CN118056650A - 机器人 - Google Patents
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Abstract
提供能够实现小型化的机器人。一种机器人,其特征在于,具备:基台;第一臂,绕沿着水平方向的第一旋转轴的轴可旋转地连接到所述基台;第二臂,所述基端部绕与所述第一旋转轴平行的第二旋转轴的轴可旋转地连接到所述第一臂;第一驱动源,具有输出旋转驱动所述第一臂的旋转力的第一输出轴;第二驱动源,具有输出旋转驱动所述第二臂的旋转力的第二输出轴;以及连杆机构,以所述第一臂的基端侧为起点,通过多个连杆连接到所述第一臂的前端侧,并将由所述第二驱动源产生的旋转力向所述第二臂传递,当从铅垂方向观察时,所述第一驱动源的重心(G1)和所述第二驱动源的重心(G2)中的至少一方隔着所述第一旋转轴位于与所述第二臂的前端部相反的一侧。
Description
技术领域
本发明涉及机器人。
背景技术
近年来,在工厂中由于人工费高涨、人才不足,会使用具有机械臂的机器人进行制造、加工、组装等作业,以实现由人工进行的作业的自动化。特别是,通过码垛机器人来代替人工作业进行货物的装卸等作业。
例如,专利文献1中记载的码垛机器人具备:驱动机构、可旋转地互相连接的多个臂以及可旋转地互相连接并向各臂传递驱动机构的动力的连杆部件。
另外,在专利文献1中记载的码垛机器人中,为了减轻因重力的影响而施加到驱动机构的负荷,另外为了获得整个机器人的重量的平衡,设置有作为锤的配重部件。配重部件设置于基台。
日本特开2006-315178号公报
但是,在这样的构成中,考虑到整体的稳定性,需要将配重部件增重到一定程度。即,需要增大配重部件的重量或者将支撑配重部件的连结部的长度设定得足够长。因而,存在导致整个码垛机器人大型化的问题。
发明内容
本发明的应用例涉及的机器人具备:基台;
第一臂,绕沿着水平方向的第一旋转轴的轴可旋转地连接到所述基台;
第二臂,具有前端部和基端部,且所述基端部绕与所述第一旋转轴平行的第二旋转轴的轴可旋转地连接到所述第一臂;
第一驱动源,具有输出旋转驱动所述第一臂的旋转力的第一输出轴;
第二驱动源,具有输出旋转驱动所述第二臂的旋转力的第二输出轴;以及
连杆机构,以所述第一臂的基端侧为起点,通过多个连杆连接到所述第一臂的前端侧,并将由所述第二驱动源产生的旋转力向所述第二臂传递,
当从铅垂方向观察时,所述第一驱动源的重心G1和所述第二驱动源的重心G2中的至少一方隔着所述第一旋转轴位于与所述第二臂的前端部相反的一侧。
附图说明
图1为示出本发明的机器人的第一实施方式的整体构成的图。
图2为示出图1所示的机器人所具有的机械臂和连杆机构的动作的图。
图3为示出图1所示的机器人所具有的机械臂和连杆机构的动作的图。
图4为图1中A-A线剖视图。
图5为示出第一旋转轴与第一和第二驱动源的重心G1′、G2′在现有的机器人的构造中的位置关系的示意图。
图6为示出第一旋转轴与第一和第二驱动源的重心G1、G2在本发明的机器人的构造中的位置关系的示意图。
图7为在本发明的机器人的第二实施方式中相当于图1中A-A线剖视图的剖视图。
图8为在本发明的机器人的第三实施方式中相当于图1中A-A线剖视图的剖视图。
图9为示出第一旋转轴与第一和第二驱动源的重心G1、G2在图8所示的机器人的构造中的位置关系的示意图。
附图标记说明
