JP4589712B2

JP4589712B2 - ロボットの関節構造

Info

Publication number: JP4589712B2
Application number: JP2004362065A
Authority: JP
Inventors: 善太菅原; 謙一郎杉山; 政義國生
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2004-12-14
Filing date: 2004-12-14
Publication date: 2010-12-01
Anticipated expiration: 2024-12-14
Also published as: EP1829651B1; DE602005025400D1; KR100806966B1; US20090173177A1; KR20070059003A; EP1829651A4; WO2006064625A1; EP1829651A1; JP2006167847A; US7938038B2

Description

本発明は、ロボットの関節構造に関し、特にリンク長さを短縮できるロボットの関節構造に関する。

従来、例えば、ロボットの手首の関節構造として、縦振りおよび横振り動作に加え、ねじり動作を行うために、回転モータと送りねじ機構等を用いたものが知られている（例えば、特許文献１）。具体的には、縦振りおよび横振り動作のための第１のモータと第２のモータをそれぞれアーム（リンク）の軸に沿って配置し、送りねじによって、各モータの回転運動を直線運動に変換することにより、手首の縦振りまたは横振り動作を可能としている。さらに、手首のねじり動作を行うために、第３のモータをアームの軸線上に配置して、手首の３自由度の動作を可能としている。
特開２００３−１７０３８１号公報（段落０００５〜０００７、図１）

しかしながら、前記のような送りねじ機構による縦振りおよび横振り動作では、広範囲な動作角度を確保しようとするとねじの送りストロークが長くなるため、必然的にアーム自体も長くなり、デザイン上の制約になるとともに、アームの慣性モーメントが大きくなるため、モータの負担が増大するという問題点があった。
また、動作角度を大きく設定した場合には、関節部のカバーがモータ等の内蔵物と干渉して、関節部の動作を阻害するという問題もあった。

本発明は、このような背景に鑑みてなされたものであり、動作範囲を確保しながら、リンク長さを短縮して、コンパクトなロボットの関節構造を提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、ロボットリンクに対し、前記ロボットリンクに結合される結合体を動作させるロボットの関節構造であって、前記ロボットリンクに対し、前記結合体の縦振り動作を行わせる第１モータと、前記ロボットリンクに対し、前記結合体の横振り動作を行わせる第２モータとを備え、前記第１モータの出力軸と前記第２モータの出力軸は、互いに平行であって、かつ、前記ロボットリンクに対し直交して設置され、前記ロボットリンクに対し、前記結合体のねじり動作を行わせる第３モータをさらに備え、前記第３モータの出力軸を、前記ねじり動作の中心軸から零でない所定量ずらしたことを特徴とする。
ここで、「結合体」とは、関節を介してロボットリンクに結合される手や腕のような結合部材をいい、リンクに結合される末端の部材のほか、リンクのような中間部材も含む。

このような構成によれば、縦振り動作を行わせる第１モータの出力軸と横振り動作を行わせる第２モータの出力軸とが平行になるようにモータを配置したことにより、２つのモータをコンパクトに収容することができる。また、各モータの出力軸をロボットリンクに対し、直交して設置したことにより、モータの全長をロボットリンクと直交する方向に収容するため、ロボットリンクの長手方向のスペース効率を高め、リンク長を短縮することができる。
また、このような構成によれば、結合体のねじり動作を行わせる第３モータを備えたことにより、３軸動作を可能としながら、第３モータの出力軸をねじり動作の中心軸から所定量ずらしたことにより、ねじり動作の中心軸の近傍に新たなスペースを確保することができ、このスペースをハーネスの通路等に有効に利用することができるため、全体としてロボットリンクの関節構造をコンパクトにすることができる。

また、請求項２に係る発明は、請求項１に記載のロボットの関節構造であって、前記結合体および前記ロボットリンクの少なくとも一方に対し、回動可能な可動カバーと、前記結合体および前記ロボットリンクの少なくとも一方と前記可動カバーとの間で付勢力を発生し、前記可動カバーを所定位置に復帰させる弾性部材と、を備えたことを特徴とする。

