CN109571422A

CN109571422A - 机器人

Info

Publication number: CN109571422A
Application number: CN201811066016.7A
Authority: CN
Inventors: 中山隆; 中山一隆; 安部健郎; 安部健一郎; 森冈昌宏
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2017-09-28
Filing date: 2018-09-13
Publication date: 2019-04-05
Also published as: DE102018123214A1; US11426866B2; US20190091855A1; JP2019063877A

Abstract

本发明提供一种重量轻且纤细的机器人(1)，其既能够设置于地面等被设置面上，又能够如吊顶式机器人那样确保人的作业空间宽敞。该机器人(1)具备：底座(2)，其具备设置于被设置面(F)上的平坦的设置面部件(7)和从设置面部件(7)向上方立起的柱状部件(8)；以及第一臂(4)，其一端被支撑为，能够围绕配置于底座(2)的柱状部件(8)的上方的第一水平轴线(B)旋转，并且在比第一水平轴线(B)靠下方具有动作范围，柱状部件(8)具有第一臂(4)的长度以上的长度，且具有与第一臂(4)相等的均匀的横截面积。

Description

机器人

技术领域

本发明涉及机器人。

背景技术

在人与机器人进行协同作业的作业空间中，若机器人设置于地面，则由于作业空间被机器人占用，因此存在不能确保人的作业空间宽敞的不良情况。为了消除该不良情况，已知一种不将机器人设置于地面的吊顶式机器人(例如，参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011－230214号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，吊顶式机器人存在以下问题：需要用于悬挂机器人的牢固且大型的台架。

本发明是鉴于上述情况而做出的，目的在于提供一种重量轻且纤细的机器人，其既能够设置于地面等被设置面上，又能够如吊顶式机器人那样确保人的作业空间宽敞。

用于解决问题的方案

为了达成上述目的，本发明提供以下方案。

本发明的一个方案提供一种机器人，具备：底座，其具备设置于被设置面的平坦的设置面部件和从该设置面部件向上方立起的柱状部件；以及第一臂，其一端被支撑为，能够围绕配置于该底座的所述柱状部件的上方的第一水平轴线旋转，并且所述第一臂在比该第一水平轴线靠下方具有动作范围，所述柱状部件具有所述第一臂的长度以上的长度，且具有与所述第一臂相等的均匀的横截面积。

根据本方案，通过将底座的平坦的设置面部件设置于被设置面上，使第一臂围绕柱状部件的上方的第一水平轴线摆动，从而能够使第一臂的前端在比第一水平轴线更靠下方的动作范围内动作。由于设置于被设置面上的设置面部件以平坦且沿着被设置面的方式配置，并且由于柱状部件具有与第一臂相等的均匀的横截面积，因而机器人构成得重量轻且纤细，柱状部件也不占用大的空间，因此不会妨碍人的作业。由此，既能够设置于地面等被设置面上，又能够如吊顶式机器人那样确保人的作业空间宽敞。

此外，在上述方案中，所述柱状部件可以在竖直方向上能够伸缩。

通过如此，能够使柱状部件伸展，从而设定能够到达更高位置的动作范围，并且能够使柱状部件收缩，从而将折叠时的重心位置设定得更低。

在上述方案中，所述机器人可以具备旋转体，所述旋转体设置于所述柱状部件的上部，且能够围绕竖直轴线旋转；所述第一臂的一端安装于所述旋转体上，且能够围绕所述第一水平轴线旋转，所述机器人具备第二臂，所述第二臂安装于所述第一臂的另一端，且能够围绕与所述第一水平轴线平行的第二水平轴线旋转。

通过如此，通过使配置于柱状部件上端的旋转体围绕竖直轴线旋转，并且使一端安装于旋转体的第一臂围绕第一水平轴线摆动，使一端安装于第一臂的另一端的第二臂围绕第二水平轴线摆动，从而能够任意地改变第二臂的前端的三维位置。

此外，在上述方案中，在将所述第一臂和所述第二臂折叠的状态下，所述机器人具有能够将整体的重心配置于锥体状的空间内的形态，所述锥体状以所述底座的设置面为底面，且以经过该设置面的中心的竖直线与包含所述第一水平轴线的水平面的交点为顶点。

通过如此，在搬运机器人时，通过折叠第一臂和第二臂，能够将机器人整体的重心位置配置于锥体状的空间内，所述锥体状以底座的设置面为底面，且以经过设置面的中心的竖直线与包含第一水平轴线的水平面的交点为顶点。从而，在将底座从被设置面分离而进行搬运时，能够将重心配置于更低的位置而稳定地搬运，并且即便在搬运中倾斜，也能够将重心保持在底座的内侧，使其难以翻倒。

