CN108724150A - 机器人装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种机器人装置。机器人装置(10)具备：支承腿(12)；水平部件(13)，其沿水平方向延伸地设置在支承腿(12)的上部；水平移动台(14)，其安装于水平部件(13)的下表面，且能够沿水平部件(13)的长边方向移动；旋转体(23)，其以向下方突出的方式设置于水平移动台(14)并以铅垂轴为旋转中心进行旋转；以及升降杆(26)，其以从旋转体(23)的旋转中心偏移并能够沿铅垂方向移动的方式设置在旋转体(23)，且在升降杆(26)的下端安装有操作夹具(27)。

Description

机器人装置

技术领域

本发明涉及机器人装置。

背景技术

以往，作为转移部件所使用的机器人装置，公知有多关节型机器人(例如，参照日本特开平11-179682号公报)。如图7所示，该多关节型机器人具备：固定于设置场所的固定基座1、以能够回转的方式安装于该固定基座1的回转头2、以能够沿前后方向转动的方式安装于回转头2的下臂3、以能够沿上下方向转动的方式安装于下臂3的前端的上臂4、以朝向铅垂下方的方式设置于上臂4的前端的前端臂5以及被前端臂5支承并能够绕前端臂5的铅垂轴5a旋转的旋转部6。

并且，在使用这样的多关节型机器人转移部件的情况下，在旋转部6安装把持部件的操作夹具7，使下臂3、上臂4转动，从而将操作夹具7把持的部件与操作夹具7一起升起。在该状态下，回转头2相对于固定基座1旋转，从而操作夹具7在水平面内回转，下臂3、上臂4反向转动，从而操作夹具7下降。通过这样的操作，来转移被操作夹具7把持的部件。

但是，在上述现有的多关节型机器人中，将固定基座1固定在设置场所，回转头2以该固定基座1为中心进行回转，并且设置于回转头2的下臂3以及上臂4一起回转。因此，在固定了固定基座1的设置场所的周围，无法在与下臂3、上臂4干涉的范围内设置其他的设备，从而多关节型机器人的周围空间的利用受限。

另外，在上述现有的多关节型机器人中，如图7中点划线所示那样，转移等的作业范围被限制在将下臂3与上臂4沿水平方向伸直后的长度设为半径r的圆的范围内。例如，存在转移由带式输送机输送的部件等的情况下的作业范围成为在其传送带的长边方向较长的椭圆的范围的情况，但在这样的情况下，若使用以圆为作业范围的多关节型机器人，则其作业范围产生浪费。

发明内容

本发明的目的在于提供能够有效地利用设置场所的周围的空间的机器人装置。

根据本发明的一个方式，机器人装置具备：支承腿(12)；水平部件(13)，其沿水平方向延伸地设置在支承腿(12)的上部；水平移动台(14)，其安装于水平部件(13)的下表面，且能够沿水平部件(13)的长边方向移动；旋转体(23)，其以向下方突出的方式设置于水平移动台(14)并以铅垂轴为旋转中心进行旋转；以及升降杆(26)，其以从旋转体(23)的旋转中心偏移并能够沿铅垂方向移动的方式设置在旋转体(23)，且在升降杆(26)的下端安装有操作夹具(27)。

附图说明

图1是本发明的实施方式的机器人装置的主视图。

图2是机器人装置的侧视图。

图3是表示机器人装置的图2的A-A线剖视图。

图4是表示机器人装置的作业范围的图2的B-B线剖视图。

图5是表示通过机器人装置将传送带上的部件提起的状态的图。

图6是表示通过机器人装置将部件转移至容器内的状态的图。

图7是表示现有的多关节型机器人的主视图。

附图标记的说明

10…机器人装置；11a…传送带；12…支承腿；13…水平部件；14…水平移动台；23…箱体(旋转体)；26…升降杆；27…操作夹具。

具体实施方式

基于附图，对用于实施本发明的方式进行说明。

图1以及图2示出本发明的机器人装置10。在该实施方式中，具备带式输送机11，机器人装置10将搭载于带式输送机11的传送带11a并沿该传送带11a的长边方向被输送的部件9(图5以及图6)转移至在传送带11a的旁边设置的容器10a。

此处，设定相互正交的X、Y、Z三个轴，X轴沿水平横向延伸，Y轴沿水平前后方向延伸，Z轴沿垂直方向延伸。带式输送机11设置为沿X轴方向延伸。

带式输送机11具备：在基台10b的水平的上表面沿X轴方向分离设置的一对枢轴支座11e、设置于一对枢轴支座11e并以Y轴为中心进行旋转的一对辊11b、11c、沿X轴方向延伸并挂绕于一对辊11b、11c的传送带11a以及使一方的辊11b旋转的马达11d(图2以及图4)。

