JP5423910B1 - ロボット - Google Patents

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Abstract

【課題】アームに連結される手首部を小型化することができるロボットを提供する。
【解決手段】ロボットは、第1の手首部に連結された第2の手首部を回転駆動する第1のアクチュエータと、第1のアクチュエータの駆動力を第2の手首部へ伝達する第1の回転体と、第2の手首部に連結された第3の手首部を回転駆動する第2のアクチュエータと、第2のアクチュエータの駆動力を第3の手首部へ伝達する第2の回転体とを備える。第1の回転体は、第2の回転体に対し、互いの回転軸同士が平行で、かつ互いに干渉しない位置までずらされるとともに、第2の回転体の回転軸方向において第2の回転体に重なるように配置される。
【選択図】図2

Description

開示の実施形態は、ロボットに関する。
従来、産業用のロボットは、アームと、アームに回転可能に連結される手首部とを備え、手首部をアクチュエータによって回転駆動させつつ、先端に取り付けられたエンドエフェクタ(例えばアーク溶接用のトーチなど)で所定の作業を行うように構成される。
上記したロボットの手首部としては、例えば互いに回転可能に連結される複数のリンクを備えるものがある。そのようなロボットにあっては、例えば複数のリンクのうちの一方は、第1のアクチュエータの駆動力が第1の回転体(例えばプーリ)を介して伝達されて回転し、他方は、第2のアクチュエータの駆動力が第2の回転体を介して伝達されて回転するように構成される(例えば特許文献1参照)。特許文献1記載の技術にあっては、第1の回転体の回転軸と第2の回転体の回転軸とが同軸とされ、第1、第2の回転体は回転軸方向に沿って2段重ねとなるように配置される。
特開2007−237342号公報
しかしながら、上記の如く、第1、第2の回転体を同軸上に重ねて配置するように構成すると、ロボットの手首部の幅が回転体の回転軸方向に沿って大きくなってしまう。このように手首部の幅が大きくなると、例えばロボットが所定の作業を行っているときに、手首部が作業対象物(ワーク)などと干渉するおそれがあるため、手首部の小型化が望まれていた。
実施形態の一態様は、上記に鑑みてなされたものであって、アームに連結される手首部を小型化することができるロボットを提供することを目的とする。
実施形態の一態様に係るロボットは、第1の手首部と、第2の手首部と、第3の手首部と、第1のアクチュエータと、第1の回転体と、第2のアクチュエータと、第2の回転体と、第1の駆動側回転体と、第2の駆動側回転体と、第1のベルトと、第2のベルトとを備える。第1の手首部は、アームに連結される。第2の手首部は、前記第1の手首部に第1の回転軸回りに回転可能に連結される。第3の手首部は、前記第2の手首部に、前記第1の回転軸と垂直な第2の回転軸回りに回転可能に連結される。第1のアクチュエータは、前記第2の手首部を回転駆動する。第1の回転体は、前記第1のアクチュエータの駆動力を前記第2の手首部へ伝達する。第2のアクチュエータは、前記第3の手首部を回転駆動する。第2の回転体は、前記第2のアクチュエータの駆動力を前記第3の手首部へ伝達する。第1の駆動側回転体は、前記第1のアクチュエータの駆動力を前記第1の回転体へ出力する。第2の駆動側回転体は、前記第2のアクチュエータの駆動力を前記第2の回転体へ出力する。第1のベルトは、前記第1の回転体および前記第1の駆動側回転体に巻き掛けられ、前記第1のアクチュエータの駆動力を前記第1の回転体へ伝達する。第2のベルトは、前記第2の回転体と前記第2の駆動側回転体とを直接結ぶように巻き掛けられ、前記第2のアクチュエータの駆動力を前記第2の回転体へ伝達する。また、第1のベルトは、前記第1の回転体の回転軸方向視において前記第2のベルトの内側に位置し、前記第1の回転体の回転軸方向において前記第2のベルトと重なるように配置される。また、前記第1および第2の駆動側回転体の回転軸と前記第1および第2の回転体の回転軸とは、前記第1の回転体の回転軸方向視において略一直線上に配置される。
