JP7006169B2 - ロボット - Google Patents

Description

この発明は、ロボットに関する。

ロボットを制御する制御装置の研究や開発が行われている。

これに関し、外付けの制御装置によって制御されるロボットが知られている（特許文献１参照）。

特開２０１１－１７７８４５号公報

ここで、外付けの制御装置によってロボットが制御される場合、ロボット及び制御装置を配置するための設置面積（フットプリント）が大きくなる場合があり、設置場所が制約される場合があった。一方、ロボットに内蔵された制御装置によってロボットが制御される場合、当該設置面積は、小さくなる。しかしながら、当該場合、ロボットの内部において、制御装置が有する部位のうち熱源となる部位から発せられる熱によって、ロボット及び制御装置の一部に不具合が生じてしまう場合があった。

上記課題の少なくとも一つを解決するために本発明の一態様は、駆動部を有するロボットを制御するロボット制御装置を内蔵するロボット筐体と、前記駆動部に電力を供給する電力線間を短絡させて前記駆動部を制動する制動部と、前記制動部による前記駆動部の制動によって発生する電流を熱に変換する変換素子と、を備え、前記変換素子は、前記ロボット筐体に取り付けられている、ロボットである。
これにより、ロボットは、設置面積の増大を抑制するとともに、変換素子の温度上昇に伴うロボット筐体の内部の温度上昇を抑制することができる。

また、本発明の他の態様は、ロボットにおいて、前記変換素子は、前記ロボット制御装置が備える１以上の基板上のいずれにも取り付けられていない、構成が用いられてもよい。
これにより、ロボットは、変換素子の温度上昇に伴う温度上昇であって、ロボット制御装置が備える１以上の基板の温度上昇を抑制することができる。

また、本発明の他の態様は、ロボットにおいて、前記変換素子は、前記変換素子を前記ロボット筐体に取り付ける部材である取付部材によって前記ロボット筐体に取り付けられている、構成が用いられてもよい。
これにより、ロボットは、変換素子とロボット筐体との間の熱伝導によって、変換素子の温度上昇に伴うロボット筐体の内部の温度上昇を抑制することができる。

また、本発明の他の態様は、ロボットにおいて、前記変換素子と前記ロボット筐体とは、離間している、構成が用いられてもよい。
これにより、ロボットは、取付部材を介した変換素子とロボット筐体との間の熱伝導によって、変換素子の温度上昇に伴うロボット筐体の内部の温度上昇を抑制することができる。

また、本発明の他の態様は、ロボットにおいて、前記変換素子と前記ロボット筐体とは、接触している、構成が用いられてもよい。
これにより、ロボットは、変換素子とロボット筐体との熱伝導、変換素子と取付部材との間の熱伝導、取付部材とロボット筐体との間の熱伝導のそれぞれによって、変換素子の温度上昇に伴うロボット筐体の内部の温度上昇を抑制することができる。

また、本発明の他の態様は、ロボットにおいて、前記変換素子は、放熱シートに接触し、
前記放熱シートは、前記ロボット筐体に接触している、構成が用いられてもよい。
これにより、ロボットは、変換素子の温度上昇に伴うロボット筐体の内部の温度上昇を、放熱シートによって、より確実に抑制することができる。

また、本発明の他の態様は、ロボットにおいて、前記変換素子は、抵抗である、構成が用いられてもよい。
これにより、ロボットは、設置面積の増大を抑制するとともに、抵抗とロボット筐体との間の熱伝導によって、抵抗の温度上昇に伴うロボット筐体の内部の温度上昇を抑制することができる。

また、本発明の他の態様は、ロボットにおいて、基台と、前記基台に設けられた可動部と、を備え、前記ロボット筐体は、前記基台の筐体と前記可動部の筐体とを含み、前記変換素子は、前記基台の筐体に取り付けられている、構成が用いられてもよい。
これにより、ロボットは、変換素子と基台の筐体との間の熱伝導によって、変換素子の温度上昇に伴うロボット筐体の内部の温度上昇を、より確実に抑制することができる。

また、本発明の他の態様は、ロボットにおいて、前記変換素子は、前記基台の筐体の底面に取り付けられている、構成が用いられてもよい。
これにより、ロボットは、変換素子と基台の筐体の底面との間の熱伝導によって、変換素子の温度上昇に伴うロボット筐体の内部の温度上昇を、より確実に抑制することができる。

また、本発明の他の態様は、ロボットにおいて、前記基台は、第１基台と、第２基台とを備え、前記第１基台が有する面のうち前記第１基台に対応付けられた方向である第１方向側の面の一部である第１面には、前記第２基台が設けられており、前記第１基台が有する面のうち前記第１方向側の面のうち前記第１面と異なる面である第２面と前記第２基台との間には、間隙が形成されており、前記可動部は、前記間隙において前記第２面又は前記第２基台に設けられ、前記第１基台の筐体の背面が有する領域のうち、前記背面と直交する方向に向かって前記背面を見た場合における前記第２面と前記第１基台の筐体の底面との間の領域には、教示装置と接続可能な接続部を有する、構成が用いられてもよい。
これにより、ロボットは、可動部の可動範囲を拡げることができる。

また、本発明の他の態様は、ロボットにおいて、前記変換素子は、前記ロボット筐体の内側に位置する、構成が用いられてもよい。
これにより、ロボットは、ロボットの外部における他の物体と変換素子とが接触してしまうことを抑制することができる。

また、本発明の他の態様は、ロボットにおいて、前記変換素子と、線状部材との間に位置する接触抑制部材を備える、構成が用いられてもよい。
これにより、ロボットは、接触抑制部材によって、変換素子の温度上昇に伴う線状部材の温度上昇を抑制することができる。

