2アーム駆動モータ36の回転軸は、第2関節軸32に接続されている。第2アーム駆動モータ36は、第2関節軸32を回転駆動することにより、第2関節軸32を支点に第2アーム22を水平面に沿って回動(旋回)させる。The base end of the second arm 22 is connected to the tip end of the first arm 21 via a second joint shaft 32 extending in the vertical direction (Z-axis direction). The rotation shaft of the second arm drive motor 36 is connected to the second joint shaft 32. The second arm drive motor 36 rotates the second joint shaft 32, thereby rotating (pivoting) the second arm 22 along a horizontal plane with the second joint shaft 32 as a fulcrum.

ベース25は、基台26上に設置された昇降装置40により、基台26に対して昇降可能に設けられている。昇降装置40は、図1および図2に示すように、ベース25に固定されたスライダ41と、基台26に固定されると共に上下方向に延出してスライダ41の移動をガイドするガイド部材42と、上下方向に延出すると共にスライダ41に固定されたボールねじナット(図示せず)に螺合されるボールねじ軸43(昇降軸)と、ボールねじ軸43を回転駆動する昇降用駆動モータ44と、を備える。昇降装置40は、昇降用駆動モータ44によりボールねじ軸43を回転駆動することにより、スライダ41に固定されたベース25をガイド部材42に沿って上下に移動させる。The base 25 is provided so as to be movable up and down with respect to the base 26 by a lifting device 40 installed on the base 26. As shown in Figs. 1 and 2, the lifting device 40 includes a slider 41 fixed to the base 25, a guide member 42 fixed to the base 26 and extending in the vertical direction to guide the movement of the slider 41, a ball screw shaft 43 (lifting shaft) extending in the vertical direction and screwed into a ball screw nut (not shown) fixed to the slider 41, and a lifting drive motor 44 that rotates the ball screw shaft 43. The lifting device 40 moves the base 25 fixed to the slider 41 up and down along the guide member 42 by rotating the ball screw shaft 43 with the lifting drive motor 44.

回転3軸機構50は、上下方向に延在する姿勢保持用軸33を介して第2アーム22の先端部に連結されている。回転3軸機構50は、互いに直交する第1回転軸51,第2回転軸52および第3回転軸(先端軸53)と、第1回転軸51を回転させる第1回転軸駆動モータ55と、第2回転軸52を回転させる第2回転軸駆動モータ56と、先端軸53を駆動する先端軸駆動装置60と、を備える。第1回転軸51は、姿勢保持用軸33に対して直交姿勢で支持されている。第2回転軸52は、第1回転軸51に対して直交姿勢で支持されている。第3回転軸(先端軸53)は、第2回転軸52に対して直交姿勢で支持されている。先端軸53には、当該先端軸53aと同軸上に位置するように負荷部としてのエンドエフェクタEFが保持される。The three-axis rotating mechanism 50 is connected to the tip of the second arm 22 via the attitude-maintaining shaft 33 extending in the vertical direction. The three-axis rotating mechanism 50 includes a first rotating shaft 51, a second rotating shaft 52, and a third rotating shaft (tip shaft 53) that are perpendicular to each other, a first rotating shaft drive motor 55 that rotates the first rotating shaft 51, a second rotating shaft drive motor 56 that rotates the second rotating shaft 52, and a tip shaft drive device 60 that drives the tip shaft 53. The first rotating shaft 51 is supported in an orthogonal attitude with respect to the attitude-maintaining shaft 33. The second rotating shaft 52 is supported in an orthogonal attitude with respect to the first rotating shaft 51. The third rotating shaft (tip shaft 53) is supported in an orthogonal attitude with respect to the second rotating shaft 52. The tip shaft 53 holds an end effector EF as a load section so as to be coaxial with the tip shaft 53a.

本実施形態では、ロボット本体20は、第1アーム駆動モータ35と第2アーム駆動モータ36と昇降装置40とによるX軸方向,Y軸方向およびZ軸方向の3方向の並進運動と、回転3軸機構50によるX軸回り(ピッチング),Y軸回り(ローリング)およびZ軸回り(ヨーイング)の3方向の回転運動との組み合わせにより、先端軸53、すなわちエンドエフェクタEFを任意の姿勢で任意の位置へ移動させることができる。In this embodiment, the robot body 20 can move the tip axis 53, i.e., the end effector EF, to any position in any attitude by combining translational motion in three directions, the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction, by the first arm drive motor 35, the second arm drive motor 36, and the lifting device 40, with rotational motion in three directions, around the X-axis (pitching), around the Y-axis (rolling), and around the Z-axis (yawing), by the rotating three-axis mechanism 50.