此外，在上述方案中，所述第一臂和所述第二臂能够折叠为容纳于柱状的空间内的形态，所述柱状以所述底座的设置面为底面，且沿竖直方向延伸。

通过如此，在搬运时，能够密集地配置多个机器人，以便使底座紧密接触，并且能够提高搬运效率。

发明效果

根据本发明，取得如下效果：既能够设置于地面等被设置面上，又能够如吊顶式机器人那样确保人的作业空间宽敞。

附图说明

图1是表示本发明的一个实施方式所涉及的机器人的立体图。

图2是图1的机器人的侧视图。

图3是表示图1的机器人折叠状态姿态的侧视图。

图4是说明图3的姿态中的重心位置的侧视图。

图5是说明图3的姿态中的机器人的占用空间的侧视图。

附图标记说明

1 机器人

2 底座

3 旋转体

4 第一臂

5 第二臂

7 支撑用脚部件(设置面部件)

8 柱状部件

A 第一轴线(竖直轴线)

B 第二轴线(第一水平轴线)

C 第三轴线(第二水平轴线)

F 地面(被设置面)

具体实施方式

下面参照附图对本发明的一个实施方式所涉及的机器人1进行说明。

如图1和图2所示，本实施方式所涉及的机器人1是六轴垂直多关节型机器人，其具备：设置于地面(被设置面)F的底座2；旋转体3，其被支撑为，相对于该底座2能够围绕竖直的第一轴线(竖直轴线)A旋转的；第一臂4，其被支撑为，相对于该旋转体3能够围绕水平的第二轴线(第一水平轴线)B摆动；第二臂5，其支撑于该第一臂4的前端，且能够围绕与第二轴线B平行的第三轴线(第二水平轴线)C摆动的；以及配置于该第二臂5的前端的三轴手腕6。

底座2具备：沿着地面F扩展的、平坦的、俯视为大致正方形的形态的支撑用脚部件(设置面部件)7；以及从该支撑用脚部件7的中央向竖直上方延伸的圆柱状的柱状部件8。旋转体3能够旋转地支撑于柱状部件8的上端。

底座2的支撑用脚部件7的中央具备略向上方延伸的圆锥台状部分7a，并且在该圆锥台状部分7a的外周具备水平延伸的平板上的凸缘部7b。凸缘部7b形成为俯视为大致正方形，在四个角设置有在板厚度方向贯穿凸缘部7b的通孔。通孔具有能够使地脚螺栓贯穿的内径，能够利用地脚螺栓将机器人1固定设置于地面F上。

如图1所示，第一臂4相对于柱状部件8向径向的一个方向偏移而配置，并被配置为沿着相对于柱状部件8的长度轴隔开间隔平行配置的平面旋转。第一臂4的长度设定得比底座2的柱状部件8的长度短，具备360°的动作范围。此外，柱状部件8的粗细(横截面积)设定得基本上等于第一臂4的粗细(横截面积)。

如图1所示，第二臂5被配置为在与第一臂4相对于柱状部件8的偏移方向相反的方向上偏移相同的量，并沿着包含柱状部件8的长度轴的平面旋转。由此，第二臂5的中心轴与柱状部件8的中心轴配置于同一平面上。

下面对如此构成的本实施方式所涉及的机器人1的作用进行说明。

为了使用本实施方式所涉及的机器人1，需在地面F上设置支撑用脚部件7，并在凸缘部7b的四个角的通孔中使用地脚螺栓而固定于地面F上。由此，能够作为地面设置型六轴垂直多关节型机器人进行动作。

在该情况下，本实施方式所涉及的机器人1的底座2由平坦的支撑用脚部件7和从支撑用脚部件7中心向竖直上方延伸的圆柱状的柱状部件8构成，由于柱状部件8的长度比第一臂4长，粗细与第一臂4相等，因而机器人1构成得重量轻且纤细，具有不占用大的空间，确保操作人员的作业空间宽敞的优点。

此外，通过将旋转体3配置于细长柱状部件8的上端，并且将柱状部件8构成得比第一臂4长，不仅能够实现如图1所示的将第一臂4配置于比第二轴线B靠上方的动作状态，还能够实现如图3所示的将第一臂4配置于比第二轴线B靠下方的与吊顶式机器人同样的动作状态。

而且，在搬运机器人1时，如图3所示，以使第二臂5沿着柱状部件8的方式折叠第一臂4和第二臂5，通过使其成为这种状态，能够将整体的重心位置配置于低位置而使其不易翻倒。在该状态下，如图4所示，整体的重心位置配置于锥体状的空间(图中的斜线部)内，该锥体状以支撑用脚部件7为底面，且以经过支撑用脚部件7中心的竖直线与包含第二轴线B的平面的交点为顶点。由此，即使机器人1倾斜一定程度，也能够保持重心不从支撑用脚部件7移至外侧，使其不易翻倒。

