JP6535976B2

JP6535976B2 - robot

Info

Publication number: JP6535976B2
Application number: JP2013226520A
Authority: JP
Inventors: 大輔桐原
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2013-10-31
Filing date: 2013-10-31
Publication date: 2019-07-03
Anticipated expiration: 2033-10-31
Also published as: JP2015085446A

Description

この発明は、ロボット、特に、多関節アームを有するロボットに関するものである。 The present invention relates to a robot, and more particularly to a robot having an articulated arm.

従来より、工場等の製造現場における工業製品の組み立て工程、あるいは溶接工程等の作業において、自動化や省力化のために産業用のロボットが多用されている。そして近年は、工業製品の小型化や高機能化に対応するための作業工程の複雑化に伴い、多数のリンクやジョイントなどのアーム部材が駆動軸（回転軸）により回動可能に組み合わされた多関節アームを有する多軸制御のロボットの需要が増えてきている。例えば特許文献１には、基体（胴体）の左右両側に６軸の多関節アームが連結されたロボットが開示されている。こうした６軸の多関節アームにおいては、人の腕の動きと同じような動きを実現すべく、例えば、肩部、上腕部、前腕部、手首部で構成されている。このような多関節アームの手首部となるリンクの先端側には、ロボットが行う所定の作業を実行するロボットハンドなどのエンドエフェクターが取り付けられる。
また、近年では、多関節アームの動作を人の腕の動きにさらに近づけるべく、捻り動作を行うための関節が上腕部に追加され、捻り動作を行うアームと屈伸動作を行うアームとが交互に連結された７軸構成の多関節アームも開発されている。 BACKGROUND ART Conventionally, robots for industrial use have been widely used for automation and labor saving in operations such as assembling processes of industrial products or welding processes at manufacturing sites such as factories. And in recent years, along with the complexity of the working process to cope with the miniaturization and high functionalization of industrial products, arm members such as many links and joints are combined rotatably by a drive shaft (rotational shaft) The demand for multi-axis controlled robots with articulated arms is increasing. For example, Patent Document 1 discloses a robot in which six-axis articulated arms are connected to the left and right sides of a base (body). In such a six-axis articulated arm, for example, a shoulder, an upper arm, a forearm, and a wrist are provided to realize movement similar to that of a human arm. An end effector such as a robot hand that performs a predetermined operation performed by the robot is attached to the tip end side of the link that is the wrist portion of such an articulated arm.
Also, in recent years, a joint for performing a twisting motion is added to the upper arm in order to bring the motion of the articulated arm closer to the motion of the human arm, and the arm performing the twisting motion alternates with the arm performing the bending and stretching motion. A articulated seven-axis articulated arm has also been developed.

このように、従来、人手で行っている作業を、産業用のロボットによって自動化しようとしたとき、既存のラインに導入可能とするためには人と同様なサイズのロボットであること、即ち小型化が求められる。上記したような６軸構成、あるいは７軸構成の多関節アームを有するロボットにおいて、多関節（多軸）アームの駆動によるエンドエフェクターの移動の自由度を大きくすることと、小型化とを同時に図るうえでは、ロボットの多関節アームにおいて隣り合うリンクどうしを回動可能に接続して駆動させる関節構造が支配的な要素となる。また、多関節アームにおいてエンドエフェクターが取り付けられる最末端側の屈伸回転軸に連結される手首部のリンク、即ち、エンドエフェクターが装着されたハンドが捻れ回転軸回りに回動可能に連結されるリンクとしての手首部材のコンパクト化がポイントになる。 As described above, when it is intended to automate work that is conventionally performed manually by an industrial robot, in order to be able to be introduced into an existing line, it is a robot of the same size as a human being, that is, miniaturization Is required. In a robot having a six-axis or seven-axis articulated arm as described above, simultaneously increasing the degree of freedom of movement of the end effector by driving the articulated (multi-axis) arm and miniaturizing it On the other hand, a joint structure for pivotally connecting and driving adjacent links in the articulated arm of the robot is the dominant element. Also, in the articulated arm, a link of the wrist connected to the most distal bending and rotation shaft to which the end effector is attached, that is, a link in which the hand on which the end effector is mounted is pivotably connected around the rotation shaft The point is to make the wrist member compact.

手首部材には、ハンドを捻れ回転軸回りに回動させるローターとローターシャフトとステーターとハウジングとを含むモーターなどの駆動要素が少なくとも組み込まれる。このような手首部材のコンパクト化を図るヒントになり得るロボットの構成として、例えば特許文献２に、アーム部材（ここでは手首部材）の外形を成す部材をハウジングとして用いたロボットが開示されている。 The wrist member incorporates at least a driving element such as a motor including a rotor, a rotor shaft, a stator, and a housing for rotating the hand about a twisting rotation axis. For example, Patent Document 2 discloses a robot using a member forming an outer shape of an arm member (here, a wrist member) as a housing as a configuration of the robot that can be a hint for achieving such downsizing of the wrist member.

特開２０１０−１６７５１５号公報JP, 2010-167515, A 特開昭６２−２４１６８９号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-241689

手首部材は、エンドエフェクターが装着されたハンドの動作に伴うモーメントの力に耐えうる剛性が必要になるため、手首部材の外形を成す部材に孔や切欠き等の剛性の低下を招く加工を施すときには、必要な剛性を保持するために加工位置や加工形状について留意する必要がある。しかしながら、特許文献２に記載のロボットでは、ハウジングとして用いるアーム部材の外形を成す部材の剛性を保持するための構成について特に記載がないので、実際の使用中に加わる圧力に耐え切れずに変形等を引き起こし、ロボットの動作の精度が悪化したり、手首部材の曲がりや破損が生じる虞があるという課題があった。 Since the wrist member needs to be able to withstand the force of the moment accompanying the movement of the hand on which the end effector is attached, the members forming the outer shape of the wrist member are processed to cause a decrease in rigidity such as holes and notches. Sometimes it is necessary to be careful about the processing position and processing shape in order to maintain the required rigidity. However, in the robot described in Patent Document 2, there is no particular description about the configuration for maintaining the rigidity of the member forming the outer shape of the arm member used as the housing, so that it can not withstand pressure applied during actual use, There is a problem that the accuracy of the movement of the robot may be deteriorated, and the bending or breakage of the wrist member may occur.

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。 The present invention has been made to solve at least a part of the above-described problems, and can be realized as the following modes or application examples.

［適用例１］本適用例に係るロボットは、基体と、前記基体に設けられた多関節アームと、を有し、前記多関節アームにベアリング部を介して連結される手首部材と、前記手首部材に回転軸回りに回動可能に連結されエンドエフェクターが装着されるハンドと、を備えたロボットであって、前記手首部材は、モーターと、前記モーターを位置決めして収容するモーター収容凹部を有するとともに、前記手首部材の外形を形成するハウジングと、を備え、前記ハウジングは、前記ベアリング部より前記ハンド側に境界面を持たない連続した一体構造であることを特徴とする。 Application Example 1 A robot according to this application example includes a base and an articulated arm provided on the base, and a wrist member connected to the articulated arm via a bearing portion, and the wrist A robot comprising: a hand pivotally connected to a member so as to be rotatable about a rotation axis and having an end effector mounted thereon, wherein the wrist member has a motor and a motor receiving recess for positioning and receiving the motor. And the housing which forms the external shape of the said wrist member, The said housing is a continuous integral structure which does not have a bounding surface in the said hand side from the said bearing part, It is characterized by the above-mentioned.

本適用例によれば、従来のようにハウジング内に位置決め・収容されたモーターを更に手首部材の外形を形成する部材に収容する構成に比して、手首部材をより小型化することができる。
しかも、本適用例において、ハンドに装着されたエンドエフェクターを所定の作業をさせるべく移動させたとき、手首部材のハウジングのベアリング部からハンド取り付け部にかけてモーメントの力が加わる。本適用例によれば、エンドエフェクターの移動に伴って発生するモーメントの力の経路に境界面がない、即ち、同一材料による連続構造となっているので、ハウジングの剛性を保持することができる。
したがって、多様で細かい作業を高精度にて実行することが可能な小型・軽量のロボットを提供することができる。 According to this application example, the wrist member can be further miniaturized as compared with the conventional configuration in which the motor positioned and housed in the housing is housed in the member forming the outer shape of the wrist member.
Moreover, in the application example, when the end effector attached to the hand is moved to perform a predetermined operation, a force of moment is applied from the bearing portion of the housing of the wrist member to the hand attachment portion. According to this application example, the rigidity of the housing can be maintained because there is no interface in the path of the force of moment generated with the movement of the end effector, that is, the continuous structure is made of the same material.
Therefore, it is possible to provide a small and lightweight robot capable of performing various and detailed operations with high accuracy.

