KR101341674B1

KR101341674B1 - 로봇

Info

Publication number: KR101341674B1
Application number: KR1020070003808A
Authority: KR
Inventors: 야스유키 기타하라; 시게유키 카이노
Original assignee: 니혼 덴산 산쿄 가부시키가이샤
Priority date: 2006-01-17
Filing date: 2007-01-12
Publication date: 2013-12-16
Also published as: KR20070076467A; CN101003132B; JP2007190629A; CN101003132A; TWI359065B; JP4566917B2; TW200738414A

Abstract

<과제> 각각 독립적으로 회동하는 2개의 핸드에 핸드 제어 계통선을 용이하게 공급할 수 있고, 또한 2개의 핸드를 큰 상대 각도로 회동시킬 수 있는 로봇을 제공한다.

<해결 수단> 암(11)과, 암(11)의 일단에 설치된 회동 관절부(20)와, 회동 관절부(20)에 2단으로 겹쳐 연결되어, 동일한 회동 가상축을 중심으로 하여 각각 독립적으로 회동되는 제 1 및 제 2 핸드(12, 13)를 가지는 로봇으로서, 회동 관절부(20)가, 상기 제 1 핸드(12)에 핸드 제어 계통선(21, 22)을 통할 수 있는 중공부(23)를 가짐과 동시에, 그 몸통부의 일부가 소정 길이의 원호(29)를 남겨 절개된 절개부(24)를 가지며, 제 1 핸드(12)에 연결하여 이것을 회동시키는 제 1 연결 부재(14)와, 제 1 연결 부재(14)의 외측에 설치되어 제 2 핸드(13)에 연결하여 이것을 회동시키는 제 2 연결 부재(15)와, 제 1 연결 부재(14)와 제 2 연결 부재(15)와의 사이에 회동이 자유롭게 설치됨과 동시에, 제 1 연결 부재(14)의 중공부(23)와 절개부(24)를 경유하여 제 2 핸드(13)에 핸드 제어 계통선(22)을 통할 수 있는 가이드 부재(25)를 구비한 링 부재(26)를 구비하고, 가이드 부재(25)의 회동에 추종할 수 있도록 느슨함을 가지고 케이스 내에 유지된다.

Description

로봇{ROBOT}

도 1은 본 발명의 로봇의 일례를 나타내는 평면도이다.

도 2는 본 발명의 로봇에 적용하는 회동 관절 구조의 일례를 나타내는 단면도이다.

도 3은 도 2에 나타내는 A-A 화살표에서 본 단면도이다.

도 4는 가이드 부재를 구비한 링 부재의 형태를 나타내는 평면도(A)와 정면도(B)이다.

도 5는 제 1 핸드와 제 2 핸드를 회동시켰을 때 상태를 나타내는 설명도이다.

도 6은 암 선단의 회동 관절부에 2개의 핸드가 설치된 종래의 로봇의 일례를 나타내는 부분 확대도이다.

<부호의 설명>

10 회동 관절 구조

11 암(제 3 암)

12 제 1 핸드

13 제 2 핸드

14 제 1 연결 부재

15 제 2 연결 부재

16 제 1 풀리

17 제 2 풀리

18 제 1 벨트

19 제 2 벨트

20 회동 관절부

21,22 핸드 제어 계통선(에어 튜브 및 배선 케이블)

23 중공부

24 절개부

25 가이드 부재

26 링 부재

27a, 27b 절개부의 단면

28a, 28b 케이스 맞닿음 부

29 원호

31 베어링 부재

32 커버 부재

33 유지부(고정 부재)

50 로봇

51 기대

52 제 1 암

53 제 2 암

54, 55, 56 회동 관절부

A 회동 가상축

H 절개부의 높이

W 절개부의 폭

θ 회동 가상축(A)을 중점으로 한 원호(29)의 각도

<기술 분야>

본 발명은, 로봇에 관한 것이고, 더욱 상세하게는, 각각 독립적으로 회동하는 2개의 핸드에 핸드 제어 계통선을 용이하게 공급할 수 있고, 또한 2개의 핸드를 큰 상대 각도로 회동시킬 수 있는 로봇에 관한 것이다.

