JP2019069479A - ロボットアーム機構及びストッパ機構 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構造にして安全信頼性が高く、性能を十分に活用することができるロボットアーム機構及びストッパ機構を提供すること。【解決手段】回転台座２０１に回転自在に回転体２０２が支持されてなる回転関節部のストッパ機構は、回転台座２０１と回転体２０２との一方にはストッパロッド２０６Ａが取り付けられる。回転台座２０１と回転体２０２との他方にはスライドブロック２０４を周方向に所定範囲内で移動可能にするスリット２０５が設けられる。回転体２０２の回転に伴ってストッパロッド２０６Ａをスライドブロック２０４に当接させ、スライドブロック２０４をスリット２０５に沿って移動させる。【選択図】 図６

Description

本発明の実施形態はロボットアーム機構及びストッパ機構に関する。

近年ロボットがユーザと同一空間にいる環境が多くなってきている。介護用ロボットはもちろん産業用ロボットでも作業者の近傍で作業を行なう状況の可能性が検討されている。この状況が実現すれば例えば健常者と同様に障害者が作業をすることができる。

発明者らが実用化を実現した直動伸縮関節部を備えた垂直多関節アーム機構は肘関節がなく、特異点もないことから、ロボット装置が作業者と協働して作業できる環境を実現している。このような作業員の近傍に設置され、作業員と協働することを目的としたロボットでは当然にしてより信頼性の高い安全レベルが必要とされる。

信頼性の高い安全レベルを確保するために、ロボットにはソフトリミットで可動範囲を制限する構成を設け、さらにシステム暴走や原点の位置ずれ等の非常事態に備えるためにロボットを安全柵で囲むことが行われている。一方、ロボットを安全柵で囲むことによって確実に安全な状況が確保される場合であっても、ロボットには可動範囲を制限する構成が設けられているため、ロボットの性能を十分に生かし切れない状況が発生する可能説明があった。

目的は、簡易な構造にして安全信頼性が高く、性能を十分に活用することができるロボットアーム機構及びストッパ機構を提供することにある。

本実施形態に係る回転台座に回転自在に回転体が支持されてなる回転関節部のストッパ機構は、前記回転台座と前記回転体との一方にはストッパロッドが取り付けられる。前記回転台座と前記回転体との他方にはストッパブロックを周方向に所定範囲内で移動可能にする軌道が設けられる。前記回転体の回転に伴って前記ストッパロッドを前記ストッパブロックに当接させ、前記ストッパブロックを前記軌道に沿って移動させる。

図１は、本実施形態に係るロボットアーム機構の外観を示す斜視図である。 図２は、図１のロボットアーム機構の内部構造を示す側面図である。 図３は、図１のロボットアーム機構の構成を図記号表現により示す図である。 図４は、図１の支柱部のカバーを外して回転関節部の構造を示す斜視図である。 図５は、図１の第１関節部の機構上の作動範囲とロボットアーム機構の安全上の可動範囲とを示す平面図である。 図６は、図４の第１関節部の回転制限機構を示す平面図である。 図７は、図６の第１関節部の回転制限機構を示す斜視図である。 図８は、図７に示すスリットに収容されるスライドブロックの構成の一例を示す図である。 図９は、スリットに収容されたスライドブロックの移動について示す図である。

以下、図面を参照しながら本実施形態に係るストッパ機構及びロボットアーム機構を説明する。本実施形態に係るロボットアーム機構として、ここでは直動伸縮機構を備えた垂直多関節型のロボットアーム機構を説明するが、他のタイプのロボットアーム機構であってもよい。

