JP2017052032A - Stopper mechanism of robot - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、アームの回転範囲を規定するロボットのストッパ機構に関する。 The present invention relates to a robot stopper mechanism that defines a rotation range of an arm.
ロボットは、複数のアームが関節構造によって連結されており、各アームは、関節を中心にして相対的に回転する構成となっている。このとき、各アームには予め可動範囲が設定されており、各アームは、通常はモータの回転を制御することによってその可動範囲内でのみ回転するようになっている。ただし、一般的なロボットでは、意図しない要因によってアームが可動範囲を超えて回転してしまうことを防止するために、機械的なストッパ機構が設けられている(例えば、特許文献1参照)。 In the robot, a plurality of arms are connected by a joint structure, and each arm is configured to rotate relatively around the joint. At this time, a movable range is set in advance for each arm, and each arm normally rotates only within the movable range by controlling the rotation of the motor. However, in general robots, a mechanical stopper mechanism is provided in order to prevent the arm from rotating beyond the movable range due to unintended factors (see, for example, Patent Document 1).
機械的なストッパ機構は、各アームにそれぞれ設けられているストッパ同士が物理的に接触することによって、それ以上のアームの回転を規制する構造となっている。ただし、それぞれのストッパをアームに固定した場合には、アームの回転角度が±180°未満になってしまう。そのため、いずれか一方のストッパを可動とすることで、±180°を超える回転を可能にしたものがある。以下、可動するストッパを可動ストッパと称し、この可動ストッパに接触する側のストッパを固定ストッパと称する。 The mechanical stopper mechanism has a structure that restricts further rotation of the arm by physically contacting the stoppers provided on each arm. However, when each stopper is fixed to the arm, the rotation angle of the arm is less than ± 180 °. For this reason, some of the stoppers are movable to enable rotation exceeding ± 180 °. Hereinafter, the movable stopper is referred to as a movable stopper, and the stopper in contact with the movable stopper is referred to as a fixed stopper.
このような可動ストッパは、例えば周方向に形成された溝部内を移動可能に設けられており、固定ストッパが接触すると、その固定ストッパによって押されることによって溝内を移動する。そして、溝部の端まで押された場合には、それ以上移動することができなくなるため、それ以上のアームの回転を規制することになる。 Such a movable stopper is provided, for example, so as to be movable in a groove formed in the circumferential direction. When the fixed stopper comes into contact with the movable stopper, the movable stopper is moved by the fixed stopper. And when it is pushed to the end of the groove part, it cannot move any more, and therefore, further rotation of the arm is restricted.
このアームがそれ以上回転しなくなる位置は、アームの回転軸の位置決めを行う基準位置となるため、その位置を正確に設定する必要がある。
ところで、可動ストッパは、上記したように固定ストッパと接触することにより移動することから、固定ストッパと接触した際に衝突音が発生する。そのため、可動ストッパは、例えばエラストマー等の弾性部材によって覆われており、固定ストッパと接触した際の衝突音が発生しないようになっている。
Since the position at which the arm does not rotate any more is a reference position for positioning the rotation axis of the arm, it is necessary to set the position accurately.
By the way, since the movable stopper moves by contacting with the fixed stopper as described above, a collision sound is generated when contacting the fixed stopper. Therefore, the movable stopper is covered with an elastic member such as an elastomer, for example, so that a collision sound is not generated when it comes into contact with the fixed stopper.
しかしながら、可動ストッパを弾性部材によって覆う構成の場合、位置決めを行う際に弾性部材が撓むことで、可動ストッパの周方向の寸法が変化してしまう。そして、その寸法の変化が誤差となり、正確に位置決めできないおそれがある。また、弾性部材の撓み量はアームを押し付ける力によっても変化するため、撓み量が一定せず、位置決めの精度が安定しないおそれもある。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、可動ストッパを用いる構成において、衝突音の発生を抑制しつつ、正確に位置決めすることができるロボットのストッパ機構を提供することにある。
However, in the case where the movable stopper is covered with the elastic member, the dimension of the movable stopper in the circumferential direction changes due to the elastic member bending when positioning. And the change of the dimension becomes an error, and there exists a possibility that it cannot position correctly. In addition, since the amount of bending of the elastic member changes depending on the force pressing the arm, the amount of bending is not constant, and the positioning accuracy may not be stable.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a robot stopper mechanism capable of accurately positioning while suppressing the occurrence of collision noise in a configuration using a movable stopper. is there.
