JPH0717490U - ロボットの関節構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】回動アームの回動限界角度を検出するセンサー
が、周囲の雰囲気によって悪影響を受けないようにす
る。 【構成】支持アーム１０内に設けられたモーターの回転
が、高減速機３０を介して低速回転とされ、出力軸５２
から出力される。これにより、出力軸５２に取り付けら
れた回動アーム２０が回動する。入力軸３１内には、連
結シャフト２１が挿通しており、この連結シャフト２１
の上端部が回動アーム２０に連結されている。連結シャ
フト２１の下端部は支持アーム１０内に位置しており、
その下端部に被検知体２２が取り付けられている。支持
アーム１０内には回動アーム２０が回動限界角度にまで
回動した際に被検知体を検出するセンサー２３が設けら
れている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、各種作業を自動的に行うロボットの関節構造に関し、さらに詳述す れば、支持アームの端部に回動アームの基端部が高減速機によって回動可能に取 り付けられた関節構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】

各種作業を自動的に行うロボットの関節構造の一例を図２に示す。このロボッ トは、支持アーム６１と、回動アーム６２とが、高減速機６３によって回動可能 に連結されている。支持アーム６１内には、モーター６４が配置されており、こ のモーター６４の出力軸が、高減速機６３の入力軸６５に一対のかさ歯車６６お よび６７によって連結されている。高減速機６３は、モーター６４による入力軸 ６５の高速回転を、所定の低速回転に高減速して、出力軸６８から出力するよう になっている。そして、この出力軸６８に回動アーム６２の基端部が連結されて いる。

【０００３】 このような作業ロボットでは、安全のために、回動アーム６２が所定の回動限 界角度に達した際に、回動アーム６２の回動を停止させる構成になっている。こ のために、回動アーム６２が左右両方向それぞれの回動限界角度に達したことを 検出する一対のセンサー７１（図には一方のセンサーだけが示されている）およ びそのセンサー７１によって検知される被検知体７２が設けられている。被検知 体７２は、回動アーム６２と一体回動する高減速機６３の出力軸６８の外周面に 取り付けられており、センサー７１は、回動アーム６２が所定の回動限界角度ま で回動した場合に、その被検知体７２を検知するように、回動アーム６２を軸支 する支持アーム６１の軸受体の外側面の所定位置に取り付けられている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

このような関節構造を有するロボットは、例えば、回動アームに６２の先端部 に洗浄用薬剤噴射機が取り付けられて、被洗浄体に薬剤を噴射して自動的に洗浄 するために使用される。このような場合には、回動アーム６２の周囲に洗浄用薬 剤が飛散するために、外部に露出した状態のセンサー７１や、センサー７１に接 続された電線に液状あるいは霧状の薬剤がかかってしまう。このために、図２に 示すように、センサー７１を覆うカバー７３が、回動アーム６２に取り付けられ るが、このようなカバー７３では、センサー７１および電線に薬剤がかかること を完全に防止することができない。センサー７１は薬剤等の液体あるいは霧状の 雰囲気により誤信号を出力したり、使用不能となるおそれがある。また、電線も 薬剤等の影響を防止するために、確実にシールする必要がある。

【０００５】 このようなカバー７３を使用することなく、例えば、シール用接着剤によって センサーを覆った状態で固定すると、センサーの交換等に支障を来すおそれもあ る。

【０００６】 本考案は、このような問題を解決するものであり、その目的は、回動アームの 回動限界角度を検出するセンサーを、回動アームの周囲における液体あるいは霧 状の雰囲気から確実に保護することができるロボットの関節構造を提供すること にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

本考案のロボットの関節構造は、内部にモーターが配置された支持アームと、 このモーターの回転軸とは直交状態になった回転軸を有しており、軸心部が中空 になった高減速機と、この高減速機の回転軸とは直交するように該高減速機の出 力軸に取り付けられた回動アームと、前記高減速機の軸心部を挿通しており、一 方の端部が該回動アームおよび支持アームのいずれか一方に取り付けられた連結 シャフトと、該連結シャフトに取り付けられた被検知体と、回動アームが所定位 置まで回動した際に該被検知体を検出するように、連結シャフトが取り付けられ ていない支持アームおよび回動アームのいずれかに取り付けられたセンサーと、 を具備することを特徴とするものであり、そのことにより、上記目的が達成され る。