図１は本実施形態に係る垂直多関節型のロボットアーム機構の斜視図である。図２はロボットアーム機構の内部構造を示す側面図である。当該ロボットアーム機構の基台１には円筒体をなす支柱部２が典型的には鉛直に設置される。支柱部２は旋回回転関節部としての第１関節部Ｊ１を収容する。第１関節部Ｊ１はねじり回転軸ＲＡ１を備える。回転軸ＲＡ１は鉛直方向に平行である。第１関節部Ｊ１の回転によりアーム部５は水平に旋回する。支柱部２は下部２−１と上部２−２とからなる。詳細は後述するが、下部２−１は下部フレーム２２を有する。下部フレーム２２は第１関節部Ｊ１の固定部としての回転台座２０１に接続される。上部２−２は上部フレーム２３を有する。上部フレーム２３は第１関節部Ｊ１の回転部としての回転体２０２に接続され、回転軸ＲＡ１を中心に軸回転する。円筒体をなす支柱部２の内部中空には後述する直動伸縮機構としての第３関節部Ｊ３の第１、第２コマ列５１，５２が収納される。支柱部２の上部２−２には起伏回転関節部としての第２関節部Ｊ２を収容する起伏部４が設置される。第２関節部Ｊ２は曲げ回転関節である。第２関節部Ｊ２の回転軸ＲＡ２は回転軸ＲＡ１に垂直である。起伏部４は、第２関節部Ｊ２の固定部（支持部）としての一対のサイドフレーム５７を有する。一対のサイドフレーム５７は、上部フレーム２３に連結される。一対のサイドフレーム５７は、鞍形形状のカバー１５により覆われる。一対のサイドフレーム５７にモータハウジングを兼用する第２関節部Ｊ２の回転部としてのドラム体６０が支持される。ドラム体６０の周面には、送り出し機構５６が取り付けられる。送り出し機構５６は円筒形状のカバー１６により覆われる。送り出し機構５６は、複数のローラ５９、ドライブギア６４、ガイドローラ６９を支持する。ドラム体６０の軸回転に伴って送り出し機構５６は回動し、送り出し機構５６に支持されたアーム部５が起伏する。鞍形カバー１５と円筒カバー１６との間の間隙は断面Ｕ字形状のＵ字蛇腹カバー１４により覆われる。Ｕ字蛇腹カバー１４は、第２関節部Ｊ２の起伏動に追従して伸縮する。

第３関節部Ｊ３は直動伸縮機構により提供される。直動伸縮機構は発明者らが新規に開発した構造を備えており、可動範囲の観点でいわゆる従来の直動関節とは明確に区別される。第３関節部Ｊ３のアーム部５は屈曲自在であるが、中心軸（伸縮中心軸ＲＡ３）に沿ってアーム部５の根元の送り出し機構５６から前方に送り出されるときには屈曲が制限され、直線的剛性が確保される。アーム部５は後方に引き戻されるときには屈曲が回復される。アーム部５は第１コマ列５１と第２コマ列５２とを有する。第１コマ列５１は屈曲自在に連結された複数の第１コマ５３からなる。第１コマ５３は略平板形に構成される。前後の第１コマ５３は、互いの端部箇所で連結ピンにより屈曲自在に連結される。第２コマ列５２は複数の第２コマ５４からなる。第２コマ５４は横断面Ｕ字形状又はコ字形状の溝状体をなす。第２コマ５４は底板端部箇所で連結ピンにより屈曲自在に連結される。第２コマ列５２の屈曲は、第２コマ５４の側板の端面どうしが当接する位置で制限される。その位置では第２コマ列５２は直線的に配列する。第１コマ列５１のうち先頭の第１コマ５３と、第２コマ列５２のうち先頭の第２コマ５４とは結合コマ５５により接続される。例えば、結合コマ５５は第１コマ５３と第２コマ５４とを合成した形状を有している。

第１、第２コマ列５１，５２は送り出し機構５６の複数のローラ５９の間を通過する際に互いに押圧されて接合する。接合により第１、第２コマ列５１，５２は直線的剛性を発揮し、柱状のアーム部５を構成する。ローラ５９の後方にはドライブギア６４がガイドローラ６９とともに配置される。ドライブギア６４は図示しない減速器を介してステッピングモータに接続される。第１コマ５３の内側の面の幅中央には連結方向に沿ってリニアギアが形成されている。複数の第１コマ５３が直線状に整列されたときに隣合うリニアギアは直線状につながって、長いリニアギアを構成する。ドライブギア６４はガイドローラ６９に押圧された第１コマ５３のリニアギアに噛み合わされる。直線状につながったリニアギアはドライブギア６４とともにラックアンドピニオン機構を構成する。ドライブギア６４が順回転するとき第１、第２コマ列５１，５２はローラ５９から前方に送り出される。ドライブギア６４が逆回転するとき第１、第２コマ列５１，５２はローラ５９の後方に引き戻される。引き戻された第１、第２コマ列５１，５２はローラ５９とドライブギア６４との間で分離される。分離された第１、第２コマ列５１，５２はそれぞれ屈曲可能な状態に復帰する。屈曲可能な状態に復帰した第１、第２コマ列５１，５２は、ともに同じ方向（内側）に屈曲し、支柱部２の内部に鉛直に収納される。このとき、第１コマ列５１は第２コマ列５２に略平行にほぼ揃った状態で収納される。

