JP3217417U - 作業ロボット運搬用台車 - Google Patents

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Abstract

【課題】作業箇所の間を自由に移動できると同時に、作業の際にはその位置を固定することが可能な作業用ロボット運搬用台車を提供すること。【解決手段】作業ロボット運搬用台車1であって、台車上面2と、台車上面2に設けられかつ作業ロボットが固定されるロボット固定部3と、台車上面2から下方へ延出する複数の支柱を含むフレーム4と、フレーム4の下部に取付けられる複数のキャスター5と、フレーム4の下部に上下方向に移動可能に設けられるストッパと、ストッパをキャスター5が設置される接地面に当接する下位置へ押して前記接地面に対して台車が移動することを規制するストッパ操作機構とを有する。【選択図】図4

Description

本考案は、作業ロボットを運搬する際に利用する作業ロボット運搬用台車に関する。
作業ロボットは、工場の製品組み立てライン等において頻繁に用いられている。例えば、特許文献1に開示されるように、製造ラインの側方位置に線路(レール)が設けられ、線路上に作業用ロボットが移動可能に設置されている。線路は、製造ラインであるワークラインと平行に設けられたモノレール形式のガイドレールである。作業ロボットはこのガイドレール上を移動し、製造ラインの複数の箇所で停止し、各箇所で製造作業を行う。
特開昭60−34254号公報
しかし、引用文献1に記載の技術においては、作業ロボットをガイドレールに沿うようにしか移動させることができない。このためレールに沿う場所以外に作業ロボットを移動させることができない。したがって、種々の作業態様に合わせ、任意の箇所に作業用ロボットを移動させることができないという問題があった。
本考案の目的は、作業ロボットを任意の作業箇所に自由に移動できると共に、作業ロボットが動作する際には、作業箇所に対する相対位置を固定することが可能な作業ロボット運搬用台車を提供することにある。
本開示の1つの特徴によると、作業ロボット運搬用台車は、台車上面と、台車上面に設けられかつ作業ロボットが固定されるロボット固定部を有する。さらに台車は、台車上面から下方へ延出する複数の支柱を含むフレームと、フレームの下部に取付けられる複数のキャスターを有する。さらに台車は、フレームの下部に上下方向に移動可能に設けられるストッパと、ストッパをキャスターが設置される接地面に当接する下位置へ押して接地面に対して台車が移動することを規制するストッパ操作機構とを有する。
したがって作業ロボット運搬用台車(以下、単に「台車」とも称する。)は、複数のキャスターにより任意の作業箇所に自由に移動することができる。そして、上下方向に移動可能に設けられるストッパを接地面に当接させることで台車を設地面に対して位置固定することができる。したがって作業ロボットを任意の作業箇所に自由に移動できると共に、作業ロボットが動作する際には、作業箇所に対する相対位置を固定することができる。
本開示の他の1つの特徴によると、台車上面が平面視で四辺を有する略矩形状であり、ストッパとストッパ操作機構が、台車上面の四辺のうち少なくとも二辺に対応する場所に設けられるものとすることもできる。ストッパとストッパ操作機構が台車上面の四辺のうち少なくとも二辺に設けられることにより、作業ロボットの動作中、より確実に作業ロボット運搬用台車の位置を固定することができる。
本開示の他の1つの特徴によると、ロボット固定部が、台車上面に沿って配置されかつ固定される固定部位と、固定部位から上方に延出する筒状の支持部位と、支持部位の上部に配置されかつ作業ロボットが取り付けられる取付部位を有する。台車は、さらにケーブル用貫通孔を有する。ケーブル用貫通孔は、ロボット固定部の取付部位から台車上面にかけて貫通し、作業ロボットから延出する電線ケーブルが台車上面の下方に延出可能な構成になっている。したがってロボット固定部を利用することで、作業ロボットの高さを台車上面よりも高くすることができる。これにより作業ロボットを容易に台車上面に取付けることができる。あるいは作業ロボットを作業がし易い高さにすることができる。作業ロボットを固定部に取付けた状態において、作業ロボットから延出する電線ケーブルをケーブル用貫通孔に通すことで、電線ケーブルが台車上面に現れることを防止できる。これにより作業性が良くなる。あるいは電線ケーブルが棄損することを防止できる。