請求項1に記載した発明では、ストッパ機構は、第1のアームに対して相対的に回転する第2のアームの回転範囲を規定するものであって、第1のアームに設けられ、第2のアームが回転する際の回転軸に同軸となる周方向に移動可能な可動ストッパと、第2のアームに設けられ、当該第2のアームに固定されているとともに当該第2のアームが回転した際に可動ストッパに周方向から接触する固定ストッパ12と、を備えている。
According to the first aspect of the present invention, the stopper mechanism defines a rotation range of the second arm that rotates relative to the first arm, and is provided on the first arm. A movable stopper that is movable in the circumferential direction that is coaxial with the rotation axis when the arm is rotated, and is provided on the second arm, and is fixed to the second arm and the second arm rotates. And a
そして、可動ストッパは、非弾性材料により形成され、固定ストッパとの接触面を有する本体部と、弾性材料により形成され、固定ストッパを可動ストッパに押し付けた時に、固定ストッパが接触面に接触するように可動ストッパを覆う弾性部材とにより構成されている。 The movable stopper is formed of a non-elastic material and has a main body having a contact surface with the fixed stopper, and is formed of an elastic material so that the fixed stopper comes into contact with the contact surface when the fixed stopper is pressed against the movable stopper. And an elastic member that covers the movable stopper.
ここで、固定ストッパを可動ストッパに押し付けた時とは位置決めを行う時を意味しており、弾性部材が十分に撓むことができる程度のトルクをかけて、固定ストッパを可動ストッパ側に強く押し付けた状態を示している。つまり、弾性部材は、単に接触していない場合等、相対的に小さい力が加わる状態では、接触面よりも周方向に突出している。一方、弾性部材は、位置決め時に突出している長さを撓ませるだけの力が加わった状態では、接触面が露出することになる。 Here, the time when the fixed stopper is pressed against the movable stopper means the time when positioning is performed, and the fixed stopper is strongly pressed against the movable stopper side by applying a torque sufficient to allow the elastic member to bend sufficiently. Shows the state. That is, the elastic member protrudes in the circumferential direction from the contact surface when a relatively small force is applied, such as when the elastic member is not simply in contact. On the other hand, the contact surface of the elastic member is exposed when a force sufficient to bend the protruding length at the time of positioning is applied.
この場合、本体部は弾性部材に覆われていることから、可動ストッパと固定ストッパとが単に接触した場合には、弾性部材によって本体部と固定ストッパとの接触が防止される。これにより、非弾性部材である本体部と固定ストッパとが接触する際に生じる衝突音の発生を回避することができる。 In this case, since the main body is covered with the elastic member, the contact between the main body and the fixed stopper is prevented by the elastic member when the movable stopper and the fixed stopper simply contact each other. Thereby, generation | occurrence | production of the collision sound which arises when the main-body part which is an inelastic member, and a fixed stopper can be avoided.
一方、回転軸の位置決めを行う場合には、固定ストッパが可動ストッパに強く押し付けられるため、その押付力によって弾性部材が撓み、接触面が弾性部材から露出して、固定ストッパが本体部の接触面に接触する。つまり、接触面が露出できるだけの押付力を加えさえすれば、位置決め時における可動ストッパの周方向の寸法は、非弾性材料により形成されている本体部の幅に一致することになる。これにより、位置決め時には、固定ストッパの位置が常に同じ位置となり、決め精度が安定する。 On the other hand, when positioning the rotary shaft, the fixed stopper is strongly pressed against the movable stopper, so that the elastic member is bent by the pressing force, the contact surface is exposed from the elastic member, and the fixed stopper is the contact surface of the main body. To touch. In other words, as long as a pressing force sufficient to expose the contact surface is applied, the circumferential dimension of the movable stopper at the time of positioning coincides with the width of the main body formed of the inelastic material. Thereby, at the time of positioning, the position of the fixed stopper is always the same position, and the determination accuracy is stabilized.
