JP7300515B2 - ロボットアーム用多段停止装置 - Google Patents

Description

（優先権出願）
本出願は、２０１９年３月１５日に出願された米国仮出願第６２／８１８，９４８号の利益を主張するものであり、その内容は参照により全体として本明細書に組み込まれる。

本出願は、ロボットシステムに関し、より具体的には、ロボットアーム又は他の構成部品の回転を機械的に制限及び／又は停止するための多段停止装置、システム、及び方法に関する。

ロボットアームは、様々なタスクを実行するために使用され、特に自動化において一般的である。ロボットアームは、典型的には、１以上のジョイントによって接続された複数のリンクを備えている。１以上のジョイントは、タスクを実行するように構成されたエンドエフェクタを位置決めするようにロボットアームの関節を制御するために、様々なタイプのアクチュエータ（例えば、電気モータ、油圧など）によって駆動される。いくつかの例において、ロボットアームは、アームのリンク間の回転運動を制限するように構成され得る物理的な停止装置（例えば、ハードストップ）を備える。このような停止装置は、ロボットアームが故障した場合に、ロボットアームの損傷や他者への傷害を制限することができる。

本願は、ロボットアーム及び他のロボットシステムと一緒に使用するように構成された多段停止装置（並びに関連するシステム及び方法）を説明する。多段停止装置は、当該多段停止装置が設置されているロボットアームの回転ジョイントにおいて回転を制限するための機械的機構を提供するように構成され得る。いくつかの実施形態において、多段停止装置は、故障の際にロボットアームの回転を停止又は制限する機械的安全機構として使用することができる。

本明細書に記載されている多段停止装置は、以下に説明するように、回転運動を停止するための２つの段階を有しているため、「多段」と呼ばれる。第１段階では、回転運動が圧縮性部材を圧縮して、衝突によって発生した力の少なくとも一部を吸収して分散する。第２段階では、更なる回転を抑えるハードストップを提供する。本明細書に記載されている多段停止装置は、第１段階の間、圧縮性部材を圧縮するように構成された圧壊ピンを備えてもよい。ピンが圧壊した後、多段停止装置の剛性を有する側壁が、第２段階の間に更なる回転を抑えるハードストップを提供する。

第１例として、ロボットアーム用の多段停止装置は、ロボットアームの第１リンク及び基体の一方に取り付けられるように構成されたフレーム部材を備えてもよい。第１リンクと基体とは、第１リンクが基体に対して回転するような回転ジョイントによって接続される。フレーム部材は、第１開口部を有する第１側壁を備える。多段停止装置は、フレーム部材の内部に配置された圧縮性部材を備える。また、多段停止装置は、第１頭部から第１遠位端部まで延在する第１シャフトを有する第１ピンを備える。第１シャフトは、第１側壁の第１開口部にスライド可能に受け入れられ、第１頭部は、第１側壁と圧縮性部材との間に配置される。

いくつかの実施形態において、多段停止装置は、任意の組み合わせで、以下の特徴のうちの１以上を備えてもよい。(ａ）第１ピンの第１遠位端部に作用する第１力が、第１ピンを圧縮性部材に向かって移動させ、圧縮性部材が圧縮されて第１力が吸収される。（ｂ）フレーム部材と、第１リンク及び基体の一方に設けられた突出部材との間の接触が、基体に対する第１リンクの回転を停止させる。(ｃ）フレーム部材が、第２開口部を有する第２側壁を更に備え、多段停止装置が、第２頭部から第２遠位端部まで延在する第２シャフトを有する第２ピンを更に備え、第２シャフトが、第２側壁の第２開口部にスライド可能に受け入れられ、第２頭部が、第２側壁と圧縮性部材との間に配置される。（ｄ）第２ピンの第２遠位端部に作用する第２力が、第２ピンを圧縮性部材に向かって移動させ、圧縮性部材が圧縮されて第２力が吸収される。(ｅ）圧縮性部材が、少なくとも４０Ａのショア硬度を有するゴムのブロックを備える。（ｆ）フレーム部材が、当該フレーム部材が取り付けられるように構成された第１リンク及びロボットアームの基体の一方のキー凹部に対応するように構成されたキー輪郭部を有し、第１リンク及びロボットアームの基体の一方に取り付けられたときに、フレーム部材が少なくとも部分的にキー凹部内に受け入れられる。(ｇ）フレーム部材をロボットアームの第１リンク及びベースの一方に取り付けるために、機械的締結具が、フレーム部材を通じて延在する。（ｈ）フレーム部材がロボットアームの第１リンクに取り付けられるように構成されている。（ｉ）第１頭部が第１開口部よりも大きい形状で構成される。及び／又は、以下の詳細な説明に記載されている付加的な特徴のいずれかを備える。

別の例として、ロボットシステムは、回転ジョイントによってロボットアームのベースに接続されたロボットアームの第１リンクを備え、第１リンクがベースに対して回転する。また、ロボットシステムは、多段停止装置を備える。多段停止装置は、第１リンク及び基体の一方に取り付けられたフレーム部材を備える。フレーム部材は、第１開口部を有する第１側壁と、フレーム部材の内部に配置された圧縮性部材と、第１頭部から第１遠位端部まで延在する第１シャフトを有する第１ピンとを備える。第１シャフトは、第１側壁の第１開口部にスライド可能に受け入れられ、第１頭部は、第１側壁と圧縮性部材との間に配置される。また、ロボットシステムは、第１リンク及び基体の他方に取り付けられた第１突出部材を備える。第１突出部材は、第１リンクの第１回転方向への回転を制限するために、基体に対する第１リンクの第１回転位置において、第１ピンの第１遠位端部に接触するように配置される。

いくつかの実施形態において、ロボットシステムは、任意の組み合わせで、以下の特徴の１以上を備えてもよい。(ａ）第１突出部材がボルトを備える。（ｂ）フレーム部材が、第２開口部を有する第２側壁を更に備え、多段停止装置が、第２頭部から第２遠位端部まで延在する第２シャフトを有する第２ピンを更に備え、第２シャフトが第２側壁の第２開口部にスライド可能に受け入れられ、第２頭部が第２側壁と圧縮性部材との間に配置される。(ｃ）第１突出部材が、第２回転位置で第２ピンの第２遠位端部に接触して、第１リンクの第２回転方向への回転を制限する。（ｄ）第１リンク及び基体の他方に取り付けられた第２突出部材であって、第２突出部材は、基体に対する第１リンクの第２回転位置で第２ピンの第２遠位端部に接触して、基体の第２回転方向への回転を制限するように配置される。(ｅ）第２突出部材がボルトを備える。（ｆ）第１突出部材及び第２突出部材の位置が調整可能である。（ｇ）第１リンク及び基体の一方がキー凹部を備え、フレーム部材がキー凹部に対応するように構成されたキー輪郭部を備え、フレーム部材がキー凹部内に少なくとも部分的に受け入れられる。（ｈ）機械的締結具が、フレーム部材の取付開口部を通じて、第１リンク及び基体の一方に延在し、フレーム部材を第１リンク及び基体の一方に取り付けられる。（ｉ）フレーム部材が、第１リンク及び基体の一方のハウジングの内側部分に取り付けられる。（ｊ）フレーム部材が第１リンクに取り付けられる。（ｋ）圧縮性部材が、少なくとも４０Ａのショア硬度を有するゴムのブロックを備える。及び／又は、以下の詳細な説明の項に記載されている付加的な特徴のいずれかを備える。

