JP7720907B2 - robot - Google Patents
robotInfo
- Publication number
- JP7720907B2 JP7720907B2 JP2023514258A JP2023514258A JP7720907B2 JP 7720907 B2 JP7720907 B2 JP 7720907B2 JP 2023514258 A JP2023514258 A JP 2023514258A JP 2023514258 A JP2023514258 A JP 2023514258A JP 7720907 B2 JP7720907 B2 JP 7720907B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- casing
- section
- drive unit
- substrate
- board
- 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.)
- Active
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J17/00—Joints
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Robotics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manipulator (AREA)
Description
本明細書は、ロボットに関する。 This specification relates to a robot.
ロボットの一形式として、特許文献1には、配線が通過する中空部品が配置された捩り関節を備えたロボットが開示されている。中空部品の一端はリンクに固定され、中空部品の他端が駆動部の減速機の出力端に固定されている。駆動部は、モータと減速機とを有しており、リンク内に設けられている。そのリンク内に回路基板も設けられており、モータ及び減速機は電線を介して回路基板に接続されている。 As one type of robot, Patent Document 1 discloses a robot equipped with a torsion joint in which a hollow part through which wiring passes is arranged. One end of the hollow part is fixed to a link, and the other end of the hollow part is fixed to the output end of a reducer in the drive unit. The drive unit has a motor and a reducer and is provided within the link. A circuit board is also provided within the link, and the motor and reducer are connected to the circuit board via electrical wires.
上述した特許文献1に記載されているロボットにおいて、関節の小型化、ひいてはロボット自身の小型化が要請されている。 In the robot described in Patent Document 1 mentioned above, there is a demand for miniaturization of the joints, and ultimately of the robot itself.
このような事情に鑑みて、本明細書は、関節の小型化、ひいてはロボット自身の小型化が可能であるロボットを開示する。 In light of these circumstances, this specification discloses a robot that allows for miniaturization of joints, and ultimately the robot itself.
本明細書は、関節部と、前記関節部に設けられ、駆動部を収容する駆動部収容部と、前記駆動部と電線を介して電気的に接続された基板と、前記基板を収容し、前記基板が前記駆動部の出力軸上に配設されないように、前記駆動部収容部に隣接されている基板収容部と、を有するロボットであって、前記駆動部収容部は、筒状に形成された第1ケーシング内に形成され、前記基板収容部は、筒状に形成された第2ケーシング内に形成され、前記第2ケーシングは、前記第1ケーシングの側壁面に外方に向けて突出するように設けられ、前記関節部は、前記第1ケーシング側に設けられた前記駆動部のエンコーダを有し、前記基板は、前記第2ケーシング内で前記突出方向に沿って並べて配置される前記第1ケーシング側の制御系機能を有する前記基板と、前記第1ケーシング側の電源系機能を有する前記基板との、複数の分割基板から形成されており、前記第1ケーシング側の電源系機能を有する前記基板が前記第1ケーシングと遠い側になるように並べて配置されているロボットを開示する。 This specification discloses a robot having a joint section, a drive section accommodation section provided in the joint section and accommodating a drive section, a circuit board electrically connected to the drive section via an electric wire, and a circuit board accommodation section that accommodates the circuit board and is adjacent to the drive section accommodation section so that the circuit board is not disposed on an output shaft of the drive section, wherein the drive section accommodation section is formed in a first casing formed in a cylindrical shape, and the circuit board accommodation section is formed in a second casing formed in a cylindrical shape, the second casing is provided so as to protrude outward from a side wall surface of the first casing, the joint section has an encoder for the drive section provided on the first casing side, and the circuit board is formed from a plurality of divided boards arranged side by side in the protruding direction within the second casing, including a board having a control system function on the first casing side and a board having a power system function on the first casing side, and the boards are arranged side by side so that the board having the power system function on the first casing side is on the side farthest from the first casing .
本開示によれば、関節部において、駆動部及び基板をそれぞれ専用の収容部である駆動部収容部及び基板収容部にそれぞれ収容することが可能となり、さらには、基板収容部は、駆動部の出力軸から外れた位置に駆動部収容部に隣接させて配置させることが可能となる。したがって、専用の収容部を設けることにより、余分なスペースを省略することが可能となり、関節部の小型化、ひいてはロボットの小型化が可能となる。 According to the present disclosure, the drive unit and board can be housed in their own dedicated housings, the drive unit housing and the board housing, respectively, at the joint. Furthermore, the board housing can be positioned adjacent to the drive unit housing, away from the output shaft of the drive unit. Therefore, by providing a dedicated housing, it is possible to eliminate unnecessary space, enabling the joint and, ultimately, the robot to be made smaller.
(超音波診断システム)
以下、ロボットが適用された超音波診断システムの一例である一実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、図1,図2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。
(Ultrasound diagnostic system)
An embodiment of an ultrasound diagnostic system incorporating a robot will be described below with reference to the drawings. In Figures 1 and 2, 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.
超音波診断システム10は、ロボット20にエンドエフェクタEFである超音波プローブを保持し、超音波プローブが被験者の皮膚に押し当てられるようにロボット20を駆動することにより超音波診断を行なう医療用装置である。本実施形態では、超音波診断システム10は、被験者の診断対象部に超音波を当てて、診断対象部の断面画像を取得し、取得した画像から診断対象部の状態をチェックするエコー診断に用いられる。超音波診断システム10は、図1,図2に示すように、ロボット20と、超音波診断装置100とを備えている。The ultrasound diagnostic system 10 is a medical device that performs ultrasound diagnosis by holding an ultrasound probe, which is an end effector EF, on a robot 20 and driving the robot 20 so that the ultrasound probe is pressed against the skin of a subject. In this embodiment, the ultrasound diagnostic system 10 is used for echodiagnosis, in which ultrasound is applied to a diagnostic area of the subject, cross-sectional images of the diagnostic area are obtained, and the condition of the diagnostic area is checked from the obtained images. As shown in Figures 1 and 2, the ultrasound diagnostic system 10 includes a robot 20 and an ultrasound diagnostic device 100.
超音波診断装置100は、超音波プローブEFと、超音波プローブEFがケーブルを介して接続されている超音波診断装置本体102とを備えている。超音波診断装置本体102は、装置全体の制御を司る制御部103と、診断開始などの指示を入力する指示入力部104と、超音波プローブEFからの受信信号を処理して超音波画像を生成するための画像処理部105と、生成された超音波画像を表示する表示部106とを備えている。The ultrasound diagnostic device 100 comprises an ultrasound probe EF and an ultrasound diagnostic device main unit 102 to which the ultrasound probe EF is connected via a cable. The ultrasound diagnostic device main unit 102 comprises a control unit 103 that controls the entire device, an instruction input unit 104 that inputs instructions such as to start a diagnosis, an image processing unit 105 that processes signals received from the ultrasound probe EF to generate ultrasound images, and a display unit 106 that displays the generated ultrasound images.
(ロボット)
ロボット20は、ロボットアーム20aと、ロボット本体20bと、を備えている。ロボット本体20bは、基台26と、昇降装置40と、を備えている。ロボットアーム20aは、第1アーム21と、第2アーム22と、ベース25と、第1関節軸31と、第2関節軸32と、第3関節軸33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、回転3軸機構50と、備えている。
(robot)
The robot 20 includes a robot arm 20 a and a robot main body 20 b. The robot main body 20 b includes a base 26 and an elevator device 40. The robot arm 20 a includes a first arm 21, a second arm 22, a base 25, a first joint shaft 31, a second joint shaft 32, a third joint shaft 33, a first arm drive motor 35, a second arm drive motor 36, a posture holding device 37, and a three-axis rotation mechanism 50.