したがって、可動ストッパを用いる構成において、衝突音の発生を抑制しつつ、正確に位置決めすることができる。
請求項2に記載した発明では、可動ストッパは、本体部から周方向に突出し、その突出した側の端部が接触面となる凸部を有している。そして、弾性部材は、可動ストッパを凸部よりも周方向に突出する状態で覆っている一方、凸部に対応する位置に、当該凸部を露出する開口部を有している。
Therefore, in the configuration using the movable stopper, the positioning can be accurately performed while suppressing the occurrence of the collision sound.
In the invention described in
弾性部材により本体部を覆う場合、本体部の接触面を例えば一様な平面として形成してしまうと、位置決め時に固定ストッパが押し付けられたとき、弾性部材が変形して接触面に侵入するおそれがある。そして、弾性部材が接触面に侵入した場合には、可動ストッパの周方向の寸法が押付力に応じて異なるため、誤差が生じたりするおそれがある。 When the main body is covered with the elastic member, if the contact surface of the main body is formed as a uniform plane, for example, the elastic member may be deformed and enter the contact surface when the fixed stopper is pressed during positioning. is there. And when an elastic member penetrate | invades into a contact surface, since the dimension of the circumferential direction of a movable stopper changes according to pressing force, there exists a possibility that an error may arise.
そこで、本体部よりも周方向に突出する凸部を設け、その凸部の端面を接触面とすることで、弾性部材が弾性変形した場合(周方向に縮んだ場合)には、弾性部材の撓みによる変形を、本体部と凸部の周方向における位置の差によって吸収するようにしている。
これにより、弾性部材が接触面、つまり、凸部の周方向側の端面に侵入することが防止され、可動ストッパの周方向の寸法に誤差が生じることが防止される。したがって、位置決め精度が悪化するおそれを低減することができる。
Therefore, when the elastic member is elastically deformed (when contracted in the circumferential direction) by providing a convex portion protruding in the circumferential direction from the main body portion and using the end surface of the convex portion as a contact surface, the elastic member The deformation due to the bending is absorbed by the difference in position between the main body portion and the convex portion in the circumferential direction.
Accordingly, the elastic member is prevented from entering the contact surface, that is, the end surface on the circumferential side of the convex portion, and an error in the circumferential dimension of the movable stopper is prevented. Therefore, the possibility that the positioning accuracy is deteriorated can be reduced.
請求項3に記載した発明では、可動ストッパは、第1のアームに形成されている周方向に所定の長さを有する溝部内を移動するものであり、凸部は、固定ストッパと接触する部位、および、溝部と接触する部位に形成されている。そして、弾性部材は、溝部と接触する部位の凸部を露出する開口部も形成されている。 In the invention described in claim 3, the movable stopper moves in a groove portion having a predetermined length in the circumferential direction formed in the first arm, and the convex portion is a portion in contact with the fixed stopper. , And a portion that contacts the groove. And the opening part which exposes the convex part of the site | part which contacts a groove part is also formed in the elastic member.
可動ストッパが溝部内を移動する場合、固定ストッパとの接触面だけに凸部を設けると、溝部と接触する部位における弾性部材の撓み具合によっては、上記したような誤差が発生するおそれがある。また、可動ストッパが溝部と接触した際に、衝突音が生じるおそれがある。 When the movable stopper moves in the groove portion, if a convex portion is provided only on the contact surface with the fixed stopper, the above-described error may occur depending on how the elastic member is bent at the portion in contact with the groove portion. Further, when the movable stopper comes into contact with the groove portion, there is a possibility that a collision noise is generated.
そのため、溝部と接触する部位にも凸部を形成し、その凸部を露出する開口部を弾性部材に形成することで、固定ストッパと接触する側と溝部と接触する側の双方において、衝突音の発生を防止できるとともに、可動ストッパの周方向の寸法に誤差が生じることを防止している。これにより、位置決め精度が悪化するおそれを低減することができる。 Therefore, by forming a convex portion at a portion that contacts the groove portion and forming an opening that exposes the convex portion in the elastic member, the collision sound is generated on both the side that contacts the fixed stopper and the side that contacts the groove portion. And the occurrence of errors in the circumferential dimension of the movable stopper. Thereby, a possibility that positioning accuracy may deteriorate can be reduced.
