JP2018187722A - ロボット - Google Patents
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Abstract
Description
これにより、係合部材を用いてロボットを特にバランスよく吊り上げることができる。
まず、第1実施形態に係るロボットについて説明する。
図1は、第1実施形態に係るロボットの斜視図である。図2は、図1に示すロボットのシステム構成図である。図3は、図1に示すロボットの概略正面図である。図4は、図1に示すロボットの概略側面図である。なお、以下では、説明の都合上、図1、図3および図4には、それぞれ、説明の便宜上、互いに直交する3つの軸としてx軸、y軸およびz軸が図示されており、各軸を示す矢印の先端側を「+」、基端側を「−」とする。また、x軸に平行な方向を「x軸方向」、y軸に平行な方向を「y軸方向」、z軸に平行な方向を「z軸方向」という。また、図1中に示すロボット1の基台3側を「基端」、その反対側(第6アーム16側)を「先端」と言う。また、図3中の上側を「上」、下側を「下」と言う。また、図3中の上下方向を「鉛直方向」とし、左右方向を「水平方向」とする。
(基台)
図3に示すように、基台3は、例えば床面710等の任意の箇所に固定されている部分である。基台3は、床面710に固定されていることで、ロボットアーム10よりも鉛直方向下方に位置している。すなわち、ロボット1は、床置き型の垂直多関節ロボットである。これにより、ロボット1は、ロボット1に対して延長方向上方および側方における作業性に特に優れている。
ロボットアーム10は、基台3に対して回動可能に支持されている。このロボットアーム10は、第1アーム11、第2アーム12、第3アーム13、第4アーム14、第5アーム15および第6アーム16(6つのアーム)と、を備えている。第1アーム11と、第2アーム12と、第3アーム13と、第4アーム14と、第5アーム15と、第6アーム16とは、基端側から先端側に向かってこの順に連結されている。
図1に示すように、ロボットアーム10には、ロボット1が動作可能な状態であることを報知するための照明部50が設けられている。照明部50ついては後で詳述する。
図2に示すように、ロボット1は、一方のアームを他方のアーム(または基台3)に対して回動させる複数の駆動部130を有する。駆動部130は、対応するアームを回動させるための動力を機械エネルギーに変換する機器で構成されている。例えば、駆動部130は、モーター1301および減速機1302を備える。複数の駆動部130は、図示はしないが、対応する各アーム11〜16またはその近傍に設けられている。したがって、本実施形態では、ロボット1は、アーム11〜16と同じ数(本実施形態では6つ)の駆動部130を有している。また、各駆動部130は、図示しないロボット制御装置が備えるモータードライバーに対して電気的に接続されており、各駆動部130は、当該モータードライバーを介してロボット制御装置により制御されている。なお、モータードライバーはロボット1が備える要素であってもよい。
図2に示すように、各駆動部130には、例えば、ロータリーエンコーダー等の角度センサー140が設けられている。本実施形態では、ロボット1は、駆動部130と同じ数(本実施形態では6つ)の角度センサー140を有している。これにより、各駆動部130が有するモーター1301または減速機1302の回転軸(図示せず)の回転角度を検出することができる。
次に、ロボットアーム10の詳細な構成等について説明する。
図5は、図1に示すロボットの第1アーム、第2アームおよび第3アームが重なっている状態を示す概略側面図である。図6は、図1に示すロボットが有するロボットアームの動作の一例を示す図である。図7は、図1に示すロボットが有するロボットアームの基本姿勢を示す概略側面図である。図8は、図1に示すロボットが有するロボットアームの基本姿勢を示す概略上面図である。
第1アーム11の長さは、第2アーム12の長さよりも長い(図4および図5参照)。ここで、第1アーム11の長さは、第2回動軸O2の軸方向から見て、第2回動軸O2と、点P1とを結ぶ線分L1の長さである。点P1は、第1アーム11と基台3との接続面(接続部分)と、第1回動軸O1とが交わる部分(点)である。また、第2アーム12の長さは、第2回動軸O2の軸方向から見て、第2回動軸O2と第3回動軸O3とを結ぶ線分L2の長さである。
ロボット1は、線分L2(または第2アーム12の中心軸)と、第2回動軸O2の軸方向から見たときの第3アーム13の中心軸A3とのなす角度θ2を0°にすることが可能なように構成されている(図4および図5参照)。すなわち、図5に示すように、ロボット1は、第2回動軸O2の軸方向から見て、第2アーム12と第3アーム13とが重なることが可能なように構成されている。
