CN101631650B

CN101631650B - 输送机器人

Info

Publication number: CN101631650B
Application number: CN200880007916.2A
Authority: CN
Inventors: 青木创太; 富田幸治; 远山伸治
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2007-03-19
Filing date: 2008-03-03
Publication date: 2011-09-07
Anticipated expiration: 2028-03-03
Also published as: EP2147756B1; JP4737123B2; CA2680001A1; ATE554887T1; US20100101357A1; CA2680001C; JP2008230327A; US8096380B2; CN101631650A; EP2147756A4; WO2008114630A1; EP2147756A1

Abstract

本发明提供一种安全、制造成本低的输送机器人。输送机器人(100)具有：可固定于地板面的基座(7)；设于基座(7)上的连杆机构；通过连杆机构旋转可动地安装在基座(7)上的臂；使臂移动、安装在该臂的下面的滚动轮；以及为了保持台车(13)而设在臂的上面的保持部。连杆机构具有马达、通过马达而旋转的第1减速机构、连接在第1减速机构上并使臂转动的第2减速机构。

Description

输送机器人

技术领域

本发明涉及用于不抬起地在平面上输送台车等的运送对象物的输送机器人。

背景技术

图12及图13为表示以往的输送机器人的图。图12及图13分别表示垂直多关节型及水平多关节型的机器人。垂直多关节型机器人200具有与地面接触的基座201、通过连杆机构(图中未示出)安装在基座201上的支承部202、通过连杆机构203在垂直方向旋转可动地安装在支承部202上的第1臂204、通过连杆机构205在垂直方向旋转可动地安装在第1臂204上的第2臂、通过连杆机构207在垂直方向旋转可动地安装在第2臂上的保持部208、以及安装在保持部208上的销209。通过连杆机构203、205、207旋转，从而使第1臂204、第2臂206及保持部208在垂直方向移动。另外，通过设在基座201与支承部202间的连杆机构，使支承部202在水平方向旋转。

另外，水平多关节型机器人300具有与地面接触的基座301、安装在基座301上的连杆机构302、通过连杆机构302在水平方向旋转可动地安装的第1臂303、通过连杆机构305在水平方向旋转可动地安装在第1臂303上的第2臂306、连接于第2臂306并包含电线的软管304、以及设在第2臂306并且在垂直方向上下移动的缸307。连杆机构302、305旋转，从而使第1臂303、第2臂306在水平方向移动。作为这样的在水平方向对运送对象物进行输送的输送机器人，已知有记载于专利文献1的输送机器人。[专利文献1]日本实用新型登录第3115497号公报

然而，在对运送对象物进行输送的以往的机器人中，在抬起运送对象物进行输送的情况下，需要具有大输出的马达的大型臂。然而，在如台车那样在平面上移动的运送对象物的情况下，处理位置多，在输送这些运送对象物的情况下，需要具有极宽的动作范围和大输出的机器人。

例如，在组装线等生产线中使用的台车例如为50～300kg，在不使用机器人而由作业者在各工序间输送的情况下，台车的处理位置非常多，作业工时增大。即，台车处理所花费的劳务费非常高。另一方面，在输送这样的台车等的以往的输送机器人抬起运送对象物进行输送的情况下，需要具有大输出的马达的大型的臂。然而，具有台车那样的极宽的动作范围和大输出的机器人由于用于该机器人的马达的输出大，所以需要采取栅栏等的安全对策，不仅大型、占有空间，而且还存在导致工序分割、生产线观测变差的问题。另外，还存在设备成本极大的问题。

发明内容

本发明就是为了解决这样的问题而作出的，其目的在于提供一种安全、制造成本低的输送机器人。

本发明的输送机器人具有：基座；设于上述基座上的连杆机构；通过上述连杆机构可在水平方向上旋转地安装在上述基座上的第1臂；滚动轮，其以上述连杆机构为轴移动上述第1臂，并安装在该第1臂的下面；为了保持输送对象物而设置在上述第1臂的上面的保持部；上述连杆机构具有：马达；对由该马达产生的旋转进行控制的第1减速机构；连接在该第1减速机构上、对上述第1臂的转动进行控制的第2减速机构。

