JPH03251388A - ロボット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明ロボットを以下の項目に従って詳細に説明する。

Ａ、産業上の利用分野 Ｂ　発明の概要 Ｃ１背景技術［第５図コ Ｄ９発明が解決しようとする課題［第５図］Ｅ　課題を
解決するための手段 Ｆ　実施例［第１図乃至第４図］ ａ　概要［第２図、第４図］ ｂ、辷り機構を備えた駆動部［第１図、第３図］ ｂ−１，構造 ｂ−２作用 Ｇ１発明の効果 （Ａ　産業上の利用分野） 本発明は新規なロボットに関する。詳しくは、所謂関節
アーム型ロボット、即ち、複数のアーム部が関節部を介
して回動自在に連結されてなるアームを備えたロボット
に関するものであり、当該アームが他のアーム等に衝突
してもアームに過度の衝撃力が加えられるのを確実に防
止することができてアーム等に損傷を来すことのないよ
うにした新規なロボットを提供しようとするものである
。

（Ｂ、発明の概要） 本発明ロボットは、駆動源により回動される従動側アー
ム部にその回動方向で一定以上の負荷がかけられたとき
に駆動伝達系がスリップする辷り機構を設け、当該アー
ム部と他のアーム等とが衝突したときは上記上り機構が
スリップすることで衝突の衝撃力が吸収され、それによ
り、アームに過度の衝撃力が加えられるのを確実に防止
することができてアーム等に損傷を来すことのないよう
にしたものである。

（Ｃ，背景技術）［第５図］ 関節アーム型ロボットに所要の作業を行なわせる場合、
２つのロボットの各アームのそれぞれの動作領域を一部
重複させたり、あるいは、多腕型ロボットの複数のアー
ムの各動作領域を一部重複させることによって、上記重
複した領域を所謂協調動作領域とし、複数のアームが互
いに協調しながら当該協調動作領域において所要の作業
を行なうようにすることがある。

例えば、第５図において、ａは２つの関節アームｂ及び
ｂ′を備えた双腕型ロボットであり、該アームｂ及びｂ
′は、基端部が１つの基台Ｃに回動自在に支持された第
１アーム部ｄ、ｄ′と該第１アーム部ｄ、ｄ′の回動端
部に設けられた関節部ｅ、ｅ′を介して第１アーム部ｄ
、ｄ′と回動自在に連結された第２アーム部ｆ、ｆ′と
から成る。そして、このようなロボットａを使用して協
調作業を行なわせようとする場合は、−のアームｂの動
作領域ｇと他のアームｂ′の動作領域ｇをこれらの一部
が重複するように設定し、上記重複した領域ｈ、即ち、
協調動作領域りにおいては所要の作業が２つのアームｂ
及びｂ′により行なわれるように制御プログラムを設定
する。

（Ｄ　発明が解決しようとする課題）［第５図コ ところで、この種のロボットにおいて協調動作領域を設
定すると、アーム同士が衝突する惧れが生じる。

即ち、この種のロボットは、通常、当該アームの位置を
動作領域における絶対座標値として検出する手段を備え
ていないので、例えば、ロボットの運転を開始するとき
の原点復帰が行なわれるとき、あるいは、動作プログラ
ムのアーム移動点の設定に誤りがあったりした場合は、
その時のアーム相互の位置関係によってはアーム同士衝
突してしまうことがある。

例えば、第５図に実線で示すように、２つのアームｂ、
ｂ’が互いに折り畳まれ、かつ、−のアームｂの第２ア
ーム部ｆが基台Ｃと他のアームｂ′の第２アーム部ｆ′
との間に位置しているような状態から−のアームｂの原
点復帰を行なうために、あるいは、この状態からの第２
アーム部ｆの移動先が２点鎖線で示す位置であるべきと
ころを誤って１点鎖線で示す位置に設定した場合に第２
アーム部ｆを当該移動先へ６動させるために第２アーム
部ｆを反時計回り方向へ回動させると、該第２アーム部
ｆが他のアームｂ′の第２アーム部ｆ′と衝突してしま
うことになる。

このようなアーム同士の衝突が生じると、アームｂ、ｂ
’や関節部ｅ、ｅ”、あるいはアームに搭載されている
駆動部やツール等に損傷を来すという重大な事故の原因
になる。

尚、このようなアーム同士の衝突は、多腕型ロボットに
協調動作領域を設定した場合に限らず、２つのロボット
の各動作領域に互いに重複した協調動作領域を設定した
場合にも当該２つのロボットの各アーム同士の間で生じ
得ることである。

