JP2019063940A - ロボット - Google Patents

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Abstract

【課題】 防水性能を有するロボットを提供すること。【解決手段】 第1筐体を有する基台と、前記基台に接続され、第2筐体を有するロボットアームと、を有するロボット本体部と、前記ロボット本体部の内部に設けられた、前記ロボットアームを駆動させる駆動部と、前記ロボット本体部の内部に設けられた、制御基板、前記制御基板に電力を供給する電源基板および前記制御基板の指令に基づいて前記駆動部を駆動する駆動基板と、を備え、前記第1筐体は複数の部材で構成され、前記第1筐体の複数の部材の間には、第1封止部材が設けれ、前記第2筐体は複数の部材で構成され、前記第2筐体の複数の部材の間には、第2封止部材が設けられていることを特徴とするロボット。【選択図】図1

Description

本発明は、ロボットに関する。
従来から、人間の代わりに作業対象物に対して各種作業を行う産業用ロボットが活躍している。このような産業用ロボットの一例として、例えば、基台と、基台に対して回動可能に設けられたロボットアームと、ロボットアーム内に設けられ、ロボットアームを駆動させるモーターと、を有するロボットが知られている。かかるロボットには、一般的に、ロボットとは別体で設けられたコントローラーが接続されている。当該コントローラーによってモーターを駆動させることでロボットアームが駆動する。これにより、ロボットは、作業対象物に対して各種作業を行うことができる。
また、近年では、防水性能や防塵性能を要する環境下での作業が可能なロボットが開発されている。例えば、特許文献1には、防水性能を発揮するように、ロボットアームを構成するハウジングとカバーとの間にシール用のパッキンを介在させたロボットが開示されている。
特開2002−239970号公報
しかし、従来から防水性能等を有するアームを備えるロボットは知られているが、それと同等の防水性能等を有するコントローラーは知られていない。そのため、防水性能等を要する環境下にロボットを配置する場合、コントローラーを別環境に置くか、ロボットと同等の防水性能等が出せるようコントローラーを保護ボックスに入れるなどの対策が必要であった。それゆえ、作業者は、ロボットおよびコントローラーをそれぞれどのように配置するか設計しなければならず、また、コントローラー用の保護ボックスを用意しなければならないという問題があった。これは、作業者にとっては大きな手間であった。
本発明は、前述した課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下により実現することが可能である。
本適用例のロボットは、第1筐体を有する基台と、前記基台に接続され、第2筐体を有するロボットアームと、を有するロボット本体部と、前記ロボット本体部の内部に設けられた、前記ロボットアームを駆動させる駆動部と、前記ロボット本体部の内部に設けられた、制御基板、前記制御基板に電力を供給する電源基板および前記制御基板の指令に基づいて前記駆動部を駆動する駆動基板と、を備え、前記第1筐体は複数の部材で構成され、前記第1筐体の複数の部材の間には、第1封止部材が設けれ、前記第2筐体は複数の部材で構成され、前記第2筐体の複数の部材の間には、第2封止部材が設けられていることを特徴とする。
このようなロボットによれば、コントローラーとしての機能を有する制御基板および電源基板と、駆動基板と、ロボット本体部とが一体となったロボットを実現できる。そのため、従来のようにコントローラーおよびロボット本体部の各配置を考える必要がない。また、制御基板、電源基板および駆動基板を収容する内部空間が封止されているため、本適用例のロボットは、防水性能や防塵性能を要する環境下で用いることができる。
本適用例のロボットでは、前記ロボット本体部には、外部配線が接続される外部接続部が設けられており、前記外部接続部の少なくとも一部は、前記ロボット本体部の外部に露出するように設けられ、防水性および防塵性を有していることが好ましい。
これにより、防水性能等を要する環境下において、ロボットを好適に駆動させることができる。
本適用例のロボットでは、前記ロボット本体部の内部に配置され、前記外部接続部に対して着脱可能で、前記外部接続部と前記電源基板とを電気的に接続する接続部が設けられており、前記接続部は、前記外部接続部から取り外して前記ロボット本体部の外部に露出した状態で配置することが可能であり、前記外部接続部の代わりに、前記外部配線が接続されることが好ましい。
これにより、例えば、防水性能等を必要とするロボットを、防水性能等が必要でないロボットへと簡単に変更することができる。また、その逆も同様である。そのため、環境条件に応じたロボットを提供できる。
本適用例のロボットでは、前記制御基板は、前記基台内に設けられていることが好ましい。
これにより、制御基板と他の部分(例えば駆動基板)とを接続する各種配線の配置の設計が容易である。また、封止されたロボットにおいて、例えばロボットアームおよび基台の全ての封止を解除しなくても、基台の封止のみを解除することで制御基板の修理等を行うことができるので、利便性が高い。
本適用例のロボットでは、前記電源基板は、前記基台内に設けられていることが好ましい。
これにより、電源基板と他の部分(例えば駆動基板)とを接続する各種配線の配置の設計が容易である。また、封止されたロボットにおいて、例えばロボットアームおよび基台の全ての封止を解除しなくても、基台の封止のみを解除することで電源基板の修理等を行うことができるので、利便性が高い。
本適用例のロボットでは、前記ロボットアームは、前記基台に回動可能に接続された第1アームを有し、前記第1アーム内には、前記第1アームを駆動させる第1駆動部が設けられていることが好ましい。
これにより、例えば基台内に制御基板等が設けられている場合、第1駆動部が基台内に配置されている形態に比べて第1駆動部を制御基板等から遠ざけることができる。そのため、第1駆動部から生じる熱および制御基板等から生じる熱による熱暴走を低減することができるので、防塵性能や防水性能を要する環境下においてロボットを長時間安定して駆動させることができる。
本適用例のロボットでは、前記ロボットアームは、前記第1アームに回動可能に接続された第2アームを有し、前記第2アーム内には、前記第2アームを駆動させる第2駆動部が設けられていることが好ましい。
これにより、第1駆動部および第2駆動部から生じる熱をより効率よく排除できるので、防水性能等を要する環境下においてロボットを長時間安定して駆動させることができる。
本適用例のロボットでは、前記第1アーム内には、前記第1駆動部を駆動する第1駆動基板が設けられており、前記第2アーム内には、前記第2駆動部駆動する第2駆動基板が設けられていることが好ましい。
これにより、第1駆動基板と第1駆動部との接続、および、第2駆動基板と第2駆動部との接続をそれぞれシンプルな構成にすることができる。また、第1駆動基板および第2駆動基板から生じる熱をより効率よく排除することができるので、防塵性能や防水性能を要する環境下においてロボットを長時間安定して駆動させることができる。
本適用例のロボットでは、前記ロボットアームは、第Aアームと前記第Aアームに片持ち支持された第Bアームとを有することが好ましい。
これにより、第Bアームが両持ち支持されている場合に比べて封止部材の設置箇所を少なくすることができる。そのため、ロボット本体部の封止性能を高めることができる。
本適用例のロボットでは、前記ロボット本体部には、ファンが設けられていないことが好ましい。
これにより、封止性能に優れたロボットを提供できる。
