JP2011245615A - 多軸ロボット - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、軸部材の回動角度を限定して接続ケーブルの破損を防止する多軸ロボットを提供する。
【解決手段】本発明に係る多軸ロボットは、第一軸部材と、第一軸部材に回動可能に連結されている第二軸部材と、回動位置限定手段と、を備える。多軸ロボットにおいて、回動位置限定手段は、第一軸部材に設けられる位置決め凸部と、第二軸部材に設けられる位置限定ホルダーと、位置限定ホルダーに揺れ可能に設けられる揺れロッドと、を備える。揺れロッドが前記位置決め凸部の両側のうちの一方に当接して、前記第二軸部材の第一軸部材に対する回動の最大角度が制御される。
【選択図】図２

Description

本発明は、ロボットに関し、特に多軸ロボットに関するものである。

通常、多軸ロボットは、回動可能に連結されている複数の軸部材を備える。各々の軸部材は、回動軸及び前記回動軸を駆動して回動させる駆動モジュールを備える。多軸ロボットの先端の軸部材に、フィクスチャ（Ｆｉｘｔｕｒｅ）、切削工具及び探知装置のような工具を装着して各種の作業を行う。駆動モジュールは、一般的にモーター（Ｍｏｔｏｒ）及び前記モーターに接続される減速機構を備え、各々の前記軸部材の駆動モジュールのモーターは、皆接続ケーブルを介して外部電源及び制御装置に接続される。各々の接続ケーブルは、一般的に１つの軸部材から他の軸部材内に穿設されることで、対応する軸部材の駆動モジュールに接続される。

しかし、その中の１つの軸部材が他の軸部材に対して回動回数が多ければ、接続ケーブルがねじれるか、又は巻き付いて破損するので、ロボットの使用性及び寿命に影響する。

以上の問題点に鑑みて、本発明は、軸部材の回動角度を限定して、接続ケーブルの破損を防止する多軸ロボットを提供することを目的とする。

前記問題を解決するために、本発明に係る多軸ロボットは、第一軸部材と、第一軸部材に回動可能に連結されている第二軸部材と、回動位置限定手段と、を備える。多軸ロボットにおいて、回動位置限定手段は、第一軸部材に設けられる位置決め凸部と、第二軸部材に設けられる位置限定ホルダーと、位置限定ホルダーに揺れ可能に設けられる揺れロッドと、を備える。揺れロッドが前記位置決め凸部の両側のうちの一方に当接して、前記第二軸部材の第一軸部材に対する回動の最大角度が制御される。

本発明に係る多軸ロボットは回動位置限定手段を備えるので、前記回動位置限定手段が第二軸部材の第一軸部材に対する回動の最大角度を制御することができ、従って前記第一軸部材内及び前記第二軸部材内に設置されている接続ケーブルがねじれるか、又は巻き付いて破損することを防止する。

本発明に係る多軸ロボットの局部組立図である。 図１に示した多軸ロボットの分解図である。 本発明に係る多軸ロボットにおける位置限定部材と揺れロッドとの組立図である。 本発明に係る多軸ロボットにおける位置限定部材と揺れロッドとの分解図である。 図１に示した多軸ロボットの他の状態での斜視図である。

以下、図面に基づいて、本発明に係る多軸ロボットについて詳細に説明する。

本発明に係る多軸ロボットは、六軸ロボット又は平面関節型ロボットである。図１を参照すると、多軸ロボットは、第一軸部材１０と、前記第一軸部材１０に回動可能に連結されている第二軸部材２０と、回動位置限定手段３０と、を備える。ここで、簡単に説明するために、多軸ロボットの他の軸部材及びこれらの軸部材の内部に設置されるモーター、接続ケーブルなどの素子は省略する。

図２を参照すると、前記第一軸部材１０は、第一固定ホルダー１１及び前記第一固定ホルダー１１内に回動可能に設置される第一回動軸１３を備える。前記第一固定ホルダー１１は、鋳造により成型され、且つ本体１１１及び前記本体１１１の片側から垂直方向の外側に延設されるケーブル挿入部１１３を備える。前記本体１１１は、略円柱体であり、且つ前記第一回動軸１３の周囲を囲み、且つ前記第二軸部材２０に対面する第一装着面１１５を含む。

