JP2019076985A - ロボットおよびロボットシステム - Google Patents
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Abstract
【課題】小型化、軽量化を図ることができ、また、組み立て(製造)、メンテナンス等を容易かつ迅速に行うことができるロボットおよびロボットシステムを提供すること。【解決手段】回動軸周りに回動可能なアームと、回動可能な出力軸を有するモーター本体と、前記モーター本体の外周部の少なくとも一部を覆うモーターカバーと、を有し、前記アームを回動させる駆動力を発生するモーターと、前記モーターに取り付けられ、前記出力軸を制動することが可能なブレーキと、を備え、前記モーターカバーは、前記モーターを前記アームに取り付ける取付部と、前記モーターに対して前記ブレーキを位置決めする位置決め部と、を有し、前記取付部と、前記位置決め部とが一体的に形成さ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、ロボットおよびロボットシステムに関するものである。
基台と、複数のアーム(リンク)を有するロボットアームとを備えるロボットが知られている。ロボットアームの隣り合う2つのアームのうちの一方のアームは、関節部を介して、他方のアームに回動可能に連結され、最も基端側(最も上流側)のアームは、関節部を介して、基台に回動可能に連結されている。関節部はモーターにより駆動され、その関節部の駆動により、アームが回動する。また、関節部には、必要に応じて、モーターの出力軸を制動するブレーキが設けられている。また、最も先端側(最も下流側)のアームには、エンドエフェクターとして、例えば、着脱可能にハンドが装着される。そして、ロボットは、例えば、ハンドで対象物を把持し、その対象物を所定の場所へ移動させ、組立等の所定の作業を行う。
このようなロボットでは、モーターをロボットに取り付けるには、まず、ロボットへの取り付けに用いるフランジ(取付部)をモーターに取り付け、次に、そのフランジをロボットに取り付ける。
また、特許文献1には、直接駆動モーター付きロータリージョイントが開示されている。この直接駆動モーター付きロータリージョイントでは、モーターには、そのモーターを筐体に取り付けるための固定フランジが一体化されている。
特許文献1に記載の直接駆動モーター付きロータリージョイントのモーターをロボットのアームを回動させるためのモーターとして用いる場合、そのモーターをロボットに取り付けるには、まず、既に付いている固定フランジとは別のロボットへの取り付けに用いるフランジ(取付部)をモーターに取り付け、次に、そのフランジをロボットに取り付ける。このため、ロボットへの取り付けに用いるフランジの厚さの分、モーターが出力軸の軸方向に大型化し、また、そのフランジの重さ分、モーターが大重量化し、これにより、ロボットが大型化、大重量化する。
また、モーターをロボットに取り付ける際、モーターにフランジを取り付ける作業が必要であるので、ロボットの組み立て(製造)、メンテナンス等を行う場合、長い時間および多くの労力を必要とする。
また、モーターの出力軸を制動するブレーキをロボットに取り付ける場合は、モーターに対してブレーキを位置決めする必要があるが、その位置決めに、長い時間および多くの労力を必要とする。
本発明は、上述の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、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
本発明のロボットは、回動軸周りに回動可能なアームと、
回動可能な出力軸を有するモーター本体と、前記モーター本体の外周部の少なくとも一部を覆うモーターカバーと、を有し、前記アームを回動させる駆動力を発生するモーターと、
前記モーターに取り付けられ、前記出力軸を制動することが可能なブレーキと、を備え、
前記モーターカバーは、前記モーターを前記アームに取り付ける取付部と、前記モーターに対して前記ブレーキを位置決めする位置決め部と、を有し、
前記取付部と、前記位置決め部とが一体的に形成されていることを特徴とする。
回動可能な出力軸を有するモーター本体と、前記モーター本体の外周部の少なくとも一部を覆うモーターカバーと、を有し、前記アームを回動させる駆動力を発生するモーターと、
前記モーターに取り付けられ、前記出力軸を制動することが可能なブレーキと、を備え、
前記モーターカバーは、前記モーターを前記アームに取り付ける取付部と、前記モーターに対して前記ブレーキを位置決めする位置決め部と、を有し、
前記取付部と、前記位置決め部とが一体的に形成されていることを特徴とする。
このような本発明のロボットによれば、モーターカバーの取付部と位置決め部とが一体的に形成(一体化)されているので、部品点数を削減することができ、構成を簡素化することができる。また、モーターの小型化、軽量化を図ることができ、これにより、ロボットの小型化、軽量化を図ることができる。
また、モーターカバーが位置決め部を有しているので、容易かつ迅速に、モーターに対してブレーキを位置決めすることができる。
また、モーターカバーと取付部とを別部材で構成した場合に比べて、モーターをロボットに取り付ける際、モーターに取付部を取り付ける作業が不要となるので、ロボットの組み立て(製造)、メンテナンス等を容易かつ迅速に行うことができる。また、部品管理の負担を軽減することができる。
本発明のロボットでは、前記取付部は、前記出力軸の軸方向と交差する方向において延在していることが好ましい。
これにより、容易に、モーターをアームに取り付けることができる。
これにより、容易に、モーターをアームに取り付けることができる。
本発明のロボットでは、前記位置決め部は、前記ブレーキと係合する凹部を有することが好ましい。
これにより、簡易な構成でモーターに対してブレーキを位置決めすることができる。
これにより、簡易な構成でモーターに対してブレーキを位置決めすることができる。
本発明のロボットでは、前記モーターカバーは、第1部分と、前記第1部分よりも前記ブレーキ側に配置された第2部分と、を有し、
前記出力軸の軸方向から見て、前記第2部分が前記第1部分より外側に突出していることが好ましい。
前記出力軸の軸方向から見て、前記第2部分が前記第1部分より外側に突出していることが好ましい。
これにより、例えば、第2部分を取付部とした場合に、容易に、モーターをアームに取り付けることができる。
本発明のロボットでは、前記第2部分は前記取付部を有することが好ましい。
これにより、容易に、モーターをアームに取り付けることができる。
これにより、容易に、モーターをアームに取り付けることができる。
本発明のロボットでは、前記モーターに取り付けられ、前記モーターを駆動する駆動基板を有し、
前記モーターカバーに、前記駆動基板が取り付けられる駆動基板用取付部が設けられていることが好ましい。
前記モーターカバーに、前記駆動基板が取り付けられる駆動基板用取付部が設けられていることが好ましい。
これにより、駆動基板用取付部を用いて、容易に、駆動基板をモーターカバーに取り付けることができる。
本発明のロボットシステムは、本発明のロボットと、
前記ロボットの駆動を制御する制御装置と、を備えることを特徴とする。
前記ロボットの駆動を制御する制御装置と、を備えることを特徴とする。
このような本発明のロボットシステムによれば、モーターカバーの取付部と位置決め部とが一体的に形成(一体化)されているので、部品点数を削減することができ、構成を簡素化することができる。また、モーターの小型化、軽量化を図ることができ、これにより、ロボットの小型化、軽量化を図ることができる。
また、モーターカバーが位置決め部を有しているので、容易かつ迅速に、モーターに対してブレーキを位置決めすることができる。
また、モーターカバーと取付部とを別部材で構成した場合に比べて、モーターをロボットに取り付ける際、モーターに取付部を取り付ける作業が不要となるので、ロボットの組み立て(製造)、メンテナンス等を容易かつ迅速に行うことができる。また、部品管理の負担を軽減することができる。
以下、本発明のロボットおよびロボットシステムを添付図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。
<第1実施形態>
