CN111230905A - 机器人用操作装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种机器人用操作装置(1)，其能够稳定地可拆装地安装在机器人的外表面的任意位置。所述机器人用操作装置(1)具备：操作单元(2)，其在至少一部分具有圆筒状的外表面的机器人的直接示教时由作业人员进行操作；通信部，其向机器人的控制装置通信对操作单元(2)的操作信息；以及安装机构(3)，其将操作单元(2)可拆装地安装在机器人的外表面，操作单元(2)在机器人的外表面和操作单元(2)之间具备防转机构。

Description

机器人用操作装置

技术领域

本发明涉及机器人用操作装置。

背景技术

目前，已知如下机器人：将用于进行直接示教的触摸面板显示器可拆装地安装在臂上。

(例如，参照专利文献1)。

该机器人将触摸面板显示器安装在直接示教时作业人员施加力的臂近旁，使直接示教作业能够在机器人附近进行，当因臂的姿态而导致触摸面板显示器难以看到时，从臂上拆下触摸面板显示器而进行使用。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015-182142号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，专利文献1中完全未公开如何将触摸面板显示器安装在臂上。即，为了减少机器人与作业人员等接触时施加给作业人员的损伤，将其外表面由曲面构成。此外，由于机器人的各部分的曲率不同，因此稳定地可拆装地安装平板状的触摸面板显示器并不容易。

本发明的目的在于提供一种机器人用操作装置，其能够稳定地可拆装地安装在机器人臂的外表面的任意位置，并仅在直接示教时，安装在机器人臂的外表面进行使用，在不进行直接示教的正常运行时，从机器人臂的外表面拆下，从而将机器人臂的外表面保持为表面没有边缘的光滑表面，降低与周边机器干涉的风险、以及与作业人员接触时的负伤风险。

用于解决问题的方案

本发明的一个方案的机器人用操作装置具备：操作单元，其在至少一部分具有圆筒状的外表面的机器人的直接示教时由作业人员进行操作；通信部，其向所述机器人的控制装置通信对该操作单元的操作信息；以及安装机构，其将所述操作单元可拆装地安装在所述机器人的所述外表面。

根据本方案，若通过安装机构将操作单元安装在机器人的任意外表面，则能够通过操作单元所具备的防转机构使操作单元在臂的长度方向以及周向上均稳定。由此，尤其对于协作机器人，为了使与协作作业人员的接触力最小，优选臂外周为圆筒形状，而且由于在协作机器人上进行直接示教的频率高，因此效果尤其高。

在直接示教时，要求作业人员在直接用手握持机器人臂进行引导的同时，还使用正在进行引导的手指同时持续按住操作单元的按钮等作业，按压操作单元上的按钮而施加偏载荷时的不动的稳定性很重要。

由此，能够将操作单元稳定地安装在机器人的任意的外表面，即使为了操作而对操作单元施加力也能够防止操作单元晃动的不良情况发生，能够容易地进行操作。此外，根据通过防转机构来防止操作单元和机器人的外表面旋转的方法，即使对于曲率不同的机器人的圆筒状的外表面也能够稳定地安装，能够选择操作性良好的位置。

在机器人的直接示教时当由作业人员对操作单元进行操作时，操作信息通过通信部通信至机器人的控制装置，并在控制装置生成示教程序。由于将操作单元安装在机器人的圆筒状的外表面而进行直接示教，因此作业人员能够用两手在操作机器人的同时进行直接示教。

在上述方案中，所述防转机构可以是防滑部，该防滑部在所述操作单元通过所述安装机构安装在所述外表面时，增大所述外表面与所述操作单元之间的摩擦。

根据该结构，操作单元所具备的防滑部与机器人的圆筒状的外表面接触。即，通过使防滑部与机器人的臂等圆筒状的外表面接触而增大机器人的外表面与操作单元之间的摩擦，能够使操作单元在臂的长度方向以及周向上均稳定。

此外，在上述方案中，所述操作单元还可以具备支撑部，所述支撑部与所述机器人的所述外表面在三个部位以上同时接触，所述防滑部设置在各所述支撑部。

此外，在上述方案中，所述支撑部还可以具备四个以上的点状接触部。

根据该结构，通过使设置在操作单元的四个以上的点状接触部同时与机器人的圆筒状的外表面接触，能够将操作单元稳定地安装在机器人的外表面，即使对于曲率不同的机器人的圆筒状的外表面也能够稳定地安装。