本実施形態に係るロボットを示す斜視図である。 図1に示すロボットを図1とは異なる方向から見た斜視図である。 図1に示すロボットのシステムブロック図である。 図1に示すロボットを−y軸側から見た図である。 図1に示すロボットを+x軸側から見た図である。 図1に示すロボットを+z軸側から見た図である。 図1に示すロボットが有するロボット本体部の内部を模式的に示す斜視図である。 ロボットが有する複数のハウジングおよびカバーを説明するための図である。 ロボットが有する複数のハウジングおよびカバーを説明するための図である。 ロボットが有する封止部材を説明するための図である。 ロボットが有する基台の内部を模式的に示す斜視図である。 外部接続部の一例を模式的に示す図である。 ロボットが有する制御基板の配置を模式的に示す図である。 制御基板の図13とは異なる配置を模式的に示す図である。
以下、本発明のロボットを添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
<ロボットの基本構成>
図1は、本実施形態に係るロボットを示す斜視図である。図2は、図1に示すロボットを図1とは異なる方向から見た斜視図である。図3は、図1に示すロボットのシステムブロック図である。図4は、図1に示すロボットを−y軸側から見た図である。図5は、図1に示すロボットを+x軸側から見た図である。図6は、図1に示すロボットを+z軸側から見た図である。図7は、図1に示すロボットが有するロボット本体部の内部を模式的に示す斜視図である。なお、以下では、説明の都合上、図1、図2、図4〜図7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100の基台20側を「基端」、その反対側(アーム16側)を「先端」と言う。また、図4中の上側を「上」、下側を「下」と言う。また、図4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。
また、本明細書において、「水平」とは、水平に対して±5°以下の範囲内で傾斜している場合も含む。同様に、「鉛直」とは、鉛直に対して±5°以下の範囲内で傾斜している場合も含む。また、「平行」とは、2つの線(軸を含む)または面が、互いに完全な平行である場合のみならず、±5°以内で傾斜している場合も含む。また、「直交」とは、2つの線(軸を含む)または面が、互いに90°の角度で交わる場合のみならず、90°に対し±5°以内で傾斜している場合も含む。
図1および図2に示すロボット100は、いわゆる6軸の垂直多関節ロボットである。このロボット100は、例えば、腕時計のような精密機器等を製造する製造工程等で用いることができる。特に、ロボット100は防水性能および防塵性能を有している。そのため、ロボット100は、防水性能を要する環境下や防塵性能を要する環境下(例えばクリーンルーム等)で用いることができる。
以下では、まず、ロボット100の基本構成について説明する。
ロボット100は、ロボット本体部1と、ロボット本体部1に内蔵された、複数の駆動部30、位置センサー40および制御ユニット5(制御装置)、とを有する(図1〜図3参照)。また、ロボット100は、複数の外部接続部50(例えばコネクター等)を有している。外部接続部50を例えば商用電源等の外部電源(図示せず)に電気的に接続することにより、ロボット100に電力が供給される。これにより、ロボット100を駆動させることができる。
なお、本明細書では、図1に示すロボット100の姿勢(図2、図4〜図7も同様の姿勢)を、「基本姿勢」とする。また、以下では、説明の便宜上、断りの無い限り、ロボット100の各部の配置関係等に関する説明では、基本姿勢で静止している状態のロボット100を基にした説明を行う。
[ロボット本体部]
図1および図2に示すように、ロボット本体部1は、基台20と、基台20に接続されたロボットアーム10と、を有する。なお、後で詳述するが、ロボット本体部1は、複数の外装部材(複数のハウジング105、205および複数のカバー106、206等)を含んで構成されており、複数の駆動部30、複数の位置センサー40および制御ユニット5を収容する内部空間S1を有している。また、内部空間S1は、基台20の内部すなわち内部空間S20と、ロボットアーム10の内部すなわち内部空間S10とを有しており、内部空間S10と内部空間S20とは連通している。
以下、ロボット本体部1の各部について説明する。
〈基台〉
基台20は、ロボット100を任意の設置箇所に取り付ける部分である。基台20の設置箇所は、特に限定されず、例えば、床、壁、天井、作業台、移動可能な台車等であってもよい。基台20は、外形が直方体状をなす本体部21と、本体部21の+z軸側に設けられ、外形が円柱状の突出部22とを有する。
〈ロボットアーム〉
ロボットアーム10は、基台20に回動可能に支持されており、アーム11(第1アーム)、アーム12(第2アーム)、アーム13(第3アーム)、アーム14(第4アーム)、アーム15(第5アーム)、アーム16(第6アーム、先端アーム)と、を有する。これらアーム11〜16は、基端側から先端側に向かってこの順に連結されており、隣り合う基端側のアームまたは基台20に対して相対的に回動可能に構成されている。なお、詳細な図示はしないが、本実施形態では、各アーム11〜16は、それぞれ、外装部材(ハウジング105およびカバー106等)と、外装部材の内周面に設けられ、かつ、駆動部30に接続された軸受(図示せず)を備える支持部材(図示せず)とを有する。
図4に示すように、アーム11は、基台20の突出部22に接続されており、基台20に対し、鉛直方向に沿う回動軸O1まわりに回動可能になっている。このアーム11は、基台20から上方側に向かって傾斜しながら延出した形状をなしており、アーム11の先端部は、z軸方向から見て基台20よりも外側に突出している。
図4および図5に示すように、アーム12は、アーム11の先端部の+y軸側の部分に接続されており、アーム11に対し、水平方向に沿う回動軸O2まわりに回動可能になっている。このアーム12は、y軸方向から見て中央部が屈曲した長手形状をなしており、アーム11からアーム13に向かって延びた形状をなす平坦部121と、平坦部121の中央部から−y軸方向に向かって突出した突出部122とを有する。突出部122は、アーム12が回動してもアーム11に接触しないように、アーム11に対して離間している。
図4、図5および図6に示すように、アーム13は、平坦部121のアーム11が設けられている面と同じ−y軸側の面(部分)に接続されており、アーム12に対し、水平方向に沿う回動軸O3まわりに回動可能になっている。アーム13は、アーム12から−y軸方向に向かって突出した形状をなす。また、アーム13は、突出部122に接触しないように、アーム12に接続されている。
図4に示すように、アーム14は、アーム13の先端部に接続されており、アーム13に対し、回動軸O3と直交した回動軸O4まわりに回動可能になっている。図6に示すように、アーム14は、アーム13から−x軸方向に向かって延出した形状をなしており、その途中で基端側から先端側に向かいつつ、+y軸方向(アーム14の幅方向の一方側)に向かって、y軸方向における長さ(幅)が漸減している。このようなアーム14は、基端側の部分141と、部分141よりもy軸方向における長さが短い先端側の部分142とを有している。
図4に示すように、アーム15は、先端側の部分142の−y軸側の部分に接続されており、アーム14に対し、回動軸O4と直交した回動軸O5まわりに回動可能になっている。図4および図6に示すように、アーム15は、アーム14の先端部から−y軸方向に向かって突出した第1部分151と、第1部分151に接続された第2部分152とを有する。第1部分151の外形は、円柱状をなしている。一方、第2部分152の外形は、円筒状をなし、x軸方向に沿って貫通した孔153を有する(図2参照)。また、図6に示すように、第2部分152の中心線よりも+y軸側の部分が、第1部分151の基端部に接続されている。なお、本実施形態では、第1部分151と第2部分152とは一体で形成されている。