図1は、本発明のロボットの第1実施形態を示す斜視図である。図2は、図1に示すロボットの概略図である。図3は、図1に示すロボットの主要部を示すブロック図である。図4は、図1に示すロボットの基台および第1アームを示す斜視図である。図5は、図1に示すロボットの基台を示す斜視図である。図6は、図1に示すロボットの基台を示す斜視図である。図7は、図1に示すロボットの基台を示す斜視図である。図8は、図1に示すロボットの基台および第1アームを示す斜視図である。図9は、図1に示すロボットの基台を示す断面図である。図10は、図1に示すロボットの基台の一部を切断してなる切断図である。図11は、図1に示すロボットの基台の一部を切断してなる切断図である。図12は、図1に示すロボットの基台および第1アームの一部を切断してなる切断図である。図13は、図1に示すロボットの基台を示す斜視図である。図14は、図1に示すロボットのモーターユニット(モーター、ブレーキ、プーリー等)を示す側面図である。図15は、図1に示すロボットのモーターユニット(モーター、ブレーキ、プーリー等)を示す部分断面図である。図16は、図1に示すロボットのモーターのモーターカバーを示す平面図である。図17は、図1に示すロボットのモーターユニット(モーター、ブレーキ、プーリー等)を示す側面図である。なお、図3には、代表的に、2つの制御基板のうちの1つを図示し、また、代表的に、2つの電源基板のうちの1つを図示している。また、図15では、ブレーキは、模式的に図示されている。
図1は、本発明のロボットの第1実施形態を示す斜視図である。図2は、図1に示すロボットの概略図である。図3は、図1に示すロボットの主要部を示すブロック図である。図4は、図1に示すロボットの基台および第1アームを示す斜視図である。図5は、図1に示すロボットの基台を示す斜視図である。図6は、図1に示すロボットの基台を示す斜視図である。図7は、図1に示すロボットの基台を示す斜視図である。図8は、図1に示すロボットの基台および第1アームを示す斜視図である。図9は、図1に示すロボットの基台を示す断面図である。図10は、図1に示すロボットの基台の一部を切断してなる切断図である。図11は、図1に示すロボットの基台の一部を切断してなる切断図である。図12は、図1に示すロボットの基台および第1アームの一部を切断してなる切断図である。図13は、図1に示すロボットの基台を示す斜視図である。図14は、図1に示すロボットのモーターユニット(モーター、ブレーキ、プーリー等)を示す側面図である。図15は、図1に示すロボットのモーターユニット(モーター、ブレーキ、プーリー等)を示す部分断面図である。図16は、図1に示すロボットのモーターのモーターカバーを示す平面図である。図17は、図1に示すロボットのモーターユニット(モーター、ブレーキ、プーリー等)を示す側面図である。なお、図3には、代表的に、2つの制御基板のうちの1つを図示し、また、代表的に、2つの電源基板のうちの1つを図示している。また、図15では、ブレーキは、模式的に図示されている。
また、以下では、説明の都合上、図1および図2中の上側を「上」または「上方」、下側を「下」または「下方」と言う。また、図1および図2中の基台側を「基端」または「上流」、その反対側を「先端」または「下流」と言う。また、図1および図2中の上下方向が鉛直方向である。
また、図1に示すように、互いに直交する3つの軸としてX軸、Y軸およびZ軸が図示されている。各軸を示す矢印の先端側を「+(正)」、基端側を「−(負)」とする。また、Z軸方向を「鉛直方向」とする。また、X軸とY軸を含むX−Y平面を「水平面」とし、X−Y平面内の方向(X−Y平面に沿った方向)を「水平方向」とする。また、X軸に平行な方向を「X方向(X軸方向)」とも言い、Y軸に平行な方向を「Y方向(Y軸方向)」とも言い、Z軸に平行な方向を「Z方向(Z軸方向)」とも言う。
また、本明細書において、「水平」とは、完全に水平な場合のみならず、水平に対して±5°以内で傾斜している場合も含む。同様に、本明細書において、「鉛直」とは、完全に鉛直な場合のみならず、鉛直に対して±5°以内で傾斜している場合も含む。また、本明細書において、「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、本明細書において、「直交」とは、2つの線(軸を含む)または面が、互いに完全な直交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。
図1に示すロボット1は、例えば、各種のワーク(対象物)の搬送、組立および検査等の各作業で用いることができる。
図1〜図3に示すように、ロボット1は、基台4と、基台4に変位可能に連結された(設けられた)ロボットアーム10とを有するロボット本体2と、第1駆動機構401、第2駆動機構402、第3駆動機構403、第4駆動機構404、第5駆動機構405および第6駆動機構406と、制御基板81と、電源基板82と、駆動基板831、832、833、834、835、836とを備えている。
また、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を備えている。また、第5アーム15および第6アーム16によりリストが構成され、第6アーム16の先端には、例えば、ハンド等のエンドエフェクター(図示せず)を着脱可能に取り付ける(接続する)ことができ、そのエンドエフェクターで対象物(図示せず)を把持(保持)することができる。エンドエフェクターで把持(保持)する対象物としては、特に限定されず、例えば、電子部品、電子機器等、各種のものが挙げられる。
また、エンドエフェクターとしては、対象物を保持することが可能なものであれば、特に限定されず、対象物を把持する(掴む)ことが可能なハンド、対象物を吸着することで保持する吸着ヘッド(吸着ハンド)等が挙げられる。
なお、第6アーム16とエンドエフェクターとの間には、図示しない力検出部(力検出装置)が設けられていてもよい。力検出部は、エンドエフェクターに加わる力(並進力、モーメントを含む)を検出する。また、力検出部としては、特に限定されないが、例えば、互いに直交する3軸のそれぞれの軸方向の力成分(並進力成分)と、その3軸のそれぞれの軸周りの力成分(回転力成分)とを検出可能な6軸力覚センサー等が用いられる。
ロボット1は、基台4と、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とが基端側から先端側に向ってこの順に連結された単腕の6軸垂直多関節ロボットである。以下では、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、第6アーム16をそれぞれ「アーム」とも言う。また、第1駆動機構401、第2駆動機構402、第3駆動機構403、第4駆動機構404、第5駆動機構405および第6駆動機構406をそれぞれ「駆動機構」とも言う。なお、アーム11〜16の長さは、それぞれ、特に限定されず、適宜設定可能である。
基台4と第1アーム11とは、関節(ジョイント)171を介して連結されている。そして、第1アーム11は、基台4に対し、鉛直方向と平行な第1回動軸O1を回動中心とし、その第1回動軸O1周りに回動可能となっている。また、第1回動軸O1は、基台4の設置面である床101の上面の法線と一致している。また、第1回動軸O1は、ロボット1の最も上流側にある回動軸である。この第1アーム11は、モーター(第1モーター)401Mおよび減速機6(図8参照)を有する第1駆動機構401の駆動により回動する。モーター401Mは、第1アーム11を回動させる駆動力を発生する。また、モーター401Mは、駆動基板831(第1駆動基板)のモータードライバー301(第1モータードライバー)を介して制御基板81により制御される。なお、前記減速機6が省略されていてもよい。
また、ロボット1は、モーター401Mの出力軸410(第1アーム11)の回動を制動するブレーキ27を有している(図14参照)。ブレーキ27は、制御基板81により制御される。このブレーキ27により、モーター401Mの出力軸410が回動することを阻止し、第1アーム11の姿勢を適確に保持することができる。