また、本発明の他の態様は、ロボットにおいて、前記取付部材は、前記変換素子と、線状部材との間に位置する、構成が用いられてもよい。
これにより、ロボットは、取付部材によって、変換素子の温度上昇に伴う線状部材の温度上昇を抑制することができる。

また、本発明の他の態様は、ロボットにおいて、前記変換素子の抵抗値は、２Ω以上１ｋΩ以下である、構成が用いられてもよい。
これにより、ロボットは、抵抗値が２Ω以上１ｋΩ以下である変換素子とロボット筐体との間の熱伝導によって、当該変換素子の温度上昇に伴うロボット筐体の内部の温度上昇を抑制することができる。

また、本発明の他の態様は、ロボットにおいて、複数の前記駆動部を備え、前記制動部は、前記複数の前記駆動部のそれぞれについて、前記駆動部に電力を供給する電力線間を短絡させて前記駆動部を制動し、前記変換素子は、前記制動部による前記複数の前記駆動部それぞれの制動によって発生する電流を熱に変換する、構成が用いられてもよい。
これにより、ロボットは、ロボットの軽量化と、ロボットの製造コストの増大の抑制と、ロボットの小型化とのうちの少なくとも一部を行うことができる。

実施形態に係るロボット１の構成の一例を示す図である。 取付部材ＡＴによってロボット筐体に取り付けられた変換素子ＲＥの一例を示す図である。

＜実施形態＞
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下では、ある部材の筐体と称した場合、当該部材の外形を形作る金属製の箱状の物体（又は、枠状の物体）のことを意味する。

＜ロボットの構成＞
まず、ロボット１の構成について説明する。
図１は、実施形態に係るロボット１の構成の一例を示す図である。ロボット１は、例えば、スカラ（水平多関節）ロボットである。なお、ロボット１は、スカラロボットに代えて、垂直多関節ロボット、直角座標ロボット等の他のロボットであってもよい。また、垂直多関節ロボットは、１つの腕を備える単腕ロボットであってもよく、２つの腕を備える双腕ロボット（２つの腕を備える複腕ロボット）であってもよく、３以上の腕を備える複腕ロボットであってもよい。また、直角座標ロボットは、例えば、ガントリロボットである。

ロボット１は、設置面に設置される基台Ｂと、基台Ｂにより支持された可動部Ａを備える。設置面は、ロボット１を設置する部屋の床面、当該部屋の壁面、当該部屋の天井面、屋外の地面、テーブルの上面、台の上面等のロボット１を設置する面のことである。以下では、説明の便宜上、設置面に直交する方向であって、ロボット１の重心から設置面に向かう方向を下又は下方向と称し、当該方向と反対の方向を上又は上方向と称して説明する。また、以下では、一例として、下方向が、ロボット２０のロボット座標系であるロボット座標系ＲＣにおけるＺ軸の負方向、及び重力方向のそれぞれと一致している場合について説明する。なお、下方向は、これに代えて、当該負方向と重力方向のうちのいずれか一方又は両方と一致しない構成であってもよい。

基台Ｂは、２つの部位から構成されている。当該部位のうちの一方が第１基台Ｂ１であり、他方が第２基台Ｂ２である。なお、第１基台Ｂ１の内側の空間は、第２基台Ｂ２の内側の空間と繋がっている。

第１基台Ｂ１は、前述の設置面に設置される。第１基台Ｂ１は、第１基台Ｂ１の筐体である筐体Ｂ１１を少なくとも備える。筐体Ｂ１１は、外形として、ほぼ直方体（又は、立方体でもよい）の形状を有しており、板状の面から構成されていて、中空となっている。第１基台Ｂ１が有する面（すなわち、筐体Ｂ１１が有する面）のうち第１基台Ｂ１に対応付けられた方向である第１方向側の面のうちの一部である面ＭＭ１には、第２基台Ｂ２が設けられている（固定されている）。以下では、一例として、第１方向が、第１基台Ｂ１が設置面に設置されている場合において上方向と一致する方向である場合について説明する。そこで、以下では、説明の便宜上、第１基台Ｂ１が有する面のうち第１基台Ｂ１に対応付けられた方向である第１方向側の面のことを、第１基台Ｂ１の上面（すなわち、筐体Ｂ１１の上面）と称して説明する。すなわち、この一例において、面ＭＭ１は、第１基台Ｂ１の上面の一部である。また、第１基台Ｂ１が設置面に設置されている場合において、第１基台Ｂ１の上面は、第１基台Ｂ１が有する面のうち設置面に接面する面である第１基台Ｂ１の下面と反対側の面である。また、第１基台Ｂ１の上面のうち面ＭＭ１以外の部分である面ＭＭ２と第１基台Ｂ１の下面との間の距離は、面ＭＭ１と第１基台Ｂ１の下面との間の距離と比べて短い。このため、面ＭＭ２と第２基台Ｂ２との間には、間隙が存在する。また、この一例において、面ＭＭ２には、可動部Ａが設けられている。すなわち、第１基台Ｂ１は、可動部Ａを支持している。なお、第１基台Ｂ１の形状（すなわち、筐体Ｂ１１の形状）は、このような形状に代えて、第１基台Ｂ１の上面の一部に第２基台Ｂ２が固定可能な形状であれば他の形状であってもよい。また、可動部Ａは、第１基台Ｂ１に支持される構成に代えて、当該間隙において面ＭＭ２と対向する面であって第２基台２の面に設けられる構成であってもよい。また、第１方向は、第１基台Ｂ１が設置面に設置されている場合において上方向と一致する方向に代えて、当該場合における他の方向と一致する方向であってもよい。

