JP6886060B2 - robot - Google Patents
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Description
本発明は、ロボットに関するものである。 The present invention relates to a robot.
人間とロボットとが協働作業を行う作業空間において、ロボットが床面に設置されていると、ロボットによって作業空間が占有されるため、人間の作業空間を広く確保することができないという不都合がある。この不都合を解消するために、ロボットを床面に設置しない天井吊り下げ式のロボットが知られている(例えば、特許文献1参照。)。 In a work space where humans and robots collaborate, if the robot is installed on the floor, the work space is occupied by the robot, so there is an inconvenience that it is not possible to secure a large human work space. .. In order to solve this inconvenience, a ceiling-suspended robot in which the robot is not installed on the floor is known (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、天井吊り下げ式のロボットは、ロボットを吊り下げるための頑丈かつ大がかりな架台が必要であるという不都合がある。
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、床面等の被設置面に設置可能でありながら、天井吊り下げ式のロボットのように人間の作業空間を広く確保することができる軽量かつスリムなロボットを提供することを目的としている。
However, the ceiling-suspended robot has the disadvantage that it requires a sturdy and large-scale pedestal for suspending the robot.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and while it can be installed on an installed surface such as a floor surface, it is possible to secure a wide human work space like a ceiling-hung robot. The purpose is to provide a lightweight and slim robot.
上記目的を達成するため、本発明は以下の手段を提供する。
本発明の一態様は、被設置面に設置される平坦な設置面部材と、前記設置面部材から上方に立ち上がる細長の柱状部材とを備えるベースと、前記細長の柱状部材の上部に鉛直軸線回りに回転可能に設けられた旋回胴と、前記細長の柱状部材の上方に配置される第1水平軸線回りに一端が前記旋回胴に回転可能に取り付けられ、前記第1水平軸線より下方であって、前記鉛直軸線を中心とした前記柱状部材の全周に動作範囲を有する第1アームと、前記第1アームの他端に設けられ、前記第1水平軸線に平行な第2水平軸線回りに回転可能に支持された第2アームと、を備え、搬送する際に、前記第2アームを前記柱状部材に沿わせるように、前記第1アームおよび前記第2アームを折り畳み可能である、ロボットである。
In order to achieve the above object, the present invention provides the following means.
One aspect of the present invention comprises a flat installation surface member to be installed on the installation surface, a base and a cylindrical member elongated extending upward from said installation surface member, a vertical axis line at the top of the columnar member of the elongate in a rotatably provided turning cylinder, the one end to the first horizontal axis about which is arranged above the pillars of elongate rotatably mounted on the rotating body, a below the first horizontal axis A first arm having an operating range around the entire circumference of the columnar member centered on the vertical axis, and a second horizontal axis provided at the other end of the first arm and rotating around the second horizontal axis parallel to the first horizontal axis. A robot that includes a second arm that is possibly supported, and that the first arm and the second arm can be folded so that the second arm is aligned with the columnar member when being conveyed. ..
上記態様において、前記第1アームが、前記第1水平軸線より下方に動作可能である。
また、上記態様において、前記柱状部材が、前記第1アームの長さ以上の長さを有し、かつ、前記第1アームの前記第1水平軸線の周囲部および前記第2水平軸線の周囲部を除く部分の横断面の最大幅と同等の太さを有していてもよい。
このような態様によれば、ベースの平坦な設置面部材を被設置面に設置し、柱状部材の上方の第1水平軸線回りに第1アームを揺動させることにより、第1アームの先端を第1水平軸線よりも下方の動作範囲において動作させることができる。被設置面に設置される設置面部材は平坦で被設置面に沿うように配置され、また、第1アームと同等の均一な横断面積を有するためロボットが軽量かつスリムに構成されて柱状部材も大きなスペースを占有しないので、人間の作業の邪魔にならない。これにより、床面等の被設置面に設置可能でありながら、天井吊り下げ式ロボットのように人間の作業空間を広く確保することができる。
In the above embodiment, the first arm, Ru operatively der downward from the first horizontal axis.
Further, in the above aspect, the columnar member has a length equal to or longer than the length of the first arm, and the peripheral portion of the first horizontal axis and the peripheral portion of the second horizontal axis of the first arm. It may have a thickness equivalent to the maximum width of the cross section of the portion excluding.
According to such an embodiment, the flat installation surface member of the base is installed on the installation surface, and the first arm is swung around the first horizontal axis above the columnar member, so that the tip of the first arm is moved. It can be operated in the operating range below the first horizontal axis. The installation surface members installed on the installation surface are flat and arranged along the installation surface, and because they have the same uniform cross-sectional area as the first arm, the robot is lightweight and slim, and the columnar members are also included. Since it does not occupy a large space, it does not interfere with human work. As a result, it is possible to secure a wide human work space like a ceiling-suspended robot, while being able to install it on an installed surface such as a floor surface.