本明細書に記載された多段停止装置、システム、及び方法の特徴及び利点は、添付の図面と併せて、以下の説明及び添付の特許請求の範囲からより十分に明らかになるであろう。これらの図面は、本開示に係るいくつかの実施形態のみを描いたものであり、その範囲を限定するものとはみなされない。図面において、同様の参照番号又は記号は、文脈上そうでない場合を除き、通常、同様の構成要素を識別する。また、図面は、縮尺通りに描かれていない場合がある。

ロボットアームの一実施形態のアイソメトリック図である。 例えば図１のロボットアームと共に使用するように構成することができる多段停止装置の実施形態の上方斜視図である。 図２Ａの多段停止装置の下方斜視図である。 図２Ａの多段停止装置の上面図である。 図２Ａの多段停止装置を受け入れるように構成されたキー凹部を有する、図１のロボットアームの第１リンクの実施形態の一部を示す斜視図である。 図３のキー凹部に取り付けられた、図２Ａの多段停止装置を示す斜視図である。 ロボットアームの第１リンクの回転を制限するために多段停止装置に接触するように構成された突出部材を有する、図１のロボットアームの基体の一部を例示する斜視図である。 多段停止装置及び突出部材を説明するために、基体と第１リンクとの間の回転ジョイントを通じて切り取られた、図１のロボットアームの断面図である。 多段停止装置及び２つの突出部材を備える実施形態において、基体と第１リンクとの間の回転ジョイントを通じて切り取られた、図１のロボットアームの別の断面図である。 一実施形態に係る図２Ａの多段停止装置の機能を示す図であって、突出部材と接触する前の多段停止装置の一例を示す図である。 一実施形態に係る図２Ａの多段停止装置の機能を示す図であって、突出部材と接触中の多段停止装置の例を示す図である。この例において、突出部材は、多段停止装置のピンの遠位端部に接触しており、ピンが多段停止装置の圧縮性部材を圧縮させている。 一実施形態に係る図２Ａの多段停止装置の機能を示す図であって、突出部材と接触中の多段停止装置の一例を示す図である。この例において、突出部材は、多段停止装置の側壁に接触している。

次に、本開示の多段停止装置、システム、及び方法の特徴について、図示された特定の実施形態を参照して詳細に説明する。本明細書で説明する図示された実施形態は、説明のために提供されるものであり、限定することを意図するものではない。提示された主題の精神又は範囲から逸脱することなく、他の実施形態を利用することができ、他の変更を行うことができる。以下に記載され、図に示された本開示の態様及び特徴は、当業者によって多種多様な異なる構成で配置、置換、結合、及び設計することができることが容易に理解されるが、これらの全ては本開示の一部とされる。

図１は、本明細書に記載の多段停止装置１００を備えるロボットアーム１０の一実施形態のアイソメトリック図である。図示された実施形態において、多段停止装置１００は、図１では視認できない。多段停止装置１００は、例えば、以下で更に説明される図２Ａ～図２Ｃに示されている。図１に示すように、図示された実施形態において、ロボットアーム１０は、基体１２と、第１リンク１４と、第２リンク１６と、エンドエフェクタ１８とを備えている。なお、以下で更に説明する多段停止装置１００は、他の種類のロボットアームやシステムに使用されてもよい。図示されたロボットアーム１０は、例示としてのみ提供されている。

基体１２は、ロボットアーム１０の他の部分を支持するように構成されてもよい。いくつかの実施形態において、基体１２は、ロボットアーム１０のための電子部品の多くを収容する。第１リンク１４は、第１回転ジョイント２０によって基体１２に接続されてもよい。第１回転ジョイント２０は、第１リンク１４が基体１２に対して相対的に回転することを可能にする。図示された実施形態において、第１リンク１４は、第１回転軸２４を中心として、基体１２に対して相対的に回転する。一般的に、基体１２に対する第１リンク１４の回転は、１以上の指示のシーケンス（すなわち、ソフトウェア）の実行を通じて、及び／又は、カスタマイズされたハードウェア（例えば、特定用途向け集積回路、フィールドプログラマブルゲートアレイなど）によって制御されてもよい。しかしながら、例えば、ロボットアーム１０の故障時に、基体１２に対する第１リンク１４の回転を制限又は停止するための機械的機構を提供することが有益又は必要となり得る。本願に記載された多段停止装置１００は、この機能を提供するために、第１回転ジョイント２０に含まれてもよい。例えば、多段停止装置１００は、基体１２に対する第１リンク１４の相対的な回転を制限又は停止するために、第１回転ジョイント２０に含まれてもよい。

引き続き図１を参照すると、第１リンク１４には、第２回転ジョイント２２によって第２リンク１６が接続されている。第２回転ジョイント２２は、第２リンク１６が第１リンク１４に対して相対的に回転することを可能にする。図示された実施形態において、第２リンク１６は、第２回転軸２６を中心として第１リンク１４に対して相対的に回転する。一般的には、第１リンク１４に対する第２リンク１６の回転は、ソフトウェア又はカスタマイズされたハードウェアによって制御又は制限されてもよい。しかしながら、ロボットアーム１０が故障した場合に、第１リンク１４に対する第２リンク１６の回転を制限又は停止するための機械的機構を提供することが有益又は必要となり得る。以下に説明する多段停止装置１００は、いくつかの実施形態において、この機能性を提供するために第２回転ジョイント２２に含まれてもよい。例えば、多段停止装置１００は、第１リンク１４に対する第２リンク１６の相対的な回転を制限又は停止するために、第２回転ジョイント２２に含まれてもよい。いくつかの実施形態において、異なるタイプの停止装置が第２回転ジョイント２２に含まれてもよい。

図示された実施形態において、基体１２と第１リンク１４と第２リンク１６とは、選択的コンプライアンス組立ロボットアーム（ＳＣＡＲＡ）を形成するように配置されている。多段停止装置１００は、ＳＣＡＲＡの回転関節のいずれかで使用されてもよい。また、多段停止装置１００は、他のタイプのロボットアーム（例えば、非ＳＣＡＲＡロボットアーム）で使用するように構成されてもよい。

図１の図示された実施形態において、ロボットアーム１０は、エンドエフェクタ１８を備えている。この実施形態において、エンドエフェクタ１８は、第１回転軸２４及び／又は第２回転軸２６を中心として第１リンク１４及び／又は第２リンク１６を回転させることによって位置調整可能である。エンドエフェクタ１８は、当業者には明らかなように、様々なタスクを実行するように構成されてもよい。

以下に説明する例の多くでは、多段停止装置１００は、第１リンク１４と基体１２との間の第１回転ジョイント２０を参照して説明される。これは、多段停止装置１００が、ロボットアーム１０の任意の他の回転ジョイントで代替的又は付加的に使用できることを理解した上で、説明を容易にするために行われる。

図２Ａ～図２Ｃは、本開示による多段停止装置１００の一実施形態を示している。図２Ａは、上方斜視図である。図２Ｂは、下方斜視図である。図２Ｃは、多段停止装置１００の上面図である。

