DE102020104558A1

DE102020104558A1 - Fixierungseinrichtung für einen roboter, roboter und robotersystem

Info

Publication number: DE102020104558A1
Application number: DE102020104558.1A
Authority: DE
Inventors: Wataru Murakami; Kazutaka Nakayama
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2019-02-28
Filing date: 2020-02-20
Publication date: 2020-09-03
Also published as: US20200276717A1; CN111618907A; JP2020138289A; US11305415B2; JP7053522B2

Abstract

Fixierungseinrichtung 4, die einen Roboter 1 mit einem an einem Wagen 2 befestigten Roboterhauptkörper 3 an einer äußeren Struktur F in einem Positionierungszustand fixiert, wobei der Wagen 2 zur Fortbewegung auf einer Bodenfläche F in der Lage ist, wobei die Einrichtung 4 Folgendes umfasst: eine erste Einheit 41, die in dem Roboter 1 oder der äußeren Struktur F vorgesehen ist; eine zweite Einheit 42, die in dem jeweils anderen Element - dem Roboter 1 oder der äußeren Struktur F - vorgesehen ist; einen Positionierungsmechanismus, der die relative Beziehung zwischen dem Wagen 2 und dem Roboter 1 und der äußeren Struktur F durch die Verwendung der ersten Einheit 41 und der zweiten Einheit 42 bestimmt; und einen Verriegelungsmechanismus, der den Wagen 2 und den Roboter 1 und die äußere Struktur F verriegelt.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Fixierungseinrichtung für einen Roboter, einen Roboter und ein Robotersystem.
Stand der Technik
Es ist ein Arbeitsroboter bekannt, der einen beweglichen Teil, der zwischen Stationen, die in einer Fertigungsstraße vorgesehen sind, beweglich ist, und einen Arbeitsteil, der an dem beweglichen Teil befestigt ist und Arbeiten an jeder Station durchführt, umfasst (siehe beispielsweise PTL 1).
Liste bekannter Schriften
Patentliteratur
[PTL 1] Ungeprüfte japanische Patentanmeldung, Veröffentlichungsnr. 2018-118341
Kurzdarstellung der Erfindung
Technisches Problem
Zur Durchführung von Arbeiten an jeder Station von einem Roboter, der den Arbeitsteil umfasst, ist es erwünscht, dass der bewegliche Teil akkurat bezüglich der Station positioniert wird.
Zur Umsturzverhinderung ist es erwünscht, dass der Roboter fest an einer äußeren Struktur fixiert ist.
Lösung des Problems
Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist eine Fixierungseinrichtung, die einen Roboter mit einem an einem Wagen befestigten Roboterhauptkörper an einer äußeren Struktur in einem Positionierungszustand fixiert, wobei der Wagen zur Fortbewegung auf einer Bodenfläche in der Lage ist, wobei die Einrichtung Folgendes umfasst: eine erste Einheit, die in dem Roboter oder der äußeren Struktur vorgesehen ist; eine zweite Einheit, die in dem jeweils anderen Element - dem Roboter oder der äußeren Struktur - vorgesehen ist; einen Positionierungsmechanismus, der die relative Beziehung zwischen dem Wagen und dem Roboter und der äußeren Struktur durch die Verwendung der ersten Einheit und der zweiten Einheit bestimmt; und einen Verriegelungsmechanismus, der den Wagen und den Roboter und die äußere Struktur verriegelt.
Figurenliste

[1] 1 ist ein Schemadiagramm, das einen beweglichen Roboter und eine Fixierungseinrichtung für den beweglichen Roboter gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
[2] 2 ist eine Längsschnittteilansicht, die die Fixierungseinrichtung von 1 darstellt.
[3] 3 ist eine Längsschnittansicht, die einen Zustand, in dem eine Spitze einer Welle einer ersten Einheit der Fixierungseinrichtung von 2 in eine Innenbohrung einer zweiten Einheit eingeführt ist, darstellt.
[4] 4 ist eine Längsschnittteilansicht, die einen Zustand, in dem ein Klemmmechanismus aus dem Zustand von 3 betätigt wird, darstellt.
[5] 5 ist eine Längsschnittteilansicht, die einen fixierten Zustand, in dem ein Eingriffsstück weiter aus dem Zustand von 4 vorragt und eine erste kreisförmige konische Fläche und eine kreisförmige konische Innenfläche in engen Kontakt miteinander gebracht sind, darstellt.
[6] 6 ist eine Längsschnittteilansicht, die eine Modifikation des Eingriffsstücks in 5 darstellt.
[7] 7 ist eine perspektivische Teilansicht, die eine Modifikation der Fixierungseinrichtung von 2 darstellt.