第3アーム13、第4アーム14、第5アーム15および第6アーム16の合計の長さL6は、第2アーム12の長さ(線分L2)よりも長く設定されている(図4および図5参照)。ここで、長さL6は、第2回動軸O2の軸方向から見て、第3回動軸O3と第6アーム16の先端面との間の距離である。なお、長さL6は、図5に示すように、第4回動軸O4と第6回動軸O6とが一致している状態における長さである。合計の長さL6が第2アーム12の長さ(線分L2)よりも長く設定されていることで、第2回動軸O2の軸方向から見て、アーム12〜14が重なった状態で、第2アーム12からロボットアーム10の先端を上方に突出させることができる。これにより、第6アーム16に取り付けられたエンドエフェクター(図示せず)が、第1アーム11および第2アーム12と干渉することを防止することができる。
第1回動軸O1と第2回動軸O2とはねじれの位置にある。また、図5に示すように、第2回動軸O2は、第2回動軸O2の軸方向から見て、第1回動軸O1から距離D0だけ離間している。このため、ロボット1の上側の領域に加え、ロボット1の左側の領域および左下側の領域(基台側の領域)へのアクセスを特に容易に行うことができる。
図7に示すように、ロボット1は、第2回動軸O2の軸方向から見て、第2アーム12と第3アーム13とが重なり、かつ、線分L2が第1回動軸O1と直交している状態をとることができる。本実施形態では、図1および図7に示す状態のロボットアーム10の姿勢を、「基本姿勢(第1姿勢)」という。基本姿勢とは、各角度センサー140が原点であるときのロボットアーム10の姿勢のことを示す(図1および図2参照)。各角度センサー140が原点であるとは、角度センサー140が0度を示す状態のことを言う。
次に、基台3および基台3およびロボットアーム10内に位置する複数の配線170の詳細な構成等について説明する。
筐体31は、第1アーム11の駆動に関わる駆動部130の一部、中継基板160等の各種部品および配線170を配置可能な内部空間S10を有する。この内部空間S10は、第1アーム11の内部空間S11に連通している。また、本実施形態では、筐体31は、第1アーム11の下方に位置し、第1アーム11に接続されている円筒状の部分311と、部分311から図9中の左側に突出している部分312とを有する。
支持部材32は、筐体31の部分311の内部に位置し、部分311から内部空間S10の中央部に向かって突出している。ここで、第1アーム11および基台3内に位置する駆動部130は、モーター1301と、減速機1302と、これらを収容するケース135とを有する。また、駆動部130の下部には、角度センサー140を有する部材が取り付けられている。
図10に示すように、複数(本実施形態では2つ)の把持部用取付部34は、筐体31の部分311を挟んで対向するように設けられている。本実施形態では、2つの把持部用取付部34は、それぞれx軸方向に沿った長手形状をなす(図1参照)。また、2つの把持部用取付部34は、部分311の+y軸側と−y軸側とに設けられており、部分311の外表面から外部に向かって突出している。
図9に示すように、複数(本実施形態では2つ)のコネクター33は、筐体31の部分312に設けられている。また、本実施形態では、コネクター33は、部分312の+x軸側に、部分312の外表面から外部に向かって突出するように露出している。このコネクター33は、各角度センサー140に接続された複数の配線170を集約する中継基板160に電気的に接続されている。また、コネクター33には、図示しないが、ロボット制御装置に電気的に接続された外部配線を接続することができる。すなわち、コネクター33は、ロボット1内に位置する中継基板160に接続された配線170と外部配線とを電気的に接続する。
複数の配線170は、ロボットアーム10内に引き回されており、各角度センサー140や駆動部130等に電気的に接続されている。
図11に示すように、基台取付用部材36は、筐体31の部分311の下部に設けられている。本実施形態では、基台取付用部材36は、部分311の外周を囲む環状をなす。また、基台取付用部材36の第1回動軸O1の軸方向から見たときの外形は、四角形状をなす。四角形状の基台取付用部材36の各角部(端部)には、例えば、基台3を床面710に取り付けるためのネジ孔で構成された基台取付部361が形成されている。
次に、係合部材取付部180について説明する。
次に、前述したロボット1が備える照明部について説明する。