此外，在上述方案中，所述支撑部具备线状接触部和两个以上的点状接触部，所述线状接触部沿着两条平行的直线中的一条所述直线接触，所述两个以上的点状接触部配置在另一条所述直线上。

根据该结构，通过使设置在操作单元上的一个线状接触部和两个以上的点状接触部同时与机器人的圆筒状的外表面接触，能够将操作单元稳定地安装在机器人的外表面，即使对于曲率不同的机器人的圆筒状的外表面也能够稳定地安装。

此外，在上述方案中，所述点状接触部也可以是设置在所述操作单元的背面的球体状的突起。

根据该结构，能够容易地使球体状的突起与曲率不同的机器人的圆筒状的外表面接触，从而能够稳定地安装操作单元。球状体的突起可以由硬金属或者树脂构成，也可以由橡胶等弹性体构成。

此外，在上述方案中，所述线状接触部可以是所述操作单元的背面。

根据该结构，仅使平板状的操作单元的背面与机器人的圆筒面状的外表面接触，就能够使操作单元与机器人的圆筒状的外表面线接触。

此外，在上述方案中，所述线状接触部也可以是设置在所述操作单元的背面的圆柱状的突起。

根据该结构，通过将设置在操作单元的背面的圆柱状的突起配置于机器人的圆筒面状的外表面的长度方向并使其接触，能够使突起与机器人的圆筒状的外表面线接触。

此外，在上述方案中，所述支撑部还可以具备沿着两条直线接触的两条线状接触部。

根据该结构，通过将两条线状接触部配置于机器人的圆筒面状的外表面的沿周向隔开间隔的位置，能够将各线状接触部配置在外表面的长度方向上并同时使其线接触。

此外，在上述方案中，一条所述线状接触部还可以为所述操作单元的背面。

根据该结构，对于一条线状接触部，仅使操作单元的背面与机器人的圆筒面状的外表面接触，就能够使操作单元与机器人的外表面线接触。

此外，在上述方案中，至少一条所述线状接触部可以是设置在所述操作单元的背面的圆柱状的突起。

根据该结构，通过将设置在操作单元的背面的圆柱状的突起配置在机器人的圆筒面状的外表面的长度方向上并使其接触，能够使突起与机器人的外表面线接触。

在上述方案中，所述安装机构可以是缠绕并固定在所述机器人的臂上的带。

根据该结构，即使在机器人的臂上不设置专门的安装结构，也能够将设置于操作单元的带缠绕在臂上而简单地可拆装地进行安装。

此外，在上述方案中，所述安装机构能够调节缠绕周长。

根据该结构，能够调节带的缠绕周长，从而可拆装地安装在周长不同的臂的任意位置。

发明效果

根据本发明，起到如下效果：机器人用操作装置能够稳定地可拆装地安装在机器人的外表面的任意位置。

附图说明

图1是表示本发明的一个实施方式的机器人用操作装置的立体图。

图2是表示将图1的机器人用操作装置安装于臂的状态的立体图。

图3是表示将图1的机器人用操作装置安装于手腕的状态的立体图。

图4是沿臂的长轴方向观察图2的机器人用操作装置的图。

图5是表示图1的机器人用操作装置的操作单元的背面的立体图。

图6是表示设置于图5的操作单元的突起的变形例的立体图。

图7是表示设置于图5的操作单元的突起的另一变形例的立体图。

图8是沿臂的长轴方向观察的图4的机器人用操作装置的变形例的图。

图9是表示图8的机器人用操作装置的操作单元的背面的立体图。

图10是表示设置于图9的操作单元的突起的变形例的立体图。

图11是沿臂的长轴方向观察的图4的机器人用操作装置的另一变形例的图。

附图标记说明：

1：机器人用操作装置

2：操作单元

2a：背面(线状接触部)

3：安装机构(带)

22：接触部(支撑部)

23：突起(点状接触部)

24：突起(线状接触部)

