JP7130933B2 - ロボット - Google Patents
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Description
これにより、導光板と第2筐体とを簡単に組立てることができる。
これにより、比較的省電力で長期にわたって視認性に優れた表示を実現できる。
<ロボットの基本構成>
図1は、第1実施形態に係るロボットを示す斜視図である。図2は、図1に示すロボットを図1とは異なる方向から見た斜視図である。図3は、図1に示すロボットのシステムブロック図である。図4は、図1に示すロボットを-y軸側から見た図である。図5は、図1に示すロボットを+x軸側から見た図である。図6は、図1に示すロボットを+z軸側から見た図である。図7は、図1に示すロボットが有するロボット本体部の内部を模式的に示す斜視図である。図8は、ロボットが有する基台の内部を模式的に示す斜視図である。なお、以下では、説明の都合上、図1、図2、図4~図7には、それぞれ、説明の便宜上、互いに直交する3つの軸としてx軸、y軸およびz軸が図示されており、各軸を示す矢印の先端側を「+」、基端側を「-」とする。また、x軸に平行な方向を「x軸方向」、y軸に平行な方向を「y軸方向」、z軸に平行な方向を「z軸方向」という。また、図1中に示すロボット100の基台20側を「基端」、その反対側(アーム16側)を「先端」と言う。また、図4中の上側を「上」、下側を「下」と言う。また、図4中の上下方向を「鉛直方向」とし、左右方向を「水平方向」とする。
ロボット100は、ロボット本体部1と、ロボット本体部1に内蔵された、複数の駆動部30、位置センサー40および制御ユニット5(制御装置)、とを有する(図1~図3参照)。また、ロボット100は、複数の外部接続部50(例えばコネクター等)を有している。例えば、外部接続部50を外部電源(図示せず)に電気的に接続することにより、ロボット100に電力が供給され、これにより、ロボット100を駆動させることができる。また、ロボット100は、例えばロボット100が動作可能な状態であることを作業者に報知する表示灯としての機能を有する照明部4(発光部)を有する。
図1および図2に示すように、ロボット本体部1は、基台20と、基台20に接続されたロボットアーム10と、を有する。なお、後で詳述するが、ロボット本体部1は、複数の外装部材(複数のハウジング105および複数のカバー106等)を含んで構成されており、複数の駆動部30、複数の位置センサー40および制御ユニット5を収容する内部空間S1を有している。また、内部空間S1は、基台20の内部すなわち内部空間S20と、ロボットアーム10の内部すなわち内部空間S10とを有しており、内部空間S10と内部空間S20とは連通している。
〈基台〉
基台20は、ロボット100を任意の設置箇所に取り付ける部分である。基台20の設置箇所は、特に限定されず、例えば、床、壁、天井、作業台、移動可能な台車等であってもよい。基台20は、外形が直方体状をなす本体部21と、本体部21の+z軸側に設けられ、外形が円柱状の突出部22とを有する。
ロボットアーム10は、基台20に回動可能に支持されており、アーム11(第1アーム)、アーム12(第2アーム)、アーム13(第3アーム)、アーム14(第4アーム)、アーム15(第5アーム)、アーム16(第6アーム、先端アーム)と、を有する。これらアーム11~16は、基端側から先端側に向かってこの順に連結されており、隣り合う基端側のアームまたは基台20に対して相対的に回動可能に構成されている。なお、詳細な図示はしないが、本実施形態では、各アーム11~16は、それぞれ、外装部材(ハウジング105およびカバー106等)と、外装部材の内周面に設けられ、かつ、駆動部30に接続された軸受(図示せず)を備える支持部材(図示せず)とを有する。
図3に示すように、ロボット100は、アーム11~16と同数(本実施形態では6つ)の駆動部30を有している。複数の駆動部30は、それぞれ、対応するアームをそれの基端側に位置するアーム(または基台20)に対して回動させる機能を有しており、動力源としてのモーターとブレーキとを含むモーターユニット301と、減速機302、ベルト(図示せず)およびプーリー(図示せず)等とを含む動力伝達機構(図示せず)と、を備える。
