JP7321876B2 - アーム型助力装置 - Google Patents
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Description
また、アーム型助力装置について、前記駆動エアシリンダのシリンダチューブが前記第1部材を構成してもよい。
また、アーム型助力装置について、荷役物の荷重を検出する荷重センサと、前記第1支持部、前記第2支持部、及び前記操作部の旋回を規制するロック機構と、前記駆動エアシリンダ及び前記エアシリンダに対する圧力制御を行う空圧機器と、を備え、前記制御装置には前記荷重センサが信号接続されるとともに、前記制御装置は前記ロック機構を制動状態又は非制動状態に切換可能であり、前記操作部の非操作状態では、前記制御装置は、前記ロック機構を制動状態に制御するとともに、前記荷重センサの検出値に基づいた前記駆動エアシリンダ及び前記エアシリンダの圧力を常に制御し、かつ前記駆動エアシリンダ及び前記エアシリンダへのエアの供給が停止されており、前記操作部の操作が検出されると、前記制御装置は、前記ロック機構を非制動状態に切り換えるとともに、前記荷重センサの検出値に基づいて算出された前記圧力が前記駆動エアシリンダ及び前記エアシリンダに供給されてもよい。
また、アーム型助力装置について、前記第1アーム、前記第2アーム、及び前記操作部の旋回範囲はそれぞれ360度未満であってもよい。
図1に示すように、アーム型助力装置11は、支柱12と、支柱12に支持された第1支持部21と、第1支持部21に支持された第1アーム31と、第1アーム31に支持された第2支持部41と、第2支持部41に支持された第2アーム51と、第2アーム51に連結された第3アーム61と、を備える。また、アーム型助力装置11は、第3アーム61に支持された操作部71及び荷保持部81を備える。本実施形態では、荷保持部81はフック型吊下げ具によって構成されている。なお、荷保持部81は、フック型吊下げ具以外の構成でもよく、荷役物を吸着保持する構成や、荷役物をロボットハンドで保持する構成であってもよい。さらに、アーム型助力装置11は、第1支持部21に対して第1アーム31を揺動させることによって第2支持部41を移動させるアクチュエータ90を含む。
図1又は図2に示すように、第1支持部21は、第1ロック機構161の上部に固定されている。第1支持部21は、第1ロック機構161を介して第1回転ジョイント17aに支持されている。したがって、第1支持部21は、支柱12の上端面において、水平方向へ旋回可能に支持されている。第1支持部21は、支柱12の軸線Lに沿う第1鉛直軸Zを中心に旋回する。第1支持部21の旋回範囲は360度未満であり、本実施形態では300度である。
上記構成のアーム型助力装置11において、図示しない電源の投入と同時に、荷重センサ72の検出値が制御装置15に入力される。制御装置15は、第3アーム61のエアシリンダ63がバランスするためのバランス圧力を算出するとともに第2電空レギュレータK2によって第2エア配管P2の圧力制御を開始し、常時制御モードとなる。なお、電源投入時は、第2開閉弁V2は閉状態である。
図8に示すように、荷重センサ72は、配線W4によって制御装置15に信号接続されている。また、検出スイッチ73は、配線W5によって制御装置15に信号接続されている。検出スイッチ73は、操作部71が操作されることを検出すると、オンされるとともにオン信号を制御装置15に出力する。操作部71には操作ハンドル74が一対設けられている。上記した検出スイッチ73は、作業者が操作ハンドル74を把持した操作状態になると、操作部71が操作されることを検出し、オンされる。一方、作業者が操作ハンドル74を把持していない非操作状態では、オフされている。
図5(a)に示すように、アーム型助力装置11が初期状態にあり、作業者による操作が行われていない状態、つまり、操作ハンドル74が把持されず、かつ荷保持部81に荷役物が保持されていない非操作状態では、検出スイッチ73はオフされている。制御装置15は、3ポート弁13を非通電状態として操作エア配管181の圧力を排出状態にしている。また、制御装置15は、荷重センサ72の検出値に応じて第1電空レギュレータK1及び第2電空レギュレータK2の圧力を制御している。荷重センサ72の検出値は、支柱12によって支持されている部材の総重量に値する。
