JP7848559B2 - Joint locking mechanism and robotic device - Google Patents
Joint locking mechanism and robotic deviceInfo
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Description
本開示は、関節を介して連結された2つのリンクの相対的な回動を規制または許容する関節ロック機構、およびそれを備えたロボット装置に関する。 This disclosure relates to a joint locking mechanism for restricting or allowing relative rotation of two links connected via a joint, and to a robotic device equipped therewith.
従来、エアバッグタイプのニューマチック・アクチュエータに圧縮空気を給排することにより駆動されるロボットアームが知られている(例えば、特許文献1参照)。このロボットアームは、揺動フレーム部材により回動自在に支持されるプーリと、プーリに巻き替えられたワイヤーと、それぞれ揺動フレーム部材の固定部材にピン連結されると共にワイヤーの対応する端部に連結される2本のニューマチック・アクチュエータとを含む。更に、当該ロボットアームは、プーリに同軸に固定されたブレーキドラムと、当該ブレーキドラムの外周面に対向するように配置されるブレーキシューと、一端に上記ニューマチック・アクチュエータと同様の構成を有する弾性収縮体が取り付けられると共に、他端に引張りばねが取り付けられたレバーアームと、ブレーキシューを押圧するようにレバーアームと一体に回動する軸に偏心して取り付けられるブレーキカムとを含む。かかるロボットアームでは、弾性収縮体に圧縮空気を供給すると、当該弾性収縮体が引張りばねの収縮力に抗してレバーアームを回転させ、レバーアームに取り付けられたブレーキカムがブレーキシューから離隔する。これにより、ブレーキシューがブレーキドラムから離隔し、プーリの回転が許容される。また、一方のニューマチック・アクチュエータに圧縮空気を供給すると共に他方のニューマチック・アクチュエータから圧縮空気を排出することで、プーリが回転し、プーリの回転に伴って揺動フレーム部材が当該プーリの軸心の周りに回転する。更に、揺動フレーム部材が所望位置に到達したときに弾性収縮体から圧縮空気を排出することで、引張りばねの収縮力が弾性収縮体の収縮力に打ち勝ってレバーアームを回動させ、それに伴ってブレーキカムがブレーキシューをブレーキドラムに対して押し付ける。これにより、ブレーキドラムおよびプーリの回転が規制され、揺動フレーム部材の位置が固定される。 Conventionally, a robot arm driven by supplying and discharging compressed air to an airbag-type pneumatic actuator is known (see, for example, Patent Document 1). This robot arm includes a pulley rotatably supported by a rocking frame member, a wire wound around the pulley, and two pneumatic actuators, each pin-connected to a fixed member of the rocking frame member and connected to the corresponding ends of the wire. Furthermore, the robot arm includes a brake drum coaxially fixed to the pulley, a brake shoe positioned opposite the outer circumferential surface of the brake drum, a lever arm with an elastic contraction body having the same configuration as the above-mentioned pneumatic actuator attached to one end and a tension spring attached to the other end, and a brake cam eccentrically mounted on an axis that rotates integrally with the lever arm to press the brake shoe. In such a robot arm, when compressed air is supplied to the elastic contraction body, the elastic contraction body rotates the lever arm against the contraction force of the tension spring, and the brake cam attached to the lever arm separates from the brake shoe. This causes the brake shoe to separate from the brake drum, allowing the pulley to rotate. Furthermore, by supplying compressed air to one pneumatic actuator and discharging it from the other, the pulley rotates, and the oscillating frame member rotates around the axis of the pulley as the pulley rotates. Additionally, when the oscillating frame member reaches the desired position, discharging compressed air from the elastic contraction body causes the contraction force of the tension spring to overcome the contraction force of the elastic contraction body, rotating the lever arm. Consequently, the brake cam presses the brake shoe against the brake drum. This restricts the rotation of the brake drum and pulley, and fixes the position of the oscillating frame member.
また、従来、着座者の臀部を支持するシートクッションと、当該シートクッションに対して前後方向に傾動可能なシートバックと、シートバックの傾動の回転軸上に設けられて当該シートバックの傾動を許可/禁止するリクライニング装置とを含む車両のシートが知られている(例えば、特許文献2参照)。かかるシートのリクライニング装置は、シートバック側に設けられる第1部材(ラチェット)と、シートクッション側に設けられる第2部材(ベースプレート)と、ポールと、第2部材に形成されたガイドと、第1および第2カムとを含む。第1部材は、円周方向に沿って形成された内歯を有し、第2部材は、第1部材と円周方向に相対回転可能である。ポールは、第1部材の内歯と噛合可能な外歯を有し、第2部材により移動可能に支持される。第2部材のガイドは、内歯と外歯とが噛合するロック位置と内歯と外歯とが噛合しないアンロック位置との間でポールを案内する。第1カム(回転カム)は、第1部材と第2部材との間に設けられてポールをロック位置方向へ押接し、第2カムは、第1カムに押されてポールをガイドへ押しつけながらロック位置方向へ押接する。かかるリクライニング装置によれば、第1および第2カムによりポールの外歯を第1部材の内歯にスムースに噛合させてシートクッションに対するシートバックの傾動を規制(ロック)することができる。 Furthermore, conventionally, a vehicle seat is known that includes a seat cushion that supports the buttocks of a seated person, a seat back that can tilt in the front-rear direction relative to the seat cushion, and a reclining device provided on the axis of rotation of the seat back's tilt to allow/prohibit the tilt of the seat back (see, for example, Patent Document 2). Such a seat reclining device includes a first member (ratchet) provided on the seat back side, a second member (base plate) provided on the seat cushion side, a pole, a guide formed on the second member, and first and second cams. The first member has internal teeth formed along the circumferential direction, and the second member is rotatable relative to the first member in the circumferential direction. The pole has external teeth that can mesh with the internal teeth of the first member and is movably supported by the second member. The guide on the second member guides the pole between a locked position where the internal and external teeth mesh and an unlocked position where the internal and external teeth do not mesh. The first cam (rotating cam) is provided between the first and second members and presses the pole in the direction of the locked position. The second cam, pressed by the first cam, presses the pole against the guide while also pressing it in the direction of the locked position. With this reclining device, the first and second cams smoothly engage the external teeth of the pole with the internal teeth of the first member, thereby restricting (locking) the tilting of the seat back relative to the seat cushion.
上記特許文献1に記載されたロボットアームの関節ロック機構(ブレーキ機構)は、ブレーキドラム、ブレーキシュー、ブレーキカム、レバーアーム、弾性収縮体および引張りばねの配置に比較的大きなスペースを必要とするものである。従って、特許文献1に記載されたブレーキ機構を採用した場合、ロボットアーム全体が大型化してしまう。また、特許文献1に記載のロボットアームでは、例えばロボットアームを停止させて関節ロック機構により揺動フレーム部材を固定(ロック)した後、メインテナンス等のために関節ロック機構によるロックを解除する場合、弾性収縮体に圧縮空気を供給しなければならず、圧縮空気の供給源の準備等によりメインテナンス等を迅速に進めることが困難になる。一方、関節を介して連結される2つのリンクに対して、ブレーキドラムやブレーキシュー等を含む関節ロック機構の代わりに、特許文献2に記載されたリクライニング装置を応用した関節ロック機構を適用することも考えられる。しかしながら、特許文献2に記載されたリクライニング装置では、第1カム(回転カム)の最大半径(有効半径)が比較的小さく、ポールをロック位置方向に移動させるために第1カムに大きな回転トルクを印加することが必要となる。更に、特許文献2に記載のリクライニング装置では、ポールをアンロック位置からロック位置との間で移動させるのに第1カム(回転カム)を比較的大きい角度だけ回転させる必要があり、例えば直動アクチュエータを用いて第1カムを回転させようとすれば、当該直動アクチュエータに要求されるストロークが非常に大きくなり、力の方向を変換する機構も必要となる。このため、上記リクライニング装置を応用した関節ロック機構を含むロボットアームにおいても、第1カムを回転させるために大型のアクチュエータを用いる必要が生じ、関節ロック機構ひいては装置全体の大型化を良好に抑制し得なくなってしまう。そして、上記リクライニング装置を応用した関節ロック機構においても、ポールをロック位置からアンロック位置までに移動させるのにアクチュエータを作動させることが必要となり、メインテナンス等のために当該関節ロック機構によるロックを解除するのに手間を要してしまう。 The joint locking mechanism (brake mechanism) for the robot arm described in Patent Document 1 requires a relatively large space for the arrangement of the brake drum, brake shoe, brake cam, lever arm, elastic contraction body, and tension spring. Therefore, if the brake mechanism described in Patent Document 1 is adopted, the entire robot arm will become large. Furthermore, in the robot arm described in Patent Document 1, for example, if the lock by the joint locking mechanism is released after the robot arm has been stopped and the oscillating frame member has been fixed (locked) by the joint locking mechanism, compressed air must be supplied to the elastic contraction body, making it difficult to carry out maintenance quickly due to the preparation of a compressed air supply source, etc. On the other hand, it is also conceivable to apply a joint locking mechanism that utilizes the reclining device described in Patent Document 2 to two links connected via a joint, instead of a joint locking mechanism including a brake drum and brake shoe. However, in the reclining device described in Patent Document 2, the maximum radius (effective radius) of the first cam (rotating cam) is relatively small, and it is necessary to apply a large rotational torque to the first cam in order to move the pole in the direction of the locked position. Furthermore, in the reclining device described in Patent Document 2, moving the pole from the unlocked position to the locked position requires rotating the first cam (rotating cam) by a relatively large angle. For example, if a linear actuator is used to rotate the first cam, the required stroke of the actuator becomes very large, necessitating a mechanism to convert the direction of the force. Therefore, even in a robot arm incorporating a joint locking mechanism based on the above reclining device, a large actuator is required to rotate the first cam, making it difficult to effectively suppress the increase in size of the joint locking mechanism and, consequently, the entire device. Moreover, even in the joint locking mechanism based on the above reclining device, operating the actuator is necessary to move the pole from the locked position to the unlocked position, requiring considerable effort to release the lock by the joint locking mechanism for maintenance purposes.
そこで、本開示は、関節を介して連結された2つのリンクの相対的な回動をスムースかつ良好に規制または許容すると共に当該2つのリンクの相対的な回動の規制を容易に解除可能にするコンパクトな関節ロック機構およびそれを備えたロボット装置の提供を主目的とする。 Therefore, the primary objective of this disclosure is to provide a compact joint locking mechanism and a robotic device equipped therewith that smoothly and effectively restrict or allow the relative rotation of two links connected via a joint, and that easily release the restriction on the relative rotation of the two links.
本開示の関節ロック機構は、流体供給装置から流体の供給を受けると共に、前記流体供給装置による前記流体の供給状態に応じて、関節を介して連結された2つのリンクの相対的な回動を規制または許容する関節ロック機構であって、前記2つのリンクの一方に固定される第1部材と、前記関節の関節軸の周りに前記第1部材と相対回転可能になるように前記2つのリンクの他方に固定される第2部材と、前記第1部材に設けられた複数の内歯と、前記第2部材により第1方向に移動自在に支持されるスライダと、前記第1部材の前記複数の内歯に噛合可能な複数の外歯を有し、前記第1方向と交差する第2方向に沿って前記複数の内歯に対して接近離間するように前記第2部材により支持されるポールと、前記スライダに回動自在に連結されると共に前記ポールに回動自在に連結され、前記スライダの前記第1方向への移動に応じて前記ポールを前記第2方向に移動させる連結部材と、前記第2部材と前記スライダとの間に配置され、前記ポールの前記複数の外歯が前記複数の内歯に噛合するように前記スライダを前記第1方向における一側に付勢する付勢部材と、前記流体供給装置からの前記流体の供給に応じて、前記スライダを前記付勢部材の付勢力に抗して前記第1方向における他側に移動させるロック解除アクチュエータと、手動で操作されるレバーを有し、前記レバーの操作に応じて前記スライダを前記付勢部材の付勢力に抗して前記第1方向における他側に移動させる手動ロック解除機構とを含むものである。 The joint locking mechanism of this disclosure is a joint locking mechanism that receives fluid from a fluid supply device and restricts or allows the relative rotation of two links connected via a joint depending on the fluid supply state by the fluid supply device, comprising: a first member fixed to one of the two links; a second member fixed to the other of the two links so as to be rotatable relative to the first member around the joint axis of the joint; a plurality of internal teeth provided on the first member; a slider supported by the second member so as to be movable in a first direction; a pole having a plurality of external teeth that can mesh with the plurality of internal teeth of the first member and supported by the second member so as to move toward and away from the plurality of internal teeth along a second direction intersecting the first direction; and The system includes: a connecting member rotatably connected to the slider and the pole, which moves the pole in a second direction in response to the slider's movement in a first direction; a biasing member positioned between the second member and the slider, which biases the slider to one side in the first direction so that the pole's multiple external teeth engage with the pole's multiple internal teeth; an unlocking actuator that moves the slider to the other side in the first direction against the biasing force of the biasing member in response to the supply of fluid from the fluid supply device; and a manual unlocking mechanism having a manually operated lever, which moves the slider to the other side in the first direction against the biasing force of the biasing member in response to the operation of the lever.
本開示の関節ロック機構では、流体供給装置からロック解除アクチュエータに流体が供給されていないときに、スライダが付勢部材により第1方向における一側に付勢され、ポールの複数の外歯が第1部材に設けられた複数の内歯に噛合する。これにより、第1部材、スライダ、ポールおよび第2部材が一体化されて2つのリンクの相対的な回動が規制される。これに対して、流体供給装置からロック解除アクチュエータに流体が供給されると、当該ロック解除アクチュエータがスライダを付勢部材の付勢力に抗して第1方向における他側に移動させる。これにより、ポールの複数の外歯と複数の内歯との噛合が解除され、第1部材および第2部材すなわち2つのリンクの相対的な回動が許容される。このように、本開示の関節ロック機構では、付勢部材またはロック解除アクチュエータによりスライダを第1方向における一側または他側に移動させることで、2つのリンクの相対的な回動をスムースかつ良好に規制または許容することができる。また、ロック解除アクチュエータに要求されるストロークは、回転カムを用いて第2部材により支持されたポールの複数の外歯と第1部材側の複数の内歯とを噛合させる関節ロック機構に比べて大幅に小さくなる。従って、ロック解除アクチュエータを小型化して関節ロック機構の全体をコンパクト化することが可能となる。更に、スライダが付勢部材により第1方向における一側に付勢されて2つのリンクの相対的な回動が規制されているときに、手動ロック解除機構のレバーを手動で操作すれば、スライダを付勢部材の付勢力に抗して第1方向における他側に移動させて2つのリンクの相対的な回動を許容することができる。これにより、メインテナンス等の実行に際して、流体供給装置から関節ロック機構に流体を供給することなく、当該関節ロック機構による2つのリンクの相対的な回動の規制を容易に解除することが可能となる。従って、本開示の関節ロック機構では、装置全体をコンパクト化しつつ、関節を介して連結された2つのリンクの相対的な回動をスムースかつ良好に規制または許容すると共に当該2つのリンクの相対的な回動の規制を容易に解除することができる。 In the joint locking mechanism of this disclosure, when fluid is not supplied from the fluid supply device to the unlock actuator, the slider is biased to one side in the first direction by the biasing member, and the multiple external teeth of the pole engage with the multiple internal teeth provided on the first member. As a result, the first member, slider, pole, and second member are integrated, and the relative rotation of the two links is restricted. Conversely, when fluid is supplied from the fluid supply device to the unlock actuator, the unlock actuator moves the slider to the other side in the first direction against the biasing force of the biasing member. As a result, the engagement between the multiple external teeth and the multiple internal teeth of the pole is released, and the relative rotation of the first member and the second member, i.e., the two links, is permitted. Thus, in the joint locking mechanism of this disclosure, the relative rotation of the two links can be smoothly and effectively restricted or permitted by moving the slider to one side or the other side in the first direction by the biasing member or the unlock actuator. Furthermore, the stroke required for the unlock actuator is significantly smaller compared to a joint lock mechanism that uses a rotating cam to engage multiple external teeth of a pole supported by a second member with multiple internal teeth on the first member side. Therefore, it is possible to miniaturize the unlock actuator and thus the entire joint lock mechanism. Moreover, when the slider is biased to one side in the first direction by a biasing member, restricting the relative rotation of the two links, manually operating the lever of the manual unlock mechanism allows the slider to move to the other side in the first direction against the biasing force of the biasing member, thereby allowing the relative rotation of the two links. This makes it possible to easily release the restriction on the relative rotation of the two links by the joint lock mechanism during maintenance, etc., without supplying fluid from a fluid supply device to the joint lock mechanism. Therefore, the joint lock mechanism of this disclosure allows for a compact overall device while smoothly and effectively restricting or allowing the relative rotation of two links connected via a joint, and easily releasing the restriction on the relative rotation of the two links.
次に、図面を参照しながら、本開示の発明を実施するための形態について説明する。 Next, embodiments for carrying out the invention of this disclosure will be described with reference to the drawings.
図1は、本開示のロボット装置1を示す概略構成図である。同図に示すロボット装置1は、ロボットアーム(ロボット本体)2と、当該ロボットアーム2を作動させる流体アクチュエータとしての複数(本実施形態では、2つ)の複動シリンダ(流体シリンダ)3に作動油(流体)を給排する流体供給装置(液体供給装置)10とを含む。本実施形態において、ロボット装置1は、指定された目的位置まで自走可能な無人搬送車(AGV)または自律走行搬送ロボット(AMR)である搬送台車に搭載されるか、あるいは予め定められた設置箇所に定置されて使用される。ロボットアーム2は、図1に示すように、複数の複動シリンダ3に加えて、支持部材(ブラケット)4と、複数のアーム(リンク)5a,5b,5cと、当該複数のアーム5a,5b,5cとの協働により第1および第2の平行リンク機構を構成するリンク6a,6b,6c,6dと、把持部(手先)としてのハンド部(ロボットハンド)7と、複数(本実施形態では、3つ)の関節(ピン結合部)Ja,Jb,Jcとを含む多関節アームである。 Figure 1 is a schematic diagram showing the robot device 1 of the present disclosure. The robot device 1 shown in the figure includes a robot arm (robot body) 2 and a fluid supply device (liquid supply device) 10 that supplies and discharges hydraulic fluid (fluid) to a plurality (two in this embodiment) of double-acting cylinders (fluid cylinders) 3 which act as fluid actuators to operate the robot arm 2. In this embodiment, the robot device 1 is mounted on a transport cart which is an automated guided vehicle (AGV) or autonomous mobile robot (AMR) capable of self-propelling to a designated target location, or it is used by being fixed in a predetermined installation location. As shown in Figure 1, the robot arm 2 is a multi-joint arm that includes, in addition to multiple double-acting cylinders 3, a support member (bracket) 4, multiple arms (links) 5a, 5b, 5c, links 6a, 6b, 6c, 6d that form first and second parallel link mechanisms through the cooperation of the multiple arms 5a, 5b, 5c, a hand section (robot hand) 7 as a gripping section (endpiece), and multiple (three in this embodiment) joints (pin joints) Ja, Jb, Jc.
ロボットアーム2の各複動シリンダ3は、図2に示すように、シリンダ(シリンダチューブ)30と、当該シリンダ30内に軸方向に摺動自在に配置されるピストン34と、当該ピストン34に同軸に固定されるピストンロッド35とを含む。更に、各複動シリンダ3は、シリンダ30内のピストン34の一側(図2における右側)に画成される第1流体室(伸長側流体室)31と、シリンダ30内のピストン34の他側(図2における左側)に画成される第2流体室(収縮側流体室)32とを含む。流体供給装置10により第1流体室31に作動油を供給すると共に第2流体室32から作動油を排出させることで、ピストン34およびピストンロッド35をシリンダ30に対して図2における左側に移動させて複動アクチュエータとしての複動シリンダ3を伸長させることができる。また、流体供給装置10により第2流体室32に作動油を供給すると共に第1流体室31から作動油を排出させることで、ピストン34およびピストンロッド35をシリンダ30に対して図2における右側に移動させて複動シリンダ3を収縮させることができる。 Each double-acting cylinder 3 of the robot arm 2 includes, as shown in Figure 2, a cylinder (cylinder tube) 30, a piston 34 slidably arranged axially within the cylinder 30, and a piston rod 35 fixed coaxially to the piston 34. Furthermore, each double-acting cylinder 3 includes a first fluid chamber (extension-side fluid chamber) 31 defined on one side (right side in Figure 2) of the piston 34 within the cylinder 30, and a second fluid chamber (retraction-side fluid chamber) 32 defined on the other side (left side in Figure 2) of the piston 34 within the cylinder 30. By supplying hydraulic fluid to the first fluid chamber 31 and discharging hydraulic fluid from the second fluid chamber 32 using the fluid supply device 10, the piston 34 and piston rod 35 can be moved to the left side in Figure 2 relative to the cylinder 30, thereby extending the double-acting cylinder 3 as a double-acting actuator. Furthermore, by supplying hydraulic fluid to the second fluid chamber 32 and discharging hydraulic fluid from the first fluid chamber 31 using the fluid supply device 10, the piston 34 and piston rod 35 can be moved to the right side of the cylinder 30 in Figure 2, thereby retracting the double-acting cylinder 3.
ロボットアーム2のアーム5aは、図1に示すように、関節Jaを介してリンクとしての支持部材4に回動自在に連結され、本実施形態では単一の複動シリンダ3の伸縮により支持部材4に対して回動する。支持部材4およびアーム5aすなわち関節Jaに対応した複動シリンダ3の一端(ピストンロッドの端部)は、支持部材4に固定されたレバー部材に回動自在に連結され、他端(シリンダの端部)は、アーム5aの先端部(アーム5b側の端部)に回動自在に連結される。また、アーム5bは、関節Jbを介してアーム5aに回動自在に連結され、本実施形態では単一の複動シリンダ3の伸縮によりアーム5aに対して回動する。アーム5a,5bすなわち関節Jbに対応した複動シリンダ3の一端(ピストンロッドの端部)は、アーム5aの基端部(支持部材4側の端部)に回動自在に連結され、他端(シリンダの端部)は、アーム5bの基端部(アーム5a側の端部)に固定されたレバー部材に回動自在に連結される。更に、アーム5cは、関節Jcを介してアーム5bの先端部に回動自在に連結される。ただし、支持部材4およびアーム5aに対して、平行に配列される複数の複動シリンダ3が設けられてもよく、アーム5a,5bに対して、平行に配列される複数の複動シリンダ3が設けられてもよい。 As shown in Figure 1, the arm 5a of the robot arm 2 is rotatably connected to the support member 4 as a link via joint Ja, and in this embodiment, it rotates relative to the support member 4 by the extension and retraction of a single double-acting cylinder 3. One end (the end of the piston rod) of the double-acting cylinder 3 corresponding to the support member 4 and arm 5a, i.e., joint Ja, is rotatably connected to a lever member fixed to the support member 4, and the other end (the end of the cylinder) is rotatably connected to the tip of arm 5a (the end on the arm 5b side). Also, arm 5b is rotatably connected to arm 5a via joint Jb, and in this embodiment, it rotates relative to arm 5a by the extension and retraction of a single double-acting cylinder 3. One end (the end of the piston rod) of the double-acting cylinder 3 corresponding to arms 5a and 5b, i.e., joint Jb, is rotatably connected to the base end (the end on the support member 4 side) of arm 5a, and the other end (the end of the cylinder) is rotatably connected to a lever member fixed to the base end (the end on the arm 5a side) of arm 5b. Furthermore, arm 5c is rotatably connected to the tip of arm 5b via joint Jc. However, multiple double-acting cylinders 3 may be provided parallel to the support member 4 and arm 5a, or multiple double-acting cylinders 3 may be provided parallel to arms 5a and 5b.
リンク6aは、支持部材4に固定され、リンク6bの基端部は、関節Jbを介してアーム5aの先端部およびアーム5bの基端部に回動自在に連結される。また、リンク6cは、アーム5aと同一のリンク長を有し、リンク6aの遊端部(ピボット部)に回動自在に連結されると共に、関節Jbからリンク6aのリンク長に相当する長さだけ離間した位置でリンク6bに回動自在に連結される。これにより、アーム5aを固定リンクとし、リンク6aを駆動リンクとし、リンク6bを従動リンクとし、リンク6cを中間リンクとする第1の平行リンク機構が構成される。更に、リンク6dは、関節Jcから所定長さだけ離間した位置でアーム5cに回動自在に連結されると共に、関節Jbから当該所定長さだけ離間した位置でリンク6bに回動自在に連結される。これにより、アーム5bを固定リンクとし、リンク6bを駆動リンクとし、アーム5cを従動リンクとし、リンク6dを中間リンクとする第2の平行リンク機構が構成される。そして、これらの第1および第2の平行リンク機構の作用により、アーム5cは、アーム5a,5bの回動角度に拘わらず搬送台車の走行面またはロボット装置1の設置面に対して常時平行に維持される。 Link 6a is fixed to the support member 4, and the base end of link 6b is rotatably connected to the tip of arm 5a and the base end of arm 5b via joint Jb. Link 6c has the same link length as arm 5a and is rotatably connected to the free end (pivot portion) of link 6a, and is also rotatably connected to link 6b at a position separated from joint Jb by a length equivalent to the link length of link 6a. This constitutes a first parallel link mechanism in which arm 5a is the fixed link, link 6a is the driving link, link 6b is the driven link, and link 6c is the intermediate link. Furthermore, link 6d is rotatably connected to arm 5c at a position separated from joint Jc by a predetermined length, and is also rotatably connected to link 6b at a position separated from joint Jb by the same predetermined length. This results in a second parallel link mechanism in which arm 5b is a fixed link, link 6b is a driving link, arm 5c is a driven link, and link 6d is an intermediate link. Through the action of these first and second parallel link mechanisms, arm 5c is always maintained parallel to the travel surface of the transport trolley or the mounting surface of the robot device 1, regardless of the rotation angles of arms 5a and 5b.
