JP2020146774A - robot - Google Patents

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洋範 田坂
Hironori Tasaka
洋範 田坂
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Abstract

To provide a robot that can attenuate external force such as impact received by an arm, so as to reduce breakage of a motor, a speed reducer and the like.SOLUTION: A robot 2 comprises a second member (an arm 22) that turns around a turning shaft with respect to a first member (a base 21) and a motor unit (an arm driving part 26) that turns the second member. The motor unit has: a motor (a first motor 261) having a rotary shaft 263; a first rotation part 50 connected to the rotary shaft; a second rotation part 60, connected to the second member, which rotates along a rotating direction of the first rotation part; a plurality of rotating bodies 41 arranged between the first rotation part and the second rotation part; and elastic bodies (metal plate springs 42) arranged between the rotating bodies and the first rotation part or between the rotating bodies and the second rotation part.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、ロボットに関する。 The present invention relates to a robot.

従来、部品などを搬送するロボットとして、例えば特許文献1には、スカラロボットとも呼ばれる水平多関節ロボットが開示されている。特許文献1に記載されているロボットは、基台と、基台の上端部に連結され、鉛直方向に沿う軸心を中心にして基台に対して回動する第1アームと、モーターおよび減速機などを有し、第1アームを回動させるモーターユニットとしてのモーター駆動部と、を備えている。 Conventionally, as a robot for transporting parts and the like, for example, Patent Document 1 discloses a horizontal articulated robot also called a SCARA robot. The robot described in Patent Document 1 includes a base, a first arm connected to the upper end of the base and rotating with respect to the base about an axis along the vertical direction, a motor, and a deceleration. It has a machine and the like, and is provided with a motor drive unit as a motor unit for rotating the first arm.

特開2018−130796号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2018-130796

しかしながら、特許文献1に記載されているロボットでは、第1アームに衝撃等の外力を受けたとき、モーター駆動部を構成するモーターや減速機などに破損を生じてしまう虞があった。 However, in the robot described in Patent Document 1, when an external force such as an impact is applied to the first arm, there is a possibility that the motor or the speed reducer constituting the motor drive unit may be damaged.

本願のロボットは、第1部材と、前記第1部材に対して回動軸周りに回動する第2部材と、前記第2部材を回動させるモーターユニットと、を備え、前記モーターユニットは、回転軸を有するモーターと、前記回転軸に接続されている第1回転部と、前記第1回転部の回転方向に沿って回転し、前記第2部材に接続されている第2回転部と、前記第1回転部と前記第2回転部との間に配置された複数の回転体と、前記回転体と前記第1回転部との間、または前記回転体と前記第2回転部との間に配置された弾性体と、を有している。 The robot of the present application includes a first member, a second member that rotates about a rotation axis with respect to the first member, and a motor unit that rotates the second member. A motor having a rotating shaft, a first rotating portion connected to the rotating shaft, and a second rotating portion rotating along the rotation direction of the first rotating portion and connected to the second member. A plurality of rotating bodies arranged between the first rotating portion and the second rotating portion, and between the rotating body and the first rotating portion, or between the rotating body and the second rotating portion. It has an elastic body arranged in.

上述のロボットにおいて、前記回転体の配置位置と異なる位置の前記第1回転部と前記第2回転部との間に、回動ベアリング部が設けられていることとしてもよい。 In the above-mentioned robot, a rotating bearing portion may be provided between the first rotating portion and the second rotating portion at a position different from the arrangement position of the rotating body.

上述のロボットにおいて、前記第2回転部の回転位置を計測する角度センサーが設けられていることとしてもよい。 In the above-mentioned robot, an angle sensor for measuring the rotation position of the second rotating portion may be provided.

上述のロボットにおいて、前記第1回転部、または前記第2回転部には、前記回転体を回転摺動可能に保持する凹状の保持部が設けられていることとしてもよい。 In the above-mentioned robot, the first rotating portion or the second rotating portion may be provided with a concave holding portion for holding the rotating body so as to be rotatable and slidable.

上述のロボットにおいて、前記弾性体は、金属板ばねで構成されていることとしてもよい。 In the above-mentioned robot, the elastic body may be made of a metal leaf spring.

上述のロボットにおいて、前記金属板ばねは、前記第1回転部に沿った基材部と、前記基材部から湾曲し、前記回転体を保持する屈曲部と、を有していることとしてもよい。 In the robot described above, the metal leaf spring may have a base material portion along the first rotating portion and a bent portion curved from the base material portion to hold the rotating body. Good.

上述のロボットにおいて、前記第1回転部、または前記第2回転部には、前記金属板ばねの前記屈曲部の頂部を挿入する溝部が設けられていることとしてもよい。 In the robot described above, the first rotating portion or the second rotating portion may be provided with a groove for inserting the top of the bent portion of the metal leaf spring.

上述のロボットにおいて、前記金属板ばねの前記基材部と、前記第1回転部または前記第2回転部の前記金属板ばねと対向する面との間の距離が、前記第1回転部または前記第2回転部からの前記回転体の突出距離よりも短いこととしてもよい。 In the robot described above, the distance between the base material portion of the metal leaf spring and the surface of the first rotating portion or the second rotating portion facing the metal leaf spring is the first rotating portion or the said. It may be shorter than the protrusion distance of the rotating body from the second rotating portion.

ロボットの全体構成を示す概略図。The schematic which shows the whole structure of a robot. 第1実施形態に係るロボットのモーターユニットとアームとの接続部の概略構成を示す断面図。The cross-sectional view which shows the schematic structure of the connection part of the motor unit and the arm of the robot which concerns on 1st Embodiment. 第1回転部と第2回転部との接続構成を示し、図2のQ−Q断面図。The QQ cross-sectional view of FIG. 2 shows the connection configuration between the first rotating portion and the second rotating portion. 回転体と金属板ばねとの配置構成を示し、図3と同方向から見た拡大断面図。An enlarged cross-sectional view showing the arrangement configuration of the rotating body and the metal leaf spring and viewed from the same direction as in FIG. 回転体と金属板ばねとの配置構成を示し、図4の正面断面図。The front sectional view of FIG. 4 shows the arrangement configuration of a rotating body and a metal leaf spring. 外力の減少過程を説明する概略図。The schematic diagram explaining the process of reducing an external force. 第2実施形態に係るロボットのモーターユニットとアームとの接続部の概略構成を示す断面図。The cross-sectional view which shows the schematic structure of the connection part of the motor unit and the arm of the robot which concerns on 2nd Embodiment. 回転体と金属板ばねとの配置構成を示し、図4と同位置での拡大断面図。An enlarged cross-sectional view showing the arrangement configuration of the rotating body and the metal leaf spring at the same position as in FIG. 回転体と金属板ばねとの配置構成を示し、図8の正面断面図。The front sectional view of FIG. 8 shows the arrangement configuration of a rotating body and a metal leaf spring. 回転体と金属板ばねとの配置構成の変形例を示す、図4と同様の拡大断面図。An enlarged cross-sectional view similar to FIG. 4 showing a modified example of the arrangement configuration of the rotating body and the metal leaf spring.

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。なお、以下で説明する本実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、本実施形態で説明される構成の全てが、本発明の必須構成要件であるとは限らない。 Hereinafter, the robot of the present invention will be described in detail based on the preferred embodiments shown in the accompanying drawings. It should be noted that the present embodiment described below does not unreasonably limit the content of the present invention described in the claims. Moreover, not all of the configurations described in the present embodiment are essential constituent requirements of the present invention.

また、以下で参照する図面では、説明の便宜上、互いに直交する三つの軸であるX軸、Y軸、およびZ軸を矢印で図示しており、その矢印の先端側を「+(プラス)」、基端側を「−(マイナス)」としている。また、以下では、X軸に平行な方向を「X方向」、Y軸に平行な方向を「Y方向」、Z軸に平行な方向を「Z方向」という。また、以下では、説明の便宜上、図1中の上方である+Z方向側を「上」、下方である−Z方向側を「下」ということがある。 Further, in the drawings referred to below, for convenience of explanation, three axes orthogonal to each other, the X-axis, the Y-axis, and the Z-axis, are illustrated by arrows, and the tip side of the arrows is "+ (plus)". , The base end side is "-(minus)". Further, in the following, the direction parallel to the X axis is referred to as "X direction", the direction parallel to the Y axis is referred to as "Y direction", and the direction parallel to the Z axis is referred to as "Z direction". Further, in the following, for convenience of explanation, the upper + Z direction side in FIG. 1 may be referred to as “upper”, and the lower −Z direction side may be referred to as “lower”.

また、以下では、X軸とY軸とを含むXY平面が水平となっており、Z軸が鉛直方向となっている。ここで、本明細書における「水平」とは、完全な水平に限定されず、電子部品の搬送が阻害されない限り、水平に対して、例えば5°以内で傾斜している状態も含む。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、二つの線(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、±10°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、二つの線(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、±10°以内で傾斜している場合も含む。 Further, in the following, the XY plane including the X-axis and the Y-axis is horizontal, and the Z-axis is in the vertical direction. Here, the term "horizontal" as used herein is not limited to a perfect horizontal position, and includes a state of being inclined within, for example, 5 ° with respect to the horizontal direction, as long as the transportation of electronic components is not hindered. Similarly, as used herein, the term "vertical" includes not only the case of being completely vertical, but also the case of being tilted within ± 5 ° with respect to the vertical. Also, as used herein, the term "parallel" includes not only the case where two lines (including axes) or planes are completely parallel to each other, but also the case where they are inclined within ± 10 °. Further, in the present specification, "orthogonal" includes not only the case where two lines (including axes) or planes are completely orthogonal to each other but also the case where they are inclined within ± 10 °.

1.第1実施形態
1.1:第1実施形態に係るロボット
先ず、第1実施形態に係るロボットの構成について、図1、図2、図3、図4、図5、および図6を参照して説明する。図1は、ロボットの全体構成を示す図である。図2は、第1実施形態に係るロボットのモーターユニットとアームとの接続部の概略構成を示す断面図である。図3は、第1回転部と第2回転部との接続構成を示し、図2のQ−Q断面図である。図4は、回転体と金属板ばねとの配置構成を示し、図3と同方向から見た拡大断面図である。図5は、回転体と金属板ばねとの配置構成を示し、図4の正面断面図である。図6は、外力の減少過程を説明する概略図である。
1. 1. 1st Embodiment 1.1: Robot according to 1st Embodiment First, regarding the structure of the robot according to 1st Embodiment, with reference to FIG. 1, FIG. 2, FIG. 3, FIG. 4, FIG. 5, and FIG. explain. FIG. 1 is a diagram showing the overall configuration of the robot. FIG. 2 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a connection portion between the motor unit and the arm of the robot according to the first embodiment. FIG. 3 shows a connection configuration between the first rotating portion and the second rotating portion, and is a cross-sectional view taken along the line QQ of FIG. FIG. 4 shows an arrangement configuration of the rotating body and the metal leaf spring, and is an enlarged cross-sectional view seen from the same direction as FIG. FIG. 5 shows an arrangement configuration of the rotating body and the metal leaf spring, and is a front sectional view of FIG. FIG. 6 is a schematic view illustrating the process of reducing the external force.