請求項4に記載した発明では、弾性部材の開口部を、凸部から離間するにしたがって幅広となるように形成する。これにより、弾性部材が弾性変形した際に、弾性部材を逃がすための逃げ部が形成され、弾性部材が接触面に侵入するおそれを低減することができる。
請求項5に記載した発明では、開口部を、凸部との間に隙間を存して形成している。これにより、弾性部材が弾性変形した際に、弾性部材を逃がすための逃げ部が形成され、弾性部材が接触面に侵入するおそれを低減することができる。
In the invention described in claim 4, the opening of the elastic member is formed so as to become wider as the distance from the convex portion increases. Thereby, when an elastic member elastically deforms, the escape part for releasing an elastic member is formed, and a possibility that an elastic member may penetrate | invade into a contact surface can be reduced.
In the invention described in claim 5, the opening is formed with a gap between the opening and the projection. Thereby, when an elastic member elastically deforms, the escape part for releasing an elastic member is formed, and a possibility that an elastic member may penetrate | invade into a contact surface can be reduced.
以下、本発明の一実施形態について図1から図5を参照しながら説明する。
図1に示すように、本実施形態のロボット1は、いわゆる6軸の垂直多関節型ロボットとして周知の構成を備えており、ベース2上に、第1軸(J1)を介してショルダ3が水平方向に回転可能に連結されている。ショルダ3には、第2軸(J2)を介して上方に延びる下アーム4の下端部が垂直方向に回転可能に連結されている。下アーム4の先端部には、第3軸(J3)を介して第1上アーム5が垂直方向に回転可能に連結されている。第1上アーム5の先端部には、第4軸(J4)を介して第2上アーム6が捻り回転可能に連結されている。第2上アーム6の先端部には、第5軸(J5)を介して手首7が垂直方向に回転可能に連結されている。手首7には、第6軸(J6)を介してフランジ8が捻り回転可能に連結されている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, the
ベース2、ショルダ3、下アーム4、第1上アーム5、第2上アーム6、手首7およびフランジ8は、ロボット1のアームとして機能し、アームの先端となるフランジ8には、図示は省略するが、ハンド(エンドエフェクタとも呼ばれる)が取り付けられる。ハンドは、例えば図示しないワークを保持して移送したり、ワークを加工する工具等が取り付けられたりする。ロボット1に設けられている各軸(J1〜J6)には、それぞれに対応して駆動源となるモータ(図示省略)が設けられている。
The
なお、特許請求の範囲に記載した第1のアームおよび第2のアームとは、相対的に回転する2つのアームを有することを意味している。そのため、例えばベース2を第1のアームとした場合には、ベース2に対して相対的に回転するショルダ3が、第2のアームに相当することになる。また、ショルダ3を第1のアームとしてみた場合には、ショルダ3に対して相対的に回転する下アーム4あるいはベース2が、第2のアームに相当する。以下、本実施形態では、ベース2を第1のアーム、ショルダ3を第2のアームとした場合の例について説明する。
In addition, the 1st arm and the 2nd arm which were described in the claim mean having two arms which rotate relatively. Therefore, for example, when the