ロボットアーム2のハンド部7は、最も手先側のアーム5cに取り付けられており、対象となる物体(以下、「把持対象」という。)を把持するようにロボット装置1の制御装置100により制御される。また、流体供給装置10は、各複動シリンダ3に作動流体としての作動油を給排するように制御装置100により制御される。これにより、ロボットアーム2を油圧(流体圧)により駆動してハンド部7を所望の位置に移動させることができる。ただし、流体供給装置10は、例えば水といった作動油以外の液体を各複動シリンダ3に給排するものであってもよく、例えば圧縮空気等の気体を各複動シリンダ3に給排するものであってもよい。 The hand portion 7 of the robot arm 2 is attached to the end-effector arm 5c and is controlled by the control device 100 of the robot device 1 to grasp the target object (hereinafter referred to as "grasping target"). The fluid supply device 10 is also controlled by the control device 100 to supply and discharge hydraulic fluid to each double-acting cylinder 3. This allows the robot arm 2 to be driven by hydraulic pressure (fluid pressure) to move the hand portion 7 to the desired position. However, the fluid supply device 10 may supply and discharge a liquid other than hydraulic fluid, such as water, to each double-acting cylinder 3, or it may supply and discharge a gas, such as compressed air, to each double-acting cylinder 3.
ロボットアーム2の関節Ja,Jbは、関節軸Ax(図1参照)と、当該関節軸Axを回転自在に支持する図示しない軸受とをそれぞれ含む。本実施形態において、関節Jaの関節軸Axの一端は、当該関節Jaに対応したアーム5aにスプライン嵌合部を介して固定(連結)され、当該関節軸Axの他端は、支持部材4により保持された軸受のインナーレースからアーム5a側とは反対側に突出する。また、関節Jbの関節軸Axの一端は、当該関節Jbに対応したアーム5aにスプライン嵌合部を介して固定(連結)され、当該関節軸Axの他端は、アーム5bにより保持された軸受のインナーレースからアーム5a側とは反対側に突出する。更に、ロボット装置1は、図1に示すように、関節Ja,Jbごとに設けられた複数(本実施形態では、2つ)の関節ロック機構8を含む。各関節ロック機構8は、それぞれ流体供給装置10から作動油の供給を受けると共に、当該流体供給装置10による作動油の供給状態に応じて、関節Jaを介して連結された支持部材4とアーム5aとの相対的な回動または関節Jbを介して連結されたアーム5a,5bの相対的な回動を規制または許容するものである。 The joints Ja and Jb of the robot arm 2 each include a joint axis Ax (see Figure 1) and a bearing (not shown) that rotatably supports the joint axis Ax. In this embodiment, one end of the joint axis Ax of joint Ja is fixed (connected) to the arm 5a corresponding to joint Ja via a spline fitting portion, and the other end of the joint axis Ax protrudes from the inner race of the bearing held by the support member 4 on the side opposite to the arm 5a. Similarly, one end of the joint axis Ax of joint Jb is fixed (connected) to the arm 5a corresponding to joint Jb via a spline fitting portion, and the other end of the joint axis Ax protrudes from the inner race of the bearing held by the arm 5b on the side opposite to the arm 5a. Furthermore, as shown in Figure 1, the robot device 1 includes a plurality (two in this embodiment) of joint locking mechanisms 8 provided for each joint Ja and Jb. Each joint locking mechanism 8 receives hydraulic fluid from the fluid supply device 10 and, depending on the hydraulic fluid supply status from the fluid supply device 10, restricts or allows the relative rotation of the support member 4 and arm 5a connected via joint Ja, or the relative rotation of arms 5a and 5b connected via joint Jb.
図3は、ロボット装置1の関節ロック機構8を示す部分断面図である。同図に示すように、関節ロック機構8は、それぞれ金属等により形成されたブラケット(第1部材)81およびアクチュエータブロック(第2部材)82を含む。関節Jaに対応した関節ロック機構8では、ブラケット81が支持部材4に固定されると共に、アクチュエータブロック82が関節軸Axを介してアーム5aに固定される。また、関節Jbに対応した関節ロック機構8では、ブラケット81がアーム5bに固定されると共に、アクチュエータブロック82が関節軸Axを介してアーム5aに固定される。 Figure 3 is a partial cross-sectional view showing the joint locking mechanism 8 of the robot device 1. As shown in the figure, the joint locking mechanism 8 includes a bracket (first member) 81 and an actuator block (second member) 82, both made of metal or the like. In the joint locking mechanism 8 corresponding to joint Ja, the bracket 81 is fixed to the support member 4, and the actuator block 82 is fixed to the arm 5a via the joint axis Ax. In the joint locking mechanism 8 corresponding to joint Jb, the bracket 81 is fixed to the arm 5b, and the actuator block 82 is fixed to the arm 5a via the joint axis Ax.
ブラケット81は、短尺円筒状の筒状部81cと、当該筒状部81cの軸方向における一端から周方向に間隔おいて径方向外側に(放射状に)突出する複数の締結部81fとを含む。各締結部81fには、図示しないボルトが挿通されるボルト孔が形成されており、ブラケット81は、それぞれ対応する締結部81fのボルト孔に挿通される複数のボルトを介して、筒状部81cが関節JaまたはJbの軸受から突出する関節軸Axの端部を同軸に包囲するように支持部材4またはアーム5bに固定(締結)される。また、ブラケット81には、内周部の全周に亘って形成された複数の内歯810tを有するリングギヤ810が固定される。本実施形態において、リングギヤ810は、ブラケット81の筒状部81cの内周部にスプライン嵌合されると共に、複数のボルト811を介して当該筒状部81cに固定(抜け止め)される。なお、各締結部81fのボルト孔は、長穴状に形成されてもよい。 The bracket 81 includes a short cylindrical tubular portion 81c and a plurality of fastening portions 81f that project radially outward (radially) at circumferential intervals from one end of the tubular portion 81c in the axial direction. Each fastening portion 81f has a bolt hole through which a bolt (not shown) is inserted. The bracket 81 is fixed (fastened) to the support member 4 or arm 5b via a plurality of bolts inserted through the bolt holes of the corresponding fastening portions 81f, so that the tubular portion 81c coaxially surrounds the end of the joint axis Ax that protrudes from the bearing of the joint Ja or Jb. A ring gear 810 having a plurality of internal teeth 810t formed over the entire circumference of its inner part is fixed to the bracket 81. In this embodiment, the ring gear 810 is spline-fitted to the inner circumference of the tubular portion 81c of the bracket 81 and is fixed (prevents coming off) to the tubular portion 81c via a plurality of bolts 811. Furthermore, the bolt holes in each fastening portion 81f may be formed in an elongated shape.
アクチュエータブロック82は、アーム5aにスプライン嵌合されて支持部材4またはアーム5bにより保持された軸受から突出する関節軸Axにスプライン嵌合されることで当該アーム5aに固定される。これにより、アクチュエータブロック82は、ブラケット81に対して関節軸Axの周りに回転可能になる。また、アクチュエータブロック82は、それぞれ関節軸Axの図3における上側または下側で予め定められたx方向(第1方向、図3における左右方向)に沿って互いに平行に延在する複数(本実施形態では、例えば4つ)の第1ガイド部82xと、それぞれ当該x方向と直交するy方向(第2方向、図3における上下方向)に延在する複数(本実施形態では、例えば4つ)の第2ガイド部82yとを含む。 The actuator block 82 is fixed to the arm 5a by spline fitting onto the joint axis Ax, which protrudes from a bearing held by the support member 4 or arm 5b. This allows the actuator block 82 to rotate around the joint axis Ax relative to the bracket 81. The actuator block 82 also includes a plurality of first guide portions 82x (for example, four in this embodiment) extending parallel to each other along a predetermined x-direction (first direction, left-right direction in Figure 3) on either the upper or lower side of the joint axis Ax in Figure 3, and a plurality of second guide portions 82y (for example, four in this embodiment) extending in a y-direction (second direction, up-down direction in Figure 3) perpendicular to the x-direction.
複数の第1ガイド部82xは、関節軸Axの図3における上側および下側に2つずつ配設される。すなわち、図3における上側の2つの第1ガイド部82xと、下側の2つの第1ガイド部82xとは、関節軸Axの中心を通ってx方向に延びる軸に関して対称に配設される。また、図3における最も上側の第1ガイド部82xは、関節軸Ax側でx方向に延在すると共に図3の紙面に直交するガイド面を有する。更に、図3における上側で関節軸Axに近接する第1ガイド部82xは、最も上側の第1ガイド部82xのガイド面とy方向における一定の間隔をおいて対向するガイド面を有する。また、図3における最も下側の第1ガイド部82xは、関節軸Ax側でx方向に延在すると共に図3の紙面に直交するガイド面を有する。更に、図3における下側で関節軸Axに近接する第1ガイド部82xは、最も下側の第1ガイド部82xのガイド面とy方向における一定の間隔をおいて対向するガイド面を有する。 Multiple first guide sections 82x are arranged in pairs on the upper and lower sides of the joint axis Ax in Figure 3. That is, the two upper first guide sections 82x and the two lower first guide sections 82x in Figure 3 are arranged symmetrically with respect to an axis that extends in the x-direction through the center of the joint axis Ax. Furthermore, the uppermost first guide section 82x in Figure 3 extends in the x-direction on the joint axis Ax side and has a guide surface perpendicular to the plane of Figure 3. In addition, the first guide section 82x on the upper side of Figure 3 that is close to the joint axis Ax has a guide surface that faces the guide surface of the uppermost first guide section 82x at a certain distance in the y-direction. Furthermore, the lowermost first guide section 82x in Figure 3 extends in the x-direction on the joint axis Ax side and has a guide surface perpendicular to the plane of Figure 3. Furthermore, the first guide portion 82x located at the bottom of Figure 3, close to the joint axis Ax, has a guide surface that faces the guide surface of the lowest first guide portion 82x at a certain distance in the y-direction.
複数の第2ガイド部82yは、関節軸Axの図3における上側および下側に2つずつx方向における一定の間隔をおいて対向するように配設される。すなわち、図3における上側の2つの第2ガイド部82yと、下側の2つの第2ガイド部82yとは、関節軸Axの中心を通ってx方向に延びる軸に関して対称に配設される。更に、図3における上側の2つの第2ガイド部82yは、関節軸Axの中心を通ってy方向に延びる軸に関して対称に配設され、図3における下側の2つの第2ガイド部82yは、関節軸Axの中心を通ってy方向に延びる軸に関して対称に配設される。また、図3における上側の2つの第2ガイド部82yの一方は、他方の第2ガイド部82y側でy方向に延在すると共に図3の紙面に直交するガイド面を有し、図3における上側の2つの第2ガイド部82yの他方は、上記一方の第2ガイド部82y側でy方向に延在すると共に図3の紙面に直交するガイド面を有する。更に、図3における下側の2つの第2ガイド部82yの一方は、他方の第2ガイド部82y側でy方向に延在すると共に図3の紙面に直交するガイド面を有し、図3における下側の2つの第2ガイド部82yの他方は、上記一方の第2ガイド部82y側でy方向に延在すると共に図3の紙面に直交するガイド面を有する。 Multiple second guide sections 82y are arranged in pairs on the upper and lower sides of the joint axis Ax in Figure 3, facing each other at a fixed distance in the x-direction. That is, the two upper second guide sections 82y and the two lower second guide sections 82y in Figure 3 are arranged symmetrically with respect to an axis extending in the x-direction through the center of the joint axis Ax. Furthermore, the two upper second guide sections 82y in Figure 3 are arranged symmetrically with respect to an axis extending in the y-direction through the center of the joint axis Ax, and the two lower second guide sections 82y in Figure 3 are arranged symmetrically with respect to an axis extending in the y-direction through the center of the joint axis Ax. Furthermore, one of the two upper second guide portions 82y in Figure 3 extends in the y-direction on the side of the other second guide portion 82y and has a guide surface perpendicular to the plane of Figure 3. The other of the two upper second guide portions 82y in Figure 3 extends in the y-direction on the side of the aforementioned second guide portion 82y and has a guide surface perpendicular to the plane of Figure 3. Additionally, one of the two lower second guide portions 82y in Figure 3 extends in the y-direction on the side of the other second guide portion 82y and has a guide surface perpendicular to the plane of Figure 3. The other of the two lower second guide portions 82y in Figure 3 extends in the y-direction on the side of the aforementioned second guide portion 82y and has a guide surface perpendicular to the plane of Figure 3.
また、図3における上側の2つの第2ガイド部82yの一方(例えば左側の第2ガイド部82y)と、図3における最も上側の第1ガイド部82xのx方向における一端(例えば左側の端部)とのy方向における間には、ストッパ部82stが形成されている。更に、図3における上側の2つの第2ガイド部82yの他方(例えば右側の第2ガイド部82y)と、図3における最も上側の第1ガイド部82xのx方向における他端(例えば右側の端部)とのy方向における間には、ストッパ部82stが形成されている。また、図3における下側の2つの第2ガイド部82yの一方(例えば左側の第2ガイド部82y)と、図3における最も下側の第1ガイド部82xのx方向における一端(例えば左側の端部)とのy方向における間には、ストッパ部82stが形成されている。更に、図3における下側の2つの第2ガイド部82yの他方(例えば右側の第2ガイド部82y)と、図3における最も下側の第1ガイド部82xのx方向における他端(例えば右側の端部)とのy方向における間には、ストッパ部82stが形成されている。 Furthermore, a stopper portion 82st is formed in the y-direction between one of the two upper second guide portions 82y in Figure 3 (for example, the left second guide portion 82y) and one end of the uppermost first guide portion 82x in Figure 3 in the x-direction (for example, the left end). Additionally, a stopper portion 82st is formed in the y-direction between the other of the two upper second guide portions 82y in Figure 3 (for example, the right second guide portion 82y) and the other end of the uppermost first guide portion 82x in Figure 3 in the x-direction (for example, the right end). Furthermore, a stopper portion 82st is formed in the y-direction between one of the two lower second guide portions 82y in Figure 3 (for example, the left second guide portion 82y) and one end of the lowermost first guide portion 82x in Figure 3 in the x-direction (for example, the left end). Furthermore, a stopper portion 82st is formed in the y-direction between the other of the two lower second guide portions 82y in Figure 3 (for example, the rightmost second guide portion 82y) and the other end in the x-direction of the lowest first guide portion 82x in Figure 3 (for example, the rightmost end).
加えて、アクチュエータブロック82には、スプリング支持孔82sと、シリンダ孔82cとが形成されている。スプリング支持孔82sは、関節軸Axのx方向における一側(図3における左側)でx方向に延在すると共に、関節軸Ax側とは反対側の端部(図3における左側の端部)で開口する円孔である。また、シリンダ孔82cは、関節軸Axのx方向における他側(図3における右側)でx方向に延在すると共に、関節軸Ax側とは反対側の端部(図3における右側の端部)で開口する円孔である。更に、アクチュエータブロック82には、関節軸Axを包囲する環状の流体通路82pと、当該流体通路82pとシリンダ孔82cの内部とを連通させる小径の流体孔82hとが形成されている。本実施形態において、関節軸Axは、中空に形成されると共に、それぞれシリンダ孔82cと同軸にx方向に延在する2つの流体孔Ahを有し、流体通路82pは、関節軸Axの2つの流体孔Ahを包囲する。流体孔82hは、シリンダ孔82cと同軸にx方向に延在する当該シリンダ孔82cの内径よりも十分に小径の円孔であり、オリフィス(絞り部)として機能する。 In addition, the actuator block 82 has a spring support hole 82s and a cylinder hole 82c. The spring support hole 82s is a circular hole that extends in the x-direction on one side of the joint axis Ax in the x-direction (left side in Figure 3) and opens at the end opposite to the joint axis Ax (left end in Figure 3). The cylinder hole 82c is a circular hole that extends in the x-direction on the other side of the joint axis Ax in the x-direction (right side in Figure 3) and opens at the end opposite to the joint axis Ax (right end in Figure 3). Furthermore, the actuator block 82 has an annular fluid passage 82p that surrounds the joint axis Ax and a small-diameter fluid hole 82h that connects the fluid passage 82p to the inside of the cylinder hole 82c. In this embodiment, the articulated axis Ax is formed hollow and has two fluid holes Ah, each extending coaxially with the cylinder bore 82c in the x-direction. The fluid passage 82p surrounds the two fluid holes Ah of the articulated axis Ax. The fluid hole 82h is a circular hole with a diameter significantly smaller than the inner diameter of the cylinder bore 82c, extending coaxially with the cylinder bore 82c in the x-direction, and functions as an orifice (restriction).
上述のようなアクチュエータブロック82は、図3に示すように、スライダ83をx方向に移動自在に支持すると共に、2つのポール84をy方向に移動自在に支持する。スライダ83は、長孔状の開口83oを有する枠状部材であり、アクチュエータブロック82の図3における上側2つの第1ガイド部82xのy方向における間およびアクチュエータブロック82の図3における下側2つの第1ガイド部82xのy方向における間に摺動自在に嵌め込まれる(配置される)。すなわち、x方向に延在して開口83oを画成するスライダ83の2つの内側面は、アクチュエータブロック82の関節軸Axに近接した2つの第1ガイド部82xの対応する一方のガイド面によりx方向に摺動自在に支持される。また、x方向に延在するスライダ83の2つの外側面は、アクチュエータブロック82の図3における最も上側または下側の第1ガイド部82xのガイド面によりx方向に摺動自在に支持される。更に、スライダ83は、それぞれアクチュエータブロック82の対応するストッパ部82stとx方向に対向するように形成された複数(本実施形態では、例えば4つ)のストッパ当接部83aを有する。 As shown in Figure 3, the actuator block 82 described above supports the slider 83 so as to be movable in the x-direction, and also supports the two poles 84 so as to be movable in the y-direction. The slider 83 is a frame-shaped member having an elongated opening 83o, and is slidably fitted (arranged) between the two upper first guide portions 82x of the actuator block 82 in the y-direction and between the two lower first guide portions 82x of the actuator block 82 in the y-direction in Figure 3. That is, the two inner surfaces of the slider 83 that extend in the x-direction and define the opening 83o are slidably supported in the x-direction by the corresponding guide surface of the two first guide portions 82x that are close to the joint axis Ax of the actuator block 82. In addition, the two outer surfaces of the slider 83 that extend in the x-direction are slidably supported in the x-direction by the guide surface of the uppermost or lowerest first guide portion 82x of the actuator block 82 in Figure 3. Furthermore, the slider 83 has a plurality of stopper contact portions 83a (for example, four in this embodiment) formed to face the corresponding stopper portion 82st of the actuator block 82 in the x-direction.
アクチュエータブロック82により支持される各ポール84は、互いに対をなす2つの第2ガイド部82y(ガイド面)同士の間隔よりも僅かに小さい幅を有し、対応する2つの第2ガイド部82yのx方向における間に摺動自在に嵌め込まれる(配置される)。すなわち、2つのポール84は、それぞれy方向に移動自在になるように180°間隔でアクチュエータブロック82により支持され、ブラケット81に設けられたリングギヤ810の径方向内側で当該リングギヤ810に対して接近離間可能となる。更に、各ポール84の外周面には、リングギヤ810の複数の内歯810tの一部に噛合可能な複数の外歯84tが形成されている。複数の外歯84tは、ポール84に一体に成形されてもよく、ポール84とは別に製造されたギヤ部材が当該ポール84に固定されてもよい。 Each pole 84, supported by the actuator block 82, has a width slightly smaller than the distance between two paired second guide portions 82y (guide surfaces), and is slidably fitted (arranged) between the two corresponding second guide portions 82y in the x-direction. That is, the two poles 84 are supported by the actuator block 82 at 180° intervals so that they can move freely in the y-direction, and can move toward and away from the ring gear 810, which is provided on the bracket 81, on the radially inner side of the ring gear 810. Furthermore, the outer circumferential surface of each pole 84 has multiple external teeth 84t formed thereon, which can mesh with some of the multiple internal teeth 810t of the ring gear 810. The multiple external teeth 84t may be integrally molded with the pole 84, or a gear member manufactured separately from the pole 84 may be fixed to the pole 84.
図3に示すように、各ポール84には、連結部材85の一端が関節軸Axの中心を通ってy方向に延びる軸上で連結ピンを介して回動自在に連結され、当該連結部材85の他端は、連結ピンを介してスライダ83に回動自在に連結される。これにより、アクチュエータブロック82、スライダ83、2つのポール84および2つの連結部材85は、両スライダ機構(固定両スライダクランク機構)を形成し、各連結部材85は、スライダ83のx方向への移動に応じて対応するポール84をy方向に沿ってリングギヤ810(複数の内歯810t)に接近または離間させる。なお、スライダ83は、アクチュエータブロック82の関節軸Axの軸方向における両側に1つずつ配置されてもよく、各ポール84は、アクチュエータブロック82の関節軸Axの軸方向における両側に1つずつ配置された2つの連結部材85を介してスライダ83に連結されてもよい。 As shown in Figure 3, one end of a connecting member 85 is rotatably connected to each pole 84 via a connecting pin on an axis extending in the y-direction through the center of the joint axis Ax, and the other end of the connecting member 85 is rotatably connected to the slider 83 via a connecting pin. Thus, the actuator block 82, slider 83, two poles 84, and two connecting members 85 form a double slider mechanism (fixed double slider crank mechanism), and each connecting member 85 moves the corresponding pole 84 closer to or further away from the ring gear 810 (multiple internal teeth 810t) along the y-direction in accordance with the movement of the slider 83 in the x-direction. Note that the slider 83 may be arranged one on each side in the axial direction of the joint axis Ax of the actuator block 82, and each pole 84 may be connected to the slider 83 via two connecting members 85, one on each side in the axial direction of the joint axis Ax of the actuator block 82.
また、本実施形態では、2つの連結部材85の双方がy方向に延在して当該両スライダ機構が死点にあるときに、図3に示すように、各ポール84の複数の外歯84tがブラケット81に設けられたリングギヤ810の複数の内歯810tの一部に噛合する。また、上記両スライダ機構が死点にあるときには、図3に示すように、スライダ83のx方向における一側(図3における左側)の2つのストッパ当接部83aとアクチュエータブロック82の対応するストッパ部82stとの間に間隔が形成され、スライダ83のx方向における他側(図3における右側)の2つのストッパ当接部83aがアクチュエータブロック82の対応するストッパ部82stに当接する。 Furthermore, in this embodiment, when both connecting members 85 extend in the y-direction and both slider mechanisms are at their dead centers, as shown in Figure 3, the multiple external teeth 84t of each pole 84 engage with some of the multiple internal teeth 810t of the ring gear 810 provided on the bracket 81. Also, when both slider mechanisms are at their dead centers, as shown in Figure 3, a gap is formed between the two stopper contact portions 83a on one side (left side in Figure 3) of the slider 83 in the x-direction and the corresponding stopper portion 82st of the actuator block 82, and the two stopper contact portions 83a on the other side (right side in Figure 3) of the slider 83 in the x-direction contact with the corresponding stopper portion 82st of the actuator block 82.