上述したように、多段停止装置１００は、図１などに図示されているロボットアーム１０などのロボットアーム又はシステムの回転ジョイントで回転を停止又は制限するように構成されてもよい。例えば、図１のロボットアーム１０を参照すると、多段停止装置１００は、第１回転ジョイント２０に設置されて、基体１２に対する第１リンク１４の回転を停止又は制限してもよい。また、多段停止装置１００は、第２回転ジョイント２２に設置されて、第１リンク１４に対する第２リンク１６の回転を停止又は制限してもよい。多段停止装置１００の例示的な設置については、図３～図５を参照して以下でより詳細に説明する。

図２Ａ～図２Ｃの図示された実施形態において、多段停止装置１００は、フレーム部材１０２、第１ピン１０４、第２ピン１０６、及び圧縮性部材１０８を備えている。これらの特徴について、より詳細に説明する。

フレーム部材１０２は、多段停止装置１００の本体又はハウジングを構成してもよい。図示された実施形態において、フレーム部材１０２は、単一の一体的な部品を備える。いくつかの実施形態において、フレーム部材１０２は、フレーム部材１０２を形成するために一緒に接合された複数の部品で構成されてもよい。フレーム部材１０２は、多くの種類の金属のような、強くて剛性を有する材料で作成されてもよい。いくつかの実施形態において、フレーム部材１０２は、鋼で作成される。

図２Ａに示すように、図示された実施形態において、フレーム部材１０２は、第１側壁１１０を備える。第１側壁１１０は、その中に画定された第１開口部１１２を有してもよい。すなわち、第１開口部１１２は、第１側壁１１０を貫通して形成され、第１側壁１１０を通じて延在してもよい。図示されているように、いくつかの実施形態において、第１開口部１１２は、第１ピン軸１３２に沿って延在する。第１開口部１１２は、その中に第１ピン１０４を受け入れるように構成されてもよい。例えば、図示されているように、第１ピン１０４は、第１開口部１１２を通じて、及び、フレーム部材１０２の第１側壁１１０を通じて延在している。第１開口部１１２は、第１ピン１０４が第１開口部１１２内にスライド可能に受け入れられるように構成されてもよい。このため、いくつかの実施形態において、第１開口部１１２は、第１ピン１０４が第１ピン軸１３２に沿って第１開口部１１２を通じて前後にスライドできるように、第１ピン１０４よりも僅かに大きく（例えば、断面積、直径などの点で約１％、２．５％、５％、１０％、１５％、又は２０％大きく）してもよい。図示された実施形態において、第１開口部１１２は、第１ピン１０４の円形断面に対応する円形断面で示されている。一般的に、第１開口部１１２の断面は、第１ピン１０４の断面に対応するように構成されているが、これは必ずしもそうである必要はない。更に、第１開口部１１２及び第１ピン１０４の断面は、いくつかの実施形態において、他の非円形の形状であってもよい。

同様に、図示された実施形態において、フレーム部材１０２は、第２側壁１１４も備える。第２側壁１１４は、第１側壁１１０とは反対側にあるフレーム部材１０２の一側部において、フレーム部材１０２上に配置されてもよい。図示された実施形態において、第２側壁１１４は、その中に画定された第２開口部１１６を有してもよい。すなわち、第２開口部１１６は、第２側壁１１４を貫通して形成され、第２側壁１１４を通じて延在してもよい。図示されているように、いくつかの実施形態において、第２開口部１１６は、第２ピン軸１４０に沿って延在してもよい。第２開口部１１６は、その中に第２ピン１０６を受け入れるように構成されてもよい。例えば、図示されているように、第２ピン１０６は、第２開口部１１６を通じて、及び、フレーム部材１０２の第２側壁１１４を通じて延在している。第２開口部１１６は、第２ピン１０６が第２開口部１１６内にスライド可能に受け入れられるように構成されてもよい。例えば、第２開口部１１６は、第２ピン１０６が第２ピン軸１４０に沿って第２開口部１１６を通じて前後にスライドできるように、第２ピン１０６よりも僅かに大きく（例えば、１％、２．５％、５％、１０％、１５％、又は２０％大きく）てもよい。いくつかの実施形態において、第２開口部１１６は、第１開口部１１２と同じサイズであるが、これは全ての実施形態でそうである必要はない。図示された実施形態において、第２開口部１１６は、第２ピン１０６の円形断面に対応する円形断面で示されている。一般的に、第２開口部１１６の断面は、第２ピン１０６の断面に対応するように構成されているが、これは必ずしもそうである必要はない。更に、第２開口部１１６及び第２ピン１０６の断面は、いくつかの実施形態において、他の非円形の形状であってもよい。

図２Ａに示すように、フレーム部材１０２は、外側壁１１８を備えてもよい。図示された実施形態において、外側壁１１８は、（図示されている向きに対して）フレーム部材１０２の上部で第１側壁１１０と第２側壁１１４との間に延在している。更に、フレーム部材１０２は、内側部分１２０を備えてもよい。図示されているように、いくつかの実施形態において、内側部分１２０は、（図示されている向きに対して）フレーム部材１０２の下部で第１側壁１１０と第２側壁１１４との間に延在している。

このように、フレーム部材１０２は、例えば図２Ａに示されているように、第１側壁１１０、第２側壁１１４、外側壁１１８、及び内側部分１２０を備えてもよい。第１側壁１１０、第２側壁１１４、外側壁１１８、及び内側部分１２０は、その間に空間１２２を有するように配置されてもよい。例えば、図２Ａに示すように、空間１２２は、第１側部では第１側壁１１０によって、第２側部では第２側壁１１４によって、第３側部では外側壁１１８によって、第４側部では内側部分１２０によって、境界が定められている。以下でより詳細に説明するように、圧縮性部材１０８は、空間１２２内に受け入れられて配置されてもよい。すなわち、圧縮性部材１０８は、図示されているように、第１側壁１１０、第２側壁１１４、外側壁１１８、及び内側部分１２０の間に配置されてもよい。

第１側壁１１０、第２側壁１１４、外側壁１１８、及び内側部分１２０は、フレーム部材１０２がキー輪郭部１２４を構成するように配置されてもよい。フレーム部材１０２を参照して使用される場合、用語「輪郭部」は、上方（例えば、図２Ｃに示されるように）又は下方から見たときのフレーム部材１０２の外側輪郭部又は外側形状をいう。例えば、図示された実施形態において、フレーム部材１０２の輪郭部は、丸みを帯びた角部を有する概ね４つの側面を備える楔状の形状を有する。この形状の特定の特徴は、図２Ｃを参照して以下でより詳細に説明される。更に、図示された輪郭部は、例示としてのみ提供され、フレーム部材１０２の他の輪郭部形状であってもよい。フレーム部材１０２の輪郭部は、図３及び図４を参照して以下に説明するように、ロボットアーム１０に取り付けられたときに、対応するキー凹部１５８内に収まるように構成されるので、「キー」と呼ばれる。

