JP2022156221A - Robot device - Google Patents

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真也 市川
Shinya Ichikawa
朋也 岡本
Tomoya Okamoto
智己 石川
Tomoki Ishikawa
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Abstract

To increase a degree of freedom of a robot arm including at least one artificial muscle, while suppressing a robot device from being enlarged in size as a whole.SOLUTION: A robot device according to the disclosure includes: a robot arm including at least one artificial muscle that receives supply of fluid to be activated; a fluid supply source; a pedestal to which the robot arm is fixed; a base part that supports the pedestal so that the pedestal can freely turn around a turning shaft; and a fluid adjustment part, supported by the robot arm or the pedestal, which adjusts pressure or flow volumes of fluid from the fluid supply source and supplies the artificial muscle with the fluid. The fluid adjustment part includes a pressure adjustment valve that has a spool that can move in an axial direction and adjusts pressure of fluid from the fluid supply source by balancing thrust in a plurality of axial directions acting on the spool, which is supported by the robot arm or the pedestal so that the spool of the pressure adjustment valve is in parallel with the turning shaft.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本開示は、少なくとも1つの人工筋肉を含むロボット装置に関する。 The present disclosure relates to a robotic device including at least one artificial muscle.

従来、複数の弾性膨張収縮構造体(人工筋肉)と、それぞれ対応する一対の弾性膨張収縮構造体により回転駆動される複数の関節軸と、物体把持用のハンドと、複数の3ポート流量制御電磁弁(駆動装置)とを含む2自由度のロボットアームである弾性体アクチュエータ駆動機構が知られている(例えば、特許文献1参照)。この弾性体アクチュエータ駆動機構の各弾性膨張収縮構造体は、ゴム材料で構成された中空の管状弾性体と、当該管状弾性体の外表面を覆う網目状の変形方向規制部材とを含む。管状弾性体の両端部は封止部材により気密封止され、管状弾性体の内部には、一端側の封止部材に設けられた管状の流体通過部材を介して空気等の圧縮性流体が供給される。管状弾性体は、内部に圧縮性流体が供給された際に主に半径方向に膨張しようとするが、変形方向規制部材の作用により管状弾性体の変形方向の運動が軸方向の運動に変換される。これにより、圧縮性流体の供給により管状弾性体を収縮させることで、弾性膨張収縮構造体を直動アクチュエータとして利用することができる。更に、第1および第2関節軸をそれぞれ対応した一対の弾性膨張収縮構造体の拮抗駆動により正逆に回転させることで、物体把持用のハンドを移動させることが可能となる。 Conventionally, a plurality of elastic expansion/contraction structures (artificial muscles), a plurality of joint shafts rotationally driven by a pair of corresponding elastic expansion/contraction structures, a hand for grasping an object, and a plurality of 3-port flow control electromagnetic 2. Description of the Related Art There is known an elastic actuator drive mechanism, which is a two-degree-of-freedom robot arm including a valve (driving device) (see, for example, Patent Document 1). Each elastic expansion/contraction structure of this elastic actuator drive mechanism includes a hollow tubular elastic body made of a rubber material and a mesh-like deformation direction regulating member covering the outer surface of the tubular elastic body. Both ends of the tubular elastic body are hermetically sealed by sealing members, and a compressible fluid such as air is supplied to the inside of the tubular elastic body through a tubular fluid passage member provided in the sealing member on one end side. be done. When a compressible fluid is supplied to the inside of the tubular elastic body, the tubular elastic body tries to expand mainly in the radial direction. be. Accordingly, by contracting the tubular elastic body by supplying the compressible fluid, the elastic expansion/contraction structure can be used as a direct acting actuator. Furthermore, by rotating the first and second joint shafts forward and backward by antagonistic driving of a pair of corresponding elastic expansion/contraction structures, it is possible to move the hand for grasping an object.

国際公開第2012/081197号WO2012/081197

ところで、上述のような2自由度のロボットアームをベース部に対して回動可能にすることで、当該ロボットアームの自由度を増加させることができる。しかしながら、ベース部に対してロボットアームの全体を回動自在にした場合、人工筋肉に流体を供給するためのホース(配管)等が長くなったり、取り回しが複雑化したりして装置全体が大型化するおそれがある。また、人工筋肉への流体を調整する流体調整部をロボットアームと一体に回動させた場合、人工筋肉への流体を精度よく調整し得なくなり、ロボットアームの制御性が悪化してしまうおそれがある。 By the way, by making the robot arm with two degrees of freedom as described above rotatable with respect to the base portion, the degree of freedom of the robot arm can be increased. However, if the entire robot arm is rotatable with respect to the base part, the hose (piping) for supplying fluid to the artificial muscle will be long and the handling will be complicated, resulting in an increase in the overall size of the device. There is a risk of In addition, when the fluid adjustment unit for adjusting the fluid to the artificial muscle is rotated integrally with the robot arm, the fluid to the artificial muscle cannot be adjusted with high accuracy, and the controllability of the robot arm may deteriorate. be.

そこで、本開示は、ロボット装置全体の大型化を抑制しつつ、少なくとも1つの人工筋肉を含むロボットアームの自由度を増加させると共に当該ロボットアームの制御性を良好に確保することを主目的とする。 Therefore, the main object of the present disclosure is to increase the degree of freedom of a robot arm including at least one artificial muscle while suppressing an increase in the size of the entire robot apparatus, and to ensure good controllability of the robot arm. .

本開示のロボット装置は、流体の供給を受けて作動する少なくとも1つの人工筋肉を含むロボットアームと、前記流体の供給源とを含むロボット装置であって、前記ロボットアームが固定される台座と、前記台座を回動軸の周りに回動自在に支持するベース部と、前記ロボットアームまたは前記台座により支持され、前記供給源からの前記流体の圧力または流量を調整して前記人工筋肉に供給する流体調整部とを含み、前記流体調整部が、軸方向に移動可能なスプールを有すると共に前記スプールに作用する複数の前記軸方向の推力をバランスさせて前記供給源側からの前記流体の圧力を調整する圧力調整弁を含み、前記圧力調整弁の前記スプールが前記回動軸と平行に延在するように前記ロボットアームまたは前記台座により支持されるものである。 A robotic device of the present disclosure includes a robotic arm including at least one artificial muscle that operates by receiving a supply of fluid, a supply source of the fluid, a pedestal to which the robotic arm is fixed, a base portion that supports the pedestal so as to be rotatable about a rotation axis; and a base portion that is supported by the robot arm or the pedestal, adjusts the pressure or flow rate of the fluid from the supply source, and supplies the fluid to the artificial muscle. and a fluid adjustment unit, wherein the fluid adjustment unit has an axially movable spool, and balances the plurality of axial thrusts acting on the spool to adjust the pressure of the fluid from the supply source side. A regulating pressure regulating valve is included, the spool of the pressure regulating valve being supported by the robot arm or the pedestal so as to extend parallel to the pivot axis.

本開示のロボット装置は、少なくとも1つの人工筋肉を含むロボットアームが台座に固定されると共に、台座がベース部により回動軸の周りに回動自在に支持される。更に、ロボットアームおよび台座の一方は、供給源からの流体の圧力または流量を調整して人工筋肉に供給する流体調整部を支持している。これにより、人工筋肉を含むロボットアーム(および台座)がベース部に対して回動する際、流体調整部もロボットアームと一体に回動軸の周りに回動する。従って、ベース部に流体調整部が配置され、流体調整部が回動軸の周りに回動しない場合に比べて、流体調整部と人工筋肉とを結ぶ流体通路(配管)を短くしたり、取り回しを容易にしたりすることができる。更に、流体調整部は、軸方向に移動可能なスプールに作用する複数の軸方向の推力をバランスさせて供給源側からの流体の圧力を調整する圧力調整弁を含み、当該圧力調整弁のスプールが回動軸と平行に延在するようにロボットアームまたは台座により支持される。これにより、ロボットアーム(台座)がベース部に対して回動軸の周りに回動する際に、スプールに作用する軸方向の推力への遠心力の影響を無くすことができるので、人工筋肉に供給される流体の圧力を圧力調整弁により精度よく調整することが可能となる。この結果、ロボット装置全体の大型化を抑制しつつ、少なくとも1つの人工筋肉を含むロボットアームの自由度を増加させると共に、当該ロボットアームの制御性を良好に確保することが可能となる。 In the robot apparatus of the present disclosure, a robot arm including at least one artificial muscle is fixed to a pedestal, and the pedestal is rotatably supported by a base portion about a rotation shaft. Additionally, one of the robot arm and the pedestal supports a fluid regulator that regulates the pressure or flow of fluid from the source and supplies it to the artificial muscle. As a result, when the robot arm (and the pedestal) including the artificial muscle rotates with respect to the base, the fluid adjustment unit also rotates together with the robot arm around the rotation axis. Therefore, the fluid passage (piping) connecting the fluid adjustment unit and the artificial muscle can be shortened or routed as compared with the case where the fluid adjustment unit is arranged in the base portion and the fluid adjustment unit does not rotate around the rotation axis. can be facilitated. Further, the fluid adjustment unit includes a pressure adjustment valve that balances a plurality of axial thrusts acting on the axially movable spool to adjust the pressure of the fluid from the supply source side, and the spool of the pressure adjustment valve is supported by the robot arm or pedestal so that it extends parallel to the pivot axis. As a result, when the robot arm (pedestal) rotates about the rotation axis with respect to the base, the influence of the centrifugal force on the axial thrust acting on the spool can be eliminated. The pressure of the fluid to be supplied can be adjusted with high precision by the pressure regulating valve. As a result, it is possible to increase the degree of freedom of the robot arm including at least one artificial muscle while suppressing an increase in size of the entire robot apparatus, and to ensure good controllability of the robot arm.

本開示のロボット装置を示す概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram showing a robot device of the present disclosure; FIG. 本開示のロボット装置を示す拡大図である。1 is an enlarged view of a robotic device of the present disclosure; FIG. 本開示のロボット装置の液体供給装置を示す概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram showing a liquid supply device of a robotic device of the present disclosure; FIG. 本開示のロボット装置における他の液体供給装置を示す概略構成図である。FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing another liquid supply device in the robot apparatus of the present disclosure; 本開示のロボット装置における更に他の液体供給装置を示す概略構成図である。FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing still another liquid supply device in the robot apparatus of the present disclosure; 図5の液体供給装置の流体調整部を示す系統図である。FIG. 6 is a system diagram showing a fluid adjustment unit of the liquid supply device of FIG. 5;

次に、図面を参照しながら、本開示の発明を実施するための形態について説明する。 Next, embodiments for carrying out the invention of the present disclosure will be described with reference to the drawings.

図1は、本開示のロボット装置1を示す概略構成図であり、図2は、ロボット装置1を示す拡大図である。これらの図面に示すロボット装置1は、ロボットアーム(ロボット本体)2と、液体供給装置10(流体供給装置)とを含む。ロボットアーム2は、複数のアーム3と、アーム3ごとに2つずつ設けられる人工筋肉としての複数の液圧アクチュエータMと、先端側のアーム3の手先部に取り付けられるハンド部(ロボットハンド)4とを含む多関節アームである。また、液体供給装置10は、各液圧アクチュエータMに作動油(液体)を供給してロボットアーム2を油圧により駆動するものである。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a robot device 1 of the present disclosure, and FIG. 2 is an enlarged view showing the robot device 1. As shown in FIG. A robot device 1 shown in these drawings includes a robot arm (robot body) 2 and a liquid supply device 10 (fluid supply device). The robot arm 2 includes a plurality of arms 3, a plurality of hydraulic actuators M as artificial muscles provided for each arm 3, and a hand portion (robot hand) 4 attached to the tip portion of the arm 3 on the tip side. and a multi-joint arm. Further, the liquid supply device 10 supplies hydraulic oil (liquid) to each hydraulic actuator M to hydraulically drive the robot arm 2 .