在本发明中，在第1臂的下面安装滚动轮、支承机器人的自重，并且，通过连杆机构使臂在水平方向转动，从而进行运送对象物的输送，所以，能够使用低输出的马达。

另外，具有通过连杆机构可在水平方向旋转地安装在上述基座与上述第1臂之间的1个或多个第2臂。通过插入1个或多个第2臂，能够任意地设定机器人的输送范围。

另外，还可以具有安装在上述第2臂的下面的滚动轮，可以设置支承第2臂的自重的滚动轮。

另外，上述基座侧的连杆机构与上述第1臂侧的连杆机构相比，上述第2减速机构相对于上述第1减速机构的齿轮比高。由于基座侧的负荷转矩较大，所以，能够相应地增大基座侧一方的齿轮比。

另外，上述保持部可以具有与设在上述运送对象物上的被保持部嵌合的销，可以由销固定运送对象物，从而对其进行输送。

另外，上述保持部具有保持上述销的缸，该销在从上述第1臂隔离的方向、例如在垂直方向或水平方向上可动地构成，能够对应于运送对象物的高度等而使保持部的位置变化。

根据本发明，能够提供安全、制造成本低的输送机器人。

附图说明

图1为表示本发明的实施方式的输送机器人的立体图。图2为表示本发明的实施方式的输送机器人的侧视图。图3为表示本发明的实施方式的输送机器人的俯视图。图4为表示本发明的实施方式的输送机器人的底座部的立体图。图5为表示本发明的实施方式的输送机器人的连杆部2a的立体图。图6为表示本发明的实施方式的输送机器人的前端连杆部3的立体图。图7为表示本发明的实施方式的输送机器人的保持部4的立体图。图8A为表示驱动本发明的实施方式的输送机器人的马达并且各关节(连杆机构)折曲的第1状态的俯视图。图8B为表示驱动本发明的实施方式的输送机器人的马达并且各关节(连杆机构)折曲的第2状态的俯视图。图9为表示本发明的实施方式的输送机器人的保持部和作为运送对象物的台车的图。图10为表示本发明的实施方式的输送机器人的动作例的图。图11A为表示本发明的实施方式的输送机器人的动作例的图。图11B为表示本发明的实施方式的输送机器人的动作例的图。图12为表示以往的垂直多关节型的输送机器人的图。图13为表示以往的水平多关节型的输送机器人的图。

标号说明

2a、2b 连杆部3 前端连杆部4 保持部5a～5d 马达6a～6d 第1减速机构7 基座8b～8e 第2减速机构9b～9d 臂10b～10d、13b 滚动轮11 缸12a、12b 销12c 支承部13 台车13a 主体14a、14b 被保持部15、16、17 位置100 输送机器人

具体实施方式

下面，参照附图详细说明使用了本发明的具体实施方式。图1～图3分别是表示本发明的实施方式的输送机器人的立体图、侧视图、俯视图。本实施方式的输送机器人100具有底座部1、连杆部2a、2b、前端连杆部3及保持部4。将底座部1固定于地面，由设在前端连杆部3的保持部4保持台车13。然后，连杆部2a、2b及前端连杆部3分别在水平方向旋转，从而能够在水平方向输送台车13。

图4～图7分别为表示底座部1、连杆部2a、前端连杆部3及保持部4的立体图。如图4所示，底座部1具有：马达5a；第1减速机构6a，该第1减速机构6a通过马达5a以垂直方向为轴旋转，并安装在马达5a的前端；基座7，第1减速机构6a安装于该基座7。本实施方式的输送机器人100仅进行2维动作，从而能够减轻马达5a的负荷，能够使用例如80W以下的低输出的马达。

