JP2009113180A - 昇降装置と被昇降体との連結構造 - Google Patents

昇降装置と被昇降体との連結構造

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Abstract

【課題】被昇降体の左右両外側で昇降する一対の昇降体に、被昇降体の各側部を連結する昇降装置と被昇降体との連結構造において、作業性を向上させると共に安定性を向上させる。
【解決手段】被昇降体1の各側部に設けられ各昇降体20の昇降アーム部20dを把持する把持手段3を、ベース枠30に揺動自在に連結された第1把持片31と、第1把持片31に揺動自在に連結された第2把持片32とで構成し、昇降アーム部20dと被昇降体1とが分離した状態で、第1把持片31が昇降アーム部20dの上下方向の投影空間の外方に位置すると共に、把持部32bが昇降アーム部20dの上下方向の投影空間内に位置し、昇降アーム部20dの上昇で昇降アーム部20dが第2把持片32を押し上げることにより、第1把持片31が第2把持片32を介して引き上げられて、把持部31aが下方から昇降アーム部20dに当接する。
【選択図】図3

Description

本発明は、人型ロボット等の被昇降体と、被昇降体を昇降させる昇降装置との連結構造に関する。
従来、人型ロボットの両肩部にホイストロープを連結してロボットを吊るし昇降させる昇降装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。しかしながら、この昇降装置では、ロボットを吊り下げた状態となるため見た目が悪く、また、昇降装置の小型化を図るのに限度があるという問題がある。
そこで、ロボットの左右両外側で昇降する一対の昇降体を備える昇降装置を用い、各昇降体をロボットの腰部の左右の各側部にボルトで固定し、昇降体を昇降させることによりロボットを昇降させることも考えられる。しかしながら、昇降体とロボットとをボルトで固定する作業に手間がかかり面倒である。
そこで、ロボットの腰部の左右の各側部にフックを設け、このフックを昇降体に引っ掛けることにより、ロボットと昇降体とを連結することも考えられる。しかしながら、フックで引っ掛けるだけでは、ロボットがフックを支点にして前後に揺れ動き易く安定した状態が維持できない。
特開2006−320978号公報
本発明は、以上の点に鑑み、作業性を向上させると共に、安定性を向上させた被昇降体と昇降装置との連結構造を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明は、被昇降体を昇降させる昇降装置と被昇降体との連結構造であって、昇降装置は被昇降体の左右両外側で昇降する一対の昇降体を備え、各昇降体に被昇降体の左右の各側部を連結するものにおいて、各昇降体は前後方向にのびる棒状の昇降アーム部を有し、被昇降体の左右の各側部に、各昇降アーム部を上下から挟んで把持する把持手段が設けられ、把持手段は、被昇降体の各側部に固定されるベース枠と、ベース枠に前後方向にのびる第1軸を介して揺動自在に連結され、先端に下方から昇降アーム部に接触可能な把持部を有する第1把持片と、第1把持片の第1軸と把持部との間の部分に第1軸に平行な第2軸を介して揺動自在に連結され、先端に上方から昇降アーム部に接触可能な把持部を有する第2把持片とで構成され、昇降アーム部と被昇降体とが分離した状態では、第1把持片が昇降アーム部の上下方向の投影空間の外方に位置すると共に、第2把持片の把持部が昇降アーム部の上下方向の投影空間内に位置し、昇降アーム部の上昇で昇降アーム部が第2把持片の把持部に下方から当接して第2把持片が押し上げられることにより、第1把持片が第2把持片を介して引き上げられて、第1把持片の把持部が下方から昇降アーム部に当接することを特徴とする。
