JP2019150909A - Expandable arm device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、伸縮可能なアームを備える伸縮アーム装置に関する。 The present invention relates to a telescopic arm device including a telescopic arm.
ロボット等が作業を行うために備えるアームが伸縮する構成は、従来から各種提案されている。特許文献1〜5は、この種の伸縮構造を開示する。 Various configurations for extending and retracting an arm provided for a robot or the like to perform work have been proposed. Patent documents 1-5 disclose this kind of expansion-contraction structure.
特許文献1の深堀り掘削機は、複数段のアームをテレスコピック状に組み立てた伸縮アームを備える構成となっている。
The deep excavator of
特許文献2のロボットが備える伸縮アームは、互いに連動して軸線方向に沿って進退するとともに軸線方向に垂直な方向に互いに積層された複数の移動体からなっている。
The telescopic arm provided in the robot of
特許文献3のロボットアームは、支持体と、アーム部と、を備える。アーム部は主に、直動伸縮関節を構成するブロック体群と、この直動伸縮関節を駆動する駆動機構と、により構成される。ブロック体群は、ブロック体が一連に配列してなり、その一部分の配列が、ブロック体同士の固定によって硬直して直列となっている。硬直した部分のほとんどが、支持体の開口部から外部に向けて一軸方向に突出している。硬直していない部分は、支持体の内部に収納される。駆動機構は、或るブロック体に別のブロック体を一軸方向に配列させつつ固定させ、硬直したブロック体群を開口部から外部に向けて伸長させることができる。また、駆動機構は、外部に伸長させているブロック体群を支持体の内部に戻して当該ブロック体群から一つのブロック体を外すことによって硬直区間を短くすることができる。
The robot arm of
特許文献4には、水平方向にアームが動作する水平多関節ロボットが開示されている。この水平多関節ロボットのアームは、互いに相対回動可能に連結される3個のアーム部を備えている。 Patent Document 4 discloses a horizontal articulated robot in which an arm moves in a horizontal direction. The arm of the horizontal articulated robot includes three arm portions that are connected to each other so as to be relatively rotatable.
特許文献5の搬送装置は、駆動源と、1対の駆動アームと、1対の受動アームと、各々のアームを連結する円弧部と、先端アームとから主に構成されている。
The conveyance device of
上記特許文献1及び2のような構成では、伸縮アームを限界まで縮めた場合でも、その長さをアーム1段分又は移動体1つ分の長さより短くすることができず、伸縮比を向上させることが困難であった。
In the configurations as in
この点、特許文献3の構成では、ロボットアームを縮めた状態では、支持体から突出するアーム部の長さを特許文献1及び2よりも短くできると考えられる。しかしながら、特許文献3の構成では、硬直していない部分のブロック体を収容するスペースを支持体の内部に大きく確保しなければならず、ロボットを小型化することが難しかった。
In this regard, in the configuration of
特許文献4及び5は、部材を回動させることにより、アームをコンパクトに縮めることができると考えられる。しかし、特許文献4及び5では、短い板状の部材を重ねて連結してアームを構成しているため、例えばアームを限界まで伸ばした状態において、当該アームの剛性を高めることが難しかった。
In
本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その目的は、伸縮アームの良好な伸縮比と高剛性を同時に実現することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to simultaneously realize a good stretch ratio and high rigidity of the telescopic arm.
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。 The problems to be solved by the present invention are as described above. Next, means for solving the problems and the effects thereof will be described.
本発明の観点によれば、以下の構成の伸縮アーム装置が提供される。即ち、この伸縮アーム装置は、基部と、伸縮アームと、を備える。前記伸縮アームは、前記基部によって支持される。前記伸縮アームは、前記伸縮アームが伸縮する方向であるアーム伸縮方向に並べて配置されて互いに連結された複数の伸縮部を備える。前記伸縮部のそれぞれは、第1パネル部と、第2パネル部と、を備える。前記第1パネル部は、前記アーム伸縮方向の中央部で折畳み可能に構成される。前記第2パネル部は、前記アーム伸縮方向の中央部で折畳み可能に構成される。前記第2パネル部が折り畳まれる折畳み軸の向きが、前記第1パネル部が折り畳まれる折畳み軸の向きと異なっている。 According to the viewpoint of this invention, the expansion-contraction arm apparatus of the following structures is provided. That is, the telescopic arm device includes a base and a telescopic arm. The telescopic arm is supported by the base. The telescopic arm includes a plurality of telescopic portions arranged side by side in an arm telescopic direction, which is a direction in which the telescopic arm extends and contracts, and connected to each other. Each of the extendable parts includes a first panel part and a second panel part. The first panel portion is configured to be foldable at a central portion in the arm extension / contraction direction. The second panel portion is configured to be foldable at a central portion in the arm extension / contraction direction. The direction of the folding shaft where the second panel portion is folded is different from the direction of the folding shaft where the first panel portion is folded.
これにより、少なくとも2面からなるパネル構造によって、伸ばした状態での剛性が良好な伸縮アームを実現することができる。一方、伸縮部単位でパネルを折り畳むことによりアーム伸縮方向で大幅に短くできるので、高い伸縮比を実現できる。 As a result, a telescopic arm having excellent rigidity in the extended state can be realized by a panel structure composed of at least two surfaces. On the other hand, by folding the panel in units of stretchable parts, it can be significantly shortened in the arm stretchable direction, so a high stretch ratio can be realized.
前記の伸縮アーム装置においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記伸縮部のそれぞれは、展開状態と、折畳み状態と、の間で変形可能である。前記展開状態では、前記第1パネル部及び前記第2パネル部が展開される。前記折畳み状態では、前記第1パネル部及び前記第2パネル部が折り畳まれる。前記基部には、前記複数の伸縮部のうち少なくとも一部が前記折畳み状態であるときに前記折畳み状態の前記伸縮部の少なくとも一部を収容可能な収容空間が形成されている。前記基部には、前記伸縮部が前記展開状態となるように当該伸縮部の形状を規制する形状規制部が配置される。前記伸縮アームを伸ばすときに、前記伸縮部が前記形状規制部を通過する。 The telescopic arm device preferably has the following configuration. That is, each of the stretchable parts can be deformed between an expanded state and a folded state. In the unfolded state, the first panel portion and the second panel portion are unfolded. In the folded state, the first panel portion and the second panel portion are folded. The base is formed with an accommodation space capable of accommodating at least a part of the stretchable part in the folded state when at least a part of the plurality of the stretchable parts is in the folded state. The base is provided with a shape restricting portion that restricts the shape of the stretchable portion so that the stretchable portion is in the unfolded state. When the telescopic arm is extended, the telescopic part passes through the shape restricting part.
これにより、伸縮部を展開状態に確実に変形させつつ、伸縮アームを伸ばすことができる。また、伸縮アームが伸びる途中であっても、基部より外側では、各伸縮部が展開状態になって伸縮アームの太さが一定となり、伸縮アームが通過する空間が小さくなる。このため、伸縮アームの周囲への物体への干渉を防止することができる。 Thereby, an expansion-contraction arm can be extended, transforming an expansion-contraction part to a deployment state reliably. Further, even when the telescopic arm is being extended, outside the base portion, the respective telescopic portions are in a deployed state, the thickness of the telescopic arm is constant, and the space through which the telescopic arm passes is reduced. For this reason, the interference with the object around the telescopic arm can be prevented.
前記の伸縮アーム装置においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記収容空間と前記形状規制部との間で前記伸縮部が通過する経路の途中において、前記基部には突張り解除部が配置される。前記突張り解除部は、前記展開状態において前記アーム伸縮方向に突っ張っている前記第1パネル部及び前記第2パネル部のうち少なくとも何れかを押すことで、当該突張りを解除する。前記伸縮アームを縮めるときに、前記伸縮部が前記突張り解除部を通過する。 The telescopic arm device preferably has the following configuration. That is, a tension release portion is disposed on the base portion in the middle of a path through which the stretchable portion passes between the accommodation space and the shape restricting portion. The tension release portion releases the tension by pressing at least one of the first panel portion and the second panel portion that are stretched in the arm expansion / contraction direction in the deployed state. When the telescopic arm is contracted, the telescopic part passes through the tension release part.
