JP7797657B2 - Articulated robot - Google Patents
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Description
本発明は、多関節ロボットに関する。 The present invention relates to an articulated robot.
特許文献1に開示されるような水平多関節ロボット(スカラロボット)が公知である。この水平多関節ロボットは、基台上に固定されるベース部と、当該ベース部に支持される多関節型のアームとを備える。アームは、ベース部に対して、垂直な第1軸線回りに旋回可能に支持される第1アーム部と、この第1アーム部の先端に、垂直な第2軸線回りに旋回可能に連結される第2アーム部と、この第2アーム部の先端に配置される作動軸と、を備える。各種エンドエフェクタが作動軸の先端に組付けられる。 A horizontal articulated robot (SCARA robot) such as that disclosed in Patent Document 1 is well known. This horizontal articulated robot comprises a base fixed to a base and an articulated arm supported on the base. The arm comprises a first arm supported on the base so as to be rotatable about a first vertical axis, a second arm connected to the tip of the first arm so as to be rotatable about a second vertical axis, and an actuating shaft disposed at the tip of the second arm. Various end effectors are attached to the tip of the actuating shaft.
第1アーム部は、第1軸線上に配置されたモータ(第1モータ)により駆動され、第2アーム部は、第2軸線上に配置されたモータ(第2モータ)により駆動される。アームは、これらモータによる第1アーム部及び第2アーム部の駆動により、ベース部を中心とする一定領域内でエンドエフェクタ(作動軸)を水平方向に移動させる。 The first arm is driven by a motor (first motor) arranged on the first axis, and the second arm is driven by a motor (second motor) arranged on the second axis. By driving the first and second arm sections with these motors, the arm moves the end effector (operating axis) horizontally within a certain area centered on the base.
水平多関節ロボットでは、より高速で精度良くアームを駆動することが求められる。そのためには、アームの回転軸線回りのイナーシャ(慣性モーメント)がより小さいのが望ましい。 Horizontal articulated robots are required to drive their arms at higher speeds and with greater precision. To achieve this, it is desirable for the inertia (moment of inertia) around the arm's rotation axis to be as small as possible.
本発明は、上述した課題に鑑みて成されたものであって、アームの回転軸線回りのイナーシャ(慣性モーメント)をより一層低減することを目的とする。 The present invention was made in consideration of the above-mentioned problems and aims to further reduce the inertia (moment of inertia) around the arm's rotation axis.
本発明の一局面に係る多関節ロボットは、第1軸回りに回転可能な第1アーム部と、第1アーム部に対して、前記第1軸線と平行な第2軸線回りに回転可能に連結された第2アーム部と、を含むアームを備えた多関節ロボットであって、前記第1アーム部を、前記第1軸線回りに回転させる回転力を発生する第1モータと、前記第1アーム部における前記第2軸線よりも前記第1軸線寄りの位置に配置されて、前記第2アーム部を回転させる回転力を発生する第2モータと、前記第1アーム部と前記第2アーム部とを連結して前記第2モータが発生する回転力を前記第2アームに伝達するとともに、前記第1アーム部に対する前記第2アーム部の回転に追従して変形する回転力伝達部と、を備える。 A multi-joint robot according to one aspect of the present invention is a multi-joint robot equipped with an arm including a first arm portion rotatable about a first axis and a second arm portion connected to the first arm portion so as to be rotatable about a second axis parallel to the first axis, and is equipped with a first motor that generates a rotational force to rotate the first arm portion about the first axis, a second motor that is positioned on the first arm portion closer to the first axis than the second axis and generates a rotational force to rotate the second arm portion, and a rotational force transmission unit that connects the first arm portion and the second arm portion, transmits the rotational force generated by the second motor to the second arm, and deforms in response to the rotation of the second arm portion relative to the first arm portion.
以下、添付図面を参照しながら本発明の好ましい実施形態について詳述する。 A preferred embodiment of the present invention is described in detail below with reference to the accompanying drawings.
[多関節ロボットの構成]
図1は、本発明の多関節ロボットの一例である水平多関節ロボットの第1実施形態を示す斜視図であり、図2は、水平多関節ロボットの平面図(一部断面図)である。また、図3は、水平多関節ロボットの垂直面に沿った断面図である。
[Configuration of articulated robot]
Fig. 1 is a perspective view showing a first embodiment of a horizontal articulated robot, which is an example of an articulated robot of the present invention, Fig. 2 is a plan view (partially sectional view) of the horizontal articulated robot, and Fig. 3 is a sectional view of the horizontal articulated robot taken along a vertical plane.
図1~図3に示す水平多関節ロボット1(以下、ロボット1と略す)は、基台BPに設置される部位であるベース部2と、このベース部2に支持されるロボットアーム3と、このロボットアーム3の先端部に備えられる作業軸7とを備える。 The horizontal articulated robot 1 (hereinafter referred to as robot 1) shown in Figures 1 to 3 comprises a base portion 2 which is installed on a base BP, a robot arm 3 supported by this base portion 2, and a work axis 7 provided at the tip of this robot arm 3.
ロボットアーム3は、ベース部2に対して軸線A1回りに回転可能に連結された第1アーム部4と、第1アーム部4に対して軸線A2回りに回転可能に連結された第2アーム部5と、第1アーム部4に対して第2アーム部5を回転させるための回転力伝達部6とを備える。軸線A1及び軸線A2は、互いに平行な垂直な軸線である。なお、軸線A1は、本発明の「第1軸線」の一例であり、軸線A2は、本発明の「第2軸線」の一例である。 The robot arm 3 comprises a first arm 4 rotatably connected to the base 2 about axis A1, a second arm 5 rotatably connected to the first arm 4 about axis A2, and a rotational force transmission unit 6 for rotating the second arm 5 relative to the first arm 4. Axis A1 and axis A2 are perpendicular axes parallel to each other. Note that axis A1 is an example of the "first axis" in the present invention, and axis A2 is an example of the "second axis" in the present invention.
前記ベース部2は、中空かつ直方体形状の剛性を有した構造体である。ベース部2の内部には、第1モータM1が備えられている。第1モータM1は、第1アーム部4を駆動するモータである。第1モータM1は、モータ本体M1aに減速機M1bが一体に備えられた減速機一体型のサーボモータである。減速機M1bは、RV減速機、サイクロ減速機(登録商標)、ハーモニックドライブ(登録商標)等である。後述する第2、第4のモータM2、M4も、同様にモータ本体に減速機が一体に備えられた減速機一体型のサーボモータである。なお、後述する第3モータM3及び後述する第9実施形態の第4モータM4は、減速機を備えていない。 The base portion 2 is a hollow, rectangular, rigid structure. A first motor M1 is provided inside the base portion 2. The first motor M1 is a motor that drives the first arm portion 4. The first motor M1 is a servo motor with an integrated reducer, in which a reducer M1b is integrally provided on the motor body M1a. The reducer M1b is an RV reducer, a Cyclo reducer (registered trademark), a Harmonic Drive (registered trademark), or the like. The second and fourth motors M2 and M4, which will be described later, are also servo motors with an integrated reducer, in which a reducer is integrally provided on the motor body. Note that the third motor M3, which will be described later, and the fourth motor M4 of the ninth embodiment, which will be described later, do not have a reducer.
第1モータM1は、減速機M1bが上側に位置する上向きの姿勢でベース部2の上壁部2aに固定されている。上壁部2aには開口部が形成されており、この開口部を通じて、減速機M1bの出力軸が、第1アーム部4の長手方向一端部(基端部)の下壁部4bに固定されている。この構成により、第1アーム部4がその基端部を支点として、第1モータM1により軸線A1回りに回転(旋回)駆動される。 The first motor M1 is fixed to the upper wall 2a of the base 2 in an upward orientation with the reducer M1b positioned on the upper side. An opening is formed in the upper wall 2a, and the output shaft of the reducer M1b is fixed through this opening to the lower wall 4b at one longitudinal end (base end) of the first arm 4. With this configuration, the first arm 4 is driven to rotate (pivot) around the axis A1 by the first motor M1, with the base end serving as a fulcrum.
第2アーム部5は、第1アーム部4の上側に位置し、その長手方向の一端部(基端部)が第1アーム部4の長手方向の他端部(先端部)に回転可能に連結されている。詳しくは、第2アーム部5の下壁部5bに設けられた中空シャフト5cが、第1アーム部4の上壁部4aに設けられたベアリングB4の内輪に保持されている。この構成により、第1アーム部4に対して、第2アーム部5がその基端部を支点として軸線A2回りに回転可能に連結されている。なお、第1アーム部4及び第2アーム部5は何れも中空構造であり、両アーム部4、5の内部空間は、前記中空シャフト5cを通じて互いに連通している。 The second arm portion 5 is located above the first arm portion 4, and one longitudinal end (base end) of the second arm portion 5 is rotatably connected to the other longitudinal end (tip end) of the first arm portion 4. More specifically, a hollow shaft 5c provided on the lower wall portion 5b of the second arm portion 5 is held by the inner ring of a bearing B4 provided on the upper wall portion 4a of the first arm portion 4. With this configuration, the second arm portion 5 is rotatably connected to the first arm portion 4 around axis A2, with its base end serving as a fulcrum. Both the first arm portion 4 and the second arm portion 5 have a hollow structure, and the internal spaces of both arm portions 4, 5 are connected to each other via the hollow shaft 5c.
前記作業軸7は、第2アーム部5の長手方向の他端部(先端部)、つまりロボットアーム3の先端部に配置されている。作業軸7は、垂直に延びるスプライン軸である。作業軸7は、第2アーム部5を貫通するとともに、当該第2アーム部5に対して上下方向(軸方向)の移動及び軸心回りの回転が可能に支持されており、駆動機構部8によって駆動される。 The working shaft 7 is located at the other longitudinal end (tip) of the second arm section 5, i.e., the tip of the robot arm 3. The working shaft 7 is a splined shaft that extends vertically. The working shaft 7 passes through the second arm section 5 and is supported so as to be able to move in the vertical direction (axial direction) and rotate around its axis relative to the second arm section 5, and is driven by the drive mechanism section 8.
駆動機構部8は、第3モータM3と、作業軸7と平行に配置されて第3モータM3に回転自在に支持されたねじ軸34と、ねじ軸34に装着されたナット部材35と、作業軸7の上端部分と前記ナット部材35とを連結する連結部材32とを含む。また、駆動機構部8は、第4モータM4と、作業軸7に装着されて、第4モータM4の減速機M4bに連結されたスプラインナット31とを含む。すなわち、第3モータM3の駆動によりねじ軸34が回転すると、この回転運動がナット部材35及び連結部材36を介して作業軸7の上下運動に変換されて作業軸7が上下方向に移動する。また、第4モータM4の駆動により作業軸7が回転する。なお、第4モータM4は、上下方向に貫通する貫通孔を備えた中空モータであり、作業軸7は第4モータM4及びスプラインナット31の中心を貫通するように設けられている。The drive mechanism 8 includes a third motor M3, a threaded shaft 34 arranged parallel to the work shaft 7 and rotatably supported by the third motor M3, a nut member 35 attached to the threaded shaft 34, and a connecting member 32 connecting the upper end of the work shaft 7 to the nut member 35. The drive mechanism 8 also includes a fourth motor M4 and a spline nut 31 attached to the work shaft 7 and connected to the reducer M4b of the fourth motor M4. When the threaded shaft 34 rotates due to the drive of the third motor M3, this rotational motion is converted into vertical motion of the work shaft 7 via the nut member 35 and the connecting member 36, causing the work shaft 7 to move vertically. The work shaft 7 also rotates due to the drive of the fourth motor M4. The fourth motor M4 is a hollow motor with a through-hole that penetrates vertically, and the work shaft 7 is arranged to pass through the center of the fourth motor M4 and the spline nut 31.
第2アーム部5の先端部には、上下方向に細長い中空のカバー部材30が固定されている。カバー部材30は、第2アーム部5の上壁部5aに固定されており、駆動機構部8及び第2アーム部5のうち、上壁部5aから上方に突出する部分を覆っている。 A hollow cover member 30 that is elongated in the vertical direction is fixed to the tip of the second arm portion 5. The cover member 30 is fixed to the upper wall portion 5a of the second arm portion 5, and covers the drive mechanism portion 8 and the portion of the second arm portion 5 that protrudes upward from the upper wall portion 5a.
作業軸7の先端部(下端部)には、図外の作業用ツール(エンドエフェクタ)が装着される。例えば、ワークを把持して搬送するためのチャック装置、ワークに対して溶接等の各種加工を施す加工装置、若しくはワークの測定を行うための測定装置など、ワークに対して所定の作業を行うための作業用ツールが作業軸7の先端部分に装着される。 A work tool (end effector) not shown is attached to the tip (lower end) of the work shaft 7. For example, a work tool for performing a specific task on a workpiece, such as a chuck device for gripping and transporting the workpiece, a processing device for performing various processes on the workpiece such as welding, or a measuring device for measuring the workpiece, is attached to the tip of the work shaft 7.
第1アーム部4における軸線A2よりも軸線A1寄りの位置、すなわち、軸線A2上を除く、軸線A2から軸線A1までの位置には、軸線A1及び軸線A2と平行な軸線A3回りの回転力を発生する第2モータM2が配置されている。第2モータM2は、第2アーム部5を駆動するモータである。 A second motor M2 is disposed on the first arm 4 at a position closer to axis A1 than axis A2, i.e., at a position between axis A2 and axis A1 but excluding axis A2. The second motor M2 generates a rotational force around axis A3, which is parallel to axis A1 and axis A2. The second motor M2 drives the second arm 5.
既述の通り、第2モータM2は軸線A2上には配置されておらず、軸線A2から軸線A1側にずれた位置に配置されている。そのため、第2アーム部5は、第2モータM2の回転力が前記回転力伝達部6を介して伝達されることによって、当該第2アーム部5の基端部を支点として軸線A2回りに回転(旋回)駆動される。As previously mentioned, the second motor M2 is not disposed on the axis A2, but is disposed at a position offset from the axis A2 toward the axis A1. Therefore, the rotational force of the second motor M2 is transmitted via the rotational force transmission unit 6 to the second arm unit 5, causing it to rotate (pivot) around the axis A2 with the base end of the second arm unit 5 as the fulcrum.
回転力伝達部6は、第1アーム部4と第2アーム部5とを連結して前記回転力を伝達するとともに、第1アーム部4に対する第2アーム部5の回転に追従して変形するように構成されている。以下、この点について詳しく説明する。 The rotational force transmission unit 6 connects the first arm unit 4 and the second arm unit 5 to transmit the rotational force, and is configured to deform in response to the rotation of the second arm unit 5 relative to the first arm unit 4. This point will be explained in detail below.
[回転力伝達部の構成]
第2アーム部5を駆動する第2モータM2は、減速機M2bが下側に位置する下向きの姿勢とされ、第1アーム部4の上壁部4aに対して減速機M2bの出力軸が固定されている。
[Configuration of rotational force transmission section]
The second motor M2 that drives the second arm portion 5 is positioned downward with the reducer M2b located on the lower side, and the output shaft of the reducer M2b is fixed to the upper wall portion 4a of the first arm portion 4.
回転力伝達部6は、第2モータM2の回転力により軸線A3回りに回転する第1基部10と、第2アーム部5に対して軸線A4回りに回転可能に支持された第2基部12と、第1基部10と第2基部12とを連結し、これら第1基部10と第2基部12との距離の変化に追従して伸縮(変形)する伸縮部13と、を含む。軸線A3及び軸線A4は、互いに平行な垂直な軸線であり、軸線A3は、本発明の「第3軸線」の一例であり、軸線A4は、本発明の「第4軸線」の一例である。 The rotational force transmission unit 6 includes a first base 10 that rotates about axis A3 due to the rotational force of the second motor M2, a second base 12 that is supported on the second arm unit 5 so as to be rotatable about axis A4, and an expansion/contraction unit 13 that connects the first base 10 and the second base 12 and expands and contracts (deforms) in response to changes in the distance between the first base 10 and the second base 12. The axes A3 and A4 are perpendicular axes that are parallel to each other, and the axis A3 is an example of the "third axis" of the present invention, and the axis A4 is an example of the "fourth axis" of the present invention.
第1基部10は、フレーム20とカバー21とを備えた中空の箱形部材であり、第2モータM2を包囲するように構成されている。フレーム20は、第1アーム部4の上壁部4aに沿うプレート状の水平部20aと、当該水平部20aの端部の一端部から垂直上方に立ち上がるプレート状の起立部20bとを備えた断面L字型の形状を有する。水平部20aは、第2モータM2のモータ本体M2a、又は減速機M2bのボディ(モータ本体M2aに接合された部分)に固定されている。既述の通り、第2モータM2の減速機M2bの出力軸は第1アーム部4に固定されている。そのため、第2モータM2が作動すると、第1アーム部4に対して、モータ本体M2aと第1基部10(フレーム20)とが一体に軸線A3回りに回転する。The first base 10 is a hollow box-shaped member comprising a frame 20 and a cover 21, and is configured to surround the second motor M2. The frame 20 has an L-shaped cross section, with a plate-like horizontal portion 20a that fits along the upper wall portion 4a of the first arm portion 4, and a plate-like upright portion 20b that rises vertically upward from one end of the horizontal portion 20a. The horizontal portion 20a is fixed to the motor main body M2a of the second motor M2 or the body of the reducer M2b (the portion joined to the motor main body M2a). As described above, the output shaft of the reducer M2b of the second motor M2 is fixed to the first arm portion 4. Therefore, when the second motor M2 is operated, the motor main body M2a and the first base 10 (frame 20) rotate together around axis A3 relative to the first arm portion 4.
第2基部12は、第2アーム部5の長手方向における作業軸7と軸線A2との間に配置され、第2アーム部5の上面(上壁部5a)に対して軸線A4回りに回転可能に支持されている。第2基部12も、第1基部10と同様に、フレーム22とカバー23とを備えた中空の箱形部材である。フレーム22は、第2アーム部5の上壁部5aに沿うプレート状の水平部22aと、当該水平部22aの一端部から垂直上方に立ち上がるプレート状の起立部22bとを備えた断面L字型の形状を有する。 The second base 12 is disposed between the working shaft 7 and axis A2 in the longitudinal direction of the second arm 5, and is supported rotatably about axis A4 relative to the upper surface (upper wall 5a) of the second arm 5. Like the first base 10, the second base 12 is a hollow box-shaped member comprising a frame 22 and a cover 23. The frame 22 has an L-shaped cross section, comprising a plate-shaped horizontal portion 22a that fits along the upper wall 5a of the second arm 5, and a plate-shaped upright portion 22b that rises vertically upward from one end of the horizontal portion 22a.
フレーム22の水平部22aには、軸線A4に沿って上下方向に貫通する円形の開口部22cと、当該開口部22cの周縁部から下向きに延びるスリーブ部22dとが形成されている。このスリーブ部22dは、第2アーム部5の上壁部5aに設けられたベアリングB5の内輪に保持されている。この構成により、第2基部12は、第2アーム部5に対して軸線A4回りに回転可能に支持されている。 The horizontal portion 22a of the frame 22 is formed with a circular opening 22c that penetrates vertically along the axis A4, and a sleeve portion 22d that extends downward from the periphery of the opening 22c. This sleeve portion 22d is held in the inner ring of a bearing B5 provided on the upper wall portion 5a of the second arm portion 5. With this configuration, the second base portion 12 is supported rotatably around the axis A4 relative to the second arm portion 5.
伸縮部13は、第1リンク14及び第2リンク15からなるリンク機構である。第1リンク14は、本発明の「第1リンク部材」の一例であり、第2リンク15は、本発明の「第2リンク部材」の一例である。 The telescopic section 13 is a link mechanism consisting of a first link 14 and a second link 15. The first link 14 is an example of a "first link member" in the present invention, and the second link 15 is an example of a "second link member" in the present invention.
