JP6820633B1

JP6820633B1 - Manipulators with rotary joints and rotary joints

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Publication number: JP6820633B1
Application number: JP2020171828A
Authority: JP
Inventors: 英樹有田; 直哉竹原; 雅比古有田; 秀人石黒
Original assignee: ISHIGURO ENGINEERING INC.
Current assignee: ISHIGURO ENGINEERING INC.
Priority date: 2020-10-12
Filing date: 2020-10-12
Publication date: 2021-01-27
Anticipated expiration: 2040-10-12
Also published as: WO2022079951A1; JP2022063827A; JP2022063521A

Abstract

【課題】マニピュレータ用の関節として機能する回転ジョイントを提供する。【解決手段】回転ジョイント１００は、筐体１１０、入力回転体１３０、駆動モータ１５０、および出力回転体１９０を備える。入力回転体は筐体の少なくとも一部を囲む。駆動モータは筐体に固定され、入力回転体を囲み、入力回転体を筐体の少なくとも一部の周りで回転させる。出力回転体は駆動モータを囲み、筐体から少なくとも一部が露出し、入力回転体の回転軸と同軸に回転する。【選択図】図２PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rotary joint functioning as a joint for a manipulator. A rotary joint 100 includes a housing 110, an input rotating body 130, a drive motor 150, and an output rotating body 190. The input rotating body surrounds at least a part of the housing. The drive motor is fixed to the housing, surrounds the input rotating body, and rotates the input rotating body around at least a part of the housing. The output rotating body surrounds the drive motor, at least a part of which is exposed from the housing, and rotates coaxially with the rotating axis of the input rotating body. [Selection diagram] Fig. 2

Description

本発明の実施形態の一つは、マニピュレータの関節部として機能する回転ジョイントおよびこの回転ジョイントを含むマニピュレータに関する。 One of the embodiments of the present invention relates to a rotary joint that functions as a joint portion of a manipulator and a manipulator including the rotary joint.

現在、産業用のマニピュレータ（ロボット）が様々な分野で利用されている。マニピュレータは、複数のアーム（リンク）、およびアーム同士を連結する関節を基本的な構成として有している。関節は、連結される二つのアームが延伸する方向の間の角度（オフセット角）を変化させる、または連結されるアーム同士のねじれ角を変化させ、これにより、末端のアームに取り付けられるエンドエフェクタを任意の場所に移動することができる。各関節にはモータが取り付けられ、モータを適宜動作させることで産業用ロボットの動きが制御される（特許文献１から３参照）。 Currently, industrial manipulators (robots) are used in various fields. The manipulator has a plurality of arms (links) and joints connecting the arms as a basic configuration. The joint changes the angle (offset angle) between the extending directions of the two connected arms, or changes the twist angle between the connected arms, thereby providing an end effector attached to the end arm. You can move it to any location. A motor is attached to each joint, and the movement of the industrial robot is controlled by appropriately operating the motor (see Patent Documents 1 to 3).

特開２０１８−０４０４６０号公報JP-A-2018-040460 特開２０１２−２４１７２３号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-241723 特開２０１５−１６１３８２号公報JP-A-2015-161382

本発明の実施形態の一つは、マニピュレータ用の関節として機能する、新規構造を有する回転ジョイントを提供することを課題の一つとする。あるいは、本発明の実施形態の一つは、コンパクトな形状のマニピュレータを構成することができる回転ジョイントを提供することを課題の一つとする。あるいは、本発明の実施形態の一つは、上記回転ジョイントを含むマニピュレータを提供することを課題の一つとする。 One of the objects of the embodiment of the present invention is to provide a rotary joint having a novel structure that functions as a joint for a manipulator. Alternatively, one of the embodiments of the present invention is to provide a rotary joint capable of forming a manipulator having a compact shape. Alternatively, one of the embodiments of the present invention is to provide a manipulator including the rotary joint.

本発明の実施形態の一つは、回転ジョイントである。この回転ジョイントは、筐体、入力回転体、駆動モータ、および出力回転体を備える。入力回転体は筐体の少なくとも一部を囲む。駆動モータは筐体に固定され、入力回転体を囲み、入力回転体を筐体の上記少なくとも一部の周りで回転させる。出力回転体は駆動モータを囲み、筐体から少なくとも一部が露出し、入力回転体の回転軸と同軸に回転する。 One of the embodiments of the present invention is a rotary joint. The rotary joint comprises a housing, an input rotating body, a drive motor, and an output rotating body. The input rotating body surrounds at least a part of the housing. The drive motor is fixed to the housing, surrounds the input rotating body, and rotates the input rotating body around at least a part of the housing. The output rotating body surrounds the drive motor, at least a part of which is exposed from the housing, and rotates coaxially with the rotating axis of the input rotating body.

本発明の実施形態の一つは、マニピュレータである。このマニピュレータは、回転ジョイント、および回転ジョイントに連結される第１のアームを備える。回転ジョイントは、筐体、入力回転体、駆動モータ、および出力回転体を備える。入力回転体は筐体の少なくとも一部を囲む。駆動モータは筐体に固定され、入力回転体を囲み、入力回転体を筐体の上記少なくとも一部の周りで回転させる。出力回転体は駆動モータを囲み、筐体から少なくとも一部が露出し、入力回転体の回転軸と同軸に回転する。第１のアームは、回転ジョイントの出力回転体に連結される。 One of the embodiments of the present invention is a manipulator. The manipulator comprises a rotary joint and a first arm connected to the rotary joint. The rotary joint includes a housing, an input rotating body, a drive motor, and an output rotating body. The input rotating body surrounds at least a part of the housing. The drive motor is fixed to the housing, surrounds the input rotating body, and rotates the input rotating body around at least a part of the housing. The output rotating body surrounds the drive motor, at least a part of which is exposed from the housing, and rotates coaxially with the rotating axis of the input rotating body. The first arm is connected to the output rotating body of the rotating joint.

本発明の実施形態の一つは、マニピュレータである。このマニピュレータは、回転ジョイント、および第２のアームを備える。回転ジョイントは、筐体、入力回転体、駆動モータ、および出力回転体を備える。入力回転体は筐体の少なくとも一部を囲む。駆動モータは筐体に固定され、入力回転体を囲み、入力回転体を筐体の上記少なくとも一部の周りで回転させる。出力回転体は駆動モータを囲み、筐体から少なくとも一部が露出し、入力回転体の回転軸と同軸に回転する。筐体は、出力回転体を挟むように配置され、筐体の外表面から回転軸に対して垂直に延伸する一対のねじ穴を有する。第２のアームは、一対のねじ穴を介して固定される。 One of the embodiments of the present invention is a manipulator. This manipulator includes a rotary joint and a second arm. The rotary joint includes a housing, an input rotating body, a drive motor, and an output rotating body. The input rotating body surrounds at least a part of the housing. The drive motor is fixed to the housing, surrounds the input rotating body, and rotates the input rotating body around at least a part of the housing. The output rotating body surrounds the drive motor, at least a part of which is exposed from the housing, and rotates coaxially with the rotating axis of the input rotating body. The housing is arranged so as to sandwich the output rotating body, and has a pair of screw holes extending perpendicularly to the rotation axis from the outer surface of the housing. The second arm is fixed via a pair of screw holes.

本発明の実施形態の一つに係る回転ジョイント、および回転ジョイントを含むマニピュレータの模式的斜視図。A rotary joint according to one of the embodiments of the present invention, and a schematic perspective view of a manipulator including the rotary joint. 本発明の実施形態の一つに係る回転ジョイントの構造を示す概念図。The conceptual diagram which shows the structure of the rotary joint which concerns on one of the Embodiments of this invention. 本発明の実施形態の一つに係る回転ジョイントの模式的斜視図。The schematic perspective view of the rotary joint which concerns on one of the Embodiments of this invention. 本発明の実施形態の一つに係る回転ジョイントの模式的断面斜視図。Schematic cross-sectional perspective view of a rotary joint according to one of the embodiments of the present invention. 本発明の実施形態の一つに係る回転ジョイントの模式的断面図。Schematic cross-sectional view of a rotary joint according to one of the embodiments of the present invention. 本発明の実施形態の一つに係る回転ジョイントの一部の模式的断面図。Schematic cross-sectional view of a part of a rotary joint according to one of the embodiments of the present invention. 本発明の実施形態の一つに係る回転ジョイントの一部の模式的断面図。Schematic cross-sectional view of a part of a rotary joint according to one of the embodiments of the present invention. 本発明の実施形態の一つに係る回転ジョイントの一部の模式的断面図。Schematic cross-sectional view of a part of a rotary joint according to one of the embodiments of the present invention.

