JP2013223923A - 水平多関節型ロボット - Google Patents
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Abstract
【解決手段】水平多関節ロボットは、中空状の第1のアーム13に基端部が連結固定されるシャフト50と、シャフト50の先端部に連結されて同シャフト50を回転駆動させる駆動装置(第2モーターM2と減速機26)と、同駆動装置を搭載してシャフト50を回動可能に支持する中空状の支持部としての第2のアーム15とを備える。また、第1のアーム13と第2のアーム15との間には配線ケーブルCBが配置されている。シャフト50は、第1のアーム13の内部空間13cに繋がる基端部の底面から第2のアーム15の内部に位置する周側面までを貫通する貫通孔59hを有し、配線ケーブルCBは、貫通孔59hに挿通されて第1のアーム13内と第2のアーム15内との間に配置される。
【選択図】図2
Description
ところが、特許文献1に記載のスカラーロボットは、リング状の歯車のメンテナンスの際には、その中を通る配線が作業の妨げになるおそれが高く、特に歯車の交換が必要となるような場合には配線を取り外すという煩雑な作業が必要となる。また、この歯車は、位置決め精度に影響を与える最終段に用いられていることからメンテナンスの頻度やレベルの要求も高い。
て前記シャフトを回動可能に支持しており、前記貫通孔は、前記ベアリングの内側を通るかたちで前記シャフトに貫通形成されていることを要旨とする。
さらに、アームと支持部はシャフトにより連結されている簡単な構造となることから、アームと支持部とが対向している部分の構造が簡単化されシャフトの周囲の利用可能性が高められ、例えばシャフト周囲の気密性を高めるためのシールの設置が容易に行なえるようにもなる。
このような構成によれば、駆動装置からシャフトへの駆動力の伝達経路の構成が簡単化されるようになり、動力伝達の効率が高められるとともに、設計が容易にもなる。
このような構成によれば、シャフトは、貫通孔が形成された場合であれ応力集中を生じるような角部を有する非連続面などが形成されないことから、その機械的な信頼性が確保されるようになる。
この水平多関節型ロボットは、前記アームは、前記基端部側の貫通孔の開口に対向するかたちで前記アームの内部と前記貫通孔を結ぶ連結孔を有し、前記接続配線は、前記貫通孔から前記連結孔を介して前記アーム内に配置されることを要旨とする。
図1は、水平多関節型ロボット(ロボット)についての全体の斜視構造を示す斜視図であり、図2は、図1の2−2線における断面構造を示す断面図である。
図3は、シャフト50の斜視図であって、(a)は左前を上からみた斜視構造を示す図、(b)は右前を上からみた斜視構造を示す図であり、図4は、図2の4−4線断面構造を示す断面図、図5は、図2の5−5線断面構造を示す断面図である。
の間に所定の厚みを介して内側面57Rを有している。
4に電力を供給する電力線や、同設置されている各センサーなどの各種装置の信号を伝達する信号線などからなる各種接続配線などが設けられている。すなわち、貫通孔59hの内径や開口部57の上下方向の長さL2や周方向の中心角は、少なくとも直径Dcの配線ケーブルCBが貫通孔59hや開口部57に余裕を有し挿通される大きさにもなっている。そしてこの配線ケーブルCBは、第2モーターM2や減速機26などの駆動装置の軸部を挿通せずに済むようにシャフト50の側面の開口部57から第2のアーム15内に内部配置され、その先端部分が第2モーターM2のフランジ25Fに固定された支持具60に固定具61を介して固定されている。固定具61に固定された配線ケーブルCBの先端部からは各種接続配線が、それらに対応するそれぞれの機器へ向かい分配されるように延出されている。なお図2においては、説明の便宜上、それら各種接続配線についての描画を省略している。
(1)ロボットの先端側に設置された各種装置用の配線ケーブルCBが第2のアーム1
