JP2004130441A

JP2004130441A - ウィンチロボットマニピュレータ

Info

Publication number: JP2004130441A
Application number: JP2002297530A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Kino; 木野　仁
Original assignee: Fukuoka Institute of Technology
Current assignee: Fukuoka Institute of Technology
Priority date: 2002-10-10
Filing date: 2002-10-10
Publication date: 2004-04-30

Abstract

【課題】アクチュエータを介して基台にアームが取り付けられたロボットにおいて、軽量で重量物を支持できるようにし、人との共同作業では安全性を顕著に向上させる。
【解決手段】アクチュエータ３、４を介して基台６にアーム１、２が取り付けられたロボットにおいて、基台６よりも先の部位が、上方に取り付けられたウィンチ７のワイヤ１０で吊され、アクチュエータ３、４およびウィンチ７によりアーム１、２の位置が制御されるウィンチロボットマニピュレータ。ウィンチ７が横方向に移動可能とすることもできる。
【効果】ウィンチで重量を支持できるので、アームやアクチュエータを軽量かつ小容量化でき、適用範囲が拡大する。特に人との共同作業では安全性が顕著に向上し、一般家庭において介護用などにも使用でき、介護者の負担が軽減される。
【選択図】　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アクチュエータを介して基台にアームが取り付けられたロボットにおいて、軽量で重量物を支持でき、人との共同作業では安全性を顕著に向上させることのできるロボットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車組立てラインの溶接ロボットなど、アクチュエータを介して基台にアームが取り付けられたロボットが、各種製品の自動化された製造ライン等で数多く採用されている。また、多様な物品の搬送など、自動化されてない作業においても、重量物の移動など人間の作業を補助する際に、このようなロボットが使用されている。
この型のロボットは、アームを俯仰させ、あるいはさらに旋回させて作業位置に合わせ、溶接などの組立て作業や、重量物の把持および持上げ、移動などの作業を行うものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようなアームを俯仰あるいは旋回させる従来のロボットは、アームとそのアクチュエータの重量、さらにはアームで支持する物品等の重量に応じた強度が必要であり、重量物を扱う場合は、鋼製など高強度の金属製で、サイズも大きい。そして損傷し難い。
【０００４】
このため、自動化された製造ラインにおいては、ロボット自体の重量や容量によってライン構成の自由度が制約される場合がある。また人間の補助作業においては、ロボットのトラブルや操作ミス等によって作業者と接触し、災害発生のおそれもある。
そこで本発明が解決しようとする課題は、アクチュエータを介して基台にアームが取り付けられたロボットにおいて、軽量で重量物を支持できるようにし、人との共同作業では安全性を顕著に向上させることである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明は、アクチュエータを介して基台にアームが取り付けられたロボットにおいて、基台よりも先の部位が、上方に取り付けられたウィンチのワイヤで吊され、アクチュエータおよびウィンチによりアームの位置が制御されることを特徴とするウィンチロボットマニピュレータである。
そして、ウィンチが横方向に移動可能とすることもできる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明のウィンチロボットマニピュレータを、図１の例により説明する。アーム１および２が、アクチュエータ３および４を介して基台６に取り付けられ、基台６よりも先の部位が、上方に取り付けられたウィンチ７のワイヤ１０で吊され、アクチュエータ３，４およびウィンチ７によってアーム１，２の位置が制御される。
【０００７】