［適用例２］上記適用例に記載のロボットにおいて、前記モーター収容凹部は、前記ハンド側から前記基体側に向かって大きくなる段差を有していることが好ましい。 Application Example 2 In the robot according to the application example, it is preferable that the motor housing recess have a step that increases from the hand side to the base side.

本適用例によれば、モーターとともに、例えば、メカブレーキや位置（回転）検出器（エンコーダー）などの駆動要素をハウジング内に収容して手首部材をコンパクトに構成できるとともに、ハウジング形成材料を基体側から切削加工することによって複数の駆動要素を収容可能なモーター収容凹部を容易に形成することができる。 According to this application example, the wrist member can be made compact by housing the driving element such as the mechanical brake and the position (rotation) detector (encoder) together with the motor, and the housing forming material can be made on the base side By cutting from the above, it is possible to easily form a motor receiving recess capable of receiving a plurality of drive elements.

［適用例３］上記適用例に記載のロボットにおいて、前記手首部材は、前記ベアリング部により片持ち支持されていることが好ましい。 Application Example 3 In the robot according to the application example, it is preferable that the wrist member is supported in a cantilever manner by the bearing portion.

本適用例によれば、ロボットの手首部の屈伸回転軸方向の幅をコンパクトにすることができるので、ロボットの小型化に有利になる。 According to this application example, the width in the bending and extending rotation axis direction of the wrist portion of the robot can be made compact, which is advantageous for downsizing of the robot.

［適用例４］上記適用例に記載のロボットにおいて、前記手首部に前記基体側から配線する電気配線を有し、前記電気配線を導入する切欠きまたは穴は、前記ベアリング部よりも前記基体側に近い位置に設けられていることが好ましい。 Application Example 4 In the robot according to the application example described above, the wrist portion has electric wiring wired from the base side, and the notch or hole for introducing the electric wiring is closer to the base side than the bearing portion. It is preferable to be provided at a position close to

本適用例によれば、エンドエフェクターの移動に伴って発生するモーメントの力の経路を避けた位置に穴や切欠きを設けているので、ハウジングの剛性の劣化を抑えることができる。 According to this application example, since the hole or the notch is provided at a position avoiding the path of force generated by the movement of the end effector, deterioration in the rigidity of the housing can be suppressed.

［適用例５］上記適用例に記載のロボットにおいて、前記モーターのシャフトの軸と平行な法線に対する断面から観察して、前記モーター収容凹部から前記ハウジングの外形までの前記ハウジングの肉厚が等しく、前記モーターの大きさの４０％未満であることを特徴とする。 Application Example 5 In the robot according to the application example described above, the thickness of the housing from the motor receiving recess to the outer shape of the housing is equal, as observed from the cross section to the normal to the shaft axis of the motor. , 40% of the size of the motor.

本適用例によれば、実用的な剛性を保持させながら、手首部材の小型化を図ることができることを発明者は見出した。 According to this application example, the inventor has found that downsizing of the wrist member can be achieved while maintaining practical rigidity.

［適用例６］上記適用例に記載のロボットにおいて、前記基体に複数の前記多関節アームを備えたことを特徴とする。 Application Example 6 In the robot according to the application example described above, the base body is provided with a plurality of the multi-joint arms.

本適用例によれば、上記適用例に示された、可動領域が大きく確保され、特異点が抑えられ、小型・軽量化に有利な多関節アームを複数備えているので、多様で細かな作業を高精度にて行うことが可能な小型のロボットを提供することができる。 According to this application example, since a large movable area shown in the above application example is secured, a singular point is suppressed, and a plurality of articulated arms advantageous for reduction in size and weight are provided, various and detailed operations are performed. It is possible to provide a small robot capable of performing the processing with high accuracy.

実施形態１に係るロボットの概略構成を模式的に示す斜視図。FIG. 1 is a perspective view schematically showing a schematic configuration of a robot according to Embodiment 1. 実施形態１のロボットに係る関節駆動機構の一例としてのアクチュエーターの正面構造を模式的に示す一部断面図。FIG. 2 is a partial cross-sectional view schematically showing a front structure of an actuator as an example of a joint drive mechanism according to the robot of the first embodiment. 実施形態１のロボットの駆動伝達部の構造を模式的に示す斜視図。FIG. 2 is a perspective view schematically showing a structure of a drive transmission unit of the robot of the first embodiment. 実施形態１のロボットに係る手首部材の関節駆動機構の構造を模式的に示す一部断面図。FIG. 2 is a partial cross-sectional view schematically showing a structure of a joint driving mechanism of a wrist member according to the robot of the first embodiment. 実施形態１のロボットに係る手首部材のハウジングを模式的に示すものであり、（ａ）は一部断面図、（ｂ）はベアリング部側からみた側面図。The housing of the wrist member which concerns on the robot of Embodiment 1 is shown typically, (a) is a partial cross section figure, (b) is the side view seen from the bearing part side. 実施形態２に係るロボットを模式的に示す説明図。Explanatory drawing which shows the robot concerning Embodiment 2 typically.

以下、本発明に係るロボットの一実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、使用する図面は、説明する部分が認識可能な状態となるように、適宜拡大又は縮小して表示している。 Hereinafter, an embodiment of a robot according to the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the drawings to be used are appropriately enlarged or reduced and displayed so as to be in a recognizable state.

（実施形態１）
まず、本実施形態１に係るロボットの概略構成について説明する。図１は、実施形態１に係るロボットの概略構成を模式的に示す斜視図である。なお、実施形態における「回転」とは、正転及び逆転を意味する。 (Embodiment 1)
First, a schematic configuration of the robot according to the first embodiment will be described. FIG. 1 is a perspective view schematically showing a schematic configuration of a robot according to a first embodiment. In addition, "rotation" in the embodiment means normal rotation and reverse rotation.

図１に示すロボット１０は、基本的な駆動軸である回転軸を６つ有する６軸の垂直型多関節ロボットであり、人間の腕の構造を模して高さ方向（Ｚ軸）に複数のアーム部材としてのリンク（腕木）が複数のアーム部材としてのジョイント（関節、継手）によって直列に接続された構成であるため、自由度が高く複雑な作業を行うことが可能である。 The robot 10 shown in FIG. 1 is a six-axis vertical articulated robot having six rotation axes, which is a basic drive shaft, and has a plurality of structures in the height direction (Z-axis) to simulate the structure of a human arm. Since the links (arms) as the arm members are connected in series by the joints (joints, joints) as the plurality of arm members, it is possible to perform complex work with a high degree of freedom.

ロボット１０は、基体としての基底部７０および基体部７１と、制御部７２と、アーム部材としてのジョイント７３、リンク７４、ジョイント７５、リンク７６、ジョイント７７、リンク７８、ジョイント７９、手首部材（リンク）８０、およびエンドエフェクター（不図示）が装着されるハンド（リンク）８１を有し、隣り合うリンクおよび／またはジョイント同士が関節機構により回動可能に連結された多関節アームと、を有している。
基底部７０は、ロボット１０の台座であり、工場内の作業スペースの床や、作業台などの平面に複数本のボルト（ネジ）によって強固に固定される。なお、固定場所は、水平面（Ｘ軸及びＹ軸を含む面）に限定するものではなく、ロボット１０の重量、及び振動に耐え得る強度があれば、移動可能な台車上や、壁面、天井、あるいは後述するようなロボットユニットに設けられたアーム連結部などであっても良い。 The robot 10 includes a base 70 and a base 71 as a base, a controller 72, a joint 73 as an arm member, a link 74, a joint 75, a link 76, a joint 77, a link 78, a joint 79, a wrist member (link And an articulated arm having a hand (link) 81 to which an end effector (not shown) is attached, and adjacent links and / or joints are pivotably connected by an articulation mechanism. ing.
The base portion 70 is a base of the robot 10 and is firmly fixed to a floor of a work space in a factory or a plane such as a workbench by a plurality of bolts (screws). The fixing place is not limited to the horizontal plane (the plane including the X axis and the Y axis), and if there is the weight of the robot 10 and the strength to withstand the vibration, the movable carriage top, wall surface, ceiling, Alternatively, it may be an arm connecting portion provided to a robot unit as described later.