第２基台Ｂ２は、前述した通り、第１基台Ｂ１の面ＭＭ１に設けられている。第２基台Ｂ２は、第２基台Ｂ２の筐体である筐体Ｂ２１を少なくとも備える。筐体Ｂ２１は、外形として、直方体（又は、立方体でもよい）を構成する互いに対向する２つの面に対して垂直な方向に、これら２つの面のそれぞれにおける１個の頂点を含む三角形の部分が除かれるように切り落とした形状を有している。ここで、当該部分を切り落とした形状は、必ずしも当該部分を切り落とす加工によって構成されなくてもよく、例えば、初めから同様な形状を形成する加工によって構成されてもよい。また、筐体Ｂ２１は、外形としてこのような多面体の形状を有しており、板状の面から構成されていて、中空となっている。なお、第２基台Ｂ２の形状（すなわち、筐体Ｂ２１の形状）は、このような形状に代えて、第１基台Ｂ１の上面の一部（この一例において、面ＭＭ１）に第２基台Ｂ２が固定可能な形状であれば他の形状であってもよい。

可動部Ａは、基台Ｂ（より具体的には、第１基台Ｂ１）により第１回動軸ＡＸ１周りに回動可能に支持された第１アームＡ１と、第１アームＡ１により第２回動軸ＡＸ２周りに回動可能に支持された第２アームＡ２と、第２アームＡ２により第３回動軸ＡＸ３周りに回動可能且つ第３回動軸ＡＸ３の軸方向に並進可能に支持されたシャフトＳを備える。

シャフトＳは、円柱形状の軸体である。シャフトＳの周表面には、図示しないボールねじ溝とスプライン溝とがそれぞれ形成されている。シャフトＳは、この一例において、第２アームＡ２の端部のうちの第１アームＡ１と反対側の端部を、基台Ｂが設置面に設置された場合における方向であって設置面に対して垂直な方向である第２方向に貫通し、設けられる。第２方向は、例えば、図１に示したロボット座標系ＲＣにおけるＺ軸に沿った方向である。なお、第２方向は、当該Ｚ軸に沿った方向に代えて、当該Ｚ軸に沿っていない方向であってもよい。また、シャフトＳの端部のうちの設置面側の端部は、エンドエフェクターを取り付け可能である。当該エンドエフェクターは、指部によって物体を保持することが可能なエンドエフェクターであってもよく、空気、磁気による吸着等によって物体を保持可能なエンドエフェクターであってもよく、他のエンドエフェクターであってもよい。なお、本実施形態では、物体を保持するとは、物体を持ち上げることが可能な状態にすることを意味する。

第１アームＡ１は、第１アームＡ１の筐体Ａ１１を少なくとも備える。筐体Ａ１１は、この一例において、ほぼ直方体の形状を有しており、板状の面から構成されていて、中空となっている。なお、筐体Ａ１１の形状は、これに代えて、他の形状であってもよい。

第１アームＡ１は、この一例において、第１回動軸ＡＸ１周りに回動し、第３方向に移動する。第３方向は、前述の第２方向に直交する方向である。第３方向は、例えば、前述のロボット座標系ＲＣにおけるＸ軸及びＹ軸によって張られる平面であるＸＹ平面に沿った方向である。なお、第３方向は、当該ＸＹ平面に沿った方向に代えて、当該ＸＹ平面に沿っていない方向であってもよい。

また、第１アームＡ１は、基台Ｂが備える駆動部Ｍ１によって第１回動軸ＡＸ１周りに回動（駆動）させられる。駆動部Ｍ１は、例えば、サーボモーターである。すなわち、第１回動軸ＡＸ１は、この一例では、駆動部Ｍ１の駆動軸と一致する軸である。なお、駆動部Ｍ１は、サーボモーターに代えて、第１アームＡ１を第１回動軸ＡＸ１周りに回動させることが可能な他の部材であってもよい。また、駆動部Ｍ１は、駆動部Ｍ１の回動角を検出するエンコーダーと、駆動部Ｍ１を駆動させる駆動回路を備えたアンプ部とのうちの少なくとも一方と一体に構成されてもよく、駆動部Ｍ１の回動角を検出するエンコーダーと、駆動部Ｍ１を駆動させる駆動回路を備えたアンプ部との両方と別体に構成されてもよい。以下では、一例として、駆動部Ｍ１が、当該エンコーダーと当該アンプ部との両方と一体に構成されている場合について説明する。また、第１回動軸ＡＸ１と駆動部Ｍ１の駆動軸とは、一致しなくてもよい。この場合、例えば、駆動部Ｍ１は、プーリーとベルトを用いる方法等によって第１アームＡ１を第１回動軸ＡＸ１周りに回動させる。

第２アームＡ２は、第２アームＡ２の筐体Ａ２１を少なくとも備える。筐体Ａ２１は、外形として、直方体（又は、立方体でもよい）を構成する互いに対向する２つの面に対して垂直な方向に、これら２つの面のそれぞれにおける１個の頂点を含む三角形の部分が除かれるように切り落とした形状を有している。ここで、当該部分を切り落とした形状は、必ずしも当該部分を切り落とす加工によって構成されなくてもよく、例えば、初めから同様な形状を形成する加工によって構成されてもよい。また、筐体Ａ２１は、外形としてこのような多面体の形状を有しており、板状の面から構成されていて、中空となっている。なお、筐体Ａ２１の形状は、これに代えて、他の形状であってもよい。

