JPWO2018079772A1 - ロボットアーム機構 - Google Patents

Abstract

目的は、ロボットアーム機構の安全性を向上することにある。本実施形態に係るロボットアーム機構は、複数のリンク部２１，２２，２３，２４，２５，２，２７，２８、２９を有する。複数のリンク部は、複数の関節部Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３、Ｊ４、Ｊ５，Ｊ６により連結される。複数のリンク部は、カバー３１，３２，３３，３４、３５，３６、３７によりそれぞれ覆われる。カバー各々は、押ボタン型スイッチ１００又は圧力センサ３００により支持される。作業者等がカバーのいずれかに接触したとき、それを支持する押ボタン型スイッチ又は圧力センサがオンする。それにより作業者等のカバーのいずれかへの接触が検知される。作業者等の接触を広範囲で検知することができる。

Description

本発明の実施形態はロボットアーム機構に関する。

従来から多関節ロボットアーム機構が産業用ロボットなど様々な分野で用いられている。発明者らが実用化した直動伸縮機構は、垂直多関節型のロボットアーム機構から肘関節を不要とさせることができ、それにより特異点を解消することができる。このようなロボットアーム機構は特異点を回避するための急な旋回動作を行うこともなく、また、作業員は直感的にロボットアーム機構の動作を把握することができるため、安全柵が不要となる。作業員の近傍へロボットアーム機構を設置することが可能となり、ロボットと作業員とが協働する環境が現実的となった。ロボットアーム機構が作業員の近傍に配置される環境が現実的となる中で、協働ロボットにはさらなる高い安全性が要求されている。例えばロボットアーム機構の作業領域内には予め決められた作業員ではない、他の作業員等が侵入する可能性がある。このようにロボットアーム機構の周囲にいる人が不特定であるため、専用リモコンによる緊急停止操作だけではなく、ロボットアーム機構の周囲にいる人が直感的な操作でロボットアーム機構を緊急停止できる機能の搭載が望まれている。

特許第5435679号公報

目的は、ロボットアーム機構の安全性を向上することにある。

本実施形態に係るロボットアーム機構は、リンク部が関節部により支持されてなり、前記リンク部を覆うカバーが押ボタン型スイッチ又は圧力センサにより支持されている。

図１は、本実施形態に係るロボットアーム機構の外観を示す斜視図である。 図２は、図１のロボットアーム機構の側面図である。 図３は、図１のロボットアーム機構の内部構成を示す図である。 図４は、図１のロボットアーム機構の構成を図記号表現により示す図である。 図５は、図１のロボットアーム機構の一例を示す分解図である。 図６は、図３の押ボタン型スイッチへのカバーの取り付け方法を示す側面図である。 図７は、図１のロボットアーム機構の背面図である。 図８は、図１のロボットアーム機構の他の例を示す分解図である。 図９は、本実施形態の変形例に係るロボットアーム機構の構造を示す図である。

以下、図面を参照しながら本実施形態に係るロボットアーム機構を説明する。本実施形態に係るロボットアーム機構は、少なくとも一つのリンク部が関節部により連結されてなる。本実施形態は、複数の関節部のうち一の関節部が直動伸縮機構で構成されたロボットアーム機構を例に説明するが、他のタイプのロボットアーム機構であってもよい。本実施形態は、例えば、壁面に回転関節部の固定部が取り付けられ、回転関節部の回転部にアーム（リンク部）が取り付けられたような単軸のロボットアーム機構に対しても適用することができる。以下の説明において、略同一の機能及び構成を有する構成要素については、同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。

図１、図２は本実施形態に係る極座標形のロボットアーム機構の外観図である。図３は直動伸縮機構の内部構造を示している。図４は図１のロボットアーム機構を図記号で表している。ロボットアーム機構は、複数、ここでは６つの関節部Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３，Ｊ４，Ｊ５，Ｊ６を有する。複数の関節部Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３，Ｊ４，Ｊ５，Ｊ６は基台１から順番に配設される。一般的に、第１、第２、第３関節部Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３は根元３軸と呼ばれ、第４、第５、第６関節部Ｊ４，Ｊ５，Ｊ６は主にエンドエフェクタ（手先効果器）の姿勢を変化させる手首３軸と呼ばれる。根元３軸を構成する関節部Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３の少なくとも一つは直動伸縮機構である。ここでは第３関節部Ｊ３が直動伸縮機構として構成される。