これにより、伸縮アームを伸ばした状態では、それぞれの伸縮部で前記第1パネル部及び前記第2パネル部が突っ張ることで、アーム伸縮方向での圧縮力に対して高い剛性を実現することができる。一方、伸縮アームを縮める場合は、伸縮部を円滑に折り畳むことができる。 Thereby, in the state which extended the expansion-contraction arm, high rigidity can be implement | achieved with respect to the compressive force in an arm expansion-contraction direction by extending said 1st panel part and said 2nd panel part by each expansion-contraction part. . On the other hand, when contracting the telescopic arm, the telescopic part can be folded smoothly.
前記の伸縮アーム装置においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記第1パネル部又は前記第2パネル部のうち少なくとも何れかに突起が設けられる。前記突張り解除部は、通過する前記伸縮部の前記突起に接触することで、前記第1パネル部又は前記第2パネル部を押す。 The telescopic arm device preferably has the following configuration. That is, a protrusion is provided on at least one of the first panel portion and the second panel portion. The said tension release part presses the said 1st panel part or the said 2nd panel part by contacting the said protrusion of the said expansion-contraction part to pass.
これにより、伸縮部を折り畳むための簡素な構成を実現できる。 Thereby, the simple structure for folding an expansion-contraction part is realizable.
前記の伸縮アーム装置においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記突張り解除部は、前記展開状態において前記第1パネル部及び前記第2パネル部とがなす角部の近傍に配置されている。前記突起は、前記第1パネル部又は前記第2パネル部において幅方向に突出させた部分に設けられている。 The telescopic arm device preferably has the following configuration. That is, the tension release portion is disposed in the vicinity of a corner portion formed by the first panel portion and the second panel portion in the unfolded state. The protrusion is provided in a portion protruding in the width direction in the first panel portion or the second panel portion.
これにより、突張り解除部を伸縮部の角部に配置することで、全体としてコンパクトな配置を実現することができる。 Thereby, the arrangement | positioning cancellation | release part is arrange | positioned at the corner | angular part of an expansion-contraction part, and compact arrangement | positioning as a whole is realizable.
前記の伸縮アーム装置においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記伸縮部は中空状である。前記突張り解除部は、前記伸縮部の内部から前記突起に接触する。 The telescopic arm device preferably has the following configuration. That is, the stretchable part is hollow. The tension release portion contacts the protrusion from the inside of the stretchable portion.
これにより、全体としてコンパクトな配置を実現することができる。 Thereby, a compact arrangement as a whole can be realized.
前記の伸縮アーム装置においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記基部には、前記伸縮部に接触することで当該伸縮部を前記展開状態に近づけるように変形させる展開案内部が配置される。前記伸縮アームを伸ばすときに、前記伸縮部は、前記展開案内部を通過してから前記形状規制部を通過する。 The telescopic arm device preferably has the following configuration. That is, the base is provided with a deployment guide portion that deforms the stretchable portion so as to approach the deployed state by contacting the stretchable portion. When the telescopic arm is extended, the telescopic part passes through the shape restricting part after passing through the deployment guide part.
これにより、伸縮アームを伸ばすときに、伸縮部は、形状規制部を通過する前に、展開状態又はそれに近い状態となる。従って、伸縮部が形状規制部を円滑に通過することができる。 Thereby, when extending an expansion-contraction arm, an expansion-contraction part will be in a deployment | deployment state or a state close | similar to it, before passing a shape control part. Accordingly, the stretchable part can smoothly pass through the shape restricting part.
前記の伸縮アーム装置においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記伸縮部のそれぞれは、前記アーム伸縮方向の中央部で折畳み可能に構成された第3パネル部を備える。前記第3パネル部が折り畳まれる折畳み軸の向きが、前記第1パネル部が折り畳まれる折畳み軸の向きと異なっている。前記伸縮部のそれぞれは、限界まで伸ばしたときに、一面が開放された中空の角筒状となる。前記伸縮部の内部空間は、当該伸縮部と前記アーム伸縮方向で隣り合う伸縮部の内部空間と繋がっている。 The telescopic arm device preferably has the following configuration. That is, each of the extendable parts includes a third panel part configured to be foldable at a central part in the arm extendable direction. The direction of the folding shaft where the third panel portion is folded is different from the direction of the folding shaft where the first panel portion is folded. Each of the expansion and contraction portions has a hollow rectangular tube shape with one surface opened when extended to the limit. The internal space of the expansion / contraction part is connected to the internal space of the expansion / contraction part adjacent to the expansion / contraction part in the arm expansion / contraction direction.
これにより、3面パネル構造によって、伸縮アームを伸ばした状態での剛性を更に高めることができる。また、伸縮部の内部に、ケーブル等の長尺物を容易に収容することができる。 Thereby, the rigidity in the state which extended the expansion-contraction arm can be further improved with a 3 panel | panel structure. Moreover, long objects, such as a cable, can be easily accommodated in an expansion-contraction part.
