JP5832117B2

JP5832117B2 - ロボット

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Publication number: JP5832117B2
Application number: JP2011082630A
Authority: JP
Inventors: 寛則和井田; 維昭室町; 洋介池戸; 宮崎　進; 進宮崎; 中澤　淳; 淳中澤; 洋範田坂; 陽平伊藤
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2011-04-04
Filing date: 2011-04-04
Publication date: 2015-12-16
Anticipated expiration: 2031-04-04
Also published as: JP2012218074A

Description

この発明はロボットに関し、より詳しくはエンドエフェクタを備えたロボットに関する。

従来より、ハンドなどのエンドエフェクタを備えたロボットにおいて、エンドエフェクタの外部に配置されて作動用流体圧を供給する駆動流体圧シリンダと、作動用流体圧が供給されるときにエンドエフェクタを作動させる従動流体圧シリンダを備えると共に、作動用流体圧を調節することでエンドエフェクタの動作を制御するようにした技術が提案されている（例えば特許文献１参照）。

特開２０１０−２６４５４６号公報

ところで、上記した駆動流体圧シリンダや従動流体圧シリンダは、故障したときの修理や定期的なメンテナンスを必要とする。しかしながら、特許文献１記載の技術にあってはその点が考慮されていないため、メンテナンス性の点で改善の余地を残していた。

従って、この発明の目的は上記した課題を解決し、エンドエフェクタを駆動する駆動流体圧シリンダと従動流体圧シリンダを備えると共に、メンテナンス性を向上させるようにしたロボットを提供することにある。

上記した課題を解決するために、請求項１にあっては、基体に連結されるリンクと、前記リンクに連結されるエンドエフェクタと、前記エンドエフェクタの外部に配置されて作動用流体圧を供給する駆動流体圧シリンダと、前記駆動流体圧シリンダに流体圧供給管を介して一体的に接続されて前記作動用流体圧が供給されるときに前記エンドエフェクタを作動させる従動流体圧シリンダとを備えるロボットにおいて、前記リンクの一部を収容すると共に、前記駆動流体圧シリンダを固定する固定部材を備え、前記固定部材を前記基体に接続する如く構成した。

請求項２に係るロボットにあっては、前記流体圧供給管の余長分を前記リンクの内部の遊休スペースに配置する如く構成した。

請求項３に係るロボットにあっては、前記リンクは第１の関節を有すると共に、前記流体圧供給管を前記第１の関節の回転軸近傍を通過するように前記リンクの内部に配置する如く構成した。

請求項４に係るロボットにあっては、前記リンクの内部において前記流体圧供給管の余長分にカバーを配置する如く構成した。

請求項５に係るロボットにあっては、貫通孔が形成されると共に、前記リンクの第２の関節を駆動する中空モータを備え、前記流体圧供給管を前記中空モータの貫通孔に挿通させる如く構成した。

請求項６に係るロボットにあっては、前記駆動流体圧シリンダは第１、第２のシリンダユニットからなり、前記第１、第２シリンダユニットは、前記固定部材の両側にそれぞれ固定される如く構成した。尚、この明細書において「ロボット」は、例えば脚式移動ロボット、車輪式やクローラ式の移動ロボット、産業用の固定型ロボットやマニピュレータ、さらには駆動側機構（マスタ）と従動側機構（スレーブ）を備え、駆動側の動きに追従して従動側が作動するようなマスタ・スレーブ方式のロボット機構などを含む意味で用いる。

請求項１に係るロボットにあっては、作動用流体圧を供給する駆動流体圧シリンダと前記作動用流体圧が供給されるときにエンドエフェクタを作動させる従動流体圧シリンダとを流体圧供給管を介して一体的に接続し、リンクの一部を収容すると共に、駆動流体圧シリンダを固定する固定部材を備えると共に、固定部材を基体に接続するように構成したので、例えば駆動流体圧シリンダなどについてメンテナンスが必要な場合、固定部材をロボットの基体から取り外すだけで駆動流体圧シリンダなどを取り出すことができ、それによってメンテナンス作業を容易に行うことができる、即ち、メンテナンス性を向上させることができる。