ロボットアーム機構の基台１には概略的に円筒体をなす支柱部２が設置される。支柱部２は上下に分離され、支柱下部の下部フレーム２１と支柱上部の上部フレーム２２とは第１関節部Ｊ１で接続される。下部フレーム２１と上部フレーム２２とはそれぞれ円筒形の硬質樹脂製のカバー３１，３２により覆われる。第１関節部Ｊ１は、基台１の接地面に対して垂直な第１回転軸ＲＡ１を中心とした回転関節である。下部フレーム２１は第１関節部Ｊ１の固定部に接続される。上部フレーム２２は第１関節部Ｊ１の回転部に接続される。第１関節部Ｊ１の回転によりアーム部５は水平に旋回する。

円筒体をなす支柱上部の上部フレーム２２の内部中空には後述する第３関節部Ｊ３の第１、第２コマ列５１，５２が収納される。支柱部２上には第２関節部Ｊ２を収容する起伏部４が設置される。第２関節部Ｊ２は第１回転軸ＲＡ１に対して垂直に配置される第２回転軸ＲＡ２を中心とした関節である。起伏部４は、第２関節部Ｊ２の固定部としての一対のサイドフレーム２３を有する。一対のサイドフレーム２３は、鞍形の硬質樹脂製のカバー３３により覆われる。一対のサイドフレーム２３は、上部フレーム２２に連結される。一対のサイドフレーム２３にモータハウジングを兼用する第２関節部Ｊ２の回転部としての円筒体２４が支持される。円筒体２４の周面には、支持部（送り出し機構）２５が取り付けられる。送り出し機構２５を構成するフレームは、ローラユニット５８、ドライブギア５６、ガイドローラ５７を支持する。送り出し機構２５を構成するフレームは円筒形の硬質樹脂製のカバー３４により覆われる。カバー３３とカバー３４との間には、起伏部４の起伏動に追従する断面Ｕ字形状のＵ字蛇腹カバー１４が装備される。

送り出し機構２５は、第１、第２コマ列５１，５２を前後移動自在に支持するとともに、第１、第２コマ列５１，５２が前方に移動するとき第１、第２コマ５３，５４を互いに接触させ、第１、第２コマ列５１，５２が後方に引き戻されるとき第１、第２コマ５３，５４を分離させる。第２関節部Ｊ２の回転によりアーム部５は上下に起伏する。

第３関節部Ｊ３を成す直動伸縮機構は発明者らが新規に開発した構造を備えており、従前の直動範囲が限定的であって、直動範囲と同長の引き込み範囲を備えたソリッドな直動関節とは明確に区別される。第３関節部Ｊ３は第２回転軸ＲＡ２に対して垂直に配置される第３軸（移動軸）ＲＡ３を中心として直線的にアーム部５が伸縮する直動伸縮機構である。第３関節部Ｊ３によりアーム部（柱状体）５が第３移動軸ＲＡ３に沿って直線的剛性を維持した状態で前後に伸縮する。

アーム部５は第１コマ列５１と第２コマ列５２とを有する。第１コマ列５１は屈曲自在に連結された複数の第１コマ５３からなる。図５に示すように、典型的には第１コマ５３は略平板形に構成される。第１コマ５３は平板形状に限定されることはなく、筒状体であってもよく、さらにその横断面形状も、Ｕ字形、四角形（矩形）に限定されることはなく、三角形や五角形などの多角形状、さらに円形、楕円形、円や楕円の一部が切り欠かれた円弧形状であっても良い。ここでは第１コマ５３は略平板形に構成されるものとして説明する。