また、上記態様においては、前記柱状部材が、鉛直方向に伸縮可能であってもよい。
このようにすることで、柱状部材を伸張させてより高い位置まで到達可能な動作範囲を設定することができ、柱状部材を収縮させて、折り畳んだときの重心位置をより低く設定することができる。
Further, in the above aspect, the columnar member may be stretchable in the vertical direction.
By doing so, it is possible to extend the columnar member and set an operating range that can reach a higher position, and it is possible to contract the columnar member and set the position of the center of gravity when folded to be lower. ..
上記態様においては、前記柱状部材に設けられ、回転可能な旋回胴を備え、前記第1アームの一端が、前記旋回胴に前記第1水平軸線回りに回転可能に取り付けられ、前記第1アームの他端に、前記第1水平軸線に平行な第2水平軸線回りに回転可能に取り付けられた第2アームを備える。前記旋回胴は、鉛直軸線回りに回転可能である。
このようにすることで、柱状部材の上端に配置された旋回胴を鉛直軸線回りに回転させるとともに、旋回胴に一端が取り付けられた第1アームを第1水平軸線回りに揺動させ、第1アームの他端に一端が取り付けられた第2アームを第2水平軸線回りに揺動させることにより、第2アームの先端の3次元位置を任意に変更することができる。
In the above aspect, the columnar member is provided with a rotatable swivel body, and one end of the first arm is rotatably attached to the swivel body around the first horizontal axis of the first arm. At the other end, a second arm rotatably attached around a second horizontal axis parallel to the first horizontal axis is provided. The rotating body is Ru rotatable der about a vertical axis.
By doing so, the swivel cylinder arranged at the upper end of the columnar member is rotated around the vertical axis, and the first arm having one end attached to the swivel cylinder is swung around the first horizontal axis. By swinging the second arm having one end attached to the other end of the arm around the second horizontal axis, the three-dimensional position of the tip of the second arm can be arbitrarily changed.
また、上記態様においては、前記第1アームおよび前記第2アームを折り畳んだ状態で、前記ベースの設置面を底面とし、該設置面の中心を通る鉛直線と前記第1水平軸線を含む水平面との交点を頂点とする錐体状の空間内に全体の重心を配置可能な形態を有していてもよい。
このようにすることで、ロボットを搬送する場合には、第1アームおよび第2アームを折り畳むことにより、ロボット全体の重心位置を、ベースの設置面を底面とし設置面の中心を通る鉛直線と第1水平軸線を含み水平面との交点を頂点とした錐体状の空間内に配置することができる。したがって、ベースを被設置面から切り離して搬送する際に、重心をより低い位置に配置して安定して搬送することができるとともに、搬送中に傾いても重心をベースの内側に維持して、転倒し難くすることができる。
Further, in the above aspect, with the first arm and the second arm folded, the installation surface of the base is a bottom surface, and a vertical line passing through the center of the installation surface and a horizontal plane including the first horizontal axis. It may have a form in which the entire center of gravity can be arranged in a cone-shaped space whose apex is the intersection of.
By doing so, when transporting the robot, by folding the first arm and the second arm, the position of the center of gravity of the entire robot is set to a vertical line passing through the center of the installation surface with the installation surface of the base as the bottom surface. It can be arranged in a pyramidal space including the first horizontal axis and having the intersection with the horizontal plane as the apex. Therefore, when the base is separated from the installation surface and transported, the center of gravity can be arranged at a lower position for stable transportation, and the center of gravity is maintained inside the base even if it is tilted during transportation. It can make it harder to fall.
また、上記態様においては、前記第1アームおよび前記第2アームが、前記ベースの設置面を底面として鉛直方向に延びる柱状の空間内に収容される形態に折り畳み可能であってもよい。
このようにすることで、搬送する際に、ベースを密着させるように複数のロボットを密集して配置することができ、搬送効率を向上することができる。
Further, in the above aspect, the first arm and the second arm may be foldable so as to be housed in a columnar space extending in the vertical direction with the installation surface of the base as the bottom surface.
By doing so, when transporting, a plurality of robots can be densely arranged so that the bases are in close contact with each other, and the transport efficiency can be improved.
本発明によれば、床面等の被設置面に設置可能でありながら、天井吊り下げ式のロボットのように人間の作業空間を広く確保することができるという効果を奏する。 According to the present invention, it is possible to secure a wide human work space like a ceiling-hung robot, while being able to install it on an installed surface such as a floor surface.