[8] 8 ist eine perspektivische Teilansicht, die einen fixierten Zustand, in dem geneigte Ebenen der ersten Einheit in engen Kontakt mit geneigten Ebenen der zweiten Einheit aus dem Zustand von 7 gebracht sind, darstellt.
[9] 9 ist eine perspektivische Teilansicht, die eine Modifikation der Fixierungseinrichtung von 7 darstellt.
[10] 10 ist eine Längsschnittteilansicht, die die Modifikation der Fixierungseinrichtung von 2 darstellt.
[11] 11 ist eine Längsschnittteilansicht, die einen Zustand, in dem eine Halterung aus dem Zustand von 10 abgesenkt ist und der Klemmmechanismus weiter betätigt wird und die erste kreisförmige konische Fläche und die kreisförmige konische Innenfläche in engen Kontakt miteinander gebracht werden, darstellt.
[12] 12 ist eine Längsschnittteilansicht, die einen fixierten Zustand, in dem die Halterung weiter aus dem Zustand von 11 abgesenkt ist und Räder von einer Bodenfläche angehoben werden, darstellt.
[13] 13 ist eine Längsschnittteilansicht, die eine Modifikation der Fixierungseinrichtung von 10 darstellt.
[14] 14 ist eine Längsschnittteilansicht, die einen Zustand, in dem die Welle aus dem Zustand von 13 abgesenkt ist und die erste kreisförmige konische Fläche und die kreisförmige konische Innenfläche in engen Kontakt miteinander gebracht sind, darstellt.
[15] 15 ist ein Schemadiagramm, das ein bewegliches Robotersystem gemäß einer Positionsausführung der vorliegenden Offenbarung darstellt.

Beschreibung von Ausführungsformen
Ein beweglicher Roboter 1 und eine Fixierungseinrichtung 4 des beweglichen Roboters 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Der bewegliche Roboter (Roboter) 1 gemäß dieser Ausführungsform umfasst einen Wagen 2 mit Rädern 21, die zur Fortbewegung auf einer Bodenfläche F in der Lage sind, und einen Roboterhauptkörper 3, der an dem Wagen 2 befestigt ist, wie in 1 dargestellt wird.
Der Wagen 2 bewegt sich automatisch oder manuell auf der Bodenfläche F fort.
Der Roboterhauptkörper 3 ist beispielsweise ein kollaborativer Roboter, der sich einen Arbeitsplatz mit einem Arbeiter ohne Vorsehen eines Sicherheitszauns teilt, und ist beispielsweise ein 6-Achs-Gelenkroboter.
An dem Wagen 2 ist eine Steuerung 31 des Roboterhauptkörpers 3 befestigt. Die Steuerung 31 betreibt den Roboterhauptkörper 3 entsprechend einem zuvor erlernten Programm.
Die Fixierungseinrichtung 4 gemäß dieser Ausführungsform umfasst eine erste Einheit 41, die auf der Bodenfläche (äußeren Struktur) F installiert ist, und eine zweite Einheit 42, die in dem Wagen 2 vorgesehen ist, wie in 2 dargestellt wird.
Die erste Einheit 41 umfasst eine Welle 43, die sich horizontal vorkragend erstreckt. Die Welle 43 ist mit einer ersten kreisförmigen konischen Fläche (konischen Fläche) 44 versehen, die sich zu einer Spitze hin verjüngt. Geneigte Ebenen, die in der Rückwärtsrichtung in demselben Winkel auf beiden Seiten zu einer Achse der dazwischen angeordneten Welle 43 geneigt sind, werden durch die erste kreisförmige konische Fläche 44 gebildet.
Die Welle 43 ist mit einem Säulenteil 45 versehen, der sich entlang der Achse der Welle 43 zu der Spitze bezüglich der ersten kreisförmigen konischen Fläche 44 hin erstreckt. Der Außendurchmesser des Säulenteils 45 entspricht dem Mindestdurchmesser der ersten kreisförmigen konischen Fläche 44. Die Spitze des Säulenteils 45 ist mit einem scheibenartigen Teil 46, der einen größeren Durchmesser als der Säulenteil 45 aufweist, versehen und umfasst eine zweite kreisförmige konische Fläche 47, die sich der ersten kreisförmigen konischen Fläche 44 gegenüberliegend zu einer Basisendseite auf der Basisendseite des scheibenförmigen Teils 46 erstreckt.