そして、アクチュエータブロック82のスプリング支持孔82s内には、付勢部材(弾性体)としてのコイルスプリング86が配置される。コイルスプリング86の一端(図3における左端)は、スライダ83(開口83oを画成する一側の内側面)に固定されたスプリングシート(当接部材)830に当接し、コイルスプリング86の他端は、スプリング支持孔82sを画成する関節軸Ax側の壁部に当接する。また、本実施形態において、コイルスプリング86は、上記両スライダ機構が死点にあるときに、アクチュエータブロック82(関節軸Ax側の壁部)と、スライダ83(スプリングシート830)との間で圧縮された状態にある。これにより、図3に示す状態では、スライダ83がスプリングシート830を介してコイルスプリング86によりx方向における一側(図3における左側)に付勢され、かつスライダ83のx方向における他側(図3における右側)の2つのストッパ当接部83aがアクチュエータブロック82の対応するストッパ部82stに当接することで、各ポール84の複数の外歯84tがリングギヤ810の複数の内歯810tに噛合する状態を良好に維持することができる。この結果、リングギヤ810を保持するブラケット81と、各ポール84を支持するアクチュエータブロック82との相対回転、すなわち支持部材4とアーム5aとの相対的な回動や、アーム5a,5bの相対的な回動が強固に規制(ロック)されることになる。なお、コイルスプリング86の代わりに、皿ばねやゴム等の弾性体が付勢部材として用いられてもよい。 A coil spring 86, acting as a biasing member (elastic body), is positioned within the spring support hole 82s of the actuator block 82. One end of the coil spring 86 (the left end in Figure 3) abuts against a spring seat (contact member) 830 fixed to the slider 83 (one inner surface defining the opening 83o), and the other end of the coil spring 86 abuts against the wall on the joint axis Ax side that defines the spring support hole 82s. In this embodiment, the coil spring 86 is compressed between the actuator block 82 (the wall on the joint axis Ax side) and the slider 83 (spring seat 830) when both slider mechanisms are at their dead centers. As a result, in the state shown in Figure 3, the slider 83 is biased to one side in the x-direction (left side in Figure 3) by the coil spring 86 via the spring seat 830, and the two stopper contact portions 83a on the other side of the slider 83 in the x-direction (right side in Figure 3) contact the corresponding stopper portion 82st of the actuator block 82. This ensures that the multiple external teeth 84t of each pole 84 mesh well with the multiple internal teeth 810t of the ring gear 810. Consequently, the relative rotation between the bracket 81 holding the ring gear 810 and the actuator block 82 supporting each pole 84, i.e., the relative rotation between the support member 4 and the arm 5a, and the relative rotation of the arms 5a and 5b, is firmly restricted (locked). Note that instead of the coil spring 86, an elastic material such as a disc spring or rubber may be used as the biasing member.
更に、アクチュエータブロック82のシリンダ孔82c内には、ピストン87が摺動自在に配置される。ピストン87の先端面(図3における右側の端面)は、上記両スライダ機構が死点にあるときに、図3に示すように、スライダ83の一部(開口83oを画成する他側の内側面)に当接する。また、シリンダ孔82cの内周面とピストン87の外周面との間には、Oリング等のシール部材や、ウェアリング、スクレーパが配置され、ピストン87のx方向における一側すなわち関節軸Ax側には、シリンダ孔82cの内周面とピストン87の関節軸Ax側の端面とによりロック解除流体室88が画成される。ロック解除流体室88は、アクチュエータブロック82の流体孔82hおよび流体通路82p並びに関節軸Axの2つの流体孔Ahを介して当該関節軸Axの内部に連通する。本実施形態では、ロック解除流体室88に関節軸Axの内部、2つの流体孔Ah、流体通路82pおよび流体孔82hを介して流体供給装置10からの作動油が供給され、シリンダ孔82c等を含むアクチュエータブロック82とピストン87とは、ロック解除流体室88を含む油圧式のロック解除アクチュエータFAを構成する。 Furthermore, a piston 87 is slidably positioned within the cylinder bore 82c of the actuator block 82. The tip surface of the piston 87 (the right end surface in Figure 3) abuts against a part of the slider 83 (the other inner surface that defines the opening 83o) when both slider mechanisms are at their dead centers, as shown in Figure 3. In addition, a sealing member such as an O-ring, a wear ring, or a scraper is positioned between the inner circumferential surface of the cylinder bore 82c and the outer circumferential surface of the piston 87. On one side of the piston 87 in the x-direction, i.e., the joint axis Ax side, an unlock fluid chamber 88 is defined by the inner circumferential surface of the cylinder bore 82c and the end surface of the piston 87 on the joint axis Ax side. The unlock fluid chamber 88 communicates with the interior of the joint axis Ax via the fluid bore 82h and fluid passage 82p of the actuator block 82 and the two fluid bore Ah of the joint axis Ax. In this embodiment, hydraulic fluid from the fluid supply device 10 is supplied to the unlock fluid chamber 88 via the inside of the articulation axis Ax, two fluid holes Ah, a fluid passage 82p, and a fluid hole 82h. The actuator block 82, including the cylinder hole 82c, and the piston 87 constitute a hydraulic unlock actuator FA that includes the unlock fluid chamber 88.
図3に示すように各ポール84の複数の外歯84tがリングギヤ810の複数の内歯810tに噛合している状態で、関節軸Axの内部、2つの流体孔Ah、環状の流体通路82pおよびオリフィスとして機能する流体孔82hを介して流体供給装置10からの作動流体としての作動油がロック解除流体室88に供給されると、ピストン87がx方向における他側(図3における右側)に移動してスライダ83をコイルスプリング86の付勢力に抗してx方向における他側に移動させる。これにより、各ポール84が対応する連結部材85により引っ張られてy方向に沿って内方(関節軸Ax側)に移動し、各ポール84の複数の外歯84tと、リングギヤ810の複数の内歯810tとの噛み合いが解除される。この結果、リングギヤ810を保持するブラケット81と、各ポール84を支持するアクチュエータブロック82との相対回転、すなわち支持部材4とアーム5aとの相対的な回動や、アーム5a,5bの相対的な回動が許容されることになる。 As shown in Figure 3, with the multiple external teeth 84t of each pole 84 meshed with the multiple internal teeth 810t of the ring gear 810, when hydraulic fluid as working fluid from the fluid supply device 10 is supplied to the unlock fluid chamber 88 via the inside of the articulation axis Ax, two fluid holes Ah, an annular fluid passage 82p, and a fluid hole 82h that functions as an orifice, the piston 87 moves to the other side in the x direction (right side in Figure 3), causing the slider 83 to move to the other side in the x direction against the biasing force of the coil spring 86. As a result, each pole 84 is pulled by the corresponding connecting member 85 and moves inward along the y direction (towards the articulation axis Ax), and the meshing between the multiple external teeth 84t of each pole 84 and the multiple internal teeth 810t of the ring gear 810 is released. As a result, relative rotation between the bracket 81 that holds the ring gear 810 and the actuator block 82 that supports each pole 84, that is, relative rotation between the support member 4 and the arm 5a, and relative rotation between the arms 5a and 5b, are permitted.
また、関節ロック機構8は、図4に示すように、各ポール84の複数の外歯84tとリングギヤ810の複数の内歯810tとの噛み合いを手動で解除可能にする手動ロック解除機構90を含む。本実施形態において、関節ロック機構8のアクチュエータブロック82には、複数のボルト891を介してカバー89が固定されており、手動ロック解除機構90は、外部から操作可能となるように当該カバー89に取り付けられる。手動ロック解除機構90は、手動で操作されるレバー91を有し、当該レバー91の操作に応じてスライダ83に固定されたスプリングシート830を第1方向における他側(図4における右側)に移動させると共に、レバー91に印加された力(レバー91の操作による操作力)を増幅して当該スプリングシート830に伝達する。 Furthermore, as shown in Figure 4, the joint locking mechanism 8 includes a manual release mechanism 90 that allows manual disengagement of the engagement between the multiple external teeth 84t of each pawl 84 and the multiple internal teeth 810t of the ring gear 810. In this embodiment, a cover 89 is fixed to the actuator block 82 of the joint locking mechanism 8 via multiple bolts 891, and the manual release mechanism 90 is attached to the cover 89 so that it can be operated from the outside. The manual release mechanism 90 has a manually operated lever 91, and in response to the operation of the lever 91, it moves the spring seat 830 fixed to the slider 83 to the other side in the first direction (right side in Figure 4), and also amplifies the force applied to the lever 91 (operating force due to the operation of the lever 91) and transmits it to the spring seat 830.
本実施形態において、手動ロック解除機構90は、第1リンクとしてのレバー91と、第2および第3リンク92,93と、固定節としてのカバー89およびアクチュエータブロック82とを含む4節リンク機構により構成される。レバー91は、カバー89に螺合される段付きボルト901を介して当該カバー89により回動自在に支持され、レバー91の一端(操作側の端部)には、ノブとして機能するローレットボルト910が螺合される。また、レバー91の他端(非操作側の端部)には、連結ピン902を介して第2リンク92の一端が回動自在に連結される。第3リンク93は、カバー89に螺合される段付きボルト903を介して当該カバー89により回動自在に支持され、第3リンク93の一端は、連結ピン904を介して第2リンク92の他端(レバー91側とは反対側の端部)に回動自在に連結される。更に、第3リンク93の第2リンク92側とは反対側の端部には、スライダ83に固定されたスプリングシート830を押圧して当該スプリングシート830を第1方向における他側に移動させる押圧部材95が固定されている。 In this embodiment, the manual lock release mechanism 90 is composed of a four-bar linkage mechanism including a lever 91 as a first link, second and third links 92 and 93, and a cover 89 and actuator block 82 as fixed links. The lever 91 is rotatably supported by the cover 89 via a stepped bolt 901 that is screwed into the cover 89, and a knurled bolt 910 that functions as a knob is screwed into one end of the lever 91 (the operating end). The other end of the lever 91 (the non-operating end) is rotatably connected to one end of the second link 92 via a connecting pin 902. The third link 93 is rotatably supported by the cover 89 via a stepped bolt 903 that is screwed into the cover 89, and one end of the third link 93 is rotatably connected to the other end of the second link 92 (the end opposite to the lever 91 side) via a connecting pin 904. Furthermore, a pressing member 95 is fixed to the end of the third link 93 opposite to the second link 92, which presses against the spring seat 830 fixed to the slider 83, thereby moving the spring seat 830 to the other side in the first direction.
また、レバー91は、当該レバー91のローレットボルト910側の端部(操作側の端部)よりも第2リンク92側の端部(非操作側の端部)に近い位置で段付きボルト901を介してカバー89により回動自在に支持される。更に、第3リンク93は、第2リンク92側の端部と押圧部材95すなわちスプリングシート830側の端部との中間で段付きボルト903すなわちアクチュエータブロック82により回動自在に支持される。本実施形態において、レバー91の段付きボルト901により支持される部分からローレットボルト910側の端部までの範囲は、段付きボルト901の軸心と連結ピン902の軸心とを結ぶ直線に対して関節軸Axに近接するように(関節軸Axを包囲するように)湾曲させられている。また、本実施形態において、第3リンク93の段付きボルト903により支持される部分から押圧部材95側の端部までの範囲は、段付きボルト903の軸心と連結ピン904の軸心とを結ぶ直線に対して関節軸Axに近接するように屈曲させられている。 Furthermore, the lever 91 is rotatably supported by the cover 89 via a stepped bolt 901 at a position closer to the end on the second link 92 side (the non-operating end) than to the end on the knurled bolt 910 side (the operating end). In addition, the third link 93 is rotatably supported by a stepped bolt 903, i.e., the actuator block 82, midway between the end on the second link 92 side and the end on the pressing member 95, i.e., the spring seat 830 side. In this embodiment, the range from the portion of the lever 91 supported by the stepped bolt 901 to the end on the knurled bolt 910 side is curved so as to approach the joint axis Ax (encircle the joint axis Ax) with respect to the straight line connecting the axis of the stepped bolt 901 and the axis of the connecting pin 902. Furthermore, in this embodiment, the portion of the third link 93 supported by the stepped bolt 903, from the end on the pressing member 95 side, is bent so as to be close to the joint axis Ax with respect to the straight line connecting the axis of the stepped bolt 903 and the axis of the connecting pin 904.
図5および図6は、各複動シリンダ3や各関節ロック機構8等に作動流体としての作動油を供給するロボット装置1の流体供給装置10を示す系統図である。図5に示すように、流体供給装置10は、作動油貯留部(流体貯留部)を画成するタンク11と、流体供給源としてのポンプ13と、バルブボディVBと、リリーフ弁(圧力制御弁)RVと、逆止弁CVと、アキュムレータ(蓄圧器)14とを含む。更に、流体供給装置10は、流体調整バルブ(流体調整部)としての複数のリニアソレノイドバルブ151,152,153,154と、第1ソレノイドバルブ16と、第2ソレノイドバルブ17と、第1および第2入力ポート18ia,18ib並びに出力ポート18oを有するシャトルバルブ18と、複数の開閉バルブ(流出規制バルブ)191,192,193,194とを含む。 Figures 5 and 6 are system diagrams showing the fluid supply device 10 of the robot device 1, which supplies hydraulic fluid as working fluid to each double-acting cylinder 3 and each joint locking mechanism 8. As shown in Figure 5, the fluid supply device 10 includes a tank 11 defining a hydraulic fluid reservoir (fluid reservoir), a pump 13 as a fluid supply source, a valve body VB, a relief valve (pressure control valve) RV, a check valve CV, and an accumulator 14. Furthermore, the fluid supply device 10 includes a plurality of linear solenoid valves 151, 152, 153, and 154 as fluid adjustment valves (fluid adjustment units), a first solenoid valve 16, a second solenoid valve 17, a shuttle valve 18 having first and second input ports 18ia, 18ib and an output port 18o, and a plurality of on/off valves (outflow control valves) 191, 192, 193, and 194.
ポンプ13は、制御装置100により制御される電動ポンプであり、タンク11内に貯留された作動油を吸入して吐出口から吐出(圧送)する。本実施形態において、ポンプ13は、インペラ等を含むポンプ部と、電動モータや減速ギヤ機構、制御装置100により制御されるインバータ等の駆動回路等を有する駆動ユニット130とを含む。リリーフ弁RVは、ポンプ13により吐出された作動油の圧力を予め定められた一定の上限圧Plim(上限値、本実施形態では、例えば6-7MPa程度)を超えないように制限するものである。逆止弁CVは、ポンプ13(およびリリーフ弁RV)側からの作動油を流体供給通路LLに流出させると共に、流体供給通路LL側からポンプ13(およびリリーフ弁RV)側への作動油の流通を規制する。アキュムレータ14は、逆止弁CVの下流側で流体供給通路LLに接続(直結)された作動油の出入口を有しており、ポンプ13側からの油圧を蓄える。アキュムレータ14としては、最高作動圧が上記上限圧Plim以上であるものが用いられる。更に、流体供給通路LLには、逆止弁CVの下流側かつアキュムレータ14の上流側で当該流体供給通路LLにおける作動油の圧力すなわち元圧としてのライン圧PLを検出する元圧センサPSが設置されている。 Pump 13 is an electric pump controlled by the control device 100, which sucks in the hydraulic fluid stored in the tank 11 and discharges (pressure-feeds) it from the discharge port. In this embodiment, pump 13 includes a pump section including an impeller, etc., and a drive unit 130 having an electric motor, a reduction gear mechanism, a drive circuit such as an inverter controlled by the control device 100. The relief valve RV limits the pressure of the hydraulic fluid discharged by pump 13 so as not to exceed a predetermined upper limit pressure Plim (upper limit, in this embodiment, for example, about 6-7 MPa). The check valve CV allows the hydraulic fluid from the pump 13 (and relief valve RV) side to flow out into the fluid supply passage LL, and also restricts the flow of hydraulic fluid from the fluid supply passage LL side to the pump 13 (and relief valve RV) side. The accumulator 14 has an inlet and outlet for hydraulic fluid connected (directly connected) to the fluid supply passage LL downstream of the check valve CV, and stores the hydraulic pressure from the pump 13 side. The accumulator 14 used has a maximum operating pressure equal to or greater than the upper limit pressure Plim. Furthermore, a source pressure sensor PS is installed in the fluid supply passage LL downstream of the check valve CV and upstream of the accumulator 14 to detect the hydraulic fluid pressure in the fluid supply passage LL, i.e., the source pressure, i.e., the line pressure PL.
リニアソレノイドバルブ151-154は、共通の構成を有しており、それぞれバルブボディVB内に配置されると共に制御装置100により制御される。図5に示すように、リニアソレノイドバルブ(第1調圧バルブ)151は、関節Ja(支持部材4およびアーム5a)に対応した複動シリンダ3の第1流体室31への油圧(駆動圧)を調整する。リニアソレノイドバルブ(第2調圧バルブ)152は、関節Jaに対応した複動シリンダ3の第2流体室32への油圧を調整する。リニアソレノイドバルブ(第1調圧バルブ)153は、関節Jb(アーム5a,5b)に対応した複動シリンダ3の第1流体室31への油圧を調整する。リニアソレノイドバルブ(第2調圧バルブ)154は、関節Jbに対応した複動シリンダ3の第2流体室32への油圧を調整する。すなわち、リニアソレノイドバルブ151-154は、複数の複動シリンダ3の第1および第2流体室31,32ごとに設けられる。 The linear solenoid valves 151-154 share a common configuration and are each positioned within the valve body VB and controlled by the control device 100. As shown in Figure 5, the linear solenoid valve (first pressure regulating valve) 151 adjusts the hydraulic pressure (driving pressure) to the first fluid chamber 31 of the double-acting cylinder 3 corresponding to joint Ja (support member 4 and arm 5a). The linear solenoid valve (second pressure regulating valve) 152 adjusts the hydraulic pressure to the second fluid chamber 32 of the double-acting cylinder 3 corresponding to joint Ja. The linear solenoid valve (first pressure regulating valve) 153 adjusts the hydraulic pressure to the first fluid chamber 31 of the double-acting cylinder 3 corresponding to joint Jb (arms 5a, 5b). The linear solenoid valve (second pressure regulating valve) 154 adjusts the hydraulic pressure to the second fluid chamber 32 of the double-acting cylinder 3 corresponding to joint Jb. In other words, linear solenoid valves 151-154 are provided for each of the first and second fluid chambers 31 and 32 of the multiple double-acting cylinders 3.
図6に示すように、リニアソレノイドバルブ151-154は、制御装置100により通電制御される電磁部15eと、バルブボディVBにより保持されるスリーブ内に軸方向に移動可能に配置されるスプール15sと、スプール15sを電磁部15e側(図6中上側)に付勢するスプリング15spとを含む。更に、リニアソレノイドバルブ151-154は、入力ポート15iと、出力ポート15oと、出力ポート15oに連通するフィードバックポート15fと、入力ポート15iおよび出力ポート15oと連通可能なドレンポート15dとを含む。リニアソレノイドバルブ151-154の入力ポート15iは、アキュムレータ14の下流側で流体供給通路LLにそれぞれ連通する。また、リニアソレノイドバルブ151-154のドレンポート15dは、それぞれ流体返送通路LDを介してタンク11(作動油貯留部)内に連通する。 As shown in Figure 6, the linear solenoid valves 151-154 include an electromagnetic unit 15e whose energization is controlled by the control device 100, a spool 15s that is axially movable within a sleeve held by the valve body VB, and a spring 15sp that biases the spool 15s toward the electromagnetic unit 15e (upper side in Figure 6). Furthermore, the linear solenoid valves 151-154 include an input port 15i, an output port 15o, a feedback port 15f communicating with the output port 15o, and a drain port 15d that can communicate with the input port 15i and the output port 15o. The input port 15i of the linear solenoid valves 151-154 communicates with the fluid supply passage LL downstream of the accumulator 14. The drain port 15d of the linear solenoid valves 151-154 communicates with the tank 11 (hydraulic oil storage section) via the fluid return passage LD.
本実施形態において、リニアソレノイドバルブ151-154は、常閉弁であり、スプール15sは、電磁部15eに電流が供給されていない非通電時にスプリング15spの付勢力により入力ポート15iと出力ポート15oとの連通を遮断すると共に出力ポート15oとドレンポート15dとを連通させる。そして、リニアソレノイドバルブ151-154の電磁部15eは、印加される電流に応じて入力ポート15iと出力ポート15oとを連通させるようにスプール15sをスプリング15spの付勢力に抗して軸方向に移動させる。これにより、電磁部15e(コイル)への給電により発生する推力と、スプリング15spの付勢力と、出力ポート15oからフィードバックポート15fに供給された油圧(駆動圧)によりスプール15sに作用する電磁部15e側への推力とをバランスさせることで、入力ポート15iに供給されたポンプ13(およびリリーフ弁RV)側からの作動油を所望の圧力に調整して出力ポート15oから流出させることが可能となる。また、各複動シリンダ3の第1または第2流体室31,32に供給される油圧(駆動圧)をリニアソレノイドバルブ151-154にフィードバックすることで、複動シリンダ3により駆動されるロボットアーム2に当該複動シリンダ3以外からの外力が加えられたときに、当該外力による第1、第2流体室31,32の容積変化に応じた油圧の変動を吸収することができる。加えて、当該外力が無くなった後には、速やかに要求に応じた油圧(駆動圧)を各複動シリンダ3の第1または第2流体室31,32に供給することが可能となる。 In this embodiment, the linear solenoid valves 151-154 are normally closed valves, and the spool 15s, when no current is supplied to the electromagnetic part 15e and is not energized, blocks communication between the input port 15i and the output port 15o by the biasing force of the spring 15sp, while opening communication between the output port 15o and the drain port 15d. The electromagnetic part 15e of the linear solenoid valves 151-154 moves the spool 15s axially against the biasing force of the spring 15sp to open communication between the input port 15i and the output port 15o in accordance with the applied current. This balances the thrust generated by power supply to the electromagnetic unit 15e (coil), the biasing force of the spring 15sp, and the thrust acting on the spool 15s towards the electromagnetic unit 15e due to the hydraulic pressure (drive pressure) supplied from the output port 15o to the feedback port 15f. This makes it possible to adjust the hydraulic fluid from the pump 13 (and relief valve RV) supplied to the input port 15i to the desired pressure and discharge it from the output port 15o. Furthermore, by feeding back the hydraulic pressure (drive pressure) supplied to the first or second fluid chambers 31, 32 of each double-acting cylinder 3 to the linear solenoid valves 151-154, when an external force other than the double-acting cylinder 3 is applied to the robot arm 2 driven by the double-acting cylinder 3, fluctuations in hydraulic pressure corresponding to the volume change of the first and second fluid chambers 31, 32 due to the external force can be absorbed. In addition, after the external force has disappeared, it is possible to quickly supply the required hydraulic pressure (drive pressure) to the first or second fluid chambers 31, 32 of each double-acting cylinder 3.
第1ソレノイドバルブ16は、常開式のオンオフソレノイドバルブであって、図6に示すように、制御装置100により通電制御される電磁部16eと、バルブボディVBにより保持されるスリーブ内に軸方向に移動可能に配置されるスプール16sと、スプール16sを電磁部16e側(図6中上側)に付勢するスプリング16spとを含む。更に、第1ソレノイドバルブ16は、アキュムレータ14の下流側で流体供給通路LLに連通する入力ポート16iと、バルブボディVBに形成された流体通路Laを介してシャトルバルブ18の第1入力ポート18iaに連通する出力ポート16oと、ドレンポート16dとを含む。 The first solenoid valve 16 is a normally open on/off solenoid valve and, as shown in Figure 6, includes an electromagnetic unit 16e whose energization is controlled by a control device 100, a spool 16s that is axially movable within a sleeve held by a valve body VB, and a spring 16sp that biases the spool 16s toward the electromagnetic unit 16e (upper side in Figure 6). Furthermore, the first solenoid valve 16 includes an input port 16i communicating with the fluid supply passage LL downstream of the accumulator 14, an output port 16o communicating with the first input port 18ia of the shuttle valve 18 via a fluid passage La formed in the valve body VB, and a drain port 16d.
第1ソレノイドバルブ16のスプール16sは、電磁部16eに電流が供給されていない非通電時に、図6に示すように、スプリング16spの付勢力により入力ポート16iと出力ポート16oとを連通させると共に出力ポート16oとドレンポート16dとの連通を遮断する。以下、スプール16sが入力ポート16iと出力ポート16oとを連通させると共に出力ポート16oとドレンポート16dとの連通を遮断する状態を第1ソレノイドバルブ16の「出力状態」という。第1ソレノイドバルブ16は、かかる出力状態を形成しているときに、入力ポート16iに供給される流体供給通路LLからの作動油を出力ポート16oから流出させることにより油圧すなわちライン圧PLを出力する。また、第1ソレノイドバルブ16のスプール16sは、電磁部16eに電流が供給される通電時に、電磁部16eからの推力によりスプリング16spの付勢力に抗して入力ポート16iと出力ポート16oとの連通を遮断すると共に出力ポート16oとドレンポート16dとを連通させる。以下、スプール16sが入力ポート16iと出力ポート16oとの連通を遮断すると共に出力ポート16oとドレンポート16dとを連通させる状態を第1ソレノイドバルブ16の「非出力状態」という。 When the first solenoid valve 16 is not energized and no current is supplied to the electromagnetic part 16e, the spool 16s of the first solenoid valve 16, as shown in Figure 6, connects the input port 16i and the output port 16o, while blocking the connection between the output port 16o and the drain port 16d, due to the biasing force of the spring 16sp. Hereinafter, the state in which the spool 16s connects the input port 16i and the output port 16o, while blocking the connection between the output port 16o and the drain port 16d, will be referred to as the "output state" of the first solenoid valve 16. When the first solenoid valve 16 is in this output state, it outputs hydraulic pressure, or line pressure PL, by causing the hydraulic fluid supplied from the fluid supply passage LL to the input port 16i to flow out through the output port 16o. Furthermore, when current is supplied to the electromagnetic part 16e, the spool 16s of the first solenoid valve 16, due to the thrust from the electromagnetic part 16e, opposes the biasing force of the spring 16sp, blocking communication between the input port 16i and the output port 16o, while simultaneously opening communication between the output port 16o and the drain port 16d. Hereinafter, the state in which the spool 16s blocks communication between the input port 16i and the output port 16o, while opening communication between the output port 16o and the drain port 16d, is referred to as the "non-output state" of the first solenoid valve 16.