1:机器人;1′:机器人;3:控制装置;4:第一驱动源;5:第二驱动源;8:设置面;10:机械臂;10′:机械臂;11:基台;12:第一臂;13:第二臂;30:连杆机构;31:第一连杆;32:第二连杆;33:第三连杆;40:第一输出轴;41:电机;42:编码器;43:减速器;44:壳体;45:动力传递部;50:第二输出轴;51:电机;52:编码器;53:减速器;54:壳体;100:机器人系统;110:基部;111:设置部;111A:贯通孔;111B:台阶部;112:设置部;112A:贯通孔;113:旋转部;121:前端部;122:基端部;131:前端部;132:基端部;310:轴部;311:一端部;312:另一端部;313:贯通孔;314:台阶部;321:一端部;322:另一端部;323:贯通孔;331:一端部;332:另一端部;411:输出轴;431:输出轴;432:输入轴;D:距离;D′:距离;d:距离;G0:重心;G0′:重心;G1:重心;G1′:重心;G2:重心;G2′:重心;G3:重心;G12:重心;J1:第一关节;J2:第二关节;J3:第三关节;J4:第四关节;O:铅垂旋转轴;O3:中心轴;OA:第一旋转轴;OA′:第一旋转轴;OB:第二旋转轴。
具体实施方式
下面基于附图所示的优选的实施方式对本发明的机器人进行详细说明。
第一实施方式
图1为示出本发明的机器人的第一实施方式的整体构成的图。图2为示出图1所示的机器人所具有的机械臂和连杆机构的动作的图。图3为示出图1所示的机器人所具有的机械臂和连杆机构的动作的图。图4为图1中A-A线剖视图。图5为示出第一旋转轴与第一和第二驱动源的重心G1′、G2′在现有的机器人的构造中的位置关系的示意图。图6为示出第一旋转轴与第一和第二驱动源的重心G1、G2在本发明的机器人的构造中的位置关系的示意图。
需要说明的是,在下文中,为了便于说明,关于机械臂,将图1中的基台11侧也称为“基端”,而将其相反侧、即第二臂13的前端部131侧也称为“前端”。另外,将图1中上下方向设为铅垂方向,将与铅垂方向正交的方向称为“水平”或“水平方向”。例如,垂直于图1的纸面的方向为水平方向。
如图1所示,机器人系统100具备机器人1和控制机器人1的各部的运转的控制装置3。
首先,对机器人1进行说明。
图1所示的机器人1为进行货物的输送的所谓的码垛机器人,具有:基台11、具备多个臂的机械臂10、连杆机构30、第一驱动源4以及第二驱动源5。需要说明的是,在图1中,省略了对第一驱动源4和第二驱动源5的记载。
另外,可以在机械臂10的前端部安装能够抓握货物的末端执行器。需要说明的是,末端执行器既可以是机器人1的构成要件,也可以是与机器人1不同的部件,即也可以不是机器人1的构成要件。
基台11是将机械臂10和连杆机构30在其基端侧可旋转地支承的支承体,例如固定于工厂内的地面这样的水平的设置面8。机器人1的基台11通过中继电缆与控制装置3电连接。需要说明的是,机器人1与控制装置3的连接不限定于基于有线的连接,例如,也可以是基于无线的连接。另外,也可以通过互联网等的网络连接。另外,控制装置3也可以内置于基台11。
在本实施方式中,机械臂10具有第一臂12和第二臂13,第一臂12和第二臂13从基台11侧按照该顺序连结。需要说明的是,机械臂10所具有的臂的数量不限定于两个,也可以是三个以上。即,在第二臂13的前端侧还可以连接有第三臂、第四臂、第五臂、以及第六臂等。各臂的总长等的大小均无特别限定,可以适当设定。
基台11具有:基部110、设置部111、设置部112以及使设置部111、112绕沿铅垂方向延伸的铅垂旋转轴O的轴旋转的旋转部113。基部110是固定于地面等的设置面8的部分。在基部110上设置有旋转部113。旋转部113通过设置在旋转部113的内部的未图示的旋转部驱动用电机的驱动,能够相对于基部110以铅垂旋转轴O为旋转中心向正向、反向的任一方向旋转。旋转部驱动用电机通过设置在旋转部113的内部的未图示的电机驱动器与控制装置3电连接,控制装置3通过控制对电机驱动器的通电条件来控制旋转部驱动用电机的运转、即旋转方向、旋转量以及旋转速度等。
如图4所示,设置部111和设置部112分别呈以水平方向为厚度方向的板状。设置部111和设置部112配置为在水平方向、即第一旋转轴OA的轴向上分离且平行。