さらに、重量が比較的重い駆動流体圧シリンダを固定部材に直接固定し、その固定部材とリンクを基体に接続（連結）することも可能となり、それによってリンクの末端側（即ち、エンドエフェクタ側）の重量を軽量化でき、よってリンクを動作させたときに発生する慣性力を低減することができる。

請求項２に係るロボットにあっては、駆動流体圧シリンダと従動流体圧シリンダを接続する流体圧供給管の余長分をリンクの内部の遊休スペースに配置するように構成、換言すれば、流体圧供給管をリンクなどにクランプ（固定）せず、余長分をリンクの内部の遊休スペースにだけ配置するように構成したので、上記した効果に加え、流体圧供給管全体の長さを短縮することができる。即ち、例えば流体圧供給管をリンクなどに複数箇所クランプすると共に、隣接するクランプ位置の間の流体圧供給管にそれぞれ余長分を持たせるように構成した場合に対し、上記の如く構成することで、余長分の長さを必要最小限にでき、結果として流体圧供給管全体の長さを短縮することができる。

請求項３に係るロボットにあっては、リンクは第１の関節を有すると共に、流体圧供給管を第１の関節の回転軸近傍を通過するようにリンクの内部に配置する如く構成したので、上記した効果に加え、例えば流体圧供給管を第１の関節の回転軸から離間した位置を通過するように配置した構成に比して配管長さにおけるロスを減少でき、よって流体圧供給管全体の長さを短くすることができる。

請求項４に係るロボットにあっては、リンクの内部において流体圧供給管の余長分にカバーを配置するように構成したので、上記した効果に加え、例えばリンクの動作などに起因して流体圧供給管が暴れた場合であっても、流体圧供給管は付近に設置された基板などに直接接触することはないため、管の損傷などの不具合が生じるのを防止でき、また基板なども流体圧供給管によって傷つけられることがない。

請求項５に係るロボットにあっては、貫通孔が形成されると共に、リンクの第２の関節を駆動する中空モータを備え、流体圧供給管を中空モータの貫通孔に挿通させるように構成、即ち、流体圧供給管をモータを迂回させるように配置するのではなく、中空モータの貫通孔に挿通させるように構成したので、上記した効果に加え、流体圧供給管における曲げやねじりの発生を可能な限り抑制できると共に、流体圧供給管の長さも短くすることができる。また、請求項６に係るロボットにあっては、駆動流体圧シリンダを構成する第１、第２シリンダユニットを固定部材の両側にそれぞれ固定するように構成した。

この発明の実施例に係るロボットの正面図である。図１に示すロボットの側面図である。図１に示すロボットをスケルトンで示す説明図である。図１などに示す腕部などを基体から取り外してロボットの左前方から見たときの部分断面斜視図である。図１などに示す腕部などを基体から取り外してロボットの右前方から見たときの部分断面斜視図である。図５に示す腕部の駆動流体圧シリンダ付近を拡大して示す拡大斜視図である。図１などに示すハンドを拡大して示す拡大図である。図５に示す腕部の肩関節付近をロボットの正面から見たときの拡大部分断面図である。図１に示すロボットの肘関節付近の斜視図である。図９に示す肘関節を、上腕第１プレートと下腕第１プレートを取り外して示す斜視図である。

以下、添付図面に即してこの発明に係るロボットを実施するための形態について説明する。

図１はこの発明の実施例に係るロボットの正面図であり、図２は図１に示すロボットの側面図である。この実施例にあっては、ロボットとして、２本の脚部と２本の腕部を備えた、１．３ｍ程度の身長を有するヒューマノイド型の脚式移動ロボットを例にとる。

図１に示すように、ロボット（移動体）１０は、左右２本の脚部１２Ｌ，１２Ｒ（左側をＬ、右側をＲとする。以下同じ）を備える。脚部１２Ｌ，１２Ｒは、基体（上体）１４の下部に連結される。基体１４の上部には頭部１６が連結されると共に、側方には左右２本の腕部（リンク）２０Ｌ，２０Ｒが連結される。左右の腕部２０Ｌ，２０Ｒの先端には、それぞれハンド（エンドエフェクタ）２２Ｌ，２２Ｒが連結される。

図２に示すように、基体１４の背部には格納部２４が設けられ、その内部にはＥＣＵ（Electronic Control Unit。電子制御ユニット）２６およびバッテリ（図示せず）などが収容される。尚、図１および図２に示すロボット１０は、内部構造を保護するためのカバーで被覆される。