25：防滑部(防转机构)

100：协作机器人(机器人)

110：臂

A1、A2：直线

具体实施方式

以下参照附图对本发明的一个实施方式的机器人用操作装置1进行说明。

如图1所示，本实施方式的机器人用操作装置1具备：平板状的操作单元2和安装机构3，该安装机构3用于将操作单元2安装在协作机器人(机器人)100的外表面。操作单元2上设置有多个按钮21和未图示的通信部，按钮21在协作机器人100的直接示教时由作业人员进行操作，通信部将分配给按钮21的操作信息向外部进行通信。

例如，作为操作单元2的按钮21，可以列举：通过按下而使直接示教有效的按钮、用于存储示教点的坐标的按钮、用于示教安装在机器人的前端的工具的动作的按钮等。按钮21的数量以及被分配的操作信息为任意。此外，也可以根据按钮21的使用目的，进行按钮21的形状或者颜色的变更等，来提高作业人员的操作性。

通信部也可以通过无线或者有线中的任一方式对操作信息进行通信。

在有线的情况下，通信电缆预先穿过机器人100的臂110内，若拆下臂110的一部分的防尘/防滴用的盖，则拉出通信光缆与操作单元2连接，或者若拆下防尘/防滴用的盖，则出现中继连接器，连接从通信部拉出的中继连接器等。或者，也可以通过在机器人100的臂110的外面走线，将控制装置与操作单元2直接连接。

安装机构3例如是柔软的带。如图1所示，安装机构3隔着操作单元2向两侧延伸，在安装机构3的两端部例如具备诸如面接合件的固定机构31。

如图2所示，将操作单元2配置于协作机器人100的臂110的外表面，将作为安装机构3的带缠绕于臂110，并利用作为固定机构31的面接合件进行固定，从而能够将操作单元2可拆装地安装于臂110的任意位置。

作为固定机构31，代替面接合件，还可以采用将设置于带3的另一端的带扣的销插入沿长度方向隔开间隔地设置于带3的一端的任一孔内而进行固定的方式，也可以采用其他任意方式。通过面接合件能够连续地调节缠绕带3的周长，通过带扣能够阶梯式地调节缠绕带3的周长。

在本实施方式的协作机器人用操作装置1中，在操作单元2的背面2a具备如图4和图5所示的接触部(支撑部)22。接触部22例如如图5所示，具备在操作单元2的宽度方向以及长度方向两个方向上隔开间隔而配置的四个突起(点状接触部)23。各突起23形成为具有相同半径的半球体状。

即，这些突起23在宽度方向上隔开间隔而平行配置的两条直线A1、A2上，分别在直线A1、A2的长度方向上隔开间隔地各配置有两个。

此外，操作单元2具备包覆接触部22的表面的橡胶(防滑部、防转机构：省略图示)。

以下针对如此构成的本实施方式的协作机器人用操作装置1进行说明。

为了使用本实施方式的协作机器人用操作装置1进行协作机器人100的直接示教，需要将图1所示的协作机器人用操作装置1例如，如图2所示安装在协作机器人100的臂110上。

此时，使操作单元2的背面2a与臂110的外表面接触，并将设置于操作单元2的带3缠绕于臂110的周向。然后，通过将设置在带3的两端的作为固定机构31的面接合件彼此粘贴，从而能够在使设置于操作单元2的背面2a的四个突起23同时与臂110的外表面紧贴的状态下，安装操作单元2。

通过确保固定机构31的尺寸足够大，使得即使要安装的臂110的粗细不同，也能够进行安装。

四个突起23由于在隔开间隔而配置的直线A1、A2上各配置有两个，因此通过将该直线A1、A2与臂110的长轴平行配置，能够使突起23与圆筒面状的臂110的外表面同时接触。即，如图4中的双点划线所示，即使臂110的曲率不同，也能够使四个突起23同时接触。

由此，如图4中的箭头所示，即使在突起23之间的任意位置对操作单元2施加所承受的压力，由于由隔着按压力的力点的两侧的两个突起23支撑，因此不会使操作单元2在臂110的周向上晃动，能够稳定地进行操作。对于臂110的长度方向也同样。