次に、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図1は、本発明の一実施形態に係るロボット(伸縮アーム装置)10の全体的な構成を示す斜視図である。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing an overall configuration of a robot (extensible arm device) 10 according to an embodiment of the present invention.
図1に示すロボット10は、ベース部20と、アームハウジング(基部)30と、伸縮アーム60と、を備える。図示しないが、アームハウジング30から突出している伸縮アーム60の先端には、エンドエフェクタ(例えば、グリッパ)が装着される。このロボット10の用途は様々に考えられるが、例えば、圃場において作物を収穫する作業のために用いることができる。
The
ベース部20は、平板状の第1ベース部材21と、略U字状の第2ベース部材22と、を備える。
The
第1ベース部材21は、板状に形成され、圃場等に設置される。第2ベース部材22は、第1ベース部材21の上に配置され、上下方向の軸線を中心として第1ベース部材21に対して回転可能に構成されている。
The
第2ベース部材22は、底板23と、1対の支持アーム24と、を備える。底板23は、第1ベース部材21に支持されている。それぞれの支持アーム24は、底板23の端部から上に延びるように設けられている。支持アーム24の上部には、アームハウジング30が、水平方向の軸線を中心として回転可能に支持されている。
The
図示しないが、ベース部20は、第1回転駆動機構と、第2回転駆動機構と、を備える。第1回転駆動機構は、上下方向の軸を中心にして第1ベース部材21に対して第2ベース部材22を回転させることができる。第2回転駆動機構は、水平方向の軸を中心にして第2ベース部材22に対してアームハウジング30を回転させることができる。それぞれの回転駆動機構は、例えば、電動モータからなる公知の構成とすることができる。これにより、ベース部20に支持されるアームハウジング30の方位及び仰角を変更することができる。
Although not shown, the
アームハウジング30は、伸縮アーム60を支持する。アームハウジング30は中空状に形成される。アームハウジング30には、伸縮アーム60が出たり入ったりすることが可能な開放部30aが形成される。また、アームハウジング30の内部には、後述のように伸縮アーム60の折り畳まれた部分の少なくとも一部を収容可能な収容空間が形成されている。
The
アームハウジング30は駆動機構35を備えている。この駆動機構35が動作することにより、伸縮アーム60を伸ばすとともに開放部30aから直線状に繰り出したり、縮めるとともに開放部30aから引き込んだりすることができる。なお、駆動機構35の詳細な構成は後述する。
The
以下の説明では、伸縮アーム60を伸縮させる方向を、アーム伸縮方向と呼ぶことがある。伸縮アーム60をアームハウジング30の開放部30aから繰り出したり引き込んだりする方向は、アーム伸縮方向と一致している。
In the following description, the direction in which the
伸縮アーム60のうち、長手方向一側(具体的には、アームハウジング30から突出する側)の端部には、前記エンドエフェクタが装着される。伸縮アーム60においてエンドエフェクタと反対側の端部は、アームハウジング30に固定される。
The end effector is attached to the end of the
アームハウジング30は、上記のとおりベース部20に支持されているため、その方位及び仰角の両方が変更可能である。アームハウジング30の方位及び仰角の変更により、伸縮アーム60の方向、又はアーム伸縮方向を、方位方向及び俯仰方向の両方で変更することができる。
Since the
次に、伸縮アーム60を構成する伸縮部1の詳細な構成を説明する。図2は、伸縮アーム60が限界まで伸びた様子を示す斜視図である。図3は、伸縮アーム60の構成要素である伸縮部1の展開状態を示す斜視図である。図4は、伸縮部1が展開状態と折畳み状態の中間状態となっている様子を示す斜視図である。図5は、伸縮部1の折畳み状態を示す斜視図である。
Next, the detailed structure of the expansion /
図2等に示すように、伸縮アーム60は、実質的に同一の構成である繰返し要素としての伸縮部1を、アーム伸縮方向に並べて複数連結した構成となっている。それぞれの伸縮部1は、独立して伸縮可能に構成されている。伸縮アーム60の伸縮は、それぞれの伸縮部1の伸縮によって実現される。
As shown in FIG. 2 and the like, the
なお、図2では、アームハウジング30の内部の様子等を分かり易く示すために、ベース部20、アームハウジング30及び伸縮アーム60が鎖線で透視的に描かれている。他の図においても、同様の理由で、アームハウジング30等を鎖線で示す場合がある。
In FIG. 2, the
この伸縮部1は、山折りと谷折りを交互に繰り返す蛇腹構造において、1つの繰返し単位を取り出したものに相当する。それぞれの伸縮部1は、伸縮アーム60をアーム伸縮方向で複数に分割するように直線状に並べて配置された節部材5の間に配置されている。
The expansion /
複数の節部材5は、何れも同一の構成となっている。それぞれの節部材5は、隣り合う伸縮部1と伸縮部1とを連結する部分に配置される。アーム伸縮方向で見たとき、節部材5は図3の鎖線で示すように、横長の矩形の4つの辺のうち下側の1つの辺を取り除いたような中空状となっている。
The plurality of
図3から図5までは、1つの伸縮部1に相当する部分を単独で示した図となっている。また、図3から図5までにおいては、伸縮部1の内部の構成を分かり易く示すために、エンドエフェクタに近い側(言い換えれば、図面において手前側)に位置する節部材5、後述の天板6b、第1側板7b及び第2側板8b等を鎖線で透視的に示している。
3 to 5 are diagrams showing a part corresponding to one
節部材5において、前述のように1つの辺が取り除かれた残りの3つの辺のそれぞれに対応する位置には、伸縮部1が備える複数のヒンジ軸2が取り付けられる。ヒンジ軸2は、1つの辺につき2つずつ、計6つ配置されている。ただし、図3から図5までにおいては、それぞれの節部材5において、図示されていない隣の伸縮部1に関連するヒンジ軸2が省略されている。
In the
節部材5の3つの辺のそれぞれにおいて、ヒンジ軸2は、当該辺と平行となるように配置される。また、ヒンジ軸2は何れも、アーム伸縮方向に対して垂直に向けられている。それぞれのヒンジ軸2を介して、後述の天板6a,6b、第1側板7a,7b及び第2側板8a,8bが、節部材5に回転可能に支持される。
In each of the three sides of the
伸縮部1は、節部材5と、その隣にある節部材5と、の間に配置された3対(6枚)の板状部材を備える。3対の板状部材は、1対の天板6a,6bと、1対の第1側板7a,7bと、1対の第2側板8a,8bと、を意味する。それぞれの対の板状部材は、アーム伸縮方向で並んで配置され、伸縮部1が備える後述の中間ヒンジ軸3により互いに結合される。
The
6枚の板状部材は、容易に変形しない材料(例えば、金属)により形成されている。6枚の板状部材の厚みは、何れも実質的に同一となっている。 The six plate-like members are formed of a material (for example, metal) that does not easily deform. The thicknesses of the six plate members are substantially the same.
対をなして配置される天板6a,6bのうち一方の天板6aは、伸縮部1の一端に位置する節部材5に対して、水平に向けられたヒンジ軸2からなるヒンジ構造を介して相対回転可能に支持される。他方の天板6bは、伸縮部1の他端に位置する節部材5に対して、水平に向けられたヒンジ軸2からなるヒンジ構造を介して相対回転可能に支持される。また、対をなして配置される天板6a,6b同士は、水平に向けられた中間ヒンジ軸(折畳み軸)3からなるヒンジ構造を介して相対回転可能に接続される。2つのヒンジ軸2及び1つの中間ヒンジ軸3は、互いに平行に配置されている。一側のヒンジ軸2から中間ヒンジ軸3までの距離は、他側のヒンジ軸2から中間ヒンジ軸3までの距離とほぼ等しくなっている。これにより、天板6a,6bを、水平に向けられた中間ヒンジ軸3を境として折り畳むことができる。
One
第1側板7a,7bの対、及び第2側板8a,8bの対についても、天板6a,6bの対と実質的に同様に、垂直に向けられた2つのヒンジ軸2及び1つの中間ヒンジ軸3からなる3つのヒンジ構造が設けられている。これにより、第1側板7a,7b及び第2側板8a,8bについても、垂直に向けられた中間ヒンジ軸(折畳み軸)3を境として折り畳むことができる。
The pair of
対で配置される板状部材の組は、中間ヒンジ軸3の部分で半分に折り畳むように変形可能なパネル部であるということができる。本実施形態において、1対の天板6a,6bの組が第1パネル部に相当し、1対の第1側板7a,7bの組が第2パネル部に相当し、1対の第2側板8a,8bの組が第3パネル部に相当する。
It can be said that the pair of plate-like members arranged in pairs is a panel portion that can be deformed so as to be folded in half at the portion of the
伸縮部1は、板状部材が回転することにより、展開状態と、折畳み状態と、の間で変形することができる。展開状態は、図3に示すように、天板6a,6b同士、第1側板7a,7b同士及び第2側板8a,8b同士が、何れも真っすぐ接続されている状態である。折畳み状態は、図5に示すように、天板6a,6b同士、第1側板7a,7b同士及び第2側板8a,8b同士が、何れも山折り状に接続されている状態である。図4は、展開状態と折畳み状態との間で変化する中間の状態を示している。
The
展開状態では、図3に示すように、天板6a,6b、第1側板7a,7b及び第2側板8a,8bが、何れもアーム伸縮方向と平行となっている。折畳み状態では、図5に示すように、天板6a,6b、第1側板7a,7b及び第2側板8a,8bが、何れもアーム伸縮方向に対してほぼ垂直になっている。
In the unfolded state, as shown in FIG. 3, the