Die zweite Einheit 42 umfasst eine Halterung 48, die an einer vorderen Fläche des Wagens 2 angeordnet ist, eine Innenbohrung 48a, die zu einer Spitze der Halterung 48 hin offen ist und sich in der nach vorne und nach hinten verlaufenden Richtung erstreckt, und einen Klemmmechanismus (einen Verriegelungsmechanismus, Drückmechanismus) 50, der in der Halterung 48 vorgesehen ist. Die Innenbohrung 48a der Halterung 48 ist ausreichend größer als der Außendurchmesser des scheibenartigen Teils 46 der ersten Einheit 41, und die Mittelachse der Innenbohrung 48a ist auf einer Höhe, die der Achse der Welle 43 der ersten Einheit 41 entspricht, angeordnet.
Eine kreisförmige konische Innenfläche (Fläche für engen Kontakt) 49, die eine zu der ersten kreisförmigen konischen Fläche 44 komplementäre Form aufweist, ist an einer Spitze der Innenbohrung 48a der Halterung 48 vorgesehen.
Der Klemmmechanismus 50 umfasst ein Paar Kolben 52, die die Eingriffsstücke 51 in die die Mittelachse der Innenbohrung 48 der Halterung 48 schneidende Richtung, beispielsweise in die orthogonale Richtung, vorschieben oder zurückziehen, an gegenüberliegenden Positionen mit der Mittelachse dazwischen.
Gemäß der Darstellung in 2 können die Kolben 52 bewirken, dass sich die Eingriffsstücke 51 zwischen einer derartigen Position, dass sie bezüglich der Innenfläche der Innenbohrung 48a der Halterung 48 radial nach außen zurückgezogen sind, und einer derartigen Position, dass sie von der Innenfläche der Innenbohrung 48a radial nach innen vorragen, hin- und herbewegen, wie in 5 dargestellt wird. Leistung wird von einer in dem Wagen 2 befestigten Antriebsquelle 32 für den Betrieb der Kolben 52 zugeführt. Es kann eine beliebige Antriebsquelle, wie z. B. eine elektrische Antriebsquelle, eine hydraulische Antriebsquelle und eine pneumatische Antriebsquelle als die Antriebsquelle 32 für die Kolben 52 verwendet werden.
Die Kolben 52 werden durch eine Konfiguration angetrieben, bei der ein Zustand des von der Innenfläche der Innenbohrung 48a radial nach innen Vorragens beibehalten wird (Ruhestromkreis), wenn die Antriebsquelle 32 unterbrochen wird.
Die Eingriffsstück 51 können geneigte Ebenen 51a aufweisen, die in engen Kontakt mit der zweiten kreisförmigen konischen Fläche 47 gebracht werden können, wie in 2 bis 5 dargestellt wird, oder können Spitzen mit Rollen 53 aufweisen, die auf der zweiten kreisförmigen konischen Fläche 47 Rollen können, wie in 6 dargestellt wird.
Es wird die Arbeitsweise des so konfigurierten beweglichen Roboters 1 und der Fixierungseinrichtung 4 für den beweglichen Roboter 1 gemäß dieser Ausführungsform beschrieben.
Der Wagen 2 wird dahingehend betrieben, sich auf der Bodenfläche F fortzubewegen, so dass der an dem Wagen 2 befestigte Roboterhauptkörper 3 bewegt werden kann. Gemäß der Darstellung in 2 wird dafür gesorgt, dass sich die zweite Einheit 42 auf der vorderen Fläche des Wagens 2 nahe bei der auf der Bodenfläche F installierten ersten Einheit 41 befindet. Zu diesem Zeitpunkt werden die Kolben 52 des in der zweiten Einheit 42 vorgesehenen Klemmmechanismus 50 betätigt, so dass die Eingriffsstücke 51 auf der radial äußeren Seite bezüglich der Innenfläche der Innenbohrung 48a der Halterung 48 angeordnet sind.
Es wird dafür gesorgt, dass der scheibenartige Teil 46 in der Spitze der Welle 43 der ersten Einheit 41 mit einer Spitzenöffnung der Innenbohrung 48a der in der zweiten Einheit 42 vorgesehenen Halterung 48 zusammenfällt. Aus diesem Zustand wird der Wagen 2 weiter vorgeschoben, so dass die Welle 43 der ersten Einheit 41 in die Innenbohrung 48a der Halterung 48 der zweiten Einheit 42 eingeführt wird, wie in 3 dargestellt wird.