両リンク14、15は、第1リンク14及び第2リンク15(以下、アーム本体と称する場合がる)の幅方向(図2の上下方向)に厚みを有する、細長い中空のプレート状である。第1リンク14と第2リンク15とは、長手方向一端部同士が厚み方向に重ね合され、水平方向に延びる軸線A5回りに回転可能となるように当該一端部で互いに連結されている。具体的には、第1リンク14の側壁部に設けられた中空シャフト14aが、第2リンク15に設けられたベアリングB13の内輪に保持されることで、第1リンク14と第2リンク15とが回転可能に連結されている。Both links 14, 15 are elongated hollow plates with a thickness in the width direction (vertical direction in Figure 2) of the first link 14 and second link 15 (hereinafter sometimes referred to as the arm body). The first link 14 and second link 15 are overlapped at one longitudinal end in the thickness direction and connected to each other at this end so as to be rotatable around axis A5 extending horizontally. Specifically, the hollow shaft 14a provided on the side wall of the first link 14 is held in the inner ring of bearing B13 provided on the second link 15, thereby rotatably connecting the first link 14 and second link 15.
図2に示すように、第1アーム部4と第2アーム部5とが一直線に並んだ状態、(以下、ロボットアーム3の中立状態又はアーム本体の中立状態という場合がある)において、第1リンク14は、第2リンク15の外側(反アーム本体側)に位置する。両リンク14、15は、側面視で、上向きに凸となるように屈曲した状態で、各基部10、12に対して、以下のように連結されている。なお、第1リンク14は、第2リンク15の内側に位置していてもよい。 As shown in Figure 2, when the first arm section 4 and the second arm section 5 are aligned in a straight line (hereinafter sometimes referred to as the neutral state of the robot arm 3 or the neutral state of the arm body), the first link 14 is located outside (opposite the arm body side) of the second link 15. Both links 14, 15 are bent so as to be convex upward in side view, and are connected to the respective bases 10, 12 as follows. Note that the first link 14 may also be located inside the second link 15.
第1リンク14の他端部は、第1基部10のフレーム20の起立部20bに対して、軸線A5と平行な軸線A6回りに回転可能に連結されている。また、第2リンク15の他端部は、第2基部12のフレーム22の起立部22bに対して、軸線A5と平行な軸線A7回りに回転可能に連結されている。詳しくは、第1リンク14の側面部に設けられた中空シャフト14bが、第1基部10の起立部20bに設けられたベアリングB14の内輪に保持されている。また、第2リンク15の側壁部に設けられた中空シャフト15aが、第2基部12の起立部22bに設けられたベアリングB15の内輪に保持されている。これにより、第2基部12に対して第2リンク15が、第1基部10に対して第1リンク14が、各々回転可能に連結されている。なお、軸線A5は、本発明の「第5軸線」の一例である。 The other end of the first link 14 is rotatably connected to the upright portion 20b of the frame 20 of the first base 10 around axis A6, which is parallel to axis A5. The other end of the second link 15 is rotatably connected to the upright portion 22b of the frame 22 of the second base 12 around axis A7, which is parallel to axis A5. Specifically, a hollow shaft 14b provided on the side of the first link 14 is held in the inner ring of a bearing B14 provided on the upright portion 20b of the first base 10. A hollow shaft 15a provided on the side wall of the second link 15 is held in the inner ring of a bearing B15 provided on the upright portion 22b of the second base 12. This rotatably connects the second link 15 to the second base 12 and the first link 14 to the first base 10. The axis A5 is an example of the "fifth axis" in the present invention.
なお、図2及び図3に示すように、第1~第4のモータM1~M4を駆動するための電線等のケーブル100は、ベース部2の内部に導入されている。ベース部2とロボットアーム3との間、具体的にはベース部2と回転力伝達部6における第1基部10のカバー21との間には、ロボット外部でこれらを繋ぐ、可撓性を有したケーブル配管L1がアーチ状に設けられている。ケーブル配管L1は、例えば樹脂製のフレキシブルチューブである。 As shown in Figures 2 and 3, cables 100, such as electric wires, for driving the first to fourth motors M1 to M4 are introduced inside the base unit 2. A flexible cable piping L1 is provided in an arch shape between the base unit 2 and the robot arm 3, specifically between the base unit 2 and the cover 21 of the first base unit 10 in the rotational force transmission unit 6, connecting them outside the robot. The cable piping L1 is, for example, a flexible tube made of resin.
ケーブル100は、ケーブル配管L1を通じてベース部2から回転力伝達部6の内部に案内され、当該回転力伝達部6の内部を通じて第2アーム部5の先端部に案内されている。詳しくは、ケーブル100は、回転力伝達部6の第1基部10から中空シャフト14bを通じて第1リンク14内に案内され、第1リンク14から中空シャフト14aを通じて第2リンク15内に案内されている。さらに、ケーブル100は、第2リンク15から中空シャフト15aを通じて第2基部12内に案内され、第2基部12から前記開口部22c及びスリーブ部22dを通じて第2アーム部5内に案内されている。そして、ケーブル100のうち、第1モータ用のケーブルがベース部2内で第1モータM1に接続され、第2モータ用のケーブルが第1基部10内で第2モータM2に接続されている。また、第3モータ用及び第4モータ用のケーブルが、第2アーム部5の内部で、各々、第3モータM3及び第4モータM4に接続されている。The cable 100 is guided from the base 2 into the interior of the rotational force transmission unit 6 through the cable piping L1, and then guided through the interior of the rotational force transmission unit 6 to the tip of the second arm 5. Specifically, the cable 100 is guided from the first base 10 of the rotational force transmission unit 6 through the hollow shaft 14b into the first link 14, and from the first link 14 through the hollow shaft 14a into the second link 15. The cable 100 is further guided from the second link 15 through the hollow shaft 15a into the second base 12, and from the second base 12 through the opening 22c and sleeve 22d into the second arm 5. Of the cable 100, the cable for the first motor is connected to the first motor M1 within the base 2, and the cable for the second motor is connected to the second motor M2 within the first base 10. The cables for the third and fourth motors are connected to the third and fourth motors M3 and M4, respectively, within the second arm 5.
なお、作業軸7に作業用ツール(エンドエフェクタ)が装着されている場合には、作業用ツール駆動用のケーブルを、前記ケーブル100と共に配索することも可能である。 In addition, if a work tool (end effector) is attached to the work shaft 7, a cable for driving the work tool can also be routed together with the cable 100.
[ロボット1の動作]
図4及び図5は、ロボット1の動作説明図であり、図4は斜視図で、図5は平面図で、各々ロボット1の動作を示している。なお、図4及び図5では、回転力伝達部6の各基部10、12のカバー21、23及びケーブル配管L1等の一部の部材は省略されている。
[Movement of Robot 1]
4 and 5 are explanatory diagrams of the operation of the robot 1, with Fig. 4 being a perspective view and Fig. 5 being a plan view, each showing the operation of the robot 1. Note that some members such as the covers 21, 23 of the bases 10, 12 of the rotational force transmission unit 6 and the cable piping L1 are omitted from Figs.
図4(a)及び図5(a)は、ロボットアーム3の中立状態を示している。この中立状態において、第2モータM2が駆動されると、その回転力が回転力伝達部6を介して第2アーム部5に伝達される。これにより第1アーム部4に対して第2アーム部5が軸線A2を中心に回転する。既述の通り、第2モータM2は、減速機M2bの出力軸が第1アーム部4に固定され、モータ本体M2aが回転力伝達部6の第1基部10に固定されている。そのため、第2モータM2が駆動されると、モータ本体M2aが第1基部10と一体に軸線A3回りに回転する。 Figures 4(a) and 5(a) show the neutral state of the robot arm 3. When the second motor M2 is driven in this neutral state, its rotational force is transmitted to the second arm portion 5 via the rotational force transmission unit 6. This causes the second arm portion 5 to rotate about axis A2 relative to the first arm portion 4. As previously described, the output shaft of the reducer M2b of the second motor M2 is fixed to the first arm portion 4, and the motor main body M2a is fixed to the first base portion 10 of the rotational force transmission unit 6. Therefore, when the second motor M2 is driven, the motor main body M2a rotates integrally with the first base portion 10 about axis A3.
ロボットアーム3の中立状態において、第2アーム部5が第2モータM2により正転駆動されると、第2アーム部5が平面視で時計回り(図中の矢印R1の方向)に回転する。この際、中立状態から第2アーム部5の回転角度が大きくなり、軸線A4と軸線A3とが接近すると、これに伴い、図4(b)、(c)及び図5(b)、(c)に示すように、第1リンク14と第2リンク15の屈曲角度が小さくなるように伸縮部13が折り畳まれる。When the second arm portion 5 is driven in the forward direction by the second motor M2 while the robot arm 3 is in the neutral state, the second arm portion 5 rotates clockwise in a plan view (in the direction of the arrow R1 in the figure). As the rotation angle of the second arm portion 5 increases from the neutral state and the axis A4 and axis A3 approach each other, the telescopic portion 13 is folded so that the bending angle of the first link 14 and the second link 15 decreases, as shown in Figures 4(b), (c) and 5(b), (c).
一方、第2アーム部5が第2モータM2により反転駆動されると、第2アーム部5が平面視で反時計回り(図中の矢印R2の方向)に回転する。この場合も同様に、中立状態から第2アーム部5の回転角度が大きくなると、図4(d)、(e)及び図5(d)、(e)に示すように、第1リンク14と第2リンク15の屈曲角度が小さくなるように伸縮部13が折り畳まれる。つまり、第1アーム部4に対する第2アーム部5の回転に追従して伸縮部13が伸縮する。 On the other hand, when the second arm unit 5 is driven in the reverse direction by the second motor M2, the second arm unit 5 rotates counterclockwise in a plan view (in the direction of arrow R2 in the figure). Similarly, in this case, as the rotation angle of the second arm unit 5 increases from the neutral state, the telescopic unit 13 folds so that the bending angle between the first link 14 and the second link 15 decreases, as shown in Figures 4(d) and (e) and 5(d) and (e). In other words, the telescopic unit 13 extends and retracts in response to the rotation of the second arm unit 5 relative to the first arm unit 4.
そして、図示を省略しているが、このような第2モータM2による第2アーム部5の回転駆動に加えて、第1モータM1により第1アーム部4が軸線A1を中心に回転駆動されることにより、当該ロボット1では、図5(a)の符号Arで示す可動領域内の任意の位置に作業軸7(エンドエフェクタ)が水平方向に移動する。 Although not shown in the figure, in addition to the rotational driving of the second arm portion 5 by the second motor M2, the first arm portion 4 is also rotationally driven around the axis A1 by the first motor M1, so that in the robot 1, the working axis 7 (end effector) moves horizontally to any position within the movable range indicated by the symbol Ar in Figure 5(a).
図4及び図5では、ロボットアーム3の中立状態からの第2アーム部5の動作について説明したが、第2アーム部5は、第2モータM2の駆動により、図4の(e)→(d)→(a)→(b)→(c)又は(c)→(b)→(a)→(d)→(e)にノンストップで作動することが可能である。つまり、ロボット1の平面視において、第1アーム部4に対して第2アーム部5が時計回り(R1方向)に回転、又は、反時計回り(R2方向)に回転、つまり、いわゆる右手系のアーム状態から左手系のアーム状態への切替え、又は、左手系のアーム状態から右手系のアーム状態への切替えを連続的に行うことが可能である。 Figures 4 and 5 describe the movement of the second arm unit 5 from the neutral state of the robot arm 3, but the second arm unit 5 can be driven by the second motor M2 to operate nonstop in the order of (e) → (d) → (a) → (b) → (c) or (c) → (b) → (a) → (d) → (e) in Figure 4. In other words, in a plan view of the robot 1, the second arm unit 5 can rotate clockwise (direction R1) or counterclockwise (direction R2) relative to the first arm unit 4, i.e., it can continuously switch from a so-called right-handed arm state to a left-handed arm state, or from a left-handed arm state to a right-handed arm state.
[効果]
以上説明したロボット1によれば、従来(特許文献1)、第2アーム部5の回転の軸線A2上に配置されている第2モータM2が、軸線A2よりも軸線A1寄りの位置に配置されている。そのため、ロボットアーム3の重心がより軸線A1に近く、これにより軸線A1回りのロボットアーム3のイナーシャ(慣性モーメント)が低減される。この場合、当該ロボット1では、第2モータM2の回転力が回転力伝達部6を介して第2アーム部5に伝達されるため、回転力伝達部6の重量増加によるイナーシャへの影響を考慮する必要がある。しかし、モータ本体M2aと減速機M2bとを含む第2モータM2の重量に比べると回転力伝達部6の重量は十分に小さく、この回転力伝達部6によるイナーシャへの影響度は極めて低い。そのため、上記ロボット1の構成によると、従来の水平多関節ロボットに比して、軸線A1回りのロボットアーム3のイナーシャを低減することが可能と言える。
[effect]
According to the robot 1 described above, the second motor M2, which is conventionally disposed on the axis A2 of rotation of the second arm unit 5 (see Patent Document 1), is disposed closer to the axis A1 than the axis A2. This reduces the center of gravity of the robot arm 3, thereby reducing the inertia (moment of inertia) of the robot arm 3 around the axis A1. In this case, the rotational force of the second motor M2 is transmitted to the second arm unit 5 via the rotational force transmission unit 6. Therefore, the influence of the increased weight of the rotational force transmission unit 6 on the inertia must be considered. However, the weight of the rotational force transmission unit 6 is sufficiently small compared to the weight of the second motor M2, including the motor body M2a and the reducer M2b, and the influence of the rotational force transmission unit 6 on the inertia is extremely small. Therefore, the configuration of the robot 1 described above can reduce the inertia of the robot arm 3 around the axis A1 compared to conventional horizontal articulated robots.
しかも、このロボット1では、軸線A2上に第2モータM2を配置した場合と遜色ないトルク及び速度(角速度)で、第2アーム部5を軸線A2回りに駆動することが可能である。以下、この点について図面を用いて説明する。 Furthermore, with this robot 1, it is possible to drive the second arm portion 5 around the axis A2 with torque and speed (angular velocity) comparable to when the second motor M2 is placed on the axis A2. This point will be explained below with reference to the drawings.
図6は、ロボット1の中立状態における平面モデル図である。また、図7は、第2アーム部5の作動時の平面モデル図である。詳しくは、第2アーム部5を反転駆動し、作業軸7を障害物に当接させて第2アーム部5の回転を規制した状態を示している。ここで、回転力伝達部6の伸縮部13の各リンク14、15のリンク長Bは互いに等しく、また、回転力伝達部6は、第2モータM2の回転角度θに対して、第2アーム部5を軸線A2回りに2θだけ移動させるように構成されているものとする。 Figure 6 is a plan view model of the robot 1 in a neutral state. Figure 7 is a plan view model of the second arm unit 5 when in operation. In detail, this shows the state in which the second arm unit 5 is driven in reverse and the working shaft 7 is brought into contact with an obstacle, restricting the rotation of the second arm unit 5. Here, the link lengths B of the links 14, 15 of the extension/contraction section 13 of the rotational force transmission unit 6 are equal to each other, and the rotational force transmission unit 6 is configured to move the second arm unit 5 by 2θ around the axis A2 relative to the rotation angle θ of the second motor M2.
ここで、図6及び図7に示すように、第2モータM2が発生する軸線A3回りのトルクをT1、その場合の軸線A2回りのトルクをT2、回転力伝達部6を介して第2アーム部5に伝達される回転力をFとすると、T1=F×2B×cosθである。よって、この式を変形すると
F=T1/(2B×cosθ)……(式1)
となる。一方、軸線A2回りの第2アーム部5の回転力をF′とすると、
F′=F×cosθ=T1/(2B)……(式2)
であるため、式1より、
T2=F′×B=T1/2……(式3)
となる。つまり、軸線A2回りのトルクT2は、軸線A3回りのトルクT1の1/2となる。要するに、第2モータM2を軸線A3上に配置した場合の軸線A2回りのトルクT2は、第2モータM2を軸線A2上に配置した場合のトルクの1/2となる。
6 and 7, if the torque around the axis A3 generated by the second motor M2 is T1, the torque around the axis A2 in this case is T2, and the rotational force transmitted to the second arm 5 via the rotational force transmission unit 6 is F, then T1 = F × 2B × cos θ. Therefore, this formula can be transformed to F = T1/(2B × cos θ) (Formula 1)
On the other hand, if the rotational force of the second arm portion 5 around the axis A2 is F', then
F'=F×cosθ=T1/(2B)...(Formula 2)
Therefore, from Equation 1,
T2=F'×B=T1/2...(Formula 3)
In other words, the torque T2 about the axis A2 is half the torque T1 about the axis A3. In other words, the torque T2 about the axis A2 when the second motor M2 is disposed on the axis A3 is half the torque when the second motor M2 is disposed on the axis A2.
従って、第2モータM2の減速機M2bの減速比を、第2モータM2が軸線A2上に配置された場合の2倍に設定すれば、軸線A2回りのトルクT2が2倍に、軸線A2回りの第2アーム部5の速度(角速度)が1/2になり、軸線A2上に第2モータM2を配置した場合と遜色ないトルク及び速度(角速度)で、第2アーム部5を軸線A2回りに駆動することが可能となる。この場合、減速機M2bの減速比の変更は、第2モータM2の重量増加を殆ど伴わない。Therefore, if the reduction ratio of the reducer M2b of the second motor M2 is set to twice that when the second motor M2 is arranged on the axis A2, the torque T2 about the axis A2 is doubled and the speed (angular velocity) of the second arm portion 5 about the axis A2 is halved, making it possible to drive the second arm portion 5 about the axis A2 with torque and speed (angular velocity) comparable to when the second motor M2 is arranged on the axis A2. In this case, changing the reduction ratio of the reducer M2b does not result in much increase in the weight of the second motor M2.
なお、第2モータM2から見たイナーシャ(慣性モーメント)は減速比の二乗分だけ小さくなるため、上記の通り減速比を2倍にすると、軸線A2回りのイナーシャは1/4となる。従って、既述のロボット1によると、第2モータM2を軸線A2上に配置した場合に比して、軸線A1回りのイナーシャに加えて、第2モータM2の位置を基準とした場合のイナーシャについても同等以下に低減することが可能となり、軸線A1回りのイナーシャを気にすることなく第2モータM2のトルクアップを図ることが可能となる。 Note that the inertia (moment of inertia) seen from the second motor M2 is reduced by the square of the reduction ratio, so if the reduction ratio is doubled as described above, the inertia around axis A2 will be reduced to one-quarter. Therefore, with the robot 1 described above, compared to when the second motor M2 is positioned on axis A2, it is possible to reduce not only the inertia around axis A1 but also the inertia when the position of second motor M2 is used as the reference to the same or less, making it possible to increase the torque of second motor M2 without having to worry about the inertia around axis A1.
[第2実施形態]
図8は、第2実施形態に係るロボット1の概略斜視図である。図中の(a)は、ロボットアーム3が中立状態にあるロボット1を示している。第2実施形態に係るロボット1は、回転力伝達部6の構成が、以下の点で第1実施形態と異なる。
Second Embodiment
8 is a schematic perspective view of the robot 1 according to the second embodiment. (a) in the figure shows the robot 1 with the robot arm 3 in a neutral state. The configuration of the rotational force transmission unit 6 of the robot 1 according to the second embodiment differs from that of the first embodiment in the following respects.
第1実施形態では、伸縮部13の各リンク14、15は、上向きに凸となるように屈曲した状態で、各基部10、12に対して連結されていた。これに対して第2実施形態では、第1リンク14と第2リンク15が下向きに凸となるように屈曲した状態で、各基部10、12に対して連結されている。In the first embodiment, each link 14, 15 of the extension/contraction section 13 was bent so as to be convex upward and connected to each base 10, 12. In contrast, in the second embodiment, the first link 14 and the second link 15 are bent so as to be convex downward and connected to each base 10, 12.
第2実施形態のロボット1では、第1アーム部4に対して第2アーム部5が回転すると、図8(b)、(c)に示すように、第1リンク14と第2リンク15の屈曲角度が小さくなるように伸縮部13が折り畳まれる。従って、回転力伝達部6は、第1実施形態と同様に、第2モータM2の回転力を第2アーム部5に伝達するとともに、第2アーム部5の回転に追従して変形する。すなわち伸縮する。 In the robot 1 of the second embodiment, when the second arm section 5 rotates relative to the first arm section 4, the extension/contraction section 13 is folded so that the bending angle between the first link 14 and the second link 15 becomes smaller, as shown in Figures 8(b) and (c). Therefore, the rotational force transmission section 6, like the first embodiment, transmits the rotational force of the second motor M2 to the second arm section 5 and deforms in response to the rotation of the second arm section 5. In other words, it extends and contracts.