図３は、図１に示すロボット１０をスケルトンで表す説明図である。以下、図３を参照し、ロボット１０の内部構造について関節を中心に説明する。尚、図示のロボット１０は左右対称であるので、以降Ｌ，Ｒの付記を省略する。

左右の脚部１２は、それぞれ大腿リンク３０と下腿リンク３２と足部３４とを備える。大腿リンク３０は、股関節Ａを介して基体１４に連結される。図３では、基体１４を基体リンク３６として簡略的に示す。股関節Ａには、Ｚ軸（ヨー軸）回りの回転軸を有する電動モータ（アクチュエータ）４０と、Ｙ軸（ピッチ軸。具体的には、ロボット１０の前後方向）回りの回転軸を有する電動モータ４２と、Ｘ軸（ロール軸。具体的には、ロボット１０の左右方向）回りの回転軸を有する電動モータ４４が配置され、３自由度を備える。

大腿リンク３０と下腿リンク３２は膝関節Ｂを介して連結されると共に、下腿リンク３２と足部３４は足関節Ｃを介して連結される。膝関節ＢにはＹ軸回りの回転軸を有する電動モータ４６が配置され、１自由度を備える。足関節ＣにはＹ軸回りの回転軸を有する電動モータ４８とＸ軸回りの回転軸を有する電動モータ５０が配置され、２自由度を備える。このように、脚部１２は、基体１４と脚部１２の適宜位置に配置された１２個の電動モータによって１２個の回転軸が個別に駆動される。

左右の腕部２０は、それぞれ上腕リンク５２と下腕リンク５４を備える。上腕リンク５２は肩関節（第２の関節）Ｄを介して基体１４に連結される。上腕リンク５２と下腕リンク５４は肘関節（第１の関節）Ｅを介して連結されると共に、下腕リンク５４とハンド２２は手首関節（第２の関節）Ｆを介して連結される。

肩関節ＤにはＹ軸回りの回転軸を有する電動モータ５６とＸ軸回りの回転軸を有する電動モータ５８とＺ軸回りの回転軸を有する電動モータ６０が配置され、３自由度を備える。肘関節ＥにはＹ軸回りの回転軸を有する電動モータ６２が配置され、１自由度を備える。手首関節ＦにはＺ軸回りの回転軸を有する電動モータ６４とＹ軸回りの回転軸を有する電動モータ６６とＸ軸回りの回転軸を有する電動モータ６８が配置され、３自由度を備える。腕部２０も、脚部１２と同様、基体１４と腕部２０の適宜位置に配置された１４個の電動モータによって１４個の回転軸が個別に駆動される。

尚、腕部２０に配置された電動モータのうち、肩関節Ｄを駆動する電動モータ５６，６０と手首関節Ｆを駆動する電動モータ６４は、その中心部分に貫通孔（図３で図示せず）が形成された中空モータからなる。

頭部１６は首関節Ｇを介して基体１４に連結される。首関節Ｇには、Ｚ軸回りの回転軸を有する電動モータ７０とＹ軸回りの回転軸を有する電動モータ７２が配置され、２自由度を備える。頭部１６も２個の電動モータによって２個の回転軸が個別に駆動される。

ＥＣＵ２６は、図示しないＣＰＵや入出力回路、ＲＯＭ，ＲＡＭなどを備えたマイクロコンピュータからなり、前記した脚部１２の電動モータ４０などの動作を制御して脚部１２を駆動することでロボット１０を移動させると共に、腕部２０の電動モータ５６などの動作を制御して腕部２０を駆動し、さらに頭部１６の電動モータ７０などの動作を制御して頭部１６の向きを調整する。

次いで、この発明の特徴部のひとつである腕部２０とハンド２２の構成について詳説する。

図４は図１などに示す腕部２０（正確には右側の腕部２０Ｒ）などを基体１４から取り外してロボット１０の左前方から見たときの部分断面斜視図であり、図５は取り外された腕部２０（正確には右側の腕部２０Ｒ）をロボット１０の右前方から見たときの部分断面斜視図である。尚、図４以降においては、理解の便宜のため、内部構造を保護するためのカバーなどを適宜に取り外した状態で示す。