実施形態の一態様によれば、ロボットのアームに連結される手首部を小型化することができる。
図1は、第1の実施形態に係るロボットを示す側面図である。 図2は、図1に示す上部アーム、第1〜第3の手首部付近のみを示す部分断面上面図である。 図3は、図2に示す第1の手首部を側面カバーを取り外した状態で示す側面図である。 図4は、第2の実施形態に係るロボットの上部アーム、第1〜第3の手首部付近のみを示す部分断面上面図である。 図5は、図4に示す第1の手首部を側面カバーを取り外した状態で示す側面図である。 図6は、第2の実施形態に係るロボットの変形例を示し、上部アーム、第1〜第3の手首部付近のみを示す部分断面上面図である。 図7は、図6に示す第1の手首部を側面カバーを取り外した状態で示す側面図である。 図8は、図7のVIII−VIII線拡大断面図である。
以下、添付図面を参照して、本願の開示するロボットの実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係るロボットを示す側面図である。なお、説明を分かり易くするために、図1には、鉛直上向きを正方向とし、鉛直下向きを負方向とするZ軸、紙面における左右方向をY軸、紙面奥から手前方向をX軸とした3次元の直交座標系を図示している。かかる直交座標系は、後述の説明に用いる他の図面でも示す場合がある。また、以下においては、ロボットの構成について「X軸方向」「Y軸方向」「Z軸方向」などと表現して説明するが、これはロボットが図示された姿勢にあるときの「X軸方向」「Y軸方向」「Z軸方向」を意味するものであって、その方向に限定されるものではない。
図1に示すように、ロボット1は、先端にエンドエフェクタとして例えばアーク溶接用のトーチ2が取り付けられたアーク溶接用の産業ロボットである。また、ロボット1は、複数の関節軸(以下「回転軸」ともいう)Ja〜Jfを有する多関節型ロボットである。かかるロボット1は、ベース10と、旋回部11と、下部アーム12と、上部アーム13と、第1から第3の手首部14a,14b,14cを有する手首部14とを備え、これらは互いに回転可能に連結される。
具体的には、旋回部11は、ベース10に対して回転軸Ja回りに回転可能に連結され、下部アーム12は、旋回部11に対し、回転軸Jaと垂直な回転軸Jb回りに回転可能に連結される。また、上部アーム13は、下部アーム12に対して回転軸Jbと平行な回転軸Jc回りに回転可能に連結され、第1の手首部14aは、上部アーム13に対し、回転軸Jcと垂直な回転軸Jd回りに回転可能に連結される。
第2の手首部14bは、第1の手首部14aに対し、回転軸Jdと垂直な回転軸(第1の回転軸)Je回りに回転可能に連結され、第3の手首部14cは、第2の手首部14bに対し、回転軸Jeと垂直な回転軸Jf(第2の回転軸)回りに回転可能に連結される。なお、第1の手首部14aと第2の手首部14bとは、1ヶ所で連結される、いわゆる片持ち構造とされる(図2参照)。
なお、上記した「垂直」「平行」、あるいは後述する「水平」などの語句は、必ずしも数学的に厳密な精度を必要とするものではなく実質的な公差や誤差などについては許容されるものである。また、この明細書において「垂直」なる語句は、2つの直線(回転軸)が同一平面上で直角に交わることのみを意味するものではなく、2つの直線(回転軸)の関係がねじれの位置である場合も含めるものとする。
ロボット1は、上記した旋回部11、下部アーム12、上部アーム13、第1〜第3の手首部14a,14b,14cを回転駆動するアクチュエータMa〜Mfを備える。各アクチュエータMa〜Mfは、具体的には例えばサーボモータである。
なお、上記でアクチュエータMa〜Mfをサーボモータとしたが、それに限られるものではなく、例えば油圧モータなど他のモータであってもよい。また、以下においては、アクチュエータを「モータ」と表現する。