本開示の他の1つの特徴によると、台車は、載置部を有する。載置部は、フレームの下部に位置しかつ台車上面と略平行で、作業ロボットの操作を行う制御盤を載置可能な構成である。したがって別途制御盤を移動させる台車が不要となり、作業者の負担も軽減される。
本開示の他の1つの特徴によると、台車は、取手部を有する。取手部は、台車上面の四辺のうち第1辺に設けられかつ第1辺と平行で作業者が保持可能な把持部位を含む。ロボット固定部は、台車上面の第1辺と対向する第2辺の近傍に位置する。フレームは、台車上面の4つ角部位のそれぞれから下方に延出する4つの支柱を有する。台車は、載置部を有する。載置部は、台車上面と略平行で、4つの支柱の下部と連結され、作業ロボットの操作を行う制御盤が載置可能な構成である。載置部の下面の4つの角部位のそれぞれにキャスターが設けられる。
したがって第1辺に設けられた取手部は、対向する第2辺の近傍に位置する作業ロボットから離れた場所に位置する。そのため作業者は取手部を作業ロボットに邪魔されなく把持することができる。しかも作業ロボットを作業位置に載置する際、取手部が作業位置から離れた場所に位置する。そのため作業者は、取手部を容易に掴むことができ、作業ロボットを比較的遠い位置から作業位置へ移動させることができる。
作業ロボットが固定された作業ロボット運搬用台車と作業台の左側面図である。 作業ロボットが固定された台車の後面図である。 作業ロボットが固定された台車と作業台の上面図である。 作業ロボット運搬用台車の斜視図である。 台車のロボット固定部の斜視図である。 台車のキャスターの一つの前面図である。 待機状態における台車停止機構の側面図である。 待機状態における台車停止機構の前面図である。 使用状態における台車停止機構の側面図である。
本考案の一実施形態について図面を用いて説明する。図1に示すように作業ロボット運搬用台車1は、作業ロボット30を運搬する際に使用される。例えば台車1の上に作業ロボット30が固定され、台車1を移動することで作業ロボット30を工場内の任意の位置にある作業台40の近傍に移動できる。作業台40の上面40aには、製造途中の中間製品が載置され、中間製品に対して作業ロボット30が部品を組付ける。あるいは中間製品に加工を施すことができる。作業台40の側面には目印40bが備えられている。
図1に示すように作業ロボット30は、作業用アーム31と制御盤32、これらを電気的に接続する電線ケーブル33とを有する。作業用アーム31は、第1アーム部31aと第2アーム部31bと第3アーム部31cと第4アーム部31dがこの順に連結されている。第2アーム部31bは、第1アーム部31aの先端に設けられた第1接続部31eに回転可能に連結される。第1接続部31eに設けられたモーター機構によって第2アーム部31bが第1接続部31eに対して回転する。第3アーム部31cは、第2アーム部31bの先端の第2接続部31fに回転可能に連結され、第2接続部31f内のモーター機構によって回転する。第4アーム部31dは、第3アーム部31cの先端の第3接続部31gに回転可能に連結され、第3接続部31g内のモーター機構によって回転する。作業用アーム31の基端部近傍にはセンサー31iが設けられている。センサー31iは、例えば光線を発し、その反射光を受信して、光線を発振してから反射光を受信する時間を計算し、特定の場所との距離を測定できる。
図1,2に示すように制御盤32は、電線ケーブル33によって作業用アーム31と電気的に接続されている。制御盤32は、プログラムおよびデータを記憶するメモリと、プログラムに基づいて作業用アーム31を制御するCPU(中央処理装置)を内蔵する。制御盤32の側面には、各種レバー32a,32bが設けられる。制御盤32は、メモリとCPUを利用して作業用アーム31を制御する。あるいは各種レバー32a,32bの操作に応じて発せられた信号に基づいてCPUが作業用アーム31を制御する。制御盤32は、略直方体であって、台車1の台車上面2と載置部7の間の空間に設置可能である。