Gemäß der Darstellung in 3 wird, wenn die Welle 43 der ersten Einheit 41 ausreichend in die Innenbohrung 48a der Halterung 48 der zweiten Einheit 42 eingeführt ist, dafür gesorgt, dass sich die kreisförmige konische Innenfläche 49, die in der Spitze der Innenbohrung 48a vorgesehen ist, nahe der in der Welle 43 vorgesehenen ersten kreisförmigen konischen Fläche 44 befindet. Die Kolben 52 des Klemmmechanismus 50 werden in diesem Zustand betätigt, wie in 4 dargestellt wird, so dass die geneigten Ebenen 51a der Eingangsstücke 51, wenn die Eingangsstücke 51 von der Innenfläche der Innenbohrung 48a radial nach innen vorragen, in Kontakt mit der in dem scheibenartigen Teil 46 in der Innenbohrung vorgesehenen zweiten kreisförmigen konischen Fläche 47 gebracht werden.
Die zweite kreisförmige konische Fläche 47 weist eine geneigte Ebene auf, die sich zu einer Basisendseite der Welle 43 hin von einem Außenumfang des scheibenartigen Teils 46 verjüngt, und somit wirkt, wenn die geneigten Ebenen 51a der Eingriffsstücke 51 radial nach innen vorragen, während sie mit den geneigten Ebenen der zweiten kreisförmigen konischen Fläche 47 in Kontakt kommen, wie in 4 dargestellt wird, eine Komponentenkraft zur Spitze der Welle 43 von den Eingriffsstücken 41 auf die zweite kreisförmige konische Fläche 47. Demzufolge wird die Welle 43 weiter in die Innenbohrung 48a der Halterung 48 gezogen. Dann kommt, wenn die Welle 43 in die Innenbohrung 48a der Halterung 48 gezogen wird, die kreisförmige konische Innenfläche 49 der Halterung 48 mit der ersten kreisförmigen konischen Fläche 44 der Welle 43 in Kontakt, wie in 5 dargestellt wird.
Die kreisförmige konische Innenfläche 49 der Halterung 48 weist die Form, die zu der ersten kreisförmigen konischen Fläche 44 komplementär ist, auf, und somit werden, wenn dafür gesorgt wird, dass sich die kreisförmige konische Innenfläche 49 nahe in Richtung der Achse der Welle 43 befindet, die kreisförmige konische Innenfläche 49 und die erste kreisförmige konische Fläche 44 in engen Kontakt miteinander gebracht. Zu diesem Zeitpunkt wirkt eine äußere Kraft, die auf die erste kreisförmige konische Fläche 44 von der kreisförmigen konischen Innenfläche 49 wirkt, in der radialen entgegengesetzten Richtung von beiden Seiten, wobei sich die Achse der Welle 43 dazwischen befindet, über den gesamten Umfang um die Welle 43 herum und wird damit radial ausgeglichen.
Demzufolge wird die Halterung 48 in der orthogonal zu der Achse der Welle 43 verlaufenden Richtung an der Welle 43 fixiert. Die kreisförmige konische Innenfläche 49 wird in engen Kontakt mit der ersten kreisförmigen konischen Fläche 44 gebracht, so dass eine weitere Bewegung auch in der Richtung entlang der Achse der Welle 43 gesperrt wird. D. h., dass die erste Einheit 41 und die zweite Einheit 42 in sowohl der Richtung entlang der Achse der Welle 43 als auch der orthogonal zu der Achse verlaufenden Richtung verriegelt sind und der Wagen 2 fest auf der Bodenfläche F in einem akkurat positionierten Zustand verriegelt ist.
In diesem Fall sind die Form der ersten kreisförmigen konischen Fläche 44 der ersten Einheit 41 und die Form der kreisförmigen konischen Innenfläche 49 der zweiten Einheit 42 zueinander komplementär, und somit werden beide Flächen in Oberflächenkontakt miteinander gebracht, so dass die erste Einheit 41 und die zweite Einheit 42 eindeutig positioniert werden können.
Somit kann gemäß dem beweglichen Roboter 1 und der Fixierungseinrichtung 4 für den beweglichen Roboter 1 gemäß dieser Ausführungsform der bewegliche Roboter 1 fest an der Bodenfläche F als die äußere Struktur an einer Zielposition genau fixiert werden. Dadurch kann der Roboterhauptkörper 3 Arbeiten an der Zielposition ohne Korrektur des zuvor erlernten Programms genau durchführen. Das bedeutet, dass ein Vorteil darin besteht, dass der Roboterhauptkörper 3 unverzüglich an jeglichen Zielorten des Wagens 2 betrieben werden kann und Arbeiten effizient durchführt. Darüber hinaus wird der Roboterhauptkörper 3 fest an der Bodenfläche F als die äußere Struktur fixiert, und somit besteht ein Vorteil darin, dass das Umstürzen des Roboterhauptkörpers 3, auch wenn der Roboterhauptkörper 3 im Betrieb ist, verhindert werden kann.