第1アーム21の基端部は、第1関節軸31を介してベース25に連結されている。第1関節軸31の本体は、ベース25に固定されており、第1関節軸31の回転部は、第1アーム21の基端部が接続されている。第1アーム駆動モータ35は、第1関節軸31の本体に内蔵されており、第1関節軸31の回転部を回転軸(Z軸方向に沿って延在する)回りに回転させることにより、第1アーム21を水平面(XY平面)に沿って回動(旋回)させる。第1関節軸31は、エンコーダ35a(図8参照)を内蔵しており、エンコーダ35aは、第1アーム駆動モータ35の位置(回転位置)を検出する(例えば、ロータリエンコーダである。)。 The base end of the first arm 21 is connected to the base 25 via the first joint shaft 31. The body of the first joint shaft 31 is fixed to the base 25, and the base end of the first arm 21 is connected to the rotating part of the first joint shaft 31. The first arm drive motor 35 is built into the body of the first joint shaft 31, and rotates (pivots) the first arm 21 along the horizontal plane (XY plane) by rotating the rotating part of the first joint shaft 31 around the rotation axis (extending along the Z-axis direction). The first joint shaft 31 has a built-in encoder 35a (see Figure 8), which detects the position (rotational position) of the first arm drive motor 35 (e.g., a rotary encoder).
第1アーム21は、鉛直方向に沿って延在する鉛直部21aと、鉛直部21aの上端部から水平方向に向けて延在する水平部21bと、を備えている。鉛直部21aの下端部は、第1関節軸31の回転部に接続されている。水平部21bの基端部は、鉛直部21aの上端部に接続され、水平部21bの先端部は、第2関節軸32の回転部が接続されている。尚、第1アーム21は、鉛直部21aを省略して形成してもよい。 The first arm 21 has a vertical portion 21a extending vertically and a horizontal portion 21b extending horizontally from the upper end of the vertical portion 21a. The lower end of the vertical portion 21a is connected to the rotating portion of the first joint shaft 31. The base end of the horizontal portion 21b is connected to the upper end of the vertical portion 21a, and the tip end of the horizontal portion 21b is connected to the rotating portion of the second joint shaft 32. Note that the first arm 21 may be formed without the vertical portion 21a.
第2アーム22の基端部は、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関節軸32の本体は、第2アーム22の基端部に固定されており、第2関節軸32の回転部は、第1アーム21の先端部が接続されている。第2アーム駆動モータ36は、第2関節軸32の本体に内蔵されており、第2関節軸32の回転部を回転軸(Z軸方向に沿って延在する)回りに回転させることにより、第2アーム22を水平面(XY平面)に沿って回動(旋回)させる。第2関節軸32は、エンコーダ36a(図8参照)を内蔵しており、エンコーダ36aは、第2アーム駆動モータ36の位置(回転位置)を検出する(例えば、ロータリエンコーダである。)。 The base end of the second arm 22 is connected to the tip end of the first arm 21 via the second joint shaft 32. The body of the second joint shaft 32 is fixed to the base end of the second arm 22, and the rotating part of the second joint shaft 32 is connected to the tip end of the first arm 21. The second arm drive motor 36 is built into the body of the second joint shaft 32, and rotates the rotating part of the second joint shaft 32 around the rotation axis (extending along the Z-axis direction) to rotate (pivot) the second arm 22 along the horizontal plane (XY plane). The second joint shaft 32 has a built-in encoder 36a (see Figure 8), which detects the position (rotational position) of the second arm drive motor 36 (e.g., a rotary encoder).
昇降装置40は、基台26上に設置されており、ベース25を基台26に対して昇降させる。基台26は、車輪26aを備えている。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、を備えている。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。昇降装置40は、エンコーダ44a(図8参照)を内蔵しており、エンコーダ44aは、昇降用駆動モータ44の位置(昇降位置)を検出する(例えば、リニアエンコーダである。)。 The lifting device 40 is installed on the base 26 and raises and lowers the base 25 relative to the base 26. The base 26 is equipped with wheels 26a. 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 vertically to guide the movement of the slider 41, a ball screw shaft 43 (lifting shaft) extending vertically and threadedly engaged with a ball screw nut (not shown) fixed to the slider 41, and an 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 using the lifting drive motor 44. The lifting device 40 incorporates an encoder 44a (see FIG. 8), which detects the position (lift position) of the lifting drive motor 44 (for example, a linear encoder).
回転3軸機構50は、上下方向に延在する第3関節軸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、第3関節軸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53と同軸上に位置するようにエンドエフェクタとして超音波プローブEFが保持されている。The three-axis rotating mechanism 50 is connected to the tip of the second arm 22 via a third joint axis 33 extending in the vertical direction. The three-axis rotating mechanism 50 includes a first rotation axis 51, a second rotation axis 52, and a third rotation axis (tip axis 53) that are perpendicular to one another, a first rotation axis drive motor 55 that rotates the first rotation axis 51, a second rotation axis drive motor 56 that rotates the second rotation axis 52, and a tip axis drive device 60 that drives the tip axis 53. The first rotation axis 51 is supported in an orthogonal orientation with respect to the third joint axis 33. The second rotation axis 52 is supported in an orthogonal orientation with respect to the first rotation axis 51. The third rotation axis (tip axis 53) is supported in an orthogonal orientation with respect to the second rotation axis 52. An ultrasound probe EF is held on the tip axis 53 as an end effector, coaxially with the tip axis 53.
回転3軸機構50は、第1回転軸駆動モータ55の位置(回転位置)を検出するエンコーダ55a(図8参照;例えば、ロータリエンコーダである。)と、第2回転軸駆動モータ56の位置(回転位置)を検出するエンコーダ56a(図8参照;例えば、ロータリエンコーダである。)と、を備えている。先端軸駆動装置60は、先端軸53を回転駆動するための駆動モータ60aと、駆動モータ60aの位置(回転位置)を検出するエンコーダ60bと、と備えている。 The three-axis rotary mechanism 50 includes an encoder 55a (see Figure 8; e.g., a rotary encoder) that detects the position (rotational position) of the first rotary shaft drive motor 55, and an encoder 56a (see Figure 8; e.g., a rotary encoder) that detects the position (rotational position) of the second rotary shaft drive motor 56. The tip shaft drive device 60 includes a drive motor 60a for driving the tip shaft 53 to rotate, and an encoder 60b that detects the position (rotational position) of the drive motor 60a.
本実施形態では、ロボット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 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 rotary three-axis mechanism 50.
姿勢保持装置37は、第3関節軸33に内蔵されており、姿勢保持用モータ37aを備えている。第3関節軸33は、エンコーダ37b(図8参照)を内蔵しており、エンコーダ37bは、姿勢保持用モータの位置(回転位置)を検出する(例えば、ロータリエンコーダである。)。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第3関節軸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 is built into the third joint shaft 33 and is equipped with an attitude-holding motor 37a. The third joint shaft 33 also has a built-in encoder 37b (see Figure 8), which detects the position (rotational position) of the attitude-holding motor (e.g., a rotary encoder). The attitude-holding device 37 maintains the attitude of the three-axis rotation mechanism 50 (the orientation of the first rotation shaft 51) in a constant direction regardless of the orientation of the first arm 21 and the second arm 22. The attitude-holding device 37 controls the rotation angle of the third joint shaft 33 based on the rotation angles of the first joint shaft 31 and the second joint shaft 32 so that the axial direction of the first rotation shaft 51 is always aligned in the left-right direction (X-axis direction). This enables independent control of translational motion in three directions and rotational motion in three directions, making control easier.