図４，５に示す如く、ロボット１０は、ハンド２２の外部、正確には腕部２０の肩関節Ｄ付近に配置されて作動用流体圧を供給する複数個（１３個）の駆動流体圧シリンダ（油圧シリンダ）７４と、駆動流体圧シリンダ７４に流体圧供給管（流体圧伝達管）７６を介して接続されて作動用流体圧が供給されるときにハンド２２を作動させる複数個（１３個）の従動流体圧シリンダ（油圧シリンダ）７８（図４，５で図示せず）とを備える。

図６は図５に示す腕部２０の駆動流体圧シリンダ７４付近を拡大して示す拡大斜視図である。図６にあっては、腕部２０が基体１４に取り付けられた状態における駆動流体圧シリンダ７４付近を表し、肩関節Ｄの電動モータ５６Ｒなどを省略して示す。

図６に示す如く、駆動流体圧シリンダ７４は、略円筒状を呈し、その内部に作動用流体（具体的には作動油）やピストン（図示せず）などが収容される。ピストンにはプーリなどを介して電動モータ（いずれも図示せず）が接続されると共に、電動モータには電動モータ用の駆動回路などが搭載された制御基板８０が接続される。従って、ＥＣＵ２６は、制御基板８０の駆動回路を介して電動モータの動作を制御し、駆動流体圧シリンダ７４の内部においてピストンを摺動させることで、作動用流体を流体圧供給管７６に排出あるいは流体圧供給管７６から吸入する、換言すれば、作動用流体圧を流体圧供給管７６を介して従動流体圧シリンダ７８に供給する。

上記の如く構成された１３個の駆動流体圧シリンダ７４は、８個の駆動流体圧シリンダ７４が２個ずつ４列に並列に配設されてなる第１のシリンダユニット７４１と、残余の５個の駆動流体圧シリンダ７４が２個の列と３個の列とされてそれらを並列に配設されてなる第２のシリンダユニット７４２とに分けられる。

第１、第２のシリンダユニット７４１，７４２、駆動流体圧シリンダ７４のピストンを作動させる電動モータおよび制御基板８０などハンド２２を駆動させるための部品は、固定部材８４に固定されると共に、固定部材８４は基体１４に接続される。

詳しくは、固定部材８４は大略直方体形状でプレート状を呈すると共に、その中心位置には孔８４ａが穿設される。第１、第２のシリンダユニット７４１，７４２は、固定部材８４の両側に孔８４ａを挟むようにして固定される。具体的には、第１のシリンダユニット７４１は固定部材８４の図６紙面奥側の端部８４ｂに、第２のシリンダユニット７４２は固定部材８４の紙面手前側の端部８４ｃに孔８４ａを塞がないように取り付けられる。また、制御基板８０も固定部材８４の下側であって孔８４ａを塞がないような位置に固定される。

第１、第２のシリンダユニット７４１，７４２などが固定された固定部材８４は、複数本のボルト８６によって基体１４に接続される。尚、固定部材８４の孔８４ａには、中空モータからなる電動モータ５６が嵌合され、電動モータ５６の貫通孔に各駆動流体圧シリンダ７４から延びる流体圧供給管７６を挿通させるように配管するが、それについては後述する。また、図４，５においては、固定部材８４を簡略化して示す。

図７は図１などに示すハンド２２（正確には右側のハンド２２Ｒ）を拡大して示す拡大図である。

ハンド２２は、人間の手を模倣して製作され、屈伸機能を有する５本の指機構９０、具体的には拇指機構９０ａ、示指機構９０ｂ、中指機構９０ｃ、環指機構９０ｄおよび小指機構９０ｅを備える。

各指機構９０ａ〜９０ｅは複数の指節および関節を備え、関節は従動流体圧シリンダ７８によって駆動される。詳説すると、従動流体圧シリンダ７８は、その内部に摺動自在に収容されるピストン、ピストンに連結されるピストンロッド（いずれも図示せず）などを備えると共に、作動用流体圧が供給されるとき、ピストンは摺動させられ、それに伴ってピストンロッドが伸縮、別言すれば、ピストンロッドの突出量が変化するように構成される。

拇指機構９０ａは、指先側から順にＩＰ関節（拇指指節間関節）９２、ＭＰ関節（拇指中手指節関節）９４、ＣＭ１関節（拇指手根中手関節）９６およびＣＭ２関節（拇指手根中手関節）９８を備える。