对于带式输送机11而言，驱动马达11d使一方的辊11b旋转，而使挂绕于该辊11b的传送带11a环行，从而将搭载于传送带11a上的部件9(图5以及图6)沿作为长边方向的X轴方向输送。在带式输送机11的旁边的基台10b设置有供容器10a搭载于其上表面的容器台10c。

图1中的附图标记11f是使上表面与供部件9(图5以及图6)搭载的上侧的传送带11a的下表面接触来防止传送带11a的挠曲的支承板11f。附图标记11g是将支承板11f安装于基台10b的安装腿11g。

另外，机器人装置10具备支承腿12与以沿水平方向延伸的方式设置于支承腿12的上部的水平部件13。支承腿12与带式输送机11邻接地直直立设置置于基台10b，在该实施方式中，将一对支承腿12、12直立设置于带式输送机11的两端的附近。

设置于支承腿12的上部的水平部件13是架设于一对支承腿12、12的在空中水平笔直地延伸的平板状的部件，并在带式输送机11的传送带11a的上方与传送带11a隔开规定的间隔且与传送带11a平行地沿X轴方向延伸。

此处，传送带11a与水平部件13之间的铅垂距离H(图2)设定为足以供后述的操作夹具27把持并输送搭载于传送带11a的部件9(图5以及图6)的距离。

另外，机器人装置10具备以能够沿水平方向移动的方式安装于水平部件13的下表面的水平移动台14和使水平移动台14在水平部件13的下表面沿水平方向移动的移动单元18(图3)。

具体而言，如图3所示，在水平部件13的下表面以沿作为水平部件13的长边方向的X轴方向延伸的方式设置有沿Y轴方向分离的一对导轨15、15。水平移动台14以能够沿长边方向移动的方式搭载于导轨15、15。

使水平移动台14移动的移动单元18具备在一对导轨15、15之间沿X轴方向延伸并与水平移动台14旋合的滚珠丝杠16和安装于水平部件13的端部并使滚珠丝杠16旋转的马达17。在移动单元18中，若驱动马达17使滚珠丝杠16正转或者反转，则与滚珠丝杠16旋合的水平移动台14沿着一对导轨15、15在X轴方向上往复移动。

另外，返回图1以及图2，机器人装置10具备向下方突出地设置在水平移动台14并以铅垂轴为旋转中心进行旋转的旋转体。在水平移动台14安装有朝向下方突出的台座21，在台座21安装有伺服马达22，在伺服马达22安装有箱体23。

台座21呈圆柱状，并安装为以其中心轴为铅垂方向使上表面与水平移动台14的下表面接触。

伺服马达22具有圆柱状的主体22b和从其中心轴上的端部突出的旋转轴22a，以旋转轴22a为上方，使旋转轴22a的轴芯与台座21的中心轴一致，来将伺服马达22的旋转轴22a安装于台座21。箱体23安装于伺服马达22的呈圆柱状的主体22b的外周面。

因此，安装于水平移动台14的台座21与伺服马达22的旋转轴22a不旋转。因此，若驱动伺服马达22，则伺服马达22的圆柱状的主体22b和安装于主体22b的外周面的箱体23以作为铅垂轴的旋转轴22a为旋转中心进行旋转，至少箱体23构成旋转体。

另外，机器人装置10具备从旋转体的旋转中心偏移且能够沿铅垂方向移动地设置于旋转体的升降杆26。升降杆26沿铅垂方向贯通设置于构成旋转体的箱体23。虽未图示，但在箱体23内置有使升降杆26升降的升降机构、使升降杆26以其中心轴为旋转中心进行旋转的旋转机构。

在箱体23内置有使升降杆26旋转并且升降的各个机构。作为这些机构，也可以使用出售的机构。设置有升降杆26的箱体23安装于伺服马达22的主体22b的外周，因此升降杆26设置为从旋转体的旋转中心偏移。在从箱体23向下方突出的升降杆26的下端，且与传送带11a面对的部分安装有操作夹具27。

此处，升降杆26从旋转体的旋转中心偏移的偏移量L(图3)凭借在使用了机器人装置10的部件9(图5以及图6)的转移作业中，与操作夹具27沿Y轴方向移动的量的关系来决定。即，在作为旋转体的箱体23旋转了一圈的情况下，升降杆26虽沿Y轴方向往复移动，但在该范围内，以能够进行作为目的的转移作业的方式设定升降杆26的偏移量L。