本発明によれば、昇降アーム部と被昇降体とが分離している状態で昇降装置の昇降体を上昇させると、昇降体の昇降アーム部が第2把持片の把持部に下方から当接して第2把持片が押し上げられる。昇降アーム部により第2把持片が押し上げられると、第1把持片も第2軸を介して第2把持片に引っ張られるように第2把持片側に向かって第1軸を中心に引き上げられ、第1把持片の把持部が昇降アーム部に下方から当接する。
これにより、昇降アーム部が第2把持片と第1把持片とで上下から把持され、この状態で被昇降体が持ち上げられる。被昇降体が持ち上げられている状態では、昇降アーム部により第2把持片が被昇降体の自重分の力で押し上げられると共に、この押し上げ力で第1把持片が引き上げられるため、把持手段が昇降アーム部を上下からしっかりと把持する。
被昇降体を降ろす際には、昇降アーム部を下降させれば、被昇降体が接地した後、更に昇降アーム部が下降することにより、昇降アーム部の押し上げ力が第2把持片に加わらなくなる。これにより、昇降アーム部の下降に伴って、第1把持片は自重により次第に下方に垂れ下がるように第1軸を中心に揺動し、最終的には第1把持片が昇降アーム部の上下方向の投影空間の外方に位置すると共に、第2把持片が昇降アーム部から上方に離隔する。このようにして、把持手段による昇降アーム部の把持が解除され、昇降装置と被昇降体との連結が解除される。
このように、本発明によれば、昇降装置の昇降アーム部を上昇させるだけで把持手段が昇降アーム部を把持して連結され、また、昇降アーム部を下降させるだけで把持手段と昇降アーム部との連結が解除され、被昇降体を昇降装置の昇降体に固定する特別の作業を行う必要がなく、作業性を向上させることができる。
また、把持手段が昇降アーム部を上下からしっかりと把持するため、被昇降体が昇降アーム部に対し両把持手段を結ぶ軸線を中心にして前後方向に揺れ動くことを防止することができ、安定性を向上させることができる。
ところで、把持手段が昇降アーム部を上下から把持するだけでは、把持手段が昇降アーム部に沿って前後方向にずれ動く虞がある。この場合、昇降アーム部の第2把持片と接触する部分に、上方に突出する凸部を設け、第2把持片に、凸部を受け入れる切欠部を設ければ、凸部と切欠部の前後方向の側縁とが当接することにより、被昇降体が昇降アーム部に沿って前後方向にずれ動くことを防止することができる。
また、昇降装置の移動時の振動等で被昇降体に突き上げ方向の慣性力が作用すると、第1把持片が昇降アーム部に対する相対的な上昇で昇降アーム部の下面から離脱するする方向に揺動し、第2把持片が昇降アーム部から浮き上がって、被昇降体が上下にがたついてしまう。
この場合、凸部を、切欠部に受け入れられた状態で、上部が第2把持片の上方に露出するように形成し、この凸部の上方に露出した部分に溝部を形成し、昇降体に、第2把持片の上を通って溝部に係合自在な係合体を有するパッチン錠を設ければ、被昇降体に突き上げ方向の慣性力が作用しても、第2把持片は係合体により上方から押えられて昇降アーム部に対し浮き上がらず、被昇降体が上下にがたつくことを防止できる。
また、把持手段は、各昇降体に設けてもよい。即ち、本発明は、被昇降体を昇降させる昇降装置と被昇降体との連結構造であって、昇降装置は被昇降体の左右両外側で昇降する一対の昇降体を備え、各昇降体に被昇降体の左右の各側部を連結するものにおいて、被昇降体の左右の各側部に、前後方向にのびる棒状部材が設けられ、各昇降体に各棒状部材を上下から挟んで把持する把持手段が設けられ、把持手段は、各昇降体に固定されるベース枠と、ベース枠に前後方向にのびる第1軸を介して揺動自在に連結され、先端に上方から棒状部材に接触可能な把持部を有する第1把持片と、第1把持片の第1軸と把持部との間の部分に第1軸に平行な第2軸を介して揺動自在に連結され、先端に下方から棒状部材に接触可能な把持部を有する第2把持片とで構成され、棒状部材と把持手段とが分離した状態では、第1把持片が棒状部材の上下方向の投影空間の外方に位置すると共に、第2把持片の把持部が棒状部材の上下方向の投影空間内に位置し、昇降体の上昇により第2把持片の把持部が棒状部材に下方から当接して第2把持片が押し下げられることにより、第1把持片が第2把持片を介して引き下げられて、第1把持片の把持部が上方から棒状部材に当接するように構成してもよい。