図示は省略するが、ＩＰ関節９２とＭＰ関節９４とＣＭ１関節９６はそれぞれ、拇指機構９０ａが手の平側に向かう方向に回動する回転軸を備える一方、ＣＭ２関節９８は、拇指機構９０ａが他の４つの指機構９０ｂ〜９０ｅの指腹側に対向するように回動する回転軸を備える。

ＭＰ関節９４とＣＭ１関節９６とＣＭ２関節９８の回転軸には、それぞれ従動流体圧シリンダ７８ａ，７８ｂ，７８ｃ（正確には、各シリンダ７８ａ，７８ｂ，７８ｃのピストンロッド（図示せず））が接続される。尚、ＩＰ関節９２は、ＭＰ関節９４の回動に連動するように構成されるため、従動流体圧シリンダは接続されない。

また、示指機構９０ｂ、中指機構９０ｃ、環指機構９０ｄおよび小指機構９０ｅは、それぞれ指先側から順にＤＩＰ関節（遠位指節間関節）１００、ＰＩＰ関節（近位指節間関節）１０２、ＭＰ１関節（中手指節関節）１０４およびＭＰ２関節（中手指節関節）１０６を備える。

図示は省略するが、ＤＩＰ関節１００とＰＩＰ関節１０２とＭＰ１関節１０４はそれぞれ、各指機構９０ｂ〜９０ｅが手の平側に向かう方向に回動する回転軸を備える。ＭＰ２関節１０６は、各指機構９０ｂ〜９０ｅ同士が近接／離間する方向に回動する回転軸を備える。

指機構９０ｂ〜９０ｅのＰＩＰ関節１０２の回転軸には、それぞれ従動流体圧シリンダ７８ｄ，７８ｅ，７８ｆ，７８ｇ（正確には、各シリンダ７８ｄ〜７８ｇのピストンロッド（図示せず））が接続されると共に、指機構９０ｂ〜９０ｅのＭＰ１関節１０４の回転軸には、それぞれ従動流体圧シリンダ７８ｈ，７８ｉ，７８ｊ，７８ｋ（正確には、各シリンダ７８ｈ〜７８ｋのピストンロッド（図示せず））が取り付けられる。

示指機構９０ｂと中指機構９０ｃのＭＰ２関節１０６の回転軸には、それぞれ従動流体圧シリンダ７８ｌ，７８ｍが接続される。尚、図の簡略化のため、図７において、中指機構９０ｃのＭＰ２関節１０６用の従動流体圧シリンダ７８ｍの図示を省略した。

ＤＩＰ関節１００は、ＰＩＰ関節１０２の回動に連動するように構成されるため、従動流体圧シリンダは接続されない。また、環指機構９０ｄと小指機構９０ｅのＭＰ２関節１０６にも従動流体圧シリンダは接続されない。

このように、ハンド２２には合計１３個の従動流体圧シリンダ７８（７８ａ〜７８ｍ）が配置されると共に、各従動流体圧シリンダ７８は前述した１３個の駆動流体圧シリンダ７４と１対１で対応するように流体圧供給管７６を介して接続される。従って、駆動流体圧シリンダ７４と従動流体圧シリンダ７８とは一体であり、よってシリンダ７４，７８は一体として前記した固定部材８４に固定されることとなる。

上記の如く構成されたハンド２２は、駆動流体圧シリンダ７４から作動用流体圧が従動流体圧シリンダ７８に供給されるとき、それに応じて従動流体圧シリンダ７８のピストンロッドが伸縮させられて対応する関節が駆動され（屈伸させられ）ることとなり、よって例えば物を把持する、あるいは適宜な方向を指差すなどの動作が実行可能とされる。

以上から分かるように、ハンド２２は油圧によって駆動され、駆動流体圧シリンダ７４と従動流体圧シリンダ７８を備えた、いわゆるマスタ・スレーブ構造となっている。また、駆動流体圧シリンダ７４をハンド２２の外部に設けるように構成したので、ハンド２２を小型軽量化でき、さらに駆動流体圧シリンダ７４および従動流体圧シリンダ７８の作動用流体圧によって各指機構９０を作動させるようにしたので、小型であっても十分な把持力を得ることができる。