<배경 기술>

도 6은, 암 선단의 회동 관절부(110)에 2개의 핸드(102, 103)가 설치된 종래의 로봇(100)의 일례로서, 핸드 제어 계통선으로서 예를 들면 에어 튜브를 구비한 로봇의 일례를 나타내는 부분 확대도이다. 도 6에 있어서, 암(101)의 선단에는 회동 관절부(110)가 설치되고, 그 회동 관절부(110)에는, 상부 핸드(102)와 하부 핸드(103)로 이루어지는 2개의 핸드가 서로 겹치는 모양으로 설치되어 있다. 2개의 핸드(102, 103)는 동일한 회동 가상축(A)을 가지고, 상부 핸드(102)는 회동 관절 부(110)가 구비된 풀리(104)에 원통 모양의 연결 부재(106)를 통하여 연결하며, 하부 핸드(103)는 회동 관절부(110)가 구비된 풀리(105)에 상기 연결 부재(106)보다 한층 큰 원통 모양의 연결 부재(107)를 통하여 연결하고 있다. 각 풀리(104, 105)는, 예를 들면 타이밍 벨트 또는 평 벨트 등의 벨트(108, 109)에 의해서 각각 독립적으로 회동하고, 각 벨트(108, 109)는, 암(101)의 기단 측에 설치된 풀리도시하지 않음)에 걸어 걸치고, 그 풀리는 모터 등의 동력에 의해 회동하도록 되어 있다.

이러한 종래의 로봇(100)에 있어서, 2개의 핸드(102, 103)가 예를 들면 웨이퍼를 에어 척(air chuck)하는 기구를 가지는 경우에는, 각 핸드(102, 103)의 선단에 에어를 공급할 필요가 있다. 그 때문에, 도 6에 나타내는 바와 같이, 회동 관절부(110)를 구성하는 연결 부재(106, 107)를 로터리 에어 조인트 구조(111)로서, 2개의 에어 유로(112, 113)를 형성하고 있었다.

<발명이 해결하려고 하는 과제>

상술한 바와 같이 2개의 핸드(102, 103)에 에어만을 공급하는 경우에는 그다지 문제가 되지 않지만, 핸드의 선단에 예를 들면 센서 등을 설치하도록 한 경우에는, 배선 케이블을 핸드의 선단으로 끌어 연장하는 것은 어렵고, 또, 배선 케이블을 비록 끌어 연장할 수 있다고 하여도, 상부 핸드(102)와 하부 핸드(103)를 큰 상대 각도로 회동시키는 것은, 배선 케이블의 뒤틀림이 생겨 단선이 발생하기 쉽게 된다는 등의 문제를 일으킬 우려가 있다.

또, 핸드 선단에 복수의 에어 튜브를 더 공급하고자 하는 경우에는, 로터리 에어 조인트(111)를 이용한 종래의 회동 관절부(110)가, 보다 크고 복잡하게 된다는 문제도 있다.

본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 그 목적은, 각각 독립적으로 회동하는 2개의 핸드에 핸드 제어 계통선을 용이하게 공급할 수 있고, 또한 2개의 핸드를 큰 상대 각도로 회동시킬 수 있는 로봇을 제공하는 것이다.

<과제를 해결하기 위한 수단>

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명은, 암과, 이 암의 일단에 설치된 회동 관절부와, 이 회동 관절부에 2단으로 겹쳐서 연결되어, 동일한 회동 가상축을 중심으로 하여 각각 독립적으로 회동되는 제 1 및 제 2 핸드를 가지는 로봇으로서, 상기 회동 관절부는, 상기 제 1 핸드에 핸드 제어 계통선을 통할 수 있는 중공부를 가짐과 동시에, 그 몸통부의 일부가 소정 길이의 원호를 남겨 절개된 절개부를 가지고, 상기 제 1 핸드에 연결하여 이것을 회동시키는 제 1 연결 부재와, 상기 제 1 연결 부재의 외측에 설치되고, 상기 제 2 핸드에 연결하여 이것을 회동시키는 제 2 연결 부재와, 상기 제 1 연결 부재와 상기 제 2 연결 부재와의 사이에 회동이 자유롭게 설치됨과 동시에, 상기 제 1 연결 부재의 중공부와 절개부를 경유하여 상기 제 2 핸드에 핸드 제어 계통선을 통할 수 있는 가이드 부재를 구비한 링 부재를 구비하고, 상기 가이드 부재를 통과하는 핸드 제어 계통선은, 상기 제 2 핸드의 케이스 내에서, 상기 가이드 부재의 회동에 추종할 수 있도록 느슨함을 가지고 케이스 내에 유지되는 것을 특징으로 한다.