このような第2実施形態のロボット1の構成によっても、第1実施形態と同様の効果を享受することができる。なお、第2実施形態の各基部10、12は、第1実施形態に比べて高さが高く構成されており、第2アーム部5の回転に伴い伸縮部13が折り畳まれる際に、アーム部4、5と伸縮部13とが干渉しない高さ位置に各リンク14、15が支持されている。 The configuration of the robot 1 of the second embodiment described above can also achieve the same effects as the first embodiment. Note that the bases 10, 12 of the second embodiment are configured to be taller than those of the first embodiment, and the links 14, 15 are supported at a height that prevents interference between the arm sections 4, 5 and the extendable section 13 when the extendable section 13 is folded as the second arm section 5 rotates.
[第3実施形態]
図9は、第3実施形態に係るロボット1の概略斜視図である。図中の(a)は、ロボットアーム3が中立状態にあるロボット1を示している。また、図10は、ロボット1の側面図(図9のX矢視図)である。第3実施形態に係るロボット1は、回転力伝達部6の構成が以下の点で第1実施形態と異なる。
[Third embodiment]
Fig. 9 is a schematic perspective view of the robot 1 according to the third embodiment. (a) in the figure shows the robot 1 with the robot arm 3 in a neutral state. Fig. 10 is a side view of the robot 1 (viewed from the X arrow in Fig. 9). The robot 1 according to the third embodiment differs from the first embodiment in the following respects regarding the configuration of the rotational force transmission unit 6.
第1実施形態では、伸縮部13の各リンク14、15に関し、軸線A6は軸線A3に直交し、同様に軸線A7は軸線A4に直交している。つまり、軸線A3に対して軸線A6が成す角度、及び軸線A4に対して軸線A7が成す角度は共に90°である。これに対して、第3実施形態では、図10に示すように、軸線A3に対して軸線A6が成す角度θa、及び軸線A4に対して軸線A7が成す角度θbは、鋭角の同一角度に設定されている。そのため、第1基部10におけるフレーム20の起立部20b、及び第2基部12におけるフレーム22の起立部22bは、共に垂直な軸線に対して傾いている。 In the first embodiment, for each link 14, 15 of the telescopic section 13, axis A6 is perpendicular to axis A3, and axis A7 is similarly perpendicular to axis A4. That is, the angle that axis A6 forms with respect to axis A3 and the angle that axis A7 forms with respect to axis A4 are both 90°. In contrast, in the third embodiment, as shown in FIG. 10, the angle θa that axis A6 forms with respect to axis A3 and the angle θb that axis A7 forms with respect to axis A4 are set to the same acute angle. Therefore, the upright portion 20b of the frame 20 in the first base 10 and the upright portion 22b of the frame 22 in the second base 12 are both inclined with respect to the vertical axis.
第3実施形態の構成の場合も、第1アーム部4に対して第2アーム部5が回転すると、この回転に伴い、図9(b)、(c)に示すように、第1リンク14と第2リンク15の屈曲角度が小さくなるように伸縮部13が折り畳まれる。従って、回転力伝達部6は、第1実施形態と同様に、第2モータM2の回転力を第2アーム部5に伝達するとともに、第2アーム部5の回転に追従して変形する。すなわち伸縮する。 In the configuration of the third embodiment, when the second arm portion 5 rotates relative to the first arm portion 4, the extension/contraction portion 13 folds in response to this rotation, as shown in Figures 9(b) and (c), so that the bending angle between the first link 14 and the second link 15 becomes smaller. Therefore, as in the first embodiment, the rotational force transmission portion 6 transmits the rotational force of the second motor M2 to the second arm portion 5 and deforms in response to the rotation of the second arm portion 5. In other words, it extends and contracts.
このような第3実施形態のロボット1の構成によっても、第1実施形態と同様の効果を享受することができる。なお、軸線A3に対して軸線A6が成す角度θa、及び軸線A4に対して軸線A7が成す角度θbは、第2アーム部5と伸縮部13との干渉回避の観点からは第1実施形態のように90°であるのが望ましい。当該角度θa、θbが90°よりも小さくなると、第2アーム部5と伸縮部13との干渉が懸念される。そのため、第3実施形態において、前記角度θa、θbは、第2アーム部5と伸縮部13とが干渉しない範囲、例えば10°以上90°未満の範囲で設定される。 With this configuration of the robot 1 of the third embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be achieved. Note that, from the perspective of avoiding interference between the second arm unit 5 and the telescopic unit 13, it is desirable that the angle θa between the axis A6 and the axis A3, and the angle θb between the axis A7 and the axis A4, be 90°, as in the first embodiment. If the angles θa and θb are less than 90°, there is a concern that the second arm unit 5 may interfere with the telescopic unit 13. Therefore, in the third embodiment, the angles θa and θb are set within a range in which the second arm unit 5 and the telescopic unit 13 do not interfere with each other, for example, within a range of 10° or greater and less than 90°.
[第4実施形態]
図11は、第4実施形態に係るロボット1の概略斜視図である。図中の(a)は、ロボットアーム3が中立状態にあるロボット1を示している。第4実施形態に係るロボット1は、回転力伝達部6の構成が以下の点で第1実施形態と異なる。
[Fourth embodiment]
11 is a schematic perspective view of the robot 1 according to the fourth embodiment. (a) in the figure shows the robot 1 with the robot arm 3 in a neutral state. The configuration of the rotational force transmission unit 6 of the robot 1 according to the fourth embodiment differs from that of the first embodiment in the following respects.
第1実施形態では、ロボットアーム3の中立状態では、アーム本体(第1アーム部4及び第2アーム部5)の平面視において、その幅方向外側に伸縮部13が配置されるように回転力伝達部6が構成されていた(図2参照)。これに対して、第4実施形態では、アーム本体の幅方向中央に沿って、すなわち、軸線A2~A4に交わる直線上に伸縮部13が配置されるように回転力伝達部6が構成されている。In the first embodiment, when the robot arm 3 is in the neutral state, the rotational force transmission unit 6 is configured so that the extension/contraction unit 13 is located on the outer side of the arm body (first arm section 4 and second arm section 5) in the width direction in a plan view (see Figure 2). In contrast, in the fourth embodiment, the rotational force transmission unit 6 is configured so that the extension/contraction unit 13 is located along the center of the arm body in the width direction, i.e., on a straight line intersecting the axes A2 to A4.
具体的には、各基部10、12のフレーム20、22は、水平部20a、22aが円盤状に形成され、その中央に起立部20b、22bが設けられている。第1リンク14及び第2リンク15のうち一方側の端部は二股に形成されており、他方側の端部が前記二股部分に挿入された状態で、第1リンク14と第2リンク15とが回転可能に連結されている。また、第1リンク14の第1基部10側の端部は二股に形成されており、第1リンク14は、当該二股部分に前記起立部20bが挿入された状態で、当該起立部20bに回転可能に連結されている。同様に、第2リンク15の第2基部12側の端部は二股に形成されており、第2リンク15は、当該二股部分に前記起立部22bが挿入された状態で、当該起立部22bに回転可能に連結されている。Specifically, the frames 20, 22 of each base 10, 12 have horizontal sections 20a, 22a formed in a disk shape, with standing sections 20b, 22b provided in their centers. One end of each of the first link 14 and the second link 15 is bifurcated, and the other end is inserted into the bifurcated portion, rotatably connecting the first link 14 and the second link 15. The end of the first link 14 facing the first base 10 is bifurcated, and the first link 14 is rotatably connected to the standing section 20b with the standing section 20b inserted into the bifurcated portion. Similarly, the end of the second link 15 facing the second base 12 is bifurcated, and the second link 15 is rotatably connected to the standing section 22b with the standing section 22b inserted into the bifurcated portion.
なお、第4実施形態のロボット1では、第2モータM2は、第1アーム部4の内部に配置されている。第2モータM2は、減速機M2bが上側に位置する上向きの姿勢で上壁部4aに固定され、減速機M2bの出力軸が第1基部10のフレーム20に固定さている。なお、図示を省略しているが、ケーブル100の配線構造は、後述する第5、第6実施形態と同様の配線構造を適用することができる。 In the robot 1 of the fourth embodiment, the second motor M2 is arranged inside the first arm portion 4. The second motor M2 is fixed to the upper wall portion 4a in an upward orientation with the reducer M2b located on the upper side, and the output shaft of the reducer M2b is fixed to the frame 20 of the first base portion 10. Although not shown in the figure, the wiring structure of the cable 100 can be the same as that of the fifth and sixth embodiments described below.
この第4実施形態の構成の場合も、第1実施形態と同様に、第1アーム部4に対して第2アーム部5が回転すると、図11(b)、(c)、(d)及び(e)に示すように、第1リンク14と第2リンク15の屈曲角度が小さくなるように伸縮部13が折り畳まれる。 In the case of the configuration of this fourth embodiment, as in the first embodiment, when the second arm portion 5 rotates relative to the first arm portion 4, the telescopic portion 13 is folded so that the bending angle between the first link 14 and the second link 15 becomes smaller, as shown in Figures 11(b), (c), (d) and (e).
このような第4実施形態のロボット1の構成によっても、第1実施形態と同様の効果を享受することができる。加えて、この第4実施形態のロボット1によれば、ロボットアーム3の中立状態において、アーム本体の幅方向内側に伸縮部13が配置されるように回転力伝達部6が構成されているため、第1実施形態のロボット1に比べてロボット全体がコンパクトになるという利点がある。 The configuration of the robot 1 of the fourth embodiment allows for the same effects as those of the first embodiment to be achieved. In addition, with the robot 1 of the fourth embodiment, the rotational force transmission unit 6 is configured so that the extension/contraction unit 13 is positioned on the inner side of the arm body in the width direction when the robot arm 3 is in the neutral state, which has the advantage of making the entire robot more compact than the robot 1 of the first embodiment.
[第5実施形態]
図12は、第5実施形態に係るロボット1を示す垂直面に沿った断面図である。第5実施形態に係るロボット1は、以下の点で、主にケーブル100の配線構造が第1実施形態と異なる。
Fifth Embodiment
12 is a vertical cross-sectional view showing the robot 1 according to the fifth embodiment. The robot 1 according to the fifth embodiment differs from the first embodiment mainly in the wiring structure of the cable 100 in the following respects.
第1実施形態では、ケーブル100は、ケーブル配管L1を通じてベース部2から回転力伝達部6に案内され、当該回転力伝達部6の内部を通じて第2アーム部5の先端部に案内されていた。第5実施形態では、図12に示すように、ベース部2と第2アーム部5との間にケーブル配管L1が設けられている。 In the first embodiment, the cable 100 was guided from the base portion 2 to the rotational force transmission portion 6 through the cable piping L1, and then guided to the tip of the second arm portion 5 through the inside of the rotational force transmission portion 6. In the fifth embodiment, as shown in FIG. 12, the cable piping L1 is provided between the base portion 2 and the second arm portion 5.
ケーブル100は、ケーブル配管L1を通じてベース部2から第2アーム部5の内部に案内されている。詳しくは、ケーブル100は、作業軸7と回転力伝達部6の第2基部12との間の位置で第2アーム部5の内部に案内されている。そして、ケーブル100のうち、第3モータ用及び第4モータ用のケーブルが、各々、第2アーム部5の内部で第3モータM3及び第4モータM4に接続されている。また、第2モータ用のケーブルが、中空シャフト5cを通じて第2アーム部5から第1アーム部4に導入され、当該第1アーム部4の内部で第2モータM2に接続されている。第1モータ用のケーブルは、第1実施形態と同様に、ベース部2内で第1モータM1に接続されている。The cable 100 is guided from the base 2 into the second arm 5 through the cable piping L1. Specifically, the cable 100 is guided into the second arm 5 at a position between the working shaft 7 and the second base 12 of the rotational force transmission unit 6. Of the cable 100, the cables for the third and fourth motors are connected to the third and fourth motors M3 and M4, respectively, inside the second arm 5. The cable for the second motor is introduced from the second arm 5 into the first arm 4 through the hollow shaft 5c and connected to the second motor M2 inside the first arm 4. The cable for the first motor is connected to the first motor M1 inside the base 2, as in the first embodiment.
なお、第5実施形態のロボット1では、第2モータM2は、減速機M2bが上側に位置する上向きの姿勢とされ、第1アーム部4の上壁部4aに対して減速機M2bが固定されている。そして、回転力伝達部6の第1基部10のフレーム20に対して減速機M2bの出力軸が固定されている。 In the robot 1 of the fifth embodiment, the second motor M2 is positioned upward with the reducer M2b on the upper side, and the reducer M2b is fixed to the upper wall portion 4a of the first arm portion 4. The output shaft of the reducer M2b is fixed to the frame 20 of the first base portion 10 of the rotational force transmission unit 6.
第5実施形態のロボット1の基本構造は、第1実施形態と同じであり、よって、第5実施形態のロボット1も第1実施形態と同様の効果を享受することができる。 The basic structure of the robot 1 of the fifth embodiment is the same as that of the first embodiment, and therefore the robot 1 of the fifth embodiment can also enjoy the same effects as the first embodiment.
[第6実施形態]
図13は、第6実施形態に係るロボット1の垂直面に沿った断面図である。第6実施形態に係るロボット1は、以下の点で、主にケーブル100の配線構造が第1実施形態と異なる。
Sixth Embodiment
13 is a vertical cross-sectional view of the robot 1 according to the sixth embodiment. The robot 1 according to the sixth embodiment differs from the first embodiment mainly in the wiring structure of the cable 100 in the following respects.
第1実施形態では、フレキシブルチューブからなる可撓性を有したケーブル配管L1(図1では図示省略)が設けられ、当該ケーブル配管L1を通じてケーブル100がベース部2から回転力伝達部6に案内されていた。第6実施形態では、第1実施形態のケーブル配管L1に代えて、剛性を有する中空構造体からなるケーブル案内部40がベース部2の上部に設けられている。In the first embodiment, a flexible cable pipe L1 (not shown in Figure 1) made of a flexible tube was provided, and the cable 100 was guided from the base portion 2 to the rotational force transmission portion 6 through this cable pipe L1. In the sixth embodiment, instead of the cable pipe L1 of the first embodiment, a cable guide portion 40 made of a rigid hollow structure is provided above the base portion 2.
ケーブル案内部40は、ベース部2の上面から上方に延びる縦案内部41と、その上端から水平方向に延びる横案内部42とを備えた逆L字型の形状を有する。縦案内部41は、ベース部2の上面のうち、第1アーム部4の可動領域から外れた位置に設けられている。また、横案内部42は、第1アーム部4の上面よりも上方に位置し、その先端部が軸線A1上に位置するように設けられている。 The cable guide section 40 has an inverted L-shape, with a vertical guide section 41 extending upward from the top surface of the base section 2 and a horizontal guide section 42 extending horizontally from the top end of the vertical guide section 41. The vertical guide section 41 is located on the top surface of the base section 2, outside the movable range of the first arm section 4. The horizontal guide section 42 is located above the top surface of the first arm section 4, with its tip positioned on the axis A1.
横案内部42の先端部下面には、軸線A1に対応する位置に開口部42aが形成されている。また、第1アーム部4の上面(上壁部4a)には、当該開口部42aに対向する開口部4cが形成されている。An opening 42a is formed on the underside of the tip of the lateral guide portion 42 at a position corresponding to the axis A1. In addition, an opening 4c facing the opening 42a is formed on the upper surface (upper wall portion 4a) of the first arm portion 4.
ケーブル100は、図13に示すように、ベース部2の上壁部2aに形成された開口部2bを通じてケーブル案内部40に導入され、前記開口部42a、4cを介してケーブル案内部40から第1アーム部4の内部に案内され、さらに中空シャフト5cを通じて第1アーム部4から第2アーム部5の先端部に案内されている。そして、ケーブル100のうち、第2モータ用のケーブルが第1アーム部4内で第2モータM2に接続され、第3モータ用及び第4モータ用のケーブルが、第2アーム部5の内部で、各々、第3モータM3及び第4モータM4に接続されている。第1モータ用のケーブルは、第1実施形態と同様にベース部2内で第1モータM1に接続されている。As shown in Figure 13, the cable 100 is introduced into the cable guide section 40 through the opening 2b formed in the upper wall section 2a of the base section 2, guided from the cable guide section 40 into the interior of the first arm section 4 through the openings 42a and 4c, and further guided from the first arm section 4 to the tip of the second arm section 5 through the hollow shaft 5c. Of the cable 100, the cable for the second motor is connected to the second motor M2 within the first arm section 4, and the cables for the third and fourth motors are connected to the third motor M3 and fourth motor M4, respectively, within the second arm section 5. The cable for the first motor is connected to the first motor M1 within the base section 2, as in the first embodiment.
なお、第6実施形態のロボット1では、第2モータM2は、第5実施形態と同様に上向きの姿勢とされて、第1アーム部4の上壁部4aに対して減速機M2bが固定されている。そして、回転力伝達部6の第1基部10のフレーム20に対して減速機M2bの出力軸が固定されている。 In the robot 1 of the sixth embodiment, the second motor M2 is oriented upward, as in the fifth embodiment, and the reducer M2b is fixed to the upper wall 4a of the first arm 4. The output shaft of the reducer M2b is fixed to the frame 20 of the first base 10 of the rotational force transmission unit 6.
第6実施形態のロボット1の基本構造は、第1実施形態と同じであり、よって、第6実施形態のロボット1も第1実施形態と同様の効果を享受することができる。加えて、第6実施形態のロボット1によれば、ケーブル配管L1が省略されるため、当該ケーブル配管L1と外部設備との干渉リスクが軽減されるという利点がある。 The basic structure of the robot 1 of the sixth embodiment is the same as that of the first embodiment, and therefore the robot 1 of the sixth embodiment can also enjoy the same effects as the first embodiment. In addition, the robot 1 of the sixth embodiment has the advantage that the cable piping L1 is omitted, thereby reducing the risk of interference between the cable piping L1 and external equipment.
[第7実施形態]
図14は、第7実施形態に係るロボット1の垂直面に沿った要部断面図である。第7実施形態に係るロボット1は、以下の点で、回転力伝達部6及びケーブル100の配線構造が第1実施形態と異なる。
Seventh Embodiment
14 is a vertical cross-sectional view of the essential parts of the robot 1 according to the seventh embodiment. The robot 1 according to the seventh embodiment differs from the first embodiment in the following respects in the wiring structure of the rotational force transmission unit 6 and the cable 100.
第7実施形態のロボット1では、軸線A1上に第2モータM2が配置されている。すなわち、軸線A1回りの回転力を発生するように、第1アーム部4に対して第2モータM2が配置されており、この第2モータM2の配置に対応するように回転力伝達部6が設けられている。回転力伝達部6の基本構成は第1実施形態と同じであるが、各リンク14、15のリンク長が第1実施形態と異なる。 In the robot 1 of the seventh embodiment, the second motor M2 is arranged on the axis A1. That is, the second motor M2 is arranged with respect to the first arm portion 4 so as to generate a rotational force about the axis A1, and the rotational force transmission unit 6 is provided to correspond to the arrangement of this second motor M2. The basic configuration of the rotational force transmission unit 6 is the same as in the first embodiment, but the link length of each link 14, 15 differs from that in the first embodiment.
また、第7実施形態では、第1実施形態のケーブル配管L1に代えて、第6実施形態と同様のケーブル案内部40がベース部2の上部に設けられている。ケーブル案内部40の横案内部42は、回転力伝達部6の第1基部10の上面よりも上方、すなわちカバー21の上面よりも上方に設けられている。カバー21には、ケーブル案内部40(横案内部42)の前記開口部42aに対向する位置、すなわち軸線A1上に開口部21aが設けられている。 In addition, in the seventh embodiment, instead of the cable piping L1 of the first embodiment, a cable guide section 40 similar to that of the sixth embodiment is provided on the upper part of the base section 2. The lateral guide section 42 of the cable guide section 40 is provided above the upper surface of the first base section 10 of the rotational force transmission section 6, i.e., above the upper surface of the cover 21. The cover 21 has an opening 21a at a position opposite the opening 42a of the cable guide section 40 (lateral guide section 42), i.e., on the axis A1.