制御部７２には、図示はしないが、ロボット１０を操作するための操作パネルに加えて、動作プログラムを入力するためのＲＳ２３２Ｃや、ＵＳＢ（ＵｎｉｖｅｒｓａｌＳｅｒｉａｌＢｕｓ）などのインターフェイス端子が設けられている。または、無線ＬＡＮ（ＬｏｃａｌＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）端末や、赤外線送受信器などのインターフェイス装置を備えた構成であっても良い。
なお、制御部７２は、ロボット本体とは別体に設けられていても良い。 In addition to the operation panel for operating the robot 10, the control unit 72 is provided with an RS232C for inputting an operation program, and an interface terminal such as USB (Universal Serial Bus), in addition to the operation panel for operating the robot 10. Alternatively, an interface device such as a wireless local area network (LAN) terminal or an infrared transceiver may be provided.
The control unit 72 may be provided separately from the robot body.

基体部７１の上には、ジョイント７３、リンク７４が、この順番に配置されている。
まず、ロボット１０のジョイント７３から手首部材８０までの多関節アーム構造（腕から手まで）は、基体部７１をＺ軸方向に貫く第１回転軸９１を中心にして水平方向に旋回する。即ち、ジョイント７３は、基体部７１に対して第１回転軸回りに捻る方向に回動する捻り動作を行う。
また、エンドエフェクターが装着されるハンド８１が、多関節アーム構造における一端（末端）であり、基体部７１（基底部７０側）に取り付けられたジョイント７３がロボットアーム構造における他端（根元）に相当する。なお、以降の説明において、ロボットアーム構造におけるハンド８１に近い側を「末端側」、基底部７０に近い側を「根元側」という表現も用いる。
また、基体部７１には、ロボットアーム構造を回転駆動するためのモーター、および複数のギヤを含む減速機構などが組み込まれている。また、以降説明する各回転軸の近傍にも、該当するリンクやエンドエフェクターを駆動するためのモーター、および減速機構などが組み込まれている。 The joint 73 and the link 74 are disposed in this order on the base portion 71.
First, the articulated arm structure (from the arm to the hand) from the joint 73 to the wrist member 80 of the robot 10 pivots in the horizontal direction about the first rotation axis 91 penetrating the base portion 71 in the Z-axis direction. That is, the joint 73 performs a twisting operation of rotating the base 71 in the direction of twisting around the first rotation axis.
Further, a hand 81 to which the end effector is attached is one end (end) in the multi-joint arm structure, and a joint 73 attached to the base portion 71 (base 70 side) is the other end (root) in the robot arm structure Equivalent to. In the following description, the side closer to the hand 81 in the robot arm structure is also referred to as “distal side”, and the side closer to the base portion 70 as “root side”.
Further, the base portion 71 incorporates a motor for rotationally driving the robot arm structure, a reduction mechanism including a plurality of gears, and the like. In addition, a motor for driving the corresponding link or end effector, a reduction mechanism, and the like are also incorporated in the vicinity of each rotation shaft described below.

ジョイント７３の末端側に延在するように配置されたリンク７４の末端側には、ジョイント７５が組み合わされている。ジョイント７５は、第１回転軸９１と略直交する屈伸回転軸であって、リンク７４をＸ軸方向に貫く第１屈伸回転軸９２を中心にして回動するように駆動される。第１屈伸回転軸９２は、リンク７４の末端側に位置している。ここで、「略直交」とは、完全に直交する構成に加えて、１０°以内の範囲で交差している構成を含むものと定義する。
なお、本実施形態１の多関節アームにおいて、第１屈伸回転軸９２と略平行な屈伸回転軸は、本体側から順に第１〜第ｎ屈伸回転軸と、追番にて名称を付す。ここで、「略平行」とは、完全に平行である構成に加えて、１０°以内の範囲で交差している構成を含むものと定義する。
また、回転軸の延在方向は、ロボットが動作すると変化する（例えば、第１回転軸９１を中心に旋回した（捻れた）場合）ため、図１に示す、初期状態に設置された状態を前提として説明する。 A joint 75 is combined with the end of the link 74 disposed to extend to the end of the joint 73. The joint 75 is a bending and extending rotation shaft substantially orthogonal to the first rotation shaft 91, and is driven to rotate around a first bending and extending rotation shaft 92 penetrating the link 74 in the X-axis direction. The first bending and extending rotation shaft 92 is located on the distal side of the link 74. Here, “substantially orthogonal” is defined as including a configuration which intersects in a range of 10 ° or less in addition to a configuration which is completely orthogonal.
In the articulated arm according to the first embodiment, bending and stretching rotation axes substantially parallel to the first bending and stretching rotation shaft 92 are given names in order from the main body side by first to nth bending and stretching rotation axes and additional numbers. Here, “substantially parallel” is defined as including a configuration which intersects within 10 ° in addition to a configuration which is completely parallel.
In addition, since the extension direction of the rotation axis changes when the robot operates (for example, when it is turned (twisted) about the first rotation axis 91), the state of being installed in the initial state shown in FIG. It explains as a premise.

リンク７６は、ジョイント７５の末端側に延在するように配置されている。
リンク７６の末端側にはジョイント７７が組み合わされており、さらにこのジョイント７７の末端側にはリンク７８が組み付けられている。リンク７８は、ジョイント７７の末端側に延在するように配置されている。リンク７８が組み付けられたジョイント７７は、リンク７６の末端側をＸ軸方向に貫く第２屈伸回転軸９３を中心にして駆動される。 The link 76 is arranged to extend to the end of the joint 75.
At the end of the link 76, a joint 77 is assembled, and at the end of the joint 77, a link 78 is assembled. The link 78 is arranged to extend to the end of the joint 77. The joint 77 assembled with the link 78 is driven about a second bending and rotating shaft 93 penetrating the distal end side of the link 76 in the X-axis direction.

そして、リンク７８の末端側には、駆動伝達部５０と電装部６０とが設置されたジョイント７９が組み合わされている。ジョイント７９は、リンク７８の末端側をＹ軸方向に貫く捻れ回転軸９４を中心にしてジョイント７９がリンク７８に対して捻れ方向に回動するように駆動される。
また、ジョイント７９の末端側には、手首部材８０が組み合わされており、この手首部材８０は、ジョイント７９の末端側をＸ軸方向に貫く第３屈伸回転軸９５を中心にして駆動される。
手首部材８０の末端側には、この手首部材８０に延在するようにハンド８１が配置されている。ハンド８１は、手首部材８０の末端側を手首部材８０からハンド８１の延在方向に沿うＹ軸方向、即ち、円柱状をなしたハンド８１の略中心を貫く捻れ回転軸９６を中心にしてハンド８１が手首部材８０に対して捻れ方向に回動するように駆動される。 Then, at the end of the link 78, a joint 79 in which the drive transmission unit 50 and the electrical component unit 60 are installed is combined. The joint 79 is driven so that the joint 79 rotates in a twisting direction relative to the link 78 about a twisting rotation axis 94 penetrating the distal end side of the link 78 in the Y-axis direction.
Further, a wrist member 80 is combined with the distal end of the joint 79, and the wrist member 80 is driven about a third bending and rotating shaft 95 penetrating the distal end of the joint 79 in the X-axis direction.
A hand 81 is disposed on the distal side of the wrist member 80 so as to extend to the wrist member 80. The hand 81 has a distal end side of the wrist member 80 in the Y-axis direction along the extending direction of the hand 81 from the wrist member 80, that is, a hand having a twist rotation center 96 penetrating the approximate center of the cylindrical hand 81 81 is driven to rotate in a twisting direction with respect to the wrist member 80.