本発明の一実施形態に係るロボット1について、図面を参照しながら以下に説明する。
本実施形態に係るロボット1は、図1および図2に示されるように、床面(被設置面)Fに設置されるベース2と、該ベース2に対して鉛直な第1軸線(鉛直軸線)A回りに回転可能に支持された旋回胴3と、該旋回胴3に対して水平な第2軸線(第1水平軸線)B回りに揺動可能に支持された第1アーム4と、該第1アーム4の先端に第2軸線Bに平行な第3軸線(第2水平軸線)C回りに揺動可能に支持された第2アーム5と、該第2アーム5の先端に配置された3軸の手首6とを備えた6軸垂直多関節型ロボットである。
The
As shown in FIGS. 1 and 2, the
ベース2は、床面Fに沿って広がる平坦な、平面視略正方形の形態の支持用脚部材(設置面部材)7と、該支持用脚部材7の中央から鉛直上方に延びる円柱状の柱状部材8とを備えている。旋回胴3は、柱状部材8の上端に回転可能に支持されている。
The
ベース2の支持用脚部材7は、中央に若干上方に延びる円錐台状部分7aを備えるとともに、該円錐台状部分7aの外周に水平に延びる平板上の鍔部7bを備えている。鍔部7bは平面視略正方形に形成され、4隅に、鍔部7bを板厚方向に貫通する貫通孔が設けられている。貫通孔はアンカーボルトを貫通可能な内径を有し、アンカーボルトを利用してロボット1を床面Fに固定設置することができるようになっている。
The supporting
第1アーム4は、図1に示されるように、柱状部材8に対して径方向一方向にオフセットして配置され、柱状部材8の長手軸に対して間隔をあけて平行に配置される平面に沿って回転するように配置されている。第1アーム4の長さはベース2の柱状部材8の長さより短く設定されており、360°の動作範囲を備えている。また、柱状部材8の太さ(横断面積)は第1アーム4の太さ(横断面積)とほぼ同等に設定されている。
As shown in FIG. 1, the
第2アーム5は、図1に示されるように、柱状部材8に対する第1アーム4のオフセット方向とは逆方向に同じ量だけオフセットして配置され、柱状部材8の長手軸を含む平面に沿って回転するように配置されている。これにより、第2アーム5の中心軸は柱状部材8の中心軸と同一平面上に配置されている。
As shown in FIG. 1, the
このように構成された本実施形態に係るロボット1の作用について以下に説明する。
本実施形態に係るロボット1を使用するには、床面Fに支持用脚部材7を設置し、鍔部7bの4隅の貫通孔にアンカーボルトを使用して床面Fに固定する。これにより、床面設置型の6軸垂直多関節型ロボットとして動作させることができる。
The operation of the
To use the
この場合において、本実施形態に係るロボット1は、ベース2が平坦な支持用脚部材7とその中心から鉛直上方に延びる円柱状の柱状部材8とにより構成されており、柱状部材8の長さが第1アーム4より長く、太さが第1アーム4と同等であるのでロボット1が軽量かつスリムに構成され、大きな空間を占有せず、作業者の作業空間を広く確保することができるという利点がある。
In this case, the
また、旋回胴3を細長い柱状部材8の上端に配置し、柱状部材8を第1アーム4より長く構成することで、図1に示されるように第1アーム4を第2軸線Bより上方に配置した動作状態のみならず、図3に示されるように第1アーム4を第2軸線Bより下方に配置した天井吊り下げ式ロボットと同様の動作状態をも実現することができる。
Further, by arranging the
そして、ロボット1を搬送する際には、図3に示されるように、第2アーム5を柱状部材8に沿わせるように第1アーム4および第2アーム5を折り畳んだ状態とすることにより、全体の重心位置を低い位置に配置して倒れにくくすることができる。この状態では、図4に示されるように、全体の重心位置が、支持用脚部材7を底面とし、支持用脚部材7の中心を通る鉛直線と第2軸線Bを含む平面との交点を頂点とする錐体状の空間(図中、斜線部)内に配置される。これにより、ロボット1がある程度傾いても重心が支持用脚部材7から外側に出ないように維持され、転倒しにくくすることができる。
Then, when the
すなわち、床面Fから取り外したロボット1を作業者が台車(図示略)等に搭載し、台車あるいは台車等にロボット1を搭載せずに、ロボット1の側面に水平方向の外力を付与して押圧することにより、外力を付与した方向にロボット1を移動させる場合に、ロボット1全体の重心が、上記錐体状の空間内に配置されているので、移動中の転倒を防止することができる。
That is, the operator mounts the
このように、本実施形態に係るロボット1によれば、第1アーム4の長さ以上の長さを有しかつ第1アーム4の太さと同様の太さを有する柱状部材8の上に旋回胴3を取り付けているので、床面Fに設置可能でありながら、天井吊り下げ式のロボットのように人間の作業空間を広く確保できるという利点がある。また、第1アーム4および第2アーム5を折り畳んだ状態の全体の重心位置を、支持用脚部材7を底面とし、支持用脚部材7の中心を通る鉛直線と第2軸線Bを含む平面との交点を頂点とする錐体状の空間内に配置しているので、移設時にロボット1を横から押して傾斜しても倒れにくく移設容易性を向上することができるという利点がある。
As described above, according to the
さらに、本実施形態に係るロボット1によれば、第1アーム4および第2アーム5を折り畳むことにより、図5に示されるように、ロボット1全体を、支持用脚部材7を底面とする柱状の空間(図中、斜線部)内に収めることができ、多数並べて格納したり搬送したりする際にスペースの有効利用を図ることができるという利点がある。