ケーブル100は、図14に示すように、ベース部2の上壁部2aに形成された開口部2bを通じてケーブル案内部40に導入され、前記開口部42a、21aを介してケーブル案内部40から回転力伝達部6の第1基部10の内部に案内されていている。そして、第1実施形態と同様に、回転力伝達部6の内部を通じて第2アーム部5の先端部に案内されている。As shown in Figure 14, the cable 100 is introduced into the cable guide section 40 through the opening 2b formed in the upper wall section 2a of the base section 2, and is guided from the cable guide section 40 through the openings 42a and 21a into the interior of the first base section 10 of the rotational force transmission section 6. Then, as in the first embodiment, the cable 100 is guided through the interior of the rotational force transmission section 6 to the tip of the second arm section 5.
第7実施形態のロボット1の基本構造は、第1実施形態と同じであり、よって、第7実施形態のロボット1も第1実施形態と同様の効果を享受することができる。しかも、第7実施形態では、第1アーム部4の回転中心となる軸線A1上に第2モータM2が配置されているため、軸線A3上に第2モータM2が配置されている場合に比べて、ロボットアーム3の重心がより軸線A1に近くなる。よって、第7実施形態のロボット1によれば、軸線A1回りのロボットアーム3のイナーシャ(慣性モーメント)が第1実施形態のロボット1に比して低減される。 The basic structure of the robot 1 of the seventh embodiment is the same as that of the first embodiment, and therefore the robot 1 of the seventh embodiment can also enjoy the same effects as the first embodiment. Moreover, in the seventh embodiment, the second motor M2 is arranged on the axis A1, which is the center of rotation of the first arm section 4, and therefore the center of gravity of the robot arm 3 is closer to the axis A1 than when the second motor M2 is arranged on the axis A3. Therefore, according to the robot 1 of the seventh embodiment, the inertia (moment of inertia) of the robot arm 3 around the axis A1 is reduced compared to the robot 1 of the first embodiment.
[第8実施形態]
図15は、第8実施形態に係るロボット1の垂直面に沿った要部断面図である。第8実施形態に係るロボット1は、既述の第6実施形態(図13参照)のロボット1において、第2モータM2が軸線A1上に配置された構成を有している。そして、この第2モータM2の配置に対応するように回転力伝達部6が設けられている。回転力伝達部6の基本構成は第1実施形態と同じである。
Eighth Embodiment
15 is a cross-sectional view of a main part of a robot 1 according to the eighth embodiment, taken along a vertical plane. The robot 1 according to the eighth embodiment has a configuration in which the second motor M2 is arranged on the axis A1 in the robot 1 according to the sixth embodiment (see FIG. 13 ). A rotational force transmission unit 6 is provided corresponding to the arrangement of the second motor M2. The basic configuration of the rotational force transmission unit 6 is the same as that of the first embodiment.
具体的には、第8実施形態では、第2モータM2が、第1アーム部4の前記開口部4c、及び横案内部42の前記開口部42aを通じて、ケーブル案内部40の横案内部42を上下方向に貫通するように配置されている。そして、横案内部42の上方に、回転力伝達部6の第1基部10が配置され、この第1基部10のフレーム20(水平部20a)に、第2モータM2の減速機M2bの出力軸が固定されている。 Specifically, in the eighth embodiment, the second motor M2 is arranged to vertically pass through the lateral guide portion 42 of the cable guide unit 40 via the opening 4c of the first arm portion 4 and the opening 42a of the lateral guide portion 42. The first base portion 10 of the rotational force transmission unit 6 is arranged above the lateral guide portion 42, and the output shaft of the reducer M2b of the second motor M2 is fixed to the frame 20 (horizontal portion 20a) of this first base portion 10.
ケーブル100は、第6実施形態と同様に、ベース部2からケーブル案内部40に導入され、前記開口部42a、4cを介してケーブル案内部40から第2モータM2に沿って第1アーム部4の内部に案内されている。そして、第1アーム部4及び第2アーム部5の各々内部を通じて第2アーム部5の先端部に案内されている。As in the sixth embodiment, the cable 100 is introduced from the base 2 into the cable guide 40, and is guided from the cable guide 40 through the openings 42a and 4c along the second motor M2 into the interior of the first arm 4. The cable 100 is then guided through the interiors of the first arm 4 and the second arm 5 to the tip of the second arm 5.
第8実施形態のロボット1の基本構造は、第1実施形態と同じであり、よって、第8実施形態のロボット1も第1実施形態と同様の効果を享受することができる。また、第8実施形態では、第1アーム部4の回転中心となる軸線A1上に第2モータM2が配置されているため、第7実施形態のロボット1と同様に、軸線A1回りのロボットアーム3のイナーシャ(慣性モーメント)を第1実施形態のロボット1に比して低減することが可能となる。 The basic structure of the robot 1 of the eighth embodiment is the same as that of the first embodiment, and therefore the robot 1 of the eighth embodiment can also enjoy the same effects as the first embodiment. Furthermore, in the eighth embodiment, the second motor M2 is arranged on the axis A1, which is the center of rotation of the first arm section 4. Therefore, similar to the robot 1 of the seventh embodiment, it is possible to reduce the inertia (moment of inertia) of the robot arm 3 around the axis A1 compared to the robot 1 of the first embodiment.
[第9実施形態]
図16は、第9実施形態に係るロボット1の垂直面に沿った断面図である。第9実施形態に係るロボット1は、既述の第6実施形態(図13参照)のロボット1と基本的な構造は共通するが、以下の点で、作業軸7及び駆動機構部8の具体的な構成が第6実施形態と異なる。
Ninth Embodiment
16 is a vertical cross-sectional view of the robot 1 according to the ninth embodiment. The robot 1 according to the ninth embodiment has a basic structure in common with the robot 1 according to the sixth embodiment (see FIG. 13 ), but differs from the sixth embodiment in the following respects in the specific configurations of the working shaft 7 and the drive mechanism 8.
第9実施形態のロボット1では、作業軸7がボールねじスプライン軸であり、回転力伝達部6の第2基部12を上下方向に貫通するように、軸線A4上に作業軸7が配置されている。詳しくは、前記ベアリングB5、第2基部12のフレーム22の開口部22c及びカバー23に形成された開口部23aを通じて、作業軸7が第2基部12を上下方向に貫通している。 In the robot 1 of the ninth embodiment, the working shaft 7 is a ball screw spline shaft, and is arranged on the axis A4 so as to vertically penetrate the second base 12 of the rotational force transmission unit 6. More specifically, the working shaft 7 vertically penetrates the second base 12 through the bearing B5, the opening 22c of the frame 22 of the second base 12, and the opening 23a formed in the cover 23.
作業軸7は、第2アーム部5の上壁部5aにベアリングB20を介して回転可能に支持されたボールねじナット36aと、下壁部5bにベアリングB21を介して回転可能に支持されたボールスプラインナット38aとに挿入されている。そして、ボールねじナット36aが第3モータM3により、ボールスプラインナット38aを第4モータM4により各々ベルト伝動機構により駆動される。The working shaft 7 is inserted into a ball screw nut 36a, which is rotatably supported on the upper wall portion 5a of the second arm portion 5 via a bearing B20, and a ball spline nut 38a, which is rotatably supported on the lower wall portion 5b via a bearing B21. The ball screw nut 36a is driven by the third motor M3, and the ball spline nut 38a is driven by the fourth motor M4, both via belt transmission mechanisms.
具体的には、第2アーム部5における軸線A4と軸線A2軸との間の位置に、各出力軸が第2アーム部5内に位置するように、第3モータM3及び第4モータM4が上下向かい合わせに配置されている。そして、ボールねじナット36aに装着されたプーリ36bと、第3モータM3の出力軸に固定されたプーリ36cとに亘って伝動ベルト36dが装着されるとともに、ボールスプラインナット38aに装着されたプーリ38bと、第4モータM4の出力軸に固定されたプーリ38cとに亘って伝動ベルト38dが装着されている。この構成により、第3モータM3によりボールねじナット36aが回転駆動されると、作業軸7が第2アーム部5に対して上下方向に移動し、第3モータM3及び第4モータM4によりボールねじナット36aとボールスプラインナット38aとが同期して回転駆動されると、作業軸7が軸線A4回りに回転する。Specifically, the third motor M3 and the fourth motor M4 are arranged facing each other vertically between the axes A4 and A2 on the second arm 5, with their output shafts positioned within the second arm 5. A transmission belt 36d is attached between a pulley 36b attached to the ball screw nut 36a and a pulley 36c fixed to the output shaft of the third motor M3, and a transmission belt 38d is attached between a pulley 38b attached to the ball spline nut 38a and a pulley 38c fixed to the output shaft of the fourth motor M4. With this configuration, when the ball screw nut 36a is driven to rotate by the third motor M3, the working shaft 7 moves vertically relative to the second arm 5. When the ball screw nut 36a and the ball spline nut 38a are driven to rotate in synchronous fashion by the third motor M3 and the fourth motor M4, the working shaft 7 rotates about the axis A4.
第9実施形態では、このように、第3モータM3、第4モータM4、ボールねじナット36a、ボールスプラインナット38a及び既述のベルト伝動機構により、駆動機構部8が構成されている。 In the ninth embodiment, the drive mechanism unit 8 is thus composed of the third motor M3, the fourth motor M4, the ball screw nut 36a, the ball spline nut 38a, and the belt transmission mechanism described above.
第9実施形態のロボット1の基本構造は、第1実施形態と同じであり、よって、第9実施形態のロボット1も第1実施形態と同様の効果を享受することができる。 The basic structure of the robot 1 of the 9th embodiment is the same as that of the first embodiment, and therefore the robot 1 of the 9th embodiment can also enjoy the same effects as the first embodiment.
加えて、第9実施形態のロボット1では、作業軸7が、軸線A4上に配置されて、回転力伝達部6の第2基部12を上下方向に貫通するように構成されているので、第2アーム部5の作動時に、回転力伝達部6が作業軸7の駆動機構部8と干渉することが無い。そのため、当該干渉を避けるために第2アーム部5の可動領域Arが制約を受けることが無い、換言すると、可動領域Arの増大に寄与するという利点がある。 In addition, in the robot 1 of the ninth embodiment, the working shaft 7 is arranged on the axis A4 and is configured to vertically pass through the second base 12 of the rotational force transmission unit 6. Therefore, when the second arm unit 5 is in operation, the rotational force transmission unit 6 does not interfere with the drive mechanism unit 8 of the working shaft 7. Therefore, the movable area Ar of the second arm unit 5 is not restricted in order to avoid such interference; in other words, this has the advantage of contributing to an increase in the movable area Ar.
[第10実施形態]
図17は、第10実施形態に係るロボット1の垂直面に沿った断面図である。第10実施形態に係るロボット1は、以下の点で、回転力伝達部6の具体的な構成が第1実施形態と異なる。
Tenth Embodiment
17 is a vertical cross-sectional view of the robot 1 according to the tenth embodiment. The robot 1 according to the tenth embodiment differs from the first embodiment in the specific configuration of the rotational force transmission unit 6 in the following respects.
第1実施形態では、回転力伝達部6の伸縮部13は、2つのリンク14、15がそれらの端部で相互に連結された構成であったが、第10実施形態の伸縮部13は、図17に示すように、複数の平行リンク機構が組み合わされたマジックハンド型のリンク機構(レージトング)からなる。 In the first embodiment, the extension/contraction section 13 of the rotational force transmission section 6 was configured by two links 14, 15 connected to each other at their ends, but the extension/contraction section 13 in the tenth embodiment consists of a magic hand-type link mechanism (lage tongs) that combines multiple parallel link mechanisms, as shown in Figure 17.
なお、伸縮部13を構成する個々のリンクの一部又は全部は中空構造であり、ケーブル配管L1を通じてベース部2から回転力伝達部6に案内されたケーブル100は、伸縮部13のリンクの内部を通じて第2アーム部5の先端部に案内されている。この点は、第1実施形態と同じである。 In addition, some or all of the individual links that make up the telescopic section 13 have a hollow structure, and the cable 100 that is guided from the base section 2 to the rotational force transmission section 6 through the cable piping L1 is guided to the tip of the second arm section 5 through the inside of the link of the telescopic section 13. This is the same as in the first embodiment.
第10実施形態のロボット1の基本構造は、第1実施形態と同じであり、よって、第10実施形態のロボット1も第1実施形態と同様の効果を享受することができる。 The basic structure of the robot 1 of the 10th embodiment is the same as that of the first embodiment, and therefore the robot 1 of the 10th embodiment can also enjoy the same effects as the first embodiment.
しかも、既述のようなマジックハンド型の伸縮部13(レージトング)によると、第2アーム部5の回転に伴い軸線A4と軸線A3とが最も接近した状態、つまり、伸縮部13が最も小さく折り畳まれた状態の当該伸縮部13の上端高さが、第1実施形態の伸縮部13に比べて低く抑えられる。そのため、稼働中の伸縮部13の占有高さを低く抑えることが可能になる。 Furthermore, with the magic hand-type telescopic unit 13 (lage tongs) as described above, when the axis A4 and axis A3 are closest to each other as the second arm unit 5 rotates, i.e., when the telescopic unit 13 is folded to its smallest size, the height of the upper end of the telescopic unit 13 is kept lower than that of the telescopic unit 13 of the first embodiment. This makes it possible to keep the occupied height of the telescopic unit 13 low during operation.
[第11実施形態]
図18は、第11実施形態に係るロボット1の斜視図であり、図19は、ロボット1の平面図(一部断面図)である。第11実施形態に係るロボット1は、以下の点で、回転力伝達部6の具体的な構成が第1実施形態と異なる。
Eleventh Embodiment
Fig. 18 is a perspective view of the robot 1 according to the eleventh embodiment, and Fig. 19 is a plan view (partially cross-sectional view) of the robot 1. The robot 1 according to the eleventh embodiment differs from the first embodiment in the specific configuration of the rotational force transmission unit 6 in the following respects.
図18及び図19に示すように、第11実施形態のロボット1では、回転力伝達部6の伸縮部13を構成する第1リンク14が、第2リンク15に連結される第1部分141と、第1基部10(フレーム20)に連結される第2部分142と、これらを軸線A8回りに相対回転可能に連結する連結部16とで構成されている。軸線A8は、軸線A5~軸線A7と直交して第1リンク14の長手方向に延びる軸線である。連結部16は、例えばクロスローラベアリング等のベアリングで構成されており、当該ベアリングの内輪が第1部分141に、外輪部が第2部分142に各々固定されている。18 and 19, in the robot 1 of the eleventh embodiment, the first link 14 constituting the extension/contraction section 13 of the rotational force transmission section 6 is composed of a first section 141 connected to the second link 15, a second section 142 connected to the first base section 10 (frame 20), and a connecting section 16 that connects these sections so that they can rotate relative to each other about axis A8. Axis A8 is an axis that extends in the longitudinal direction of the first link 14, perpendicular to axes A5 to A7. The connecting section 16 is composed of a bearing such as a cross roller bearing, with the inner ring of the bearing fixed to the first section 141 and the outer ring fixed to the second section 142.
第11実施形態のロボット1によると、第2モータM2が発生する回転力を、回転力伝達部6を介してより円滑に第2アーム部5に伝達することが可能となる。すなわち、回転力伝達部6における軸線A3~軸線A7の精度が十分に確保されていない場合には、各リンク14、15や各ベアリングB5、B13~B15に不要な力が働いて変形し、回転力伝達部6の作動時の抵抗となることが考えられる。第11実施形態の構成によると、第1部分141と第2部分142との相対回転が許容されることで、既述のような不要な力を逃がすことができる。そのため、回転力伝達部6の円滑な作動が可能となり、その結果、第2モータM2が発生する回転力をより円滑に第2アーム部5に伝達することが可能となる。 The robot 1 of the 11th embodiment allows the rotational force generated by the second motor M2 to be transmitted more smoothly to the second arm portion 5 via the rotational force transmission unit 6. In other words, if the precision of the axes A3 to A7 in the rotational force transmission unit 6 is not sufficiently ensured, unnecessary forces may act on the links 14, 15 and the bearings B5, B13 to B15, causing deformation and creating resistance when the rotational force transmission unit 6 operates. The configuration of the 11th embodiment allows relative rotation between the first portion 141 and the second portion 142, allowing the aforementioned unnecessary forces to be released. This enables smooth operation of the rotational force transmission unit 6, and as a result, the rotational force generated by the second motor M2 may be transmitted more smoothly to the second arm portion 5.
なお、図18の例では、第1リンク14側に連結部16が設けられた構成であるが、第2リンク15側に連結部16が設けられた構成であってもよい。また、前記連結部16は、ベアリングで構成されているが、第1部分141と第2部分142とを軸線A8回りに相対回転可能に連結可能であればベアリングには限定されない。但し、ベアリングにより連結部16が構成される場合には、図19に示すように、伸縮部13の内部にケーブル100を難なく配索することが可能となる。 In the example of Figure 18, the connecting portion 16 is provided on the first link 14 side, but the connecting portion 16 may also be provided on the second link 15 side. Furthermore, while the connecting portion 16 is configured as a bearing, it is not limited to a bearing as long as it can connect the first portion 141 and the second portion 142 so that they can rotate relatively around the axis A8. However, if the connecting portion 16 is configured as a bearing, it becomes possible to easily route the cable 100 inside the telescopic portion 13, as shown in Figure 19.
図示を省略するが、第10実施形態(図17参照)についても、第11実施形態と同様の構成を採用することが可能である。この場合には、伸縮部13の前記複数の平行リンク機構を構成するリンク部材のうち、第1基部10に連結されたリンク部材又は第2基部12に連結されたリンク部材に連結部16を設けることができる。Although not shown, the tenth embodiment (see Figure 17) can also adopt a configuration similar to that of the eleventh embodiment. In this case, a connecting portion 16 can be provided on the link member connected to the first base portion 10 or the link member connected to the second base portion 12, among the link members that constitute the multiple parallel link mechanisms of the extension/contraction portion 13.
[第12実施形態]
図20は、第12実施形態に係るロボット1の斜視図であり、図21は、ロボット1の平面図(一部断面図)である。また、図22は、ロボット1の垂直面に沿った断面図である。第12実施形態に係るロボット1は、以下の点で、回転力伝達部6の具体的な構成が第1実施形態と異なる。
[Twelfth embodiment]
Fig. 20 is a perspective view of the robot 1 according to the twelfth embodiment, and Fig. 21 is a plan view (partially cross-sectional view) of the robot 1. Fig. 22 is a cross-sectional view taken along a vertical plane of the robot 1. The robot 1 according to the twelfth embodiment differs from the first embodiment in the following respects in terms of the specific configuration of the rotational force transmission unit 6.
図20~図22に示すように、第12実施形態では、回転力伝達部6の伸縮部13が、リンク機構に代えて直動部材で構成されている。具体的には、伸縮部13は、第2基部12に連結される軸部材50と、第1基部10に連結されるガイド部材52とを備える。当例では、軸部材50はスプライン軸であり、ガイド部材52は、筒状のスプラインナットである。 As shown in Figures 20 to 22, in the twelfth embodiment, the extension/contraction section 13 of the rotational force transmission section 6 is configured with a linear motion member instead of a link mechanism. Specifically, the extension/contraction section 13 includes a shaft member 50 connected to the second base section 12 and a guide member 52 connected to the first base section 10. In this example, the shaft member 50 is a spline shaft, and the guide member 52 is a cylindrical spline nut.