（Ｅ、ｉ！ｌ！題を解決するための手段）そこで、本発
明ロボットは、上記課題を解決するために、複数のアー
ム部が関節部を介して回動自在に連結されたアームのう
ち上記関節部から先に位置した従動側アーム部を駆動す
るための駆動伝達系に、当該アーム部にその回動方向で
一定以上の負荷がかけられたときスリップする辷り機構
を設けたものである。

従って、本発明ロボットによれば、従動側アーム部と当
該ロボットが有する他のアーム又は別のロボットが有す
るアーム等とが衝突したとぎは、辷り機構がスリップす
ることで衝突の衝撃か吸収され、それにより、当該従動
側アーム部とそれに衝突したアーム等及び駆動部に損傷
を来すのを確実に防止することができる。

（Ｆ　実施例）［第１図乃至第４図］ 以下に、本発明ロボットの詳細を図示した実施例に従っ
て説明する。

尚、図示した実施例は、本発明を双腕型ロボット１に適
用し・たものである。

（ａ　概要）［第２図、第４図］ ロボット１は、基台２と、該基台２に水平方向へ回動自
在に支持された２つのアーム３及び４と、こ引］ら基台
２及びアーム３．４に設けられた駆動部等から成る。

基台２は略円柱状をした外形を有し、その高さ方向にお
ける略中間の部分とそねより稍上寄りの位置に側方から
見て略コ字状をした切欠２ａ、２Ｉ）か形成されている
。

アーム３及び４は第１アーム部５．５′とそれより稍短
い第２アーム部６．６′とから成り、第１アーム部５．
５′の基端部は上記切欠２ａ、２ｂ内に各別に位置した
状態で基台２に水平方向へ回動自在に支持され、第２ア
ーム部６．６′はその基端部が第１アーム部５．５′の
回動端部内に設りられた関節部７．７（第１図に、一方
のアーム３（以下、「第１のアーム」と言う。）の関節
部のみを示しである。）を介してこれも水平方向へ回動
自在に支持されている。

そして、第１のアーム３の第１アーム部５は基台２の士
端部に設＋−１られた駆動部８（図面ではモータのみ示
しである。）により回動され、他方のアーム４（以下、
「第２のアーム」と言う。）の第１アーｌ＼部５′は基
台２の内部に設＋−１られた図示しない駆動部により回
動され、更に、第２アーム部６は第１アーム部５の回動
端部上面に固定されたモータ９を有する駆動部１０によ
り回動され、第２アーム部６′は第１アーム部５′の回
動端部上面に設けられたモータ９′を有する駆動部１０
′　（図面ではモータのみ示しである。）により回動さ
れる。

１１．１１′は第２アーム部６．６′に設けられたツー
ル駆動部であり、第２アーム部６．６′の回動端部から
下方へ延びるように配置されたツール搭載軸１２．１２
′を駆動するためのものである。１３．１３′は上記ツ
ール搭載軸１２．１２′の下端部に装着されたツールで
ある。

第４図において、】４は第１のアーム３に設定された動
作領域、１５は第２のアーム４に設定された動作領域で
あり、これら動作領域１４及び１５はそれぞれの略半分
が互いに重複するように設定され、その互いに重複した
領域１６を協調動作領域として、該協調動作領域におい
ては、通常、例えば、第２図に示すように２つのアーム
３と４とによる協調作業が行なわれるようにしである。

尚、第２図は、２つのアーム３と４が協働して、ケーブ
ルコネクタ１７を部品供給部１８から取り出して回路基
板１９の所定の位置に装着する作業を行なっている状況
を示している。

また、２つの動作領域１４と１５のうち協調動作領域１
６以外の領域においては２つのアーム３と４がそれぞれ
別個独立に所定の作業を行なうようにされる。

（ｂ、辷り機構を備えた駆動部）［第１図、第３図］ 第１のアーム３の第２アーム部６を回動させるための駆
動部１０には、該第２アーム部６に回動方向で一定以上
の負荷がかけられたときに駆動伝達系がスリップする辷
り機構か設けられている。

（ｂ−１，構造） ２０は第２アーム部６の基端部上面から突出するように
設けられた連結ハウジングであり、上面が閉塞さね軸方
向に比較的短い略円筒状をしておリ、その上面壁２１に
支持孔２１ａが形成されている。