第２アームＡ２は、この一例において、第２回動軸ＡＸ２周りに回動し、第３方向に移動する。第２アームＡ２は、第２アームＡ２が備える駆動部Ｍ２によって第２回動軸ＡＸ２周りに回動させられる。駆動部Ｍ２は、第２アームＡ２を第２回動軸ＡＸ２周りに回動させることが可能な部材であり、例えば、サーボモーターである。すなわち、第２回動軸ＡＸ２は、この一例では、駆動部Ｍ２の駆動軸と一致する軸である。なお、駆動部Ｍ２は、サーボモーターに代えて、第２アームＡ２を第２回動軸ＡＸ２周りに回動させることが可能な他の部材であってもよい。また、駆動部Ｍ２は、駆動部Ｍ２の回動角を検出するエンコーダーと、駆動部Ｍ２を駆動させる駆動回路を備えたアンプ部とのうちの少なくとも一方と一体に構成されてもよく、駆動部Ｍ２の回動角を検出するエンコーダーと、駆動部Ｍ２を駆動させる駆動回路を備えたアンプ部との両方と別体に構成されてもよい。以下では、一例として、駆動部Ｍ２が、当該エンコーダーと当該アンプ部との両方と一体に構成されている場合について説明する。また、第２回動軸ＡＸ２と駆動部Ｍ２の駆動軸とは、一致しなくてもよい。この場合、例えば、駆動部Ｍ２は、プーリーとベルトを用いる方法等によって第２アームＡ２を第２回動軸ＡＸ２周りに回動させる。

また、第２アームＡ２は、駆動部Ｍ３及び駆動部Ｍ４を備え、シャフトＳを支持する。駆動部Ｍ３は、シャフトＳのボールねじ溝の外周部に設けられたボールねじナットをタイミングベルト等で回動させることにより、シャフトＳを第２方向に移動（昇降）させる。駆動部Ｍ４は、シャフトＳのスプライン溝の外周部に設けられたボールスプラインナットをタイミングベルト等で回動させることにより、シャフトＳを第３回動軸ＡＸ３周りに回動させる。

駆動部Ｍ３は、シャフトＳのボールねじ溝の外周部に設けられたボールねじナットをタイミングベルト等で回動させることにより、シャフトＳを第２方向に移動（昇降）させることが可能な部材であり、例えば、サーボモーターである。なお、駆動部Ｍ３は、サーボモーターに代えて、シャフトＳのボールねじ溝の外周部に設けられたボールねじナットをタイミングベルト等で回動させることにより、シャフトＳを第２方向に移動（昇降）させることが可能な他の部材であってもよい。また、駆動部Ｍ３は、駆動部Ｍ３の回動角を検出するエンコーダーと、駆動部Ｍ３を駆動させる駆動回路を備えたアンプ部とのうちの少なくとも一方と一体に構成されてもよく、駆動部Ｍ３の回動角を検出するエンコーダーと、駆動部Ｍ３を駆動させる駆動回路を備えたアンプ部との両方と別体に構成されてもよい。以下では、一例として、駆動部Ｍ３が、当該エンコーダーと当該アンプ部との両方と一体に構成されている場合について説明する。

駆動部Ｍ４は、シャフトＳのスプライン溝の外周部に設けられたボールスプラインナットをタイミングベルト等で回動させることにより、シャフトＳを第３回動軸ＡＸ３周りに回動させることが可能な部材であり、例えば、サーボモーターである。なお、駆動部Ｍ４は、サーボモーターに代えて、シャフトＳのスプライン溝の外周部に設けられたボールスプラインナットをタイミングベルト等で回動させることにより、シャフトＳを第３回動軸ＡＸ３周りに回動させることが可能な他の部材であってもよい。また、駆動部Ｍ４は、駆動部Ｍ４の回動角を検出するエンコーダーと、駆動部Ｍ４を駆動させる駆動回路を備えたアンプ部とのうちの少なくとも一方と一体に構成されてもよく、駆動部Ｍ４の回動角を検出するエンコーダーと、駆動部Ｍ４を駆動させる駆動回路を備えたアンプ部との両方と別体に構成されてもよい。以下では、一例として、駆動部Ｍ４が、当該エンコーダーと当該アンプ部との両方と一体に構成されている場合について説明する。

以下では、一例として、駆動部Ｍ１～駆動部Ｍ４のそれぞれが、すべて同じ構成である場合について説明する。また、以下では、駆動部Ｍ１～駆動部Ｍ４のそれぞれを区別する必要がない限り、まとめて駆動部Ｍと称して説明する。なお、駆動部Ｍ１～駆動部Ｍ４の一部又は全部は、互いに異なる構成であってもよい。また、ロボット１は、４つの駆動部Ｍを備える構成に代えて、３つ以下の駆動部Ｍを備える構成であってもよく、５つ以上の駆動部Ｍを備える構成であってもよい。

また、ロボット１は、ロボット制御装置３０によって制御される。ロボット１は、第１基台Ｂ１の内側（すなわち、筐体Ｂ１１の内側）にロボット制御装置３０を内蔵する。なお、ロボット１は、当該内側に代えて、ロボット１の内部における他の位置（例えば、筐体Ｂ２１の内側等）にロボット制御装置３０を内蔵する構成であってもよい。

ロボット制御装置３０は、ロボット１を制御するコントローラーである。ロボット制御装置３０は、例えば、４つの駆動部Ｍ（すなわち、駆動部Ｍ１～駆動部Ｍ４）のそれぞれへの電力の供給と、４つの駆動部Ｍのそれぞれへの制御信号の出力とを行い、ロボット１を動作させる。

また、ロボット制御装置３０は、４つの駆動部Ｍのそれぞれに電力を供給する図示しない電源部と、制動部ＢＫと、１つの変換素子ＲＥ（図１において不図示。図２参照）を備える。制動部ＢＫは、４つの駆動部Ｍのそれぞれについて、当該電源部から駆動部Ｍに電力を供給する図示しない電力線間を短絡させて駆動部Ｍを制動させる。すなわち、制動部ＢＫは、回生ブレーキ（ダイナミックブレーキ）である。制動部ＢＫにより制動させられた駆動部Ｍは、当該駆動部Ｍに接続された電力線を介して当該電源部へと流れる回生電流を発生させる。なお、回生電流は、制動部による駆動部の制動によって発生する電流の一例である。ここで、ロボット制御装置３０は、図示しない１以上の基板を備える。当該電源部と制動部ＢＫとのそれぞれは、当該１以上の基板に設けられた各種の回路によって構成される。なお、当該１以上の基板には、当該電源部と制動部ＢＫとのそれぞれを構成する各種の回路に加えて、他の回路が設けられているが、以下では、当該他の回路についての説明を省略する。