伸縮部13は、軸部材50の一端側(先端側)がガイド部材52の一端側(先端側)からその内部に挿入されたテレスコピック構造である。ガイド部材52の軸長L52は、軸部材50の軸長L50より若干長く設定されており、各軸長L50、L52は、ロボットアーム3の中立状態において、軸線A6と軸線A7とのほぼ中間位置で、軸部材50の先端部がガイド部材52の先端部に挿入された状態となる一方、中立状態から最も第2アーム部5が回転した状態において、軸部材50の先端がガイド部材52の奥端部に位置するように(すなわち、ガイド部材52から外部に突出しない)ように設定されている。The telescopic section 13 has a telescopic structure in which one end (tip side) of the shaft member 50 is inserted into one end (tip side) of the guide member 52. The shaft length L52 of the guide member 52 is set slightly longer than the shaft length L50 of the shaft member 50. The shaft lengths L50 and L52 are set so that when the robot arm 3 is in the neutral state, the tip of the shaft member 50 is inserted into the tip of the guide member 52 at a position approximately midway between the axes A6 and A7, and so that when the second arm section 5 has rotated the most from the neutral state, the tip of the shaft member 50 is located at the innermost end of the guide member 52 (i.e., does not protrude outside the guide member 52).
軸部材50の他端部(基端部)はホルダ部材51に保持されており、軸部材50は、このホルダ部材51を介して、第2基部12のフレーム22(起立部22b)に対して軸線A7回りに回転可能に連結されている。また、ガイド部材52の他端部(基端部)はホルダ部材53に保持されており、ガイド部材52は、このホルダ部材53を介して、第1基部10のフレーム20(起立部20b)に対して軸線A6回りに回転可能に連結されている。詳しくは、図21に示すように、ホルダ部材51に設けられた軸部51aが起立部22bに設けられた前記ベアリングB15の内輪に保持されている。また、ホルダ部材53に設けられた軸部53aが起立部20bに設けられた前記ベアリングB14の内輪に保持されている。これにより、第2基部12に対して軸部材50が、第1基部10に対してガイド部材52が、各々回転可能に連結されている。The other end (base end) of the shaft member 50 is held by a holder member 51, and the shaft member 50 is rotatably connected to the frame 22 (standing portion 22b) of the second base 12 via this holder member 51 around axis A7. The other end (base end) of the guide member 52 is held by a holder member 53, and the guide member 52 is rotatably connected to the frame 20 (standing portion 20b) of the first base 10 via this holder member 53 around axis A6. Specifically, as shown in FIG. 21 , the shaft portion 51a provided on the holder member 51 is held by the inner ring of the bearing B15 provided on the standing portion 22b. The shaft portion 53a provided on the holder member 53 is held by the inner ring of the bearing B14 provided on the standing portion 20b. As a result, the shaft member 50 is rotatably connected to the second base portion 12, and the guide member 52 is rotatably connected to the first base portion 10.
図22に示すように、第2モータM2は、第6実施形態(図13参照)と同様に上向きの姿勢とされて、第1アーム部4の上壁部4aに対して減速機M2bが固定されている。そして、回転力伝達部6の第1基部10のフレーム20に対して減速機M2bの出力軸が固定されている。 As shown in Figure 22, the second motor M2 is oriented upward, as in the sixth embodiment (see Figure 13), and the reducer M2b is fixed to the upper wall 4a of the first arm 4. The output shaft of the reducer M2b is fixed to the frame 20 of the first base 10 of the rotational force transmission unit 6.
第12実施形態のロボット1におけるケーブル100の配線構造は、第6実施形態(図13参照)の配線構造と同じである。すなわち、ベース部2の上部に前記ケーブル案内部40が設けられている。ケーブル100は、ベース部2からケーブル案内部40に導入されている。そして、ケーブル案内部40を通じて第1アーム部4の内部に案内され、さらに中空シャフト5cを通じて第1アーム部4から第2アーム部5の先端部に案内されている。 The wiring structure of the cable 100 in the robot 1 of the twelfth embodiment is the same as the wiring structure of the sixth embodiment (see Figure 13). That is, the cable guide section 40 is provided on the upper part of the base section 2. The cable 100 is introduced from the base section 2 into the cable guide section 40. It is then guided through the cable guide section 40 into the interior of the first arm section 4, and further guided from the first arm section 4 to the tip of the second arm section 5 through the hollow shaft 5c.
図23及び図24は、第12実施形態のロボット1の動作説明図であり、図23は斜視図で、図24は平面図で、各々、ロボット1の動作を示している。なお、図23及び図24では、回転力伝達部6の各基部10、12のカバー21、23及びケーブル案内部40は省略されている。 Figures 23 and 24 are explanatory diagrams of the operation of the robot 1 of the twelfth embodiment, with Figure 23 being a perspective view and Figure 24 being a plan view, each showing the operation of the robot 1. Note that in Figures 23 and 24, the covers 21, 23 of the bases 10, 12 of the rotational force transmission unit 6 and the cable guide unit 40 are omitted.
図23(a)及び図24(a)は、ロボットアーム3が中立状態のロボット1を示している。ロボットアーム3の中立状態において、第2アーム部5が第2モータM2により正転駆動されると、第2アーム部5が平面視で時計回り(矢印R1の方向)に回転する。この際、中立状態から第2アーム部5の回転角度が大きくなるに伴い、図23(b)、(c)及び図24(b)、(c)に示すように、軸部材50がガイド部材52の内部に入り込んで伸縮部13の全長が縮小する。 Figures 23(a) and 24(a) show the robot 1 with the robot arm 3 in a neutral state. When the second arm unit 5 is driven in the forward direction by the second motor M2 while the robot arm 3 is in the neutral state, the second arm unit 5 rotates clockwise (in the direction of arrow R1) in a plan view. As the rotation angle of the second arm unit 5 increases from the neutral state, the shaft member 50 enters the guide member 52, reducing the overall length of the extension/retraction unit 13, as shown in Figures 23(b), (c) and 24(b), (c).
一方、第2アーム部5が第2モータM2により反転駆動されると、第2アーム部5が平面視で反時計回り(矢印R2の方向)に回転する。この場合も同様に、中立状態から第2アーム部5の回転角度が大きくなるに伴い、図23(d)、(e)及び図24(d)、(e)に示すように、ガイド部材52の内部に軸部材50が入り込んで伸縮部13の全長が縮小する。つまり、第1アーム部4に対する第2アーム部5の回転に追従して伸縮部13が伸縮する。 On the other hand, when the second arm unit 5 is driven in the reverse direction by the second motor M2, the second arm unit 5 rotates counterclockwise (in the direction of arrow R2) in a plan view. Similarly, in this case, as the rotation angle of the second arm unit 5 increases from the neutral state, the shaft member 50 enters the guide member 52, reducing the overall length of the telescopic unit 13, as shown in Figures 23(d) and (e) and 24(d) and (e). In other words, the telescopic unit 13 extends and retracts in response to the rotation of the second arm unit 5 relative to the first arm unit 4.
そして、図示を省略しているが、このような第2モータM2による第2アーム部5の回転駆動に加えて、第1モータM1により第1アーム部4が軸線A1を中心に回転駆動されることにより、図24(a)に示した可動領域Ar内の任意の位置に、作業軸7(エンドエフェクタ)が水平方向に移動する。 Although not shown in the figure, in addition to the rotational driving of the second arm portion 5 by the second motor M2, the first arm portion 4 is also rotationally driven around the axis A1 by the first motor M1, thereby moving the working axis 7 (end effector) horizontally to any position within the movable area Ar shown in Figure 24 (a).
第12実施形態のロボット1の基本構造は、第1実施形態と同じであり、よって、第12実施形態のロボット1も第1実施形態と同様の効果を享受することができる。しかも、第12実施形態のロボット1では、回転力伝達部6の伸縮部13が、既述のように軸部材50とガイド部材52とで構成されるため、第2アーム部5の回転に伴う伸縮部13の高さに大きな変動が無い。従って、稼働中の伸縮部13の占有高さを低く抑えることが可能になる。 The basic structure of the robot 1 of the 12th embodiment is the same as that of the first embodiment, and therefore the robot 1 of the 12th embodiment can also enjoy the same effects as the first embodiment. Moreover, in the robot 1 of the 12th embodiment, the extension/contraction section 13 of the rotational force transmission section 6 is composed of the shaft member 50 and guide member 52 as described above, so there is no significant change in the height of the extension/contraction section 13 as the second arm section 5 rotates. Therefore, it is possible to keep the occupied height of the extension/contraction section 13 low during operation.
なお、当例では、軸部材50がスプライン軸で、ガイド部材52が筒状のスプラインナットで構成されている。しかし、軸部材50をリニアガイド等のレール部材で構成し、ガイド部材52を当該レール部材に沿って摺動するスライダ等の摺動部材で構成することも可能である。In this example, the shaft member 50 is a spline shaft, and the guide member 52 is a cylindrical spline nut. However, it is also possible to configure the shaft member 50 as a rail member such as a linear guide, and the guide member 52 as a sliding member such as a slider that slides along the rail member.
また、伸縮部13は、軸部材50(スプライン軸やレール部材)とガイド部材52(スプラインナットや摺動部材)の組が複数列設けられた構造(複列化)であってもよい。 In addition, the telescopic section 13 may have a structure (double row) in which multiple rows of pairs of shaft members 50 (spline shafts or rail members) and guide members 52 (spline nuts or sliding members) are arranged.
[第13実施形態]
図25は、第13実施形態に係るロボット1の概略斜視図である。図中の(a)は、ロボットアーム3が中立状態にあるロボット1を示している。第13実施形態に係るロボット1は、第12施形態のロボット1と基本構成は共通するが、以下の点で回転力伝達部6の構成が異なる。
Thirteenth Embodiment
25 is a schematic perspective view of the robot 1 according to the thirteenth embodiment. (a) in the figure shows the robot 1 with the robot arm 3 in a neutral state. The robot 1 according to the thirteenth embodiment has the same basic configuration as the robot 1 according to the twelfth embodiment, but differs in the configuration of the rotational force transmission unit 6 in the following respects.
第13実施形態では、既述の第3実施形態(図9参照)と同様に、軸線A3に対して軸線A6が成す角度、及び軸線A4に対して軸線A7が成す角度が、鋭角の同一角度に設定されている。そのため、第1基部10におけるフレーム20の起立部20b、及び第2基部12におけるフレーム22の起立部22bが共に垂直に対して傾いて設けられている。 In the thirteenth embodiment, as in the third embodiment (see Figure 9) described above, the angle formed by axis A6 with respect to axis A3 and the angle formed by axis A7 with respect to axis A4 are set to the same acute angle. Therefore, the upright portion 20b of the frame 20 in the first base portion 10 and the upright portion 22b of the frame 22 in the second base portion 12 are both tilted relative to the vertical.
第13実施形態の構成の場合も、第12実施形態と同様に、第1アーム部4に対して第2アーム部5が回転すると、これに追従して、図25(b)、(c)に示すように伸縮部13が縮小する。従って、回転力伝達部6は、第12実施形態のロボット1と同様に、第2モータM2の回転力を第2アーム部5に伝達するとともに、第2アーム部5の回転に追従して伸縮する。 In the configuration of the 13th embodiment, as in the 12th embodiment, when the second arm portion 5 rotates relative to the first arm portion 4, the extension/contraction portion 13 contracts in response, as shown in Figures 25(b) and (c). Therefore, as in the robot 1 of the 12th embodiment, the rotational force transmission portion 6 transmits the rotational force of the second motor M2 to the second arm portion 5 and extends/contracts in response to the rotation of the second arm portion 5.
第13実施形態のロボット1の基本構造は、第12実施形態と同じである。よって、第13実施形態のロボット1も第12実施形態と同様の効果を享受することができる。 The basic structure of the robot 1 of the 13th embodiment is the same as that of the 12th embodiment. Therefore, the robot 1 of the 13th embodiment can also enjoy the same effects as the 12th embodiment.
なお、軸線A3に対して軸線A6が成す角度、及び軸線A4に対して軸線A7が成す角度は、第2アーム部5と伸縮部13との干渉回避の観点からは第12実施形態のように90°であるのが望ましい。当該角度が90°よりも小さくなると、第2アーム部5と伸縮部13との干渉が懸念される。そのため、第13実施形態において、前記角度は、第2アーム部5と伸縮部13とが干渉しない範囲、例えば10°以上90°未満の範囲で設定される。この点は、既述の第3実施形態と同様である。 In addition, the angle formed by axis A6 with respect to axis A3, and the angle formed by axis A7 with respect to axis A4, are desirably 90° as in the twelfth embodiment, from the perspective of avoiding interference between the second arm portion 5 and the telescopic portion 13. If these angles are smaller than 90°, there is a concern that the second arm portion 5 will interfere with the telescopic portion 13. Therefore, in the thirteenth embodiment, the angles are set within a range in which the second arm portion 5 and the telescopic portion 13 will not interfere with each other, for example, a range of 10° or greater but less than 90°. This is the same as in the third embodiment described above.
[第14実施形態]
図26は、第14実施形態に係るロボット1の垂直面に沿った断面図である。また、図27は、ロボット1の斜視図であり、図中の(a)は、ロボットアーム3が中立状態にあるロボット1を示している。第14実施形態に係るロボット1は、第12実施形態(図20~図24参照)のロボット1と基本構成は共通するが、以下の点で、回転力伝達部6の構成が異なる。
[Fourteenth embodiment]
Fig. 26 is a cross-sectional view taken along a vertical plane of the robot 1 according to the fourteenth embodiment. Fig. 27 is a perspective view of the robot 1, with (a) in the figure showing the robot 1 with the robot arm 3 in a neutral state. The robot 1 according to the fourteenth embodiment has the same basic configuration as the robot 1 according to the twelfth embodiment (see Figs. 20 to 24), but differs in the configuration of the rotational force transmission unit 6 in the following respects.
当例では、軸線A2~軸線A4に直交する平面に対して伸縮部13が平行となるように回転力伝達部6が構成されている。 In this example, the rotational force transmission section 6 is configured so that the extension/contraction section 13 is parallel to a plane perpendicular to axes A2 to A4.
具体的には、第1基部10及び第2基部12に箱型のフレーム20、22が設けられ、軸部材50の基端部が第2基部12のフレーム22に固定されるとともに、ガイド部材52の基端部が第1基部10のフレーム20に固定されている。すなわち、第14実施形態のロボット1では、軸線A7回りの軸部材50が規制されるとともに、軸線A6回りのガイド部材52の回転が規制された構成となっている。Specifically, box-shaped frames 20, 22 are provided on the first base 10 and the second base 12, and the base end of the shaft member 50 is fixed to the frame 22 of the second base 12, while the base end of the guide member 52 is fixed to the frame 20 of the first base 10. In other words, the robot 1 of the 14th embodiment is configured such that rotation of the shaft member 50 around axis A7 is restricted, and rotation of the guide member 52 around axis A6 is restricted.
この第14実施形態の構成の場合も、第12実施形態と同様に、図27(a)に示すロボットアーム3の中立状態から第2アーム部5が回転すると、図27(b)、(c)に示すように、軸部材50がガイド部材52の内部に入り込んで伸縮部13が縮小することとなる。 In the case of the configuration of this 14th embodiment, as in the 12th embodiment, when the second arm portion 5 rotates from the neutral state of the robot arm 3 shown in Figure 27 (a), the shaft member 50 enters the inside of the guide member 52, and the extension/contraction portion 13 contracts, as shown in Figures 27 (b) and (c).
なお、第14実施形態では、軸部材50の軸線A7回りの回転も、ガイド部材52の軸線A6回りの回転も規制された構成であるが、その理由は以下の通りである。 In the 14th embodiment, both rotation of the shaft member 50 around axis A7 and rotation of the guide member 52 around axis A6 are restricted, for the following reasons.
図20~図24に示した第12実施形態のように、伸縮部13の両端の高さ(すなわち軸線A6と軸線A7との高さ)が異なる構成では、第2アーム部5の回転に伴い、軸部材50の上下方向の傾きとガイド部材52の上下方向の傾きとに差が生じる。そのため、軸線A7回りの軸部材50の回転、及び軸線A6回りのガイド部材52の回転を許容して、軸部材50とガイド部材52との傾きの差を吸収する必要がある。一方、伸縮部13の両端の高さが等しい第14実施形態の構成では、第2アーム部5が回転しても軸部材50とガイド部材52との間に傾きの差が生じない。そのため、軸部材50の軸線A7回りの回転、及びガイド部材52の軸線A6回りの回転が共に規制されていても、回転力伝達部6の作動に支障が無い。 In a configuration such as the twelfth embodiment shown in Figures 20 to 24, in which the heights of both ends of the extension/contraction section 13 (i.e., the heights of axis A6 and axis A7) are different, a difference in the vertical tilt of the shaft member 50 and the vertical tilt of the guide member 52 occurs as the second arm section 5 rotates. Therefore, it is necessary to allow rotation of the shaft member 50 about axis A7 and rotation of the guide member 52 about axis A6 to absorb the difference in tilt between the shaft member 50 and the guide member 52. On the other hand, in the configuration of the fourteenth embodiment, in which the heights of both ends of the extension/contraction section 13 are equal, no difference in tilt occurs between the shaft member 50 and the guide member 52 even when the second arm section 5 rotates. Therefore, even if the rotation of the shaft member 50 about axis A7 and the rotation of the guide member 52 about axis A6 are both restricted, the operation of the rotational force transmission section 6 is not impaired.
第14実施形態のロボット1の基本構造は、第12実施形態と同じであり、よって、第14実施形態のロボット1も第12実施形態と同様の効果を享受することができる。 The basic structure of the robot 1 of the 14th embodiment is the same as that of the 12th embodiment, and therefore the robot 1 of the 14th embodiment can also enjoy the same effects as the 12th embodiment.
また、第14実施形態のロボット1によれば、ロボットアーム3の中立状態において、アーム本体(第1アーム部4及び第2アーム部5)の幅方向内側に伸縮部13を含む回転力伝達部6の全体を配置した場合に、回転力伝達部6を含めたロボットアーム3の構成がコンパクトになる。また、軸部材50やガイド部材52を回転可能に支持するための部材(前記ベアリングB14、15、前記ホルダ部材51、53)が不要となる分、構成が簡素化される。 Furthermore, according to the robot 1 of the fourteenth embodiment, when the entire rotational force transmission unit 6 including the extendable unit 13 is positioned on the widthwise inner side of the arm body (first arm portion 4 and second arm portion 5) in the neutral state of the robot arm 3, the configuration of the robot arm 3 including the rotational force transmission unit 6 becomes compact. Furthermore, the configuration is simplified because the components for rotatably supporting the shaft member 50 and guide member 52 (the bearings B14, 15, the holder members 51, 53) are no longer necessary.
[第15実施形態]
図28は、第15実施形態に係るロボット1の平面図(一部断面図)であり、ロボットアーム3が中立状態にあるロボット1を示している。第15実施形態に係るロボット1は、第12実施形態(図20~図24参照)のロボット1と基本構成は共通するが、以下の点で、回転力伝達部6の構成が異なる。
[Fifteenth embodiment]
28 is a plan view (partial cross-sectional view) of the robot 1 according to the fifteenth embodiment, showing the robot 1 with the robot arm 3 in a neutral state. The robot 1 according to the fifteenth embodiment has the same basic configuration as the robot 1 according to the twelfth embodiment (see FIGS. 20 to 24), but differs in the configuration of the rotational force transmission unit 6 in the following respects.
第15実施形態では、図28に示すように、伸縮部13において軸部材50がベアリングB30を介してホルダ部材51に回転可能に支持されている。第15実施形態では、この構成により、第2モータM2が発生する回転力を、回転力伝達部6を介してより円滑に第2アーム部5に伝達することが可能となっている。 In the 15th embodiment, as shown in Figure 28, the shaft member 50 is rotatably supported by the holder member 51 via a bearing B30 in the extension/contraction section 13. In the 15th embodiment, this configuration makes it possible to more smoothly transmit the rotational force generated by the second motor M2 to the second arm section 5 via the rotational force transmission section 6.