ロボットアーム2の各液圧アクチュエータMは、図2に示すように、作動油の圧力によって膨張するチューブTと、当該チューブTを覆う編組スリーブSとを含む。チューブTは、高い耐油性をもった例えばゴム材等の弾性材により円筒状に形成されており、当該チューブTの両端部は、封止部材Cにより封止されている。チューブTの基端側(液体供給装置10側、図2中下端側)の封止部材Cには、作動油の出入口IOが形成されている。編組スリーブSは、所定方向に配向された複数のコードを互いに交差するように編み込むことにより円筒状に形成されており、軸方向および径方向に収縮可能である。編組スリーブSを形成するコードとしては、繊維コード、高強度繊維、極細のフィラメントによって構成される金属製コード等を採用することができる。かかる液圧アクチュエータMのチューブT内に上記出入口IOから作動油を供給してチューブT内の作動油の圧力を高めることで、チューブTは、編組スリーブSの作用により径方向に膨張すると共に軸方向に収縮する。 Each hydraulic actuator M of the robot arm 2 includes a tube T that expands under the pressure of hydraulic fluid and a braided sleeve S that covers the tube T, as shown in FIG. The tube T is formed in a cylindrical shape from an elastic material such as a rubber material having high oil resistance. An inlet/outlet IO for hydraulic oil is formed in a sealing member C on the base end side of the tube T (liquid supply device 10 side, lower end side in FIG. 2). The braided sleeve S is formed in a cylindrical shape by weaving a plurality of cords oriented in a predetermined direction so as to intersect each other, and is contractible in the axial and radial directions. As the cords forming the braided sleeve S, fiber cords, high-strength fibers, metal cords composed of ultrafine filaments, and the like can be used. Hydraulic fluid is supplied from the inlet/outlet IO into the tube T of the hydraulic actuator M to increase the pressure of the hydraulic fluid in the tube T, whereby the tube T expands radially and axially due to the action of the braided sleeve S. direction.

図1および図2に示すように、複数のアーム(リンク)3は、対応する関節(ピン結合部)を介して互いに回動自在に連結され、各アーム3の両側には、液圧アクチュエータMが1つずつ対応するアーム3と平行に配列される。本実施形態において、各アーム3は、中空に形成されており、各アーム3の内部には、液体供給管としての複数のホースH(図2における破線参照)が配置されている。各ホースHは、対応する液圧アクチュエータMの基端側の封止部材Cに形成された出入口IOに接続される。 As shown in FIGS. 1 and 2, a plurality of arms (links) 3 are rotatably connected to each other via corresponding joints (pin joints). are arranged parallel to the corresponding arm 3 one by one. In this embodiment, each arm 3 is hollow, and a plurality of hoses H (see broken lines in FIG. 2) as liquid supply pipes are arranged inside each arm 3 . Each hose H is connected to an inlet/outlet IO formed in a sealing member C on the base end side of the corresponding hydraulic actuator M. As shown in FIG.

また、図2に示すように、最基端側(最も液体供給装置10側)のアーム3は、支持部材(リンク)5により関節(ピン結合部)を介して回動自在に支持され、当該支持部材5は、最基端側のアーム3に対応した各液圧アクチュエータMの基端側の封止部材Cを回動自在に支持する。更に、最基端側のアーム3の先端部には、連結部材6が固定されており、当該連結部材6は、最基端側のアーム3に対応した各液圧アクチュエータMの先端側の封止部材Cを回動自在に支持する。これにより、最基端側のアーム3に対応した一対の液圧アクチュエータMのチューブT内の油圧を互いに異ならせることで、支持部材5に対するアーム3および連結部材6の回動角度を変化させると共に、当該一対の液圧アクチュエータMから当該アーム3および連結部材6に力を伝達することが可能となる。 Further, as shown in FIG. 2, the arm 3 on the most proximal side (the side closest to the liquid supply device 10) is rotatably supported by a support member (link) 5 via a joint (pin joint). The support member 5 rotatably supports the sealing member C on the proximal side of each hydraulic actuator M corresponding to the arm 3 on the most proximal side. Furthermore, a connecting member 6 is fixed to the tip of the arm 3 on the most proximal side, and the connecting member 6 seals the distal end of each hydraulic actuator M corresponding to the arm 3 on the most proximal side. The stop member C is rotatably supported. As a result, the hydraulic pressures in the tubes T of the pair of hydraulic actuators M corresponding to the arm 3 on the proximal end side are made different from each other, thereby changing the rotation angles of the arm 3 and the connecting member 6 with respect to the support member 5. , force can be transmitted from the pair of hydraulic actuators M to the arm 3 and the connecting member 6 .

また、最基端側のアーム3に固定された連結部材6は、当該アーム3に連結される先端側のアーム3に対応した各液圧アクチュエータMの基端側の封止部材Cを回動自在に支持する。更に、最基端側のアーム3以外のアーム3の先端部にも、連結部材6が固定されており、各連結部材6は、対応する一対の液圧アクチュエータMの先端側の封止部材Cを回動自在に支持する。最基端側のアーム3以外のアーム3に対応した一対の液圧アクチュエータMのチューブT内の油圧を互いに異ならせることで、基端側の連結部材6に対する当該アーム3および先端側の連結部材6の回動角度を変化させると共に、当該一対の液圧アクチュエータMから当該アーム3および先端側の連結部材6に力を伝達することが可能となる。なお、各アーム3に対応した一対の液圧アクチュエータMは、所定量だけ軸方向に収縮した状態を初期状態として拮抗駆動される。 The connecting member 6 fixed to the arm 3 on the most proximal side rotates the sealing member C on the proximal side of each hydraulic actuator M corresponding to the arm 3 on the distal side connected to the arm 3. Freely support. Furthermore, connecting members 6 are also fixed to the distal end portions of the arms 3 other than the arm 3 on the most proximal side, and each connecting member 6 serves as the sealing member C on the distal end side of the corresponding pair of hydraulic actuators M. is rotatably supported. By making the hydraulic pressures in the tubes T of the pair of hydraulic actuators M corresponding to the arms 3 other than the arm 3 on the most proximal side different from each other, the arm 3 and the connecting member on the distal end side with respect to the connecting member 6 on the proximal side. 6 can be changed, and force can be transmitted from the pair of hydraulic actuators M to the arm 3 and the connecting member 6 on the tip side. A pair of hydraulic actuators M corresponding to each arm 3 are antagonistically driven with a state in which they are contracted in the axial direction by a predetermined amount as an initial state.

液体供給装置10は、図3に示すように、液体貯留部(流体貯留部)を含む台座としてのタンク11と、当該タンク11を上下方向に延びる回動軸RA(図2における一点鎖線参照)の周りに回動自在に支持するベース部12と、タンク11の内部に配置される流体供給源としてのポンプ14と、それぞれタンク11の内部に配置される流体調整部としての第1油圧制御装置15および第2油圧制御装置16とを含む。タンク11は、例えば上端および下端が閉鎖された筒体であり、内部に作動油を貯留可能なものである。本実施形態において、ロボットアーム2の支持部材5は、図2に示すように、タンク11の上壁部11uに図示しないボルト等を介して固定される。すなわち、ロボットアーム2は、液体供給装置10のタンク11(上壁部11u)により支持される。 As shown in FIG. 3, the liquid supply device 10 includes a tank 11 as a pedestal including a liquid reservoir (fluid reservoir), and a rotation shaft RA (see the dashed line in FIG. 2) extending vertically through the tank 11. , a pump 14 as a fluid supply source arranged inside the tank 11, and a first hydraulic control device as a fluid adjustment unit arranged inside the tank 11, respectively. 15 and a second hydraulic control device 16 . The tank 11 is, for example, a cylindrical body with closed upper and lower ends, and can store hydraulic oil therein. In this embodiment, as shown in FIG. 2, the support member 5 of the robot arm 2 is fixed to the upper wall portion 11u of the tank 11 via bolts (not shown) or the like. That is, the robot arm 2 is supported by the tank 11 (upper wall portion 11 u) of the liquid supply device 10 .

ベース部12は、ロボットアーム2およびタンク11の下方に位置するようにロボット装置1の設置箇所に固定されるか、あるいは図示しない無人搬送車(AGV)等の搬送台車に搭載(固定)される。また、ベース部12は、第1油圧制御装置(他の油圧制御装置)15から作動油の供給を受けてタンク11を上記回動軸RAの周りに回動させる揺動モータ(回動ユニット)13を支持している。揺動モータ13は、液体のエネルギを回転運動に変換するものであり、ベーン(ピストン)の両側に供給された液体の圧力差に応じて当該ベーンを軸心の周りに揺動(回転)させる。これにより、第1油圧制御装置15からの油圧により揺動モータ13を作動させることで、ロボットアーム2およびタンク11を当該回動軸RAの周りに一体に回動させることが可能となる。 The base part 12 is fixed to an installation location of the robot device 1 so as to be positioned below the robot arm 2 and the tank 11, or is mounted (fixed) on a carrier such as an automatic guided vehicle (AGV) (not shown). . Further, the base portion 12 is provided with a swing motor (rotating unit) that receives supply of hydraulic oil from a first hydraulic control device (another hydraulic control device) 15 and rotates the tank 11 around the rotation axis RA. I support 13. The swing motor 13 converts the energy of the liquid into rotary motion, and swings (rotates) the vane (piston) about its axis according to the pressure difference of the liquid supplied to both sides of the vane. . Accordingly, by operating the swing motor 13 with the hydraulic pressure from the first hydraulic control device 15, the robot arm 2 and the tank 11 can be integrally rotated around the rotation axis RA.

ポンプ14は、タンク11内に配置されるポンプ部140と、タンク11内の作動油を吸引して吐出するようにポンプ部140を駆動する駆動部としての電動モータ141および減速ギヤ機構142とを含む。ポンプ14のポンプ部140は、減速ギヤ機構142を介して電動モータ141に連結されるロータ、複数の外歯を有すると共に当該ロータと一体に回転する外歯ギヤ(ドライブギヤ)、および外歯ギヤの外歯に噛合する当該外歯の総数よりも1つ多い複数の内歯を有すると共に当該外歯ギヤに対して偏心して配置される内歯ギヤ(ドリブンギヤ)とを含むギヤポンプ機構である(何れも、図示省略)。ポンプ部140は、図3に示すように、タンク11内の作動油の液位が予め定められた最低液位(ロボットアーム2の作動時における最低液位)であるときに、作動油の液面よりも下方に位置するようにタンク11内に固定される。更に、ポンプ部140は、タンク11内の作動油の液面(最低液位)よりも下側で下向きに開口する吸入口14iを含む。 The pump 14 includes a pump portion 140 arranged in the tank 11, and an electric motor 141 and a reduction gear mechanism 142 as driving portions for driving the pump portion 140 so as to suck and discharge hydraulic oil in the tank 11. include. A pump unit 140 of the pump 14 includes a rotor connected to an electric motor 141 via a reduction gear mechanism 142, an external gear (drive gear) having a plurality of external teeth and rotating integrally with the rotor, and an external gear. and an internal gear (driven gear) that has a plurality of internal teeth that are one more than the total number of external teeth meshing with the external teeth of the gear pump mechanism and that is arranged eccentrically with respect to the external gear (any are also omitted). As shown in FIG. 3, the pump unit 140 pumps the hydraulic oil when the liquid level of the hydraulic oil in the tank 11 is at a predetermined lowest liquid level (the lowest liquid level during operation of the robot arm 2). It is fixed inside the tank 11 so as to be positioned below the surface. Further, the pump part 140 includes a suction port 14 i that opens downward below the fluid level (minimum fluid level) of the hydraulic oil in the tank 11 .