第2ソレノイドバルブ17は、図5および図6に示すように、ロボットアーム2の関節Ja,Jbに設けられた関節ロック機構8に作動油を給排するものである。第2ソレノイドバルブ17は、電磁式のスプールバルブであり、バルブボディVB内に配置されるスリーブと、制御装置100により通電制御される電磁部17eと、スリーブ内に摺動自在に配置されるスプール17sと、当該スプール17sを電磁部17e側(図6中上側)に付勢するスプリング17spとを含む。更に、第2ソレノイドバルブ17は、入力ポート(流体入力ポート)17iと、第1出力ポート17oaと、当該第1出力ポート17oaとは異なる第2出力ポート17obと、第1ドレンポート17daと、第2ドレンポート17dbと含む。 As shown in Figures 5 and 6, the second solenoid valve 17 supplies and discharges hydraulic fluid to the joint locking mechanism 8 provided at the joints Ja and Jb of the robot arm 2. The second solenoid valve 17 is an electromagnetic spool valve and includes a sleeve disposed within the valve body VB, an electromagnetic unit 17e controlled by the control device 100, a spool 17s slidably disposed within the sleeve, and a spring 17sp that biases the spool 17s toward the electromagnetic unit 17e (upper side in Figure 6). Furthermore, the second solenoid valve 17 includes an input port (fluid input port) 17i, a first output port 17oa, a second output port 17ob (different from the first output port 17oa), a first drain port 17da, and a second drain port 17db.
図6に示すように、第2ソレノイドバルブ17の入力ポート17iは、アキュムレータ14の下流側で流体供給通路LLに連通する。第1出力ポート17oaは、バルブボディVBに形成された流体通路や図示しないホース、関節軸Axの内部、2つの流体孔Ah、環状の流体通路82pおよび流体孔82h(オリフィス)を介して対応する関節ロック機構8のロック解除流体室88に連通する。第2出力ポート17obは、バルブボディVBに形成された流体通路Lbを介してシャトルバルブ18の第2入力ポート18ibに連通する。第1および第2ドレンポート17da,17dbは、それぞれ流体返送通路LDを介してタンク11内に連通する As shown in Figure 6, the input port 17i of the second solenoid valve 17 communicates with the fluid supply passage LL downstream of the accumulator 14. The first output port 17oa communicates with the unlock fluid chamber 88 of the corresponding joint locking mechanism 8 via a fluid passage formed in the valve body VB, a hose (not shown), the inside of the joint axis Ax, two fluid holes Ah, an annular fluid passage 82p, and a fluid hole 82h (orifice). The second output port 17ob communicates with the second input port 18ib of the shuttle valve 18 via a fluid passage Lb formed in the valve body VB. The first and second drain ports 17da and 17db each communicate with the tank 11 via a fluid return passage LD.
第2ソレノイドバルブ17のスプール17sは、電磁部17eに電流が供給されていない非通電時に、スプリング17spの付勢力により入力ポート17iと第2出力ポート17obとを連通させると共に第1出力ポート17oaと第1ドレンポート17daとを連通させる。以下、スプール17sが入力ポート17iと第2出力ポート17obとを連通させると共に第1出力ポート17oaと第1ドレンポート17daとを連通させる状態を第2ソレノイドバルブ17の「ロック許可状態」という。第2ソレノイドバルブ17は、かかるロック許可状態を形成しているときに、入力ポート17iに供給される流体供給通路LLからの作動油を第2出力ポート17obから流出させることにより油圧すなわちライン圧PLを出力する。このように第2ソレノイドバルブ17がロック許可状態を形成しているときには、第1出力ポート17oaおよび第1ドレンポート17daを介して各関節ロック機構8のロック解除流体室88からの作動油をタンク11内へと排出させることができる。 When the spool 17s of the second solenoid valve 17 is de-energized and no current is supplied to the electromagnetic part 17e, the biasing force of the spring 17sp causes the input port 17i to communicate with the second output port 17ob and the first output port 17oa to communicate with the first drain port 17da. Hereinafter, the state in which the spool 17s communicates the input port 17i with the second output port 17ob and the first output port 17oa with the first drain port 17da is referred to as the "lock-enabled state" of the second solenoid valve 17. When the second solenoid valve 17 is in this lock-enabled state, it outputs hydraulic pressure, or line pressure PL, by causing the hydraulic fluid supplied from the fluid supply passage LL to the input port 17i to flow out from the second output port 17ob. When the second solenoid valve 17 is in the locked-allowed state, the hydraulic fluid from the unlock fluid chamber 88 of each joint locking mechanism 8 can be discharged into the tank 11 via the first output port 17oa and the first drain port 17da.
また、第2ソレノイドバルブ17のスプール17sは、電磁部17eに電流が供給される通電時に、電磁部17eからの推力によりスプリング17spの付勢力に抗して入力ポート17iと第1出力ポート17oaとを連通させると共に第2出力ポート17obと第2ドレンポート17dbとを連通させる。以下、スプール17sが入力ポート17iと第1出力ポート17oaとを連通させると共に第2出力ポート17obと第2ドレンポート17dbとを連通させる状態を第2ソレノイドバルブ17の「ロック解除状態」という。第2ソレノイドバルブ17は、かかるロック解除状態を形成しているときに、入力ポート17iに供給される流体供給通路LLからの作動油(ライン圧PL)を第1出力ポート17oaから各関節ロック機構8のロック解除流体室88に供給する。なお、第2ソレノイドバルブ17は、信号圧を出力するオンオフソレノイドバルブと、当該オンオフソレノイドバルブからの信号圧の供給に応じてロック許可状態とロック解除状態とを選択的に形成するスプールバルブ(切替バルブ)とで置き換えられてもよい。 Furthermore, when current is supplied to the electromagnetic part 17e, the spool 17s of the second solenoid valve 17, due to the thrust from the electromagnetic part 17e, overcomes the biasing force of the spring 17sp and connects the input port 17i to the first output port 17oa and the second output port 17ob to the second drain port 17db. Hereinafter, the state in which the spool 17s connects the input port 17i to the first output port 17oa and the second output port 17ob to the second drain port 17db is referred to as the "unlocked state" of the second solenoid valve 17. When the second solenoid valve 17 is in this unlocked state, it supplies the hydraulic fluid (line pressure PL) from the fluid supply passage LL supplied to the input port 17i to the unlocked fluid chamber 88 of each joint locking mechanism 8 from the first output port 17oa. The second solenoid valve 17 may be replaced with an on/off solenoid valve that outputs a signal pressure, and a spool valve (switching valve) that selectively forms a lock-enabled state and a lock-unlocked state in response to the signal pressure supplied from the on/off solenoid valve.
シャトルバルブ18は、第1ソレノイドバルブ16の出力ポート16oから流体通路Laを介して第1入力ポート18iaに供給された作動油の圧力と、第2ソレノイドバルブ17の第2出力ポート17obから流体通路Lbを介して第2入力ポート18ibに供給された作動油の圧力との高い方を出力ポート19oから出力するものである。また、本実施形態において、第1ソレノイドバルブ16の出力ポート16oとシャトルバルブ18の第1入力ポート18iaとを結ぶ流体通路Laは、図6に示すように、オリフィスOraを介して流体返送通路LDに連通する。 The shuttle valve 18 outputs the higher of the pressure of the hydraulic fluid supplied from the output port 16o of the first solenoid valve 16 to the first input port 18ia via the fluid passage La, and the pressure of the hydraulic fluid supplied from the second output port 17ob of the second solenoid valve 17 to the second input port 18ib via the fluid passage Lb, from its output port 19o. Furthermore, in this embodiment, the fluid passage La connecting the output port 16o of the first solenoid valve 16 and the first input port 18ia of the shuttle valve 18 communicates with the fluid return passage LD via the orifice Ora, as shown in Figure 6.
開閉バルブ191-194は、共通の構成を有する常開型のスプールバルブであり、バルブボディVB内に軸方向に移動自在に配置されるスプール19sと、当該スプール19sを付勢するスプリング19spとを含む。開閉バルブ191-194のスプール19sは、図7に示すように、第1ランドLd1、第2ランドLd2および第3ランドLd3を有し、スプリング19spは、スプリング室19z内に配置される。更に、開閉バルブ191-194は、図5から図7に示すように、スプール19sおよびスプリング19spに加えて、スプリング室19zの反対側に形成された信号圧入力ポート19cと、入力ポート19iと、出力ポート19oと、連通ポート19rとを含む。開閉バルブ191-194の信号圧入力ポート19cは、それぞれバルブボディVBに形成された対応する流体通路を介してシャトルバルブ18の出力ポート18oに連通する。 The on/off valves 191-194 are normally open spool valves with a common configuration, and include a spool 19s that is axially movable within the valve body VB, and a spring 19sp that biases the spool 19s. As shown in Figure 7, the spool 19s of the on/off valves 191-194 has a first land Ld1, a second land Ld2, and a third land Ld3, and the spring 19sp is located within the spring chamber 19z. Furthermore, as shown in Figures 5 to 7, in addition to the spool 19s and spring 19sp, the on/off valves 191-194 include a signal pressure input port 19c, an input port 19i, an output port 19o, and a communication port 19r formed on the opposite side of the spring chamber 19z. The signal pressure input port 19c of the on/off valves 191-194 communicates with the output port 18o of the shuttle valve 18 via corresponding fluid passages formed in the valve body VB.
かかる開閉バルブ191-194は、複数の複動シリンダ3の第1および第2流体室31,32ごとに設けられる。すなわち、開閉バルブ191の入力ポート19iは、バルブボディVBに形成された流体通路を介してリニアソレノイドバルブ151の出力ポート15oに連通し、開閉バルブ191の出力ポート19oは、バルブボディVBに形成された流体通路や図示しないホース等を介して関節Jaに対応した複動シリンダ3の第1流体室31の作動油の出入口に連通する。開閉バルブ191の連通ポート19rは、バルブボディVBに形成された流体通路を介して当該開閉バルブ191の出力ポート19oに連通し、それにより関節Jaに対応した複動シリンダ3の第1流体室31の作動油の出入口に連通する。また、開閉バルブ192の入力ポート19iは、バルブボディVBに形成された流体通路を介してリニアソレノイドバルブ152の出力ポート15oに連通し、開閉バルブ192の出力ポート19oは、バルブボディVBに形成された流体通路や図示しないホース等を介して関節Jaに対応した複動シリンダ3の第2流体室32の作動油の出入口に連通する。開閉バルブ192の連通ポート19rは、バルブボディVBに形成された流体通路を介して当該開閉バルブ192の出力ポート19oに連通し、それにより関節Jaに対応した複動シリンダ3の第2流体室32の作動油の出入口に連通する。 Such on-off valves 191-194 are provided for each of the first and second fluid chambers 31 and 32 of the multiple double-acting cylinders 3. Specifically, the input port 19i of the on-off valve 191 communicates with the output port 15o of the linear solenoid valve 151 via a fluid passage formed in the valve body VB, and the output port 19o of the on-off valve 191 communicates with the hydraulic fluid inlet and outlet of the first fluid chamber 31 of the double-acting cylinder 3 corresponding to joint Ja via a fluid passage formed in the valve body VB or a hose (not shown). The communication port 19r of the on-off valve 191 communicates with the output port 19o of the on-off valve 191 via a fluid passage formed in the valve body VB, thereby communicating with the hydraulic fluid inlet and outlet of the first fluid chamber 31 of the double-acting cylinder 3 corresponding to joint Ja. Furthermore, the input port 19i of the on/off valve 192 communicates with the output port 15o of the linear solenoid valve 152 via a fluid passage formed in the valve body VB, and the output port 19o of the on/off valve 192 communicates with the hydraulic fluid inlet/outlet of the second fluid chamber 32 of the double-acting cylinder 3 corresponding to joint Ja via a fluid passage formed in the valve body VB or a hose (not shown). The communication port 19r of the on/off valve 192 communicates with the output port 19o of the on/off valve 192 via a fluid passage formed in the valve body VB, thereby communicating with the hydraulic fluid inlet/outlet of the second fluid chamber 32 of the double-acting cylinder 3 corresponding to joint Ja.
更に、開閉バルブ193の入力ポート19iは、バルブボディVBに形成された流体通路を介してリニアソレノイドバルブ153の出力ポート15oに連通し、開閉バルブ193の出力ポート19oは、バルブボディVBに形成された流体通路や図示しないホース等を介して関節Jbに対応した複動シリンダ3の第1流体室31の作動油の出入口に連通する。開閉バルブ193の連通ポート19rは、バルブボディVBに形成された流体通路を介して当該開閉バルブ193の出力ポート19oに連通し、それにより関節Jbに対応した複動シリンダ3の第1流体室31の作動油の出入口に連通する。また、開閉バルブ194の入力ポート19iは、バルブボディVBに形成された流体通路を介してリニアソレノイドバルブ154の出力ポート15oに連通し、開閉バルブ194の出力ポート19oは、バルブボディVBに形成された流体通路や図示しないホース等を介して関節Jbに対応した複動シリンダ3の第2流体室32の作動油の出入口に連通する。開閉バルブ194の連通ポート19rは、バルブボディVBに形成された流体通路を介して当該開閉バルブ194の出力ポート19oに連通し、それにより関節Jbに対応した複動シリンダ3の第2流体室32の作動油の出入口に連通する。 Furthermore, the input port 19i of the on/off valve 193 communicates with the output port 15o of the linear solenoid valve 153 via a fluid passage formed in the valve body VB, and the output port 19o of the on/off valve 193 communicates with the hydraulic fluid inlet and outlet of the first fluid chamber 31 of the double-acting cylinder 3 corresponding to joint Jb via a fluid passage formed in the valve body VB or a hose (not shown). The communication port 19r of the on/off valve 193 communicates with the output port 19o of the on/off valve 193 via a fluid passage formed in the valve body VB, thereby communicating with the hydraulic fluid inlet and outlet of the first fluid chamber 31 of the double-acting cylinder 3 corresponding to joint Jb. Furthermore, the input port 19i of the on/off valve 194 communicates with the output port 15o of the linear solenoid valve 154 via a fluid passage formed in the valve body VB, and the output port 19o of the on/off valve 194 communicates with the hydraulic fluid inlet/outlet of the second fluid chamber 32 of the double-acting cylinder 3 corresponding to joint Jb via a fluid passage formed in the valve body VB or a hose (not shown). The communication port 19r of the on/off valve 194 communicates with the output port 19o of the on/off valve 194 via a fluid passage formed in the valve body VB, thereby communicating with the hydraulic fluid inlet/outlet of the second fluid chamber 32 of the double-acting cylinder 3 corresponding to joint Jb.
開閉バルブ191-194のスプール19sは、信号圧入力ポート19cにシャトルバルブ18からの油圧が信号圧として供給されていないときに、スプリング19spの付勢力により信号圧入力ポート19c側(図6中上側)に付勢され、入力ポート19iを開放すると共に、当該入力ポート19iと出力ポート19oとを連通させる。以下、スプール19sが入力ポート19iを開放すると共に当該入力ポート19iと出力ポート19oとを連通させる状態を開閉バルブ191-194の「連通状態」という。開閉バルブ191-194が連通状態を形成しているときには、リニアソレノイドバルブ151-154から入力ポート19iに供給される油圧(駆動圧)を出力ポート19oから各複動シリンダ3の第1または第2流体室31,32に供給することができる。また、開閉バルブ191-194が連通状態を形成しているときには、各複動シリンダ3の第1または第2流体室31,32からの作動油を出力ポート19oおよび入力ポート19iを介してリニアソレノイドバルブ151-154側に流出させることもできる。 When no hydraulic pressure is supplied as a signal pressure from the shuttle valve 18 to the signal pressure input port 19c, the spool 19s of the on/off valves 191-194 is biased toward the signal pressure input port 19c side (upper side in Figure 6) by the biasing force of the spring 19sp, opening the input port 19i and connecting the input port 19i to the output port 19o. Hereinafter, the state in which the spool 19s opens the input port 19i and connects the input port 19i to the output port 19o is referred to as the "communication state" of the on/off valves 191-194. When the on/off valves 191-194 are in the communication state, the hydraulic pressure (drive pressure) supplied from the linear solenoid valves 151-154 to the input port 19i can be supplied from the output port 19o to the first or second fluid chambers 31, 32 of each double-acting cylinder 3. Furthermore, when the on/off valves 191-194 are in communication, the hydraulic fluid from the first or second fluid chambers 31 and 32 of each double-acting cylinder 3 can be discharged to the linear solenoid valves 151-154 side via the output port 19o and input port 19i.
これに対して、信号圧入力ポート19cにシャトルバルブ18からの油圧が信号圧として供給されるときには、開閉バルブ191-194のスプール19sは、図7に示すように、当該信号圧に基づく推力により付勢されてスプリング19spの付勢力に抗してスプリング室19z側(図中下方)に移動する。これにより、第1ランドLd1により入力ポート19iが閉鎖されると共に、入力ポート19iと出力ポート19oとの連通が遮断される。以下、スプール19sが入力ポート19iを閉鎖すると共に入力ポート19iと出力ポート19oとの連通を遮断する状態を開閉バルブ191-194の「流出規制状態」という。開閉バルブ191-194が流出規制状態を形成しているときには、各複動シリンダ3の第1または第2流体室31,32から出力ポート19oに流入した作動油のリニアソレノイドバルブ151-154側への流出がスプール19sの第1ランドLd1により規制される。 In contrast, when hydraulic pressure from the shuttle valve 18 is supplied as a signal pressure to the signal pressure input port 19c, the spool 19s of the on-off valves 191-194 is biased by the thrust based on the signal pressure, as shown in Figure 7, and moves toward the spring chamber 19z side (downward in the figure) against the biasing force of the spring 19sp. As a result, the input port 19i is closed by the first land Ld1, and communication between the input port 19i and the output port 19o is cut off. Hereinafter, the state in which the spool 19s closes the input port 19i and cuts off communication between the input port 19i and the output port 19o is referred to as the "outflow restriction state" of the on-off valves 191-194. When the on/off valves 191-194 are in an outflow restriction state, the outflow of hydraulic fluid from the first or second fluid chambers 31, 32 of each double-acting cylinder 3 to the output port 19o is restricted by the first land Ld1 of the spool 19s.
また、開閉バルブ191-194のスプール19sは、図7に示すように、第2および第3ランドLd2,Ld3の間に位置する縮径部Ldnと、当該縮径部Ldn側(図中下側)に位置するように第2ランドLd2に形成された受圧面Ldsとを有する。縮径部Ldnは、信号圧入力ポート19cにシャトルバルブ18からの油圧が信号圧として供給されて開閉バルブ191-194が流出規制状態を形成しているときに連通ポート19rと対向する。受圧面Ldsは、連通ポート19rに流入する作動油を受けてスプリング19spの付勢力と同方向の推力を発生させる。更に、縮径部Ldnには、連通ポート19r側で開口すると共に径方向に延在する小径の径方向流体孔Hrと、当該径方向流体孔Hrに連通すると共に第3ランドLd3のスプリング室19z側の端面で開口する軸方向流体孔Haとが形成されている。径方向流体孔Hrと軸方向流体孔Haとは、連通ポート19rとスプリング室19zとを連通させる流路を形成する。 Furthermore, as shown in Figure 7, the spool 19s of the on/off valves 191-194 has a reduced diameter portion Ldn located between the second and third lands Ld2 and Ld3, and a pressure-receiving surface Lds formed on the second land Ld2 so as to be located on the side of the reduced diameter portion Ldn (lower side in the figure). The reduced diameter portion Ldn faces the communication port 19r when hydraulic pressure from the shuttle valve 18 is supplied as a signal pressure to the signal pressure input port 19c and the on/off valves 191-194 are in an outflow restriction state. The pressure-receiving surface Lds receives the hydraulic fluid flowing into the communication port 19r and generates a thrust in the same direction as the biasing force of the spring 19sp. Furthermore, the reduced-diameter portion Ldn has a small-diameter radial fluid hole Hr that opens on the side of the communication port 19r and extends radially, and an axial fluid hole Ha that communicates with the radial fluid hole Hr and opens at the end face of the third land Ld3 on the spring chamber 19z side. The radial fluid hole Hr and the axial fluid hole Ha form a flow path that connects the communication port 19r and the spring chamber 19z.
これにより、開閉バルブ191-194が流出規制状態を形成しているときには、各複動シリンダ3の第1または第2流体室31,32からの作動油の圧力が連通ポート19r、縮径部Ldnの径方向流体孔Hrおよび軸方向流体孔Haを介して受圧面Ldsに作用する。そして、スプリング19spの付勢力と、受圧面Ldsに作用する油圧による推力との和が、信号圧入力ポート19cに供給された油圧すなわち信号圧によりスプール19sに作用する推力よりも大きくなると、スプール19sは、当該信号圧に基づく推力に抗して図中上側に移動し、開閉バルブ191-194は、入力ポート19iを少なくとも部分的に開放すると共に当該入力ポート19iと出力ポート19oとを連通させる。また、各複動シリンダ3の第1または第2流体室31,32からの作動油の圧力が低いときには、信号圧入力ポート19cに供給された信号圧によりスプール19sに作用する推力がスプリング19spの付勢力と受圧面Ldsに作用する油圧による推力との和に打ち勝つことでスプール19sがスプリング室19z内に押し込まれる。この際、第3ランドLd3が連通ポート19rを通過すると、スプリング室19zからの作動油の排出が小径の径方向小径孔Hrによって抑制される。これにより、スプール19sの移動速度を低下させることができる。 As a result, when the on/off valves 191-194 are in an outflow restriction state, the pressure of the hydraulic fluid from the first or second fluid chambers 31, 32 of each double-acting cylinder 3 acts on the pressure-receiving surface Lds through the communication port 19r, the radial fluid hole Hr and axial fluid hole Ha of the reduced diameter portion Ldn. When the sum of the biasing force of the spring 19sp and the thrust due to the hydraulic pressure acting on the pressure-receiving surface Lds becomes greater than the thrust acting on the spool 19s due to the hydraulic pressure supplied to the signal pressure input port 19c, i.e., the signal pressure, the spool 19s moves upward in the figure against the thrust based on the signal pressure, and the on/off valves 191-194 open the input port 19i at least partially and connect the input port 19i to the output port 19o. Furthermore, when the hydraulic fluid pressure from the first or second fluid chambers 31 and 32 of each double-acting cylinder 3 is low, the thrust acting on the spool 19s due to the signal pressure supplied to the signal pressure input port 19c overcomes the sum of the biasing force of the spring 19sp and the hydraulic thrust acting on the pressure-receiving surface Lds, thereby pushing the spool 19s into the spring chamber 19z. At this time, when the third land Ld3 passes through the communication port 19r, the discharge of hydraulic fluid from the spring chamber 19z is suppressed by the small-diameter radially small-diameter hole Hr. This reduces the movement speed of the spool 19s.
ロボット装置1の制御装置100は、CPU、ROM、RAM、入出力インターフェース等を含むマイクロコンピュータや各種ロジックIC等(何れも図示省略)を含む。制御装置100は、上記元圧センサPSや、リニアソレノイドバルブ151-154、第1および第2ソレノイドバルブ16,17の電源の電圧を検出する図示しない電圧センサ等の検出値を入力する。また、制御装置100は、元圧センサPSにより検出される流体供給通路LLにおける油圧すなわちライン圧PLが目標圧になるように、ポンプ13の駆動ユニット130を制御する。更に、制御装置100は、リニアソレノイドバルブ151-154の電磁部15e、第1ソレノイドバルブ16の電磁部16eおよび第2ソレノイドバルブ17の電磁部17eに供給される電流を制御する。 The control device 100 of the robot device 1 includes a microcomputer with a CPU, ROM, RAM, input/output interface, and various logic ICs (all not shown). The control device 100 receives detection values from the source pressure sensor PS, and from a voltage sensor (not shown) that detects the voltage of the power supplies for the linear solenoid valves 151-154 and the first and second solenoid valves 16 and 17. The control device 100 also controls the drive unit 130 of the pump 13 so that the hydraulic pressure, i.e., the line pressure PL, in the fluid supply passage LL detected by the source pressure sensor PS becomes the target pressure. Furthermore, the control device 100 controls the current supplied to the electromagnetic parts 15e of the linear solenoid valves 151-154, the electromagnetic part 16e of the first solenoid valve 16, and the electromagnetic part 17e of the second solenoid valve 17.
