JP7163744B2 - ロボットの駆動機構及びロボット - Google Patents
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Description
ロボットの頭部を前記ロボットの本体部に対して駆動するロボットの駆動機構であって、
前記頭部を、第1所定軸線を中心として回転自在に支持するように且つ前記第1所定軸線に直交する第2所定軸線を中心として回転自在に支持するように且つ前記第1所定軸線と前記第2所定軸線とに直交する第3所定軸線を中心として回転自在に支持するように構成された支持機構と、
前記本体部に支持された第1アクチュエータから出力された動力を前記頭部に伝達することにより、前記頭部を、前記第1所定軸線を中心として前記本体部に対して回転させるための第1伝達機構と、
前記本体部に支持された第2アクチュエータから出力された動力を前記頭部に伝達することにより、前記頭部を、前記第2所定軸線を中心として前記本体部に対して回転させるための第2伝達機構と、
前記本体部に支持された第3アクチュエータから出力された動力を前記頭部に伝達することにより、前記頭部を、前記第3所定軸線を中心として前記本体部に対して回転させるための第3伝達機構と、
を備え、
前記第1伝達機構は、前記頭部と前記本体部の並び方向に延びる第1シャフトを有し、前記第1アクチュエータから出力された動力を、前記第1シャフトと前記支持機構とを介して前記頭部に伝達することにより、前記頭部を、前記第1所定軸線を中心として前記本体部に対して回転させるように構成されており、
前記第2伝達機構は、前記頭部と前記本体部の並び方向に延びる第2シャフトを有し、前記第2アクチュエータから出力された動力を、前記第2シャフトと前記支持機構とを介して前記頭部に伝達することにより、前記頭部を、前記第2所定軸線を中心として前記本体部に対して回転させるように構成されており、
前記第3伝達機構は、前記頭部と前記本体部の並び方向に延びる第3シャフトを有し、前記第3アクチュエータから出力された動力を、前記第3シャフトと前記支持機構とを介して前記頭部に伝達することにより、前記頭部を、前記第3所定軸線を中心として前記本体部に対して回転させるように構成されており、
前記支持機構は、
前記本体部に固定され、当該本体部と前記頭部の間に配置された基部と、
前記第1シャフトが連結され、前記頭部を、前記第1所定軸線を中心として、前記基部に対して回転自在に支持するように構成された第1回転ステージと、
前記第2シャフトが連結され、前記頭部を、前記第2所定軸線を中心として、前記第1回転ステージに対して回転自在に支持するように構成された第2回転ステージと、
前記第3シャフトが連結され、前記頭部を、前記第3所定軸線を中心として、前記第1及び第2回転ステージに対して回転自在に支持するように構成された第3回転ステージと、
を有することを特徴とする。
上記実施形態では、3軸回転型の駆動機構であったが、X軸周り及びZ軸周りにのみ回転させる2軸回転型の駆動機構であっても良い。簡単なYES、NOのゼスチャー程度が表現できれば良いのであれば、このような2軸回転型の駆動機構で足りる。このとき、X軸伝達ユニットは、Y軸伝達ユニット21と同じ構成として良い。また、Z軸駆動シャフトの60のシャフトピンは、X軸回転に対応するZ軸駆動シャフトピン64があれば足りる。これにより、駆動機構を簡略化、軽量化及び小型化出来る。なお、X軸周り及びZ軸周りに回転する2軸回転型の駆動機構ではなく、X軸周り及びY軸周りに回転する2軸回転型の駆動機構であっても良いし、Y軸周り及びZ軸周りに回転する2軸回転型の駆動機構であっても良い。
ロボットの頭部を前記ロボットの本体部に対して駆動するロボットの駆動機構であって、
前記頭部を、第1所定軸線、及び、当該第1所定軸線に直交する第2所定軸線を中心として回転自在に支持するように構成された支持機構と、
動力を出力可能に構成され、前記本体部に支持された第1アクチュエータ及び第2アクチュエータと、