(制御装置)
制御装置90は、図8に示すように、CPU91を中心としたマイクロプロセッサとして構成されており、CPU91の他に、ROM92やRAM93、入出力ポートおよび通信ポート(図示せず)を備えている。制御装置90は、各エンコーダ35a,36a,37b,44a,55a,56a,60bからの検出信号などが入力ポートを介して入力されている。また、制御装置90は、各モータ35,36,37a,44,55,56,60aへの駆動信号を、出力ポートを介して出力している。また、制御装置90は、超音波診断装置100の制御部103と通信ポートを介して通信しており、データのやり取りを行なう。
(Control device)
As shown in Fig. 8, the control device 90 is configured as a microprocessor centered around a CPU 91, and in addition to the CPU 91, includes a ROM 92, a RAM 93, an input/output port, and a communication port (not shown). Detection signals from the encoders 35a, 36a, 37b, 44a, 55a, 56a, and 60b are input to the control device 90 via the input port. The control device 90 also outputs drive signals to the motors 35, 36, 37a, 44, 55, 56, and 60a via the output port. The control device 90 also communicates with the control unit 103 of the ultrasound diagnostic device 100 via the communication port, exchanging data.
(関節部)
第2関節軸32は、主として図3に示す関節部70により構成されている。尚、第1関節軸31、第3関節軸33、第1回転軸51、及び第2回転軸52は、第2関節軸32と同様に、関節部70により形成されている。関節部70は、関節部本体71、回転部(出力部)72、駆動部73、駆動部収容部74、基板75、基板収容部76、中空シャフト77、エンコーダ78、及び配設部79を備えている。関節部70は、中空タイプの関節部であり、その中空部に電線81が挿通されている。関節部本体71に一方の第2アーム22が固定され、回転部72に他方の第1アーム21が固定されている。
(Joints)
The second joint shaft 32 is mainly composed of a joint section 70 shown in FIG. 3 . Like the second joint shaft 32, the first joint shaft 31, the third joint shaft 33, the first rotation shaft 51, and the second rotation shaft 52 are each formed of a joint section 70. The joint section 70 includes a joint section main body 71, a rotating section (output section) 72, a drive section 73, a drive section housing section 74, a circuit board 75, a circuit board housing section 76, a hollow shaft 77, an encoder 78, and an installation section 79. The joint section 70 is a hollow type joint section, and an electric wire 81 is inserted through the hollow section. One second arm 22 is fixed to the joint section main body 71, and the other first arm 21 is fixed to the rotating section 72.
関節部本体71は、第1ケーシング71a、第2ケーシング71b及びカバー71cを備えている。第1ケーシング71aは、筒状(例えば円筒状)に形成されている。第1ケーシング71a内には駆動部73を収容する駆動部収容部74が形成されている。第1ケーシング71aの上端開口は、第1ケーシング71aの上端部に取り付けられた有底筒状のカバー71cによって覆われている。第1ケーシング71aの内壁面の軸方向中央部には、環状かつ凸状に形成された段部71a1が設けられている。段部71a1には、モータ73aのロータ73a2及び減速機73bの内側回転部材73b3を回転可能に支持する軸受73a4が設けられている。 The joint main body 71 comprises a first casing 71a, a second casing 71b, and a cover 71c. The first casing 71a is formed in a tubular (e.g., cylindrical) shape. A drive unit housing 74 that houses the drive unit 73 is formed within the first casing 71a. The upper end opening of the first casing 71a is covered by a bottomed, tubular cover 71c attached to the upper end of the first casing 71a. A step 71a1 formed in an annular, convex shape is provided in the axial center of the inner wall surface of the first casing 71a. A bearing 73a4 that rotatably supports the rotor 73a2 of the motor 73a and the inner rotating member 73b3 of the reducer 73b is provided in the step 71a1.
第1ケーシング71aの側壁面には、開口部73a5が設けられている。例えば、開口部73a5は、半円形状に形成されている。開口部73a5(後述する)は、軸方向においてモータ収容部74aに対応する位置(モータ収容部74aの横位置)に設けられており、モータ収容部74aと第2ケーシング71bの内部空間とを連通する。開口部73a5は、電線81が配設可能な大きさに設定されるのが好ましい。これによれば、開口部73a5は、電線81を配設する配線経路を確保することが可能となる。 An opening 73a5 is provided on the side wall surface of the first casing 71a. For example, the opening 73a5 is formed in a semicircular shape. The opening 73a5 (described below) is provided at a position corresponding to the motor accommodating portion 74a in the axial direction (a position lateral to the motor accommodating portion 74a), and connects the motor accommodating portion 74a to the internal space of the second casing 71b. The opening 73a5 is preferably set to a size that allows the electric wire 81 to be routed therethrough. This makes it possible for the opening 73a5 to provide a wiring path for routing the electric wire 81.
また、第1ケーシング71aにおいては、モータ73aは第1ケーシング71aの内壁面上端部から径方向に所定距離をおいて配設されている。所定距離は、電線81が配設可能な値に設定されるのが好ましく、電線81の線幅(外径)より大きい値に設定されるのがより好ましい。これによれば、モータ73aと第1ケーシング71aの内壁面上端部との間には、電線81を配設可能である配線用空間74a1が形成される。配線用空間74a1は、開口部73a5に連通しており、さらには配設部79に連通する。 In addition, in the first casing 71a, the motor 73a is disposed a predetermined radial distance from the upper end of the inner wall surface of the first casing 71a. The predetermined distance is preferably set to a value that allows the electric wire 81 to be routed, and more preferably set to a value greater than the wire width (outer diameter) of the electric wire 81. As a result, a wiring space 74a1 in which the electric wire 81 can be routed is formed between the motor 73a and the upper end of the inner wall surface of the first casing 71a. The wiring space 74a1 is connected to the opening 73a5 and further to the routing portion 79.
第2ケーシング71bは、第1ケーシング71aの側壁面に外方に向けて延ばして設けられている(延設されている)。例えば、第2ケーシング71bは、第1ケーシング71aに凸設されたり第1ケーシング71aから突出されたりする。第2ケーシング71bは、筒状(例えば円筒状)に形成されている。第2ケーシング71b内には基板75を収容する基板収容部76が形成されている。基板収容部76は開口部73a5を介して駆動部収容部74と連通している。開口部73a5は、上下方向においては第1ケーシング71aの段部71a1が設けられている位置から第2ケーシング71bとの接続部位のうち上端接続位置までの間の範囲に設けられるのが好ましい。開口部73a5は、左右方向においては第2ケーシング71bとの接続範囲内に設けられるのが好ましい。 The second casing 71b is provided on the side wall surface of the first casing 71a, extending outward. For example, the second casing 71b is provided as a protrusion on the first casing 71a or protrudes from the first casing 71a. The second casing 71b is formed in a tubular (e.g., cylindrical) shape. A board accommodating section 76 for accommodating a board 75 is formed within the second casing 71b. The board accommodating section 76 is connected to the drive unit accommodating section 74 via the opening 73a5. In the vertical direction, the opening 73a5 is preferably provided in a range between the position where the step portion 71a1 of the first casing 71a is provided and the upper end connection position of the connection portion with the second casing 71b. In the horizontal direction, the opening 73a5 is preferably provided within the connection range with the second casing 71b.
第2ケーシング71bの内径は、第1ケーシング71aの外径より小さい値に設定されるのが好ましく、駆動部73の軸方向長さより小さい値に設定されるのが好ましい。第2ケーシング71bは、駆動部73の横に隣接して位置するように配設されている。これによれば、関節部70の軸方向長さを小さく抑制することが可能となり、関節部70を小型化することが可能となる。 The inner diameter of the second casing 71b is preferably set to a value smaller than the outer diameter of the first casing 71a, and is preferably set to a value smaller than the axial length of the drive unit 73. The second casing 71b is arranged so as to be located adjacent to the side of the drive unit 73. This makes it possible to reduce the axial length of the joint unit 70, making it possible to miniaturize the joint unit 70.