以下、本発明の実施形態に係る回転ジョイント１００および回転ジョイント１００を含むマニピュレータ２００について、図面等を参照しつつ説明する。ただし、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲において様々な態様で実施することができ、以下に例示する実施形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。 Hereinafter, the rotary joint 100 and the manipulator 200 including the rotary joint 100 according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings and the like. However, the present invention can be carried out in various modes without departing from the gist thereof, and is not construed as being limited to the description contents of the embodiments illustrated below.

図面は、説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。本明細書と各図において、既出の図に関して説明したものと同様の機能を備えた要素には、同一の符号を付して、重複する説明を省略することがある。同一または類似する構成を有する複数の要素を個別に表す場合には符号にハイフンと自然数を用い、これら複数の要素を区別することなく、複数または個々の要素を表す場合には符号のみを用いる。また、一つの要素の部分を表す場合には、符号と小文字のアルファベットを用いる。 The drawings may schematically represent the width, thickness, shape, etc. of each part as compared with the actual embodiment in order to clarify the explanation, but this is merely an example and the interpretation of the present invention is limited. It's not something to do. In this specification and each of the drawings, elements having the same functions as those described with respect to the above-mentioned drawings may be designated by the same reference numerals and duplicate description may be omitted. Hyphens and natural numbers are used as symbols when representing multiple elements having the same or similar structure individually, and only the code is used when representing multiple or individual elements without distinguishing between these multiple elements. In addition, when representing a part of one element, a code and a lowercase alphabet are used.

本明細書および特許請求の範囲において、ある構造体の上に他の構造体を配置する態様を表現するにあたり、単に「上に」と表記する場合、特に断りの無い限りは、ある構造体に接するように、直上に他の構造体を配置する場合と、ある構造体の上方に、さらに別の構造体を介して他の構造体を配置する場合との両方を含むものとする。 In the present specification and claims, when expressing the mode of arranging another structure on one structure, when it is simply described as "above", unless otherwise specified, the structure is used. It includes both the case where another structure is placed directly above the structure and the case where another structure is placed above one structure via yet another structure so as to be in contact with each other.

以下、「ある構造体が他の構造体から露出する」という表現は、ある構造体の一部が他の構造体によって覆われていない態様を意味し、この他の構造体によって覆われていない部分は、さらに別の構造体によって覆われる態様も含む。 Hereinafter, the expression "a structure is exposed from another structure" means a mode in which a part of a certain structure is not covered by another structure, and is not covered by another structure. The portion also includes an aspect covered by yet another structure.

１．マニピュレータ
図１に回転ジョイント１００および回転ジョイント１００を含むマニピュレータ２００の模式的斜視図を示す。詳細は後述するが、この図においては、回転ジョイント１００に関しては、その構成の一部である筐体１１０と出力回転体１９０が図示されている。 1. 1. Manipulator FIG. 1 shows a schematic perspective view of a rotary joint 100 and a manipulator 200 including a rotary joint 100. Details will be described later, but in this figure, the housing 110 and the output rotating body 190, which are a part of the structure of the rotating joint 100, are shown.

回転ジョイント１００は、全体として円柱形状を有しており、筐体１１０の一部はこの円柱形状の側面の一部を構成する。出力回転体１９０は円筒形状を有し、回転ジョイント１００の円柱形状の側面の一部を構成する。後述するように、出力回転体１９０は、この円柱形状の中心軸（円柱形状の上面と底面の中心を貫通する軸であり、図中、ｘ方向に平行な回転軸Ａ_r）を中心に筐体１１０の一部の周りを回転する（図中、矢印２１６）。出力回転体１９０は、ｘ方向において筐体１１０の一部に挟まれるように配置される。ここで、円柱とは互いに平行な上面と底面、および上面と底面を接続する湾曲した側面から形成される三次元形状を指す。上面、底面、および側面の上面または底面に平行な断面は円であり、側面は、上面と底面の中心を貫通する軸に対して垂直な法線を有する面である。以下、便宜上、ｘ方向においてより正側の面（図１に図示される右側の面）を上面とし、これに対向する図示されない面を底面とする。 The rotary joint 100 has a cylindrical shape as a whole, and a part of the housing 110 constitutes a part of a side surface of the cylindrical shape. The output rotating body 190 has a cylindrical shape and forms a part of the cylindrical side surface of the rotating joint 100. As will be described later, the output rotating body 190 is mounted around the central axis of the cylindrical shape (the axis penetrating the center of the upper surface and the bottom surface of the cylindrical shape, and the rotating axis _Ar parallel to the x direction in the drawing). It rotates around a part of the body 110 (arrow 216 in the figure). The output rotating body 190 is arranged so as to be sandwiched between a part of the housing 110 in the x direction. Here, the cylinder refers to a three-dimensional shape formed from a top surface and a bottom surface parallel to each other and a curved side surface connecting the top surface and the bottom surface. The cross section of the top surface, bottom surface, and side surface parallel to the top surface or bottom surface is a circle, and the side surface is a surface having a normal line perpendicular to the axis penetrating the center of the top surface and bottom surface. Hereinafter, for convenience, the surface on the more positive side in the x direction (the surface on the right side shown in FIG. 1) is referred to as the upper surface, and the surface not shown facing the surface is referred to as the bottom surface.

回転ジョイント１００には、少なくとも二つのアーム２０２を連結することができる。一方のアーム２０２−１は、出力回転体１９０に直接、またはコネクタ２０４などの間接部材を介し、ねじなどによって連結される。アーム２０２−１またはコネクタ２０４には、アーム２０２−１が延伸する方向に延伸する回転軸（アーム回転軸）を中心にアーム２０２−１を回転させるモータ（図示しない）を内蔵することができ、これにより、出力回転体１９０の回転による回転軸Ａ_rを中心とする回転機能（図中、矢印２０８）、および内臓モータによるアーム回転軸を中心とする回転機能（図中、矢印２１０）をアーム２０２−１に付与することができる。 At least two arms 202 can be connected to the rotary joint 100. One arm 202-1 is connected to the output rotating body 190 directly or via an indirect member such as a connector 204 by a screw or the like. The arm 202-1 or the connector 204 can incorporate a motor (not shown) that rotates the arm 202-1 around a rotation shaft (arm rotation shaft) that extends in the direction in which the arm 202-1 extends. As a result, the rotation function centered on the rotation axis _Ar by the rotation of the output rotating body 190 (arrow 208 in the figure) and the rotation function centering on the arm rotation axis by the built-in motor (arrow 210 in the figure) are armed. It can be given to 202-1.

アーム２０２−１を出力回転体１９０に連結することにより、回転ジョイント１００が有する円柱形状の上面または底面ではなく側面からアーム２０２−１を延伸させることができる。このため、回転ジョイント１００との連結時にアーム２０２−１をｘ方向にオフセットさせる必要がなく、マニピュレータ２００がｘ方向に嵩張ることを防ぐことができ、コンパクトな形状を有するマニピュレータを提供することができる。図示しないが、アーム２０２−１の回転ジョイント１００とは反対の端部には、エンドエフェクタを連結してもよい。 By connecting the arm 202-1 to the output rotating body 190, the arm 202-1 can be extended from the side surface instead of the cylindrical upper surface or bottom surface of the rotating joint 100. Therefore, it is not necessary to offset the arm 202-1 in the x direction when connecting to the rotary joint 100, it is possible to prevent the manipulator 200 from becoming bulky in the x direction, and it is possible to provide a manipulator having a compact shape. .. Although not shown, an end effector may be connected to the end of the arm 202-1 opposite to the rotary joint 100.