第２コマ列５２は屈曲自在に連結された複数の第２コマ５４からなる。第２コマ５４は典型的には図６に示すように表側が開放した断面Ｕ字形状の筒状体をなす。第２コマ５４は断面Ｕ字形状の筒状体に限定されることはなく、他の様々な横断面形状の筒状体を採用される事ができる。例えば第２コマ５４は断面四角形状の筒状体であってもよい。第２コマ５４は筒状体をなし、その断面形状は、四角形（矩形）に限定されることはなく、三角形や五角形などの多角形状、さらに円形、楕円形、円や楕円の一部が切り欠かれた円弧形状であっても良い。ここでは第２コマ５４は断面Ｕ字形状の筒状体に構成されるものとして説明する。

後述の通り、第１コマ５３と第２コマ５４は互いに接触される。上述した第１コマ５３と第２コマ５４の各形状のもとで、第１コマ５３と第２コマ５４が互いに接する状態での横断面の全体形状としては、四角形、三角形、ひし形、台形、それ以外の多角形、Ｈ形、円形、楕円形をなす。

第２コマ５４は底板どうしで屈曲自在に連結される。第２コマ列５２の屈曲は、第２コマ５４の側板の端面どうしが当接する位置で制限される。その位置では第２コマ列５２は直線的に配列する。第１コマ列５１のうち先頭の第１コマ５３と、第２コマ列５２のうち先頭の第２コマ５４とは結合コマ５５により接続される。

結合コマ５５はその上部が下部よりも後方に突出した形状を有するブロックである。上部の下部に対する突出長は、第２コマ５３の長さの半分の長さである。上部は第１コマ５３と同厚、下部は第２コマ５４と同厚である。上部に先頭の第１コマ５３が屈曲可能に接続され、下部に先頭の第２コマ５４が屈曲可能に接続される。第１コマ５３同士の連結位置は、第２コマ５４同士の連結位置に対して１／２長ずれている。前後の第２コマ５４の開閉位置（連結位置）は第１コマ５３の前後中央に位置する。この位置に後述するロック機構が装備される。

第１、第２コマ列５１，５２は四角筒体形状の支持部（ローラユニット５８）５８の上下ローラ５９に押圧されて互いに接する。互いに接する第１、第２コマ列５１，５２は柱状のアーム部５を構成する。なお、第１、第２コマ５３，５４がそれぞれ上述した典型的な横断面形状であれば、第１、第２コマ５３，５４は互いに接することにより硬直して直線的な柱状体をなす。しかし、第１、第２コマ５３，５４の平面形状が台形形状又は円環形状の一部形状であれば、第１、第２コマ５３，５４は互いに接することにより硬直して曲線的な柱状体をなす。

ローラ５９の列の後方にはドライブギア（ピニオン）５６が設けられる。ドライブギア５６は減速器を介して図示しないモータに接続される。図５（ｂ）に示すように第１コマ５３の内壁の幅中央には前後にわたってリニアギア２３９が設けられている。複数の第１コマ５３が直線状に整列されたときに前後のリニアギア２３９は直線状につながって長いリニアギア（ラック）を構成する。ドライブギア（ピニオン）５６は、直線状のリニアギア２３９に噛合される。直線状につながったリニアギア２３９はドライブギア５６とともにラックアンドピニオン機構を構成する。ドライブギア５６が順回転するときアーム部５が前方に伸長する。ドライブギア５６が逆回転するときアーム部５が起伏部４の内部に引き戻され収縮する。支持部５８の後方まで引き戻され、上下ローラ５９による押圧から開放された第１、第２コマ列５１，５２は互いに分離する。分離した第１、第２コマ列５１，５２はそれぞれ屈曲可能な状態に復帰する。屈曲可能な状態に復帰した第１、第２コマ列５１，５２は、起伏部４内でともに同じ方向（第２コマ５４の底板側）に屈曲し、支柱部２の内部に収納される。このとき、第１コマ列５１は第２コマ列５２に略平行な状態で収納される。