また、制御装置100は、リニアソレノイドバルブ151-154の電磁部15eや第1および第2ソレノイドバルブ16,17の電磁部16e,17eを流れる電流を検出する図示しない複数の電流検出部を含み、各電流検出部により検出される電流を監視する。更に、制御装置100は、各複動シリンダ3の第1および第2流体室31,32における油圧を検出する図示しない複数の圧力センサからの検出値や、ポンプ13の回転数、駆動ユニット130のインバータからポンプ13の電動モータに供給される電流等を監視する。制御装置100は、これらの電流や圧力、回転数等に基づいて各複動シリンダ3の第1および第2流体室31,32への油圧の供給異常の有無等を判定する。 Furthermore, the control device 100 includes multiple current detection units (not shown) that detect the current flowing through the electromagnetic parts 15e of the linear solenoid valves 151-154 and the electromagnetic parts 16e and 17e of the first and second solenoid valves 16 and 17, and monitors the current detected by each current detection unit. In addition, the control device 100 monitors the detected values from multiple pressure sensors (not shown) that detect the hydraulic pressure in the first and second fluid chambers 31 and 32 of each double-acting cylinder 3, the rotational speed of the pump 13, and the current supplied from the inverter of the drive unit 130 to the electric motor of the pump 13. Based on these currents, pressures, rotational speeds, etc., the control device 100 determines whether or not there is an abnormality in the supply of hydraulic pressure to the first and second fluid chambers 31 and 32 of each double-acting cylinder 3.
続いて、図3、図6から図14を参照しながら、上述のように構成されるロボット装置1の各関節ロック機構8や流体供給装置10の動作について説明する。 Next, referring to Figures 3, 6 through 14, the operation of each joint locking mechanism 8 and the fluid supply device 10 of the robot device 1, configured as described above, will be explained.
図示しない起動スイッチがオフされてロボット装置1の動作が完全に停止している間、ハンド部7は、図示しない支持台あるいはロボット装置1の設置面等に形成された係止部により保持される。また、流体供給装置10の第2ソレノイドバルブ17は、電磁部17eへの通電が解除されることで上記ロック許可状態を形成し(図6参照)、流体供給装置10から各関節Ja,Jbの関節ロック機構8のロック解除流体室88に作動油が供給されることはない。従って、各関節ロック機構8のスライダ83は、スプリングシート830を介してコイルスプリング86によりx方向における一側(図3における左側)に付勢され、かつスライダ83のx方向における他側(図3における右側)の2つのストッパ当接部83aがアクチュエータブロック82の対応するストッパ部82stに当接する。これにより、各ポール84の複数の外歯84tがリングギヤ810の複数の内歯810tに噛合する状態をしっかりと維持して(図3参照)、関節Jaを介して連結された支持部材4とアーム5aとの相対的な回動および関節Jbを介して連結されたアーム5a,5bの相対的な回動を強固に規制(ロック)することが可能となる。 While the start switch (not shown) is turned off and the operation of the robot device 1 is completely stopped, the hand portion 7 is held by a locking portion formed on a support base (not shown) or the mounting surface of the robot device 1. Furthermore, the second solenoid valve 17 of the fluid supply device 10 forms the above-mentioned lock-permit state by releasing the power supply to the electromagnetic portion 17e (see Figure 6), and no hydraulic fluid is supplied from the fluid supply device 10 to the lock-release fluid chamber 88 of the joint lock mechanism 8 of each joint Ja, Jb. Accordingly, the slider 83 of each joint lock mechanism 8 is biased to one side in the x-direction (left side in Figure 3) by the coil spring 86 via the spring seat 830, and the two stopper contact portions 83a on the other side in the x-direction of the slider 83 (right side in Figure 3) contact the corresponding stopper portion 82st of the actuator block 82. This ensures that the multiple external teeth 84t of each pole 84 are firmly engaged with the multiple internal teeth 810t of the ring gear 810 (see Figure 3), thereby firmly restricting (locking) the relative rotation of the support member 4 and arm 5a connected via joint Ja, and the relative rotation of arms 5a and 5b connected via joint Jb.
また、ロボット装置1の起動スイッチがオンされてシステム起動が完了すると、制御装置100は、第1ソレノイドバルブ16が入力ポート16iと出力ポート16oとの連通を遮断すると共に出力ポート16oとドレンポート16dとを連通させる非出力状態を形成するように電磁部16eに供給される電流を制御する。更に、制御装置100は、第2ソレノイドバルブ17が入力ポート17iと第1出力ポート17oaとを連通させると共に第2出力ポート17obと第2ドレンポート17dbとを連通させるロック解除状態を形成するように電磁部17eに供給される電流を制御する。また、制御装置100は、流体供給通路LLにおけるライン圧PLが上記上限圧Plimよりも低く、かつアキュムレータ14の最低作動圧以上に定められた比較的高い常用圧になるようにポンプ13を制御する。更に、制御装置100は、各関節ロック機構8からの強制力無しにロボットアーム2を上記待機姿勢に保持するのに要求される油圧を各複動シリンダ3の第1および第2流体室31,32に供給するようにリニアソレノイドバルブ151-154の電磁部15eへの電流を制御する。 Furthermore, when the start switch of the robot device 1 is turned on and system startup is complete, the control device 100 controls the current supplied to the electromagnetic unit 16e so that the first solenoid valve 16 forms a non-output state in which the input port 16i and output port 16o are blocked from communicating and the output port 16o and drain port 16d are connected. In addition, the control device 100 controls the current supplied to the electromagnetic unit 17e so that the second solenoid valve 17 forms an unlocked state in which the input port 17i and first output port 17oa are connected and the second output port 17ob and second drain port 17db are connected. Furthermore, the control device 100 controls the pump 13 so that the line pressure PL in the fluid supply passage LL is lower than the upper limit pressure Plim and is a relatively high operating pressure set to be above the minimum operating pressure of the accumulator 14. Furthermore, the control device 100 controls the current to the electromagnetic portion 15e of the linear solenoid valves 151-154 so as to supply the hydraulic pressure required to hold the robot arm 2 in the above-mentioned standby position without coercive force from each joint locking mechanism 8 to the first and second fluid chambers 31 and 32 of each double-acting cylinder 3.
第1および第2ソレノイドバルブ16,17の電磁部16e,17eに電流が供給されることで、図8に示すように、被出力状態を形成する第1ソレノイドバルブ16の出力ポート16oからシャトルバルブ18の第1入力ポート18iaに油圧が供給されず、ロック解除状態を形成する第2ソレノイドバルブ17の第2出力ポート17obからシャトルバルブ18の第2入力ポート18ibに油圧が供給されない。従って、シャトルバルブ18の出力ポート18oから各開閉バルブ191-194の信号圧入力ポート19cに信号圧(油圧)が供給されず、各開閉バルブ191-194は、入力ポート19iと出力ポート19oとを連通させる上記連通状態を形成する。これにより、リニアソレノイドバルブ151-154からロボットアーム2を上記待機姿勢に保持するのに要求される油圧を開閉バルブ191-194を介して各複動シリンダ3の第1および第2流体室31,32に供給することが可能となる(図8における点線参照)。 As current is supplied to the electromagnetic parts 16e and 17e of the first and second solenoid valves 16 and 17, as shown in Figure 8, hydraulic pressure is not supplied from the output port 16o of the first solenoid valve 16, which forms the output state, to the first input port 18ia of the shuttle valve 18, and hydraulic pressure is not supplied from the second output port 17ob of the second solenoid valve 17, which forms the unlocked state, to the second input port 18ib of the shuttle valve 18. Therefore, signal pressure (hydraulic pressure) is not supplied from the output port 18o of the shuttle valve 18 to the signal pressure input port 19c of each on/off valve 191-194, and each on/off valve 191-194 forms the above-mentioned communication state in which the input port 19i and the output port 19o are connected. This allows the linear solenoid valves 151-154 to supply the hydraulic pressure required to hold the robot arm 2 in the above-mentioned standby position to the first and second fluid chambers 31 and 32 of each double-acting cylinder 3 via the on/off valves 191-194 (see dotted lines in Figure 8).
更に、電磁部17eに電流が供給されることで、流体供給通路LLからロック解除状態を形成する第2ソレノイドバルブ17の入力ポート17iに供給された作動油が、第1出力ポート17oaや、関節軸Axの内部、2つの流体孔Ah、環状の流体通路82pおよび流体孔82hを介して関節Ja,Jbの関節ロック機構8のロック解除流体室88に供給される。これにより、図9に示すように、各関節ロック機構8のピストン87がx方向における他側(図9における右側)に移動してスライダ83をコイルスプリング86の付勢力に抗してx方向における他側に移動させる。これに伴い、各ポール84が対応する連結部材85により引っ張られてy方向に沿って内方(関節軸Ax側)に移動し、各ポール84の複数の外歯84tと、リングギヤ810の複数の内歯810tとの噛み合いが解除される。この結果、リングギヤ810を保持するブラケット81と、各ポール84を支持するアクチュエータブロック82との相対回転、すなわち支持部材4とアーム5aとの相対的な回動およびアーム5a,5bの相対的な回動が許容されることになる。 Furthermore, when current is supplied to the electromagnetic unit 17e, the hydraulic fluid supplied from the fluid supply passage LL to the input port 17i of the second solenoid valve 17, which forms the unlocked state, is supplied to the unlock fluid chamber 88 of the joint lock mechanism 8 of joints Ja and Jb via the first output port 17oa, the inside of the joint axis Ax, the two fluid holes Ah, the annular fluid passage 82p, and the fluid hole 82h. As a result, as shown in Figure 9, the piston 87 of each joint lock mechanism 8 moves to the other side in the x direction (right side in Figure 9), causing the slider 83 to move to the other side in the x direction against the biasing force of the coil spring 86. Consequently, each pole 84 is pulled by the corresponding connecting member 85 and moves inward along the y direction (towards the joint axis Ax), and the engagement between the multiple external teeth 84t of each pole 84 and the multiple internal teeth 810t of the ring gear 810 is released. As a result, relative rotation between the bracket 81 that holds the ring gear 810 and the actuator block 82 that supports each pole 84, that is, relative rotation between the support member 4 and arm 5a and relative rotation between arms 5a and 5b, is permitted.
そして、制御装置100は、リニアソレノイドバルブ151-154から各複動シリンダ3の第1および第2流体室31,32に対してロボットアーム2への要求に応じた油圧が供給されるように各電磁部15eへの電流指令値を設定し、当該電流指令値に基づいて各電磁部15eに供給される電流を制御する。これにより、リニアソレノイドバルブ151-154によって調整された油圧(駆動圧)が開閉バルブ191-194を介して各複動シリンダ3の第1および第2流体室31,32に供給される(図8における点線参照)。この結果、複数の複動シリンダ3により各アーム5a,5b,5cを回動させてロボット装置1のハンド部7を所望の位置に移動させることができる。また、リニアソレノイドバルブ151-154による油圧の調整により複動シリンダ3の第1または第2流体室31,32(図8の例では、関節Jbに対応した複動シリンダ3の第2流体室32)から流出する作動油は、開閉バルブ191-194の出力ポート19oおよび入力ポート19i、リニアソレノイドバルブ151-154の出力ポート15oおよびドレンポート15dを介して流体返送通路LDに流入する。 The control device 100 sets current command values to each electromagnetic unit 15e so that hydraulic pressure corresponding to the robot arm 2 is supplied from the linear solenoid valves 151-154 to the first and second fluid chambers 31 and 32 of each double-acting cylinder 3, and controls the current supplied to each electromagnetic unit 15e based on these current command values. As a result, the hydraulic pressure (drive pressure) adjusted by the linear solenoid valves 151-154 is supplied to the first and second fluid chambers 31 and 32 of each double-acting cylinder 3 via the on/off valves 191-194 (see dotted lines in Figure 8). As a result, the arms 5a, 5b, and 5c can be rotated by the multiple double-acting cylinders 3 to move the hand portion 7 of the robot device 1 to the desired position. Furthermore, the hydraulic fluid flowing out from the first or second fluid chambers 31 and 32 of the double-acting cylinder 3 (in the example in Figure 8, the second fluid chamber 32 of the double-acting cylinder 3 corresponding to joint Jb) due to hydraulic pressure adjustment by the linear solenoid valves 151-154 flows into the fluid return passage LD via the output port 19o and input port 19i of the on/off valves 191-194, and the output port 15o and drain port 15d of the linear solenoid valves 151-154.
一方、ロボット装置1の作動中に図示しない非常停止ボタンの操作に応じて流体供給装置10への電源からの電力供給が遮断されたり、当該電源の失陥が発生したりしたときには、ポンプ13から作動油が吐出されなくなり、アキュムレータ14からの油圧が流体供給通路LLに供給される。また、電力供給の遮断等により各電磁部15eへの通電が解除されると、リニアソレノイドバルブ151-154から各複動シリンダ3の第1および第2流体室31,32に作動油(油圧)が供給されなくなり、複数の複動シリンダ3による関節Ja,Jbを拘束する力が失われる。 On the other hand, if the power supply to the fluid supply device 10 is interrupted or the power supply is lost in response to the operation of an emergency stop button (not shown) while the robot device 1 is in operation, the hydraulic fluid will no longer be discharged from the pump 13, and hydraulic pressure from the accumulator 14 will be supplied to the fluid supply passage LL. Furthermore, if the power supply to each electromagnetic part 15e is cut off due to an interruption of the power supply, etc., the supply of hydraulic fluid (hydraulic pressure) from the linear solenoid valves 151-154 to the first and second fluid chambers 31 and 32 of each double-acting cylinder 3 will cease, and the force restraining the joints Ja and Jb by the multiple double-acting cylinders 3 will be lost.
更に、電力供給の遮断等により第1ソレノイドバルブ16の電磁部16eへの通電が解除されると、当該第1ソレノイドバルブ16は、図10に示すように、スプリング16spの付勢力により入力ポート16iと出力ポート16oとを連通させる出力状態を形成し、入力ポート16iに供給される流体供給通路LL(アキュムレータ14)からの作動油を出力ポート16oから流出させることにより油圧(ライン圧PL)を出力する。また、電力供給の遮断等により第2ソレノイドバルブ17の電磁部17eへの通電が解除されると、当該第2ソレノイドバルブ17は、図10に示すように、スプリング17spの付勢力により入力ポート17iと第2出力ポート17obとを連通させると共に第1出力ポート17oaと第1ドレンポート17daとを連通させるロック許可状態を形成する。更に、第2ソレノイドバルブ17は、入力ポート17iに供給される流体供給通路LL(アキュムレータ14)からの作動油を第2出力ポート17obから流出させることにより油圧(ライン圧PL)を出力する。 Furthermore, when the power supply to the electromagnetic part 16e of the first solenoid valve 16 is cut off due to a power outage or the like, the first solenoid valve 16, as shown in Figure 10, forms an output state in which the input port 16i and the output port 16o are connected by the biasing force of the spring 16sp, and outputs hydraulic pressure (line pressure PL) by causing the hydraulic fluid from the fluid supply passage LL (accumulator 14) supplied to the input port 16i to flow out from the output port 16o. Also, when the power supply to the electromagnetic part 17e of the second solenoid valve 17 is cut off due to a power outage or the like, the second solenoid valve 17, as shown in Figure 10, forms a lock-enabled state in which the input port 17i and the second output port 17ob are connected by the biasing force of the spring 17sp, and the first output port 17oa and the first drain port 17da are connected. Furthermore, the second solenoid valve 17 outputs hydraulic pressure (line pressure PL) by causing the hydraulic fluid supplied from the fluid supply passage LL (accumulator 14) to the input port 17i to flow out through the second output port 17ob.
これにより、シャトルバルブ18の第1入力ポート18iaには、第1ソレノイドバルブ16の出力ポート16oから流体通路Laを介して作動油(油圧)が供給され、第2入力ポート18ibには、第2ソレノイドバルブ17の第2出力ポート17obから流体通路Lbを介して作動油(油圧)が供給される。ここで、流体供給装置10では、第1ソレノイドバルブ16の出力ポート16oとシャトルバルブ18の第1入力ポート18iaとを結ぶ流体通路LaがオリフィスOraを介して流体返送通路LDに連通する。従って、第1ソレノイドバルブ16の出力ポート16oからシャトルバルブ18の第1入力ポート18iaに供給される作動油の圧力は、流体供給通路LLすなわちアキュムレータ14から第1および第2ソレノイドバルブ16,17の入力ポート16i,17iに供給される作動油の圧力よりも低くなる。このため、シャトルバルブ18は、図10に示すように、第1ソレノイドバルブ16から第1入力ポート18iaに供給される作動油の圧力よりも高い第2ソレノイドバルブ17からの作動油を出力ポート18oから流出させる。 As a result, hydraulic fluid (hydraulic oil) is supplied to the first input port 18ia of the shuttle valve 18 from the output port 16o of the first solenoid valve 16 via the fluid passage La, and hydraulic fluid (hydraulic oil) is supplied to the second input port 18ib of the second solenoid valve 17 from the second output port 17ob of the second solenoid valve 17 via the fluid passage Lb. Here, in the fluid supply device 10, the fluid passage La connecting the output port 16o of the first solenoid valve 16 and the first input port 18ia of the shuttle valve 18 communicates with the fluid return passage LD via the orifice Ora. Therefore, the pressure of the hydraulic fluid supplied from the output port 16o of the first solenoid valve 16 to the first input port 18ia of the shuttle valve 18 is lower than the pressure of the hydraulic fluid supplied from the fluid supply passage LL, i.e., the accumulator 14, to the input ports 16i and 17i of the first and second solenoid valves 16 and 17. Therefore, as shown in Figure 10, the shuttle valve 18 causes the hydraulic fluid from the second solenoid valve 17 to flow out through the output port 18o, at a pressure higher than that of the hydraulic fluid supplied from the first solenoid valve 16 to the first input port 18ia.
この結果、電源からの電力供給が遮断されたり、当該電源の失陥が発生したりしたときには、各開閉バルブ191-194の信号圧入力ポート19cに、シャトルバルブ18からの油圧すなわち第2ソレノイドバルブ17からの油圧(ライン圧PL)が信号圧として供給され、各開閉バルブ191-194は、入力ポート19iを閉鎖すると共に入力ポート19iと出力ポート19oとの連通を遮断する流出規制状態を形成する。従って、各複動シリンダ3の第1または第2流体室31,32から開閉バルブ191-194の出力ポート19oに逆流した作動油をスプール19s(第1ランドLd1)によりブロックし、当該作動油のリニアソレノイドバルブ151-154側への流出を規制して各複動シリンダ3の状態の急変を抑制することが可能となる。 As a result, when the power supply from the power source is interrupted or the power source fails, hydraulic pressure from the shuttle valve 18, i.e., hydraulic pressure from the second solenoid valve 17 (line pressure PL), is supplied as a signal pressure to the signal pressure input port 19c of each on-off valve 191-194. Each on-off valve 191-194 then closes its input port 19i and forms an outflow restriction state, blocking communication between the input port 19i and the output port 19o. Therefore, the hydraulic fluid that flows back from the first or second fluid chambers 31, 32 of each double-acting cylinder 3 to the output port 19o of the on-off valve 191-194 is blocked by the spool 19s (first land Ld1), restricting the outflow of the hydraulic fluid to the linear solenoid valve 151-154 side and suppressing sudden changes in the state of each double-acting cylinder 3.
また、電磁部17eへの通電の解除に応じて第2ソレノイドバルブ17がロック許可状態を形成すると、各関節ロック機構8のロック解除流体室88内の作動油が第1出力ポート17oaおよび第1ドレンポート17da、流体返送通路LDを介してタンク11内へと排出される。これにより、各関節ロック機構8のコイルスプリング86の付勢力によりピストン87およびスライダ83がx方向における一側(図3における左側)に移動する。これに伴い、各ポール84が対応する連結部材85により押圧されてy方向に沿って外方(リングギヤ810側)に移動し、図3に示すように、各ポール84の複数の外歯84tがリングギヤ810の複数の内歯810tに噛合する。この結果、リングギヤ810を保持するブラケット81と、各ポール84を支持するアクチュエータブロック82との相対回転、すなわち支持部材4とアーム5aとの相対的な回動およびアーム5a,5bの相対的な回動が強固に規制されることになる。 Furthermore, when the second solenoid valve 17 forms a lock-permit state in response to the release of power to the electromagnetic unit 17e, the hydraulic fluid in the unlock fluid chamber 88 of each joint lock mechanism 8 is discharged into the tank 11 via the first output port 17oa, the first drain port 17da, and the fluid return passage LD. As a result, the biasing force of the coil spring 86 of each joint lock mechanism 8 causes the piston 87 and slider 83 to move to one side in the x-direction (the left side in Figure 3). Consequently, each pawl 84 is pressed by the corresponding connecting member 85 and moves outward along the y-direction (towards the ring gear 810), and as shown in Figure 3, the multiple external teeth 84t of each pawl 84 mesh with the multiple internal teeth 810t of the ring gear 810. As a result, the relative rotation between the bracket 81 that holds the ring gear 810 and the actuator block 82 that supports each pole 84, that is, the relative rotation between the support member 4 and the arm 5a and the relative rotation of the arms 5a and 5b, is firmly restricted.
この際、流体供給装置10では、アクチュエータブロック82に形成された流体孔82hがオリフィスとして機能することから、各開閉バルブ191-194がシャトルバルブ18からの信号圧の供給に応じて各複動シリンダ3の第1または第2流体室31,32からの作動油の流出を規制し始めた後に、各関節ロック機構8に支持部材4とアーム5aとの相対的な回動またはアーム5a,5bの相対的な回動を規制させることができる。これにより、電力供給の遮断や電源失陥等が発生したときに、各複動シリンダ3の第1および第2流体室31,32からの作動油の流出を規制して各複動シリンダ3の状態の急変を抑制しながら、各関節ロック機構8によりショックを発生させることなく支持部材4とアーム5aとの相対的な回動およびアーム5a,5bの相対的な回動を規制し、ロボットアーム2の予期せぬ動作の発生を抑制することができる。この結果、ロボット装置1の異常発生時の安全性をより向上させることが可能となり、ショックの発生の抑制により支持部材4やアーム5a-5cの強度を向上させる必要性が低下することから、ロボット装置1全体の体格や重量の増加を抑制することができる。 In this case, in the fluid supply device 10, the fluid hole 82h formed in the actuator block 82 functions as an orifice. Therefore, after each on/off valve 191-194 begins to restrict the outflow of hydraulic fluid from the first or second fluid chambers 31 and 32 of each double-acting cylinder 3 in response to the signal pressure supplied from the shuttle valve 18, each joint lock mechanism 8 can restrict the relative rotation between the support member 4 and the arm 5a or the relative rotation of the arms 5a and 5b. This allows for the restriction of the outflow of hydraulic fluid from the first and second fluid chambers 31 and 32 of each double-acting cylinder 3 to suppress sudden changes in the state of each double-acting cylinder 3 when a power supply interruption or power failure occurs, while simultaneously restricting the relative rotation between the support member 4 and the arm 5a and the relative rotation of the arms 5a and 5b by each joint lock mechanism 8 without generating shock, thereby suppressing unexpected movements of the robot arm 2. As a result, the safety of the robot device 1 in the event of a malfunction can be further improved. Furthermore, by suppressing the occurrence of shocks, the need to increase the strength of the support members 4 and arms 5a-5c is reduced, thus suppressing an increase in the overall size and weight of the robot device 1.
なお、流体供給装置10では、第1ソレノイドバルブ16の出力ポート16oとシャトルバルブ18の第1入力ポート18iaとを結ぶ流体通路LaがオリフィスOraを介して流体返送通路LDに連通しているので、アキュムレータ14から流体供給通路LLに供給される油圧すなわちライン圧PLは、ポンプ13から作動油が吐出されなくなってから比較的短時間のうちに低下する。従って、電力供給の遮断等に応じてシャトルバルブ18の出力ポート18oすなわち第2ソレノイドバルブ17の第2出力ポート17obから出力される油圧は、その後、時間の経過と共に低下し、それに応じて、各開閉バルブ191-194は、連通状態を形成することになる。 In the fluid supply device 10, the fluid passage La connecting the output port 16o of the first solenoid valve 16 and the first input port 18ia of the shuttle valve 18 is connected to the fluid return passage LD via the orifice Ora. Therefore, the hydraulic pressure, i.e., the line pressure PL, supplied from the accumulator 14 to the fluid supply passage LL decreases relatively quickly after the hydraulic fluid is no longer discharged from the pump 13. Consequently, the hydraulic pressure output from the output port 18o of the shuttle valve 18, i.e., the second output port 17ob of the second solenoid valve 17, decreases over time in response to power supply interruptions, and accordingly, the on/off valves 191-194 form a connected state.