他方のアーム２０２−２は、筐体１１０に連結される。ここで、アーム２０２−２は、筐体１１０が構成する円柱形状の上面や底面ではなく、側面に連結される。より具体的には、筐体１１０の出力回転体１９０を挟持する部分のうち、回転軸Ａ_rに対して垂直な法線を有する表面にアーム２０２−２が直接、またはコネクタ２０６を介して連結される。アーム２０２−２またはコネクタ２０６にはモータ（図示しない）が内蔵され、このモータによってアーム２０２−２が延伸する方向に延伸する回転軸を中心とする回転機能（図中、矢印２１２）がアーム２０２−２に与えられる。この回転機能により、回転ジョイント１００とアーム２０２−１をアーム２０２−２の回転軸を中心に回転することができる。 The other arm 202-2 is connected to the housing 110. Here, the arm 202-2 is connected not to the upper surface or the lower surface of the cylindrical shape formed by the housing 110 but to the side surface. Coupling More specifically, of the portion for holding the output rotor 190 of the housing 110, the arms 202-2 directly to the surface having a normal perpendicular to the rotation axis A _r, or via a connector 206 Will be done. A motor (not shown) is built in the arm 202-2 or the connector 206, and the arm 202 has a rotation function (arrow 212 in the figure) centered on a rotation axis in which the arm 202-2 extends in the extending direction by the motor. Given to -2. With this rotation function, the rotation joint 100 and the arm 202-1 can be rotated about the rotation axis of the arm 202-2.

上述したように、アーム２０２−２は筐体１１０が構成する円柱形状の上面や底面ではなく側面に固定される。このため、回転ジョイント１００との連結時にアーム２０２−２をｘ方向にオフセットさせる必要がない。また、アーム２０２−２の固定の際、回転ジョイント１００をｘ方向において挟持するクランプなどの固定部材を使用する必要がない。このため、マニピュレータ２００がｘ方向に嵩張ることを防ぐことができ、コンパクトな形状を有するマニピュレータを提供することができる。 As described above, the arm 202-2 is fixed to the side surface of the housing 110 instead of the top surface or the bottom surface of the cylindrical shape. Therefore, it is not necessary to offset the arm 202-2 in the x direction when connecting to the rotary joint 100. Further, when fixing the arm 202-2, it is not necessary to use a fixing member such as a clamp that clamps the rotary joint 100 in the x direction. Therefore, it is possible to prevent the manipulator 200 from becoming bulky in the x direction, and it is possible to provide a manipulator having a compact shape.

２．回転ジョイント
以下、回転ジョイント１００の構造を図２から図８を用いて説明する。図２は回転ジョイント１００の構造を説明するための概念図であり、図３（Ａ）と図３（Ｂ）は回転ジョイント１００の一例の全体を表す模式的斜視図である。図２では、見やすさを考慮し、筐体１１０は一部のみが示されており、出力回転体１９０は点線で示されている。図４と図５はそれぞれ回転ジョイント１００の一例の模式的な断面斜視図と断面図である。図６は図５に対応する模式的断面図であり、ここでは、筐体１１０以外の部材は点線で示されている。図７と図８は、回転ジョイント１００の一例の一部の模式的断面図である。 2. 2. Rotating joint Hereinafter, the structure of the rotary joint 100 will be described with reference to FIGS. 2 to 8. FIG. 2 is a conceptual diagram for explaining the structure of the rotary joint 100, and FIGS. 3 (A) and 3 (B) are schematic perspective views showing an entire example of the rotary joint 100. In FIG. 2, for ease of viewing, only a part of the housing 110 is shown, and the output rotating body 190 is shown by a dotted line. 4 and 5 are a schematic cross-sectional perspective view and a cross-sectional view of an example of the rotary joint 100, respectively. FIG. 6 is a schematic cross-sectional view corresponding to FIG. 5, in which members other than the housing 110 are shown by dotted lines. 7 and 8 are schematic cross-sectional views of a part of an example of the rotary joint 100.

２−１．概要
回転ジョイント１００は、上述した筐体１１０と出力回転体１９０に加え、入力回転体１３０と駆動モータ１５０を基本的な構成として備える（図２）。回転ジョイント１００はさらに、入力回転体１３０の回転駆動力を出力回転体１９０に伝達する減速機１７０を有することができる。駆動モータ１５０によって入力回転体１３０が筐体１１０の一部の周りを円周状に回転する。入力回転体１３０の回転駆動力は減速機１７０を介して出力回転体１９０に伝達することができ、出力回転体１９０が筐体１１０の一部、入力回転体１３０、および駆動モータ１５０を囲みながら、これらの周りを円周状に回転する。出力回転体１９０と入力回転体１３０の回転軸は同軸であり、回転軸Ａ_rである。 2-1. Outline The rotary joint 100 includes an input rotating body 130 and a drive motor 150 as a basic configuration in addition to the housing 110 and the output rotating body 190 described above (FIG. 2). The rotary joint 100 can further include a speed reducer 170 that transmits the rotational driving force of the input rotating body 130 to the output rotating body 190. The drive motor 150 causes the input rotating body 130 to rotate around a part of the housing 110 in a circumferential shape. The rotational driving force of the input rotating body 130 can be transmitted to the output rotating body 190 via the speed reducer 170, while the output rotating body 190 surrounds a part of the housing 110, the input rotating body 130, and the drive motor 150. , Rotate around these in a circumferential shape. The rotation axes of the output rotating body 190 and the input rotating body 130 are coaxial and are the rotation axes _Ar .

後述するように、回転ジョイント１００はさらに、出力回転体１９０の位置を判断するためのエンコーダ１６０、回転ジョイント１００の円柱形状の上面と底面に相当する部分にサイドキャップ１１２などを任意の構成として備えてもよい（図３（Ａ）から図６参照）。また、図示しないが、入力回転体１３０や出力回転体１９０の動作を停止するためのブレーキを設けてもよい。 As will be described later, the rotary joint 100 is further provided with an encoder 160 for determining the position of the output rotating body 190, side caps 112 on the portions corresponding to the upper and lower surfaces of the cylindrical shape of the rotary joint 100, and the like as an arbitrary configuration. It may be (see FIGS. 3 (A) to 6). Further, although not shown, a brake may be provided to stop the operation of the input rotating body 130 and the output rotating body 190.

２−２．筐体
（１）構造と機能
筐体１１０の構成や構造に制約はないが、図４と図５に示すように、筐体１１０は、筐体１１０内に固定される駆動モータ１５０と減速機１７０を固定し、可動部である入力回転体１３０と出力回転体１９０を収容するように構成される。また、筐体１１０は、その一部が入力回転体１３０に囲まれ、入力回転体１３０の内部を覆うように構成される。さらに、筐体１１０は、一部がｘ方向において出力回転体１９０を挟むように構成される。筐体１１０は、円柱形状の上面と底面に相当する部分においてサイドキャップ１１２を固定できるように構成されてもよい。 2-2. Housing (1) Structure and function There are no restrictions on the configuration or structure of the housing 110, but as shown in FIGS. 4 and 5, the housing 110 is a drive motor 150 and a speed reducer fixed in the housing 110. The 170 is fixed and is configured to accommodate the input rotating body 130 and the output rotating body 190 which are movable parts. Further, the housing 110 is configured so that a part thereof is surrounded by the input rotating body 130 and covers the inside of the input rotating body 130. Further, the housing 110 is configured so as to partially sandwich the output rotating body 190 in the x direction. The housing 110 may be configured so that the side cap 112 can be fixed at the portions corresponding to the upper surface and the bottom surface of the cylindrical shape.

例えば図６に示すように、筐体１１０の一部であるパーツ１１０ａは、入力回転体１３０を挟み込むように収容し、入力回転体１３０の内側を覆うことで入力回転体１３０を保護するとともに、減速機１７０を固定する支持体として機能する。 For example, as shown in FIG. 6, the part 110a, which is a part of the housing 110, accommodates the input rotating body 130 so as to sandwich the input rotating body 130, and protects the input rotating body 130 by covering the inside of the input rotating body 130. It functions as a support for fixing the speed reducer 170.