アーム部５の先端には手首部６が取り付けられる。手首部６は第４〜第６関節部Ｊ４〜Ｊ６を装備する。第４〜第６関節部Ｊ４〜Ｊ６はそれぞれ直交３軸の回転軸ＲＡ４〜ＲＡ６を備える。第４関節部Ｊ４は伸縮中心軸ＲＡ３と略一致する第４回転軸ＲＡ４を中心としたねじり回転関節であり、この第４関節部Ｊ４の回転によりエンドエフェクタは揺動回転される。第５関節部Ｊ５は第４回転軸ＲＡ４に対して垂直に配置される第５回転軸ＲＡ５を中心とした曲げ回転関節であり、この第５関節部Ｊ５の回転によりエンドエフェクタは前後に傾動回転される。第６関節部Ｊ６は第４回転軸ＲＡ４と第５回転軸ＲＡ５とに対して垂直に配置される第６回転軸ＲＡ６を中心としたねじり回転関節であり、この第６関節部Ｊ６の回転によりエンドエフェクタは軸回転される。

エンドエフェクタ（手先効果器）は、手首部６の第６関節部Ｊ６の回転部下部に設けられたアダプタ７に取り付けられる。エンドエフェクタはロボットが作業対象（ワーク）に直接働きかける機能を持つ部分であり、例えば把持部、真空吸着部、ナット締め具、溶接ガン、スプレーガンなどのタスクに応じて様々なツールが存在する。エンドエフェクタは、第１、第２、第３関節部Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３により任意位置に移動され、第４、第５、第６関節部Ｊ４，Ｊ５，Ｊ６により任意姿勢に配置される。特に第３関節部Ｊ３のアーム部５の伸縮距離の長さは、基台１の近接位置から遠隔位置までの広範囲の対象にエンドエフェクタを到達させることを可能にする。第３関節部Ｊ３はそれを構成する直動伸縮機構により実現される直線的な伸縮動作とその伸縮距離の長さとが従前の直動関節と異なる特徴的な点である。

図３はロボットアーム機構の構成を図記号表現により示している。ロボットアーム機構において、根元３軸を構成する第１関節部Ｊ１と第２関節部Ｊ２と第３関節部Ｊ３とにより３つの位置自由度が実現される。また、手首３軸を構成する第４関節部Ｊ４と第５関節部Ｊ５と第６関節部Ｊ６とにより３つの姿勢自由度が実現される。図５に示すように、第１関節部Ｊ１の回転軸ＲＡ１は鉛直方向に設けられる。第２関節部Ｊ２の回転軸ＲＡ２は水平方向に設けられる。第２関節部Ｊ２は第１関節部Ｊ１に対して回転軸ＲＡ１と回転軸ＲＡ１に直交する軸との２方向に関してオフセットされる。第２関節部Ｊ２の回転軸ＲＡ２は、第１関節部Ｊ１の回転軸ＲＡ１には交差しない。第３関節部Ｊ３の移動軸ＲＡ３は回転軸ＲＡ２に対して垂直な向きに設けられる。第３関節部Ｊ２は第２関節部Ｊ２に対して回転軸ＲＡ１と回転軸ＲＡ１に直交する軸との２方向に関してオフセットされる。第３関節部Ｊ３の回転軸ＲＡ３は、第２関節部Ｊ２の回転軸ＲＡ２には交差しない。複数の関節部Ｊ１−Ｊ６の根元３軸のうちの一つの曲げ関節部を直動伸縮関節部Ｊ３に換装し、第１関節部Ｊ１に対して第２関節部Ｊ２を２方向にオフセットさせ、第２関節部Ｊ２に対して第３関節部Ｊ３を２方向にオフセットさせることにより、本実施形態に係るロボット装置のロボットアーム機構は、特異点姿勢を構造上解消している。

図４は、支柱部２の上部２−２のカバー１３を取り外した状態で第１関節部Ｊ１の内部構造を示す斜視図である。図５は、図１の第１関節部Ｊ１の機構上の作動範囲とロボットアーム機構の安全上の可動範囲とを示す平面図である。図６は、図４の第１関節部Ｊ１の回転制限機構を示す平面図である。図７は、図６の第１関節部Ｊ１の回転制限機構を示す斜視図である。