上述したように、多関節アームの末端側には、ロボット１０が行う所定の作業を実行する機構としてのエンドエフェクターが組み合わされる（不図示）。エンドエフェクターは、ロボット１０の用途により種々の形態のものを用いることができる。例えば、製造物の部品などを把持するロボットハンドなどの把持機構や、半田付けや溶接のような加工を行うツールをハンド８１の末端側に取り付けることにより、種々の作業を実施するロボット１０として用いることができる。 As described above, an end effector as a mechanism for performing a predetermined operation performed by the robot 10 is combined with the distal end side of the articulated arm (not shown). The end effector may be in various forms depending on the application of the robot 10. For example, the robot 10 is used as a robot 10 that performs various operations by attaching a gripping mechanism such as a robot hand that holds parts of a product or the like, or a tool that performs processing such as soldering or welding to the end of the hand 81 be able to.

次に、上記した構成のロボット１０の多関節アームの関節駆動機構のうち、手首部材８０とハンド８１との関節駆動機構を除いた隣り合うアーム部材（リンク、ジョイント）同士を回動可能に連結する関節駆動機構の一例について説明する。
まず、多関節アームの最末端の屈伸回転軸である第３屈伸回転軸９５とは異なる回転軸（関節）の関節駆動機構について図面を参照して説明する。図２は、関節駆動機構としてのアクチュエーター２の正面構造を模式的に示す一部断面図である。なお、図２では、多関節アームの各関節部において根元側のアーム部材（リンクまたはジョイント）を基点リンク１１０と呼び、その基点リンク１１０に対して回動させる末端側のアーム部材を回動リンク１１２として説明する。
図２において、アクチュエーター２は、モーター２２、減速機２４、減速機出力軸カラー２６、減速機出力軸３０、及び少なくとも一部としてモーター２２のモーターフレーム３２を有する動力伝達軸３４で構成されている。 Next, in the joint drive mechanism of the articulated arm of the robot 10 having the above-described configuration, adjacent arm members (links and joints) except the joint drive mechanism of the wrist member 80 and the hand 81 are rotatably connected. An example of the joint drive mechanism to be used will be described.
First, a joint driving mechanism of a rotation axis (joint) different from the third bending and rotation axis 95 which is the bending and stretching rotation axis at the end of the articulated arm will be described with reference to the drawings. FIG. 2 is a partial cross-sectional view schematically showing the front structure of the actuator 2 as a joint drive mechanism. In FIG. 2, the arm member (link or joint) on the root side in each joint of the articulated arm is referred to as a base point link 110, and the end side arm member rotated with respect to the base point link 110 is a rotation link It is described as 112.
In FIG. 2, the actuator 2 comprises a motor 22, a reduction gear 24, a reduction gear output shaft collar 26, a reduction gear output shaft 30, and a power transmission shaft 34 having at least a part of a motor frame 32 of the motor 22. .

モーター２２は、ローター３８とローターシャフト４０とステーター４２とを備えている。モーター２２のローターシャフト１８０は、減速機２４の入力軸と減速機１６４の内部で接続されている。ローター３８の外周に、ステータ−４２とモーターフレーム３２とが設けられている。ローターシャフト４０の回転力は減速機２４に伝達され、減速機２４はこの回転力のトルクを増大させたトルク出力を出力する。
Motor 22, and a and a stator 4 2 rotors 38 and rotor shaft 40. The rotor shaft 180 of the motor 22 is connected to the input shaft of the reduction gear 24 inside the reduction gear 164. A stator 42 and a motor frame 32 are provided on the outer periphery of the rotor 38. The rotational force of the rotor shaft 40 is transmitted to the reduction gear 24, and the reduction gear 24 outputs a torque output obtained by increasing the torque of this rotational force.

減速機２４のフレーム３６は、モーターフレーム３２（或いは動力伝達軸３４）と接続されている。減速機２４は、モーター２２からの回転を減速し、回転のトルク出力を増大させて出力する。減速機２４は、内部に入力軸の回転を減速する歯車機構（図省略）と、減速機出力軸３０を支持する関節軸受機構（図省略）とを内蔵する。減速機２４の歯車機構は波動歯車を用いてもよいが、他の減速機構を用いてもよい。
Frame 36 of the speed reducer 24 is connected to M o coater frame 32 (or the power transmission shaft 34). The reduction gear 24 decelerates the rotation from the motor 22, and increases and outputs the torque output of the rotation. The reduction gear 24 incorporates therein a gear mechanism (not shown) that decelerates the rotation of the input shaft, and a joint bearing mechanism (not shown) that supports the reduction gear output shaft 30. The gear mechanism of the reduction gear 24 may use a wave gear, but other reduction mechanisms may be used.

減速機出力軸カラー２６は、減速機出力軸３０に接続され、減速機２４若しくは動力伝達軸３４の外周に配置されている。減速機出力軸カラー２６は、線条体２８が減速機２４と接触することを防止する。ここで、線条体２８は、配線及び配管の少なくとも一方である。なお、線条体とは、電力線（電線）、信号線、気体を送る気体用配管、及び液体を送る液体用配管等を総称している。気体用配管には真空用配管も含まれる。 The reduction gear output shaft collar 26 is connected to the reduction gear output shaft 30 and disposed on the outer periphery of the reduction gear 24 or the power transmission shaft 34. The reducer output shaft collar 26 prevents the filament 28 from contacting the reducer 24. Here, the filament 28 is at least one of wiring and piping. The term "string" as used herein generally refers to a power line (electric wire), a signal line, a gas pipe for sending a gas, a liquid pipe for sending a liquid, and the like. Piping for gas also includes piping for vacuum.

減速機出力軸３０は、トルク出力を減速機２４から回動リンク１１２に伝達する。減速機出力軸３０の外周には、減速機出力軸３０に接続される減速機出力軸外筒１６が配置されている。減速機出力軸３０には、回動リンク１１２、減速機出力軸外筒１６、及び減速機出力軸カラー２６が接続されている。減速機出力軸３０は増大したトルク出力を回動リンク１１２に伝達する。減速機出力軸３０とは、減速機１６４が出力したトルク出力を回動リンク１１２に伝達する全ての部材を対象とする。 The reducer output shaft 30 transmits a torque output from the reducer 24 to the pivot link 112. A reduction gear output shaft outer cylinder 16 connected to the reduction gear output shaft 30 is disposed on the outer periphery of the reduction gear output shaft 30. The rotation link 112, the reduction gear output shaft outer cylinder 16, and the reduction gear output shaft collar 26 are connected to the reduction gear output shaft 30. The reducer output shaft 30 transmits the increased torque output to the pivot link 112. The reduction gear output shaft 30 targets all members that transmit the torque output output from the reduction gear 164 to the pivot link 112.

動力伝達軸３４は、減速機２４のフレーム３６と基点リンク１１０とを接続する部材である。動力伝達軸３４は、少なくとも一部としてモーターフレーム３２を有している。例えば、動力伝達軸３４はモーターフレーム３２と一体構造である。これにより、一体化による放熱特性向上で高負荷駆動ができる。動力伝達軸３４は、モーターフレーム３２を兼ね、この中にモーター２２を構成するローター３８、ローターシャフト４０、及びステーター４２が組み込まれている。動力伝達軸３４は、基点リンク１１０と接続されている。動力伝達軸３４は、トルク出力の反力を減速機２４のフレーム３６から基点リンク１１０に伝達することによって、回動リンク１１２と基点リンク１１０とを互いに回動させる。動力伝達軸３４の外周には、動力伝達軸３４に接続される動力伝達軸外筒１４が配置されている。
この他に、アクチュエーター２には、回転数検出部（位置検出器）４４及びメカニカルブレーキ４６が設けられるが、設ける位置は図示された位置以外でもよい。
The power transmission shaft 34 is a member that connects the frame 36 of the reduction gear 24 and the base point link 110. The power transmission shaft 34 has a motor frame 32 as at least a part. For example, the power transmission shaft 34 is integrally formed with the motor frame 32. As a result, high load driving can be performed by the improvement of the heat radiation characteristics by integration. Power transmission shaft 34 also serves as a M o coater frame 32, the rotor 38 constituting the motor 22 in this rotor shaft 40, and stator 42 is incorporated. The power transmission shaft 34 is connected to the base point link 110. The power transmission shaft 34 transmits the reaction force of the torque output from the frame 36 of the reduction gear 24 to the base point link 110 to rotate the pivoting link 112 and the base point link 110 with each other. A power transmission shaft outer cylinder 14 connected to the power transmission shaft 34 is disposed on the outer periphery of the power transmission shaft 34.
In addition to this, the actuator 2 is provided with the rotation number detection unit (position detector) 44 and the mechanical brake 46, but the positions may be other than the illustrated positions.