アーム部５の先端には手首部６が取り付けられる。手首部６は第４〜第６関節部Ｊ４〜Ｊ６を装備する。第４〜第６関節部Ｊ４〜Ｊ６はそれぞれ直交３軸の回転軸ＲＡ４〜ＲＡ６を備える。第４関節部Ｊ４は伸縮中心軸ＲＡ３と略一致する第４回転軸ＲＡ４を中心とした回転関節であり、この第４関節部Ｊ４の回転によりエンドエフェクタは揺動回転される。第５関節部Ｊ５は第４回転軸ＲＡ４に対して垂直に配置される第５回転軸ＲＡ５を中心とした回転関節であり、この第５関節部Ｊ５の回転によりエンドエフェクタは前後に傾動回転される。第６関節部Ｊ６は第４回転軸ＲＡ４と第５回転軸ＲＡ５とに対して垂直に配置される第６回転軸ＲＡ６を中心とした回転関節であり、この第６関節部Ｊ６の回転によりエンドエフェクタは軸回転される。

アーム部５の結合コマ５５は第４関節部Ｊ４の固定部に接続される。第４関節部Ｊ４の回転部には、第４回転軸ＲＡ４を中心線とする円筒形のフレーム２６が接続される。フレーム２６の先端には、第５回転軸ＲＡ５を中心線とする第５関節部Ｊ５の固定部としての円筒体２７が支持される。この円筒体２７は、第５関節部Ｊ５を駆動するモータのハウジングを兼用し、モータ本体は円筒体２７の内部で固定されている。円筒形のフレーム２６と円筒体２７とは、硬質樹脂製のカバー３５により覆われている。カバー３５は、第４回転軸ＲＡ４を中心軸とする円筒カバーと第５回転軸ＲＡ５を中心軸とする円筒カバーとを一体成型し、内部を連通させたカバーである。第５関節部Ｊ５を駆動するモータの回転軸には、円筒体２７の両端を跨いだ状態でＵ字形のフレーム２８が取り付けられる。Ｕ字形のフレーム２８は、Ｕ字形の硬質樹脂製のカバー３６により覆われている。Ｕ字フレーム２８の先端内側には第６関節部Ｊ６の固定部をなす円筒体２９が取り付けられる。円筒体２９は円筒形の硬質樹脂製のカバー３７により覆われている。Ｕ字形のカバー３６と円筒形のカバー３７とは一体成型され、その内部は連通している。

円筒体２９の下部には、第６関節部Ｊ６の回転部にエンドエフェクタ（手先効果器）を接続するためのアダプタ７が設けられる。エンドエフェクタはロボットが作業対象（ワーク）に直接働きかける機能を持つ部分であり、例えば把持部、真空吸着部、ナット締め具、溶接ガン、スプレーガンなどのタスクに応じて様々なツールが存在する。エンドエフェクタは、第１、第２、第３関節部Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３により任意位置に移動され、第４、第５、第６関節部Ｊ４，Ｊ５，Ｊ６により任意姿勢に配置される。特に第３関節部Ｊ３のアーム部５の伸縮距離の長さは、基台１の近接位置から遠隔位置までの広範囲の対象にエンドエフェクタを到達させることを可能にする。第３関節部Ｊ３はそれを構成する直動伸縮機構により実現される直線的な伸縮動作とその伸縮距離の長さとが従前の直動関節と異なる特徴的な点である。

図４はロボットアーム機構の構成を図記号表現により示している。ロボットアーム機構において、根元３軸を構成する第１関節部Ｊ１と第２関節部Ｊ２と第３関節部Ｊ３とにより３つの位置自由度が実現される。また、手首３軸を構成する第４関節部Ｊ４と第５関節部Ｊ５と第６関節部Ｊ６とにより３つの姿勢自由度が実現される。図４に示すように、第１関節部Ｊ１の回転軸ＲＡ１は鉛直方向に設けられる。第２関節部Ｊ２の回転軸ＲＡ２は水平方向に設けられる。第１関節部Ｊ１と第２関節部Ｊ２とは第１リンク部により連結される。第１リンク部は上部フレーム２２と一対のサイドフレーム２３により構成される。第１リンク部により、第２関節部Ｊ２は第１関節部Ｊ１に対して回転軸ＲＡ１と回転軸ＲＡ１に直交する軸との２方向に関してオフセットされる。第２関節部Ｊ２の回転軸ＲＡ２は、第１関節部Ｊ１の回転軸ＲＡ１には交差しない。