第１関節部Ｊ１は円筒形状又は円環形状の回転台座２０１を有する。回転台座２０１は、下部２−１の下部フレーム２２に接続される。下部フレーム２２は基台１に接続されるので、回転台座２０１は固定部である。回転体２０２は円筒形状又は円環形状をなす。回転体２０２はその外径が回転台座２０１の内径よりも若干短く、回転台座２０１の内側に回転自在に嵌め込まれる。典型的には回転台座２０１と回転体２０２との間にはベアリングが介在される。回転体２０２の上部には円筒形状の上部フレーム２３が接続される。上部フレーム２３の内部中空には、分離されて屈曲自在の第１、第２コマ列５１，５２が収容される。回転体２０２の回転に伴って上部フレーム２３がそのカバー１３とともに回転する。回転体２０２には、図示しないモータの回転軸が直接又は動力伝達機構を介して間接的に接続される。

回転体２０２と回転台座２０１の上面との間には、若干の間隔が設けられる。回転体２０２と回転台座２０１には、回転体２０２の回転範囲を制限するためのストッパ機構が設けられている。本実施形態では２種類の機械的なストッパ機構（第１のストッパ機構、第２のストッパ機構）が装備される。第１のストッパ機構と第２のストッパ機構とは一部の構造を共通化している。

回転体２０２の上面は、回転台座２０１の上面に揃えられ、又は回転台座２０１の上面よりも若干高い。これら回転体２０２と回転台座２０１とには、回転体２０２の回転を制限するためのストッパ機構が設けられている。本実施形態では２種類の機械的なストッパ機構が装備される。（第１のストッパ機構、第２のストッパ機構）が装備される。第１のストッパ機構と第２のストッパ機構とは一部の構造を共通化している。

第１ストッパ機構は、回転体２０２の回転を、第１関節部Ｊ１の機構上の作動範囲内に制限する。機構上の作動範囲は、回転体２０２の回転に起因する「支柱部２の内部を引き回されている多数のケーブルの断線」、及び「支柱部２の内部構造と第１、第２コマ列５１，５２との接触による破損」等を回避するためのロボット設計上許容されている最大回転範囲である。第１のストッパ機構は、第１関節部Ｊ１の機構上の作動範囲（回転体２０２の回転範囲）を３６０°以上の範囲で制限することもできる。第１のストッパ機構は、図５に示すように、回転体２０２の回転範囲を制限するために設けられたスライドブロック（ストッパブロック）２０４を移動可能とすることで、回転体２０２の回転範囲を３６０°超の範囲で制限する。第１のストッパ機構は、回転体２０２を右回転させた場合には、図５に示すスライドブロック２０４ａの位置で回転体２０２の回転を停止させ、回転体２０２を左回転させた場合には、図５に示すスライドブロック２０４ｂの位置で回転体２０２の回転を停止させる。

第２ストッパ機構は、本実施形態に係るロボットアーム機構が設置された周辺環境に応じて変化する安全上の可動範囲内に回転体２０２の回転を制限するために装備される。この安全上の可動範囲は、機構上の作動範囲より狭い範囲であり、ユーザにより任意に設定される。当該「安全上の可動範囲」は、一般的用語としての「可動領域」とは区別されるべきであり、この「可動領域」とはロボットの可動部により掃引される立体的な領域とし定義され、この「可動領域」から、ロボットアーム機構が設置された位置の周囲の環境における他の構造物及び作業員等の干渉物にアーム部５や手首部６、さらにはハンド装置が接触する領域を除外し、その結果与えられる領域（安全領域）を確保するために第１関節部Ｊ１に対して許可される回転範囲がここでは「安全上の可動範囲」として定義される。

図６に示すように、第１のストッパ機構はスライドブロック（ストッパブロック）２０４とストッパロッド２０６Ａとを有する。スライドブロック２０４は、厚み方向に湾曲した直方体に構成され、回転台座２０１の上面のスリット２０５に収容される。スリット２０５は、回転軸ＲＡ１を中心とした円弧状に設けられる。スリット２０５は、スライドブロック２０４の高さよりも浅い。スリット２０５の両端部には、スライドブロック２０４によるスリット端部への衝突（当接）を緩衝するためのストッパピン２１０Ａ，２１０Ｂが装着される。これによりスライドブロック２０４は、その上部が回転台座２０１の上面より突出した状態で、ストッパピン２１０Ａ，２１０Ｂの間をスライド（摺動）可能にスリット２０５に支持される。

