JP6494647B2 - 多関節アームロボット型装置 - Google Patents
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Description
2 第1アーム部材
3 第2アーム部材
31 二重ロッカアーム
32 アームチューブ、チューブ
33,34 軸受アイ
4Z セントラルハンド
4 第1リニアアクチュエータ
41 スピンドルナットユニット
42 スピンドル、全ねじロッド
4S サーボモータ
4R ベルトドライブ
4K カルダンジョイント
5 第2リニアアクチュエータ
51 スピンドルナットユニット
52 スピンドル、全ねじロッド
5S サーボモータ
5R ベルトドライブ
5K カルダンジョイント
6 第1連結手段
61 接続点、軸受アイ
7 第2連結手段
71 接続点、軸受アイ
8,8' 第1連結手段、剛直な三角構造
9,9' 第2連結手段
10 油圧シリンダユニット
11 アキュムレータ
12 突出部
13,14 ドライブピニオン
15 テンションギヤ装置
16 軸受地点
17,18 取付け手段
19 駆動モータ
20 伝動装置
21 伝動要素
22 モータ
23 伝動装置
24 伝動要素
25 モータ
26 モータ
A1 第1軸
A2 第2軸
A3 第3軸
A4 第4軸
A5 第5軸
A6 第6軸
SA4 旋回軸
SA40 旋回軸
SA41 旋回軸
SA42 旋回軸
SA5 旋回軸
SA50 旋回軸
SA51 旋回軸
SA52 旋回軸
SA10 旋回軸
SA12 旋回軸
SA53 旋回軸
SA53' 旋回軸
P 人員
Claims (18)
- ペイロードを取り扱うための多関節アームロボット型装置であって、
一本のロボットアーム(R)を有しており、前記ロボットアーム(R)が、
一つの第1の軸(A1)回りに回転自在な一つのベース(1)に取り付けられており、
一種の運動連鎖機構のように前後に並べて配置される少なくとも二つのアーム部材(2,3)であって、その内の一つの第1のアーム部材(2)は、前記第1の軸に対して直角に配向された一つの第2の軸(A2)回りに旋回自在にベース(1)に支承されており、又一つの第2のアーム部材(3)は、前記第2の軸(A2)に対して平行に配向された一つの第3の軸(A3)回りに旋回自在に前記第1のアーム部材(2)に取り付けられており、並びに、
前記運動連鎖機構に末端側で取り付けられた一つのセントラルハンド(4z)
を有しており、
その際、前記第1のアーム部材(2)を前記第2の軸(A2)回りに旋回させる一つの第1のリニアアクチュエータ(4)が備えられており、前記第1のリニアアクチュエータ(4)は、片側で一つの第1の連結機構(K1)を介して前記ベース(1)に、その反対側で前記第1のアーム部材(2)に接続されてこれらと協働するようになっており、更に、
前記第2のアーム部材(3)を前記第3の軸(A3)回りに旋回させる一つの第2のリニアアクチュエータ(5)が備えられており、前記第2のリニアアクチュエータ(5)は、一つの第2の連結機構(K2)を介して、前記ベース(1)、前記第1のアーム部材(2)、及び前記第2のアーム部材(3)に接続されてこれらと協働するようになっており、又前記第1及び第2のリニアアクチュエータ(4,5)はいずれもスピンドルドライブとして構成されて、それぞれにモータ駆動式スピンドルナットユニット(41,51)が一つずつ備えられており、前記スピンドルナットユニット(41,51)は、前記第2の軸(A2)に対して平行に配向された一つの旋回軸(SA4,SA5)回りに旋回自在に支承されている、一つの全ねじロッドの形状をとる一つのスピンドル(42,52)と噛み合っている、
装置において、
前記第1の連結機構(K1)が、一つの第1のカルダンジョイント(4K)を介して、前記第1のリニアアクチュエータ(4)の前記モータ駆動式スピンドルナットユニット(41)に、又前記第2の連結機構(K2)が、一つの第2のカルダンジョイント(5K)を介して、前記第2のリニアアクチュエータ(5)の前記モータ駆動式スピンドルナット(51)に旋回自在に接続されてこれらと協働すること、
前記第1及び第2のカルダンジョイント(4K,5K)が、前記第2の軸(A2)に対して平行に配向された旋回軸並びに前記第2の軸(A2)に対して直角に配向された旋回軸を一つずつ有すること、
前記第2の連結機構(K2)が、押し引きする力を伝達する第1の連結手段(8)並びに第2の連結手段(9)を一つずつ有すること、