変換素子ＲＥは、４つの駆動部Ｍのそれぞれに接続された電力線に接続されている。変換素子ＲＥは、制動部ＢＫによる４つの駆動部Ｍそれぞれの制動によって発生する回生電流を熱に変換する素子である。変換素子ＲＥは、例えば、抵抗である。なお、変換素子ＲＥは、制動部ＢＫによる４つの駆動部Ｍそれぞれの制動によって発生する回生電流を熱に変換する素子であれば如何なる素子であってもよい。変換素子ＲＥの抵抗値は、例えば、２Ω以上１ｋΩ以下である。なお、変換素子ＲＥの抵抗値は、２Ωより小さい値であってもよく、１ｋΩよりも大きい値であってもよい。

また、変換素子ＲＥは、回生電流を熱に変換するため、発熱する（例えば、１００℃程度まで発熱する場合がある）。このため、ロボット１において、変換素子ＲＥは、ロボット筐体に取り付けられる。これは、ロボット１においてロボット筐体の熱容量が、ロボット１の他の部材の熱容量と比較して大きいためである。ここで、ロボット筐体は、ロボット１の筐体のことである。すなわち、ロボット筐体には、可動部Ａの筐体と、基台Ｂの筐体とが含まれる。また、可動部Ａの筐体には、前述の第１アームＡ１の筐体Ａ１１と、第２アームＡ２の筐体Ａ２１とが含まれる。また、基台Ｂの筐体には、前述の第１基台Ｂ１の筐体Ｂ１１と、第２基台Ｂ２の筐体Ｂ２１とが含まれる。

変換素子ＲＥは、例えば、図２に示したように、取付部材ＡＴによってロボット筐体に取り付けられている。図２は、取付部材ＡＴによってロボット筐体に取り付けられた変換素子ＲＥの一例を示す図である。取付部材ＡＴは、ロボット筐体に変換素子ＲＥを取り付け可能な部材であれば如何なる部材であってもよく、例えば、ねじ等の締結部材、板金によって形成された治具であって変換素子ＲＥをロボット筐体に取り付け可能な治具等である。図２に示した例では、取付部材ＡＴは、板金によって形成された治具である。なお、取付部材ＡＴの材質は、熱伝導率の高い材質であることが望ましい。また、取付部材ＡＴの形状は、図２に示した取付部材ＡＴの形状（箱型の形状又は容器型の形状）に代えて、他の形状であってもよい。変換素子ＲＥが取付部材ＡＴによって取り付けられていることにより、ロボット１は、変換素子ＲＥとロボット筐体との間の熱伝導によって、変換素子ＲＥの温度上昇に伴うロボット筐体の内部の温度上昇を抑制することができる。なお、変換素子ＲＥは、取付部材ＡＴによってロボット筐体に取り付けられる構成に代えて、接着剤等の他の方法によってロボット筐体に取り付けられる構成であってもよい。

また、図２に示した例では、変換素子ＲＥは、取付部材ＡＴによって、ロボット筐体のうち基台Ｂの筐体に取り付けられている。これにより、ロボット１は、変換素子ＲＥと基台Ｂの筐体との間の熱伝導によって、変換素子ＲＥの温度上昇に伴うロボット筐体の内部の温度上昇を、より確実に抑制することができる。なお、変換素子ＲＥは、基台Ｂの筐体に代えて、取付部材ＡＴによって可動部Ａの筐体に取り付けられる構成であってもよい。可動部Ａの筐体には、第１アームＡ１の筐体と、第２アームＡ２の筐体とが含まれる。

より具体的には、図２に示した例では、変換素子ＲＥは、取付部材ＡＴによって、基台Ｂの筐体のうち基台Ｂの底面（すなわち、第１基台Ｂ１の筐体Ｂ１１の底面）である面ＭＭ３に取り付けられている。基台Ｂが設置面に設置されている場合において、面ＭＭ３は、筐体Ｂ１１の内側の面のうちの下側の面のことである。すなわち、面ＭＭ３は、面ＭＭ３を構成している板状部材が有する面のうち設置面側の面（すなわち、前述の第１基台Ｂ１の下面）が前述の設置面と接面しているため、ロボット筐体が有する面のうち最も熱容量が大きい面である。このため、ロボット１は、変換素子ＲＥと面ＭＭ３との間の熱伝導によって、変換素子ＲＥの温度上昇に伴うロボット筐体の内部の温度上昇を、より確実に抑制することができる。なお、変換素子ＲＥは、面ＭＭ３に代えて、基台Ｂの筐体の他の面に取り付けられる構成であってもよい。具体的には、変換素子ＲＥは、第１基台Ｂ１の筐体Ｂ１１が有する面のうち面ＭＭ３以外の面に取り付けられる構成であってもよく、第２基台Ｂ２の筐体Ｂ２１が有するいずれかの面に取り付けられる構成であってもよく、第１基台Ｂ１の筐体Ｂ１１が有する面と第２基台Ｂ２の筐体Ｂ２１が有する面とを跨ぐように基台Ｂの筐体に取り付けられる構成であってもよい。