図1、および図2に示すように、第1実施形態に係るロボット2は、スカラロボットとも呼ばれる水平多関節ロボットであり、ロボット2を制御する制御装置3と接続されている。ロボット2の用途は、特に限定されず、例えば、電子部品および電子機器等の対象物の保持、搬送、組立および検査等の各作業で用いることができる。 As shown in FIGS. 1 and 2, the robot 2 according to the first embodiment is a horizontal articulated robot also called a SCARA robot, and is connected to a control device 3 that controls the robot 2. The application of the robot 2 is not particularly limited, and can be used, for example, in each work such as holding, transporting, assembling, and inspecting an object such as an electronic component and an electronic device.

ロボット2は、第1部材としての基台21と、基台21に設けられ基台21に対して回動軸である第1回動軸J1周りに回動可能な第2部材としてのアーム22と、アーム22に設けられた作業ヘッド25と、を有する。また、ロボット2は、アーム22を回動軸である第1回動軸J1周り、および回動軸である第2回動軸J2周りに駆動させるモーターユニットとしてのアーム駆動部26,27と、作業ヘッド25を駆動させる作業ヘッド駆動部28と、を有する。また、ロボット2は、第2回動軸J2と異なる位置に設けられ、作業ヘッド25にあって第2回動軸J2と平行に移動し、下方の一端側にエンドエフェクター(不図示)が設けられるシャフトであるスプラインシャフト253と、を有する。 The robot 2 has a base 21 as a first member and an arm 22 as a second member provided on the base 21 and rotatable around a first rotation shaft J1 which is a rotation axis with respect to the base 21. And a work head 25 provided on the arm 22. Further, the robot 2 includes arm drive units 26 and 27 as motor units for driving the arm 22 around the first rotation shaft J1 which is the rotation shaft and around the second rotation shaft J2 which is the rotation shaft. It has a work head drive unit 28 for driving the work head 25. Further, the robot 2 is provided at a position different from the second rotation shaft J2, is located on the work head 25 and moves in parallel with the second rotation shaft J2, and is provided with an end effector (not shown) on one lower end side. It has a spline shaft 253, which is a shaft to be formed.

以下、ロボット2の構成について、さらに詳細に説明する。
基台21は、例えば図2に示す床面10にボルト等によって固定されている。アーム22は、基台21に連結され、基台21に対して第1回動軸J1周りに回動可能な第1アーム23と、第1アーム23の先端部に設けられ、第1アーム23に対して第1回動軸J1と平行な第2回動軸J2周りに回動可能に連結されている第2アーム24と、を有する。したがって、本構成では、基台21が第1部材であり、第1アーム23が第2部材である。なお、第1アーム23は、第2アーム24を第2回動軸J2周りに回動可能に連結しており、第1アーム23を第1部材とした場合、第2アーム24を第2部材とすることができる。
Hereinafter, the configuration of the robot 2 will be described in more detail.
The base 21 is fixed to the floor surface 10 shown in FIG. 2, for example, with bolts or the like. The arm 22 is connected to the base 21 and is provided at the tip of the first arm 23 and the first arm 23 which is connected to the base 21 and can rotate around the first rotation shaft J1. It has a second arm 24 that is rotatably connected around a second rotation shaft J2 that is parallel to the first rotation shaft J1. Therefore, in this configuration, the base 21 is the first member and the first arm 23 is the second member. The first arm 23 rotatably connects the second arm 24 around the second rotation shaft J2, and when the first arm 23 is the first member, the second arm 24 is the second member. Can be.

第1部材としての基台21には、基台21に対して第2部材としての第1アーム23を、その回動軸としての第1回動軸J1周りに回動させるモーターユニットとしてのアーム駆動部26が設けられている。このアーム駆動部26の構成については、後段にて詳細に説明する。 The base 21 as the first member is an arm as a motor unit that rotates the first arm 23 as the second member with respect to the base 21 around the first rotation shaft J1 as the rotation shaft thereof. A drive unit 26 is provided. The configuration of the arm drive unit 26 will be described in detail later.

また、第2アーム24内には、第1アーム23に対して第2アーム24を、その回動軸としての第2回動軸J2周りに回動させるモーターユニットとしてのアーム駆動部27が設けられている。アーム駆動部27は、第1アーム23を回動するアーム駆動部26と同様の構成とすることができる。この第2アーム24内のアーム駆動部27には、第2モーター271、および減速機(不図示)が設けられている。第2モーター271には、第2モーター271の回転量を検出する角度センサーとしての第2エンコーダー272が設けられており、第2エンコーダー272からの出力によって第1アーム23に対する第2アーム24の回動角を検出することができる。なお、以下では、アーム駆動部26を代表例として説明する。 Further, in the second arm 24, an arm drive unit 27 as a motor unit for rotating the second arm 24 around the second rotation shaft J2 as the rotation shaft thereof is provided with respect to the first arm 23. Has been done. The arm drive unit 27 can have the same configuration as the arm drive unit 26 that rotates the first arm 23. The arm drive unit 27 in the second arm 24 is provided with a second motor 271 and a speed reducer (not shown). The second motor 271 is provided with a second encoder 272 as an angle sensor for detecting the amount of rotation of the second motor 271, and the rotation of the second arm 24 with respect to the first arm 23 by the output from the second encoder 272. The moving angle can be detected. In the following, the arm drive unit 26 will be described as a typical example.

作業ヘッド25は、第2アーム24の先端部、すなわち、第2アーム24の回動軸としての第2回動軸J2と異なる位置に設けられている。作業ヘッド25は、第2アーム24の先端部に同軸的に配置されたスプラインナット251およびボールネジナット252と、スプラインナット251およびボールネジナット252に挿通されたスプラインシャフト253と、を有する。 The work head 25 is provided at a position different from the tip end portion of the second arm 24, that is, the second rotation shaft J2 as the rotation shaft of the second arm 24. The working head 25 has a spline nut 251 and a ball screw nut 252 coaxially arranged at the tip of the second arm 24, and a spline shaft 253 inserted through the spline nut 251 and the ball screw nut 252.

スプラインシャフト253は、第2アーム24に対して、その中心軸である第3回動軸J3周りに回動可能であり、かつ、第3回動軸J3に沿った方向、換言すれば第3回動軸J3と平行な方向に往復移動が可能となっている。なお、第1回動軸J1、第2回動軸J2および第3回動軸J3は、互いに平行であり、それぞれ、鉛直方向に沿っている。 The spline shaft 253 is rotatable around the third rotation shaft J3, which is the central axis of the second arm 24, and is in the direction along the third rotation shaft J3, in other words, the third. The reciprocating movement is possible in the direction parallel to the rotation shaft J3. The first rotation shaft J1, the second rotation shaft J2, and the third rotation shaft J3 are parallel to each other and are respectively along the vertical direction.

また、第2アーム24内には、スプラインナット251を回転させてスプラインシャフト253を第3回動軸J3周りに回転させる第3モーター281が設けられている。また、第3モーター281には、第3モーター281の回転量を検出する角度センサーとしての第3エンコーダー282が設けられており、第3エンコーダー282からの出力によって第2アーム24に対するスプラインシャフト253の回転量を検出することができる。また、第2アーム24内には、ボールネジナット252を回転させてスプラインシャフト253を第3回動軸J3に沿った方向に移動させる第4モーター291が設けられている。また、第4モーター291には、第4モーター291の回転量を検出する角度センサーとしての第4エンコーダー292が設けられており、第4エンコーダー292からの出力によって第2アーム24に対するスプラインシャフト253の移動量を検出することができる。 Further, in the second arm 24, a third motor 281 that rotates the spline nut 251 to rotate the spline shaft 253 around the third rotation shaft J3 is provided. Further, the third motor 281 is provided with a third encoder 282 as an angle sensor for detecting the amount of rotation of the third motor 281, and the spline shaft 253 with respect to the second arm 24 is provided by the output from the third encoder 282. The amount of rotation can be detected. Further, in the second arm 24, a fourth motor 291 is provided which rotates the ball screw nut 252 to move the spline shaft 253 in the direction along the third rotation shaft J3. Further, the fourth motor 291 is provided with a fourth encoder 292 as an angle sensor for detecting the amount of rotation of the fourth motor 291, and the spline shaft 253 with respect to the second arm 24 is provided by the output from the fourth encoder 292. The amount of movement can be detected.

図1に示すように、スプラインシャフト253の下端側の先端部には、エンドエフェクター(不図示)を装着するためのペイロード254が設けられている。ペイロード254に装着するエンドエフェクターとしては、特に限定されず、例えば、対象物を保持するハンドや対象物を加工する作業具等が挙げられる。なお、ハンドによる対象物の保持には、把持、および吸着を含む。 As shown in FIG. 1, a payload 254 for mounting an end effector (not shown) is provided at the tip of the spline shaft 253 on the lower end side. The end effector to be attached to the payload 254 is not particularly limited, and examples thereof include a hand holding the object and a work tool for processing the object. The holding of the object by the hand includes gripping and suction.

1.2:モーターユニットとしてのアーム駆動部
基台21には、基台21に対して第1アーム23を、その回動軸としての第1回動軸J1周りに回動させるモーターユニットとしてのアーム駆動部26が設けられている。アーム駆動部26は、第1モーター261と、第1モーター261の回転量を検出する角度センサーとしての第1エンコーダー262と、第1モーター261の回転軸263(図2参照)に接続され、減速した回転を第1アーム23側である出力側に出力する減速機30と、を有している。減速機30は、基台21に接続されている入力側保持部31に、ベアリング部32を介して回動可能に、外周部を保持されている。これにより、減速機30の回転中心のずれを防ぐことができる。
1.2: Arm drive unit as a motor unit The base 21 serves as a motor unit that rotates the first arm 23 with respect to the base 21 around the first rotation shaft J1 as the rotation shaft thereof. An arm drive unit 26 is provided. The arm drive unit 26 is connected to the first motor 261 and the first encoder 262 as an angle sensor for detecting the amount of rotation of the first motor 261 and the rotation shaft 263 (see FIG. 2) of the first motor 261 to reduce the speed. It has a speed reducer 30 that outputs the rotation to the output side, which is the first arm 23 side. The speed reducer 30 is rotatably held by an input side holding portion 31 connected to the base 21 via a bearing portion 32. Thereby, the deviation of the rotation center of the speed reducer 30 can be prevented.

アーム駆動部26は、第1エンコーダー262、および後述する出力側エンコーダー264からの出力によって基台21に対する第1アーム23の回動角を検出することができる。なお、第1エンコーダー262は、第1モーター261の入力側エンコーダーということができる。 The arm drive unit 26 can detect the rotation angle of the first arm 23 with respect to the base 21 by the output from the first encoder 262 and the output side encoder 264 described later. The first encoder 262 can be said to be the input side encoder of the first motor 261.

さらに、アーム駆動部26は、減速機30の出力側に接続されている第1回転部50と、第1回転部50の回転方向に沿って、第1回転部50に対して相対的に回転移動する第2回転部60と、第2回転部60の回動角を検出する角度センサーとしての出力側エンコーダー264と、を有している。 Further, the arm drive unit 26 rotates relative to the first rotation unit 50 along the rotation direction of the first rotation unit 50 connected to the output side of the speed reducer 30 and the first rotation unit 50. It has a second rotating unit 60 that moves, and an output side encoder 264 as an angle sensor that detects the rotation angle of the second rotating unit 60.

第1回転部50は、減速機30の出力側に接続され、減速機30から出力される回転を受ける第1入力部501と、第1入力部501に対して減速機30の配置側と反対側の第1入力部501に接続されている第2入力部502と、を有している。 The first rotating unit 50 is connected to the output side of the speed reducer 30 and is opposite to the arrangement side of the speed reducer 30 with respect to the first input unit 501 that receives the rotation output from the speed reducer 30 and the first input unit 501. It has a second input unit 502 connected to the first input unit 501 on the side.

第2回転部60は、第1回転部50の外側に位置しており、第1回転部50の回転方向に沿って、第1回転部50に対して相対的に回転移動することができる。そして、第2回転部60には、第1アーム23が接続されている。すなわち、第1アーム23は、第2回転部60の回転を受けて、基台21に対して第1回動軸J1周りに回動する。第2回転部60は、第1回転部50の第1入力部501と対向する位置に配置されている第1出力部601と、第1回転部50の第2入力部502と対向する位置に配置されている第2出力部602と、を有している。 The second rotating portion 60 is located outside the first rotating portion 50, and can rotate and move relative to the first rotating portion 50 along the rotating direction of the first rotating portion 50. The first arm 23 is connected to the second rotating portion 60. That is, the first arm 23 receives the rotation of the second rotating portion 60 and rotates around the first rotation shaft J1 with respect to the base 21. The second rotating unit 60 is located at a position facing the first output unit 601 of the first rotating unit 50 and the second input unit 502 of the first rotating unit 50. It has a second output unit 602 that is arranged.

第2回転部60は、第1回転部50の第1入力部501との間に配置されている複数の回転体41、および弾性体としての金属板ばね42を介して、第1回転部50と接続されている。なお、複数の回転体41および金属板ばね42は、第1回転部50の第1入力部501の外周部と、第2回転部60の第1出力部601の内周部との間に配置されている。また、金属板ばね42は、複数の回転体41と、第2回転部60の第1出力部601との間に配置されており、回転体41に対して与圧を与えるように構成されている。 The second rotating portion 60 is connected to the first rotating portion 50 via a plurality of rotating bodies 41 arranged between the first rotating portion 50 and the first input portion 501, and a metal leaf spring 42 as an elastic body. Is connected to. The plurality of rotating bodies 41 and the metal leaf springs 42 are arranged between the outer peripheral portion of the first input portion 501 of the first rotating portion 50 and the inner peripheral portion of the first output portion 601 of the second rotating portion 60. Has been done. Further, the metal leaf spring 42 is arranged between the plurality of rotating bodies 41 and the first output unit 601 of the second rotating unit 60, and is configured to apply pressurization to the rotating body 41. There is.

複数の回転体41は、円筒形状をなし、図3、図4、および図5に示すように、第1回転部50および第2回転部60の回転軸に沿って、円筒形状の中心軸が配置されるよう、第1回転部50の第1入力部501の外周面から掘り込まれた底部512を有する凹状の保持部511に保持されている。回転体41は、第1出力部601側に金属板ばね42を変形させる大きさの外力が加わったとき、保持部511に対して回転摺動可能に保持される。すなわち、回転体41は、第1入力部501の回転力を受けている場合は自転せず、第1出力部601に回転が生じた場合は、第1出力部601の回転に伴って、保持部511に沿って転がり回転することができる。このように、凹状の保持部511内において、回転体41が回転摺動することにより、衝撃等の外力の分散を図ることができる。なお、回転体41としては、鉄、ステンレスなどの鉄系合金、銅合金などの金属、もしくは硬質樹脂などで形成することができる。 The plurality of rotating bodies 41 have a cylindrical shape, and as shown in FIGS. 3, 4, and 5, the central axis of the cylindrical shape is formed along the rotation axes of the first rotating portion 50 and the second rotating portion 60. It is held by a concave holding portion 511 having a bottom portion 512 dug from the outer peripheral surface of the first input portion 501 of the first rotating portion 50 so as to be arranged. The rotating body 41 is held so as to be rotatable and slidable with respect to the holding portion 511 when an external force of a magnitude that deforms the metal leaf spring 42 is applied to the first output portion 601 side. That is, the rotating body 41 does not rotate when it receives the rotational force of the first input unit 501, and when the first output unit 601 rotates, it is held by the rotation of the first output unit 601. It can roll and rotate along the portion 511. In this way, the rotating body 41 rotates and slides in the concave holding portion 511, so that external force such as an impact can be dispersed. The rotating body 41 can be formed of an iron-based alloy such as iron or stainless steel, a metal such as a copper alloy, or a hard resin.

なお、本形態における回転体41は、18個が配置され、第1入力部501の外周に、ほぼ等間隔に設けられた18個の保持部511に保持されている。なお、回転体41の配置数は、複数であればよく、18個に限定されるものではない。また、必ずしも等間隔に設けられなくてもよい。 In addition, 18 rotating bodies 41 in this embodiment are arranged and are held by 18 holding parts 511 provided at substantially equal intervals on the outer circumference of the first input part 501. The number of arrangements of the rotating bodies 41 may be plural, and is not limited to 18. Further, it does not necessarily have to be provided at equal intervals.

なお、第1入力部501における保持部511の掘り込み角部は、所謂円弧形状の面取り511rが施されていることが好ましい。このような面取り511rを施すことにより、角部による回転抵抗を減少させ、回転体41の転がり回転を起き易くすることができる。 It is preferable that the digging corner portion of the holding portion 511 in the first input portion 501 is provided with a so-called arc-shaped chamfer 511r. By applying such chamfering 511r, it is possible to reduce the rotational resistance due to the corners and facilitate the rolling rotation of the rotating body 41.

金属板ばね42は、図3、図4、および図5に示すように、複数の回転体41の配置位置のそれぞれに対向し、与圧を与えながら回転体41に当接する複数の屈曲部422を有した、例えば帯状のばね部材で構成されている。金属板ばね42は、第1回転部50の第1入力部501の外周に沿って円筒状に配置されている基材部421と、基材部421から頂部423で折り返されて波状に折り曲げられている、回転体41を保持する屈曲部422と、を有している。このような構成の金属板ばね42は、基材部421から湾曲する屈曲部422により回転体41を確実に保持することができる。なお、金属板ばね42を構成するバネ部材としては、ばね用冷間圧延鋼板、ばね用ステンレス鋼板やリン青銅、ベリリウム銅などの銅合金板などを用いることができる。 As shown in FIGS. 3, 4, and 5, the metal leaf spring 42 faces each of the arrangement positions of the plurality of rotating bodies 41, and a plurality of bent portions 422 that come into contact with the rotating body 41 while applying pressurization. It is composed of, for example, a strip-shaped spring member having the above. The metal leaf spring 42 is bent back in a wavy shape from the base material portion 421 arranged in a cylindrical shape along the outer circumference of the first input portion 501 of the first rotating portion 50 and from the base material portion 421 to the top 423. It has a bent portion 422 that holds the rotating body 41. The metal leaf spring 42 having such a configuration can reliably hold the rotating body 41 by the bent portion 422 curved from the base material portion 421. As the spring member constituting the metal leaf spring 42, a cold-rolled steel plate for springs, a stainless steel plate for springs, a copper alloy plate such as phosphorus bronze or beryllium copper, or the like can be used.

金属板ばね42は、第2回転部60の第1出力部601の内周壁部611に設けられている溝部612に、屈曲部422の頂部423が挿入され、内底部613に沿って一辺が位置するように配置される。そして、金属板ばね42は、溝部612に挿入された頂部423を基点として、屈曲部422のそれぞれの壁面に与圧されて回転体41が当接することによって、第1入力部501と第1出力部601との間に保持される。換言すれば、このような金属板ばね42により、回転体41は、頂部423で折り返された屈曲部422のそれぞれの壁面によって、第1入力部501の保持部511に押圧されて保持される。 In the metal leaf spring 42, the top portion 423 of the bent portion 422 is inserted into the groove portion 612 provided in the inner peripheral wall portion 611 of the first output portion 601 of the second rotating portion 60, and one side is positioned along the inner bottom portion 613. Arranged to do. Then, the metal leaf spring 42 is pressed against the respective wall surfaces of the bent portion 422 with the top portion 423 inserted into the groove portion 612 as a base point, and the rotating body 41 comes into contact with the first input portion 501 and the first output. It is held between the unit and the unit 601. In other words, by such a metal leaf spring 42, the rotating body 41 is pressed and held by the holding portion 511 of the first input portion 501 by each wall surface of the bent portion 422 folded back at the top portion 423.

このように、弾性部材が金属板ばね42で構成されることにより、アーム駆動部26を軽量化することができ、ロボット2の軽量化を図ることができる。また、このような金属板ばね42は、基材部421から湾曲する屈曲部422により回転体41を確実に保持することができ、金属板ばね42による回転力の伝達と、外力を受けたときの変形を確実に行うことができる。 By forming the elastic member with the metal leaf spring 42 in this way, the weight of the arm drive unit 26 can be reduced, and the weight of the robot 2 can be reduced. Further, in such a metal leaf spring 42, the rotating body 41 can be reliably held by the bent portion 422 curved from the base material portion 421, and when the metal leaf spring 42 transmits the rotational force and receives an external force. Can be reliably deformed.

上述のように、本形態のアーム駆動部26は、第1モーター261の回転入力側の第1回転部50と出力側の第2回転部60との間に、回転体41と弾性体としての金属板ばね42とが介在する構成となっている。ロボット2は、このような構成のアーム駆動部26を用いることにより、アーム22に衝撃等の外力を受けたとき、第1回転部50と第2回転部60との間に配置されている回転体41の転がり、および回転体41が当接する金属板ばね42の撓みによって、外力を受け終わるまでの時間を長くすることができる。すなわち、ロボット2は、アーム駆動部26を用いることにより、アーム22に衝撃等を受けたときの外力を逃がすことができるため、第1モーター261の回転軸側、例えば減速機30や回転軸263、もしくは第1モーター261などの受ける衝撃等の外力を減少させることができる。これにより、アーム22に衝撃等の外力を受けたときの、アーム駆動部26の破損などを抑制することができる。 As described above, the arm drive unit 26 of the present embodiment has a rotating body 41 and an elastic body between the first rotating unit 50 on the rotation input side and the second rotating unit 60 on the output side of the first motor 261. The structure is such that the metal leaf spring 42 is interposed. By using the arm drive unit 26 having such a configuration, the robot 2 rotates when the arm 22 receives an external force such as an impact, which is arranged between the first rotation unit 50 and the second rotation unit 60. Due to the rolling of the body 41 and the bending of the metal leaf spring 42 with which the rotating body 41 comes into contact, the time until the external force is completely received can be lengthened. That is, since the robot 2 can release the external force when the arm 22 receives an impact or the like by using the arm driving unit 26, the rotating shaft side of the first motor 261, for example, the speed reducer 30 or the rotating shaft 263. Alternatively, it is possible to reduce an external force such as an impact received by the first motor 261 or the like. As a result, it is possible to suppress damage to the arm drive unit 26 when the arm 22 receives an external force such as an impact.

この衝撃の減少効果について、図6を参照しながら、さらに詳細に説明する。
アーム22に対して、外力として次式(1)に示す運動量mvが加わる。このような場合、アーム22に接続されている第2回転部60および金属板ばね42は、図6に示すように、例えば矢印Rの方向に回転移動する。
The impact reducing effect will be described in more detail with reference to FIG.
The momentum mv shown in the following equation (1) is applied to the arm 22 as an external force. In such a case, the second rotating portion 60 and the metal leaf spring 42 connected to the arm 22 rotate and move in the direction of the arrow R, for example, as shown in FIG.

Figure 2020146774
Figure 2020146774

この第2回転部60および金属板ばね42の回転移動により、金属板ばね42に当接し与圧されている回転体41は、保持部511内を摺動するように自転しながら、回転方向に位置する金属板ばね42の屈曲部422を押圧し、金属板ばね42を、例えば変形後の金属板ばね42fの位置まで距離Dの間を変形させる。このように回転体41が自転することにより、第2回転部60が第1回転部50に対して回転移動する移動距離が、見かけ上で長くなる。これにより、運動量mvを受け終わるまでの時間Δtを長くすることができるため、次式(2)の「F」、すなわち第1回転部50側に伝わる外力Fを小さくすることができる。 Due to the rotational movement of the second rotating portion 60 and the metal leaf spring 42, the rotating body 41 that is in contact with the metal leaf spring 42 and is pressurized is rotated in the rotational direction while rotating so as to slide in the holding portion 511. The bent portion 422 of the positioned metal leaf spring 42 is pressed, and the metal leaf spring 42 is deformed during the distance D to, for example, the position of the deformed metal leaf spring 42f. As the rotating body 41 rotates in this way, the moving distance in which the second rotating portion 60 rotates and moves with respect to the first rotating portion 50 becomes apparently longer. As a result, the time Δt until the momentum mv is completely received can be lengthened, so that the “F” of the following equation (2), that is, the external force F transmitted to the first rotating portion 50 side can be reduced.

Figure 2020146774
Figure 2020146774

なお、金属板ばね42および回転体41の配置は、金属板ばね42の基材部421と、第1回転部50の第1入力部501の金属板ばね42と対向する面である外周面との間の距離L1が、第1回転部50の第1入力部501の外周面からの回転体41の突出距離L2よりも短くなるように配置することが好ましい。 The metal leaf spring 42 and the rotating body 41 are arranged with the base material portion 421 of the metal leaf spring 42 and the outer peripheral surface of the first input portion 501 of the first rotating portion 50 facing the metal leaf spring 42. It is preferable that the distance L1 between the two is shorter than the protrusion distance L2 of the rotating body 41 from the outer peripheral surface of the first input unit 501 of the first rotating unit 50.

このような金属板ばね42および回転体41の配置とすることにより、回転体41は、金属板ばね42の基材部421と第1回転部50の第1入力部501の外周面との間から抜け出ることができなくなり、金属板ばね42と回転体41との位置関係を確実に保つことができる。 By arranging the metal leaf spring 42 and the rotating body 41 in this way, the rotating body 41 is placed between the base material portion 421 of the metal leaf spring 42 and the outer peripheral surface of the first input portion 501 of the first rotating portion 50. It becomes impossible to get out of the metal leaf spring 42, and the positional relationship between the metal leaf spring 42 and the rotating body 41 can be reliably maintained.

また、金属板ばね42は、上述のように、一枚の板状の基材に複数の屈曲部422を設け、一枚の板状の基材を円状に曲げて構成してもよいし、個別の基材に屈曲部422が設けられている個片を用意し、それぞれの回転体41に対応して配置してもよい。 Further, as described above, the metal leaf spring 42 may be configured by providing a plurality of bent portions 422 on one plate-shaped base material and bending one plate-shaped base material in a circular shape. , Individual pieces in which the bent portion 422 is provided on the individual base material may be prepared and arranged corresponding to each rotating body 41.

角度センサーとしての出力側エンコーダー264は、第2回転部60の回動角を検出することができる。換言すれば、出力側エンコーダー264は、第2回転部60の回転位置を計測することができる。制御装置3は、出力側エンコーダー264の検出した回動角と、第1エンコーダー262の検出した回動角とを比較し、例えば金属板ばね42の変形ヒステリシスなどに起因する第2回転部60の回動誤差を算出する。制御装置3は、この回動誤差を反映して、第2回転部60に接続されている第1アーム23の基台21に対する回動角を覚知することができる。 The output side encoder 264 as an angle sensor can detect the rotation angle of the second rotation unit 60. In other words, the output side encoder 264 can measure the rotation position of the second rotation unit 60. The control device 3 compares the rotation angle detected by the output side encoder 264 with the rotation angle detected by the first encoder 262, and compares the rotation angle of the second rotation unit 60 due to, for example, the deformation hysteresis of the metal leaf spring 42. Calculate the rotation error. The control device 3 can detect the rotation angle of the first arm 23 connected to the second rotation unit 60 with respect to the base 21 by reflecting this rotation error.

また、第2回転部60の第2出力部602と第1回転部50の第2入力部502との間には、回動ベアリング部としての回動ベアリング503が設けられている。第2回転部60は、回動ベアリング503を介して第1回転部50に対して相対的な回転が可能に接続されている。このように、第1回転部50と第2回転部60とが、回動ベアリング503を介して接続されていることにより、第1入力部501と第1出力部601との間に設けられている金属板ばね42が変形によるアーム駆動部26の回転の入力側と出力側との回転中心のずれ、所謂回転中心の偏心を低減することができる。 Further, a rotating bearing 503 as a rotating bearing unit is provided between the second output unit 602 of the second rotating unit 60 and the second input unit 502 of the first rotating unit 50. The second rotating portion 60 is connected via a rotating bearing 503 so as to be rotatable relative to the first rotating portion 50. In this way, the first rotating portion 50 and the second rotating portion 60 are connected to each other via the rotating bearing 503, so that the first rotating portion 50 and the second rotating portion 60 are provided between the first input unit 501 and the first output unit 601. It is possible to reduce the deviation of the rotation center between the input side and the output side of the rotation of the arm drive unit 26 due to the deformation of the metal leaf spring 42, that is, the eccentricity of the so-called rotation center.

以上説明した第1実施形態に係るロボット2は、アーム22に衝撃等の外力Fを受けたとき、第1回転部50と第2回転部60との間に配置されている回転体41の自転、および弾性体としての金属板ばね42の撓みによって、外力Fを受け終わるまでの時間Δtを長くすることができる。すなわち、ロボット2は、回転体41の自転、および弾性体としての金属板ばね42の撓みによって外力Fを逃がすことができるため、モーターユニットとしてのアーム駆動部26における第1モーター261の回転軸263側の受ける衝撃等の外力Fを減少させることができる。これにより、アーム22に衝撃等の外力Fを受けたときの、アーム駆動部26の破損などを抑制することができる。 The robot 2 according to the first embodiment described above rotates when the rotating body 41 arranged between the first rotating portion 50 and the second rotating portion 60 receives an external force F such as an impact on the arm 22. , And the bending of the metal leaf spring 42 as an elastic body can increase the time Δt until the external force F is completely received. That is, since the robot 2 can release the external force F by the rotation of the rotating body 41 and the bending of the metal leaf spring 42 as the elastic body, the rotating shaft 263 of the first motor 261 in the arm driving unit 26 as the motor unit It is possible to reduce the external force F such as the impact received on the side. As a result, it is possible to suppress damage to the arm drive unit 26 when the arm 22 receives an external force F such as an impact.

2.第2実施形態
2.1:第2実施形態に係るロボット
先ず、第2実施形態に係るロボットの構成について、図7、図8、および図9を参照して説明する。図7は、第2実施形態に係るロボットのモーターユニットとアームとの接続部の概略構成を示す断面図である。図8は、回転体と金属板ばねとの配置構成を示し、図4と同位置での拡大断面図である。図9は、回転体と金属板ばねとの配置構成を示し、図8の正面断面図である。
2. 2. 2nd Embodiment 2.1: Robot according to 2nd Embodiment First, the configuration of the robot according to 2nd Embodiment will be described with reference to FIGS. 7, 8 and 9. FIG. 7 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a connection portion between the motor unit and the arm of the robot according to the second embodiment. FIG. 8 shows an arrangement configuration of the rotating body and the metal leaf spring, and is an enlarged cross-sectional view at the same position as in FIG. FIG. 9 shows an arrangement configuration of the rotating body and the metal leaf spring, and is a front sectional view of FIG.

なお、図7に示す第2実施形態に係るロボット2Aは、モーターユニットとしてのアーム駆動部26aの構成が、上述した第1実施形態のロボット2と異なる。具体的に、第2実施形態のアーム駆動部26aは、第1実施形態において内側部位であった減速機30の出力側への接続位置を外側部位とし、第1実施形態において外側部位であった第1アーム23への接続位置を内側部位とした構成である。以下では、アーム駆動部26aの構成を中心に説明し、第1実施形態と同様の構成は、同符号を付し、その説明を簡略化する、もしくはその説明を省略することがある。 The robot 2A according to the second embodiment shown in FIG. 7 has a different configuration of the arm drive unit 26a as a motor unit from the robot 2 of the first embodiment described above. Specifically, the arm drive unit 26a of the second embodiment has an outer portion at the connection position to the output side of the speed reducer 30, which was an inner portion in the first embodiment, and is an outer portion in the first embodiment. The configuration is such that the connection position to the first arm 23 is the inner portion. Hereinafter, the configuration of the arm drive unit 26a will be mainly described, and the same configurations as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals to simplify the description or omit the description thereof.

第2実施形態に係るロボット2Aは、スカラロボットとも呼ばれる水平多関節ロボットである。ロボット2Aの用途は、特に限定されず、例えば、電子部品および電子機器等の対象物の保持、搬送、組立および検査等の各作業で用いることができる。 The robot 2A according to the second embodiment is a horizontal articulated robot also called a SCARA robot. The application of the robot 2A is not particularly limited, and can be used, for example, in each work such as holding, transporting, assembling, and inspecting an object such as an electronic component and an electronic device.

ロボット2Aの基本構成は、図1を参照して説明した第1実施形態と同様であり、第1部材としての基台21と、基台21に設けられ基台21に対して回動軸である第1回動軸J1周りに回動可能な第2部材としてのアーム22と、アーム22に設けられた作業ヘッド25と、を有する。また、ロボット2Aは、図1に示すように、アーム22を回動軸である第1回動軸J1周り、および回動軸である第2回動軸J2周りに駆動させるモーターユニットとしてのアーム駆動部26と、作業ヘッド25を駆動させる作業ヘッド駆動部28と、を有する。また、ロボット2Aは、第2回動軸J2と異なる位置に設けられ、作業ヘッド25にあって第2回動軸J2と平行に移動し、下方の一端側にエンドエフェクター(不図示)が設けられるシャフトであるスプラインシャフト253と、を有する。 The basic configuration of the robot 2A is the same as that of the first embodiment described with reference to FIG. 1, with a base 21 as a first member and a rotation axis provided on the base 21 with respect to the base 21. It has an arm 22 as a second member that can rotate around a first rotation shaft J1 and a work head 25 provided on the arm 22. Further, as shown in FIG. 1, the robot 2A is an arm as a motor unit that drives the arm 22 around the first rotation shaft J1 which is a rotation shaft and around the second rotation shaft J2 which is a rotation shaft. It has a drive unit 26 and a work head drive unit 28 that drives the work head 25. Further, the robot 2A is provided at a position different from the second rotation shaft J2, is located on the work head 25 and moves in parallel with the second rotation shaft J2, and an end effector (not shown) is provided on one lower end side. It has a spline shaft 253, which is a shaft to be formed.

基台21は、例えば図7に示す床面10にボルト等によって固定されている。アーム22は、基台21に連結され、基台21に対して第1回動軸J1周りに回動可能な第1アーム23を有している。なお、第1アーム23の先端部には、第1実施形態と同様に、第2アーム24などが設けられているが、その説明は省略する。 The base 21 is fixed to the floor surface 10 shown in FIG. 7, for example, with bolts or the like. The arm 22 is connected to the base 21 and has a first arm 23 that can rotate around the first rotation shaft J1 with respect to the base 21. A second arm 24 and the like are provided at the tip of the first arm 23 as in the first embodiment, but the description thereof will be omitted.