尚、各シリンダ７４，７８やハンド２２の構成および駆動に関する技術は、先に本出願人が提案した特開２０１０−２６４５４６号公報（特許文献１）に詳しいので、これ以上の説明は省略する。

次いで、流体圧供給管７６（以下、単に「供給管７６」という）の配置（配管）について説明する。

図８は、図５に示す腕部２０の肩関節Ｄ付近をロボット１０の正面から見たときの拡大部分断面図である。

図４から図６および図８を参照しつつ駆動流体圧シリンダ７４側の供給管７６から順に説明すると、１３個の駆動流体圧シリンダ７４からそれぞれ延びる１３本の供給管７６は、固定部材８４付近で結束される。尚、図においては、図の簡素化および理解の便宜のため、結束された供給管７６を淡色の１本の線で模式的に示した。

前述の如く、固定部材８４の孔８４ａには電動モータ（中空モータ）５６が嵌合される。供給管７６は先ず、その電動モータ５６の貫通孔５６ａに挿通させられる。貫通孔５６ａを通過した供給管７６は、腕部２０の内部の遊休スペース１１０、換言すれば、腕部２０の肩関節Ｄ付近の空いたスペース（比較的余裕のあるスペース）において、余長分７６ａを持つように配置される。

即ち、配管長さを最も短くするには、供給管７６を図８に想像線で示すような位置に配設すれば良い。しかしながら、ロボット１０の腕部２０は、腕部２０の上げ下げなど可動範囲の広い動作が行われるため、供給管７６にはその動作を考慮してある程度の余長分（遊び）を持たせる必要がある。そこで、この実施例においては、供給管７６の余長分７６ａを腕部２０の内部、具体的には肩関節Ｄ付近の遊休スペース１１０に配置するようにした。また、供給管７６を、腕部２０を構成する部材、例えば上腕リンク５２などにクランプ（固定）しないようにした。

余長分７６ａの付近には、カバー１１２と、電動モータ５６の駆動回路などが搭載された制御基板１１４とが配置される。カバー１１２は、略円錐台状を呈すると共に、余長分７６ａと制御基板１１４の間に位置される。また、カバー１１２は、図示の如く、余長分７６ａおよび制御基板１１４を正面視において被覆可能な程度の径を有すると共に、金属材、例えばアルミニウム材から製作される。

このように、腕部２０の内部において供給管７６の余長分７６ａにカバー１１２を配置することで、例えば腕部２０の上げ下げなどの動作に起因して供給管７６の余長分７６ａが暴れた場合であっても、供給管７６はカバー１１２によって制御基板１１４に直接接触しないため、供給管７６が損傷することはなく、また制御基板１１４も供給管７６によって傷つけられることがない。

次いで供給管７６は、肩関節Ｄの電動モータ（中空モータ）６０の貫通孔６０ａに挿通させられた後、肘関節Ｅを通過するように配置される。

図９は図１に示すロボット１０の肘関節Ｅ付近の斜視図である。

図示の如く、上腕リンク５２は、上腕第１プレート５２ａと上腕第２プレート５２ｂから構成される。上腕第１プレート５２ａと上腕第２プレート５２ｂは、図示しないボルトで固定される。また、下腕リンク５４は、同様に、下腕第１プレート５４ａと下腕第２プレート５４ｂから構成され、それらも図示しないボルトで固定される。

図１０は、図９に示す肘関節Ｅを、上腕第１プレート５２ａと下腕第１プレート５４ａを取り外して示す斜視図である。

図１０に示すように、上腕リンク５２には、回転軸Ｈと回転軸Ｉが設けられる。回転軸Ｈは、上腕第１プレート５２ａおよび上腕第２プレート５２ｂに設けられた突出部と、その外周に配置されたベアリング（図示せず）とからなる。また、回転軸Ｉは、上腕第１プレート５２ａに設けられた突出部と、その外周に配置されたベアリング（図示せず）とからなる。

また、下腕リンク５４には、回転軸Ｊと回転軸Ｋが設けられる。回転軸Ｊは、下腕第１プレート５４ａおよび下腕第２プレート５４ｂに設けられた突出部と、その外周に配置されたベアリング（図示せず）とからなる。回転軸Ｋも同様である。回転軸Ｈ，Ｉ，Ｊ，Ｋの回転中心（線）をそれぞれＨｃ，Ｉｃ，Ｊｃ，Ｋｃで示す。