设置部111具有在其厚度方向上贯通的贯通孔111A。另外,在贯通孔111A的内周面形成有台阶部111B。贯通孔111A插通后述的第一驱动源4的第一输出轴40。后述的第一驱动源4的壳体44固定于台阶部111B。第一输出轴40固定于第一臂12的基端部122。需要说明的是,在图4中,示出了具有台阶部111B的构成,但是并不限定于该构成,也可以是省略了台阶部111B的构成。
设置部112具有在其厚度方向上贯通的贯通孔112A。贯通孔112A以与贯通孔111A同轴的方式形成。后述的第一连杆31的轴部310插入贯通孔112A。轴部310在贯通孔112A内例如设置为通过未图示的轴承相对于设置部112可旋转。
第一臂12和第一连杆31通过这样的设置部111和设置部112绕第一旋转轴OA可旋转。第一关节J1由贯通孔111A、第一输出轴40、贯通孔112A和轴部310这些部件构成。
如图1所示,设置部111和设置部112固定在旋转部113的上部,并伴随旋转部113旋转而绕铅垂旋转轴O的轴旋转。由此,能够使机械臂10和连杆机构30绕铅垂旋转轴O的轴旋转。
第一臂12具有前端部121和基端部122,基端部122可旋转地连接到设置部111。第二臂13的基端部132可旋转地连接到第一臂12的前端部121。
第二臂13具有前端部131和基端部132,基端部132绕第二旋转轴OB的轴可旋转地连接到第一臂12的前端部121。第一旋转轴OA和第二旋转轴OB均沿水平方向延伸且平行。例如,未图示的末端执行器或第三臂等连接到第二臂13的前端部131。
需要说明的是,作为末端执行器,虽未图示,但可举出具有吸附部且通过该吸附部的吸附来抓握货物或其他作业对象物的构成的部件。需要说明的是,作为末端执行器,不限定于上述构成,例如也可以是具有能够接近、分离的一对抓握部件的手、研磨机、研削机、切削机、喷枪、激光照射器、螺丝刀、扳手等工具。
连杆机构30是将第二驱动源5输出的旋转力向第二臂13传递的机构,并具有:第一连杆31、第二连杆32、第三连杆33、第一臂12、第一关节J1、第二关节J2、第三关节J3以及第四关节J4。需要说明的是,第一臂12也可以不是连杆机构30的构成要件。在该情况下,例如设为将与第一臂12平行的第四连杆固定于第一臂12的构成。作为第一臂12的替代,所述第四连杆成为连杆机构30的构成要素。
参照图1和图4对连杆机构30的构成进行详细说明。
第一连杆31呈长条形,并具有一端部311和另一端部312。向与第一连杆31的长边方向正交的方向突出的轴部310紧固或一体地形成于第一连杆31的一端部311。通过该轴部310,第一连杆31的一端部311绕沿着水平方向的第一旋转轴OA可旋转地连接到基台11的设置部112。第二连杆32的一端部321通过第二关节J2绕沿着水平方向的轴可旋转地连结到第一连杆31的另一端部312。第二关节J2由第二驱动源5的第二输出轴50和形成于第一连杆31的贯通孔313构成。第二输出轴50可旋转地插通贯通孔313。第二输出轴50固定于第二连杆32的一端部321。
第二连杆32呈长条形,并具有一端部321和另一端部322。第二连杆32的一端部321绕沿着水平方向的轴旋转地可连接到第一连杆31的另一端部312。第三连杆33通过第三关节J3绕沿着水平方向的轴可旋转地连结到第二连杆32的另一端部322。
第三连杆33呈长条形,并具有一端部331和另一端部332。第三连杆33的一端部331绕沿着水平方向的轴可旋转地连接到第二连杆32的另一端部322。第三连杆33的另一端部332固定于第二臂13的基端部132。第三连杆33以在第二臂13的基端侧延长上延出的方式固定于第二臂13的基端部132。另外,第一臂12的前端部121通过第四关节J4绕沿着水平方向的轴可旋转地连结到第三连杆33的另一端部332。需要说明的是,示出了第三连杆33为与第二臂13分体的构成,但是它们也可以是一体的。
需要说明的是,如前所述,第一关节J1由设置部111的贯通孔111A、第一驱动源4的第一输出轴40、设置部112的贯通孔112A以及第一连杆31的轴部310构成。