このような構成によれば、関節部に回動可能な可動カバーを備えたことで、可動カバーと関節部内の内蔵物との干渉によって結合体の動作が阻害されることを防止することができる。また、可動カバーを所定位置に復帰させる弾性部材を備えたことで、モータやリンク機構等の内蔵物を覆い隠すことができるとともに、内蔵物の露出を防止して、異物の混入等を防止することができる。

さらに、請求項３に係る発明は、ロボットリンクに対し、前記ロボットリンクに結合される結合体を動作させるロボットの関節構造であって、前記ロボットリンクに対し、前記結合体の縦振り動作を行わせる第１モータと、前記ロボットリンクに対し、前記結合体の横振り動作を行わせる第２モータとを備え、前記第１モータの出力軸と前記第２モータの出力軸は、互いに平行であって、かつ、前記ロボットリンクに対し直交して設置され、前記結合体および前記ロボットリンクの少なくとも一方に対し、回動可能な可動カバーと、
前記結合体および前記ロボットリンクの少なくとも一方と前記可動カバーとの間で付勢力を発生し、前記可動カバーを所定位置に復帰させる弾性部材と、を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、動作範囲を確保しながら、リンク長さを短縮して、コンパクトなロボットの関節構造を提供することができる。

次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。参照する図面において、図１は本発明の実施形態に係るロボットの関節構造の全体構成を示す斜視図であり、図２は本発明の実施形態に係るロボットの関節構造の３軸動作の機構を説明するための分解斜視図であり、図３は本発明の実施形態に係るロボットの関節構造の縦振り機構を説明するための図１における下方向から見た部分拡大斜視図であり、図４は本発明の実施形態に係るロボットの関節構造の横振り機構を説明するための図１における上方向から見た部分拡大斜視図であり、図５（ａ）から（ｃ）は本発明の実施形態に係るロボットの関節構造の縦振り動作を、同図（ｄ）から（ｆ）は横振り動作を説明するための図であり、図６は本発明の実施形態に係るロボットの関節構造のねじり機構を説明するための図１の部分拡大斜視図であり、図７は可動カバーの取付状態を説明するための図であり、図８は本発明の実施形態に係るロボットの関節構造の関節部の可動カバーの構造を説明するための斜視図である。
なお、これらの図において、説明の便宜上、腕カバー等、一部の構成要素を省略して図示する場合がある。

ここで、本実施形態においては、本発明に係るロボットの関節構造を、人間型ロボットの手首の関節構造を例として説明するが、これに限定されるものではなく、人間型ロボットの足首の関節であってもよいし、工業用ロボットのリンクの結合部等であってもよい。
また、以下の説明において、説明の便宜上、図１における手先側を前側、肘側を後側といい、上を上側、下を下側といい、紙面手前を左側、紙面奥を右側という。

最初に、図１を参照して、本発明の実施形態に係るロボットの関節構造の全体の構成について説明する。図１は、本発明の実施形態に係るロボットの関節構造を説明するため、前側から結合体である手５１と、手５１と腕５３とを回動可能に連結する手首５２と、ロボットリンクである腕５３と、肘５４とを表わしている。
図１に示すように、本発明の実施形態に係るロボットの関節構造は、人間型ロボットの手首５２の関節構造であって、手５１の縦振り動作を行わせる第１モータ１０と、手５１の横振り動作を行わせる第２モータ２０と、手５１のねじり動作を行わせる第３モータ３０と、手首５２の関節部を覆う可動カバー４０とを備えて構成されている。

まず、本実施形態に係るロボットの関節構造における駆動源となるモータのレイアウトについて説明する。本実施形態においては、第１モータ１０と第２モータ２０は、いずれもその出力軸の方向を上下方向であって、かつ互いに平行となるように、それぞれ腕５３の中心軸の左右に横並びに配置されており、腕５３の中心軸に対して右側が第１モータ１０であり、左側が第２モータ２０である。
さらに、第３モータ３０は、その出力軸が手のねじり動作の回動軸から右方向へずれて、第１モータ１０と第２モータ２０の後側（肘寄り）に配置されている。
なお、本実施形態においては、手首の関節構造の動作に係る構成を説明するため、それ以外の構成要素、制御機構、ハーネス等は図示を省略している。