肘関節Ｅは、第１の可動リンク１１６と第２の可動リンク１１８を備える。第１の可動リンク１１６の一端は回転軸Ｈに固定されると共に、他端は回転軸Ｊに回動自在に接続される。一方、第２の可動リンク１１８の一端は回転軸Ｉに回動自在に接続されると共に、他端は回転軸Ｋに回動自在に接続される。即ち、上腕リンク５２と下腕リンク５４は、第１の可動リンク１１６と第２の可動リンク１１８を介して相対変位自在に接続される。

肘関節Ｅの電動モータ６２は、上腕リンク５２において、回転軸Ｈおよび回転軸Ｉより上方（肩部方向）に配置され、その出力は、図示しない減速機を介して回転軸Ｈに伝達され、回転軸Ｈに固定された第１の可動リンク１１６を駆動する。これにより、上腕リンク５２と下腕リンク５４は相対変位させられる、別言すれば、肘関節Ｅが屈曲／伸張させられる。

尚、肘関節Ｅに関する技術は、先に本出願人が提案した特許第４２３６９００号公報に詳しいので、これ以上の説明は省略する。

上記の如く構成された肘関節Ｅにおいて、供給管７６は、電動モータ６２の側面に沿うように配管された後、回転軸Ｈおよび回転軸Ｋの近傍、詳しくは回転軸Ｈの回転中心Ｈｃおよび回転軸Ｋの回転中心Ｋｃ近傍を通過するように、腕部２０の内部（正確には、上腕リンク５２と下腕リンク５４の内部）に配置される。

次いで供給管７６は手首関節Ｆを通過するように配置される。即ち、図５に示す如く、供給管７６は、中空モータからなる電動モータ６４の貫通孔６４ａを挿通させられた後、電動モータ６８および電動モータ６６の側面に沿うように配設される。そして、図７などに良く示すように、供給管７６は、ハンド２２において結束が解かれて１３個の従動流体圧シリンダ７８にそれぞれ接続される。

以上の如く、この発明の実施例にあっては、基体１４に連結されるリンク（腕部２０（上腕リンク５２、下腕リンク５４））と、前記リンクに連結されるエンドエフェクタ（ハンド）２２と、前記エンドエフェクタの外部に配置されて作動用流体圧を供給する駆動流体圧シリンダ７４と、前記駆動流体圧シリンダに流体圧供給管７６を介して一体的に接続されて前記作動用流体圧が供給されるときに前記エンドエフェクタ２２を作動させる従動流体圧シリンダ７８とを備えるロボット１０において、前記リンク（腕部２０）の一部を収容すると共に、前記駆動流体圧シリンダ７４を固定する固定部材８４を備え、前記固定部材８４を前記基体１４に接続する如く構成した。

これにより、例えば駆動流体圧シリンダ７４などについてメンテナンスが必要な場合、固定部材８４をロボット１０の基体１４から取り外すだけで駆動流体圧シリンダ７４などを取り出すことができ、それによってメンテナンス作業を容易に行うことができる、即ち、メンテナンス性を向上させることができる。

さらに、重量が比較的重い駆動流体圧シリンダ７４を固定部材８４に直接固定し、その固定部材８４とリンク２０を基体１４に接続（連結）することも可能となり、それによってリンク２０の末端側（即ち、エンドエフェクタ２２側）の重量を軽量化でき、よってリンク２０を動作させたときに発生する慣性力を低減することができる。

また、前記流体圧供給管７６の余長分７６ａを前記リンク２０の内部の遊休スペース１１０に配置する如く構成、換言すれば、流体圧供給管７６をリンク２０などにクランプ（固定）せず、余長分７６ａをリンク２０の内部の遊休スペース１１０にだけ配置するように構成したので、流体圧供給管７６全体の長さを短縮することができる。即ち、例えば流体圧供給管をリンクなどに複数箇所クランプすると共に、隣接するクランプ位置の間の流体圧供給管にそれぞれ余長分を持たせるように構成した場合に対し、上記の如く構成することで、余長分７６ａの長さを必要最小限にでき、結果として流体圧供給管７６全体の長さを短縮することができる。