例如，在机器人装置10将搭载于带式输送机11的传送带11a并沿该传送带11a的长边方向被输送的部件9(图5以及图6)转移至在传送带11a的旁边的容器台10c设置的容器10a的情况下，以如下方式设定偏移量L：水平移动台14存在于容器台10c的附近，并且如图3以及图4所示，俯视时搭载有部件9的传送带11a与容器10a存在于升降杆26以作为旋转体的箱体23的旋转中心为中心旋转后的情况下描绘的圆A的内侧。

另外，关于安装于升降杆26的下端的操作夹具27，若以把持并转移部件9为目的而使用机器人装置10，则使用能把持这样的部件9的操作夹具27。

图中的操作夹具27用于把持部件9，该操作夹具27具有分离、接触的一对夹持片27a、27b，通过凭借气压而相互接近的一对夹持片27a、27b来把持部件9。如图5所示，若在一对夹持片27a、27b之间存在搭载在带式输送机11的传送带11a上的部件9，则能够把持该部件9。并且，使一对夹持片27a、27b成为下方地将主体27c安装于升降杆26的下端。

接下来，对机器人装置的动作进行说明。

在本实施方式中，对机器人装置10将搭载于带式输送机11的传送带11a并沿该传送带11a的长边方向被输送的部件9转移至在传送带11a的旁边设置的容器10a的动作进行说明。

首先，在驱动了带式输送机11的状态下，将需要转移的部件9搭载于带式输送机11的上侧的传送带11a。具体而言，驱动带式输送机11的马达11d，使一方的辊11b旋转，而使挂绕于该辊11b的传送带11a环行。之后，在带式输送机11的上侧的传送带11a搭载将被转移的部件9(图5)。若这样，则搭载于传送带11a的部件9在搭载于环行的传送带11a的状态下，沿传送带11a的长边方向即X轴方向被输送。

接下来，为了转移搭载于传送带11a的部件9，首先，通过操作夹具27夹持部件9。具体而言，如图5中(a)所示，使操作夹具27从在下端设置有操作夹具27的升降杆26上升后的待机位置移动至搭载有部件9的传送带11a的上方。操作夹具27的X轴方向的移动通过使水平移动台14沿作为水平部件13的长边方向的X轴方向移动来进行。操作夹具27的Y轴方向的移动通过使旋转体旋转并使操作夹具27与升降杆26一起沿传送带11a的宽度方向即Y轴方向移动来进行。

在使操作夹具27位于应该被转移的部件9的上方后，如图5中(b)的点划线所示那样，使一对夹持片27a、27b分离，在该状态下使升降杆26下降，在使部件9进入了一对夹持片27a、27b之间的状态下，凭借气压使一对夹持片27a、27b相互接近，由此夹持部件9。之后，如实线所示那样，使升降杆26上升，而与该升降杆26一起使夹持了部件9的操作夹具27上升。

接下来，在该状态下，如图6中(a)所示，使操作夹具27移动至作为转移目的地的容器的上方。操作夹具27的X轴方向的移动通过使水平移动台14沿作为水平部件13的长边方向的X轴方向移动来进行，操作夹具27的Y轴方向的移动通过使作为旋转体的箱体23如实线箭头所示那样旋转并使操作夹具27与升降杆26一起沿传送带11a的宽度方向移动来进行。

此处，在带式输送机11的旁边设置有容器台10c，该容器台10c在水平移动台14存在于容器台10c附近的情况下，且俯视时升降杆26以作为升降杆26的旋转体的箱体23的旋转中心为中心旋转后的情况下，设置于升降杆26所描绘的圆A的内侧，因此能够使操作夹具27可靠地移动至容器的上方。

在使操作夹具27位于容器的上方后，如图6中(b)所示，在该状态下使升降杆26再次下降，而将部件9搭载于容器10a。之后，使一对夹持片27a、27b分离，解除操作夹具27对部件9的把持，再次使该操作夹具27如点划线所示那样上升并返回待机位置。由此，部件9从传送带11a向容器10a的转移结束。

此时，若如图6中(a)的虚线箭头所示那样，使升降杆26以其中心轴为中心进行旋转，则能够使操作夹具27所把持的部件9在水平面内旋转。由此，在转移部件9时，能够使部件9向容器10a搭载的搭载状态在水平面内变化。

例如，如图6中(a)所示，若使操作夹具27与升降杆26一起以马达22的旋转轴22a为中心如实线箭头所示那样旋转，并且使升降杆26如虚线箭头所示那样旋转，则也能够使载置于传送带11a的部件9平行移动而转移至容器10a。由此，能够提高操作夹具27的操作的通用性。