また、本実施形態において、ポンプ14の減速ギヤ機構142は、タンク11内の作動油の液位が予め定められた最高液位であるときに少なくとも一部が作動油に浸漬するように当該タンク11内に配置される。更に、電動モータ141は、タンク11内の作動油の液位が最高液位であるときに作動油の液面(最高液位)よりも上方に位置するようにタンク11内に配置される。これにより、電動モータ141の回転時における撹拌抵抗をより低減化することが可能となる。なお、ポンプ14のポンプ部140は、ベーンやインペラを含むものであってもよい。また、ポンプ14から減速ギヤ機構142が省略されてもよい。更に、電動モータ141および減速ギヤ機構142が液没可能に構成されている場合、両者は、タンク11内の作動油の液面(最低液位)よりも下方に配置されてもよい。これにより、ポンプ14の放熱をより促進させると共にポンプ14の騒音を作動油およびタンク11の壁部とにより遮断することができる。 Further, in the present embodiment, the reduction gear mechanism 142 of the pump 14 is configured such that at least a portion of the hydraulic oil in the tank 11 is immersed in the hydraulic oil when the liquid level of the hydraulic oil in the tank 11 is at a predetermined maximum liquid level. 11. Further, the electric motor 141 is arranged in the tank 11 so as to be positioned above the liquid level of the hydraulic oil (highest liquid level) when the liquid level of the hydraulic oil in the tank 11 is the highest liquid level. This makes it possible to further reduce the stirring resistance when the electric motor 141 rotates. The pump section 140 of the pump 14 may include vanes and impellers. Also, the reduction gear mechanism 142 may be omitted from the pump 14 . Furthermore, when the electric motor 141 and the reduction gear mechanism 142 are configured to be submersible, both may be arranged below the liquid level (minimum liquid level) of the hydraulic oil in the tank 11 . As a result, the heat dissipation of the pump 14 can be further accelerated, and the noise of the pump 14 can be blocked by the working oil and the wall of the tank 11 .

第1油圧制御装置15は、図3に示すように、タンク11内の作動油の液位が上記最低液位であるときに、作動油の液面よりも下方に位置するようにタンク11内に固定され、配管を介してポンプ14のポンプ部140の吐出口に接続される。図示するように、第1油圧制御装置15は、元圧生成バルブRVと、信号圧を生成する図示しない信号圧生成バルブ(図示省略)と、元圧生成バルブRVからの油圧を調圧して上記揺動モータ13への油圧を生成するソレノイドバルブSL0とを含む。 As shown in FIG. 3, the first hydraulic control device 15 is arranged in the tank 11 so as to be positioned below the liquid level of the hydraulic oil when the liquid level of the hydraulic oil in the tank 11 is the minimum liquid level. , and connected to the discharge port of the pump portion 140 of the pump 14 via a pipe. As shown, the first hydraulic control device 15 includes a source pressure generation valve RV, a signal pressure generation valve (not shown) that generates a signal pressure, and the hydraulic pressure from the source pressure generation valve RV. and a solenoid valve SL0 that generates hydraulic pressure to the swing motor 13.

元圧生成バルブRVは、信号圧生成バルブからの信号圧に応じてポンプ部140から吐出される作動油を調圧して元圧を生成する。元圧生成バルブRVの信号圧生成バルブとしては、例えばロボットアーム2への要求に応じて図示しない制御装置により通電制御されるリニアソレノイドバルブが用いられる。また、本実施形態において、ソレノイドバルブSL0は、電磁部に印加される電流に応じて元圧生成バルブRVからの油圧(元圧)を調圧するリニアソレノイドバルブである。更に、第1油圧制御装置15は、タンク11内の作動油の液面(最低液位)よりも下側で開口するドレン管L1を含む。元圧生成バルブRVやソレノイドバルブSL0による油圧の調整に伴って生じるドレン油は、当該ドレン管L1からタンク11の内部に排出される。 The original pressure generating valve RV adjusts the pressure of the hydraulic oil discharged from the pump section 140 according to the signal pressure from the signal pressure generating valve to generate the original pressure. As the signal pressure generating valve of the original pressure generating valve RV, for example, a linear solenoid valve that is energized and controlled by a control device (not shown) according to a request to the robot arm 2 is used. Further, in the present embodiment, the solenoid valve SL0 is a linear solenoid valve that regulates the hydraulic pressure (original pressure) from the original pressure generation valve RV in accordance with the current applied to the electromagnetic section. Further, the first hydraulic control device 15 includes a drain pipe L<b>1 that opens below the liquid level (minimum liquid level) of the hydraulic oil in the tank 11 . Drain oil generated as the oil pressure is adjusted by the original pressure generating valve RV and the solenoid valve SL0 is discharged into the tank 11 through the drain pipe L1.

第2油圧制御装置16は、図2および図3に示すように、タンク11内、すなわち上壁部11uの内面に取り付けられ(固定され)、タンク11内で上下方向に延在する配管L0を介して第1油圧制御装置15の元圧生成バルブRVの出力ポートに接続される。また、第2油圧制御装置16は、ロボットアーム2における液圧アクチュエータMの数と同数(複数)のソレノイドバルブSLmを含む。各ソレノイドバルブSLmは、本実施形態において、電磁部に印加される電流に応じて元圧生成バルブRVからの油圧(元圧)を調圧して対応する液圧アクチュエータMへの油圧を生成するリニアソレノイドバルブである。また、各ソレノイドバルブSLmの出力ポートには、第2油圧制御装置16のバルブボディに形成された油路等を介して対応するホースHが接続される。更に、第2油圧制御装置16は、タンク11内の作動油の液面側に延びると共に当該液面(最低液位)よりも下側で開口するドレン管L2を含む。各ソレノイドバルブSLmによる油圧の調整に伴って生じるドレン油も、当該ドレン管L2からタンク11の内部に排出される。 As shown in FIGS. 2 and 3, the second hydraulic control device 16 is attached (fixed) to the inside of the tank 11, that is, to the inner surface of the upper wall portion 11u, and has a pipe L0 extending vertically inside the tank 11. , to the output port of the original pressure generating valve RV of the first hydraulic control device 15 . The second hydraulic control device 16 also includes the same number (plurality) of solenoid valves SLm as the hydraulic actuators M in the robot arm 2 . In this embodiment, each solenoid valve SLm is a linear valve that adjusts the hydraulic pressure (original pressure) from the original pressure generating valve RV in accordance with the current applied to the electromagnetic section to generate the hydraulic pressure to the corresponding hydraulic actuator M. Solenoid valve. A corresponding hose H is connected to the output port of each solenoid valve SLm via an oil passage or the like formed in the valve body of the second hydraulic control device 16 . Further, the second hydraulic control device 16 includes a drain pipe L2 that extends toward the liquid level of the hydraulic oil in the tank 11 and opens below the liquid level (minimum liquid level). Drain oil generated as the hydraulic pressure is adjusted by each solenoid valve SLm is also discharged into the tank 11 through the drain pipe L2.

また、ポンプ14の電動モータ141には、電力を供給するためのケーブルKpが接続され、当該ケーブルKpは、タンク11内の作動油の液面(最高液位)よりも上側で開口するように当該タンク11に形成されたケーブル孔11hから外部に引き出される。更に、第1油圧制御装置15の信号圧生成バルブおよびソレノイドバルブSL0にも、電力を供給するためのケーブルK1が接続され、当該ケーブルK1は、ポンプ14のケーブルKpと同様に、タンク11に形成されたケーブル孔11hから外部に引き出される。また、第2油圧制御装置16の各ソレノイドバルブSLmにも、電力を供給するためのケーブルK2が接続され、当該ケーブルK2は、上記ケーブルKp,K1と同様に、タンク11に形成されたケーブル孔11hから外部に引き出される。更に、各ケーブルKp,K1,K2は、図示しない制御装置を介して家庭用電源やバッテリ等に接続される。なお、本実施形態ではタンク11の壁部とケーブルKp,K1,K2との隙間を封止するシール部材が、ケーブル孔11hに設けられる。ただし、液体供給装置10が設置箇所に固定される場合には、当該シール部材が省略されてもよい。 A cable Kp for supplying electric power is connected to the electric motor 141 of the pump 14, and the cable Kp is opened above the liquid level (highest liquid level) of the hydraulic oil in the tank 11. It is pulled out from the cable hole 11h formed in the tank 11 concerned. Furthermore, a cable K1 for supplying power is also connected to the signal pressure generating valve and the solenoid valve SL0 of the first hydraulic control device 15, and the cable K1 is formed in the tank 11 in the same manner as the cable Kp of the pump 14. It is pulled out to the outside from the cable hole 11h. A cable K2 for supplying electric power is also connected to each solenoid valve SLm of the second hydraulic control device 16, and the cable K2 is connected to a cable hole formed in the tank 11 similarly to the cables Kp and K1. It is pulled out from 11h. Further, each cable Kp, K1, K2 is connected to a domestic power source, a battery, or the like via a control device (not shown). In this embodiment, a seal member for sealing gaps between the wall of the tank 11 and the cables Kp, K1, K2 is provided in the cable hole 11h. However, when the liquid supply device 10 is fixed to the installation location, the seal member may be omitted.

上述のように、ロボット装置1において、人工筋肉としての液圧アクチュエータMを複数含むロボットアーム2は、作動油(液体)を貯留するタンク11により支持される。また、タンク11の内部には、作動油を吸引して吐出するポンプ14のポンプ部140と、ポンプ部140からの作動油を調圧(調整)して各液圧アクチュエータMに供給する第2油圧制御装置16とが配置される。これにより、タンク11を収容する筐体が不要となり、タンク11とポンプ14および第2油圧制御装置16とを繋ぐ配管を省略することができるので、液体供給装置10を小型化してロボット装置1の全体をコンパクト化することが可能となる。更に、ポンプ14のポンプ部140をタンク11(作動油)内に配置することで、タンク11内の作動油によりポンプ14等の放熱を促進させたり、タンク11や作動液により騒音を遮断したりすることができる。この結果、ロボット装置1のコンパクト化を図りつつ、発熱や騒音を低減化することが可能となる。 As described above, in the robot device 1, the robot arm 2 including a plurality of hydraulic actuators M as artificial muscles is supported by the tank 11 that stores hydraulic oil (liquid). Further, inside the tank 11, there are provided a pump portion 140 of the pump 14 for sucking and discharging hydraulic oil, and a second pump portion 140 for regulating (adjusting) the pressure of the hydraulic oil from the pump portion 140 and supplying it to each hydraulic actuator M. A hydraulic control device 16 is arranged. This eliminates the need for a housing that houses the tank 11, and eliminates the piping that connects the tank 11, the pump 14, and the second hydraulic control device 16. Therefore, the liquid supply device 10 can be downsized, and the robot device 1 can be used. It is possible to make the whole compact. Furthermore, by arranging the pump part 140 of the pump 14 in the tank 11 (hydraulic oil), the hydraulic oil in the tank 11 promotes the heat dissipation of the pump 14 and the like, and the noise is blocked by the tank 11 and the hydraulic fluid. can do. As a result, it is possible to reduce heat generation and noise while making the robot apparatus 1 more compact.