図4に示すように、アーム16は、アーム15の基端部に接続されており、アーム15に対し、回動軸O5と直交した回動軸O6まわりに回動可能になっている。アーム16は、円盤状をなし、中央部にx軸方向に沿って貫通した孔161を有する(図1参照)。この孔161は、アーム15の第2部分152が有する孔153と連通しており、孔161と孔153とで、貫通孔160を構成している(図1および図2参照)。このようなアーム16は、図示はしないが、例えば、作業対象物に対して把持等の各種作業を行うエンドエフェクターを取り付けることができるよう構成されている。その場合、エンドエフェクターに駆動力を伝達する配線(図示せず)を貫通孔160に挿通させることができる。また、例えば、アーム16は、図示はしないが、エンドエフェクターに加わる力(モーメントを含む)を検出する力検出装置(力覚センサー)を取り付けることができるように構成されていてもよい。その場合には、エンドエフェクターとアーム16との間に、力検出装置を設けることが好ましい。
このような構成のロボット本体部1を有するロボット100は、前述したように、6つ(複数)のアーム11〜16を有する垂直多関節ロボットである。すなわち、ロボット100は、6つの回動軸O1〜O6を有しており、6自由度のロボットである。そのため、ロボットアーム10の先端部の駆動範囲が広く、よって、高い作業性を発揮することができる。なお、本実施形態では、ロボット100が有するアームの数は、6つであるが、アームの数は1〜5つであってもよいし、7つ以上であってもよい。ただし、ロボットアーム10の先端に設けられたエンドエフェクターを3次元空間内の目的の箇所に的確に位置させるためには、アームの数(回動軸の数)は、少なくとも6つ以上であることが好ましい。
また、前述したように、アーム12は、アーム11の先端部の+y軸側の部分に接続されている。このように、アーム12は、アーム11によって挟持されたような両持ち支持された構成ではなく、アーム11に片持ち支持されている。すなわち、ロボットアーム10は、アーム11(第Aアーム)とアーム11(第Aアーム)に片持ち支持されたアーム12(第Bアーム)とを有する。
これにより、アーム12がアーム11に両持ち支持されている場合に比べて、アーム11、12の構成を簡素にでき、コストを削減できる。
さらに、前述したように、アーム15は、部分142の−y軸側の部分に接続されている。このように、アーム15は、アーム14によって挟持されたような両持ち支持された構成ではなく、アーム14に片持ち支持されている。すなわち、ロボットアーム10は、アーム14(第Aアーム)とアーム14(第Aアーム)に片持ち支持されたアーム15(第Bアーム)とを有する。
これにより、アーム15がアーム14に両持ち支持されている場合に比べて、アーム14、15の構成を簡素にでき、コストを削減できる。
このように、本実施形態では、片持ち支持された「第Bアーム」を複数(2つ)有する。そのため、ロボットアーム10の構成の簡素化を図ることができ、コストを大幅に低減できる。
また、本実施形態では、基台20内の容積は、ロボットアーム10の容積と同じであるか、それよりも小さくなっている。そのため、基台20の設置の自由度を高くすることができる。
[駆動部]
図3に示すように、ロボット100は、アーム11〜16と同数(本実施形態では6つ)の駆動部30を有している。複数の駆動部30は、それぞれ、対応するアームをそれの基端側に位置するアーム(または基台20)に対して回動させる機能を有しており、動力源としてのモーターとブレーキとを含むモーターユニット301と、減速機302、ベルト(図示せず)およびプーリー(図示せず)等とを含む動力伝達機構(図示せず)と、を備える。
また、本実施形態では、1つの駆動部30は、1つのアームの駆動を担っている。したがって、ロボット100は、アーム11を駆動させる第1駆動部31と、アーム12を駆動させる第2駆動部32と、アーム13を駆動させる第3駆動部33と、アーム14を駆動させる第4駆動部34と、アーム15を駆動させる第5駆動部35と、アーム16を駆動させる第6駆動部36とを有する。なお、以下では、第1駆動部31、第2駆動部32、第3駆動部33、第4駆動部34、第5駆動部35および第6駆動部36を区別しない場合は、それらをそれぞれ駆動部30という。
図7に示すように、第1駆動部31が有するモーターユニット301および減速機302は、それぞれ、アーム11内に設けられている。詳細な図示はしないが、第1駆動部31は、モーターユニット301の軸部に連結された第1プーリー(図示せず)と、第1プーリーに離間して配置され、減速機302の軸部に連結された第2プーリー(図示せず)と、第1プーリーと第2プーリーとに掛け渡されたベルト(図示せず)とを有している。そして、第2プーリーが、アーム11が有する軸受(図示せず)に接続されている。これにより、アーム11は、第1駆動部31が駆動することにより回動可能になっている。なお、後述する第2駆動部32、第3駆動部33、第4駆動部34、第5駆動部35および第6駆動部36についてもほぼ同様であり、いわゆるベルト駆動により、対応するアームを駆動させている。
図7に示すように、第2駆動部32が有するモーターユニット301は、突出部122内に設けられており、第2駆動部32が有する減速機302は、アーム12とアーム11との接続部分(関節部)に設けられている。また、第3駆動部33が有するモーターユニット301は、突出部122内に設けられており、第3駆動部33が有する減速機302は、アーム12とアーム13との接続部分(関節部)に設けられている。また、第4駆動部34が有するモーターユニット301および減速機302は、それぞれ、アーム13内に設けられている。また、第5駆動部35が有するモーターユニット301は、アーム14の基端側の部分141内に設けられており、第5駆動部35が有する減速機302は、アーム15の第1部分151内に設けられている。また、第6駆動部36が有するモーターユニット301は、アーム14の基端側の部分141内に設けられており、第6駆動部36が有する減速機302は、アーム15の第2部分152内に設けられている(図7参照)。なお、第6駆動部36は、図示はしないが、傘歯車等の駆動力の伝達方向を90°変換する変換機構を有している。
[位置センサー]
図3に示すように、ロボット100は、駆動部30と同数の位置センサー40を有しており、1つの駆動部30に対して1つの位置センサー40(角度センサー)が設けられている。位置センサー40は、モーターユニット301(具体的にはモーター)または減速機302の回転軸(軸部)の回転角度を検出する。これにより、基端側のアームに対する先端側のアームの角度(姿勢)等の情報を得ることができる。このような各位置センサー40としては、例えばロータリーエンコーダー等を用いることができる。また、各位置センサー40は、後述する制御ユニット5が有する制御基板51に電気的に接続されている。
[制御ユニット]
図3に示すように、制御ユニット5は、制御基板51と、制御基板51に電力を供給する電源基板52と、制御基板51の指令に基づいて各駆動部30を駆動する複数の駆動基板53と、を含む。なお、制御基板51と電源基板52とで、ロボット100の駆動にかかる電力を供給し、かつ、ロボット100の駆動を制御する制御装置(コントローラー)を構成している。
〈制御基板〉
制御基板51は、図7に示すように内部空間S20に設けられており、ロボット100の駆動を制御する制御回路(図示せず)を有する。制御回路は、CPU(Central Processing Unit)等のプロセッサー、RAM(Random Access Memory)等の揮発性メモリーおよびROM(Read Only Memory)等の不揮発性メモリー等を含み、ロボット100の各部の駆動の制御や各種演算および判断等の処理を行う。例えば、制御回路は、所定の制御プログラムを実行可能であり、当該制御プログラムに従って各駆動基板53に対して制御信号を出力することで、ロボット100(具体的にはロボットアーム10)に所定の動作を実行させる。
〈電源基板〉