이 발명에 의하면, 에어 튜브 및 배선 케이블 등의 핸드 제어 계통선은, 제 1 핸드 내에는 제 1 연결 부재의 중공부를 경유하여 통할 수 있고, 제 2 핸드 내에는 제 1 연결 부재의 중공부, 절개부 및 가이드 부재를 경유하여 통할 수 있다. 이와 같이 제 1 핸드 및 제 2 핸드에 통할 수 있는 에어 튜브 및 배선 케이블 등의 핸드 제어 계통선은, 2개의 핸드의 공통의 회동 가상축을 포함한 제 1 연결 부재의 중공부를 경유하므로, 에어 튜브 및 배선 케이블 등의 핸드 제어 계통선에 비틀림이 생기기 어려워, 그것의 단선이 일어나기 어렵다고 하는 이점이 있다.

본 발명에 있어서, 상기 링 부재가, 상기 제 1 연결 부재의 외주면 또는 상기 제 2 연결 부재의 내주면에 베어링 부재를 통하여 회동이 자유롭게 설치되어 있다.

이 발명에 의하면, 링 부재는, 제 1 연결 부재의 외주면 또는 제 2 연결 부재의 내주면 중 어느 한쪽에 베어링 부재를 통하여 회동이 자유롭게 설치되어 있으면 좋고, 가이드 부재가 제 1 연결 부재가 가지는 절개부의 단면과 맞닿은 후에 있어서도 더 회동각을 늘릴 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 가이드 부재가, 상기 회동 가상축으로 향하여 연장하는 U자 형상을 이루고 있고, 이 U자 형상으로 이루어지는 가이드 부재의 측면이, 상기 제 1 연결 부재가 가지는 절개부의 단면과 맞닿은 후에 있어서도 더 회동한다.

이 발명에 의하면, U자 형상으로 이루어지는 가이드 부재의 측면이, 제 1 연결 부재가 가지는 절개부의 단면과 맞닿은 후에 있어서도 더 회동하므로, 뒤틀림에 의한 단선 등을 막을 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 제 2 핸드 내에 통해지는 핸드 제어 계통선이, 상기 가이드 부재와 상기 제 2 핸드의 케이스 내에 형성된 유지부에 유지되고, 상기 제 2 핸드의 케이스 내에서, 상기 가이드 부재의 회동에 추종할 수 있도록 느슨함을 가지고 있다.

이 발명에 의하면, 제 2 핸드 내에 통해지는 핸드 제어 계통선이 가이드 부재와 유지부에 유지되어 있으므로, 에어 튜브 및 배선 케이블 등의 핸드 제어 계통선과 가이드 부재와의 사이의 마찰이 없고, 단선의 요인이 될 수 있는 마찰 손상의 발생을 막을 수 있다.

<발명의 효과>

본 발명의 로봇에 의하면, 에어 튜브 및 배선 케이블 등의 핸드 제어 계통선이, 2개의 핸드의 공통의 회동 가상축을 포함한 제 1 연결 부재의 중공부를 경유하므로, 핸드 제어 계통선에 비틀림이 생기기 어려워, 그것의 단선이 일어나기 어렵다.

<발명을 실시하기 위한 바람직한 형태>

이하, 본 발명을 실시하기 위한 바람직한 형태를, 도면에 근거하여 설명한다. 또한, 본 발명의 로봇은, 그 기술적 특징을 가지는 범위에 있어서, 이하의 설명 및 도면에 한정되지 않는다. 또한, 「핸드 제어 계통선」은, 로봇의 핸드가 에어를 흡착하여, 워크 파지 작동을 하기 위한 에어 튜브가 없고, 척 기구를 구동하기 위해 배선 케이블, 또, 그 흡착 작동 확인용 센서용의 신호선 등의 배선 케이블 을 말한다. 또, 핸드 제어 계통선은, 관절의 작동을 방해하지 않는 정도의 탄력성을 가지는, 플렉서빌러티(flexibility)가 있는 재질(폴리에틸렌 등)로 구성되어 있다.

도 1은, 본 발명의 로봇의 일례를 나타내는 평면도이다. 도 1에 나타내는 로봇(50)은, 핸드 제어 계통선으로서의 에어 튜브 및 케이블 처리 구조를 구비한 회동 관절 구조(10)를 구비한 것으로, 기대(基臺)(51) 측으로부터, 제 1 암(52), 제 2 암(53), 제 3 암(11), 2개의 핸드(12, 13)의 순서로 연결되어 있다. 각 암은 회동 관절부(54, 55, 56, 20)를 통하여 연결되어 있다. 핸드 제어 계통선의 처리 구조를 구비한 회동 관절 구조(10)는, 도 1 중의 제 3 암(11)과 2개의 핸드(12, 13)와 양자를 연결하는 회동 관절부(20)로 이루어지는 것에 상당하는 것이다. 또한, 이하에 있어서는, 제 3 암(11)을 간단히 「암(11)」으로 칭하여 설명한다.