図２に示すように、本実施形態に係るロボットの手首の関節構造は、縦振り動作のための縦回転体１と、横振り動作のための横回転体２と、縦回転体１および横回転体２に連結してねじり動作を行なうためのモータ架台３および駆動側プーリ３５（図１参照）とを備えて構成されている。
詳細には、縦回転体１および横回転体２は腕５３の前端部に配置され、縦回転体１および横回転体２の後部にはモータ架台３に横並びに設置された第１モータ１０と第２モータ２０が配置されている。前記モータ架台３は、図１に示すように、リブ３６に回動自在に軸支された駆動側プーリ３５に一体的に固定されている。

前記縦回転体１は、図２に示すように、中央部が円形に貫通された基板１ａと、この基板１ａの左右に立設されたサイドブラケット１ｂ₁，１ｂ₂と、このサイドブラケット１ｂ₁，１ｂ₂に内蔵された軸受１ｄ₁，１ｄ₂と、基板１ａの下部から斜め下方に延出して形成されたアーム１ｃと、このアーム１ｃのヒンジとなる連結ピン４とを備えて構成されている。

前記横回転体２は、上リンク２ａと、下リンク２ｂと、右フレーム２ｃ₂とでコの字状に一体に形成し、さらに、コの字の開放側の端部同士を左フレーム２ｃ₁で連結して、中央部が大きく貫通する矩形状に構成されている。したがって、この貫通した中央部には、ハーネス等の付帯部品を配設することも可能である。
また、上リンク２ａと下リンク２ｂには横振り動作の回動支点となる横回動軸６，６′が挿入される中心孔２ｄ，２ｄ′がそれぞれ形成されており、左右のフレーム２ｃ₁，２ｃ₂にはそれぞれ縦振り動作の回動支点となる縦回動軸５，５′が内側に突設して形成されている。
なお、左フレーム２ｃ₁に形成された縦回動軸５には、貫通孔２ｅが設けられ、この貫通孔２ｅにはハーネスガイド５ａが嵌入されている。

ここで、横回転体２の左右のフレーム２ｃ₁，２ｃ₂には縦回転体１が回動自在に軸支されている。すなわち、横回転体２の左右のフレーム２ｃ₁，２ｃ₂に形成された縦回動軸５，５′に軸受１ｄ₁，１ｄ₂を介して縦回転体１が回動自在に軸支されている。

前記モータ架台３は、平行に並んだ上フランジ３ａおよび下フランジ３ｂと、これらをつなぐ取付板３ｃからなる略コの字状に形成されている。
前記上フランジ３ａと下フランジ３ｂには、その前端部にそれぞれ横振り動作の中心軸となる上下に貫通した中心孔３ｄ，３ｄ′が形成され、この中心孔３ｄ，３ｄ′にはそれぞれ横回動軸６，６′を支持する軸受３ｅ，３ｅ′が内蔵されている。なお、本実施形態においては、上側の横回転軸６は、直接上リンク２ａに螺入され、下側の横回転軸６′は止めねじ６′′で下リンク２ｂに固着されている。
また、上フランジ３ａの後部には左側に張り出すように第２モータ取付座３ａ′が形成され、下フランジ３ｂの後部には右側に張り出すように第１モータ取付座３ｂ′が形成されている。そして、第２モータ取付座３ａ′には、取付ボルト８で第２モータ２０が減速機２１を上向きにして設置され、第１モータ取付座３ｂ′には第１モータ１０が減速機を下向きにして設置されている。

以上のように、縦回転体１は縦回動軸５，５′の回りに回動可能に横回転体２の左右のフレーム２ｃ₁，２ｃ₂に連結されているため、縦振り動作が可能である。さらに、横回転体２は横回動軸６，６′の回りに回動可能にモータ架台３に連結されているため、横振り動作が可能となる。そして、モータ架台３は、前記のように、リブ３６に回動自在に軸支された駆動側プーリ３５に一体的に固定されているため（図１参照）、モータ架台３の回動により、ねじり動作が可能となる。