前記第二軸部材２０は、第二固定ホルダー２１及び前記第二固定ホルダー２１内に回動可能に設置される第二回動軸２３を備える。前記第二固定ホルダー２１は、鋳造により成型され、且つ本体２１１及び前記本体２１１の片側に形成される連接部２１３を備える。前記本体２１１は、前記第一軸部材１０の第一装着面１１５に対面する第二装着面２１５を含む。前記連接部２１３は、前記第二装着面２１５に形成される。前記連接部２１３は、前記第一軸部材１０の第一回動軸１３に固定されて、前記第一回動軸１３と連動して回動する。前記第二軸部材２０は、前記連接部２１３を介して前記第一軸部材１０の第一固定ホルダー１１に対して回動する。

前記回動位置限定手段３０は、前記第一装着面１１５に形成されている位置決め凸部４０と、前記第二装着面２１５に形成され、且つ前記連接部２１３に近接する位置限定ホルダー５０と、前記位置限定ホルダー５０に揺れ可能に設けられる揺れロッド６０と、を備える。

前記位置決め凸部４０の形状を限定しないが、本実施状態において、耐衝撃強度及び受力角度等の要素を考慮して、前記位置決め凸部４０の横断面（前記第一回動軸１３の軸線に直交する面）を扇形とし、且つ前記扇形の幅は前記第一回動軸１３から離れる方向に沿って次第に大きくなる。前記位置決め凸部４０の高さが前記第一装着面１１５と前記第二装着面２１５との間隔を超過しないことにして、前記第二軸部材２０の前記第一軸部材１０に対する正常な回動に影響しないようにする。前記位置決め凸部４０の頂面と対面する２つの側面との接続箇所には、面取りを施すことにより、所定の夾角を有する２つの位置決めの面４１を形成する。

図３及び図４を参照すると、前記位置限定ホルダー５０は、略矩形の基板５１と、前記基板５１の２つの対面する長辺の中部から垂直方向の上方に延設される２つの支持部５３と、を備える。前記基板５１の２つの支持部５３の間には、略矩形の位置限定孔５１１が設けられ、前記基板５１の長手方向の両端には、それぞれ１つの装着孔５１３が設けられる。２つの前記支持部５３には、それぞれ１つの固定孔５３１が設けられ、２つの前記固定孔５３１は同軸上に設置される。

前記揺れロッド６０は、略円柱体であり、その一端には、前記揺れロッド６０を貫く回動孔６１が設けられる。前記回動位置限定手段３０は、固定軸７０をさらに備える。前記固定軸７０が前記位置限定ホルダー５０の２つの固定孔５３１及び前記回動孔６１を貫いて、前記揺れロッド６０を前記２つの支持部５３の間に回動可能に枢着する。前記揺れロッド６０の前記回動孔６１から離れている一端は、前記位置限定孔５１１を貫いて、且つ前記位置限定孔５１１内で自由に揺れる。前記揺れロッド６０の揺れ角度を限定するために、前記位置限定ホルダー５０は、２つの位置決め板５１５をさらに備える。２つの前記位置決め板５１５は、略矩形の前記位置限定孔５１１の２つの短辺から対称となるように上方に傾斜して延設される。２つの前記位置決め板５１５の夾角は、８４〜９６度である。前記揺れロッド６０は、２つの前記位置決め板５１５の間で揺れ、且つ最大の揺れ角度は、前記位置決め凸部４０の２つの位置決め面４１が形成する夾角より大きいか、又は等しい。

図２を参照すると、前記第二軸部材２０の第二装着面２１５には、凹部（図示せず）が設けられている。前記位置限定ホルダー５０の２つの装着孔５１３を貫く２つのネジ（図示せず）を前記凹部の内壁に螺合することにより、前記位置限定ホルダー５０及び前記揺れロッド６０を前記凹部に取り付ける。