筐体１１０の他の一部であるパーツ１１０ｂは、筐体１１０に十分な物理的強度を付与するとともに、ｘ方向において出力回転体１９０の側面を覆い、出力回転体１９０を挟む。パーツ１１０ｂと出力回転体１９０の外表面（回転軸Ａ_rに垂直な法線を有する外表面）によって円柱形状の側面が構成される。パーツ１１０ｂと出力回転体１９０の外表面は、同一曲面上であってもよい。すなわち、回転軸Ａ_rに対して垂直な方向において、回転軸Ａ_rから筐体１１０の外表面までの距離と、回転軸Ａ_rから出力回転体１９０の外表面までの距離は同一でもよい。あるいは、これらの距離の差は、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であってもよい。このように筐体１１０と出力回転体１９０を構成することにより、デザイン性が向上するだけでなく、アーム２０２の回転時にアーム２０２と筐体１１０との干渉を防ぐことができる。なお、ここで、各部材の外表面とは、回転軸Ａ_rに対して垂直な方向において回転軸Ａ_rから遠い方の面を指す。 The part 110b, which is another part of the housing 110, imparts sufficient physical strength to the housing 110, covers the side surface of the output rotating body 190 in the x direction, and sandwiches the output rotating body 190. Side cylindrical by part 110b and the outer surface of the output rotary member 190 (the outer surface having a normal perpendicular to the rotation axis A _r) is formed. The outer surfaces of the part 110b and the output rotating body 190 may be on the same curved surface. That is, in a direction perpendicular to the axis of rotation A _r, the distance from the axis of rotation A _r to the outer surface of the housing 110, the distance from the axis of rotation A _r to the outer surface of the output rotary member 190 may be identical. Alternatively, the difference between these distances may be 1 mm or more and 10 mm or less. By configuring the housing 110 and the output rotating body 190 in this way, not only the design can be improved, but also the interference between the arm 202 and the housing 110 can be prevented when the arm 202 is rotated. Here, the outer surface of each member refers to the surface farther from the rotational axis A _r in a direction perpendicular to the axis of rotation A _r.

筐体１１０のさらに他の部分であるパーツ１１０ｃは、パーツ１１０ｂと協同的に駆動モータ１５０や入力回転体１３０を覆うことでこれらを保護するとともに、エンコーダ１６０を固定するための支持体として用いることができる。 The part 110c, which is still another part of the housing 110, protects the drive motor 150 and the input rotating body 130 by covering the drive motor 150 and the input rotating body 130 in cooperation with the part 110b, and is used as a support for fixing the encoder 160. Can be done.

筐体１１０のさらに他の部分であるパーツ１１０ｄは、サイドキャップ１１２を固定するためのリブとして機能することができる。パーツ１１０ｄは、サイドキャップ１１２を筐体１１０の他の部分（例えばパーツ１１０ａ、１１０ｂなど）から離隔して回転ジョイント１００内部に空間１１８を形成するように構成することができる。パーツ１１０ｄには回転軸Ａ_rが通る開口を設けることができ、これにより、サイドキャップ１１２を取り外すことで空間１１８をｘ方向に開放することができる。 The part 110d, which is still another part of the housing 110, can function as a rib for fixing the side cap 112. The part 110d can be configured to separate the side cap 112 from other parts of the housing 110 (eg, parts 110a, 110b, etc.) to form a space 118 inside the rotary joint 100. The part 110d can be provided with openings through which the rotation axis A _r, which makes it possible to open the space 118 in the x direction by removing the side cap 112.

上述したパーツ１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄは機能によって定義されており、必ずしも物理的に分離可能である必要は無い。また、筐体１１０は、上述したパーツ１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄ以外のパーツを含んでもよい。したがって、筐体１１０は一体化された一つの構造体であってもよく、複数のパーツがボルトまたは接着剤などによって固定されることで構成されてもよい。例えば、上述したパーツ１１０ａから１１０ｄは一体化されていてもよく、あるいは互いに接続された独立した部材であってもよい。筐体１１０は鉄やアルミニウム、チタンなどの金属材料やステンレスなどの合金材料で構成してもよく、あるいは繊維強化プラスチックなどの高分子を含む材料で構成してもよい。 The above-mentioned parts 110a, 110b, 110c, and 110d are defined by functions and do not necessarily have to be physically separable. Further, the housing 110 may include parts other than the above-mentioned parts 110a, 110b, 110c and 110d. Therefore, the housing 110 may be a single integrated structure, or may be configured by fixing a plurality of parts with bolts, adhesives, or the like. For example, the above-mentioned parts 110a to 110d may be integrated or may be independent members connected to each other. The housing 110 may be made of a metal material such as iron, aluminum or titanium, or an alloy material such as stainless steel, or may be made of a material containing a polymer such as fiber reinforced plastic.

（２）貫通孔
図２や図４、図５に示されるように、筐体１１０は、回転軸Ａ_rに沿って延伸し、空間１１８と繋がる貫通孔１１０ｆを有してもよい。貫通孔１１０ｆの大きさは任意に設定でき、例えばその直径は、１ｃｍ以上２０ｃｍ以下の範囲から適宜選択すればよい。貫通孔１１０ｆを設けることで、回転ジョイント１００は所謂中空構造を有することになり、この貫通孔１１０ｆを利用することで、アーム２０２−１、２０２−２を駆動するモータやこれらに搭載されるセンサのための電源ケーブルを貫通孔１１０ｆを通して配置することができる。その結果、マニピュレータ２００の電源ケーブルが外部に露出する部分を大幅に低減することができる。このことは、高いデザイン性を有するマニピュレータ２００の提供のみならず、電源ケーブルの干渉による事故や動作不良を防止することにも寄与する。 (2) through holes Figure 2 and 4, as shown in FIG. 5, the housing 110 extends along the axis of rotation A _r, may have through-holes 110f connecting with the space 118. The size of the through hole 110f can be arbitrarily set, and for example, the diameter thereof may be appropriately selected from the range of 1 cm or more and 20 cm or less. By providing the through hole 110f, the rotary joint 100 has a so-called hollow structure, and by using this through hole 110f, the motor for driving the arms 202-1 and 202-2 and the sensor mounted on these are used. The power cable for can be arranged through the through hole 110f. As a result, the portion where the power cable of the manipulator 200 is exposed to the outside can be significantly reduced. This contributes not only to the provision of the manipulator 200 having a high design property, but also to the prevention of accidents and malfunctions due to the interference of the power cable.

（３）開口
筐体１１０にはさらに、駆動モータ１５０を電源と接続するための電源ケーブルやアーム２０２から延伸する電源ケーブルを挿入するための開口１１０ｇを設けることができる（図２、図４、図５参照）。開口１１０ｇは、筐体１１０の外表面のうち、回転軸Ａ_rに対して垂直な法線を有する表面に設けられる。貫通孔１１０ｆが設けられる場合には、開口１１０ｇは貫通孔１１０ｆへ繋がるように形成され、空間１１８は開口１１０ｇへ繋がる。 (3) Opening The housing 110 may be further provided with an opening 110g for inserting a power cable for connecting the drive motor 150 to the power supply and a power cable extending from the arm 202 (FIGS. 2, 4 and 4). (See FIG. 5). Opening 110g, of the outer surface of the housing 110, provided on the surface having a normal perpendicular to the rotation axis A _r. When the through hole 110f is provided, the opening 110g is formed so as to be connected to the through hole 110f, and the space 118 is connected to the opening 110g.

開口１１０ｇは少なくとも二つ、好ましくは４つまたはそれ以上設けられる。開口１１０ｇを二つ設ける場合には、開口１１０ｇはいずれも出力回転体１９０に対して同じ側に設けられ、かつ、二つの開口１１０ｇが回転軸Ａ_rを介して重なるように配置すればよい。二つの開口１１０ｇは空間１１８を介して繋がり、電源ケーブルを一方の開口１１０ｇから空間１１８を介して他方の開口１１０ｇへ通すことができる。開口１１０ｇを四つ設ける場合には、一方の対の開口１１０ｇを出力回転体１９０に対して一方の側に設け、かつ、これらの開口１１０ｇが回転軸Ａ_rを介して互いに重なるように配置する。一方、他方の対の開口１１０ｇは、出力回転体１９０に対して一方の対の開口１１０ｇとは反対側に設け、かつ、他方の対の開口１１０ｇ同士が回転軸Ａ_rを介して互いに重なるように配置する。いずれの対の開口１１０ｇも空間１１８と繋がるため、電源ケーブルを上面側と底面側の両方に配することが可能となり、配線の配置自由度を向上させることができる。 At least two, preferably four or more openings 110g are provided. When the opening 110g provided two, any opening 110g is provided on the same side with respect to the output rotor 190, and may be arranged as two openings 110g overlap through the rotation axis A _r. The two openings 110g are connected via the space 118, and a power cable can be passed from one opening 110g to the other opening 110g via the space 118. When the opening 110g four provided is provided on one side of the opening 110g of the one pair with respect to the output rotor 190, and these openings 110g are arranged so as to overlap each other via the rotary shaft A _r .. On the other hand, the opening 110g of the other pair is provided on the side opposite to the one pair of apertures 110g to an output rotary member 190, and, as the opening 110g with each other as the other pair overlap with each other via the rotary shaft A _r Place in. Since each pair of openings 110g is connected to the space 118, the power cable can be arranged on both the upper surface side and the bottom surface side, and the degree of freedom in wiring arrangement can be improved.