続いて、前記各動作を構成する機構について説明する。
縦振り機構は、図３に示すように、駆動源となる第１モータ１０と、この第１モータ１０の減速機１１に連結された揺動レバー１２と、この揺動レバー１２に連結された球面継手１３と、この球面継手１３に連結された縦回転体１とを備えて構成されている。
前記第１モータ１０は、腕の中心軸の右側に配置され、第１モータ１０の出力軸に連結されている減速機１１が下側になるようにモータ架台３に設置されている。

前記揺動レバー１２は、その根元側１２ａが第１モータ１０の減速機１１に一体的に固着され、揺動レバー１２の先端側１２ｂには、調芯機能を有する球面軸受１３ａを介して球面継手１３の一端側に回動自在に連結されている。
また、球面継手１３の他端側は、同様に球面軸受１３ｂを介して縦回転体１のアーム１ｃに設置された連結ピン４に回転自在に連結されている。

すなわち、図５（ａ）から（ｃ）に示すように、第１モータ１０の出力軸の回転を減速機に伝達し、この減速機の出力軸の揺動運動を球面継手１３を介して、縦回転体１に伝達することによって、縦回転体１が縦回動軸５，５′の回りに縦振り動作を行なうように構成されている。そして、縦回転体１には、手５１が固着されている。

なお、本実施形態においては、球面継手を使用しているが、球面継手に限定されることはなく、ユニバーサルジョイント等であってもよい。

一方、横振り機構は、図４に示すように、駆動源となる第２モータ２０と、この第２モータ２０の減速機２１の出力側に一体的に連結された揺動レバー２２と、この揺動レバー２２に回動自在に連結されたロッド２３と、このロッド２３に回動自在に連結された横回転体２とを備えて構成されている。
前記第２モータ２０は、腕の中心軸の左側に配置され、第２モータ２０の出力軸に連結されている減速機２１の出力側が上側になるようにモータ架台３に設置されている。

前記揺動レバー２２は、その根元側２２ａが第２モータ２０の減速機２１の出力軸に固着され、先端側２２ｂにはロッド２３の一端側２３ａが回動自在に連結され、ロッド２３の他端側２３ｂは横回転体２の上リンク２ａに回動自在に連結されている。
すなわち、第２モータ２０の出力軸の回転を減速機２１から揺動レバー２２に伝達し、この揺動レバー２２の揺動運動をロッド２３を介して、横回転体２に伝達することによって、横回転体２が横回動軸６，６′の回りに横振り動作を行なうように構成されている（図５（ｄ）から（ｆ）を併せて参照）。
なお、本実施形態においては、レバーや継手でリンク機構を用いて縦振り機構を構成しているが、これに限定されることはなく、歯車やベルト等の種々の手段を用いることができる。

ねじり機構は、図６に示すように、駆動源となる第３モータ３０と、この第３モータ３０を固定する台座３１と、第３モータ３０の減速機３２の出力軸に固着された出力側プーリ３３と、ベルト３４と、駆動側プーリ３５と、リブ３６とを備えて構成されている。
前記第３モータ３０は、一例として、その出力軸をねじり動作の回動軸（駆動側プーリ３５の回動軸）に対して平行に右側にずらして配置されている。

また、第３モータ３０の出力軸には減速機３２が一体的に連結されており、この減速機３２には出力側プーリ３３が固着され、この出力側プーリ３３と駆動側プーリ３５の外周面とをベルト３４で巻回して駆動側プーリ３５を回動できるように構成されている。

駆動側プーリ３５は、円筒状に形成され、内周側は大きな空洞３５ａが形成されている。外周の両端面にはフランジ３５ｂ₁，３５ｂ₂が形成されており、ベルト３４の回転をガイドしている。そして、駆動側プーリ３５は腕５３の横断面の方向に形成されたリブ３６に図示しないベアリング等を介して回動自在に軸支されている。