また、ロボット装置1を用いた作業が正常に完了すると、制御装置100は、ハンド部7が図示しない支持台あるいは係止部により保持されるようにリニアソレノイドバルブ151-154の電磁部15eへの電流を制御した後、リニアソレノイドバルブ151-154、第1および第2ソレノイドバルブ16,17の電磁部15e,16e,17eへの通電を解除する。この場合も、図10に示すように、各開閉バルブ191-194の信号圧入力ポート19cに、シャトルバルブ18からの油圧すなわち第2ソレノイドバルブ17からのライン圧PLが信号圧として供給され、各開閉バルブ191-194は、上述の流出規制状態を形成して対応する複動シリンダ3の第1または第2流体室31,32からの作動油の流出を規制する。更に、各開閉バルブ191-194が各複動シリンダ3の第1または第2流体室31,32からの作動油の流出を規制し始めた後に、各関節ロック機構8が支持部材4とアーム5aとの相対的な回動またはアーム5a,5bの相対的な回動を規制する。これにより、ロボット装置1の通常停止時においても、各関節ロック機構8によりショックを発生させることなく支持部材4とアーム5aとの相対的な回動およびアーム5a,5bの相対的な回動を規制することが可能となる。 Furthermore, once the work using the robot device 1 is completed successfully, the control device 100 controls the current to the electromagnetic parts 15e of the linear solenoid valves 151-154 so that the hand unit 7 is held by a support base or locking part (not shown), and then de-energizes the electromagnetic parts 15e, 16e, and 17e of the linear solenoid valves 151-154 and the first and second solenoid valves 16 and 17. In this case as well, as shown in Figure 10, the hydraulic pressure from the shuttle valve 18, i.e., the line pressure PL from the second solenoid valve 17, is supplied as a signal pressure to the signal pressure input port 19c of each on-off valve 191-194, and each on-off valve 191-194 forms the aforementioned outflow restriction state, restricting the outflow of hydraulic fluid from the first or second fluid chambers 31 and 32 of the corresponding double-acting cylinder 3. Furthermore, after each on/off valve 191-194 begins to restrict the outflow of hydraulic fluid from the first or second fluid chambers 31 and 32 of each double-acting cylinder 3, each joint locking mechanism 8 restricts the relative rotation between the support member 4 and the arm 5a or the relative rotation of the arms 5a and 5b. This makes it possible to restrict the relative rotation between the support member 4 and the arm 5a and the relative rotation of the arms 5a and 5b without generating shock, even when the robot device 1 is normally stopped, by each joint locking mechanism 8.
ところで、流体供給装置10では、ロボットアーム2(ロボット装置1)の作動中、第1および第2ソレノイドバルブ16,17の電磁部16e,17eに電流が常時供給される。このため、第1ソレノイドバルブ16のスプール16sが通電時の非出力状態で固着(ON故障)したり、第2ソレノイドバルブ17のスプール17sが通電時のロック解除状態で固着(ON故障)したりすることがある。そして、このように第1または第2ソレノイドバルブ16,17がON故障した状態で、上記非常停止ボタンが操作されたり、電源の失陥が発生したりするおそれもある。 Incidentally, in the fluid supply device 10, current is constantly supplied to the electromagnetic parts 16e and 17e of the first and second solenoid valves 16 and 17 while the robot arm 2 (robot device 1) is operating. Therefore, the spool 16s of the first solenoid valve 16 may become stuck in a non-output state when energized (ON failure), or the spool 17s of the second solenoid valve 17 may become stuck in an unlocked state when energized (ON failure). Furthermore, with the first or second solenoid valves 16 and 17 in this ON failure state, there is a risk that the emergency stop button may be operated or a power supply failure may occur.
第1ソレノイドバルブ16のスプール16sが非出力状態で固着した状態で、上記非常停止ボタンが操作されたり、電源の失陥が発生したりした場合も、各電磁部15eへの通電が解除されてリニアソレノイドバルブ151-154から各複動シリンダ3の第1および第2流体室31,32に作動油(油圧)が供給されなくなり、複数の複動シリンダ3による関節Ja,Jbを拘束する力が失われる。また、図11に示すように、第1ソレノイドバルブ16の電磁部16eへの通電が解除されても、スプール16sの固着により第1ソレノイドバルブ16の入力ポート16iに供給された流体供給通路LL(アキュムレータ14)からの作動油(ライン圧PL)が出力ポート16oから流出することはない。これに対して、第2ソレノイドバルブ17は、図11に示すように、電磁部17eへの通電の解除に応じてロック許可状態を形成し、入力ポート17iに供給される流体供給通路LL(アキュムレータ14)からの作動油を第2出力ポート17obから流出させることにより油圧(ライン圧PL)を出力する。 Even if the emergency stop button is operated or a power outage occurs while the spool 16s of the first solenoid valve 16 is stuck in a non-output state, the power supply to each electromagnetic part 15e is released, and hydraulic fluid (hydraulic pressure) is no longer supplied from the linear solenoid valves 151-154 to the first and second fluid chambers 31 and 32 of each double-acting cylinder 3, and the force that restrains the joints Ja and Jb by the multiple double-acting cylinders 3 is lost. Furthermore, as shown in Figure 11, even if the power supply to the electromagnetic part 16e of the first solenoid valve 16 is released, the hydraulic fluid (line pressure PL) from the fluid supply passage LL (accumulator 14) supplied to the input port 16i of the first solenoid valve 16 does not flow out from the output port 16o due to the sticking of the spool 16s. In response to this, as shown in Figure 11, the second solenoid valve 17 forms a locked state in response to the release of power to the electromagnetic unit 17e, and outputs hydraulic pressure (line pressure PL) by causing the hydraulic fluid from the fluid supply passage LL (accumulator 14) supplied to the input port 17i to flow out from the second output port 17ob.
これにより、シャトルバルブ18は、図11に示すように、第2ソレノイドバルブ17からの油圧を各開閉バルブ191-194の信号圧入力ポート19cに信号圧として供給し、各開閉バルブ191-194は、入力ポート19iを閉鎖すると共に入力ポート19iと出力ポート19oとの連通を遮断する流出規制状態を形成する。従って、各複動シリンダ3の第1または第2流体室31,32から開閉バルブ191-194の出力ポート19oに逆流した作動油をスプール19s(第1ランドLd1)によりブロックし、当該作動油のリニアソレノイドバルブ151-154側への流出を規制して各複動シリンダ3の状態の急変を抑制することが可能となる。 As a result, as shown in Figure 11, the shuttle valve 18 supplies hydraulic pressure from the second solenoid valve 17 as signal pressure to the signal pressure input ports 19c of each on-off valve 191-194. Each on-off valve 191-194 closes its input port 19i and forms an outflow restriction state, blocking communication between the input port 19i and the output port 19o. Therefore, the hydraulic fluid that flows back from the first or second fluid chambers 31, 32 of each double-acting cylinder 3 to the output port 19o of the on-off valve 191-194 is blocked by the spool 19s (first land Ld1), restricting the outflow of the hydraulic fluid to the linear solenoid valve 151-154 side and suppressing sudden changes in the state of each double-acting cylinder 3.
更に、この場合も、各開閉バルブ191-194がシャトルバルブ18からの信号圧の供給に応じて各複動シリンダ3の第1または第2流体室31,32からの作動油の流出を規制し始めると、各関節ロック機構8は、ロック許可状態を形成する第2ソレノイドバルブ17を介したロック解除流体室88からの作動油の排出に応じて支持部材4とアーム5aとの相対的な回動およびアーム5a,5bの相対的な回動を強固に規制する。これにより、各複動シリンダ3の第1および第2流体室31,32からの作動油の流出を規制して各複動シリンダ3の状態の急変を抑制しながら、各関節ロック機構8によりショックを発生させることなく支持部材4とアーム5aとの相対的な回動およびアーム5a,5bの相対的な回動を規制することができる。従って、ロボット装置1では、第1ソレノイドバルブ16のスプール16sが非出力状態で固着した状態で、上記非常停止ボタンが操作されたり、電源の失陥が発生したりしても、ロボットアーム2の予期せぬ動作の発生を抑制することが可能となる。 Furthermore, in this case as well, when each on/off valve 191-194 begins to restrict the outflow of hydraulic fluid from the first or second fluid chambers 31, 32 of each double-acting cylinder 3 in response to the supply of signal pressure from the shuttle valve 18, each joint locking mechanism 8 firmly restricts the relative rotation between the support member 4 and the arm 5a and the relative rotation of the arms 5a, 5b in response to the discharge of hydraulic fluid from the unlock fluid chamber 88 via the second solenoid valve 17 which forms a lock-permit state. This allows for the restriction of the outflow of hydraulic fluid from the first and second fluid chambers 31, 32 of each double-acting cylinder 3, thereby suppressing sudden changes in the state of each double-acting cylinder 3, while simultaneously restricting the relative rotation between the support member 4 and the arm 5a and the relative rotation of the arms 5a, 5b without generating shocks, thanks to each joint locking mechanism 8. Therefore, in the robot device 1, even if the emergency stop button is operated or a power outage occurs while the spool 16s of the first solenoid valve 16 is stuck in a non-output state, it is possible to suppress the occurrence of unexpected movements of the robot arm 2.
なお、第1ソレノイドバルブ16のスプール16sが非出力状態で固着している場合、アキュムレータ14からの作動油がオリフィスOraを介して流体返送通路LDに流入しないため、アキュムレータ14から流体供給通路LLに供給される油圧(ライン圧PL)は、ポンプ13から作動油が吐出されなくなってから、ある程度時間が経過した段階で、各開閉バルブ191-194を連通状態にするように低下することになる。また、第1ソレノイドバルブ16のスプール16sが非出力状態で固着している場合、ロボット装置1を用いた作業の完了後、リニアソレノイドバルブ151-154の電磁部15eへの電流を制御してハンド部7を図示しない支持台あるいは係止部に保持させることが可能であり、ハンド部7を支持台等に保持させた状態で、第1および第2ソレノイドバルブ16,17の電磁部15e,16e,17eへの通電が解除される。この場合も、第2ソレノイドバルブ17からの油圧がシャトルバルブ18を介して各開閉バルブ191-194の信号圧入力ポート19cに供給され、各開閉バルブ191-194が流出規制状態を形成して各複動シリンダ3の状態の急変を抑制する。更に、各開閉バルブ191-194がシャトルバルブ18からの信号圧の供給に応じて各複動シリンダ3の第1または第2流体室31,32からの作動油の流出を規制し始めると、各関節ロック機構8が、ロック許可状態を形成する第2ソレノイドバルブ17を介したロック解除流体室88からの作動油の排出に応じて支持部材4とアーム5aとの相対的な回動およびアーム5a,5bの相対的な回動をショックを発生させることなく規制する。 Furthermore, if the spool 16s of the first solenoid valve 16 is stuck in a non-output state, the hydraulic fluid from the accumulator 14 will not flow into the fluid return passage LD via the orifice Ora. As a result, the hydraulic pressure (line pressure PL) supplied from the accumulator 14 to the fluid supply passage LL will decrease to a state where each on-off valve 191-194 is in communication after a certain amount of time has elapsed since the hydraulic fluid stopped being discharged from the pump 13. Also, if the spool 16s of the first solenoid valve 16 is stuck in a non-output state, after the work using the robot device 1 is completed, it is possible to control the current to the electromagnetic parts 15e of the linear solenoid valves 151-154 to hold the hand part 7 in place on a support base or locking part (not shown). With the hand part 7 held on the support base or the like, the power supply to the electromagnetic parts 15e, 16e, and 17e of the first and second solenoid valves 16 and 17 is released. In this case as well, hydraulic pressure from the second solenoid valve 17 is supplied to the signal pressure input ports 19c of each on-off valve 191-194 via the shuttle valve 18, causing each on-off valve 191-194 to form an outflow restriction state and suppress abrupt changes in the state of each double-acting cylinder 3. Furthermore, when each on-off valve 191-194 begins to restrict the outflow of hydraulic fluid from the first or second fluid chambers 31 and 32 of each double-acting cylinder 3 in response to the supply of signal pressure from the shuttle valve 18, each joint locking mechanism 8 restricts the relative rotation between the support member 4 and the arm 5a and the relative rotation of the arms 5a and 5b without generating shock, in response to the discharge of hydraulic fluid from the unlock fluid chamber 88 via the second solenoid valve 17, which forms a lock-permit state.
一方、第2ソレノイドバルブ17のスプール17sがロック解除状態で固着した状態で、上記非常停止ボタンが操作されたり、電源の失陥が発生したりした場合も、各電磁部15eへの通電が解除されてリニアソレノイドバルブ151-154から各複動シリンダ3の第1および第2流体室31,32に作動油(油圧)が供給されなくなり、複数の複動シリンダ3による関節Ja,Jbを拘束する力が失われる。また、第2ソレノイドバルブ17の電磁部17eへの通電が解除されても、図12に示すように、スプール17sの固着により第2ソレノイドバルブ17の入力ポート17iに供給された流体供給通路LL(アキュムレータ14)からの作動油(ライン圧PL)が第2出力ポート17obから流出することはない。これに対して、第1ソレノイドバルブ16は、電磁部16eへの通電の解除に応じて出力状態を形成し、入力ポート16iに供給される流体供給通路LL(アキュムレータ14)からの作動油を出力ポート16iから流出させることにより油圧(ライン圧PL)を出力する。 On the other hand, if the emergency stop button is operated or a power outage occurs while the spool 17s of the second solenoid valve 17 is stuck in the unlocked state, the power supply to each electromagnetic part 15e is released, and hydraulic fluid (hydraulic pressure) is no longer supplied from the linear solenoid valves 151-154 to the first and second fluid chambers 31 and 32 of each double-acting cylinder 3, and the force that restrains the joints Ja and Jb by the multiple double-acting cylinders 3 is lost. Furthermore, even if the power supply to the electromagnetic part 17e of the second solenoid valve 17 is released, as shown in Figure 12, the hydraulic fluid (line pressure PL) from the fluid supply passage LL (accumulator 14) supplied to the input port 17i of the second solenoid valve 17 does not flow out from the second output port 17ob due to the sticking of the spool 17s. In response, the first solenoid valve 16 forms an output state in response to the release of power to the electromagnetic unit 16e, and outputs hydraulic pressure (line pressure PL) by causing the hydraulic fluid supplied from the fluid supply passage LL (accumulator 14) to the input port 16i to flow out through the output port 16i.
これにより、シャトルバルブ18は、図12に示すように、第1ソレノイドバルブ16からの油圧を各開閉バルブ191-194の信号圧入力ポート19cに供給し、各開閉バルブ191-194は、入力ポート19iを閉鎖すると共に入力ポート19iと出力ポート19oとの連通を遮断する流出規制状態を形成する。従って、各複動シリンダ3の第1または第2流体室31,32から開閉バルブ191-194の出力ポート19oに逆流した作動油をスプール19s(第1ランドLd1)によりブロックし、当該作動油のリニアソレノイドバルブ151-154側への流出を規制して各複動シリンダ3の状態の急変を抑制することが可能となる。 As a result, the shuttle valve 18 supplies hydraulic pressure from the first solenoid valve 16 to the signal pressure input ports 19c of each on-off valve 191-194, as shown in Figure 12. Each on-off valve 191-194 closes its input port 19i and forms an outflow restriction state, blocking communication between the input port 19i and the output port 19o. Therefore, the hydraulic fluid that flows back from the first or second fluid chambers 31, 32 of each double-acting cylinder 3 to the output port 19o of the on-off valve 191-194 is blocked by the spool 19s (first land Ld1), restricting the outflow of the hydraulic fluid to the linear solenoid valve 151-154 side and suppressing sudden changes in the state of each double-acting cylinder 3.
また、第2ソレノイドバルブ17のスプール17sがロック解除状態で固着している場合、図12に示すように、第2ソレノイドバルブ17の入力ポート17iに供給された流体供給通路LL(アキュムレータ14)からの作動油(ライン圧PL)が第1出力ポート17oaを介して各関節ロック機構8のロック解除流体室88に継続して供給されることになる。ただし、第1ソレノイドバルブ16の出力ポート16oとシャトルバルブ18の第1入力ポート18iaとを結ぶ流体通路LaがオリフィスOraを介して流体返送通路LDに連通しているので、アキュムレータ14から流体供給通路LLに供給される油圧(ライン圧PL)は、ポンプ13から作動油が吐出されなくなってから比較的短時間のうちに低下する。従って、アキュムレータ14からの作動油がロック解除状態を形成する第2ソレノイドバルブ17の第1出力ポート17oaを介して各関節ロック機構8のロック解除流体室88に供給されたとしても、アキュムレータ14からの作動油を第1ソレノイドバルブ16およびオリフィスOraを介してタンク11内へと戻して第2ソレノイドバルブ17の第1出力ポート17oaから出力される油圧(ライン圧)を比較的短時間のうちに低下させていくことができる。 Furthermore, if the spool 17s of the second solenoid valve 17 is stuck in the unlocked state, as shown in Figure 12, the hydraulic fluid (line pressure PL) from the fluid supply passage LL (accumulator 14) supplied to the input port 17i of the second solenoid valve 17 will be continuously supplied to the unlock fluid chamber 88 of each joint locking mechanism 8 via the first output port 17oa. However, since the fluid passage La connecting the output port 16o of the first solenoid valve 16 and the first input port 18ia of the shuttle valve 18 is in communication with the fluid return passage LD via the orifice Ora, the hydraulic pressure (line pressure PL) supplied from the accumulator 14 to the fluid supply passage LL will decrease relatively quickly after the hydraulic fluid is no longer discharged from the pump 13. Therefore, even if the hydraulic fluid from the accumulator 14 is supplied to the unlock fluid chamber 88 of each joint locking mechanism 8 via the first output port 17oa of the second solenoid valve 17, which forms the unlocked state, the hydraulic fluid from the accumulator 14 can be returned to the tank 11 via the first solenoid valve 16 and orifice Ora, thereby reducing the hydraulic pressure (line pressure) output from the first output port 17oa of the second solenoid valve 17 in a relatively short time.
これにより、アキュムレータ14の容量やオリフィスOraの口径等を適宜定めることで、図13に示すように、各開閉バルブ191-194が流出規制状態を形成した後、シャトルバルブ18の出力ポート18oすなわち第2ソレノイドバルブ17の第2出力ポート17obから出力される油圧(信号圧)の低下に応じて連通状態を形成する前に、各関節ロック機構8に支持部材4とアーム5aとの相対的な回動またはアーム5a,5bの相対的な回動を規制させることが可能となる。この結果、各複動シリンダ3の第1および第2流体室31,32からの作動油の流出を規制して各複動シリンダ3の状態の急変を抑制しながら、各関節ロック機構8によりショックを発生させることなく支持部材4とアーム5aとの相対的な回動およびアーム5a,5bの相対的な回動を規制することができる。従って、第2ソレノイドバルブ17のスプール17sがロック解除状態で固着した状態で、上記非常停止ボタンが操作されたり、電源の失陥が発生したりしても、ロボットアーム2の予期せぬ動作の発生を抑制することが可能となる。 This allows the joint locking mechanism 8 to restrict the relative rotation between the support member 4 and the arm 5a or the arms 5a and 5b, after each on-off valve 191-194 has formed an outflow restriction state, and before it forms a communication state in response to a decrease in the hydraulic pressure (signal pressure) output from the output port 18o of the shuttle valve 18, i.e., the second output port 17ob of the second solenoid valve 17, as shown in Figure 13. As a result, while restricting the outflow of hydraulic fluid from the first and second fluid chambers 31 and 32 of each double-acting cylinder 3 and suppressing sudden changes in the state of each double-acting cylinder 3, the joint locking mechanism 8 can restrict the relative rotation between the support member 4 and the arm 5a and the arms 5a and 5b without generating shock. Therefore, even if the emergency stop button is operated or a power outage occurs while the spool 17s of the second solenoid valve 17 is locked in the unlocked position, it is possible to suppress the occurrence of unexpected movements of the robot arm 2.
また、第2ソレノイドバルブ17のスプール17sが非出力状態で固着している場合も、ロボット装置1を用いた作業の完了後、リニアソレノイドバルブ151-154の電磁部15eへの電流を制御してハンド部7を図示しない支持台あるいは係止部に保持させることが可能であり、ハンド部7を支持台等に保持させた状態で、第1および第2ソレノイドバルブ16,17の電磁部15e,16e,17eへの通電が解除される。この場合も、第1ソレノイドバルブ16からの油圧がシャトルバルブ18を介して各開閉バルブ191-194の信号圧入力ポート19cに供給され、各開閉バルブ191-194が流出規制状態を形成して各複動シリンダ3の状態の急変を抑制する。更に、各開閉バルブ191-194が流出規制状態を形成した後、シャトルバルブ18の出力ポート18oから出力される油圧(信号圧)の低下に応じて連通状態を形成する前に、各関節ロック機構8が、ロック許可状態を形成する第2ソレノイドバルブ17を介したロック解除流体室88からの作動油の排出に応じて支持部材4とアーム5aとの相対的な回動およびアーム5a,5bの相対的な回動をショックを発生させることなく規制する。 Furthermore, even if the spool 17s of the second solenoid valve 17 is stuck in a non-output state, after the work using the robot device 1 is completed, it is possible to control the current to the electromagnetic parts 15e of the linear solenoid valves 151-154 to hold the hand part 7 in place on a support base or locking part (not shown). With the hand part 7 held on the support base or the like, the power supply to the electromagnetic parts 15e, 16e, and 17e of the first and second solenoid valves 16 and 17 is released. In this case as well, hydraulic pressure from the first solenoid valve 16 is supplied to the signal pressure input ports 19c of each on-off valve 191-194 via the shuttle valve 18, causing each on-off valve 191-194 to form an outflow restriction state and suppressing abrupt changes in the state of each double-acting cylinder 3. Furthermore, after each on/off valve 191-194 has formed an outflow restriction state, and before it forms a communication state in response to a decrease in hydraulic pressure (signal pressure) output from the output port 18o of the shuttle valve 18, each joint locking mechanism 8 restricts the relative rotation between the support member 4 and arm 5a and the relative rotation of arms 5a and 5b without generating shock, in response to the discharge of hydraulic fluid from the unlock fluid chamber 88 via the second solenoid valve 17, which forms a lock permission state.
上述のように、ロボット装置1では、ロボットアーム2の動作中(運動中)に、電力供給の遮断や電源失陥等に応じて、各複動シリンダ3の状態の急変を抑制すべく、開閉バルブ191-194により各複動シリンダ3の第1および第2流体室31,32からの作動油の流出が規制される。ただし、開閉バルブ191-194により各複動シリンダ3の第1および第2流体室31,32からの作動油の流出が規制された状態では、アーム5a-5cやハンド部7の自重、把持対象の質量といった慣性により複動シリンダ3の何れか引っ張られたり、押し込まれたりして第1または第2流体室31,32における作動油の圧力が急激に上昇することがある。 As described above, in the robot device 1, during the operation (movement) of the robot arm 2, the outflow of hydraulic fluid from the first and second fluid chambers 31 and 32 of each double-acting cylinder 3 is restricted by on-off valves 191-194 to suppress sudden changes in the state of each double-acting cylinder 3 in response to power supply interruptions or power failures. However, when the outflow of hydraulic fluid from the first and second fluid chambers 31 and 32 of each double-acting cylinder 3 is restricted by on-off valves 191-194, the inertia of the arm 5a-5c and hand section 7, and the mass of the object being gripped, may cause one of the double-acting cylinders 3 to be pulled or pushed, resulting in a rapid increase in the hydraulic fluid pressure in the first or second fluid chamber 31 and 32.
これを踏まえて、ロボット装置1では、異常の発生に起因した各複動シリンダ3やホース(配管)等の耐久性の低下を抑制するために、各開閉バルブ191-194のスプール19sに対して、リリーフ部を構成する縮径部Ldn、受圧面Lds、径方向流体孔Hrおよび軸方向流体孔Haが形成されている。すなわち、開閉バルブ191-194が対応する第1または第2流体室31,32からの作動油の流出を規制する間、スプール19sの縮径部Ldnは、図7に示すように、連通ポート19rと対向する。このような状態で2つのアーム5a,5b等の相対的な回動により第1または第2流体室31,32内の作動油の圧力が急激に上昇すると、当該第1または第2流体室31,32からの作動油の圧力が連通ポート19r、縮径部Ldnの径方向流体孔Hrおよび軸方向流体孔Haを介して受圧面Ldsに作用する。そして、スプリング19spの付勢力と、受圧面Ldsに作用する油圧による推力との和が、信号圧入力ポート19cに供給された油圧すなわち信号圧によりスプール19sに作用する推力よりも大きくなると、スプール19sは、当該信号圧に基づく推力に抗して図7中上側に移動する。これにより、開閉バルブ191-194は、入力ポート19iを少なくとも部分的に開放すると共に当該入力ポート19iと出力ポート19oとを連通させ、第1または第2流体室31,32からの作動油は、対応する開閉バルブ191-194の出力ポート19oおよび入力ポート19i、対応する非通電状態(閉弁状態)のリニアソレノイドバルブ151-154の出力ポート15oおよびドレンポート15dを介して流体返送通路LDへと流出する(図10-図12の破線参照)。 Based on this, in the robot device 1, in order to suppress the decrease in durability of each double-acting cylinder 3 and hoses (piping) etc. caused by the occurrence of abnormalities, a reduced diameter portion Ldn, a pressure-receiving surface Lds, a radial fluid hole Hr, and an axial fluid hole Ha are formed on the spool 19s of each on-off valve 191-194, which constitute a relief portion. That is, while the on-off valve 191-194 restricts the outflow of hydraulic fluid from the corresponding first or second fluid chambers 31, 32, the reduced diameter portion Ldn of the spool 19s faces the communication port 19r, as shown in Figure 7. In this state, if the pressure of the hydraulic fluid in the first or second fluid chambers 31, 32 rises rapidly due to the relative rotation of the two arms 5a, 5b, etc., the pressure of the hydraulic fluid from the first or second fluid chambers 31, 32 acts on the pressure-receiving surface Lds via the communication port 19r, the radial fluid hole Hr of the reduced diameter portion Ldn, and the axial fluid hole Ha. Then, when the sum of the biasing force of the spring 19sp and the thrust due to the hydraulic pressure acting on the pressure-receiving surface Lds becomes greater than the thrust acting on the spool 19s due to the hydraulic pressure supplied to the signal pressure input port 19c, i.e., the signal pressure, the spool 19s moves upward in Figure 7 against the thrust based on the signal pressure. As a result, the on/off valves 191-194 at least partially open the input port 19i and connect the input port 19i to the output port 19o, and the hydraulic fluid from the first or second fluid chambers 31 and 32 flows out to the fluid return passage LD via the output port 19o and input port 19i of the corresponding on/off valves 191-194, and the output port 15o and drain port 15d of the corresponding de-energized (closed) linear solenoid valves 151-154 (see dashed lines in Figures 10-12).