そして、このような連結ハウジング２０は、第１アーム
部５の回動端部の底面壁に形成された孔５ａを挿通され
て第１アーム部５の内部に突出するように位置される。

２２はモータ９の回転軸であり、モータ９のケーシング
から下方へ突出した部分は第１アーム部５の上面壁に形
成された孔５ｂを挿通されて第１アーム部５の内部に突
出されており、その下部２２ａは回転軸２２のその余の
部分より稍小径にされている。

２３は組付ハブであり、円筒部２４と該円筒部２４の上
端部に一体に形成されたフランジ部２５とから成り、円
筒部２４の下半部外面に螺溝２４ａが形成されている。

そして、円筒部２４に回転軸２２の小径部２２ａが挿通
されると共に、円筒部２４を軸方向と直交する方向へ貫
通するように形成された圧入孔２４ｂと回転軸２２の小
径部２２ａをその軸方向と直交する方向へ貫通するよう
に形成された圧入孔２２ｂにピン２６が圧入され、それ
により、組付ハブ２３が回転軸２２にそれと一体的に回
転するように結合される。

２７はニードルベアリングであり、組付ハブ２３の円筒
部２４の上手部と前記連結ハウジング２０の上面壁２１
に形成された支持孔２１ａとの間に介在されており、こ
れにより、第２アーム部６がニードルベアリング２７及
び連結ハウジング２０を介して回転軸２２に回動自在に
支持される。

尚、これら連結ハウジング２０及びニードルへアリング
２７により関節部７か構成される。

２８は略リング状をした押圧板であり、その上面の中央
部に浅い凹部な形成することによって外周部２８ａが中
央部より稍厚くなるように形成され、前記組付ハブ２３
の円筒部２４のうちニードルベアリング２７から下方へ
突出した部分の上端部に回転自在に外嵌されている。

２９．２９′は略リング状をした摩擦板であり、その一
方２９は連結ハウジング２０の上面壁１ ２１と組付ハブ２３のフランジ部２５との間に介挿され
、他方の摩擦板２９′は連結ハウジング２０の上面壁２
１と抑圧板２８との間に介挿されている。

３０は組付ハブ２３の円筒部２４の下半部に螺合された
調整ナツトであり、その外周部に肩部３０ａが形成され
ている。

３１は皿バネであり、その小径な下端部が調整ナツト３
０の肩部３０ａに着座された状態で調整ナツト３０と押
圧板２８との間で圧縮されている。

しかして、連結ハウジング２０の上面壁２１は、皿バネ
３１の弾発力により、摩擦板２９．２９′を挟んで組付
ハブ２３のフランジ部２５と押圧板２８に圧接される。

尚、このような辷り機構３２と同様の辷り機構が第２の
アーム４の第１アーム部５′と第２アーム部６′との間
にも設けられている。

（ｂ−２，作用） ２ 連結ハウジング２ｏの上面壁２１と２枚の摩擦板２９．
２９′とにより辷り機構３２が構成され、モータ９の回
転はこの辷り機構３２を含む駆動伝達系を介して第２ア
ーム部６に伝達され、また、該第２アーム部６にその回
動方向で一定以上の負荷がかけられたときは辷り機構３
２にスリップが生じる。

即ち、第２アーム部６の連結ハウジング２ｏはモータ９
の回転軸２２に対しては回動自在に支持されているが、
その上面壁２１は皿バネ３１の弾発力によって、摩擦板
２９．２９′を挟んで組付ハブ２３のフランジ部２５と
押圧板２８に圧接されているため、回転軸２２の回転は
組付ハブ２３−上側の摩擦板２９−上面壁２１という駆
動伝達系と組付ハブ２３−調整ナット３ｏ−皿バネ３１
−押圧板２ｉ−下側の摩擦板２９′−上面壁２１という
駆動伝達系の２つの駆動伝達系を経て連結ハウジング２
０に伝達され、従って、第２アーム部６に、上面壁２１
と摩擦板２９及び２９′との間の摩擦力を上回る負荷が
加えられていない間は第２アーム部６は回転軸２２と一
体的に回動される。また、第２アーム部６はモータ９の
回転軸２２にこのように結合されているため、該第２ア
ーム部６に上記摩擦力を上回る負荷かかけられたときは
、モータ９が回転しているとそうてないとに拘らす、上
記駆動伝達系が辷り機構３２においてスリップを生じる
ことになる。