【０００８】

【作用】

本考案のロボットの関節構造では、支持アーム内のモーターの回転が、高減速 機によって低速回転とされて回動アームに伝達され、回動アームが回動される。 支持アームと回動アームは、高減速機の軸心に対して直交状態になっており、高 減速機の軸心部を挿通する連結シャフトは、例えば、一方の端部が回動アームに 連結される。この場合には、連結シャフトの他方の端部が支持アーム内に位置さ れて、支持アーム内に位置する端部に被検知体が取り付けられる。そして、この 被検知体を検出するセンサーが、支持アーム内の所定位置に配置され、回動アー ムが所定の回動限界角度まで回動されると、センサーが被検知体を検知する。支 持アーム内に配置されたセンサーは、回動アームの周囲の雰囲気の悪影響をうけ るおそれがない。

【０００９】 また、連結シャフトの一方の端部を支持アームに取り付けた場合には、連結シ ャフトの他方の端部は回動アーム内に位置されて、その端部に被検知体が取り付 けられる。そして、回動アーム内の所定位置にセンサーが取り付けられる。この 場合にも、センサーは、回動アーム内に取り付けられるために、回動アームの周 囲の雰囲気による悪影響が防止される。

【００１０】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明する。

【００１１】 図１は、本考案のロボットの関節構造の一例を示す断面図である。この関節構 造は、例えば、洗浄用薬剤を噴射して被洗浄体を洗浄する洗浄ロボットに設けら れており、水平状態になった支持アーム１０の一方の端部に回動アーム２０の基 端部が、高減速機３０によって回動可能に支持されている。

【００１２】 支持アーム１０は中空になっており、内部にはモーター４０が水平状態で収容 される。水平状態の支持アーム１０の先端部には環状の軸受体１１が支持アーム １１と直交した状態で固設されている。一方、回動アーム２０の基端部には出力 軸５２が、固設されており、出力軸５２は軸受体１１により軸受（クロスローラ ベアリング）５３を介して回動自在に軸支されている。

【００１３】 支持アーム１０は中空になっており、内部にはモーター４０が水平状態で収容 されている。モーター４０の出力軸には、かさ歯車４２が取り付けられており、 このかさ歯車４２にかさ歯車３２が噛み合っている。このかさ歯車３２は、回転 軸が鉛直方向になった高減速機３０の楕円回転体３３に挿入固定された中空の入 力軸３１の下端部に取り付けられている。高減速機３０は、よく知られているよ うに、入力軸３１に取り付けられ、全体が楕円形状をした楕円回転体３３と、楕 円回転体３３の外周に嵌装され、外周に歯が刻まれた弾性薄肉のギア体３６と、 ギア体３６の外周に配置され、ギア体３６の歯とかみ合う歯を有する２つのリン グギア体３７および３８とを含んでいる。なお、リングギア体３７の歯数はギア 体３６の歯数と同数であり、また、リングギア体３８の歯数はギア体３６の歯数 より２枚多く設けられている。そして、一方のリングギア体３７は、軸受体１１ に固定され、他方のリングギア体３８は出力軸５２の下部に同軸一体の筒状の連 結部材５１に固定されており、楕円回転体３３は、その上部が連結部材５１によ り、また、下部は軸受体１１に取り付けられた軸受３５、３９それぞれによって 回転自在に支持されている。

【００１４】 ５５、５７および５９はいずれもＯリングを示し、また、５６はシール材を示 しており、外部の液体等が高減速機３０内、支持アーム１０内、あるいは回動ア ーム２０内に浸入しないように考慮されている。

【００１５】 高減速機３０における中空の入力軸３１内には、連結シャフト２１が挿通して いる。この連結シャフト２１は、上端部が入力軸３１から上方へと延出しており 、中空の出力軸５２内を貫通して回動アーム２０に連結されている。連結シャフ ト２１の下端部も、入力軸３１の下端から下方へと延出しており、その下端部に 、板状の被検知体２２が連結シャフト２１とは直交状態で、この連結シャフト２ １の側方へと延出するように取り付けられている。従って、回動アーム２０の回 動によって連結シャフト２１が一体的に回動し、さらに連結シャフト２１の下端 部に取り付けられた被検知体２２が一体的に回動する。