回転数検出部４４は基点リンク１１０の内部に配置されてもよい。これにより、基点リンク１１０と回動リンク１１２との間の長さを短くすることができ、関節駆動装置としてのアクチュエーター２を小型化することができる。回転数検出部４４は、ユニット構造を使用してもよいし、モジュール構造を使用してもよい。 The rotation speed detection unit 44 may be disposed inside the base point link 110. Thereby, the length between the origin link 110 and the rotation link 112 can be shortened, and the actuator 2 as the joint drive device can be miniaturized. The rotation speed detection unit 44 may use a unit structure or a module structure.

減速機出力軸３０は、中心部を中空構造で構成され、モーター２２の回転軸は、減速機出力軸３０の中空構造の中を貫通させてメカニカルブレーキ４６の入力軸に接続され、メカニカルブレーキ４６のフレームは、回動リンク１１２の内部に配置されていてもよい。これにより、基点リンク１１０と回動リンク１１２との間の長さを短くすることができ、関節駆動装置としてのアクチュエーター２を小型化することができる。 The reduction gear output shaft 30 has a hollow structure at its central portion, and the rotation shaft of the motor 22 penetrates the hollow structure of the reduction gear output shaft 30 and is connected to the input shaft of the mechanical brake 46. The frame of may be disposed inside the pivoting link 112. Thereby, the length between the origin link 110 and the rotation link 112 can be shortened, and the actuator 2 as the joint drive device can be miniaturized.

次に、ロボット１０の多関節アームにおいて、最末端側の屈伸回転軸を駆動させる関節駆動機構である駆動伝達部５０の詳細について図面を参照しながら説明する。
図３は、ロボット１０のジョイント７９に対して手首部材８０を屈伸させる駆動伝達部５０の構造を模式的に示す斜視図であって、当該駆動伝達部５０以外の部材を一部省略するとともに、ジョイント７９内部の駆動伝達部５０の構造を説明する便宜上、一部を透視して示す図である。 Next, in the articulated arm of the robot 10, the details of the drive transmission unit 50, which is a joint drive mechanism for driving the bending and stretching rotation shaft on the most distal side, will be described with reference to the drawings.
FIG. 3 is a perspective view schematically showing the structure of the drive transmission unit 50 for bending and extending the wrist member 80 with respect to the joint 79 of the robot 10, in which members other than the drive transmission unit 50 are partially omitted. It is a figure which sees and shows one part transparently for convenience of demonstrating the structure of the drive transmission part 50 inside joint 79. FIG.

上記した複数のリンクやジョイントなどのアーム部材が、捻れ回転軸および屈伸回転軸により連結された複数の関節駆動機構を有するロボット１０の多関節アームにおいて、最末端側の屈伸回転軸である第３屈伸回転軸９５を回転軸とした関節駆動機構としての駆動伝達部５０は、ジョイント７９に設置されている（図１を参照）。更に詳細には、駆動伝達部５０は、ジョイント７９の第３屈伸回転軸９５と略直交する方向の側面のうちの一方の側面に配置されている。なお、本実施形態において「略直交」とは、完全に直交する構成に加えて、１０°以内の範囲で交差している構成を含む意味である。 In an articulated arm of a robot 10 having a plurality of joint drive mechanisms in which arm members such as the plurality of links and joints described above are connected by a torsion rotation axis and a bending and extending rotation axis, a third of the distal end bending and extending rotation axes A drive transmission unit 50 as a joint drive mechanism having a bending and extending rotation shaft 95 as a rotation shaft is installed at a joint 79 (see FIG. 1). More specifically, the drive transmission portion 50 is disposed on one of the side surfaces in the direction substantially orthogonal to the third bending and rotating shaft 95 of the joint 79. In the present embodiment, “substantially orthogonal” means including, in addition to the configuration that is completely orthogonal, a configuration that intersects within a range of 10 ° or less.

その第３屈伸回転軸９５を含む駆動伝達部５０の詳細を示す図３において、ジョイント７９には、第３屈伸回転軸９５を回転軸として回動する従動輪としての従動プーリー８６と、第３屈伸回転軸９５の駆動回転源としてのモーター８０Ｍと、そのモーター８０Ｍにより第３屈伸回転軸９５と同じ回転軸回りに回動する駆動軸９７と、駆動軸９７を介してモーター８０Ｍにより回動する駆動輪としての駆動プーリー８５とを有している。また、モーター８０Ｍ近傍には、回転数検出部（位置検出器）６５が設けられるが、設ける位置は図示された位置以外でもよい。回転数検出部８０Ｄは、ユニット構造を使用してもよいし、モジュール構造を使用してもよい。
そして、駆動プーリー８５と従動プーリー８６とは無縁の動力伝達索条としてのタイミングベルト８７を介して連結されている。また、駆動プーリー８５と従動プーリー８６との間には、タイミングベルト８７のテンションを調整するためにタイミングベルト８７の動きに従って回動可能に接触させたプーリーを有するアイドラー８８が配置されている。
以上、説明した構成のロボット１０は産業用ロボットには限定されず、医療用ロボットや家庭用ロボットであっても良い。 In FIG. 3 showing the details of the drive transmission unit 50 including the third bending and extending rotation shaft 95, the joint 79 includes a driven pulley 86 as a driven wheel which is rotated about the third bending and extending rotation shaft 95; The motor 80M as a drive rotation source of the bending and extending rotation shaft 95, the drive shaft 97 rotated about the same rotation axis as the third bending and rotating rotation shaft 95 by the motor 80M, and the motor 80M rotate via the drive shaft 97 And a drive pulley 85 as a drive wheel. Moreover, although the rotation speed detection part (position detector) 65 is provided in the vicinity of the motor 80M, the position to be provided may be other than the illustrated position. The rotation speed detection unit 80D may use a unit structure or a module structure.
The drive pulley 85 and the driven pulley 86 are connected via a timing belt 87 as an endless power transmission line. In addition, an idler 88 is disposed between the drive pulley 85 and the driven pulley 86. The idler 88 has a pulley rotatably contacted according to the movement of the timing belt 87 in order to adjust the tension of the timing belt 87.
The robot 10 having the configuration described above is not limited to the industrial robot, and may be a medical robot or a home robot.

上記したジョイント７９に設置された駆動伝達部５０によれば、第３屈伸回転軸９５にも駆動用回転源としてのモーターを直接接続する構造よりも、第３屈伸回転軸９５を設置するアーム部材としてのジョイント７９の小型化が図れる。具体的には、第３屈伸回転軸９５の軸方向にモーターが配置されることによる多関節アームの延伸方向と直交するアーム幅方向へのジョイント７９の幅の増大が抑えられる。 According to the drive transmission unit 50 installed at the joint 79 described above, an arm member for installing the third bending and rotating shaft 95 rather than a structure in which a motor as a driving rotation source is directly connected also to the third bending and rotating shaft 95 As a result, the joint 79 can be miniaturized. Specifically, an increase in the width of the joint 79 in the arm width direction orthogonal to the extending direction of the articulated arm due to the motor being disposed in the axial direction of the third bending and extending rotation shaft 95 is suppressed.

次に、実施形態１のロボットの要部である手首部材８０の関節駆動機構の詳細について説明する。図４は、実施形態１のロボットに係る手首部材８０の関節駆動機構の構造を模式的に示す一部断面図である。また、図５は、手首部材のハウジングを模式的に示すものであり、（ａ）は一部断面図、（ｂ）はベアリング部側からみた側面図である。 Next, details of the joint drive mechanism of the wrist member 80, which is a main part of the robot of the first embodiment, will be described. FIG. 4 is a partial sectional view schematically showing the structure of the joint drive mechanism of the wrist member 80 according to the robot of the first embodiment. 5A and 5B schematically show the housing of the wrist member, in which FIG. 5A is a partial sectional view and FIG. 5B is a side view seen from the bearing portion side.

