JP7665802B2

JP7665802B2 - 重心が後置された直接駆動ｓｃａｒａロボット

Info

Publication number: JP7665802B2
Application number: JP2023576241A
Authority: JP
Inventors: 文▲鏡▼ ▲呉▼
Original assignee: GD Midea Air Conditioning Equipment Co Ltd; Midea Group Shanghai Co Ltd
Current assignee: GD Midea Air Conditioning Equipment Co Ltd; Midea Group Shanghai Co Ltd
Priority date: 2020-12-31
Filing date: 2021-11-30
Publication date: 2025-04-21
Anticipated expiration: 2041-11-30
Also published as: WO2022142972A1; CN114683245A; JP2024504879A; CN114683245B

Description

［関連出願の相互参照］
本願は、２０２０年１２月３１日に提出された、出願番号が２０２０１１６３２９３３４、発明の名称が「重心が後置された直接駆動ＳＣＡＲＡロボット」の中国特許出願の優先権を主張し、その全ての内容が引用をもって本願に組み込まれている。

本発明は、ロボットの技術分野に関し、特に、水平多関節ロボットに関する。

水平多関節ロボットは、ＳＣＡＲＡ（ＳｅｌｅｃｔｉｖｅＣｏｍｐｌｉａｎｃｅＡｓｓｅｍｂｌｙＲｏｂｏｔＡｒｍ，選択的柔軟性組み立てロボットアーム）とも呼ばれ、組み立て作業に適用されるロボットアームである。一般的には、水平多関節ロボットにおいて、ベースと第１アームとの接続箇所に位置する第１関節と、第１アームと第２アームの接続箇所とに位置する第２関節と、第２アームの第１アームから離れた一端に位置する第３関節といった三つの回転可能な関節が設けられており、三つの関節の軸線が互いに平行しており、平面内で位置決めと方向決めとを行うことが可能で、動作が簡潔で、効率的で、コストが低い。

本願の発明者は長期にわたった研究開発により、現在、水平多関節ロボットにおいて各関節に電動機を設置して駆動することが一般であるが、第２関節に設置された電動機の軸線と第１関節に設置された電動機の軸線との距離が一般に遠いので、第１関節における電動機が駆動すべき運動体の慣性質量が大きく、高加速度と高速度とを実現し難いことが分かった。

本発明は、従来技術において駆動方式及び構造に制限されているので、水平多関節ロボットの速度や精度の向上が困難であるという技術的問題を解決するために、水平多関節ロボットを提供する。

上記技術的問題を解決するために、本発明で採用する一技術手段は、
ベースと、
前記ベースに接続され、且つ前記ベースとの接続箇所に第１関節が形成されている第１アームと、
前記第１関節内に設置されて、前記第１アームを前記ベースに対して回転するように駆動するために用いられる第１電動機と、
前記第１アームの前記ベースから離れた一端に接続され、且つ前記第１アームとの接続箇所に第２関節が形成されている第２アームと、
伝動装置を介して前記第２アームに接続されて、前記第２アームを前記第１アームに対して回転するように駆動するために用いられる第２電動機と、を備え、
前記第１電動機と前記第２電動機との前記第１電動機の軸線の垂直平面での投影が少なくとも部分的に重なっていることを特徴とする水平多関節ロボットを提供することである。

具体的な一実施例において、前記第１電動機と前記第２電動機とは軸線が重なるように設置されている。

具体的な一実施例において、前記第１電動機は、前記ベースに設置された第１固定子と、前記第１アームに接続された、前記第１固定子の外に嵌設された第１回転子と、を備え、前記第２電動機は、前記第１アームに設置され且つ前記第１固定子に固定的に接続された第２固定子と、前記伝動装置に接続された、前記第２固定子の外に嵌設された第２回転子と、を備える。

具体的な一実施例において、前記第１電動機は、前記ベースに設置された第１固定子と、前記第１アームに接続された、前記第１固定子の外に嵌設された第１回転子と、を備え、前記第２電動機は、前記第１アームに設置され且つ前記第１回転子に固定的に接続された第２固定子と、前記伝動装置に接続された、前記第２固定子の外に嵌設された第２回転子と、を備える。

具体的な一実施例において、前記伝動装置は第１伝動輪、第２伝動輪、第１剛性伝動ベルト及び第２剛性伝動ベルトを備え、前記第１伝動輪が前記第２回転子の外に嵌設され、前記第２伝動輪が前記第２アームに接続され、前記第１剛性伝動ベルト、前記第２剛性伝動ベルトがそれぞれ固定部材によって前記第１伝動輪と前記第２伝動輪とに接続されている。