図2および図3に示すように、ベース2とショルダ3の連結部分には、本実施形態におけるストッパ機構10が設けられている。このストッパ機構10は、ベース側に設けられている可動ストッパ11と、ショルダ側に設けられている固定ストッパ12(図3参照)により構成されている。この可動ストッパ11は、ベース2側に設けられている溝部13内を移動可能に設けられている。一方、固定ストッパ12は、ショルダ3に固定的に設けられており、ショルダ3が回転する場合には、ショルダ3とともに移動する。
As shown in FIGS. 2 and 3, a
より詳細には、図4(A)、(B)に示すように略L字状に形成されている可動ストッパ11は、本体部20と、本体部20の表面を覆う弾性部材21とにより構成されている。なお、図4(A)は、可動ストッパ11を径方向内側から見た状態を示しており、図示左右方向が周方向に相当する。また、図4(B)は、可動ストッパ11を径方向から見た状態を示している。
More specifically, as shown in FIGS. 4A and 4B, the
本体部20には、周方向に突出する複数の凸部20aが形成されている。なお、詳細は後述するが、図示上方側に設けられている2つの凸部20aが固定ストッパ12と接触する部位となり、それらの周方向側の端面が、固定ストッパ12との接触面に相当する。また、図示下方側に設けられている2つの凸部20aが溝部13の内面側と接触する部位となり、それらの周方向側の端面が、溝部13との接触面に相当する。また、本体部20は、本実施形態では平板状では無く、周方向に沿って湾曲した形状に形成されている。このため、後述するように固定ストッパ12と接触する場合には、平面で接触することになる。
The
本体部20は、凸部20aも含めて、非弾性材料である金属材料により形成されている。なお、非弾性材料とは、弾性変形をほぼ考慮しなくても良い高剛性の材料を意味している。このため、金属材料に限らず、非金属材料であっても弾性変形がほぼ無いものであればよい。本実施形態では、本体部20は、凸部20aも含めて金属材料により形成されている。そのため、凸部20aを含む本体部20の周方向の幅Dは、弾性変形することが無く、ほぼ一定値であると考えることができる。また、固定ストッパ12も金属材料により形成されているため、可動ストッパ11と接触した際の変形をほぼ無視することができる。
The
一方、弾性部材21は、エラストマー等の弾性材料により形成されている。なお、弾性部材21の材料は、エラストマーに限定されない。また、弾性部材21は、本体部20の凸部20aに対応する位置に、矩形状の開口部21aをそれぞれ有している。この開口部21aは、概ね凸部20aと同じ大きさに形成されている。つまり、弾性部材21は、固定ストッパ12との接触面(凸部20aの端面)を露出した状態で、且つ、凸部20aよりも周方向に距離dだけ突出した状態で、本体部20を覆っている。つまり、弾性部材21は、固定ストッパ12が可動ストッパ11の接触面に接触するように、可動ストッパ12を覆っている。
On the other hand, the
このため、図4(B)に示すように、可動ストッパ11を径方向から見た場合には、凸部20aの表面(周方向の端面。接触面に相当する。)が視認できる。なお、距離dは、弾性部材21の物性と、後述するように固定ストッパ12を可動ストッパ11に押し付ける押付力(モータのトルクから算出可能)とに応じて適宜設定すればよい。
For this reason, as shown in FIG. 4B, when the
この可動ストッパ11は、ベース2側に形成されている溝部13内に、当該溝13部内を移動可能に設けられている。より詳細には、ベース2側には、溝部13が設けられているホルダ本体14と、その溝部13の一部を開口した状態で溝部13を覆う蓋部材15とが設けられている。そして、可動ストッパ11は、蓋部材15によって段差部11aのを上方から塞ぐ状態で、溝部13内に自由移動可能に配置されている。
The
次に上記した構成の作用について説明する。
図5(A)に示すように、溝部13の中央側(溝部13の端に接触しない位置)に位置している可動ストッパ11に、矢印Xにて示すように周方向から固定ストッパ12が近づいていき、図5(B)に示すように、固定ストッパ12が可動ストッパ11に接触したとする。この状態では、固定ストッパ12は、実質的には弾性部材21に接触する。この場合、単に可動ストッパ11と固定ストッパ12とが接触しただけでは弾性部材21はそれほど撓むことがないため、可動ストッパ11の本体部20と固定ストッパ12とが接触することが無く、衝突音の発生が抑制される。
Next, the operation of the above configuration will be described.