在这样的连杆机构30中,第一连杆31和第三连杆33是相同的长度并且平行,第二连杆32和第一臂12是相同的长度并且平行。由此,无论第一臂12和第二臂13的姿态、即旋转角度如何,第一连杆31和第三连杆33维持平行的状态,第二连杆32和第一臂12维持平行的状态。
如图4所示,第一驱动源4具有:输出使第一臂12旋转的旋转力的第一输出轴40、电机41、编码器42、减速器43以及壳体44。
电机41、编码器42和减速器43收纳在壳体44内。电机41、编码器42和减速器43相对于壳体44固定。第一输出轴40从壳体44突出。
电机41通过未图示的电机驱动器与控制装置3电连接,通过控制装置3控制对电机驱动器的通电条件来控制电机41的运转。通过控制装置3的控制,电机41能够向正反中的任一方向旋转,第一输出轴40对应电机41的旋转方向和旋转速度旋转。控制装置3控制电机41的旋转速度、即旋转方向、旋转量和角速度。
电机41的输出轴连接到减速器43的输入侧,并具有使电机41的旋转速度减速的功能。在本实施方式中,减速器43的输出轴是第一驱动源4的第一输出轴40。但是,并不限定于该构成,也可以省略减速器43。在该情况下,电机41的输出轴变为第一驱动源4的第一输出轴40。
编码器42检测电机41的旋转角、即包含正反的旋转量和角速度,并将该信息发送到控制装置3。由此,控制装置3基于来自编码器42的信息能够控制电机41的运转。作为编码器42,例如能够使用旋转编码器。
这样的第一驱动源4的壳体44固定于基台11的设置部111,第一输出轴40固定于第一臂12的基端部122。在第一驱动源4中,在第一输出轴40插入设置部111的贯通孔111A的状态下,壳体44固定于台阶部111B。第一臂12固定于第一输出轴40的从贯通孔111A突出的部分。
通过这样的构成,例如,在第二关节J2旋转自如且第一连杆31旋转固定的情况下,当电机41进行驱动且第一输出轴40沿预定方向旋转时,固定于第一输出轴40的第一臂12如图2中的虚线所示,相对于设置部111绕第一旋转轴OA旋转。此时,连接到第一臂12的前端部121的第二臂13也与第一臂12的前端部121一起向图2中的横向位移。通过该位移,固定于第二臂13的第三连杆33也同样地进行位移。由于第一连杆31、第二连杆32及第三连杆33可旋转地互相连接,因此各连杆伴随第三连杆33的位移互相旋转。其结果,整个连杆机构30以在第一臂12和第二连杆32维持平行的状态的同时,第一连杆31和第三连杆33维持平行的状态的方式进行变形。
第二驱动源5具有:输出使第二连杆32旋转的旋转力的第二输出轴50、电机51、编码器52、减速器53以及壳体54。
电机51、编码器52以及减速器53收纳在壳体54内。电机51、编码器52以及减速器53相对于壳体54设置为固定。第二输出轴50从壳体54突出。
电机51通过未图示的电机驱动器与控制装置3电连接,通过控制装置3控制对电机驱动器的通电条件来控制电机51的运转。通过控制装置3的控制,电机51能够向正反中的任一方向旋转,第二输出轴50对应电机51的旋转方向和旋转速度旋转。控制装置3控制电机51的旋转速度、即旋转方向、旋转量和角速度。
电机51的输出轴连接到减速器53的输入侧,并具有使电机51的旋转速度减速的功能。在本实施方式中,减速器53的输出轴是第二驱动源5的第二输出轴50。但是,并不限定于该构成,也可以省略减速器53。在该情况下,电机51的输出轴变为第二驱动源5的第二输出轴50。
编码器52检测电机51的旋转角、即包含正反的旋转量和角速度,并将该信息发送到控制装置3。由此,控制装置3能够基于来自编码器52的信息控制电机51的运转。作为编码器52,例如可以使用旋转编码器。
这样的第二驱动源5的壳体54固定于第一连杆31的另一端部312,第二输出轴50固定于第二连杆32的一端部321。因此,第二驱动源5相对于第一驱动源4配置在偏离第一连杆31的长边方向的位置。在第二驱动源5中,在第二输出轴50插入第一连杆31的贯通孔313的状态下,壳体54固定于台阶部314。第二连杆32固定于第二输出轴50的从贯通孔313突出的部分。