(1)アーム型助力装置11において、第1アーム31に第2支持部41を介して第2アーム51を支持させ、さらに第2アーム51に第3アーム61を連結した。そして、駆動エアシリンダ91による第1アーム31の助力に加えて第3アーム61にエアシリンダ63を内蔵し、荷役物を吊り下げたときの重量バランスのための助力を駆動エアシリンダ91に加えエアシリンダ63でも行うことで上下方向の移動範囲を広げることができる。アーム型助力装置11における荷保持部81の移動領域を2箇所のアクチュエータに分散させることで、アーム型助力装置11が支持する重量及びモーメントを低減している。また、第2アーム51の軸線方向への寸法を第1アーム31の軸線方向への寸法より大きくし、第1アーム31の軸線方向の寸法を抑えることで、平行リンクの変換効率の低下を抑制しながら荷保持部81の水平移動範囲を増やすことができる。よって、駆動エアシリンダ91のみで助力する場合と比べて駆動エアシリンダ91を小径化でき、駆動エアシリンダ91におけるピストン91bの摺動低下を低減できる。その結果、アーム型助力装置11の操作性を低下させることなく、移動範囲を広げることができる。
(3)第3アーム61は、第2アーム51の上端面から下側に向けて延設されている。第2アーム51に対する第3アーム61の取付位置を上にするほど、操作部71及び荷保持部81を初期位置の高さに位置させるために、第3アーム61の鉛直方向への長さが長くなり好ましくない。このため、第2アーム51の上端から第3アーム61を延設することで、操作部71及び荷保持部81を所定の高さに位置させるための第3アーム61の長さが長くならずに済む。
○ 第1支持部21による第1アーム31の旋回範囲は360度を超えてもよいし、第2支持部41による第2アーム51の旋回範囲は360度を超えてもよい。また、操作部71の旋回範囲は360度を超えてもよい。
○ 操作エア配管181、操作用分岐エア配管P、第1エア配管P1、第2エア配管P2、及び配線W4,W5の全部又は一部は、アーム型助力装置11の中空部より外側に露出していてもよい。
○ ガイドロッド75は1本でもよいし、3本以上でもよい。
○ 第3アーム61の上端は、第2アーム51における第1筒部52の上壁52aの上面より上側に位置していてもよいし、下側に位置していてもよい。
Claims (8)
- 鉛直方向に軸線が延びる支柱と、
前記支柱の上端において水平方向へ旋回可能な第1支持部と、
前記第1支持部に基端部が上下方向へ揺動可能に支持された第1アームと、
前記第1アームの先端部に上下方向へ揺動可能に支持された第2支持部と、
前記第2支持部の上端において水平方向へ旋回可能に基端部が支持された第2アームと、
前記第2アームの先端部から前記鉛直方向に沿って下方へ延設される第3アームと、
前記第3アームの下端において水平方向へ旋回可能に支持された操作部と、
前記操作部と一体の荷保持部と、を有し、
前記第1アームは、
第1端部が前記第1支持部に上下方向へ揺動可能に支持されるとともに第2端部が前記第2支持部に上下方向へ揺動可能に支持された第1部材と、
前記第1支持部に対して前記第1部材を揺動させる駆動エアシリンダと、
前記第1部材に対して平行に延び、第1端部が前記第1支持部に上下方向へ揺動可能に支持されるとともに第2端部が前記第2支持部に上下方向へ揺動可能に支持された第2部材と、を有し、
前記第1支持部、前記第1部材、前記第2支持部、及び前記第2部材は平行リンクを構成するとともに、前記平行リンクは前記駆動エアシリンダの駆動によって助力され、
前記駆動エアシリンダの圧力制御を行う制御装置を有するとともに、
前記制御装置によって圧力制御されるエアシリンダを前記第3アームに備えており、前記エアシリンダのピストンロッドの突出端に前記操作部が支持され、
前記第2アームの軸線方向への寸法は、前記第1アームの軸線方向への寸法より大きく、
前記駆動エアシリンダのシリンダチューブが前記第1部材を構成するアーム型助力装置。 - 鉛直方向に軸線が延びる支柱と、
前記支柱の上端において水平方向へ旋回可能な第1支持部と、
前記第1支持部に基端部が上下方向へ揺動可能に支持された第1アームと、
前記第1アームの先端部に上下方向へ揺動可能に支持された第2支持部と、
前記第2支持部の上端において水平方向へ旋回可能に基端部が支持された第2アームと、
前記第2アームの先端部から前記鉛直方向に沿って下方へ延設される第3アームと、
前記第3アームの下端において水平方向へ旋回可能に支持された操作部と、
前記操作部と一体の荷保持部と、を有し、
前記第1アームは、
第1端部が前記第1支持部に上下方向へ揺動可能に支持されるとともに第2端部が前記第2支持部に上下方向へ揺動可能に支持された第1部材と、
前記第1支持部に対して前記第1部材を揺動させる駆動エアシリンダと、