具体的な一実施例において、前記伝動装置は、前記第２回転子の外に嵌設された第１歯車と、前記第２アームに接続された第２歯車と、を少なくとも含み、前記第１歯車と前記第２歯車とが互いに噛み合うバックラッシ無し歯車アセンブリを備える。

具体的な一実施例において、前記伝動装置は、前記第２回転子の外に嵌設された第１同期輪と、前記第２アームに接続された第２同期輪と、前記第１同期輪と前記第２同期輪とを接続した同期ベルトと、を備える。

具体的な一実施例において、前記第１電動機は更に中空軸を備えて第１収容室を形成しており、前記第２固定子は前記第１収容室と連通する第２収容室を形成しており、前記第２電動機の前記第１電動機から離れた一端に開口が形成されており、前記第２収容室が前記開口を介して外部と連通する。

具体的な一実施例において、前記水平多関節ロボットは、更に、前記ベースに接続され、第１接続線を介して前記第１収容室を通過して前記第１電動機に接続され、且つ第２接続線を介して前記第１収容室と前記第２収容室とを通過して前記第２電動機に接続された制御器を備える。

具体的な一実施例において、前記水平多関節ロボットは、更に、前記第１電動機に接続され、且つ第３接続線を介して前記第１収容室を通過して前記制御器に接続された第１エンコーダと、前記第２電動機に接続され、且つ第４接続線を介して前記第１収容室と前記第２収容室とを通過して前記制御器に接続された第２エンコーダと、を備える。

具体的な一実施例において、前記水平多関節ロボットは、更に、前記第２関節内に設置された第３電動機及び第４電動機を備える。

具体的な一実施例において、前記第２関節に線通過穴が設置され、前記第１アーム内部に線通路が設置されており、前記第３電動機と前記第４電動機とは第５接続線を介して前記線通過穴、前記線通路及び前記第１収容室を通過して前記制御器に接続されている。

具体的な一実施例において、前記第２電動機が前記ベースに固定的に接続されている。

本発明の水平多関節ロボットは、ベースと、ベースに接続され、ベースとの接続箇所に第１関節が形成されている第１アームと、第１関節内に設置されて、第１アームをベースに対して回転するように駆動するために用いられる第１電動機と、第１アームのベースから離れた一端に接続され、第１アームとの接続箇所に第２関節が形成されている第２アームと、伝動装置を介して第２アームに接続されて、第２アームを第１アームに対して回転するように駆動するために用いられる第２電動機と、を備え、第１電動機と第２電動機との第１電動機の軸線の垂直平面での投影が少なくとも部分的に重なっており、第１電動機と第２電動機とを設置してそれぞれ第１アームと第２アームとを直接駆動することで、減速器を省くことができ、それによって、減速器の制限で水平多関節ロボットの精度、速度、コスト及びドラッグトルクが影響されることを回避し、また、第２電動機を、第１電動機に対して軸線の垂直平面での投影が少なくとも部分的に重なるように設置することで、第１電動機の軸線と第２電動機の軸線との距離を低減させて、第１電動機の出力トルク需要を減少させることができ、更に水平多関節ロボットの全体的な体積と質量とを低減させることができ、水平多関節ロボットの高加速度と高速度との実現に寄与する。

本願の実施例における技術手段をより明確に説明するために、以下に実施例の記述に使用必要な図面について簡単に説明するが、当然ながら、以下に記載する図面は単に本願のいくつかの実施例であり、当業者であれば、創造的な労力を要することなく、これらの図面に基づいて他の図面に想到し得る。

本発明の水平多関節ロボットの一実施例の立体構造の模式図である。本発明の水平多関節ロボットの一実施例の部分立体構造の模式図である。本発明の水平多関節ロボットの一実施例の断面構造の模式図である。本発明の水平多関節ロボットの一実施例における伝動装置の立体構造の模式図である。本発明の水平多関節ロボットの別の実施例の断面構造の模式図である。本発明の水平多関節ロボットの別の実施例の断面構造の模式図である。本発明の水平多関節ロボットの別の実施例の断面構造の模式図である。本発明の水平多関節ロボットの別の実施例の断面構造の模式図である。

以下において、本発明の実施例における図面を参照しながら、本発明の実施例における技術手段を明確に、完全に説明し、当然ながら、説明される実施例は全ての実施例ではなく、本発明の実施例の一部に過ぎない。本発明における実施例に基づき、当業者が創造的な労力を要することなく得た他の全ての実施例は、いずれも本発明の保護範囲に属するものとする。