また、ロボット装置1では、ロボットアーム2が台座としてのタンク11に固定されると共に、当該タンク11がベース部12により回動軸RAの周りに回動自在に支持される。更に、タンク11は、流体供給源としてのポンプ14からの作動油の圧力を調整して複数の液圧アクチュエータ(人工筋肉)Mに供給する流体調整部としての第2油圧制御装置16を支持している。これにより、複数の液圧アクチュエータMを含むロボットアーム2(およびダンク11)がベース部12に対して回動する際、複数のソレノイドバルブSLmを含む第2油圧制御装置16もロボットアーム2と一体に回動軸RAの周りに回動する。従って、ベース部12に第2油圧制御装置16が配置され、当該第2油圧制御装置16が回動軸RAの周りに回動しない場合に比べて、第2油圧制御装置16と各液圧アクチュエータMとを結ぶ流体通路を形成するホースH(配管)等の長さを短くしたり、取り回しを容易にしたりすることができる。この結果、ロボット装置1全体の大型化を抑制しつつ、複数の液圧アクチュエータMを含むロボットアーム2の自由度を増加させることが可能となる。 Further, in the robot device 1, the robot arm 2 is fixed to the tank 11 as a base, and the tank 11 is supported by the base portion 12 so as to be rotatable about the rotation axis RA. Furthermore, the tank 11 supports a second hydraulic control device 16 as a fluid adjustment unit that adjusts the pressure of hydraulic fluid from a pump 14 as a fluid supply source and supplies it to a plurality of hydraulic actuators (artificial muscles) M. ing. As a result, when the robot arm 2 (and the dunk 11) including the plurality of hydraulic actuators M rotates with respect to the base portion 12, the second hydraulic control device 16 including the plurality of solenoid valves SLm is also integrated with the robot arm 2. , rotates around the rotation axis RA. Therefore, compared to the case where the second hydraulic control device 16 is arranged on the base portion 12 and the second hydraulic control device 16 does not rotate around the rotation axis RA, the second hydraulic control device 16 and the hydraulic actuators It is possible to shorten the length of the hose H (piping) or the like that forms a fluid passage connecting M and facilitate the handling. As a result, it is possible to increase the degree of freedom of the robot arm 2 including the plurality of hydraulic actuators M while suppressing an increase in the overall size of the robot apparatus 1 .

更に、ロボット装置1において、第2油圧制御装置16は、液体貯留部およびポンプ14の上方に位置するようにタンク11の上壁部11uにより支持される。これにより、複数のソレノイドバルブSLmおよびコントロールバルブPCVから漏れ出た作動油をバルブボディからドレン管L2を介して直接タンク11内に排出させることが可能となるので、第2油圧制御装置16(バルブボディ)からの液漏れを抑制するための構造や、漏れ出た作動油をタンク11内に導くための構造を簡素化することができる。この結果、液体供給装置10(ロボット装置1)の構造の大型化や複雑化を抑制すると共にコストダウンを図ることが可能となる。 Furthermore, in the robot device 1 , the second hydraulic control device 16 is supported by the upper wall portion 11 u of the tank 11 so as to be positioned above the liquid reservoir and the pump 14 . As a result, it is possible to drain the hydraulic fluid leaking from the plurality of solenoid valves SLm and the control valve PCV directly into the tank 11 from the valve body via the drain pipe L2. It is possible to simplify the structure for suppressing liquid leakage from the body) and the structure for guiding the leaked hydraulic oil into the tank 11 . As a result, it is possible to suppress the size and complexity of the structure of the liquid supply device 10 (robot device 1) and to reduce the cost.

また、上記実施形態において、ポンプ14の駆動部としての電動モータ141および減速ギヤ機構142は、ポンプ部140よりも上側に位置するようにタンク11内に配置される。このように、電動モータ141を含むポンプ14の駆動部をタンク11内に配置することで、タンク11によりポンプ14の動作音を良好に遮断することが可能となる。 Further, in the above-described embodiment, the electric motor 141 and the reduction gear mechanism 142 as the driving portion of the pump 14 are arranged inside the tank 11 so as to be positioned above the pump portion 140 . By arranging the driving portion of the pump 14 including the electric motor 141 in the tank 11 in this manner, the operating sound of the pump 14 can be effectively blocked by the tank 11 .

ただし、図4に示す液体供給装置10Bのように、ポンプ14Bの駆動部としての電動モータ141および減速ギヤ機構142は、タンク11Bの外部に配置されてもよい。これにより、タンク11Bの小型化を図りつつ、当該タンク11B内に貯留可能な作動油の量を充分に確保することができる。また、かかる液体供給装置10Bは、電動モータ141に対するタンク11B内の液揺れの影響を無くすことが可能であり、特に無人搬送車に搭載されるロボット装置1に適用されると好ましい。更に、ロボット装置1において、ポンプ14の全体(ポンプ部140および駆動部)がタンク11,11Bの外に配置されてもよい。 However, like the liquid supply device 10B shown in FIG. 4, the electric motor 141 and the reduction gear mechanism 142 serving as the driving portion of the pump 14B may be arranged outside the tank 11B. As a result, it is possible to secure a sufficient amount of hydraulic oil that can be stored in the tank 11B while reducing the size of the tank 11B. Further, the liquid supply device 10B can eliminate the influence of the liquid shaking in the tank 11B on the electric motor 141, and is preferably applied particularly to the robot device 1 mounted on the automatic guided vehicle. Furthermore, in the robot apparatus 1, the entire pump 14 (pump section 140 and driving section) may be arranged outside the tanks 11 and 11B.

また、上記実施形態において、ロボットアーム2は、タンク11の上壁部11uにより支持され、第2油圧制御装置16は、当該上壁部11uの内面に取り付けられる。これにより、第2油圧制御装置16から各液圧アクチュエータMに作動油を供給するためのホース(液体供給管)Hをより短縮化すると共に各ホースHの取り回しを極めて容易にすることが可能となる。ただし、第2油圧制御装置16は、ロボットアーム2を支持するタンク11の壁部の内面に取り付けられればよく、例えばロボットアーム2がタンク11の側壁部により支持される場合には、当該側壁部の内面に取り付けられてもよい。 In the above embodiment, the robot arm 2 is supported by the upper wall portion 11u of the tank 11, and the second hydraulic control device 16 is attached to the inner surface of the upper wall portion 11u. As a result, the hose (liquid supply pipe) H for supplying hydraulic fluid from the second hydraulic control device 16 to each hydraulic actuator M can be further shortened and the handling of each hose H can be made extremely easy. Become. However, the second hydraulic control device 16 may be attached to the inner surface of the wall portion of the tank 11 that supports the robot arm 2. For example, when the robot arm 2 is supported by the side wall portion of the tank 11, the side wall portion may be attached to the inner surface of the

更に、液体供給装置10,10Bは、タンク11を回動自在に支持するベース部12と、ベース部12により支持され、タンク11を回動させる回動ユニットとしての揺動モータ13と、タンク11内の作動油の液面(最低液位)よりも下側に位置するように当該タンク11内に配置されてポンプ部140からの作動油を調圧して揺動モータ13に供給する第1油圧制御装置15とを含む。これにより、ロボットアーム2をタンク11と一体に回動させることが可能となる。加えて、上記実施形態のように、タンク11内の作動油の液面(最低液位)よりも下側に配置される第1油圧制御装置15(元圧生成バルブRV)により元圧を生成して上方の第2油圧制御装置16に供給することで、効率よく元圧を生成すると共に、ポンプ14の負荷を低下させることができる。 Further, the liquid supply devices 10 and 10B include a base portion 12 that rotatably supports the tank 11, a swing motor 13 that is supported by the base portion 12 and serves as a rotating unit that rotates the tank 11, and the tank 11. A first hydraulic pressure that is arranged in the tank 11 so as to be positioned below the liquid level (minimum liquid level) of the hydraulic oil in the tank 11 and that regulates the pressure of the hydraulic oil from the pump section 140 and supplies it to the swing motor 13 and a controller 15 . Thereby, the robot arm 2 can be rotated integrally with the tank 11 . In addition, as in the above embodiment, the primary pressure is generated by the first hydraulic control device 15 (original pressure generation valve RV) arranged below the liquid level (minimum liquid level) of the hydraulic oil in the tank 11. By supplying the pressure to the second hydraulic control device 16 above, the original pressure can be efficiently generated and the load on the pump 14 can be reduced.

また、第1および第2油圧制御装置15,16は、タンク11内の作動油の液面(最低液位)よりも下側で開口するドレン管L1またはL2を含み、それぞれ作動油の調圧に伴って生じるドレン油(余剰の液体)をドレン管L1またはL2からタンク11の内部に排出する。これにより、ドレン管L1,L2から作動油が流出する際に気泡が発生しないようにして、ポンプ部140がエアを吸い込むのを抑制することが可能となる。ただし、第2油圧制御装置16のドレン管L2は、タンク11内の作動油の液面よりも上側で開口するものであってもよい。加えて、上記液体供給装置10,10Bでは、ポンプ部140の吸入口14iがタンク11内の作動油の液面(最低液位)よりも下側で下向きに開口する。これにより、ポンプ部140がエアを吸い込むのをより良好に抑制することが可能となる。 In addition, the first and second hydraulic control devices 15 and 16 each include a drain pipe L1 or L2 that opens below the liquid level (minimum liquid level) of the hydraulic oil in the tank 11, and regulates the pressure of the hydraulic oil, respectively. Drain oil (surplus liquid) generated along with the above is discharged into the tank 11 from the drain pipe L1 or L2. As a result, it is possible to prevent air bubbles from being generated when hydraulic oil flows out from the drain pipes L1 and L2, thereby preventing the pump section 140 from sucking air. However, the drain pipe L<b>2 of the second hydraulic control device 16 may open above the liquid surface of the hydraulic oil in the tank 11 . In addition, in the liquid supply devices 10 and 10B, the suction port 14i of the pump portion 140 opens downward below the liquid level (minimum liquid level) of the hydraulic oil in the tank 11 . As a result, it is possible to better prevent the pump portion 140 from sucking air.

更に、第1および第2油圧制御装置15,16は、それぞれタンク11の外部からケーブルK1またはK2を介して電力が供給されるソレノイドバルブSL0またはSLmを含み、ケーブルK1,K2は、タンク11内の作動油の液面(最高液位)よりも上側で開口するように当該タンク11に形成されたケーブル孔11hから外部に引き出される。加えて、ポンプ14の電動モータ141には、電力を供給するためのケーブルKpが接続され、当該ケーブルKpもタンク11のケーブル孔11hから外部に引き出される。これにより、ケーブルKp,K1,K2が挿通されるケーブル孔11hからの作動油の漏洩を良好に抑制することが可能となる。 Further, the first and second hydraulic control devices 15, 16 each include a solenoid valve SL0 or SLm powered via a cable K1 or K2, respectively, from outside the tank 11, the cables K1, K2 is pulled out from a cable hole 11h formed in the tank 11 so as to open above the liquid level (highest liquid level) of the hydraulic oil. In addition, a cable Kp for supplying electric power is connected to the electric motor 141 of the pump 14, and the cable Kp is also pulled out from the cable hole 11h of the tank 11 to the outside. As a result, leakage of hydraulic oil from the cable hole 11h through which the cables Kp, K1, and K2 are inserted can be suppressed satisfactorily.