電源基板52は、図7に示すように内部空間S20に設けられており、制御基板51および各駆動基板53のそれぞれに対して供給する電力を生成する電源回路(図示せず)を有する。電源回路は、変圧器やノイズフィルターを備えており、例えば商用電源等の外部電源(図示せず)から供給される電力の周波数および電圧を変換し、制御基板51および各駆動基板53に供給する。特に、本実施形態では、電源回路には、外部電源から出力された交流電圧を52Vの直流電圧(駆動電圧)に変換して各駆動基板53等に出力する変換器を備えている。
〈駆動基板〉
各駆動基板53は、図7に示すように内部空間S10に分散配置されており、制御基板51からの制御信号を受け、駆動部30に供給するための電力に変換する(を生成する)駆動回路(図示せず)を有している。駆動回路は、例えば、直流電力(電流)から交流電力(電流)に変換するインバーター回路を備えている。
また、本実施形態では、1つの駆動部30に対して1つの駆動基板53が設けられており、各駆動部30に対応する駆動基板53が、その駆動部30に供給するための電力の変換(生成)を行っている。したがって、ロボット100は、第1駆動部31に対応する第1駆動基板531と、第2駆動部32に対応する第2駆動基板532、第3駆動部33に対応する第3駆動基板533と、第4駆動部34に対応する第4駆動基板534と、第5駆動部35に対応する第5駆動基板535と、第6駆動部36に対応する第6駆動基板536と、を有する。なお、以下では、第1駆動基板531、第2駆動基板532、第3駆動基板533、第4駆動基板534、第5駆動基板535および第6駆動基板536を区別しない場合は、それらをそれぞれ駆動基板53という。
図7に示すように、第1駆動基板531は、アーム11内に設けられており、第1駆動部31が有するモーターユニット301の近傍に設けられている。第2駆動基板532は、アーム12の突出部122内に設けられており、第2駆動部32が有するモーターユニット301の近傍に設けられている。第3駆動基板533は、アーム12の突出部122内に設けられており、第3駆動部33が有するモーターユニット301の近傍に設けられている。第4駆動基板534は、アーム13内に設けられており、第4駆動部34が有するモーターユニット301の近傍に設けられている。第5駆動基板535は、アーム14内に設けられており、第5駆動部35が有するモーターユニット301の近傍に設けられている。第6駆動基板536は、アーム14内に設けられており、第6駆動部36が有するモーターユニット301の近傍に設けられている。
以上、ロボット100の基本構成について説明した。
前述したように、ロボット100では、複数の駆動部30と、コントローラーの機能を有する制御ユニット5がロボット本体部1の内部すなわち内部空間S1内に収容されている。すなわち、ロボットアーム10を駆動させる(本実施形態では複数の)駆動部30と、制御基板51、制御基板51に電力を供給する電源基板52および制御基板51の指令に基づいて駆動部30を駆動する(本実施形態では複数の)駆動基板53とが、内部空間S1に配置されている。そのため、従来のようにコントローラーの配置を別途考える必要がなく、ロボット100の配置の自由度を高くすることができる。また、コントローラーが別体である場合に比べて、総設置面積を小さくすることができ、また、コントローラーに対する接続等の手間を省くことができる。
また、前述したように、制御基板51は、基台20内に設けられている。
これにより、制御基板51と各駆動基板53とを接続する各種配線(図示せず)の配置の設計が容易である。
さらに、前述したように、電源基板52は、基台20内に設けられている。
これにより、電源基板52と各駆動基板53とを接続する各種配線(図示せず)の配置の設計が容易である。
また、制御基板51や電源基板52をロボットアーム10内に設ける場合に比べ、制御基板51や電源基板52を安定して配置することができ、また、ロボットアーム10の先端部の可搬重量の増加も防ぐことができる。
また、前述したように、ロボットアーム10は、基台20に回動可能に接続されたアーム11(第1アーム)を有し、アーム11内には、アーム11を駆動させる第1駆動部31が設けられている。
これにより、第1駆動部31が基台20内に配置されている形態に比べて第1駆動部31を基台20内に設けられた制御基板51等から遠ざけることができる。そのため、第1駆動部31から生じる熱および制御基板51等から生じる熱による熱暴走を低減することができるので、ロボット100を長時間安定して駆動させることができる。
さらに、前述したように、ロボットアーム10は、アーム11(第1アーム)に回動可能に接続されたアーム12(第2アーム)を有し、アーム12内には、アーム12を駆動させる第2駆動部32が設けられている。
これにより、第1駆動部31および第2駆動部32から生じる熱をより効率よく排除することができる。
また、前述したように、ロボットアーム10は、連結された複数のアーム11〜16を有し、ロボットアーム10内には、複数のアーム11〜16をそれぞれ独立して駆動させる複数の駆動部30が設けられている。そして、複数の駆動部30は、ロボットアーム10内において分散して設けられている(図7参照)。
これにより、駆動部30から生じる熱を分散させることができるので、熱暴走を低減でき、よって、ロボット100を長時間安定して駆動させることができる。
なお、複数の駆動部30の配置は、図示の配置に限定されない。また、上記「分散」とは、複数の駆動部30が、全て、ばらばらに分かれて配置されていることのみならず、複数の駆動部30が少なくとも2つの群に分かれて配置されていることを含む。
また、前述したように、アーム11(第1アーム)内には、第1駆動部31を駆動する第1駆動基板531が設けられており、アーム12(第2アーム)内には、第2駆動部32を駆動する第2駆動基板532が設けられている。
これにより、第1駆動基板531と第1駆動部31との接続、および、第2駆動基板532と第2駆動部32との接続をそれぞれシンプルな構成にすることができる。また、第1駆動基板531および第2駆動基板532から生じる熱を分散させることができるので、ロボット100を長時間安定して駆動させることができる。
さらに、前述したように、ロボットアーム10内には、複数の駆動部30のそれぞれを独立して駆動する複数の駆動基板53が設けられている。そして、複数の駆動基板53は、ロボットアーム10内において分散して設けられている。
これにより、例えば複数の駆動部30を1つの駆動基板53で駆動する構成と比較して、駆動基板53とそれに対応する駆動部30との接続をシンプルな構成にすることができる。また、複数の駆動基板53が分散して設けられていることで、駆動基板53から生じる熱を分散させることができるので、ロボット100を長時間安定して駆動させることができる。
特に、図示のように、各駆動基板53は、対応する駆動部30の近傍に設けられていることが好ましい。これにより、複数の駆動基板53が基台20内にまとまって配置されている場合に比べ、電源系の配線および信号系の配線の数を大幅に削減することができる。
なお、複数の駆動基板53の配置は、図示の配置に限定されない。上記「分散」とは、複数の駆動基板53が、全て、ばらばらに分かれて配置されていることのみならず、複数の駆動基板53が少なくとも2つの群に分かれて配置されていることを含む。
<ロボットの外装部材および封止部材>
図8および図9は、それぞれ、ロボットが有する複数のハウジングおよびカバーを説明するための図である。
次に、ロボット本体部1の外装部材(ハウジング205、105およびカバー106、206等)および封止部材61、62、64について説明する(図8および図9参照)。ロボット100は、以下に説明する外装部材および封止部材61、62を備えることで、ロボット本体部1の内部(内部空間S1)を気密的に封止することができ、これにより防水性能および防塵性能を発揮することができる。
[外装部材]