姿勢保持装置37は、第1アーム21および第2アーム22の姿勢によらず回転3軸機構50の姿勢(第1回転軸51の向き)を一定の向きに保持するものである。姿勢保持装置37は、第1回転軸51の軸方向が常時、左右方向(X軸方向)となるように第1関節軸31の回転角度と第2関節軸32の回転角度とに基づいて姿勢保持用軸33の回転角度を制御する。これにより、3方向の並進運動の制御と3方向の回転運動の制御とをそれぞれ独立して行なうことが可能となり、制御が容易となる。The attitude holding device 37 holds the attitude of the three-axis rotating mechanism 50 (the orientation of the first rotating shaft 51) in a constant orientation regardless of the attitudes of the first arm 21 and the second arm 22. The attitude holding device 37 controls the rotation angle of the attitude holding shaft 33 based on the rotation angle of the first joint shaft 31 and the rotation angle of the second joint shaft 32 so that the axial direction of the first rotating shaft 51 is always in the left-right direction (X-axis direction). This makes it possible to control the translational motion in three directions and the rotational motion in three directions independently, making control easier.

先端軸駆動装置60は、図2~図4に示すように、フレーム61と駆動モータ62と動力伝達機構63と連結軸65と軸受け部材67と把持部材69と力覚センサ70とを備える。As shown in Figures 2 to 4, the tip shaft drive device 60 comprises a frame 61, a drive motor 62, a power transmission mechanism 63, a connecting shaft 65, a bearing member 67, a gripping member 69 and a force sensor 70.

フレーム61は、第2回転軸52に固定された矩形状のフレームであり、第2回転軸52の駆動により第2回転軸52と一体となって回転する。駆動モータ62は、その回転軸62aが第2回転軸52の軸線方向と平行となるようにフレーム61に固定されている。連結軸65は、上下方向に延在するようにフレーム61に支持されている。すなわち、連結軸65は、駆動モータ62の回転軸62aおよび第2回転軸52に対して直交方向に延在する。The frame 61 is a rectangular frame fixed to the second rotating shaft 52, and rotates integrally with the second rotating shaft 52 when driven by the second rotating shaft 52. The drive motor 62 is fixed to the frame 61 so that its rotating shaft 62a is parallel to the axial direction of the second rotating shaft 52. The connecting shaft 65 is supported by the frame 61 so as to extend in the vertical direction. In other words, the connecting shaft 65 extends in a direction perpendicular to the rotating shaft 62a of the drive motor 62 and the second rotating shaft 52.

動力伝達機構63は、駆動モータ62の回転軸62aに取り付けられた傘歯車63aと、連結軸65に取り付けられると共に傘歯車63aと噛み合う傘歯車63bと、を有する。動力伝達機構63は、互いに直交する駆動モータ62の回転軸62aと連結軸65とを接続して駆動モータ62からの動力を連結軸65に伝達する。The power transmission mechanism 63 has a bevel gear 63a attached to the rotating shaft 62a of the drive motor 62 and a bevel gear 63b attached to the connecting shaft 65 and meshing with the bevel gear 63a. The power transmission mechanism 63 connects the rotating shaft 62a of the drive motor 62 and the connecting shaft 65, which are perpendicular to each other, to transmit the power from the drive motor 62 to the connecting shaft 65.