第2ケーシング71bの基端部は、第1ケーシング71aの側壁面に接続されており、第2ケーシング71bの内部空間ひいては基板収容部76は、第1ケーシング71aの側壁面に開口して形成された開口部73a5を介してモータ収容部74aと連通している。一方、第2ケーシング71bの開口端部には、第2アーム22の一端部がねじ止めにより取り付けられており、第2アーム22が第2ケーシング71bひいては関節部70に取り付けられている。第2アーム22の内部空間22aは、基板収容部76すなわち第2ケーシング71bの内部空間に連通している。よって、第2アーム22の内部空間22aは、モータ収容部74aに連通し、さらには、第1アーム21の内部空間21b3(配線経路)に連通する。 The base end of the second casing 71b is connected to the side wall surface of the first casing 71a, and the internal space of the second casing 71b, and therefore the board accommodating section 76, communicates with the motor accommodating section 74a via an opening 73a5 formed in the side wall surface of the first casing 71a. Meanwhile, one end of the second arm 22 is attached to the open end of the second casing 71b with screws, and the second arm 22 is attached to the second casing 71b and therefore the joint section 70. The internal space 22a of the second arm 22 communicates with the board accommodating section 76, i.e., the internal space of the second casing 71b. Therefore, the internal space 22a of the second arm 22 communicates with the motor accommodating section 74a and further communicates with the internal space 21b3 (wiring path) of the first arm 21.
第2ケーシング71bは、元々第2アーム22を取り付けるための取付先部材として機能しているため、必須な構成部材であると言える。本実施形態のように、この取付先部材である第2ケーシング71bに基板75を収容する機能をさらに追加することにより、関節部70の大型化を招くことなく、むしろ基板を収容するために元来あったスペースを削減することにより関節部70の小型化を可能とする。 The second casing 71b is an essential component, as it originally functions as the attachment member for the second arm 22. In this embodiment, adding the function of accommodating the circuit board 75 to the second casing 71b, which is the attachment member, makes it possible to reduce the size of the joint unit 70 without increasing its size, and instead makes it possible to reduce the size of the joint unit 70 by reducing the space originally required to accommodate the circuit board.
回転部(出力部)72は、関節部本体71に対して相対回転可能に設けられている。回転部72には、第1アーム21が接続されている。例えば、回転部72は、第1アーム21の水平部21bに設けられた取付部21b1にねじ止めによって取り付けられている。回転部72は、有底円筒状に形成されている。回転部72の底部72aには開口部72a1が形成されており、回転部72は、中空状に形成されている。開口部72a1は、回転部72の内部空間を介して取付部21b1に設けた開口部21b2に連通している。開口部21b2は、第1アーム21内に形成された内部空間21b3に連通している。 The rotating part (output part) 72 is rotatable relative to the joint main body 71. The first arm 21 is connected to the rotating part 72. For example, the rotating part 72 is attached by screws to an attachment part 21b1 provided on the horizontal part 21b of the first arm 21. The rotating part 72 is formed in a cylindrical shape with a bottom. An opening 72a1 is formed in the bottom part 72a of the rotating part 72, and the rotating part 72 is formed in a hollow shape. The opening 72a1 communicates with an opening 21b2 provided in the attachment part 21b1 via the internal space of the rotating part 72. The opening 21b2 communicates with an internal space 21b3 formed in the first arm 21.
開口部72a1の周縁上端部には、中空シャフト77の下端部が接続されている。中空シャフト77の上端は、カバー71cの内部空間まで延設されており、回転部72の内部空間は、中空シャフト77を介してカバー71cの内部空間に連通している。The lower end of a hollow shaft 77 is connected to the upper peripheral edge of the opening 72a1. The upper end of the hollow shaft 77 extends into the internal space of the cover 71c, and the internal space of the rotating part 72 is connected to the internal space of the cover 71c via the hollow shaft 77.
駆動部73は、回転部72を回転駆動させるための部材である。駆動部73は中空タイプの駆動部である。駆動部73は、モータ73a及び減速機73bを備えている。 The drive unit 73 is a member for driving the rotation unit 72 to rotate. The drive unit 73 is a hollow type drive unit. The drive unit 73 is equipped with a motor 73a and a reducer 73b.
モータ73a(36)は、ステータ73a1及びロータ73a2を備えている。ステータ73a1はコイルが設けられている。ロータ73a2には複数の磁石73a3がステータ73a1に対向して配設されている。ステータ73a1は、入出力端子部73a6が設けられている。入出力端子部73a6には、ステータ73a1のコイルが接続されるとともに、電線81が接続されており、電線81から供給された電力がコイルに供給される。コイルが通電されると、ロータ73a2が回転される。ロータ73a2は円筒状に形成されている。 The motor 73a (36) has a stator 73a1 and a rotor 73a2. The stator 73a1 is provided with a coil. The rotor 73a2 has multiple magnets 73a3 arranged facing the stator 73a1. The stator 73a1 is provided with an input/output terminal portion 73a6. The input/output terminal portion 73a6 is connected to the coil of the stator 73a1 and to an electric wire 81, and power is supplied from the electric wire 81 to the coil. When the coil is energized, the rotor 73a2 rotates. The rotor 73a2 is formed in a cylindrical shape.
減速機73bは、減速機ケーシング73b1、外側回転部材73b2及び内側回転部材73b3を備えている。減速機ケーシング73b1は、略円筒状に形成され、ケーシング71aにねじ止めなどにより固定されている。減速機ケーシング73b1内には、有底円筒状に形成された外側回転部材73b2が同軸かつ回転可能に収容されている。外側回転部材73b2には、円筒状に形成された内側回転部材73b3が同軸かつ回転可能に収容されている。内側回転部材73b3の回転は、減速されて外側回転部材73b2に伝達されるように構成されている。外側回転部材73b2には、回転部72及び中空シャフト77が固定されている。内側回転部材73b3には、モータ73aのロータ73a2が固定されている。ロータ73a2が回転すると、その回転力が減速機73bによって減速され、減速された回転速度にて回転部72及び中空シャフト77が回転される。The reducer 73b includes a reducer casing 73b1, an outer rotating member 73b2, and an inner rotating member 73b3. The reducer casing 73b1 is generally cylindrical and is fixed to the casing 71a by screws or other fasteners. The outer rotating member 73b2, which is cylindrical and has a bottom, is coaxially and rotatably housed within the reducer casing 73b1. The inner rotating member 73b3, which is cylindrical, is coaxially and rotatably housed within the outer rotating member 73b2. The rotation of the inner rotating member 73b3 is decelerated and transmitted to the outer rotating member 73b2. The rotating part 72 and hollow shaft 77 are fixed to the outer rotating member 73b2. The rotor 73a2 of the motor 73a is fixed to the inner rotating member 73b3. When the rotor 73a2 rotates, its rotational force is decelerated by the reducer 73b, causing the rotating part 72 and hollow shaft 77 to rotate at the decelerated rotational speed.
駆動部収容部74は、関節部70に設けられ、駆動部73を収容する収容部である。駆動部収容部74は、筒状に形成された第1ケーシング71a内に形成されている。駆動部収容部74は、モータ73aを収容するモータ収容部74aと、減速機73bを収容する減速機収容部74bとを備えている。モータ収容部74aは、第1ケーシング71aに設けられた段部71a1から上部開口端までの間(上側部分)に設けられ、減速機収容部74bは、段部71a1から下部開口端までの間(下側部分)に設けられている。 The drive unit housing 74 is provided in the joint unit 70 and houses the drive unit 73. The drive unit housing 74 is formed inside the cylindrical first casing 71a. The drive unit housing 74 includes a motor housing 74a that houses the motor 73a and a reducer housing 74b that houses the reducer 73b. The motor housing 74a is provided between the step 71a1 provided in the first casing 71a and the upper opening edge (upper portion), and the reducer housing 74b is provided between the step 71a1 and the lower opening edge (lower portion).