前記本体部に支持され、前記第1アクチュエータから出力された動力を前記頭部に伝達することにより、前記頭部を、前記第1所定軸線を中心として前記本体部に対して回転させるための第1伝達機構と、
前記本体部に支持され、前記第2アクチュエータから出力された動力を前記頭部に伝達することにより、前記頭部を、前記第2所定軸線を中心として前記本体部に対して回転させるための第2伝達機構と、
を備えることを特徴とするロボットの駆動機構。
前記支持機構は、前記頭部を、前記第1及び第2所定軸線の両方に直交する第3所定軸線を中心として回転自在に支持するように構成され、
動力を出力可能に構成され、前記本体部に支持された第3アクチュエータと、
前記本体部に支持され、前記第3アクチュエータから出力された動力を前記頭部に伝達することにより、前記頭部を、前記第3所定軸線を中心として前記本体部に対して回転させるための第3伝達機構と、
をさらに備えることを特徴とする、付記1に記載のロボットの駆動機構。
前記第1、第2及び第3伝達機構はそれぞれ、前記頭部と前記本体部の並び方向に延びる第1、第2及び第3シャフトを有し、前記第1、第2及び第3アクチュエータのうちの対応するアクチュエータから出力された動力を、少なくとも前記第1、第2及び第3シャフトのうちの対応する1つ及び前記支持機構を介して前記頭部に伝達することにより、前記頭部を、前記第1、第2及び第3所定軸線のうちの対応する軸線を中心として前記本体部に対して回転させるように構成されていることを特徴とする、付記2に記載のロボットの駆動機構。
前記支持機構は、
前記本体部に固定され、当該本体部と前記頭部の間に配置された基部と、
前記第1シャフトが連結され、前記頭部を、前記第1所定軸線を中心として、前記基部に対して回転自在に支持するように構成された第1回転ステージと、
前記第2シャフトが連結され、前記頭部を、前記第2所定軸線を中心として、前記第1回転ステージに対して回転自在に支持するように構成された第2回転ステージと、
前記第3シャフトが連結され、前記頭部を、前記第3所定軸線を中心として、前記第1及び第2回転ステージに対して回転自在に支持するように構成された第3回転ステージと、
を有することを特徴とする、付記3に記載のロボットの駆動機構。
前記基部は略筒状の形状を有し、
前記第1シャフト、前記第2シャフト及び前記第3シャフトが前記基部の内側に配置されていることを特徴とする、付記4に記載のロボットの駆動機構。
前記第3所定軸線は、前記頭部と前記本体部の並び方向に延びており、
前記第1及び第2シャフトは、前記第1及び第2アクチュエータから前記頭部への動力の伝達に伴って、前記頭部と前記本体部の並び方向にそれぞれ移動し、
前記第3シャフトは、前記第3アクチュエータから前記頭部への動力の伝達に伴って、前記第3所定軸線を中心として回転し、
前記第1及び第2シャフトの前記頭部側の端部が球状の形状を有し、
前記第1及び第2回転ステージは、前記第1及び第2シャフトの前記端部が回転自在にそれぞれ嵌合する第1凹部及び第2凹部をそれぞれ有し、
前記第1及び第2凹部は、前記第2及び第1所定軸線が延びる方向にそれぞれ延びており、
前記第3シャフトに自在継手が設けられていることを特徴とする、付記4又は5に記載のロボットの駆動機構。
前記第2シャフトは、前記頭部側に設けられた頭部側シャフト部と、前記本体部側に設けられた本体部側シャフト部とを、前記頭部側シャフト部の前記本体部側の端部を前記本体部側シャフト部に、前記第1所定軸線と同じ方向に延びる所定軸線を中心として回転自在に連結するように構成されたピン部を有することを特徴とする、付記6に記載のロボットの駆動機構。
前記基部に設けられ、前記第1シャフトを前記頭部と前記本体部の並び方向に移動可能に案内するように構成された第1ガイド部と、
前記基部に設けられ、前記第2シャフトを前記頭部と前記本体部の並び方向に移動可能に案内するように構成された第2ガイド部と、