Die Kolben 52 des Klemmmechanismus 50 werden durch den Ruhestromkreis betrieben und somit besteht ein Vorteil darin, dass selbst bei plötzlicher Unterbrechung der Antriebsquelle 32 das Lösen eines Klemmzustands von dem Klemmmechanismus 50 verhindert werden kann.
Bei dieser Ausführungsform dient die Bodenfläche F als die äußere Struktur. Stattdessen kann die erste Einheit 41 jedoch in einer äußeren Struktur, bei der es sich nicht um die Bodenfläche F handelt, vorgesehen sein. Der Fall, in dem die Welle 43 an der Bodenfläche F als die äußere Struktur fixiert ist und die Halterung 48 mit der Innenbohrung 48a an dem Wagen 2 fixiert ist, wird als Beispiel herangezogen. Jedoch kann auch ein entgegengesetzter Fall eingesetzt werden.
Es wird der Fall, in dem der Klemmmechanismus 50 die Kolben 52, die die Eingriffsstück 51 radial antreiben, aufweist, beispielhaft dargestellt. Stattdessen könnte die erste Einheit 41 jedoch durch magnetische Anziehungskraft von einem Elektromagneten, der in der zweiten Einheit 42 vorgesehen ist, angezogen werden, so dass die erste kreisförmige konische Fläche 44 und die kreisförmige konische Innenfläche 49 in nahen Kontakt miteinander gebracht werden können.
An das Innere der Innenbohrung 48a der zweiten Einheit 42 wird eine Saugkraft angelegt, um für einen Druckabfall zu sorgen, so dass die erste Einheit 41 in die zweite Einheit 42 eingesaugt werden kann.
Bei dieser Ausführungsform werden die geneigten Ebenen, die in der Umkehrrichtung in demselben Winkel auf beiden Seiten zur Achse der dazwischen angeordneten Welle 43 geneigt sind, durch die erste kreisförmige konische Fläche 44 gebildet. Stattdessen können gemäß der Darstellung in 7 und 8 geneigte Ebenen 43a, die durch ein Paar ebene Flächen, die in der Umkehrrichtung in demselben Winkel auf beiden Seiten zur Achse einer horizontal dazwischen angeordneten Welle 43 geneigt sind, gebildet werden, eingesetzt werden. Gleichermaßen kann die zweite kreisförmige konische Fläche 47 des scheibenartigen Teils 46 geneigte Ebenen sein, die durch ein Paar ebene Flächen, die in der Umkehrrichtung in demselben Winkel auf beiden Seiten zur Achse der horizontal dazwischen angeordneten Welle 43 geneigt sind, gebildet werden. Somit wird die Positionierung in der vertikalen Richtung fast durch die Räder 21 des Wagens 2 durchgeführt, und somit kann lediglich eine Positionierung in der horizontalen Richtung mit Genauigkeit sicher durchgeführt werden. Obgleich dies nicht dargestellt wird, sind auch ein Klemmmechanismus 50, Eingriffsstücke 51 und Kolben 52 in 7 und 8 vorgesehen.
Bei dieser Ausführungsform wird der Fall, in dem die einzige erste Einheit 41 und die einzige zweite Einheit 42 vorgesehen sind, beispielhaft dargestellt. Wie jedoch in 9 dargestellt wird, können zwei oder mehr erste Einheiten 41 und zwei oder mehr zweite Einheiten 42, die parallel entlang zwei oder mehr Achsen angeordnet sind, aneinander fixiert werden. Demzufolge ist es möglich, die Fixierung in einem Positionierungszustand genauer durchzuführen.
Bei dieser Ausführungsform wird der Fall, in dem die erste kreisförmige konische Fläche 44 der horizontal vorkragend angeordneten Welle 43 und die kreisförmige konische Innenfläche 49 der Innenbohrung 48a der auf der vorderen Fläche des Wagens 2 angeordneten Halterung 48 in engen Kontakt miteinander gebracht werden, beispielhaft dargestellt.
Stattdessen kann gemäß der Darstellung in 10 und 11 eine Komponente, die eine erste kreisförmige konische Fläche 44, die sich von der Bodenfläche F vertikal nach oben verjüngt, umfasst, als die Welle 43 der ersten Einheit 41 eingesetzt werden. Als die Halterung 48 der zweiten Einheit 42 kann eine Komponente, die eine Innenbohrung 48a, die nach unten hin offen ist, aufweist und sich in der Vertikalen Richtung von einer Bodenfläche des Wagens 2 vorschiebt oder zurückzieht, eingesetzt werden. In den Zeichnungen bezeichnet das Bezugszeichen 54 einen Hebemechanismus, der die Halterung 48 in der vertikalen Richtung anhebt und absenkt.