図3に示すように、ロボット100は、駆動部30と同数の位置センサー40を有しており、1つの駆動部30に対して1つの位置センサー40(角度センサー)が設けられている。位置センサー40は、モーターユニット301(具体的にはモーター)または減速機302の回転軸(軸部)の回転角度を検出する。これにより、基端側のアームに対する先端側のアームの角度(姿勢)等の情報を得ることができる。このような各位置センサー40としては、例えばロータリーエンコーダー等を用いることができる。また、各位置センサー40は、後述する制御ユニット5が有する制御基板51に電気的に接続されている。
図3に示すように、制御ユニット5は、制御基板51と、制御基板51に電力を供給する電源基板52と、制御基板51の指令に基づいて各駆動部30を駆動する複数の駆動基板53と、を含む。なお、制御基板51と電源基板52とで、ロボット100の駆動にかかる電力を供給し、かつ、ロボット100の駆動を制御する制御装置(コントローラー)を構成している。
制御基板51は、図7に示すように内部空間S20に設けられており、ロボット100の駆動を制御する制御回路(図示せず)を有する。制御回路は、CPU(Central Processing Unit)等のプロセッサー、RAM(Random Access Memory)等の揮発性メモリーおよびROM(Read Only Memory)等の不揮発性メモリー等を含み、ロボット100の各部の駆動の制御や各種演算および判断等の処理を行う。例えば、制御回路は、所定の制御プログラムを実行可能であり、当該制御プログラムに従って各駆動基板53に対して制御信号を出力することで、ロボット100(具体的にはロボットアーム10)に所定の動作を実行させる。
電源基板52は、図7に示すように内部空間S20に設けられており、制御基板51および各駆動基板53のそれぞれに対して供給する電力を生成する電源回路(図示せず)を有する。電源回路は、変圧器やノイズフィルターを備えており、例えば商用電源等の外部電源(図示せず)から供給される電力の周波数および電圧を変換し、制御基板51および各駆動基板53に供給する。特に、本実施形態では、電源回路には、外部電源から出力された交流電圧を20Vの直流電圧(駆動電圧)に変換して各駆動基板53等に出力する変換器を備えている。
各駆動基板53は、図7に示すように内部空間S10に分散配置されており、制御基板51からの制御信号を受け、駆動部30に供給するための電力に変換する(を生成する)駆動回路(図示せず)を有している。駆動回路は、例えば、直流電力(電流)から交流電力(電流)に変換するインバーター回路を備えている。
図2および図4に示すように、基台20には、例えばコネクターで構成された複数の外部接続部50が設けられている。外部接続部50は、その一部が外部に露出するようにして基台20に取り付けられており(図8参照)、制御基板51や電源基板52に対して電気的に接続されている。この外部接続部50は、例えば外部電源(図示せず)等に接続された外部ケーブル60が有するプラグ66(被接続部)を接続するための部品である。すなわち、外部接続部50は、外部電源や各種機器等とロボット100との電気的な接続を担うための部品である。
以上、ロボット100の基本構成について説明した。
これにより、制御基板51と各駆動基板53とを接続する各種配線(図示せず)の配置の設計が容易である。
これにより、電源基板52と各駆動基板53とを接続する各種配線(図示せず)の配置の設計が容易である。また、制御基板51や電源基板52をロボットアーム10内に設ける場合に比べ、制御基板51や電源基板52を安定して配置することができ、また、ロボットアーム10の先端部の可搬重量の増加も防ぐことができる。
図9および図10は、それぞれ、ロボットが有する複数のハウジングおよびカバーを説明するための図である。
前述したように、ロボット本体部1は、複数の外装部材(ハウジング105およびカバー106等)を含んで構成されている。具体的には、図9および図10に示すように、基台20およびアーム11~14は、それぞれ、ハウジング105およびカバー106を有しており、アーム15は、ケース155を有している。より具体的には、基台20は、ハウジング205およびカバー206を有している。アーム11は、ハウジング115およびカバー116を有している。アーム12は、ハウジング125およびカバー126を有している。アーム13は、ハウジング135およびカバー136を有している。アーム14は、ハウジング145、カバー146およびカバー147を有している。アーム15は、ケース155を有している。なお、以下では、ハウジング205、ハウジング115、ハウジング125、ハウジング135およびハウジング145を区別しない場合は、それらをそれぞれハウジング105という。また、カバー206、カバー116、カバー126、カバー136、カバー146およびカバー147を区別しない場合は、それらをそれぞれカバー106という。