第1アーム11と第2アーム12とは、関節(ジョイント)172を介して連結されている。そして、第2アーム12は、第1アーム11に対し、水平方向と平行な第2回動軸O2を回動中心として回動可能となっている。また、第2アーム12は、第1アーム11の先端部において片持ち支持されている。これにより、ロボット1の小型化、軽量化を図ることができる。また、第2回動軸O2は、第1回動軸O1に直交する軸と平行である。この第2アーム12は、モーター(第2モーター)402Mおよび減速機(図示せず)を有する第2駆動機構402の駆動により回動する。モーター402Mは、第2アーム12を回動させる駆動力を発生する。また、モーター402Mは、駆動基板832(第2駆動基板)のモータードライバー302(第2モータードライバー)を介して制御基板81により制御される。なお、前記減速機が省略されていてもよい。また、第2回動軸O2は、第1回動軸O1と直交していてもよい。
また、ロボット1は、モーター402Mの出力軸(第2アーム12)の回動を制動するブレーキ(図示せず)を有している。ブレーキは、制御基板81により制御される。このブレーキにより、モーター402Mの出力軸が回動することを阻止し、第2アーム12の姿勢を適確に保持することができる。
第2アーム12と第3アーム13とは、関節(ジョイント)173を介して連結されている。そして、第3アーム13は、第2アーム12に対して水平方向と平行な第3回動軸O3を回動中心とし、その第3回動軸O3周りに回動可能となっている。また、第3アーム13は、第2アーム12の先端部において片持ち支持されている。これにより、ロボット1の小型化、軽量化を図ることができる。また、第3回動軸O3は、第2回動軸O2と平行である。この第3アーム13は、モーター(第3モーター)403Mおよび減速機(図示せず)を有する第3駆動機構403の駆動により回動する。モーター403Mは、第3アーム13を回動させる駆動力を発生する。また、モーター403Mは、駆動基板833(第3駆動基板)のモータードライバー303(第3モータードライバー)を介して制御基板81により制御される。なお、前記減速機が省略されていてもよい。
また、ロボット1は、モーター403Mの出力軸(第3アーム13)の回動を制動するブレーキ(図示せず)を有している。ブレーキは、制御基板81により制御される。このブレーキにより、モーター403Mの出力軸が回動することを阻止し、第3アーム13の姿勢を適確に保持することができる。
第3アーム13と第4アーム14とは、関節(ジョイント)174を介して連結されている。そして、第4アーム14は、第3アーム13に対し、第3アーム13の中心軸方向と平行な第4回動軸O4を回動中心とし、その第4回動軸O4周りに回動可能となっている。第4回動軸O4は、第3回動軸O3と直交している。この第4アーム14は、モーター(第4モーター)404Mおよび減速機(図示せず)を有する第4駆動機構404の駆動により回動する。モーター404Mは、第4アーム14を回動させる駆動力を発生する。また、モーター404Mは、駆動基板834(第4駆動基板)のモータードライバー304(第4モータードライバー)を介して制御基板81により制御される。なお、前記減速機が省略されていてもよい。また、第4回動軸O4は、第3回動軸O3に直交する軸と平行であってもよい。
また、ロボット1は、モーター404Mの出力軸(第4アーム14)の回動を制動するブレーキ(図示せず)を有している。ブレーキは、制御基板81により制御される。このブレーキにより、モーター404Mの出力軸が回動することを阻止し、第4アーム14の姿勢を適確に保持することができる。
第4アーム14と第5アーム15とは、関節(ジョイント)175を介して連結されている。そして、第5アーム15は、第4アーム14に対して第5回動軸O5を回動中心とし、その第5回動軸O5周りに回動可能となっている。また、第5アーム15は、第4アーム14の先端部において片持ち支持されている。これにより、ロボット1の小型化、軽量化を図ることができる。また、第5回動軸O5は、第4回動軸O4と直交している。この第5アーム15は、モーター(第5モーター)405Mおよび減速機(図示せず)を有する第5駆動機構405の駆動により回動する。モーター405Mは、第5アーム15を回動させる駆動力を発生する。また、モーター405Mは、駆動基板835(第5駆動基板)のモータードライバー305(第5モータードライバー)を介して制御基板81により制御される。なお、前記減速機が省略されていてもよい。また、第5回動軸O5は、第4回動軸O4に直交する軸と平行であってもよい。
また、ロボット1は、モーター405Mの出力軸(第5アーム15)の回動を制動するブレーキ(図示せず)を有している。ブレーキは、制御基板81により制御される。このブレーキにより、モーター405Mの出力軸が回動することを阻止し、第5アーム15の姿勢を適確に保持することができる。
第5アーム15と第6アーム16とは、関節(ジョイント)176を介して連結されている。そして、第6アーム16は、第5アーム15に対して第6回動軸O6を回動中心とし、その第6回動軸O6周りに回動可能となっている。また、第6回動軸O6は、第5回動軸O5と直交している。この第6アーム16は、モーター(第6モーター)406Mおよび減速機(図示せず)を有する第6駆動機構406の駆動により回動する。モーター406Mは、第6アーム16を回動させる駆動力を発生する。また、モーター406Mは、駆動基板836(第6駆動基板)のモータードライバー306(第6モータードライバー)を介して制御基板81により制御される。なお、前記減速機が省略されていてもよい。また、第6回動軸O6は、第5回動軸O5に直交する軸と平行であってもよい。
また、ロボット1は、モーター406Mの出力軸(第6アーム16)の回動を制動するブレーキ(図示せず)を有している。ブレーキは、制御基板81により制御される。このブレーキにより、モーター406Mの出力軸が回動することを阻止し、第6アーム16の姿勢を適確に保持することができる。
駆動機構401〜406には、それぞれのモーターまたは減速機に、第1角度センサー411、第2角度センサー412、第3角度センサー413、第4角度センサー414、第5角度センサー415、第6角度センサー416が設けられている。以下では、第1角度センサー411、第2角度センサー412、第3角度センサー413、第4角度センサー414、第5角度センサー415、第6角度センサー416をそれぞれ「角度センサー」とも言う。これらの角度センサーとしては、特に限定されず、例えば、ロータリーエンコーダー等のエンコーダー等を用いることができる。これらの角度センサー411〜416により、それぞれ、駆動機構401〜406のモーターまたは減速機の出力軸(回転軸)の回転(回動)角度を検出する。
また、駆動機構401〜406のモーターとしては、それぞれ、特に限定されないが、例えば、ACサーボモーター、DCサーボモーター等のサーボモーターが好ましい。
また、駆動機構401〜406の減速機としては、それぞれ、特に限定されず、例えば、複数の歯車で構成された所謂「遊星ギア型」の減速機や、ハーモニックドライブ(「ハーモニックドライブ」は登録商標)と呼ばれる波動減速機(波動歯車装置)等が挙げられ、これらのうちでは、波動減速機が好ましい。
なお、モーター401M〜406Mを制動する6つのブレーキのうち、1つ以上、5つ以下の範囲内で、ブレーキを省略してもよい。
また、駆動機構401〜406、角度センサー411〜416、各ブレーキは、それぞれ、制御基板81と電気的に接続されている。
そして、制御基板81は、アーム11〜16をそれぞれ独立して作動させることができる、すなわち、モータードライバー301〜306を介して、駆動機構401〜406をそれぞれ独立して制御することができる。この場合、制御基板81は、角度センサー411〜416、力検出部(図示せず)により検出を行い、その検出結果(検出情報)に基づいて、駆動機構401〜406の駆動、例えば、角速度や回転角度等をそれぞれ制御する。この制御プログラムは、制御基板81のROM等に予め記憶されている。
本実施形態では、基台4は、ロボット1の鉛直方向の最も下方に位置し、設置スペースの床101等に固定(設置)される部分である。この固定方法としては、特に限定されず、例えば、複数本のボルトによる固定方法等が挙げられる。また、基台4が固定されている部分の床101は、水平面と平行な平面(面)であるが、これに限定されるものではない。
このようなロボット1の制御基板81は、作業において、角度センサー411〜416、力検出部(図示せず)の出力、すなわち、角度センサー411〜416の検出結果(検出された角度)、力検出部の検出結果(検出された力)等に基づいて、ロボット1の駆動(動作)を位置制御、力制御等で制御する。