In diesem Fall werden drei oder mehr erste Einheiten 41 und drei oder mehr zweite Einheiten 42 vorzugsweise in Abständen in der horizontalen Richtung vorgesehen, die Halterungen 48 werden vorzugsweise abgesenkt, die kreisförmigen konischen Innenflächen 49 werden vorzugsweise in engen Kontakt mit ersten kreisförmigen konischen Flächen 44 gebracht und danach werden die Halterungen 48 vorzugsweise nach unten gedrückt, wie in 12 dargestellt wird. Somit können die Räder 21 von einer Bodenfläche F angehoben werden und ein Wagen 2 kann durch drei oder mehr Abschnitte stabil gestützt werden, und der Wagen 2 kann auch in der vertikalen Richtung positioniert werden.
In diesem Fall können gemäß der Darstellung in 13 und 14 die Wellen 43 und Halterungen 48 umplatziert sein, die Wellen 43 und die Innenbohrung in 48a können auf einer Seite des Wagens 2 bzw. einer Seite der Bodenfläche F angeordnet sein.
In diesem Fall können Elektromagnete (nicht dargestellt) in den Wellen 43 auf der Seite des Wagens 2 vorgesehen sein, magnetische Materialien (nicht dargestellt) können in den Halterungen 48 auf der Seite der Bodenfläche F vorgesehen sein, eine Magnetkraft kann in den Elektromagneten auf Basis eines Signals von einer Steuerung 31 mit dem Betrieb eines Hebemechanismus 54 erzeugt werden, und die ersten kreisförmigen konischen Flächen 44 der Wellen 43 und die kreisförmigen konischen Innenflächen 49 der Innenbohrungen 48a der Halterungen 48 können in einem Zustand von engem Kontakt fixiert werden. Magnetische Materialien können in den Wellen 43 auf der Seite des Wagens 2 vorgesehen sein, Elektromagneten können in den Halterungen 48 auf der Seite der Bodenfläche F vorgesehen sein. In diesem Fall wird eine Magnetkraft in den Elektromagneten auf der Seite der Bodenfläche F auf der Basis eines Signals von einer Steuerung 31 mit dem Betrieb eines Hebemechanismus 54 erzeugt, und die Wellen 43 und die Halterungen 48 werden aneinander fixiert.
Bei der oben erwähnten Ausführungsform werden die Fixierungseinrichtung 4 und der bewegliche Roboter 1, der mit der Fixierungseinrichtung 4 versehen ist, beschrieben. Die vorliegende Offenbarung kann jedoch als ein bewegliches Robotersystem 100, das einen beweglichen Roboter 1 und eine Fixierungseinrichtung 4 umfasst, konzipiert sein.
Das bedeutet, dass bei jeder der zuvor erwähnten Ausführungsformen der bewegliche Roboter 1 den Klemmmechanismus 50 umfasst und der Klemmmechanismus 50 von der in dem Wagen 2 befestigten Antriebsquelle 32 betrieben wird.
Stattdessen können gemäß der Darstellung in 15 eine Antriebsquelle 32, eine Näherungssensor 33 und ein Klemmmechanismus 50 auf der Seite einer äußeren Struktur X vorgesehen sein, und in einem Fall, in dem Nähe zwischen einer ersten Einheit 41 und einer zweiten Einheit 42 von einem Näherungssensor 33 detektiert wird, kann ein Klemmmechanismus 50 auf einer Seite der äußeren Struktur X betrieben werden und eine erste kreisförmige konische Fläche 44 und eine kreisförmige konische Innenfläche 49 können in engen Kontakt zueinander gebracht werden.
Des Weiteren können gemäß der Darstellung in 15 ein Sensor 34, der engen Kontakt zwischen einer ersten kreisförmigen konischen Fläche 44 und einer kreisförmigen konischen Innenfläche 49 detektiert, und ein Meldeteil 35, der in einem Fall, in dem der Sensor 34 den engen Kontakt detektiert, meldet, dass der Sensor 34 den engen Kontakt detektiert hat, vorgesehen sein.
Als der Sensor 34 können ein beliebiger Sensor, wie z. B. ein Schalter, der einen Betrieb der Eingriffsstücke 51 des Klemmmechanismus 50 detektiert, ein Kontaktschalter, der von der ersten kreisförmigen konischen Fläche 44 oder der kreisförmigen konischen Innenfläche 49 zum EIN/AUSSchalten gedrückt wird, ein kontaktloser Näherungsschalter, ein Sensor, der einen engen Kontakt durch eine Änderung des Kontaktwiderstands zwischen beiden oder eine Druckänderung detektiert, verwendet werden.