第11実施形態で説明した通り、回転力伝達部6において軸線A3、軸線A4、軸線A6、軸線A7の精度が十分に確保されていない場合には、軸部材50やガイド部材52、若しくはベアリングB5、B14、B15に不要な力が働いて変形し、回転力伝達部6の作動時の抵抗となることが考えられる。第15実施形態の既述の構成によると、ホルダ部材51に対する軸部材50の相対回転(軸回りの回転)が許容されることで、回転力伝達部6に働く不要な力を逃がすことができる。そのため、回転力伝達部6の円滑な作動が可能となり、その結果、第2モータM2が発生する回転力をより円滑に第2アーム部5に伝達することが可能となる。As explained in the 11th embodiment, if the precision of axes A3, A4, A6, and A7 in the rotational force transmission unit 6 is not sufficiently ensured, unnecessary forces may act on the shaft member 50, guide member 52, or bearings B5, B14, and B15, causing deformation and creating resistance during operation of the rotational force transmission unit 6. According to the configuration of the 15th embodiment, relative rotation (rotation around the axis) of the shaft member 50 with respect to the holder member 51 is permitted, thereby dissipating unnecessary forces acting on the rotational force transmission unit 6. This enables smooth operation of the rotational force transmission unit 6, which in turn enables the rotational force generated by the second motor M2 to be transmitted to the second arm unit 5 more smoothly.
なお、図28の例では、軸部材50がホルダ部材51に対して回転可能に支持されているが、ガイド部材52がホルダ部材53に対して回転可能に支持される構成であってもよい。この場合も同様の効果を享受できる。 In the example shown in Figure 28, the shaft member 50 is rotatably supported relative to the holder member 51, but the guide member 52 may also be rotatably supported relative to the holder member 53. In this case, the same effect can be achieved.
また、軸部材50をホルダ部材51に、ガイド部材52をホルダ部材53に固定する構造は維持したまま、軸部材50とガイド部材52との相対回転が許容されるように構成してもよい。この場合、例えば軸部材50をボールブッシュシャフトで構成し、ガイド部材52をボールブッシュナットで構成することにより円滑な動作が可能となる。このような構成によっても、図28の構成と同様の効果を享受できる。 Also, while maintaining the structure in which the shaft member 50 is fixed to the holder member 51 and the guide member 52 is fixed to the holder member 53, the shaft member 50 and the guide member 52 may be configured to allow relative rotation. In this case, smooth operation can be achieved by, for example, configuring the shaft member 50 as a ball bushing shaft and the guide member 52 as a ball bushing nut. This configuration can also achieve the same effects as the configuration in Figure 28.
なお、第15実施形態では、軸部材50とガイド部材52との相対回転が必要なため、軸部材50及びガイド部材52の複数列化は難しい。また、軸部材50をボールブッシュシャフトとし、ガイド部材52をボールブッシュナットとする構成は、既述の第14実施形態においても適用が可能である。但し、第14実施形態は、軸線A7回りの軸部材50が規制されるとともに、軸線A6回りのガイド部材52の回転が規制される構成であるから、第2モータM2が発生する回転力を第2アーム部5に円滑に伝達する効果は低い。 In the fifteenth embodiment, relative rotation between the shaft member 50 and the guide member 52 is required, making it difficult to arrange the shaft members 50 and guide members 52 in multiple rows. The configuration in which the shaft member 50 is a ball bushing shaft and the guide member 52 is a ball bushing nut can also be applied to the fourteenth embodiment described above. However, since the fourteenth embodiment is configured to restrict rotation of the shaft member 50 around axis A7 and restrict rotation of the guide member 52 around axis A6, the effect of smoothly transmitting the rotational force generated by the second motor M2 to the second arm portion 5 is low.
[第16実施形態]
図29は、第16実施形態に係るロボット1の平面図(一部断面図)である。第16実施形態に係るロボット1は、第12実施形態(図20~図24参照)のロボット1と基本構成は共通するが、以下の点で、回転力伝達部6の構成が異なる。
Sixteenth Embodiment
29 is a plan view (partial cross-sectional view) of the robot 1 according to the 16th embodiment. The robot 1 according to the 16th embodiment has the same basic configuration as the robot 1 according to the 12th embodiment (see FIGS. 20 to 24), but differs in the configuration of the rotational force transmission unit 6 in the following respects.
第16実施形態では、図29に示すように、ロボットアーム3の中立状態において、軸部材50の先端部が第1基部10の位置のみ、すなわちほぼ軸線A3の位置のみでガイド部材52に挿入される(ガイドされる)ように、伸縮部13における軸部材50の軸長L50と、ガイド部材52の軸長L52が設定されている。 In the 16th embodiment, as shown in Figure 29, the axial length L50 of the shaft member 50 in the telescopic section 13 and the axial length L52 of the guide member 52 are set so that, when the robot arm 3 is in a neutral state, the tip of the shaft member 50 is inserted (guided) into the guide member 52 only at the position of the first base section 10, i.e., approximately only at the position of the axis A3.
図示を省略するが、第16実施形態のロボット1では、ロボットアーム3の中立状態から第2アーム部5が回転すると、これに伴い、軸部材50がガイド部材52を貫通し、軸部材50の先端が第1アーム部4の後方、すなわち軸線A1側(ベース部2側)に突出することとなる。 Although not shown in the figures, in the robot 1 of the 16th embodiment, when the second arm section 5 rotates from the neutral state of the robot arm 3, the shaft member 50 penetrates the guide member 52, and the tip of the shaft member 50 protrudes rearward from the first arm section 4, i.e., toward the axis A1 (toward the base section 2).
なお、既述の第12実施形態(図20~図24参照)では、ロボットアーム3の中立状態においてガイド部材52に対する挿入状態を維持しながら、第2アーム部5の回転時には、ガイド部材52からの軸部材50の先端飛び出しが無いように、軸部材50及びガイド部材52の軸長L50、L52が設定される。そのため、軸部材50及びガイド部材52の軸長L50、L52によってロボットアーム3の可動領域Arが制約されることが考えられる。これに対して、第16実施形態の構成では、第2アーム部5の回転時の、ガイド部材52からの軸部材50の先端飛び出しが許容される。つまり、ロボットアーム3の可動領域Arが軸部材50及びガイド部材52の軸長L50、L52による制約を受け難い。従って、第16実施形態のロボット1によれば、ロボットアーム3の可動領域の増大に寄与する。In the twelfth embodiment (see Figures 20 to 24), the axial lengths L50, L52 of the shaft member 50 and guide member 52 are set so that the tip of the shaft member 50 does not protrude from the guide member 52 when the second arm unit 5 rotates while maintaining the inserted state relative to the guide member 52 in the robot arm 3's neutral state. Therefore, it is conceivable that the axial lengths L50, L52 of the shaft member 50 and guide member 52 restrict the movable range Ar of the robot arm 3. In contrast, the configuration of the sixteenth embodiment allows the tip of the shaft member 50 to protrude from the guide member 52 when the second arm unit 5 rotates. In other words, the movable range Ar of the robot arm 3 is less likely to be restricted by the axial lengths L50, L52 of the shaft member 50 and guide member 52. Therefore, the robot 1 of the sixteenth embodiment contributes to an increase in the movable range of the robot arm 3.
[第17実施形態]
図30は、第17実施形態に係るロボット1の平断面図(一部断面図)である。第17実施形態に係るロボット1は、第12施形態のロボット1と基本構成は共通するが、以下の点で回転力伝達部6の構成が異なる。
[Seventeenth embodiment]
30 is a plan cross-sectional view (partial cross-sectional view) of the robot 1 according to the seventeenth embodiment. The robot 1 according to the seventeenth embodiment has the same basic configuration as the robot 1 according to the twelfth embodiment, but differs in the configuration of the rotational force transmission unit 6 in the following respects.
第17実施形態では、回転力伝達部6の伸縮部13を構成するガイド部材52が、その軸心に沿ってスライド可能な内外2つの単位ガイド部材52a、52b(外側ガイド部材52a、内側ガイド部材52bという)で構成されている。つまり、伸縮部13は、外側ガイド部材52aと内側ガイド部材52bとが軸部材50の同心上にスライド可能に配置された、2段階に伸縮可能なテレスコピック構造である。当例では、軸部材50はスプライン軸からなる。また、内側ガイド部材52bは、内周面にスプライン溝を備えかつ外周面にスプラインを備えた複合筒状体からなり、外側ガイド部材52aは筒状のスプラインナットからなる。 In the 17th embodiment, the guide member 52 constituting the extension/retraction section 13 of the rotational force transmission section 6 is composed of two unit guide members 52a, 52b (referred to as the outer guide member 52a and the inner guide member 52b) that are slidable along their axis. In other words, the extension/retraction section 13 has a telescopic structure that can be extended and retracted in two stages, with the outer guide member 52a and the inner guide member 52b slidably arranged concentrically on the shaft member 50. In this example, the shaft member 50 is a splined shaft. The inner guide member 52b is composed of a composite cylindrical body with spline grooves on its inner circumferential surface and splines on its outer circumferential surface, and the outer guide member 52a is composed of a cylindrical spline nut.
ガイド部材52のうち、外側ガイド部材52aの基端部はホルダ部材53に固定されている。伸縮部13は、さらに内側ガイド部材52bをその軸線方向の両側から付勢する付勢部材を備えている。具体的は、第2基部12側において、ホルダ部材51と内側ガイド部材52bの一方側の端部との間にコイルばね55が配置されるとともに、第1基部10側において、ホルダ部材53と内側ガイド部材52bの他方側の端部との間にコイルばね56が配置されている。第2基部12側のコイルばね55は、軸部材50の外周に配置されている。また、第1基部10側のコイルばね56は、ホルダ部材53に形成された、ばね収容凹部531内に配置されている。この構成により、第2基部12側のホルダ部材51に対して内側ガイド部材52bがコイルばね55の弾発力により第1基部10側に向かって付勢されるとともに、第1基部10側のホルダ部材53に対して内側ガイド部材52bがコイルばね56の弾発力により第2基部12側に向かって付勢されている。 Of the guide members 52, the base end of the outer guide member 52a is fixed to the holder member 53. The telescopic section 13 further includes a biasing member that biases the inner guide member 52b from both sides in the axial direction. Specifically, on the second base 12 side, a coil spring 55 is disposed between the holder member 51 and one end of the inner guide member 52b, and on the first base 10 side, a coil spring 56 is disposed between the holder member 53 and the other end of the inner guide member 52b. The coil spring 55 on the second base 12 side is disposed on the outer periphery of the shaft member 50. The coil spring 56 on the first base 10 side is disposed in a spring accommodating recess 531 formed in the holder member 53. With this configuration, the inner guide member 52b is urged toward the first base 10 side relative to the holder member 51 on the second base 12 side by the elastic force of the coil spring 55, and the inner guide member 52b is urged toward the second base 12 side relative to the holder member 53 on the first base 10 side by the elastic force of the coil spring 56.
第17実施形態のロボット1によると、伸縮部13が2段階に伸縮可能な構造であるため、第12実施形態のロボット1に比して、伸縮部13の伸縮長さの自由度が高い。すなわち、第2アーム部5の回転時に、伸縮部13をより短く縮小させることが可能となる。そのため、ロボットアーム3の前記可動領域Arの拡大に寄与する。 In the robot 1 of the 17th embodiment, the telescopic section 13 has a structure that allows it to be extended and retracted in two stages, so the degree of freedom in the extension length of the telescopic section 13 is higher than in the robot 1 of the 12th embodiment. In other words, when the second arm section 5 rotates, the telescopic section 13 can be retracted further. This contributes to expanding the movable range Ar of the robot arm 3.
しかも、内側ガイド部材52bは、その軸線方向の両側からコイルばね55、56によって互いに反対向きに付勢されているため、軸部材50や外側ガイド部材52aに対して位置が安定的に保たれる。そのため、ロボットアーム3の作動中に、内側ガイド部材52bが不安定に移動することが抑制ないし防止される。 In addition, the inner guide member 52b is biased in opposite directions by coil springs 55, 56 on both sides of its axis, so its position is stably maintained relative to the shaft member 50 and the outer guide member 52a. This suppresses or prevents the inner guide member 52b from moving unstably during operation of the robot arm 3.
なお、図30の構成では、第1基部10側のコイルばね56が本発明の「第1付勢部材」に相当し、第2基部12側のコイルばね55が本発明の「第2付勢部材」に相当する。 In the configuration of Figure 30, the coil spring 56 on the first base 10 side corresponds to the "first urging member" of the present invention, and the coil spring 55 on the second base 12 side corresponds to the "second urging member" of the present invention.
図30の例は、伸縮部13が2段階に伸縮可能な構成であるが、図31に示すように、伸縮部13は、3段階に伸縮可能な構成であってもよい。具体的には、ガイド部材52が、その軸心に沿ってスライド可能な3つの単位ガイド部材52a、52b、52c(外側ガイド部材52a、第1内側ガイド部材52b、第2内側ガイド部材52cという)で構成されている。つまり、伸縮部13は、外側ガイド部材52aと第1内側ガイド部材52bと第2内側ガイド部材52cとが軸部材50の同心上にスライド可能に配置されている。当例では、軸部材50はスプライン軸からなり、第1、第2内側ガイド部材52b、52cは、前記複合筒状体からなり、外側ガイド部材52aは筒状のスプラインナットからなる。 In the example shown in Figure 30, the telescopic section 13 is configured to be telescopic in two stages, but as shown in Figure 31, the telescopic section 13 may also be configured to be telescopic in three stages. Specifically, the guide member 52 is composed of three unit guide members 52a, 52b, and 52c (referred to as the outer guide member 52a, the first inner guide member 52b, and the second inner guide member 52c) that are slidable along their axes. In other words, the telescopic section 13 has the outer guide member 52a, the first inner guide member 52b, and the second inner guide member 52c slidably arranged concentrically on the shaft member 50. In this example, the shaft member 50 is composed of a spline shaft, the first and second inner guide members 52b and 52c are composed of the composite cylindrical body, and the outer guide member 52a is composed of a cylindrical spline nut.
また、付勢部材として、第2基部12側のホルダ部材51と第1内側ガイド部材52bの端部との間にコイルばね55aが配置されるとともに、ホルダ部材51と第2内側ガイド部材52cの端部との間に、コイルばね55aよりも小径のコイルばね55bが配置されている。また、第1基部10側のホルダ部材53と第1内側ガイド部材52bの端部との間にコイルばね56aが配置されるとともに、ホルダ部材53と第2内側ガイド部材52cの端部との間に、コイルばね56aよりも小径のコイルばね56bが配置されている。第2基部12側の2つのコイルばね55a、55bのうち、小径のコイルばね55bは、大径のコイルばね55aの内側であってかつ軸部材50の外周に配置されており、大径のコイルばね55aは、第2内側ガイド部材52cの外周に配置されている。一方、第1基部10側の2つのコイルばね56a、56bのうち、大径のコイルばね55aはホルダ部材53に形成され第1ばね収容凹部531内に配置されており、小径のコイルばね56bは大径のコイルばね55aの内側であってかつ、第1ばね収容凹部531の内底部にさらに形成された第2ばね収容凹部532内に配置されている。 Furthermore, as biasing members, a coil spring 55a is disposed between the holder member 51 and the end of the first inner guide member 52b on the second base 12 side, and a coil spring 55b with a smaller diameter than the coil spring 55a is disposed between the holder member 51 and the end of the second inner guide member 52c. Furthermore, a coil spring 56a is disposed between the holder member 53 and the end of the first inner guide member 52b on the first base 10 side, and a coil spring 56b with a smaller diameter than the coil spring 56a is disposed between the holder member 53 and the end of the second inner guide member 52c. Of the two coil springs 55a, 55b on the second base 12 side, the smaller diameter coil spring 55b is disposed inside the larger diameter coil spring 55a and on the outer periphery of the shaft member 50, while the larger diameter coil spring 55a is disposed on the outer periphery of the second inner guide member 52c. On the other hand, of the two coil springs 56a, 56b on the first base 10 side, the large diameter coil spring 55a is formed in the holder member 53 and arranged within the first spring accommodating recess 531, and the small diameter coil spring 56b is arranged inside the large diameter coil spring 55a and within the second spring accommodating recess 532 further formed on the inner bottom of the first spring accommodating recess 531.
このような図31の構成によると、伸縮部13の伸縮長さの自由度を更に高めることができる。また、コイルばね55a、55b、56a、56bの段発力により、第1、第2内側ガイド部材52b、52cの位置を軸部材50や外側ガイド部材52aに対して安定的に保つこともできる。 The configuration shown in Figure 31 allows for greater flexibility in the extension length of the extension section 13. Furthermore, the stepped forces of the coil springs 55a, 55b, 56a, and 56b can stably maintain the positions of the first and second inner guide members 52b and 52c relative to the shaft member 50 and the outer guide member 52a.
なお、図31の構成では、第1基部10側のコイルばね56a、56bが各々本発明の「第1付勢部材」に相当し、第2基部12側のコイルばね55a、55bが各々本発明の「第2付勢部材」に相当する。 In the configuration of Figure 31, the coil springs 56a and 56b on the first base 10 side each correspond to the "first biasing member" of the present invention, and the coil springs 55a and 55b on the second base 12 side each correspond to the "second biasing member" of the present invention.
[第18実施形態]
第18実施形態は、本発明の垂直多関節ロボットへの適用例である。
[Eighteenth embodiment]
The eighteenth embodiment is an example of application of the present invention to a vertical articulated robot.
図32は、垂直多関節ロボットの斜視図である。同図に示す垂直多関節ロボット1´は、基台BPに設置されるベース部200と、このベース部200に支持されたロボットアーム300とを備える。 Figure 32 is an oblique view of a vertical articulated robot. The vertical articulated robot 1' shown in the figure comprises a base unit 200 installed on a base BP and a robot arm 300 supported by this base unit 200.
ロボットアーム300は、ベース部200に対し、垂直な軸線A11回りに回転可能に連結された第1アーム部210と、第1アーム部210に対し、軸線A11と直交する軸線A12回りに回転可能に基端部が連結された第2アーム部220と、第2アーム部220の先端部に対し、軸線A12と平行な軸線A13回りに基端部が回転可能に連結された第3アーム部230と、第3アーム部230の先端部に対し、軸線A13と直交する軸線A14回りに回転可能に基端部が連結された第4アーム部240と、第4アーム部240に対し、軸線A14と垂直な軸線A15回りに回転可能に連結された第5アーム部250と、を含む。第5アーム部250には、軸線A15と直交する軸線A16回りの回転力を発生するツールモータM6が組付けられており、当該ツールモータM6に、ロボットハンド等の作業用ツールであるエンドエフェクタ400が組付けられる。The robot arm 300 includes a first arm section 210 rotatably connected to the base section 200 around a vertical axis A11, a second arm section 220 whose base end is rotatably connected to the first arm section 210 around an axis A12 perpendicular to the axis A11, a third arm section 230 whose base end is rotatably connected to the tip end of the second arm section 220 around an axis A13 parallel to the axis A12, a fourth arm section 240 whose base end is rotatably connected to the tip end of the third arm section 230 around an axis A14 perpendicular to the axis A13, and a fifth arm section 250 rotatably connected to the fourth arm section 240 around an axis A15 perpendicular to the axis A14. A tool motor M6 is attached to the fifth arm portion 250 to generate a rotational force around an axis A16 perpendicular to the axis A15, and an end effector 400, which is a work tool such as a robot hand, is attached to the tool motor M6.
第1アーム部210は、ベース部200に配置された図外の第1アームモータにより軸線A11回りに回転駆動され、第2アーム部220は、第1アーム部210内に配置された図外の第2アームモータにより軸線A12回りに回転駆動され、第3アーム部230は、当該第3アーム部230内に配置された図外の第3アームモータにより軸線A13回りに回転駆動され、第4アーム部240は、第3アーム部230内に配置された図外の第4アームモータにより軸線A14回りに回転駆動され、第5アーム部250は、第4アーム部240内に配置された第5アームモータM5(図33に示す)により軸線A15回りに回転駆動される。 The first arm portion 210 is driven to rotate around axis A11 by a first arm motor (not shown) arranged on the base portion 200, the second arm portion 220 is driven to rotate around axis A12 by a second arm motor (not shown) arranged within the first arm portion 210, the third arm portion 230 is driven to rotate around axis A13 by a third arm motor (not shown) arranged within the third arm portion 230, the fourth arm portion 240 is driven to rotate around axis A14 by a fourth arm motor (not shown) arranged within the third arm portion 230, and the fifth arm portion 250 is driven to rotate around axis A15 by a fifth arm motor M5 (shown in Figure 33) arranged within the fourth arm portion 240.