図5は、上記ロボット装置1に適用可能な他の液体供給装置10Cを示す概略構成図であり、図は、液体供給装置10Cの第2油圧制御装置16Cを示す系統図である。なお、液体供給装置10Cの構成要素のうち、上記液体供給装置10等と同一の要素については同一の符号を付し、重複する説明を省略する。 FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing another liquid supply device 10C applicable to the robot device 1, and the figure is a system diagram showing a second hydraulic control device 16C of the liquid supply device 10C. Among the constituent elements of the liquid supply device 10C, the same elements as those of the liquid supply device 10 and the like are denoted by the same reference numerals, and overlapping descriptions are omitted.

図5に示すように、液体供給装置(流体供給装置)10Cも、液体貯留部(流体貯留部)を含むロボットアーム2の台座としてのタンク11と、当該タンク11を上下方向に延びる回動軸RAの周りに回動自在に支持すると共に回動ユニットとしての揺動モータ13を支持するベース部12と、タンク11の内部に配置される流体供給源としてのポンプ14と、それぞれタンク11の内部に配置される流体調整部としての第1油圧制御装置15および第2油圧制御装置16Cとを含む。 As shown in FIG. 5, the liquid supply device (fluid supply device) 10C also includes a tank 11 as a pedestal for the robot arm 2 including a liquid reservoir (fluid reservoir) and a rotation shaft extending vertically through the tank 11. A base portion 12 which supports a swing motor 13 as a rotating unit and which is rotatably supported around the RA; a pump 14 as a fluid supply source disposed inside the tank 11; includes a first hydraulic control device 15 and a second hydraulic control device 16C as fluid adjustment units arranged in the .

液体供給装置10Cの第2油圧制御装置16Cも、タンク11内、すなわち上壁部11uの内面に取り付けられ(固定され)、タンク11内で上下方向に延在する配管L0を介して第1油圧制御装置15の元圧生成バルブRVの出力ポートに接続される。また、第2油圧制御装置16Cは、流体調整バルブ(圧力調整弁)として、ロボットアーム2における液圧アクチュエータMの数と同数(例えば6個)のソレノイドバルブSLmと、コントロールバルブPCVとを含む。 The second hydraulic control device 16C of the liquid supply device 10C is also mounted (fixed) inside the tank 11, that is, on the inner surface of the upper wall portion 11u, and receives the first hydraulic pressure via a pipe L0 extending vertically inside the tank 11. It is connected to the output port of the original pressure generating valve RV of the control device 15 . The second hydraulic control device 16C also includes, as fluid control valves (pressure control valves), the same number of solenoid valves SLm as the hydraulic actuators M in the robot arm 2 (eg, six), and control valves PCV.

複数のソレノイドバルブSLmは、液体供給装置1に含まれるものと共通の構成を有するリニアソレノイドバルブであり、それぞれ第2油圧制御装置16Cのバルブボディ(バルブ保持部材)B2内に収容(保持)されると共に図示しない制御装置により制御される。図6に示すように、ソレノイドバルブSLmは、当該制御装置により通電制御される電磁部50eと、バルブボディB2により保持されるスリーブ内に軸方向に移動可能に配置されるスプール50sと、スプール50sを電磁部50e側(出力ポート50o側から入力ポート50i側、図6中上側)に付勢するスプリング50spとを含む。更に、ソレノイドバルブSLmは、入力ポート50iと、出力ポート50oと、出力ポート50oに連通するフィードバックポート50fと、入力ポート50iおよび出力ポート50oと連通可能なドレンポート50dとを含む。 The plurality of solenoid valves SLm are linear solenoid valves having a configuration common to those included in the liquid supply device 1, and are housed (held) in a valve body (valve holding member) B2 of the second hydraulic control device 16C. and controlled by a control device (not shown). As shown in FIG. 6, the solenoid valve SLm includes an electromagnetic portion 50e that is energized and controlled by the control device, a spool 50s that is axially movably disposed within a sleeve held by the valve body B2, and a spool 50s. toward the electromagnetic portion 50e side (from the output port 50o side to the input port 50i side, the upper side in FIG. 6). Further, the solenoid valve SLm includes an input port 50i, an output port 50o, a feedback port 50f communicating with the output port 50o, and a drain port 50d communicating with the input port 50i and the output port 50o.

各ソレノイドバルブSLmの入力ポート50iは、バルブボディB2に形成された油路を介して配管L0に連通する。複数のソレノイドバルブSLmのうち、1つのソレノイドバルブSLmの出力ポート50oからは、コントロールバルブPCVへの信号圧が出力される。また、残余の5つのソレノイドバルブSLmの出力ポート50oは、バルブボディB2に形成された油路やホースH等を介して対応する液圧アクチュエータM(チューブT)の作動油の出入口IOに連通する。更に、各ソレノイドバルブSLmのドレンポート50dは、バルブボディB2に形成された油路を介してドレン管L2に連通する。 An input port 50i of each solenoid valve SLm communicates with the pipe L0 via an oil passage formed in the valve body B2. A signal pressure to the control valve PCV is output from the output port 50o of one solenoid valve SLm among the plurality of solenoid valves SLm. In addition, the output ports 50o of the remaining five solenoid valves SLm communicate with hydraulic fluid inlets and outlets IO of the corresponding hydraulic actuators M (tube T) via oil passages and hoses H formed in the valve body B2. . Furthermore, the drain port 50d of each solenoid valve SLm communicates with the drain pipe L2 via an oil passage formed in the valve body B2.

本実施形態において、ソレノイドバルブSLmは、電磁部50eに電流が供給される際に開弁する常閉弁であり、各電磁部50eは、印加される電流に応じて入力ポート50iと出力ポート50oと連通させるようにスプール50sを軸方向に移動させる。これにより、電磁部50e(コイル)への給電により発生する推力と、スプリング50spの付勢力と、出力ポート50oからフィードバックポート50fに供給された油圧によりスプール50sに作用する電磁部50e側への推力とをバランスさせることで、入力ポート50iに供給されたポンプ14側からの作動油を所望の圧力に精度よく調整して出力ポート50oからコントロールバルブPCVへの信号圧または液圧アクチュエータMへの駆動圧として流出させることが可能となる。 In this embodiment, the solenoid valve SLm is a normally closed valve that opens when current is supplied to the electromagnetic part 50e. Axially move spool 50s into communication with. As a result, the thrust force acting on the spool 50s toward the electromagnetic portion 50e side due to the thrust generated by the power supply to the electromagnetic portion 50e (coil), the biasing force of the spring 50sp, and the hydraulic pressure supplied from the output port 50o to the feedback port 50f. By balancing , the hydraulic oil from the pump 14 side supplied to the input port 50i is accurately adjusted to the desired pressure, and the signal pressure from the output port 50o to the control valve PCV or the drive to the hydraulic actuator M It becomes possible to flow out as pressure.

また、複数の液圧アクチュエータM側に供給される油圧(信号圧または駆動圧)をソレノイドバルブSLmにフィードバックすることで、人工筋肉としての液圧アクチュエータMにより駆動されるロボットアーム2に当該液圧アクチュエータM以外からの外力が加えられたときに、当該外力による液圧アクチュエータMのチューブTの体積変化に応じた油圧の変動を吸収することができる。加えて、当該外力が無くなった後には、速やかに要求に応じた油圧(駆動圧)を液圧アクチュエータMに供給することが可能となる。 In addition, by feeding back the hydraulic pressure (signal pressure or driving pressure) supplied to the plurality of hydraulic actuators M to the solenoid valve SLm, the robot arm 2 driven by the hydraulic actuator M as an artificial muscle is fed back to the hydraulic pressure. When an external force is applied from a source other than the actuator M, it is possible to absorb fluctuations in hydraulic pressure according to changes in the volume of the tube T of the hydraulic actuator M caused by the external force. In addition, after the external force disappears, it is possible to quickly supply hydraulic pressure (driving pressure) to the hydraulic actuator M according to the demand.

コントロールバルブPCVは、対応するソレノイドバルブSLmからの信号圧に応じて配管L0からの作動油の圧力を調整して予め定められた液圧アクチュエータMのチューブTに供給するものである。コントロールバルブPCVは、バルブボディB2内に軸方向に移動可能に配置されるスプール60sおよび当該スプール60sを付勢するスプリング60spを含むスプールバルブである。また、コントロールバルブPCVは、図6に示すように、入力ポート60iと、出力ポート60oと、フィードバックポート60fと、信号圧入力ポート60cと、ドレンポート60dとを含む。 The control valve PCV adjusts the pressure of the working oil from the pipe L0 according to the signal pressure from the corresponding solenoid valve SLm and supplies it to the tube T of the hydraulic actuator M determined in advance. The control valve PCV is a spool valve that includes a spool 60s that is axially movably disposed within the valve body B2 and a spring 60sp that biases the spool 60s. 6, the control valve PCV includes an input port 60i, an output port 60o, a feedback port 60f, a signal pressure input port 60c, and a drain port 60d.

入力ポート60iは、バルブボディB2に形成された油路を介して配管L0に連通する。出力ポート60oは、バルブボディB2に形成された油路やホースH等を介して対応する液圧アクチュエータM(チューブT)の作動油の出入口IOに連通する。フィードバックポート60fは、バルブボディB2に形成された油路を介して出力ポート60oに連通する。信号圧入力ポート60cは、バルブボディB2に形成された油路を介して上記1つのソレノイドバルブSLmの出力ポート50oに連通する。ドレンポート60dは、バルブボディB2に形成された油路を介してドレン管L2に連通する。 The input port 60i communicates with the pipe L0 via an oil passage formed in the valve body B2. The output port 60o communicates with the hydraulic fluid inlet/outlet IO of the corresponding hydraulic actuator M (tube T) via an oil passage formed in the valve body B2, a hose H, and the like. The feedback port 60f communicates with the output port 60o through an oil passage formed in the valve body B2. The signal pressure input port 60c communicates with the output port 50o of the one solenoid valve SLm through an oil passage formed in the valve body B2. The drain port 60d communicates with the drain pipe L2 via an oil passage formed in the valve body B2.

かかるコントロールバルブPCVのスプール60sは、電磁部50eに印加される電流に応じた上記1つのソレノイドバルブSLmからの信号圧が作用することで、スプリング60spの付勢力に抗して軸方向に移動する。これにより、信号圧の作用によりスプール60sに付与される推力と、スプリング60spの付勢力と、出力ポート60oからフィードバックポート60fに供給された油圧(駆動圧)によりスプール60sに作用する推力とをバランスさせることで、入力ポート60iに供給されたポンプ14側からの作動油の一部を適宜ドレンポート60dを介してドレンして出力ポート60oから該当する液圧アクチュエータMのチューブTへと供給される作動油を所望の圧力に精度よく調整することができる。 The spool 60s of the control valve PCV moves in the axial direction against the biasing force of the spring 60sp by the action of the signal pressure from the one solenoid valve SLm corresponding to the current applied to the electromagnetic part 50e. . This balances the thrust applied to the spool 60s by the action of the signal pressure, the biasing force of the spring 60sp, and the thrust acting on the spool 60s by the hydraulic pressure (driving pressure) supplied from the output port 60o to the feedback port 60f. As a result, a portion of the hydraulic oil supplied to the input port 60i from the pump 14 side is drained appropriately through the drain port 60d and supplied from the output port 60o to the tube T of the corresponding hydraulic actuator M. Hydraulic oil can be precisely adjusted to a desired pressure.