このように、開閉バルブ191-194は、流出規制状態を形成する間の対応する第1または第2流体室31,32における作動油の圧力上昇に応じて、当該第1または第2流体室31,32から作動油を流出させるリリーフ機能を有する。従って、各開閉バルブ191-194により各複動シリンダ3の第1および第2流体室31,32からの作動油の流出が規制されている間にロボットアーム2の慣性等の影響により何れかの複動シリンダ3が引っ張られたり、押し込まれたりしても、対応する開閉バルブ191-194により第1または第2流体室31,32から作動油を流出させて、それにより当該複動シリンダ3における作動油の圧力上昇を抑制することができる。この結果、過剰な圧力上昇に対応させるための複動シリンダ3ひいてはロボット装置1の体格や重量の増加を抑制することが可能となる。 Thus, the on-off valves 191-194 have a relief function that releases hydraulic fluid from the corresponding first or second fluid chambers 31 and 32 in response to the pressure increase of the hydraulic fluid in the corresponding first or second fluid chambers 31 and 32 while the outflow restriction state is being formed. Therefore, even if any of the double-acting cylinders 3 are pulled or pushed in due to the inertia of the robot arm 2 or other factors while the outflow of hydraulic fluid from the first and second fluid chambers 31 and 32 of each double-acting cylinder 3 is restricted by each on-off valve 191-194, the corresponding on-off valve 191-194 will release the hydraulic fluid from the first or second fluid chamber 31 and 32, thereby suppressing the pressure increase of the hydraulic fluid in that double-acting cylinder 3. As a result, it is possible to suppress the increase in the size and weight of the double-acting cylinders 3 and, consequently, the robot device 1, in order to cope with excessive pressure increases.
また、各複動シリンダ3の第1または第2流体室31,32からの作動油の圧力が低く、2つのアーム5a,5b等の相対的な回動量がゼロまたは比較的小さいときには、信号圧入力ポート19cに供給された信号圧によりスプール19sに作用する推力がスプリング19spの付勢力と受圧面Ldsに作用する油圧による推力との和に打ち勝つことでスプール19sがスプリング室19z内に押し込まれる。この際、第3ランドLd3が連通ポート19rを通過すると、スプリング室19zからの作動油の排出が小径の径方向小径孔Hrによって抑制される。これにより、スプール19sの移動速度を低下させることができるので、スプール19sのスプール端部19seがスプリング室19zの底面19yに接触するときの衝撃を緩和し、スプール19sおよび底面19yの耐久性を良好に維持することが可能となる。ただし、開閉バルブ191-194のリリーフ部の構成は、上述のものには限られない。 Furthermore, when the hydraulic fluid pressure from the first or second fluid chambers 31, 32 of each double-acting cylinder 3 is low, and the relative rotational amount of the two arms 5a, 5b, etc. is zero or relatively small, the thrust acting on the spool 19s due to the signal pressure supplied to the signal pressure input port 19c overcomes the sum of the biasing force of the spring 19sp and the hydraulic thrust acting on the pressure receiving surface Lds, thereby pushing the spool 19s into the spring chamber 19z. At this time, when the third land Ld3 passes through the communication port 19r, the discharge of hydraulic fluid from the spring chamber 19z is suppressed by the small-diameter radially small-diameter hole Hr. This reduces the movement speed of the spool 19s, thereby mitigating the impact when the spool end 19se of the spool 19s contacts the bottom surface 19y of the spring chamber 19z, and making it possible to maintain good durability of the spool 19s and the bottom surface 19y. However, the configuration of the relief section of the on/off valves 191-194 is not limited to those described above.
さて、ロボット装置1では、図示しない起動スイッチがオフされている状態で定常的なメインテナンスが実行されるが、メインテナンスの実行に際しては、各関節ロック機構8による支持部材4とアーム5aとの相対的な回動の規制やアーム5a,5bの相対的な回動の規制の解除が必要となることもある。また、非常停止ボタンの操作や電源失陥等によりロボット装置1の作動が停止させられた後には、点検・修理が実行されることになるが、点検・修理に際しても、各関節ロック機構8による支持部材4とアーム5aとの相対的な回動の規制やアーム5a,5bの相対的な回動の規制の解除が必要となることもある。このため、ロボット装置1では、各関節ロック機構8に手動ロック解除機構90が設けられており、各関節ロック機構8により支持部材4とアーム5aとの相対的な回動およびアーム5a,5bの相対的な回動が規制されているときに、当該手動ロック解除機構90を操作することで、支持部材4とアーム5aとの相対的な回動やアーム5a,5bの相対的な回動を容易に許容することができる。 Now, in the robot device 1, routine maintenance is performed with the start switch (not shown) turned off. However, during maintenance, it may be necessary to release the restrictions on the relative rotation between the support member 4 and the arm 5a, and the relative rotation of the arms 5a and 5b, which are imposed by each joint lock mechanism 8. Furthermore, after the operation of the robot device 1 is stopped due to the operation of the emergency stop button or power failure, inspection and repair will be performed. During inspection and repair, it may also be necessary to release the restrictions on the relative rotation between the support member 4 and the arm 5a, and the relative rotation of the arms 5a and 5b, which are imposed by each joint lock mechanism 8. For this reason, the robot device 1 is provided with a manual lock release mechanism 90 for each joint lock mechanism 8. When the relative rotation between the support member 4 and the arm 5a, and the relative rotation of the arms 5a and 5b are restricted by each joint lock mechanism 8, the manual lock release mechanism 90 can be operated to easily allow the relative rotation between the support member 4 and the arm 5a, and the relative rotation of the arms 5a and 5b.
すなわち、図14に示すように、ノブとしてのローレットボルト910を手で把持してレバー91を段付きボルト901の周りに図中反時計方向に回動させることで、第2リンク92を介してレバー91に連結された第3リンク93を押圧部材95がスプリングシート830を押圧して第1方向における他側(図14における右側)に移動させるように、段付きボルト903の周りに回動させることができる。これにより、スライダ83がスプリングシート830と共に第1方向における他側(図14における右側)に移動し、それに伴って各ポール84が対応する連結部材85により引っ張られてy方向に沿って内方(関節軸Ax側)に移動することで、各ポール84の複数の外歯84tとリングギヤ810の複数の内歯810tとの噛み合いが解除される。この結果、ロボット装置1のメインテナンス等の実行に際して、流体供給装置10から関節ロック機構8のロック解除流体室88に作動油を供給することなく、当該関節ロック機構8による支持部材4とアーム5aとの相対的な回動またはアーム5a,5bの相対的な回動の規制を容易に解除することが可能となる。 In other words, as shown in Figure 14, by grasping the knurled bolt 910 as a knob with the hand and rotating the lever 91 counterclockwise around the stepped bolt 901, the third link 93, which is connected to the lever 91 via the second link 92, can be rotated around the stepped bolt 903 such that the pressing member 95 presses against the spring seat 830, moving it to the other side in the first direction (right side in Figure 14). As a result, the slider 83 moves to the other side in the first direction (right side in Figure 14) together with the spring seat 830, and consequently each pole 84 is pulled inward along the y direction (towards the joint axis Ax) by the corresponding connecting member 85, thereby disengaging the multiple external teeth 84t of each pole 84 from the multiple internal teeth 810t of the ring gear 810. As a result, when performing maintenance on the robot device 1, it becomes possible to easily release the restriction on the relative rotation between the support member 4 and the arm 5a, or the relative rotation of the arms 5a and 5b, by the joint locking mechanism 8, without supplying hydraulic fluid from the fluid supply device 10 to the lock release fluid chamber 88 of the joint locking mechanism 8.
また、関節ロック機構8は、スライダ83に固定されると共にコイルスプリング86のスライダ83側の端部に当接するスプリングシート830を含み、手動ロック解除機構90は、レバー91の操作に応じてスプリングシート830を第1方向における他側に移動させると共に、レバー91に印加された力を増幅してスプリングシート830に伝達する。これにより、スライダ83をコイルスプリング86の付勢力に抗して第1方向における他側に移動させるためにレバー91に印加されるべき力を小さくして支持部材4とアーム5aとの相対的な回動の規制またはアーム5a,5bの相対的な回動の規制をより容易に手動で解除することが可能となる。 Furthermore, the joint locking mechanism 8 includes a spring seat 830 that is fixed to the slider 83 and abuts against the slider 83 side end of the coil spring 86. The manual release mechanism 90 moves the spring seat 830 to the other side in the first direction in response to the operation of the lever 91, and also amplifies the force applied to the lever 91 and transmits it to the spring seat 830. This reduces the force that needs to be applied to the lever 91 to move the slider 83 to the other side in the first direction against the biasing force of the coil spring 86, making it easier to manually release the restriction on the relative rotation between the support member 4 and the arm 5a, or the restriction on the relative rotation of the arms 5a and 5b.
更に、手動ロック解除機構90は、第1リンクとしてのレバー91と、レバー91の非操作側の端部に回動自在に連結される第2リンク92と、第2リンク92のレバー91側とは反対側の端部に連結されると共にスプリングシート830を第1方向における他側に移動させる第3リンク93とを含む。また、レバー91は、操作側の端部よりも非操作側の端部に近い位置で段付きボルト901を介してアクチュエータブロック82に固定されたカバー89により回動自在に支持される。更に、第3リンク93は、第2リンク92側の端部とスプリングシート830側の端部との間で段付きボルト903を介してカバー89(アクチュエータブロック82)により回動自在に支持される。このような第1リンクとしてのレバー91、第2および第3リンク92,93並びに固定節としてのアクチュエータブロック82およびカバー89を含む4節リンク機構により構成される手動ロック解除機構90では、図14に示すように、段付きボルト901の軸心と連結ピン902の軸心と連結ピン904の軸心とが一直線上に並ぶ当該4節リンク機構の死点を越える位置までレバー91を動かすことで、レバー91に力を加えることなく、レバー91、第2および第3リンク92,93の回動を規制して支持部材4とアーム5aとの相対的な回動またはアーム5a,5bの相対的な回動を許容し続けることが可能となる。 Furthermore, the manual lock release mechanism 90 includes a lever 91 as a first link, a second link 92 rotatably connected to the non-operating end of the lever 91, and a third link 93 connected to the end of the second link 92 opposite to the lever 91, which moves the spring seat 830 to the other side in the first direction. The lever 91 is rotatably supported by a cover 89 fixed to the actuator block 82 via a stepped bolt 901 at a position closer to the non-operating end than the operating end. Furthermore, the third link 93 is rotatably supported by the cover 89 (actuator block 82) via a stepped bolt 903 between the end on the second link 92 side and the end on the spring seat 830 side. In a manual unlocking mechanism 90 composed of a four-bar linkage mechanism including a lever 91 as the first link, second and third links 92 and 93, and an actuator block 82 and cover 89 as fixed links, as shown in Figure 14, by moving the lever 91 to a position beyond the dead center of the four-bar linkage mechanism where the axis of the stepped bolt 901, the axis of the connecting pin 902, and the axis of the connecting pin 904 are aligned in a straight line, it becomes possible to restrict the rotation of the lever 91 and the second and third links 92 and 93 without applying force to the lever 91, thereby continuing to allow relative rotation between the support member 4 and the arm 5a or between the arms 5a and 5b.
また、レバー91は、レバー91、第2および第3リンク92,93並びに固定節としてのアクチュエータブロック82等を含む4節リンク機構の死点を越えた位置でカバー89(アクチュエータブロック82)に対して固定可能である。すなわち、レバー91の操作側の端部には、ローレットボルト910を螺合可能なボルト孔91hが形成されており(図3参照)、カバー89には、レバー91等を含む4節リンク機構の死点を越えた位置で、当該レバー91のボルト孔91hと重なり合うボルト孔89hが形成されている(図4参照)。これにより、レバー91を図14に示す位置まで移動させた後、レバー91からローレットボルト910を取り外してボルト孔91hおよびカバー89のボルト孔89hに螺合することで、当該レバー91をカバー89すなわちアクチュエータブロック82に対して固定することができる。この結果、メインテナンスや点検・修理の実行に際して手動ロック解除機構90に外部からの力が加えられたとしても、レバー91、第2および第3リンク92,93の回動をより確実に規制することが可能となる。 Furthermore, the lever 91 can be fixed to the cover 89 (actuator block 82) at a position beyond the dead center of the four-bar linkage mechanism, which includes the lever 91, the second and third links 92 and 93, and the actuator block 82 as a fixed link. Specifically, a bolt hole 91h into which a knurled bolt 910 can be screwed is formed at the operating end of the lever 91 (see Figure 3), and a bolt hole 89h is formed in the cover 89 at a position beyond the dead center of the four-bar linkage mechanism, which includes the lever 91, that overlaps with the bolt hole 91h of the lever 91 (see Figure 4). As a result, after moving the lever 91 to the position shown in Figure 14, the knurled bolt 910 can be removed from the lever 91 and screwed into the bolt hole 91h and the bolt hole 89h of the cover 89, thereby fixing the lever 91 to the cover 89, i.e., the actuator block 82. As a result, even if an external force is applied to the manual lock release mechanism 90 during maintenance, inspection, or repair, the rotation of the lever 91 and the second and third links 92 and 93 can be more reliably restricted.
更に、上記実施形態において、レバー91の段付きボルト901により支持される部分からローレットボルト910側の端部までの範囲と、第3リンク93の段付きボルト903により支持される部分から押圧部材95側の端部までの範囲は、それぞれ関節軸Axに近接するように湾曲または屈曲させられている。これにより、手動ロック解除機構90をブラケット81の外周から外方に突出しないようにして、関節ロック機構8の全体をよりコンパクト化することが可能となる。 Furthermore, in the above embodiment, the range from the portion of the lever 91 supported by the stepped bolt 901 to the end on the knurled bolt 910 side, and the range from the portion of the third link 93 supported by the stepped bolt 903 to the end on the pressing member 95 side, are curved or bent to approach the joint axis Ax. This prevents the manual lock release mechanism 90 from protruding outward from the outer circumference of the bracket 81, making the entire joint lock mechanism 8 more compact.
上述のように、ロボット装置1の関節ロック機構8では、流体供給装置10からシリンダ孔82cおよびピストン87を含むロック解除アクチュエータFAのロック解除流体室88に作動油(流体)が供給されていないときに、スライダ83がコイルスプリング86によりx方向(第1方向)における一側に付勢され、ポール84の複数の外歯84tがブラケット(第1部材)81側の複数の内歯810tの一部に噛合する。これにより、ブラケット81、スライダ83、ポール84およびアクチュエータブロック(第2部材)82が一体化されて支持部材4とアーム5aとの相対的な回動またはアーム5a,5bの相対的な回動が規制される。これに対して、流体供給装置10からロック解除アクチュエータFAのロック解除流体室88に作動油が供給されると、当該ロック解除アクチュエータFAがスライダ83をコイルスプリング86の付勢力に抗してx方向における他側に移動させる。これにより、ポール84の複数の外歯84tとブラケット81側の複数の内歯810tの一部との噛合が解除され、ブラケット81とアクチュエータブロック82との相対的な回動、すなわち支持部材4とアーム5aとの相対的な回動またはアーム5a,5bの相対的な回動が許容される。 As described above, in the joint locking mechanism 8 of the robot device 1, when hydraulic fluid (fluid) is not supplied from the fluid supply device 10 to the unlocking fluid chamber 88 of the unlocking actuator FA, which includes the cylinder bore 82c and piston 87, the slider 83 is biased to one side in the x-direction (first direction) by the coil spring 86, and the multiple external teeth 84t of the pole 84 engage with some of the multiple internal teeth 810t on the bracket (first member) 81 side. As a result, the bracket 81, slider 83, pole 84, and actuator block (second member) 82 are integrated, and the relative rotation between the support member 4 and the arm 5a or the relative rotation of the arms 5a and 5b is restricted. Conversely, when hydraulic fluid is supplied from the fluid supply device 10 to the unlocking fluid chamber 88 of the unlocking actuator FA, the unlocking actuator FA moves the slider 83 to the other side in the x-direction against the biasing force of the coil spring 86. This disengages the multiple external teeth 84t of the pole 84 from some of the multiple internal teeth 810t on the bracket 81, allowing relative rotation between the bracket 81 and the actuator block 82, i.e., relative rotation between the support member 4 and the arm 5a, or relative rotation between the arms 5a and 5b.
このように、本開示の関節ロック機構8では、コイルスプリング86またはロック解除アクチュエータFAによりスライダ83をx方向における一側または他側に移動させることで、支持部材4とアーム5aとの相対的な回動またはアーム5a,5bの相対的な回動をスムースかつ良好に規制または許容することができる。また、ロック解除アクチュエータFAすなわちピストン87に要求されるストロークは、回転カムを用いてアクチュエータブロック82により支持されたポール84の複数の外歯84tとブラケット81側の複数の内歯810tの一部とを噛合させる関節ロック機構に比べて大幅に小さくなる。従って、ロック解除アクチュエータFAを小型化して関節ロック機構8の全体をコンパクト化することが可能となる。 Thus, in the joint locking mechanism 8 of this disclosure, the relative rotation between the support member 4 and the arm 5a, or the relative rotation between the arms 5a and 5b, can be smoothly and effectively restricted or permitted by moving the slider 83 to one or the other side in the x-direction using the coil spring 86 or the unlocking actuator FA. Furthermore, the stroke required for the unlocking actuator FA, i.e., the piston 87, is significantly smaller than that required for a joint locking mechanism that uses a rotating cam to engage a portion of the multiple external teeth 84t of the pole 84 supported by the actuator block 82 with a portion of the multiple internal teeth 810t on the bracket 81 side. Therefore, it is possible to miniaturize the unlocking actuator FA and make the entire joint locking mechanism 8 more compact.
更に、スライダ83がコイルスプリング86によりx方向における一側に付勢されて支持部材4とアーム5aとの相対的な回動やアーム5a,5bの相対的な回動が規制されているときに、手動ロック解除機構90のレバー91を手動で操作すれば、スライダ83をコイルスプリング86の付勢力に抗してx方向における他側に移動させて支持部材4とアーム5aとの相対的な回動やアーム5a,5bの相対的な回動を許容することができる。これにより、メインテナンス等の実行に際して、流体供給装置10から関節ロック機構8に作動油を供給することなく、当該関節ロック機構8による支持部材4とアーム5aとの相対的な回動の規制またはアーム5a,5bの相対的な回動の規制を容易に解除することが可能となる。従って、関節ロック機構8では、装置全体をコンパクト化しつつ、関節Jaを介して連結された支持部材4とアーム5aとの相対的な回動または関節Jbを介して連結されたアーム5a,5bの相対的な回動をスムースかつ良好に規制または許容すると共に当該支持部材4およびアーム5aまたはアーム5a,5bの相対的な回動の規制を容易に解除することができる。 Furthermore, when the slider 83 is biased to one side in the x-direction by the coil spring 86, thereby restricting the relative rotation of the support member 4 and the arm 5a, or the relative rotation of the arms 5a and 5b, manually operating the lever 91 of the manual lock release mechanism 90 will move the slider 83 to the other side in the x-direction against the biasing force of the coil spring 86, thereby allowing the relative rotation of the support member 4 and the arm 5a, or the relative rotation of the arms 5a and 5b. This makes it possible to easily release the restriction on the relative rotation of the support member 4 and the arm 5a, or the restriction on the relative rotation of the arms 5a and 5b by the joint lock mechanism 8 during maintenance, etc., without supplying hydraulic fluid from the fluid supply device 10 to the joint lock mechanism 8. Therefore, the joint locking mechanism 8 allows for a compact overall device while smoothly and effectively restricting or allowing the relative rotation of the support member 4 and arm 5a connected via joint Ja, or the relative rotation of arms 5a and 5b connected via joint Jb, and easily releasing the restriction on the relative rotation of the support member 4 and arm 5a or arms 5a and 5b.
また、関節ロック機構8において、付勢部材としてのコイルスプリング86は、関節軸Axのx方向における一側に配置される。更に、ロック解除アクチュエータFAは、関節軸Axのx方向における他側に位置するようにアクチュエータブロック82に形成されたシリンダ孔(シリンダ)82cと、スライダ83に当接するようにシリンダ孔82c内に摺動自在に配置されるピストン87と、シリンダ孔82cの内周面とピストン87とにより当該ピストン87のx方向における一側に画成されるロック解除流体室88とを含む。これにより、コイルスプリング86およびロック解除アクチュエータFAの双方をアクチュエータブロック82に配置して、関節ロック機構8の全体をよりコンパクト化することが可能となる。 Furthermore, in the joint locking mechanism 8, the coil spring 86, acting as a biasing member, is positioned on one side of the joint axis Ax in the x-direction. The unlock actuator FA includes a cylinder bore (cylinder) 82c formed in the actuator block 82 so as to be located on the other side of the joint axis Ax in the x-direction, a piston 87 slidably positioned within the cylinder bore 82c so as to abut the slider 83, and an unlock fluid chamber 88 defined on one side of the piston 87 in the x-direction by the inner circumferential surface of the cylinder bore 82c and the piston 87. This allows both the coil spring 86 and the unlock actuator FA to be positioned in the actuator block 82, making the entire joint locking mechanism 8 more compact.
更に、ロボット装置1では、支持部材4およびアーム5aまたはアーム5a,5bを相対的に回動させる複数の複動シリンダ3と、関節ロック機構8とで、流体供給装置10を共用化することができるので、装置全体を良好にコンパクト化することが可能となる。 Furthermore, in the robot device 1, the fluid supply device 10 can be shared between the support member 4, the multiple double-acting cylinders 3 that rotate the arm 5a or arms 5a and 5b relative to each other, and the joint locking mechanism 8. This allows for a significantly more compact overall device.
なお、流体供給装置10において、リニアソレノイドバルブ151-154の少なくとも何れか1つは、常開弁であってもよい。この場合、当該常開弁は、電磁部からの推力および当該電磁部からの推力と同方向に作用するようにフィードバックポートに供給された液圧による推力を、スプリングの付勢力とバランスさせるものであってもよい。また、リニアソレノイドバルブ151-154の少なくとも何れか1つは、専用のフィードバックポートをもたず、スプールを収容するスリーブの内側で出力圧(駆動圧)をフィードバック圧としてスプールに作用させるように構成されたものであってもよい(例えば、特開2020-41687号公報参照)。更に、リニアソレノイドバルブ151-154の少なくとも何れか1つは、電磁部に供給される電流に応じた信号圧を出力するリニアソレノイドバルブおよび当該信号圧に応じて作動油の圧力を調整するコントロールバルブで置き換えられてもよい。また、流体供給装置10は、リニアソレノイドバルブ(流体調整バルブ)151-154の代わりに、例えば圧力センサにより検出される液圧(流体圧)が要求に応じた圧力になるように複動シリンダ3への作動油(流体)の流量を制御する流量制御弁を含むものであってもよい。 Furthermore, in the fluid supply device 10, at least one of the linear solenoid valves 151-154 may be a normally open valve. In this case, the normally open valve may balance the thrust from the electromagnetic part and the thrust from the hydraulic pressure supplied to the feedback port so as to act in the same direction as the thrust from the electromagnetic part with the biasing force of the spring. Also, at least one of the linear solenoid valves 151-154 may not have a dedicated feedback port and may be configured to apply the output pressure (drive pressure) as feedback pressure to the spool inside the sleeve housing the spool (see, for example, Japanese Patent Application Publication No. 2020-41687). Moreover, at least one of the linear solenoid valves 151-154 may be replaced with a linear solenoid valve that outputs a signal pressure corresponding to the current supplied to the electromagnetic part and a control valve that adjusts the pressure of the hydraulic fluid according to the signal pressure. Furthermore, the fluid supply device 10 may include, instead of the linear solenoid valves (fluid control valves) 151-154, a flow control valve that controls the flow rate of hydraulic fluid to the double-acting cylinder 3 so that the hydraulic pressure (fluid pressure) detected by, for example, a pressure sensor reaches the required pressure.