本願における「第１」、「第２」といった用語は目的を説明するためのものに過ぎず、相対的重要性を指示又は暗示したり、指示された技術特徴の数量を暗黙的に指示したりするものと理解してはならない。本願の記述において、特に明確に具体的に限定しない限り、「複数」の意味は少なくとも二つ、例えば二つ、三つ等である。また、「含む」、「備える」といった用語及びそれらのいかなる変形も、非排他的に含むことを意図する。例えば、一連のステップ又はユニットを含むプロセス、方法、システム、製品又は機器は、挙げられたステップ又はユニットに限定されるものではなく、さらに挙げられないステップ又はユニットを選択可能に含み、又は、さらに、これらのプロセス、方法、製品又は機器に固有の他のステップ又はユニットを選択可能に含む。「及び／又は」といった用語は関連対象の関連関係を説明するためのものに過ぎず、３種の関係が存在可能であるのを意味し、例えば、Ａ及び／又はＢは、Ａが単独して存在すること、ＡとＢが同時に存在すること、Ｂが単独して存在することを意味するものであってもよい。また、本明細書における符号の「／」は、一般的には前後の関連対象が「又は」という関係にあることを意味する。

図１～図３を参照し、本発明の水平多関節ロボット１０の一実施例は、ベース１００と、ベース１００に接続され、且つベース１００との接続箇所に第１関節２１０が形成されている第１アーム２００と、第１アーム２００のベース１００から離れた一端に接続され、且つ第１アーム２００との接続箇所に第２関節３１０が形成されている第２アーム３００と、第１関節２１０内に設置されて、第１アーム２００をベース１００に対して回転するように駆動するために用いられる第１電動機４１０と、伝動装置５００を介して第２アーム３００に接続されて、第２アーム３００を第１アーム２００に対して回転するように駆動するために用いられる第２電動機４２０と、を備え、第１電動機４１０と第２電動機４２０との第１電動機４１０の軸線の垂直平面での投影が少なくとも部分的に重なっている。

現在、水平多関節ロボットは一般に各関節に電動機を設置することで駆動し、例えば、サーボモータと減速器とを組み合わせて駆動し、しかし、この駆動方式は以下の問題がある。１）背隙があって、水平多関節ロボットの精度向上が困難である。２）減速器の最大出力トルクに制限があって、水平多関節ロボットの速度向上が困難である。３）減速器のコストが高い。４）電動機と減速器とを組み合わせた伝動方式によって、水平多関節ロボットを手動でドラッグするトルクが大きく、水平多関節ロボットの手動ドラッグ教示機能に影響を及ぼす。ところが、本実施例では、第１電動機４１０と第２電動機４２０とを設置してそれぞれ第１アーム２００と第２アーム３００とを直接駆動することで、減速器を省くことができ、減速器の制限で水平多関節ロボット１０の精度、速度、コスト及びドラッグトルクが影響されることを回避する。

現在直接駆動電動機を用いて駆動している水平多関節ロボットにあっては、その出力トルクはやはり減速器を有する駆動方式で発生する出力トルクと一致する必要があり、元のサーボモータと比べて、直接駆動電動機の体積と質量とがより大きく、水平多関節ロボット全体の体積と質量との増大を招くことになり、そして、第２関節に設置された電動機の軸線と第１関節に設置された電動機の軸線との距離が遠く、第１関節での電動機が駆動すべき運動体の慣性質量が大きく、高加速度と高速度との実現が困難である。ところが、本実施例は、第２電動機４２０を、第１電動機４１０に対して軸線の垂直平面での投影が少なくとも部分的に重なるように設置することで、第１電動機４１０の軸線と第２電動機４２０の軸線との距離を低減させて、第１電動機４１０の出力トルク需要を減少させることができ、更に水平多関節ロボット１０の全体的な体積と質量とを低減させることができ、水平多関節ロボット１０の高加速度と高速度との実現に寄与する。

本実施例において、第１電動機４１０と第２電動機４２０とは軸線が重なるように設置されており、それによって、第２電動機４２０を載置する第１アーム２００に必要とされる第１電動機４１０の出力トルクがより小さくて、水平多関節ロボット１０の全体的な体積と質量とを更に低減させることができ、水平多関節ロボット１０の高加速度と高速度との実現に寄与する。