力覚センサ70は、外力としてX軸,Y軸およびZ軸の各軸方向に作用する力成分と各軸周りに作用するトルク成分とを検出するものである。力覚センサ70は、図5に示すように、力が作用する作用部71と、内周側で作用部71を支持する環状の支持部72と、作用部71と支持部72との間に周方向に所定の間隔をおいて配置され作用部71に作用する力を検出する検出部73と、を有する。図4に示すように、支持部72の上面は、連結軸65の下端に形成されたフランジ部65aの下面に重ね合わせられて連結される。また、支持部72の下面は、筒状の固定部材66の上端に形成されたフランジ部66aの上面に重ね合わせられて連結される。固定部材66の筒状の外周面は、軸受け部材67の内輪67aの内周面に固定される。すなわち、支持部72は、固定部材66を介して軸受け部材67の内輪67aに固定される。軸受け部材67の外輪67bは、フレーム61に固定される。これにより、連結軸65および力覚センサ70の支持部72は、軸受け部材67を介してフレーム61に回転可能に支持される。The force sensor 70 detects the force components acting in the axial directions of the X-axis, Y-axis, and Z-axis as external forces, and the torque components acting around each axis. As shown in FIG. 5, the force sensor 70 has an action part 71 on which a force acts, an annular support part 72 that supports the action part 71 on the inner circumferential side, and a detection part 73 that is arranged at a predetermined interval in the circumferential direction between the action part 71 and the support part 72 and detects the force acting on the action part 71. As shown in FIG. 4, the upper surface of the support part 72 is superimposed on and connected to the lower surface of the flange part 65a formed at the lower end of the connecting shaft 65. In addition, the lower surface of the support part 72 is superimposed on and connected to the upper surface of the flange part 66a formed at the upper end of the cylindrical fixing member 66. The cylindrical outer peripheral surface of the fixing member 66 is fixed to the inner peripheral surface of the inner ring 67a of the bearing member 67. That is, the support part 72 is fixed to the inner ring 67a of the bearing member 67 via the fixing member 66. An outer ring 67b of the bearing member 67 is fixed to the frame 61. As a result, the connecting shaft 65 and the support portion 72 of the force sensor 70 are rotatably supported by the frame 61 via the bearing member 67.

また、作用部71の下面には、先端軸53の上端に連結され、当該先端軸53の下端には、図示しない保持部を介して負荷部としてのエンドエフェクタEFが取り付けられる。さらに、作用部71の上面は、第2負荷部としての把持部材69の基端部が連結される。把持部材69は、連結軸65に対して外径方向に延在するように設けられている。このように、本実施形態では、力覚センサ70の作用部71の下面には先端軸53を介してエンドエフェクタEFが連結され、作用部71の上面には把持部材69が直接に連結されており、作用部71には上面および下面の両面から力が作用するように構成される。これにより、エンドエフェクタEFから受ける力と把持部材69から受ける力とを単一の力覚センサ70により検出することができる。 The lower surface of the action part 71 is connected to the upper end of the tip shaft 53, and the end effector EF is attached to the lower end of the tip shaft 53 via a retaining part (not shown). Furthermore, the base end of the gripping member 69 is connected to the upper surface of the action part 71 as a second load part. The gripping member 69 is provided so as to extend in the outer diameter direction relative to the connecting shaft 65. Thus, in this embodiment, the end effector EF is connected to the lower surface of the action part 71 of the force sensor 70 via the tip shaft 53, and the gripping member 69 is directly connected to the upper surface of the action part 71, so that forces act on the action part 71 from both the upper and lower surfaces. This allows the force received from the end effector EF and the force received from the gripping member 69 to be detected by a single force sensor 70.

先端軸53は、図4に示すように、軸受け部材67の内輪67aに挿通されている。本実施形態では、内輪67aの内周面には、力覚センサ70の支持部72に連結された固定部材66の筒状の外周面が固定され、先端軸53は、固定部材66の内周に挿通されている。固定部材66の筒状の内周面と先端軸53の外周面との間には、図4に示すように、径方向に所定の隙間が設けられている。これにより、力覚センサ70の作用部71に連結される先端軸53と力覚センサ70の支持部72に固定される固定部材66(内輪67a)とが干渉しないようにして、干渉によって力覚センサ70が意図しない力を検出するのを防止することができる。 As shown in FIG. 4, the tip shaft 53 is inserted into the inner ring 67a of the bearing member 67. In this embodiment, the cylindrical outer peripheral surface of the fixing member 66 connected to the support portion 72 of the force sensor 70 is fixed to the inner peripheral surface of the inner ring 67a, and the tip shaft 53 is inserted into the inner circumference of the fixing member 66. As shown in FIG. 4, a predetermined radial gap is provided between the cylindrical inner peripheral surface of the fixing member 66 and the outer peripheral surface of the tip shaft 53. This prevents the tip shaft 53 connected to the action portion 71 of the force sensor 70 and the fixing member 66 (inner ring 67a) fixed to the support portion 72 of the force sensor 70 from interfering with each other, thereby preventing the force sensor 70 from detecting an unintended force due to interference.