基板75は、駆動部73、エンコーダ78及び制御装置90と電線81を介して電気的に接続されている。基板75は、並べて配置される複数の分割基板75a,75bから形成されている。複数の分割基板75a,75bは、基板75に配設されている電子回路の機能毎に区分されている。例えば、分割基板75aは、モータ73aの制御に係る制御系機能を有する電子回路が形成されており、分割基板75bは、モータ73aや基板75に電力を供給する電源系機能を有する電子回路が形成されている。 The substrate 75 is electrically connected to the drive unit 73, the encoder 78, and the control device 90 via electrical wires 81. The substrate 75 is formed from multiple divided substrates 75a, 75b arranged side by side. The multiple divided substrates 75a, 75b are divided according to the functions of the electronic circuits arranged on the substrate 75. For example, the divided substrate 75a is formed with an electronic circuit having a control system function related to the control of the motor 73a, and the divided substrate 75b is formed with an electronic circuit having a power system function that supplies power to the motor 73a and the substrate 75.
基板収容部76は、基板75を収容する収容部であり、基板75が駆動部73の出力軸である回転部72上に配設されないように、駆動部収容部74に隣接されている。基板収容部76は、駆動部73の側面部に対応する駆動部収容部74の側面部に設けられている。基板収容部76は、駆動部収容部74に連通している。 The board accommodation section 76 is an accommodation section that accommodates the board 75, and is adjacent to the drive unit accommodation section 74 so that the board 75 is not disposed on the rotating section 72, which is the output shaft of the drive unit 73. The board accommodation section 76 is provided on the side of the drive unit accommodation section 74 that corresponds to the side of the drive unit 73. The board accommodation section 76 is connected to the drive unit accommodation section 74.
基板収容部76は、電線81を配設するための配設部79を有している。配設部79は、基板収容部76のうち第2ケーシング71bの内壁面と基板75との間の空間により形成されている。図7Aに示すように、配設部79は、第2ケーシング71bの内壁面と分割基板75aの凹部である切欠き部(半円状に形成された切欠き部である。)との間の空間により形成されている。この空間は、半円状に形成されており、電線81が配設可能な大きさに設定されるのが好ましく、電線81の線幅(外径)より大きい値に設定されるのがより好ましい。これによれば、電線81を配設する配線経路を配設部79に確保することが可能となる。また、分割基板75aに切欠き部を設けることで、基板を環状に形成した場合と比較して放熱性を向上させることができる。The board accommodating section 76 has a placement section 79 for routing the electric wire 81. The placement section 79 is formed by the space between the inner wall surface of the second casing 71b of the board accommodating section 76 and the board 75. As shown in FIG. 7A, the placement section 79 is formed by the space between the inner wall surface of the second casing 71b and a notch (a semicircular notch) that is a recess in the divided board 75a. This space is formed in a semicircular shape and is preferably set to a size that allows the electric wire 81 to be routed therethrough, and more preferably set to a value larger than the wire width (outer diameter) of the electric wire 81. This makes it possible to ensure a wiring path for routing the electric wire 81 in the placement section 79. Furthermore, providing a notch in the divided board 75a improves heat dissipation compared to when the board is formed in an annular shape.
尚、配設部79は、分割基板75aの凹部と第2ケーシング71bとの間に形成されるようにしたが、これに限定されず、図7Bに示すように、第2ケーシング71bに形成された凹部71b1により形成するようにしてもよく、図7Cに示すように、基板75を支えるための中空(筒状)の支柱75dの内側空間により形成するようにしてもよい。図7Bに示す場合は、分割基板75aは、切欠き部はなく第2ケーシング71bの内周壁面に密接した円形状に形成されている。図7Cに示す場合も、分割基板75aは、切欠き部はなく第2ケーシング71bの内周壁面に密接した円形状に形成されている。分割基板75aを円形状に形成することで放熱性をより向上させることができる。 Note that while the mounting portion 79 is formed between the recess in the divided substrate 75a and the second casing 71b, this is not limited thereto. It may be formed by a recess 71b1 formed in the second casing 71b, as shown in FIG. 7B, or by the inner space of a hollow (cylindrical) support 75d for supporting the substrate 75, as shown in FIG. 7C. In the case shown in FIG. 7B, the divided substrate 75a is formed in a circular shape without a notch and in close contact with the inner wall surface of the second casing 71b. In the case shown in FIG. 7C, the divided substrate 75a is also formed in a circular shape without a notch and in close contact with the inner wall surface of the second casing 71b. Forming the divided substrate 75a in a circular shape can further improve heat dissipation.
中空シャフト77は、円筒状に形成されている。中空シャフト77の下端部は回転部72に接続され、円筒状のロータ73a2を貫通して配設され、中空シャフト77の上端部はエンコーダ78に接続されている。 The hollow shaft 77 is cylindrical. The lower end of the hollow shaft 77 is connected to the rotating part 72 and is disposed so as to pass through the cylindrical rotor 73a2, and the upper end of the hollow shaft 77 is connected to the encoder 78.
エンコーダ78(36a)は、中空シャフト77の回転角度(回転位置)を検出するためのロータリエンコーダである。例えば、エンコーダ78は、光学式エンコーダである。エンコーダ78は、中空シャフト77の上端部の外周に取り付けられた環状のコードホイール部材78aを備えている。コードホイール部材78aの下面には、複数の細長いコードが周方向に沿って所定ピッチにて設けられている。エンコーダ78は、環状のコードホイール部材78aの下面に対向する部位に設けられ、コードホイール部材78aのコードを読み取るための検出部78bを備えている。検出部78bは、LEDなどの発光素子とフォトダイオードなどの受光素子を備えている。エンコーダ78は、電線81を介して基板75(75a)に接続されており、エンコーダ78の検出結果は、制御装置90に送信されている。 The encoder 78 (36a) is a rotary encoder for detecting the rotation angle (rotation position) of the hollow shaft 77. For example, the encoder 78 is an optical encoder. The encoder 78 includes an annular code wheel member 78a attached to the outer periphery of the upper end of the hollow shaft 77. The underside of the code wheel member 78a has multiple elongated codes arranged at a predetermined pitch along the circumferential direction. The encoder 78 is provided at a location facing the underside of the annular code wheel member 78a and includes a detector 78b for reading the code on the code wheel member 78a. The detector 78b includes a light-emitting element such as an LED and a light-receiving element such as a photodiode. The encoder 78 is connected to the circuit board 75 (75a) via an electric wire 81, and the detection results of the encoder 78 are transmitted to the control device 90.
エンコーダ78は、カバー71cの内壁面から所定距離をおいて配設されている。所定距離は、電線81が配設可能な値に設定されるのが好ましく、電線81の線幅(外径)より大きい値に設定されるのがより好ましい。これによれば、電線81を配設する配線経路をエンコーダ78とカバー71cの内壁面との間に確保することが可能となる。 The encoder 78 is disposed a predetermined distance from the inner wall surface of the cover 71c. The predetermined distance is preferably set to a value that allows the electric wire 81 to be routed, and more preferably set to a value greater than the wire width (outer diameter) of the electric wire 81. This makes it possible to ensure a wiring path for routing the electric wire 81 between the encoder 78 and the inner wall surface of the cover 71c.