通过这样的构成,当电机51进行驱动且第二输出轴50沿预定方向旋转时,如图3中虚线所示,第二连杆32相对于第一连杆31旋转,并沿第二连杆32的长边方向位移。此时,因为连接到第二连杆32的另一端部322的第三连杆33的一端部331沿图3中的上下方向位移,所以第三连杆33和固定于第三连杆33的第二臂13以绕第二旋转轴OB旋转的方式进行位移。由于第一连杆31、第二连杆32及第三连杆33可旋转地互相连接,因此各连杆伴随第二连杆32和第三连杆33的位移互相旋转。其结果,整个连杆机构30以在第一臂12和第二连杆32维持平行的状态的同时,第一连杆31和第三连杆33维持平行的状态的方式进行变形。
通过以连杆机构30维持平行四边形或矩形的方式进行变形,能够使第二臂13旋转,并且在使第一臂12旋转时,能够不阻碍其旋转地实现机械臂10的顺畅运动。
如以上说明的,通过驱动第一驱动源4,第二臂13沿其长边方向位移,通过驱动第二驱动源5,第二臂13以第二旋转轴OB为中心旋转。并且,通过驱动前述的未图示的电机,机械臂10和连杆机构30绕铅垂旋转轴O旋转。通过适当地组合这样的机械臂10绕铅垂旋转轴O的旋转、第二臂13在长边方向上的位移以及第二臂13绕第二旋转轴OB的旋转,能够使第二臂13的前端部131和安装于此的末端执行器等移动到作业空间内的期望的位置。
下面参照示出现有的构造的图5和示出本实施方式的构造的图6进行详细说明。
首先,对现有的机器人1′的构造进行说明。图5中记载的附图标记上标记了“′”的附图标记相当于图6中记载的相同的附图标记。
现有,如图5所示,当从铅垂方向观察时,相当于第一驱动源4的驱动源的重心G1′和相当于第二驱动源5的驱动源的重心G2′都位于相当于第一旋转轴OA的第一旋转轴OA′上。即,重心G1′和重心G2′位于相当于机械臂10的机械臂10′的根部、即基端部附近。因此,为了获得机械臂10′的重量与例如以位于基台的基端侧的方式连接到基台的锤的平衡,需要将锤的重心G0′与第一旋转轴OA′的距离D′设置得足够大,或者需要充分地对锤的重量增重。其结果,现有,整个机器人1′会大型化。
接下来,对机器人1的构造进行说明。
如图6所示,当从铅垂方向观察时,第一驱动源4的重心G1位于第一旋转轴OA上,但是第二驱动源5的重心G2隔着第一旋转轴OA位于与第二臂13的前端部131相反的一侧,也就是比第一旋转轴OA更靠图中左侧。即,第二驱动源5也作为用于获得机械臂10的重量平衡的锤发挥功能。例如,在通过设置于机械臂10的前端部的末端执行器抓握货物的情况下,机械臂10可能倾斜,但能够通过第二驱动源5获得机械臂10的重量平衡。其结果,能够实现机器人1的小型化。另外,也有助于整个机器人1的轻量化。因为在使机械臂10绕铅垂旋转轴O的轴旋转时的连杆机构30的旋转半径变小,所以也有能够确保机械臂10的作业区域更宽广的优点。
需要说明的是,在本实施方式中,虽然是第二驱动源5的重心G2隔着第一旋转轴OA位于与第二臂13的前端部131相反的一侧的构成,但是在本发明中并不限定于此,也可以是第一驱动源4的重心G1隔着第一旋转轴OA位于与第二臂13的前端部131相反的一侧的构成。另外,如后面所述,也可以是第一驱动源4的重心G1和第二驱动源5的重心G2双方隔着第一旋转轴OA位于与第二臂13的前端部131相反的一侧的构成。
另外,如图6所示,当从铅垂方向观察时,第一驱动源4位于比第二臂13的中心轴O3更靠一侧、即图6中下侧,第二驱动源5位于比第二臂13的中心轴O3更靠另一侧、即图6中上侧。
换言之,第一驱动源4和第二驱动源5隔着第二臂13的中心轴O3位于互相相反的一侧。更详细而言,当从铅垂方向观察时,第一驱动源4的重心G1和第二驱动源5的重心G2隔着第二臂13的中心轴O3位于互相相反的一侧。由此,隔着第二臂13的中心轴O3的两侧的重量平衡变好。因而,能够更加稳定且安全地进行机械臂10的运转。