（４）ねじ穴
筐体１１０にはさらに、アーム２０２−２との接続のためのねじ穴１１０ｅを設けることができる（図３（Ａ）、図３（Ｂ）、図４）。ねじ穴１１０ｅは、筐体１１０の回転軸Ａ_rに垂直な法線を有する外表面、すなわち、円柱形状の側面を構成する面から回転軸Ａ_rに対して垂直な方向に延伸する。ねじ穴１１０ｅは少なくとも二つ設けることが好ましく、四つのねじ穴１１０ｅを設けてもよい。二つのねじ穴１１０ｅを設ける場合、これらは出力回転体１９０を挟むように設けられる。四つのねじ穴１１０ｅを設ける場合には、一方の対のねじ穴１１０ｅを出力回転体１９０の一方の側に設け、他方の対のねじ穴１１０ｅを出力回転体１９０の他方の側に設ける。好ましくは、一対のねじ穴１１０ｅが開口１１０ｇを挟むように設ける。このようにねじ穴１１０ｅを設けることで、開口１１０ｇの近傍に一対のねじ穴１１０ｅを配置できるので、アーム２０２−２を確実に連結できるのみならず、アーム２０２−２から延伸する電源ケーブルがマニピュレータ２００から露出する部分の長さを低減することができる。 (4) Screw Holes The housing 110 may be further provided with screw holes 110e for connecting to the arm 202-2 (FIGS. 3 (A), 3 (B), 4). Screw holes 110e includes an outer surface having a normal perpendicular to the rotation axis A _r of the housing 110, i.e., extends in a direction perpendicular to the axis of rotation A _r from the surface constituting the side surface of the columnar shape. It is preferable to provide at least two screw holes 110e, and four screw holes 110e may be provided. When two screw holes 110e are provided, they are provided so as to sandwich the output rotating body 190. When the four screw holes 110e are provided, one pair of screw holes 110e is provided on one side of the output rotating body 190, and the other pair of screw holes 110e is provided on the other side of the output rotating body 190. Preferably, a pair of screw holes 110e are provided so as to sandwich the opening 110g. By providing the screw holes 110e in this way, a pair of screw holes 110e can be arranged in the vicinity of the opening 110g, so that not only the arm 202-2 can be reliably connected, but also the power cable extending from the arm 202-2 is a manipulator. The length of the portion exposed from 200 can be reduced.

２−３．入力回転体
入力回転体１３０は、少なくとも筐体１１０の一部（例えば上述したパーツ１１０ａ）を囲む筒状の形状を有し、筐体１１０の一部の周りを円周状に回転するように配置される（図２、図４、図５）。入力回転体１３０には永久磁石が配置されており、駆動モータ１５０に流れる電流による誘導作用によって駆動される。 2-3. Input rotating body The input rotating body 130 has a tubular shape that surrounds at least a part of the housing 110 (for example, the above-mentioned part 110a), and rotates around a part of the housing 110 in a circumferential shape. Arranged (FIGS. 2, 4, 5). A permanent magnet is arranged on the input rotating body 130, and is driven by an induction action by a current flowing through the drive motor 150.

入力回転体１３０の大きさに制約はなく、その内径は入力回転体１３０によって囲まれる筐体１１０の一部（例えば、パーツ１１０ａ）の外径以上であればよい。入力回転体１３０の外径は、例えば３ｃｍよりも大きく５０ｃｍ以下の範囲で選択することができる。入力回転体１３０の長さ（ｘ方向における長さ）も任意に設定でき、例えば１０ｃｍ以上５０ｃｍ以下の範囲から選択すればよい。 There is no limitation on the size of the input rotating body 130, and the inner diameter thereof may be equal to or larger than the outer diameter of a part (for example, part 110a) of the housing 110 surrounded by the input rotating body 130. The outer diameter of the input rotating body 130 can be selected in the range of, for example, larger than 3 cm and 50 cm or less. The length (length in the x direction) of the input rotating body 130 can be arbitrarily set, and may be selected from, for example, a range of 10 cm or more and 50 cm or less.

２−４．駆動モータ
駆動モータ１５０は、入力回転体１３０を回転させるための筒状の形状を有するモータであり、筐体１１０に固定され、入力回転体１３０の外周の少なくとも一部を囲むように設けられる。駆動モータ１５０が形成する円筒の形状の中心軸は、回転軸Ａ_rと同軸でもよい。駆動モータ１５０には、空間１１８と開口１１０ｇを経由する電源ケーブルを介して外部電源から電源が供給され、この電気エネルギーが入力回転体１３０の回転に利用される。 2-4. Drive motor The drive motor 150 is a motor having a tubular shape for rotating the input rotating body 130, is fixed to the housing 110, and is provided so as to surround at least a part of the outer circumference of the input rotating body 130. The central axis of the cylindrical shape formed by the drive motor 150 may be coaxial with the rotation axis _Ar . Power is supplied to the drive motor 150 from an external power source via a power cable passing through the space 118 and the opening 110 g, and this electric energy is used for the rotation of the input rotating body 130.

駆動モータ１５０の固定方法は任意であり、ねじで固定してもよく、接着剤を用いて固定してもよい。後者の場合、図７に示すように、筐体１１０の駆動モータ１５０が接触する面に溝１１０ｉを設け、この溝１１０ｉに接着剤を注入してもよい。これにより、十分な量の接着剤で駆動モータ１５０の固定ができるため、回転ジョイント１００内に駆動モータ１５０を強固に固定することができる。また、ねじを用いる必要がなくなるため、回転ジョイント１００の軽量化が可能となる。 The method of fixing the drive motor 150 is arbitrary, and it may be fixed with screws or with an adhesive. In the latter case, as shown in FIG. 7, a groove 110i may be provided on the surface of the housing 110 in contact with the drive motor 150, and the adhesive may be injected into the groove 110i. As a result, the drive motor 150 can be fixed with a sufficient amount of adhesive, so that the drive motor 150 can be firmly fixed in the rotary joint 100. Further, since it is not necessary to use screws, the weight of the rotary joint 100 can be reduced.

２−５．減速機
減速機１７０は、入力回転体１３０の回転数を減じるとともに、入力回転体１３０から得られる回転駆動力を出力回転体１９０に伝達し、入力回転体１３０の回転数よりも低い回転数で出力回転体１９０を回転するように構成される。減速機１７０は、出力回転体１９０の回転方向が入力回転体１３０の回転方向と同一になるように構成されていてもよく、回転方向が互いに反対になるように構成されていてもよい。 2-5. Reducer The speed reducer 170 reduces the rotation speed of the input rotating body 130 and transmits the rotational driving force obtained from the input rotating body 130 to the output rotating body 190 at a rotation speed lower than the rotation speed of the input rotating body 130. It is configured to rotate the output rotating body 190. The speed reducer 170 may be configured so that the rotation direction of the output rotating body 190 is the same as the rotating direction of the input rotating body 130, or the rotating directions may be opposite to each other.