更に、ロボット装置1(ロボットアーム2)は、関節を1つだけ含むものであってもよく、複動シリンダ3を1つまたは2つだけ含むものであってもよい。また、ロボット装置1は、少なくとも1つの複動シリンダ3とハンド部7とを有するロボットアーム2を含むものに限られず、少なくとも1つの流体アクチュエータと、例えばドリルビット等の工具や例えばスイッチ等を押圧する押圧部材といったハンド部7以外の要素が手先に取り付けられたロボットアームとを含むものであってもよい。更に、ロボット装置1は、歩行ロボットや、ウェアラブルロボット等であってもよい。 Furthermore, the robot device 1 (robot arm 2) may include only one joint, or only one or two double-acting cylinders 3. Also, the robot device 1 is not limited to a robot arm 2 having at least one double-acting cylinder 3 and a hand portion 7; it may include at least one fluid actuator and a robot arm with elements other than the hand portion 7 attached to its end effector, such as a tool like a drill bit or a pressing member for pressing switches. Furthermore, the robot device 1 may be a walking robot, a wearable robot, or the like.
また、ロボット装置1のロボットアーム2は、アーム5a-5cを駆動する流体アクチュエータ(複動アクチュエータ)として揺動モータ(例えば、ハンド部7の根元(手首部)を回転させる揺動モータ)を含むものであってもよい。すなわち、ロボット装置1のロボットアーム2は、複動シリンダ3と揺動モータとの少なくとも何れか1つを含むものであってもよい。更に、ロボット装置1において、複動シリンダ3の少なくとも何れか1つが、例えば互いに拮抗するように配置される2つの単動シリンダを含む複動アクチュエータ、互いに拮抗するように配置される2つのマッキベン型人工筋肉を含む複動アクチュエータ、あるいは互いに拮抗するように配置される2つの軸方向繊維強化型流体アクチュエータ(例えば、特開2011-137516号参照)含む複動アクチュエータで置き換えられてもよい。また、ロボット装置1のロボットアーム2は、流体アクチュエータとしてエアシリンダを含むものであってもよい。更に、関節Ja,Jbを介して連結された何れか2つのアーム5a,5bに、1つまたは複数の単動シリンダと、当該1つまたは複数の単動シリンダと拮抗するように配置されるスプリングやゴム材等の弾性体とが連結されてもよい。 Furthermore, the robot arm 2 of the robot device 1 may include a rocking motor (for example, a rocking motor that rotates the base (wrist) of the hand portion 7) as a fluid actuator (double-acting actuator) that drives the arms 5a-5c. That is, the robot arm 2 of the robot device 1 may include at least one of a double-acting cylinder 3 and a rocking motor. Moreover, in the robot device 1, at least one of the double-acting cylinders 3 may be replaced with a double-acting actuator including, for example, two single-acting cylinders arranged to be antagonistic to each other, a double-acting actuator including two McKibben-type artificial muscles arranged to be antagonistic to each other, or a double-acting actuator including two axial fiber-reinforced fluid actuators arranged to be antagonistic to each other (for example, see Japanese Patent Application Publication No. 2011-137516). Also, the robot arm 2 of the robot device 1 may include an air cylinder as a fluid actuator. Furthermore, one or more single-acting cylinders and elastic bodies such as springs or rubber materials, positioned to oppose the one or more single-acting cylinders, may be connected to any two arms 5a and 5b connected via joints Ja and Jb.
以上説明したように、本開示の関節ロック機構は、流体供給装置(10)から流体の供給を受けると共に、前記流体供給装置(10)による前記流体の供給状態に応じて、関節(Ja,Jb)を介して連結された2つのリンク(4,5a,5b)の相対的な回動を規制または許容する関節ロック機構(8)であって、前記2つのリンク(4,5a,5b)の一方に固定される第1部材(81)と、前記関節(Ja,Jb)の関節軸(Ax)の周りに前記第1部材(81)と相対回転可能になるように前記2つのリンク(4,5a,5b)の他方に固定される第2部材(82)と、前記第1部材(81)に設けられた複数の内歯(810t)と、前記第2部材(82)により第1方向(x)に移動自在に支持されるスライダ(83)と、前記第1部材(81)の前記複数の内歯(810t)に噛合可能な複数の外歯(84t)を有し、前記第1方向(x)と交差する第2方向(y)に沿って前記複数の内歯(810t)に対して接近離間するように前記第2部材(82)により支持されるポール(84)と、前記スライダ(83)に回動自在に連結されると共に前記ポール(84)に回動自在に連結され、前記スライダ(83)の前記第1方向(x)への移動に応じて前記ポール(84)を前記第2方向(y)に移動させる連結部材(85)と、前記第2部材(82)と前記スライダ(83)との間に配置され、前記ポール(84)の前記複数の外歯(84t)が前記複数の内歯(810t)に噛合するように前記スライダ(83)を前記第1方向(x)における一側に付勢する付勢部材(86)と、前記流体供給装置(10)からの前記流体の供給に応じて、前記スライダ(83)を前記付勢部材(86)の付勢力に抗して前記第1方向(x)における他側に移動させるロック解除アクチュエータ(FA)と、手動で操作されるレバー(91)を有し、前記レバー(91)の操作に応じて前記付勢部材(86)の付勢力に抗して前記スライダ(83)を前記第1方向(x)における他側に移動させる手動ロック解除機構(90)とを含むものである。 As described above, the joint locking mechanism of the present disclosure is a joint locking mechanism (8) that receives fluid from a fluid supply device (10) and restricts or allows the relative rotation of two links (4, 5a, 5b) connected via a joint (Ja, Jb) depending on the fluid supply state by the fluid supply device (10), the mechanism comprising a first member (81) fixed to one of the two links (4, 5a, 5b), and a first member (81) rotatable relative to the first member (81) around the joint axis (Ax) of the joint (Ja, Jb). A second member (82) fixed to the other of the two links (4, 5a, 5b), a plurality of internal teeth (810t) provided on the first member (81), a slider (83) supported by the second member (82) so as to be movable in a first direction (x), and a plurality of external teeth (84t) that can mesh with the plurality of internal teeth (810t) of the first member (81), and the second member (82) moves toward and away from the plurality of internal teeth (810t) along a second direction (y) intersecting the first direction (x) A supported pole (84), a connecting member (85) rotatably connected to the slider (83) and rotatably connected to the pole (84), which moves the pole (84) in the second direction (y) in response to the movement of the slider (83) in the first direction (x), and a second member (82) positioned between the slider (83) and the second member (82), which moves the slider (83) in the first direction (x) such that the plurality of external teeth (84t) of the pole (84) mesh with the plurality of internal teeth (810t) The system includes a biasing member (86) that biases to one side, a release actuator (FA) that moves the slider (83) to the other side in the first direction (x) against the biasing force of the biasing member (86) in response to the supply of the fluid from the fluid supply device (10), and a manual release mechanism (90) having a manually operated lever (91) that moves the slider (83) to the other side in the first direction (x) against the biasing force of the biasing member (86) in response to the operation of the lever (91).
本開示の関節ロック機構では、流体供給装置からロック解除アクチュエータに流体が供給されていないときに、スライダが付勢部材により第1方向における一側に付勢され、ポールの複数の外歯が第1部材に設けられた複数の内歯に噛合する。これにより、第1部材、スライダ、ポールおよび第2部材が一体化されて2つのリンクの相対的な回動が規制される。これに対して、流体供給装置からロック解除アクチュエータに流体が供給されると、当該ロック解除アクチュエータがスライダを付勢部材の付勢力に抗して第1方向における他側に移動させる。これにより、ポールの複数の外歯と複数の内歯との噛合が解除され、第1部材および第2部材すなわち2つのリンクの相対的な回動が許容される。このように、本開示の関節ロック機構では、付勢部材またはロック解除アクチュエータによりスライダを第1方向における一側または他側に移動させることで、2つのリンクの相対的な回動をスムースかつ良好に規制または許容することができる。また、ロック解除アクチュエータに要求されるストロークは、回転カムを用いて第2部材により支持されたポールの複数の外歯と第1部材側の複数の内歯とを噛合させる関節ロック機構に比べて大幅に小さくなる。従って、ロック解除アクチュエータを小型化して関節ロック機構の全体をコンパクト化することが可能となる。更に、スライダが付勢部材により第1方向における一側に付勢されて2つのリンクの相対的な回動が規制されているときに、手動ロック解除機構のレバーを手動で操作すれば、スライダを付勢部材の付勢力に抗して第1方向における他側に移動させて2つのリンクの相対的な回動を許容することができる。これにより、メインテナンス等の実行に際して、流体供給装置から関節ロック機構に流体を供給することなく、当該関節ロック機構による2つのリンクの相対的な回動の規制を容易に解除することが可能となる。従って、本開示の関節ロック機構では、装置全体をコンパクト化しつつ、関節を介して連結された2つのリンクの相対的な回動をスムースかつ良好に規制または許容すると共に当該2つのリンクの相対的な回動の規制を容易に解除することができる。 In the joint locking mechanism of this disclosure, when fluid is not supplied from the fluid supply device to the unlock actuator, the slider is biased to one side in the first direction by the biasing member, and the multiple external teeth of the pole engage with the multiple internal teeth provided on the first member. As a result, the first member, slider, pole, and second member are integrated, and the relative rotation of the two links is restricted. Conversely, when fluid is supplied from the fluid supply device to the unlock actuator, the unlock actuator moves the slider to the other side in the first direction against the biasing force of the biasing member. As a result, the engagement between the multiple external teeth and the multiple internal teeth of the pole is released, and the relative rotation of the first member and the second member, i.e., the two links, is permitted. Thus, in the joint locking mechanism of this disclosure, the relative rotation of the two links can be smoothly and effectively restricted or permitted by moving the slider to one side or the other side in the first direction by the biasing member or the unlock actuator. Furthermore, the stroke required for the unlock actuator is significantly smaller compared to a joint lock mechanism that uses a rotating cam to engage multiple external teeth of a pole supported by a second member with multiple internal teeth on the first member side. Therefore, it is possible to miniaturize the unlock actuator and thus the entire joint lock mechanism. Moreover, when the slider is biased to one side in the first direction by a biasing member, restricting the relative rotation of the two links, manually operating the lever of the manual unlock mechanism allows the slider to move to the other side in the first direction against the biasing force of the biasing member, thereby allowing the relative rotation of the two links. This makes it possible to easily release the restriction on the relative rotation of the two links by the joint lock mechanism during maintenance, etc., without supplying fluid from a fluid supply device to the joint lock mechanism. Therefore, the joint lock mechanism of this disclosure allows for a compact overall device while smoothly and effectively restricting or allowing the relative rotation of two links connected via a joint, and easily releasing the restriction on the relative rotation of the two links.
また、前記関節ロック機構(8)は、前記スライダ(83)に固定されると共に前記付勢部材(86)の前記スライダ(83)側の端部に当接する当接部材(830)を含むものであってもよく、前記手動ロック解除機構(90)は、前記レバー(91)の操作に応じて前記当接部材(830)を前記第1方向(x)における前記他側に移動させると共に、前記レバー(91)の操作による操作力を増幅して前記当接部材(830)に伝達するトグル機構であってもよい。 Furthermore, the joint locking mechanism (8) may include a contact member (830) that is fixed to the slider (83) and abuts against the slider (83) side end of the biasing member (86). The manual lock release mechanism (90) may be a toggle mechanism that moves the contact member (830) to the other side in the first direction (x) in response to the operation of the lever (91), and amplifies the operating force from the operation of the lever (91) and transmits it to the contact member (830).
これにより、スライダを付勢部材の付勢力に抗して第1方向における他側に移動させるためにレバーに印加されるべき力を小さくして2つのリンクの相対的な回動の規制をより容易に手動で解除することが可能となる。 This reduces the force required to move the slider to the other side in the first direction against the biasing force of the biasing member, making it easier to manually release the restriction on the relative rotation of the two links.
更に、前記手動ロック解除機構(90)は、第1リンクとしての前記レバー(91)と、前記レバー(91)の非操作側の端部に回動自在に連結される第2リンク(92)と、前記第2リンク(92)の前記レバー(91)側とは反対側の端部に連結されると共に前記当接部材(830)を前記第1方向(x)における前記他側に移動させる第3リンク(93)とを含むものであってもよく、前記レバー(91)は、操作側の端部よりも前記非操作側の端部に近い位置で前記第2部材(92)により回動自在に支持されてもよく、前記第3リンク(93)は、前記第2リンク(92)側の端部と前記当接部材(830)側の端部との間で前記第2部材(82、89)により回動自在に支持されてもよい。 Furthermore, the manual lock release mechanism (90) may include a lever (91) as a first link, a second link (92) rotatably connected to the non-operating end of the lever (91), and a third link (93) connected to the end of the second link (92) opposite to the lever (91), which moves the contact member (830) to the other side in the first direction (x). The lever (91) may be rotatably supported by the second member (92) at a position closer to the non-operating end than the operating end, and the third link (93) may be rotatably supported by the second members (82, 89) between the end on the second link (92) side and the end on the contact member (830) side.
このような第1リンクとしてのレバー、第2および第3リンク並びに固定節としての第2部材を含む4節リンク機構により構成される手動ロック解除機構(トグル機構)では、当該4節リンク機構の死点を越える位置までレバーを動かすことで、レバーに力を加えることなく、第1から第3リンクの回動を規制して2つのリンクの相対的な回動を許容し続けることが可能となる。 In a manual unlocking mechanism (toggle mechanism) consisting of a four-bar linkage mechanism including a lever as the first link, second and third links, and a second member as a fixed link, moving the lever beyond the dead center of the four-bar linkage mechanism allows for restricting the rotation of the first to third links while still allowing relative rotation of the two links, without applying force to the lever.
また、前記レバー(91)は、前記第1リンクとしての前記レバー(91)、前記第2および第3リンク(92,93)並びに固定節としての前記第2部材(82、89)を含む4節リンク機構の死点を越えた位置で前記第2部材(82、89)に対して固定可能であってもよい。 Furthermore, the lever (91) may be fixable to the second member (82, 89) at a position beyond the dead center of the four-bar linkage mechanism, which includes the lever (91) as the first link, the second and third links (92, 93), and the second member (82, 89) as a fixed link.
これにより、メインテナンス等の実行に際して手動ロック解除機構に外部からの力が加えられたとしても、第1から第3リンクの回動をより確実に規制することが可能となる。 This makes it possible to more reliably restrict the rotation of the first to third links, even if an external force is applied to the manual unlocking mechanism during maintenance or other procedures.
更に、前記付勢部材(86)は、前記関節軸(Ax)の前記第1方向(x)における前記一側に配置されてもよく、前記ロック解除アクチュエータ(FA)は、前記関節軸(Ax)の前記第1方向(x)における前記他側に位置するように前記第2部材(82)に形成されたシリンダ(82,82c)と、前記スライダ(83)に当接するように前記シリンダ(82,82c)内に摺動自在に配置されるピストン(87)と、前記シリンダ(82,82c)の内周面と前記ピストン(87)とにより前記ピストン(87)の前記第1方向(x)における前記一側に画成されるロック解除流体室(88)とを含むものであってもよい。 Furthermore, the biasing member (86) may be positioned on one side of the joint axis (Ax) in the first direction (x), and the unlock actuator (FA) may include a cylinder (82, 82c) formed on the second member (82) so as to be located on the other side of the joint axis (Ax) in the first direction (x), a piston (87) slidably disposed within the cylinder (82, 82c) so as to abut the slider (83), and an unlock fluid chamber (88) defined on one side of the piston (87) in the first direction (x) by the inner circumferential surface of the cylinder (82, 82c) and the piston (87).
これにより、付勢部材およびロック解除アクチュエータの双方を第2部材に配置して、関節ロック機構の全体をよりコンパクト化することが可能となる。 This allows both the biasing member and the unlocking actuator to be placed in the second member, making the entire joint locking mechanism more compact.
本開示のロボット装置は、上記何れかの関節ロック機構(8)を含むロボット装置(1)であって、前記流体供給装置(10)から前記流体の供給を受けて作動すると共に前記2つのリンク(4,5a,5b)を相対的に回動させる少なくとも1つの流体アクチュエータ(3)を含むものである。 The robotic apparatus of this disclosure is a robotic apparatus (1) including any of the above-described joint locking mechanisms (8), and includes at least one fluid actuator (3) that operates by receiving the fluid from the fluid supply device (10) and rotates the two links (4, 5a, 5b) relative to each other.
かかるロボット装置では、2つのリンクを相対的に回動させる少なくとも1つの流体アクチュエータと、関節ロック機構とで、流体供給装置を共用化することができるので、装置全体を良好にコンパクト化することが可能となる。 In such a robotic device, the fluid supply device can be shared between at least one fluid actuator that rotates the two links relative to each other and the joint locking mechanism, making it possible to significantly compact the entire device.
そして、本開示の発明は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本開示の外延の範囲内において様々な変更をなし得ることはいうまでもない。更に、上記実施形態は、あくまで発明の概要の欄に記載された発明の具体的な一形態に過ぎず、発明の概要の欄に記載された発明の要素を限定するものではない。 Furthermore, the invention disclosed herein is not limited in any way to the embodiments described above, and it goes without saying that various modifications can be made within the scope of this disclosure. Moreover, the embodiments described above are merely specific forms of the invention described in the "Summary of Invention" section, and do not limit the elements of the invention described in the "Summary of Invention" section.
本開示の発明は、関節を介して連結された2つのリンクの含むロボット装置の製造産業等において利用可能である。 The invention disclosed herein is applicable to the manufacturing industry and other fields of robotic devices, including those comprising two links connected via joints.
1 ロボット装置、2 ロボットアーム、3 複動シリンダ、30 シリンダ、31 第1流体室、32 第2流体室、34 ピストン、35 ピストンロッド、4 支持部材(リンク)、5a,5b,5c アーム(リンク)、8 関節ロック機構、81 ブラケット(第1部材)、810 リングギヤ、810t 内歯、82 アクチュエータブロック(第2部材)、82c シリンダ孔、82h 流体孔、82p 流体通路、83 スライダ、830 スプリングシート、84 ポール、84t 外歯、85 連結部材、86 コイルスプリング、87 ピストン、88 ロック解除流体室、89 カバー、90 手動ロック解除機構、91 レバー、92 第2リンク、93 第3リンク、10 流体供給装置、Ax 関節軸、FA ロック解除アクチュエータ、Ja,Jb,Jc 関節。 1. Robot device, 2. Robot arm, 3. Double-acting cylinder, 30. Cylinder, 31. First fluid chamber, 32. Second fluid chamber, 34. Piston, 35. Piston rod, 4. Support member (link), 5a, 5b, 5c. Arm (link), 8. Joint locking mechanism, 81. Bracket (first member), 810. Ring gear, 810t. Internal teeth, 82. Actuator block (second member), 82c. Cylinder bore, 82h. Fluid bore, 82p. Fluid passage, 83. Slider, 830. Spring seat, 84. Pole, 84t. External teeth, 85. Connecting member, 86. Coil spring, 87. Piston, 88. Unlock fluid chamber, 89. Cover, 90. Manual unlock mechanism, 91. Lever, 92. Second link, 93. Third link, 10. Fluid supply device, Ax. Joint axis, FA. Unlock actuator, Ja, Jb, Jc. Joints.
Claims (6)
前記2つのリンクの一方に固定される第1部材と、
前記関節の関節軸の周りに前記第1部材と相対回転可能になるように前記2つのリンクの他方に固定される第2部材と、
前記第1部材に設けられた複数の内歯と、
前記第2部材により第1方向に移動自在に支持されるスライダと、
前記第1部材の前記複数の内歯に噛合可能な複数の外歯を有し、前記第1方向と交差する第2方向に沿って前記複数の内歯に対して接近離間するように前記第2部材により支持されるポールと、
前記スライダに回動自在に連結されると共に前記ポールに回動自在に連結され、前記スライダの前記第1方向への移動に応じて前記ポールを前記第2方向に移動させる連結部材と、
前記第2部材と前記スライダとの間に配置され、前記ポールの前記複数の外歯が前記複数の内歯に噛合するように前記スライダを前記第1方向における一側に付勢する付勢部材と、
前記第2部材に形成されたシリンダと、前記シリンダ内に摺動自在に配置されたピストンと、を含み、前記流体供給装置からの前記流体の供給に応じて前記ピストンが移動することにより、前記スライダを前記付勢部材の付勢力に抗して前記第1方向における他側に移動させるロック解除アクチュエータと、
手動で操作されるレバーを有し、前記レバーの操作に応じて前記スライダを前記付勢部材の付勢力に抗して前記第1方向における他側に移動させる手動ロック解除機構と、
を備える関節ロック機構。 A joint locking mechanism that receives fluid from a fluid supply device and restricts or allows the relative rotation of two links connected via a joint, depending on the fluid supply state by the fluid supply device,
A first member fixed to one of the two links,
A second member is fixed to the other of the two links so as to be rotatable relative to the first member around the joint axis of the joint,
Multiple internal teeth provided on the first member,
A slider is supported by the second member so as to be movable in the first direction,
A pole having a plurality of external teeth that can mesh with the plurality of internal teeth of the first member, and supported by the second member so as to move toward and toward the plurality of internal teeth along a second direction intersecting the first direction,
A connecting member is rotatably connected to the slider and also rotatably connected to the pole, and moves the pole in the second direction in accordance with the movement of the slider in the first direction,
A biasing member is positioned between the second member and the slider and biases the slider to one side in the first direction such that the plurality of external teeth of the pole mesh with the plurality of internal teeth,
A release actuator comprising a cylinder formed in the second member and a piston slidably disposed within the cylinder, wherein the piston moves in response to the supply of the fluid from the fluid supply device, thereby moving the slider to the other side in the first direction against the biasing force of the biasing member,
A manual unlocking mechanism having a manually operated lever, which moves the slider to the other side in the first direction against the biasing force of the biasing member in response to the operation of the lever,
A joint locking mechanism equipped with this mechanism.
前記スライダに固定されると共に前記付勢部材の前記スライダ側の端部に当接する当接部材を更に備え、
前記手動ロック解除機構は、前記レバーの操作に応じて前記当接部材を前記第1方向における前記他側に移動させると共に、前記レバーの操作による操作力を増幅して前記当接部材に伝達するトグル機構である関節ロック機構。 In the joint locking mechanism described in claim 1,
The slider is further equipped with a contact member that is fixed to the slider and abuts against the slider-side end of the biasing member,
The manual lock release mechanism is a joint lock mechanism which is a toggle mechanism that moves the contact member to the other side in the first direction in response to the operation of the lever, and amplifies the operating force by the operation of the lever and transmits it to the contact member.
前記手動ロック解除機構は、第1リンクとしての前記レバーと、前記レバーの非操作側の端部に回動自在に連結される第2リンクと、前記第2リンクの前記レバー側とは反対側の端部に連結されると共に前記当接部材を前記第1方向における前記他側に移動させる第3リンクとを含み、
前記レバーは、操作側の端部よりも前記非操作側の端部に近い位置で前記第2部材により回動自在に支持され、前記第3リンクは、前記第2リンク側の端部と前記当接部材側の端部との間で前記第2部材により回動自在に支持される関節ロック機構。 In the joint locking mechanism described in claim 2,
The manual lock release mechanism includes the lever as a first link, a second link rotatably connected to the non-operating end of the lever, and a third link connected to the end of the second link opposite to the lever side, which moves the contact member to the other side in the first direction.
The lever is rotatably supported by the second member at a position closer to the non-operating end than to the operating end, and the third link is rotatably supported by the second member between the end on the second link side and the end on the contact member side in this joint locking mechanism.
前記レバーは、前記第1リンクとしての前記レバー、前記第2および第3リンク並びに固定節としての前記第2部材を含む4節リンク機構の死点を越えた位置で前記第2部材に対して固定可能である関節ロック機構。 In the joint locking mechanism described in claim 3,
The lever is a joint locking mechanism that can be fixed to the second member at a position beyond the dead center of a four-bar linkage mechanism including the lever as the first link, the second and third links, and the second member as a fixed joint.
前記付勢部材は、前記関節軸の前記第1方向における前記一側に配置され、
前記ロック解除アクチュエータは、
前記関節軸の前記第1方向における前記他側に位置するように前記第2部材に形成され
たシリンダと、
前記スライダに当接するように前記シリンダ内に摺動自在に配置されるピストンと、
前記シリンダの内周面と前記ピストンとにより前記ピストンの前記第1方向における前記一側に画成されるロック解除流体室とを含む関節ロック機構。 In the joint locking mechanism according to any one of claims 1 to 4,
The biasing member is positioned on one side in the first direction of the joint axis,
The aforementioned unlock actuator is
A cylinder formed on the second member so as to be located on the other side in the first direction of the joint axis,
A piston is slidably positioned within the cylinder so as to contact the slider,
An articulated locking mechanism including an unlocking fluid chamber defined on one side of the piston in a first direction by the inner circumferential surface of the cylinder and the piston.
前記流体供給装置から前記流体の供給を受けて作動すると共に前記2つのリンクを相対的に回動させる少なくとも1つの流体アクチュエータを備えるロボット装置。
A robotic device comprising a joint locking mechanism according to any one of claims 1 to 5,
A robotic device comprising at least one fluid actuator that operates by receiving the fluid from the fluid supply device and rotates the two links relative to each other.
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