図2,3に示すように作業ロボット30の作業用アーム31は、作業ロボット運搬用台車1のロボット固定部3に取付けられる。作業用アーム31は、第1アーム部31aの端部に取付部31hを有する。取付部31hは、板状であって、中央に電線ケーブル33が相通される開口穴を有する。取付部31hがロボット固定部3の上面に固定される。
図4に示すように作業ロボット運搬用台車1は、略直方体であり、台車上面2と、台車上面2を支持するフレーム4と、フレーム4の下部に設けられる複数のキャスター5を有する。
図3,4に示すように台車上面2は、平面視で略矩形状の板状部材である。台車上面2は、取手部8が設けられる後辺(第1辺)2aと、その反対側の前辺(第2辺)2bと、取手部8を把持する作業者から見て右側に位置する右辺2cと、左側に位置する左辺2dの四辺を有する。台車上面2は、上面が平らであって、製造過程の中間品が載置されたり、作業用アーム31によって使用される道具等を載置するために利用されたりし得る。
図3,4に示すように取手部8は、作業者によって把持される把持部位8aと、把持部位8aを台車上面2に連結する連結部8bを有する。把持部位8aは、円柱状であって台車上面2の後辺2aに対して平行に延出する。連結部8bは、板状であって、把持部位8aを把持する作業者から見て、把持部位8aの左右端から前方へかつ下方へ斜めに延出する。連結部8bの先端は、台車上面2の左右端に溶接等によって取付けられる。
図3,4に示すように台車上面2には、ロボット固定部3が設けられている。ロボット固定部3は、台車上面2の前辺2aの近傍に位置し、台車上面2の前領域でかつ幅方向の略中心に位置する。図5に示すようにロボット固定部3は、固定部位3aと支持部位3bと取付部位3cを有する。固定部位3aは、矩形状の板状部材であり、台車上面2の上に溶接等によって取付けられる。固定部位3aの中央には孔が厚み方向に貫通している。図示されていないが、台車上面2の固定部位3aに対応する領域にも、固定部位3aに形成された孔と略同じ形状の孔が設けられている。
図4,5に示すように支持部位3bは、円筒状であって、固定部位3aの表面の上に配置される。支持部位3bの内径は、固定部位3aに形成された孔の直径と略同じである。支持部位3bの下部は、固定部位3aの孔周縁部位に溶接等によって固定される。
図4,5に示すように取付部位3cは、固定部位3aと同様の略矩形状の板状部材である。取付部位3cは、固定部位3aと略同じ形状であって、固定部位3aと平行に配置される。取付部位3cの4つ角付近には、それぞれに取付部位3cを厚み方向に貫通する係合孔3dが設けられる。係合孔3dの内周面に内螺子が形成されている。取付部位3cの中央には、固定部位3aと同径の孔が形成される。取付部位3cの下面の孔周縁部位に支持部位3bの上部が溶接等によって固定される。ロボット固定部3は、固定部位3aの孔と支持部位3bの中空部と取付部位3cの孔によって形成されるケーブル用貫通孔3eを有する。ケーブル用貫通孔3eは、図示省略の台車上面2に形成された孔にも連通する。
図1〜3に示すようにロボット固定部3の取付部位3c上面に作業用アーム31の取付部31hが設置される。取付部31hには、ロボット固定部3の係合孔3dに対応する位置に孔が形成されている。取付部31hの孔にボルト50が挿入され、ボルト50の先端がロボット固定部3の係合孔3dに螺合される。これによりロボット固定部3に作業用アーム31が固定される。作業ロボット30の電線ケーブル33は、図4及び図5に示すケーブル用貫通孔3eに挿入される。電線ケーブル33の上端は作業用アーム31に連結され、電線ケーブル33の下端は作業ロボット30の制御盤32に連結される。制御盤32は、台車上面2の下方に設置される。
図4に示すようにフレーム4は、略直方体の枠形状である。フレーム4は、4本の支柱4aと上枠部4bと下枠部4cを有する。上枠部4bと下枠部4cはいずれも四辺を有する略矩形状の枠状部材であり、略同一形状である。上枠部4bは、台車上面2の下面に固定される。上枠部4bの四つ角のそれぞれに支柱4aの上部が固定される。下枠部4cの四つ角のそれぞれに支柱4aの下部が固定される。