도 2는, 회동 관절 구조(10)의 일례를 나타내는 단면도이고, 도 3은, 도 2에 나타내는 A-A 화살표에서 본 단면도이다. 회동 관절 구조(10)는, 암(11)과, 암(11)의 일단에 설치된 회동 관절부(20)와, 회동 관절부(20)에 연결된 2개의 핸드(12, 13)를 가지고 있다.

본 발명에 있어서는, 암(11)과 2개의 핸드(12, 13)의 구성에 대해서는 특히 한정되지 않고, 본 발명의 취지의 범위에서 각종 형태를 취할 수 있다. 암(11)은, 도 2에 있어서는, 회동 관절부(20)가 설치되어 있는 측의 반대 측에 풀리를 구비한 모터(도시하지 않음)를 가지고 있어도 좋지만, 반드시 그러한 형태로 한정되는 것은 아니다. 또, 암(11)의 길이나 형상에 대해서도 특히 한정되지 않는다.

또, 2개의 핸드(12, 13)는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 위쪽의 제 1 핸드(12)와 아래쪽의 제 2 핸드(13)로 이루어지는 2단 겹침인 것을 나타내고 있지만, 암(11)의 경우와 마찬가지로, 본 발명의 취지의 범위에서 각종의 형태를 취할 수 있다. 예를 들면, 회동 관절부(20)가 설치되어 있는 측의 반대 측에, 에어 척킹(air chucking) 기구를 가지거나, 척킹의 유무를 검지하는 센서를 가지거나, 다른 전기 부품을 가지거나 하여도 좋고, 또, 핸드의 길이나 형상에 대해서도 특히 한정되지 않는다.

회동 관절부(20)는, 암(11)과 2개의 핸드(12, 13)를 연결하는 것으로, 도 2에 나타내는 바와 같이, 2개의 핸드(12, 13)를 동일한 회동 가상축(A)을 중심으로 하여 각각 독립적으로 회동시키는 2개의 원통 모양의 연결 부재(제 1 연결 부재(14), 제 2 연결 부재(15))와, 제 1 연결 부재(14) 및 제 2 연결 부재(15) 각각에 동력을 전달하는 동력 전달 기구(풀리(16, 17))를 가지고 있다.

제 1 연결 부재(14)는, 위쪽의 제 1 핸드(12)에 연결하는 원통 모양의 중공부재로서, 도 2 및 도 3에 나타내는 바와 같이, 제 1 핸드(12)에, 핸드 제어 계통선(21)을 통할 수 있는 중공부(23)을 가지고 있다. 제 1 핸드용의 핸드 제어 계통선(21)은, 암(11) 측에 에어 공급원 내지 전원 공급원을 가지고, 중공부(23) 내를 아래에서부터 위로 다니며 제 1 핸드(12) 내에 이르러 있다. 이 제 1 연결 부재(14)는, 중공부(23) 내에 위치하는 회동 가상축(A)을 중심으로 회동하므로, 핸드 제어 계통선(21)은, 편심(偏心)이나 불규칙한 뒤틀림을 일으키지 않고 제 1 핸드(12) 회동에 추종할 수 있다.

또한, 제 1 연결 부재(14)는, 그 몸통부의 일부가 소정 길이의 원호(29)를 남겨 절개된 절개부(24)를 가지고 있다. 절개부(24)는, 중공부(23) 내를 통과하는 핸드 제어 계통선(에어 튜브 및 배선 케이블) 가운데, 제 2 핸드용의 핸드 제어 계통선(22)을 분기(分岐)하여 제 2 핸드(13) 내에 통하기 위한 개구부이다. 따라서, 이 절개부(24)는, 제 2 핸드(13) 내의 공간에 대응한 위치의 몸통부 측벽이 절개되어 형성되어 있다.