減速機１７０の構成にも制約はなく、例えばサーキュラスプライン１７０ａ、ウェーブジェネレータ１７０ｂ、およびフレキシブルスプライン１７０ｃなどによって構成することができる（図５）。サーキュラスプライン１７０ａとフレキシブルスプライン１７０ｃはそれぞれ出力回転体１９０と筐体１１０に固定される。一方、ウェーブジェネレータ１７０ｂは、入力回転体１３０に直接または間接的に接続される。減速機１７０の固定方法は任意に選択され、接着剤やボルト、ねじなどを用いて行えばよい。図４と図５に示した例では、入力回転体１３０にはモータ軸１３２が接続され、モータ軸１３２を介して入力回転体１３０がウェーブジェネレータ１７０ｂにボルトによって固定される。したがって、入力回転体１３０の回転はモータ軸１３２を介してウェーブジェネレータ１７０ｂに伝達される。同様に、フレキシブルスプライン１７０ｃもボルトによって筐体１１０に固定される。サーキュラスプライン１７０ａの内側とフレキシブルスプライン１７０ｃの外側には歯が刻まれているが、後者の歯数は前者の歯数より多いため、入力回転体１３０の回転数よりも少ない回転数でサーキュラスプライン１７０ａが回転し、これに伴い、減速機１７０によって増大されたトルクで出力回転体１９０が回転する。 The configuration of the speed reducer 170 is not limited, and can be configured by, for example, a circular spline 170a, a wave generator 170b, a flexible spline 170c, or the like (FIG. 5). The circular spline 170a and the flexible spline 170c are fixed to the output rotating body 190 and the housing 110, respectively. On the other hand, the wave generator 170b is directly or indirectly connected to the input rotating body 130. The fixing method of the speed reducer 170 is arbitrarily selected, and may be performed by using an adhesive, bolts, screws, or the like. In the examples shown in FIGS. 4 and 5, a motor shaft 132 is connected to the input rotating body 130, and the input rotating body 130 is bolted to the wave generator 170b via the motor shaft 132. Therefore, the rotation of the input rotating body 130 is transmitted to the wave generator 170b via the motor shaft 132. Similarly, the flexible spline 170c is also bolted to the housing 110. The inside of the circular spline 170a and the outside of the flexible spline 170c are engraved with teeth, but since the number of teeth of the latter is larger than the number of teeth of the former, the number of rotations of the circular spline 170a is smaller than the number of rotations of the input rotating body 130. Rotates, and along with this, the output rotating body 190 rotates with the torque increased by the speed reducer 170.

２−６．出力回転体
出力回転体１９０は、外観が概ね筒状の形状を有する回転体であり、その筒状形状の内部に入力回転体１３０によって囲まれる筐体１１０の一部のみならず、駆動モータ１５０、入力回転体１３０が配置される（図２、図４、図５）。換言すると、出力回転体１９０は、筐体１１０の一部、駆動モータ１５０、および入力回転体１３０を囲むように構成される。入力回転体１３０の回転が減速機１７０によって出力回転体１９０に伝達され、その結果、出力回転体１９０が筐体１１０の一部、入力回転体１３０、および駆動モータ１５０の周囲を円周状に回転する。出力回転体１９０の回転軸は入力回転体１３０のそれと同軸であり、いずれの回転体も回転軸Ａ_rを中心として回転する。出力回転体１９０に含まれる材料としては、例えば鉄やアルミニウム、チタンなどの金属、あるいはステンレスなどの合金が挙げられる。 2-6. Output rotating body The output rotating body 190 is a rotating body having a substantially tubular shape in appearance, and not only a part of the housing 110 surrounded by the input rotating body 130 inside the tubular shape, but also the drive motor 150. , The input rotating body 130 is arranged (FIGS. 2, FIG. 4, FIG. 5). In other words, the output rotating body 190 is configured to surround a part of the housing 110, the drive motor 150, and the input rotating body 130. The rotation of the input rotating body 130 is transmitted to the output rotating body 190 by the speed reducer 170, and as a result, the output rotating body 190 circularly surrounds a part of the housing 110, the input rotating body 130, and the drive motor 150. Rotate. The rotation axis of the output rotating body 190 is coaxial with that of the input rotating body 130, and each rotating body rotates about the rotation axis _Ar . Examples of the material contained in the output rotating body 190 include metals such as iron, aluminum and titanium, and alloys such as stainless steel.

出力回転体１９０は、少なくとも一部が筐体から露出し、その露出した面、すなわち、外表面（回転軸Ａ_rに対して垂直な法線を有する面）にもアーム２０２−１との接続のためのねじ穴１９０ａを設けることができる（図３（Ａ）から図５）。ねじ穴１９０ａは、出力回転体１９０の外表面から回転軸Ａ_rに対して垂直な方向に延伸する。ねじ穴１９０ａは少なくとも二つ設けることが好ましく、四つのねじ穴１９０ａを設けてもよい。二つのねじ穴１９０ａを設ける場合、これらは回転軸Ａ_rに平行な直線上に位置するように配置される。四つのねじ穴１１０ｅを設ける場合には、一方の対のねじ穴１９０ａが回転軸Ａ_rに平行な直線上に位置するように配置され、他方のねじ穴１９０ａも回転軸Ａ_rに平行な異なる直線上に位置するように配置される。さらに、一方の対のねじ穴１９０ａの一つと他方の対のねじ穴１９０ａの一つが回転軸Ａ_r上の一点を中心とする円周上に配置され、一方の対のねじ穴１９０ａの他方と他方の対のねじ穴１９０ａの他方が回転軸Ａ_r上の一点を中心とする異なる円周上に配置される。このようにねじ穴１９０ａを設けることで、アーム２０２−１を出力回転体１９０に確実に連結することができる。 Output rotor 190 is at least partially exposed from the housing, the exposed surface thereof, i.e., the connection between the arm 202-1 to the outer surface (surface having a normal perpendicular to the rotation axis A _r) A screw hole 190a can be provided for this (FIGS. 3 (A) to 5). Screw holes 190a are stretched in a direction perpendicular to the axis of rotation A _r from the outer surface of the output rotary member 190. It is preferable to provide at least two screw holes 190a, and four screw holes 190a may be provided. When providing the two threaded holes 190a, which are arranged so as to be positioned on a straight line parallel to the rotation axis A _r. When providing the four screw holes 110e is disposed so as to screw holes 190a of one pair is located on a straight line parallel to the rotation axis A _r, also different parallel to the rotation axis A _r other screw holes 190a It is arranged so that it is located on a straight line. Further, the one of the screw holes 190a of one and the other pair of screw holes 190a of one pair are arranged on a circle centered on a point on the rotation axis A _r, and the other screw hole 190a of one pair the other screw holes 190a of the other pair are arranged in different circumferentially around the one point on the rotation axis a _r. By providing the screw hole 190a in this way, the arm 202-1 can be reliably connected to the output rotating body 190.

２−７．エンコーダ
任意の構成であるエンコーダ１６０の構成に制約はなく、光学式エンコーダでもよく、磁気式エンコーダ、電磁誘導式エンコーダでもよい。磁気式エンコーダの場合には、図５に示すように、エンコーダ１６０は、磁気パターニングされた磁気リング１６０ａ、磁気リング１６０ａの磁界を検知する磁気センサ１６０ｂ、および磁気センサ１６０ｂを制御するエンコーダ基板１６０ｃなどで構成することができる。磁気リング１６０ａは入力回転体１３０または入力回転体１３０に固定されて同時に回転する部材（例えばモータ軸１３２）に取り付けられ、入力回転体１３０と共に回転する。一方、磁気センサ１６０ｂとエンコーダ基板１６０ｃは筐体１１０に固定される。磁気リング１６０ａの回転による磁界の変化が磁気センサ１６０ｂによって検出され、この変化をエンコーダ基板１６０ｃによって処理することで、入力回転体１３０の回転回数と位置を算出し、このデータに基づいて出力回転体１９０の筐体１１０に対する相対的位置が決定される。図示しないが、エンコーダ１６０の磁気リング１６０ａを出力回転体１９０またはこれに固定される部材に取り付け、出力回転体１９０の回転による磁気変化を磁気センサ１６０ｂによって検出するよう、回転ジョイント１００を構成してもよい。 2-7. Encoder There are no restrictions on the configuration of the encoder 160, which is an arbitrary configuration, and an optical encoder, a magnetic encoder, or an electromagnetic induction encoder may be used. In the case of a magnetic encoder, as shown in FIG. 5, the encoder 160 includes a magnetically patterned magnetic ring 160a, a magnetic sensor 160b that detects the magnetic field of the magnetic ring 160a, an encoder substrate 160c that controls the magnetic sensor 160b, and the like. Can be configured with. The magnetic ring 160a is attached to an input rotating body 130 or a member that is fixed to the input rotating body 130 and rotates at the same time (for example, a motor shaft 132), and rotates together with the input rotating body 130. On the other hand, the magnetic sensor 160b and the encoder board 160c are fixed to the housing 110. The change in the magnetic field due to the rotation of the magnetic ring 160a is detected by the magnetic sensor 160b, and the change is processed by the encoder substrate 160c to calculate the number of rotations and the position of the input rotating body 130, and the output rotating body is based on this data. The relative position of the 190 with respect to the housing 110 is determined. Although not shown, the magnetic ring 160a of the encoder 160 is attached to the output rotating body 190 or a member fixed to the output rotating body 190, and the rotating joint 100 is configured so that the magnetic change due to the rotation of the output rotating body 190 is detected by the magnetic sensor 160b. May be good.