また、変換素子ＲＥは、変換素子ＲＥの温度上昇に伴って、ロボット制御装置３０が備える１以上の基板が温度上昇してしまうことを抑制するため、ロボット制御装置３０において当該１以上の基板と別体に備えられていることが望ましい。そこで、図２に示した例では、変換素子ＲＥは、ロボット制御装置３０が備える１以上の基板上のいずれにも取り付けられておらず、取付部材ＡＴによって前述の面ＭＭ３に取り付けられている。これにより、ロボット１は、変換素子ＲＥの温度上昇に伴う温度上昇であって、ロボット制御装置３０が備える１以上の基板の温度上昇を抑制することができる。なお、変換素子ＲＥは、当該１以上の基板のうちの少なくとも一部に取り付けられている構成であってもよい。この場合、変換素子ＲＥは、変換素子ＲＥが取り付けられた基板とともに、ロボット筐体に取り付けられる。

また、図２に示した例では、変換素子ＲＥは、第１基台Ｂ１の筐体Ｂ１１の内側に位置する。すなわち、変換素子ＲＥは、ロボット筐体の内側に位置する。これにより、ロボット１は、ロボット１の外部における他の物体と変換素子ＲＥとが接触してしまうことを抑制することができる。しかし、変換素子ＲＥが第１基台Ｂ１の筐体Ｂ１１の内側に位置する場合、変換素子ＲＥが、ロボット制御装置３０が備える図示しない各種の線状部材と接触してしまうことがある。線状部材は、この一例において、ロボット制御装置３０が備える各種の配線のことであり、例えば、各駆動部Ｍに接続された電力線等を含む。線状部材と変換素子ＲＥが接触している場合、変換素子ＲＥの温度上昇に伴って、線状部材の温度が上昇する。このような線状部材の温度上昇を抑制するため、線状部材は、変換素子ＲＥと接触しないことが望ましい。そこで、ロボット１では、変換素子ＲＥと線状部材との間に取付部材ＡＴが位置する。これにより、線状部材の変換素子ＲＥとの接触は、取付部材ＡＴによって阻害される。その結果、ロボット１は、取付部材ＡＴによって、変換素子ＲＥの温度上昇に伴う線状部材の温度上昇を抑制することができる。なお、ロボット１では、変換素子ＲＥと線状部材との間に取付部材ＡＴが位置しない構成であってもよい。この場合、ロボット１では、取付部材ＡＴと別体の接触抑制部材を備える構成であってもよく、当該接触抑制部材を備えない構成であってもよい。当該接触抑制部材は、変換素子ＲＥと、線状部材との間に位置する部材であり、変換素子ＲＥと線状部材との接触を抑制する部材である。ロボット１が当該接触抑制部材を備える場合、ロボット１は、当該接触抑制部材によって、変換素子ＲＥの温度上昇に伴う線状部材の温度上昇を抑制することができる。

また、図２に示した例では、変換素子ＲＥは、前述の面ＭＭ３（すなわち、ロボット筐体）と離間している。すなわち、当該例では、変換素子ＲＥは、取付部材ＡＴによって、面ＭＭ３と接触しないように面ＭＭ３に取り付けられている。これにより、ロボット１は、取付部材ＡＴを介した変換素子ＲＥとロボット筐体との間の熱伝導によって、変換素子ＲＥの温度上昇に伴うロボット筐体の内部の温度上昇を抑制することができる。なお、変換素子ＲＥは、面ＭＭ３（すなわち、ロボット筐体）と接触している構成であってもよい。すなわち、変換素子ＲＥは、取付部材ＡＴによって、面ＭＭ３と接触するように面ＭＭ３に取り付けられる構成であってもよい。この場合、ロボット１は、変換素子ＲＥとロボット筐体との熱伝導、変換素子ＲＥと取付部材ＡＴとの間の熱伝導、取付部材ＡＴとロボット筐体との間の熱伝導のそれぞれによって、変換素子ＲＥの温度上昇に伴うロボット筐体の内部の温度上昇を抑制することができる。また、変換素子ＲＥは、面ＭＭ３と放熱シートを介して接触している構成であってもよい。すなわち、ロボット１は、変換素子ＲＥが放熱シートに接触し、放熱シートが面ＭＭ３（すなわち、ロボット筐体）に接触している構成であってもよい。この場合、ロボット１は、変換素子ＲＥの温度上昇に伴うロボット筐体の内部の温度上昇を、放熱シートによって、より確実に抑制することができる。なお、放熱シートは、如何なる放熱シートであってもよい。

ここで、前述した通り、この一例におけるロボット制御装置３０は、制動部ＢＫによる４つの駆動部Ｍそれぞれの制動によって発生する回生電流を、１つの変換素子ＲＥによって熱に変換する。これにより、ロボット１は、ロボット１の軽量化と、ロボット１の製造コストの増大の抑制と、ロボット１の小型化とのうちの少なくとも一部を行うことができる。なお、ロボット制御装置３０は、制動部ＢＫによる４つの駆動部Ｍそれぞれの制動によって発生する回生電流を、２つ以上の変換素子ＲＥによって熱に変換する構成であってもよい。

また、前述した通り、この一例における変換素子ＲＥの抵抗値は、２Ω以上１ｋΩ以下である。そして、変換素子ＲＥは、ロボット筐体に取り付けられている。これらにより、ロボット１は、抵抗値が２Ω以上１ｋΩ以下である変換素子ＲＥとロボット筐体との間の熱伝導によって、変換素子ＲＥの温度上昇に伴うロボット筐体の内部の温度上昇を抑制することができる。