各モータMa〜Mfについて説明すると、ベース10に取り付けられたモータMaは、旋回部11に接続されて旋回部11を回転駆動する。旋回部11に取り付けられたモータMbは、下部アーム12に接続されて下部アーム12を回転駆動し、また下部アーム12に取り付けられたモータMcは、上部アーム13に接続されて上部アーム13を回転駆動する。また、上部アーム13に取り付けられたモータMdは、手首部14、正確には第1の手首部14aに接続され、手首部14のうちの第1の手首部14aを回転駆動する。
モータ(第1のアクチュエータ)Meおよびモータ(第2のアクチュエータ)Mfはともに、第1の手首部14aに取り付けられる。モータMeは、モータMeの駆動力を第2の手首部14bへ伝達する第1の動力伝達機構(図1で図示略)を介して第2の手首部14bに接続され、第2の手首部14bを回転駆動する。同様に、モータMfは、モータMfの駆動力を第3の手首部14cへ伝達する第2の動力伝達機構(図1で図示略)を介して第3の手首部14cに接続され、第3の手首部14cを回転駆動する。なお、このモータMe,Mfや第1、第2の動力伝達機構については、後に詳しく説明する。
第3の手首部14cは手首フランジ14c1を備え、手首フランジ14c1には、前述したトーチ2が取り付けられる。上記したモータMa〜Mfには、図示しない制御装置から動作指令を示す信号が入力され、その信号に基づいて動作が制御される。そして、ロボット1は、モータMa〜Mfの動作が制御されることで、例えばトーチ2の位置や角度などを適宜に変更しつつ、溶接対象へトーチ2を接近させ、トーチ2からアークを発生させてアーク溶接を行う。
ところで、上記のように、手首部の先端に取り付けられたエンドエフェクタで、アーク溶接などの所定の作業を行うように構成されたロボットにあっては、以前より、手首部の小型化が望まれていた。すなわち、例えば手首部の幅、具体的には例えば第1の手首部におけるX軸方向の幅が大きいと、ロボットが所定の作業を行っているときに、手首部が作業対象物(ワーク)などと干渉するおそれがあるため、手首部の幅は可能な限り小さい方が望ましい。
そこで、本実施形態に係るロボット1にあっては、モータMe,Mfの駆動力を第2、第3の手首部14b,14cへ伝達する第1、第2の動力伝達機構を、手首部14、詳しくは第1の手首部14aを小型化できるような構成にした。以下、それについて詳しく説明する。
図2は、図1に示す上部アーム13、第1〜第3の手首部14a,14b,14c付近のみを示す部分断面上面図である。また、図3は、図2に示す第1の手首部14aにおいて、側面カバー16を取り外してX軸方向の正側から見たときの側面図である。
なお、図2,3にあっては、図示の簡略化のため、下部アーム12、トーチ2などの図示を省略した。また、図2,3にあっては、第2の手首部14bを回転軸Je回りに90°回転させて水平にした状態、換言すれば、回転軸Jdと回転軸Jfとが同軸となるような姿勢を示した。また、図3にあっては、各動力伝達機構の構成の理解に必要な要素のみを示した。
図2に示すように、第1の手首部14aは、内部に空間を有するとともに、側面(詳しくは図においてX軸方向の正側)が開口された本体部15と、本体部15の開口に取り付けられる側面カバー16とを備える。
第1の手首部14aの本体部15の内部空間には、モータMeと、モータMfと、モータMeの駆動力を第2の手首部14bへ伝達する第1の動力伝達機構20と、モータMfの駆動力を第3の手首部14cへ伝達する第2の動力伝達機構21とが配置される。
モータMeは、出力軸22を備え、出力軸22の軸線22aが回転軸Jdに対して垂直となる向き、換言すれば、回転軸Jeに対して平行となる向きに配置される。また、モータMfは、出力軸23を備え、モータMeと同様、出力軸23の軸線23aが回転軸Jdに対して垂直となる向き、換言すれば、回転軸Jeに対して平行となる向きに配置される。すなわち、モータMeの出力軸22の軸線22aと、モータMfの出力軸23の軸線23aとは平行とされる。