第1側板7a,7bの中間ヒンジ軸3の向きは、天板6a,6bの中間ヒンジ軸3の向きと異なっている。同様に、第2側板8a,8bの中間ヒンジ軸3の向きは、天板6a,6bの中間ヒンジ軸3の向きと異なっている。また、展開状態において、天板6a,6bは、第1側板7a,7b及び第2側板8a,8bとそれぞれ接触する。これにより、伸縮部1を展開状態にしたときに、互いに角をなして接する3面パネル構造が図3のように形成されるので、伸縮部1の剛性を効果的に高めることができ、また、ゴミ等の異物の侵入を抑制することができる。
The direction of the
更に言えば、1対の第1側板7a,7bを結合する中間ヒンジ軸3の向きと、1対の天板6a,6bを結合する中間ヒンジ軸3の向きとは、互いにほぼ垂直である。また、1対の第2側板8a,8bを結合する中間ヒンジ軸3の向きと、1対の天板6a,6bを結合する中間ヒンジ軸3の向きとは、互いにほぼ垂直である。天板6a,6bのヒンジ構造は、ヒンジ軸2又は中間ヒンジ軸3に平行な向きで(具体的には、図4の左右方向で)部材同士が相対移動しないように拘束している。また、第1側板7a,7b及び第2側板8a,8bの各ヒンジ構造は、ヒンジ軸2又は中間ヒンジ軸3に平行な向きで(具体的には、図4の上下方向で)部材同士が相対移動しないように拘束している。
Further, the direction of the
この結果、伸縮部1が展開状態と折畳み状態との間で変形するのに伴って、節部材5は、図3から図5までに示すように、隣の節部材5に対して直線状の軌跡を描いて相対移動する。これにより、伸縮アーム60の伸縮を実現することができる。また、ヒンジ構造による互いに異なる向きでの拘束の組合せにより、曲げ方向の外力に対する剛性を確保することができる。
As a result, as the
図3に示す展開状態は、当該伸縮部1をほぼ限界まで伸ばした状態に相当する。この展開状態において、第1側板7a,7b及び第2側板8a,8bは、天板6a,6bに対して直角をなして接する。この結果、1つの伸縮部1は全体として、一面が開放された中空の4角筒状となっている。
The unfolded state shown in FIG. 3 corresponds to a state in which the
節部材5は逆U字状に形成され、その内部を通じて、互いに隣り合う伸縮部1の内部空間同士が繋がっている。従って、伸縮アーム60は、その長手方向全体にわたって中空状となるので、その内部に、先端のエンドエフェクタに繋げるケーブル等の長尺部材を収容することができる。また、節部材5は、その開放側が伸縮部1の開放側と一致するように、向きを合わせて伸縮部1に取り付けられている。従って、伸縮アーム60の長さ全体にわたって内部空間が開放されるので、上記の長尺部材を伸縮アーム60の内部に出し入れする作業が容易である。
The
伸縮部1の展開状態において、対をなす天板6a,6bの外側の面は、互いに共通の平面をなすように配置される。これは、第1側板7a,7b及び第2側板8a,8bにおいても同様である。これにより、伸縮部1の外側の面に段差等が生じないので、後述の駆動ローラ37及び案内ローラ41等によって伸縮部1を円滑に案内することができる。
In the unfolded state of the
図3に示す展開状態においては、天板6a,6bの中間ヒンジ軸3は、直線状に接続される天板6a,6bの内面と同一面内にあるか、又は当該内面よりも伸縮部1の内側に位置している。第1側板7a,7bの中間ヒンジ軸3(第2側板8a,8bの中間ヒンジ軸3)も同様に、直線状に接続される第1側板7a,7b(第2側板8a,8b)の内面と同一面内にあるか、又は当該内面よりも伸縮部1の内側に位置している。
In the unfolded state shown in FIG. 3, the
また、天板6a,6bには、天板6a,6b同士が直線状に接続されている図3の状態から伸縮部1の内側に回転するのを防止するための規制部9が、中間ヒンジ軸3の近傍に設けられている。なお、第1側板7a,7b及び第2側板8a,8bにも、同様の目的で規制部9が設けられている。
Further, the
これにより、展開状態の伸縮部1に対してアーム伸縮方向で圧縮する力が加わっても、天板6a,6b、第1側板7a,7b及び第2側板8a,8bは突っ張った状態で規制部9により変形が規制され、展開状態を保つことができる。また、図3に示す展開状態は伸縮部1がほぼ限界まで伸びた状態であるので、アーム伸縮方向で引っ張る力が加わったときに変形しようとする力は後述する磁石の吸着力を超えず、変形することはない。このようにして、伸縮方向の外力に対する剛性を確保することができる。
Thereby, even if the force which compresses in the arm expansion-contraction direction is added with respect to the expansion-
図5に示す折畳み状態では、伸縮部1の長さは、図3の展開状態よりも大幅に短くなる。特に、天板6a,6b、第1側板7a,7b及び第2側板8a,8bは何れも板状に形成されるとともに、本実施形態では、展開状態から折畳み状態に変形する過程で、これらの板状部材をほぼ90°回転させている。これにより、伸縮部1の長さを、理論的には板状部材の厚みのほぼ2枚分の短さまで縮めることができる。このように、それぞれの伸縮部1をコンパクトに縮めることができるので、伸縮アーム60について大きな伸縮比を実現することができる。
In the folded state shown in FIG. 5, the length of the expansion /
図4等を参照して、天板6a,6bの規制部9について説明する。この規制部9は、一側の天板6aに形成される凸部9aと、他側の天板6bに形成される凹部9bと、により構成される。凸部9aは、天板6aが支持されている節部材5から離れる向きで、天板6aの外側の面に沿って矩形状に突出している。凸部9aは天板6aの厚みより小さい厚みを有しており、例えば、天板6aの半分の厚みとすることができる。凹部9bは、天板6bにおいて外側の面に、凸部9aの厚みと等しい深さで形成されている。凹部9bの形状は凸部9aの形状に実質的に対応しており、凹部9bの内部に凸部9aを収容することができる。
With reference to FIG. 4 etc., the
この構成で、伸縮部1が展開状態となると、図3に示す天板6aの凸部9aが、天板6bの凹部9bの内壁に接触する。これにより、2つの天板6a,6bが伸縮部1の内側へ回転するのを防止することができる。また、展開状態では凸部9aの全部が凹部9bに入った状態となり、凸部9aの厚みと凹部9bの深さが等しいので、天板6a,6bの外側の面を平坦にすることができる。
With this configuration, when the
凸部9a及び凹部9bのそれぞれには、図4及び図5に示すように磁石(展開保持部材)15が設けられている。2つの磁石15は、展開状態において凸部9aと凹部9bが向かい合う面に配置され、上記の展開状態となったときに、互いに吸着する方向の磁力を発生する向きで設置されている。これにより、天板6a,6bの展開状態を確実に維持することができる。言い換えれば、展開状態の伸縮部1において振動等により後述の支点越えが不意に行われて伸縮部1が縮んでしまうことを防止することができる。なお、2つの磁石15のうち一方を、強磁性体(例えば、鉄等)からなる部材に変更しても良い。
As shown in FIGS. 4 and 5, a magnet (deployment holding member) 15 is provided in each of the
第1側板7a,7b及び第2側板8a,8bにも、天板6a,6bと同様に、凸部9aと凹部9bとからなる規制部9が設けられている。第1側板7a,7b及び第2側板8a,8bの規制部9は、天板6a,6bの場合と実質的に同一の構成となっているので、説明を省略する。これにより、展開状態において第1側板7a,7b及び第2側板8a,8bの外側の面を図3のように平坦にすることができるので、後述の駆動ローラ37によって伸縮部1の側面を安定して摩擦駆動することができる。
Similarly to the
本実施形態において第1側板7a,7b及び第2側板8a,8bの規制部9には磁石は取り付けられていないが、天板6a,6bと同様に磁石が取り付けられても良い。
In the present embodiment, magnets are not attached to the
図3等に示すように、天板6a,6b同士を連結する中間ヒンジ軸3の近傍において、一方の天板6aには接触突起16が形成されている。この接触突起16は、天板6aの幅方向両側に対で配置されている。接触突起16が形成されている部分において、天板6aは、幅方向両側に少し突出している。
As shown in FIG. 3 and the like, a
それぞれの接触突起16は、伸縮部1が展開状態から折畳み状態に変形する過程で天板6a,6bの中間ヒンジ軸3が移動する向きと反対の向き(具体的には、下)に突出するように形成されている。この接触突起16は、伸縮部1の展開状態を強制的に解除するための後述の押圧板46に対して接触可能に構成されている。
Each
第1側板7a,7b同士を連結する中間ヒンジ軸3の近傍において、一方の第1側板7aには接触突起17が形成されている。この接触突起17は、第1側板7aの下部に配置されている。接触突起17は、伸縮部1が展開状態から折畳み状態に変形する過程で第1側板7a,7bの中間ヒンジ軸3が移動する向きと反対の向き(具体的には、幅方向内側)に突出するように形成されている。この接触突起17は、伸縮部1の展開状態を強制的に解除するための後述の押圧ローラ47に対して接触可能に構成されている。
In the vicinity of the
第1側板7a,7bと同様に、第2側板8a,8b同士を連結する中間ヒンジ軸3の近傍において、一方の第2側板8aには、後述の押圧ローラ48に対して接触可能な接触突起18が形成されている。第2側板8aの接触突起18は、第1側板7aの接触突起17と実質的に同一の構成となっているので、説明を省略する。
Similar to the
次に、図1及び図6等を参照して、伸縮アーム60を支持するアームハウジング30を詳細に説明する。図6は、アームハウジング30及び周辺の構成を詳細に示す斜視図である。
Next, the
図1及び図6等に示すように、アームハウジング30は、第1板31と、第2板32と、連結部材33と、を備える。
As shown in FIGS. 1 and 6, the