そして、第2油圧制御装置16C(バルブボディB2)は、図5に示すように、圧力調整弁である複数のソレノイドバルブSLmおよびコントロールバルブPCVのスプール50s,60sがロボットアーム2およびタンク11の回動軸RAと平行に延在するようにタンク11の上壁部11uにより支持される。すなわち、複数のソレノイドバルブSLmは、それぞれスプール50sの軸方向(図5中一点鎖線参照)がロボットアーム2およびタンク11の回動軸RAと平行をなすようにバルブボディB2(タンク11)により保持(支持)される。また、コントロールバルブPCVも、スプール60sの軸方向(図5中一点鎖線参照)がロボットアーム2およびタンク11の回動軸RAと平行をなすようにバルブボディB2(タンク11)により保持(支持)される。 As shown in FIG. 5, the second hydraulic control device 16C (valve body B2) has a plurality of solenoid valves SLm, which are pressure regulating valves, and spools 50s and 60s of control valves PCV. It is supported by the upper wall portion 11u of the tank 11 so as to extend parallel to the driving axis RA. That is, the plurality of solenoid valves SLm are held by the valve body B2 (tank 11) so that the axial direction of the spool 50s (see the dashed line in FIG. 5) is parallel to the robot arm 2 and the rotation axis RA of the tank 11. be (supported) The control valve PCV is also held (supported) by the valve body B2 (tank 11) so that the axial direction of the spool 60s (see the dashed line in FIG. 5) is parallel to the rotation axis RA of the robot arm 2 and the tank 11. be done.

上述のように、液体供給装置10Cにおいても、ロボットアーム2(支持部材5)が固定される台座としてのタンク11は、ベース部12により回動軸RAの周りに回動自在に支持される。更に、タンク11は、流体供給源としてのポンプ14からの作動油の圧力を調整して複数の液圧アクチュエータ(人工筋肉)Mに供給する流体調整部としての第2油圧制御装置16Cを支持している。これにより、複数の液圧アクチュエータMを含むロボットアーム2(およびダンク11)がベース部12に対して回動する際、複数のソレノイドバルブSLmを含む第2油圧制御装置16Cもロボットアーム2と一体に回動軸RAの周りに回動する。従って、ベース部12に第2油圧制御装置16Cが配置され、当該第2油圧制御装置16Cが回動軸RAの周りに回動しない場合に比べて、第2油圧制御装置16Cと各液圧アクチュエータMとを結ぶ流体通路を形成するホースH(配管)等の長さを短くしたり、取り回しを容易にしたりすることができる。 As described above, in the liquid supply device 10C as well, the tank 11 as a pedestal to which the robot arm 2 (support member 5) is fixed is supported by the base portion 12 so as to be rotatable about the rotation axis RA. Furthermore, the tank 11 supports a second hydraulic control device 16C as a fluid adjustment unit that adjusts the pressure of hydraulic fluid from a pump 14 as a fluid supply source and supplies it to a plurality of hydraulic actuators (artificial muscles) M. ing. As a result, when the robot arm 2 (and the dunk 11) including the plurality of hydraulic actuators M rotates with respect to the base portion 12, the second hydraulic control device 16C including the plurality of solenoid valves SLm is also integrated with the robot arm 2. , rotates around the rotation axis RA. Therefore, compared to the case where the second hydraulic control device 16C is arranged in the base portion 12 and the second hydraulic control device 16C does not rotate around the rotation axis RA, the second hydraulic control device 16C and the hydraulic actuators It is possible to shorten the length of the hose H (piping) or the like that forms a fluid passage connecting M and facilitate the handling.

また、液体供給装置10Cの第2油圧制御装置16Cは、軸方向に移動可能なスプール50s,60sを有すると共にスプール50s,60sに作用する複数の軸方向の推力をバランスさせてポンプ14側からの作動油の圧力を調整する複数のリニアソレノイドバルブSLmおよびコントロールバルブPCVを含み、スプール50s,60sが回動軸RAと平行に延在するようにタンク11により支持される。これにより、ロボットアーム2(およびタンク11)がベース部12に対して回動軸RAの周りに回動する際に、スプール50s,60sに作用する軸方向の推力への遠心力の影響を無くすことができるので、各液圧アクチュエータ(人工筋肉)Mに供給される作動油の圧力を複数のソレノイドバルブSLmおよびコントロールバルブPCVにより精度よく調整することが可能となる。 The second hydraulic control device 16C of the liquid supply device 10C has axially movable spools 50s and 60s, and balances a plurality of axial thrusts acting on the spools 50s and 60s so that the pressure from the pump 14 side is reduced. It includes a plurality of linear solenoid valves SLm and control valves PCV that adjust the pressure of hydraulic fluid, and spools 50s and 60s are supported by tank 11 so as to extend parallel to pivot axis RA. As a result, when the robot arm 2 (and the tank 11) rotates about the rotation axis RA with respect to the base portion 12, the influence of the centrifugal force on the axial thrust acting on the spools 50s and 60s is eliminated. Therefore, the pressure of hydraulic fluid supplied to each hydraulic actuator (artificial muscle) M can be adjusted with high precision by the plurality of solenoid valves SLm and control valves PCV.

この結果、ロボット装置1では、装置全体の大型化を抑制しつつ、複数の液圧アクチュエータMを含むロボットアーム2の自由度を増加させると共に当該ロボットアーム2の制御性を良好に確保することができる。 As a result, in the robot apparatus 1, it is possible to increase the degree of freedom of the robot arm 2 including the plurality of hydraulic actuators M and to ensure good controllability of the robot arm 2 while suppressing an increase in the size of the entire apparatus. can.

更に、液体供給装置10Cの第2油圧制御装置16C(バルブボディB2)は、台座としてのタンク11の上壁部11uにより支持される。これにより、ロボットアーム2(タンク11)がベース部12に対して回動軸RAの周りに回動する際に、当該ロボットアーム2の姿勢に拘わらず、スプール50s,60sに作用する軸方向の推力への遠心力の影響を無くすことが可能となる。 Further, the second hydraulic control device 16C (valve body B2) of the liquid supply device 10C is supported by the upper wall portion 11u of the tank 11 as a pedestal. As a result, when the robot arm 2 (tank 11) rotates about the rotation axis RA with respect to the base portion 12, regardless of the posture of the robot arm 2, the axial direction acting on the spools 50s and 60s is It is possible to eliminate the influence of centrifugal force on thrust.

また、第2油圧制御装置16Cをタンク11の上壁部11uの内面に取り付けることで、第2油圧制御装置16Cから各液圧アクチュエータMに作動油を供給するためのホース(液体供給管)Hをより短縮化すると共に各ホースHの取り回しを極めて容易にすることが可能となる。ただし、第2油圧制御装置16Cは、例えばロボットアーム2がタンク11の側壁部により支持される場合、当該側壁部の内面に取り付けられてもよい。 Further, by attaching the second hydraulic control device 16C to the inner surface of the upper wall portion 11u of the tank 11, a hose (liquid supply pipe) H for supplying hydraulic fluid from the second hydraulic control device 16C to each hydraulic actuator M can be further shortened and the handling of each hose H can be made extremely easy. However, if the robot arm 2 is supported by the side wall of the tank 11, for example, the second hydraulic control device 16C may be attached to the inner surface of the side wall.

更に、第2油圧制御装置16Cは、ロボットアーム2のアーム3や支持部材5、連結部材6等により支持されてもよい。更に、複数のソレノイドバルブSLmやコントロールバルブPCVが対応する液圧アクチュエータMの近傍に位置するようにロボットアーム2のアーム3や支持部材5、連結部材6等により支持されてもよい。 Furthermore, the second hydraulic control device 16C may be supported by the arm 3 of the robot arm 2, the support member 5, the connecting member 6, and the like. Furthermore, the plurality of solenoid valves SLm and control valves PCV may be supported by the arm 3 of the robot arm 2, the support member 5, the connecting member 6, etc. so as to be positioned near the corresponding hydraulic actuators M. FIG.

なお、液体供給装置10-10Cにおいて、ソレノイドバルブSLm,SL0の少なくとも何れか1つは、常開弁であってもよい。この場合、当該常開弁は、電磁部からの推力および当該電磁部からの推力と同方向に作用するようにフィードバックポートに供給された液圧による推力を、スプリングの付勢力とバランスさせるものであってもよい。更に、ソレノイドバルブSLm,SL0の少なくとも何れか1つは、専用のフィードバックポートをもたず、スプールを収容するスリーブの内側で出力圧(駆動圧)をフィードバック圧としてスプールに作用させるように構成されたものであってもよい(例えば、特開2020-41687号公報参照)。同様に、コントロールバルブPCVも、出力圧(駆動圧)をスプールの内部でフィードバック圧として当該スプールに作用させるように構成されたものであってもよい。更に、液体供給装置10Cにおいて、コントロールバルブPCVが省略されてもよく、すべての液圧アクチュエータMに対して各々に対応したソレノイドバルブSLmから油圧(駆動圧)が供給されてもよい。 Incidentally, in the liquid supply device 10-10C, at least one of the solenoid valves SLm and SL0 may be a normally open valve. In this case, the normally open valve balances the thrust from the electromagnetic section and the thrust from the hydraulic pressure supplied to the feedback port so as to act in the same direction as the thrust from the electromagnetic section with the biasing force of the spring. There may be. Furthermore, at least one of the solenoid valves SLm and SL0 does not have a dedicated feedback port, and is configured so that the output pressure (driving pressure) acts on the spool as feedback pressure inside a sleeve that accommodates the spool. (See, for example, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2020-41687). Similarly, the control valve PCV may also be configured such that the output pressure (driving pressure) acts on the spool as feedback pressure inside the spool. Furthermore, in the liquid supply device 10C, the control valve PCV may be omitted, and hydraulic pressure (driving pressure) may be supplied to all the hydraulic actuators M from the corresponding solenoid valves SLm.

また、液体供給装置10-10Cは、流体調整バルブ(流体調整部)として、例えば圧力センサにより検出される液圧(流体圧)が要求に応じた圧力になるように液圧アクチュエータMへの液体(流体)の流量を制御する流量制御弁を含むものであってもよい。更に、液体供給装置10-10Cは、水等の作動油以外の液体や空気等の気体を液圧アクチュエータMに供給するものであってもよい。また、液体供給装置10-10Cは、ポンプ14により発生させられた油圧を蓄えるアキュムレータ(蓄圧器)を含むものであってもよい。 In addition, the liquid supply device 10-10C functions as a fluid adjustment valve (fluid adjustment unit) to supply the liquid to the hydraulic actuator M so that the fluid pressure (fluid pressure) detected by a pressure sensor, for example, becomes the required pressure. It may include a flow control valve for controlling the flow rate of (fluid). Further, the liquid supply device 10-10C may supply the hydraulic actuator M with a liquid other than hydraulic oil such as water or a gas such as air. Also, the liquid supply device 10-10C may include an accumulator (pressure accumulator) that stores the hydraulic pressure generated by the pump 14. FIG.