引き続き図２Ａを参照して、第１ピン１０４及び第２ピン１０６のいくつかの実施形態に存在する特徴を説明する。図示された実施形態において、第１ピン１０４は、第１シャフト１２６を備えている。図示されているように、第１シャフト１２６は、円形断面を有するが、全ての実施形態においてそうである必要はなく、第１シャフト１２６の他の断面形状であってもよい。第１シャフト１２６は、第１頭部１２８と第１遠位端部１３０との間で、第１ピン軸１３２に沿って延在している。図２Ａに示すように、第１ピン１０４の第１シャフト１２６は、第１側壁１１０の第１開口部１１２を通じて延在している。上述したように、第１シャフト１２６は、第１ピン１０４が第１ピン軸１３２に沿って第１開口部１１２を通じて前後にスライドできるように、第１開口部１１２内にスライド可能に受け入れられてもよい。スライドを容易にするために、いくつかの実施形態において、第１シャフト１２６は、第１開口部１１２よりも僅かに小さく（例えば、約１％、２．５％、５％、１０％、１５％、又は２０％小さく）てもよい。

図２Ａに示すように、第１ピン１０４の第１頭部１２８は、第１側壁１１０と圧縮性部材１０８との間に配置されてもよい。いくつかの実施形態において、例えば、図示されているように、第１頭部１２８は、第１開口部１１２よりも大きい形状又は直径を有してもよい。これは、第１ピン１０４を第１開口部１１２内に保持するために含まれてもよい。例えば、図示されているように、第１頭部１２８は、第１ピン１０４が第１開口部１１２から完全に滑り出ることを抑える。そのため、図２Ａに図示されている位置から、第１ピン１０４は、圧縮性部材１０８に向かって内側にスライドする（圧縮性部材１０８を圧縮させる）ことができるが、第１頭部１２８が第１開口部１１２を通るように適合していないので、外側にスライドする（圧縮性部材から離れる）ことは制限又は防止される。

図２Ａに図示されているように、拡大された第１頭部１２８は、圧縮性部材１０８のより大きな表面積に力を分散することも有益である。図７Ａ～図７Ｃを参照して以下でより詳細に説明するように、多段停止装置１００の使用中に、第１ピン１０４の第１遠位端部１３０に力が付与されてもよい。当該力は、第１ピン１０４を第１ピン軸１３２に沿って圧縮性部材１０８に向かってスライドする（圧縮性部材１０８を圧縮させる）ようにしてもよい。第１頭部１２８は、圧縮性部材１０８に接触して、第１ピン１０４に作用する力を圧縮性部材１０８に伝達してもよい。拡大された第１頭部１２８は、圧縮性部材１０８のより大きな部分に力を分散させることができる。

多くの点で、第２ピン１０６は、第１ピン１０４と同様であってもよい。例えば、図示された実施形態において、第２ピン１０６は、第２シャフト１３４を備えている。第２シャフト１３４は、円形断面を有してもよいが、全ての実施形態においてそうである必要はなく、第２シャフト１３４の他の断面形状であってもよい。第２シャフト１３４は、第２頭部１３６と第２遠位端部１３８との間で、第２ピン軸１４０に沿って延在している。図２Ａに示すように、第２ピン１０６の第２シャフト１３４は、第２側壁１１４の第２開口部１１６を通じて延在している。上述したように、第２シャフト１３４は、第２ピン１０６が第２ピン軸１４０に沿って第２開口部１１６を通じて前後にスライドできるように、第２開口部１１６内にスライド可能に受け入れられてもよい。スライドを容易にするために、いくつかの実施形態において、第２シャフト１３４は、第２開口部１１６よりも僅かに小さく（例えば、約１％、２．５％、５％、１０％、１５％、又は２０％小さく）てもよい。

図２Ａに示すように、第２ピン１０６の第２頭部１３６は、第２側壁１１４と圧縮性部材１０８との間に配置されてもよい。いくつかの実施形態において、例えば、図示されているように、第２頭部１３６は、第２開口部１１６よりも大きい形状又は直径を有してもよい。これは、第２ピン１０６を第２開口部１１６内に保持するために含まれてもよい。図示されているように、第２頭部１３６は、第２ピン１０６が第２開口部１１６から完全に滑り出ることを抑える。そのため、図２Ａに図示されている位置から、第２ピン１０６は、圧縮性部材１０８に向かって内側にスライドする（圧縮性部材１０８を圧縮させる）ことができるが、第２頭部１３６が第２開口部１１６を通じて適合していないため、外側にスライドする（圧縮性部材から離れる）ことが制限又は防止される。第１ピン１０４と同様に、図２Ａに図示されているように、第２ピン１０６上の拡大された第２頭部１３６が圧縮性部材１０８のより大きな表面積に力を分散することも有益である。

第１ピン１０４及び第２ピン１０６は、多くの種類の金属などの強力で剛性を有する材料で作成されてもよい。いくつかの実施形態において、第１ピン１０４及び第２ピン１０６は、鋼で作成される。いくつかの実施形態において、第１ピン１０４及び第２ピン１０６は、鋳造される。いくつかの実施形態において、第１ピン１０４及び第２ピン１０６は、同一である。

図２Ａに示されているように、いくつかの実施形態において、圧縮性部材１０８は、第１ピン１０４の第１頭部１２８と第２ピン１０６の第２頭部１３６との間の空間１２２内に配置される。より具体的には、いくつかの実施形態において、第１ピン１０４の第１頭部１２８は、圧縮性部材１０８の第１壁１４２に作用し、第２ピン１０６の第２頭部１３６は、圧縮性部材１０８の第２壁１４４に作用する。そのため、いくつかの実施形態において、第１ピン１０４の第１遠位端部１３０又は第２ピン１０６の第２遠位端部１３８のいずれかに作用する力が、第１ピン１０４又は第２ピン１０６によって、圧縮性部材１０８に伝達されてもよい。力が十分であれば、圧縮性部材１０８を圧縮させて、力を有益に吸収することができる。上述したように、これにより、多段停止装置１００の第１段階を提供することができる。例えば、衝突の場合には、図７Ａ～図７Ｃを参照して以下に更に詳細に説明するように、力の一部が圧縮性部材１０８の圧縮によって吸収されてもよい。

圧縮性部材１０８の両側に第１ピン１０４及び第２ピン１０６を備える図示された実施形態は、両方の回転方向で回転運動を制限するために有益に使用されてもよい。更に、この設計は、第１ピン１０４及び第２ピン１０６の両方によって作用される単一の圧縮性部材１０８を使用するように構成することができるので、有利である。このような構成は、多段停止装置１００のサイズを有利に減少させ、小さなスペースに設置することを可能にすることができる。図示された実施形態は、第１ピン１０４及び第２ピン１０６を備えるが、いくつかの実施形態において、単一のピンのみを備えてもよい。単一のピン装置は、単一の方向にのみ回転を制限するために使用されてもよい。

図示された実施形態において、圧縮性部材１０８は、六角形の形状を有する。これは、全ての実施形態においてそうである必要はなく、圧縮性部材１０８のための他の形状でもよい。

図２Ａの例示された実施形態に示すように、圧縮性部材１０８は、材料のブロックで構成されてもよい。材料は、衝突の間に予想される力を吸収するように構成された硬度を有するように選択されてもよい。衝突時に予想される力は、例えば、ロボットアーム及びその様々なリンクのサイズ及び重量、ロボットアームが回転する速度、ロボットアームが動作する潜在的な最大積載量、及び多段停止装置１００の配置を含む、ロボットアームの様々なパラメータの考慮に基づいて決定されてもよい。