図１に戻る。ロボット制御装置３０は、ロボット制御装置３０にロボット１の動作を教示する図示しない教示装置を接続することができる。このため、ロボット１は、ロボット制御装置３０と教示装置とを接続可能な接続部ＣＮを備える。接続部ＣＮは、例えば、コネクターである。ユーザーは、教示装置と接続部ＣＮとの間を配線によって接続することにより、教示装置とロボット制御装置３０とを通信可能に接続することができる。なお、接続部ＣＮは、ロボット制御装置３０と教示装置とを接続するための部材であれば、如何なる部材であってもよい。ここで、以下では、説明の便宜上、第１基台Ｂ１が有する面（すなわち、筐体Ｂ１１が有する面）のうち、第１基台Ｂ１に対応付けられた方向である第４方向側の面を、第１基台Ｂ１の背面と称して説明する。第４方向は、前述の第１方向と直交する方向であって、第１回動軸ＡＸ１から前述の面ＭＭ１と面ＭＭ２との境界線に向かう方向のことである。また、以下では、説明の便宜上、第２基台Ｂ２が有する面（すなわち、筐体Ｂ２１が有する面）のうち第４方向側の面を第２基台Ｂ２の背面と称して説明する。

接続部ＣＮは、第１基台Ｂ１の背面に含まれる領域のうち、第４方向と逆の方向（すなわち、当該背面に直交する方向）に向かって第１基台Ｂ１の背面を見た場合における面ＭＭ２と第１基台Ｂ１の筐体の底面との間の領域であって図１において点線によって囲まれた領域である領域ＲＧに設けられている。これにより、ロボット１は、第２基台Ｂ２の背面に接続部ＣＮが設けられている場合と比較して、第１方向と逆の方向に向かって基台Ｂを見た場合において、基台Ｂが有する部位のうち基台Ｂが細くなっている部位（第１基台Ｂ１の内側と第２基台Ｂ２の内側とを繋ぐ境界部分）を通る配線の数を低減させることができ、その結果、面ＭＭ２に設けられた可動部Ａの可動範囲を拡げることができる。なお、領域ＲＧにおいて接続部ＣＮが設けられる位置は、上側である方が望ましい。

なお、上記において説明した電源部と各駆動部Ｍとを接続する電力線には、変換素子ＲＥに加えて、ノイズを低減するためのインダクタンス素子が備えられている構成であってもよく、当該インダクタンス素子が備えられていない構成であってもよい。当該インダクタンス素子は、インダクタンスを有する素子のことであり、例えば、コイルである。なお、当該インダクタンス素子は、コイルに代えて、インダクタンスを有する他の素子であってもよい。

以上のように、ロボット１では、駆動部（この一例において、駆動部Ｍ）を有するロボット１を制御するロボット制御装置（この一例において、ロボット制御装置３０）を内蔵するロボット筐体と、駆動部に電力を供給する電力線間を短絡させて駆動部を制動する制動部（この一例において、制動部ＢＫ）と、制動部による駆動部の制動によって発生する電流を熱に変換する変換素子（この一例において、変換素子ＲＥ）と、を備え、変換素子は、ロボット筐体に取り付けられている。これにより、ロボット１は、設置面積の増大を抑制するとともに、変換素子の温度上昇に伴うロボット筐体の内部の温度上昇を抑制することができる。

また、ロボット１では、変換素子は、ロボット制御装置が備える１以上の基板上のいずれにも取り付けられていない。これにより、ロボット１は、変換素子の温度上昇に伴う温度上昇であって、ロボット制御装置が備える１以上の基板の温度上昇を抑制することができる。

また、ロボット１では、変換素子は、変換素子をロボット筐体に取り付ける部材である取付部材（この一例において、取付部材ＡＴ）によってロボット筐体に取り付けられている。これにより、ロボット１は、変換素子とロボット筐体との間の熱伝導によって、変換素子の温度上昇に伴うロボット筐体の内部の温度上昇を抑制することができる。

また、ロボット１では、変換素子とロボット筐体とは、離間している。これにより、ロボット１は、取付部材を介した変換素子とロボット筐体との間の熱伝導によって、変換素子の温度上昇に伴うロボット筐体の内部の温度上昇を抑制することができる。

また、ロボット１では、変換素子と前記ロボット筐体とは、接触している。これにより、ロボット１は、変換素子とロボット筐体との熱伝導、変換素子と取付部材との間の熱伝導、取付部材とロボット筐体との間の熱伝導のそれぞれによって、変換素子の温度上昇に伴うロボット筐体の内部の温度上昇を抑制することができる。

また、ロボット１では、変換素子は、放熱シートに接触し、放熱シートは、ロボット筐体に接触している。これにより、ロボット１は、変換素子の温度上昇に伴うロボット筐体の内部の温度上昇を、放熱シートによって、より確実に抑制することができる。

また、ロボット１では、変換素子は、抵抗である。これにより、ロボット１は、設置面積の増大を抑制するとともに、抵抗とロボット筐体との間の熱伝導によって、抵抗の温度上昇に伴うロボット筐体の内部の温度上昇を抑制することができる。

また、ロボット１は、基台（この一例において、基台Ｂ）と、基台に設けられた可動部（この一例において、可動部Ａ）と、を備える。また、ロボット１では、ロボット筐体は、基台の筐体（この一例において、筐体Ｂ１１と筐体Ｂ２１とのそれぞれ）と可動部の筐体（この一例において、筐体Ａ１１と筐体Ａ２１とのそれぞれ）とを含み、変換素子は、基台の筐体に取り付けられている。これにより、ロボット１は、変換素子と基台の筐体との間の熱伝導によって、変換素子の温度上昇に伴うロボット筐体の内部の温度上昇を、より確実に抑制することができる。

また、ロボット１では、変換素子は、基台の筐体の底面（この一例において、面ＭＭ３）に取り付けられている。これにより、ロボット１は、変換素子と基台の筐体の底面との間の熱伝導によって、変換素子の温度上昇に伴うロボット筐体の内部の温度上昇を、より確実に抑制することができる。