Ein beliebiges Mittel, wie z. B. ein Summer oder ein Lautsprecher, der eine Meldung durch Sprache durchführt, eine Leuchte oder eine Umlaufleuchte, die eine Meldung durch Licht durchführt, ein Monitor, der eine Meldung durch eine Bildschirmanzeige durchführt, ein Vibrator, der eine Meldung durch Vibration durchführt, können als der Meldeteil 35 eingesetzt werden.
Der Sensor 34 und der Meldeteil 35 können entweder auf der Seite des beweglichen Roboters 1 oder der Seite der äußeren Struktur X vorgesehen sein.
Der Sensor 34 kann auf der Seite des beweglichen Roboters 1 vorgesehen sein, eine Ausgabe von dem Sensor 34 kann zu der Steuerung 31 übertragen werden, und die Steuerung 31 kann zum Betreiben des beweglichen Roboters 1 lediglich dann, wenn der Sensor 34 engen Kontakt zwischen der ersten kreisförmigen konischen Fläche 44 und der kreisförmigen konischen Innenfläche 49 detektiert, in der Lage sein.
Demzufolge kann verhindert werden, dass der Roboterhauptkörper 3 in einem Zustand, in dem der Wagen 2 nicht fixiert ist, betrieben wird.
Der Verriegelungsmechanismus kann zur Durchführung einer Translationsbewegung in mindestens der monoaxialen Richtung in der Lage sein oder kann zur Durchführung einer Drehbewegung in mindestens der monoaxialen Drehrichtung in der Lage sein.
Der Wagen 2, der zum Fortbewegen auf einer Bodenfläche in der Lage ist, kann ein selbstfahrender Wagen (beispielsweise ein AGV) oder ein Handwagen sein.
Bezugszeichenliste

1: beweglicher Roboter (Roboter)
2: Wagen
3: Roboterhauptkörper
4: Fixierungseinrichtung
31: Steuerung
32: Antriebsquelle
34: Sensor
35: Meldeteil
41: erste Einheit
42: zweite Einheit
43: Welle
44: erste kreisförmige konische Fläche (geneigte Ebene, konische Fläche)
43a: geneigte Ebene
49: kreisförmige konische Innenfläche (Fläche für engen Kontakt)
50: Klemmmechanismus (Verriegelungsmechanismus, Drückmechanismus)
100: bewegliches Robotersystem
F: Bodenfläche (äußere Struktur)
X: äußere Struktur

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2018118341 [0003]

Claims

Fixierungseinrichtung, die einen Roboter mit einem an einem Wagen befestigten Roboterhauptkörper an einer äußeren Struktur in einem Positionierungszustand fixiert, wobei der Wagen zur Fortbewegung auf einer Bodenfläche in der Lage ist, wobei die Einrichtung Folgendes umfasst: eine erste Einheit, die in dem Roboter oder der äußeren Struktur vorgesehen ist; eine zweite Einheit, die in dem jeweils anderen Element - dem Roboter oder der äußeren Struktur - vorgesehen ist; einen Positionierungsmechanismus, der die relative Positionsbeziehung zwischen dem Wagen und dem Roboter und der äußeren Struktur durch die Verwendung der ersten Einheit und der zweiten Einheit bestimmt; und einen Verriegelungsmechanismus, der den Wagen und den Roboter und die äußere Struktur verriegelt.
Fixierungseinrichtung nach Anspruch 1, wobei der Positionierungsmechanismus mindestens ein Paar geneigte Ebenen, die in der ersten Einheit vorgesehen sind und in der Rückwärtsrichtung in demselben Winkel auf beiden Seiten zu mindestens einer sich in einer vorbestimmten Richtung erstreckenden Achse, die dazwischen angeordnet ist, geneigt sind, und eine Fläche für engen Kontakt, die in der zweiten Einheit vorgesehen ist und eine komplementäre Form, die den engen Kontakt mit den geneigten Ebenen ermöglicht, aufweist, umfasst, und der Verriegelungsmechanismus ein Drückmechanismus ist, der eine Kraft an die erste Einheit oder die zweite Einheit in einer Richtung, in der die Fläche für engen Kontakt gegen die geneigten Ebenen gedrückt wird, zur selben Zeit anlegt.
Fixierungseinrichtung nach Anspruch 2, wobei die mindestens eine Achse zwei oder mehr Achsen, die parallel in einem Abstand in einer horizontalen Richtung angeordnet sind, umfasst, und das Paar geneigte Ebenen bezüglich jeder der Achsen vorgesehen sind.
Fixierungseinrichtung nach Anspruch 3, wobei sich die Achsen in der horizontalen Richtung erstrecken, und das Paar geneigte Ebenen auf beiden Seiten angeordnet sind, wobei jede der Achsen horizontal dazwischen angeordnet sind.