これにより、第３モータ３０の回転を減速して出力側プーリ３３からベルト３４を介して駆動側プーリ３５に伝達し、駆動側プーリ３５を回動させている。そして、この駆動側プーリ３５の前側（手先側）の端面には、モータ架台３が固着されている。したがって、駆動側プーリ３５を介して、モータ架台３を回動することによって、横回転体２および縦回転体１に連結された手５１のねじり動作を行なっている。

本実施形態におけるロボットの関節構造は、図１に示すように、手５１に固定された手首カバー４１と、腕５３の外殻をなす腕カバー４２と、これら両者をつなぐように両者の間に介設された可動カバー４０（請求項３に記載の可動カバー）とを備えている。
この可動カバー４０は、図７に示すように、手首カバー４１の外周面に一例として６箇所形成された係止突起４１ａ，４１ａ・・・に当接して保持されている。したがって、可動カバー４０は、手首カバー４１の外側を覆うように短い筒状に形成され、外周面４０ａは前後方向にも曲率を有し、その曲率は肘側で大きく、手首側では肘側よりもやや小さく形成されている。なお、図７は、腕５３（図１参照）の中心軸の左側を示しているが、右側においても同様の構成である。
可動カバー４０は、本実施形態においては、図８に示すように、上下に２分割してなる上側可動カバー４０１と下側可動カバー４０２とをビス４４で一体に結合して構成されている。
また、可動カバー４０の肘側の周縁部４０ｃ，４０ｃの外側には、ビス４４の軸方向に沿って、可動カバー４０の分割面を境にしてその両側に平坦面４０ｄ，４０ｄが形成されている。一方、可動カバー４０の肘側の周縁部４０ｃ，４０ｃの内側には、平坦面４０ｄ，４０ｄから手先側に突設して袋状に形成された正面視において３角形状のばねストッパ４０ｂが設けられおり、このばねストッパ４０ｂの開口部４０ｂ₁からねじりコイルばね４３の端部４３ｂが収容されるように構成されている。

本実施形態においては、請求項３に記載の「弾性部材」の一例として、ねじりコイルばね４３を使用しており、可動カバー４０はねじりコイルばね４３を介して、手首カバー４１に回動自在に固定されている。
ねじりコイルばね４３は、図８に示すように、中心部と端部とからなり、その中心部４３ａがコイル状に巻かれている。ここでは、ねじりコイルばね４３を２本使用し、中心部４３ａ，４３ａからそれぞれ端部４３ｂ，４３ｂがくの字状に延出するように設置されている。そして、ねじりコイルばね４３，４３の中心部４３ａ，４３ａを手首カバー４１に形成されたノブ４１ｂに挿入して支持させ、ねじりコイルばね４３，４３の各カール部４３ｃ，４３ｃが可動カバー４０の平坦面４０ｄ，４０ｄに手先側から肘側に付勢される状態で当接するように構成されている。

このように、ねじりコイルばね４３，４３は、それぞれの端部４３ｂ，４３ｂでつくる挟み角が閉じる方向に弾性反発力（付勢力）を作用させて、カール部４３ｃ，４３ｃで前記平坦面４０ｄ，４０ｄの裏側の面を押圧するとともに、可動カバー４０の内周面が手首カバー４１に形成された係止突起４１ａ，４１ａ・・・に係止保持されるように構成されている。

なお、本実施形態においては、ねじりコイルばね４３を使用しているが、これに限定されることはなく、圧縮コイルばねやゴム紐等であってもよい。
また、本実施形態においては、可動カバー４０を手５１（結合体）側に弾性部材（ねじりコイルばね４３）を介して装着したが腕５３（ロボットリンク）側であってもよいし、手５１側と腕５３側の両方から弾性部材を介して装着してもよい。