As shown in FIG. 5A, the fixed
これに対して、図5(C)に示すように、回転軸の位置決め時においてモータトルクによって固定ストッパ12を強く可動ストッパ11に押し付けた場合には、固定ストッパ12を可動ストッパ11に押し付ける押付力によって弾性部材21の撓み量が大きくなる。
On the other hand, as shown in FIG. 5C, when the fixed
そして、弾性部材21の撓み量(本実施形態の場合、弾性部材21の圧縮量あるいは変形量)が上記した距離d(図3参照)を超えると、可動ストッパ11は、固定ストッパ12側の凸部20aが固定ストッパ12に直接的に接触するとともに、周方向において反対の凸部20aが溝部13の端に直接的に接触する。このとき、弾性部材21の撓みによる変形は、弾性部材21が周方向に縮むことになるため、本体部20と凸部20aとの周方向の位置の差によって吸収される。
When the amount of bending of the elastic member 21 (in this embodiment, the amount of compression or deformation of the elastic member 21) exceeds the above-mentioned distance d (see FIG. 3), the
このとき、上記したように本体部20および凸部20aは高剛性であるため、弾性部材21が距離dだけ撓んだ状態では、溝部13の端から固定ストッパ12までの距離は、凸部20aを含む本体部20の幅Dに一致する。つまり、固定ストッパ12の位置を、溝部13の端から幅Dの位置に正確に位置決めすることができる。また、図5の場合とは反対側から固定ストッパ12が接触する場合も同様である。
このように、ストッパ機構10は、単なる接触時には衝突音の発生を抑制しつつも、回転軸の位置決め時には、正確にその位置を規定できるようしている。
At this time, as described above, since the
As described above, the
以上説明した実施形態によれば、次のような効果を得ることができる。
ストッパ機構10は、第1のアーム(実施形態ではベース2)に対して相対的に回転する第2のアーム(実施形態ではショルダ3)の回転範囲を規定するものであって、第1のアームに設けられ、第2のアームが回転する際の回転軸に同軸となる周方向に移動可能な可動ストッパ11と、第2のアームに設けられ、当該第2のアームに固定されているとともに当該第2のアームが回転した際に可動ストッパ11に周方向から接触する固定ストッパ12と、を備えている。
According to the embodiment described above, the following effects can be obtained.
The
この可動ストッパ11は、非弾性材料により形成され、固定ストッパ12との接触面(本実施形態では、凸部20aの周方向側の端面)を有する本体部20と、弾性材料により形成され、固定ストッパ12が可動ストッパ11の接触面に接触するように可動ストッパ12を覆っている弾性部材21と、により構成されている。
これにより、可動ストッパ11と固定ストッパ12とが単に接触した場合には、弾性部材21によって本体部20と固定ストッパ12との接触が防止され、衝突音の発生を回避することができる。
The
Thereby, when the
一方、回転軸の位置決めを行う場合には、固定ストッパ12が可動ストッパ11に強く押し付けられるため、その押付力によって弾性部材21が撓み、固定ストッパ12が本体部20の接触面に接触するようになる。このとき、本体部20は、非弾性材料により形成されているため、弾性変形することは無い。その結果、固定ストッパ12は、それ以上回転することが無くなる。
On the other hand, when positioning the rotary shaft, the fixed
このような構成により、可動ストッパ11に弾性部材21を設けた構成であっても、位置決め時における可動ストッパ11の周方向の寸法は、接触面を露出できるだけの押付力を加えさえすれば、本体部20の幅(本実施形態であれば、本体部20と凸部20aとを含む周方向の幅D)が一定値となる。そのため、位置決め時における固定ストッパ12の位置が常に同じ位置となり、決め精度が安定する。
With this configuration, even if the
したがって、可動ストッパ11を用いる構成において、衝突音の発生を抑制しつつ、正確に位置決めすることができる。
可動ストッパ11は、本体部20から周方向に突出し、その突出した側の端部が接触面となる凸部20aを有している。そして、弾性部材21は、可動ストッパ11を凸部20aよりも周方向に突出する状態で覆っている一方、凸部20aに対応する位置に、当該凸部20aを露出する開口部21aを有している。
Therefore, in the configuration using the
The