２−８．サイドキャップ
任意の構成であるサイドキャップ１１２は、回転軸Ａ_rに対して垂直な主面を有し、回転ジョイント１００の円柱形状の上面や底面を構成するように配置することができる。サイドキャップ１１２は、筐体１１０に対し、摩擦力のみ、あるいはねじ１１４、１１６を用いて着脱できるように取り付けられる（図３（Ａ）、図３（Ｂ））。サイドキャップ１１２は、開口１１０ｇと繋がる空間１１８の側壁として機能することができ、取り外すことで空間１１８をｘ方向に開放できるように設けられる。したがって、サイドキャップ１１２を取り外すことにより、空間１１８内に配される電源ケーブルを視認することができ、その結果、電源ケーブルの状態を容易に確認することが可能となる。 2-8. Side Cap 112 is the side cap any configuration has a vertical main surface to the rotation axis A _r, can be arranged to form the top and bottom of the cylindrical rotary joint 100. The side cap 112 is attached to the housing 110 so that it can be attached to and detached from the housing 110 using only frictional force or using screws 114 and 116 (FIGS. 3 (A) and 3 (B)). The side cap 112 can function as a side wall of the space 118 connected to the opening 110 g, and is provided so that the space 118 can be opened in the x direction by removing it. Therefore, by removing the side cap 112, the power cable arranged in the space 118 can be visually recognized, and as a result, the state of the power cable can be easily confirmed.

図示しないが、サイドキャップ１１２には、筐体１１０の貫通孔１１０ｆとｘ方向において重なる貫通孔を設けてもよい。サイドキャップ１１２に貫通孔を設けることで、アーム２０２−１と電源を接続する電源ケーブルをサイドキャップ１１２の貫通孔から筐体１１０の貫通孔１１０ｆへ延伸させることができるため、電源ケーブルがマニピュレータ２００から露出する部分の長さを低減することができる。 Although not shown, the side cap 112 may be provided with a through hole that overlaps the through hole 110f of the housing 110 in the x direction. By providing the through hole in the side cap 112, the power cable connecting the arm 202-1 and the power supply can be extended from the through hole of the side cap 112 to the through hole 110f of the housing 110, so that the power cable is the manipulator 200. The length of the portion exposed from the can be reduced.

２−９．ベアリング
回転ジョイント１００には、回転可能な部分として入力回転体１３０と出力回転体１９０を備える。このため、これらの回転体を円滑に回転させるため、ベアリングを設けてもよい。ベアリングの配置は任意であるが、例えば図５に示すように、一対のベアリング１４０、１４２を出力回転体１９０と筐体１１０の間に設けることができる。同様に、一対のベアリング１４４と１４６を入力回転体１３０と筐体１１０の間に設けることができる。ベアリングの構造や数に制約はなく、任意の構成を備えるベアリングを用いればよい。例えば出力回転体１９０と筐体１１０の間に三つ以上のベアリングを設けてもよい。 2-9. The bearing rotary joint 100 includes an input rotating body 130 and an output rotating body 190 as rotatable portions. Therefore, bearings may be provided in order to smoothly rotate these rotating bodies. The arrangement of the bearings is arbitrary, but as shown in FIG. 5, for example, a pair of bearings 140 and 142 can be provided between the output rotating body 190 and the housing 110. Similarly, a pair of bearings 144 and 146 can be provided between the input rotating body 130 and the housing 110. There are no restrictions on the structure or number of bearings, and bearings having any configuration may be used. For example, three or more bearings may be provided between the output rotating body 190 and the housing 110.

これらのベアリング１４０、１４２、１４４、１４６は、筐体１１０に設けられる段差に噛み合うように設けることができる。例えば図５の部分拡大図（図８）に示すように、回転軸Ａ_rに垂直な断面が回転軸Ａ_rと同心円となる面とこれに対し垂直な面によって形成される段差１１０ｈを筐体１１０に設け、この段差１１０ｈに噛み合うようにベアリング１４０、１４２を配置することができる。すなわち、段差１１０ｈを構成する筐体１１０の二つの面がベアリング１４０または１４２と同時に接するように、ベアリング１４０、１４２を配置することができる。図示しないが、ベアリング１４４、１４６に関しても同様である。このような配置を採用することで、ベアリングを安定的に筐体１１０内に配置することができる。 These bearings 140, 142, 144, 146 can be provided so as to mesh with a step provided in the housing 110. For example a partially enlarged view of FIG. 5, as shown in (FIG. 8), a step 110h to a cross-section perpendicular to the rotation axis A _r is formed by the rotation axis A _r and concentric to become plane and contrast plane perpendicular housing Bearings 140 and 142 can be arranged at 110 so as to mesh with the step 110h. That is, the bearings 140 and 142 can be arranged so that the two surfaces of the housing 110 constituting the step 110h come into contact with the bearing 140 or 142 at the same time. Although not shown, the same applies to the bearings 144 and 146. By adopting such an arrangement, the bearing can be stably arranged in the housing 110.

ベアリング１４０、１４２、１４４、１４６の固定方法は任意であり、単に物理的に配置するだけでもよく、ねじや接着剤で固定してもよい。接着剤で固定する場合には、筐体１１０、入力回転体１３０、および／または出力回転体１９０のベアリングと接触する面に溝を形成し、この溝に接着剤を注入することでベアリングを固定してもよい。例えば図８に示すように、出力回転体１９０のベアリング１４０と接触する面の一部に溝１９０ｂを設け、この溝１９０ｂに図示しない接着剤を注入すればよい。同様に、筐体１１０がベアリング１４２と接触する面の一部に溝１１０ｉを設け、この溝１１０ｉに接着剤を注入してもよい。図示しないが、入力回転体１３０のベアリング１４４または１４６と接触する面の一部に溝を形成し、この溝に接着剤を塗布してもよく、同様に、筐体１１０のベアリング１４０、１４２と接触する面に溝を形成し、この溝に接着剤を設けてもよい。このように、ベアリングが接触する部材の面に溝を設けて接着剤を注入することで、十分な量の接着剤でベアリングの固定ができるため、回転ジョイント１００内にベアリングを強固に固定することができる。また、ねじを用いる必要がなくなるため、回転ジョイント１００の軽量化が可能となる。 The bearings 140, 142, 144, 146 may be fixed by any method, and may be simply physically arranged or fixed with screws or an adhesive. When fixing with an adhesive, a groove is formed on the surface of the housing 110, the input rotating body 130, and / or the output rotating body 190 in contact with the bearing, and the bearing is fixed by injecting the adhesive into the groove. You may. For example, as shown in FIG. 8, a groove 190b may be provided on a part of the surface of the output rotating body 190 in contact with the bearing 140, and an adhesive (not shown) may be injected into the groove 190b. Similarly, a groove 110i may be provided on a part of the surface where the housing 110 contacts the bearing 142, and an adhesive may be injected into the groove 110i. Although not shown, a groove may be formed in a part of the surface of the input rotating body 130 in contact with the bearing 144 or 146, and an adhesive may be applied to the groove. Similarly, with the bearings 140 and 142 of the housing 110. A groove may be formed on the contact surface, and an adhesive may be provided in the groove. In this way, by providing a groove on the surface of the member with which the bearing contacts and injecting the adhesive, the bearing can be fixed with a sufficient amount of adhesive, so that the bearing can be firmly fixed in the rotary joint 100. Can be done. Further, since it is not necessary to use screws, the weight of the rotary joint 100 can be reduced.