本実施例において、第１電動機４１０は、ベース１００に設置された第１固定子４１１と、第１アーム２００に接続された、第１固定子４１１の外に嵌設された第１回転子４１２と、を備え、第２電動機４２０は、第１アーム２００に設置され且つ第１固定子４１１に固定的に接続された第２固定子４２１と、伝動装置５００に接続された、第２固定子４２１の外に嵌設された第２回転子４２２と、を備え、それによって、第１電動機４１０が起動した時に、第１回転子４１２の第１固定子４１１に対する回転によって第１アーム２００を連動させてベース１００に対して回転させることができ、この時に第２固定子４２１が第１固定子４１１に固定的に接続されているので、第２固定子４２１は動かなく、そして、第２電動機４２０が起動していないので、第２回転子４２２も動かなく、そのため第２アーム３００が駆動されることもなく、第１アーム２００がベース１００に対して回転する時に第２アーム３００に対しても回転するため、第２アーム３００と第１アーム２００との相対的位置が変わらないように保持する必要がある場合に、第２電動機４２０を起動する必要があり、それにより第２回転子４２２を第２固定子４２１に対して第１回転子４１２の回転と同じ方向と角度とをもって回転させ、それで伝動装置５００によって第２アーム３００を連動させて第１アーム２００の回転と同じ方向と角度とをもって回転させ、補償を実現する。

本実施例において、水平多関節ロボット１０の全体的な構造を安定化させるために、第１固定子４１１と第２固定子４２１とはフランジ４３０によって接続してもよい。

他の実施例において、第１固定子４１１と第２固定子４２１とは貼り付け、係着等の他の方式で接続してもよく、ここで限定されない。

本実施例において、第１回転子４１２は、第１アーム２００を連動して回転させるように、直接第１アーム２００に固定的に接続されている。

他の実施例において、第１回転子４１２は伝動装置（未図示）を介して第１アーム２００に接続されてもよく、ここで限定されない。

図４を同時に参照し、本実施例において、伝動装置５００は第１伝動輪５１０、第２伝動輪５２０、第１剛性伝動ベルト５３０及び第２剛性伝動ベルト５４０を備え、第１伝動輪５１０が第２回転子４２２の外に嵌設され、第２伝動輪５２０が第２アーム３００に接続され、第１剛性伝動ベルト５３０、第２剛性伝動ベルト５４０がそれぞれ固定部材５５０によって第１伝動輪５１０と第２伝動輪５２０とに接続されており、第１剛性伝動ベルト５３０及び第２剛性伝動ベルト５４０を設置して第１伝動輪５１０と第２伝動輪５２０とを伝動することで、第２電動機４２０と第２アーム３００との間の伝動を実現でき、それにより第２電動機４２０の第２アーム３００での設置位置制限を軽減させ、第１電動機４１０の軸線と第２電動機４２０の軸線との距離の低減の実現に寄与し、そして、伝動過程中のバックラッシ問題を回避し、第２電動機４２０の駆動精度を高めることができ、更に水平多関節ロボット１０の全体的な精度の向上に寄与する。

本実施例において、第１剛性伝動ベルト５３０及び第２剛性伝動ベルト５４０は鋼帯であってもよい。他の実施例において、第１剛性伝動ベルト５３０及び第２剛性伝動ベルト５４０は他の金属帯又は剛性プラスチックベルト等であってもよく、ここで限定されない。

本実施例において、第２伝動輪５２０と第２アーム３００との間の摩擦を軽減させて伝動装置５００の耐用年数を向上させることができるように、第２伝動輪５２０と第２アーム３００との間に軸受５２１が設置されていてもよい。

別の具体的な実施例では、伝動装置５００は、第２回転子４２２の外に嵌設された第１同期輪（未図示）と、第２アーム３００に接続された第２同期輪（未図示）と、第１同期輪と第２同期輪とを接続した同期ベルト（未図示）と、を備えてもよく、第２回転子４２２が回転すると、第１同期輪はそれに伴って回転し、同期ベルトを伝動して運動させ、更に第２同期輪を連動させることで第２アーム３００を連動して回転させ、第１同期輪、第２同期輪及び同期ベルトによって第２電動機４２０と第２アーム３００との間の伝動を実現でき、それにより第２電動機４２０の第２アーム３００での設置位置制限を軽減させ、第１電動機４１０の軸線と第２電動機４２０の軸線との距離の低減の実現に寄与する。