【００１６】 連結シャフト２１の下端部の側方には、回動アーム２０が二方向それぞれの回 動限界角度に達した場合に、この被検知体２２を検知して動作する、例えば光電 式の一対のセンサー２３が配置されている（図には一方のセンサーしか示されて いない）。各センサー２３は、水平状態になった支持板２５の下面に取り付けら れており、この支持板２５が、支持アーム１０の上部内周面に垂れ下がった状態 で取り付けられた支持軸２４の下端部に取り付けられている。

【００１７】 このような構成の関節構造では、モーター４０が回転駆動されると、そのモー ター４０の回転が、かさ歯車４２および３２を介して、入力軸３１に伝達され、 高減速機３０は、入力軸３１に入力される高速回転を、高減速して出力軸５２を 低速回転させる。すなわち、回転アーム２０は低速回転されることになる。

【００１８】 回動アーム２０の回動によって、この回動アーム２０と一体になった連結シャ フト２１が回動する。そして、回動アーム２０が所定の回動限界角度にまで回動 されると、連結シャフト２１の下端部に取り付けられた被検知体２２がいずれか 一方のセンサー２３によって検出され、そのセンサー２３から所定信号が出力さ れる。これによってモーター４０の回転駆動が停止される。

【００１９】 このように、回動アーム２０の回動限界角度は、高減速機３０の軸心部を挿通 する連結シャフト２１に取り付けられた被検知体２２と、連結シャフト２１の近 傍に配置された各センサー２３とによって検出される。そして、高減速機３０の 軸心部を挿通する連結シャフト２１に被検知体に取り付けることによって、セン サー２３は、支持アーム１０内に配置され、その結果、回動アーム２０の先端部 に洗浄用薬剤噴射機等を保持して薬剤を被洗浄体に噴射している場合にも、シー ル状態になった支持アーム１０内の各センサー２３には薬剤がかかるおそれがな い。従って、各センサー２３は使用不能になったり、誤信号が発生するおそれが ない。また、各センサー２３に接続された電線も、支持アーム１０内に配置され ているために、電線を薬剤等の液体から保護するための特別なシールが不要にな る。

【００２０】 なお、上記実施例では、高減速機３０の軸心部を挿通する連結シャフト２１を 回動アーム２０に取り付けて、支持アーム１０内に各センサー２３を配置する構 成としたが、連結シャフト２１の下端部を支持アーム１０に固定して連結シャフ ト２１の上端部を回動アーム２２内に配置し、その回動アーム２２内の連結シャ フト２１の上端部に被検知体２３を取り付けるとともに、回動アーム２２内の所 定位置に各センサー２３を配置する構成としてもよい。この場合も、回動アーム ２２内がシールされるために、各センサー２３が液体等によって悪影響を受ける ことが防止される。

【００２１】

【考案の効果】

本考案のロボットの関節構造は、このように、支持アームと回動アームとを連 結する高減速機の軸心部に連結シャフトを設けてその端部に被検知体を取り付け ることによって、支持アームおよび回動アームのいずれか一方の内部にセンサー を配置することができ、従って、回動アームの周囲の雰囲気によるセンサーに対 する悪影響を確実に防止することができる。また、センサーに接続された電線を 特別にシールする必要もなく、さらには、センサーの取り替えも容易である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案のロボットの関節構造の一例を示す断面
図である。

【図２】従来のロボットの関節構造の一例を示す断面図
である。

【符号の説明】

１０ 支持アーム ２０ 回動アーム ２１ 連結シャフト ２２ 被検知体 ２３ センサー ３０ 高減速機 ３１ 入力軸 ４０ モーター ５２ 出力軸

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部にモーターが配置された支持アーム
   と、 このモーターの回転軸とは直交状態になった回転軸を有
   しており、軸心部が中空になった高減速機と、 この高減速機の回転軸とは直交するように該高減速機の
   出力軸に取り付けられた回動アームと、 前記高減速機の軸心部を挿通しており、一方の端部が該
   回動アームおよび支持アームのいずれか一方に取り付け
   られた連結シャフトと、 該連結シャフトに取り付けられた被検知体と、 回動アームが所定位置まで回動した際に該被検知体を検
   出するように、連結シャフトが取り付けられていない支
   持アームおよび回動アームのいずれかに取り付けられた
   センサーと、 を具備することを特徴とするロボットの関節構造。