第1の動力伝達機構20は、第1の駆動側回転体30と、中間ベルト31と、中間回転体32と、第1のベルト33と、第1の回転体34と、駆動歯車35と、従動歯車36とを備える。また、第2の動力伝達機構21は、第2の駆動側回転体40と、第2のベルト41と、第2の回転体42と、第1の中間軸43と、第2の中間軸44とを備える。
先ず第2の動力伝達機構21について説明すると、第2の駆動側回転体40は、モータMfの出力軸23に取り付けられて、出力軸23とともに軸線23a回りに回転させられる。すなわち、第2の駆動側回転体40の回転軸40aは、出力軸23の軸線23aと同軸とされる。また、第2の駆動側回転体40は、例えばプーリを備え、そこには、図3によく示すように、第2のベルト41が巻き掛けられる。
第2の回転体42は、第1の中間軸43の一端に取り付けられるとともに、回転軸42aが第2の手首部14bの回転軸Jeと同軸となるように配置される。また、第2の回転体42は、回転軸42aが上記した第2の駆動側回転体40の回転軸40aに対して平行となるように配置される。
第2の回転体42も、例えばプーリを備え、そこには第2のベルト41が巻き掛けられる。このように、第2の駆動側回転体40と第2の回転体42とがともに、プーリを備えるようにしたことから、モータMfの駆動力を、簡易な構成で第2の回転体42へ伝達することができる。
また、第2の駆動側回転体40は、回転軸42a方向(図でX軸方向)において第2の回転体42に重なるように配置される。したがって、Z軸方向視における第2のベルト41は、回転軸42aに対して垂直となる方向(Y軸方向)と平行な向きで、第2の駆動側回転体40および第2の回転体42に巻き掛けられることとなる。
また、第2の回転体42は、プーリ径が第2の駆動側回転体40のプーリ径よりも大きくなるように設定される。したがって、モータMfの駆動力は、第2の駆動側回転体40と第2の回転体42との間で変速されて、詳しくは減速されて第1の中間軸43に伝達されることとなる。なお、上記ではモータMfの駆動力を減速させるようにしたが、これに限定されるものではなく、第2の回転体42のプーリ径を第2の駆動側回転体40のプーリ径よりも小さくして増速させるように構成してもよい。
第1の中間軸43は、第1の手首部14aの本体部15に回転可能に支持される。また、第1の中間軸43の他端には、傘歯車45が取り付けられる。第2の中間軸44は、軸線44aが第2の回転体42の回転軸42a(換言すれば、回転軸Je)に対して垂直で、かつ回転軸Jfと平行な向きに配置され、第2の手首部14bに回転可能に支持される。第2の中間軸44には、上記した傘歯車45と噛合する傘歯車46が取り付けられる。また、第2の中間軸44は、図示は省略するが、第3の手首部14cに接続される。
第2の動力伝達機構21は、上記のように構成することで、モータMfの駆動力を第2の駆動側回転体40、第2のベルト41を介して第2の回転体42へ伝達する。そして、第2の回転体42は、伝達されたモータMfの駆動力を、第1の中間軸43、傘歯車45、傘歯車46、第2の中間軸44を介して第3の手首部14cへ伝達する。
次いで第1の動力伝達機構20について説明する。第1の駆動側回転体30は、モータMeの出力軸22に取り付けられて出力軸22とともに軸線22a回りに回転させられる。すなわち、第1の駆動側回転体30の回転軸30aは、出力軸22の軸線22aと同軸とされる。また、第1の駆動側回転体30は、例えばプーリを備え、そこに中間ベルト31が巻き掛けられる。
中間回転体32は、入力側回転体32aと、出力側回転体32bとを備え、モータMeと第1の回転体34との間に設けられる。入力側回転体32aと出力側回転体32bとは、互いの回転軸32cが同軸とされ、回転軸32c方向に沿って重なるように配置される。中間回転体32の回転軸32cは、X軸方向に対して平行とされる、具体的には例えば第1の駆動側回転体30や第1の回転体34、第2の回転体42の回転軸30a,34a,42aなどと平行とされる。また、入力側回転体32aおよび出力側回転体32bは、連結軸32dによって一体に連結され、第1の手首部14aの本体部15に回転可能に支持される。