本実施例において、第１電動機４１０は更に中空軸４１３を備えて第１収容室４１４を形成しており、第２固定子４２１は第１収容室４１４と連通する第２収容室４２３を形成しており、第２電動機４２０の第１電動機４１０から離れた一端に開口４２４が形成されており、第２収容室４２３が開口４２４を介して外部と連通し、それによって、第１電動機４１０と第２電動機４２０との内部で生じた熱は第１収容室４１４と第２収容室４２３とを通過して外部へ伝達することができ、有効な放熱が実現され、第１電動機４１０と第２電動機４２０との耐用年数の向上に寄与すると共に、第１電動機４１０と第２電動機４２０との高速稼働の実現に寄与する。

本実施例において、第２回転子４２２にエンドカバー４４０が覆設されており、第２収容室４２３と外部との連通を実現するために、開口４２４をエンドカバー４４０に形成でき、また、エンドカバー４４０を設置することで、防水防塵の作用を果たすことができ、第２電動機４２０の耐用年数を向上可能である。

本実施例において、水平多関節ロボット１０は、更に、ベース１００に接続され、第１接続線６１０を介して第１収容室４１４を通過して第１電動機４１０に接続され、且つ第２接続線６２０を介して第１収容室４１４と第２収容室４２３とを通過して第２電動機４２０に接続された制御器６００を備えてもよい。接続線が電動機外部に巻き付いて水平多関節ロボットの内部構造を複雑化させ、接続線が他の部材に干渉しやすい、現在水平多関節ロボットに使用されている中実中空軸の電動機と比べると、本実施例において、第１電動機４１０、第２電動機４２０と制御器６００との間の第１接続線６１０、第２接続線６２０は直接第１電動機４１０、第２電動機４２０を貫通しており、水平多関節ロボット１０の内部の構造がより簡単で、第１接続線６１０、第２接続線６２０が他の部材に干渉しにくく、水平多関節ロボット１０の信頼性がより高いことが可能になる。

本実施例において、水平多関節ロボット１０は、更に、第１電動機４１０に接続され、且つ第３接続線６３０を介して第１収容室４１４を通過して制御器６００に接続された第１エンコーダ４５０と、第２電動機４２０に接続され、且つ第４接続線６４０を介して第１収容室４１４と第２収容室４２３とを通過して制御器６００に接続された第２エンコーダ４６０と、を備え、第１電動機４１０の直接駆動方式と組み合わせるように第１エンコーダ４５０を設置し、第２電動機４２０の直接駆動方式と組み合わせるように第２エンコーダ４６０を設置することによって、第１電動機４１０と第２電動機４２０との駆動精度を向上させることができ、更に水平多関節ロボット１０の全体的な稼働精度を向上させることができ、また、第１収容室４１４、第２収容室４２３を貫通している接続線によって第１エンコーダ４５０と第２エンコーダ４６０とをそれぞれ制御器６００に接続することによって、接続線が電動機外部に巻き付いて水平多関節ロボット１０の内部構造を複雑化させることを回避でき、水平多関節ロボット１０の内部の構造がより簡単で、第３接続線６３０、第４接続線６４０が他の部材に干渉しにくく、水平多関節ロボット１０の信頼性がより高いことが可能になる。

本実施例において、第１エンコーダ４５０と第２エンコーダ４６０とはいずれも環状エンコーダであってもよく、第１エンコーダ４５０が中空軸４１３の外に嵌設され、第２エンコーダ４６０が第２固定子４２１に設置されており、第１収容室４１４と第２収容室４２３とを流れる放熱気流を遮断することを回避でき、そして放熱気流が第１エンコーダ４５０と第２エンコーダ４６０とに対して放熱効果を果たすことができ、更に第１エンコーダ４５０と第２エンコーダ４６０との稼働の信頼性と安定性とを向上可能である。

他の実施例において、第１エンコーダ４５０と第２エンコーダ４６０とは塊状エンコーダであってもよく、第１エンコーダ４５０の少なくとも一部が第１収容室４１４内に設置され、第２エンコーダ４６０の少なくとも一部が第２収容室４２３内に設置されており、それによって、放熱気流が第１収容室４１４と第２収容室４２３とを流れている時に、第１エンコーダ４５０と第２エンコーダ４６０とを放熱させることができ、更に第１エンコーダ４５０と第２エンコーダ４６０との稼働の信頼性と安定性とを向上可能である。

本実施例において、第１電動機４１０は、更に、中空軸４１３と第１回転子４１２との間に設置されて、中空軸４１３と第１回転子４１２との間の摩擦を低減させて第１電動機４１０の耐用年数を向上できると共に、第１収容室４１４と第２収容室４２３との間の連通の遮断を回避できる第１軸受４１５を備える。

本実施例において、第１電動機４１０は、更に、第１電動機４１０の第１基底部４１７と第１回転子４１２との間に設置されて、第１基底部４１７と第１回転子４１２との間の摩擦を低減させて第１電動機４１０の耐用年数を向上できると共に、第１基底部４１７を重い第１固定子４１１に強固に接続してその転倒モーメントを克服して第１電動機４１０の構造を更に安定化させることができる第２軸受４１６を備えてもよい。

本実施例において、ベース１００には更に第１収容室４１４と連通する貫通穴（未図示）が形成されていてもよく、それによって、第１収容室４１４内の放熱ガスは更にベース１００の貫通穴から外部へ流れることが可能で、放熱効果を更に向上させる。また、第２軸受４１６を第１基底部４１７と第１回転子４１２との間に設置することによって、放熱気流のベース１００からの放出を遮断することを回避できる。

本実施例において、第２電動機４２０は、更に、第２固定子４２１と第２回転子４２２との間に設置されて、第２固定子４２１と第２回転子４２２との間の摩擦を低減させて第２電動機４２０の耐用年数を向上できると共に、第２収容室４２３と外部との連通を遮断することを回避できる第３軸受４２５を備えてもよい。

本実施例において、第２電動機４２０は、更に、第２電動機４２０の第２基底部４２７と第２回転子４２２との間に設置されて、第２基底部４２７と第２回転子４２２との間の摩擦を低減させて第２電動機４２０の耐用年数を向上できると共に、第２基底部４２７を重い第２固定子４２１に強固に接続してその転倒モーメントを克服して第２電動機４２０の構造を更に安定化させることができる第４軸受４２６を備えてもよい。

本実施例において、水平多関節ロボット１０は、更に、第３電動機４７０、第４電動機４８０及び軸体３２０を備えてもよく、第３電動機４７０と第４電動機４８０とは第２関節３１０内に設置されており、軸体３２０は第２アーム３００の第１アーム２００から離れた一端に設置されており、第３電動機４７０と第４電動機４８０とはそれぞれ軸体３２０に接続されており、それぞれ軸体３２０の回転と鉛直方向での運動とを駆動するために用いられる。軸体駆動用の第３電動機と第４電動機とを第２アームの第１アームから離れた一端に設置している現在の水平多関節ロボットと比べると、本実施例において、第３電動機４７０と第４電動機４８０を第２関節３１０内に設置することで、第３電動機４７０の軸線及び第４電動機４８０の軸線と第１電動機４１０の軸線及び第２電動機４２０の軸線との距離を低減させて、第１電動機４１０と第２電動機４２０との出力トルク需要を低減させることができ、それにより水平多関節ロボット１０の全体的な体積と質量とを低減させることができ、更に水平多関節ロボット１０の高加速度と高速度との実現に寄与する。

本実施例において、第２関節３１０に線通過穴３１１が設置され、第１アーム２００の内部に線通路２２０が設置されており、第３電動機４７０と第４電動機４８０とは第５接続線６５０を介して線通過穴３１１、線通路２２０及び第１収容室４１４を通過して制御器６００に接続されており、それによって、第５接続線６５０が第１電動機４１０の外部に巻き付いて水平多関節ロボット１０の内部構造を複雑化させることを回避でき、水平多関節ロボット１０の内部の構造がより簡単で、第５接続線６５０が他の部材に干渉しにくく、水平多関節ロボット１０の信頼性がより高いことが可能になる。

本実施例において、第３電動機４７０と第４電動機４８０とは伝動装置（未図示）を介して軸体３２０に接続してもよく、ここで、伝動装置の構造については上記伝動装置５００を参照されたく、ここで詳細な説明を省略する。

他の実施例において、第３電動機４７０と第４電動機４８０とは第１アーム２００に設置してもよく、それによって、第３電動機４７０の軸線及び第４電動機４８０の軸線と第１電動機４１０の軸線及び第２電動機４２０の軸線との距離を更に低減させて、第１電動機４１０と第２電動機４２０との出力トルク需要を減少させ、それで水平多関節ロボット１０の全体的な体積と質量とを更に低減でき、水平多関節ロボット１０の高加速度と高速度との実現に更に寄与する。

図５を参照し、本発明の水平多関節ロボット１０の別の実施例は、ベース１００、第１アーム２００、第２アーム３００、第１電動機７１０及び第２電動機７２０を備え、ここで、ベース１００、第１アーム２００及び第２アーム３００の構造については上記水平多関節ロボット１０の実施例を参照されたく、ここで詳細な説明を省略する。