Further, according to the
なお、本実施形態においては、ベース2の柱状部材8が鉛直方向に伸縮可能な構造を有していてもよい。このようにすることで、柱状部材8を伸張させてより高い位置まで到達可能な動作範囲を設定することができ、柱状部材8を収縮させて、折り畳んだときの重心位置をより低く設定することができるという利点がある。
また、柱状部材8の伸縮は、サーボ駆動による伸縮であってもよいし、ロボット1の駆動軸によるものではなく、手動操作または電動操作による伸縮であってもよい。
In this embodiment, the
Further, the expansion and contraction of the
また、本実施形態においては、支持用脚部材7を固定する被設置面として床面Fを例示したが、これに限定されるものではなく、他の任意の被設置面、例えば、床面Fに設置される支持台の上面等に設置固定することにしてもよい。
また、支持用脚部材7の形状を、平面視略正方形として説明したが、これに限定されるものではなく、他の任意の形態を有していてもよい。
Further, in the present embodiment, the floor surface F is exemplified as the installation surface for fixing the
Further, although the shape of the
また、本実施形態においては、ベース2の上部に鉛直軸線A回りに回転可能な旋回胴3、旋回胴3に第1水平軸線B回りに揺動可能な第1アーム4、第1アーム4の先端に第2水平軸線C回りに揺動可能な第2アーム5および第2アーム5の先端に配置された3軸手首6を備える6軸垂直多関節型ロボットを例示したが、これに代えて、他の任意の軸構成のロボットを採用してもよい。また、図1において、第1アーム4が旋回胴3から離れるような、第1軸線Aに対し、大きなオフセット量を有するアームや、第2軸線Bが第1軸線Aに対し、手首6側にオフセットしているアームであってもよい。
Further, in the present embodiment, a
1 ロボット
2 ベース
3 旋回胴
4 第1アーム
5 第2アーム
7 支持用脚部材(設置面部材)
8 柱状部材
A 第1軸線(鉛直軸線)
B 第2軸線(第1水平軸線)
C 第3軸線(第2水平軸線)
F 床面(被設置面)
1
8 Columnar member A 1st axis (vertical axis)
B 2nd axis (1st horizontal axis)
C 3rd axis (2nd horizontal axis)
F Floor surface (installed surface)
Claims (6)
前記細長の柱状部材の上部に鉛直軸線回りに回転可能に設けられた旋回胴と、
前記細長の柱状部材の上方に配置される第1水平軸線回りに一端が前記旋回胴に回転可能に取り付けられ、前記第1水平軸線より下方であって、前記鉛直軸線を中心とした前記柱状部材の全周に動作範囲を有する第1アームと、
前記第1アームの他端に設けられ、前記第1水平軸線に平行な第2水平軸線回りに回転可能に支持された第2アームと、を備え、
搬送する際に、前記第2アームを前記柱状部材に沿わせるように、前記第1アームおよび前記第2アームを折り畳み可能である、ロボット。 A base including a flat installation surface member installed on the installation surface and an elongated columnar member rising upward from the installation surface member.
A swivel body rotatably provided around the vertical axis on the upper part of the elongated columnar member,
One end of the columnar member rotatably attached to the swivel cylinder around the first horizontal axis arranged above the elongated columnar member, below the first horizontal axis, and centered on the vertical axis. The first arm, which has an operating range all around,
A second arm provided at the other end of the first arm and rotatably supported around a second horizontal axis parallel to the first horizontal axis is provided.
A robot capable of folding the first arm and the second arm so that the second arm is aligned with the columnar member during transportation.
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