JP7007839B2 - 多関節ロボット - Google Patents
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Description
図1は、本実施形態に係る多関節ロボット1の斜視図である。図1に示すように、多関節ロボット1は、基端側から先端側に向かって複数のユニットが連結して構成される。具体的には、多関節ロボット1は、制御ユニット2と、複数種類の関節ユニット3と、エンドエフェクタユニット4とが連結して構成される。制御ユニット2は、多関節ロボット1における基端側端部に配置され、エンドエフェクタユニット4は、多関節ロボット1における先端側端部に配置される。複数種類の関節ユニット3は、制御ユニット2とエンドエフェクタユニット4の間で直列に連結される。
まず、制御ユニット2について、図2および図3を参照して説明する。図2は、制御ユニット2の斜視図であり、図3は、図2のIII-III矢視概略断面図である。制御ユニット2は、円柱状のケーシング11と、当該ケーシング11に内装された制御部12を有する。制御部12は、多関節ロボット1の動作を制御する。制御部12は、例えばCPUやROMおよびRAM等を含む回路モジュールである。ケーシング11の側面には、電力供給口13が設けられている。制御部に12には、外部電源から電力供給口13を介して電力が供給される。
次に、関節ユニット3について説明する。本実施形態では、いずれの種類の関節ユニット3も、即ち、ねじり関節ユニット3Aと曲げ関節ユニット3Bの双方とも、固定体と、当該固定体に対して回転変位する変位体(以下、「回転体」と称する。)を有する。固定体には、別のユニットと機械的に接続するための固定体側機械接続部が設けられている。また、回転体には、別のユニットと機械的に接続するための回転体側機械接続部が設けられている。関節ユニット3は、その種類に応じて、固定体に対して回転体が変位したときに生じる固定体側機械接続部に対する回転体側機械接続部の変位が異なる。以下、ねじり関節ユニット3Aと曲げ関節ユニット3Bについて、それぞれ詳しく説明する。
まず、ねじり関節ユニット3Aについて、図4および図5を参照して説明する。図4は、ねじり関節ユニット3Aの斜視図であり、図5は、図4のV-V矢視概略断面図である。ねじり関節ユニット3Aは、円柱状の固定体21と、円盤状または短円柱状の回転体22とを有し、これら固定体21と回転体22とが重なって全体として円柱状を呈している。固定体21と回転体22とは、それらの中心線C1を回動中心として回動可能に連結される。固定体21は多関節ロボット1における基端側に位置し、回転体22は多関節ロボット1における先端側に位置する。
次に、曲げ関節ユニット3Bについて、図6、図7(A)および図7(B)を参照して説明する。図6は、曲げ関節ユニット3Bの斜視図であり、図7(A)は、図6のVIIA-VIIA矢視概略断面図であり、図7(B)は、図7(A)のVIIB-VIIB矢視断面図である。曲げ関節ユニット3Bは、円柱状の固定体41と、円柱状の回転体42とを有し、これら固定体41の長手方向における端部と回転体42の長手方向における端部とがそれらの長手方向と直交する回動軸C2を中心として回動可能に連結されたものである。
次に、エンドエフェクタユニット4について、図8および図9を参照して説明する。図8は、エンドエフェクタユニット4の斜視図であり、図9は、図8のIX-IX矢視概略断面図である。エンドエフェクタユニット4は、基部61とエンドエフェクタ62とを有する。
(機械的接続)
多関節ロボット1は、ユーザの要望に応じて適宜構成を変えることのできる、カスタマイズ可能ロボットである。すなわち、各ユニット2,3,4が有する接続部同士を自由に連結することができる。
また、本実施形態では、互いに機械的に接続されたユニット同士が電気的にも接続できるように構成されている。
次に、多関節ロボット1の制御系統について、図10を参照して説明する。図10は、多関節ロボット1の制御系統を示すブロック図である。なお、図10では、多関節ロボット1が有する関節ユニット3のうち、制御ユニット2から1番目の関節ユニット3(ねじり関節ユニット3A)と2番目の関節ユニット3(曲げ関節ユニット3B)のみ示し、3番目以降の関節ユニット3については省略する。
2 :制御ユニット
3 :関節ユニット
3A :ねじり関節ユニット
3B :曲げ関節ユニット
4 :エンドエフェクタユニット
5A :第1の接続構造
5B :第2の接続構造
5C :第3の接続構造
5D :第4の接続構造
12 :制御部
14 :無線通信部
15 :制御ユニット用機械接続部
16 :制御ユニット用電気接続部
17 :無線通信部
21 :固定体