また、駆動モータ62の回転軸62aと先端軸53との間に動力伝達機構63を介在させることで、駆動モータ62の回転軸62aを先端軸53とは異なる軸に配置しつつ、エンドエフェクタEFを先端軸53と同軸に取り付けることができる。これにより、駆動モータ62の回転軸62aと先端軸53とエンドエフェクタEFとを同軸に配置するものに比して、軸長をより短縮することができる。 In addition, by interposing a power transmission mechanism 63 between the rotating shaft 62a of the drive motor 62 and the tip shaft 53, the end effector EF can be attached coaxially with the tip shaft 53 while the rotating shaft 62a of the drive motor 62 is arranged on an axis different from the tip shaft 53. This allows the shaft length to be shortened compared to when the rotating shaft 62a of the drive motor 62, the tip shaft 53, and the end effector EF are arranged coaxially.

さらに、力覚センサ70の作用部71の上面には、把持部材69が連結されている。このため、操作者は、手動によりロボット本体20を動かしてロボット本体20の動作を記録するダイレクトティーチングを行なう場合において、把持部材69を把持してアームを直接動かすことができ、操作が容易となる。また、この際、力覚センサ70で把持部材69から加わる外力を検出することができるため、ロボット本体20の動作をより正確に記録することができる。勿論、エンドエフェクタEFを把持してロボット本体20を動かすことでダイレクトティーチングを行なうこともできる。この場合、把持部材69を省略してもよい。 Furthermore, a gripping member 69 is connected to the upper surface of the action portion 71 of the force sensor 70. Therefore, when performing direct teaching in which the operator manually moves the robot body 20 to record the operation of the robot body 20, the operator can grip the gripping member 69 and move the arm directly, making operation easier. In addition, at this time, the force sensor 70 can detect the external force applied from the gripping member 69, so the operation of the robot body 20 can be recorded more accurately. Of course, direct teaching can also be performed by gripping the end effector EF and moving the robot body 20. In this case, the gripping member 69 may be omitted.

ここで、実施形態の主要な要素と請求の範囲に記載した本開示の主要な要素との対応関係について説明する。即ち、本実施形態の第1アーム21と第2アーム22と回転3軸機構50とが本開示のロボットアームに相当し、軸受け部材67の内輪67aが軸受け部材の内輪に相当し、軸受け部材67の外輪67bが軸受け部材の外輪に相当し、力覚センサ70の支持部72が力覚センサの支持部に相当し、力覚センサ70の作用部71が力覚センサの作用部に相当し、先端軸53やエンドエフェクタEFが負荷部に相当する。また、把持部材69が第2負荷部に相当する。また、連結軸65が連結部材に相当し、フレーム61がフレームに相当し、動力伝達機構63が動力伝達部材に相当する。また、傘歯車63a,63bが傘歯車に相当する。Here, the correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the present disclosure described in the claims will be described. That is, the first arm 21, the second arm 22, and the three-axis rotating mechanism 50 of this embodiment correspond to the robot arm of the present disclosure, the inner ring 67a of the bearing member 67 corresponds to the inner ring of the bearing member, the outer ring 67b of the bearing member 67 corresponds to the outer ring of the bearing member, the support part 72 of the force sensor 70 corresponds to the support part of the force sensor, the action part 71 of the force sensor 70 corresponds to the action part of the force sensor, and the tip shaft 53 and the end effector EF correspond to the load part. Also, the gripping member 69 corresponds to the second load part. Also, the connecting shaft 65 corresponds to the connecting member, the frame 61 corresponds to the frame, and the power transmission mechanism 63 corresponds to the power transmission member. Also, the bevel gears 63a and 63b correspond to the bevel gears.

なお、本開示は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本開示の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。It goes without saying that the present disclosure is in no way limited to the above-described embodiments, and may be implemented in various forms as long as they fall within the technical scope of the present disclosure.