连杆部2a如图5所示那样，具有：第2减速机构8b，该第2减速机构8b与底座部1的第1减速机构6a连接；臂9b，该臂9b作为在其上面一端安装有第2减速机构8b的第2臂；马达5b；第1减速机构6b，该第1减速机构6b通过马达5b旋转，并且设置在臂9b的另一端部；滚动轮10b，该滚动轮10b支承臂9b进行移动并安装在臂9b下面。第1减速机构及第2减速机构是组合减速器、齿轮箱及齿轮等并使马达的旋转减速的机构。第2减速机构8b也与第1减速机构6a相同，以垂直方向为轴在水平方向旋转。由马达5a、第1减速机构6a及第2减速机构8b构成连杆机构。

上述底座部1的第1减速机构6a通过马达5a旋转，这样，与第1减速机构6a连接的第2减速机构8b旋转。另外，虽然在图4至图7中进行了省略，但第1减速机构6a和第2减速机构8b的齿轮相互嵌合地构成。第2减速机构8b旋转，从而使臂9b在水平方向旋转。连杆部2b也与连杆部2a同样地构成。

前端连杆部3如图6所示，具有：第2减速机构8d；臂9d，该臂9d作为在其上面一端安装了第2减速机构8d的第1臂；马达5d；第1减速机构6d，该第1减速机构6d通过马达5d旋转；滚动轮10d，该滚动轮10d安装在臂9d的下面，并对臂9d进行支承·移动。该前端连杆部3具有连接于第1减速机构6d的保持部4。

保持部4如图7所示，具有：第2减速机构8e，该第2减速机构8e连接于第1减速机构6d；缸11，该缸11通过第2减速机构8e旋转；平板状支承部12c，该支承部12c通过缸11在垂直方向上下移动；销12a、12b，该销12a、12b分别设在支承部12c的2个端部。通过马达5d使第1减速机构6d旋转，与此相应，第2减速机构8e旋转。而且，安装在第2减速机构8e上的缸11旋转，从而能够改变销12a、12b的位置。另外，在本实施方式中，说明了保持部4通过缸11使销12a、12b在垂直方向上下移动的装置，但也可通过缸11在水平方向移动地构成。或者，不限定于水平方向、垂直方向，也可根据缸11的安装方式，以在从前端连杆部3离开的任意的方向移动的方式构成。

在这里，越靠近根部侧、即越靠近底座部1侧，负荷转矩越大，所以，各轴的各个第1减速机构6a至6d与第2减速机构8b至8e的齿轮比，以越靠近底座部1侧越高的方式构成。即，第2减速机构8b相对于第1减速机构6a的齿轮比大于第2减速机构8c相对于第1减速机构6b的齿轮比，第2减速机构8c相对于第1减速机构6b的齿轮比大于第2减速机构8d相对于第1减速机构6c的齿轮比。

图8A及图8B分别为表示驱动输送机器人的马达、各关节(连杆机构)折曲的第1及第2状态的俯视图。图8A表示驱动底座部1的马达5a并使第1减速机构6a和第2减速机构8b旋转的状态。图8B表示从图8A的状态进一步驱动马达5b、5c并使第1减速机构6b、6c和第2减速机构8c、8d旋转的状态。各马达5a至5d内装有编码器，当提供角度时，控制各关节的角度。在本实施方式中，将图2所示的直线状态设为编码器的0度。

图9为表示保持部和作为运送对象物的台车的图。如图9所示那样，台车13具有收容保持部4的销12a、12b的被保持部14a、14b。台车13由主体13a和支承并移动主体13a的4个滚动轮13b以如下的方式构成，即，能够搭载货物并在地面上移动。通过将保持部4的销12a、12b插入台车13的被保持部14a、14b，从而固定台车13。

图10及图11A、B是表示输送机器人的动作例的图。如图10所示，输送机器人100使台车从位置15移动到位置17。首先，输送机器人100在收纳销12a、12b的状态下接近位置15，在固定位置将保持部4的销12a、12b插入台车13的被保持部14a、14b，从而固定台车13。

在通过各关节(连杆机构)的马达5a至5d控制角度及速度的同时，前往位置16，然后，前往位置17。在到达位置17后，收纳销12a、12b，并使台车13分离。然后，为了输送下一台车，再次接近位置15，重复进行上述动作。图11A、B所示的动作也同样。