２−１０．オイルシール
減速機１７０には、摩耗を防止するために比較的多量のオイルが用いられる。このオイルが外部に漏れ出す、あるいは駆動モータ１５０へ浸入することを防ぐため、オイルシールを設けることができる。オイルシールの数や構造、配置も適宜選択することができる。図５に示す例では、外部への漏れを防止するためのオイルシール１２０、１２６が筐体１１０と出力回転体１９０の間に設けられ、さらに駆動モータ１５０への浸入を防止するためのオイルシール１２２、１２４が筐体とモータ軸１３２の間に設けられている。オイルシールはリング状の形状を有し、その断面（回転ジョイント１００に配置した際、回転軸Ａ_rに対して平行な断面）は、オイルシールの外側において平坦面であり、内側は尖っている。回転ジョイント１００では、固定部である筐体１１０がオイルシールの外側と接触するようにこれらのオイルシール１２０、１２２、１２４、１２６を配置してもよく、あるいは内側が筐体１１０と接するように配置してもよい。 2-10. Oil seal The reducer 170 uses a relatively large amount of oil to prevent wear. An oil seal can be provided to prevent this oil from leaking to the outside or entering the drive motor 150. The number, structure, and arrangement of oil seals can be selected as appropriate. In the example shown in FIG. 5, oil seals 120 and 126 for preventing leakage to the outside are provided between the housing 110 and the output rotating body 190, and further, oil seals for preventing intrusion into the drive motor 150. 122 and 124 are provided between the housing and the motor shaft 132. The oil seal has a ring shape, and its cross section (a cross section parallel to the rotation axis _Ar when placed on the rotary joint 100) is a flat surface on the outside of the oil seal and sharp on the inside. .. In the rotary joint 100, these oil seals 120, 122, 124, 126 may be arranged so that the housing 110, which is a fixing portion, is in contact with the outside of the oil seal, or the inside is in contact with the housing 110. It may be arranged.

以上述べたように、本発明の実施形態の一つに係る回転ジョイント１００は、同軸で筐体１１０の周りを回転する入力回転体１３０と出力回転体１９０を備え、出力回転体１９０が入力回転体１３０を取り囲みながら入力回転体１３０の周りを円周状に回転する。入力回転体１３０を駆動する筒状の駆動モータ１５０の中心軸は、入力回転体１３０と出力回転体１９０の回転軸Ａ_rと同軸でもよい。さらに、出力回転体１９０は、回転軸Ａ_rに垂直な法線を有する外表面にアームが連結されるように構成され、筐体１１０は、回転軸Ａ_rに垂直な法線を有する外表面に他のアームが連結されるように構成される。このため、この二つのアームを回転ジョイント１００で連結する際、回転軸Ａ_r方向にアームをオフセットする必要がなく（図１参照）、コンパクトな形状を有するマニピュレータ２００を提供することが可能である。 As described above, the rotary joint 100 according to one of the embodiments of the present invention includes an input rotating body 130 and an output rotating body 190 that coaxially rotate around the housing 110, and the output rotating body 190 performs input rotation. It rotates around the input rotating body 130 in a circumferential shape while surrounding the body 130. The central axis of the cylindrical drive motor 150 to drive the input rotary member 130 may be a rotary axis A _r and coaxial output rotor 190 and the input rotor 130. Further, the output rotary member 190 is configured to arm the outer surface having a normal perpendicular to the rotation axis A _r is connected, the housing 110 includes an outer surface having a normal perpendicular to the rotation axis A _r It is configured so that other arms are connected to it. Therefore, when connecting the two arms with the rotary joint 100, it is not necessary to offset the arms in the rotation axis _Ar direction (see FIG. 1), and it is possible to provide the manipulator 200 having a compact shape. ..

本発明の実施形態として上述した実施形態を基にして、当業者が適宜構成要素の追加、削除もしくは設計変更を行ったもの、または工程の追加、省略もしくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。上述した各実施形態の態様によりもたらされる作用効果とは異なる他の作用効果であっても、本明細書の記載から明らかなもの、または当業者において容易に予測し得るものについては、当然に本発明によりもたらされるものと解される。 As an embodiment of the present invention, a person skilled in the art appropriately adds, deletes, or changes the design of components based on the above-described embodiment, or adds, omits, or changes the conditions of the present invention. As long as it has the gist of, it is included in the scope of the present invention. Of course, other effects different from those brought about by the aspects of each of the above-described embodiments, which are clear from the description of the present specification or which can be easily predicted by those skilled in the art, are described in the present invention. It is understood that it is brought about by the invention.

１００：回転ジョイント、１１０：筐体、１１０ａ：パーツ、１１０ｂ：パーツ、１１０ｃ：パーツ、１１０ｄ：パーツ、１１０ｅ：ねじ穴、１１０ｆ：貫通孔、１１０ｇ：開口、１１０ｈ：段差、１１０ｉ：溝、１１２：サイドキャップ、１１４：ねじ、１１６：ねじ、１２０：オイルシール、１２２：オイルシール、１２４：オイルシール、１２６：オイルシール、１３０：入力回転体、１３２：モータ軸、１４０：ベアリング、１４２：ベアリング、１４４：ベアリング、１４６：ベアリング、１５０：駆動モータ、１６０：エンコーダ、１６０ａ：磁気リング、１６０ｂ：磁気センサ、１６０ｃ：エンコーダ基板、１７０：減速機、１７０ａ：サーキュラスプライン、１７０ｂ：ウェーブジェネレータ、１７０ｃ：フレキシブルスプライン、１９０：出力回転体、１９０ａ：ねじ穴、１９０ｂ：溝、２００：マニピュレータ、２０２：アーム、２０２−１：アーム、２０２−２：アーム、２０４：コネクタ、２０６：コネクタ、２０８：矢印、２１０：矢印、２１２：矢印、２１６：矢印 100: Rotating joint, 110: Housing, 110a: Parts, 110b: Parts, 110c: Parts, 110d: Parts, 110e: Screw holes, 110f: Through holes, 110g: Openings, 110h: Steps, 110i: Grooves, 112: Side cap, 114: screw, 116: screw, 120: oil seal, 122: oil seal, 124: oil seal, 126: oil seal, 130: input rotating body, 132: motor shaft, 140: bearing, 142: bearing, 144: Bearing, 146: Bearing, 150: Drive motor, 160: Encoder, 160a: Magnetic ring, 160b: Magnetic sensor, 160c: Encoder board, 170: Reducer, 170a: Circular spline, 170b: Wave generator, 170c: Flexible Spline, 190: Output rotating body, 190a: Screw hole, 190b: Groove, 200: Manipulator, 202: Arm, 202-1: Arm, 202-2: Arm, 204: Connector, 206: Connector, 208: Arrow, 210 : Arrow, 212: Arrow, 216: Arrow

Claims

Housing,
A tubular input rotating body that surrounds at least a part of the housing,
A drive motor fixed to the housing, surrounding the input rotating body and rotating the input rotating body around at least a part of the housing, and surrounding the drive motor, at least a part from the housing. It is provided with an output rotating body that is exposed and rotates coaxially with the rotating axis of the input rotating body .
The surface of the housing having a normal line perpendicular to the axis of rotation has a pair of connecting portions for connecting the arms.
The pair of connecting portions, rotational joint that will be disposed so as to sandwich the output rotor.

The rotary joint according to claim 1, wherein the housing has a through hole extending along the rotation axis.

The rotary joint according to claim 1, further comprising a speed reducer that transmits the rotational driving force of the input rotating body to the output rotating body.

It has a first oil seal between the housing and the output rotating body.
The rotary joint according to claim 1, further comprising a second oil seal between the housing and the input rotating body.

It has a first bearing between the housing and the output rotating body.
It has a second bearing between the housing and the input rotating body.
The rotary joint according to claim 1, wherein both the first bearing and the second bearing are fixed by an adhesive.

The rotary joint according to claim 1, wherein the drive motor is fixed to the housing by an adhesive.

The rotary joint according to claim 1, wherein the output rotating body has a screw hole extending in a direction perpendicular to the rotating axis.

Each of the pair of connecting portions is a root Ji hole,
Before SL roots Ji holes extend perpendicular to the rotational axis from the outer surface of the housing, rotating joint according to claim 1.

A manipulator comprising the rotary joint according to claim 1 and a first arm connected to the output rotating body of the rotary joint.

The rotary joint according to claim 1 and a second arm connected to the housing of the rotary joint are provided.
The housing is arranged so as to sandwich the output rotating body, and has a pair of screw holes extending perpendicularly to the rotation axis from the outer surface of the housing.
The second arm is a manipulator fixed via the pair of screw holes.