本発明によれば、昇降装置の昇降体を昇降させるだけで把持手段が棒状部材をしっかりと把持して連結され、または把持手段と棒状部との連結が解除され、作業性を向上させることができる。また、把持手段が上下方向から棒状部材をしっかりと把持するため、被昇降体が昇降体に対し両棒状部材を結ぶ軸線を中心にして前後方向に揺れ動くことを防止することができる。
本発明の昇降装置と被昇降体との連結構造の第1実施形態を、図1、図2に示す被昇降体としての人型ロボット1を昇降させる昇降装置2を用いて説明する。
図2を参照して、昇降装置2は、左右各一対の前キャスタ2a及び後キャスタ2bと、これらキャスタ2a,2bに対し昇降する側面視略三角形の左右一対の昇降フレーム20,20とを備えている。両昇降フレーム20,20はロボット1の脚部や腰部1a、胴部の左右方向幅より大きい間隔を存して後部で連結フレーム20aにより連結されている。第1実施形態においては、両昇降フレーム20,20が本発明の昇降体に相当する。
各昇降フレーム20の上部には、前方に向かってのびる水平棒状部20bが設けられている。水平棒状部20bには後方へ延びる略U字状のハンドル20cの左右の各端部が溶接されている。第1実施形態においては、水平棒状部20bとハンドル20cの端部とで各昇降アーム部20dを構成している。
昇降アーム部20dには、上方に突出する凸部20eが設けられている。凸部20eの前面には溝部20fが形成されている。また、昇降アーム部20dの凸部20eより後方部分には、凸部20eの溝部20fに係合自在な係合体21aを有するパッチン錠21が設けられている。
各昇降フレーム20の下辺部及び両昇降フレーム20,20の下辺部後端間は、カバー22で覆われている。両昇降フレーム20,20の下辺部後端間のカバー22で覆われている部分には、後キャスタ2bを取り付けたベースフレーム(図示省略)が配置されている。ベースフレームには図示しない昇降モータが搭載されており、この昇降モータによりボールねじ機構(図示省略)を介して昇降される昇降ロッド23が連結フレーム20aに連結されている。そして、昇降モータにより昇降ロッド23と連結フレーム20aとを介して両昇降フレーム20,20の後部がベースフレーム、即ち後キャスタ2bに対し同期して昇降する。
各前キャスタ2aは、各昇降フレーム20の下辺前端部に昇降自在に連結されている。そして、カバー22で覆われている部分に、ベースフレームに対する昇降フレーム20,20の後部の上昇、下降で、前キャスタ2aを昇降フレーム20,20の下辺前端部に対し下降、上昇させるリンク機構(図示省略)を配置している。そして、昇降フレーム20,20の後部を後キャスタ2bに対し上昇、下降させたとき、昇降フレーム20,20の前部が前キャスタ2aに対し後部と同等ストロークで上昇、下降し、昇降フレーム20,20の昇降アーム部20dが水平姿勢のまま昇降される。
図1に示すように、ロボット1の腰部1aの左右の各側部には把持手段3が設けられている。把持手段3は、図3に示すように、ベース枠30と、第1把持片31と、第2把持片32とを備える。ベース枠30は、ロボット1の左右の各側部にボルト30aで固定されている。ベース枠30の上端部には、前後方向にのびる第1軸31aを介して揺動自在に第1把持片31が連結されている。第1把持片31の先端には、下方から昇降アーム部20dに接触可能な円弧状の把持部31bが形成されている。
第1把持片31の第1軸31aと把持部31bとの間の部分には、第1軸31aに平行な第2軸32aを介して揺動自在に第2把持片32が連結されている。第2把持片32の先端には、上方から昇降アーム部20dに接触可能な円弧状の把持部32bが形成されている。