前述したように、ロボット本体部1は、複数の外装部材(ハウジング205、105およびカバー106、206等)を含んで構成されている。具体的には、図8および図9に示すように、基台20は、ハウジング205(部材)およびカバー206(部材)を有する第1筐体200を備えている。アーム11〜14は、ハウジング105(部材)およびカバー106(部材)を有する第2筐体117を備えている。より具体的には、アーム11の第2筐体117は、ハウジング115(部材)およびカバー116(部材)を有する。アーム12の第2筐体117は、ハウジング125(部材)およびカバー126(部材)を有する。アーム13の第2筐体117は、ハウジング135(部材)およびカバー136(部材)を有する。アーム14の第2筐体117は、ハウジング145(部材)、カバー146(部材)およびカバー147(部材)を有する。なお、アーム15は、ケース155を有している。また、以下では、ハウジング205、ハウジング115、ハウジング125、ハウジング135およびハウジング145を区別しない場合は、それらをそれぞれハウジング105という。また、カバー206、カバー116、カバー126、カバー136、カバー146およびカバー147を区別しない場合は、それらをそれぞれカバー106という。
基台20のハウジング205の外形は、略直方体状をなす。一方、カバー206の外形は、四角形の平板状をなす。ハウジング205の+x軸側および+z軸側は、それぞれ、開口しており、ハウジング205の+x軸側開口は、カバー206によって塞がれている。具体的には、ハウジング205とカバー206とは、封止部材64(第1封止部材)を介して接続されており、さらに、カバー206は、ハウジング205に対してネジ63によってネジ止めされている。これにより、ハウジング205とカバー206とは、固定的に接続されている。
アーム11のハウジング115は、その基端部(−z軸側)と、その先端部の+z軸側および+y軸側と、に開口している。ハウジング115は、その基端部の開口(−z軸側開口)を形成する縁部がハウジング205の+z軸側開口を形成する縁部に対してつき合わされた状態で、配置されている。具体的には、ハウジング115とハウジング205との境界部分、すなわちアーム11と基台20との関節部(具体的には内部の各種部品等も含む)は、パッキン、金属リングやオイルシール等の封止部材61を介して接続されている。これにより、アーム11は、基台20に対して回動可能に接続されている。また、ハウジング115の先端部の+x軸側開口は、カバー116によって塞がれている。具体的には、ハウジング115とカバー116とは、封止部材62(第2封止部材)を介して接続されており、さらに、カバー116は、ハウジング115に対してネジ63によってネジ止めされている。これにより、ハウジング115とカバー116とは、固定的に接続されている。
アーム12のハウジング125は、カバー126に対して−y軸側に位置し、主に平坦部121の−y軸側の部分および突出部122を形成している。一方、カバー126は、ハウジング125に対して+y軸側に位置し、主に平坦部121の+y軸側の部分を形成している。また、ハウジング125は、その基端部の−y軸側と、その先端部の−y軸側と、+y軸側全域と、に開口している。ハウジング125は、その基端部の−y軸側開口を形成する縁部がハウジング115の先端部の+y軸側開口を形成する縁部に対してつき合わされた状態で、配置されている。具体的には、ハウジング125とハウジング115との境界部分、すなわちアーム12とアーム11との関節部は、パッキン、金属リングやオイルシール等の封止部材61を介して接続されている。これにより、アーム12は、アーム11に対して回動可能に接続されている。また、ハウジング125の+y軸側開口は、カバー126によって塞がれている。具体的には、ハウジング125とカバー126とは、封止部材62を介して接続されており、さらに、カバー126は、ハウジング125に対してネジ63によってネジ止めされている。これにより、ハウジング125とカバー126とは、固定的に接続されている。
ハウジング135は、その基端部(+y軸側)と、その先端部(−x軸側)と、その中間部の+x軸側と、に開口している。ハウジング135は、その基端部の開口(+y軸側開口)を形成する縁部がハウジング125の先端部の−y軸側開口を形成する縁部に対してつき合わされた状態で、配置されている。具体的には、ハウジング135とハウジング125との境界部分、すなわちアーム13とアーム12との関節部は、パッキン、金属リングやオイルシール等の封止部材61を介して接続されている。これにより、アーム13は、アーム12に対して回動可能に接続されている。また、ハウジング135の中間部の+x軸側開口は、カバー136によって塞がれている。具体的には、ハウジング135とカバー136とは、封止部材62を介して接続されており、さらに、カバー136は、ハウジング135に対してネジ63によってネジ止めされている。これにより、ハウジング135とカバー136とは、固定的に接続されている。
ハウジング145は、基端側の部分141の大部分および先端側の部分142の大部分を形成している。一方、カバー146は、基端側の部分141の残りの部分を形成しており、カバー147は、先端側の部分142の残りの部分を形成している。また、ハウジング145は、その基端部(+x軸側)と、基端側の部分141における−y軸側と、+y軸側のほぼ全域と、に開口している。ハウジング145は、その基端部の開口(+x軸側開口)を形成する縁部がハウジング135の先端側開口(−x軸側開口)を形成する縁部に対してつき合わされた状態で、配置されている。具体的には、ハウジング145とハウジング135との境界部分、すなわちアーム14とアーム13との関節部は、パッキン、金属リングやオイルシール等の封止部材61を介して接続されている。これにより、アーム14は、アーム13に対して回動可能に接続されている。また、ハウジング145の基端側の部分141における−y軸側開口は、カバー146によって塞がれている。具体的には、ハウジング145とカバー146とは、封止部材62を介して接続されており、さらに、カバー146は、ハウジング145に対してネジ63によってネジ止めされている。これにより、ハウジング145とカバー146とは、固定的に接続されている。同様に、ハウジング145の+y軸側開口は、カバー147によって塞がれている。具体的には、ハウジング145とカバー147とは、封止部材62を介して接続されており、さらに、カバー147は、ハウジング145に対してネジ63によってネジ止めされている。これにより、ハウジング145とカバー147とは、固定的に接続されている。
ケース155は、アーム15の外装全域を形成しており、その基端部(+y軸側)と、その先端部(−x軸側)と、に開口している。ケース155は、その基端部の開口(+y軸側開口)を形成する縁部がハウジング145の先端側開口(−y軸側開口)を形成する縁部に対してつき合わされた状態で、配置されている。具体的には、ケース155とハウジング145との境界部分、すなわちアーム15とアーム14との関節部は、パッキン、金属リングやオイルシール等の封止部材61を介して接続されている。これにより、アーム15は、アーム14に対して回動可能に接続されている。なお、円盤状をなすアーム16は、ケース155の先端部の開口(−x軸側開口)を形成する縁部に対して封止部材61を介して回動可能に接続されている。
このように、ロボット100は、複数のハウジング105、複数のカバー106およびケース155と、複数の封止部材61、62と、を備えている。これにより、気密的に封止された内部空間S1を形成することができる。具体的には、例えば、IEC(International Electrotechnical Commission)規格60529に準拠したIP67等級程度の防水性能および防塵性能を発揮することができる。
ここで、ハウジング105とカバー106の間に設けられた封止部材62の配置例について説明する。
図10は、ロボットが有する封止部材を説明するための図である。なお、以下では、代表して、アーム12が有するハウジング125とカバー126との間に設けられた封止部材62を例に説明する。また、図10には、カバー126を取った状態で、ハウジング125をその+y軸側開口側から見た図が示されている。