以往的输送机器人由马达保持自重和运送对象物重量。对于运送对象物，以抬起并输送的方式进行设计，所以，需要机器人自身的刚性。为此，也使自重增大。

与此相对，在本实施方式中，不将运送对象物抬起，而是限定为平面输送，从而减轻了输送所需要的负荷，并且，使机器人自身的动作为2维。另外，减轻了由自重产生的马达负荷，所以，具有由滚动轮支承自重的结构。这样，能够将马达5a至5d的输出降低到不需要安全对策的程度，例如降低到80W。另外，通过越靠近底座部1侧越增大第2减速机构相对于第1减速机构的齿轮比，从而能够承受越靠近底座部1侧越大的负荷转矩。

另外，由于能够使用低输出马达，所以，成为本质上安全的结构，能够导入到与作业者共存的工序。另外，不妨碍空间·生产线观测等，能够使台车等的输送自动化。另外，由于能够任意地设定输送轨迹，所以，能够在与作业者共存的工序中进行不与作业动作路线干涉的台车输送。另外，仅通过改变表示动作的起点·终点和经由点的示教点，即可容易地改变台车移载位置。另外，由于仅通过将底座部1固定在地面即可进行设置，所以，能够不需要节假日施工、长期施工而应对安装工程、工序变更等。

另外，本发明不仅限于上述实施方式，当然可在不脱离本发明主旨的范围内进行各种变更。例如，在本实施方式中，设置了2个连杆部2a、2b，但也可不设置连杆部，而是由底座部1和前端连杆部3构成输送机器人。另外，也可设置1个或3个以上的连杆部。另外，可根据连杆部的臂的长度，用底座部和前端连杆部支承，在该情况下，也可不设置连杆部的滚动轮。

产业上利用的可能性

本发明可适用于用于不抬起地在平面上输送台车等的运送对象物的输送机器人。

Claims

1.一种输送机器人，其特征在于，具有：

基座；

设于上述基座上的连杆机构，该连杆机构具有与上述基座直接连接的至少一个连杆部、和经由上述连杆部与上述基座连接的前端连杆部；

第1臂，其设置于上述前端连杆部，并且通过上述连杆机构可在水平方向上旋转地安装在上述基座上；

滚动轮，其安装于上述第1臂的下面、支承该第1臂进行移动；

设置在上述第1臂的上面的保持部；

由所述保持部不抬起地进行保持、被在平面内输送的台车；

上述连杆部和上述前端连杆部分别具有：马达；对由该马达产生的旋转进行控制的第1减速机构；连接在该第1减速机构上、对上述第1臂的转动进行控制的第2减速机构。

2.根据权利要求1所述的输送机器人，其特征在于，具有通过连杆机构可在水平方向旋转地安装在上述基座与上述第1臂之间的1个或多个第2臂。

3.根据权利要求2所述的输送机器人，其特征在于，还具有安装在上述第2臂的下面的滚动轮。

4.根据权利要求2或3所述的输送机器人，其特征在于，上述基座侧的连杆机构与上述第1臂侧的连杆机构相比，上述第2减速机构相对于上述第1减速机构的齿轮比高。

5.一种输送机器人，其特征在于，具有：

基座；

设于上述基座上的前端连杆部；

第1臂，其设置于上述前端连杆部，并且通过上述前端连杆部可在水平方向上旋转地安装在上述基座上；

设置在上述第1臂的上面的保持部；

由所述保持部不抬起地进行保持、被在平面内输送的台车；

上述前端连杆部具有：马达；对由该马达产生的旋转进行控制的第1减速机构；连接在该第1减速机构上、对上述第1臂的转动进行控制的第2减速机构。

6.根据权利要求1～3、5中任何一项所述的输送机器人，其特征在于，上述保持部具有与设在上述台车上的被保持部嵌合的销。

7.根据权利要求6所述的输送机器人，其特征在于，上述保持部具有保持上述销的缸，该销构成为在从上述第1臂离开的方向上可动。

8.根据权利要求6所述的输送机器人，其特征在于，上述保持部具有保持上述销的缸，该销构成为在水平或垂直方向上可动。