位置制御とは、ロボット1のエンドエフェクターの位置や姿勢に関する情報に基づいて、エンドエフェクターを目標の位置に目標の姿勢になるように移動させるロボット1の動作の制御である。前記エンドエフェクターに代えて、ロボットアーム10の先端部やエンドエフェクターが把持した対象物等でもよい。また、エンドエフェクターの位置や姿勢に関する情報は、角度センサー411〜416の検出結果等に基づいて求めることが可能である。
また、力制御とは、力検出部の検出結果に基づいて、エンドエフェクターの位置や姿勢を変更したり、また、エンドエフェクターを押したり、引っ張ったり、回転させる等のロボット1の動作の制御である。力制御には、例えば、インピーダンス制御と、フォーストリガー制御とが含まれている。
フォーストリガー制御では、力検出部により検出を行い、その力検出部により所定の力を検出するまでロボットアーム10を移動(姿勢の変更も含む)、すなわち、動作させる。
インピーダンス制御は、倣い制御を含む。まず、簡単に説明すると、インピーダンス制御では、ロボットアーム10の先端部に加わる力を可能な限り所定の力に維持、すなわち、力検出部により検出される所定方向の力を可能な限り目標値(0も含む)に維持するようにロボットアーム10(ロボット1)の動作を制御する。これにより、例えば、ロボットアーム10に対してインピーダンス制御を行うと、ロボットアーム10は、エンドエフェクターで把持した対象物(図示せず)が他の対象物(図示せず)に対し、前記所定方向について倣う動作を行う。
以上、ロボット1について簡単に説明した。以下、詳細に説明する。
以上、ロボット1について簡単に説明した。以下、詳細に説明する。
図4〜図8に示すように、基台4は、箱状をなし、内部に、物を収納(配置)することが可能な収納空間42を有している。この場合、基台4の内部空間(内部)の全体を収納空間42と捉えてもよく、また、一部を収納空間42と捉えてもよい。この基台4は、本体部43と、蓋体44とを備えており、蓋体44は、本体部43の後端面431(Y方向の負側の面)に対して着脱可能に取り付けられている。本実施形態では、蓋体44は、ネジ留めにより、本体部43に着脱可能に取り付けられている。なお、蓋体44を本体部43に取り付ける方法は、ネジ留めに限定されず、例えば、嵌合等が挙げられる。
また、ロボット1は、ロボット本体2の駆動を制御する制御基板81と、制御基板81に電力を供給する電源基板82(図10参照)とを備えている。
制御基板81の数は、特に限定されず、諸条件に応じて適宜設定されるものであるが、本実施形態では、2つであり、その2つの制御基板81は、所定の間隔を隔てて、X方向から見て重なるように配置され、互いに電気的に接続されている。また、各制御基板81は、同一の構成でもよく、また、異なる構成でもよいが、本実施形態では、互いに異なる機能を有している。以下の説明では、代表的に、2つの制御基板81のうちの一方について説明する。なお、制御基板81の数は、1つでもよく、また、3つ以上でもよい。
また、電源基板82の数は、特に限定されず、諸条件に応じて適宜設定されるものであるが、本実施形態では、2つであり、その2つの電源基板82は、所定の間隔を隔ててZ方向に並んでおり、互いに電気的に接続されている。また、各電源基板82は、同一の構成でもよく、また、異なる構成でもよい。以下の説明では、代表的に、2つの電源基板82のうちの一方について説明する。なお、電源基板82の数は、1つでもよく、また、3つ以上でもよい。
制御基板81は、配線が設けられた基板と、その基板に設けられ、プロセッサーの1例であるCPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、プログラムが記憶されたROM(Read Only Memory)等を備えている。本実施形態では、CPUにより各種のプログラムを実行することにより、ロボット本体2の駆動を制御する制御部の機能が達成され、また、RAM、ROMにより、各種の情報(データやプログラム等を含む)を記憶する記憶部の機能が達成される。
また、電源基板82は、配線が設けられた基板と、その基板に設けられ、外部から供給される電圧(電力)を所定の値に変換(例えば、降圧)する回路等を備えている。
また、駆動基板831は、制御基板81の指令に基づいてモーター401Mを駆動する回路基板であり、配線が設けられた基板と、その基板に設けられたモータードライバー301等を備えている。
また、駆動基板832は、制御基板81の指令に基づいてモーター402Mを駆動する回路基板であり、配線が設けられた基板と、その基板に設けられたモータードライバー302等を備えている。
また、駆動基板833は、制御基板81の指令に基づいてモーター403Mを駆動する回路基板であり、配線が設けられた基板と、その基板に設けられたモータードライバー303等を備えている。
また、駆動基板834は、制御基板81の指令に基づいてモーター404Mを駆動する回路基板であり、配線が設けられた基板と、その基板に設けられたモータードライバー304等を備えている。
また、駆動基板835は、制御基板81の指令に基づいてモーター405Mを駆動する回路基板であり、配線が設けられた基板と、その基板に設けられたモータードライバー305等を備えている。
また、駆動基板836は、制御基板81の指令に基づいてモーター406Mを駆動する回路基板であり、配線が設けられた基板と、その基板に設けられたモータードライバー306等を備えている。
また、図10および図11に示すように、制御基板81と電源基板82とは、配線921(第2配線)により電気的に接続(以下、単に「接続」とも言う)され、配線922(第2配線)により接続されている。配線921は、外部から制御基板81に入力された電圧(電力)を制御基板81から電源基板82に送出するのに用いられる電源線である。また、配線922は、電源基板82で変換された電圧(例えば、降圧された電圧)を電源基板82から制御基板81に送出するのに用いられる電源線である。配線921、922は、それぞれ、本実施形態では、例えば、絶縁性を有するチューブを備えるケーブルとして設けられる。
また、図12に示すように、制御基板81と駆動基板831とは、配線91(第1配線)により接続されている。配線91は、モーター401Mを駆動する電圧(指令)を制御基板81から駆動基板831に送出するのに用いられる電源線である。また、制御基板81と、各駆動基板832〜836のそれぞれとは、同様に、配線(図示せず)により接続されている。配線91および前記駆動基板832〜836に接続される配線は、それぞれ、本実施形態では、例えば、絶縁性を有するチューブを備えるケーブルとして設けられる。
また、図4〜図6に示すように、ロボット1は、制御基板81および電源基板82をそれぞれ着脱可能に支持する支持部材5を備えている。支持部材5は、基台4に対して着脱可能に収納空間42に設けられている。これにより、制御基板81および電源基板82は、それぞれ、収納空間42に設けられる。また、本実施形態では、支持部材5は、ネジ留めにより、基台4に着脱可能に取り付けられている。なお、支持部材5を基台4に取り付ける方法は、ネジ留めに限定されず、例えば、嵌合等が挙げられる。
このように、ロボット1と、制御基板81および電源基板82(制御装置)とが一体化されているので、ロボット1の小型化(ロボットシステム全体の小型化)を図ることができる。また、支持部材5が基台4に対して着脱可能であるので、ロボット1の組み立て(製造)、制御基板81および電源基板82のメンテナンス等を容易かつ迅速に行うことができる。なお、支持部材5は、他の構造を有していてもよく、また、基台4から取り外すことができなくてもよい。
また、支持部材5の全体形状は、板状をなしている。すなわち、支持部材5は、板状をなす主基板51(板状部)を有している。主基板51の形状は、特に限定されないが、本実施形態では、主基板51の平面視で、長方形(四角形)である。なお、主基板51の形状としては、四角形の他、例えば、三角形、五角形、六角形等の多角形、円、楕円等が挙げられる。
また、主基板51の後部(Y方向の負側)には、後基板52が設けられている。また、後基板52は、主基板51に対して、直角になるように配置されている。また、本実施形態では、主基板51および後基板52は、1つの基板を折り曲げて形成しているが、これに限らず、例えば、別部材で形成してもよい。