例えば、上述した実施形態では、先端軸駆動装置60は、回転軸62aが先端軸53と同軸の連結軸65と直交するように配置された駆動モータ62と、傘歯車63a,63aにより互いに直交する回転軸62aと連結軸65とを連結して駆動モータ62からの動力を連結軸65に伝達する動力伝達機構63と、を備えるものとした。これに対して、図6に示すように、他の実施形態に係る先端軸駆動装置160は、回転軸162aが連結軸165と平行となるように配置された駆動モータ162と、ベルト163aにより互いに平行な回転軸162と連結軸165とを連結して駆動モータ162からの動力を連結軸165に伝達する動力伝達機構163と、を備えてもよい。For example, in the above-described embodiment, the tip shaft driving device 60 includes a driving motor 62 arranged so that the rotating shaft 62a is perpendicular to the connecting shaft 65 that is coaxial with the tip shaft 53, and a power transmission mechanism 63 that connects the mutually perpendicular rotating shaft 62a and the connecting shaft 65 by bevel gears 63a, 63a to transmit the power from the driving motor 62 to the connecting shaft 65. In contrast, as shown in FIG. 6, a tip shaft driving device 160 according to another embodiment may include a driving motor 162 arranged so that the rotating shaft 162a is parallel to the connecting shaft 165, and a power transmission mechanism 163 that connects the mutually parallel rotating shaft 162 and the connecting shaft 165 by a belt 163a to transmit the power from the driving motor 162 to the connecting shaft 165.

また、上述した実施形態では、先端軸駆動装置60は、力覚センサ70の作用部71の上下両面にそれぞれ負荷部が連結されるものとしたが、いずれか一方の面のみに負荷部が連結されてもよい。 In addition, in the above-described embodiment, the tip axis drive device 60 has a load portion connected to both the upper and lower surfaces of the action portion 71 of the force sensor 70, but the load portion may be connected to only one of the surfaces.

また、上述した実施形態では、ロボット10は、3方向の並進運動と3方向の回転運動とが可能な7軸の多関節ロボットとして構成されるものとした。しかし、軸の数はいくつであっても構わない。また、ロボット10は、いわゆる垂直多関節ロボットや水平多関節ロボットなどにより構成されてもよい。In the above-described embodiment, the robot 10 is configured as a seven-axis articulated robot capable of translational motion in three directions and rotational motion in three directions. However, the number of axes may be any number. The robot 10 may also be configured as a so-called vertical articulated robot or horizontal articulated robot.

以上説明したように、本開示のロボットでは、駆動モータにより回転する力覚センサの支持部を軸受け部材の内輪に固定すると共に、軸受け部材の内輪に挿通させて力覚センサの作用部に負荷部を連結する。これにより、軸受け部材の内輪と負荷部との干渉によって意図せぬ力を力覚センサが検知してしまうのを防止することができる。As described above, in the robot disclosed herein, the support part of the force sensor rotated by the drive motor is fixed to the inner ring of the bearing member, and the load part is inserted through the inner ring of the bearing member to connect the action part of the force sensor. This makes it possible to prevent the force sensor from detecting unintended forces due to interference between the inner ring of the bearing member and the load part.

また、こうした本開示のロボットにおいて、前記作用部の前記負荷部が連結された面とは反対側の面に連結された第2負荷部を備えてもよい。こうすれば、力覚センサにより負荷部と第2負荷部とから加わる力をそれぞれ検出することができる。In addition, the robot of the present disclosure may include a second load part connected to the surface of the action part opposite to the surface to which the load part is connected. In this way, the force sensor can detect the forces applied from the load part and the second load part.

さらに、本開示のロボットにおいて、前記駆動モータの回転軸と前記支持部とを連結する連結部材を備え、前記力覚センサは、力が作用する前記作用部を内周側で支持する環状の前記支持部を有し、前記外輪は、前記ロボットアームのフレームに固定され、前記連結部材は、前記駆動モータの回転軸に動力伝達部材を介して接続されると共に、前記駆動モータからの動力により前記負荷部と同軸に回転するように前記支持部に連結されてもよい。連結部材を設け、動力伝達部材を介して連結部材に駆動モータの回転軸を接続することにより、連結部材の回転軸(ロボットの駆動軸)を負荷部と同軸に配置しつつ、駆動モータや力覚センサの配置の自由度を確保することができる。この結果、軸長を短縮して装置(先端部駆動装置)をよりコンパクトにすることが可能となる。 Furthermore, in the robot of the present disclosure, a connecting member is provided that connects the rotating shaft of the drive motor and the support part, the force sensor has an annular support part that supports the action part on the inner periphery side to which the force acts, the outer ring is fixed to the frame of the robot arm, and the connecting member is connected to the rotating shaft of the drive motor via a power transmission member and is connected to the support part so as to rotate coaxially with the load part by the power from the drive motor. By providing a connecting member and connecting the rotating shaft of the drive motor to the connecting member via a power transmission member, it is possible to ensure the freedom of arrangement of the drive motor and the force sensor while arranging the rotating shaft of the connecting member (the drive shaft of the robot) coaxially with the load part. As a result, it is possible to shorten the shaft length and make the device (tip drive device) more compact.