また、第2把持片32の把持部32bには、先端縁から第2軸32aに向かって昇降アーム部20dの凸部20eを受け入れ可能に切り欠かれた切欠部32cが形成されている。なお、凸部20eは切欠部32cに受け入れられたとき、溝部20fが把持部32bの上方に露出するように形成されている。また、把持手段3には、第2把持片32を第1把持片31に対して開く方向に付勢するバネ32dが設けられている。また、図3においては、凸部20eとパッチン錠21とを昇降アーム部20dを省略した状態で示している。
昇降アーム部20dとロボット1の把持手段3とが分離した状態では、第1把持片31は自重により垂れ下がった状態となる。このとき、両昇降フレーム20,20内にロボット1を配置させた状態で、図4(a)に示す如く、第1把持片31が昇降アーム部20dの上下方向の投影空間の外方に位置するように構成している。また、第2把持片32の把持部32bは、昇降アーム部20dの上下方向の投影空間内に位置するように、ベース枠30の上端に設けられたストッパ30bで位置決めされている。
昇降装置2によりロボット1を持ち上げる場合には、まず、昇降装置2を両昇降フレーム20,20の間にロボット1が入るように移動させる。そして、昇降モータの作動で両昇降フレーム20,20の昇降アーム部20d,20dを同期して上昇させる。これによれば、昇降アーム部20dの上下方向の投影空間内に位置する第2把持片32に、図4(b)に示す如く昇降アーム部20dが下方から当接し、引続く昇降アーム部20dの上昇で第2把持片32が図4(c)〜(f)の如く押し上げられる。そして、第2把持片32の押し上げに追従して第1把持片31が引き上げられ、第1把持片31と第2把持片32とで昇降アーム部20dを図4(f)に示す如く上下から挟み込む。
これにより昇降装置2とロボット1とが連結される。この状態で更に両昇降フレーム20,20を上昇させることにより、ロボット1が持ち上げられる。そして、パッチン錠21の係合体21aを第2把持片32の上を通って凸部20cの溝部20dに係合させる。ロボット1が持ち上げられている状態では、昇降アーム部20d,20dにより第2把持片32,32がロボット1の自重分の力で押し上げられると共に、この押し上げ力で第1把持片31,31が引き上げられるため、把持手段3,3が昇降アーム部20d,20dを上下からしっかりと把持する。
また、凸部20eが切欠部32cに受け入れられることにより、凸部20eと切欠部32cの前後方向の側縁とが当接して、ロボット1が昇降アーム部20dに沿って前後方向にずれ動くことを防止することができる。
また、ロボット1に突き上げ方向の慣性力が作用しても、第2把持片32は係合体21aにより上方から押えられて昇降アーム部20dに対し浮き上がらず、ロボット1が上下にがたつくことを防止できる。
ロボット1を降ろす場合には、パッチン錠21の係合体21aと溝部20fとの係合を解除し、両昇降フレーム20,20を下降させる。ロボット1が接地すると、昇降アーム部20dによる第2把持片32の押し上げが解除される。このため、第1把持片31は、図4(e)〜(a)に示す如く、自己の自重により第1軸31aを中心に次第に下方へ揺動する。そして、最終的には図4(a)に示す如く、昇降アーム部20dの上下方向の投影空間の外方に位置すると共に、バネ32dにより第1把持片31から離隔する方向に付勢される第2把持片32は、自重で下降することなく昇降アーム部20dから離れる。これにより、昇降装置2とロボット1との連結が解除される。
第1実施形態の昇降装置2とロボット1との連結構造によれば、昇降装置2の昇降フレーム20,20を上昇させるだけで、各把持手段3,3が各昇降アーム部20d,20dを把持して連結され、また、昇降フレーム20,20を下降させるだけで各把持手段3,3と各昇降アーム部20d,20dとの連結が容易に解除され、ロボット1を昇降装置2の昇降アーム部20dに固定する特別の作業を行う必要がなく、作業性を向上させることができる。
また、各把持手段3が各昇降アーム部20dを上下からしっかりと把持するため、ロボット1が両昇降アーム部20d,20dに対し腰部1aを中心にして前後方向に揺れ動くことを防止することができ、安定性を向上させることができる。