後基板52は、基台4にネジ留めされる部材であり、後基板52には、2つの貫通孔521が形成されている。
また、基台4の本体部43の収納空間42内の一方(X方向の正側)の側壁41には、2つのリブ45が形成されている(図7参照)。各リブ45は、それぞれ、Y方向に延在している。また、各リブ45は、所定の間隔を隔ててZ方向に並んでいる。
また、各リブ45には、それぞれ、Y方向の負側の端面に雌ネジ451が形成されている。支持部材5は、2つの雄ネジ(図示せず)が、それぞれ、対応する貫通孔521を挿通し、対応するリブ45の雌ネジ451に螺合することで、基台4に対して着脱可能に取り付けられる。なお、支持部材5は、本体部43に限らず、例えば、蓋体44に着脱可能に取り付けられるようになっていてもよい。
また、支持部材5は、主基板51が第1回動軸O1の軸方向(鉛直方向)に沿うように配置される。本実施形態では、主基板51とZ軸(鉛直線)とが平行、具体的には、主基板51の短辺512とZ軸とが平行で、長辺511とY軸とが平行になるように配置される。これにより、制御基板81および電源基板82を鉛直方向に沿うように配置することができ、これによって、制御基板81および電源基板82に粉塵等が溜まることを抑制することができる。
なお、支持部材5は、他の姿勢、例えば、主基板51が鉛直方向に対して傾斜した姿勢、主基板51とX−Y平面(水平面)とが平行である姿勢等で配置されるようになっていてもよい。
また、図7および図9に示すように、基台4は、収納空間42に取り付けられた(設けられた)支持部材5の姿勢を規制する姿勢規制部47を有している。姿勢規制部47は、本実施形態では、本体部43の収納空間42内の前壁46に形成されたリブで構成されている。
この姿勢規制部47は、収納空間42の上部(Z方向の正側)に配置され、X方向に延在している。また、姿勢規制部47は、支持部材5の主基板51の先端部が挿入される溝471を有している。また、溝471は、Z方向に延在し、Y方向の負側およびZ方向の負側に開放している。したがって、姿勢規制部47は、X方向の正側および負側と、Y方向の正側と、Z方向の正側から、支持部材5の主基板51の先端部を支持し、これにより、支持部材5の姿勢を規制する。これにより、支持部材5の姿勢を安定させることができる。また、支持部材5を基台4に取り付ける際、支持部材5が溝471に挿入されることにより、支持部材5の姿勢が安定し、支持部材5の取り付け作業を容易かつ迅速に行うことができる。なお、溝471は、無底、すなわち、Y方向の正側に開放していてもよく、また、Z方向の正側に開放していてもよい。
また、支持部材5の構成材料としては、特に限定されないが、金属材料(合金を含む)が好ましく、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金等の熱伝導率の高い材料を用いることがより好ましい。熱伝導率の高い材料を用いることにより、制御基板81および電源基板82で発生した熱を支持部材5から基台4に効率良く逃がすことができる。
また、本実施形態では、制御基板81および電源基板82は、それぞれ、ネジ留めにより、支持部材5の主基板51に着脱可能に取り付けられている。また、主基板51の一方の面に、制御基板81が取り付けられ、他方の面に、電源基板82が取り付けられている。なお、制御基板81および電源基板82を支持部材5に取り付ける方法は、それぞれ、ネジ留めに限定されない。
また、支持部材5は、制御基板81を図4、図9に示す第1位置(制御基板81の各貫通孔811と、支持部材5の第1雌ネジ群5130の対応する各雌ネジ513とが一致する位置)と、第1位置とは異なる第2位置(制御基板81の各貫通孔811と、支持部材5の第2雌ネジ群5140の対応する各雌ネジ514とが一致する位置)とにおいて支持可能に構成されている。すなわち、支持部材5における制御基板81の位置(支持位置)は、第1位置と、第2位置とに変更可能である。本実施形態では、第1位置は、第2位置よりもY方向の負側に位置している。これより、目的や用途等に応じて、制御基板81を第1位置と第2位置とのいずれか一方に配置すること(基台4における位置を変更すること)ができる。また、基台4における制御基板81の位置を変更する場合に、基台4に対する支持部材5の位置を変更するのに比べて、支持部材5に対する制御基板81の位置を変更するため、容易かつ迅速に作業を行うことができる。
具体的には、図5に示すように、支持部材5の主基板51には、複数の雌ネジ513で構成された第1雌ネジ群5130と、複数の雌ネジ514で構成された第2雌ネジ群5140とが形成されている。
第1雌ネジ群5130における各雌ネジ513の配置と、第2雌ネジ群5140における各雌ネジ514の配置とは、同じであり、第1雌ネジ群5130は、第2雌ネジ群5140よりもY方向の負側に位置している。
一方、図4および図9に示すように、制御基板81には、各雌ネジ513の位置と、各雌ネジ514の位置との一方に選択的に配置させることが可能な複数の貫通孔811で構成された貫通孔群8110が形成されている。
制御基板81を支持部材5の第1位置に取り付ける場合は、制御基板81の各貫通孔811と、支持部材5の第1雌ネジ群5130の対応する各雌ネジ513とを一致させ、複数の雄ネジ(図示せず)を、それぞれ、対応する貫通孔811に挿入し、対応する雌ネジ513に螺合させる。制御基板81が第1位置に配置された場合は、制御基板81のコネクターは、基台4の蓋体44の開口から外部に突出する。
また、制御基板81を支持部材5の第2位置に取り付ける場合は、制御基板81の各貫通孔811と、支持部材5の第2雌ネジ群5140の対応する各雌ネジ514とを一致させ、複数の雄ネジ(図示せず)を、それぞれ、対応する貫通孔811に挿入し、対応する雌ネジ514に螺合させる。制御基板81が第2位置に配置された場合は、制御基板81のコネクターは、基台4の収納空間42に配置される。
ここで、具体的な使用例について説明すると、制御基板81を第1位置に配置する場合は、ロボット1は、通常に使用される。
また、制御基板81を第2位置に配置する場合は、制御基板81のコネクターに配線を介して防水コネクターを電気的に接続し、その防水コネクターを基台4の蓋体44の開口から外部に突出させる。また、基台4の本体部43と蓋体44との間等の必要な箇所に封止部材(図示せず)を設け、収納空間42を液密に封止する。また、ロボット1の他の必要な箇所にも封止部材(図示せず)を設け、対応する部分を液密に封止する。これにより、例えば、防水機能を有するロボット1を実現することができる。
なお、支持部材5に対する制御基板81の位置は、第1位置および第2位置に限らず、例えば、3つ以上の位置に変更可能であってもよい。また、支持部材5に対する制御基板81の位置は、変更不能であってもよい。
また、前述したように、第1アーム11は、基台4に対し、第1回動軸O1を回動中心とし、その第1回動軸O1周りに回動可能となっている。
図8に示すように、この第1アーム11を回動させる第1駆動機構401は、モーター401Mと、減速機6と、プーリー72(駆動プーリー)と、プーリー73(従動プーリー)と、ベルト71(タイミングベルト)とを有している。
モーターユニット7(図14参照)については後で詳述するが、プーリー72は、モーター401Mの出力軸410(回転軸)(図15参照)に連結(接続)されている。また、プーリー73は、減速機6の入力軸に連結されている。また、ベルト71は、無端ベルトであり、プーリー72とプーリー73とに掛け渡されている。また、減速機6の出力軸は、基台4に連結されている。そして、モーター401Mの駆動力(回転)は、プーリー72、73およびベルト71により、減速機6に伝達され、減速機6により、回転速度が減速され、基台4に伝達される。
このように、第1駆動機構401は、モーター401Mの駆動力を伝達するベルト71を有しているので、基台4と第1アーム11とを連結する関節から離間した位置にモーター401Mを配置することができ、これによって、モーター401Mを第1アーム11の所望の位置に配置することができる。