電線81は、図9に示すように、制御装置90と基板75とを電気的に接続する主線81a,81bと、基板75と各モータ35,36,37a,44,55,56,60aや各エンコーダ35a,36a,37b,44a,55a,56a,60bとを電気的に接続する枝線82a,82bと、を備えている。主線81aは、各モータ35,36,37a,44,55,56,60aや各基板95a,95b,95c,95d,95e,95f,95gに電力を供給するための電力用電線である。主線81bは、各基板95a,95b,95c,95d,95e,95f,95gや各エンコーダ35a,36a,37b,44a,55a,56a,60bとの間で信号を送受信するための信号用電線である。枝線82aは、各モータ35,36,37a,44,55,56,60aに電力を供給するための電力用電線であり、枝線82bは、各エンコーダ35a,36a,37b,44a,55a,56a,60bとの間で信号を送受信するための信号用電線である。電線81のうち主線81a,81bは、樹脂皮膜で覆われた複数の導線を帯状に並べたタイプ(例えばフラットケーブル)でもよく、電線を一本一本束ねたタイプでもよい。電源系の電線と信号系の電線とを分けるようにしてもよい。 As shown in Figure 9, the electric wire 81 includes main wires 81a and 81b that electrically connect the control device 90 and the circuit board 75, and branch wires 82a and 82b that electrically connect the circuit board 75 and each of the motors 35, 36, 37a, 44, 55, 56, and 60a and each of the encoders 35a, 36a, 37b, 44a, 55a, 56a, and 60b. The main wire 81a is a power wire that supplies power to each of the motors 35, 36, 37a, 44, 55, 56, and 60a and each of the circuit boards 95a, 95b, 95c, 95d, 95e, 95f, and 95g. The main wire 81b is a signal wire for transmitting and receiving signals between the circuit boards 95a, 95b, 95c, 95d, 95e, 95f, and 95g and the encoders 35a, 36a, 37b, 44a, 55a, 56a, and 60b. The branch wire 82a is a power wire for supplying power to the motors 35, 36, 37a, 44, 55, 56, and 60a, and the branch wire 82b is a signal wire for transmitting and receiving signals between the circuit boards 95a, 95b, 95c, 95d, 95e, 95f, and 95g and the encoders 35a, 36a, 37b, 44a, 55a, 56a, and 60b. The main wires 81a and 81b of the electric wire 81 may be a type in which a plurality of conductors covered with a resin film are arranged in a band shape (e.g., a flat cable) or a type in which individual wires are bundled together. The power supply wires and the signal wires may be separated.
各基板95a,95b,95c,95d,95e,95f,95gは、上述した基板75と同様に構成されている。基板95aは、制御装置90からの信号及び電力をモータ44及びエンコーダ44aに供給する。基板95bは、制御装置90からの信号及び電力をモータ35及びエンコーダ35aに供給する。基板95cは、制御装置90からの信号及び電力をモータ36及びエンコーダ36aに供給する。基板95dは、制御装置90からの信号及び電力をモータ37a及びエンコーダ37bに供給する。基板95eは、制御装置90からの信号及び電力をモータ55及びエンコーダ55aに供給する。基板95fは、制御装置90からの信号及び電力をモータ56及びエンコーダ56aに供給する。基板95gは、制御装置90からの信号及び電力をモータ60a及びエンコーダ60bに供給する。 Each of the boards 95a, 95b, 95c, 95d, 95e, 95f, and 95g is configured in the same manner as the board 75 described above. Board 95a supplies signals and power from the control device 90 to the motor 44 and encoder 44a. Board 95b supplies signals and power from the control device 90 to the motor 35 and encoder 35a. Board 95c supplies signals and power from the control device 90 to the motor 36 and encoder 36a. Board 95d supplies signals and power from the control device 90 to the motor 37a and encoder 37b. Board 95e supplies signals and power from the control device 90 to the motor 55 and encoder 55a. Board 95f supplies signals and power from the control device 90 to the motor 56 and encoder 56a. Board 95g supplies signals and power from the control device 90 to the motor 60a and encoder 60b.
関節部70において、図5及び図6に示すように、制御装置90から延設された電線81は、第1アーム21の内部空間21b3を挿通され、回転部72、中空シャフト77、及びカバー71cを通り、配線用空間74a1及び配設部79を通って、第2アーム22の内部空間22aを挿通される。回転部72の内部空間、中空シャフト77の内部空間、カバー71cの内部空間、配線用空間74a1及び配設部79は、電線81が配線される配線経路を形成する。 As shown in Figures 5 and 6, in the joint portion 70, the electric wire 81 extending from the control device 90 is inserted through the internal space 21b3 of the first arm 21, passes through the rotating portion 72, hollow shaft 77, and cover 71c, passes through the wiring space 74a1 and the arrangement portion 79, and is then inserted into the internal space 22a of the second arm 22. The internal space of the rotating portion 72, the internal space of the hollow shaft 77, the internal space of the cover 71c, the wiring space 74a1, and the arrangement portion 79 form a wiring path along which the electric wire 81 is routed.
(本実施形態の作用効果)
上述した実施形態によるロボット20は、関節部70と、関節部70に設けられ、駆動部73を収容する駆動部収容部74と、駆動部73と電線81を介して電気的に接続された基板75と、基板75を収容し、基板75が駆動部73の出力軸(回転部72の回転軸)上に配設されないように、駆動部収容部74に対して配設されている基板収容部76と、を有する。
(Effects of this embodiment)
The robot 20 according to the embodiment described above has a joint unit 70, a drive unit housing 74 provided in the joint unit 70 and housing the drive unit 73, a circuit board 75 electrically connected to the drive unit 73 via an electric wire 81, and a circuit board housing 76 that houses the circuit board 75 and is disposed relative to the drive unit housing 74 so that the circuit board 75 is not disposed on the output shaft of the drive unit 73 (the rotation shaft of the rotation unit 72).
本実施形態によれば、関節部70において、駆動部73及び基板75をそれぞれ専用の収容部である駆動部収容部74及び基板収容部76にそれぞれ収容することが可能となり、さらには、基板収容部76は、駆動部73の出力軸から外れた位置に駆動部収容部74に隣接させて配置させることが可能となる。したがって、専用の収容部を設けることにより、余分なスペースを省略することが可能となり、関節部70の小型化、ひいてはロボット20の小型化が可能となる。 According to this embodiment, the drive unit 73 and the substrate 75 can be housed in dedicated housings, the drive unit housing 74 and the substrate housing 76, respectively, in the joint unit 70. Furthermore, the substrate housing 76 can be positioned adjacent to the drive unit housing 74, away from the output shaft of the drive unit 73. Therefore, by providing a dedicated housing, it is possible to eliminate unnecessary space, making it possible to miniaturize the joint unit 70 and, ultimately, the robot 20.
また、基板収容部76は、駆動部73の側面部に対応する駆動部収容部74の側面部に設けられている。これによれば、基板収容部76を駆動部73の長手方向でなく側面部に設けることができ、関節部70の長手方向の短縮化をすることが可能となる。 In addition, the board accommodating section 76 is provided on the side surface of the drive unit accommodating section 74, which corresponds to the side surface of the drive unit 73. This allows the board accommodating section 76 to be provided on the side surface rather than in the longitudinal direction of the drive unit 73, making it possible to shorten the joint section 70 in the longitudinal direction.
また、基板収容部76は、駆動部73の入出力端子部73a6に隣接して設けられている。これによれば、駆動部73の入出力端子部73a6の近くに基板75を配設することができ、駆動部73と基板75とを接続する電線81を短縮化することができ、ノイズなどの電気的な悪影響をできるだけ低減(排除)することが可能となる。 Furthermore, the board accommodating section 76 is provided adjacent to the input/output terminal section 73a6 of the drive section 73. This allows the board 75 to be arranged close to the input/output terminal section 73a6 of the drive section 73, shortening the electric wire 81 connecting the drive section 73 and the board 75, and making it possible to reduce (eliminate) adverse electrical effects such as noise as much as possible.