ストッパロッド２０６Ａは、回転体２０２の下面に垂直に取り付けられる。ストッパロッド２０６Ａは、周方向に沿って形成されたスリット２０５が設けられた範囲を含む円周（スライドブロック２０４が摺動する円弧）上を通過する位置に設けられる。ストッパロッド２０６Ａは、回転体２０２に取り付けられた状態で、スリット２０５に収容されたストッパブロック２０４の側面に当接し、回転台座２０１の上面に接触しないための長さを有する。ストッパロッド２０６Ａは、ストッパロッド２０６Ａの側面に当接した状態で、ストッパブロック２０４をスリット２０５に沿って移動させる。第１関節部Ｊ１が順回転したとき、回転体２０２は、スライドブロック２０４がスリット２０５の端部のストッパピン２１０Ａに当接する位置までストッパロッド２０６Ａが回転し、停止する。同様に、第１関節部Ｊ１が逆回転したとき、回転体２０２は、スライドブロック２０４がスリット２０５の端部のストッパピン２１０Ｂに当接する位置までストッパロッド２０６Ａが回転し、停止する。すなわち、回転体２０２は、スライドブロック２０４がスリット２０５の端部のストッパピン２１０Ａ，２１０Ｂに当接する位置で回転が停止（制限）される。

図６及び図７では、ストッパロッド２０６Ａがスライドブロック２０４に当接し、スライドブロック２０４を移動させている状態を示している。第２のストッパ機構は、回転台座２０１の上面に、上方に突起する状態で設置される一対のストッパブロック２０７，２０８と、回転体２０２の上面に半径方向外側に突起する状態で取り付けられるストッパロッド２０６Ｂとから構成される。ストッパロッド２０６Ｂは、ストッパロッド２０６Ｂの先端は、下方に垂直に屈曲されている。ストッパロッド２０６Ｂは、回転体２０２の周回軌道上を通過する。一対のストッパブロック２０７，２０８は、ストッパロッド２０６Ｂの周回軌道上であって、安全上の可動範囲の両限界位置に設置される。ストッパブロック２０７，２０８は、スリット２０５が形成された円周上とは異なる円周上に設置される。図６及び図７では、ストッパブロック２０７，２０８は、スリット２０５が設けられた円周よりも、回転体２０２の半径方向外側に設置される。ストッパロッド２０６Ｂは、ストッパブロック２０７，２０８に当接する位置まで移動されると停止される。すなわち、回転体２０２は、ストッパロッド２０６Ｂがストッパブロック２０７，２０８に当接した位置で回転が停止（制限）される。

ストッパブロック２０７，２０８は、回転台座２０１の上面に設けられた複数のブロック装着部２０９の何れかに着脱自在である。ストッパブロック２０７，２０８は典型的には六角穴付ボルトであり、ブロック装着部２０９はネジ穴として提供される。複数のブロック装着部２０９は、ストッパロッド２０６Ｂの周回軌道上に例えば５度間隔で均等に分散配置されている。好ましくは正面位置のブロック装着部２０９の隣には「０度」が記され、同様に他のブロック装着部２０９各々の隣にも「＋５度」、「＋１０度」、・・・、「−５度」、「−１０度」、・・・が記されている。複数のブロック装着部２０９から選択された一対のブロック装着部２０９にストッパブロック２０７，２０８が装着される。一対のブロック装着部２０９の選択により、ロボットアーム機構の設置位置に応じて変化する安全上の可動範囲に柔軟に対応する事ができる。

なお、図６及び図７では、第１のストッパ機構のスリット２０５より外周側に、第２のストッパ機構の複数のブロック装着部２０９（ストッパブロック２０７，２０８）が配置された構成としているが、スリット２０５を外周側に配置し、複数のブロック装着部２０９をスリット２０５よりも内周側に配置した構成としても良い。この場合、ストッパロッド２０６Ｂがスライドブロック２０４に当接するように設けられ、ストッパロッド２０６Ａがストッパブロック２０７，２０８に当接する位置に取り付けられるものとする。