アーム１，２の位置制御は、制御装置１１により行うことができる。この位置制御により、本例ではアーム２先端に取り付けた作業部５の位置（ｘｙｚ座標）や向きが制御される。作業部５は、対象物の把持具、工具等、ロボットの目的に応じた構成となる。
【０００８】
アクチュエータ３，４は、アーム１，２の俯仰と旋回の一方または双方を行うものであり、電動モーターや油圧あるいは空気圧シリンダーで駆動するものを採用することができる。
ウィンチ７は、ワイヤ１０の巻上げおよび巻下げによって、アーム２の先端に取り付けた作業部５の位置（ｘｙｚ座標）を、アクチュエータ３，４とともに定め、かつアーム１，２およびアクチュエータ３，４と対象物の重量を支持するものであり、モーター８およびリール９で構成することができる。
【０００９】
アクチュエータ３，４およびウィンチ７の作動は制御装置１１からの指令によって行うことができる。制御装置１１から、有線あるいは無線により、アクチュエータ３，４のモーターあるいはシリンダーと、ウィンチ７のモーター８を作動させ、制御装置１１への入力は、アーム２を見ながら押しボタンやジョイスティック等により手動で行うこともできる。また、アーム１，２を制御装置１１に表示させ、その表示画面を見ながら行うこともできる。さらに、決まった動作の場合は、あらかじめプログラムを入力しておき、自動的に行うこともできる。
【００１０】
本発明において、ウィンチ７をｘ方向、ｙ方向あるいはｘｙ方向に移動可能とすることもできる。これらウィンチ７の横方向移動によって、アーム２先端作業部５の可動範囲が広がり、より広範囲の用途に適用可能となる。
また、上記アクチュエータ３の旋回に替えて基台６をｚ軸回転させてもよい。
ウィンチ７の横方向移動および基台６のｚ軸回転も、制御装置１１からの指令によって行うことができる。
【００１１】
図１の例では２本のアーム１，２を採用しているが、アームは、このほか１本でもよく３本以上でもよい。またウィンチ７も、このほか２機あるいは３機以上使用し、ワイヤ１０を２本以上使用してもよい。さらにワイヤ１０で吊るす位置は、本例のようにアーム１の先端近傍とするほか、対象物の種類や作業目的に応じて、アーム１，２、あるいはアクチュエータ３，４の適宜位置とすることができる。
【００１２】
本発明ロボットの使用時、誤動作等によりアームの作業部５や把持した対象物、あるいはアーム１，２やアクチュエータ４が作業者や周辺の物品等に当接した場合、アクチュエータ３，４を非常停止し、あるいは基台６の回転を非常停止して、アームの動きを自由にすることができる。
【００１３】
このとき、対象物はウィンチ７で支持されるので落下するおそれはない。そして作業者はもちろん、対象物や周辺物の損傷を防止することができる。さらに、衝突した場合でも、軽量のロボット側で衝撃を吸収でき、人体等の損傷が防止あるいは軽減される。
【００１４】
本発明ロボットは、支持対象が重量物であっても、ウィンチによってその重量を支持できるので、アームやアクチュエータを高強度にする必要がなく、軽量かつ小容積に納めることが可能である。このため、自動化ラインではライン構成の自由度が増大する。
また人との共同作業では、接触による事故防止効果が大きく安全性が顕著に向上する。
【００１５】
本発明ロボットの利用は、従来と同様、各種製品の自動化された製造ラインのほか、建築現場等における多様な重量物の搬送など、人との共同作業に特に有効である。また一般家庭における要介護者の抱きかかえや移動などにも、大きな効果を発揮する。
【００１６】
【発明の効果】
基台にアームが取り付けられたロボットにおいて、ウィンチで重量を支持できるので、アームやアクチュエータを軽量かつ小容量化でき、適用範囲が拡大する。特に人との共同作業では安全性が顕著に向上し、一般家庭において介護用などにも使用でき、介護者の負担が軽減される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明ロボットの例を示す説明図である。
【符号の説明】
１，２：アーム　　　　３，４：アクチュエータ
５：作業部　　　　　　６：基台
７：ウィンチ　　　　　８：モーター
９：巻上げ機　　　　１０：ワイヤ
１１：制御装置

Claims

アクチュエータを介して基台にアームが取り付けられたロボットにおいて、基台よりも先の部位が、上方に取り付けられたウィンチのワイヤで吊され、アクチュエータおよびウィンチによりアームの位置が制御されることを特徴とするウィンチロボットマニピュレータ。
ウィンチが横方向に移動可能であることを特徴とする請求項１記載のウィンチロボットマニピュレータ。