前記第1の連結手段(8)が、一つの剛直な三角構造の形状をとる一つの3要素伝動部材であり、そのそれぞれの角のところで、前記第1の連結手段(8)がそれぞれ一つの旋回軸回りに支承されていることによって、前記連結手段(8)が、前記第2のカルダンジョイント(5K)の一つの旋回軸である一つの第1の旋回軸回りに旋回自在に前記スピンドルナットユニット(51)に、一つの第2の旋回軸(SA51)回りに旋回自在に前記第1のアーム部材(2)に、更に一つの第3の旋回軸(SA53)回りに旋回自在に前記第2の連結手段(9)に接続されていること、及び、
前記第2の連結手段(9)が一種の剛直な連接棒のように構成されており、その一方の連接棒端部が前記第3の旋回軸(SA53)回りに旋回自在に前記第1の連結手段(8)に、又その他方の連接棒端部が一つの旋回軸(SA52)回りに旋回自在に前記第2のアーム部材(3)に接続されていること
を特徴とする、装置。 - 前記第1の連結機構(K1)が一つの第1のカルダンジョイント(4K)を介して前記第1のリニアアクチュエータ(4)の前記モータ駆動式スピンドルナットユニット(41)に、又前記第2の連結機構(K2)が一つの第2のカルダンジョイント(5K)を介して前記第2のリニアアクチュエータ(5)の前記モータ駆動式スピンドルナットユニット(51)に接続されてこれらと協働すること、
前記第1及び第2のカルダンジョイント(4K,5K)が、前記第2の軸(A2)に対して平行に配向された旋回軸並びに前記第2の軸(A2)に対して直角に配向された旋回軸を一つずつ有すること、
前記第2の連結機構が、一つの第1の押し引きする力を伝達する連結手段(8')及び少なくとも一つの第2の押し引きする力を伝達する連結手段(9')を有しており、その内前記第1の連結手段(8')が、一つの剛直な三角構造の形状をとる一つの3要素伝動部材であり、そのそれぞれの角のところで、前記第1の連結手段(8')がそれぞれ一つの旋回軸回りに支承されていることによって、前記連結手段(8')が、前記第2のカルダンジョイント(5K)の一つの旋回軸である一つの第1の旋回軸(SA50)回りに旋回自在に前記スピンドルナットユニット(51)に、一つの第2の旋回軸(SA52)回りに旋回自在に前記第2のアーム部材(3)に、更に一つの第3の旋回軸(SA53')回りに旋回自在に前記第2の連結手段(9')の片側に接続されており、前記第2の連結手段(9')がその反対側で一つの旋回軸(SA51)回りに旋回自在に前記第1のアーム部材(2)に接続されていること
を特徴とする、請求項1の前段部分に記載の装置。 - 前記第1の連結機構(K1)が一つの第1及び第2の押し引きする力を伝達する連結手段(6,7)を有しており、その内前記第1の連結手段(6)は片側で、前記第2の軸(A2)に対して平行に配向された一つの旋回軸(SA41)回りに旋回自在に前記ベース(1)に間接的に又は直接支承されて、その反対側では前記第1のリニアアクチュエータ(4)の前記スピンドルナットユニット(41)に接続されており、更にその内前記第2の連結手段(7)は片側で前記第1のリニアアクチュエータ(4)の前記スピンドルナットユニット(41)に接続されて、その反対側では前記第2の軸(A2)に対して平行に配向された一つの旋回軸(SA42)回りに旋回自在に前記第1のアーム部材(2)に支承されていること、及び、
前記第1及び第2の連結手段(6,7)が、前記第1のリニアアクチュエータ(4)の前記スピンドルナットユニット(41)に、前記第1のカルダンジョイント(4k)を介して旋回自在に接続されていること
を特徴とする、請求項1又は2に記載の装置。 - 前記第1のリニアアクチュエータ(4)の前記スピンドル(42)が旋回自在に前記ベース(1)に支承されていることを特徴とする、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の装置。
- 前記第1のリニアアクチュエータ(4)の前記スピンドル(42)がその回りに旋回自在に支承されている前記旋回軸(SA4)、前記第1のリニアアクチュエータ(4)の前記第2の連結手段(6)がその回りに旋回自在に支承されている前記旋回軸(SA41)、並びに前記第2の軸(A2)が、互いに対して平行に、かつ互いから切り離されて、前記ベース(1)に沿って配置されていることを特徴とする、請求項3又は4に記載の装置。