また、基板75は、並べて配置される複数の分割基板75a,75bから形成されている。これによれば、基板75の配置を立体化することにより、基板配置可能な空間すなわち基板収容部76の面積を低減することが可能となり、基板収容部76の小型化ひいては関節部70の小型化が可能となる。 In addition, the substrate 75 is formed from multiple divided substrates 75a, 75b arranged side by side. By arranging the substrates 75 in a three-dimensional manner, it is possible to reduce the space available for substrate placement, i.e., the area of the substrate accommodating section 76, thereby enabling the substrate accommodating section 76 and, ultimately, the joint section 70 to be made smaller.
また、複数の分割基板75a,75bは、基板75に配設されている電子回路の機能毎に区分されている。これによれば、電源系の電子回路を制御系の電子回路とを別の基板に分離することができ、制御系の電子回路において、比較的ノイズを発生する電源系の電子回路からのノイズなどの電気的な悪影響や、比較的高温となる電源系の電子回路からの熱影響をできるだけ低減(排除)することが可能となる。 Furthermore, the multiple divided boards 75a, 75b are divided according to the function of the electronic circuits arranged on board 75. This allows the power supply electronic circuits and the control system electronic circuits to be separated onto different boards, making it possible to reduce (eliminate) as much as possible) adverse electrical effects on the control system electronic circuits, such as noise from the power supply electronic circuits, which generate relatively little noise, and thermal effects from the power supply electronic circuits, which become relatively hot.
また、駆動部収容部74は、筒状に形成された第1ケーシング71a内に形成され、基板収容部76は、筒状に形成された第2ケーシング71b内に形成され、第2ケーシング71bは、第1ケーシング71aの側壁面に外方に向けて突出するように設けられている。これによれば、簡単な構成により、基板収容部76を駆動部73の長手方向でなく側面部に設けることができ、関節部70の長手方向の短縮化をすることが可能となる。 The drive unit housing 74 is formed within the cylindrical first casing 71a, and the board housing 76 is formed within the cylindrical second casing 71b, which protrudes outward from the side wall surface of the first casing 71a. This simple configuration allows the board housing 76 to be located on the side surface of the drive unit 73 rather than in the longitudinal direction, making it possible to shorten the joint unit 70 in the longitudinal direction.
また、基板収容部76は、電線81を配設するための配設部79を有し、配設部79は、基板75に形成された凹部(切欠き部)により形成され、第2ケーシング71bに形成された凹部71b1により形成され、または、基板75を支えるための筒状の支柱75dの内側空間により形成されている。これによれば、基板75の放熱性の低下及び第2ケーシング71bの大型化を招くことなく、第2ケーシング71b内に電線81を配設することができる。 The circuit board accommodating section 76 also has an arrangement section 79 for arranging the electric wires 81. The arrangement section 79 is formed by a recess (cutout) formed in the circuit board 75, by a recess 71b1 formed in the second casing 71b, or by the inner space of a cylindrical support 75d for supporting the circuit board 75. This allows the electric wires 81 to be arranged inside the second casing 71b without reducing the heat dissipation performance of the circuit board 75 or increasing the size of the second casing 71b.
尚、上述したロボット20は、アーム部(第1アーム21、第2アーム22)と、前記アーム部に接続された関節部(70)と、前記関節部に設けられ、駆動部(73)を収容する駆動部収容部(74)と、前記駆動部と電線(81)を介して電気的に接続された基板(75)と、前記基板を収容し、前記基板が前記駆動部の出力軸上に配設されないように、前記駆動部収容部に隣接されている前記基板収容部(76)と、を有する。これによれば、基板収容部76は、アーム部21,22との接続部分を流用(兼用)することができ、関節部70の小型化、ひいてはロボット20の小型化が可能となる。The robot 20 described above comprises an arm section (first arm 21, second arm 22), a joint section (70) connected to the arm section, a drive section housing section (74) provided in the joint section and housing a drive section (73), a circuit board (75) electrically connected to the drive section via an electric wire (81), and a circuit board housing section (76) housing the circuit board and located adjacent to the drive section housing section so that the circuit board is not disposed on the output shaft of the drive section. This allows the circuit board housing section 76 to reuse (share) the connection section with the arm sections 21 and 22, enabling the joint section 70 and, ultimately, the robot 20 to be made smaller.
20…ロボット、70…関節部、71a…第1ケーシング、71b…第2ケーシング、73…駆動部、73a6…入出力端子部、74…駆動部収容部、75…基板、75a,75b…分割基板、76…基板収容部、79…配設部、81…電線。 20...Robot, 70...Joint section, 71a...First casing, 71b...Second casing, 73...Drive section, 73a6...Input/output terminal section, 74...Drive section accommodating section, 75...Board, 75a, 75b...Split board, 76...Board accommodating section, 79...Arrangement section, 81...Electric wire.
Claims (7)
前記関節部に設けられ、駆動部を収容する駆動部収容部と、
前記駆動部と電線を介して電気的に接続された基板と、
前記基板を収容し、前記基板が前記駆動部の出力軸上に配設されないように、前記駆動部収容部に隣接されている基板収容部と、
を有するロボットであって、
前記駆動部収容部は、筒状に形成された第1ケーシング内に形成され、
前記基板収容部は、筒状に形成された第2ケーシング内に形成され、
前記第2ケーシングは、前記第1ケーシングの側壁面に外方に向けて突出するように設けられ、
前記関節部は、前記第1ケーシング側に設けられた前記駆動部のエンコーダを有し、
前記基板は、前記第2ケーシング内で前記突出方向に沿って並べて配置される前記第1ケーシング側の制御系機能を有する前記基板と、前記第1ケーシング側の電源系機能を有する前記基板との、複数の分割基板から形成されており、
前記第1ケーシング側の電源系機能を有する前記基板が前記第1ケーシングと遠い側になるように並べて配置されているロボット。 The joints and
a drive unit housing portion provided at the joint portion and housing a drive unit;
a substrate electrically connected to the drive unit via an electric wire;
a substrate accommodating section that accommodates the substrate and is adjacent to the drive section accommodating section so that the substrate is not disposed on an output shaft of the drive section;
A robot having:
The drive unit accommodating portion is formed in a first casing formed in a cylindrical shape,
The substrate accommodating portion is formed in a second casing formed in a cylindrical shape,
the second casing is provided so as to protrude outward from a side wall surface of the first casing,
the joint unit has an encoder of the drive unit provided on the first casing side,
the board is formed from a plurality of divided boards, the divided boards being arranged side by side in the protruding direction within the second casing, the divided boards being the boards having the control system functions of the first casing side and the boards having the power supply system functions of the first casing side ,
The robots are arranged so that the board having the power supply function on the first casing side is on the far side from the first casing .
前記配設部は、前記基板または前記第2ケーシングに形成された凹部により形成され、または、前記基板を支えるための筒状の支柱の内側空間により形成されている請求項1に記載のロボット。 the board accommodating section has an arrangement section for arranging the electric wires,
The robot according to claim 1 , wherein the mounting portion is formed by a recess formed in the substrate or the second casing, or by an inner space of a cylindrical support for supporting the substrate.