前記第1部材に対して平行に延び、第1端部が前記第1支持部に上下方向へ揺動可能に支持されるとともに第2端部が前記第2支持部に上下方向へ揺動可能に支持された第2部材と、を有し、
前記第1支持部、前記第1部材、前記第2支持部、及び前記第2部材は平行リンクを構成するとともに、前記平行リンクは前記駆動エアシリンダの駆動によって助力され、
前記駆動エアシリンダの圧力制御を行う制御装置を有するとともに、
前記制御装置によって圧力制御されるエアシリンダを前記第3アームに備えており、前記エアシリンダのピストンロッドの突出端に前記操作部が支持され、
前記第2アームの軸線方向への寸法は、前記第1アームの軸線方向への寸法より大きく、
前記操作部には、前記エアシリンダの前記ピストンロッドの上下動を前記操作部の上下動にガイドする3本以上のガイドロッドが連結されているアーム型助力装置。 - 前記3本以上の前記ガイドロッドのうちの1本は、前記エアシリンダの前記ピストンロッドである請求項2に記載のアーム型助力装置。
- 鉛直方向に軸線が延びる支柱と、
前記支柱の上端において水平方向へ旋回可能な第1支持部と、
前記第1支持部に基端部が上下方向へ揺動可能に支持された第1アームと、
前記第1アームの先端部に上下方向へ揺動可能に支持された第2支持部と、
前記第2支持部の上端において水平方向へ旋回可能に基端部が支持された第2アームと、
前記第2アームの先端部から前記鉛直方向に沿って下方へ延設される第3アームと、
前記第3アームの下端において水平方向へ旋回可能に支持された操作部と、
前記操作部と一体の荷保持部と、を有し、
前記第1アームは、
第1端部が前記第1支持部に上下方向へ揺動可能に支持されるとともに第2端部が前記第2支持部に上下方向へ揺動可能に支持された第1部材と、
前記第1支持部に対して前記第1部材を揺動させる駆動エアシリンダと、
前記第1部材に対して平行に延び、第1端部が前記第1支持部に上下方向へ揺動可能に支持されるとともに第2端部が前記第2支持部に上下方向へ揺動可能に支持された第2部材と、を有し、
前記第1支持部、前記第1部材、前記第2支持部、及び前記第2部材は平行リンクを構成するとともに、前記平行リンクは前記駆動エアシリンダの駆動によって助力され、
前記駆動エアシリンダの圧力制御を行う制御装置を有するとともに、
前記制御装置によって圧力制御されるエアシリンダを前記第3アームに備えており、前記エアシリンダのピストンロッドの突出端に前記操作部が支持され、
前記第2アームの軸線方向への寸法は、前記第1アームの軸線方向への寸法より大きく、
荷役物の荷重を検出する荷重センサと、
前記第1支持部、前記第2支持部、及び前記操作部の旋回を規制するロック機構と、
前記駆動エアシリンダ及び前記エアシリンダに対する圧力制御を行う空圧機器と、を備え、
前記制御装置には前記荷重センサが信号接続されるとともに、前記制御装置は前記ロック機構を制動状態又は非制動状態に切換可能であり、
前記操作部の非操作状態では、前記制御装置は、前記ロック機構を制動状態に制御するとともに、前記荷重センサの検出値に基づいた前記駆動エアシリンダ及び前記エアシリンダの圧力を常に制御し、かつ前記駆動エアシリンダ及び前記エアシリンダへのエアの供給が停止されており、
前記操作部の操作が検出されると、前記制御装置は、前記ロック機構を非制動状態に切り換えるとともに、前記荷重センサの検出値に基づいて算出された前記圧力が前記駆動エアシリンダ及び前記エアシリンダに供給されるアーム型助力装置。 - 前記荷重センサは前記操作部に設けられるとともに、前記制御装置及びエア供給源は前記支柱に設置され、前記支柱、前記第1支持部、前記第1アーム、前記第2支持部、前記第2アーム、及び前記第3アームは一繋がりの中空部を有し、
前記駆動エアシリンダ及び前記エアシリンダに対し前記エア供給源からエアを供給する配管と、
前記エア供給源から前記ロック機構にエアを供給する配管と、
前記荷重センサを前記制御装置と接続する配線は、前記中空部内に配設されている請求項4に記載のアーム型助力装置。 - 前記第3アームは、前記第2アームの上端から下側に向けて延設されている請求項1~請求項5のうちいずれか一項に記載のアーム型助力装置。
- 前記第3アームは、前記エアシリンダにおけるピストンの移動端での衝撃を緩和する衝撃緩和部材を備える請求項1~請求項6のうちいずれか一項に記載のアーム型助力装置。
- 前記第1アーム、前記第2アーム、及び前記操作部の旋回範囲はそれぞれ360度未満である請求項1~請求項7のうちいずれか一項に記載のアーム型助力装置。
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