入力側回転体32aおよび出力側回転体32bはともに、例えばプーリを備え、入力側回転体32aには前述した中間ベルト31が巻き掛けられる一方、出力側回転体32bには第1のベルト33が巻き掛けられる。なお、この中間回転体32については、後に詳説する。
第1の回転体34は、回転軸34aが第2の回転体42の回転軸42aに対して平行となる向きに配置され、第1の手首部14aの本体部15に回転可能に支持される。また、第1の回転体34は、例えばプーリを備え、図3によく示すように、上記した第1のベルト33が巻き掛けられる。このように、第1の駆動側回転体30、入力側回転体32a、出力側回転体32b、第1の回転体34が全て、プーリを備えるようにしたことから、モータMeの駆動力を、簡易な構成で第1の回転体34へ伝達することができる。
第1の回転体34には、第1の回転体34と一体に回転される駆動歯車35が取り付けられる。駆動歯車35は、例えば平歯車とされるが、これに限られるものではなく、例えばはすば歯車など他の歯車であってもよい。
従動歯車36は、上記した駆動歯車35と噛合可能に形成される。従動歯車36は、例えばシザーズギヤとされるが、これに限定されるものではなく、例えば平歯車やはすば歯車など他の歯車であってもよい。従動歯車36は、回転軸36aが第2の回転体42の回転軸42aや第2の手首部14bの回転軸Jeと同軸となるように配置され、第1の手首部14aの本体部15に回転可能に支持される。従動歯車36は、中空に形成され、そこには上記した第1の中間軸43が挿通される。また、従動歯車36は、図示は省略するが、第2の手首部14bに接続される。
第1の動力伝達機構20は、上記のように構成することで、モータMeの駆動力を第1の駆動側回転体30、中間ベルト31、中間回転体32の入力側回転体32a、中間回転体32の出力側回転体32b、第1のベルト33を介して第1の回転体34へ伝達する。そして、第1の回転体34は、伝達されたモータMeの駆動力を、駆動歯車35、従動歯車36を介して第2の手首部14bへ伝達する。
ここで、第1の回転体34などについてさらに詳しく説明する。第1の回転体34は、図2に示す如く、第2の回転体42に対し、互いの回転軸34a,42a同士が平行で、かつ互いに干渉しない位置までずらされる。具体的に、第1の回転体34は、第2の回転体42から離間する方向、例えばモータMe,Mfや中間回転体32が配置される側(図ではY軸方向の負側)に所定の距離だけずらして配置される。
さらに、第1の回転体34は、第2の回転体42の回転軸42a方向(X軸方向)において第2の回転体42に重なるように配置される。このように、Z軸方向視における第1の回転体34を、第2の回転体42に対し、例えばY軸方向の負側にずらし、さらにX軸方向において重なるようにしたので、第1の動力伝達機構20の回転軸42a方向における厚さを減少させることができる。これにより、第1の動力伝達機構20が収納される第1の手首部14aの幅(図2で符号Aで示す)を、回転軸42a方向、すなわちX軸方向において小さくすることができる。
また、第1の手首部14aの幅Aを小さくして第1の手首部14aを小型化したことから、例えばロボット1がアーク溶接など所定の作業を行っているときに、第1の手首部14aを作業対象物などに対して干渉し難くすることができる。さらには、第1の手首部14aが小さくなったため、手首部14の軽量化も図ることができる。
なお、上記では、Z軸方向視における第1の回転体34が、X軸方向において第2の回転体42と重なると表現したが、これは完全に重なるものだけではなく、部分的に重なるものも含む意味であり、部分的に重なるものであっても上記の効果を得ることができる。
次いで中間回転体32や各ベルト31,33,41などについて詳しく説明する。図2に示すように、中間回転体32の入力側回転体32aは、回転軸32c方向(X軸方向)において第1の駆動側回転体30に重なるように配置される。これにより、Z軸方向視における中間ベルト31は、Y軸方向と平行な向きで、第1の駆動側回転体30および入力側回転体32aに巻き掛けられる。