前記関節部に設けられ、駆動部を収容する駆動部収容部と、
前記駆動部と電線を介して電気的に接続された基板と、
前記基板を収容し、前記基板が前記駆動部の出力軸上に配設されないように、前記駆動部収容部に隣接されている基板収容部と、
前記駆動部を制御する制御装置と、
前記制御装置と前記基板との間、または、前記基板と他の前記関節部の前記基板との間を電気的に接続する電線と、
を有するロボットであって、
前記駆動部収容部は、筒状に形成された第1ケーシング内に形成され、
前記基板収容部は、筒状に形成された第2ケーシング内に形成され、
前記第2ケーシングは、前記第1ケーシングの側壁面に外方に向けて突出するように設けられ、
前記関節部は、前記第1ケーシング側に設けられた前記駆動部のエンコーダを有し、
前記基板は、前記第2ケーシング内で前記突出方向に沿って並べて配置される前記第1ケーシング側の制御系機能を有する前記基板と、前記第1ケーシング側の電源系機能を有する前記基板との、複数の分割基板から形成されており、
前記第1ケーシング側の電源系機能を有する前記基板が前記第1ケーシングと遠い側になるように並べて配置されており、
前記関節部は、第1アームと第2アームとを相対可動可能に結合するとともに中空タイプの関節部であり、前記第1アームの内部空間と前記第2アームの内部空間とを連通する中空部を有し、
前記中空部は、前記電線が配線される配線経路を形成するロボット。 The joints and
a drive unit housing portion provided at the joint portion and housing a drive unit;
a substrate electrically connected to the drive unit via an electric wire;
a substrate accommodating section that accommodates the substrate and is adjacent to the drive section accommodating section so that the substrate is not disposed on an output shaft of the drive section;
a control device that controls the drive unit;
an electric wire electrically connecting the control device and the board, or between the board and the board of another of the joint units;
A robot having:
The drive unit accommodating portion is formed in a first casing formed in a cylindrical shape,
The substrate accommodating portion is formed in a second casing formed in a cylindrical shape,
the second casing is provided so as to protrude outward from a side wall surface of the first casing,
the joint unit has an encoder of the drive unit provided on the first casing side,
the board is formed from a plurality of divided boards, the divided boards being arranged side by side in the protruding direction within the second casing, the divided boards being the boards having the control system functions of the first casing side and the boards having the power supply system functions of the first casing side,
the boards having the power supply system function on the first casing side are arranged side by side so as to be on the far side from the first casing,
the joint portion is a hollow joint portion that connects the first arm and the second arm so as to be movable relative to each other, and has a hollow portion that communicates an internal space of the first arm with an internal space of the second arm;
The hollow portion forms a wiring path through which the electric wires are laid.
中空状に形成されて前記第1アームの内部空間と連通する回転部の中空部と、
円筒状に形成されかつ前記駆動部の中心部を貫通して下端は前記回転部に接続されかつ上端は前記エンコーダに接続されている中空シャフトの内部空間と、
前記駆動部と前記第1ケーシングの内壁面との間に形成されて前記中空シャフトの内部空間と連通する配線用空間と、
前記基板収容部と前記駆動部収容部とを連通する開口部と、
前記基板収容部に設けられて前記第2アームの内部空間と連通する配設部と、
から形成されており、
前の前記関節部から後の前記関節部へ配設される前記電線が配線される請求項6に記載のロボット。
The wiring path is
a hollow portion of the rotating portion that is formed hollow and communicates with the internal space of the first arm;
an internal space of a hollow shaft formed in a cylindrical shape, passing through the center of the driving part, the lower end of which is connected to the rotating part, and the upper end of which is connected to the encoder;
a wiring space formed between the driving unit and an inner wall surface of the first casing and communicating with an internal space of the hollow shaft;
an opening communicating the substrate accommodating section and the drive section;
an arrangement portion provided in the substrate accommodating portion and communicating with an internal space of the second arm;
It is formed from
The robot according to claim 6, wherein the electric wires are routed from the front joint portion to the rear joint portion.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2021/015517 WO2022219759A1 (en) | 2021-04-14 | 2021-04-14 | Robot |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPWO2022219759A1 JPWO2022219759A1 (en) | 2022-10-20 |
| JP7720907B2 true JP7720907B2 (en) | 2025-08-08 |
Family
ID=83640216
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2023514258A Active JP7720907B2 (en) | 2021-04-14 | 2021-04-14 | robot |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7720907B2 (en) |
| WO (1) | WO2022219759A1 (en) |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006000955A (en) | 2004-06-16 | 2006-01-05 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | Robot arm, rotary joint device and wrist device thereof |
| JP2010005783A (en) | 2008-05-27 | 2010-01-14 | Mitsuba Corp | Electric rotary joint |
| JP2010226423A (en) | 2009-03-24 | 2010-10-07 | Sharp Corp | Power line communication apparatus and communication method in power line communication apparatus |
| JP2012035372A (en) | 2010-08-09 | 2012-02-23 | Denso Wave Inc | Multi-joint robot |
| JP2013013967A (en) | 2011-07-04 | 2013-01-24 | Seiko Epson Corp | Robot controller |
| JP2015085451A (en) | 2013-10-31 | 2015-05-07 | セイコーエプソン株式会社 | robot |
| JP2016068206A (en) | 2014-09-30 | 2016-05-09 | セイコーエプソン株式会社 | robot |
| JP2018057186A (en) | 2016-09-30 | 2018-04-05 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | Electric driving device |
-
2021
- 2021-04-14 JP JP2023514258A patent/JP7720907B2/en active Active
- 2021-04-14 WO PCT/JP2021/015517 patent/WO2022219759A1/en not_active Ceased
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006000955A (en) | 2004-06-16 | 2006-01-05 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | Robot arm, rotary joint device and wrist device thereof |
| JP2010005783A (en) | 2008-05-27 | 2010-01-14 | Mitsuba Corp | Electric rotary joint |
| JP2010226423A (en) | 2009-03-24 | 2010-10-07 | Sharp Corp | Power line communication apparatus and communication method in power line communication apparatus |
| JP2012035372A (en) | 2010-08-09 | 2012-02-23 | Denso Wave Inc | Multi-joint robot |
| JP2013013967A (en) | 2011-07-04 | 2013-01-24 | Seiko Epson Corp | Robot controller |
| JP2015085451A (en) | 2013-10-31 | 2015-05-07 | セイコーエプソン株式会社 | robot |
| JP2016068206A (en) | 2014-09-30 | 2016-05-09 | セイコーエプソン株式会社 | robot |
| JP2018057186A (en) | 2016-09-30 | 2018-04-05 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | Electric driving device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPWO2022219759A1 (en) | 2022-10-20 |
| WO2022219759A1 (en) | 2022-10-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20100313694A1 (en) | Apparatus for holding cables in rotary shaft of robot | |
| US7253578B2 (en) | Pivoting apparatus of industrial robot | |
| US10050359B2 (en) | Robot | |
| US11077549B2 (en) | Robot and robot system | |
| JP3820035B2 (en) | Direct drive motor device with built-in slip ring assembly | |
| CN109746903B (en) | robot | |
| JP7643276B2 (en) | Drive unit and robot | |
| JP7720907B2 (en) | robot | |
| CN114543846A (en) | Encoder units, drives and robots | |
| JP2001268841A (en) | Motor | |
| JP2009226567A (en) | Scalar robot | |
| CN217824611U (en) | Power module and power equipment | |
| US20210080810A1 (en) | Triaxial rotation apparatus mounted on aerial vehicle | |
| CN111791262A (en) | hollow robotic arm | |
| CN213005386U (en) | Joint module and mechanical arm | |
| JP2004314901A (en) | Rotary connector with rotation sensor | |
| US12139218B2 (en) | Robot | |
| JP4099032B2 (en) | motor | |
| US20250256397A1 (en) | Robot And Robot System | |
| JP4235892B2 (en) | Electric power steering device | |
| WO2023181204A1 (en) | Robot | |
| US9606570B2 (en) | Manipulator device | |
| WO2023181315A1 (en) | Robot | |
| JP7505180B2 (en) | Encoder, encoder cable fixing method, and robot | |
| CN213005387U (en) | Hollow mechanical arm |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20240225 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20241001 |
|
| A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20241127 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20250123 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20250422 |
|
| A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20250617 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20250707 |
|
| 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: 20250715 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20250729 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7720907 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |