JP2020196059A

JP2020196059A - ロボット

Info

Publication number: JP2020196059A
Application number: JP2019102214A
Authority: JP
Inventors: 洋範田坂; Hironori Tasaka
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2019-05-31
Filing date: 2019-05-31
Publication date: 2020-12-10
Also published as: US20200376673A1; US11498218B2; CN112008746A

Abstract

【課題】第２アームとセンサーとを連動させることができるロボットを提供すること。【解決手段】孔を有し、第１軸に沿って延びる第１アームと、前記第１アームに連結され、前記第１軸と交差する第２軸周りに回転する第２アームと、対象を検出するセンサーと、前記第２アームに設けられ、前記センサーを支持する取り付け部材と、を備え、前記取り付け部材は、前記孔を挿通し、かつ、前記第２軸に沿って延びている、ロボット。また、前記センサーは、前記第１アームの外表面よりも外側に位置しているのが好ましい。【選択図】図１

Description

本発明は、ロボットに関する。

例えば、特許文献１に示すように、対象物を把持したり部品を取り付けたりするなどの作業を行うロボットアームと、ロボットアームに設置されたカメラと、を有するロボットが知られている。このようなロボットは、カメラで撮像した対象物の画像に基づいて各種作業を行うことができる。

また、特許文献１に記載されているロボットでは、ロボットアームは、上アーム部と、上アーム部に対して回転可能に接続されたリスト部とを有している。また、カメラは、上アーム部に固定されている。

特開２００３−１１７８６７号公報

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、リスト部が上アーム部に対し回転すると、カメラの写野からリスト部が外れてしまうことがある。すなわち、リスト部の姿勢によっては、リスト部の先端側のエンドエフェクターや、エンドエフェクターが把持したりするワークが写野から外れてしまうことがある。

本適用例のロボットは、孔を有し、第１軸に沿って延びる第１アームと、
前記第１アームに連結され、前記第１軸と交差する第２軸周りに回転する第２アームと、
対象を検出するセンサーと、
前記第２アームに設けられ、前記センサーを支持する取り付け部材と、を備え、
前記取り付け部材は、前記孔を挿通し、かつ、前記第２軸に沿って延びている。

第１実施形態に係るロボットを備えるロボットシステムを示す図である。図１に示すロボットの概略図である。第１アームと第２アームとの接続部を示す縦断面図である。第２実施形態に係るロボットの、第１アームと第２アームとの接続部を示す縦断面図である。第３実施形態に係るロボットの、第１アームと第２アームとの接続部を示す縦断面図である。第４実施形態に係るロボットの、第１アームと第２アームとの接続部を示す縦断面図である。第５実施形態に係るロボットの、第１アームと第２アームとの接続部を示す縦断面図である。図７に示す第１アームと第２アームとの接続部の側面図である。第６実施形態に係るロボットの、第１アームと第２アームとの接続部を示す側面図である。

以下、本発明のロボットを添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態に係るロボットを備えるロボットシステムを示す図である。図２は、図１に示すロボットの概略図である。図３は、第１アームと第２アームとの接続部を示す縦断面図である。

本明細書において、「水平」とは、水平に対して±１０°以内の範囲内で傾斜している場合も含む。同様に、「鉛直」とは、鉛直に対して±１０°以内の範囲内で傾斜している場合も含む。また、「平行」とは、２つの線（軸を含む）または面が、互いに完全な平行である場合のみならず、±１０°以内で傾斜している場合も含む。また、「直交」とは、２つの線（軸を含む）または面が、互いに９０°の角度で交わる場合のみならず、９０°に対し±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、「接続」とは、直接的に接続されている場合と、任意の部材を介して間接的に接続されている場合とを含む。

図１に示すロボットシステム１００は、例えば、電子部品等のワークの保持、搬送および組立て等の作業で用いることができる。このロボットシステム１００は、ロボット１と、ロボット１の駆動を制御する制御装置５を有する。

図１および図２に示すように、ロボット１は、いわゆる６軸の垂直多関節ロボットであり、基台１１０と、基台１１０の上部に接続されたロボットアーム１０とを有する。なお、以下の説明では、ロボットアーム１０の基台１１０側を基端側とも言い、ロボットアーム１０の基台１１０とは反対側を先端側とも言う。なお、図２では、力検出部１２０の図示を省略している。

基台１１０は、ロボット１を任意の設置箇所に取り付ける部分である。本実施形態では、基台１１０は、例えば床等の設置箇所に設置されている。なお、基台１１０の設置箇所は、床等の設置箇所に限定されず、例えば、壁、天井、移動可能な台車上等であってもよい。

図１および図２に示すように、ロボットアーム１０は、複数のアーム、すなわち、アーム１１、アーム１２、アーム１３、アーム１４、アーム１５およびアーム１６を有する。これらアーム１１〜１６は、基端側から先端側に向かってこの順に連結されている。各アーム１１〜１６は、隣り合うアームまたは基台１１０に対して回動可能になっている。ここで、図１に示すように、アーム１６は、円盤状または短円柱状をなし、アーム１５に対して回動軸Ｏ１６周りに回動可能になっている。また、本実施形態では、アーム１６の先端面の中心、すなわち、ツールセンターポイントが制御点に設定されている。

また、図１に示すように、ロボットアーム１０の先端には、例えば、ワークまたは工具を把持するエンドエフェクターとしてのハンド１７を着脱可能に取り付けることができる。ハンド１７は、図示の構成では、２つの指で把持する構成である。ただし、ハンド１７の構成は、これに限定されず、３つ以上の指を有する構成のものや、吸着式のものであってもよい。また、ロボットアーム１０の先端には、ハンド１７以外に、工具等を装着することもできる。また、これらを適宜交換して用いることもできる。

また、図１に示すように、アーム１６とハンド１７との間には、力検出部１２０がこれらに対して着脱可能に設けられている。力検出部１２０は、ハンド１７に加わる力を検出する。力検出部１２０は、例えば、６軸力覚センサーや３軸力覚センサー等で構成されている。また、力検出部１２０は、検出した力検出情報を制御装置５へ出力する。

図４に示すように、ロボット１は、アーム１１〜アーム１６のうちの１つのアームを、そのアームと隣接するアーム、または基台１１０に対して回動させるモーターおよび減速機等を備える駆動部を有する。モーターとしては、例えば、ＡＣサーボモーター、ＤＣサーボモーター等のサーボモーターを用いることができる。また、ロボット１は、モーターまたは減速機の回転軸の回転角度を検出する図示しない角度センサーを有する。角度センサーは、例えばロータリーエンコーダー等を用いることができる。また、駆動部および角度センサーは、例えば各アーム１１〜１６に設けられており、本実施形態では、ロボット１は、６つの駆動部および６つの角度センサーを有する。また、各駆動部は、例えばロボット１に内蔵された図示しないモータードライバーを介して制御装置５に電気的に接続されている。また、各角度センサーも制御装置５に電気的に接続されている。

このようなロボット１には、ロボット１の基台１１０を基準としたベース座標系（ロボット座標系）が設定されている。ベース座標系は、水平方向に対してそれぞれ平行な第１軸と第２軸と、水平方向に対して直交し、かつ、鉛直上向きを正方向とする第３軸とによって定まる３次元の直交座標系である。また、ロボット１には、前述した制御点を原点とした先端座標系が設定されている。先端座標系は、互いに直交する３軸によって定まる３次元の直交座標系である。また、本実施形態では、前述したベース座標系と先端座標系とのキャリブレーションは済んでおり、ベース座標系での座標から先端座標系での座標を計算から求めることができる状態である。

図１〜図３に示すように、撮像部２は対象を画像として検出するセンサーであり、ロボットアーム１０のアーム１６に設置されている。また、撮像部２は、後述するように、アーム１６と連動してアーム１５に対して回転するため、ハンド１７の先端が向いた方向を撮像する。また、撮像部２は、光軸Ｏ２が、アーム１６の中心軸Ｏ１６’と平行になるよう設置されている。このため、アーム１６の先端が向いている方向、すなわち、ハンド１７が向いている方向を撮像することができる。また、撮像部２の検出範囲、つまり、撮像領域は、ハンド１７の先端を含むような写野で撮像を行う。

撮像部２は、例えば、複数の画素を有するＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサーで構成された撮像素子２１と、レンズ等を含む図示しない光学系と、を有する。撮像部２は、撮像対象等からの光をレンズによって撮像素子２１の受光面で結像させて、光を電気信号に変換し、その電気信号を制御装置５へと出力する。なお、撮像素子２１は、撮像機能を有する構成であれば、前述の構成に限定されず他の構成であってもよい。なお、「対象」としては、ワークや、工具や、その他の物体等の障害物のことを言う。

図１に示す制御装置５は、ロボット１の駆動を制御する機能を有し、ロボット１、撮像部２に対して通信可能に接続されている。なお、制御装置５と、ロボット１、撮像部２とは、それぞれ、有線接続であってもよいし、無線接続であってもよい。また、制御装置５には、図示しないモニターを備える表示装置や、例えばキーボード等で構成された入力装置等が接続されている。

制御装置５は、プロセッサーを備える制御部５１と、メモリー等を備える記憶部５２と、外部インターフェースを備える外部入出力部５３と、を含む。制御装置５の各構成要素は、種々のバスを介して相互通信可能に接続されている。

制御部５１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサーを備え、記憶部５２に記憶された各種プログラム等を実行する。これにより、ロボット１の駆動の制御や各種演算および判断等の処理を実現できる。

記憶部５２には、制御部５１により実行可能な各種プログラムが保存されている。また、記憶部５２には、外部入出力部５３で受け付けた各種データの保存が可能である。記憶部５２は、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）等の揮発性メモリーや、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の不揮発性メモリー等を含んで構成されている。

なお、記憶部５２は、非着脱式に限らず、着脱式の図示しない外部記憶装置を有する構成であってもよい。また、記憶部５２は、ＬＡＮ（Local Area Network）等のネットワークを介して別の場所に設置されていてもよい。

各種プログラムとしては、撮像部２が取得した情報に基づいてロボット１を駆動するプログラム等が挙げられる。これにより、撮像部２が取得した画像に基づいて、ロボット１を駆動することができ、その作業を正確に行うことができる。

外部入出力部５３は、外部インターフェースを備え、ロボット１、撮像部２、表示装置および入力装置各接続のために用いられる。また、外部入出力部５３は、撮像部２からの画像に関する情報を受け付ける「受付部」として機能する。

このような制御装置５は、例えば、図示はしないが、ロボット１と通信可能に接続されたコントローラーと、コントローラーに通信可能に接続されたコンピューターとを含んで構成されていてもよい。

なお、制御装置５は、前述した構成に加えて、さらに他の構成が付加されていてもよい。また、記憶部５２に保存されている各種プログラムやデータ等は、予め記憶部５２に記憶されたものであってもよいし、例えばＣＤ−ＲＯＭ等の図示しない記録媒体に格納されており、この記録媒体から提供されたものでもよいし、ネットワーク等を介して提供されたものであってもよい。
以上、ロボットシステム１００の基本的な構成について説明した。

次に、アーム１５、アーム１６およびこれらの接続部位について詳細に説明する。
図３に示すように、アーム１５は、筐体１５０と、筐体１５０内に設置されたモーター１５１および中空の減速機１５２と、を有する。モーター１５１の出力軸と減速機１５２の入力部とは、エンドレスベルト１５３を介して連結されており、モーター１５１の回転力が減速機１５２に伝達され、減速機１５２にて減速することができる。

一方、後述するように、アーム１６には、その基端部に、互いに反対方向に突出する突出部１６２および取り付け部材１６３が形成されている。アーム１６は、減速機１５２により減速された回転力により、回動軸Ｏ１６を中心としてアーム１５に対し回動する。

なお、図示の構成では、筐体１５０は、中空体であるが、これに限定されず、エンドレスベルト１５３が設置される部分以外は、中空体でなくてもよい。

筐体１５０は、第１軸としての中心軸Ｏ１５に沿って延びた長手形状をなしている。また、筐体１５０の先端部には、中心軸Ｏ１５と平行な方向に沿って延びた一対の支持部１５４Ａおよび支持部１５４Ｂを有する。また、支持部１５４Ａおよび支持部１５４Ｂは、図３中右側からこの順で配置されている。支持部１５４Ａおよび支持部１５４Ｂは、中心軸Ｏ１５と直交する方向を厚さ方向とした扁平形状をなしている。

支持部１５４Ａは、内側、すなわち、中心軸Ｏ１５に近い側の壁部に、貫通した孔としての貫通孔１５５Ａを有する。また、支持部１５４Ａは、外側、すなわち、中心軸Ｏ１５に対して遠位側の壁部に、貫通した孔としての貫通孔１５６Ａを有する。貫通孔１５５Ａおよび貫通孔１５６Ａは、後述する回動軸Ｏ１６を中心とする位置に設けられている。貫通孔１５５Ａおよび貫通孔１５６Ａには、後述する取り付け部材１６３が挿通される。

また、貫通孔１５５Ａが設けられた壁部の内面には、中空部を有するベアリング３１が設置されており、貫通孔１５６Ａが設けられた壁部の内面には、中空部を有するベアリング３２が設置されている。ベアリング３１およびベアリング３３は、例えば、内輪と、外輪と、これらの間に設けられたボールと、を有するボールベアリングとすることができる。内輪が取り付け部材１６３の外周部に固定され、外輪が支持部１５４Ａに固定されている。

アーム１５に設けられた孔が、支持部１５４Ａに設けられた貫通孔１５５Ａおよび貫通孔１５６Ａであることにより、後述するように、取り付け部材１６３をアーム１５の外側まで突出させることができ、撮像部２をアーム１５の外表面よりも外側に配置することができる。

支持部１５４Ｂは、内側、すなわち、中心軸Ｏ１５に近い側の壁部に、貫通した貫通孔１５７Ｂを有する。また、貫通孔１５７Ｂが形成されている壁部には、減速機１５２が設置されている。減速機１５２は、アーム１６の突出部１６２を挿通している。減速機１５２は、例えば、前述したように、内輪と、外輪とを有する構成とすることができる。減速機１５２は、入力側の回転数を減じて出力側の回転数とすることができ、入力側を外輪とし、出力側を内輪とするものである。内輪は、突出部１６２に固定され、外輪は、筐体１５０に固定されている。減速機１５２としては、例えば、遊星ギア型の減速機、波動歯車装置等を用いることができる。

このように、第１アームとしてのアーム１５は、第１軸である中心軸Ｏ１５の軸方向に沿って突出し、第２アームとしてのアーム１６を支持する支持部１５４Ａおよび支持部１５４Ｂを有する。これにより、アーム１６の回動の際、アーム１５とアーム１６とが干渉するのを抑制しつつ、アーム１６の回動範囲を十分に確保することができる。

次に、アーム１６について説明する。
図３に示すように、アーム１６は、支持部１５４Ａおよび支持部１５４Ｂの間に配置されており、支持部１５４Ａおよび支持部１５４Ｂによって回動軸Ｏ１６周りに回転可能に支持されている。回動軸Ｏ１６は、アーム１５の中心軸Ｏ１５と交差する、特に、直交する方向の軸である。

また、アーム１６は、第２軸としての回動軸Ｏ１６周りに回動可能にアーム１５に支持されている。回動軸Ｏ１６は、前述したように中心軸Ｏ１６’と直交する方向に延在する軸である。また、アーム１６は、円柱状のアーム本体１６１と、アーム本体１６１の側面から突出して設けられた突出部１６２を有する。

突出部１６２は、円柱状をなし、回動軸Ｏ１６に沿って延在している。また、突出部１６２は、支持部１５４Ｂの貫通孔１５７Ｂに挿入され、かつ、減速機１５２に固定されている。これにより、減速機１５２の出力の回転力が突出部１６２を介してアーム１６に伝達される。

また、突出部１６２の、中心軸Ｏ１６’を介して反対側には、取り付け部材１６３が設けられている。取り付け部材１６３は、本実施形態では、アーム１６と一体的に形成されているが、これに限定されず、別体で構成されていてもよい。また、取り付け部材１６３は、回動軸Ｏ１６に沿って延在している丸棒状をなしている。取り付け部材１６３は、貫通孔１５５Ａおよび貫通孔１５６Ａを挿通し、その端部がアーム１６の外側に露出している。また、取り付け部材１６３は、その途中が、前述したベアリング３１およびベアリング３２により、回動可能に支持されている。このような構成により、アーム１６は、アーム１５の支持部１５４Ａおよび支持部１５４Ｂによって回動可能に両持ち支持されている。

また、取り付け部材１６３のアーム１５より外側に露出している端部には、撮像部２が固定されている。撮像部２は、その光軸Ｏ２がアーム１６の中心軸Ｏ１６’と平行になるように設置されている。なお、これに限定されず、光軸Ｏ２と中心軸Ｏ１６’とは平行でなくてもよい。また、撮像部２は、アーム１６から離間してアーム１６の外側に位置している。

ここで、本発明では、撮像部２が、第２アームであるアーム１６と固定された取り付け部材１６３に支持されているため、アーム１６の回動に伴い、撮像部２も一体となって同じ回動量、回動する。そして、取り付け部材１６３が回動軸Ｏ１６に沿って延びているため、アーム１６が回動しても、撮像部２の光軸Ｏ２とアーム１６の回動軸Ｏ１６とが平行な状態が維持される。これにより、アーム１６の姿勢に関わらず、撮像部２は、常にアーム１６の先端側、すなわち、アーム１６の先端側に位置するハンド１７の先端を撮像することができる。よって、従来のような、撮像部２の写野からハンド１７が外れてしまうといった不具合を防止することができ、ロボット１の作業が円滑かつ正確に行われる。

また、取り付け部材１６３が、貫通孔１５５Ａおよび貫通孔１５６Ａを挿通して、すなわち、アーム１５の内部を挿通してアーム１５の外側まで延びている。これにより、アーム１６の回動に伴い、取り付け部材１６３がアーム１５と干渉するのを防止することができる。よって、アーム１５の回動範囲、すなわち、可動範囲を十分に確保することができる。

また、取り付け部材１６３の、撮像部２が取り付けられている端部が、アーム１５の外側に位置している。このため、センサーである撮像部２は、第１アームであるアーム１５の外表面よりも外側に位置している。これにより、光軸Ｏ２とアーム１６の中心軸Ｏ１６’との離間距離を十分に確保することができる。よって、離間している分、撮像部２の写野にアーム１６が映り込むのを抑制することができ、より確実にハンド１７を撮像部２の写野内に入れることができる。

以上説明したように、ロボット１は、孔としての貫通孔１５５Ａおよび貫通孔１５６Ａを有し、第１軸である中心軸Ｏ１５に沿って延びる第１アームとしてのアーム１５と、アーム１５に連結され、中心軸Ｏ１５と交差する第２軸である回動軸Ｏ１６周りに回転する第２アームであるアーム１６と、対象を検出するセンサーである撮像部２と、アーム１６に設けられ、撮像部２を支持する取り付け部材１６３と、を備える。また、取り付け部材１６３は、貫通孔１５５Ａおよび貫通孔１５６Ａを挿通し、かつ、回動軸Ｏ１６に沿って延びている。これにより、アーム１６と撮像部２とが連動して、回動軸Ｏ１６周りに回動する。その結果、アーム１６の姿勢に関わらず、撮像部２は、常にアーム１６の先端側、すなわち、アーム１６の先端側に位置するハンド１７の先端を撮像することができる。

また、取り付け部材１６３に支持されているセンサーは、カメラとしての撮像部２である。これにより、ハンド１７の先端側を撮像し、画像として把握することができ、例えば、その撮像結果をロボット１の制御に用いることができる。

なお、突出部１６２および取り付け部材１６３を中空の筒状とし、アーム本体１６１内に中空部を設けてもよい。この場合、撮像部２の配線を、取り付け部材１６３内、アーム本体１６１の中空部内および突出部１６２の中空部内を順に介して、アーム１５内に引き回すことができる。よって、撮像部２の配線が、アーム１５の配線の外部に露出する部分をできるだけ少なくすることができ、断線を防止または抑制することができる。

また、本実施形態では、センサーが撮像部２である場合について説明したが、本発明ではこれに限定されず、センサーは、測距センサーであってもよい。これにより、例えば、検出範囲内のワークや、工具や、障害物等の対象との距離を検出しつつ、この検出結果に基づいて、ロボット１の作動を制御することができる。よって、簡素な構成で、作業をより正確に行うことができる。なお、測距センサーは、例えば、超音波式、レーザー光、赤外線等の光学式等のセンサーを用いることができる。

また、本実施形態では、一例として、第１アームがアーム１５、第２アームがアーム１６である場合について説明したが、本発明ではこれに限定されず、第１アームがアーム１１、第２アームがアーム１２であってもよく、第１アームがアーム１２、第２アームがアーム１３であってもよく、第１アームがアーム１３、第２アームがアーム１４であってもよく、第１アームがアーム１４、第２アームがアーム１５であってもよい。

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態について説明する。

図４は、第２実施形態に係るロボットの、第１アームと第２アームとの接続部を示す縦断面図である。

本実施形態は、主に、第１アームおよび第２アームの接続部の構成が異なること以外は、前述した第１実施形態と同様である。なお、以下の説明では、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。

図４に示すように、本実施形態では、支持部１５４Ｂには、孔としての貫通孔１５７Ｂに加え、アーム１６と反対側の壁部にも孔としての貫通孔１５８Ｂが設けられている。貫通孔１５７Ｂおよび貫通孔１５８Ｂは、回動軸Ｏ１６を含む直線を中心として同心的に設けられている。

また、アーム１６は、取り付け部材１６３に加え、取り付け部材１６４をさらに有する。取り付け部材１６３および取り付け部材１６４は、回動軸Ｏ１６を含む直線を中心として同心的に、かつ、アーム１６の中心軸Ｏ１６’を介して反対側に設けられている。また、取り付け部材１６４は、貫通孔１５７Ｂ、減速機１５２の中空部および貫通孔１５８Ｂを挿通しており、その長手方向の途中が減速機１５２の内輪に固定されている。

また、取り付け部材１６４の端部は、貫通孔１５８Ｂから突出して設けられており、その端部には、撮像部２’が取り付けられている。すなわち、本実施形態では、２つのセンサーである撮像部２および撮像部２’が設置されている。また、撮像部２および撮像部２’は、図示はしないが、制御装置５と電気的に接続されており、撮像部２および撮像部２’が取得した画像が制御装置５に送信される。そして、制御装置５は、これらの画像に基づいてロボット１の作動の制御を行うことができる。

このように、支持部１５４Ａおよび支持部１５４Ｂは、中心軸Ｏ１５を介して、すなわち、アーム１６を挟んで設けられている。すなわち、第１アームであるアーム１５は２つの支持部１５４Ａおよび支持部１５４Ｂを有し、支持部１５４Ａおよび支持部１５４Ｂの間に第２アームであるアーム１６が配置されている。これにより、上述したように、２つのセンサーである撮像部２および撮像部２’を設置することができる。また、これらがステレオカメラとして機能するため、対象との距離も検出することができる。

なお、上記構成に限定されず、取り付け部材１６３および取り付け部材１６４にそれぞれ支持されるセンサーとしては、例えば、撮像部と前記第１実施形態で述べた測距センサーとの組み合わせであってもよく、２つの測距センサーであってもよい。また、２つの測距センサーである場合、方式が異なる組み合わせであってもよく、同じ方式のものであってもよい。

＜第３実施形態＞
次に、第３実施形態について説明する。

図５は、第３実施形態に係るロボットの、第１アームと第２アームとの接続部を示す縦断面図である。

図５に示すように、本実施形態では、図３に示す支持部１５４Ｂが省略されており、支持部１５４Ａに相当する支持部１５４Ｃを有する。支持部１５４Ｃは、貫通孔１５５Ａおよび貫通孔１５６Ａを有する。貫通孔１５５Ａが形成されている壁部の内面には、ベアリング３１の外輪が固定されている。また、貫通孔１５６Ａが形成されている壁部の内面には、減速機１５２の外輪が固定されている。また、本実施形態では、モーター１５１およびエンドレスベルト１５３は、減速機１５２側、すなわち、支持部１５４Ａ側に設けられている。

このように、本実施形態では、アーム１６は、アーム１５によって片持ち支持されている。これにより、図３に示す支持部１５４Ｂが省略されている分、アーム１６の細径化および軽量化を図ることができる。

＜第４実施形態＞
次に、第４実施形態について説明する。

図６は、第４実施形態に係るロボットの、第１アームと第２アームとの接続部を示す縦断面図である。

図６に示すように、本実施形態では、アーム１６は、撮像部２が配置される凹部１５８を有する。凹部１５８は、支持部１５４Ａの撮像部２に臨む部分に設けられた窪みで構成されている。また、凹部１５８は、アーム１５の側方および先端側に開放している。なお、本実施形態では、凹部１５８が形成されている分、図３に示すベアリング３２が省略されている。また、凹部１５８が形成されている分、取り付け部材１６３の長さを、図３に示す構成よりも短くすることができる。

このように、第１アームであるアーム１６は、センサーである撮像部２に臨む位置に設けられ、撮像部２が配置される凹部１５８を有する。これにより、撮像部２がアーム１５の外表面から突出する部分を少なくすることができ、よって、撮像部２が他の構造物と干渉しにくくすることができる。また、凹部１５８の深さを調整することにより、光軸Ｏ２と中心軸Ｏ１６’との距離を調整することができる。

＜第５実施形態＞
次に、第５実施形態について説明する。

図７は、第５実施形態に係るロボットの、第１アームと第２アームとの接続部を示す縦断面図である。図８は、図７に示す第１アームと第２アームとの接続部の側面図である。

図７に示すように、本実施形態では、アーム１６は、中心軸Ｏ１６’を含む平面に沿って分割されており、別体である第１部材１６Ａおよび第２部材１６Ｂからなる組立体で構成されている。また、第１部材１６Ａおよび第２部材１６Ｂは、ネジ１８によって固定することができ、また、ネジ１８を外すことにより分解することができる。第１部材１６Ａは、取り付け部材１６３を有するブロック状をなしている。また、第２部材１６Ｂは、突出部１６２を有するブロック状をなしている。

また、第１部材１６Ａは、ネジ孔１６１Ａを有する。ネジ孔１６１Ａは、回動軸Ｏ１６と平行な方向に延在し、第１部材１６Ａを貫通する貫通孔で構成されている。第２部材１６Ｂは、第１部材１６Ａに臨む位置に開放し、回動軸Ｏ１６と平行な方向に延在するネジ孔１６１Ｂを有する。ネジ孔１６１Ａおよびネジ孔１６１Ｂは、連通しており、これらには、一括してネジ１８が挿通される。これにより、第１部材１６Ａおよび第２部材１６Ｂが固定される。また、図８に示すように、ネジ孔１６１Ａおよびネジ孔１６１Ｂは、回動軸Ｏ１６周りに複数設けられている。

また、図７および図８に示すように、支持部１５４Ａは、一対の工具挿通孔１５９が設けられている。この工具挿通孔１５９は、ネジ１８を回す際に用いるドライバー等の工具が挿入される部分である。一対の工具挿通孔１５９は、支持部１５４Ａの、中心軸Ｏ１６’側の壁部と、中心軸Ｏ１６’と反対側の壁部とにそれぞれ設けられている。また、一対の工具挿通孔１５９は、これらの開口面の平面視で、重なっている。このような工具挿通孔１５９を有することにより、工具を挿通し、ネジ１８をネジ孔１６１Ａおよびネジ孔１６１Ｂに螺合させることができる。

また、図８中矢印方向にアーム１６を回動させながらネジ止めを行うことにより、すなわち、アーム１６を回動させてネジ孔１６１Ａおよびネジ孔１６１Ｂの位置を変更しながらネジ止めを行うことにより、各ネジ孔１６１Ａおよびネジ孔１６１Ｂに対してネジ１８を螺合させることができる。

＜第６実施形態＞
次に、第６実施形態について説明する。

図９は、第６実施形態に係るロボットの、第１アームと第２アームとの接続部を示す側面図である。

本実施形態は、主に、第１アームおよび第２アームの接続部の構成が異なること以外は、前述した第１実施形態と同様である。なお、以下の説明では、前述した第５実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。

図９に示すように、本実施形態では、アーム１５の支持部１５４Ａは、切り欠き１５９Ａを有する。切り欠き１５９Ａは、支持部１５４Ａを回動軸Ｏ１６に沿った方向に貫通形成されている。また、切り欠き１５９Ａは、支持部１５４Ａの側方に開放している。このような本実施形態によれば、切り欠き１５９Ａを介して工具を挿通し、ネジ１８をネジ孔１６１Ａおよびネジ孔１６１Ｂに螺合させることができる。

また、図９中矢印方向にアーム１６を回動させながらネジ止めを行うことにより、すなわち、アーム１６を回動させてネジ孔１６１Ａおよびネジ孔１６１Ｂの位置を変更しながらネジ止めを行うことにより、各ネジ孔１６１Ａおよびネジ孔１６１Ｂに対してネジ１８を螺合させることができる。

以上、本発明のロボットを図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。また、各実施形態を適宜組み合わせてもよい。

また、前述した実施形態では、本発明のロボットとして、いわゆる６軸の垂直多関節ロボットを例示したが、当該ロボットは、例えば、スカラロボット等の他のロボットであってもよい。また、当該ロボットは、単腕ロボットに限定されず、例えば、双腕ロボット等の他のロボットであってもよい。また、ロボットアームが有するアームの数は、前述した実施形態では、６つであるが、１〜５つまたは７つ以上であってもよい。

また、前記実施形態では、第１アームに形成された孔は、貫通孔で構成されていたが、本発明ではこれに限定されず、貫通孔でなくてもよい。すなわち、例えば、支持部の途中まで形成された孔で構成されていてもよい。この場合、当該孔と連通し、センサーが配置される空洞部が設けられる。また、空洞部は、先端側に開放している構成とする。これにより、空洞部内のセンサーが対象を検出することができる。

１…ロボット、２…撮像部、２'…撮像部、５…制御装置、１０…ロボットアーム、１１…アーム、１２…アーム、１３…アーム、１４…アーム、１５…アーム、１６…アーム、１６Ａ…第１部材、１６Ｂ…第２部材、１７…ハンド、１８…ネジ、２１…撮像素子、３１…ベアリング、３２…ベアリング、３３…ベアリング、５１…制御部、５２…記憶部、５３…外部入出力部、１００…ロボットシステム、１１０…基台、１２０…力検出部、１５０…筐体、１５１…モーター、１５２…減速機、１５３…エンドレスベルト、１５４Ａ…支持部、１５４Ｂ…支持部、１５５Ａ…貫通孔、１５６Ａ…貫通孔、１５７Ｂ…貫通孔、１５８…凹部、１５８Ｂ…貫通孔、１５９…工具挿通孔、１５９Ａ…切り欠き、１６１…アーム本体、１６１Ａ…ネジ孔、１６１Ｂ…ネジ孔、１６２…突出部、１６３…取り付け部材、１６４…取り付け部材、Ｏ１５…中心軸、Ｏ１６…回動軸、Ｏ１６'…中心軸、Ｏ２…光軸

Claims

孔を有し、第１軸に沿って延びる第１アームと、
前記第１アームに連結され、前記第１軸と交差する第２軸周りに回転する第２アームと、
対象を検出するセンサーと、
前記第２アームに設けられ、前記センサーを支持する取り付け部材と、を備え、
前記取り付け部材は、前記孔を挿通し、かつ、前記第２軸に沿って延びている、ロボット。
前記センサーは、前記第１アームの外表面よりも外側に位置している、請求項１に記載のロボット。
前記第１アームは、前記第１軸の軸方向に沿って突出し、前記第２アームを支持する支持部を有する、請求項１または２に記載のロボット。
前記第１アームは２つの前記支持部を有し、
前記２つの支持部の間に前記第２アームが配置されている、請求項３に記載のロボット。
前記孔は、前記支持部に設けられた貫通孔である、請求項３または４に記載のロボット。
前記第１アームは、前記センサーが配置される凹部を有する、請求項１ないし５のいずれか１項に記載のロボット。
前記センサーは、測距センサーである、請求項１ないし６のいずれか１項に記載のロボット。
前記センサーは、カメラである、請求項１ないし６のいずれか１項に記載のロボット。