図33は、ロボットアーム300の先端部分の断面図、具体的には、第4アーム部240及び第5アーム部250の断面図である。 Figure 33 is a cross-sectional view of the tip portion of the robot arm 300, specifically, a cross-sectional view of the fourth arm section 240 and the fifth arm section 250.
同図に示すように、第4アーム部240は、その先端部における幅方向(図33では上下方向)一端側に、前方に延びるアーム支持部241を有する。このアーム支持部241に、第5アーム部250が回転可能に支持されている。具体的には、第5アーム部250の側壁部に設けられた中空シャフト251が、アーム支持部241に設けられたベアリングB40の内輪に保持されている。これにより、第5アーム部250が、第4アーム部240に対して軸線A15回りに回転可能に連結されている。 As shown in the figure, the fourth arm portion 240 has an arm support portion 241 extending forward at one end in the width direction (vertical direction in Figure 33) of its tip portion. The fifth arm portion 250 is rotatably supported by this arm support portion 241. Specifically, a hollow shaft 251 provided on the side wall portion of the fifth arm portion 250 is held by the inner ring of a bearing B40 provided on the arm support portion 241. This allows the fifth arm portion 250 to be rotatably connected to the fourth arm portion 240 around axis A15.
第5アーム部250を駆動する第5アームモータM5は軸線A15の軸上、すなわち第5アーム部250には配置されておらず、第4アーム部240の内部であって、軸線A15から軸線A14に沿った反対側のずれた位置(第4アーム部240の基端部側に離間した位置)に配置されている。 The fifth arm motor M5 that drives the fifth arm section 250 is not located on the axis of axis A15, i.e., not in the fifth arm section 250, but is located inside the fourth arm section 240, at a position offset from axis A15 on the opposite side along axis A14 (a position spaced apart from the base end of the fourth arm section 240).
第5アーム部250は、第5アームモータM5が発生する回転力が回転力伝達部60を介して伝達されることにより、軸線A15回りに回転駆動される。 The fifth arm section 250 is driven to rotate around axis A15 by the rotational force generated by the fifth arm motor M5 being transmitted via the rotational force transmission section 60.
回転力伝達部60の構成は、第14実施形態(図26)で既述した回転力伝達部6の構成と実質的に同じである。すなわち、回転力伝達部60は、第5アームモータM5の回転力により軸線A17回りに回転する第1基部110と、第5アーム部250に対してベアリングB42を介して軸線A18回りに回転可能に支持された第2基部120と、第1基部110と第2基部120とを連結し、これら第1基部110と第2基部120との距離の変化に追従して変形(伸縮)する伸縮部130と、を含む。軸線A17及び軸線A18は、共に軸線A15と平行な軸線である。The configuration of the rotational force transmission unit 60 is substantially the same as the configuration of the rotational force transmission unit 6 described in the fourteenth embodiment (Figure 26). That is, the rotational force transmission unit 60 includes a first base 110 that rotates about axis A17 due to the rotational force of the fifth arm motor M5, a second base 120 that is rotatably supported about axis A18 relative to the fifth arm unit 250 via bearing B42, and an expansion/contraction unit 130 that connects the first base 110 and the second base 120 and deforms (expands and contracts) in response to changes in the distance between the first base 110 and the second base 120. Axis A17 and axis A18 are both parallel to axis A15.
また、伸縮部130は、スプライン軸からなる軸部材150及びスプラインナットからなるガイド部材152とで構成されており、軸部材150の基端部は、第2基部120に、ガイド部材152の基端部は第1基部110に、各々固定されている。軸部材150及びガイド部材152は、ボールブッシュシャフト及びボールブッシュナットの組合せでもよく、また、リニアガイド等のレール部材及びリニアガイドスライダ等の摺動部材の組合せでもよい。 The telescopic section 130 is composed of a shaft member 150 made of a spline shaft and a guide member 152 made of a spline nut, with the base end of the shaft member 150 fixed to the second base 120 and the base end of the guide member 152 fixed to the first base 110. The shaft member 150 and guide member 152 may be a combination of a ball bushing shaft and a ball bushing nut, or may be a combination of a rail member such as a linear guide and a sliding member such as a linear guide slider.
つまり、第5アームモータM5が駆動されると、その回転力が回転力伝達部60を介して第5アーム部250に伝達される。これにより第4アーム部240に対して第5アーム部250が軸線A15回りに回転する。この際、第5アーム部250が回転すると、これに伴い伸縮部13が伸縮する。 In other words, when the fifth arm motor M5 is driven, its rotational force is transmitted to the fifth arm section 250 via the rotational force transmission section 60. This causes the fifth arm section 250 to rotate about the axis A15 relative to the fourth arm section 240. At this time, when the fifth arm section 250 rotates, the extension section 13 extends and retracts accordingly.
このロボット1′の構成によると、第5アーム部250を駆動する第5アームモータM5が、第5アーム部250には配置されておらず、第4アーム部240の内部であって、軸線A15から軸線A14に沿った反対側にずれた位置に配置されている。そのため、第5アーム部250の軽量化が達成され、第5アーム部250の軸線A15回りのイナーシャ(慣性モーメント)が低減される。また、第5アーム部250のコンパクト化が達成される。 With this configuration of robot 1', the fifth arm motor M5 that drives the fifth arm section 250 is not located in the fifth arm section 250, but is located inside the fourth arm section 240, at a position offset from axis A15 to the opposite side along axis A14. This reduces the weight of the fifth arm section 250 and reduces the inertia (moment of inertia) of the fifth arm section 250 around axis A15. Furthermore, the fifth arm section 250 can be made more compact.
なお、第18実施形態では、第4アーム部240が本発明(請求項17)の「第1アーム部」に、第5アーム部250が「第2アーム部」に各々相当する。また、軸線A15が本発明の「第1軸線」に、軸線A17が「第2軸線」に、軸線A18が「第3軸線」に各々相当する。また、第5アームモータM5が本発明の「モータ」に相当する。 In the 18th embodiment, the fourth arm portion 240 corresponds to the "first arm portion" of the present invention (claim 17), and the fifth arm portion 250 corresponds to the "second arm portion." Furthermore, the axis A15 corresponds to the "first axis" of the present invention, the axis A17 corresponds to the "second axis," and the axis A18 corresponds to the "third axis." Furthermore, the fifth-arm motor M5 corresponds to the "motor" of the present invention.
以上、本発明に係る第1~第18実施形態に係る多関節ロボットについて説明したが、当該実施形態に係る多関節ロボットは、本発明の好ましい実施形態の例示であってその具体的な構成は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で変更が可能である。特に、第1~第18実施形態で開示された特徴的な構成を適宜組み合わせた構成は本発明の範疇である。 The articulated robots according to the first to eighteenth embodiments of the present invention have been described above. However, the articulated robots according to these embodiments are merely examples of preferred embodiments of the present invention, and their specific configurations can be modified without departing from the spirit of the present invention. In particular, configurations that appropriately combine the characteristic configurations disclosed in the first to eighteenth embodiments are within the scope of the present invention.
本発明をまとめると以下の通りである。 The present invention can be summarized as follows:
本発明の多関節ロボットは、第1軸線回りに回転可能な第1アーム部と、第1アーム部に対して、前記第1軸線と平行な第2軸線回りに回転可能に連結された第2アーム部と、を含むアームを備えた多関節ロボットであって、前記第1アーム部を、前記第1軸線回りに回転させる回転力を発生する第1モータと、前記第1アーム部における前記第2軸線よりも前記第1軸線寄りの位置に配置されて、前記第2アーム部を回転させる回転力を発生する第2モータと、前記第1アーム部と前記第2アーム部とを連結して前記第2モータが発生する回転力を前記第2アーム部に伝達するとともに、前記第1アーム部に対する前記第2アーム部の回転に追従して変形する回転力伝達部と、を備える。 The articulated robot of the present invention is a articulated robot equipped with an arm including a first arm portion rotatable about a first axis and a second arm portion connected to the first arm portion so as to be rotatable about a second axis parallel to the first axis, and is equipped with a first motor that generates a rotational force to rotate the first arm portion about the first axis, a second motor that is positioned on the first arm portion closer to the first axis than the second axis and generates a rotational force to rotate the second arm portion, and a rotational force transmission portion that connects the first arm portion and the second arm portion, transmits the rotational force generated by the second motor to the second arm portion, and deforms in response to the rotation of the second arm portion relative to the first arm portion.
この多関節ロボットの構成によると、第2アーム部を駆動するための第2モータが、第1アーム部における第2軸線よりも第1軸線寄りの位置に配置されているため、第2軸線上に第2モータが配置される、従来の多関節ロボットに比べて、第1軸線回りのアームのイナーシャ(慣性モーメント)を低減することが可能となる。また、第2アーム部に関して、第2モータの位置を基準とした場合のイナーシャを、第2軸線上に第2モータが配置されている場合に比べて低減することが可能となる。従って、この多関節ロボットの構成によると、多関節ロボットのアームの回転軸回りのイナーシャを効果的に低減することが可能となる。 With this articulated robot configuration, the second motor for driving the second arm section is positioned closer to the first axis than the second axis of the first arm section, making it possible to reduce the inertia (moment of inertia) of the arm around the first axis compared to conventional articulated robots in which the second motor is positioned on the second axis. Furthermore, with regard to the second arm section, the inertia based on the position of the second motor can be reduced compared to when the second motor is positioned on the second axis. Therefore, with this articulated robot configuration, it is possible to effectively reduce the inertia around the rotation axis of the arm of the articulated robot.
上記の多関節ロボットにおいて、前記第2モータは、前記第1軸線及び第2軸線と平行な第3軸線回りの回転力を発生するものであり、前記回転力伝達部は、前記第2モータの回転力により前記第3軸線回りに回転する第1基部と、前記第3軸線と平行な第4軸線回りに回転可能に、前記第2アーム部に支持された第2基部と、前記第1基部と前記第2基部とを連結し、前記第1アーム部に対する前記第2アーム部の回転による前記第1基部と前記第2基部との距離の変化に追従して伸縮する伸縮部と、を含む。 In the above-mentioned articulated robot, the second motor generates a rotational force around a third axis parallel to the first and second axes, and the rotational force transmission unit includes a first base that rotates around the third axis due to the rotational force of the second motor, a second base supported on the second arm unit so as to be rotatable around a fourth axis parallel to the third axis, and an extension/contraction unit that connects the first base and the second base and expands and contracts in response to changes in the distance between the first base and the second base due to the rotation of the second arm unit relative to the first arm unit.
この構成によると、第2モータの回転力を、回転力伝達部を介して第2アーム部に伝達しながら、当該第2アーム部を第1アーム部に対して円滑に回転させることが可能となる。 With this configuration, the rotational force of the second motor can be transmitted to the second arm portion via the rotational force transmission portion, allowing the second arm portion to rotate smoothly relative to the first arm portion.
この場合、前記伸縮部は、リンク機構からなるのが好適である。この構成によれば、比較的簡単な構成で、第2モータの回転力を第2アーム部に伝達しながら、第2アーム部の回転に伴い回転力伝達部を円滑に変形(伸縮)させることが可能となる。In this case, it is preferable that the extension/contraction section be made up of a link mechanism. This configuration allows the rotational force of the second motor to be transmitted to the second arm section with a relatively simple structure, while allowing the rotational force transmission section to smoothly deform (extend and contract) in accordance with the rotation of the second arm section.
より具体的に、前記リンク機構は、一方側の端部同士が前記第1軸線と所定角度を成す第5線軸回りに互いに回転可能に連結された第1リンク及び第2リンクを含み、前記第1リンクの他方側の端部は、前記第1基部に対して前記第5軸線と平行な軸線回りに回転可能に連結され、前記第2リンクの他方側の端部は、前記第2基部に対して前記第5軸線と平行な軸線回りに回転可能に連結されている。この場合、前記所定角度は、90°であるのが好適である。 More specifically, the link mechanism includes a first link and a second link whose ends on one side are rotatably connected to each other about a fifth axis that forms a predetermined angle with the first axis, and the other end of the first link is rotatably connected to the first base about an axis parallel to the fifth axis, and the other end of the second link is rotatably connected to the second base about an axis parallel to the fifth axis. In this case, it is preferable that the predetermined angle be 90°.
この構成によれば、第1アーム部及び第2アーム部と回転力伝達部との干渉を回避しながら、第2モータの回転力を、当該回転力伝達部を介して第2モータに伝達することが可能となる。 With this configuration, it is possible to transmit the rotational force of the second motor to the second motor via the rotational force transmission unit while avoiding interference between the first arm portion and the second arm portion and the rotational force transmission unit.
また、上記の多関節ロボットにおいて、前記伸縮部がリンク機構の場合には、当該リンク機構は、一端部が前記第1基部に対して前記第3軸線に直交する軸線回りに回動可能に連結され、かつ他端部が前記第2基部に対して前記第4軸線と直交する軸線回りに回転可能に連結された、マジックハンド型のリンク機構であってもよい。 Furthermore, in the above-mentioned articulated robot, if the telescopic section is a link mechanism, the link mechanism may be a magic hand-type link mechanism in which one end is rotatably connected to the first base about an axis perpendicular to the third axis, and the other end is rotatably connected to the second base about an axis perpendicular to the fourth axis.
この構成によれば、第2アーム部の回転に伴いリンク機構が折り畳まれるときの、当該リンク機構の占有高さを低く抑える上で有利となる。 This configuration is advantageous in keeping the occupied height of the link mechanism low when the link mechanism is folded as the second arm portion rotates.
また、上記の多関節ロボットにおいて、前記リンク機構を構成する複数のリンクの一つは、リンク長手方向に互いに分割された第1部分及び第2部分と、リンク長手方向に延びる軸回りに前記第1部分と前記第2部分とを相対回転可能に連結する連結部と、を備える構成であってもよい。 Furthermore, in the above-mentioned articulated robot, one of the multiple links constituting the link mechanism may be configured to include a first part and a second part separated from each other in the longitudinal direction of the link, and a connecting portion that connects the first part and the second part so that they can rotate relative to each other around an axis extending in the longitudinal direction of the link.
この構成によると、第2モータの回転力を、回転力伝達部を介してより円滑に第2アーム部に伝達することが可能となる。すなわち、回転力伝達部の精度が十分に確保されていない場合には、各リンクに不要な力が働いて変形し、回転力伝達部の作動時の抵抗となることが考えられる。上記構成によると、第1部分と第2部分との相対回転が許容されることで、既述のような不要な力を逃がすことができる。そのため、回転力伝達部の円滑な作動が可能となり、その結果、第2モータが発生する回転力をより円滑に第2アーム部に伝達することが可能となる。 This configuration allows the rotational force of the second motor to be transmitted more smoothly to the second arm portion via the rotational force transmission unit. In other words, if the precision of the rotational force transmission unit is not sufficiently ensured, unnecessary forces may act on each link, causing deformation and creating resistance when the rotational force transmission unit operates. The above configuration allows relative rotation between the first and second portions, allowing the aforementioned unnecessary forces to be released. This enables smooth operation of the rotational force transmission unit, and as a result, the rotational force generated by the second motor can be transmitted more smoothly to the second arm portion.
また、上記の多関節ロボットにおいて、前記ベース部から前記第2アーム部に至るように配索されるケーブルを含む場合には、前記ケーブルは、少なくとも一部が前記回転力伝達部の内部を通じて配索されていてもよい。 Furthermore, in the above-mentioned articulated robot, if a cable is routed from the base portion to the second arm portion, at least a portion of the cable may be routed through the interior of the rotational force transmission portion.
この構成によれば、回転力伝達部の内部をケーブルの配策スペースとして利用した合理的な構成が達成される。 This configuration achieves a rational configuration in which the interior of the rotational force transmission section is utilized as cable routing space.
また、上記の多関節ロボットにおいて、前記伸縮部は、前記第1基部及び前記第2基部のうち一方側に支持される軸部材と、他方側に支持されて、当該軸部材をその軸方向へスライド可能に保持するガイド部材とを備える構成であってもよい。 In addition, in the above-mentioned articulated robot, the telescopic section may be configured to include an axial member supported on one side of the first base section and the second base section, and a guide member supported on the other side to hold the axial member slidably in its axial direction.
この構成の場合も、比較的簡単な構成で、第2モータの回転力を第2アーム部に伝達しながら、第2アーム部の回転に伴い回転力伝達部を円滑に変形(伸縮)させることが可能となる。 In this configuration, too, the rotational force of the second motor can be transmitted to the second arm portion with a relatively simple configuration, while the rotational force transmission portion can be smoothly deformed (extended and contracted) in accordance with the rotation of the second arm portion.
より具体的に、前記軸部材は、前記第1基部及び前記第2基部のうち一方側に対して、前記第1軸線と所定角度を成す第6軸線回りに回転可能に支持され、前記ホルダ部材は、前記第1基部及び前記第2基部のうち他方側に対して前記第6軸と平行な軸線回りに回転可能に支持されている。この場合、前記所定角度は、90°であるのが好適である。 More specifically, the shaft member is supported on one of the first and second bases so as to be rotatable about a sixth axis that forms a predetermined angle with the first axis, and the holder member is supported on the other of the first and second bases so as to be rotatable about an axis that is parallel to the sixth axis. In this case, it is preferable that the predetermined angle be 90°.
この構成によれば、第1アーム部及び第2アーム部と回転力伝達部との干渉を回避しながら、第2モータの回転力を、当該回転力伝達部を介して第2モータに伝達することが可能となる。 With this configuration, it is possible to transmit the rotational force of the second motor to the second motor via the rotational force transmission unit while avoiding interference between the first arm portion and the second arm portion and the rotational force transmission unit.
前記伸縮部が、前記軸部材と前記ガイド部材とを備える場合、前記第2軸線及び前記第3軸線に直交する平面に対して前記伸縮部が平行に設けられているのが好適である。 When the telescopic portion comprises the shaft member and the guide member, it is preferable that the telescopic portion be arranged parallel to a plane perpendicular to the second axis and the third axis.
この構成によると、軸部材及びガイド部材を第1基部及び第2基部に対して回転可能に支持することなく、第2アーム部の回転に伴い回転力伝達部を円滑に変形(伸縮)させることが可能となる。 With this configuration, the rotational force transmission part can be smoothly deformed (expanded and contracted) in conjunction with rotation of the second arm part without the shaft member and guide member being rotatably supported relative to the first base part and the second base part.
上記の多関節ロボットにおいて、前記軸部材及び前記ガイド部材の一方側は、当該一方側を支持する前記第1基部又は前記第2基部に対して軸回りに回転可能に回転可能に設けられていてもよい。また、前記軸部材は、前記ガイド部材に対して相対回転可能に設けられていてもよい。 In the above-mentioned articulated robot, one side of the shaft member and the guide member may be rotatable about an axis relative to the first base or the second base that supports that side. Furthermore, the shaft member may be rotatable relative to the guide member.
この構成によると、第2モータの回転力を、回転力伝達部を介してより円滑に第2アーム部に伝達することが可能となる。すなわち、回転力伝達部の精度が十分に確保されていない場合には、軸部材やガイド部材に不要な力が働いて変形し、回転力伝達部の作動時の抵抗となることが考えられる。上記構成によると、既述のような不要な力を逃がすことが可能となるため、回転力伝達部の円滑な作動が可能となり、その結果、第2モータが発生する回転力をより円滑に第2アーム部に伝達することが可能となる。 This configuration allows the rotational force of the second motor to be transmitted more smoothly to the second arm portion via the rotational force transmission unit. In other words, if the precision of the rotational force transmission unit is not sufficiently ensured, unnecessary forces may act on the shaft member or guide member, causing deformation and creating resistance when the rotational force transmission unit operates. The above configuration allows the aforementioned unnecessary forces to be released, enabling the rotational force transmission unit to operate smoothly, and as a result, the rotational force generated by the second motor to be transmitted more smoothly to the second arm portion.
また、上記の多関節ロボットにおいて、前記ガイド部材は、前記軸部材の同心上に互いにスライド可能に配置されたテレスコピック構造の複数の単位ガイド部材から構成されていてもよい。 In addition, in the above-mentioned articulated robot, the guide member may be composed of multiple unit guide members with a telescopic structure that are arranged concentrically on the shaft member and can slide relative to each other.