另外,重心G0与第一旋转轴OA的距离D和重心G2与第一旋转轴OA的距离d的比d/D无特别限定,优选为0.2以上且1以下,更优选为0.3以上且0.7以下。由此,功能更加明显地发挥上述效果。需要说明的是,d/D的值不限定于上述值,也可以是d/D>1。
如以上所说明的,机器人1具备:基台11;第一臂12,绕沿着水平方向的第一旋转轴OA的轴可旋转地连接到基台11;第二臂13,具有前端部131和基端部132,且基端部132绕与第一旋转轴OA平行的第二旋转轴OB的轴可旋转地连接到第一臂12;第一驱动源4,具有输出旋转驱动第一臂12的旋转力的第一输出轴40;第二驱动源5,具有输出旋转驱动第二臂13的旋转力的第二输出轴50;以及连杆机构30,以第一臂12的基端侧为起点通过多个连杆连接到第一臂12的前端侧,并将由第二驱动源5产生的旋转力传递到第二臂13。另外,在机器人1中,当从铅垂方向观察时,第一驱动源4的重心G1和第二驱动源5的重心G2中的至少一方隔着第一旋转轴OA位于与第二臂13的前端部131相反的一侧。由此,能够使第二驱动源5作为锤发挥功能,且无需追加锤。所以,能够实现机器人1的小型化。
另外,如前所述,连杆机构30具有:第一连杆31、第二连杆32、第三连杆33、将第一臂12和第一连杆31可旋转地连结的第一关节J1、将第一连杆31和第二连杆32可旋转地连结的第二关节J2、将第二连杆32和第三连杆33可旋转地连结的第三关节J3以及将第三连杆33和第一臂12可旋转地连结的第四关节J4。由此,因为通过连杆机构30,能够将第二驱动源5输出的旋转力高效且准确地传递到第二臂13,所以能够稳定且再现性良好地进行机械臂10的动作。
另外,如前所述,第二驱动源5固定于所述第一连杆31,第二输出轴50固定于第二连杆32,第二关节J2具有第二输出轴50和形成于第一连杆31且第二输出轴50可旋转地插通的第一插通孔、即贯通孔313。由此,通过由第二输出轴50和贯通孔313构成第二关节J2,能够简化第二关节J2的构成,另外能够充分地发挥第二关节J2的功能。
另外,如前所述,当从铅垂方向观察时,第一驱动源4和第二驱动源5隔着第二臂13的中心轴O3位于互相相反的一侧。由此,隔着第二臂13的中心轴O3的两侧的重量平衡变好。
第二实施方式
图7为在本发明的机器人的第二实施方式中相当于图1中A-A线剖视图的剖视图。
下面参照这些图对本发明的机器人的第二实施方式进行说明,但是,在下文中以与第一实施方式的不同点为中心进行说明,对于同样的事项则省略说明。
如图7所示,第二驱动源5的壳体54固定于第二连杆32的一端部321,第二输出轴50固定于第一连杆31的另一端部312。具体地,作为第二插通孔的贯通孔323形成于第二连杆32,且使第二输出轴50可旋转地插通。另外,第二关节J2由第二输出轴50和贯通孔323构成。
根据这样的构成,与第一实施方式同样,能够实现机器人1的小型化,并且壳体44和壳体54相对于中心轴O3位于一侧、即机器人1的一侧。也就是说,第一驱动源4和第二驱动源5均位于第一臂12在图7中的下侧。由此,例如,在进行第一驱动源4和第二驱动源5的维护、修理等作业时,即便是在对任一驱动源进行作业的情况下,也能够从相同的一侧进行访问。所以,能够容易地进行第一驱动源4和第二驱动源5的维护、修理等作业。
由此可见,第二驱动源5固定于第二连杆32,第二输出轴50固定于第一连杆31,第二关节J2具有第二输出轴50和形成于第二连杆32且第二输出轴50可旋转地插通的第二插通孔、即贯通孔323。由此,因为能够简化第二关节J2的构成,并且能够对第一臂12在单侧配置第一驱动源4和第二驱动源5,所以能够提高维护、修理等作业中的作业性。
第三实施方式
图8为在本发明的机器人的第三实施方式中相当于图1中A-A线剖视图的剖视图。图9为示出第一旋转轴与第一和第二驱动源的重心G1、G2在图8所示的机器人的构造中的位置关系的示意图。