例えば、より重い最大積載量で動作するより大きくて重いロボットアームは、より軽い最大積載量で動作するより小さくて軽いロボットアームよりも、衝突時に大きな力を生じ得る。別の例として、より速い速度で動作するロボットアームは、より遅い速度で動作するロボットアームよりも、衝突時に大きな力を生じ得る。別の例として、回転軸の近く配置された多段停止装置１００は、回転軸から遠くに配置された多段停止装置１００よりも、衝突時に大きな力を生じ得る。

いくつかの実施形態において、より大きな力が予想される場合、圧縮性部材１０８は、より硬い材料で構成されてもよい。いくつかの実施形態において、圧縮性部材１０８の材料は、少なくとも約４０Ａ、５０Ａ、６０Ａ、７０Ａ、８０Ａ、９０Ａ、１００Ａ、１０Ｄ、２０Ｄ、３０Ｄ、４０Ｄ、５０Ｄ、６０Ｄ、７０Ｄ、７５Ｄ、８０Ｄ、９０Ｄ、又は１００Ｄのショア硬度を有してもよい。いくつかの実施形態において、圧縮性部材１０８は、ゴム材料で構成されてもよい。いくつかの実施形態において、圧縮性部材１０８は、バネで構成されてもよい。

いくつかの実施形態において、例えば、図２Ａに図示されているように、多段停止装置１００は、多段停止装置１００をロボットアーム１０に取り付けるための締結具１４８を受け入れるように構成された取付開口部１４６を有してもよい。図示された実施形態において、取付開口部１４６は、フレーム部材１０２の内側部分１２０を貫通して形成されている。図示された実施形態において、締結具１４８は、図示のようにボルトを備える。多段停止装置１００をロボットアーム１０に固定するための他の機構も考えられる。後述する図４は、設置された状態の多段停止装置１００の一例を示している。

図２Ｂは、多段停止装置１００の下方斜視図である。図２Ｂに示されているように、いくつかの実施形態において、フレーム部材１０２は、底壁１５０（すなわち、図１のロボット装置に設置されたときの構造による底壁）を更に備えてもよい。底壁１５０は、第１側壁１１０、第２側壁１１４、外側壁１１８、及び内側部分１２０の間に延在してもよい。底壁１５０は、圧縮性部材１０８が配置される空間１２２を部分的に画定してもよい。いくつかの実施形態において、底壁１５０は、示されているように、その中に形成された開口部１５２を有する。

図２Ｃは、多段停止装置１００の上面図であり、いくつかの実施形態において、フレーム部材１０２のキー輪郭部１２４のいくつかの態様が、多段停止装置１００が設置される回転ジョイントの回転軸１５４に対する多段停止装置１００の配置に基づいて部分的に決定されてもよいことを示している。図２Ｃに示すように、第１側壁１１０と第２側壁１１４とは、互いに相対的に角度αで形成されてもよい。角度αは、図示されるように、フレーム部材１０２に楔状の形状を与えてもよい。角度αは、第１側壁１１０の面と第２側壁１１４の面とが回転軸１５４で交差するように構成されてもよい。このような角度αは、第１ピン軸１３２と第２ピン軸１４０とが、回転軸から半径Ｒで形成される円１５６に接することを提供することができる。第１ピン１０４と第２ピン１０６とは、円１５６から半径Ｒの位置に配置されてもよい。圧縮性部材１０８の第１壁１４２と第２壁１４４との間に形成される角度βは、角度αと実質的に又はほぼ等しくてもよい。これにより、第１ピン１０４又は第２ピン１０６によって圧縮性部材１０８に取り込まれる力が、第１壁１４２又は第２壁１４４に対して垂直な方向に作用することが提供され得る。いくつかの実施形態において、この構成は、ロボットアーム１０の内部への多段停止装置１００の設置を容易にすることができる。

図３は、図２Ａ～図２Ｃの多段停止装置１００を受け入れるように構成されたキー凹部１５８の一実施形態を示す斜視図である。図示された実施形態において、キー凹部１５８は、図１のロボットアーム１０の第１リンク１４に形成されている。特に、図示された実施形態において、キー凹部１５８は、第１リンク１４のハウジング１６８の内側部分又は内側表面１６６に形成されている。ハウジング１６８の内側部分又は内側表面１６６は、ロボットアーム１０が組み立てられたときに視認できない第１リンク１４の一部分であってもよい。いくつかの実施形態において、ハウジング１６８の内側部分又は内側表面１６６は、ロボットアーム１０が組み立てられたときに、基体１２の内側表面又は部分１７０に面してもよい（例えば、図５参照）。しかしながら、いくつかの実施形態において、キー凹部１５８は、ハウジング１６８の外側部分又は外側表面に配置されてもよい。また、以下で更に説明されるように、キー凹部１５８は、異なる位置にも形成されてもよい。例えば、いくつかの実施形態において、キー凹部１５８は、基体１２の内側表面又は外側表面に形成されてもよい。いくつかの実施形態において、多段停止装置１００は、ロボットアームの２つのリンク間の関節に配置されてもよい。したがって、いくつかの実施形態において、キー凹部１５８は、リンクのいずれかに配置されてもよい。

図３に示すように、キー凹部１５８は、多段停止装置１００のフレーム部材１０２のキー輪郭部１２４に対応するように形状及びサイズが構成されている。キー凹部１５８は、多段停止装置１００を密接に受け入れるように構成されてもよく、多段停止装置１００がキー凹部１５８内に配置されると、多段停止装置１００とキー凹部１５８との間の遊び（例えば、相対移動、クリアランス、隙間（lash）など）が制限される。

キー凹部１５８は、図示されているように、取付開口部１６０を有してもよい。取付開口部１６０は、多段停止装置１００をキー凹部１５８内に固定するために、多段停止装置１００の締結具１４８の一部を受け入れるように構成されてもよい。例えば、締結具１４８は、多段停止装置１００のフレーム部材１０２の取付開口部１４６を通じて、キー凹部１５８の取付開口部１６０の中に延在してもよい。いくつかの実施形態において、締結具１４８は、ボルトを備え、取付開口部１６０は、ボルトのねじ切りされた端部を受け入れるようにねじ切りされている。

いくつかの実施形態において、キー凹部１５８は、図示されているように、突出部１６２も有する。突出部１６２は、圧縮性部材１０８を予め決められた位置に保持するために、多段停止装置１００の空間１２２内に部分的に延在するように構成されてもよい。例えば、図示された実施形態において、突出部１６２は、フレーム部材１０２の第１側壁１１０と第２側壁１１４との間の空間１２２内に延在し、圧縮性部材１０８の表面に接触するように構成されたＶ字型の形状を有する。突出部１６２は、Ｖ字型の形状で図示されているが、他の実施形態において、突出部１６２は、他の形状で構成されてもよい。