次に、アーム12が有する第1空間A1および第2空間A2について説明する(図11参照)。
次に、表示灯としての機能を有する照明部4について説明する(図1、図2、図4~図6および図12参照)。
図13および図14に示すように、照明部4は、複数(本実施形態では5つ)の発光素子41と、発光素子41が搭載された基板42(回路基板)と、発光素子41から出射された光LLを外部へと導く導光板43と、を有する。
複数の発光素子41は、それぞれ、例えばLED(Light Emitting Diode)で構成されている。また、図13に示すように、複数の発光素子41は、アーム12の先端部の形状(y軸方向から見た形状)に対応したアーチ状に配置されている。
図14に示すように、基板42(回路基板)は、その板面がx-z平面に沿って配置され、基板42に搭載された複数の発光素子41が基板42の+y軸側に位置するようにハウジング125に固定されている。具体的には、ハウジング205は、第1凹部1251の底面から突出している突出部1253を有しており(図14および図15参照)、基板42は、当該突出部1253に対してネジ420によってネジ止めされている(図13および図14参照)。
図13および図14に示す導光板43は、発光素子41から出射された光LLを外部に導く機能を有する。導光板43は、透過性を有する板状部材であり、例えば、透明または乳白色の樹脂部材やガラス部材で構成することができる。また、図13に示すように、導光板43の先端面432は、アーム12の先端部の形状(y軸方向から見た形状)に対応したアーチ状になっており、導光板43の先端部は、アーム12の外周面よりも外側に露出している露出部435を有する。
これにより、比較的省電力で長期にわたって視認性に優れた表示を実現できる。なお、発光素子41は、半導体レーザーや有機EL素子等で構成されていてもよい。
次に、本発明の第2実施形態について説明する。
Claims (9)
- 基台と、前記基台に回動可能に接続された第1アームと、前記第1アームに回動可能に接続された第2アームと、を有するロボット本体部と、
前記第1アームと前記第2アームとのうちの一方のアームを駆動する駆動部と、
光を出射する発光素子と、を有し、
前記一方のアームは、第1筐体と前記第1筐体に固定的に接続された第2筐体とを含んで構成され、
前記第1筐体は、第1凹部と、前記第1凹部とは異なる第2凹部とを有し、
前記第1筐体と前記第2筐体とは、互いに接続された状態で、第1空間と、前記第1空間に対して隔離された第2空間とを形成しており、
前記第1筐体と前記第2筐体とが互いに接続された状態で、前記第1凹部は、前記第1空間を形成し、前記第2凹部は、前記第2空間を形成しており、
前記第1空間には、前記発光素子が配置され、
前記第2空間には、前記駆動部が配置されていることを特徴とするロボット。 - 前記第1空間に設けられ、前記発光素子から出射された光を受ける入射面を有する導光板を備え、
前記導光板は、前記一方のアームの外部に露出している露出部を有する請求項1に記載のロボット。 - 前記露出部は、前記一方のアームの前記露出部の周りに位置する部分よりも前記一方のアームの外部に位置している請求項2に記載のロボット。
- 前記第1筐体の前記第2凹部の開口を形成する部分と前記第2筐体とは、第1封止部材を介して接続されている請求項2または3に記載のロボット。
- 前記導光板は、前記第1筐体の前記第1凹部の開口を形成する部分と前記第2筐体との間に設けられており、
前記第1筐体の前記第1凹部の開口を形成する部分と前記導光板とは、第2封止部材を介して接続されており、
前記第1筐体と前記導光板との間には、前記発光素子が設けられている請求項4に記載のロボット。 - 前記第2筐体と前記導光板とは、接触している請求項5に記載のロボット。
- 前記第1凹部と前記第2凹部とを連通する孔が設けられている請求項1ないし6のいずれか1項に記載のロボット。
- 前記発光素子は、発光ダイオードである請求項1ないし7のいずれか1項に記載のロボット。
- 前記ロボット本体部内に設けられ、前記駆動部を制御する制御基板と、
前記ロボット本体部内に設けられ、前記制御基板に電力を供給する電源基板と、
前記一方のアーム内に設けられ、前記制御基板の指令に基づいて前記駆動部を駆動する駆動基板と、を有する請求項1ないし8のいずれか1項に記載のロボット。
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