また、第1駆動機構401は、第1アーム11の内部に設けられている。具体的には、第1駆動機構401の第1モーター401M、ベルト71、プーリー72およびプーリー73と、減速機6の一部とが、第1アーム11の内部に設けられている。これにより、熱源となる第1駆動機構401が基台4の収納空間42に設けられている場合に比べて、収納空間42の温度を低下させることができ、これによって、制御基板81の熱による影響を低減させることができる。なお、第1駆動機構401のうち、第1モーター401Mが第1アーム11に設けられていればよく、ベルト71、プーリー72、73および減速機6については、それぞれ、全部または一部が、例えば、基台4の収納空間42に設けられていてもよい。
また、駆動基板831は、第1アーム11の内部に設けられている。また、本実施形態では、駆動基板831は、モーター401Mのモーターカバー710(図14参照)に取り付けられている。これにより、熱源となる駆動基板831が基台4の収納空間42に設けられている場合に比べて、収納空間42の温度を低下させることができ、これによって、制御基板81の熱による影響を低減させることができる。
また、第1モーター401Mに供給される電圧は、特に限定されないが、1V以上、100V以下であることが好ましく、10V以上、100V以下であることがより好ましく、50V以上、60V以下であることがさらに好ましい。これにより、第1モーター401Mおよび電源基板82を小型化することができ、これによって、ロボット1の小型化を図ることができる。
また、図1に示すように、駆動機構402〜406と、駆動基板832〜836(図3参照)とは、それぞれ、ロボットアーム10の所定のアームの内部に設けられている。これにより、熱源となる駆動基板832〜836が基台4の収納空間42に設けられている場合に比べて、収納空間42の温度を低下させることができ、これによって、制御基板81の熱による影響を低減させることができる。本実施形態では、第2モーター402M、第3モーター403Mは、第2アーム12の内部に設けられている。また、第4モーター404Mは、第3アーム13の内部に設けられている。また、第5モーター405M、第6モーター406Mは、第4アーム14の内部に設けられている。なお、第2モーター402M〜第6モーター406Mは、それぞれ、他の位置に配置されていてもよい。
また、モーター402M〜406Mに供給される電圧は、それぞれ、特に限定されないが、1V以上、100V以下であることが好ましく、10V以上、100V以下であることがより好ましく、50V以上、60V以下であることがさらに好ましい。これにより、モーター402M〜406M、電源基板82を小型化することができ、これによって、ロボット1の小型化を図ることができる。
また、基台4には、ファン等の冷却装置は設けられていない。これにより、部品点数を削減することができ、構成を簡素化することができ、また、基台4を小型化することができ、これによって、ロボット1の小型化を図ることができる。なお、ロボット1では、前述したように、第1駆動機構401、駆動基板831〜836を収納空間42に設けないことにより、収納空間42の温度を低下させることができるので、基台4にファン等の冷却装置を設けなくても問題はない。
なお、第1モーター401M(第1駆動機構401)は、第1アーム11に限らず、例えば、基台4に設けられていてもよい。また、駆動基板831は、第1アーム11に限らず、例えば、基台4に設けられていてもよい。また、駆動基板832〜836の一部または全部は、ロボットアーム10に限らず、例えば、基台4に設けられていてもよい。また、基台4に、ファン等の冷却装置が設けられていてもよい。
また、図12に示すように、配線91には、遊びの無い長さに対して、基台4に設けられた状態の支持部材5と、基台4から取り出された状態の支持部材5との距離L1(図13参照)よりも長い余長が設けられている。この配線91の余長は、特に限定されず、諸条件に応じて適宜設定されるものであるが、距離L1の1.2倍以上であることが好ましく、距離L1の1.5倍以上であることがより好ましく、距離L1の2倍以上、3倍以下であることがさらに好ましい。これにより、基台4に対して支持部材5を容易かつ迅速に着脱することができる。ここで、支持部材5が基台4から取り出された状態とは、図13に示すように、支持部材5が基台4の本体部43の後端面431に取り付けられていた蓋体44の位置に位置している状態を言う。
また、図10および図11に示すように、配線921、922には、それぞれ、遊びの無い長さに対して、第1位置と第2位置との距離L2(雌ネジ513とその雌ネジ513に対応する雌ネジ514との中心間距離)(図13参照)よりも長い余長が設けられている。この配線921、922の余長は、それぞれ、特に限定されず、諸条件に応じて適宜設定されるものであるが、距離L2の1.2倍以上であることが好ましく、距離L2の1.5倍以上であることがより好ましく、距離L2の2倍以上、3倍以下であることがさらに好ましい。これにより、容易かつ迅速に、制御基板81の位置を第1位置と第2位置との一方から他方に変更することができる。なお、配線921の余長と配線922の余長とは、同一でもよく、また、異なっていてもよい。
次に、第1駆動機構401、第2駆動機構402、第3駆動機構403、第4駆動機構404、第5駆動機構405および第6駆動機構406がそれぞれ有するモーターユニットについて説明する。
なお、各モーターユニットは同様であるので、以下では、代表的に、第1駆動機構401が有するモーターユニットについて説明する。
第1駆動機構401は、図14および図15に示すモーターユニット7を有している。図14、図15および図17に示すように、モーターユニット7は、回動可能な出力軸410を有するモーター401Mと、プーリー72(動力伝達部)と、ブレーキ27(制動機構)と、駆動基板831とを備えている。駆動基板831は、モーター401Mのモーターカバー710に取り付けられている。なお、駆動基板831は、モーターユニット7の構成要素から除外してもよい。
また、モーター401Mは、モーター本体70と、モーター本体70の外周部の少なくとも一部を覆うモーターカバー710(第1モーターカバー)およびモーターカバー720(第2モーターカバー)とを有し、アーム11を回動させる駆動力を発生する。また、モーター本体70は、ステーター760と、ステーター760の内周部に配置され、出力軸410を有するローター770とを有している。
また、プーリー72は、図示しない支持部材(ハブ)を介して、モーター401Mの出力軸410に連結(接続)されている。すなわち、支持部材は、モーター401Mの出力軸410に着脱可能に連結(固定)されている。また、プーリー72は、支持部材の外周部に着脱可能に連結(固定)されている。
また、本実施形態では、プーリー72と支持部材とは、別部材で構成(形成)されているが、プーリー72と支持部材(ハブ)とが一体的に形成されていることが好ましい。これにより、部品点数を削減することができ、構成を簡素化することができる。また、ロボット1の組み立て、メンテナンス等を容易かつ迅速に行うことができる。また、部品管理の負担を軽減することができる。
また、モーターカバー710は、環状(枠状)をなし、モーター本体70の出力軸410側の端部に配置されている。また、モーターカバー720は、環状をなし、モーターカバー710から出力軸410の軸方向に離間し、モーター本体70の出力軸410と反対側の端部に配置されている。また、モーターカバー710とモーターカバー720とは、互いに複数の雄ネジ730でネジ留め(固定)されており、そのモーターカバー710とモーターカバー720とで、出力軸410の軸方向からステーター760を挟持している。
また、モーターカバー710とモーターカバー720との間には、図14、図15および図17では、モーターカバーが省略されているが、モーターカバー710とモーターカバー720との間に、図示しないモーターカバー(第3モーターカバー)を設けてもよい。また、モーターカバー710は、モーター本体70の外周部の全部(モーター本体70の全部)を覆っていてもよい。
また、モーターカバー710、モーターカバー720の形状は、それぞれ、特に限定されないが、本実施形態では、モーターカバー710の形状は、モーターカバー710の平面視で、長方形(四角形)である(図16参照)。また、モーターカバー710の寸法は、特に限定されないが、本実施形態では、モーターカバー710の長辺方向(長辺)の長さは、ブレーキ27の外径(直径)よりも長く設定され、短辺方向(短辺)の長さは、ブレーキ27の外径よりも短く設定されている。なお、モーターカバー710の形状としては、四角形の他、例えば、三角形、五角形、六角形等の多角形、円、楕円等が挙げられる。