上述したように、キー凹部１５８は、多段停止装置１００を少なくとも部分的にその中に受け入れるように構成されている。これにより、１以上の有益な目的を果たすことができる。例えば、キー凹部１５８は、取り付けられたときに多段停止装置１００が正しく方向付けられて配置されることを保証する役割を果たし得る。キー凹部１５８と多段停止装置１００のキー輪郭部１２４との間の係合は、いくつかの実施形態において、多段停止装置１００が単一の位置及び向きでのみ取り付けられることを確実にする、又はそれを助けることができる。これにより、多段停止装置１００が誤って設置されることを防止又は低減し、多段停止装置１００を回転軸２４に対して正しく配置することができる（多段停止装置１００と回転軸１５４との間の相対的な位置を示す図２Ｃも参照）。

別の例として、多段停止装置１００のキー凹部１５８とキー輪郭部１２４との間の係合は、多段停止装置１００と、それが取り付けられているロボットアーム１０の部分（例えば、図示の例では第１リンク１４）との間で、有益に力を伝達することができる。例えば、衝突の際に、多段停止装置１００に作用する力は、多段停止装置１００とキー凹部１５８の壁１６４との間の接触を通じて、多段停止装置１００と第１リンク１４との間で伝達され得る。これにより、締結具１４８が多段停止装置１００を第１リンク１４に固定する唯一の機構である場合に、締結具１４８を潜在的にせん断し得る力を有利に分散させ得る。このように、多段停止装置１００とキー凹部１５８とを組み込んだシステムは、いくつかの実施形態において、キー凹部１５８を有さないシステムよりも高い力に対応することができる。それでも、力がより低いいくつかの実施形態において、多段停止装置１００は、キー凹部１５８なしで使用されてもよい。

図４は、図３のキー凹部１５８に取り付けられた多段停止装置１００を示す斜視図である。図示されているように、フレーム部材１０２は、キー輪郭部１２４及びキー凹部１５８の対応する性質のために、キー凹部１５８内に密接に受け入れられる。上述したように、これにより、多段停止装置１００が正しく方向付けられて配置され、多段停止装置１００と第１リンク１４との間で力を伝達することを有益に確保することができる。更に、図示されているように、締結具１４８は、多段停止装置１００をキー凹部１５８に固定することができる。締結具１４８は、例えば、ボルトのような機械的締結具で構成されてもよい。

図示された実施形態において、多段停止装置１００は、取り付けられたとき、第１リンク１４のハウジング１６８の内側表面又は内側部分１６６上に配置される。多段停止装置１００をハウジング１６８の内側表面又は内側部分１６６上に配置することは、多段停止装置１００を隠してロボットアーム１０の外観を向上させることができるので、有利であると考えられる。他の実施形態において、多段停止装置１００は、第１リンク１４のハウジング１６８の外側表面又は外側部分、或いは、基体１２の内側表面、外側表面、又は部分に位置決めされてもよい。

図５は、回転軸２４を中心とした基体１２に対する第１リンク１４の回転を制限又は停止するために多段停止装置１００に接触するように構成された突出部材１７２を備える、図１のロボットアーム１０の基体１２の一部を示す斜視図である。図示された実施形態において、突出部材１７２は、基体１２のハウジング１７４の内側部分又は内側表面１７０から突出している。ハウジング１７４の内側部分又は内側表面１７０は、ロボットアーム１０が組み立てられたときに視認できない基体１２の部分であってもよい。いくつかの実施形態において、ハウジング１７４の内側部分又は内側表面１７０は、ロボットアーム１０が組み立てられたときに、第１リンク１４の内側表面又は内側部分１６６に面してもよい（例えば、図４及び図５参照）。

突出部材１７２は、第１リンク１４が基体１２に対して相対的に回転する際に、多段停止装置１００の第１ピン１０４及び／又は第２ピン１０６と接触するように配置されている。したがって、多段停止装置１００が第１リンク１４の内側部分又は内側表面上に配置される場合、突出部材１７２は、基体１２の対応する内側部分又は内側表面上（又はその逆）に配置されてもよい。同様に、多段停止装置１００が第１リンク１４の外側部分又は外側表面上に配置される場合、突出部材１７２は、基体１２の対応する外側部分又は外側表面上（又はその逆）に配置されてもよい。いくつかの実施形態において、多段停止装置１００は、第１リンク１４の内側部分又は内側表面上に位置決めされ、突出部材１７２は、基体１２の対応する外側部分又は外側表面上（又はその逆）に位置決めされてもよい。

突出部材１７２は、基体１２に対する第１リンク１４の回転中に突出部材１７２が第１ピン１０４及び／又は第２ピン１０６と接触するように、回転軸２４から第１ピン１０４及び第２ピン１０６と同じ距離に配置されてもよい。図７Ａ～図７Ｃを参照してより詳細に説明されるように、突出部材１７２と第１ピン１０４及び／又は第２ピン１０６との間の接触は、基体１２に対する第１リンク１４の回転を制限又は停止する。

いくつかの実施形態において、例えば、図示されているように、突出部材１７２は、ボルトを備えてもよい。図示された実施形態において、ボルト頭部は、基体１２に対する第１リンク１４の回転中に第１ピン１０４及び／又は第２ピン１０６に接触するような位置で、基体１２の内側表面又は内側部分１７０から突出する。図５に示すように、いくつかの実施形態において、基体１２の内部表面又は内側部分１７０は、突出部材１７２が設置可能な複数の位置１７６を有してもよい。例えば、図５において、基体１２の内側表面又は内側部分１７０は、突出部材１７２が設置可能な８つの位置１７６を有する。図示された実施形態において、８つの位置１７６は、ボルトを取り付けることができる８つのボルト穴で構成される。いくつかの実施形態において、他の数の位置１７６（例えば、１つ、２つ、３つ、４つ、５つ、６つなど）を有してもよい。異なる位置１７６は、基体１２に対する第１リンク１４の回転中に、突出部材１７２が異なる回転位置で第１ピン１０４及び／又は第２ピン１０６に接触するように、突出部材１７２が異なる位置に設置されることを可能にする。更に、いくつかの実施形態において、後述する図６Ｂに示すように、第１リンク１４と基体１２との間の回転運動の範囲を制限するように、２以上の突出部材１７２を設置してもよい。

図６Ａは、第１実施形態に係る多段停止装置１００及び突出部材１７２を図示するように、基体１２と第１リンク１４との間の回転ジョイント２０（図１参照）を通じて切り取られた、図１のロボットアーム１０の断面図である。この図示された実施形態は、図示のように単一の突出部材１７２を備える。このように、第１リンク１４は、図示されているような回転範囲１７８を有する回転軸２４を中心として、基体１２に対して相対的に回転してもよい。回転範囲１７８の極部（破線上の矢印の頭で図示）において、第１ピン１０４と第２ピン１０６とは、回転を制限及び停止するように突出部材１７２と接触する。

図６Ｂは、図示のように配置された多段停止装置１００と２つの突出部材１７２とを備える実施形態において、基体１２と第１リンク１４との間の回転ジョイント２０を通じて切り取った図１のロボットアーム１０の別の断面図である。この実施形態において、第１リンク１４は、２つの突出部材１７２の間の回転範囲１７８においてのみ、基体１２に対して相対的に回転することができるので、回転範囲１７８が低減される。