従って、例えば、２つのアーム３と４が第４図に実線で
示すように折り畳まれている状態から第２のアーム４の
第２アーム部６′が同図に２点鎖線で示すように第１の
アーム３の第２アーム部６と干渉する位置又はそれ以上
反時計回り方向へ寄った位置へ向けて移動された場合は
、第２アーム部６′が第２アーム部６にその回動方向か
ら衝突するが、その衝突により辷り機構３２にスリップ
が生し第２アーム部６が同図に２点鎖線で示すように時
計回り方向へ回動されることになり及び／又は第２のア
ーム４の辷り機構にスリップか生して第２アーム部６′
の反時計回り方向への回動か制限を受ける。従りて、ア
ーム同士の衝突による衝撃が逃されるので、これら第２
アーム部６．６′や駆動部１０の駆動伝達系に過大な衝
撃が加わることか確実に防止される。

尚、辷り機構３２のスリップは、第２アーム部６が移動
して第２アーム部６′に衝突した場合や、他のロボット
のアームと第２アーム部６とが衝突した場合、更には、
第２アーム部６の移動領域内に何らかの障害物が誤って
配置されていてこのような障害物に第２アーム部６が衝
突した場合にも生じることは勿論である。

また、摩擦板２９．２９′と上面壁２１との間の摩擦力
は調整ナツト３０の円筒部２４に対するねじ造出を調節
して皿バネ３１の弾発力を加減することで調整できるの
で、上記摩擦力は、モータ９の回転を連結ハウジング２
０に安定して伝達することができ、かつ、第２アーム部
６に第２アム部６′等が衝突した場合は第２アーム部６
．６′等に大きな損傷を来すことの無いようにスリップ
し得る強さに設定すれば良い。

尚、衝突によって第２アーム部６が第１アーム５ 部５に対して回動するスリップが生じた場合は、第２ア
ーム部６の位置がスリップ前の位置からずれることにな
るが、ロボット１には第２アーム部６用の図示しない位
置検出手段が設けられており、スリップ前の位置とスリ
ップ後の位置は当該位置検出手段により検出され、上記
２つの位置の差に応じた量第２アーム部６を所定の方向
へ移動させることにより第２アーム部６をスリップ前の
位置に戻すことができるようになっている。

（Ｇ　発明の効果） 以上に記載したところから明らかなように、本発明ロボ
ットは、複数のアーム部が間節部を介して回動自在に連
結されてなるアームを備えたロボットてあって、駆動源
によって回動される従動側アームにその回動方向で一定
以上の負荷がかけられたときに駆動伝達系がスリップす
る辷り機構を設けたこと特徴とする。

従って、本発明ロボットによれば、従動側アーム部と当
該ロボットが有する他のアーム又は別のロボットが有す
るアーム等とが衝突したときは、辷り機構がスリップす
ることで衝突の衝撃力が吸収され、それにより、当該従
動側アーム部とそれに衝突したアーム等及び駆動部に損
傷を来すのを確実に防止できる。

尚、前記実施例においては、本発明な双腕型のロボット
に適用したが、本発明は単腕型のロボットあるいは３以
上の関節アームを備えたロボットにも適用することがで
きる。

更に、上記実施例では、辷り機構として摩擦板を備えた
ものを示したか、本発明における辷り機構がこのような
構造のものに限定されることは無く、場合によフては、
プーリとベルトを有する駆動伝達系等、駆動伝達系自体
をスリップ機能を備えた構造とし、当該駆動伝達系が辷
り機構を兼ねるようにすることも考えられる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は本発明ロボットを双腕型ロボットに
適用した実施の一例を示すものであり、第１図は−のア
ームの要部を一部切り欠いて示す拡大側面図、第２図は
ロボット全体の斜視図、第３図は−のアームにおける第
２アーム部用の駆動部を一部切り欠いて示す拡大分解斜
視図、第４図は概略平面図、第５図は双腕型ロボットの
一例を示す概略平面図である。 符号の説明 １・・・ロボット、　　３・・・アーム、４・・・アー
ム、　　５・・・アーム部、５′・・・アーム部、 ６・・・アーム部（従動側アーム）、 ６′・・・アーム部（従動側アーム）、７・・・関節部
、 ９．９′・・・駆動源、 ２１．２２．２３．２８．２９．２９ ３０．３１・・・駆動伝達系、 ３２・・・辷り機構 出　願　人　ソニー株式会 社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 複数のアーム部が関節部を介して回動自在に連結されて
   なるアームを備えたロボットであって、 駆動源によって回動される従動側アームにその回動方向
   で一定以上の負荷がかけられたときに駆動伝達系がスリ
   ップする辷り機構を設けたこと特徴とするロボット