第1板31及び第2板32は、適宜の間隔をあけて平行に配置される。第2板32は、第1板31よりも上方に配置されている。第1板31及び第2板32は、連結部材33により互いに連結されている。
The
第1板31と第2板32との間の隙間(言い換えれば、アームハウジング30の内部空間)には、伸縮アーム60を構成する伸縮部1が通過可能な経路が形成されている。この経路は、前記開放部30aを通じて外部と繋がっている。連結部材33は、アーム伸縮方向で、前述の開放部30aとは反対側の端部に配置されている。この連結部材33には、伸縮アーム60においてエンドエフェクタと反対側の端部が固定される。
In the gap between the
アームハウジング30の内部空間には、伸縮アーム60の少なくとも一部が配置されている。アームハウジング30には駆動機構35が設けられており、この駆動機構35により、伸縮部1を内部空間から繰り出したり、内部空間に引き込んだりすることができる。
At least a part of the
上記の内部空間は、アームハウジング30に引き込んだ伸縮部1を折畳み状態としたときに、当該伸縮部1が有する第1側板7a,7b及び第2側板8a,8bを収容することができる。即ち、アームハウジング30の内部空間のうち一部は、折畳み状態の伸縮部1の一部を収容可能な収容空間として機能する。
The internal space can accommodate the
第2板32には、細長い貫通状の溝32aが形成されている。この溝32aは、アームハウジング30の内部において伸縮部1が通過可能な経路と対面している。溝32aの長手方向は、アーム伸縮方向に沿うように向けられている。
The
溝32aの幅は、伸縮部1の天板6a,6bの幅よりも少し大きくなっている。アームハウジング30に引き込んだ伸縮部1を折畳み状態としたときに、伸縮部1が有する天板6a,6bは、この溝32aを通過してアームハウジング30の外側(上方)に突出する。
The width of the
次に、アームハウジング30に配置される駆動機構35について説明する。なお、駆動機構35は、伸縮アーム60の伸縮部1が通過する経路の両側に1対で対称配置されているので、以下では、一側の駆動機構35だけを説明する。
Next, the
図2及び図6等に示すように、駆動機構35は、電動モータ36と、2つの駆動ローラ37と、を備える。
As shown in FIGS. 2 and 6, the
電動モータ36は、正逆転駆動可能なモータとして構成されており、駆動ローラ37の駆動源として機能する。電動モータ36のモータハウジングは、第1板31と第2板32との間に配置され、アームハウジング30に固定される。電動モータ36の出力軸は上下方向に向けられており、その先端が第2板32を貫通して上方に突出している。
The
2つの駆動ローラ37は、例えばゴムローラとして構成されている。それぞれの駆動ローラ37は、アームハウジング30に回転可能に支持されたローラ軸に固定される。
The two
2つの駆動ローラ37は、適宜の間隔をあけて、アーム伸縮方向に並べて配置される。それぞれの駆動ローラ37は第1板31と第2板32との間に配置されており、伸縮アーム60の一側の側面(言い換えれば、伸縮部1の第1側板7a,7b又は第2側板8a,8b)に接触可能である。
The two
駆動ローラ37は何れも、その軸線が上下方向となるように配置されている。駆動ローラ37の軸線の方向は、伸縮部1の展開状態における第1側板7a,7b(又は第2側板8a,8b)と平行な方向であり、もっと言えば、第1側板7a,7b(又は第2側板8a,8b)に配置されているヒンジ軸2及び中間ヒンジ軸3と平行な方向である。2つのうち電動モータ36に近い側の駆動ローラ37において、ローラ軸の端部は第2板32を貫通して上方に突出しており、この突出部分が、電動モータ36の出力軸と、ベルト伝達機構38を介して連結されている。また、2つの駆動ローラ37のローラ軸の端部は、第1板31を貫通して下方に突出しており、2つのローラ軸同士が、ベルト伝達機構39を介して互いに連結されている。
Each of the
以上の構成で、電動モータ36を駆動すると、その駆動力が2つの駆動ローラ37に伝達され、駆動ローラ37が回転する。このような構成の駆動機構35が、伸縮アーム60の通過経路を挟んで対称配置されている。従って、2つの電動モータ36を同期して正逆駆動することにより、2対の駆動ローラ37で伸縮アーム60の長手方向中途部を幅方向で挟み込んだ状態で摩擦駆動し、当該伸縮アーム60を、伸縮アーム60の長手方向(言い換えれば、アーム伸縮方向)に沿って繰り出したり引き込んだりすることができる。
With the above configuration, when the
駆動ローラ37は、アームハウジング30の内部で、伸縮アーム60を構成する伸縮部1が通過可能な経路を挟むように対をなして配置されている。経路を挟んで向かい合う駆動ローラ37同士の隙間の幅は、展開状態での伸縮部1の幅(言い換えれば、第1側板7a,7bの外側の面と、第2側板8a,8bの外側の面と、の間の距離)と殆ど等しくなっている。このように伸縮部1の通過幅が両側の駆動ローラ37によって制限されるため、駆動ローラ37を通過する伸縮部1は必ず展開状態となる。従って、駆動ローラ37は、伸縮部1が展開状態となるように当該伸縮部1の形状を規制する形状規制部であるということができる。
The
駆動ローラ37から伸縮アーム60に伝わる最大摩擦力は、電動モータ36が駆動ローラ37を回転させる最大トルクによる並進力よりも小さくなるように、駆動ローラ37及び伸縮アーム60の材質及び押圧力が設定されている。これにより、駆動ローラ37から伸縮アーム60を介して外部に伝わる力が上記最大摩擦力を超えないようにすることができる。従って、例えば伸長動作中の伸縮アーム60が外部環境に強い勢いで衝突した場合でも、駆動ローラ37と伸縮アーム60との間で滑りを発生させることで、電動モータ36等の過大な負荷を防止することができる。
The material and pressing force of the driving
次に、伸縮アーム60を案内するためにアームハウジング30に配置されるローラ等の構成について、図6、図7及び図8等を参照して説明する。図7は、伸縮アーム60を縮めて引き込む動作の過程において、伸縮部1の展開状態が強制的に解除される直前の様子を示す断面斜視図である。図8は、伸縮アーム60を伸ばして繰り出す動作の過程において、伸縮部1が展開案内ローラ49に接触した状態を示す斜視図である。
Next, the structure of the roller etc. which are arrange | positioned in the
図6等に示すように、アームハウジング30の第2板32には、案内ローラ41がブラケット42を介して回転可能に支持されている。案内ローラ41は、開放部30aのすぐ外側で、伸縮アーム60の上面(言い換えれば、伸縮部1の天板6a,6b)に接触可能である。案内ローラ41の軸線は、水平方向に配置されている。案内ローラ41の軸線の方向は、伸縮部1の展開状態における天板6a,6bと平行な方向であり、もっと言えば、天板6a,6bのヒンジ構造のヒンジ軸2又は中間ヒンジ軸3と平行な方向である。これにより、開放部30aを介して繰り出され又は引き込まれる伸縮アーム60を、開放部30aの近傍において案内することができる。
As shown in FIG. 6 and the like, a
アームハウジング30において、駆動ローラ37を挟んで開放部30aと反対側の位置には、1対の押圧板46と、2対の押圧ローラ47,48と、1対の展開案内ローラ(展開案内部)49と、が取り付けられている。押圧板46、押圧ローラ47,48及び展開案内ローラ49は、アームハウジング30の内部空間において、伸縮部1が通過する経路の中心に関して対称となるように配置されている。
In the
押圧板46は、図7に示すように、第2板32において第1板31を向く面に固定されている。図2に示すように、押圧板46は、第2板32に形成された溝32aの幅方向両端部に対で配置されている。それぞれの押圧板46は、溝32aの幅を狭める向きに少し突出して配置されており、このように突出した部分が、上述の接触突起16に対して接触可能となっている。
As shown in FIG. 7, the
接触突起16は、図3等に示すように、天板6aにおいて幅方向両端部を少し外側に突出させた部分に配置されている。これにより、押圧板46を伸縮部1の角部近傍に配置した場合でも、当該押圧板46を、第1側板7a,7b又は第2側板8a,8bと干渉させずに、接触突起16と接触させることができる。
As shown in FIG. 3 etc., the
対で配置された押圧板46は、駆動機構35によって伸縮アーム60が図7の白抜き矢印方向に引き込まれる過程で、伸縮部1の天板6aが有する1対の接触突起16に接触して、当該接触突起16を外側(上側)へ押す。これにより、展開状態となっている伸縮部1の天板6a,6bを、上述の磁石15の吸着力に抗して、外側に少し折り曲げることができる。この結果、天板6a,6b同士を連結する中間ヒンジ軸3が、両端のヒンジ軸2よりも外側に移動し、いわゆる支点越えが生じる。
The pair of
なお、接触突起16を円滑に押すことができるように、押圧板46及び接触突起16には、図6等に示すように傾斜状の案内面が形成されている。
Note that an inclined guide surface is formed on the
図7に示すように、押圧ローラ47,48のそれぞれは、第1板31から第2板32に向かって突出するローラ軸に回転可能に支持されている。押圧ローラ47,48が設置される場所を伸縮部1が通過するとき、押圧ローラ47,48は、伸縮部1の内部に入った状態となる。
As shown in FIG. 7, each of the
2つの押圧ローラ47は、駆動機構35によって伸縮アーム60が図7の白抜き矢印方向に引き込まれる過程で、伸縮部1の第1側板7aが有する接触突起17に接触して、当該接触突起17を幅方向外側へ押す(ただし、図7には接触突起17は示されていない)。同様に、2つの押圧ローラ48は、第2側板8a,8bが有する接触突起18に接触して、当該接触突起18を幅方向外側へ押す。これにより、展開状態となっている伸縮部1の第1側板7a,7b及び第2側板8a,8bを、外側に少し折り曲げることができる。この結果、第1側板7a,7b同士を連結する中間ヒンジ軸3が、両端のヒンジ軸2よりも外側に移動して、支点越えが生じる。第2側板8a,8bの中間ヒンジ軸3においても同様である。
The two