更に、ロボット装置1は、関節を1つだけ含むものであってもよく、人工筋肉としての液圧アクチュエータMを1つまたは2つだけ含むものであってもよい。また、ロボット装置1は、少なくとも1つの液圧アクチュエータMとハンド部4とを有するロボットアーム2を含むものに限られず、少なくとも1つの液圧アクチュエータMと、例えばドリルビット等の工具や例えばスイッチ等を押圧する押圧部材といったハンド部4以外の要素が手先に取り付けられたロボットアームとを含むものであってもよい。更に、ロボット装置1は、歩行ロボットや、ウェアラブルロボット等であってもよい。 Furthermore, the robot apparatus 1 may include only one joint, or may include only one or two hydraulic actuators M as artificial muscles. Further, the robot device 1 is not limited to one including the robot arm 2 having at least one hydraulic actuator M and the hand portion 4, and includes at least one hydraulic actuator M, a tool such as a drill bit, a switch, or the like. It may also include a robot arm to which an element other than the hand unit 4, such as a pressing member that presses, is attached to the hand. Furthermore, the robot device 1 may be a walking robot, a wearable robot, or the like.

また、ロボット装置1のロボットアーム2は、アーム3を駆動するアクチュエータとして揺動モータ(例えば、ハンド部4の根元(手首部)を回転させる揺動モータ)を含むものであってもよい。すなわち、ロボット装置1のロボット本体は、人工筋肉としての液圧アクチュエータMと揺動モータとの少なくとも何れか1つを含むものであってもよい。更に、ロボット装置1のロボットアーム2は、アーム3を駆動するアクチュエータとして油圧シリンダ等の液圧シリンダを含むものであってもよい。また、関節を介して連結された2つのアーム3等のすべてに必ずしも対をなす複数の液圧アクチュエータ(人工筋肉)Mが設けられる必要はなく、何れか1組の2つのアーム3等に、1つまたは複数の液圧アクチュエータと、当該液圧アクチュエータと拮抗するように配置されるスプリングやゴム材等の弾性体とが連結されてもよい。加えて、ロボット装置1において、タンク11,11Bがロボットアーム2といったロボット本体により支持されてもよい。この場合、第2油圧制御装置16,16Cは、ロボットアーム2により支持されるタンク11,11Bの壁部の内面に取り付けられるとよい。これにより、液体供給管としてのホースHを短縮化すると共に各ホースHの取り回しを容易にすることが可能となる。 Further, the robot arm 2 of the robot device 1 may include a swing motor (for example, a swing motor that rotates the base (wrist portion) of the hand portion 4) as an actuator that drives the arm 3. FIG. That is, the robot main body of the robot apparatus 1 may include at least one of the hydraulic actuator M as an artificial muscle and the swing motor. Furthermore, the robot arm 2 of the robot device 1 may include a hydraulic cylinder such as a hydraulic cylinder as an actuator for driving the arm 3 . Moreover, it is not always necessary to provide a plurality of pairs of hydraulic actuators (artificial muscles) M for all of the two arms 3 and the like that are connected via a joint. One or a plurality of hydraulic actuators may be connected to an elastic body such as a spring or rubber material arranged to oppose the hydraulic actuators. Additionally, in the robot apparatus 1 , the tanks 11 and 11B may be supported by a robot body such as the robot arm 2 . In this case, the second hydraulic control devices 16, 16C are preferably attached to the inner surfaces of the walls of the tanks 11, 11B supported by the robot arm 2. As a result, the length of the hose H as the liquid supply pipe can be shortened, and the handling of each hose H can be facilitated.

更に、上記実施形態において、人工筋肉としての液圧アクチュエータMは、内部に作動油が供給されると共に当該内部の油圧の上昇に応じて径方向に膨張しながら軸方向に収縮するチューブTと、当該チューブTを覆う編組スリーブSとを含むマッキベン型の人工筋肉であるが、ロボット装置1における液圧アクチュエータMの構成は、これに限られるものではない。すなわち、液圧アクチュエータMは、流体が供給された際に径方向に膨張しながら軸方向に収縮するチューブを含むものであればよく、例えば弾性体により形成された内側筒状部材と、弾性体により形成されると共に内側筒状部材の外側に同軸に配置され外側筒状部材と、内側筒状部材と外側筒状部材との間に配置された繊維層とを含む軸方向繊維強化型の液圧アクチュエータ(例えば、特開2011-137516号参照)であってもよい。 Furthermore, in the above-described embodiment, the hydraulic actuator M as an artificial muscle includes a tube T that is supplied with hydraulic oil and expands in the radial direction and contracts in the axial direction in response to an increase in the hydraulic pressure inside the tube T; Although it is a McKibben-type artificial muscle including a braided sleeve S covering the tube T, the configuration of the hydraulic actuator M in the robot device 1 is not limited to this. That is, the hydraulic actuator M may include a tube that expands in the radial direction and contracts in the axial direction when supplied with fluid. and comprising an outer tubular member coaxially disposed outside the inner tubular member and a fiber layer disposed between the inner tubular member and the outer tubular member. It may be a pressure actuator (see, for example, JP-A-2011-137516).

以上説明したように、本開示のロボット装置は、流体の供給を受けて作動する少なくとも1つの人工筋肉(M)を含むロボットアーム(2)と、前記流体の供給源(14)とを含むロボット装置(1)であって、前記ロボットアーム(2)が固定される台座(11)と、前記台座(11)を回動軸(RA)の周りに回動自在に支持するベース部(12)と、前記ロボットアーム(2)または前記台座(11)により支持され、前記供給源(14)からの前記流体の圧力または流量を調整して前記人工筋肉(M)に供給する流体調整部(16,16C,SLm,PCV)とを含み、前記流体調整部(16C)が、軸方向に移動可能なスプール(50s,60s)を有すると共に前記スプール(50s,60s)に作用する複数の前記軸方向の推力をバランスさせて前記供給源(14)側からの前記流体の圧力を調整する圧力調整弁(SLm,PCV)を含み、前記圧力調整弁(SLm,PCV)の前記スプール(50s,60s)が前記回動軸(RA)と平行に延在するように前記ロボットアーム(2)または前記台座(11)により支持されるものである。 As described above, the robotic device of the present disclosure is a robot that includes a robotic arm (2) that includes at least one artificial muscle (M) that operates when supplied with fluid, and a fluid supply source (14). A device (1), comprising a pedestal (11) to which the robot arm (2) is fixed, and a base (12) to support the pedestal (11) so as to be rotatable about a rotation axis (RA). and a fluid adjustment unit (16) supported by the robot arm (2) or the pedestal (11), adjusting the pressure or flow rate of the fluid from the supply source (14) and supplying it to the artificial muscle (M) , 16C, SLm, PCV), wherein the fluid adjustment portion (16C) has axially movable spools (50s, 60s) and a plurality of the axially moving spools (50s, 60s) acting on the spools (50s, 60s). including a pressure regulating valve (SLm, PCV) that balances the thrust of and regulates the pressure of the fluid from the supply source (14) side, the spool (50s, 60s) of the pressure regulating valve (SLm, PCV) is supported by the robot arm (2) or the pedestal (11) so as to extend parallel to the rotation axis (RA).

本開示のロボット装置は、少なくとも1つの人工筋肉を含むロボットアームが台座に固定されると共に、台座がベース部により回動軸の周りに回動自在に支持される。更に、ロボットアームおよび台座の一方は、供給源からの流体の圧力または流量を調整して人工筋肉に供給する流体調整部を支持している。これにより、人工筋肉を含むロボットアーム(および台座)がベース部に対して回動する際、流体調整部もロボットアームと一体に回動軸の周りに回動する。従って、ベース部に流体調整部が配置され、流体調整部が回動軸の周りに回動しない場合に比べて、流体調整部と人工筋肉とを結ぶ流体通路(配管)を短くしたり、取り回しを容易にしたりすることができる。更に、流体調整部は、軸方向に移動可能なスプールに作用する複数の軸方向の推力をバランスさせて供給源側からの流体の圧力を調整する圧力調整弁を含み、当該圧力調整弁のスプールが回動軸と平行に延在するようにロボットアームまたは台座により支持される。これにより、ロボットアーム(台座)がベース部に対して回動軸の周りに回動する際に、スプールに作用する軸方向の推力への遠心力の影響を無くすことができるので、人工筋肉に供給される流体の圧力を圧力調整弁により精度よく調整することが可能となる。この結果、ロボット装置全体の大型化を抑制しつつ、少なくとも1つの人工筋肉を含むロボットアームの自由度を増加させると共に、当該ロボットアームの制御性を良好に確保することが可能となる。 In the robot apparatus of the present disclosure, a robot arm including at least one artificial muscle is fixed to a pedestal, and the pedestal is rotatably supported by a base portion about a rotation shaft. Additionally, one of the robot arm and the pedestal supports a fluid regulator that regulates the pressure or flow of fluid from the source and supplies it to the artificial muscle. As a result, when the robot arm (and the pedestal) including the artificial muscle rotates with respect to the base, the fluid adjustment unit also rotates together with the robot arm around the rotation axis. Therefore, the fluid passage (piping) connecting the fluid adjustment unit and the artificial muscle can be shortened or routed as compared with the case where the fluid adjustment unit is arranged in the base portion and the fluid adjustment unit does not rotate around the rotation axis. can be facilitated. Further, the fluid adjustment unit includes a pressure adjustment valve that balances a plurality of axial thrusts acting on the axially movable spool to adjust the pressure of the fluid from the supply source side, and the spool of the pressure adjustment valve is supported by the robot arm or pedestal so that it extends parallel to the pivot axis. As a result, when the robot arm (pedestal) rotates about the rotation axis with respect to the base, the influence of the centrifugal force on the axial thrust acting on the spool can be eliminated. The pressure of the fluid to be supplied can be adjusted with high precision by the pressure regulating valve. As a result, it is possible to increase the degree of freedom of the robot arm including at least one artificial muscle while suppressing an increase in size of the entire robot apparatus, and to ensure good controllability of the robot arm.

また、前記流体調整部(16,16C)は、前記台座(11)により支持されてもよい。 Further, the fluid adjustment parts (16, 16C) may be supported by the base (11).

これにより、ロボットアーム(台座)がベース部に対して回動軸の周りに回動する際に、当該ロボットアームの姿勢に拘わらず、スプールに作用する軸方向の推力への遠心力の影響を無くすことが可能となる。 As a result, when the robot arm (pedestal) rotates about the rotation axis with respect to the base, the influence of the centrifugal force on the axial thrust acting on the spool is reduced regardless of the posture of the robot arm. It is possible to eliminate it.

また、前記圧力調整弁は、前記スプール(50s)を前記軸方向に移動させる推力を発生する電磁部(50e)を有するリニアソレノイドバルブ(SLm)であってもよい。 Further, the pressure regulating valve may be a linear solenoid valve (SLm) having an electromagnetic part (50e) that generates thrust to move the spool (50s) in the axial direction.