図６Ａ及び図６Ｂ（並びに本開示の全体）を考慮すれば当業者には明らかなように、突出部材１７２の位置及び数（例えば、１つ又は２つの使用）を調整することによって、基体１２に対する第１リンク１４の回転範囲１７８を調整することが可能である。上述したように、突出部材１７２は、可能な位置１７６のいずれかに設置することができる。

回転範囲１７８の各極部において、第１ピン１０４及び第２ピン１０６の一方は、突出部材１７２と接触する。図７Ａ～図７Ｃは、多段停止装置１００が突出部材１７２と接触したときの多段停止装置１００の機能を示す図である。図７Ａ～図７Ｃは、第１ピン１０４と突出部材１７２との接触を示す図である。第２ピン１０６と突出部材１７２との間の接触も同様であり得る。

図７Ａは、突出部材１７２との接触前の多段停止装置１００を示す図である。多段停止装置１００は、接触前のデフォルト構造であり、圧縮性部材１０８は、非圧縮状態である。第１リンク１４が基体１２に対して相対的に回転すると、突出部材１７２は、矢印で示される方向に第１ピン１０４に接近する。

図７Ｂは、突出部材１７２と接触している間の多段停止装置１００の「第１段階」の例を示す図である。この例では、突出部材１７２が多段停止装置１００の第１ピン１０４の遠位端部に接触すると、第１ピン１０４が内側に駆動され、多段停止装置１００の圧縮性部材１０８を圧縮する。いくつかの実施形態において、圧縮性部材１０８の圧縮は、突出部材１７２と多段停止装置１００との間の衝突力を吸収し、分散させる。多段停止装置１００の第１段階は、第１ピン１０４が圧縮性部材１０８を圧縮する際に発生するコンプライアント段階であってもよい。

図７Ｃは、突出部材１７２と接触している間の多段停止装置１００の「第２段階」の一例を示す図である。この例では、突出部材１７２が第１ピン１０４を完全に押し込み、突出部材１７２が多段停止装置１００の第１側壁１１０に接触するようになっている。第１側壁１１０は、ハードストップとして機能し、基体１２に対する第１リンク１４の更なる回転を抑える。多段停止装置１００の第２段階は、突出部材が多段停止装置１００の第１側壁１１０に接触してそれ以上の回転を抑えるときに発生するハードストップ段階であってもよい。

本明細書に記載の多段停止装置１００は、他のタイプの機械的停止装置では達成できない利点を提供することができる。他の機械的停止装置は、一般的に、回転を突然停止させるハードストップのみで構成される。これらの他のハードストップは、多くの場合、ボルト－オン－ボルト又はボルト－オン－ゴムの直接的な接触によって形成され、それらが取り付けられているロボットアームに大きな摩耗を引き起こす可能性がある。更に、これらの他のハードストップは、ロボットアームの外側に配置されることが多く、これは不利になる可能性がある。最後に、これらの他のハードストップは、一般的に予め決められた位置に配置されているため、ユーザがアームの回転角度を調整することができない。

これに対して、本明細書に記載の多段停止装置１００は、ロボットアームの摩耗を低減することができる第１コンプライアント段階及び第２ハードストップ段階を備えている。更に、多段停止装置１００は、（上述した例のように）ロボットアームの内部に配置することができる。最後に、多段停止装置１００は、突出部材１７２を、いずれかの利用可能な位置１７６（図５、図６Ａ、及び図６Ｂ参照）に移動させることによって調整可能である。

図２Ａに示すような多段停止装置は、図１に示すようなロボットアーム１０でテストされ、フルスピード及びフル最大積載量での衝突を存続させながら、回転軸２４を中心とした回転を停止させる。テストされた圧縮性部材１０８は、７５Ｄのショア硬度を有していた。しかしながら、これは一例に過ぎず、上述したように他の多くの実施形態が可能である。

上述の説明は、本明細書に開示されたシステム、デバイス、及び方法の特定の実施形態を詳述している。しかしながら、前述の内容がテキストでどれほど詳細に表示されていても、システム、デバイス、及び方法は、多くの手段で実施できることが理解されるであろう。また、上述のように、本開示の特定の特徴又は態様を説明する際に特定の用語を使用することは、その用語が関連付けられている技術の特徴又は態様の任意の特定の特性を含むように本明細書で再定義されていることを意味するように取られるべきではないことに留意されたい。

記載された技術の範囲から逸脱することなく、様々な修正や変更が可能であることは、当業者には理解されるであろう。そのような修正及び変更は、実施形態の範囲内に入ることが意図されている。また、ある実施形態に含まれる部品は、他の実施形態と交換可能であり、示された実施形態からの１以上の部品は、任意の組み合わせで他の示された実施形態に含まれることができることも、当業者には理解されるであろう。例えば、本明細書に記載された、及び／又は、図に示された様々な部品のいずれかを、他の実施形態と組み合わせたり、交換したり、除外したりしてもよい。

本明細書における実質的に任意の複数形及び／又は単数形の用語の使用に関して、当業者は、文脈及び／又は用途に応じて、複数形から単数形へ、及び／又は、単数形から複数形へと翻訳してもよい。様々な単数／複数の置換は、明確にするために本明細書に明示的に記載されてもよい。

本明細書で使用される方向性の用語（例えば、上（top）、下（bottom）、側（side）、上（up）、下（down）、内側（inward）、外側（outward）など）は、一般的に、図に示された方向性を参照して使用され、限定することを意図していない。例えば、上述の上面は、下面又は側面と言ってもよい。そのため、上面で説明した特徴は、底面、側面、又はその他の表面に含まれてもよい。

一般的に、本明細書で使用される用語は、一般的に「オープン」な用語として意図されていることが、当業者には理解されるであろう（例えば、用語「備える（including）は、「備えるがそれに限定されない（including but not limited to）」として解釈されるべきであり、用語「有する（having）」は、「少なくとも有する（having at least）」として解釈されるべきであり、用語「含む（includes）」は、「含むがそれに限定されない（includes but is not limited to）」として解釈されるべきである）。導入された請求項の記載の特定の数が意図される場合、そのような意図は請求項に明示的に記載され、そのような記載がない場合には、そのような意図は存在しないことが、当業者によって更に理解されるであろう。例えば、理解を助けるために、以下の添付の請求項は、請求項の記載を導入するために「少なくとも１つ」及び「１以上」という導入フレーズの使用を含み得る。しかしながら、このようなフレーズの使用は、不定冠詞「a」又は「an」による請求項の記載の導入が、そのような導入された請求項を含む特定の請求項を、そのような記載を１つだけ含む実施形態に限定することを意味すると解釈されるべきではなく、同じ請求項が導入フレーズ「１以上」又は「少なくとも１つ」及び「a」又は「an」などの不定冠詞を含む場合でも同様である（例えば、「a」や「an」は、通常、「少なくとも１つ」や「１以上」を意味すると解釈されるべきである）。請求項の記載に定冠詞を使用する場合も同様である。更に、導入された請求項の記載の特定の数が明示的に記載されている場合であっても、当業者であれば、そのような記載は、通常、少なくとも記載された数を意味する（例えば、他の修飾語を伴わない「２（two recitations）」という記載は、通常、少なくとも２、又は２以上を意味する）ように解釈されるべきであることを認識するであろう。当業者であれば、明細書、特許請求の範囲、図面のいずれにおいても、２以上の代替用語を示すあらゆる分離語及びフレーズは、いずれかの１つの用語、いずれかの用語、又は両方の用語を含む可能性を想定していると理解されるだろう。例えば、フレーズ「Ａ又はＢ」は、「Ａ」又は「Ｂ」、或いは、「Ａ及びＢ」の可能性を含むと理解されるであろう。