図6に示すようにキャスター5は、車輪支持部5aと車輪5bと本体支持部5cを有する。車輪支持部5aは正面から見て略コ字状である。車輪支持部5aの2本の上下に延出する縦部位5fの間に軸部5dによって車輪5bが回転可能に保持される。車輪5bは、軸部5dを中心に回転することで台車1の走行を許容する。軸部5dは、ナット5eによって車輪支持部5aに係止される。本体支持部5cは、板状であって図4のフレーム4の下面に取付けられる。本体支持部5cには図示省略の下方に突出する軸部材を有し、軸部材に車輪支持部5aが軸支される。したがって本体支持部5cに対して車輪支持部5aが回転することで車輪5bの向きを矢印a方向に変えることができる。
図1に示すように台車1の前左右部と後左右部のそれぞれにキャスター5が設けられる。後の2つのキャスター5は、上下に延出する軸部材に対して車輪5b(図6参照)が回転することで向きを変えられる構成が好ましい。一方、前の2つのキャスター5は、向きを変えられる構成であっても向きを変えられない構成であっても良い。向きを変えられない構成とは、図6に示す車輪支持部5aが本体支持部5cに移動不能に装着されている構成である。
図4に示すようにフレーム4に載置部7が取付けられる。載置部7は、フレーム4の下部に位置し、下枠部4cの中央開口部を塞ぐ。載置部7は、略矩形状の板部材であり、台車上面2と略同じ形状である。載置部7は、比較的重量の大きい制御盤32が載置される。載置部7は、例えば比較的強度の高い金属製である。
図1,4に示すように台車1は、走行可能状態と走行不能状態との切り替えを行う台車停止機構6を有する。台車停止機構6は、フレーム4の下枠部4cにおける4つの各辺中央付近に設けられる。図7〜9に示すように台車停止機構6は、ストッパ操作機構10とストッパ11を有する。ストッパ11は、軸部11aと、円盤状の接地部11bを有する。軸部11aは円板状の接地部11bよりも外径が小さく、接地部11bの中央から上方に向かって延出する円柱状である。
図7〜9に示すようにストッパ11は、第1中間保持部11cと第2中間保持部11dを有する。第1中間保持部11cは、傘状部分と、傘上部分の中央を貫通する円筒部分を有する。円筒部分の内径は軸部11aの外径と略同一であり、軸部11aが摺動可能に挿入される。第2中間保持部11dは、上下に配された二つの円筒部を有し、上円筒部は下円筒部より外径が大きい。上円筒部と下円筒部の内径は同じ大きさで、軸部11aの外径と略同一であり、軸部11aが摺動可能に挿入される。第2中間保持部11dに軸部11aが抜け止めされた状態で軸方向に摺動可能に連結される。
図7〜9に示すようにストッパ11は、接地部11bと第1中間保持部11cの間にバネ部11eを有する。バネ部11eは、例えばコイルバネである。バネ部11eは、軸部11aの外周に位置し、接地部11bと第1中間保持部11cを離れる方向に付勢する。
図7〜9に示すようにストッパ11は、第2中間保持部11dの上部(上円筒部)を摺動可能に支持する収容部11fを有する。収容部11fは、筒状であって、第2中間保持部11dの外径と略同一の内径を持つ貫通孔を有する。収容部11fは矩形板状の台座部11gを介して下枠部4cの下面に取付けられる。バネ部11eは、接地部11bに連結された軸部11aを下方に付勢する。接地部11bが設地面Aから力を受けると、バネ部11eが縮み、軸部11aの上部が第2中間保持部11d内に入る。
図7〜9に示すようにストッパ操作機構10は、降下機構12と上昇機構13を有する。降下機構12は、金属板材から形成された降下機構本体12aとペダル部12b、および支軸12cを有する。降下機構本体12aは、上方からみて略コ字状で2つの腕部を有する。ペダル部12bは、降下機構本体12aの先端部から外方に延出し、使用者によって踏まれ得る。支軸12cは、第2中間保持部11dを水平方向に貫通し、両端部が降下機構本体12aにおける2つの腕部に支持される。したがって降下機構12は、支軸12cを中心に回転しながら、第2中間保持部11dを対して上下方向に移動させる。