連結部材と駆動モータの回転軸とを動力伝達部材を介して接続するものにおいて、前記動力伝達部材は、傘歯車であり、前記駆動モータの回転軸は、前記連結部材の軸方向に直交するように配置され、前記傘歯車を介して前記連結部材に接続されてもよい。あるいは、前記動力伝達部材は、ベルトであり、前記駆動モータの回転軸は、前記連結部材の軸方向に平行に配置され、前記ベルトを介して前記連結部材に接続されてもよい。In a case where a connecting member and a rotating shaft of a drive motor are connected via a power transmission member, the power transmission member may be a bevel gear, and the rotating shaft of the drive motor may be arranged perpendicular to the axial direction of the connecting member and connected to the connecting member via the bevel gear. Alternatively, the power transmission member may be a belt, and the rotating shaft of the drive motor may be arranged parallel to the axial direction of the connecting member and connected to the connecting member via the belt.

本開示は、ロボットの製造産業などに利用可能である。 This disclosure can be used in the robot manufacturing industry, etc.

10 ロボット、20 ロボット本体、21 第1アーム、22 第2アーム、25 ベース、26 基台、31 第1関節軸、32 第2関節軸、33 姿勢保持用軸、35 第1アーム駆動モータ、36 第2アーム駆動モータ、37 姿勢保持装置、40 昇降装置、41 スライダ、42 ガイド部材、43 ボールねじ軸、44 昇降用駆動モータ、50 回転3軸機構、51 第1回転軸、52 第2回転軸、53 第3回転軸(先端軸)、55 第1回転軸駆動モータ、56 第2回転軸駆動モータ、60,160 先端軸駆動装置、61、161 フレーム、62,162 駆動モータ、62a,162a 回転軸、63,163 動力伝達機構、63a,63b 傘歯車、65,165 連結軸、66 固定部材、66a フランジ部、67 軸受け部材、67a 内輪、67b 外輪、69 把持部材、163a ベルト、70 力覚センサ、71 作用部、72 支持部、73 検出部、EF エンドエフェクタ。10 robot, 20 robot body, 21 first arm, 22 second arm, 25 base, 26 base, 31 first joint shaft, 32 second joint shaft, 33 attitude holding shaft, 35 first arm drive motor, 36 second arm drive motor, 37 attitude holding device, 40 lifting device, 41 slider, 42 guide member, 43 ball screw shaft, 44 lifting drive motor, 50 three-axis rotating mechanism, 51 first rotating shaft, 52 second rotating shaft, 53 third rotating shaft (tip shaft), 55 first rotating shaft drive motor, 56 second rotating shaft drive motor, 60, 160 tip shaft drive device, 61, 161 frame, 62, 162 drive motor, 62a, 162a rotating shaft, 63, 163 power transmission mechanism, 63a, 63b bevel gear, 65, 165 connecting shaft, 66 Fixed member, 66a flange portion, 67 bearing member, 67a inner ring, 67b outer ring, 69 gripping member, 163a belt, 70 force sensor, 71 action portion, 72 support portion, 73 detection portion, EF end effector.

Claims (5)