図４において、手首部材８０はベアリング部８９Ｐを有している。このベアリング部８９Ｐには、ジョイント７９の駆動伝達部５０の従動プーリー８６に一端が取り付けられたシャフト８３の他端が取り付けられている。これにより、手首部材８０は、ジョイント７９の駆動伝達部５０側のベアリング部８９Ｐでシャフト８３およびベアリング８９を介して片持ち支持されている。この構成により、ロボット１０の手首部（手首部材８０）の屈伸回転軸方向（図中第３屈伸回転軸８５方向）の幅をコンパクトにすることができるので、ロボット１０の小型化に有利になる。本実施形態では、ジョイント７９の駆動伝達部５０の手首部材８０を挟んだ反対側のスペースに、ハンド８１およびそれに装着されるエンドエフェクターなどの駆動系に電気配線を介して駆動電力および電気信号を送るための中継基板（不図示）などを設けた電装部６０を配置している。 In FIG. 4, the wrist member 80 has a bearing portion 89P. The other end of the shaft 83 having one end attached to the driven pulley 86 of the drive transmission portion 50 of the joint 79 is attached to the bearing portion 89P. Thus, the wrist member 80 is supported in a cantilever manner by the bearing portion 89P on the drive transmission portion 50 side of the joint 79 via the shaft 83 and the bearing 89. With this configuration, the width of the wrist portion (the wrist member 80) of the robot 10 in the bending and extending rotation axis direction (the third bending and extending rotation axis 85 direction in the drawing) can be made compact, which is advantageous for downsizing of the robot 10. . In the present embodiment, in the space on the opposite side of the drive transmission unit 50 of the joint 79 across the wrist member 80, drive power and electrical signals are supplied to the drive system such as the hand 81 and end effector mounted thereto via electrical wiring. An electric part 60 provided with a relay board (not shown) for feeding etc. is disposed.

手首部材８０は、少なくともローター１７８とローターシャフト１８０とステーター１８２とを備えたモーター、減速機１６４、減速機出力軸１６０が、モーターのモーターフレームであるハウジング１７２内に設けられたモーター収容凹部１７０に位置決め状態で収容されて構成される。 The wrist member 80 is a motor having at least a rotor 178, a rotor shaft 180 and a stator 182, a reduction gear 164, and a reduction gear output shaft 160 in a motor accommodating recess 170 provided in a housing 172 which is a motor frame of the motor. It is housed and configured in a positioning state.

ハウジング１７２に設けられたモーター収容凹部１７０には、ハンド８１側をモーター収容凹部１７０の凹底部１７０Ａとして、ハンド８１側から基体部７１側（根元側）に順に広くなる第１段差部１７０Ｂ、第２段差部１７０Ｃ、および第３段差部１７０Ｄが形成されている。 In the motor housing recess 170 provided in the housing 172, a first step portion 170B is sequentially enlarged from the hand 81 side to the base portion 71 side (root side) with the hand 81 side as the concave bottom portion 170A of the motor housing recess 170. A second step portion 170C and a third step portion 170D are formed.

モーターのローターシャフト１８０は、減速機１６４の入力軸と減速機１６４の内部で接続されているとともに、ハウジングに配置されたベアリング５３に接続されている。そのローターシャフト１８０の外周に、ローター１７８が設けられている。また、ローター１７８の外周に、ステーター１８２が設けられている。これらローターシャフト１８０、ローター１７８、およびステーター１８２を備えたモーターは、ハウジング１７２のモーター収容凹部１７０の凹底部１７０Ａと第１段差部１７０Ｂとを位置決め部として位置決めされ、ねじ穴１７５にねじ込まれたねじ９８のねじ頭、および、ローターシャフト１８０に設けられた連結ピンとにより回動可能に保持されている。
ローターシャフト１８０の回転力は減速機１６４に伝達され、減速機１６４はこの回転力のトルクを増大させたトルク出力を出力する。 The rotor shaft 180 of the motor is connected to the input shaft of the reduction gear 164 and the inside of the reduction gear 164 and is connected to a bearing 53 disposed in the housing. A rotor 178 is provided on the outer periphery of the rotor shaft 180. In addition, a stator 182 is provided on the outer periphery of the rotor 178. A motor including the rotor shaft 180, the rotor 178, and the stator 182 is positioned with the concave bottom portion 170A of the motor accommodation recess 170 of the housing 172 and the first step portion 170B as positioning portions, and is screwed into the screw hole 175 It is rotatably held by a screw head 98 and a connecting pin provided on the rotor shaft 180.
The rotational force of the rotor shaft 180 is transmitted to the reduction gear 164, and the reduction gear 164 outputs a torque output in which the torque of the rotational force is increased.

減速機１６４のフレーム１６６は、モーターのモーターフレームであるハウジング１７２と接続されている。減速機１６４は、モーターからの回転を減速し、回転のトルク出力を増大させて出力する。減速機１６４は、内部に入力軸の回転を減速する歯車機構（図省略）と、減速機出力軸１６０を支持する関節軸受機構（図省略）とを内蔵する。減速機出力軸１６０は、ハンド８１内に配置されたベアリング５７に接続されている。 The frame 166 of the reduction gear 164 is connected to a housing 172 which is a motor frame of a motor. The reduction gear 164 decelerates the rotation from the motor and increases and outputs the torque output of the rotation. The reduction gear 164 incorporates therein a gear mechanism (not shown) for decelerating the rotation of the input shaft, and a joint bearing mechanism (not shown) for supporting the reduction gear output shaft 160. The reducer output shaft 160 is connected to a bearing 57 disposed in the hand 81.

この他に、手首部材８０には、ローターシャフト１８０にベアリング５４および連結ナット５５を介して接続されたメカニカルブレーキ１８６、および、回転数検出部（位置検出器）１８４が設けられるが、これらを設ける位置は図示された位置以外でもよい。本実施形態では、メカニカルブレーキ１８６がハウジング１７２のモーター収容凹部１７０内に第２段差部１７０Ｃを位置決め部として収容されており、回転数検出部１８４が、ハウジング１７２のモーター収容凹部１７０の第３段差部１７０Ｄを位置決め部として設けられたモーター収容凹部１７０の蓋部１８９内の空間でローターシャフト１８０に接続されている。なお、回転数検出部１８４はユニット構造を使用してもよいし、モジュール構造を使用してもよい。 Besides, the wrist member 80 is provided with a mechanical brake 186 connected to the rotor shaft 180 via the bearing 54 and the connection nut 55, and a rotational speed detection unit (position detector) 184. The position may be other than the illustrated position. In the present embodiment, the mechanical brake 186 is accommodated in the motor accommodating recess 170 of the housing 172 with the second step portion 170C as a positioning portion, and the rotational speed detecting unit 184 is a third step of the motor accommodating recess 170 of the housing 172. The rotor shaft 180 is connected to a space in a lid portion 189 of the motor housing recess 170 provided with the portion 170D as a positioning portion. The rotation speed detection unit 184 may use a unit structure or a module structure.