以上のように構成されたロボットの手首の関節構造の作用について、図１および図２を参照して説明する。
本実施形態に係る関節構造は、縦回転体１と横回転体２と駆動側プーリ３５に連結されたモータ架台３等からなる回動機構により、それぞれ第１モータ１０による縦振り動作、第２モータ２０による横振り動作、および第３モータ３０によるねじり動作の３自由度の動作を構成している。
そして、前記第１モータ１０と第２モータ２０は、その出力軸を上下方向に平行に横並びにして配置し、その後部に第３モータ３０をねじり動作の中心軸から平行にずらして配置している。

したがって、第１モータ１０と第２モータ２０とを上下方向に平行に配置したことにより、腕５３の長さを短縮して、肘５４回りの慣性モーメントを低減することができる。

さらに、第３モータ３０をねじり動作の中心軸からずらして配置したことにより、ねじり動作の中心軸の近傍にスペースを確保することができるため、ハーネスをねじり動作の中心軸の近傍に通すことができる。具体的には、ハーネスを肘５４の部分から、第３モータ３０の傍らを通過し、駆動側プーリ３５の内周部に形成された空洞３５ａ（図６参照）を貫通して、第１モータ１０と第２モータ２０との間を通って、さらに横回転体２および縦回転体１の中心部の貫通孔（図２参照）を通って手首５２まで達するように配設することができる。このように、縦振り動作、横振り動作、およびねじり動作の中心軸の近傍にハーネスを通すことにより、ハーネスによる手の動作角への制限を最小限に抑えることができ、ハーネスの断線等も防止することができる。
なお、本実施形態においては、手の先端部までハーネスを通線する場合も考慮して、横回転体の左フレーム２ｃ₁には貫通孔２ｅを設けハーネスの通路を確保している。

続いて、図７および図８を参照しながら、可動カバー４０の作用について説明する。可動カバー４０は、本実施形態においては、ねじりコイルばね４３，４３のカール部４３ｃ，４３ｃで可動カバー４０に形成された平坦面４０ｄ，４０ｄを手先側から肘側に付勢するとともに、可動カバー４０の内周面が手首カバー４１に形成された係止突起４１ａ，４１ａ・・・に係止保持されることにより、可動カバー４０が回動可能に保持されている。
このため、手５１の回動動作に伴って、可動カバー４０も追随して回動するが、可動カバー４０がモータ等の内蔵物に干渉しても、手５１の回動力がねじりコイルばね４３の弾性反発力に打ち勝って、可動カバー４０が内蔵物に干渉した位置からさらに手５１を回動させることが可能となる。
したがって、可動カバー４０の干渉による手５１の回動動作が阻害されることを防止することができる。
一方、手首５２が往き側の回動動作から戻り側の回動動作に移行した場合には、干渉物から離れる方向に可動カバー４０が移動するため、ねじりコイルばね４３の弾性反発力により、可動カバー４０を所定位置まで復帰させることができる。
また、ねじり動作においても、手５１の回動に伴って、可動カバー４０も追随して回動し、可動カバー４０が内蔵物に干渉した場合には、手首カバー４１側に固着されたねじりコイルばね４３のカール部４３ｃがばねストッパ４０ｂの壁部４０ｂ₂に当接し、その後は手５１の回動力がねじりコイルばね４３の弾性反発力に打ち勝って、可動カバー４０が内蔵物に干渉した位置からさらに手５１を回動させることが可能となる。したがって、ねじり動作においても、可動カバー４０の干渉による手５１の回動が阻害されることを防止することができ、戻り側の回動動作に移行した場合にも、可動カバー４０を所定位置まで復帰させることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記した実施形態に限定されるものではなく、適宜変更して実施することが可能である。
たとえば、本実施形態においては、第１モータと第２モータは腕の中心軸に対し左右に並べて配置したが、これに限定されるものではなく、前後方向に位置をずらして段違いに平行に配置してもよい。このように配置した場合には、モータの重量を先端側から肘側に寄せて、肘回りの慣性モーメントの大きさを適宜調整することができる。