即，操作人员将从地面F拆下的机器人1装载于运货车(图示略)等上，通过运货车或者不在运货车等上装载机器人1，而在机器人1的侧面施加水平方向的外力进行推压，从而在使机器人1向施加外力的方向移动时，由于机器人1整体的重心配置于上述锥体状的空间内，因而能够防止移动中的翻倒。

这样，根据本实施方式所涉及的机器人1，由于在具有第一臂4的长度以上的长度且具有与第一臂4的粗细同样的粗细的柱状部件8的上方安装有旋转体3，因而具有如下优点：既能够设置于地面F上，又能够如吊顶式机器人那样确保人的作业空间宽敞。此外，由于第一臂4和第二臂5折叠的状态下的整体的重心位置配置于锥体状的空间内，该锥体状以支撑用脚部件7为底面，且以经过支撑用脚部件7中心的竖直线与包含第二轴线B的平面的交点为顶点，因而具有如下优点：即使移设时从侧面推动机器人1发生倾斜，机器人1也难以翻倒，能够提高移设的容易性。

进一步地，根据本实施方式所涉及的机器人1，如图5所示，通过折叠第一臂4和第二臂5，具有如下优点：能够将机器人1整体容纳于以支撑用脚部件7为底面的柱状的空间(图中的斜线部)内，当多个并排存放或搬运时，能够实现空间的有效利用。

另外，在本实施方式中，底座2的柱状部件8可以具有在竖直方向上能够伸缩的结构。通过如此，具有如下优点：能够使柱状部件8伸展，从而设定能够到达更高位置的动作范围，能够使柱状部件8收缩，从而将折叠时的重心位置设定得低。

此外，柱状部件8的伸缩可以是基于伺服驱动的伸缩，也可以不是基于机器人1的驱动轴，而是基于手动操作或电动操作的伸缩。

此外，在本实施方式中，举例示出了以地面F作为固定支撑用脚部件7的被设置面，但不限于此，也可以是其他任意的被设置面，例如，设置固定于支撑台的上表面等，该支撑台设置于地面F上。

此外，将支撑用脚部件7的形状说明为，俯视为大致正方形，但不限于此，也可以具有其他的任意的形态。

此外，在本实施方式中，举例示出了一种六轴垂直多关节型机器人，其具备：能够在底座2的上部围绕竖直轴线A旋转的旋转体3；能够在旋转体3上围绕第一水平轴线B摆动的第一臂4；能够在第一臂4的前端围绕第二水平轴线C摆动的第二臂5；以及配置于第二臂5的前端的三轴手腕6，但可替代地，也可以采用其他任意的轴构成的机器人。此外，在图1中，第一臂4也可以是远离旋转体3的、相对于第一轴线A具有大的偏移量的臂，或者是第二轴线B相对于第一轴线A向手腕6侧偏移的臂。

Claims

1.一种机器人，其特征在于，具备：

底座，其具备设置于被设置面的平坦的设置面部件和从所述设置面部件向上方立起的柱状部件；以及

第一臂，其一端被支撑为，能够围绕配置于所述底座的所述柱状部件的上方的第一水平轴线旋转，并且所述第一臂在比该第一水平轴线靠下方具有动作范围，

所述柱状部件具有所述第一臂的长度以上的长度，且具有与所述第一臂相等的均匀的横截面积。

2.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，

所述柱状部件能够在竖直方向上伸缩。

3.根据权利要求1或2所述的机器人，其特征在于，

所述机器人具备旋转体，所述旋转体设置于所述柱状部件的上部，且能够围绕竖直轴线旋转，

所述第一臂的一端安装于所述旋转体上，且能够围绕所述第一水平轴线旋转，

所述机器人具备第二臂，所述第二臂安装于所述第一臂的另一端，且能够围绕与所述第一水平轴线平行的第二水平轴线旋转。

4.根据权利要求3所述的机器人，其特征在于，

在将所述第一臂和所述第二臂折叠的状态下，所述机器人具有能够将整体的重心配置于锥体状的空间内的形态，所述锥体状以所述底座的设置面为底面，且以经过该设置面的中心的竖直线与包含所述第一水平轴线的水平面的交点为顶点。

5.根据权利要求3或4所述的机器人，其特征在于，

所述第一臂和所述第二臂能够折叠为容纳于柱状的空间内的形态，所述柱状以所述底座的设置面为底面，且沿竖直方向延伸。