此外，在本实施方式中，由于突起23形成为球体状，因此能够使突起23的接触点适应于曲率不同的臂110的整个外表面，使突起23点在臂110的外表面的法线方向上接触。由此，能够将操作单元2支撑为更稳定的状态，进行更稳定的操作。

此外，由于接触部22的突起23的表面由作为防滑部的橡胶包覆，因此能够增大机器人100的外表面与操作单元2之间的摩擦，使操作单元2在臂110的长度方向以及周向上均稳定。

在协作机器人用操作装置1安装于协作机器人100的臂110的状态下，作业人员通过按下设置于操作单元2的使直接示教有效的按钮21，使得直接示教的开始信号通过通信部发送至控制装置，从而直接示教开始。

作业人员在按下使直接示教有效的按钮21的状态下，用两手对协作机器人100的臂110施加力，使协作机器人100动作，并在预期的位置按下示教用的按钮21，从而记录该时刻的协作机器人100的坐标作为示教点的坐标。此外，根据需要，通过按下命令工具的动作的按钮21，使得工具的控制信号被发送至控制装置并被存储。以此方式，能够进行直接示教。

在该情况下，根据本实施方式的协作机器人用操作装置1，由于要安装的臂110的曲率无关紧要，因此能够将协作机器人用操作装置1安装于如下位置：在按下使直接示教有效的按钮21的状态下最适于对臂110施加力的位置。并且，即使安装在任意位置，也能够将操作单元2始终稳定地固定在臂110上，能够容易地进行操作。

由于在臂110侧不设置安装结构，因此能够自由选择操作单元2的安装位置。不需要配置于因协作机器人100的姿态而导致操作单元2难以操作的位置，能够配置于在直接示教的整个过程中容易操作的任意位置。此外，在不得不固定于难以操作的位置的情况下，每一次都能够变更安装位置而进行操作。

此外，在本实施方式中，即使要安装的臂110的外表面的曲率不同，也能够使四个突起23同时与臂110的外表面接触。因此，即使是如图2所示，缠绕于粗圆筒状的臂110的情况下，或者即使是如图3所示，缠绕于比臂110细的手腕120的前端部的情况下，也能够稳定地固定操作单元2。

此外，在本实施方式中，由于将四个突起23形成为球体状，因此能够使四个突起23不仅适应圆筒状的外表面，而且适应球面状的外表面而同时点接触。

另外，在本实施方式中，例示了使四个突起23与协作机器人100的外表面点接触的情况，但突起23的形状也可以不是球体状。此外，代替排列在一条直线上的两个突起，也可以如图6所示，采用沿着直线的方向延伸的圆柱状的突起(线状接触部)24，也可以如图7所示，将分别排列在两条直线A1、A2上的两个突起23分别替代为圆柱状的突起24。

如图6以及图7所示，即使将球体状的突起23置换为圆柱状的突起24，图4所示的关系仍旧成立，具有能够稳定地固定操作单元2的优点。

此外，代替通过圆柱状的突起24的线接触，也可以如图8所示，将平板状的操作单元2的平面状的背面(线状接触部)2a与臂110的外表面线接触。

即，既可以如图9所示，去掉图6的圆柱状的突起24，在背面2a的双点划线所示的位置进行线接触，也可以如图10所示，去掉图7的一个圆柱状的突起24，在背面2a的双点划线所示的位置进行线接触。

在该情况下，即使如图8所示，要安装的臂110的曲率不同，也能够使臂110的表面与操作单元2的背面2a线接触，从而稳定地固定操作单元2。

此外，例示了在通过四个突起23在平行的直线上隔开间隔地各配置两个的四个接点处，使突起23与协作机器人100的外表面同时接触的情况，但取而代之，如果配置在同一直线上，接点也可以设置三个以上。

此外，在本实施方式中，例示了在操作单元2上配置有多个按钮21的情况，但也可以通过触摸面板显示器，显示操作按钮以及其他信息。此外，也可以在操作单元2上具备不是触摸面板的显示装置。