5を回動させるシャフト50内に挿通される場合であれ、その配線ケーブルCBがシャフト50の途中の開口部57から第2のアーム15内に引出すようにした。これにより、シャフト50の先端に連結される第2モーターM2や減速機26などの駆動装置には配線ケーブルCBが挿通されないようになる。すなわち、稼動部を有し摩擦や発熱を生じるため手厚いメンテナンスが必要とされる駆動装置の内部に配線ケーブルCBを配置させる必要がなくなる。このことにより、第1のアーム13と第2のアーム15との関節部を構成するシャフト50内に配線ケーブルCBが配置されつつも駆動装置のメンテナンス性が変化したり低下したりすることがなく、メンテナンス性は配線が外部に配置されるロボットと同様に維持される。その結果、水平多関節型ロボットに、メンテナンス性を維持しつつ接続配線を内部配置することができる。
(5)駆動装置とシャフト50との軸心を一直線に配置させた。これにより、駆動装置からシャフト50への駆動力の伝達経路の構成が簡単化されるようになり、動力伝達の効率が高められるとともに、設計が容易にもなる。
を有する非連続面などが形成されないことから、その機械的な信頼性が確保されるようになる。配線ケーブルCBは、貫通孔59hが連続面であれば同面との間に生じる摩擦力が低く抑えられるようになり、機械的な信頼性の低下が抑制されるようになる。
・上記実施形態では、配線ケーブルCBの先端部分は第2のアーム15に支持具60及び固定具61により固定された。しかしこれに限らず、配線ケーブルの先端部分はアームに移動可能な態様で保持されてもよい。例えば、図6に示すように、第2モーターM2の周囲に軸心C2を中心に回転可能な回転具65を設け、配線ケーブルの先端部分を支持具66と固定具61とを介して回転具65に連結させてもよい。これにより、配線ケーブルCBはシャフト50の回転により開口部の周方向端部にその外側面が接触するような場合でも、回転具65の回動可能な範囲だけさらにシャフト50の回転につれまわされるようになる。すなわち、配線ケーブルには開口部の周方向端部から高い張力やよじれ等が印加されることが抑制されつつ、シャフトの回転角度すなわちアームの回動角度を大きくすることができるようになる。これにより、アームの旋回角度を広くしつつ、配線ケーブルの機械的な信頼性が維持されるようになる。
属やアルミニウムの少なくとも1つを含む合金であってもよい。さらには、それらを含む複数の金属や、樹脂材料の組合せにより形成されるものであってもよい。これにより、アームの選択自由度が高められる。
受けなどであってもよい。これにより、ベアリングの選択自由度が高められるようになる。
本発明の水平多関節型ロボットは、基台と、前記基台に回動可能に接続され、中空部を有する第1アームと、中空部を有する第2アームと前記第1アームとを回動可能に接続し、中空部を有する中空軸部材と、前記第1アームの中空部、前記第2アームの中空部及び前記中空軸部材の中空部に配置される接続配線と、を備え、前記中空軸部材は、前記中空軸部材の回動軸に直交する直線と交差する位置に開口部を有し、前記開口部の前記中空軸部材の回動軸側には、曲面を含むことを要旨とする。
また、中空軸部材は、開口部が形成された場合であれ応力集中を生じづらい曲面を含むことから、その機械的な信頼性が確保されるようになる。
また、接続配線は、開口部が曲面であれば同面との間に生じる摩擦力が低く抑えられるようになり、機械的な信頼性の低下が抑制されるようになる。
また、中空軸部材の中空部から第1アームの中空部まで接続配線を内部配置することができるようになる。接続配線が中空軸部材の中空部及び第1アームの中空部を通るためにその対環境性能がより一層高められる。また、ロボット内部の気密性が求められるクリーン環境などにおいては、中空軸部材の中空部及び第1アームの中空部を通じてロボット先端までの内部空間を気密することもできるようになる。
この水平多関節型ロボットは、前記中空軸部材に設けられて前記中空軸部材を回動させる駆動装置と、前記第2アームは、前記駆動装置を支持することを要旨とする。
このような構成によれば、ロボットの先端側に設置された各種装置用の電気配線や空気配管などの接続配線が第1アームを回動させる中空軸部材内に挿通される場合であれ、その接続配線が中空軸部材の途中から引出されるため、中空軸部材の先端に連結されるモーターや減速機などの駆動装置には挿通されないようになる。すなわち、稼動部を有し摩擦や発熱を生じるため手厚いメンテナンスが必要とされる駆動装置の内部に接続配線を配置させる必要がないため、第1アームと第2アームとの関節部を構成する中空軸部材内に接続配線が配置されつつも駆動装置のメンテナンス性が変化したり低下したりすることがなく、メンテナンス性は配線が外部に配置されるロボットと同様に維持される。その結果、水平多関節型ロボットに、メンテナンス性を維持しつつ接続配線を内部配置することができる。