更に、前記圧力調整弁は、入力ポート(60i)、出力ポート(60o)および信号圧入力ポート(60c)を有すると共に、少なくとも、前記信号圧入力ポート(60c)に供給される信号圧の作用により前記スプール(60s)に付与される力と、前記出力ポート(60o)における前記流体の圧力の作用により前記スプール(60s)に付与される力とをバランスさせて前記供給源(14)側からの前記流体の圧力を調整して前記出力ポート(60o)から出力するコントロールバルブ(PCV)であってもよく、前記流体調整部(16C)は、前記コントロールバルブ(PCV)に加えて、前記回動軸(RA)の延在方向に沿って移動自在なスプール(50s)および前記スプール(50s)を前記延在方向に移動させる推力を発生する電磁部(50e)を有すると共に前記コントロールバルブ(PCV)の前記信号圧入力ポート(60c)に前記信号圧を供給するリニアソレノイドバルブ(SLm)を含むものであってもよい。 Further, the pressure regulating valve has an input port (60i), an output port (60o) and a signal pressure input port (60c), and at least by the action of the signal pressure supplied to the signal pressure input port (60c) By balancing the force applied to the spool (60s) and the force applied to the spool (60s) by the action of the pressure of the fluid at the output port (60o), It may be a control valve (PCV) that adjusts the pressure of the fluid and outputs it from the output port (60o). The control valve (PCV) has a spool (50s) movable along the extending direction of the shaft (RA) and an electromagnetic part (50e) for generating thrust to move the spool (50s) in the extending direction. may include a linear solenoid valve (SLm) for supplying the signal pressure to the signal pressure input port (60c).

また、前記ロボット本体(2)は、前記タンク(11,11B)の上壁部(11u)により支持されてもよく、前記液体調整ユニット(16)は、前記上壁部(11u)の内面に取り付けられてもよい。 Further, the robot body (2) may be supported by the upper wall (11u) of the tanks (11, 11B), and the liquid adjustment unit (16) is mounted on the inner surface of the upper wall (11u). may be attached.

更に、前記液体調整ユニット(15,16)は、前記タンク(11,11B)内の液面よりも下側で開口するドレン管(L1,L2)を含むと共に、前記圧力または前記流量の調整に伴って生じる余剰の前記液体を前記ドレン管(L1,L2)から前記タンク(11,11B)の内部に排出するものであってもよい。これにより、ドレン管から液体が流出する際に気泡が発生しないようにして、ポンプ部がエアを吸い込むのを抑制することが可能となる。 Furthermore, the liquid adjustment units (15, 16) include drain pipes (L1, L2) that open below the liquid surface in the tanks (11, 11B), and are used to adjust the pressure or the flow rate. The surplus liquid generated along with this may be discharged from the drain pipes (L1, L2) into the tanks (11, 11B). As a result, it is possible to prevent air bubbles from being generated when the liquid flows out from the drain pipe, thereby suppressing the suction of air by the pump section.

また、前記ポンプ部(140)は、前記タンク(11,11B)内の液面よりも下側で開口する吸入口(14i)を含むものであってもよい。これにより、ポンプ部がエアを吸い込むのをより良好に抑制することが可能となる。 Further, the pump section (140) may include a suction port (14i) that opens below the liquid level in the tank (11, 11B). As a result, it is possible to better prevent the pump section from sucking air.

更に、前記ポンプ(14)の前記駆動部は、電動モータ(141)を含み、前記ポンプ部(140)よりも上側に位置するように前記タンク(11)内に配置されてもよい。このように、電動モータを含む駆動部をタンク内に配置することで、タンクによりポンプの動作音を良好に遮断することが可能となる。 Further, the drive section of the pump (14) may include an electric motor (141) and may be arranged in the tank (11) so as to be positioned above the pump section (140). By arranging the drive unit including the electric motor inside the tank in this way, it is possible to satisfactorily block the operation noise of the pump by the tank.

また、前記液体調整ユニット(15,16)は、前記タンク(11,11B)の外部からケーブル(K1,K2)を介して電力が供給される少なくとも1つの電磁弁(SL0,SLm)を含むものであってもよく、前記ケーブル(K1,K2)は、前記タンク(11,11B)内の液面よりも上側で開口するように前記タンク(11,11B)に形成された孔(11h)から外部に引き出されてもよい。これにより、ケーブルが挿通される孔からの液体の漏洩を良好に抑制することが可能となる。 Further, the liquid adjustment unit (15, 16) includes at least one electromagnetic valve (SL0, SLm) to which power is supplied from the outside of the tank (11, 11B) via cables (K1, K2). and the cables (K1, K2) are routed from holes (11h) formed in the tanks (11, 11B) so as to open above the liquid surface in the tanks (11, 11B). It may be pulled out to the outside. As a result, it is possible to satisfactorily suppress leakage of liquid from the hole through which the cable is inserted.

更に、前記ロボット本体(2)は、複数の前記液圧アクチュエータ(M)と、それぞれ前記液体調整ユニット(16)および対応する前記液圧アクチュエータ(M)の前記タンク(11,11B)側の端部(C,IO)に接続された複数の液体供給管(H)とを含むものであってもよい。 Further, the robot body (2) includes a plurality of the hydraulic actuators (M), the liquid adjusting unit (16) and the ends of the corresponding hydraulic actuators (M) on the tank (11, 11B) side. It may also include a plurality of liquid supply pipes (H) connected to the portions (C, IO).

また、前記液体供給装置(10,10B)は、前記タンク(11,11B)を回動自在に支持するベース部(12)と、前記ベース部(12)により支持され、前記液体の供給を受けて前記タンク(11,11B)を回動させる回動ユニット(13)と、前記タンク(11,11B)内の液面よりも下側に位置するように前記タンク(11,11B)内に配置され、前記ポンプ部(140)からの前記液体の圧力または流量を調整して前記回動ユニット(13)に供給する他の液体調整ユニット(15)とを含むものであってもよい。これにより、ロボット本体および液体供給装置(タンク)を一体に回動させることが可能となる。 Further, the liquid supply device (10, 10B) includes a base portion (12) that rotatably supports the tanks (11, 11B), and is supported by the base portion (12) to receive the supply of the liquid. a rotating unit (13) for rotating the tanks (11, 11B) by means of a rotating unit (13) arranged in the tanks (11, 11B) so as to be positioned below the liquid surface in the tanks (11, 11B); and another liquid adjustment unit (15) that adjusts the pressure or flow rate of the liquid from the pump section (140) and supplies it to the rotating unit (13). This makes it possible to rotate the robot main body and the liquid supply device (tank) integrally.

更に、前記液圧アクチュエータ(M)は、前記液体が供給された際に径方向に膨張し、かつ軸方向に収縮するチューブ(T)を含むものであってもよい。 Further, the hydraulic actuator (M) may comprise a tube (T) that radially expands and axially contracts when supplied with the liquid.

そして、本開示の発明は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本開示の外延の範囲内において様々な変更をなし得ることはいうまでもない。更に、上記実施形態は、あくまで発明の概要の欄に記載された発明の具体的な一形態に過ぎず、発明の概要の欄に記載された発明の要素を限定するものではない。 It goes without saying that the invention of the present disclosure is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the present disclosure. Furthermore, the above-described embodiment is merely one specific form of the invention described in the Summary of the Invention column, and does not limit the elements of the invention described in the Summary of the Invention column.

本開示の発明は、少なくとも1つの人工筋肉を含むロボット装置の製造産業等において利用可能である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The invention of the present disclosure can be used in the manufacturing industry of robot devices including at least one artificial muscle.

1 ロボット装置、2 ロボットアーム、11 タンク(台座)、12 ベース部、14 ポンプ(供給源)、16,16C 第2油圧制御装置、50e 電磁部、50s,60s スプール、60i 入力ポート、60o 出力ポート、60c 信号圧入力ポート、M 流体アクチュエータ(人工筋肉)、PCV コントロールバルブ、RA 回動軸、SLm ソレノイドバルブ。 1 robot device, 2 robot arm, 11 tank (pedestal), 12 base part, 14 pump (supply source), 16, 16C second hydraulic control device, 50e electromagnetic part, 50s, 60s spool, 60i input port, 60o output port , 60c signal pressure input port, M fluid actuator (artificial muscle), PCV control valve, RA pivot shaft, SLm solenoid valve.

Claims (4)

流体の供給を受けて作動する少なくとも1つの人工筋肉を含むロボットアームと、前記流体の供給源とを含むロボット装置であって、
前記ロボットアームが固定される台座と、
前記台座を回動軸の周りに回動自在に支持するベース部と、
前記ロボットアームまたは前記台座により支持され、前記供給源からの前記流体の圧力または流量を調整して前記人工筋肉に供給する流体調整部と、
を備え、
前記流体調整部は、軸方向に移動可能なスプールを有すると共に前記スプールに作用する複数の前記軸方向の推力をバランスさせて前記供給源側からの前記流体の圧力を調整する圧力調整弁を含み、前記圧力調整弁の前記スプールが前記回動軸と平行に延在するように前記ロボットアームまたは前記台座により支持されるロボット装置。
A robotic device comprising a robotic arm including at least one artificial muscle supplied with a fluid to operate; and a source of the fluid,
a pedestal to which the robot arm is fixed;
a base portion that supports the pedestal so as to be rotatable around a rotation shaft;
a fluid adjustment unit that is supported by the robot arm or the pedestal, adjusts the pressure or flow rate of the fluid from the supply source, and supplies the fluid to the artificial muscle;
with
The fluid adjustment unit has an axially movable spool and includes a pressure adjustment valve that balances the plurality of axial thrusts acting on the spool to adjust the pressure of the fluid from the supply source side. , a robot device supported by the robot arm or the pedestal so that the spool of the pressure regulating valve extends parallel to the pivot axis.
請求項1に記載のロボット装置において、前記流体調整部は、前記台座により支持されるロボット装置。 2. The robot apparatus according to claim 1, wherein said fluid adjustment section is supported by said base. 請求項1または2に記載のロボット装置において、
前記圧力調整弁は、前記スプールを前記軸方向に移動させる推力を発生する電磁部を有するリニアソレノイドバルブであるロボット装置。
The robot device according to claim 1 or 2,
The robot device, wherein the pressure regulating valve is a linear solenoid valve having an electromagnetic section that generates a thrust for moving the spool in the axial direction.
請求項1から3の何れか一項に記載のロボット装置において、
前記圧力調整弁は、入力ポート、出力ポートおよび信号圧入力ポートを有すると共に、少なくとも、前記信号圧入力ポートに供給される信号圧の作用により前記スプールに付与される力と、前記出力ポートにおける前記流体の圧力の作用により前記スプールに付与される力とをバランスさせて前記供給源側からの前記流体の圧力を調整して前記出力ポートから出力するコントロールバルブであり、
前記流体調整部は、前記コントロールバルブに加えて、前記回動軸の延在方向に沿って移動自在なスプールおよび前記スプールを前記延在方向に移動させる推力を発生する電磁部を有すると共に前記コントロールバルブの前記信号圧入力ポートに前記信号圧を供給するリニアソレノイドバルブを含むロボット装置。
In the robot apparatus according to any one of claims 1 to 3,
The pressure regulating valve has an input port, an output port and a signal pressure input port, and at least the force applied to the spool by the action of the signal pressure supplied to the signal pressure input port and the A control valve that adjusts the pressure of the fluid from the supply source side and outputs it from the output port by balancing the force applied to the spool by the action of the pressure of the fluid,
In addition to the control valve, the fluid adjustment unit has a spool movable along the extension direction of the rotation shaft and an electromagnetic unit that generates thrust to move the spool in the extension direction. A robotic device including a linear solenoid valve that supplies the signal pressure to the signal pressure input port of the valve.
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