押圧板46及び押圧ローラ47,48は、アームハウジング30において折り畳まれた伸縮部1が収容される収容空間と、駆動ローラ37と、の間で伸縮部1が通過する経路の途中に配置される。接触突起16が押圧板46によって押されるタイミングと、接触突起17,18が押圧ローラ47,48によって押されるタイミングとは、ほぼ同時となっている。伸縮部1の展開状態が強制的に解除され、上記の支点越えが行われた後は、板状部材による突張りがなくなる。従って、押圧板46及び押圧ローラ47,48は、何れも突張り解除部であるということができる。突張りがなくなった状態でアーム伸縮方向に沿って伸縮部1に圧縮力を加えることにより、当該伸縮部1を容易に折畳み状態に変形させることができる。
The
伸縮部1は、上記の支点越えの後に、駆動ローラ37の摩擦駆動によって引き込まれる後続側の伸縮部1によって押されることで、折り畳まれる。後続で引き込まれる伸縮部1についても、駆動ローラ37を通過した後に、押圧板46及び押圧ローラ47を通過することで展開状態が強制的に解除され、同様に支点越えが生じる。上記が反復されることで、並んで配置される複数の伸縮部1を次々と折畳み状態に変形させることができる。
The expansion /
伸縮アーム60を限界まで引き込んだ図1又は図6の状態では、多数の伸縮部1が、アーム伸縮方向でコンパクトになった折畳み状態でアームハウジング30に保持される。ただし、最も先端側に位置する伸縮部1については展開状態が維持されており、この伸縮部1の側面に2対の駆動ローラ37が接触した状態となっている。
In the state of FIG. 1 or FIG. 6 in which the
それぞれの展開案内ローラ49は、図6及び図7に示すように、第2板32から第1板31に近づく向きに突出するように配置されている。展開案内ローラ49は回転可能となるように第2板32に支持されており、その軸線は駆動ローラ37と平行となっている。
As shown in FIGS. 6 and 7, each
1対の展開案内ローラ49は、伸縮アーム60の幅方向で適宜の隙間をあけて配置されている。展開案内ローラ49の間の距離は、展開状態の伸縮部1の幅より大きいが、折畳み状態の伸縮部1の幅よりは小さくなっている。
The pair of
ところで、前述のとおり、複数並べて配置される伸縮部1は互いに独立して伸縮する。従って、伸縮アーム60を伸ばすために、例えば図1のように折畳み状態の伸縮部1が複数並んでいる部分に対して、開放部30aに向かって引っ張る力を駆動ローラ37により与えた場合に、駆動ローラ37に最も近い伸縮部1だけが展開状態に近づくように変形するとは限らない。例えば図7に示すように、複数の伸縮部1が折畳み状態からそれぞれ少しだけ変形することも考えられる。仮に、折畳み状態に近い形状で伸縮部1が駆動ローラ37に送られた場合、伸縮部1が駆動ローラ37を円滑に通過できず、騒音及び振動等の原因となる。
By the way, as described above, a plurality of
この点、展開案内ローラ49は、伸縮アーム60を繰り出す方向に駆動機構35を駆動した場合に、駆動ローラ37に到達する直前の伸縮部1が通過する幅を制限する。これにより、駆動ローラ37に到達する直前の伸縮部1が折畳み状態に近く、第1側板7a,7b及び第2側板8a,8bが大きく屈曲している場合でも、当該伸縮部1が展開案内ローラ49の間を通過するときに、図8に示すように第1側板7b及び第2側板8bが展開案内ローラ49に接触し、当該展開案内ローラ49によって幅方向内側に押される。この結果、伸縮部1を展開状態又はそれに近い状態まで変形させることができるので、伸縮部1を、形状規制機能を有する駆動ローラ37へ円滑に送り込むことができる。
In this regard, the unfolding
伸縮アーム60においてエンドエフェクタ装着側から最も遠い側(言い換えれば、アームハウジング30内において開放部30aから見て最も遠い側)に配置される伸縮部1においては、他の伸縮部1とは異なり、1対の天板6a,6bの結合部分の近傍において、天板6a,6bの幅方向外側に突出する規制突起55が設けられている。本実施形態において、この規制突起55は、天板6a,6bを結合する中間ヒンジ軸3を長手方向両側に延長することで形成されている。規制突起55は、前述の溝32aから天板6a,6bが外側に突出した部分に配置され、かつ、溝32aの幅方向両端よりも更に外側へ延びている。
Unlike the other
この構成で、当該伸縮部1にアーム伸縮方向に沿って引張り力が作用した場合を考える。伸縮部1は折畳み状態から展開状態へ変形しようとするが、規制突起55は溝32aを通過してアームハウジング30の内部に入ることができない。従って、当該伸縮部1は、展開状態よりも少しだけ折畳み状態に近い図2の状態までしか変形できない。
Consider a case in which a tensile force is applied to the
エンドエフェクタ装着側から最も遠い側の伸縮部1は、押圧板46及び押圧ローラ47,48によって展開状態を強制的に解除することができない位置に配置される。しかし、当該伸縮部1が展開状態になることは規制突起55により防止されるので、伸縮可能な状態を常に維持することができる。
The
このように、本実施形態のロボット10では、伸縮部1の伸縮動作はアームハウジング30側で行われる。言い換えれば、伸縮アーム60がアームハウジング30の開放部30aから外部に突出している部分においては、伸縮部1は展開状態を常に維持し、伸縮動作を行わない。従って、特に伸縮アーム60がアームハウジング30から突出している部分において、コンパクトで周囲の物体と干渉しにくい構成を実現できる。また、伸縮動作している伸縮部1をアームハウジング30によって機械的に容易に保護することができる。
Thus, in the
以上に説明したように、本実施形態のロボット10は、アームハウジング30と、伸縮アーム60と、を備える。伸縮アーム60は、アームハウジング30によって支持される。伸縮アーム60は、アーム伸縮方向に並べて配置されて互いに連結された複数の伸縮部1を備える。伸縮部1のそれぞれは、天板6a,6bと、第1側板7a,7bと、を備える。天板6a,6bからなる第1パネル部は、アーム伸縮方向の中央部で折畳み可能に構成される。第1側板7a,7bからなる第2パネル部は、アーム伸縮方向の中央部で折畳み可能に構成される。第1側板7a,7bが折り畳まれる中間ヒンジ軸3の向きが、天板6a,6bが折り畳まれる中間ヒンジ軸3の向きと異なっている。
As described above, the
これにより、少なくとも2面からなるパネル構造によって、伸ばした状態での剛性が良好な伸縮アーム60を実現することができる。一方、伸縮部1単位で天板6a,6b及び第1側板7a,7bを折り畳むことによりアーム伸縮方向で大幅に短くできるので、高い伸縮比を実現できる。
Thereby, the
また、本実施形態のロボット10において、伸縮部1のそれぞれは、図3の展開状態と、図5の折畳み状態と、の間で変形可能である。展開状態では、天板6a,6b及び第1側板7a,7bが展開される。折畳み状態では、天板6a,6b及び第1側板7a,7bが折り畳まれる。アームハウジング30には、複数の伸縮部1のうち少なくとも一部が折畳み状態であるときに折畳み状態の伸縮部1の少なくとも一部を収容可能な収容空間が形成されている。アームハウジング30には、伸縮部1が展開状態となるように当該伸縮部1の形状を規制する駆動ローラ37が配置される。伸縮アーム60を伸ばすときに、伸縮部1が駆動ローラ37を通過する。
Further, in the
これにより、伸縮部1を展開状態に確実に変形させつつ、伸縮アーム60を伸ばすことができる。また、伸縮アーム60が伸びる途中であっても、アームハウジング30より外側では、各伸縮部1が展開状態になって伸縮アーム60の太さが一定となり、伸縮アーム60が通過する空間が小さくなる。このため、伸縮アーム60の周囲への物体への干渉を防止することができる。
Thereby, the expansion-
また、本実施形態のロボット10においては、アームハウジング30の収容空間と駆動ローラ37との間で伸縮部1が通過する経路の途中において、アームハウジング30には押圧板46及び押圧ローラ47が配置される。押圧板46は、伸縮部1の展開状態においてアーム伸縮方向に突っ張っている天板6a,6bからなる第1パネル部を押すことで、当該突張りを解除する。押圧ローラ47は、伸縮部1の展開状態においてアーム伸縮方向に突っ張っている第1側板7a,7bからなる第2パネル部を押すことで、当該突張りを解除する。伸縮アーム60を縮めるときに、伸縮部1が押圧板46及び押圧ローラ47を通過する。
Further, in the
これにより、伸縮アーム60を伸ばした状態では、それぞれの伸縮部1で天板6a,6b及び第1側板7a,7bが突っ張ることで、アーム伸縮方向での圧縮力に対して高い剛性を実現することができる。一方、伸縮アーム60を縮める場合は、伸縮部1を円滑に折り畳むことができる。
Thereby, in the state which extended the expansion-
また、本実施形態のロボット10においては、天板6aに接触突起16が設けられ、第1側板7aに接触突起17が設けられる。押圧板46は、接触突起16に接触することで、天板6a,6bからなる第1パネル部を押す。押圧ローラ47は、接触突起17に接触することで、第1側板7a,7bからなる第2パネル部を押す。
Moreover, in the
これにより、伸縮部1を折り畳むための簡素な構成を実現できる。
Thereby, the simple structure for folding the expansion-
また、本実施形態のロボット10において、押圧板46は、伸縮部1の展開状態において天板6a,6bと第1側板7a,7bとがなす角部の近傍に配置されている。接触突起16は、天板6aにおいて幅方向に突出させた部分に設けられている。
Further, in the
これにより、押圧板46を伸縮部1の角部に配置することで、全体としてコンパクトな配置を実現することができる。
Thereby, the arrangement | positioning compact can be implement | achieved as a whole by arrange | positioning the
また、本実施形態のロボット10において、伸縮部1は中空状である。押圧ローラ47は、伸縮部1の内部から接触突起17に接触する。
Moreover, in the
これにより、全体としてコンパクトな配置を実現することができる。 Thereby, a compact arrangement as a whole can be realized.