本実施例は、第１電動機７１０が、ベース１００に設置された第１固定子７１１と、第１アーム２００に接続された、第１固定子７１１の外に嵌設された第１回転子７１２と、を備え、第２電動機７２０が、第１アーム２００に設置され且つ第１回転子７１２に固定的に接続された第２固定子７２１と、伝動装置５００に接続された、第２固定子７２１の外に嵌設された第２回転子７２２と、を備える点で上記実施例と相違し、それによって、第１電動機７１０が起動した時に、第１回転子７１２の第１固定子７１１に対する回転によって第１アーム２００を連動させてベース１００に対して回転させることができ、この時に第２固定子７２１は第１回転子７１２に固定的に接続されているので、第１回転子７１２に伴って回転し、また、第２電動機７２０が起動しておらず、第２回転子７２２もそれに伴って回転するので、伝動装置５００によって第２アーム３００を連動させて第１アーム２００の回転と同じ方向と角度とをもって回転させ、第２アーム３００は第１アーム２００に対する相対的位置が変わらないように保持する。

本実施例において、水平多関節ロボット１０の全体的な構造を安定化させるために、第２固定子７２１と第１回転子７１２とはフランジ７３０によって接続してもよい。

他の実施例において、第２固定子７２１と第１回転子７１２とは貼り付け、係着等の他の方式で接続してもよく、ここで限定されない。

図６を参照し、本発明の水平多関節ロボット１０の別の実施例は、ベース１００、第１アーム２００、第２アーム３００、第１電動機８１０及び第２電動機８２０を備え、ここで、ベース１００、第１アーム２００及び第２アーム３００の構造については上記水平多関節ロボット１０の実施例を参照されたく、ここで詳細な説明を省略する。

本実施例は、第２電動機８２０がベース１００に固定的に接続されている点で上記実施例と相違する。具体的には、ベース１００は、第１電動機８１０の軸方向に沿って間隔をおいて設置された第１載置板１１０及び第２載置板１２０を備える。第１電動機８１０は、第１載置板１１０に設置された第１固定子８１１と、第１アーム２００に接続された、第１固定子８１１の外に嵌設された第１回転子８１２と、を備え、第２電動機８２０は、第２載置板１２０に設置された第２固定子８２１と、伝動装置５００に接続された、第２固定子８２１の外に嵌設された第２回転子８２２と、を備える。本実施例において第１電動機８１０と第２電動機８２０とが第１アーム２００と第２アーム３００とを駆動する方式は、上記実施例において第１電動機４１０と第２電動機４２０とが第１アーム２００と第２アーム３００とを駆動する方式と類似し、ここで詳細な説明を省略する。

本実施例では、第２電動機８２０をベース１００に接続することで、第１電動機８１０が載置する質量を更に低減でき、第１電動機８１０の出力トルク需要を更に低減でき、それで水平多関節ロボット１０の全体的な体積と質量とを低減でき、水平多関節ロボット１０の高加速度と高速度との実現に寄与する。

本実施例において、第１電動機８１０と第２電動機８２０との軸線が重なっており、第１電動機８１０と第２電動機８２０との第１電動機８１０の軸線の垂直平面での投影を全部重合させることで、水平多関節ロボット１０の重心をより安定化させ、構造全体をより安定的にすることができる。

図７を参照し、別の具体的な実施例では、第１電動機８１０と第２電動機８２０との軸線は平行して設置され、第１電動機８１０と第２電動機８２０との第１電動機８１０の軸線の垂直平面での投影が部分的に重なり、第２電動機８２０と第２関節３１０との距離がより近く、それによって伝動装置５００が伝動すべき距離がより短く、誤差発生可能性がより小さい。

図６を参照し、本実施例において、伝動装置５００は剛性伝動ベルトで伝動し、具体的な構造については上記水平多関節ロボット１０の実施例を参照されたく、ここで詳細な説明を省略する。

図８を参照し、別の具体的な実施例では、伝動装置５００は第１歯車５６０及び第２歯車５７０を少なくとも含むバックラッシ無し歯車アセンブリを備え、第１歯車５６０と第２歯車５７０とは、歯の厚みが同じであり、設置高さが同じであり、且つシームレスに噛み合い、バックラッシ無し伝動を実現でき、第１歯車５６０は第２回転子８２２の外に嵌設され、第２歯車５７０は第２アーム３００に接続され、第１歯車５６０と第２歯車５７０とは互いに噛み合い、第２回転子８２２が回転すると、第１歯車５６０はそれに伴って回転し、それによって、第２歯車５７０によって第２アーム３００を連動して回転させることができ、バックラッシ無し歯車アセンブリによって、第２電動機８２０と第２アーム３００との間の伝動を実現でき、それで第２電動機８２０の第２アーム３００での設置位置制限を軽減させ、第１電動機８１０の軸線と第２電動機８２０の軸線との距離の低減の実現に寄与し、そして、伝動過程でのバックラッシ問題を回避し、第２電動機８２０の駆動精度を向上させることができ、水平多関節ロボット１０の全体的な精度の向上に寄与する。