此外，除了利用带3缠绕于协作机器人100的任意外表面的情况以外，也可以缠绕于作业人员自身的手腕而使用。

此外，例示了矩形平板状的操作单元2，但还可以是圆板状，也可以是其他任意的形状。此外，也可以操作单元2自身具有能够弯曲的形态，通过根据协作机器人100的表面的曲率而弯曲，使操作单元2的背面2a与协作机器人100的外表面面接触。

此外，例示了使操作单元2的背面2a或者设置在背面2a的突起23与协作机器人100的外表面直接接触的情况，但取而代之，也可以通过带3或其他部件间接地接触。

此外，作为机器人用操作装置1，例示了安装在协作机器人100的外表面的装置，但并不限于协作机器人100，也可以用于其他形式的机器人。

此外，在本实施方式中，作为防滑部，例示了包覆接触部22的部件，但取而代之，也可以采用安装于接触部22的部件。

此外，作为防滑部例示了橡胶，若只要能够增大摩擦也可以采用其他部件。此外，作为防滑部，也可以采用对接触部22的表面的至少一部分进行加工而使摩擦增大的结构。

在该情况下，防滑部优选采用如下部件：即使作业人员按下设置于操作单元2的按钮21协作机器人用操作装置1也不旋转，即摩擦力大于通过按下按钮21而施加的沿着臂110的长度方向和周向的臂110的外表面滑动旋转的力的部件。

此外，在本实施方式中，作为支撑部，例示了使包覆四个突起23表面的橡胶(防滑部)与协作机器人100的外表面点接触的情况，但也可以如图11所示，与协作机器人100的外表面面接触。

在该情况下，突起23也可以采用将表面与协作机器人100的臂110的外表面相匹配地进行加工的结构，也可以采用由具有弹性的材料构成突起23，通过缠绕带3进行弹性变形而与臂110面接触的结构。防滑部25设置在操作单元2的背面2a并且设置在各突起23之间，通过对表面进行凹凸加工来进一步增大摩擦。

Claims (13)

1.一种机器人用操作装置，其特征在于，具备：

操作单元，其在至少一部分具有圆筒状的外表面的机器人的直接示教时由作业人员进行操作；

通信部，其向所述机器人的控制装置通信对该操作单元的操作信息；以及

安装机构，其将所述操作单元可拆装地安装在所述机器人的所述外表面，

所述操作单元在所述机器人的所述外表面和所述操作单元之间具备防转机构。

2.根据权利要求1所述的机器人用操作装置，其特征在于，

所述防转机构是防滑部，该防滑部在所述操作单元通过所述安装机构安装在所述外表面时，增大所述外表面与所述操作单元之间的摩擦。

3.根据权利要求2所述的机器人用操作装置，其特征在于，

所述操作单元具备支撑部，所述支撑部与所述机器人的所述外表面在三个部位以上同时接触，所述防滑部设置在各所述支撑部。

4.根据权利要求3所述的机器人用操作装置，其特征在于，

所述支撑部具备四个以上的点状接触部。

5.根据权利要求3所述的机器人用操作装置，其特征在于，

所述支撑部具备线状接触部和两个以上的点状接触部，所述线状接触部沿着两条平行的直线中的一条所述直线接触，所述两个以上的点状接触部配置在另一条所述直线上。

6.根据权利要求5所述的机器人用操作装置，其特征在于，

所述点状接触部是设置在所述操作单元的背面的球体状的突起。

7.根据权利要求5所述的机器人用操作装置，其特征在于，

所述线状接触部是所述操作单元的背面。

8.根据权利要求5所述的机器人用操作装置，其特征在于，

所述线状接触部是设置在所述操作单元的背面的圆柱状的突起。

9.根据权利要求3所述的机器人用操作装置，其特征在于，

所述支撑部具备沿着两条直线接触的两条线状接触部。

10.根据权利要求9所述的机器人用操作装置，其特征在于，

一条所述线状接触部为所述操作单元的背面。

11.根据权利要求9或10所述的机器人用操作装置，其特征在于，

至少一条所述线状接触部为设置在所述操作单元的背面的圆柱状的突起。

12.根据权利要求1所述的机器人用操作装置，其特征在于，

所述安装机构是缠绕并固定在所述机器人的臂上的带。

13.根据权利要求12所述的机器人用操作装置，其特征在于，

所述安装机构能够调节缠绕周长。

Images