また、ロボット１では、基台は、第１基台（この一例において、第１基台Ｂ１）と、第２基台（この一例において、第２基台Ｂ２）とを備え、第１基台が有する面のうち第１基台に対応付けられた方向である第１方向側の面の一部である第１面（この一例において、面ＭＭ１）には、第２基台が設けられており、第１基台が有する面のうち第１方向側の面のうち第１面と異なる面である第２面（この一例において、面ＭＭ２）と第２基台との間には、間隙が形成されており、可動部は、当該間隙において第２面又は第２基台に設けられ、第１基台の筐体の背面が有する領域のうち、当該背面と直交する方向に向かって当該背面を見た場合における第２面と第１基台の筐体の底面との間の領域（この一例において、領域ＲＧ）には、教示装置と接続可能な接続部（この一例において、接続部ＣＮ）を有する。ロボット１は、可動部の可動範囲を拡げることができる。

また、ロボット１では、変換素子は、ロボット筐体の内側に位置する。これにより、ロボット１は、ロボットの外部における他の物体と変換素子とが接触してしまうことを抑制することができる。

また、ロボット１は、変換素子と、線状部材との間に位置する接触抑制部材を備える。これにより、ロボット１は、接触抑制部材によって、変換素子の温度上昇に伴う線状部材の温度上昇を抑制することができる。

また、ロボット１では、取付部材は、変換素子と、線状部材との間に位置する。これにより、ロボット１は、取付部材によって、変換素子の温度上昇に伴う線状部材の温度上昇を抑制することができる。

また、ロボット１では、変換素子の抵抗値は、２Ω以上１ｋΩ以下である。これにより、ロボット１は、抵抗値が２Ω以上１ｋΩ以下である変換素子とロボット筐体との間の熱伝導によって、当該変換素子の温度上昇に伴うロボット筐体の内部の温度上昇を抑制することができる。

また、ロボット１は、複数の駆動部（この一例において、４つの駆動部Ｍ）を備える。また、ロボット１では、制動部は、複数の駆動部のそれぞれについて、駆動部に電力を供給する電力線間を短絡させて駆動部を制動し、変換素子は、制動部による複数の駆動部それぞれの制動によって発生する電流を熱に変換する。これにより、ロボット１は、ロボット１の軽量化と、ロボット１の製造コストの増大の抑制と、ロボット１の小型化とのうちの少なくとも一部を行うことができる。

以上、この発明の実施形態を、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない限り、変更、置換、削除等されてもよい。

１…ロボット、３０…ロボット制御装置、Ａ…可動部、Ａ１…第１アーム、Ａ２…第２アーム、Ａ１１、Ａ２１、Ｂ１１、Ｂ２１…筐体、ＡＴ…取付部材、Ｂ…基台、Ｂ１…第１基台、Ｂ２…第２基台、ＢＫ…制動部、ＭＭ１～ＭＭ３…面、ＲＥ…変換素子、ＲＧ…領域

Claims (12)

1. 駆動部を有するロボットを制御するロボット制御装置を内蔵するロボット筐体と、
   前記駆動部に電力を供給する電力線間を短絡させて前記駆動部を制動する制動部と、
   前記制動部による前記駆動部の制動によって発生する電流を熱に変換する変換素子と、
   基台と、
   前記基台に設けられた可動部と、
   を備え、
   前記ロボット筐体は、前記基台の筐体と前記可動部の筐体とを含み、
   前記変換素子は、前記基台の筐体の底面に取り付けられ、
   前記基台は、第１基台と、第２基台とを備え、
   前記第１基台が有する面のうち前記第１基台に対応付けられた方向である第１方向側の面の一部である第１面には、前記第２基台が設けられており、
   前記第１基台が有する面のうち前記第１方向側の面のうち前記第１面と異なる面である第２面と前記第２基台との間には、間隙が形成されており、
   前記可動部は、前記間隙において前記第２面又は前記第２基台に設けられ、
   前記第１基台の筐体の背面が有する領域のうち、前記背面と直交する方向に向かって前記背面を見た場合における前記第２面と前記第１基台の筐体の底面との間の領域には、教示装置と接続可能な接続部を有する、
   ロボット。
2. 前記変換素子は、前記ロボット制御装置が備える１以上の基板上のいずれにも取り付けられていない、
   請求項１に記載のロボット。
3. 前記変換素子は、前記変換素子を前記ロボット筐体に取り付ける部材である取付部材によって前記ロボット筐体に取り付けられている、
   請求項１又は２に記載のロボット。
4. 前記変換素子と前記ロボット筐体とは、離間している、
   請求項３に記載のロボット。
5. 前記変換素子と前記ロボット筐体とは、接触している、
   請求項３に記載のロボット。
6. 前記変換素子は、放熱シートに接触し、
   前記放熱シートは、前記ロボット筐体に接触している、
   請求項３に記載のロボット。
7. 前記変換素子は、抵抗である、
   請求項１から６のうちいずれか一項に記載のロボット。
8. 前記変換素子は、前記ロボット筐体の内側に位置する、
   請求項１から４のうちいずれか一項に記載のロボット。
9. 前記変換素子と、線状部材との間に位置する接触抑制部材を備える、
   請求項１から８のうちいずれか一項に記載のロボット。
10. 前記取付部材は、前記変換素子と、線状部材との間に位置する、
    請求項３から６のうちいずれか一項に記載のロボット。
11. 前記変換素子の抵抗値は、２Ω以上１ｋΩ以下である、
    請求項１から１０のうちいずれか一項に記載のロボット。
12. 複数の前記駆動部を備え、
    前記制動部は、前記複数の前記駆動部のそれぞれについて、前記駆動部に電力を供給する電力線間を短絡させて前記駆動部を制動し、
    前記変換素子は、前記制動部による前記複数の前記駆動部それぞれの制動によって発生する電流を熱に変換する、
    請求項１から１１のうちいずれか一項に記載のロボット。

Images