这样，在机器人装置10中，在经由支承腿12在空中沿水平方向延伸地设置的水平部件13的下表面设置水平移动台14，在水平移动台14经由作为旋转体的箱体23以及升降杆26设置操作夹具27，使操作夹具27仅在需要的情况下下降。

因此，只要不与下降的操作夹具27干涉，则能够在该水平部件13的下方的空间，在本实施方式中为设置有带式输送机11的周围设置带式输送机11以外的其他的设备，从而能够实现设置有水平部件13的下方的空间的有效利用。

另外，在水平部件13设置以铅垂轴为旋转中心进行旋转的旋转体，且以从旋转体的旋转中心偏移地设置能够相对于旋转体沿铅垂方向移动的升降杆26，在升降杆26的下端设置操作夹具27，因此与现有的图7所示的多关节机器人相比较，能够减少关节的数量，从而装置整体小型化。

另外，机器人装置10的操作夹具27的Y轴方向的作业范围如图4所示，是升降杆26以旋转体的旋转中心为中心旋转后描绘的圆A的范围。并且，操作夹具27的X轴方向的作业范围是水平部件13的X轴方向的移动范围。因此，以超过升降杆26的旋转范围的方式增长水平部件13，从而作业范围如图4的点划线所示那样成为椭圆，进而能够使作业范围成为圆形以外。

若像这样增长水平部件13而使操作夹具27的作业范围成为椭圆，则即使在水平部件13的下方设置与水平部件13平行地移动的托板或者传送带11a，也能够进行有效地转移搭载于托板或者传送带11a的部件9等的作业。

另外，使操作夹具27的作业范围为椭圆，来抑制作业范围的浪费，从而也能够减少包围该作业范围的安全围栏等的设置长度。

另外，若升降杆26本身也能够旋转，则能够区分旋转体的旋转，而使安装于升降杆26的下端的操作夹具27在水平面内旋转，从而能够使传送带11a上的部件9以及收纳于容器的部件9的水平面内的方向变化，进而能够提高操作夹具27的操作的通用性。

另外，操作夹具27与升降杆26一起升降，但在水平移动台14的下部经由台座21安装伺服马达22，在安装于伺服马达22的外周的箱体23安装有升降杆26，因此至少在台座21的铅垂方向的长度的范围内允许升降杆26的升降。因此，根据升降杆26的需要的升降量来调整台座21的铅垂方向的长度，从而能够获得相对小型的机器人装置10。

此外，在上述的实施方式中，对在水平移动台14的下部经由台座21安装伺服马达22，在安装于伺服马达22的外周的箱体23安装升降杆26的情况进行了说明。取而代之，只要不妨碍升降杆26的升降，则也可以不设置台座21，而在水平移动台14直接安装伺服马达22。

在该情况下，可以将伺服马达22的旋转轴22a安装于水平移动台14，也可以将伺服马达22的主体22b安装于水平移动台14。在将伺服马达22的主体22b安装于水平移动台14的情况下，也可以使旋转轴22a朝向铅垂方向下方，在旋转轴22a以与旋转轴22a偏移的方式安装成为旋转体的箱体23。

另外，在上述的实施方式中，对为了把持并转移部件9，而将能把持部件9的操作夹具27安装于升降杆26的下端的情况进行了说明。但是，操作夹具27的种类能够根据机器人装置10所要求的作用来选择，不局限于把持部件9的作用。例如，也可以将不把持部件9而通过磁铁的磁力来吸附部件9那样的操作夹具安装于升降杆的下端。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但上述实施方式只不过示出本发明的应用例之一，并不意图将本发明的技术范围限定于上述实施方式的具体构成。

Claims (3)

1.一种机器人装置，其具备：

支承腿(12)；

水平部件(13)，其沿水平方向延伸地设置在所述支承腿(12)的上部；

水平移动台(14)，其安装于所述水平部件(13)的下表面，且能够沿所述水平部件(13)的长边方向移动；

旋转体(23)，其以向下方突出的方式设置于所述水平移动台(14)并以铅垂轴为旋转中心进行旋转；以及

升降杆(26)，其以从所述旋转体(23)的旋转中心偏移并能够沿铅垂方向移动的方式设置在所述旋转体(23)，且在所述升降杆(26)的下端安装有操作夹具(27)。

2.根据权利要求1所述的机器人装置，其中，

升降杆(26)设置为能够以中心轴为旋转中心进行旋转。

3.根据权利要求1或2所述的机器人装置，其中，

在水平部件(13)的下方设置有与所述水平部件(13)平行地移动的托板或者传送带(11a)。