本実施形態のように弾性部材21により本体部20を覆う構成の場合、本体部20の接触面を例えば一様な平面として形成してしまうと、位置決め時に固定ストッパ12が押し付けられたとき、弾性部材21が変形して接触面に侵入するおそれがある。そして、弾性部材21が接触面に侵入すると、可動ストッパ11の周方向の寸法に誤差が生じ、位置決め精度の悪化を招く要因となる。
In the case of the configuration in which the
そのため、本体部20よりも周方向に突出する凸部20aを設け、その凸部20aの端面を接触面とすることで、弾性部材21が弾性変形した場合(周方向に縮んだ場合)には、弾性部材21の撓みによる変形は、周方向における本体部20と凸部20aとの位置の差によって吸収される。
これにより、弾性部材21が接触面、つまり、凸部20aの周方向側の端面に侵入することが防止され、可動ストッパ11の周方向の寸法に誤差が生じることが防止される。したがって、位置決め精度の悪化を招くおそれを防止することができる。
Therefore, when the
Thereby, the
また、可動ストッパ11は、第1のアームに形成されている周方向に所定の長さを有する溝部13内を移動するものであり、凸部20aは、固定ストッパ12と接触する部位、および、溝部13と接触する部位に形成されている。そして、弾性部材21は、溝部13と接触する部位の凸部20aを露出する開口部21aを有している。
可動ストッパ11が溝部13内を移動する場合、固定ストッパ12との接触面だけに凸部20aを設けると、溝部13と接触する部位における弾性部材21の撓み具合によっては、上記したような誤差が発生するおそれがある。
The
When the
そのため、溝部13と接触する部位にも凸部20aを形成し、その凸部20aを露出する開口部21aを弾性部材21に形成することで、固定ストッパ12と接触する側と溝部13と接触する側の双方において、寸法の誤差が生じ得なくなる。したがって、位置決め精度の悪化を招くおそれを防止することができる。
Therefore, the
本実施形態の場合、ストッパ機構10は、ベース2とショルダ3との間の関節部に設けられている。ショルダ3が回転した場合、ロボット1の手先ほど、その移動量は大きくなる。つまり、ショルダ3の回転軸(J1)の位置決めが正しく行われないと、ロボット1の手先においては、大きな誤差となる。そこで、本実施形態のストッパ機構10をベース2とショルダ3との間の関節部に設けることにより、ショルダ3の回転軸(J1)の位置決めを正確に行うことができ、ロボット1の動作の精度が悪化することを防止できる。
In the case of this embodiment, the
本実施形態の場合、本体部20を金属材料で形成している。弾性部材21をエラストマーで形成する場合、一般的には、樹脂材料を高温で本体部20に設けるモールド製法を採用することが多い。そのため、本体部20をモールド時の高温に耐えうる金属材料で形成することにより、可動ストッパ11の製造性を向上させることができる。
In the case of this embodiment, the
本発明は、上記し且つ図面に記載した態様に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変形や拡張をすることができる。
実施形態では、四角柱状の凸部20aを例示したが、円柱状や三角柱状など、他の形状であってもよい。この場合、接触面が平面となるように形成すれば、先端側と根元(本体部20側の端部)の大きさや形状が異なってもよい。
The present invention is not limited to the embodiment described above and illustrated in the drawings, and various modifications and extensions can be made without departing from the scope of the invention.
In the embodiment, the quadrangular columnar
実施形態ではベース2とショルダ3との関節部にストッパ機構10を設けた例を示したが、他の関節部にストッパ機構10を設けてもよい。
実施形態では6軸の垂直多関節型ロボットを例示したが、本発明は、4軸の水平多関節型ロボットやいわゆる7軸ロボット等の他の構成であっても、互いに相対回転するアームを有するロボットであれば適用することができる。
In the embodiment, the example in which the
In the embodiment, a 6-axis vertical articulated robot is illustrated, but the present invention has arms that rotate relative to each other even in other configurations such as a 4-axis horizontal articulated robot or a so-called 7-axis robot. Any robot can be applied.