図１及び図５を参照すると、前記多軸ロボットが作動する時、前記第二軸部材２０は前記第一軸部材１０の第一回動軸１３の軸線を中心として回動する。通常状態で、前記揺れロッド６０は、重力の作用の下で自然に垂下する。前記第二軸部材２０が前記第一軸部材１０に対して±１８０度回動した場合、前記位置決め凸部４０の位置決め面４１と前記揺れロッド６０とが接触し、前記揺れロッド６０は、前記位置決め凸部４０の位置決め面４１に推進されて前記位置限定ホルダー５０に対して揺れる。前記第二軸部材２０が前記第一軸部材１０に対して±１９０度回動した場合、前記揺れロッド６０は前記位置限定ホルダー５０の位置決め板５１５に当接して揺れを止める。従って、前記第二軸部材２０の前記第一軸部材１０に対する±１９０度以上の回動を限定する。

他の実施状態において、前記ロボットは、前記第一回動軸１３を駆動して回動させるモーターと、前記モーターに電気的に接続される警示モジュール（図示せず）と、をさらに備える。前記警示モジュールは、前記揺れロッド６０と前記位置決め凸部４０とが接触する際、使用者に警示して、前記モーターの運転を停止させることで、ロボットの故障率を低減する。

２つの前記位置決め板５１５の夾角及び前記位置決め凸部４０の２つの位置決め面４１の夾角を調節して、前記第二軸部材２０の前記第一軸部材１０に対する回動を±１９０度以内に限定するか、又は±１９０度より多少大きくすることができる。

本発明に係る多軸ロボットは回動位置限定手段３０を備えるので、前記第二軸部材２０の前記第一軸部材１０に対する回動角度を制御することができ、従って前記第一軸部材１０内及び前記第二軸部材２０内に設置されている接続ケーブルがねじれるか、又は巻き付いて破損することを防止する。

以上、本発明の好適な実施例について詳細に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形又は修正が可能であり、該変形又は修正も又、本発明の特許請求の範囲内に含まれるものであることは、いうまでもない。

１０ 第一軸部材
１１ 第一固定ホルダー
１１１ 本体
１１３ ケーブル挿入部
１１５ 第一装着面
１３ 第一回動軸
２０ 第二軸部材
２１ 第二固定ホルダー
２１１ 本体
２１３ 連接部
２１５ 第二装着面
２３ 第二回動軸
３０ 回動位置限定手段
４０ 位置決め凸部
４１ 位置決め面
５０ 位置限定ホルダー
５１ 基板
５１１ 位置限定孔
５１３ 装着孔
５１５ 位置決め板
５３ 支持部
５３１ 固定孔
６０ 揺れロッド
６１ 回動孔
７０ 固定軸

Claims (4)

1. 第一軸部材と、前記第一軸部材に回動可能に連結されている第二軸部材と、回動位置限定手段と、を備える多軸ロボットにおいて、
   前記回動位置限定手段は、前記第一軸部材に設けられる位置決め凸部と、前記第二軸部材に設けられる位置限定ホルダーと、前記位置限定ホルダーに揺れ可能に設けられる揺れロッドと、を備え、
   前記揺れロッドが前記位置決め凸部の両側のうちの一方に当接して、前記第二軸部材の前記第一軸部材に対する回動の最大角度が制御されることを特徴とする多軸ロボット。
2. 前記第一軸部材は、前記第二軸部材に対面する第一装着面を含み、前記位置決め凸部は前記第一装着面に設置され、
   前記第二軸部材は、前記第一軸部材に対面する第二装着面を含み、前記位置限定ホルダーは前記第二装着面に設置されることを特徴とする請求項1に記載の多軸ロボット。
3. 前記位置決め凸部は、前記揺れロッドに当接するための２つの位置決め面を含み、前記揺れロッドの最大揺れ角度は、２つの前記位置決め面が形成する夾角より大きいか、又は等しいことを特徴とする請求項２に記載の多軸ロボット。
4. 前記位置限定ホルダーは、基板及び前記基板の両側から垂直方向上方に延設される２つの支持部を備え、前記基板の２つの支持部の間に位置限定孔が設けられ、前記揺れロッドの一端は前記２つの支持部の間に回動可能に装着され、前記揺れロッドの他端は前記位置限定孔を貫くことを特徴とする請求項３に記載の多軸ロボット。

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