図10に示すように、封止部材62は、ハウジング125の外縁部、具体的にはハウジング125の+y軸側開口を形成する縁部1250に設けられている。また、封止部材62は、ネジ63の内側を通るように配置されている。
また、縁部1250は、ほぼ平坦な面を有する。一方、図示はしないが、カバー126の縁部1250に接続される部分は、封止部材62の形状に対応した凹部が形成されている。そして、ハウジング125の縁部1250とカバー126の凹部との間に封止部材62が配置された状態で、カバー126をハウジング125に押圧しながら複数のネジ63で締結することにより、ハウジング125とカバー126とを固定的に接続することができる。
なお、図示はしないが、他のハウジング105およびカバー106との間に設けられた封止部材62の配置についても、これと同様である。
このように、ロボット100は、第1筐体200を有する基台20と、基台20に接続され、(本実施形態では複数の)第2筐体117を有するロボットアーム10と、を有するロボット本体部1と、ロボット本体部1の内部(内部空間S1)に設けられた、ロボットアーム10を駆動させる(本実施形態では複数の)駆動部30と、ロボット本体部1の内部に設けられた、制御基板51、制御基板51に電力を供給する電源基板52および制御基板51の指令に基づいて駆動部30を駆動する(本実施形態では複数の)駆動基板53と、を備える。(図1、図6、図8および図9参照)。また、第1筐体200はハウジング205およびカバー206(複数の部材)で構成され、第1筐体200のハウジング205およびカバー206(複数の部材)の間には、封止部材64(第1封止部材)が設けられている。また、第2筐体117はハウジング105およびカバー106(複数の部材)で構成され、第2筐体117のハウジング105およびカバー106(複数の部材)の間には、封止部材62(第2封止部材)が設けられている。
このようなロボット100は、コントローラーの機能を有する制御基板51および電源基板52と、駆動基板53と、を収容する内部空間S1が気密的に封止されているため、ロボット100は、防水性能や防塵性能を要する環境下で好適に用いることができる。
なお、本実施形態では、ハウジング105同士の間、すなわちアーム同士(基台も含む)にも、封止部材61を介在させている。そのため、内部空間S1をより確実に封止することができ、よって、ロボット100は、優れた防水性能および防塵性能を発揮することができる。
なお、本実施形態では、アーム11〜14が、それぞれ、ハウジング105(部材)とカバー106(部材)とを含んで構成されていたが、これに限定されず、例えば、全てのアーム11〜16が、それぞれ、ハウジング105(部材)とカバー106(部材)とを含んで構成されていてもよいし、アーム11〜16のうちの少なくとも1つがハウジング105(部材)とカバー106(部材)とを含んで構成されていてもよい。また、本実施形態では、ロボットアーム10が、複数のハウジング105(部材)と複数のカバー106(部材)とを含んで構成されていたが、これに限定されず、例えば、1つのハウジング105(部材)と1つのカバー106(部材)とを含んで構成されていてもよい。例えば、各アーム11〜14を構成するハウジング115、125、135、145が、一体であってもよい。
なお、封止部材62、64の構成材料としては、各種樹脂(エラストマーを含む)およびゴム等が用いられる。封止部材62、64の代わりに、例えば、接着剤(封止部材)を用いてもよい。
また、前述したように、アーム12は、アーム11に片持ち支持されており、アーム15は、アーム14に片持ち支持されている。これにより、アーム12やアーム14が両持ち支持されている場合に比べて封止部材61の設置箇所を少なくすることができる。そのため、ロボット本体部1の封止性能を高めることができる。
さらに、前述したように、制御基板51および電源基板52が、基台20内に設けられていることで、ロボットアーム10内に設けられた複数の駆動部30および複数の駆動基板53に対して制御基板51および電源基板52を離間して配置することができる。そのため、熱暴走をさらに低減でき、よって、防水性能等を要する環境下においてロボット100をさらに長時間安定して駆動させることができる。
また、前述したように、複数の駆動部30および複数の駆動基板53が、それぞれ、ロボットアーム10内に分散して設けられていることで、熱暴走を低減でき、よって、防水性能等を要する環境下においてロボットをより長時間、より安定して駆動させることができる。
特に、前述したように、第1駆動部31および第1駆動基板531が、基台20ではなく、アーム11内に設けられていることで、基台20内に設けられた制御基板51および電源基板52に対して第1駆動部31および第1駆動基板531を離間させることができる。そのため、前述した効果を特に顕著に発揮することができる。
<外部接続部>
図11は、ロボットが有する基台の内部を模式的に示す斜視図である。図12は、外部接続部の一例を模式的に示す図である。図13は、ロボットが有する制御基板の配置を模式的に示す図である。図14は、制御基板の図13とは異なる配置を模式的に示す図である。なお、図11では、1つの外部接続部50を代表して示す。
次に、ロボット本体部1が有する基台20に設けられた外部接続部50(例えばコネクター等)について説明する(図9参照)。ロボット100は、以下に説明する外部接続部50を備えることで、防水性能および防塵性能をさらに効果的に発揮することができる。
基台20が有するカバー206には、防水性および防塵性を有し、例えばコネクターで構成された複数の外部接続部50が設けられている(図9参照)。外部接続部50は、例えば外部電源(図示せず)等に接続された外部ケーブル60を接続するための部品である。すなわち、外部接続部50は、外部電源等とロボット100との電気的な接続を担うための部品である。
本実施形態では、外部接続部50は、制御基板51(具体的には制御回路)に搭載されたコネクター等の接続部501に内部配線543を介して接続されており(図11参照)、制御基板51、さらには電源基板52に電気的に接続されている。
また、外部接続部50は、その一部が基台20の外部に露出するように設けられている(図11および図12参照)。具体的には、カバー206には、貫通孔207が設けられており、当該貫通孔207に外部接続部50を挿通させつつ貫通孔207を塞ぐようにしてカバー206に対して外部接続部50が固定されている。
この外部接続部50は、端子(図示せず)と、端子を収容する凹状の端子収容室を形成しているコネクターハウジング502と、コネクターハウジング502の内周に設けられたパッキン503(外部接続部用封止部材)とを有する。このような外部接続部50に対して、外部ケーブル60が有するプラグ66(被接続部)を接続することで、ロボット100に対して電力が供給され、ロボット100を駆動させることができる。例えば、図11に示すプラグ66を矢印A10方向に沿って移動させ、外部接続部50にプラグ66を接続すればよい。
また、外部接続部50は、パッキン503を有しているため、プラグ66を接続することで、プラグ66を外部接続部50に対して気密的に封止した状態で接続することができる。これにより、外部接続部50における防水性および防塵性を確保することができる。なお、外部接続部50は、例えばプラグ66を接続した状態で防水性および防塵性を発揮できる構成であれば、図示の構成に限定されず、他の構成であってもよい。
このような外部接続部50の具体例としては、例えば、外部電源に電気的に接続された外部電源プラグを接続するための電源コネクター、作業者がロボット100に対して動作指示を行うために用いるティーチングペンダント等の各種機器との信号の入出力のためのコネクター、エンドエフェクターに対する信号の出力のためのコネクター、制御プログラム等に関するデータの入出力ためのコネクター等が挙げられる。