実施形態では凸部20aの接触面とほぼ同じ大きさの開口部21aを弾性部材21に形成した例を示したが、例えば図6(A)に示すように、弾性部材21の開口部21aを、凸部20aから離間するにしたがって幅広となるように形成してもよい。これにより、弾性部材21が弾性変形した際に、弾性部材21が接触面に侵入するおそれを低減させることができる。
この場合、凸部20aと接触する位置を、接触面(凸部20aの周方向側の端面)よりも本体部20側にするとよい。これにより、弾性部材21が弾性変形した際に、弾性部材21が接触面に侵入するおそれをさらに低減させることができる。
In the embodiment, an example is shown in which the
In this case, it is preferable that the position in contact with the
また、図6(B)に示すように、開口部21aを、凸部20aとの間に隙間を存して形成してもよい。この場合、開口部21aの内面と凸部20aの側面(凸部20aの図示上下方向の面)とが逃げ部として機能し、弾性部材21が接触面に侵入するおそれを低減させることができる。
また、図6(C)に示すように、開口部21aを、凸部20aから離間するにしたがって幅広となるように、且つ、凸部20aとの間に隙間を存して形成してもよい。このような構成によっても、弾性部材21が接触面に侵入するおそれを低減させることができる。
Further, as shown in FIG. 6B, the
Further, as shown in FIG. 6C, the
また、図7(A)に示すように、開口部21aを円形としてもよい。この場合、開口部21aの形状を、凸部20aの形状に合わせて楕円形や三角としてもよい。また、図7(B)に示すように、複数の凸部20aに対応して1つの開口部21aを形成してもよい。
Further, as shown in FIG. 7A, the
図面中、1はロボット、2はベース(アーム)、3はショルダ(アーム)、4は下アーム(アーム)、5は第1上アーム(アーム)、6は第2上アーム(アーム)、7は手首(アーム)、8はフランジ(アーム)、10はストッパ機構(ロボットのストッパ機構)、11は可動ストッパ、12は固定ストッパ、13は溝部、20は本体部(接触面)、20aは凸部(接触面)、21、30,40は弾性部材、21aは開口部を示す。 In the drawings, 1 is a robot, 2 is a base (arm), 3 is a shoulder (arm), 4 is a lower arm (arm), 5 is a first upper arm (arm), 6 is a second upper arm (arm), 7 Is a wrist (arm), 8 is a flange (arm), 10 is a stopper mechanism (robot stopper mechanism), 11 is a movable stopper, 12 is a fixed stopper, 13 is a groove, 20 is a body (contact surface), and 20a is convex. Portions (contact surfaces), 21, 30, and 40 are elastic members, and 21a is an opening.
Claims (5)
前記第1のアームに設けられ、前記第2のアームが回転する際の回転軸に同軸となる周方向に移動可能な可動ストッパと、
前記第2のアームに設けられ、当該第2のアームに固定されているとともに当該第2のアームが回転した際に前記可動ストッパに周方向から接触する固定ストッパと、を備え、
前記可動ストッパは、
非弾性材料により形成され、前記固定ストッパとの接触面を有する本体部と、
弾性材料により形成され、固定ストッパを可動ストッパに押し付けた時に、固定ストッパが接触面に接触するように可動ストッパを覆う弾性部材と、 により構成されていることを特徴とするロボットのストッパ機構。 A stopper mechanism for a robot that defines a rotation range of a second arm that rotates relative to the first arm,
A movable stopper provided on the first arm and movable in a circumferential direction coaxial with a rotation axis when the second arm rotates;
A fixed stopper provided on the second arm, fixed to the second arm and contacting the movable stopper from the circumferential direction when the second arm rotates,
The movable stopper is
A body portion formed of an inelastic material and having a contact surface with the fixed stopper;
A robot stopper mechanism comprising: an elastic member formed of an elastic material and covering the movable stopper so that the fixed stopper contacts the contact surface when the fixed stopper is pressed against the movable stopper.
前記弾性部材は、前記可動ストッパを前記凸部よりも周方向に突出する状態で覆っている一方、前記凸部に対応する位置に、当該凸部を露出する開口部が形成されていることを特徴とする請求項1記載のロボットのストッパ機構。 The movable stopper protrudes from the main body portion in the circumferential direction, and has a protruding portion whose end on the protruding side becomes the contact surface,
The elastic member covers the movable stopper in a state of projecting in the circumferential direction from the convex portion, and an opening for exposing the convex portion is formed at a position corresponding to the convex portion. The robot stopper mechanism according to claim 1.
前記凸部は、前記固定ストッパと接触する部位、および、前記溝部と接触する部位に形成され、
前記弾性部材は、前記溝部と接触する部位の前記凸部を露出する開口部が形成されていることを特徴とする請求項2記載のロボットのストッパ機構。 The movable stopper moves in a groove portion having a predetermined length in the circumferential direction formed on the first arm,
The convex part is formed at a part that contacts the fixed stopper and a part that contacts the groove part,
The robot stopper mechanism according to claim 2, wherein the elastic member is formed with an opening that exposes the convex portion at a portion in contact with the groove.
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