第３関節部Ｊ３の移動軸ＲＡ３は回転軸ＲＡ２に対して垂直な向きに設けられる。第２関節部Ｊ２と第３関節部Ｊ３とは第２リンク部により連結される。第２リンク部は送り出し機構２５のフレームにより構成される。第２リンク部により、第３関節部Ｊ２は第２関節部Ｊ２に対して回転軸ＲＡ１と回転軸ＲＡ１に直交する軸との２方向に関してオフセットされる。第３関節部Ｊ３の回転軸ＲＡ３は、第２関節部Ｊ２の回転軸ＲＡ２には交差しない。第３関節部Ｊ３と第４関節部Ｊ４とは第３リンク部により連結される。第３リンク部は直動伸縮関節部の伸縮性を備えるアーム部５により構成される。第３リンク部により、第４関節部Ｊ４は第３関節部Ｊ３と同一直線状に配置される。第４関節部Ｊ４と第５関節部Ｊ５とは第４リンク部により連結される。第４リンク部は円筒フレームにより構成される。第４リンク部により、第５関節部Ｊ５は第４関節部Ｊ４と同一直線状に配置される。第５関節部Ｊ５と第６関節部Ｊ６とは第５リンク部により連結されている。第５リンク部はＵ字形フレームとＵ字形フレームの先端内側の円筒体により構成される。第５リンク部により第６関節部Ｊ６は、回転軸ＲＡ４と回転軸ＲＡ５に直交する軸との２方向に関してオフセットされる。

複数の関節部Ｊ１−Ｊ６の根元３軸のうちの一つの関節部を直動伸縮関節部Ｊ３に換装し、第１関節部Ｊ１に対して第２関節部Ｊ２を２方向にオフセットさせ、第２関節部Ｊ２に対して第３関節部Ｊ３を２方向にオフセットさせることにより、本実施形態に係るロボット装置のロボットアーム機構は、特異点姿勢を構造上解消している。

本実施形態に係るロボットアーム機構は、複数のリンク部のうち少なくとも一つのリンク部を覆うカバーが押ボタン型スイッチ１００により支持されている。押ボタン型スイッチ１００はリンク部の外面に設置される。本実施形態では、第１リンク部を覆うカバー３２，３３と第２リンク部を覆うカバー３４と第５リンク部を覆うカバー３６とのそれぞれが押ボタン型スイッチ１００により支持されている。押ボタン型スイッチ１００の動作方式は好適には後述の操作部（可動部、往復移動部など）１０１が押下されている間だけオン状態を維持するモーメンタリ動作方式である。これにより、押下した押ボタン型スイッチ１００を元の状態に戻す復帰動作が不要とすることができる。なお、押ボタン型スイッチ１００の動作方式は押下したらオン状態を保持し、さらにもう一度押下することで元の状態に復帰するオルタネイト動作方式であってもよい。

押ボタン型スイッチ１００は円筒形の本体部１０１を有する。本体部１０１には、円柱形状を有する操作部１０２がその軸方向に移動可能に挿入されている。操作部１０２は図示しないバネ等の付勢手段により本体部１０１から押し出される方向（付勢方向）に付勢されている。操作部１０２は付勢力に抗って本体部１０１に押し込まれる。押ボタン型スイッチ１００は操作部１０２の軸方向がリンク部の表面に垂直になるように本体部１０１の底部がリンク部に設置される。操作部１０２の先端面には、カバーを取り付けるためのネジ孔１０３が空けられている。本体部１０１には、スイッチ部とスイッチ部の開閉を検出するスイッチ検出回路とがケーシングに収容されている。操作部１０２が所定距離を押し込まれるときスイッチ部は閉じる。スイッチ検出回路は、スイッチ部が閉じたとき、スイッチ部が閉じたことを表す信号（オン信号という）。操作部１０２が開放されたときスイッチ部は開状態に切り替わる。スイッチ検出回路は、スイッチ部が開状態のとき、オン信号を出力しない、またはスイッチ部が開状態であることを表す信号（オフ信号という）ここでは説明の便宜上オフ信号が出力されるものとする。スイッチ検出回路から出力されたオン・オフ信号は、例えばロボット装置の制御部に送られる。ロボット装置の制御部は、押ボタン型スイッチ１００がオンしたことを示すオン信号を受信したのを契機に、ロボットアーム機構を停止させる緊急停止制御を実行する。