また、第1の駆動側回転体30および入力側回転体32aは、回転軸42a方向(X軸方向)において第2の駆動側回転体40や第2の回転体42と重ならないように配置される。具体的には例えば、第1の駆動側回転体30および入力側回転体32aは、第2の駆動側回転体40や第2の回転体42に対してX軸方向の負側にずれるように位置される。したがって、Z軸方向視における中間ベルト31は、X軸方向において第2のベルト41と重ならないように位置される。これにより、中間ベルト31が、第2のベルト41に干渉するのを防ぐことができる。
なお、上記では、Z軸方向視における中間ベルト31が、X軸方向において第2のベルト41と重ならないように位置させたが、これに限定されるものではなく、X軸方向において第2のベルト41と部分的に重なるようにしてもよい。
また、出力側回転体32bは、回転軸32c方向(X軸方向)において第1の回転体34に重なるように配置される。これにより、Z軸方向視における第1のベルト33は、Y軸方向と平行な向きで、出力側回転体32bおよび第1の回転体34に巻き掛けられる。
また、出力側回転体32bおよび第1の回転体34は、回転軸42a方向(X軸方向)において第2の駆動側回転体40や第2の回転体42に重なるように配置される。また、図3に示すように、出力側回転体32bおよび第1の回転体34は、X軸方向視において第2のベルト41の内側の領域に入るように設けられる。
したがって、出力側回転体32bおよび第1の回転体34に巻き掛けられる第1のベルト33は、第1の回転体34の回転軸34a方向視(X軸方向視)において、第2のベルト41の内側に位置されることとなる。これにより、Z軸方向視における第1のベルト33を、X軸方向において第2のベルト41に重ねることができ、よって第1のベルト33付近の第1の手首部14aの幅を、X軸方向において小さくすることができる。
また、図3に示すように、第1の駆動側回転体30、入力側回転体32a、出力側回転体32b、第1の回転体34のプーリ径は、互い相違するように設定される。具体的には例えば、入力側回転体32aのプーリ径は、第1の駆動側回転体30のそれよりも大きくなるように設定され、また出力側回転体32bのプーリ径は、入力側回転体32aのそれよりも小さくなるように設定される。さらには、第1の回転体34のプーリ径は、出力側回転体32bのそれよりも大きくなるように設定される。
これにより、第1の駆動側回転体30から出力されるモータMeの駆動力は、第1の駆動側回転体30と入力側回転体32aとの間で変速、詳しくは減速された後、さらに出力側回転体32bと第1の回転体34との間で変速、詳しくは減速されることとなる。
このように、第1の動力伝達機構20にあっては、中間回転体32を備えることから、減速比を大きくすることができる、すなわち、モータMeの駆動力を2段階で大きく減速して第1の回転体34へ伝達させることができる。
なお、上記では、各回転体30,32a,32b,34のプーリ径を互いに相違させるようにしたが、これは例示であって限定されるものではない。すなわち、例えば第1の駆動側回転体30と出力側回転体32bとでプーリ径を同一にする、あるいは入力側回転体32aと第1の回転体34とでプーリ径を同一にした場合であっても、同様の効果を得ることができる。
また、上記ではモータMeの駆動力を減速させるようにしたが、これに限定されるものではなく、増速させるようにしてもよい。また、上記では中間回転体30を1個備えるようにしたが、2個以上であってもよい。
上述してきたように、第1の実施形態では、第1の回転体34は、第2の回転体42に対し、互いの回転軸34a,42a同士が平行で、かつ互いに干渉しない位置までずらされるとともに、第2の回転体42の回転軸42a方向において第2の回転体42に重なるように配置するようにした。これにより、第1の手首部14aの幅Aを、回転軸42a方向において小さくすることができ、手首部14を小型化することができる。