図7〜9に示すように上昇機構13は、金属板材から形成された上昇機構本体13aとペダル部13bを有する。上昇機構本体13aは、板状部材であって、垂直方向に面するように配置される。ペダル部13bは、上昇機構本体13aの先端部上縁から水平方向に延出し、使用者によって踏まれ得る。上昇機構本体13aの基端部近傍部分は、第1支持部材13cによって降下機構本体12aの基端部12dに回転可能に連結される。降下機構本体12aの基端部12dは、ペダル部12bの反対側に位置する。上昇機構本体13aの基端部は、第2支持部材13dによって台座部11gの下部に取付けられた支持部13eに回転可能に連結される。
図7,8に示す状態における台車停止機構6は、接地部11bが設地面Aよりも上方に位置する。そのため台車停止機構6は、台車1が走行可能状態することを許容する。一方、図9に示す状態における台車停止機構6は、接地部11bが設地面Aに当接される。そのため台車停止機構6は、台車1を走行不能状態に(停止)させる。図7,8の状態において作業者が足などによってペダル部12bを下方に押す。これにより降下機構本体12aが第1支持部材13cを中心に下方に回転し、支軸12cが降下する。支軸12cとともに第2中間保持部11dが収容部11fに対して下方に移動する。第2中間保持部11dに下方に押され、第1中間保持部11cが下方に移動する。第2中間保持部11dと共に軸部11aは下方に延出する。
図9に示すように接地部11bがキャスター5の設置される接地面Aに接触すると、支軸12cからの下方向への押圧力が第2中間保持部11dと第1中間保持部11cとバネ部11eを介して接地部11bに伝わる。バネ部11eの付勢力を利用して接地部11bが接地面Aに対して強く押し付けられる。これにより台車停止機構6は台車1が接地面Aに対して移動することを規制する(使用状態)。
図9の状態において作業者の足などによりペダル部13bを下方に押す。これにより上昇機構本体13aが第2支持部材13dを中心に下方に回転し、第1支持部材13cが下方に移動する。第1支持部材13cを中心に降下機構本体12aが上方に回転し、支軸12cが押し上げられる。支軸12cとともに第2中間保持部11dが収容部11fに対して上方に移動する。図7,8に示すように接地部11bが接地面Aから離れる。これにより台車1が接地面Aに対して停止した状態から開放される(待機状態)。
作業者は、図1に示す取手部8を把持して台車を所定の場所、例えば所望の作業台40の近傍に移動させることができる。所定の場所に移動させた後、台車停止機構6を利用して台車1を所定の場所に移動不能に停止させることができる。
また、図1に示すように、作業用アーム31に設けられたセンサー31iから作業台40に設けられた目印40bとの距離を測定し、併せて作業用アーム31と作業台40との距離を測定する。センサー31iはこの距離を制御盤32に送信する。制御盤32は測定距離に応じて作業用アーム31を動作させる。作業用アーム31と作業台40の距離により、作業用アーム31の先端を移動させるべき場所は変化するためである。
本考案は、上述した実施形態で説明した外観、構成に限定されず、本考案の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。例えば、以下のような各種の形態を実施することができる。
例えば、作業用アーム31に設けたセンサー31iは光センサーである必要はなく、距離を測れるのであればどのような形式でも構わない。一例としては、音波センサーなども挙げることができる。また、作業用アーム31に目印を、作業台40にセンサーを設けても構わない。
ロボット固定部における作業ロボットの固定方法は、ボルトによる連結を問わず、例えば、ロボット固定部に係合部を設け、作業ロボットに係合爪を形成して係合爪を係合部にはめ込むような形式で固定しても良い。
キャスター5は、例えば台車1の前左右部と後左右部のそれぞれに設けられている。これに代えて、作業ロボット30を安定して運搬できる範囲でキャスター5の数を3以下、あるいは5以上にしても良い。キャスター5の取付ける場所も台車1の所望の場所に変更できる。