このように、ロボット本体部1(本実施形態では基台20)には、外部ケーブル60(外部配線)が接続される外部接続部50が設けられている。そして、外部接続部50の少なくとも一部(本実施形態では一部)は、ロボット本体部1(本実施形態では基台20)の外部に露出するように設けられ、防水性および防塵性を有している。
これにより、防水性能や防塵性能等を要する環境下において、ロボット100を好適に駆動させることができる。なお、外部ケーブル60は、外部電源(図示せず)に接続された外部ケーブル60以外に、ティーチングペンダント等の外部装置に電気的に接続された配線等であってもよい。
なお、外部接続部50が防水性および防塵性を有しているとは、例えばプラグ66(被接続部)を接続した状態で防水性および防塵性を発揮できる構成のことを言う。なお、防水性および防塵性の具体的な程度は特に限定されないが、IEC(International Electrotechnical Commission)規格60529に準拠したIP67等級程度の防水性能および防塵性能を発揮することができる程度であることが特に好ましい。
また、制御基板51および電源基板52は、それぞれ、板金等で構成された支持部材23によって支持されている。制御基板51は、支持部材23の−y軸側の面に取り付けられており、電源基板52は、支持部材23の+y軸側の面に取り付けられている。また、支持部材23は、基台20に対して着脱可能である。したがって、制御基板51および電源基板52を支持部材23とともに基台20の外部へと取り出すことができる。これにより、例えば、制御基板51や電源基板52のメンテナンスを容易に行うことができる。
また、支持部材23は、制御基板51の−y軸側の面における取り付け位置を変更可能なように構成されている。具体的には、図13に示す制御基板51の第1位置から、図14に示す制御基板51の第2位置に変更可能である。なお、その逆も可能である。より具体的には、支持部材23には、制御基板51をネジ止めするための複数のネジ孔231、232(取付部)が設けられている。ネジ孔231を用いて制御基板51をネジ止めすることで、図13に示すように制御基板51を第1位置に配置できる。一方、ネジ孔232を用いて制御基板51をネジ止めすることで、図14に示すように制御基板51を第2位置に配置できる。
制御基板51を第1位置に位置させることで、外部接続部50の一部を基台20の外部に露出させるようにして配置することができる。一方、制御基板51を第2位置に位置させ、外部接続部50および内部配線543を接続部501から取り外すことで、外部接続部50の代わりに接続部501の一部を基台20の外部に露出させるようにして配置させることができる。
このように、ロボット100では、ロボット本体部1(本実施形態では基台20)の内部に配置され、外部接続部50に対して着脱可能で、外部接続部50と電源基板52とを電気的に接続する接続部501が設けられている。また、接続部501は、外部接続部50から取り外してロボット本体部1(本実施形態では基台20)の外部に露出した状態で配置することが可能である(図13および図14参照)。そして、接続部501は、外部接続部50の代わりに、外部ケーブル60(外部配線)が接続される。すなわち、接続部501は、プラグ66(被接続部)に対して電気的に接続可能に構成されている。
これにより、例えば、防水性能等を必要とするロボット100を、防水性能等が必要でないロボット100へと簡単に変更することができる。また、その逆も同様である。そのため、環境条件に応じてロボット100の防水性能を変更することができ、利便性が高い。また、防水性能等が必要でないロボット100が有する制御基板51が備える接続部501に対して接続可能な内部配線543および外部接続部50を用意しさえすれば、防水性能等を必要とするロボット100を簡単に用意することができるとも言える。
以上、本実施形態におけるロボット100について説明した。なお、以上説明した構成のロボット100は、ファンレス構造である。すなわち、ロボット本体部1には、内部空間S1に気流を生じさせるファンが設けられていない。
これにより、封止性能に優れたロボット100を実現できる。前述したように、電源基板52は、20Vの直流電圧(比較的低い駆動電圧)に変換して各駆動基板53等に出力する変換器(図示せず)を有することで、ファンレス構造を実現できる。
また、以上説明したようなロボット100は、清浄度の高い環境下で好適に用いることができる。国際統一規格ISO14644−1:2015に基づくClass3以上の清浄度クラスの環境下で特に好適に用いることも可能である。その場合には、例えば、ロボット100から生じる熱を吸収または放出する機能を有する部材(例えば熱交換器等)をロボット100に対して設けることが好ましい。
以上、本発明のロボットを図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。
また、前述した実施形態では、本発明のロボットとして単腕ロボットを例示したが、当該ロボットは、単腕ロボットに限定されず、例えば、双腕ロボット等の他のロボットであってもよい。すなわち、基台に対して2つ以上のロボットアームが設けられていてもよい。
1…ロボット本体部、5…制御ユニット、10…ロボットアーム、11…アーム、12…アーム、13…アーム、14…アーム、15…アーム、16…アーム、20…基台、21…本体部、22…突出部、23…支持部材、30…駆動部、31…第1駆動部、32…第2駆動部、33…第3駆動部、34…第4駆動部、35…第5駆動部、36…第6駆動部、40…位置センサー、50…外部接続部、51…制御基板、52…電源基板、53…駆動基板、60…外部ケーブル、61…封止部材、62…封止部材、63…ネジ、64…封止部材、66…プラグ、100…ロボット、105…ハウジング、106…カバー、115…ハウジング、116…カバー、121…平坦部、122…突出部、125…ハウジング、126…カバー、135…ハウジング、136…カバー、141…部分、142…部分、145…ハウジング、146…カバー、147…カバー、151…第1部分、152…第2部分、153…孔、155…ケース、160…貫通孔、161…孔、205…ハウジング、206…カバー、207…貫通孔、231…ネジ孔、232…ネジ孔、301…モーターユニット、302…減速機、501…接続部、502…コネクターハウジング、503…パッキン、531…第1駆動基板、532…第2駆動基板、533…第3駆動基板、534…第4駆動基板、535…第5駆動基板、536…第6駆動基板、543…内部配線、1250…縁部、A10…矢印、O1…回動軸、O2…回動軸、O3…回動軸、O4…回動軸、O5…回動軸、O6…回動軸、S1…内部空間、S10…内部空間、S20…内部空間、200…第1筐体、117…第2筐体

Claims (10)

  1. 第1筐体を有する基台と、前記基台に接続され、第2筐体を有するロボットアームと、を有するロボット本体部と、
    前記ロボット本体部の内部に設けられた、前記ロボットアームを駆動させる駆動部と、
    前記ロボット本体部の内部に設けられた、制御基板、前記制御基板に電力を供給する電源基板および前記制御基板の指令に基づいて前記駆動部を駆動する駆動基板と、を備え、
    前記第1筐体は複数の部材で構成され、前記第1筐体の複数の部材の間には、第1封止部材が設けれ、
    前記第2筐体は複数の部材で構成され、前記第2筐体の複数の部材の間には、第2封止部材が設けられていることを特徴とするロボット。
  2. 前記ロボット本体部には、外部配線が接続される外部接続部が設けられており、
    前記外部接続部の少なくとも一部は、前記ロボット本体部の外部に露出するように設けられ、防水性および防塵性を有している請求項1に記載のロボット。
  3. 前記ロボット本体部の内部に配置され、前記外部接続部に対して着脱可能で、前記外部接続部と前記電源基板とを電気的に接続する接続部が設けられており、