(第2の実施形態)
図4は、第2の実施形態に係るロボットの上部アーム13、第1〜第3の手首部14a〜14c付近のみを示す、図2と同様な部分断面上面図である。また、図5は、図4に示す第1の手首部14aにおいて、側面カバー16を取り外してX軸方向の正側から見たときの側面図である。なお、以下においては、第1の実施形態と共通の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
第1の実施形態との相違点に焦点をおいて説明すると、第2の実施形態に係るロボット1においては、中間回転体32および中間ベルト31を除去し、第1の駆動側回転体30と第1の回転体34とを第1のベルト33で直接つなげるようにした。
詳しくは、図5によく示すように、第1の駆動側回転体30には、中間ベルト31に代えて、第1のベルト33が巻き掛けられる。したがって、第2の実施形態に係る第1の動力伝達機構20は、モータMeの駆動力を、第1の駆動側回転体30、第1のベルト33、第1の回転体34、駆動歯車35、従動歯車36を介して第2の手首部14bへ伝達することとなる。
第1の駆動側回転体30は、図4に示す如く、X軸方向において第1の回転体34に重なるように配置される。これにより、第1のベルト33は、回転軸42aに対して垂直となる方向(Y軸方向)と平行な向きで、第1の駆動側回転体30および第1の回転体34に巻き掛けられる。また、図5に示すように、第1の駆動側回転体30および第1の回転体34は、X軸方向視において第2のベルト41の内側の領域に入るように設けられる。
したがって、第1の駆動側回転体30および第1の回転体34に巻き掛けられる第1のベルト33は、第1の回転体34の回転軸34a方向視(X軸方向視)において、第2のベルト41の内側に位置されることとなる。これにより、Z軸方向視における第1のベルト33を、X軸方向において第2のベルト41に重ねることができ、よって第1のベルト33付近の第1の手首部14aの幅を、X軸方向において小さくすることができる。
さらには、第1の駆動側回転体30、第1のベルト33、および第1の回転体34を、X軸方向視において第2のベルト41の内側に位置するようにしたので、第1、第2の動力伝達機構20,21のZ軸方向における厚さを減少させることができる。これにより、第1の手首部14aの幅をZ軸方向において小さくすることも可能となる。
上記したように、第2の実施形態では、中間回転体32および中間ベルト31を不要としたことから、第1の動力伝達機構20の構成を簡素化できるとともに、手首部14をより一層小型化することができる。なお、残余の構成および効果は、第1の実施形態と同一であるので、説明を省略する。
上記した第2の実施形態では、第1のベルト33がX軸方向視において第2のベルト41の内側に位置される例を説明したが、それに限定されるものではない。以下、第2の実施形態の変形例を説明する。
図6は、第2の実施形態に係るロボットの変形例を示し、上部アーム、第1〜第3の手首部付近のみを示す部分断面上面図であり、図7は、図6に示す第1の手首部14aにおいて、側面カバー16を取り外してX軸方向の正側から見たときの側面図である。また、図8は、図7のVIII−VIII線拡大断面図である。
この変形例においては、図7に示す如く、第1の駆動側回転体30および第1の回転体34は、X軸方向視において第2のベルト41の外側の領域、換言すれば、X軸方向視において第1の手首部14aの本体部15と第2のベルト41との間の領域に入るように設けられる。
したがって、第1の駆動側回転体30および第1の回転体34に巻き掛けられる第1のベルト33は、第1の回転体34の回転軸34a方向視(X軸方向視)において、第2のベルト41の外側に位置されることとなる。これにより、第1のベルト33と第2のベルト41とが干渉するのを効果的に防止することができる。