2.2:モーターユニットとしてのアーム駆動部
基台21には、基台21に対して第1アーム23を、その回動軸としての第1回動軸J1周りに回動させるモーターユニットとしてのアーム駆動部26aが設けられている。アーム駆動部26aは、第1モーター261と、第1モーター261の回転量を検出する角度センサーとしての第1エンコーダー262と、第1モーター261の回転軸263に接続され、減速した回転を第1アーム23側である出力側に出力する減速機30aと、を有している。減速機30aは、基台21に接続されている入力側保持部31に、ベアリング部32を介して回動可能に、外周部を保持されている。これにより、減速機30aの回転中心のずれを防ぐことができる。
2.2: Arm drive unit as a motor unit The base 21 serves as a motor unit that rotates the first arm 23 with respect to the base 21 around the first rotation shaft J1 as the rotation shaft thereof. An arm drive unit 26a is provided. The arm drive unit 26a is connected to the first motor 261 and the first encoder 262 as an angle sensor for detecting the amount of rotation of the first motor 261 and the rotation shaft 263 of the first motor 261 to perform decelerated rotation. It has a speed reducer 30a that outputs to the output side, which is the arm 23 side. The speed reducer 30a is rotatably held by an input side holding portion 31 connected to the base 21 via a bearing portion 32. Thereby, the deviation of the rotation center of the speed reducer 30a can be prevented.

アーム駆動部26aは、第1エンコーダー262、および後述する出力側エンコーダー264aからの出力によって基台21に対する第1アーム23の回動角を検出することができる。なお、第1エンコーダー262は、第1モーター261の入力側エンコーダーということができる。 The arm drive unit 26a can detect the rotation angle of the first arm 23 with respect to the base 21 by the output from the first encoder 262 and the output side encoder 264a described later. The first encoder 262 can be said to be the input side encoder of the first motor 261.

さらに、アーム駆動部26aは、減速機30aの出力側に接続されている第1回転部60aと、第1回転部60aの回転方向に沿って、第1回転部60aに対して相対的に回転移動する第2回転部50aと、第2回転部50aの回動角を検出する角度センサーとしての出力側エンコーダー264aと、を有している。 Further, the arm drive unit 26a rotates relative to the first rotation unit 60a along the rotation direction of the first rotation unit 60a connected to the output side of the speed reducer 30a and the first rotation unit 60a. It has a second rotating portion 50a that moves, and an output side encoder 264a as an angle sensor that detects the rotation angle of the second rotating portion 50a.

第1回転部60aは、減速機30aの出力側に接続され、減速機30aから出力される回転を受ける第1入力部601aと、第1入力部601aに対して減速機30aの配置側と反対側の第1入力部601aに接続されている第2入力部602aと、を有している。 The first rotating unit 60a is connected to the output side of the speed reducer 30a and is opposite to the arrangement side of the speed reducer 30a with respect to the first input unit 601a that receives the rotation output from the speed reducer 30a and the first input unit 601a. It has a second input unit 602a connected to the first input unit 601a on the side.

第2回転部50aは、第1回転部60aの内側に位置しており、第1回転部60aの回転方向に沿って、第1回転部60aに対して相対的に回転移動することができる。そして、第2回転部50aには、第1アーム23が接続されている。すなわち、第1アーム23は、第2回転部50aの回転を受けて、基台21に対して第1回動軸J1周りに回動する。第2回転部50aは、第1回転部60aの第1入力部601aと対向する位置に配置されている第1出力部501aと、第1回転部60aの第2入力部602aと対向する位置に配置されている第2出力部502aと、を有している。 The second rotating portion 50a is located inside the first rotating portion 60a, and can rotate and move relative to the first rotating portion 60a along the rotation direction of the first rotating portion 60a. The first arm 23 is connected to the second rotating portion 50a. That is, the first arm 23 receives the rotation of the second rotating portion 50a and rotates around the first rotating shaft J1 with respect to the base 21. The second rotating unit 50a is located at a position facing the first output unit 501a of the first rotating unit 60a and facing the first input unit 601a, and at a position facing the second input unit 602a of the first rotating unit 60a. It has a second output unit 502a that is arranged.

第2回転部50aは、第1回転部60aの第1入力部601aとの間に配置されている複数の回転体41a、および弾性体としての金属板ばね42aを介して、第1回転部60aと接続されている。なお、複数の回転体41aおよび金属板ばね42aは、第1回転部60aの第1入力部601aの内周部と、第2回転部50aの第1出力部501aの外周部との間に配置されている。また、金属板ばね42aは、複数の回転体41aと、第2回転部50aの第1出力部501aとの間に配置されており、回転体41aに対して与圧を与えるように構成されている。 The second rotating portion 50a is provided with the first rotating portion 60a via a plurality of rotating bodies 41a arranged between the first rotating portion 60a and the first input portion 601a and a metal leaf spring 42a as an elastic body. Is connected to. The plurality of rotating bodies 41a and the metal leaf spring 42a are arranged between the inner peripheral portion of the first input portion 601a of the first rotating portion 60a and the outer peripheral portion of the first output portion 501a of the second rotating portion 50a. Has been done. Further, the metal leaf spring 42a is arranged between the plurality of rotating bodies 41a and the first output unit 501a of the second rotating part 50a, and is configured to apply pressurization to the rotating body 41a. There is.

複数の回転体41aは、第1実施形態と同様に、円筒形状をなし、図8、および図9に示すように、第1回転部60aおよび第2回転部50aの回転軸に沿って、円筒形状の中心軸が配置されるよう、第2回転部50aの第1出力部501aの外周面に掘り込まれた底部512aを有する凹状の保持部511aに保持されている。回転体41aは、第1出力部501a側に金属板ばね42aを変形させる大きさの外力が加わったとき、保持部511aに対して回転摺動可能に保持される。すなわち、回転体41aは、第1入力部601aの回転力を受けている場合は自転せず、第1出力部501aに回転が生じた場合は、第1出力部501aの回転に伴って、保持部511aに沿って転がり回転することができる。このように、凹状の保持部511a内において、回転体41aが回転摺動することにより、衝撃等の外力の分散を図ることができる。なお、回転体41aを構成する材料としては、例えば、鉄、ステンレスなどの鉄系合金、銅合金などの金属、もしくは硬質樹脂などで形成することができる。 The plurality of rotating bodies 41a have a cylindrical shape as in the first embodiment, and as shown in FIGS. 8 and 9, the plurality of rotating bodies 41a are cylindrical along the rotation axes of the first rotating portion 60a and the second rotating portion 50a. It is held by a concave holding portion 511a having a bottom portion 512a dug into the outer peripheral surface of the first output portion 501a of the second rotating portion 50a so that the central axis of the shape is arranged. The rotating body 41a is rotatably and slidably held with respect to the holding portion 511a when an external force of a magnitude that deforms the metal leaf spring 42a is applied to the first output portion 501a side. That is, the rotating body 41a does not rotate when it receives the rotational force of the first input unit 601a, and when the first output unit 501a rotates, it is held as the first output unit 501a rotates. It can roll and rotate along the portion 511a. In this way, the rotating body 41a rotates and slides in the concave holding portion 511a, so that external force such as an impact can be dispersed. The material constituting the rotating body 41a can be formed of, for example, an iron-based alloy such as iron or stainless steel, a metal such as a copper alloy, or a hard resin.

本形態における回転体41aは、図示しないが、第1実施形態と同様に18個が配置され、第1出力部501aの外周に、ほぼ等間隔に設けられた18個の保持部511aに保持されている。なお、回転体41aの配置数は、複数であればよく、18個に限定されるものではない。また、必ずしも等間隔に設けられなくてもよい。 Although not shown, 18 rotating bodies 41a in the present embodiment are arranged as in the first embodiment, and are held by 18 holding portions 511a provided at substantially equal intervals on the outer circumference of the first output unit 501a. ing. The number of arrangements of the rotating bodies 41a may be plural, and is not limited to 18. Further, it does not necessarily have to be provided at equal intervals.

なお、第1出力部501aにおける保持部511aの掘り込み角部は、所謂円弧形状の面取り511rが施されていることが好ましい。このような面取り511rを施すことにより、角部による回転抵抗を減少させ、回転体41aの転がり回転を起き易くすることができる。 It is preferable that the digging corner portion of the holding portion 511a in the first output portion 501a is provided with a so-called arc-shaped chamfer 511r. By applying such chamfering 511r, it is possible to reduce the rotational resistance due to the corners and facilitate the rolling rotation of the rotating body 41a.

金属板ばね42aは、第1実施形態と同様に、波型形状をなし、図8、および図9に示すように、複数の回転体41aの配置位置のそれぞれに対向し、与圧を与えながら回転体41aに当接する複数の屈曲部422aを有した、例えば帯状のばね部材で構成されている。金属板ばね42aは、第2回転部50aの第1出力部501aの外周に沿って円筒状に配置されている基材部421aと、基材部421aから頂部423aで折り返されて波状に折り曲げられている、回転体41aを保持する屈曲部422aと、を有している。このような構成の金属板ばね42aは、基材部421aから湾曲する屈曲部422aにより回転体41aを確実に保持することができる。なお、金属板ばね42aを構成するバネ部材としては、例えば、ばね用冷間圧延鋼板、ばね用ステンレス鋼板やリン青銅、ベリリウム銅などの銅合金板などを用いることができる。 Similar to the first embodiment, the metal leaf spring 42a has a corrugated shape, and as shown in FIGS. 8 and 9, the metal leaf spring 42a faces each of the arrangement positions of the plurality of rotating bodies 41a while applying pressurization. It is composed of, for example, a strip-shaped spring member having a plurality of bent portions 422a that come into contact with the rotating body 41a. The metal leaf spring 42a is bent back in a wavy shape from the base material portion 421a, which is arranged in a cylindrical shape along the outer circumference of the first output portion 501a of the second rotating portion 50a, at the top portion 423a. It has a bent portion 422a that holds the rotating body 41a. The metal leaf spring 42a having such a configuration can reliably hold the rotating body 41a by the bent portion 422a curved from the base material portion 421a. As the spring member constituting the metal leaf spring 42a, for example, a cold-rolled steel plate for a spring, a stainless steel plate for a spring, a copper alloy plate such as phosphorus bronze or beryllium copper can be used.

金属板ばね42aは、第1回転部60aの第1入力部601aの内周壁部611aに設けられている溝部612aに、屈曲部422aの頂部423aが挿入され、内底部613aに沿って一辺が位置するように配置される。そして、金属板ばね42aは、溝部612aに挿入された頂部423aを基点として、屈曲部422aのそれぞれの壁面に与圧されて回転体41aが当接することによって、第1入力部601aと第1出力部501aとの間に保持される。換言すれば、このような金属板ばね42aにより、回転体41aは、頂部423aで折り返された屈曲部422aのそれぞれの壁面によって、第1出力部501aの保持部511aに押圧されて保持される。 In the metal leaf spring 42a, the top portion 423a of the bent portion 422a is inserted into the groove portion 612a provided in the inner peripheral wall portion 611a of the first input portion 601a of the first rotating portion 60a, and one side is positioned along the inner bottom portion 613a. Arranged to do. Then, the metal leaf spring 42a is pressed against the respective wall surfaces of the bent portion 422a with the top portion 423a inserted into the groove portion 612a as a base point, and the rotating body 41a comes into contact with the first input portion 601a and the first output. It is held between the parts 501a. In other words, by such a metal leaf spring 42a, the rotating body 41a is pressed and held by the holding portion 511a of the first output portion 501a by the respective wall surfaces of the bent portion 422a folded back at the top portion 423a.