また、ブレーキ27は、モーター401Mとプーリー72との間に配置され、モーター401Mに取り付けられている。この場合、ブレーキ27は、モーターカバー710に連結(固定)されている。
また、ブレーキ27としては、特に限定されないが、本実施形態では、電磁ブレーキを採用している。また、電磁ブレーキとしては、例えば、無励磁動作型、励磁動作型等が挙げられ、本実施形態では、無励磁動作型を採用している。なお、励磁動作型を採用してもよい。また、ブレーキ27の他の方式としては、例えば、油圧式、空圧式、機械式等が挙げられる。
また、モーターカバー710は、第1部分711と、第1部分711よりもブレーキ27側に配置された第2部分712とを有している。また、出力軸410の軸方向から見て、第2部分712は、第1部分711より外側に突出している。
この第2部分712は、モーター401Mをアーム11に取り付ける取付部713と、モーター401Mに対してブレーキ27を位置決めする位置決め部714とを有している。取付部713と位置決め部714とは、一体的に形成されている。
ここで、「一体的に形成」とは、2つの部材(部位)が、例えば、接着、溶着、ろう接、圧接等により接合されているのではなく、2つの部位が連続して形成されていることである。例えば、母材から削り出されたり、鋳造により一括して形成すること等が典型例である。
また、第1部分711と第2部分712とは、一体的に形成されている。すなわち、モーターカバー710は、1部材で構成されている。これにより、部品点数を削減することができ、構成を簡素化することができる。また、ロボット1の組み立て、メンテナンス等を容易かつ迅速に行うことができる。また、部品管理の負担を軽減することができる。
また、取付部713は、第2部分712のうちの第1部分711より外側に突出した部分であり、出力軸410の軸方向と直交(交差)する方向において延在している。これにより、容易に、モーターユニット7をアーム11に取り付けることができる。また、本実施形態では、取付部713の4隅に、貫通孔715が形成されており、モーターユニット7をロボット1に取り付ける際は、4つの雄ネジ(図示せず)を4つの貫通孔715に挿通させ、ロボット1にネジ留めする。
また、位置決め部714は、本実施形態では、第2部分712のうちの中央部に形成された凹部716を有している。これにより、簡易な構成でモーター401Mに対してブレーキ27を位置決めすることができる。凹部716の形状は、モーターカバー710の平面視で、ブレーキ27と同様の形状、本実施形態では、円形をなし、また、凹部716の寸法は、ブレーキ27よりも僅かに小さく設定されている。ブレーキ27は、凹部716に挿入され、ブレーキ27と凹部716とが係合することで、モーター401Mに対して位置決めされる。より詳細には、凹部716内の側面にブレーキ27の外周部が当接することで、ブレーキ27は、モーター401Mに対し、出力軸410に直交する方向に位置決めされる。また、凹部716内の底面にブレーキ27の底面が当接することで、ブレーキ27は、モーター401Mに対し、出力軸410の軸方向に位置決めされる。
また、本実施形態では、第2部分712の図16中の右側および左側に、それぞれ、出力軸410に直交する方向に延在する雌ネジ717が形成されている。ブレーキ27をモーター401Mに取り付ける際は、2つの雄ネジ(図示せず)を2つの雌ネジ717に螺合させて押し進め、各雄ネジでブレーキ27を挟持する。なお、図14および図15では、前記雄ネジの図示は省略されている。
また、図17に示すように、第2部分712には、駆動基板831が取り付けられる駆動基板用取付部740が取り付けられている(設けられている)。本実施形態では、駆動基板用取付部740は、第2部分712にネジ留めされているが、取り付け方法は、これに限定されない。そして、駆動基板用取付部740に、駆動基板831が取り付けられている。本実施形態では、駆動基板831は、駆動基板用取付部740にネジ留めされているが、取り付け方法は、これに限定されない。このような駆動基板用取付部740を設けることにより、容易に、駆動基板831をモーターカバー710に取り付けることができる。
以上説明したように、ロボット1によれば、モーターカバー710の取付部713と位置決め部714とが一体的に形成(一体化)されているので、部品点数を削減することができ、構成を簡素化することができる。また、モーター401Mの小型化、軽量化を図ることができ、これにより、ロボット1の小型化、軽量化を図ることができる。
また、モーターカバー710が位置決め部714を有しているので、容易かつ迅速に、モーター401Mに対してブレーキ27を位置決めすることができる。
また、モーターカバーと取付部とを別部材で構成した場合に比べて、モーター401Mをロボット1に取り付ける際、モーター401Mに取付部を取り付ける作業が不要となるので、ロボット1の組み立て(製造)、メンテナンス等を容易かつ迅速に行うことができる。また、部品管理の負担を軽減することができる。
以上説明したように、ロボット1は、回動軸O1周りに回動可能なアーム11と、回動可能な出力軸410を有するモーター本体70と、前記モーター本体70の外周部の少なくとも一部を覆うモーターカバー710と、を有し、アーム11を回動させる駆動力を発生するモーター401Mと、モーター401Mに取り付けられ、出力軸410を制動することが可能なブレーキ27と、を備えている。モーターカバー710は、モーター401Mをアーム11に取り付ける取付部713と、モーター401Mに対してブレーキ27を位置決めする位置決め部714と、を有し、取付部713と、位置決め部714とが一体的に形成されている。
このようなロボット1によれば、モーターカバー710の取付部713と位置決め部714とが一体的に形成(一体化)されているので、部品点数を削減することができ、構成を簡素化することができる。また、モーター401Mの小型化、軽量化を図ることができ、これにより、ロボット1の小型化、軽量化を図ることができる。
また、モーターカバー710が位置決め部714を有しているので、容易かつ迅速に、モーター401Mに対してブレーキ27を位置決めすることができる。
また、モーターカバーと取付部とを別部材で構成した場合に比べて、モーター401Mをロボット1に取り付ける際、モーター401Mに取付部を取り付ける作業が不要となるので、ロボット1の組み立て(製造)、メンテナンス等を容易かつ迅速に行うことができる。また、部品管理の負担を軽減することができる。
また、取付部713は、出力軸410の軸方向と直交(交差)する方向において延在している。これにより、容易に、モーター401Mをアーム11に取り付けることができる。
また、位置決め部714は、ブレーキ27と係合する凹部716を有する。これにより、簡易な構成でモーター401Mに対してブレーキ27を位置決めすることができる。
また、モーターカバー710は、第1部分711と、第1部分711よりもブレーキ27側に配置された第2部分712と、を有し、出力軸410の軸方向から見て、第2部分712が第1部分711より外側に突出している。これにより、容易に、モーター401Mをアーム11に取り付けることができる。
また、第2部分712は取付部713を有する。これにより、容易に、モーター401Mをアーム11に取り付けることができる。
また、モーター401Mに取り付けられ、モーター401Mを駆動する駆動基板831を有し、モーターカバー710に、駆動基板831が取り付けられる駆動基板用取付部740が設けられている。これにより、駆動基板用取付部740を用いて、容易に、駆動基板831をモーターカバー710に取り付けることができる。
<第2実施形態>
図18は、第2実施形態(ロボットシステム)を示す斜視図(ブロック図を含む)である。
図18は、第2実施形態(ロボットシステム)を示す斜視図(ブロック図を含む)である。
以下、第2実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
図18に示すように、第2実施形態では、ロボットシステム100は、ロボット1と、ロボット1の駆動を制御する制御装置200とを備えている。