図８は、図７に示すスリット２０５に収容されるスライドブロック２０４の構成の一例を示す図である。図８（Ａ）はスライドブロック２０４の正面図、図８（Ｂ）はスライドブロック２０４の平面図、図８（Ｃ）はスライドブロック２０４の側面図、図８（Ｄ）はスライドブロック２０４の斜視図である。図８に示すように、スライドブロック２０４は、スリット２０５に収容された状態で周方向にスライド可能とするため、長手方向に円弧に沿った曲面を形成している。スライドブロック２０４の上部の両端は、ストッパロッド２０６Ａに対して安定して当接する形状に形成される。スライドブロック２０４は、スリット２０５の内部でスムーズに摺動可能とすると共に、スリット２０５からの脱落などが発生しないように、移動方向に沿って配設されたレール状の部材と係合される構成としても良い。

図９は、スリット２０５に収容されたスライドブロック２０４の移動について示す図である。図９（Ａ）は、図５において、回転体２０２を順回転（右回転）させた場合を示している。スライドブロック２０４は、ストッパロッド２０６Ａの周回軌道上の所定の移動範囲内で移動可能に設けられる。スリット２０５の長さ、つまりスライドブロック２０４の移動範囲ｗ１は、スライドブロック２０４の長さｗ２の２倍に、ストッパロッド２０６Ａの幅ｗ３を加えた合計長より長い。それにより回転体２０２が規制される回転範囲を３６０度超の機構上の作動範囲に規制する事ができる。

回転体２０２とともにストッパロッド２０６Ａが順方向に回転され、ストッパロッド２０６Ａはスライドブロック２０４に当接した状態で、スライドブロック２０４をスリット２０５の端部のストッパピン２１０Ａに接する位置まで移動させる。この位置で、ストッパロッド２０６Ａが停止され、回転体２０２の回転範囲が制限される。図９（Ｂ）は、図５において、回転体２０２を逆回転（左回転）させた場合を示している。図９（Ｂ）に示すように、回転体２０２とともにストッパロッド２０６Ａが逆方向に回転され、ストッパロッド２０６Ａはスライドブロック２０４に当接した状態で、スライドブロック２０４をスリット２０５の端部のストッパピン２１０Ｂに接する位置まで移動させる。この位置で、ストッパロッド２０６Ａが停止され、回転体２０２の回転範囲が制限される。したがって、スリット２０５の長さがスライドブロック２０４の２倍超あれば、右回転時と左回転時とにおいてストッパロッド２０６Ａを同じ円周上で共通する範囲を移動させることができる。すなわち、回転体２０２の回転範囲を３６０°超の範囲で制限することができる。

なお、スリット２０５の長さ、つまりスライドブロック２０４の移動範囲ｗ１は、スライドブロック２０４の長さｗ２の２倍に、ストッパロッド２０６Ａの幅ｗ３を加えた合計長より長くすることで回転範囲を３６０°超の所定範囲に規制することができる。また、長手方向の長さが異なる複数種類のスライドブロック２０４を用意しておき、スライドブロック２０４を変更することでストッパロッド２０６Ａ（回転体２０２）の回転範囲を変更し、これにより機構上の作動範囲を変更できる。また、図６及び図７では、スリット２０５の端部にストッパピン２１０Ａ，２１０Ｂを装着しているが、ストッパピン２１０Ａ，２１０Ｂをスリット２０５の任意の位置に装着可能とすることで、ストッパピン２１０Ａ，２１０Ｂの装着位置を変更することで、ストッパロッド２０６Ａ（回転体２０２）の回転範囲を変更することができ、これにより機構上の作動範囲を変更できる。

このように、第１のストッパ機構では、ロボット設計上想定している機構上の作動範囲で回転範囲を制限するので安全信頼性を高くすることができる。また、例えばロボットアーム機構を安全柵で囲むことによって確実に安全な状況が確保される場合であり、ロボットアーム機構の安全上の可動範囲を制限する必要がない状況（ストッパブロック２０７，２０８を設置しない場合）には、ロボット設計上想定している３６０°を越える範囲でロボットを動作させることができ、ロボットアーム機構の性能を十分に活用することができる。