また、キャスターとしては、単に車輪が自由に回転するものではなく、必要に応じて車輪の回転を抑制する機構を設けたものとしても良い。例えば、車輪に対して当接し、摩擦により車輪の回転を抑制するものに変更できる。
上記の台車停止機構6は、ストッパ11とストッパ操作機構10を有する。これに代えて台車停止機構6は、ストッパが接地面に押し当てられることで台車1が接地面Aに対して移動不能にする他の構成であっても良い。例えば、シリンダ部材とシリンダ部材に対して移動するピストンに連結された棒部材を有し、棒部材の先端が接地面Aに接地する構造であっても良い。上記の台車停止機構6は、作業者が足によって操作できる構成である。これに代えて作業者が手で操作できる構成であっても良い。あるいは制御盤32からの信号を受けることで伸縮する伸縮機構を有し、伸縮機構の先端に設けられた部材が接地面Aに接地する構造であっても良い。
また、ストッパ11とストッパ操作機構10の数は問わないが、台車上面の四辺のうち二辺以上に対応する場所に設けることが望ましい。
実施形態における作業ロボット運搬用台車1は、作業者が取手部8を把持して移動させるものである。仮に、作業ロボット運搬用台車を自動走行するものとした場合、取手部8を設けることを要しない。
1 作業ロボット運搬用台車
2 台車上面
2a 第1辺(後辺)
2b 第2辺(前辺)
3 ロボット固定部
3a 固定部位
3b 支持部位
3c 取付部位
3e ケーブル用貫通孔
4 フレーム
4a 支柱
5 キャスター
7 載置部
8 取手部
8a 把持部位
10 ストッパ操作機構
11 ストッパ
30 作業ロボット
32 制御盤
33 電線ケーブル
A 接地面

Claims (5)

  1. 作業ロボット運搬用台車であって、
    台車上面と、
    前記台車上面に設けられかつ作業ロボットが固定されるロボット固定部と、
    前記台車上面から下方へ延出する複数の支柱を含むフレームと、
    前記フレームの下部に取付けられる複数のキャスターと、
    前記フレームの下部に上下方向に移動可能に設けられるストッパと、
    前記ストッパを前記キャスターが設置される接地面に当接する下位置へ押して前記接地面に対して台車が移動することを規制するストッパ操作機構とを有する、作業ロボット運搬用台車。
  2. 請求項1に記載の作業ロボット運搬用台車であって、
    前記台車上面が平面視で四辺を有する略矩形状であり、
    前記ストッパと前記ストッパ操作機構が、前記台車上面の前記四辺のうち少なくとも二辺に対応する場所に設けられる、作業用ロボット運搬用台車。
  3. 請求項1または請求項2に記載の作業ロボット運搬用台車であって、
    前記ロボット固定部が、前記台車上面に沿って配置されかつ固定される固定部位と、前記固定部位から上方に延出する筒状の支持部位と、前記支持部位の上部に配置されかつ前記作業ロボットが取り付けられる取付部位を有し、
    前記ロボット固定部の前記取付部位から前記台車上面にかけて貫通し、前記作業ロボットから延出する電線ケーブルが前記台車上面の下方に延出可能なケーブル用貫通孔が形成される、作業ロボット運搬用台車。
  4. 請求項1〜3のいずれか1つに記載の作業ロボット運搬用台車であって、
    前記フレームの下部に位置しかつ前記台車上面と略平行で、作業ロボットの操作を行う制御盤を載置可能な載置部を有する、作業ロボット運搬用台車。
  5. 請求項2または請求項3に記載の作業ロボット運搬用台車であって、
    前記台車上面の前記四辺のうち第1辺に設けられかつ前記第1辺と平行で作業者が把持可能な把持部位を含む取手部が設けられ、
    前記台車上面の前記第1辺と対向する第2辺の近傍に前記ロボット固定部が位置し、
    前記フレームは、前記台車上面の四つ角部位のそれぞれから下方に延出する4つの前記支柱を有し、
    前記台車は、前記台車上面と略平行で、前記4つの支柱の下部と連結され、前記作業ロボットの操作を行う制御盤が載置可能な載置部を有し、
    前記載置部の下面の4つの角部位のそれぞれに前記キャスターが設けられる、作業ロボット運搬用台車。
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