さらに、第1アームと第2アームは中空軸部材により連結されている簡単な構造となることから、第1アームと第2アームとが対向している部分の構造が簡単化され中空軸部材
の周囲の利用可能性が高められ、例えば中空軸部材周囲の気密性を高めるためのシールの設置が容易に行なえるようにもなる。
このような構成によれば、駆動装置から中空軸部材への駆動力の伝達経路の構成が簡単化されるようになり、動力伝達の効率が高められるとともに、設計が容易にもなる。
この水平多関節型ロボットは、前記中空軸部材のうち前記第2アームと接続されている位置における前記中空軸部材の側面の厚さは、前記中空軸部材のうち前記第1アームと接続されている位置における前記中空軸部材の側面の厚さよりも厚い部分を有することを要旨とする。
このような構成によれば、中空軸部材の第2アームに接続されている位置に印加される回転力などの力に対して適切な剛性が維持される。
この水平多関節型ロボットは、前記中空軸部材は、円筒形状であり、前記開口部は前記中空軸部材の側面に位置していることを要旨とする。
このような構成によれば、中空軸部材の構造を簡単にすることができるようになる。
Claims (8)
- 中空状のアームと、
基端部が前記アームに連結固定されるシャフトと、
前記シャフトの先端部に連結されて同シャフトを回転駆動させる駆動装置と、
前記駆動装置を搭載して前記シャフトを回動可能に支持する中空状の支持部と、
前記アームと前記支持部との間に配置される接続配線と、
を備える水平多関節型ロボットであって、
前記シャフトは、周側面の一部が軸心に向かって切り欠かれた円筒形状に形成され、前記アームの内部に繋がる面である前記基端部の底面から前記先端部の下方まで延びるとともに、前記支持部の内部に位置する周側面に開口を有する貫通孔を備え、
前記接続配線は、前記貫通孔に挿通されて前記アーム内と前記支持部内との間に配置され、
前記シャフトにて、前記基端部と前記先端部との間に前記開口が挟まれ、前記開口以外の部分として前記基端部と前記先端部とを繋ぐ柱状部を有し、
前記柱状部は、前記シャフトの周側面の一部の面である前記基端部および前記先端部の前記軸心を中心とする外周に沿う円弧面を外側面として有し、前記柱状部の延びる方向での中央部で細く、かつ、前記中央部から前記先端部および前記基端部に向けて前記外周に沿って広がり、
前記貫通孔の内周面である前記基端部および前記柱状部の内側面は連続面として形成されている
ことを特徴とする水平多関節型ロボット。 - 前記支持部は、該支持部に固定されたベアリングを介して前記シャフトを回動可能に支持しており、
前記貫通孔は、前記ベアリングの内側を通るかたちで前記シャフトに貫通形成されている
請求項1に記載の水平多関節型ロボット。 - 前記駆動装置は、前記シャフトの軸心の延長上に配置されている
請求項1又は2に記載の水平多関節型ロボット。 - 前記貫通孔は、前記シャフトの中心軸に対する中心角が270度以上となる前記シャフトの周側面の周方向にのびるかたちの開口を前記周側面側に有する
請求項1〜3のいずれか一項に記載の水平多関節型ロボット。 - 前記シャフトの軸心の延長上から見た前記柱状部の断面形状うち、前記中心角が最も大きくなる部分にて、前記シャフトの同開口の形成されていない側面を有する前記柱状部の肉厚が同シャフトの軸直径の1/5以上とされる
請求項4に記載の水平多関節型ロボット。 - 前記アームは、前記基端部側の貫通孔の開口に対向するかたちで前記アームの内部と前記貫通孔を結ぶ連結孔を有し、
前記接続配線は、前記貫通孔から前記連結孔を介して前記アーム内に配置される
請求項1〜5のいずれか一項に記載の水平多関節型ロボット。 - 前記支持部は、前記駆動装置の反力により前記アームの回転軸を中心に旋回される先端側のアームであり、
前記貫通孔は、前記周側面にて前記先端側のアームの長さ方向後側に開口されている
請求項1〜6のいずれか一項に記載の水平多関節型ロボット。 - 前記貫通孔から前記支持部側に延出された前記接続配線は、その端部を配線保持装置に保持されており、
同配線保持装置は、前記シャフトの軸心を中心に回動する
請求項1〜7のいずれか一項に記載の水平多関節型ロボット。
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