このように、弾性部材が金属板ばね42aで構成されることにより、アーム駆動部26aを軽量化することができ、ロボット2Aの軽量化を図ることができる。また、このような金属板ばね42aは、基材部421aから湾曲する屈曲部422aにより回転体41aを確実に保持することができ、金属板ばね42aによる回転力の伝達と、外力を受けたときの変形を確実に行うことができる。 By forming the elastic member from the metal leaf spring 42a in this way, the weight of the arm drive unit 26a can be reduced, and the weight of the robot 2A can be reduced. Further, such a metal leaf spring 42a can surely hold the rotating body 41a by the bent portion 422a curved from the base material portion 421a, and when the metal leaf spring 42a transmits the rotational force and receives an external force. Can be reliably deformed.

上述のように、本形態のアーム駆動部26aは、第1モーター261の回転入力側の第1回転部60aと出力側の第2回転部50aとの間に、回転体41aと弾性体としての金属板ばね42aとが介在する構成となっている。ロボット2Aは、このような構成のアーム駆動部26aを用いることにより、アーム22に衝撃等の外力を受けたとき、第1回転部60aと第2回転部50aとの間に配置されている回転体41aの転がり、および回転体41aが当接する金属板ばね42aの撓みによって、外力を受け終わるまでの時間を長くすることができる。すなわち、ロボット2Aは、アーム駆動部26aを用いることにより、アーム22に衝撃等を受けたときの外力を逃がすことができるため、第1モーター261の回転軸側、例えば減速機30aや回転軸263、もしくは第1モーター261などの受ける衝撃等の外力を減少させることができる。これにより、アーム22に衝撃等の外力を受けたときの、アーム駆動部26aの破損などを抑制することができる。なお、この衝撃の減少作用については、上述した第1実施形態と同様であるので、ここでの説明は省略する。 As described above, the arm drive unit 26a of the present embodiment has a rotating body 41a and an elastic body between the first rotating portion 60a on the rotation input side and the second rotating portion 50a on the output side of the first motor 261. The structure is such that a metal leaf spring 42a is interposed. By using the arm drive unit 26a having such a configuration, the robot 2A rotates when the arm 22 receives an external force such as an impact, which is arranged between the first rotation unit 60a and the second rotation unit 50a. Due to the rolling of the body 41a and the bending of the metal leaf spring 42a with which the rotating body 41a abuts, the time until the external force is completely received can be lengthened. That is, since the robot 2A can release the external force when the arm 22 receives an impact or the like by using the arm drive unit 26a, the rotation shaft side of the first motor 261, for example, the speed reducer 30a or the rotation shaft 263. Alternatively, it is possible to reduce an external force such as an impact received by the first motor 261 or the like. As a result, it is possible to suppress damage to the arm drive unit 26a when the arm 22 receives an external force such as an impact. Since the impact reducing action is the same as that of the first embodiment described above, the description thereof is omitted here.

なお、金属板ばね42aおよび回転体41aの配置は、第1実施形態と同様に、金属板ばね42aの基材部421aと、第2回転部50aの第1出力部501aの金属板ばね42aと対向する面である外周面との間の距離L1が、第2回転部50aの第1出力部501aの外周面からの回転体41aの突出距離L2よりも短くなるように配置することが好ましい。 The arrangement of the metal leaf spring 42a and the rotating body 41a is the same as in the first embodiment, with the base material portion 421a of the metal leaf spring 42a and the metal leaf spring 42a of the first output portion 501a of the second rotating portion 50a. It is preferable that the distance L1 from the outer peripheral surface, which is the opposite surface, is shorter than the protrusion distance L2 of the rotating body 41a from the outer peripheral surface of the first output portion 501a of the second rotating portion 50a.

このような金属板ばね42aおよび回転体41aの配置とすることにより、回転体41aは、金属板ばね42aの基材部421aと第2回転部50aの第1出力部501aの外周面との間から抜け出ることができなくなり、金属板ばね42aと回転体41aとの位置関係を確実に保つことができる。 By arranging the metal leaf spring 42a and the rotating body 41a in this way, the rotating body 41a is located between the base material portion 421a of the metal leaf spring 42a and the outer peripheral surface of the first output portion 501a of the second rotating portion 50a. It becomes impossible to escape from the metal leaf spring 42a, and the positional relationship between the metal leaf spring 42a and the rotating body 41a can be reliably maintained.

また、金属板ばね42aは、上述のように、一枚の板状の基材に複数の屈曲部422aを設け、一枚の板状の基材を円状に曲げて構成してもよいし、個別の基材に屈曲部422aが設けられている個片を用意し、それぞれの回転体41aに対応して配置してもよい。 Further, the metal leaf spring 42a may be configured by providing a plurality of bent portions 422a on one plate-shaped base material and bending one plate-shaped base material in a circular shape as described above. , Individual pieces in which the bent portion 422a is provided on the individual base material may be prepared and arranged corresponding to the respective rotating bodies 41a.

角度センサーとしての出力側エンコーダー264aは、第2回転部50aの回動角を検出することができる。ロボット2Aの制御装置(不図示)は、出力側エンコーダー264aの検出した回動角と、第1エンコーダー262の検出した回動角とを比較し、例えば金属板ばね42aの復元性、所謂変形ヒステリシスなどに起因する第2回転部50aの回動誤差を算出する。ロボット2Aの制御装置(不図示)は、この回動誤差を反映して、第2回転部50aに接続されている第1アーム23の基台21に対する回動角を覚知することができる。 The output side encoder 264a as an angle sensor can detect the rotation angle of the second rotation unit 50a. The control device (not shown) of the robot 2A compares the rotation angle detected by the output side encoder 264a with the rotation angle detected by the first encoder 262, and compares, for example, the resilience of the metal leaf spring 42a, so-called deformation hysteresis. The rotation error of the second rotating portion 50a due to the above is calculated. The control device (not shown) of the robot 2A can reflect the rotation error and detect the rotation angle of the first arm 23 connected to the second rotation unit 50a with respect to the base 21.

また、第2回転部50aの第2出力部502aと第1回転部60aの第2入力部602aとの間には、回動ベアリング503が設けられている。第2回転部50aは、回動ベアリング503を介して第1回転部60aに対して相対的な回転が可能に接続されている。このように、第1回転部60aと第2回転部50aとが、回動ベアリング503を介して接続されていることにより、第1入力部601aと第1出力部501aとの間に設けられている金属板ばね42aの変形によるアーム駆動部26aの回転の入力側と出力側との回転中心のずれ、所謂回転中心の偏心を低減することができる。 Further, a rotating bearing 503 is provided between the second output unit 502a of the second rotating unit 50a and the second input unit 602a of the first rotating unit 60a. The second rotating portion 50a is connected via a rotating bearing 503 so as to be rotatable relative to the first rotating portion 60a. In this way, the first rotating portion 60a and the second rotating portion 50a are connected to each other via the rotating bearing 503, so that the first rotating portion 60a and the second rotating portion 50a are provided between the first input unit 601a and the first output unit 501a. It is possible to reduce the deviation of the rotation center between the input side and the output side of the rotation of the arm drive unit 26a due to the deformation of the metal leaf spring 42a, that is, the so-called eccentricity of the rotation center.

以上説明した第2実施形態に係るロボット2Aは、第1実施形態と同様に、アーム22に衝撃等の外力Fを受けたとき、第1回転部60aと第2回転部50aとの間に配置されている回転体41aの自転、および弾性体としての金属板ばね42aの撓みによって、外力を受け終わるまでの時間を長くすることができる、すなわち外力を逃がすことができるため、モーターユニットとしてのアーム駆動部26aにおける第1モーター261の回転軸263側の受ける衝撃等の外力Fを減少させることができる。これにより、アーム22に衝撃等の外力を受けたときの、アーム駆動部26aの破損などを抑制することができる。 Similar to the first embodiment, the robot 2A according to the second embodiment described above is arranged between the first rotating portion 60a and the second rotating portion 50a when the arm 22 receives an external force F such as an impact. Due to the rotation of the rotating body 41a and the bending of the metal leaf spring 42a as an elastic body, the time until the external force is finished can be lengthened, that is, the external force can be released, so that the arm as a motor unit can be released. It is possible to reduce the external force F such as the impact received on the rotation shaft 263 side of the first motor 261 in the drive unit 26a. As a result, it is possible to suppress damage to the arm drive unit 26a when the arm 22 receives an external force such as an impact.

なお、上述の第1実施形態および第2実施形態の説明では、第1部材としての基台21に対して第2部材としての第1アーム23を、その回動軸としての第1回動軸J1周りに回動させるモーターユニットとしてのアーム駆動部26aを例示して説明したが、この構成は、第1部材としての第1アーム23に対して第2部材としての第2アーム24を、その回動軸としての第2回動軸J2周りに回動させるモーターユニットとしてのアーム駆動部27にも適用することができる。 In the above description of the first embodiment and the second embodiment, the first arm 23 as the second member is attached to the base 21 as the first member, and the first rotation shaft as the rotation shaft thereof. Although the arm drive unit 26a as a motor unit that rotates around J1 has been described as an example, this configuration includes a second arm 24 as a second member with respect to a first arm 23 as a first member. It can also be applied to the arm drive unit 27 as a motor unit that rotates around the second rotation shaft J2 as the rotation shaft.

3.回転体と金属板ばねの配置に係る変形例
次に、回転体と金属板ばねの配置に係る変形例について、図10を参照して説明する。図10は、回転体と金属板ばねとの配置構成の変形例を示し、図4と同様の拡大断面図である。
3. 3. Deformation example relating to the arrangement of the rotating body and the metal leaf spring Next, a modification relating to the arrangement of the rotating body and the metal leaf spring will be described with reference to FIG. FIG. 10 shows a modified example of the arrangement configuration of the rotating body and the metal leaf spring, and is an enlarged cross-sectional view similar to that of FIG.

上述の第1実施形態および第2実施形態では、回転体41,41aと金属板ばね42,42aの配置に関し、内側に回転体41,41aを配置し、回転体41,41aの外側に金属板ばね42,42aを配置する構成例を説明した。本変形例は、図10に示すように、回転体41bと金属板ばね42bとを、上述の形態と逆の位置に配置した構成である。図10に示す本変形例では、第1実施形態の構成を基に、回転体41bと金属板ばね42bとの配置構成について説明する。 In the first and second embodiments described above, regarding the arrangement of the rotating bodies 41, 41a and the metal leaf springs 42, 42a, the rotating bodies 41, 41a are arranged inside, and the metal plate is arranged outside the rotating bodies 41, 41a. A configuration example in which the springs 42 and 42a are arranged has been described. In this modification, as shown in FIG. 10, the rotating body 41b and the metal leaf spring 42b are arranged at positions opposite to those described above. In the present modification shown in FIG. 10, the arrangement configuration of the rotating body 41b and the metal leaf spring 42b will be described based on the configuration of the first embodiment.