なお、第1実施形態においては、把持手段3をロボット1の腰部1aの左右の各側部に設けたものを説明したが、把持手段3は、昇降装置2の各昇降フレーム20に昇降アーム部20dを介して設けてもよい。これを第2実施形態として図5に示す。なお、第1実施形態と同一の構成のものは同一の符号を付して説明する。
図5に示すように、第2実施形態の把持手段3は、第1把持片31と第2把持片32とが上下逆となっている。また、ロボット1の腰部1aの左右の各側部には、把持手段3で把持される棒状部材4が設けられている。図5(a)に示す如く、把持手段3には、第2把持片32に対し上方に位置する第1把持片31を、自重により下降させることなく棒状部材4の上下方向の投影空間の外方に位置させるべく、第1軸31aを中心に棒状部材4から離隔させる方向に付勢するバネ5が設けられている。以上の点を除いた他の構成は第1実施形態と同一の構成である。
第2実施形態の昇降装置2によりロボット1を上昇させる場合には、まず、昇降装置2を両昇降フレーム20,20の間にロボット1が入るように移動させる。そして、昇降モータ(図示省略)の作動で両昇降アーム20,20の昇降アーム部20d,20dを介し両把持手段3,3を同期して上昇させる。
これによれば、各棒状部材4の上下方向の投影空間内に位置する各把持手段3の第2把持片32が、図5(b)に示す如く各棒状部材4に下方から当接し、引続く昇降アーム部20dの上昇で第2把持片32が図5(c)〜(f)の如く押し下げられる。そして、第2把持片32の押し下げに追従して第1把持片31が引き下げられ、第1把持片31と第2把持片32とで棒状部材4を図5(f)に示す如く上下から挟み込む。
これにより、昇降装置2とロボット1とが連結される。この状態で、更に両昇降フレーム20,20を上昇させることにより、ロボット1が持ち上げられる。ロボット1が持ち上げられている状態では、棒状部材4,4により第2把持片32,32がロボット1の自重分の力で押し下げられると共に、この押し下げ力で第1把持片31,31が引き下げられるため、各把持手段3が各棒状部材4を上下からしっかりと把持する。
ロボット1を降ろす場合には、両昇降フレーム20,20を下降させる。ロボット1が接地すると、棒状部材4と当接することによる第2把持片32の押し下げが解除される。このため、第1把持片31は、第2把持片により引き下げられることなく、図5(e)〜(a)に示す如く、バネ5の付勢力により第1軸31aを中心に次第に上方へ揺動する。そして、最終的には図5(a)に示す如く、棒状部材4の上下方向の投影空間の外方に位置すると共に、バネ32dにより第1把持片31から離隔する方向に付勢される第2把持片32は、第2軸32aを中心に次第に下方へ揺動し、棒状部材4から離れる。これにより、昇降装置2とロボット1との連結が解除される。
第2実施形態の昇降装置2とロボット1との連結構造によっても第1実施形態のものと同様に本発明の作業性及び安定性を向上させるという作用効果を得ることができる。
なお、第2実施形態の昇降装置2とロボット1との連結構造において、把持手段3に、第2把持片32を第1把持片31から離隔する方向に付勢するバネ32dを設けているが、把持手段3にバネ32dを設けず、第2把持片32は自重により第2軸32aを中心に下方へ揺動させるようにしてもよい。
また、棒状部材4に上方に突出する凸部を設け、この凸部を受け入れる切欠部を第1把持片31に形成し、把持手段3が棒状部材4に沿って前後方向にずれ動くことを防止してもよい。
また、上記凸部の前面に溝部を形成し、把持手段3が棒状部材4を把持した状態で、この溝部に第1把持片31の上を通って係合する係合体を有するパッチン錠を棒状部材4の凸部の後方に位置させて設けてもよい。これにより、ロボット1に突き上げ方向の慣性力が作用しても、第1把持片31はパッチン錠の係合体により上方から押えられて棒状部材4に対し浮き上がらず、ロボット1が上下にがたつくことを防止できる。