押ボタン型スイッチ１００の本体部１０１には、押ボタン型スイッチ１００を所定位置に取り付けるための取付部が設けられる。押ボタン型スイッチ１００は、この取付部を介して、各リンク部に取り付けられる。取付部は、例えば押ボタン型スイッチ１００の底部から操作部１０２までの高さを調節するための高さ調節機構を備える。カバーとリンク部との間の距離に応じて、取付部の高さを調整することで、複数の押ボタン型スイッチ１００でカバーを支持する場合でも、複数の押ボタン型スイッチ１００各々の操作部１０２にかかる負荷を一様に分散させることができる。

カバー３２，３３，３４，３６には、押ボタン型スイッチ１００の操作部１０２に取り付けるためのネジ孔３０があけられている。図６に示すように、例えばカバー３２は、それぞれのネジ孔３０を押ボタン型スイッチ１００の操作部１０２のネジ孔１０３に位置合わせした状態で、ネジ２００により操作部１０２に締結される。

第１リンク部を構成する上部フレーム２２を覆う円筒形状のカバー３２は、半円筒の２つのカバー部分３２−１，３２−２に２分割されている。複数の押ボタン型スイッチ１００は上部フレーム２２の表面に、その中心軸が回転軸ＲＡ１に直交する向きに配置される。２つのカバー部分３２−１，３２−２のそれぞれが上部フレーム２２に配置された複数の押ボタン型スイッチ１００により支持される。

同様に、第１リンク部を構成するサイドフレーム２３を覆うＵ字形状のカバー３３は、２つのカバー部分３３−１，３３−２に左右に２分割されている。複数の押ボタン型スイッチ１００は一対のサイドフレーム２３の表面に、その中心軸が回転軸ＲＡ１に直交する向きに配置される。２つのカバー部分３３−１，３３−２のそれぞれがサイドフレーム２３に配置された複数の押ボタン型スイッチ１００により支持される。

第２リンク部を構成する送り出し機構２５のフレームを覆う円筒形状のカバー３４は、２つのカバー部分３４−１，３４−２に２分割されている。複数の押ボタン型スイッチ１００は送り出し機構２５のフレームに、例えばその中心軸が伸縮軸ＲＡ３に直交する向きに配置される。２つのカバー部分３４−１，３４−２のそれぞれが送り出し機構２５のフレームに配置された複数の押ボタン型スイッチ１００により支持される。

第５リンク部を構成するＵ字形のフレーム２８を覆うＵ字形カバー３６はＵ字形のフレーム２８に配置された複数の押ボタン型スイッチ１００により支持される。Ｕ字形のフレーム２８には複数の押ボタン型スイッチ１００が、その中心軸が回転軸ＲＡ６と直交する向きに配置される。