また、前記リンク２０は第１の関節（肘関節）Ｅを有すると共に、前記流体圧供給管７６を前記第１の関節Ｅの回転軸Ｈ，Ｉ近傍を通過するように前記リンク２０の内部に配置する如く構成したので、例えば流体圧供給管７６を第１の関節Ｅの回転軸Ｈ，Ｉから離間した位置を通過するように配置した構成に比して配管長さにおけるロスを減少でき、よって流体圧供給管７６全体の長さを短くすることができる。

また、前記リンク２０の内部において前記流体圧供給管７６の余長分７６ａにカバー１１２を配置する如く構成したので、例えばリンク２０の動作などに起因して流体圧供給管７６が暴れた場合であっても、流体圧供給管７６は付近に設置された制御基板１１４などに直接接触することはないため、管の損傷などの不具合が生じるのを防止でき、また制御基板１１４なども流体圧供給管７６によって傷つけられることがない。

また、貫通孔５６ａ，６０ａ，６４ａが形成されると共に、前記リンク２０の第２の関節（肩関節Ｄ、手首関節Ｇ）を駆動する中空モータ（電動モータ）５６，６０，６４を備え、前記流体圧供給管７６を前記中空モータの貫通孔５６ａ，６０ａ，６４ａに挿通させる如く構成、即ち、流体圧供給管７６をモータを迂回させるように配置するのではなく、中空モータの貫通孔５６ａ，６０ａ，６４ａに挿通させるように構成したので、流体圧供給管７６における曲げやねじりの発生を可能な限り抑制できると共に、流体圧供給管７６の長さも短くすることができる。

また、前記駆動流体圧シリンダ７４は第１、第２のシリンダユニット７４１，７４２からなり、前記第１、第２シリンダユニット７４１，７４２は、前記固定部材８４の両側に（より具体的には、固定部材８４の中心位置に穿設された孔８４ａを挟むように）それぞれ固定されるように構成した。尚、上記において、駆動流体圧シリンダ７４や従動流体圧シリンダ７８の個数などを具体的な値で示したが、それらは例示であって限定されるものではない。

また、エンドエフェクタとしてハンド２２を例にとって説明したが、それに限られるものではなく、例えばグリッパなど作業対象に直接働きかけるものであればどのようなものであっても良い。

１０ロボット、１４基体、２０腕部（リンク）、２２ハンド（エンドエフェクタ）、５２上腕リンク、５４下腕リンク、５６，６０，６４電動モータ（中空モータ）、５６ａ，６０ａ，６４ａ貫通孔、７４駆動流体圧シリンダ、７６流体圧供給管、７６ａ（流体圧供給管の）余長分、７８従動流体圧シリンダ、８４固定部材、１１０遊休スペース、１１２カバー、Ｄ肩関節（第２の関節）、Ｅ肘関節（第１の関節）、Ｇ手首関節（第２の関節）、Ｈ回転軸、Ｉ回転軸

Claims

基体に連結されるリンクと、前記リンクに連結されるエンドエフェクタと、前記エンドエフェクタの外部に配置されて作動用流体圧を供給する駆動流体圧シリンダと、前記駆動流体圧シリンダに流体圧供給管を介して一体的に接続されて前記作動用流体圧が供給されるときに前記エンドエフェクタを作動させる従動流体圧シリンダとを備えるロボットにおいて、前記リンクの一部を収容すると共に、前記駆動流体圧シリンダを固定する固定部材を備え、前記固定部材を前記基体に接続したことを特徴とするロボット。
前記流体圧供給管の余長分を前記リンクの内部の遊休スペースに配置したことを特徴とする請求項１記載のロボット。
前記リンクは第１の関節を有すると共に、前記流体圧供給管を前記第１の関節の回転軸近傍を通過するように前記リンクの内部に配置したことを特徴とする請求項１または２記載のロボット。
前記リンクの内部において前記流体圧供給管の余長分にカバーを配置したことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のロボット。
貫通孔が形成されると共に、前記リンクの第２の関節を駆動する中空モータを備え、前記流体圧供給管を前記中空モータの貫通孔に挿通させたことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のロボット。
前記駆動流体圧シリンダは第１、第２のシリンダユニットからなり、前記第１、第２シリンダユニットは、前記固定部材の両側にそれぞれ固定されることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のロボット。