本発明の第1実施形態の被昇降体を示す説明図。 本発明の第1実施形態の昇降体装置を示す斜視図。 第1実施形態の把持手段を示す斜視図。 第1実施形態の昇降アーム部と把持手段が連結する状態を示す説明図。 本発明の昇降装置と被昇降体との連結構造の第2実施形態を示す説明図。
符号の説明
1…人型ロボット(被昇降体)、 2…昇降装置、 20…昇降フレーム(昇降体)、 20d…昇降アーム部、 20e…凸部、 20f…溝部、 21パッチン錠、 21a…係合体、 3…把持手段、 30…ベース枠、 31…第1把持片、 31a…第1軸、 31b…把持部、 32…第2把持片、 32a…第2軸、 32b…把持部、 32c…切欠部、 4…棒状部材。

Claims (4)

  1. 被昇降体を昇降させる昇降装置と被昇降体との連結構造であって、
    昇降装置は被昇降体の左右両外側で昇降する一対の昇降体を備え、各昇降体に被昇降体の左右の各側部を連結するものにおいて、
    各昇降体は前後方向にのびる棒状の昇降アーム部を有し、
    被昇降体の左右の各側部に、各昇降アーム部を上下から挟んで把持する把持手段が設けられ、
    把持手段は、被昇降体の各側部に固定されるベース枠と、ベース枠に前後方向にのびる第1軸を介して揺動自在に連結され、先端に下方から昇降アーム部に接触可能な把持部を有する第1把持片と、第1把持片の第1軸と把持部との間の部分に第1軸に平行な第2軸を介して揺動自在に連結され、先端に上方から昇降アーム部に接触可能な把持部を有する第2把持片とで構成され、
    昇降アーム部と被昇降体とが分離した状態では、第1把持片が昇降アーム部の上下方向の投影空間の外方に位置すると共に、第2把持片の把持部が昇降アーム部の上下方向の投影空間内に位置し、昇降アーム部の上昇で昇降アーム部が第2把持片の把持部に下方から当接して第2把持片が押し上げられることにより、第1把持片が第2把持片を介して引き上げられて、第1把持片の把持部が下方から昇降アーム部に当接することを特徴とする昇降装置と被昇降体との連結構造。
  2. 前記昇降アームの前記第2把持片と接触する部分には、上方に突出する凸部が設けられ、前記第2把持片には、凸部を受け入れる切欠部が設けられたことを特徴とする請求項1記載の昇降装置と被昇降装置との連結構造。
  3. 前記凸部は、前記切欠部に受け入れられた状態で、上部が前記第2把持片の上方に露出するように形成され、この前記凸部の上方に露出した部分に溝部が形成され、
    前記昇降体には、前記第2把持片の上を通って溝部に係合自在な係合体を有するパッチン錠が設けられたことを特徴とする請求項2記載の昇降装置と被昇降装置との連結構造。
  4. 被昇降体を昇降させる昇降装置と被昇降体との連結構造であって、
    昇降装置は被昇降体の左右両外側で昇降する一対の昇降体を備え、各昇降体に被昇降体の左右の各側部を連結するものにおいて、
    被昇降体の左右の各側部に、前後方向にのびる棒状部材が設けられ、
    各昇降体に各棒状部材を上下から挟んで把持する把持手段が設けられ、
    把持手段は、各昇降体に固定されるベース枠と、ベース枠に前後方向にのびる第1軸を介して揺動自在に連結され、先端に上方から棒状部材に接触可能な把持部を有する第1把持片と、第1把持片の第1軸と把持部との間の部分に第1軸に平行な第2軸を介して揺動自在に連結され、先端に下方から棒状部材に接触可能な把持部を有する第2把持片とで構成され、
    棒状部材と把持手段とが分離した状態では、第1把持片が棒状部材の上下方向の投影空間の外方に位置すると共に、第2把持片の把持部が棒状部材の上下方向の投影空間内に位置し、昇降体の上昇により第2把持片の把持部が棒状部材に下方から当接して第2把持片が押し下げられることにより、第1把持片が第2把持片を介して引き下げられて、第1把持片の把持部が上方から棒状部材に当接することを特徴とする昇降装置と被昇降体との連結構造。
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