上述したように、ロボットアーム機構の硬質樹脂製のカバー３２，３３，３４，３６をそれぞれ押ボタン型スイッチ１００で支持することで、これらカバー３２，３３，３４，３６を押ボタン型スイッチ１００の操作部１０２として機能させることができる。つまり、少ない数の押ボタン型スイッチ１００でも、作業員による押下操作可能な範囲を拡大することができる。なお、ここでは、押ボタン型スイッチ１００の操作部１０２として機能させるカバーはカバー３２，３３，３４，３６としたが、他のカバー３１、３５、３７をそれぞれ押ボタン型スイッチ１００で支持し、押ボタン型スイッチ１００の操作部１０２として機能させてもよい。また、ここでは、図５に示すように上部フレーム２２を覆うカバー３２を２分割し、それぞれのカバー部分３２−１，３２−２を押ボタン型スイッチ１００で支持するとしたが、図８に示すように、カバー３２を６分割し、カバー部分３２−３，３２−４，３２−５，３２−６，３２−７，３２−８のそれぞれを押ボタン型スイッチ１００で支持し、押ボタン型スイッチ１００の操作部１０２として機能させてもよい。カバーの分割数を増やし、カバー部分を小さくすることで、カバー部分が大きい場合に比べて、カバーを押下する力を小さくでき、作業員等によるカバーの押下の容易性が向上する。また、カバーの分割数を増やすことで、ロボットアーム機構の押下位置を細かく特定することができる。ロボット装置の制御部は、特定した押下位置に応じて、ロボットアーム機構の制御を変えてもよい。例えば、複数のカバー部分が同時に押下されたとき、ロボット装置の制御部はロボットアーム機構を停止する緊急停止制御を実行し、単一のカバー部分が押下されたとき、ロボット装置の制御部はロボットアーム機構の動作を遅くする減速制御を実行するようにしてもよい。

また、カバーのそれぞれに従来のペンダントに含まれる操作ボタン（緊急停止ボタン含む）と同様の機能を付与してもよい。これにより、ペンダントを所持していない不特定多数の作業員がロボットアーム機構を容易に操作することができる。

従来のロボット装置では、例えばロボットアーム機構を操作するペンダントに緊急停止ボタンが装備され、又は予め決められた位置に緊急停止ボタンが配備されていた。本実施形態に係るロボットアーム機構は、その作業領域に作業員が含まれることが想定される。例えば、複数の作業員がロボットアーム機構の作業領域内で作業している場合、緊急停止ボタンが装備されているペンダントをこれら作業員毎に用意することは、コスト増加等の理由により現実的ではない。また、安全柵が不要のため、ロボットアーム機構の作業領域内には不特定多数の人が侵入する可能性があり、作業領域内に侵入する作業員にその都度ペンダントを持参させることは困難である。一方、予め決められた位置に緊急停止ボタンが配備されている場合、作業員は作業を止めて、緊急停止ボタンを押すために緊急停止ボタンが配備されている位置まで移動する必要があり、その移動時間内でロボットアーム機構が大きく破損してしまうかもしれない。また、ロボットアーム機構が作業員に接触している状態で、その作業員は緊急停止ボタンが配備されている位置まで移動できないかもしれない。

本実施形態に係るロボットアーム機構は、ロボットアーム機構の主要部品を覆うカバー自体を押ボタン型スイッチ１００の操作部１０２として機能させることを実現した。これにより、図７に示すように、ロボットアーム機構の近傍にいる作業員等は、カバー３２−２を押下することで、ロボットアーム機構を緊急停止させることができる。したがって、作業員等はロボットアーム機構を停止させたいときにそのロボットアーム機構のカバーをタッチするだけでよく、この操作は直感的であり、わかりやすい。これにより、ロボットアーム機構の作業領域内に侵入している人毎のペンダントの所持を不要とし、また、ロボットアーム機構が作業員に接触している状態でも、その作業員はそのロボットアーム機構のカバーを押下することでロボットアーム機構を停止させることができる。すなわち、本実施形態に係るロボットアーム機構によれば、安全性を向上させることができる。

（変形例）
図９は、本実施形態の変形例に係るロボットアーム機構の構造を示す図である。変形例に係るロボットアーム機構は、複数のリンク部のうち少なくとも一つのリンク部を覆うカバーが圧力センサにより支持される。図９に示すように、圧力センサはシート形状の圧電シート（高分子厚幕フィルムなど）３００を有する。圧電シート３００に外力が加わると、シートが変形し、その部分の電気抵抗値が変化する。圧電シート３００は、電気抵抗値に応じた電圧信号を圧力センサの判定回路に出力する。判定回路は、圧電シート３００から送られた電圧値が所定の値以上になることにより、後述のカバーが押下されたことを検出する。圧電シート３００は、浅い箱形のケース１３の底板の内面に配置されている。圧電シート３００の表面には、円柱形のスポンジ３０１の後端面が接着剤等で貼り付けられている。スポンジ３０１の先端面には金属製のネジ孔３０３が装着されている。図９に示すように、例えばカバー３２−１は、そのネジ孔３０をスポンジ３０１のネジ孔３０３に位置合わせした状態で、ネジ２００により装着される。圧電シート３００とカバー３２−１との間に、スポンジ３０２等の緩衝材を介在させることで、カバー３２−１を押下した力が、直接圧電シート３００に伝達するのを回避し、それにより圧電シート３００の損傷等を抑制することができる。