절개부(24)의 높이(H)는 특별히 한정되지 않고, 제 2 핸드용의 핸드 제어 계통선(22)에 무리한 굴곡을 일으키게 하지 않는 정도의 높이이면 좋다. 또, 절개부(24)의 절개 범위(W), 즉 제 1 연결 부재(14)의 원주 방향에 있어서의 절개 범위(W)는, 제 1 연결 부재(14)의 강도가 유지되는 정도의 원호(29)를 남긴 범위가 되지만, 그 강도는 제 1 연결 부재(14)의 재질, 두께 및 상기 높이(H) 등에 의해 다르므로, 그것들을 고려하여 절개 범위(W)가 설정된다. 이 절개 범위(W)가 큰 만큼 제 1 핸드(12)와 제 2 핸드(13)와의 상대 회동 각도가 커져 바람직하고, 본 실시 형태에 있어서, 제 1 핸드(12)와 제 2 핸드(13)와의 최대 상대 회동 각도는 ±155°이다. 워크 파지 작동시에, 제 1 핸드(12)가 제 2 핸드(13)의 동작에 대해서, 또는 제 2 핸드(13)가 제 1 핸드(12) 동작에 대해서 간섭하지 않도록 동작시키려면, 제 1 핸드(12)와 제 2 핸드(13) 중 한쪽이 정지 상태로, 다른 한쪽이 회동할 때, 제 1 핸드(12)와 제 2 핸드(13)와의 사이에 형성되는 각도가 적어도 120°정도일 필요가 있으므로, 회동 가상축(A)을 중심으로 하는 원호(29)의 각도(θ)는, 적어도 제 1 핸드(12)와 제 2 핸드(13)와의 상대 회동 각도가 ±240°정도 확보되도 록(즉, 절개부(24)의 절개 범위(W)를) 설정하면 좋다. 이렇게 하는 것에 의해, 강도를 유지하면서 2개의 핸드(12, 13)가 동작 가능하게 되는 큰 상대 각도로 회동시킬 수 있다.

이 제 1 연결 부재(14)의 하부는 제 1 풀리(16)에 접합하고, 제 1 연결 부재(14)의 상부는 제 1 핸드(12)에 접합하고 있다. 제 1 풀리(16)에는, 암(11)의 기대 측에서 연장하는 제 1 벨트(18)가 걸려져서, 그 제 1 벨트(18)에 의해서 제 1 풀리(16)에 회동 동력이 전달된다. 따라서, 제 1 풀리(16)의 회동은, 제 1 핸드(12)를 직접 회동시키게 된다.

제 2 연결 부재(15)는, 아래쪽의 제 2 핸드(13)에 연결하는 원통 모양의 중공 부재로서, 도 2 및 도 3에 나타내는 바와 같이, 제 1 연결 부재(14)의 외측에 설치되어 있다. 이 제 2 연결 부재(15)는, 제 1 연결 부재(14)와 마찬가지로, 중공부(23) 내에 위치하는 회동 가상축(A)을 중심으로 회동한다. 이 제 2 연결 부재(15)의 하부는 제 2 풀리(17)에 접합하고, 제 2 연결 부재(15)의 상부는 제 2 핸드(13)에 접합하고 있다. 제 2 풀리(17)는 제 1 풀리(16) 위에 위치하도록 설치되고, 그 제 2 풀리(17)에는, 암(11)의 기대 측에서 연장하는 제 2 벨트(19)가 걸려져서, 그 제 2 벨트(19)에 의해서 제 2 풀리(17)에 회동 동력이 전달된다. 따라서, 제 2 풀리(17)의 회동은, 제 2 핸드(13)를 직접 회동시키게 된다.

제 1 연결 부재(14)와 제 2 연결 부재(15)와의 사이에는, 링 부재(26)가 설치되어 있다. 링 부재(26)는, 개구부인 절개부(24)를 폐색하지 않는 위치 및 치수로, 회동이 자유롭게 설치되어 있다. 이 링 부재(26)는, 제 1 연결 부재(14)의 외 주면 또는 제 2 연결 부재(15)의 내주면에 접촉하여 이동 가능하면 그 구성은 특별히 한정되지 않지만, 구체적으로는 도 2에 나타내는 바와 같이, 베어링 부재(31)를 통하여 설치되어 있는 것이 바람직하다.