本明細書で使用される用語「備える（comprising）」は、「有する（including）」、「含む（containing）」、又は「により特徴付けられる（characterized by）」と同義であり、包括的又はオープンエンドであり、付加的で言及されていない構成要素又は方法ステップを除外するものではない。

以上の説明は、本発明のいくつかの方法及び材料を開示している。本発明は、方法及び材料の変更、並びに、製造方法及び装置の変更を受けやすい。このような変更は、本開示の検討又は本明細書に開示された発明の実施により、当業者には明らかになるであろう。従って、本発明は、本明細書に開示された特定の実施形態に限定されることを意図したものではなく、添付の特許請求の範囲に具現化された本発明の真の範囲及び精神の範囲内に入る全ての変更及び代替案をカバーすることを意図したものである。

Claims (19)

1. ロボットアーム用の多段停止装置であって、
   ロボットアームの第１リンク及び基体の一方に取り付けられるように構成されたフレーム部材であって、前記第１リンクと前記基体とが、前記第１リンクが前記基体に対して回転するような回転ジョイントによって接続され、第１開口部を有する第１側壁を備えるフレーム部材と、
   前記フレーム部材の内部に配置された圧縮性部材と、
   第１頭部から第１遠位端部まで延在する第１シャフトを有する第１ピンであって、前記第１シャフトが前記第１側壁の前記第１開口部にスライド可能に受け入れられ、前記第１頭部が前記第１側壁と前記圧縮性部材との間に配置されている、第１ピンと、
   を備え、
   前記フレーム部材は、当該フレーム部材が取り付けられるように構成された前記第１リンク及び前記ロボットアームの基体の一方のキー凹部に対応するように構成されたキー輪郭部を有し、
   前記フレーム部材は、前記第１リンク及び前記ロボットアームの基体の一方に取り付けられたとき、少なくとも部分的に前記キー凹部に受け入れられる、多段停止装置。
2. 前記第１ピンの前記第１遠位端部に作用する第１力が、前記第１ピンを前記圧縮性部材に向かって移動させ、前記圧縮性部材が圧縮されて前記第１力が吸収される、請求項１に記載の多段停止装置。
3. 前記フレーム部材と、前記第１リンク及び前記基体の他方に設けられた突出部材とが接触することにより、前記基体に対する前記第１リンクの相対的な回転が停止する、請求項２に記載の多段停止装置。
4. 前記フレーム部材は、第２開口部を有する第２側壁を更に備え、
   第２頭部から第２遠位端部まで延在する第２シャフトを有する第２ピンであって、前記第２シャフトが前記第２側壁の前記第２開口部にスライド可能に受け入れられ、前記第２頭部が前記第２側壁と前記圧縮性部材との間に配置されている、第２ピンを更に備える、
   請求項１に記載の多段停止装置。
5. 前記第２ピンの前記第２遠位端部に作用する第２力が、前記第２ピンを前記圧縮性部材に向かって移動させ、前記圧縮性部材が圧縮されて前記第２力が吸収される、請求項４に記載の多段停止装置。
6. 前記圧縮性部材は、少なくとも４０Ａのショア硬度を有するゴムのブロックを備える、請求項１に記載の多段停止装置。
7. 前記フレーム部材を前記第１リンク及び前記ロボットアームの基体の一方に取り付けるために、前記フレーム部材を貫通して延在する機械的締結具を更に備える、請求項１に記載の多段停止装置。
8. 前記第１頭部は、前記第１開口部よりも大きい形状を有する、請求項１に記載の多段停止装置。
9. 基体に対して相対的に回転するように、回転ジョイントによって基体に接続されたロボットアームの第１リンクと、
   多段停止装置と、
   を備える、ロボットシステムであって、
   前記多段停止装置は、
   前記第１リンク及び前記基体の一方に取り付けられたフレーム部材であって、第１開口部を有する第１側壁を備えるフレーム部材と、
   前記フレーム部材の内部に配置された圧縮性部材と、
   第１頭部から第１遠位端部まで延在する第１シャフトを有する第１ピンであって、前記第１シャフトが前記第１側壁の前記第１開口部にスライド可能に受け入れられ、前記第１頭部が前記第１側壁と前記圧縮性部材との間に配置されている、第１ピンと、
   前記第１リンク及び前記基体の他方に取り付けられた第１突出部材であって、前記基体に対する前記第１リンクの第１回転位置において前記第１ピンの前記第１遠位端部に接触して前記第１リンクの第１回転方向への回転を制限するように配置された、第１突出部材と、
   を備え、
   前記第１リンク及び前記基体の一方は、キー凹部を有し、
   前記フレーム部材は、前記キー凹部に対応するように構成されたキー輪郭部を有し、少なくとも部分的に前記キー凹部内に受け入れられる、ロボットシステム。
10. 前記第１突出部材は、ボルトを備える、請求項９に記載のロボットシステム。
11. 前記フレーム部材は、第２開口部を有する第２側壁を更に備え、
    前記多段停止装置は、第２頭部から第２遠位端部まで延在する第２シャフトを有する第２ピンであって、前記第２シャフトが前記第２側壁の前記第２開口部にスライド可能に受け入れられ、前記第２頭部が前記第２側壁と前記圧縮性部材との間に配置される、第２ピンを更に備える、請求項９に記載のロボットシステム。
12. 前記第１突出部材は、第２回転位置で前記第２ピンの前記第２遠位端部に接触して、前記第１リンクの第２回転方向への回転を制限する、請求項１１に記載のロボットシステム。
13. 前記第１リンク及び前記基体の他方に取り付けられた第２突出部材を更に備え、
    前記第２突出部材は、前記基体に対する前記第１リンクの第２回転位置で前記第２ピンの前記第２遠位端部に接触して、前記第１リンクの第２回転方向への回転を制限するように配置されている、請求項１１に記載のロボットシステム。
14. 前記第２突出部材は、ボルトを備える、請求項１３に記載のロボットシステム。
15. 前記第１突出部材及び前記第２突出部材の位置が調整可能である、請求項１３に記載のロボットシステム。
16. 前記フレーム部材を前記第１リンク及び前記基体の一方に取り付けるために、前記フレーム部材の取付開口部を通じて前記第１リンク及び前記基体の一方に延在する機械的締結具を更に備える、請求項９に記載のロボットシステム。
17. 前記フレーム部材は、前記第１リンク及び前記基体の一方のハウジングの内部に取り付けられる、請求項９に記載のロボットシステム。
18. 前記フレーム部材は、前記第１リンクに取り付けられている、請求項９に記載のロボットシステム。
19. 前記圧縮性部材は、少なくとも４０Ａのショア硬度を有するゴムのブロックを備える、請求項９に記載のロボットシステム。

Images