このような構成の手首部材８０において、ハウジング１７２は同一材料により一体加工されて形成されている。特に、ハウジング１７２は、多関節アームにおいて根元側のジョイント７９との連結部であるベアリング部８９Ｐからハンド８１側に境界面がなく連続している。本実施形態の手首部材８０を備えたロボット１０において、ハンド８１に装着されたエンドエフェクター（不図示）を所定の作業をさせるべく移動させたとき、手首部材８０のハウジング１７２のベアリング部８９Ｐからハンド８１の取り付け部にかけてモーメントの力が加わる力の伝達経路が形成される。この力の伝達経路に境界面のない、即ち、同一材料による連続構造を有するハウジング１７２を用いていることから、ロボット１０に実行させる作業の負荷に耐え得る剛性を有するハウジング１７２とすることができる。
このように、剛性を保持しつつ、従来のようにハウジング内に位置決め・収容されたモーターを更に手首部材の外形を形成する部材に収容する構成に比して、より小型化された手首部材８０とすることができ、多様で細かい作業を高精度にて実行することが可能な小型・軽量のロボット１０の提供に寄与することができる。 In the wrist member 80 having such a configuration, the housing 172 is integrally formed of the same material. In particular, the housing 172 is continuous from the bearing portion 89P, which is a connection portion with the joint 79 on the root side in the articulated arm, without a boundary surface on the hand 81 side. In the robot 10 provided with the wrist member 80 of the present embodiment, when the end effector (not shown) attached to the hand 81 is moved to perform a predetermined operation, the hand from the bearing portion 89P of the housing 172 of the wrist member 80 A transmission path of a force to which a moment force is applied is formed to the mounting portion 81. By using the housing 172 having a continuous structure made of the same material without an interface in the force transfer path, the housing 172 can have rigidity enough to bear the load of the work to be performed by the robot 10. .
As described above, the wrist member 80 is miniaturized as compared with the conventional structure in which the motor positioned and housed in the housing is housed in the member forming the outer shape of the wrist member while maintaining the rigidity. This can contribute to the provision of a small and lightweight robot 10 capable of performing various and detailed operations with high accuracy.

また、ハウジング１７２に設けられたモーター収容凹部１７０には、ハンド８１側をモーター収容凹部１７０の凹底部１７０Ａとして、ハンド８１側から基体部７１側（根元側）に順に広くなる第１段差部１７０Ｂ、第２段差部１７０Ｃ、および第３段差部１７０Ｄが形成されている。
これにより、モーターとともに、メカニカルブレーキ１８６などのモーター以外の駆動要素をハウジング１７２のモーター収容凹部１７０内に収容して手首部材８０をよりコンパクトに構成できるとともに、ハウジング１７２形成材料を基体部７１側（ハンド８１側と反対側）から切削加工することにより、複数の段差を有するモーター収容凹部１７０を形成することができるので製造が容易であり、また、手首部材の組み立ても容易にすることができる。 Further, in the motor housing recess 170 provided in the housing 172, the first step portion 170B in which the hand 81 side becomes the concave bottom portion 170A of the motor housing recess 170 in order from the hand 81 side to the base portion 71 side (root side) A second step portion 170C and a third step portion 170D are formed.
Accordingly, the wrist member 80 can be made more compact by accommodating the motor and other driving elements such as the mechanical brake 186 other than the motor in the motor housing recess 170 of the housing 172, and the housing 172 forming material By cutting from the side opposite to the hand 81 side, since the motor housing recess 170 having a plurality of steps can be formed, manufacture is easy, and assembly of the wrist member can also be facilitated.

ここで、本実施形態の手首部材８０のハウジング１７２の特徴について、さらに詳細に説明する。図５は、本実施形態のハウジング１７２を模式的に示すものであり、（ａ）は一部断面図、（ｂ）はベアリング部側からみた側面図である。なお、上記に説明した構成については、図面に同一符号を付して説明を省略する。 Here, the features of the housing 172 of the wrist member 80 of the present embodiment will be described in further detail. FIG. 5 schematically shows the housing 172 of the present embodiment, where (a) is a partial cross-sectional view, and (b) is a side view seen from the bearing portion side. About the composition explained above, the same numerals are given to a drawing and explanation is omitted.

図５（ａ）に示すハウジング１７２において、モーター収容凹部１７０からハウジングの外形までのハウジング１７２の肉厚ｔ１，ｔ２は、モーターの外形、即ち、モーター収容凹部１７０においてステーター１８２（外径Ｄ）が配置される部分のハウジング１７２の肉厚である。
ここで、ステーター１８２が位置決めされる第１段差部１７０Ｂのハウジング１７２の肉厚ｔ１，ｔ２は、ｔ１＝ｔ２のとき、ステーター１８２の外径Ｄの４０％未満であることが好ましい。
この構成によれば、ロボット１０における手首部材８０の実用的な剛性を保持させながら、手首部材８０の小型化を図ることができることを発明者は見出した。例えば、ステーター１８２の外径Ｄが２８ｍｍのとき、ステーター１８２を挟んだ両側のハウジングの肉厚ｔ１，ｔ２がそれぞれ１１ｍｍであった場合に、手首部材８０が実用レベ
ルの剛性を有していることを発明者は見出した。
In the housing 172 shown in FIG. 5A, the thickness t1 and t2 of the housing 172 from the motor housing recess 170 to the outer shape of the housing is the motor outer shape, that is, the stator 182 (outer diameter D) in the motor housing recess 170 It is the thickness of the housing 172 of the part to be disposed.
Here, the thicknesses t1 and t2 of the housing 172 of the first step portion 170B where the stator 182 is positioned is preferably less than 40% of the outer diameter D of the stator 182 when t1 = t2.
According to this configuration, the inventor has found that downsizing of the wrist member 80 can be achieved while maintaining the practical rigidity of the wrist member 80 in the robot 10. For example, when the outside diameter D of the stator 1 82 is 28mm, if the thickness t1, t2 of the two sides of the housing sandwiching the stator 182 was 11mm, respectively, the wrist member 80 has a stiffness of practical The inventor found that

また、図５（ｂ）に示すように、ハウジング１７２には、手首部材８０に対して基体部７１側から接続される電気配線を通すための経路として、切欠き１１９および／または穴１１８が設けられている。このような切欠き１１９や穴１１８は、ベアリング部８９Ｐよりも基体部７１側に設けられている。
この構成によれば、エンドエフェクターの移動に伴って発生するモーメントの力の経路となるベアリング部８９Ｐからハンド８１取付部側を回避させた位置に穴１１８や切り欠き１１９を設けているので、ハウジング１７２の剛性の劣化を抑え、十分な剛性を有する手首部材８０の提供に効果を奏する。 Further, as shown in FIG. 5B, the housing 172 is provided with a notch 119 and / or a hole 118 as a path for passing the electric wiring connected from the base portion 71 side to the wrist member 80. It is done. Such notches 119 and holes 118 are provided closer to the base portion 71 than the bearing portion 89P.
According to this configuration, since the hole 118 and the notch 119 are provided at a position where the hand 81 attachment portion side is avoided from the bearing portion 89P which is a path of the moment force generated with the movement of the end effector Deterioration of the rigidity of 172 is suppressed and it is effective in provision of the wrist member 80 which has sufficient rigidity.

（実施形態２）
次に、ロボットの実施形態２について、図面を参照して説明する。
図６は、実施形態２に係るロボットを模式的に示す説明図である。なお、実施形態１と同一の構成部位については、同一の番号を使用し、重複する説明は省略する。
図６において、本実施形態２のロボット２００は、胴体部２１３に、実施形態１のロボット１０と同じ構成の２つの第１ロボットアーム１０Ａおよび第２ロボットアーム１０Ｂが設置されてなる双腕ロボットである。 Second Embodiment
Next, a second embodiment of the robot will be described with reference to the drawings.
FIG. 6 is an explanatory view schematically showing a robot according to the second embodiment. In addition, about the component site | part same as Embodiment 1, the same number is used and the overlapping description is abbreviate | omitted.
In FIG. 6, a robot 200 according to the second embodiment is a double-arm robot in which two first robot arms 10A and a second robot arm 10B having the same configuration as the robot 10 according to the first embodiment are installed on a body portion 213. is there.

ロボット２００は、このロボット２００を支持する架台２１１と、架台２１１に固設された円柱状の胴体部２１３と、胴体部２１３の架台２１１側とは反対側の上部に胴体部２１３から略直角に突設された第１アーム連結部２１５Ａおよび第２アーム連結部２１５Ｂとを有している。 The robot 200 supports the robot 200, a column-shaped body 213 fixed to the frame 211, and an upper portion of the body 213 opposite to the frame 211 at a substantially right angle from the body 213. It has a first arm connecting portion 215A and a second arm connecting portion 215B which are provided in a protruding manner.