また、本実施形態のロボット10において、アームハウジング30には、伸縮部1に接触することで当該伸縮部1を展開状態に近づけるように変形させる展開案内ローラ49が配置される。伸縮アーム60を伸ばすときに、伸縮部1は、展開案内ローラ49を通過してから駆動ローラ37を通過する。
Further, in the
これにより、伸縮アーム60を伸ばすときに、伸縮部1は、駆動ローラ37を通過する前に、展開状態又はそれに近い状態となる。従って、伸縮部1が駆動ローラ37を円滑に通過することができる。
Thus, when the
また、本実施形態のロボット10において、伸縮部1のそれぞれは、アーム伸縮方向の中央部で折畳み可能に構成された第2側板8a,8bからなる第3パネルを備える。第2側板8a,8bが折り畳まれる中間ヒンジ軸3の向きが、天板6a,6bが折り畳まれる中間ヒンジ軸3の向きと異なっている。伸縮部1のそれぞれは、限界まで伸ばしたときに、一面が開放された中空の角筒状となる。伸縮部1の内部空間は、当該伸縮部1とアーム伸縮方向で隣り合う伸縮部1の内部空間と繋がっている。
Further, in the
これにより、3面パネル構造によって、伸縮アーム60を伸ばした状態での剛性を更に高めることができる。また、伸縮部1の内部に、ケーブル等の長尺物を容易に収容することができる。
Thereby, the rigidity in the state which extended the expansion-
次に、上記実施形態の変形例を説明する。図9は、変形例のロボット10xを説明する断面斜視図である。なお、本変形例の説明においては、前述の実施形態と同一又は類似の部材には図面に同一の符号を付し、説明を省略する場合がある。
Next, a modification of the above embodiment will be described. FIG. 9 is a cross-sectional perspective view illustrating a modified
図9に示す変形例のロボット10xにおいては、押圧板46xが、連結部材33の近傍まで直線状に細長く延びた構成となっている。この押圧板46xの延長部分は、エンドエフェクタ装着側から最も遠い側に位置する伸縮部1が完全に展開状態となるのを、前述の接触突起16と接触することで防止する。この構成では、エンドエフェクタ装着側から最も遠い側の伸縮部1において、天板6a,6bに規制突起55を設ける必要はない。
In the
また、このロボット10xにおいては、開放部30aから最も遠い側にある節部材5は、アームハウジング30の連結部材33ではなく、移動板(移動部材)56に固定されている。このように、伸縮アーム60において開放部30aから最も遠い側の端部をアーム伸縮方向で移動可能に構成することで、上述の実施形態と比較して、伸縮アーム60をより大きく伸ばすことができる。
In the
変形例のロボット10xにおいて、移動板56は、伸縮部1の経路を挟んで配置される前記駆動ローラ37の対に対して同時に接触可能である。移動板56が駆動ローラ37に接触する位置が、当該移動板56の移動ストロークの限界となっている。これにより、駆動ローラ37による伸縮部1の形状規制機能を維持しつつ、伸縮アーム60の伸縮比を良好に高めることができる。
In the
変形例において、移動板56をアームハウジング30に対してスライド可能に案内するスライド機構が設けられても良い。
In a modified example, a slide mechanism that guides the moving
以上に本発明の好適な実施の形態及び変形例を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。 The preferred embodiments and modifications of the present invention have been described above, but the above configuration can be modified as follows, for example.
上述の3つのパネル部が折り畳まれる境界は、パネル部をアーム伸縮方向で厳密に2等分する位置でなくても、その近傍に位置していれば良い。言い換えれば、一側のヒンジ軸2から中間ヒンジ軸3までの距離は、他側のヒンジ軸2から中間ヒンジ軸3までの距離と、正確に一致していても良いし、少し異なっていても良い。
The boundary where the above-mentioned three panel parts are folded may be located in the vicinity of the panel part even if it is not a position to bisect the panel part in the arm expansion / contraction direction. In other words, the distance from the
押圧板46の代わりに押圧ローラを設け、その押圧ローラによって接触突起16を押すように構成しても良い。また、押圧ローラ47の代わりに板状部材を設け、その板状部材によって接触突起17を押すように構成しても良い。
Instead of the
押圧ローラ47を、2対だけでなく、連結部材33に近い位置まで並べて多数対並べて配置しても良い。
The
接触突起16は、天板6aに代えてもう一方の天板6bに設けられても良いし、両方の天板6a,6bに設けられても良い。何れの場合でも、天板6a,6bからなるパネル部(第1パネル部)に接触突起16が設けられているということができる。他の接触突起17,18についても同様である。
The
上記の実施形態において、駆動ローラ37は、伸縮部1の形状を規制する機能と、当該伸縮部1をアーム伸縮方向に沿って送る機能と、を有する。しかしながら、伸縮部1の形状の規制と、伸縮部1の駆動とは、別の部材によって行われても良い。例えば、単に回転可能に支持された規制ローラを駆動ローラ37の位置に設けるとともに、天板6a,6bに接触して摩擦駆動する駆動ローラを設けることが考えられる。
In the above embodiment, the
天板6a,6bの規制部9において、磁石15の代わりに例えば面ファスナーを設けることによって、伸縮部1の展開状態を保つように構成しても良い。
In the
伸縮部1が、3角又は5角以上の角筒状に形成されても良い。また、伸縮部1において、角筒の一面を開放する開放部が形成されなくても良い。
The expansion /
それぞれの伸縮部1において第2側板8a,8bを省略し、展開状態で2面パネル構造となる断面L字構造となるように変更しても良い。
The
アームハウジング30の向きを変更する機構は、アームハウジング30の方位方向だけ、又は俯仰方向だけを変更するように構成されても良い。また、向きを変更する機構が省略されても良い。
The mechanism for changing the orientation of the
1 伸縮部
3 中間ヒンジ軸(折畳み軸)
6a,6b 天板の対(第1パネル部)
7a,7b 第1側板の対(第2パネル部)
8a,8b 第2側板の対(第3パネル部)
10 ロボット(伸縮アーム装置)
16 接触突起
17,18 接触突起
30 アームハウジング(基部)
37 駆動ローラ(形状規制部)
46 押圧板(突張り解除部)
47,48 押圧ローラ(突張り解除部)
49 展開案内ローラ(展開案内部)
60 伸縮アーム
1
6a, 6b Pair of top plates (first panel part)
7a, 7b First side plate pair (second panel part)
8a, 8b Second side plate pair (third panel part)
10 Robot (Expandable arm device)
16
37 Drive roller (shape regulating part)
46 Pressure plate (tension release part)
47, 48 Pressure roller (tension release part)
49 Deployment guide roller (deployment guide)
60 telescopic arm
Claims (8)
前記基部によって支持される伸縮アームと、
を備え、
前記伸縮アームは、前記伸縮アームが伸縮する方向であるアーム伸縮方向に並べて配置されて互いに連結された複数の伸縮部を備え、
前記伸縮部のそれぞれは、
前記アーム伸縮方向の中央部で折畳み可能に構成された第1パネル部と、
前記アーム伸縮方向の中央部で折畳み可能に構成された第2パネル部と、
を備え、
前記第2パネル部が折り畳まれる折畳み軸の向きが、前記第1パネル部が折り畳まれる折畳み軸の向きと異なっていることを特徴とする伸縮アーム装置。 The base,
A telescopic arm supported by the base;
With
The telescopic arm includes a plurality of telescopic portions arranged side by side in an arm telescopic direction, which is a direction in which the telescopic arm extends and contracts, and connected to each other.