下面参照这些图对本发明的机器人的第三实施方式进行说明,但在下文中以与第一实施方式的不同点为中心进行说明,对于同样的事项省略说明。
如图8和图9所示,第一驱动源4具有:减速器43、配置于在远离第一旋转轴OA的方向上与减速器43分离的位置处的电机41和编码器42、动力传递部45以及壳体44。电机41和编码器42配置在同一轴上。
电机41、编码器42、减速器43以及动力传递部45收纳在壳体44内。电机41、编码器42以及减速器43相对于壳体44设置为固定。第一输出轴40从壳体44突出。
减速器43在收纳于壳体44的状态下固定于贯通孔111A的台阶部111B。减速器43的输出轴431为第一输出轴40,并固定于第一臂12的基端部122。
电机41和编码器42隔着第一旋转轴OA位于与第二臂13的前端部131相反的一侧。电机41、编码器42以及减速器43在相对于壳体44固定的状态下保持它们的位置关系,同时固定于基台11的设置部111。
电机41的输出轴411和减速器43的输入轴432通过动力传递部45连接。动力传递部45具有将电机41的输出轴411输出的旋转力传递到减速器43的输入轴432的功能。
在本实施方式中,动力传递部45由固定于输出轴411的链轮、固定于输入轴432的链轮以及缠绕在两链轮之间的链条构成。
另外,作为动力传递部45的其他构成,可举出由固定于输出轴411的齿轮、固定于输入轴432的齿轮、缠绕在所述两齿轮之间并且在内周侧具有与两齿轮啮合的齿的环形齿形带构成的部件。
作为动力传递部45的又一另外的构成,可举出由互相啮合的多个齿轮构成的齿轮系。
当输出轴411通过电机41的驱动沿预定方向旋转时,该旋转力通过动力传递部45传递到减速器43的输入轴432,并由减速器43减速,作为第一输出轴40的输出轴431旋转。然后,通过第一输出轴40旋转,固定于第一输出轴40的第一臂12旋转。
根据这样的构成的第三实施方式,因为电机41和编码器42隔着第一旋转轴OA位于与第二臂13的前端部131相反的一侧,所以,对应地,如图9所示,能够使第一驱动源4的重心G1隔着第一旋转轴OA位于与第二臂13的前端部131相反的一侧。即,不仅重心G2,也能够使重心G1隔着第一旋转轴OA位于与第二臂13的前端部131相反的一侧。所以,能够实现机器人1的进一步的小型化。
由此,在本实施方式中,重心G1和重心G2双方隔着第一旋转轴OA位于与第二臂13的前端部131相反的一侧。由此,能够实现机器人1的进一步的小型化。
另外,在本实施方式中,当从铅垂方向观察时,第一驱动源4和第二驱动源5隔着第二臂13的中心轴O3位于互相相反的一侧。由此,隔着第二臂13的中心轴O3的两侧的重量平衡变好。
需要说明的是,即便是在本实施方式中,也能够使第二驱动源5的设置方向、设置构造等与所述第二实施方式相同。即,将构成设为,第二驱动源5固定于第二连杆32,第二输出轴50固定于第一连杆31,第二关节J2具有第二输出轴50和形成于第二连杆32且第二输出轴50可旋转地插通的第二插通孔、即贯通孔323。由此,能够得到与所述同样的效果。即,因为能够简化第二关节J2的构成,并且对第一臂12能够在单侧配置第一驱动源4和第二驱动源5,所以能够提高维护、修理等作业中的作业性。
接下来,对本发明的变形例进行说明。
第一变形例
如前所述,在本发明中,重心G1和重心G2中的至少一方,优选为双方隔着第一旋转轴OA位于与第二臂13的前端部131相反的一侧。当以其他观点来理解本发明时,也可以说,第一驱动源4的第一输出轴40和第二驱动源5的第二输出轴50中的至少一方,优选为双方隔着第一旋转轴OA位于与第二臂13的前端部131相反的一侧(参照图4、图6、图7和图8)。在该情况下也会发挥与前述的本发明的效果同样的效果。
第二变形例
当以又一其他观点来理解本发明时,也可以说,第一驱动源4的电机41和第二驱动源5的电机51中的至少一方,优选为双方隔着第一旋转轴OA位于与第二臂13的前端部131相反的一侧(参照图4、图6、图7和图8)。在该情况下也会发挥与前述的本发明的效果同样的效果。