なお、図6においては、第1の回転体34および駆動歯車35が、第2の回転体42に隠れているため、図示されていないが、その構成は、図8から分かるように、従前の実施形態のものと略同じである。また、残余の構成および効果は、第2の実施形態と同一であるので、説明を省略する。
なお、上述した実施形態では、第1の駆動側回転体30、入力側回転体32a、出力側回転体32b、第1の回転体34、第2の駆動側回転体40、第2の回転体42がそれぞれ、プーリを備えるようにしたが、これに限定されるものではない。すなわち、各回転体は歯車などを備えるようにしてもよい。なお、各回転体が歯車を備える場合は、例えば回転体同士をローラーチェーンなどを介して連結させて、モータMe,Mfの駆動力を第2、第3の手首部14b,14cへ伝達するようにしてもよい。
また、ロボット1をアーク溶接用のロボットとしたが、かかる構成に限定されるものではなく、その他のロボットであってもよい。すなわち、上記では、エンドエフェクタとしてトーチ2を備えるようにしたが、例えばワークを把持するハンドや、ワークを吸着・保持する吸着部をエンドエフェクタとして備え、ハンドなどを介してワークの搬送などの作業を行うロボットであってもよい。
また、ロボット1を6軸構成のロボットで説明したが、かかる構成に限定されるものではなく、6軸構成以外のロボット、例えば7軸や8軸構成のロボットを用いることも可能である。
さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。
1 ロボット
2 トーチ
10 ベース
11 旋回部
12 下部アーム
13 上部アーム
14 手首部
20 第1の動力伝達機構
21 第2の動力伝達機構
30 第1の駆動側回転体
31 中間ベルト
32 中間回転体
33 第1のベルト
34 第1の回転体
40 第2の駆動側回転体
41 第2のベルト
42 第2の回転体
Ja〜Jf 回転軸(関節軸)
Ma〜Mf モータ(アクチュエータ)

Claims (3)

  1. アームに連結される第1の手首部と、
    前記第1の手首部に第1の回転軸回りに回転可能に連結される第2の手首部と、
    前記第2の手首部に、前記第1の回転軸と垂直な第2の回転軸回りに回転可能に連結される第3の手首部と、
    前記第2の手首部を回転駆動する第1のアクチュエータと、
    前記第1のアクチュエータの駆動力を前記第2の手首部へ伝達する第1の回転体と、
    前記第3の手首部を回転駆動する第2のアクチュエータと、
    前記第2のアクチュエータの駆動力を前記第3の手首部へ伝達する第2の回転体と、
    前記第1のアクチュエータの駆動力を前記第1の回転体へ出力する第1の駆動側回転体と、
    前記第2のアクチュエータの駆動力を前記第2の回転体へ出力する第2の駆動側回転体と、
    前記第1の回転体および前記第1の駆動側回転体に巻き掛けられ、前記第1のアクチュエータの駆動力を前記第1の回転体へ伝達する第1のベルトと、
    前記第2の回転体と前記第2の駆動側回転体とを直接結ぶように巻き掛けられ、前記第2のアクチュエータの駆動力を前記第2の回転体へ伝達する第2のベルトと
    を備え、
    前記第1のベルトは、前記第1の回転体の回転軸方向視において前記第2のベルトの内側に位置し、前記第1の回転体の回転軸方向において前記第2のベルトと重なるように配置され
    前記第1および第2の駆動側回転体の回転軸と前記第1および第2の回転体の回転軸とは、前記第1の回転体の回転軸方向視において略一直線上に配置されること
    を特徴とするロボット。
  2. 前記第1のアクチュエータと前記第1の回転体との間に設けられ、前記第1のアクチュエータの駆動力を変速して前記第1の回転体へ伝達する中間回転体、
    を備えることを特徴とする請求項1に記載のロボット。
  3. 前記第1、第2の回転体はプーリを備えること
    を特徴とする請求項1または2に記載のロボット。
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