また、ロボット1では、支持部材5、制御基板81および電源基板82が省略されている。また、制御装置200は、制御基板81および電源基板82の機能を備えている。換言すれば、制御装置200は、制御基板81および電源基板82を備えていると言うこともできる。
また、ロボット1と制御装置200との通信方式は、例えば、ケーブル等を有する有線方式でもよく、また、無線方式でもよい。
以上のような第2実施形態によっても、前述した実施形態と同様の効果を発揮することができる。
なお、ロボット1は、支持部材5、制御基板81および電源基板82を備えていてもよい。すなわち、ロボットシステム100は、支持部材5、制御基板81および電源基板82を有するロボット1と、制御装置200とを備えていてもよい。
以上説明したように、ロボットシステム100は、ロボット1と、ロボット1の駆動を制御する制御装置200と、を備える。
このようなロボットシステム100によれば、モーターカバー710の取付部713と位置決め部714とが一体的に形成(一体化)されているので、部品点数を削減することができ、構成を簡素化することができる。また、モーター401Mの小型化、軽量化を図ることができ、これにより、ロボット1の小型化、軽量化を図ることができる。
また、モーターカバー710が位置決め部714を有しているので、容易かつ迅速に、モーター401Mに対してブレーキ27を位置決めすることができる。
また、モーターカバーと取付部とを別部材で構成した場合に比べて、モーター401Mをロボット1に取り付ける際、モーター401Mに取付部を取り付ける作業が不要となるので、ロボット1の組み立て(製造)、メンテナンス等を容易かつ迅速に行うことができる。また、部品管理の負担を軽減することができる。
以上、本発明のロボットおよびロボットシステムを、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、他の任意の構成物が付加されていてもよい。
また、本発明は、前記各実施形態のうちの、任意の2以上の構成(特徴)を組み合わせたものであってもよい。
また、前記第1実施形態では、制御基板および電源基板(制御装置)が基台の収納空間に配置されているが、本発明では、これに限定されず、制御基板および電源基板は、それぞれ、基台以外の位置に配置されていてもよい。また、ロボットと、制御基板の一部または全部が別体であってもよく、また、ロボットと、電源基板の一部または全部が別体であってもよく、また、ロボットと、制御基板および電源基板(制御装置)のうちの一部または全部が別体であってもよい。
また、前記実施形態では、ロボットの基台の固定箇所は、例えば、設置スペースにおける床であるが、本発明では、これに限定されず、この他、例えば、天井、壁、作業台、地上等が挙げられる。また、基台自体が移動可能であってもよい。
また、本発明では、ロボットは、セル内に設置されていてもよい。この場合、ロボットの基台の固定箇所としては、例えば、セルの床部、天井部、壁部、作業台等が挙げられる。
また、前記実施形態では、ロボット(基台)が固定される平面(面)である第1面は、水平面と平行な平面(面)であるが、本発明では、これに限定されず、例えば、水平面や鉛直面に対して傾斜した平面(面)でもよく、また、鉛直面と平行な平面(面)であってもよい。すなわち、第1回動軸は、鉛直方向や水平方向に対して傾斜していてもよく、また、水平方向と平行であってもよく、鉛直方向と平行であってもよい。
また、前記実施形態では、ロボットアームの回動軸の数は、6つであるが、本発明では、これに限定されず、ロボットアームの回動軸の数は、例えば、1つ、2つ、3つ、4つ、5つまたは7つ以上でもよい。すなわち、前記実施形態では、アーム(リンク)の数は、6つであるが、本発明では、これに限定されず、アームの数は、例えば、1つ、2つ、3つ、4つ、5つ、または、7つ以上でもよい。この場合、例えば、前記実施形態のロボットにおいて、第2アームと第3アームとの間にアームを追加することにより、アームの数が7つのロボットを実現することができる。
また、前記実施形態では、ロボットアームの数は、1つであるが、本発明では、これに限定されず、ロボットアームの数は、例えば、2つ以上でもよい。すなわち、ロボット(ロボット本体)は、例えば、双腕ロボット等の複数腕ロボットであってもよい。
また、本発明では、ロボットは、他の形式のロボットであってもよい。具体例としては、例えば、脚部を有する脚式歩行(走行)ロボット、スカラーロボット等の水平多関節ロボット等が挙げられる。
1…ロボット、2…ロボット本体、4…基台、5…支持部材、6…減速機、7…モーターユニット、10…ロボットアーム、11…第1アーム、12…第2アーム、13…第3アーム、14…第4アーム、15…第5アーム、16…第6アーム、27…ブレーキ、41…側壁、42…収納空間、43…本体部、44…蓋体、45…リブ、46…前壁、47…姿勢規制部、51…主基板、52…後基板、70…モーター本体、71…ベルト、72…プーリー、73…プーリー、81…制御基板、82…電源基板、91…配線、100…ロボットシステム、101…床、171…関節、172…関節、173…関節、174…関節、175…関節、176…関節、200…制御装置、301…モータードライバー、302…モータードライバー、303…モータードライバー、304…モータードライバー、305…モータードライバー、306…モータードライバー、401…第1駆動機構、401M…第1モーター、402…第2駆動機構、402M…第2モーター、403…第3駆動機構、403M…第3モーター、404…第4駆動機構、404M…第4モーター、405…第5駆動機構、405M…第5モーター、406…第6駆動機構、406M…第6モーター、410…出力軸、411…第1角度センサー、412…第2角度センサー、413…第3角度センサー、414…第4角度センサー、415…第5角度センサー、416…第6角度センサー、431…後端面、451…雌ネジ、471…溝、511…長辺、512…短辺、513…雌ネジ、514…雌ネジ、521…貫通孔、710…モーターカバー、711…第1部分、712…第2部分、713…取付部、714…位置決め部、715…貫通孔、716…凹部、717…雌ネジ、720…モーターカバー、730…雄ネジ、740…駆動基板用取付部、760…ステーター、770…ローター、811…貫通孔、831…駆動基板、832…駆動基板、833…駆動基板、834…駆動基板、835…駆動基板、836…駆動基板、921…配線、922…配線、4101…雌ネジ、5130…第1雌ネジ群、5140…第2雌ネジ群、8110…貫通孔群、L1…距離、L2…距離、O1…第1回動軸、O2…第2回動軸、O3…第3回動軸、O4…第4回動軸、O5…第5回動軸、O6…第6回動軸
Claims (7)
- 回動軸周りに回動可能なアームと、
回動可能な出力軸を有するモーター本体と、前記モーター本体の外周部の少なくとも一部を覆うモーターカバーと、を有し、前記アームを回動させる駆動力を発生するモーターと、
前記モーターに取り付けられ、前記出力軸を制動することが可能なブレーキと、を備え、
前記モーターカバーは、前記モーターを前記アームに取り付ける取付部と、前記モーターに対して前記ブレーキを位置決めする位置決め部と、を有し、
前記取付部と、前記位置決め部とが一体的に形成されていることを特徴とするロボット。 - 前記取付部は、前記出力軸の軸方向と交差する方向において延在している請求項1に記載のロボット。
- 前記位置決め部は、前記ブレーキと係合する凹部を有する請求項1または2に記載のロボット。
- 前記モーターカバーは、第1部分と、前記第1部分よりも前記ブレーキ側に配置された第2部分と、を有し、
前記出力軸の軸方向から見て、前記第2部分が前記第1部分より外側に突出している請求項1ないし3のいずれか1項に記載のロボット。 - 前記第2部分は前記取付部を有する請求項4に記載のロボット。
- 前記モーターに取り付けられ、前記モーターを駆動する駆動基板を有し、
前記モーターカバーに、前記駆動基板が取り付けられる駆動基板用取付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。 - 請求項1ないし6のいずれか1項に記載のロボットと、
前記ロボットの駆動を制御する制御装置と、を備えることを特徴とするロボットシステム。
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