第三变形例
当以再一其他观点来理解本发明时,也可以说,在将第一驱动源4和第二驱动源5设为一个驱动源部,并将该驱动源部的整体重心设为重心G3时,重心G3隔着第一旋转轴OA位于与第二臂13的前端部131相反的一侧(参照图9)。在该情况下也会发挥与前述的本发明的效果同样的效果。
第四变形例
当将把重心G1和重心G2连起的线段的中点设为重心G12时,在所述第三变形例中,使用重心G12来代替重心G3。即,在本发明中,能够设为重心G12隔着第一旋转轴OA位于与第二臂13的前端部131相反的一侧(参照图9)。在该情况下也会发挥与前述的本发明的效果同样的效果。
第五变形例
即便通过上述各实施方式或各变形例还是无法充分获得机械臂10的重量平衡时,也可以追加锤。在该情况下,可以将第一连杆31向与第二臂13相反的一侧延长来配置锤。但是,已经可以通过第二驱动源5获得施加到机械臂10的前端侧的负荷的一部分的重量平衡。由此,对应第二驱动源5的重量,与现有相比,能够减少锤的重量、即体积,或者能够缩短第一连杆31向与第二臂13相反的一侧延长的长度。其结果,能够实现机器人1的小型化。另外,也有助于整个机器人1的轻量化。另外,因为使机械臂10绕铅垂旋转轴O的轴旋转时锤的旋转半径与现有相比也变小,所以也有能够确保机械臂10的作业区域更宽广的优点。
上述的第一~第四变形例能够应用于在前述第一~第三实施方式中分别说明或图示的构成。
以上就图示的各实施方式和各变形例对本发明的机器人进行了说明,但是本发明并不限定于这些。能够将各实施方式和各变形例中的构成适当组合或替换。另外,也可以在机器人中附加任意的构成。另外,机器人的各部可以置换为能够发挥同样的功能的任意的构成。
Claims (6)
1.一种机器人,其特征在于,具备:
基台;
第一臂,绕沿着水平方向的第一旋转轴的轴可旋转地连接到所述基台;
第二臂,具有前端部和基端部,且所述基端部绕与所述第一旋转轴平行的第二旋转轴的轴可旋转地连接到所述第一臂,
第一驱动源,具有输出旋转驱动所述第一臂的旋转力的第一输出轴;
第二驱动源,具有输出旋转驱动所述第二臂的旋转力的第二输出轴;以及
连杆机构,以所述第一臂的基端侧为起点,通过多个连杆连接到所述第一臂的前端侧,并将由所述第二驱动源产生的旋转力向所述第二臂传递,
当从铅垂方向观察时,所述第一驱动源的重心G1和所述第二驱动源的重心G2中的至少一方隔着所述第一旋转轴位于与所述第二臂的前端部相反的一侧。
2.根据权利要求1所述的机器人,其中,
所述连杆机构具有:
第一连杆;
第二连杆;
第三连杆;
第一关节,可旋转地连结所述第一臂和所述第一连杆;
第二关节,可旋转地连结所述第一连杆和所述第二连杆;
第三关节,可旋转地连结所述第二连杆和所述第三连杆;以及
第四关节,可旋转地连结所述第三连杆和所述第一臂。
3.根据权利要求2所述的机器人,其中,
所述第二驱动源固定于所述第一连杆,
所述第二输出轴固定于所述第二连杆,
所述第二关节具有所述第二输出轴和形成于所述第一连杆且所述第二输出轴可旋转地插通的第一插通孔。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的机器人,其中,
当从所述铅垂方向观察时,所述第一驱动源和所述第二驱动源隔着所述第二臂的中心轴位于互相相反的一侧。
5.根据权利要求2所述的机器人,其中,
所述第二驱动源固定于所述第二连杆,
所述第二输出轴固定于所述第一连杆,
所述第二关节具有所述第二输出轴和形成于所述第二连杆且所述第二输出轴可旋转地插通的第二插通孔。
6.根据权利要求1、2、3以及5中任一项所述的机器人,其中,
所述重心G1和所述重心G2双方隔着所述第一旋转轴位于与所述第二臂的所述前端部相反的一侧。
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