Fixierungseinrichtung nach einem der Ansprüche 2-4, wobei die geneigten Ebenen eine konische Fläche mit der Achse als eine Mittelachse sind.
Fixierungseinrichtung nach Anspruch 3, wobei die äußere Struktur die Bodenfläche ist, die erste Einheit drei Wellen umfasst, die so ausgebildet sind, dass sie sich in einer vertikalen Richtung verjüngen, jede der Achsen eine Mittelachse jeder der Wellen ist, die geneigten Ebenen eine konische Fläche mit der Mittelachse jeder der Wellen als ein Mittelpunkt sind, und die Fläche für engen Kontakt eine Innenfläche einer Bohrung ist, die ermöglicht, dass eine Spitze jeder der Wellen darin eingeführt wird.
Fixierungseinrichtung nach Anspruch 5 oder 6, wobei die konische Fläche durch eine kreisförmige konische Fläche gebildet wird.
Fixierungseinrichtung nach einem der Ansprüche 2-7, wobei der Drückmechanismus durch von einer Antriebsquelle zugeführte Leistung angetrieben wird, und wenn die von der Antriebsquelle zugeführte Leistung unterbrochen wird, ein Zustand in der Unterbrechung beibehalten wird.
Roboter, der Folgendes umfasst: einen Wagen, der zum Fortbewegen auf einer Bodenfläche in der Lage ist; einen Roboterhauptkörper, der an dem Wagen befestigt ist; und einen Fixierungsmechanismus, der in dem Wagen vorgesehen ist und den Wagen an einer äußeren Struktur in einem Positionierungszustand fixiert, wobei mindestens ein Paar geneigte Ebenen, die in einer Rückwärtsrichtung in demselben Winkel auf beiden Seiten zu mindestens einer sich in einer vorbestimmten Richtung erstreckenden Achse, die dazwischen angeordnet ist, geneigt sind, in der äußeren Struktur vorgesehen sind, und der Fixierungsmechanismus eine Fläche für engen Kontakt, die eine komplementäre Form, die den engen Kontakt mit den geneigten Ebenen ermöglicht, aufweist, und ein Drückmechanismus, der eine Kraft in einer Richtung, in der die Fläche für engen Kontakt gegen die geneigten Ebenen gedrückt wird, zur selben Zeit anlegt, umfasst.
Roboter nach Anspruch 9, wobei die mindestens eine Achse zwei oder mehr Achsen, die parallel in einem Abstand in einer horizontalen Richtung angeordnet sind, umfasst, und das Paar geneigte Ebenen bezüglich jeder der Achsen vorgesehen sind.
Roboter nach Anspruch 10, wobei sich die Achsen in der horizontalen Richtung erstrecken, und das Paar geneigte Ebenen auf beiden Seiten angeordnet sind, wobei jede der Achsen horizontal dazwischen angeordnet sind.
Roboter nach einem der Ansprüche 9-11, wobei die geneigten Ebenen eine konische Fläche mit der Achse als eine Mittelachse sind.
Roboter nach Anspruch 9, wobei die äußere Struktur die Bodenfläche ist, die geneigten Ebenen oder die Fläche für engen Kontakt eine konische Fläche mit einer Mittelachse jeder der drei Wellen, die so ausgebildet sind, dass sie sich in einer vertikalen Richtung verjüngen, als ein Mittelpunkt sind, und das jeweils andere Element - die geneigten Ebenen oder die Fläche für engen Kontakt - eine Innenfläche einer Bohrung ist, die ermöglicht, dass eine Spitze jeder der Wellen darin eingeführt wird.
Roboter nach Anspruch 12 oder 13, wobei die konische Fläche durch eine kreisförmige konische Fläche gebildet wird.
Robotersystem, das Folgendes umfasst: die Fixierungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1-8; und den Roboter.
Robotersystem nach Anspruch 15, das ferner Folgendes umfasst: einen Sensor, der detektiert, ob der Roboter an der äußeren Struktur fixiert ist oder nicht; und einen Meldeteil, der die Fixierung des Roboters an der äußeren Struktur als Reaktion auf eine Detektion der Fixierung durch den Sensor meldet.
Robotersystem nach Anspruch 15, das ferner Folgendes umfasst: einen Sensor, der detektiert, ob der Roboter an der äußeren Struktur fixiert ist oder nicht; und eine Steuerung, die den Roboter steuert, wobei die Steuerung bewirkt, dass der Roboter als Reaktion auf eine Detektion der Fixierung des Roboters an der äußeren Struktur durch den Sensor betrieben werden kann.