- 前記第2のリニアアクチュエータ(5)の前記スピンドル(52)がその回りに旋回自在に支承されている前記旋回軸(SA5)が前記第2の軸(A2)と合致することを特徴とする、請求項1乃至5のいずれか一項に記載の装置。
- 前記ベース(1)が、一つの外周歯切り部を有しており、互いに対して緊締された二つのドライブピニオン(13,14)が前記外周歯切り部と噛み合っている、一つのターンテーブル配列であることを特徴とする、請求項1乃至6のいずれか一項に記載の装置。
- 前記外周歯切り部を有する前記ターンテーブル配列が、2m以上の円の直径を有することを特徴とする、請求項7に記載の装置。
- 前記セントラルハンド(4Z)が一つの独自モジュールであって、その駆動のために、電気信号及びエネルギの供給だけが必要であること、
前記セントラルハンドが、互いに対して直角に配向された三つのモータ駆動式旋回軸(A4,A5,A6)を有しており、その内一つの旋回軸(A5)が、一つの共通の駆動モータ(21)により、空間的に切り離された二つの伝動装置(23)を介して、それぞれ一つのベルトドライブを介在して駆動可能であり、又その内他の二つの旋回軸(A4,A6)が、前記各旋回軸の内部に軸方向に配置されているそれぞれ一つの駆動モータ(25,26)により駆動可能であること
を特徴とする、請求項1乃至8のいずれか一項に記載の装置。 - 前記第1及び第2のアーム部材が、少なくともところどころ二重梁の形状に構成されており、それにより、前記両アーム部材のそれぞれの連接点の間には、一方のアーム部材に沿って二つの切り離された力伝達経路が存在することを特徴とする、請求項1乃至9のいずれか一項に記載の装置。
- 前記第2のアーム部材(3)が一つの二重ロッカアーム(31)を有しており、これに一つの取付け手段(17)を介して、長さを違えて諸元決定されている複数のアームチューブ(32)の中から選ばれる任意のアームチューブ(32)を一つずつ、モジュール式に着脱可能であるように固定式に組付け可能であることを特徴とする、請求項10に記載の装置。
- 前記第2のアーム部材(3)がその回りに旋回自在に前記第2の連結手段(9)又は前記第1の連結手段(8')に接続されている前記旋回軸(SA52)、並びに前記第3の軸(A3)が、前記二重ロッカアーム(31)に沿って互いから離間して配置されていることを特徴とする、請求項11に記載の装置。
- 前記第1及び第2の連結機構(K1,K2)の前記各連結手段が二重フォーク状に構成されており、それにより、前記各連結手段のそれぞれの連接点の間には、それぞれ一つの連結手段に沿って二つの切り離された力伝達経路が存在することを特徴とする、請求項1乃至12のいずれか一項に記載の装置。
- 前記3要素伝動部材が、一つの開口型に構成された三次元構造を利用できるようになっており、前記構造が、複数のフォーク又は二重梁(8.1,8.2,8.3)を組み付けて構成されており、前記各フォーク又は二重梁(8.1,8.2,8.3)の末端側にはそれぞれ軸受アイ(L1,L2,L3)が取り付けられており、前記第1乃至第3の旋回軸の内のそれぞれ一つが前記各軸受アイ(L1,L2,L3)を通り延びていることを特徴とする、請求項13に記載の装置。
- 前記互いに対して緊締された二つのドライブピニオン(13,14)が、一つの位置決めユニットを利用して前記ターンテーブル配列に対して相対的に並進運動及び回転運動を行うように支承されている一つのテンションギヤ装置(15)の部材であることを特徴とする、請求項7乃至14のいずれか一項に記載の装置。
- 前記位置決めユニットが、異なる半径を有する複数の軸受シェルから成り、その内、内側の各軸受シェルが外側の各軸受シェルに対して相対的に回転可能であるように配置されていることを特徴とする、請求項15に記載の装置。
- 前記第1のアーム部材(2)が一つの旋回軸(SA12)回りに旋回自在に、片側を一つの旋回軸(SA10)回りに旋回自在に前記ベース(1)に支持された一つの油圧シリンダユニット(10)に接続されていること、その際に前記各旋回軸(SA10)及び(SA12)は、前記第2の軸(A2)に対して平行に配向されていることを特徴とする、請求項1乃至16のいずれか一項に記載の装置。
- 前記第1のアーム部材(2)が、0.5mから4mまで、好適には2.5mのアーム長を有し、又前記第2のアーム部材(3)が、0.5mから4mまで、好適には3mのアーム長を有することを特徴とする、請求項1乃至17のいずれか一項に記載の装置。
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