図16および図17は、それぞれ、ロボットアームに設けられた照明部を示す図である。図18は、照明部を示す斜視図である。なお、図18は、カバー部材1312を取り外した状態を図示している。図19は、照明部が有する導光板および複数の発光素子を示す平面図である。図20は、照明部が有する導光板を示す斜視図である。図21は、照明部による光の出射を説明するための図である。
複数の発光素子51を備える基板53は、例えばネジ留め等によって支持部材55に固定されている。また、基板53に支持されている発光素子51は、例えばLED等であり、導光板52に向かって光を出射するように基板53の下方側に配置されている。また、図19に示すように、複数の発光素子51は、基板53の厚さ方向から見て、アーチ状に配置されている。
図18に示すように、支持部材55は、基板53を本体部1311に対して支持している。支持部材55は、基板53の外周部を支持する平板状の部材と、当該部材を本体部1311に固定する複数の柱とで構成されている。このような支持部材55は、導光板52に対して発光素子51を離間させるように基板53を支持している。なお、支持部材55の構成は、基板53を支持することが可能であれば、図示のものに限定されない。
導光板52は、透過性を有する板状部材であり、発光素子51から出射された光LLを外部に導く機能を有する(図18、図19および図20)。導光板52は、例えば、透明または乳白色の樹脂部材やガラス部材で構成されている。また、導光板52は、本体部1311に対して、例えばネジ留め等によって固定されている。
次に、本発明の第2実施形態について説明する。
基台4は、第1実施形態における基台3と同様の構成であり、筐体411と、複数の把持部用取付部44と、複数のコネクター43と、複数の基台取付部461を有する基台取付用部材46と、を有する。
Claims (11)
- 基台と、
前記基台に対し回動軸の回りに回動可能なアームを有するロボットアームと、
前記基台に設けられ、外部配線を接続可能な接続部と、を備え、
前記接続部は、前記回動軸の軸方向から見て、前記ロボットアームが基本姿勢のときの前記ロボットアームの重心の位置と前記回動軸とを通る線分に垂直で、かつ、前記回動軸を通る線よりも前記重心側に位置していることを特徴とするロボット。 - 前記アームは、前記回動軸の軸方向から見て前記基台から突出するように前記基台に接続された第1部分と、前記第1部分に対して交差している第2部分とを有する請求項1に記載のロボット。
- 前記アーム内および前記基台内の少なくとも一方に配置され、前記アームを駆動する駆動部と、
前記アーム内および前記基台内の少なくとも一方に配置され、前記駆動部に電気的に接続された配線とを有し、
前記配線は、前記駆動部の外周において、折り返されている折り返し部を有する請求項1または2に記載のロボット。 - 前記基台は、把持部を取り付け可能な把持部用取付部を有する請求項1ないし3のいずれか1項に記載のロボット。
- 前記基台は、前記基台を所定の箇所に対して取り付けるために用いる複数の基台取付部を有し、
前記複数の基台取付部は、前記回動軸を中心とした同一円周上に配置されている請求項1ないし4のいずれか1項に記載のロボット。 - 前記ロボットアームは、係合部材を取り付け可能な係合部材取付部を3つ以上有する請求項1ないし5のいずれか1項に記載のロボット。
- 前記重心の位置は、前記回動軸の軸方向から見て、前記3つ以上の前記係合部材取付部を結んだ図形の内側に位置する請求項6に記載のロボット。
- 前記ロボットアームに設けられた導光板と、前記導光板に対して光を出射する発光素子とを有する照明部を備える請求項1ないし7のいずれか1項に記載のロボット。
- 前記導光板は、前記ロボットアームの外表面よりも外側に突出している部分を有する請求項8に記載のロボット。
- 前記ロボットアームは、本体部と、前記本体部に対して着脱可能に取り付けられているカバー部材とを有し、
前記照明部は、前記本体部に設けられている請求項8または9に記載のロボット。 - 基台と、
回動軸回りに回動可能で前記回動軸の軸方向から見て前記基台から突出するように前記基台に設けられたアームを有するロボットアームと、
前記アーム内および前記基台内の少なくとも一方に設けられ、前記アームを駆動する駆動部と、
前記駆動部に電気的に接続され、前記基台の内部に配置された配線と、
前記配線に電気的に接続され、かつ、外部配線に接続可能であり、前記基台の外表面に露出している接続部と、を備え、
前記接続部は、前記ロボットアームが基本姿勢であるとき、前記回動軸の軸方向から見て、前記アームが前記基台に対して突出している側に露出していることを特徴とするロボット。
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