なお、上述では、回転体２０２にストッパロッド２０６Ａとストッパロッド２０６Ｂとを設け、回転台座２０２にスリット２０５とスライドブロック２０４（第１のストッパ機構）及びストッパブロック２０７，２０８（第２のストッパ機構）を設置したが、回転体２０２と回転台座２０１に設ける構造を逆にしても良い。すなわち、回転台座２０２にストッパロッド２０６Ａとストッパロッド２０６Ｂに相当する構造を設け、回転体２０２にスリット２０５とスライドブロック２０４及びストッパブロック２０７，２０８に相当する構造を設ける。こうした構造としても前述と同様の作用効果を得ることができる。また、上述では、第２のストッパ機構において、ストッパブロック２０７，２０８を装着するための複数のブロック装着部２０９を円周上に分散配置する構成としているが、複数のブロック装着部に代えて、スリット２０５と同様に、ストッパロッド２０６Ｂの周回軌道に沿って円弧状のスリットを設けて、このスリットの任意の位置にストッパブロック２０７，２０８を装着できるようにしても良い。

また、上述では、ねじり回転軸ＲＡ１を有する第１関節部Ｊ１を対象として説明しているが、ロボットアーム機構の他の関節、例えば回転軸ＲＡ６を有する第６関節部Ｊ６（軸回転間接）において、前述した第１のストッパ機構を設けるようにしても良い。

また、上述では、第１のストッパ機構では、スリット２０５にスライドブロック２０４を収容して移動（摺動）可能とする構造としているが、スリット２０５とスライドブロック２０４に代えて同様に作用する別の構造を設けても良い。例えば、スライドブロック２０４をスリット２０５に収容させるのではなく、スライドブロック２０４に代えて、スリット２０５にスライド（摺動）可能となるように装着可能なストッパブロックを設け、回転台座２０１の上面でストッパブロックを摺動させるようにしても良い。また、スリット２０５に代えて、ストッパブロックと係合した状態で、ストッパロッド２０６Ａの当接によってストッパブロックを所定範囲内で移動可能とする軌道（レール）を形成するようにしても良い。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

Ｊ１…第１回転関節部、Ｊ６…第６関節部、２０１…回転台座、２０２…回転体、２０４…スライドブロック、２０５…スリット、２０６Ａ，２０６Ｂ…ストッパロッド、２０７，２０８…ストッパブロック、２０９…ブロック装着部。

Claims (6)

1. 回転台座に回転自在に回転体が支持されてなる回転関節部に装備される、前記回転体の回転範囲を規制するためのストッパ機構であって、
   前記回転台座と前記回転体とのうち一方に取り付けられるストッパロッドと、
   前記回転台座と前記回転体とのうち他方に設けられるストッパブロックとを具備し、前記ストッパロッドが前記ストッパブロックに当接することにより前記回転体の回転が係止される、
   前記ストッパブロックは、前記ストッパロッドの周回軌道上の所定の移動範囲内で移動可能に設けられることを特徴とするストッパ機構。
2. 前記移動範囲は前記ストッパブロックの長さの２倍と前記ストッパロッドの幅を加えた合計長より長いことを特徴とする請求項１記載のストッパ機構。
3. 前記回転体が規制される回転範囲は３６０度超であることを特徴とする請求項１記載のストッパ機構。
4. 前記回転体が規制される回転範囲は前記回転関節部の機構上の作動範囲であることを特徴とする請求項１記載のストッパ機構。
5. 回転台座に回転自在に回転体が支持されてなる回転関節部に装備される、前記回転体の回転範囲を規制するためのストッパ機構であって、
   前記回転台座と前記回転体とのうち一方には、スライドブロックを収容して周方向に所定範囲内でスライド可能な状態で保持するスリットが設けられ、
   前記回転台座と前記回転体とのうち他方には、前記回転体の回転に伴って前記スリット上を通過し、前記スライドブロックと当接する位置にストッパロッドが設けられ、
   前記回転体の回転により前記ストッパロッドを前記スライドブロックに当接させることで前記スライドブロックを移動させ、前記スライドブロックが前記スリットの端部に接する位置で前記回転体の回転を停止させることを特徴とするストッパ機構。
6. 回転台座に回転自在に回転体が支持されてなる複数の回転関節部を装備するロボットアーム機構において、
   少なくとも１つの回転関節部は、ストッパ機構を有し、
   前記ストッパ機構は、
   前記回転台座と前記回転体との一方にはストッパロッドが取り付けられ、
   前記回転台座と前記回転体との他方にはストッパブロックを周方向に所定範囲内で移動可能にする軌道が設けられ、
   前記回転体の回転に伴って前記ストッパロッドを前記ストッパブロックに当接させ、前記ストッパブロックを前記軌道に沿って移動させることを特徴とするロボットアーム機構。

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