複数の回転体41bは、円筒形状をなし、第1回転部50bおよび第2回転部60bの回転軸に沿って、円筒形状の中心軸が配置されるよう、第2回転部60bの第1出力部601bの内周面に掘り込まれた凹状の保持部622に保持されている。回転体41bは、第1出力部601b側に金属板ばね42bを変形させる大きさの外力が加わったとき、保持部622に対して回転摺動可能に保持される。すなわち、回転体41bは、第1入力部501bの回転力を受けている場合は自転せず、第1出力部601bに回転が生じた場合は、第1出力部601bの回動に伴って、保持部622に沿って転がり回転することができる。このように、凹状の保持部622内において、回転体41bが回転摺動することにより、衝撃等の外力の分散を図ることができる。なお、回転体41bとしては、鉄、ステンレスなどの鉄系合金、銅合金などの金属、もしくは硬質樹脂などで形成することができる。 The plurality of rotating bodies 41b have a cylindrical shape, and the first output of the second rotating portion 60b is arranged so that the central axis of the cylindrical shape is arranged along the rotating axes of the first rotating portion 50b and the second rotating portion 60b. It is held by a concave holding portion 622 dug into the inner peripheral surface of the portion 601b. The rotating body 41b is rotatably and slidably held with respect to the holding portion 622 when an external force of a magnitude that deforms the metal leaf spring 42b is applied to the first output portion 601b side. That is, the rotating body 41b does not rotate when it receives the rotational force of the first input unit 501b, and when the first output unit 601b rotates, the rotating body 41b accompanies the rotation of the first output unit 601b. It can roll and rotate along the holding portion 622. In this way, the rotating body 41b rotates and slides in the concave holding portion 622, so that external force such as an impact can be dispersed. The rotating body 41b can be formed of an iron-based alloy such as iron or stainless steel, a metal such as a copper alloy, or a hard resin.

金属板ばね42bは、複数の回転体41bの配置位置のそれぞれに対向し、与圧を与えながら回転体41bに当接する複数の屈曲部422bを有した、例えば帯状のばね部材で構成されている。金属板ばね42bは、第2回転部60bの第1出力部601bの内周に沿って円筒状に配置されている基材部421bと、基材部421bから頂部423bで折り返されて波状に折り曲げられている、回転体41bを保持する屈曲部422bと、を有している。このような構成の金属板ばね42bは、基材部421bから湾曲する屈曲部422bにより回転体41bを確実に保持することができる。なお、金属板ばね42bを構成するバネ部材としては、ばね用冷間圧延鋼板、ばね用ステンレス鋼板やリン青銅、ベリリウム銅などの銅合金板などを用いることができる。 The metal leaf spring 42b is composed of, for example, a strip-shaped spring member having a plurality of bent portions 422b facing each of the arrangement positions of the plurality of rotating bodies 41b and abutting against the rotating body 41b while applying pressurization. .. The metal leaf spring 42b is bent back in a wavy shape from the base material portion 421b, which is arranged cylindrically along the inner circumference of the first output portion 601b of the second rotating portion 60b, at the top portion 423b. It has a bent portion 422b that holds the rotating body 41b. The metal leaf spring 42b having such a configuration can reliably hold the rotating body 41b by the bent portion 422b curved from the base material portion 421b. As the spring member constituting the metal leaf spring 42b, a cold-rolled steel plate for springs, a stainless steel plate for springs, a copper alloy plate such as phosphorus bronze or beryllium copper, or the like can be used.

金属板ばね42bは、第1回転部50bの第1入力部501bの外周壁部523に設けられている溝部522に、屈曲部422bの頂部423bが挿入されて配置される。そして、金属板ばね42bは、溝部522に挿入された頂部423bを基点として、屈曲部422bのそれぞれの壁面に与圧されて回転体41bが当接することによって、第1入力部501bと第1出力部601bとの間に保持される。換言すれば、このような金属板ばね42bにより、回転体41bは、頂部423bで折り返された屈曲部422bのそれぞれの壁面によって、第1出力部601の保持部622に押圧されて保持される。 The metal leaf spring 42b is arranged by inserting the top portion 423b of the bent portion 422b into the groove portion 522 provided in the outer peripheral wall portion 523 of the first input portion 501b of the first rotating portion 50b. Then, the metal leaf spring 42b is pressed against the respective wall surfaces of the bent portion 422b with the top portion 423b inserted into the groove portion 522 as a base point, and the rotating body 41b comes into contact with the first input portion 501b and the first output. It is held between the parts and the parts 601b. In other words, by such a metal leaf spring 42b, the rotating body 41b is pressed and held by the holding portion 622 of the first output portion 601 by the respective wall surfaces of the bent portion 422b folded back at the top portion 423b.

このように、弾性部材が金属板ばね42bで構成されることにより、アーム駆動部26を軽量化することができ、ロボット2(図1参照)の軽量化を図ることができる。また、このような金属板ばね42bは、基材部421bから湾曲する屈曲部422bにより回転体41bを確実に保持することができ、金属板ばね42bによる回転力の伝達と、外力を受けたときの変形を確実に行うことができる。 By forming the elastic member with the metal leaf spring 42b in this way, the weight of the arm drive unit 26 can be reduced, and the weight of the robot 2 (see FIG. 1) can be reduced. Further, such a metal leaf spring 42b can reliably hold the rotating body 41b by the bent portion 422b curved from the base material portion 421b, and when the metal leaf spring 42b transmits the rotational force and receives an external force. Can be reliably deformed.

このような変形例に係る回転体41bと金属板ばね42bとの配置においても、上述した第1実施形態および第2実施形態と同等の効果を奏することができる。すなわち、アーム22(図2参照)に衝撃等の外力を受けたとき、第1入力部501bと第1出力部601bとの間に配置されている回転体41bの転がり、および回転体41bが当接する金属板ばね42bの撓みによって、外力を受け終わるまでの時間を長くすることができる。すなわち、ロボット2(図2参照)は、アーム22に衝撃等を受けたときの外力を逃がすことができるため、例えば、図2に示す減速機30や回転軸263、もしくは第1モーター261などの受ける衝撃等の外力を減少させることができる。これにより、アーム22に衝撃等の外力を受けたときの、減速機30や回転軸263、もしくは第1モーター261などの破損を抑制することができる。 Even in the arrangement of the rotating body 41b and the metal leaf spring 42b according to such a modification, the same effect as that of the first embodiment and the second embodiment described above can be obtained. That is, when the arm 22 (see FIG. 2) receives an external force such as an impact, the rotating body 41b arranged between the first input unit 501b and the first output unit 601b rolls and the rotating body 41b hits the ground. Due to the bending of the metal leaf spring 42b in contact with the metal leaf spring 42b, the time until the external force is completely received can be lengthened. That is, since the robot 2 (see FIG. 2) can release an external force when the arm 22 receives an impact or the like, for example, the speed reducer 30, the rotary shaft 263, the first motor 261 and the like shown in FIG. It is possible to reduce the external force such as the impact received. As a result, it is possible to suppress damage to the speed reducer 30, the rotating shaft 263, the first motor 261 and the like when the arm 22 receives an external force such as an impact.

なお、上述の実施形態、および変形例では、円筒形状の回転体41,41a,41bを例示して説明したが、転がりを起こす形状であれば、円筒形状に限らない。このような特性を有する他の回転体としては、例えば、球体、フットボール球様の円筒体などを適用することができる。 In the above-described embodiment and modification, the cylindrical rotating bodies 41, 41a, and 41b have been described as examples, but the shape is not limited to the cylindrical shape as long as it has a rolling shape. As another rotating body having such characteristics, for example, a sphere, a football ball-like cylinder, or the like can be applied.

また、上述の実施形態、および変形例では、回転体41,41a,41bと第2回転部60,50a,60bとの間に配置された弾性体として金属板ばね423,423a,423bを例示して説明したが、これに限らない。金属板ばね42,42a,42bに替わる弾性体としては、例えば樹脂製板ばね、天然ゴムや合成ゴム、もしくは弾性樹脂などで形成された弾性構造体などを適用することができる。 Further, in the above-described embodiment and modified example, metal leaf springs 423, 423a, 423b are exemplified as elastic bodies arranged between the rotating bodies 41, 41a, 41b and the second rotating portions 60, 50a, 60b. However, it is not limited to this. As the elastic body instead of the metal leaf springs 42, 42a, 42b, for example, a resin leaf spring, an elastic structure made of natural rubber, synthetic rubber, elastic resin, or the like can be applied.

また、保持部511,511a,622の内壁面は、保持部511,511a,622と、回転体41,41a,41bとの接触面積を減少させることによって接触抵抗を小さくし、回転体41,41a,41bの自転を生じ易くすることができる。このため、保持部511,511a,622の内壁面には、例えば単数もしくは複数の帯形状や複数の点形状に掘り込んだ凹部を設けてもよい。 Further, the inner wall surface of the holding portions 511,511a, 622 reduces the contact resistance by reducing the contact area between the holding portions 511,511a, 622 and the rotating bodies 41, 41a, 41b, thereby reducing the contact resistance of the rotating bodies 41, 41a. , 41b can be easily rotated. For this reason, the inner wall surface of the holding portions 511, 511a, 622 may be provided with recesses dug into, for example, a single or a plurality of strip shapes or a plurality of point shapes.

また、上述した第1実施形態および第2実施形態では、ロボット2,2Aの構成として、制御装置3がロボット2,2Aの外部に設けられている構成で説明したが、これに限らない。制御装置3は、ロボット2,2Aの外部に設けられていてもよいし、内部に設けられていてもよい。 Further, in the first embodiment and the second embodiment described above, as the configuration of the robots 2 and 2A, the control device 3 is provided outside the robots 2 and 2A, but the present invention is not limited to this. The control device 3 may be provided outside the robots 2 and 2A, or may be provided inside.

また、上述した第1実施形態および第2実施形態では、ロボット2,2Aを、スカラロボットとも呼ばれる水平多関節ロボットを例示して説明したが、これに限らない。本願の構成を適用可能なロボットとしては、回動可能な腕部を有する構成であればよく、例えば、6軸制御ロボット、双腕ロボットなどを上げることができる。 Further, in the first embodiment and the second embodiment described above, the robots 2 and 2A have been described by exemplifying a horizontal articulated robot also called a SCARA robot, but the present invention is not limited to this. The robot to which the configuration of the present application can be applied may be a robot having a rotatable arm portion, and for example, a 6-axis control robot, a dual-arm robot, or the like can be raised.

以下に、上述した実施形態から導き出される内容を、各態様として記載する。 The contents derived from the above-described embodiments will be described below as each aspect.

[態様1]本態様に係るロボットは、第1部材と、前記第1部材に対して回動軸周りに回動する第2部材と、前記第2部材を回動させるモーターユニットと、を備え、前記モーターユニットは、回転軸を有するモーターと、前記回転軸に接続されている第1回転部と、前記第1回転部の回転方向に沿って回転し、前記第2部材に接続されている第2回転部と、前記第1回転部と前記第2回転部との間に配置された複数の回転体と、前記回転体と前記第1回転部との間、または前記回転体と前記第2回転部との間に配置された弾性体と、を有している。 [Aspect 1] The robot according to this aspect includes a first member, a second member that rotates about a rotation axis with respect to the first member, and a motor unit that rotates the second member. The motor unit rotates along the rotation direction of the motor having a rotation shaft, the first rotation portion connected to the rotation shaft, and the first rotation portion, and is connected to the second member. The second rotating part, a plurality of rotating bodies arranged between the first rotating part and the second rotating part, and between the rotating body and the first rotating part, or between the rotating body and the first rotating part. It has an elastic body arranged between the two rotating portions.