Each of the stretchable parts
A first panel portion configured to be foldable at a central portion in the arm expansion and contraction direction;
A second panel portion configured to be foldable at a central portion in the arm expansion and contraction direction;
With
The telescopic arm device, wherein a direction of a folding shaft for folding the second panel portion is different from a direction of a folding shaft for folding the first panel portion.
前記伸縮部のそれぞれは、
前記第1パネル部及び前記第2パネル部が展開された展開状態と、
前記第1パネル部及び前記第2パネル部が折り畳まれた折畳み状態と、
の間で変形可能であり、
前記基部には、前記複数の伸縮部のうち少なくとも一部が前記折畳み状態であるときに前記折畳み状態の前記伸縮部の少なくとも一部を収容可能な収容空間が形成されており、
前記基部には、前記伸縮部が前記展開状態となるように当該伸縮部の形状を規制する形状規制部が配置され、
前記伸縮アームを伸ばすときに、前記伸縮部が前記形状規制部を通過することを特徴とする伸縮アーム装置。 The telescopic arm device according to claim 1,
Each of the stretchable parts
An unfolded state in which the first panel portion and the second panel portion are unfolded;
A folded state in which the first panel part and the second panel part are folded;
Can be deformed between
The base is formed with an accommodation space capable of accommodating at least a part of the stretchable part in the folded state when at least a part of the plurality of stretchable parts is in the folded state.
The base is provided with a shape restricting portion that restricts the shape of the stretchable portion so that the stretchable portion is in the expanded state.
The telescopic arm device, wherein when the telescopic arm is extended, the telescopic part passes through the shape restricting part.
前記収容空間と前記形状規制部との間で前記伸縮部が通過する経路の途中において、前記基部には突張り解除部が配置され、
前記突張り解除部は、前記展開状態において前記アーム伸縮方向に突っ張っている前記第1パネル部及び前記第2パネル部のうち少なくとも何れかを押すことで、当該突張りを解除し、
前記伸縮アームを縮めるときに、前記伸縮部が前記突張り解除部を通過することを特徴とする伸縮アーム装置。 The telescopic arm device according to claim 2,
In the middle of the path through which the stretchable part passes between the accommodating space and the shape restricting part, the base is provided with a tension release part,
The tension release portion releases the tension by pressing at least one of the first panel portion and the second panel portion that are stretched in the arm expansion / contraction direction in the deployed state,
The telescopic arm device, wherein when the telescopic arm is contracted, the telescopic part passes through the tension release part.
前記第1パネル部又は前記第2パネル部のうち少なくとも何れかに突起が設けられ、
前記突張り解除部は、通過する前記伸縮部の前記突起に接触することで、前記第1パネル部又は前記第2パネル部を押すことを特徴とする伸縮アーム装置。 The telescopic arm device according to claim 3,
A protrusion is provided on at least one of the first panel part and the second panel part,
The telescopic arm device is characterized in that the tension release unit pushes the first panel unit or the second panel unit by contacting the projection of the telescopic unit passing therethrough.
前記突張り解除部は、前記展開状態において前記第1パネル部及び前記第2パネル部とがなす角部の近傍に配置されており、
前記突起は、前記第1パネル部又は前記第2パネル部において幅方向に突出させた部分に設けられていることを特徴とする伸縮アーム装置。 The telescopic arm device according to claim 4,
The tension release part is disposed in the vicinity of a corner formed by the first panel part and the second panel part in the unfolded state,
The telescopic arm device is characterized in that the protrusion is provided on a portion of the first panel portion or the second panel portion that protrudes in the width direction.
前記伸縮部は中空状であり、
前記突張り解除部は、前記伸縮部の内部から前記突起に接触することを特徴とする伸縮アーム装置。 The telescopic arm device according to claim 4,
The stretchable part is hollow,
The extension arm device is characterized in that the tension release portion contacts the protrusion from the inside of the extension portion.
前記基部には、前記伸縮部に接触することで当該伸縮部を前記展開状態に近づけるように変形させる展開案内部が配置され、
前記伸縮アームを伸ばすときに、前記伸縮部は、前記展開案内部を通過してから前記形状規制部を通過することを特徴とする伸縮アーム装置。 The telescopic arm device according to any one of claims 2 to 6,
The base is provided with an unfolding guide portion that deforms the expandable portion so as to approach the unfolded state by contacting the expandable portion,
The telescopic arm device is characterized in that, when the telescopic arm is extended, the telescopic unit passes through the shape restricting unit after passing through the deployment guide unit.
前記伸縮部のそれぞれは、前記アーム伸縮方向の中央部で折畳み可能に構成された第3パネル部を備え、
前記第3パネル部が折り畳まれる折畳み軸の向きが、前記第1パネル部が折り畳まれる折畳み軸の向きと異なっており、
前記伸縮部のそれぞれは、限界まで伸ばしたときに、一面が開放された中空の角筒状となり、
前記伸縮部の内部空間は、当該伸縮部と前記アーム伸縮方向で隣り合う伸縮部の内部空間と繋がっていることを特徴とする伸縮アーム装置。 The telescopic arm device according to any one of claims 1 to 7,
Each of the extendable parts includes a third panel part configured to be foldable at a central part in the arm extendable direction,
The direction of the folding axis at which the third panel part is folded is different from the direction of the folding axis at which the first panel part is folded,
Each of the stretchable parts, when stretched to the limit, becomes a hollow rectangular tube with one side open,
The telescopic arm device is characterized in that the internal space of the telescopic portion is connected to the internal space of the telescopic portion adjacent to the telescopic portion in the arm telescopic direction.
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Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6048292A (en) * | 1983-08-29 | 1985-03-15 | 株式会社東芝 | Arm type mechanism |
JPH0531889U (en) * | 1991-10-15 | 1993-04-27 | 三菱重工業株式会社 | Parallel link type telescopic arm |
JP2001260070A (en) * | 2000-03-22 | 2001-09-25 | Toshiba Corp | Robot arm |
US20090184207A1 (en) * | 2008-01-22 | 2009-07-23 | Warren Peter A | Synchronously self deploying boom |
JP2009196026A (en) * | 2008-02-21 | 2009-09-03 | Takashi Saito | Manipulator mechanism |
JP2017124458A (en) * | 2016-01-13 | 2017-07-20 | 壽伸 常永 | Interlocking type multi-articulated device |
-
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6048292A (en) * | 1983-08-29 | 1985-03-15 | 株式会社東芝 | Arm type mechanism |
JPH0531889U (en) * | 1991-10-15 | 1993-04-27 | 三菱重工業株式会社 | Parallel link type telescopic arm |
JP2001260070A (en) * | 2000-03-22 | 2001-09-25 | Toshiba Corp | Robot arm |
US20090184207A1 (en) * | 2008-01-22 | 2009-07-23 | Warren Peter A | Synchronously self deploying boom |
JP2009196026A (en) * | 2008-02-21 | 2009-09-03 | Takashi Saito | Manipulator mechanism |
JP2017124458A (en) * | 2016-01-13 | 2017-07-20 | 壽伸 常永 | Interlocking type multi-articulated device |
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