前記基部及び前記第2回転ステージにそれぞれ設けられ、前記第3シャフトを前記基部及び前記第2回転ステージに対して前記第3所定軸線を中心として回転自在にそれぞれ支持する第1軸受及び第2軸受と、
をさらに備えることを特徴とする、付記6又は7に記載のロボットの駆動機構。
前記第1アクチュエータ、前記第2アクチュエータ及び前記第3アクチュエータが、回転動力を出力可能な電動機で構成され、
前記第1及び第2伝達機構はそれぞれ、前記第1及び第2アクチュエータのうちの対応する一方からの回転動力を前記第1及び第2シャフトのうちの対応する一方のシャフトに伝達することにより、当該一方のシャフトを前記頭部と前記本体部の並び方向に往復移動させるように構成された第1カム及び第2カムをさらに有することを特徴とする、付記6ないし8のいずれか1つに記載のロボットの駆動機構。
前記第1~第3アクチュエータの各々は、前記第1~第3アクチュエータの各々に電力を供給するための各々の端子を有し、
前記各々の端子は、前記第2所定軸線及び前記第3所定軸線を含む平面を基準にして、前記基部の下部において互いに同じ側に配置されていることを特徴とする、付記9に記載のロボットの駆動機構。
前記第1シャフトの前記本体部側の端部には、回転自在の第1ローラが設けられ、
前記第1カムは、前記第1ローラが回転自在に嵌合する第1カム溝を有し、
前記第2シャフトの前記本体部側の端部には、回転自在の第2ローラが設けられ、
前記第2カムは、前記第2ローラが回転自在に嵌合する第2カム溝を有することを特徴とする、付記9又は10に記載のロボットの駆動機構。
付記1ないし11のいずれか1つに記載のロボットの駆動機構を備えるロボット。
Claims (10)
- ロボットの頭部を前記ロボットの本体部に対して駆動するロボットの駆動機構であって、
前記頭部を、第1所定軸線を中心として回転自在に支持するように且つ前記第1所定軸線に直交する第2所定軸線を中心として回転自在に支持するように且つ前記第1所定軸線と前記第2所定軸線とに直交する第3所定軸線を中心として回転自在に支持するように構成された支持機構と、
前記本体部に支持された第1アクチュエータから出力された動力を前記頭部に伝達することにより、前記頭部を、前記第1所定軸線を中心として前記本体部に対して回転させるための第1伝達機構と、
前記本体部に支持された第2アクチュエータから出力された動力を前記頭部に伝達することにより、前記頭部を、前記第2所定軸線を中心として前記本体部に対して回転させるための第2伝達機構と、
前記本体部に支持された第3アクチュエータから出力された動力を前記頭部に伝達することにより、前記頭部を、前記第3所定軸線を中心として前記本体部に対して回転させるための第3伝達機構と、
を備え、
前記第1伝達機構は、前記頭部と前記本体部の並び方向に延びる第1シャフトを有し、前記第1アクチュエータから出力された動力を、前記第1シャフトと前記支持機構とを介して前記頭部に伝達することにより、前記頭部を、前記第1所定軸線を中心として前記本体部に対して回転させるように構成されており、
前記第2伝達機構は、前記頭部と前記本体部の並び方向に延びる第2シャフトを有し、前記第2アクチュエータから出力された動力を、前記第2シャフトと前記支持機構とを介して前記頭部に伝達することにより、前記頭部を、前記第2所定軸線を中心として前記本体部に対して回転させるように構成されており、
前記第3伝達機構は、前記頭部と前記本体部の並び方向に延びる第3シャフトを有し、前記第3アクチュエータから出力された動力を、前記第3シャフトと前記支持機構とを介して前記頭部に伝達することにより、前記頭部を、前記第3所定軸線を中心として前記本体部に対して回転させるように構成されており、
前記支持機構は、
前記本体部に固定され、当該本体部と前記頭部の間に配置された基部と、
前記第1シャフトが連結され、前記頭部を、前記第1所定軸線を中心として、前記基部に対して回転自在に支持するように構成された第1回転ステージと、
前記第2シャフトが連結され、前記頭部を、前記第2所定軸線を中心として、前記第1回転ステージに対して回転自在に支持するように構成された第2回転ステージと、