上述のように、ロボットアーム機構のカバーを圧電シート３００で支持することで、カバー自体をスイッチの操作部として機能させることができ、それにより、本実施形態の変形例に係るロボットアーム機構は、安全性を向上させることができる。

上述の他にも、カバーを支持するセンサとして、例えば光電センサ装置が採用されてもよい。光電センサ装置は投光部と受光部とを有する。投光部と受光部とはケース１３の底面に対向して配置される。投光部と受光部とは、その光路も含めてウレタンスポンジ等の光を透過する緩衝材により覆われる。ロボットアーム機構のカバーは、このウレタンスポンジにネジ、接着剤等で装着される。受光部は受光量に応じた電圧信号を判定回路に出力する。ウレタンスポンジに外力が加わると、ウレタンスポンジの密度が高くなる。それにより、受光部で受光する光量は、ウレタンスポンジに外力がかかっていないときに比べて低下する。判定回路は受光部から送られた電圧値が所定の値以下になることにより、カバーの押下を検出する。上述のように、ロボットアーム機構のカバーを光電センサ装置で支持することで、カバー自体をスイッチの操作部として機能させることができ、それにより、本実施形態の変形例に係るロボットアーム機構は、安全性を向上させることができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

５…アーム部、６…手首部、２２，２３，２４，２５，２６，２７…フレーム、３０…ネジ孔、３１，３２，３３，３４，３５，３６，３７…カバー、１００…押ボタン型スイッチ。

Claims (5)

1. リンク部が関節部により支持されてなるロボットアーム機構において、
   前記リンク部はカバーにより覆われ、
   前記カバーは、押ボタン型スイッチ又は圧力センサにより支持されていることを特徴とするロボットアーム機構。
2. 前記カバーは複数のカバー部分に分割され、前記複数のカバー部分のそれぞれが前記押ボタン型スイッチ又は圧力センサにより支持されていることを特徴とする請求項１記載のロボットアーム機構。
3. 前記カバーは硬質カバーであることを特徴とする請求項１記載のロボットアーム機構。
4. 前記押ボタン型スイッチはモーメンタリ動作方式であることを特徴とする請求項１記載のロボットアーム機構。
5. 基台に旋回回転関節部を備えた支柱部が支持され、前記支柱部上には起伏回転関節部を備えた起伏部が載置され、前記起伏部には直動伸縮性のアームを備えた直動伸縮関節部が設けられ、前記アームの先端にはエンドエフェクタを装着可能な手首部が装備され、前記手首部には前記エンドエフェクタを揺動回転するための揺動回転関節部、前記エンドエフェクタを前後に傾動回転するための傾動回転関節部、前記エンドエフェクタを軸回転するための軸回転関節部が組み合わされ、前記旋回回転関節部と前記起伏回転関節部とは第１リンク部で連結され、前記起伏回転関節部と前記直動伸縮関節部とは第２リンク部で連結され、前記直動伸縮関節部と前記揺動回転関節部とは前記アームを含む第３リンク部で連結され、前記揺動回転関節部と前記傾動回転関節部とは第４リンク部で連結され、前記傾動回転関節部と前記軸回転関節部とは第５リンク部で連結されてなるロボットアーム機構において、
   前記第１、第２、第３、第４、第５リンク部のうち少なくとも一つのリンク部を覆うカバーは押ボタン型スイッチ又は圧力センサにより支持されていることを特徴とするロボットアーム機構。

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