ロボットアームと、
前記ロボットアームに固定された駆動モータと、
前記ロボットアームに固定された軸受け部材の外輪と、
前記外輪に沿って回転する前記軸受け部材の内輪と、
前記内輪に固定され前記駆動モータにより回転する力覚センサの支持部と、
前記支持部に支持される前記力覚センサの作用部と、
前記作用部に連結されると共に前記内輪に干渉しないように挿通された先端軸に連結された負荷部と、
を備えるロボット。
A robot arm;
A drive motor fixed to the robot arm;
An outer ring of a bearing member fixed to the robot arm;
an inner ring of the bearing member that rotates along the outer ring;
a support portion for a force sensor fixed to the inner ring and rotated by the drive motor;
an action portion of the force sensor supported by the support portion;
a load portion connected to the action portion and to a tip shaft inserted so as not to interfere with the inner ring;
A robot comprising:
請求項1に記載のロボットであって、
前記作用部の前記先端軸が連結された面とは反対側の面に連結された第2負荷部を備える、
ロボット。
The robot according to claim 1 ,
A second load portion is provided which is connected to a surface of the action portion opposite to a surface to which the tip shaft is connected.
robot.
請求項1または2に記載のロボットであって、
前記駆動モータの回転軸と前記支持部とを連結する連結部材を備え、
前記力覚センサは、力が作用する前記作用部を内周側で支持する環状の前記支持部を有し、
前記外輪は、前記ロボットアームのフレームに固定され、
前記連結部材は、前記駆動モータの回転軸に動力伝達部材を介して接続されると共に、前記駆動モータからの動力により前記先端軸と同軸に回転するように前記支持部に連結される、
ロボット。
The robot according to claim 1 or 2,
a connecting member that connects a rotation shaft of the drive motor and the support portion,
the force sensor has an annular support portion that supports, on an inner circumferential side, the action portion on which a force is applied;
The outer ring is fixed to a frame of the robot arm,
The connecting member is connected to a rotating shaft of the drive motor via a power transmission member, and is connected to the support portion so as to rotate coaxially with the tip shaft by power from the drive motor.
robot.
請求項3に記載のロボットであって、
前記動力伝達部材は、傘歯車であり、
前記駆動モータの回転軸は、前記連結部材の軸方向に直交するように配置され、前記傘歯車を介して前記連結部材に接続される、
ロボット。
The robot according to claim 3,
the power transmission member is a bevel gear,
The rotation shaft of the drive motor is disposed perpendicular to the axial direction of the connecting member and is connected to the connecting member via the bevel gear.
robot.
請求項3に記載のロボットであって、
前記動力伝達部材は、ベルトであり、
前記駆動モータの回転軸は、前記連結部材の軸方向に平行に配置され、前記ベルトを介して前記連結部材に接続される、
ロボット。
The robot according to claim 3,
the power transmission member is a belt,
The rotation shaft of the drive motor is disposed in parallel with the axial direction of the connecting member and is connected to the connecting member via the belt.
robot.
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Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101138532B1 (en) 2011-03-03 2012-04-25 주식회사 이턴 Device for measuring torque of robot joint and method for the same
JP2017080841A (en) 2015-10-27 2017-05-18 キヤノン株式会社 Robot arm joint structure, robot apparatus measurement method, and robot apparatus control method
JP2017124465A (en) 2016-01-13 2017-07-20 キヤノン株式会社 Drive mechanism, robot arm, and robot device
JP2017177279A (en) 2016-03-30 2017-10-05 株式会社Ihi Robot system and robot controlling method
JP2018015836A (en) 2016-07-27 2018-02-01 キヤノン株式会社 Drive mechanism and robot
JP2019504680A (en) 2016-02-01 2019-02-21 イマジナリス エス.アール.エル. Radiation imaging device
CN111683796A (en) 2019-09-03 2020-09-18 上海非夕机器人科技有限公司 Robotic Arms and Robots
CN111702804A (en) 2020-06-28 2020-09-25 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 A drive joint and robot
JP2020163516A (en) 2019-03-29 2020-10-08 セイコーエプソン株式会社 Horizontal articulated robot

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101138532B1 (en) 2011-03-03 2012-04-25 주식회사 이턴 Device for measuring torque of robot joint and method for the same
JP2017080841A (en) 2015-10-27 2017-05-18 キヤノン株式会社 Robot arm joint structure, robot apparatus measurement method, and robot apparatus control method
JP2017124465A (en) 2016-01-13 2017-07-20 キヤノン株式会社 Drive mechanism, robot arm, and robot device
JP2019504680A (en) 2016-02-01 2019-02-21 イマジナリス エス.アール.エル. Radiation imaging device
JP2017177279A (en) 2016-03-30 2017-10-05 株式会社Ihi Robot system and robot controlling method
JP2018015836A (en) 2016-07-27 2018-02-01 キヤノン株式会社 Drive mechanism and robot
JP2020163516A (en) 2019-03-29 2020-10-08 セイコーエプソン株式会社 Horizontal articulated robot
CN111683796A (en) 2019-09-03 2020-09-18 上海非夕机器人科技有限公司 Robotic Arms and Robots
CN111702804A (en) 2020-06-28 2020-09-25 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 A drive joint and robot

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