前記第3シャフトが連結され、前記頭部を、前記第3所定軸線を中心として、前記第1及び第2回転ステージに対して回転自在に支持するように構成された第3回転ステージと、
を有することを特徴とするロボットの駆動機構。 - 前記基部は略筒状の形状を有し、
前記第1シャフト、前記第2シャフト及び前記第3シャフトが前記基部の内側に配置されていることを特徴とする、請求項1に記載のロボットの駆動機構。 - 前記第3所定軸線は、前記頭部と前記本体部の並び方向に延びており、
前記第1及び第2シャフトは、前記第1及び第2アクチュエータから前記頭部への動力の伝達に伴って、前記頭部と前記本体部の並び方向にそれぞれ移動し、
前記第3シャフトは、前記第3アクチュエータから前記頭部への動力の伝達に伴って、前記第3所定軸線を中心として回転し、
前記第1及び第2シャフトの前記頭部側の端部が球状の形状を有し、
前記第1及び第2回転ステージは、前記第1及び第2シャフトの前記端部が回転自在にそれぞれ嵌合する第1凹部及び第2凹部をそれぞれ有し、
前記第1及び第2凹部は、前記第2及び第1所定軸線が延びる方向にそれぞれ延びており、
前記第3シャフトに自在継手が設けられていることを特徴とする、請求項1又は2に記載のロボットの駆動機構。 - 前記第2シャフトは、前記頭部側に設けられた頭部側シャフト部と、前記本体部側に設けられた本体部側シャフト部とを、前記頭部側シャフト部の前記本体部側の端部を前記本体部側シャフト部に、前記第1所定軸線と同じ方向に延びる所定軸線を中心として回転自在に連結するように構成されたピン部を有することを特徴とする、請求項3に記載のロボットの駆動機構。
- 前記基部に設けられ、前記第1シャフトを前記頭部と前記本体部の並び方向に移動可能に案内するように構成された第1ガイド部と、
前記基部に設けられ、前記第2シャフトを前記頭部と前記本体部の並び方向に移動可能に案内するように構成された第2ガイド部と、
前記基部及び前記第2回転ステージにそれぞれ設けられ、前記第3シャフトを前記基部及び前記第2回転ステージに対して前記第3所定軸線を中心として回転自在にそれぞれ支持する第1軸受及び第2軸受と、
をさらに備えることを特徴とする、請求項3又は4に記載のロボットの駆動機構。 - 前記第1アクチュエータ、前記第2アクチュエータ及び前記第3アクチュエータが、回転動力を出力可能な電動機で構成され、
前記第1及び第2伝達機構はそれぞれ、前記第1及び第2アクチュエータのうちの対応する一方からの回転動力を前記第1及び第2シャフトのうちの対応する一方のシャフトに伝達することにより、当該一方のシャフトを前記頭部と前記本体部の並び方向に往復移動させるように構成された第1カム及び第2カムをさらに有することを特徴とする、請求項3ないし5のいずれか1項に記載のロボットの駆動機構。 - 前記第1~第3アクチュエータの各々は、前記第1~第3アクチュエータの各々に電力を供給するための各々の端子を有し、
前記各々の端子は、前記第2所定軸線及び前記第3所定軸線を含む平面を基準にして、前記基部の下部において互いに同じ側に配置されていることを特徴とする、請求項6に記載のロボットの駆動機構。 - 前記第1シャフトの前記本体部側の端部には、回転自在の第1ローラが設けられ、
前記第1カムは、前記第1ローラが回転自在に嵌合する第1カム溝を有し、
前記第2シャフトの前記本体部側の端部には、回転自在の第2ローラが設けられ、
前記第2カムは、前記第2ローラが回転自在に嵌合する第2カム溝を有することを特徴とする、請求項6又は7に記載のロボットの駆動機構。 - 前記第1、第2及び第3伝達機構はそれぞれ、前記本体部に支持されていることを特徴とする、請求項1ないし8のいずれか1項に記載のロボットの駆動機構。
- 請求項1ないし9のいずれか1項に記載のロボットの駆動機構を備えるロボット。
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