    前記接続部は、前記外部接続部から取り外して前記ロボット本体部の外部に露出した状態で配置することが可能であり、前記外部接続部の代わりに、前記外部配線が接続される請求項2に記載のロボット。
  4. 前記制御基板は、前記基台内に設けられている請求項1ないし3のいずれか1項に記載のロボット。
  5. 前記電源基板は、前記基台内に設けられている請求項1ないし4のいずれか1項に記載のロボット。
  6. 前記ロボットアームは、前記基台に回動可能に接続された第1アームを有し、
    前記第1アーム内には、前記第1アームを駆動させる第1駆動部が設けられている請求項1ないし5のいずれか1項に記載のロボット。
  7. 前記ロボットアームは、前記第1アームに回動可能に接続された第2アームを有し、
    前記第2アーム内には、前記第2アームを駆動させる第2駆動部が設けられている請求項5に記載のロボット。
  8. 前記第1アーム内には、前記第1駆動部を駆動する第1駆動基板が設けられており、
    前記第2アーム内には、前記第2駆動部駆動する第2駆動基板が設けられている請求項7に記載のロボット。
  9. 前記ロボットアームは、第Aアームと前記第Aアームに片持ち支持された第Bアームとを有する請求項1ないし8のいずれか1項に記載のロボット。
  10. 前記ロボット本体部には、ファンが設けられていない請求項1ないし9のいずれか1項に記載のロボット。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020192662A (ja) * 2019-05-30 2020-12-03 ファナック株式会社 ロボット
JP2021003780A (ja) * 2019-06-27 2021-01-14 セイコーエプソン株式会社 ロボット
JP2021160057A (ja) * 2020-04-02 2021-10-11 株式会社安川電機 ロボット

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110091354A (zh) * 2019-05-30 2019-08-06 广东伯朗特智能装备股份有限公司 具有密封性能的多关节工业机器人
CN111216160B (zh) * 2020-03-04 2021-04-23 张梅 一种密封型机械臂关节结构
CN215186320U (zh) * 2021-01-15 2021-12-14 北京小米移动软件有限公司 伺服电机和具有它的机器人
CN113664872B (zh) * 2021-08-12 2023-01-13 南京昱晟机器人科技有限公司 一种焊接机器人防水装置及其防水方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5984881U (ja) * 1983-10-25 1984-06-08 株式会社チノ− 回路基板構造
JPH06143185A (ja) * 1992-11-10 1994-05-24 Toshiba Corp ロボット
JPH0817542A (ja) * 1994-07-01 1996-01-19 Sumitomo Wiring Syst Ltd 防水型コネクタの気密検査装置
JP2003149088A (ja) * 2001-11-16 2003-05-21 Horiba Ltd 低温環境で使用可能な車両自動運転用ロボット
US20130239693A1 (en) * 2012-03-16 2013-09-19 Hon Hai Precision Industry Co., Ltd. Robot
JP2013212560A (ja) * 2012-04-02 2013-10-17 Seiko Epson Corp ロボットシステムおよびロボット
JP2016068206A (ja) * 2014-09-30 2016-05-09 セイコーエプソン株式会社 ロボット
JP2017047492A (ja) * 2015-08-31 2017-03-09 株式会社ダイナックス 多関節マニピュレータ
JP2017113873A (ja) * 2015-12-23 2017-06-29 コマウ・ソシエタ・ペル・アチオニComau Societa Per Azioni 特にscaraタイプの多軸産業用ロボット

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE515130C2 (sv) 1995-02-24 2001-06-11 Abb Ab Robotutrustning
JP2002239970A (ja) 2001-02-16 2002-08-28 Denso Corp ロボットのカバー取付構造
JP2014240099A (ja) 2013-06-11 2014-12-25 セイコーエプソン株式会社 ロボット
KR102061693B1 (ko) * 2013-10-07 2020-01-02 삼성전자주식회사 액추에이터 유닛, 이를 포함한 로봇 및 감속기 장치
JP6575200B2 (ja) 2015-07-27 2019-09-18 セイコーエプソン株式会社 ロボット、制御装置およびロボットシステム
JP2017127914A (ja) * 2016-01-19 2017-07-27 セイコーエプソン株式会社 ロボット及びロボットシステム
CN105835039B (zh) * 2016-05-19 2018-03-27 深圳市越疆科技有限公司 集成底座和机器人

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5984881U (ja) * 1983-10-25 1984-06-08 株式会社チノ− 回路基板構造
JPH06143185A (ja) * 1992-11-10 1994-05-24 Toshiba Corp ロボット
JPH0817542A (ja) * 1994-07-01 1996-01-19 Sumitomo Wiring Syst Ltd 防水型コネクタの気密検査装置
JP2003149088A (ja) * 2001-11-16 2003-05-21 Horiba Ltd 低温環境で使用可能な車両自動運転用ロボット
US20130239693A1 (en) * 2012-03-16 2013-09-19 Hon Hai Precision Industry Co., Ltd. Robot
JP2013212560A (ja) * 2012-04-02 2013-10-17 Seiko Epson Corp ロボットシステムおよびロボット
JP2016068206A (ja) * 2014-09-30 2016-05-09 セイコーエプソン株式会社 ロボット
JP2017047492A (ja) * 2015-08-31 2017-03-09 株式会社ダイナックス 多関節マニピュレータ
JP2017113873A (ja) * 2015-12-23 2017-06-29 コマウ・ソシエタ・ペル・アチオニComau Societa Per Azioni 特にscaraタイプの多軸産業用ロボット

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020192662A (ja) * 2019-05-30 2020-12-03 ファナック株式会社 ロボット
JP2021003780A (ja) * 2019-06-27 2021-01-14 セイコーエプソン株式会社 ロボット
JP2021160057A (ja) * 2020-04-02 2021-10-11 株式会社安川電機 ロボット
US11724383B2 (en) 2020-04-02 2023-08-15 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki Robot

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