22 :回転体(変位体)
25 :駆動部
26 :モータ
27 :減速機
28 :筒状部(連結部)
29 :モータドライバ
30 :固定体側機械接続部
31 :回転体側機械接続部(変位体側機械接続部)
32 :固定体側電気接続部
33 :回転体側電気接続部(変位体側電気接続部)
34 :配線部
35 :記憶部
36 :発光部(報知部)
41 :固定体
42 :回転体(変位体)
43 :固定体側ケーシング部
44 :回転体側ケーシング部
45 :駆動部
46 :モータ
47 :減速機
48 :円柱部(連結部)
49 :モータドライバ
50 :固定体側機械接続部
51 :回転体側機械接続部(変位体側機械接続部)
52 :固定体側電気接続部
53 :回転体側電気接続部(変位体側電気接続部)
54 :配線部
55 :記憶部
62 :エンドエフェクタ
67 :エンドエフェクタユニット用機械接続部
68 :エンドエフェクタユニット用電気接続部
Claims (8)
- 基端側から先端側に向かって複数のユニットが連結した多関節ロボットであって、
前記複数のユニットは、
固定体と、前記固定体に設けられた、前記複数のユニットにおける別のユニットと機械的に接続するための固定体側機械接続部と、前記固定体に連結部により連結された変位体と、前記変位体に設けられた、前記複数のユニットにおける別のユニットと機械的に接続するための変位体側機械接続部と、前記固定体に対して前記変位体を変位させる駆動部と、を有する、複数種類の関節ユニットと、
前記駆動部を制御する制御部と、前記複数のユニットにおける別のユニットと機械的に接続するための制御ユニット用機械接続部を有する、制御ユニットと、を含み、
前記固定体に対して前記変位体を変位させることによる、前記固定体側機械接続部に対する前記変位体側機械接続部の変位は、前記関節ユニットの種類に応じて異なり、
前記固定体側機械接続部は、第1の接続構造を有し、前記変位体側機械接続部および前記制御ユニット用機械接続部は、それぞれ第2の接続構造を有し、前記第1の接続構造と前記第2の接続構造とが互いに接続可能であり、
前記複数種類の関節ユニット及び前記制御ユニットの各ユニットは、各前記ユニットについての正常状態と異常状態とを識別可能に報知する報知部を有する、多関節ロボット。 - 前記複数種類の関節ユニットは、前記固定体側機械接続部から前記連結部に向かう方向に沿った軸まわりに前記固定体に対して前記変位体を回転させるねじり関節ユニットと、前記固定体側機械接続部から前記連結部に向かう方向に直交する軸まわりに前記固定体に対して前記変位体を回転させる曲げ関節ユニットと、を少なくとも含む、請求項1に記載の多関節ロボット。
- 前記複数のユニットは、特定の作業を行うためのエンドエフェクタを有するエンドエフェクタユニットを含み、
前記エンドエフェクタユニットは、前記第1の接続構造を有する、前記複数のユニットにおける別のユニットと機械的に接続するためのエンドエフェクタユニット用機械接続部を有する、請求項1または2に記載の多関節ロボット。 - 前記関節ユニットは、前記固定体に設けられた、前記複数のユニットにおける別のユニットと電気的に接続するための固定体側電気接続部と、前記変位体に設けられた、前記複数のユニットにおける別のユニットと電気的に接続するための変位体側電気接続部と、前記固定体側電気接続部と変位体側電気接続部を電気的に接続する配線部と、を有し、
前記制御ユニットは、前記制御部から前記駆動部を制御するための制御信号を出力する、前記複数のユニットにおける別のユニットと電気的に接続するための制御ユニット用電気接続部を有し、
前記固定体側電気接続部は、第3の接続構造を有し、前記変位体側電気接続部および前記制御ユニット用電気接続部は、それぞれ第4の接続構造を有し、前記第3の接続構造と前記第4の接続構造とが互いに接続可能である、請求項1~3のいずれか1項に記載の多関節ロボット。 - 前記駆動部は、モータを含み、
前記関節ユニットは、前記制御ユニットから送られる制御信号に基づいて、前記モータに送るモータ電流を生成するモータドライバを有する、請求項1~4のいずれか1項に記載の多関節ロボット。 - 前記関節ユニットは、当該関節ユニットの種類を識別するための種類情報を記憶する記憶部を有する、請求項1~5のいずれか1項に記載の多関節ロボット。
- 前記記憶部には、前記固定体に対する前記変位体の所定の位置を示す位置情報が記憶される、請求項6に記載の多関節ロボット。
- 前記制御ユニットは、外部の携帯端末と無線で通信する無線通信部を有する、請求項1~7のいずれか1項に記載の多関節ロボット。
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