この構成によると、伸縮部が複数段階に伸縮可能となるため、伸縮部の伸縮長さの自由度が高くなる。すなわち、第2アーム部の回転時に伸縮部をより短く縮小させることが可能となる。そのため、アームの可動領域の拡大に寄与する。 With this configuration, the telescopic section can be extended and retracted in multiple stages, increasing the degree of freedom in the length of the telescopic section. In other words, it is possible to shorten and contract the telescopic section when the second arm section rotates. This contributes to expanding the range of motion of the arm.
この場合、前記複数の単位ガイド部材のうち、最も外側の単位ガイド部材を外側ガイド部材と定義するとともに、当該外側の単位ガイド部材の内側に配置される単位ガイド部材を内側ガイド部材と定義したときに、前記外側ガイド部材は、前記他方側の基部に連結されており、前記伸縮部は、前記内側ガイド部材の軸線方向の両側に各々配置される付勢部材であって、前記内側ガイド部材を、前記他方側の基部に対して前記一方側の基部に向かって付勢する第1付勢部材と、前記一方側の基部に対して前記他方側の基部に向かって付勢する第2付勢部材とを含んでいてもよい。In this case, when the outermost unit guide member among the plurality of unit guide members is defined as the outer guide member and the unit guide member arranged inside the outer unit guide member is defined as the inner guide member, the outer guide member may be connected to the base on the other side, and the extendable portion may include biasing members arranged on both sides of the inner guide member in the axial direction, each of which includes a first biasing member that biases the inner guide member toward the base on one side relative to the base on the other side, and a second biasing member that biases the base on one side toward the base on the other side.
この構成によれば、軸部材や外側ガイド部材に対して内側ガイド部材の位置が安定的に保たれる。そのため、ロボットアーム3の作動中に、内側ガイド部材が不安定に移動することが抑制ないし防止される。 This configuration ensures that the position of the inner guide member is stably maintained relative to the shaft member and the outer guide member. This suppresses or prevents the inner guide member from moving unstably during operation of the robot arm 3.
また、本発明の他の一局面に係る多関節ロボットは、第1アーム部と、第1アーム部に対して第1軸線回りに回転可能に連結された第2アーム部と、を含むアームを備えた多関節ロボットであって、前記第1アーム部における前記第1軸線から当該第1アーム部の基端側に離間する位置に配置されて、前記第2アーム部を回転させる回転力を発生するモータと、前記第1アーム部と前記第2アーム部とを連結して前記モータが発生する回転力を前記第2アーム部に伝達する回転力伝達部と、を備え、前記モータは、前記第1軸線と平行な第2軸線回りの回転力を発生し、前記回転力伝達部は、前記第2モータの回転力により前記第2軸線回りに回転する第1基部と、前記第2軸線と平行な第3軸線回りに回転可能に、前記第2アーム部に支持された第2基部と、前記第1基部と前記第2基部とを連結し、前記第1アーム部に対する前記第2アーム部の回転による前記第1基部と前記第2基部との距離の変化に追従して伸縮する伸縮部と、を含むものである。 Another aspect of the present invention provides a multi-joint robot having an arm including a first arm portion and a second arm portion rotatably connected to the first arm portion about a first axis, the multi-joint robot including: a motor disposed at a position spaced apart from the first axis of the first arm portion toward the base end of the first arm portion, the motor generating a rotational force to rotate the second arm portion; and a rotational force transmission unit connecting the first arm portion and the second arm portion and transmitting the rotational force generated by the motor to the second arm portion, the motor generating a rotational force about a second axis parallel to the first axis, the rotational force transmission unit including: a first base portion that rotates about the second axis by the rotational force of the second motor; a second base portion supported on the second arm portion so as to be rotatable about a third axis parallel to the second axis; and an extension/contraction unit connecting the first base portion and the second base portion, the extension/contraction unit extending and contracting in response to a change in the distance between the first base portion and the second base portion due to the rotation of the second arm portion relative to the first arm portion.
この多関節ロボットの構成によると、第2アーム部に関して、第2モータの位置を基準とした場合のイナーシャ(慣性モーメント)を、第2軸線上に第2モータが配置されている場合に比べて効果的に低減することが可能となる。 This articulated robot configuration makes it possible to effectively reduce the inertia (moment of inertia) of the second arm section when the position of the second motor is used as the reference, compared to when the second motor is positioned on the second axis.
Claims (14)
前記第1アーム部を、前記第1軸線回りに回転させる回転力を発生する第1モータと、
前記第1アーム部における前記第2軸線よりも前記第1軸線寄りの位置に配置されて、前記第2アーム部を回転させる回転力を発生する第2モータと、
前記第1アーム部と前記第2アーム部とを連結して前記第2モータが発生する回転力を前記第2アーム部に伝達するとともに、前記第1アーム部に対する前記第2アーム部の回転に追従して変形する回転力伝達部と、を備え、
前記第2モータは、前記第1軸線及び前記第2軸線と平行な第3軸線回りの回転力を発生し、
前記回転力伝達部は、
前記第2モータの回転力により前記第3軸線回りに回転する第1基部と、
前記第3軸線と平行な第4軸線回りに回転可能に、前記第2アーム部に支持された第2基部と、
前記第1基部と前記第2基部とを連結し、前記第1アーム部に対する前記第2アーム部の回転による前記第1基部と前記第2基部との距離の変化に追従して伸縮する伸縮部と、を含み、
前記伸縮部は、リンク機構からなり、
前記リンク機構は、一方側の端部同士が前記第1軸線と所定角度を成す第5軸線回りに互いに回転可能に連結された第1リンク部材及び第2リンク部材を含み、
前記第1リンク部材の他方側の端部は、前記第1基部に対して前記第5軸線と平行な軸線回りに回転可能に連結され、
前記第2リンク部材の他方側の端部は、前記第2基部に対して前記第5軸線と平行な軸線回りに回転可能に連結されている、ことを特徴とする多関節ロボット。 A multi-joint robot having an arm including a first arm portion rotatable about a first axis, and a second arm portion rotatably connected to the first arm portion about a second axis parallel to the first axis,
a first motor that generates a rotational force that rotates the first arm portion about the first axis;
a second motor disposed at a position closer to the first axis than the second axis in the first arm portion, the second motor generating a rotational force that rotates the second arm portion;
a rotational force transmission unit that connects the first arm unit and the second arm unit to transmit a rotational force generated by the second motor to the second arm unit and that deforms in accordance with the rotation of the second arm unit relative to the first arm unit ,
the second motor generates a rotational force about a third axis parallel to the first axis and the second axis,
The rotational force transmission unit is
a first base portion that rotates about the third axis by a rotational force of the second motor;
a second base portion supported by the second arm portion so as to be rotatable about a fourth axis line parallel to the third axis line;
an extension/contraction unit that connects the first base unit and the second base unit and that extends and contracts in response to a change in the distance between the first base unit and the second base unit due to rotation of the second arm unit relative to the first arm unit,
The expansion/contraction unit is made up of a link mechanism,
the link mechanism includes a first link member and a second link member whose ends on one side are rotatably connected to each other about a fifth axis that forms a predetermined angle with the first axis,
the other end of the first link member is rotatably connected to the first base portion around an axis parallel to the fifth axis,
The other end of the second link member is rotatably connected to the second base portion around an axis parallel to the fifth axis .
前記所定角度は、90°であることを特徴とする、多関節ロボット。 The articulated robot according to claim 1 ,
The articulated robot is characterized in that the predetermined angle is 90°.
前記第1リンク部材及び前記第2リンク部材の一方は、リンク長手方向に互いに分割された第1部分及び第2部分と、リンク長手方向に延びる軸回りに前記第1部分と前記第2部分とを相対回転可能に連結する連結部と、を備える、ことを特徴とする多関節ロボット。 The articulated robot according to claim 1 or 2 ,
a connecting portion that connects the first portion and the second portion so as to be rotatable relative to each other around an axis extending in the longitudinal direction of the link;
前記第1アーム部を、前記第1軸線回りに回転させる回転力を発生する第1モータと、
前記第1アーム部における前記第2軸線よりも前記第1軸線寄りの位置に配置されて、前記第2アーム部を回転させる回転力を発生する第2モータと、
前記第1アーム部と前記第2アーム部とを連結して前記第2モータが発生する回転力を前記第2アーム部に伝達するとともに、前記第1アーム部に対する前記第2アーム部の回転に追従して変形する回転力伝達部と、を備え、
前記第2モータは、前記第1軸線及び前記第2軸線と平行な第3軸線回りの回転力を発生し、
前記回転力伝達部は、
前記第2モータの回転力により前記第3軸線回りに回転する第1基部と、
前記第3軸線と平行な第4軸線回りに回転可能に、前記第2アーム部に支持された第2基部と、
前記第1基部と前記第2基部とを連結し、前記第1アーム部に対する前記第2アーム部の回転による前記第1基部と前記第2基部との距離の変化に追従して伸縮する伸縮部と、を含み、
前記伸縮部は、一端部が前記第1基部に対して前記第3軸線に直交する軸線回りに回動可能に連結され、かつ他端部が前記第2基部に対して前記第4軸線と直交する軸線回りに回転可能に連結された、マジックハンド型のリンク機構からなる、ことを特徴とする多関節ロボット。 A multi-joint robot having an arm including a first arm portion rotatable about a first axis, and a second arm portion rotatably connected to the first arm portion about a second axis parallel to the first axis,
a first motor that generates a rotational force that rotates the first arm portion about the first axis;
a second motor disposed at a position closer to the first axis than the second axis in the first arm portion, the second motor generating a rotational force that rotates the second arm portion;
a rotational force transmission unit that connects the first arm unit and the second arm unit to transmit a rotational force generated by the second motor to the second arm unit and that deforms in accordance with the rotation of the second arm unit relative to the first arm unit,
the second motor generates a rotational force about a third axis parallel to the first axis and the second axis,
The rotational force transmission unit is
a first base portion that rotates about the third axis by a rotational force of the second motor;
a second base portion supported by the second arm portion so as to be rotatable about a fourth axis line parallel to the third axis line;
an extension/contraction unit that connects the first base unit and the second base unit and that extends and contracts in response to a change in the distance between the first base unit and the second base unit due to rotation of the second arm unit relative to the first arm unit,
the telescopic section comprises a magic hand-type link mechanism, one end of which is rotatably connected to the first base section about an axis perpendicular to the third axis, and the other end of which is rotatably connected to the second base section about an axis perpendicular to the fourth axis .
前記第1アーム部を、前記第1軸線回りに回転させる回転力を発生する第1モータと、
前記第1アーム部における前記第2軸線よりも前記第1軸線寄りの位置に配置されて、前記第2アーム部を回転させる回転力を発生する第2モータと、
前記第1アーム部と前記第2アーム部とを連結して前記第2モータが発生する回転力を前記第2アーム部に伝達するとともに、前記第1アーム部に対する前記第2アーム部の回転に追従して変形する回転力伝達部と、
前記ベース部から前記第2アーム部に至るように配索されるケーブルと、を備え、
前記ケーブルは、少なくとも一部が前記回転力伝達部の内部を通じて配索されている、ことを特徴とする多関節ロボット。 A multi-joint robot having an arm including a base portion, a first arm portion rotatable about a first axis relative to the base portion, and a second arm portion rotatably connected to the first arm portion about a second axis parallel to the first axis,
a first motor that generates a rotational force that rotates the first arm portion about the first axis;
a second motor disposed at a position closer to the first axis than the second axis in the first arm portion, the second motor generating a rotational force that rotates the second arm portion;
a rotational force transmission section that connects the first arm section and the second arm section to transmit a rotational force generated by the second motor to the second arm section and that deforms in response to rotation of the second arm section relative to the first arm section;
a cable routed from the base portion to the second arm portion,
The articulated robot is characterized in that at least a portion of the cable is routed through the inside of the rotational force transmission unit.
前記第1アーム部を、前記第1軸線回りに回転させる回転力を発生する第1モータと、
前記第1アーム部における前記第2軸線よりも前記第1軸線寄りの位置に配置されて、前記第2アーム部を回転させる回転力を発生する第2モータと、
前記第1アーム部と前記第2アーム部とを連結して前記第2モータが発生する回転力を前記第2アーム部に伝達するとともに、前記第1アーム部に対する前記第2アーム部の回転に追従して変形する回転力伝達部と、を備え、
前記第2モータは、前記第1軸線及び前記第2軸線と平行な第3軸線回りの回転力を発生し、
前記回転力伝達部は、
前記第2モータの回転力により前記第3軸線回りに回転する第1基部と、
前記第3軸線と平行な第4軸線回りに回転可能に、前記第2アーム部に支持された第2基部と、
前記第1基部と前記第2基部とを連結し、前記第1アーム部に対する前記第2アーム部の回転による前記第1基部と前記第2基部との距離の変化に追従して伸縮する伸縮部と、を含み、
前記伸縮部は、前記第1基部及び前記第2基部のうち一方側に支持される軸部材と、他方側に支持されて、当該軸部材をその軸方向へスライド可能に保持するガイド部材とを備える、ことを特徴とする多関節ロボット。 A multi-joint robot having an arm including a first arm portion rotatable about a first axis, and a second arm portion rotatably connected to the first arm portion about a second axis parallel to the first axis,
a first motor that generates a rotational force that rotates the first arm portion about the first axis;
a second motor disposed at a position closer to the first axis than the second axis in the first arm portion, the second motor generating a rotational force that rotates the second arm portion;
a rotational force transmission unit that connects the first arm unit and the second arm unit to transmit a rotational force generated by the second motor to the second arm unit and that deforms in accordance with the rotation of the second arm unit relative to the first arm unit,
the second motor generates a rotational force about a third axis parallel to the first axis and the second axis,
The rotational force transmission unit is
a first base portion that rotates about the third axis by a rotational force of the second motor;
a second base portion supported by the second arm portion so as to be rotatable about a fourth axis line parallel to the third axis line;
an extension/contraction unit that connects the first base unit and the second base unit and that extends and contracts in response to a change in the distance between the first base unit and the second base unit due to rotation of the second arm unit relative to the first arm unit,
A multi-joint robot characterized in that the extension/contraction section comprises an axis member supported on one side of the first base section and the second base section, and a guide member supported on the other side and holding the axis member slidably in its axial direction.
前記軸部材は、前記第1基部及び前記第2基部のうち前記一方側に対して、前記第1軸線と所定角度を成す第6軸線回りに回転可能に支持され、
前記ガイド部材は、前記第1基部及び前記第2基部のうち前記他方側に対して前記第6軸線と平行な軸線回りに回転可能に支持されている、ことを特徴とする多関節ロボット。 The articulated robot according to claim 6 ,
the shaft member is supported rotatably about a sixth axis that forms a predetermined angle with the first axis relative to the one of the first base portion and the second base portion,
The articulated robot, wherein the guide member is supported rotatably about an axis parallel to the sixth axis relative to the other of the first base portion and the second base portion.
前記所定角度は、90°である、ことを特徴とする多関節ロボット。 The articulated robot according to claim 7 ,
The articulated robot is characterized in that the predetermined angle is 90°.
前記第2軸線及び前記第3軸線に直交する平面に対して前記伸縮部が平行に設けられている、ことを特徴とする多関節ロボット。 The articulated robot according to claim 6 ,
An articulated robot, characterized in that the extension and contraction section is provided parallel to a plane perpendicular to the second axis and the third axis.
前記軸部材及び前記ガイド部材の一方側は、当該一方側を支持する前記第1基部又は前記第2基部に対して軸回りに回転可能に回転可能に設けられている、ことを特徴とする多関節ロボット。 The articulated robot according to any one of claims 6 to 9,
A multi-joint robot, characterized in that one side of the shaft member and the guide member is rotatably mounted around an axis relative to the first base or the second base that supports that side.
前記ガイド部材は、前記軸部材の同心上に互いにスライド可能に配置されたテレスコピック構造の複数の単位ガイド部材からなる、ことを特徴とする多関節ロボット。
The articulated robot according to any one of claims 6 to 9 ,
The articulated robot is characterized in that the guide member is made up of a plurality of unit guide members with a telescopic structure that are arranged concentrically on the shaft member and can slide relative to each other.
前記複数の単位ガイド部材のうち、最も外側の単位ガイド部材を外側ガイド部材と定義するとともに、当該外側の単位ガイド部材の内側に配置される単位ガイド部材を内側ガイド部材と定義したときに、
前記外側ガイド部材は、前記他方側の基部に連結されており、
前記伸縮部は、前記内側ガイド部材の軸線方向の両側に各々配置される付勢部材であって、前記内側ガイド部材を、前記他方側の基部に対して前記一方側の基部に向かって付勢する第1付勢部材と、前記一方側の基部に対して前記他方側の基部に向かって付勢する第2付勢部材とを含む、ことを特徴とする多関節ロボット。 The articulated robot according to claim 12 ,
When the outermost unit guide member among the plurality of unit guide members is defined as an outer guide member and the unit guide member disposed inside the outer unit guide member is defined as an inner guide member,
The outer guide member is connected to the other base portion,
a first biasing member that biases the inner guide member toward the base on one side relative to the base on the other side, and a second biasing member that biases the inner guide member toward the base on the one side relative to the base on the other side.
前記第1アーム部における前記第1軸線から当該第1アーム部の基端側に離間する位置に配置されて、前記第2アーム部を回転させる回転力を発生するモータと、
前記第1アーム部と前記第2アーム部とを連結して前記モータが発生する回転力を前記第2アーム部に伝達する回転力伝達部と、を備え、
前記モータは、前記第1軸線と平行な第2軸線回りの回転力を発生し、
前記回転力伝達部は、
前記第1アーム部に支持され、前記モータの回転力により前記第2軸線回りに回転する第1基部と、
前記第2軸線と平行な第3軸線回りに回転可能に、前記第2アーム部に支持された第2基部と、
前記第1基部と前記第2基部とを連結して前記第1基部及び前記第2基部と一体に前記第2軸線回りに回転するとともに、前記第1アーム部に対する前記第2アーム部の回転による前記第1基部と前記第2基部との距離の変化に追従して伸縮する伸縮部と、を含む、ことを特徴とする多関節ロボット。 A horizontal articulated robot having an arm including a first arm portion and a second arm portion rotatably connected to the first arm portion about a first axis line extending vertically ,
a motor disposed at a position spaced apart from the first axis of the first arm portion toward a base end of the first arm portion, the motor generating a rotational force that rotates the second arm portion;
a rotational force transmission unit that connects the first arm unit and the second arm unit and transmits the rotational force generated by the motor to the second arm unit,
the motor generates a rotational force about a second axis parallel to the first axis,
The rotational force transmission unit is
a first base portion supported by the first arm portion and rotated about the second axis by a rotational force of the motor;
a second base portion supported by the second arm portion so as to be rotatable about a third axis parallel to the second axis;
an extension/contraction unit that connects the first base unit and the second base unit and rotates integrally with the first base unit and the second base unit about the second axis, and that extends and contracts in response to a change in the distance between the first base unit and the second base unit due to the rotation of the second arm unit relative to the first arm unit.
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|---|---|---|---|---|
| JP2005012139A (en) | 2003-06-23 | 2005-01-13 | Jel:Kk | Substrate carrier |
| JP2006082178A (en) | 2004-09-16 | 2006-03-30 | Nihon Bisoh Co Ltd | Outside wall surface working device for building |
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|---|---|---|---|---|
| US3703968A (en) * | 1971-09-20 | 1972-11-28 | Us Navy | Linear linkage manipulator arm |
| JPH11156769A (en) * | 1997-11-28 | 1999-06-15 | Tescon Co Ltd | Double-arm type scalar robot |
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005012139A (en) | 2003-06-23 | 2005-01-13 | Jel:Kk | Substrate carrier |
| JP2006082178A (en) | 2004-09-16 | 2006-03-30 | Nihon Bisoh Co Ltd | Outside wall surface working device for building |
| JP2016537215A (en) | 2013-11-11 | 2016-12-01 | フラウンホファー ゲセルシャフト ツール フェールデルンク ダー アンゲヴァンテン フォルシュンク エー.ファオ. | Articulated arm robot type device |
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