上記は本願の実施形態に過ぎず、本願の特許請求の範囲を限定するものではなく、本願の明細書及び図面の内容を利用してなした等価構成又は等価フロー変換、あるいは他の関連技術分野へのその直接又は間接の転用は、同様に、いずれも本願の特許請求の範囲に含まれるものとする。

Claims

ベースと、
前記ベースに接続され、且つ前記ベースとの接続箇所に第１関節が形成されている第１アームと、
前記第１関節内に設置されて、前記第１アームを前記ベースに対して回転するように駆動するために用いられる第１電動機と、
前記第１アームの前記ベースから離れた一端に接続され、且つ前記第１アームとの接続箇所に第２関節が形成されている第２アームと、
伝動装置を介して前記第２アームに接続されて、前記第２アームを前記第１アームに対して回転するように駆動するために用いられる第２電動機と、を備え、
前記第１電動機と前記第２電動機との前記第１電動機の軸線の垂直平面での投影が少なくとも部分的に重なっており、
前記ベースは、第１載置板と第２載置板とを備え、
前記第１電動機は、前記第１載置板に設置された第１固定子と、前記第１アームに接続された、前記第１固定子の外に嵌設された第１回転子と、を備え、前記第２電動機は、前記第２載置板に設置された第２固定子と、前記伝動装置に接続された、前記第２固定子の外に嵌設された第２回転子と、を備え、
前記第１電動機は更に中空軸を備えて第１収容室を形成しており、前記第２固定子は前記第１収容室と連通する第２収容室を形成しており、前記第２電動機の前記第１電動機から離れた一端に開口が形成されており、前記第２収容室が前記開口を介して外部と連通することを特徴とする水平多関節ロボット。
前記第１電動機と前記第２電動機とは軸線が重なるように設置されていることを特徴とする請求項１に記載の水平多関節ロボット。
前記伝動装置は第１伝動輪、第２伝動輪、第１剛性伝動ベルト及び第２剛性伝動ベルトを備え、前記第１伝動輪が前記第２回転子の外に嵌設され、前記第２伝動輪が前記第２アームに接続され、前記第１剛性伝動ベルト、前記第２剛性伝動ベルトがそれぞれ固定部材によって前記第１伝動輪と前記第２伝動輪とに接続されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の水平多関節ロボット。
前記伝動装置は、前記第２回転子の外に嵌設された第１歯車と、前記第２アームに接続された第２歯車と、を少なくとも含み、前記第１歯車と前記第２歯車とが互いに噛み合うバックラッシ無し歯車アセンブリを備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の水平多関節ロボット。
前記伝動装置は、前記第２回転子の外に嵌設された第１同期輪と、前記第２アームに接続された第２同期輪と、前記第１同期輪と前記第２同期輪とを接続した同期ベルトと、を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の水平多関節ロボット。
更に、前記ベースに接続され、第１接続線を介して前記第１収容室を通過して前記第１電動機に接続され、且つ第２接続線を介して前記第１収容室と前記第２収容室とを通過して前記第２電動機に接続された制御器を備えることを特徴とする請求項１に記載の水平多関節ロボット。
更に、前記第１電動機に接続され、且つ第３接続線を介して前記第１収容室を通過して前記制御器に接続された第１エンコーダと、前記第２電動機に接続され、且つ第４接続線を介して前記第１収容室と前記第２収容室とを通過して前記制御器に接続された第２エンコーダと、を備えることを特徴とする請求項６に記載の水平多関節ロボット。
更に、前記第２関節内に設置された第３電動機及び第４電動機を備えることを特徴とする請求項１に記載の水平多関節ロボット。
前記第２関節内に設置された第３電動機及び第４電動機をさらに備え、
前記第２関節に線通過穴が設置され、前記第１アームの内部に線通路が設置されており、前記第３電動機と前記第４電動機とは第５接続線を介して前記線通過穴、前記線通路及び前記第１収容室を通過して前記制御器に接続されていることを特徴とする請求項６に記載の水平多関節ロボット。