本態様によれば、第2部材に衝撃等の外力を受けたとき、第1回転部と第2回転部との間に配置されている回転体および弾性体の撓みによって、外力を受け終わるまでの時間を長くすることができる、すなわち外力を逃がすことができるため、モーターユニットにおけるモーターの回転軸側の受ける衝撃等の外力を減少させることができる。これにより、第2部材に衝撃等の外力を受けたときの、モーターユニットの破損などを抑制することができる。 According to this aspect, when an external force such as an impact is applied to the second member, the external force is completely received by the bending of the rotating body and the elastic body arranged between the first rotating portion and the second rotating portion. Since the time can be lengthened, that is, the external force can be released, the external force such as the impact received on the rotating shaft side of the motor in the motor unit can be reduced. As a result, it is possible to suppress damage to the motor unit when the second member receives an external force such as an impact.

[態様2]上記態様に記載のロボットにおいて、前記回転体の配置位置と異なる位置の前記第1回転部と前記第2回転部との間に、回動ベアリング部が設けられていることとしてもよい。 [Aspect 2] In the robot according to the above aspect, a rotating bearing portion may be provided between the first rotating portion and the second rotating portion at a position different from the arrangement position of the rotating body. Good.

本態様によれば、第1回転部と第2回転部との間に設けられている回動ベアリング部により、弾性体の変形によるモーターユニットの回転中心の偏心を低減することができる。 According to this aspect, the eccentricity of the rotation center of the motor unit due to the deformation of the elastic body can be reduced by the rotating bearing portion provided between the first rotating portion and the second rotating portion.

[態様3]上記態様に記載のロボットにおいて、前記第2回転部の回転位置を計測する角度センサーが設けられていることとしてもよい。 [Aspect 3] The robot according to the above aspect may be provided with an angle sensor for measuring the rotation position of the second rotating portion.

本態様によれば、第2回転部の回転位置を計測する角度センサーにより、第1回転部と第2回転部との間に設けられている弾性体の剛性の低さによって生じる虞のある、モーターの回転軸の回転角度と第2部材の回転角度と間の角度誤差を低減することができる。 According to this aspect, the angle sensor that measures the rotation position of the second rotating portion may be caused by the low rigidity of the elastic body provided between the first rotating portion and the second rotating portion. It is possible to reduce the angle error between the rotation angle of the rotation shaft of the motor and the rotation angle of the second member.

[態様4]上記態様に記載のロボットにおいて、前記第1回転部、または前記第2回転部には、前記回転体を回転摺動可能に保持する凹状の保持部が設けられていることとしてもよい。 [Aspect 4] In the robot according to the above aspect, the first rotating portion or the second rotating portion may be provided with a concave holding portion for holding the rotating body so as to be rotatable and slidable. Good.

本態様によれば、凹状の保持部内において、回転体が回転摺動することにより、衝撃等の外力の分散を図ることができる。 According to this aspect, the rotating body rotates and slides in the concave holding portion, so that an external force such as an impact can be dispersed.

[態様5]上記態様に記載のロボットにおいて、前記弾性体は、金属板ばねで構成されていることとしてもよい。 [Aspect 5] In the robot according to the above aspect, the elastic body may be made of a metal leaf spring.

本態様によれば、弾性体を金属板ばねによって構成することにより、モーターユニットを軽量化することができ、ロボットの軽量化を図ることができる。 According to this aspect, the weight of the motor unit can be reduced and the weight of the robot can be reduced by forming the elastic body with a metal leaf spring.

[態様6]上記態様に記載のロボットにおいて、前記金属板ばねは、前記第1回転部に沿った基材部と、前記基材部から湾曲し、前記回転体を保持する屈曲部と、を有していることとしてもよい。 [Aspect 6] In the robot according to the above aspect, the metal leaf spring has a base material portion along the first rotating portion and a bent portion curved from the base material portion to hold the rotating body. You may have it.

本態様によれば、基材部から湾曲する屈曲部により回転体を確実に保持することができ、金属板ばねによる回転力の伝達と、外力を受けたときの変形を起こり易くすることができる。 According to this aspect, the rotating body can be reliably held by the bent portion curved from the base material portion, the rotational force can be transmitted by the metal leaf spring, and the deformation when an external force is received can be easily generated. ..

[態様7]上記態様に記載のロボットにおいて、前記第1回転部、または前記第2回転部には、前記金属板ばねの前記屈曲部の頂部を挿入する溝部が設けられていることとしてもよい。 [Aspect 7] In the robot according to the above aspect, the first rotating portion or the second rotating portion may be provided with a groove for inserting the top of the bent portion of the metal leaf spring. ..

本態様によれば、金属板ばねの屈曲部の頂部が溝部によって保持されているため、金属板ばねによる回転力を、第1回転部、または第2回転部に確実に伝達することができる。 According to this aspect, since the top of the bent portion of the metal leaf spring is held by the groove portion, the rotational force of the metal leaf spring can be reliably transmitted to the first rotating portion or the second rotating portion.

[態様8]上記態様に記載のロボットにおいて、前記金属板ばねの前記基材部と、前記第1回転部または前記第2回転部の前記金属板ばねと対向する面との間の距離が、前記第1回転部または前記第2回転部からの前記回転体の突出距離よりも短いこととしてもよい。 [Aspect 8] In the robot according to the above aspect, the distance between the base material portion of the metal leaf spring and the surface of the first rotating portion or the second rotating portion facing the metal leaf spring is determined. It may be shorter than the protrusion distance of the rotating body from the first rotating portion or the second rotating portion.

本態様によれば、金属板ばねの前記基材部と第1回転部または第2回転部の金属板ばねと対向する面との間から、回転体が抜け出てしまうことを抑制することができ、金属板ばねと回転体の位置関係を確実に保つことができる。 According to this aspect, it is possible to prevent the rotating body from coming out from between the base material portion of the metal leaf spring and the surface of the first rotating portion or the second rotating portion facing the metal leaf spring. , The positional relationship between the metal leaf spring and the rotating body can be reliably maintained.

2,2A…ロボット、3…制御装置、21…第1部材としての基台、22…第2部材としてのアーム、23…第1アーム、24…第2アーム、25…作業ヘッド、26…アーム駆動部、28…作業ヘッド駆動部、30,30a…減速機、31…入力側保持部、32…ベアリング部、41…回転体、42…弾性体としての金属板ばね、50…第1回転部、60…第2回転部、251…スプラインナット、252…ボールネジナット、253…スプラインシャフト、254…ペイロード、261…第1モーター、262…第1エンコーダー、263…回転軸、264…角度センサーとしての出力側エンコーダー、271…第2モーター、272…第2エンコーダー、281…第3モーター、282…第3エンコーダー、291…第4モーター、292…第4エンコーダー、421…基材部、422…屈曲部、423…頂部、501…第1入力部、502…第2入力部、503…回動ベアリング、511…保持部、511r…面取り、512…底部、601…第1出力部、602…第2出力部、611…内周壁部、612…溝部、613…内底部、J1…第1回動軸、J2…第2回動軸、J3…第3回動軸、L1…距離、L2…突出距離。 2,2A ... robot, 3 ... control device, 21 ... base as first member, 22 ... arm as second member, 23 ... first arm, 24 ... second arm, 25 ... work head, 26 ... arm Drive unit, 28 ... Work head drive unit, 30, 30a ... Reducer, 31 ... Input side holding unit, 32 ... Bearing unit, 41 ... Rotating body, 42 ... Metal leaf spring as elastic body, 50 ... First rotating unit , 60 ... 2nd rotating part, 251 ... spline nut, 252 ... ball screw nut, 253 ... spline shaft, 254 ... payload, 261 ... 1st motor, 262 ... 1st encoder, 263 ... rotating shaft, 264 ... as angle sensor Output side encoder, 271 ... 2nd motor, 272 ... 2nd encoder, 281 ... 3rd motor, 282 ... 3rd encoder, 291 ... 4th motor, 292 ... 4th encoder, 421 ... Base material part, 422 ... Bending part 423 ... top, 501 ... first input, 502 ... second input, 503 ... rotating bearing, 511 ... holding, 511r ... chamfered, 512 ... bottom, 601 ... first output, 602 ... second output Part, 611 ... Inner peripheral wall part, 612 ... Groove part, 613 ... Inner bottom part, J1 ... First rotation shaft, J2 ... Second rotation shaft, J3 ... Third rotation shaft, L1 ... Distance, L2 ... Protrusion distance.

Claims (8)

第1部材と、
前記第1部材に対して回動軸周りに回動する第2部材と、
前記第2部材を回動させるモーターユニットと、を備え、
前記モーターユニットは、
回転軸を有するモーターと、
前記回転軸に接続されている第1回転部と、
前記第1回転部の回転方向に沿って回転し、前記第2部材に接続されている第2回転部と、
前記第1回転部と前記第2回転部との間に配置された複数の回転体と、
前記回転体と前記第1回転部との間、または前記回転体と前記第2回転部との間に配置された弾性体と、を有している、ロボット。
With the first member
A second member that rotates around a rotation axis with respect to the first member,
A motor unit for rotating the second member is provided.
The motor unit is
A motor with a rotating shaft and
The first rotating part connected to the rotating shaft and
A second rotating portion that rotates along the rotation direction of the first rotating portion and is connected to the second member.
A plurality of rotating bodies arranged between the first rotating portion and the second rotating portion, and
A robot having an elastic body arranged between the rotating body and the first rotating portion, or between the rotating body and the second rotating portion.
前記回転体の配置位置と異なる位置の前記第1回転部と前記第2回転部との間に、回動ベアリング部が設けられている、
請求項1に記載のロボット。
A rotating bearing portion is provided between the first rotating portion and the second rotating portion at a position different from the arrangement position of the rotating body.
The robot according to claim 1.
前記第2回転部の回転位置を計測する角度センサーが設けられている、
請求項1または請求項2に記載のロボット。
An angle sensor for measuring the rotation position of the second rotating portion is provided.
The robot according to claim 1 or 2.
前記第1回転部、または前記第2回転部には、
前記回転体を回転摺動可能に保持する凹状の保持部が設けられている、
請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載のロボット。
In the first rotating part or the second rotating part,
A concave holding portion for holding the rotating body so as to be rotatable and slidable is provided.
The robot according to any one of claims 1 to 3.
前記弾性体は、金属板ばねで構成されている、
請求項1ないし請求項4のいずれか一項に記載のロボット。
The elastic body is composed of a metal leaf spring.
The robot according to any one of claims 1 to 4.
前記金属板ばねは、
前記第1回転部に沿った基材部と、
前記基材部から湾曲し、前記回転体を保持する屈曲部と、を有している、
請求項5に記載のロボット。
The metal leaf spring
The base material portion along the first rotating portion and
It has a bent portion that is curved from the base material portion and holds the rotating body.
The robot according to claim 5.
前記第1回転部、または前記第2回転部には、
前記金属板ばねの前記屈曲部の頂部を挿入する溝部が設けられている、
請求項6に記載のロボット。
In the first rotating part or the second rotating part,
A groove for inserting the top of the bent portion of the metal leaf spring is provided.
The robot according to claim 6.
前記金属板ばねの前記基材部と、前記第1回転部または前記第2回転部の前記金属板ばねと対向する面との間の距離が、
前記第1回転部または前記第2回転部からの前記回転体の突出距離よりも短い、
請求項6または請求項7に記載のロボット。
The distance between the base material portion of the metal leaf spring and the surface of the first rotating portion or the second rotating portion facing the metal leaf spring is
It is shorter than the protrusion distance of the rotating body from the first rotating portion or the second rotating portion.
The robot according to claim 6 or 7.
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