第１アーム連結部２１５Ａの胴体部２１３側とは反対側の第１ロボットアーム１０Ａ設置面側は、第１アーム連結部２１５Ａの突設方向に貫く第０回転軸Ｊ０ＡＬ回りに回動可能な第１アーム固定部Ｊ０Ａを有している。そして、第１アーム固定部Ｊ０Ａには、上記実施形態のロボット１０と同一構成の第１ロボットアーム１０Ａの基体部７１が固定されている。
同様に、第２アーム連結部２１５Ｂの胴体部２１３側とは反対側の第２ロボットアーム１０Ｂ設置面側は、第２アーム連結部２１５Ｂの突設方向に貫く第０回転軸Ｊ０ＢＬ回りに回動可能な第２アーム固定部Ｊ０Ｂを有している。そして、第２アーム固定部Ｊ０Ｂには、上記実施形態１のロボット１０と同一構成の第２ロボットアーム１０Ｂの基体部７１が固定されている。 The first robot arm 10A installation surface side opposite to the body portion 213 side of the first arm connection portion 215A is rotatable around the zeroth rotation axis J0AL penetrating in the protruding direction of the first arm connection portion 215A. It has one arm fixing part J0A. The base portion 71 of the first robot arm 10A having the same configuration as that of the robot 10 of the above embodiment is fixed to the first arm fixing portion J0A.
Similarly, the second robot arm 10B installation surface side opposite to the body portion 213 side of the second arm coupling portion 215B is pivoted about the zeroth rotation axis J0BL penetrating in the protruding direction of the second arm coupling portion 215B. It has a possible second arm fixing part J0B. The base portion 71 of the second robot arm 10B having the same configuration as that of the robot 10 of the first embodiment is fixed to the second arm fixing portion J0B.

６軸制御の第１ロボットアーム１０Ａおよび第２ロボットアーム１０Ｂともに、第１アーム固定部Ｊ０Ａおよび第２アーム固定部Ｊ０Ｂが第０回転軸Ｊ０ＡＬおよび第０回転軸Ｊ０ＢＬをそれぞれ有していることにより、実質的に７軸制御のロボット２００として、第１ロボットアーム１０Ａおよび第２ロボットアーム１０Ｂのそれぞれを多彩な軌道にて自由度の高い移動を実現することができる。 Both the first robot arm 10A and the second robot arm 10B for six-axis control have the first arm fixing portion J0A and the second arm fixing portion J0B having the 0th rotation axis J0AL and the 0th rotation axis J0BL, respectively. As the robot 200 of substantially seven-axis control, it is possible to realize movement of each of the first robot arm 10A and the second robot arm 10B in various trajectories with high freedom.

本実施形態２に係るロボット２００によれば、上記実施形態１で説明したロボット１０と同一構成の第１ロボットアーム１０Ａおよび第２ロボットアーム１０Ｂを備えているので、多様で細かい作業を高精度にて行うことが可能な、小型の双腕ロボット２００を提供することができる。 According to the robot 200 according to the second embodiment, since the first robot arm 10A and the second robot arm 10B having the same configuration as the robot 10 described in the first embodiment are provided, various detailed operations can be performed with high accuracy. Thus, it is possible to provide a compact dual-arm robot 200 that can be performed.

なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、上述した実施形態に種々の変更や改良などを加えることが可能である。変形例を以下に述べる。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and improvements can be added to the above-described embodiment. A modification is described below.

例えば、上記実施形態２のロボット２００は、第１ロボットアーム１０Ａおよび第２ロボットアーム１０Ｂの二つのロボットアームを有する双腕ロボットである構成を説明した。これに限らず、３つ以上のロボットアームを備える構成としてもよい。 For example, the robot 200 of the second embodiment has been described as a dual-arm robot having two robot arms, a first robot arm 10A and a second robot arm 10B. Not limited to this, three or more robot arms may be provided.

１０，２００…ロボット、２…アクチュエーター、１０Ａ…第１ロボットアーム、１０Ｂ…第２ロボットアーム、４４，６５…回転数検出部、４６…メカニカルブレーキ、５０…駆動伝達部、５３，５４，５７，８９…ベアリング、５５…連結ナット、６０…電装部、７０…基底部、７１…基体としての基体部、７２…制御部、７３，７５，７７，７９…アーム部材としてのジョイント、７４，７６，７８…アーム部材としてのリンク、８０…手首部材、８０Ｍ…モーター、８１…ハンド、８３…シャフト、８５…駆動プーリー、８６…従動プーリー、８７…タイミングベルト、８８…アイドラー、８９Ｐ…ベアリング部、９１…第１回転軸、９２…第１屈伸回転軸、９３…第２屈伸回転軸、９４，９６…捻れ回転軸、９５…第３屈伸回転軸、９７…駆動軸、９８…ねじ、１１０…基点リンク、１１２…回動リンク、１１８…穴、１１９…切欠き、１６０…減速機出力軸、１６４…減速機、１７０…モーター収容凹部、１７０Ａ…凹底部、１７０Ｂ…第１段差部、１７０Ｃ…第２段差部、１７０Ｄ…第３段差部、１７２…ハウジング、１７５…ねじ穴、１７８…ローター、１８０…ローターシャフト、１８２…ステーター、１８４…回転数検出部、１８６…メカニカルブレーキ、１８９…蓋部、２１１…架台、２１３…胴体部、２１５Ａ…第１アーム連結部、２１５Ｂ…第２アーム連結部。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10, 200 ... Robot, 2 ... Actuator, 10 A ... 1st robot arm, 10 B ... 2nd robot arm, 44, 65 ... Rotational speed detection part, 46 ... Mechanical brake, 50 ... Drive transmission part, 53, 54, 57, 89: Bearing, 55: Coupling nut, 60: Electrical part, 70: Base part, 71: Base part as a base, 72: Control part, 73, 75, 77, 79: Joint as an arm member, 74, 76, 78: Link as an arm member, 80: Wrist member, 80 M: Motor, 81: Hand, 83: Shaft, 85: drive pulley, 86: driven pulley, 87: timing belt, 88: idler, 89 P: bearing portion, 91 ... 1st rotation axis, 92 ... 1st bending and rotation axis, 93 ... 2nd bending and rotation axis, 94, 96 ... twist rotation axis, 95 ... 3rd bending and rotation axis 97: drive shaft, 98: screw, 110: base link, 112: pivot link, 118: hole, 119: notch, 160: reduction gear output shaft, 164: reduction gear, 170: motor accommodation recess, 170A: concave Bottom portion 170B: first step portion 170C: second step portion 170D: third step portion 172: housing 175: screw hole 178: rotor 180: rotor shaft 182: stator 182: rotation number detection Parts, 186: Mechanical brake, 189: Lid part, 211: Mounting frame, 213: Body part, 215A: first arm connecting part, 215B: second arm connecting part.

Claims

A substrate and an articulated arm provided on the substrate;
A robot comprising: a wrist member coupled to the articulated arm via a bearing portion; and a hand coupled to the wrist member,
The wrist member comprises a motor having a stator, the motor have a motor accommodation recess to yield capacity, and a housing forming an outer shape of the wrist member,
The motor housing recess has a first step that increases from the hand side toward the base side, and the first step abuts on the stator.
The robot is a continuous structure of the same material.

In the robot according to claim 1,
The wrist member comprises a mechanical brake,
The robot according to claim 1, wherein the motor housing recess has a second step that increases from the hand side to the base side, and the second step is in contact with the mechanical brake .

The robot according to claim 1 or 2
The wrist member includes a rotation number detection unit.
The robot according to claim 1, wherein the motor housing recess has a third step that increases from the hand side toward the base side, and the third step is in contact with the rotation speed detection unit.

The robot according to any one of claims 1 to 3
The robot according to claim 1, wherein the wrist member is cantilevered by the bearing portion.

The robot according to any one of claims 1 to 4 .
The robot is characterized in that the wrist portion has an electrical wiring wired from the base side, and the notch or hole for introducing the electric wiring is provided at a position closer to the base side than the bearing portion. .

The robot according to any one of claims 1 to 5
The thickness of the housing from the motor receiving recess to the outer shape of the housing is equal to and less than 40% of the size of the motor, as viewed from a cross-section to the normal parallel to the axis of the shaft of the motor Characterized robots.

The robot according to any one of claims 1 to 6
A robot comprising a plurality of the articulated arms on the substrate.