また、本実施形態において、第３モータは、その出力軸がねじり動作の中心軸に沿うように配置したが、これに限定されるものではなく、ねじり動作の中心軸に直交するように配置してもよい。このように配置した場合には、腕の長さをより短縮することができるとともに、慣性モーメントの大きさも調整することができる。
なお、本実施形態においては、人間型ロボットの手首のねじり動作を一例として説明したが、これに限定されるものではなく、工業用ロボットにおいては、ドリルの回転のように連続的に回転するものであってもよい。

さらに、本実施形態においては、第１モータと第２モータの後ろに第３モータを配置したが、第３モータを前に配置し、その後ろに第１モータと第２モータを配置してもよい。このように配置することによっても、肘回りの慣性モーメントを調整することができる。
もっとも、各モータの位置関係は変更することなく、それぞれの位置を調整して、慣性モーメントを調整することもできる。このように、使用用途や使用条件に合わせて、適宜設計変更が可能であり、慣性モーメントおよび重量バランス等を適宜設定することができる。

本発明の実施形態に係るロボットの関節構造の全体構成を示す斜視図である。本発明の実施形態に係るロボットの関節構造の３軸動作の全体機構を説明するための分解斜視図である。本発明の実施形態に係るロボットの関節構造の縦振り機構を説明するための図１における下方向から見た部分拡大斜視図である。本発明の実施形態に係るロボットの関節構造の横振り機構を説明するための図１における上方向から見た部分拡大斜視図である。（ａ）から（ｃ）は本発明の実施形態に係るロボットの関節構造の縦振り動作を説明するための手首部の正面図、（ｄ）から（ｆ）は横振り動作を説明するための手首部の平面図である。本発明の実施形態に係るロボットの関節構造のねじり機構を説明するための図１の部分拡大斜視図である。本発明の実施形態に係るロボットの関節構造の関節部の可動カバーの取付状態を説明するための図である。本発明の実施形態に係るロボットの関節構造の関節部の可動カバーの構造を説明するための斜視図である。

符号の説明

１縦回転体
２横回転体
３モータ架台
４連結ピン
５，５′ 縦回動軸
６，６′ 横回動軸
１０第１モータ
２０第２モータ
３０第３モータ
４０可動カバー
４１手首カバー
４２腕カバー
４３ねじりコイルばね（弾性部材）
５１手（結合体）
５２手首
５３腕（ロボットリンク）
５４肘

Claims

ロボットリンクに対し、前記ロボットリンクに結合される結合体を動作させるロボットの関節構造であって、
前記ロボットリンクに対し、前記結合体の縦振り動作を行わせる第１モータと、
前記ロボットリンクに対し、前記結合体の横振り動作を行わせる第２モータとを備え、
前記第１モータの出力軸と前記第２モータの出力軸は、互いに平行であって、かつ、前記ロボットリンクに対し直交して設置され、
前記ロボットリンクに対し、前記結合体のねじり動作を行わせる第３モータをさらに備え、
前記第３モータの出力軸を、前記ねじり動作の中心軸から零でない所定量ずらしたことを特徴とするロボットの関節構造。
前記結合体および前記ロボットリンクの少なくとも一方に対し、回動可能な可動カバーと、
前記結合体および前記ロボットリンクの少なくとも一方と前記可動カバーとの間で付勢力を発生し、前記可動カバーを所定位置に復帰させる弾性部材と、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載のロボットの関節構造。
ロボットリンクに対し、前記ロボットリンクに結合される結合体を動作させるロボットの関節構造であって、
前記ロボットリンクに対し、前記結合体の縦振り動作を行わせる第１モータと、
前記ロボットリンクに対し、前記結合体の横振り動作を行わせる第２モータとを備え、
前記第１モータの出力軸と前記第２モータの出力軸は、互いに平行であって、かつ、前記ロボットリンクに対し直交して設置され、
前記結合体および前記ロボットリンクの少なくとも一方に対し、回動可能な可動カバーと、
前記結合体および前記ロボットリンクの少なくとも一方と前記可動カバーとの間で付勢力を発生し、前記可動カバーを所定位置に復帰させる弾性部材と、
を備えたことを特徴とするロボットの関節構造。