도 4는, 가이드 부재를 구비한 링 부재의 형태를 나타내는 평면도(A)와 정면도(B)이다. 도 2 ~ 도 4에 나타내는 바와 같이, 가이드 부재(25)는, 링 부재(26)에 고정된 것으로, 제 1 연결 부재(14)의 중공부(23)와 절개부(24)를 경유한 핸드 제어 계통선(22)을 제 2 핸드(13)에 이르게 하기 위한 가이드로서 작용한다. 도 2 및 도 4에 있어서, 가이드 부재(25)는, 링 부재의 일부를 위쪽 가장자리로부터 소정의 깊이로 절개한 부위에 나사 고정되어 있지만, 가이드 부재(25)의 고정 수단은 그 이외의 형태에서도 상관없다.

가이드 부재(25)의 형상은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 도 4에 나타내는 바와 같이, 회동 가상축(A)으로 향하여 연장하는 U자 형상인 것이 바람직하다.

가이드 부재(25)는, 도 3 및 도 4에 나타내는 바와 같이, 커버 부재(32)를 구비하고 있어도 좋다. 커버 부재(32)는, 가이드 부재(25)의 형상에 대응하여 임의의 형상으로 하는 것이 바람직하지만, 예를 들면 가이드 부재(25)가 U자 형상인 경우에는, 그 개구 측을 덮는 뚜껑 모양의 커버 부재(32)를 바람직하게 이용할 수 있다. 이러한 커버 부재(32)는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 가이드 부재(25)에 나사 고정되고, 제 2 핸드(13) 내에 통해지는 핸드 제어 계통선(22)을 윗쪽으로부터 눌러 전후로 이동하지 않게 유지 또는 고정한다. 이것에 의해, 에어 튜브 및 배선 케 이블 등의 핸드 제어 계통선(22)과 가이드 부재(25)와의 사이의 마찰이 없고, 단선의 요인이 될 수 있는 마찰 손상의 발생을 막을 수 있다.

제 2 핸드(13) 내에 통해지는 핸드 제어 계통선(22)은, 상기와 같이, 가이드 부재(25)와 커버 부재(32)에 의해서 유지 또는 고정되어 있는 것이 바람직하지만, 또한, 도 3에 나타내는 바와 같이, 가이드 부재(25)를 나온 핸드 제어 계통선(22)이, 소정의 길이를 남긴 상태, 즉, 제 2 핸드(13)의 케이스 내에서, 가이드 부재(25)의 회동에 추종할 수 있도록 느슨함을 가진 상태로 제 2 핸드(13) 내의 케이스에 고정되어 있다. 이러한 유지 또는 고정은, 도 3에 나타내는 바와 같이, 유지부로서의 고정 부재(33)에서 행해지고, 예를 들면 밴드 모양의 고정 부재를 예시할 수 있다. 그리고, 가이드 부재(25)가 링 부재(26)의 회동에 의해서 회동한 경우의 핸드 제어 계통선(22)의 편차를, 커버 부재(32)로부터 고정 부재(33)까지의 사이에만 할 수 있어, 단선의 요인이 될 수 있는 마찰 손상이나 비틀림의 발생을 막을 수 있다.

도 5는, 제 1 핸드와 제 2 핸드를 회동시켰을 때의 상태를 나타내는 설명도이다. 도 5(A)는, 제 1 핸드(12)와 제 2 핸드(13)가 같은 방향을 향하여 서로 겹쳤을 때 상태이고, 도 5(B)는, 제 1 핸드(12)에 대해서 제 2 핸드(13)가 소정 각도 회동한 상태이며, 도 5(C)는, 제 1 핸드(12)에 대해서 제 2 핸드(13)가 한계까지 회동한 상태이다. 또한, 링 부재(26)의 상대 위치는, 제 2 핸드(13)의 케이스 맞닿음 부(28a, 28b)에 맞닿을 때까지 변화하지 않는 것으로서 설명한다.

도 5(B)에 나타내는 바와 같이, 제 1 핸드(12)에 대해서 제 2 핸드(13)를 소 정 각도 회동시키면, 제 2 핸드(13)의 케이스 맞닿음 부(28a)가 가이드 부재(25)의 측면에 맞닿는다. 이대로 더 제 2 핸드(13)를 회동시키면, 도 5(C)에 나타내는 바와 같이, 가이드 부재(25)의 측면이 절개부(24)의 단면(27b)에 맞닿는 위치까지 링 부재(26)가 회동한다. 즉, 제 2 핸드(13)의 회동 한계는, 가이드 부재(25)의 측면이 절개부(24)의 단면(27b)에 맞닿는 위치까지 되고, 그 결과, 과도한 회동(본원에서는, 「과회동」이라고 하기도 함)을 억제하여, 핸드 제어 계통선으로서의 에어 튜브 및 배선 케이블의 뒤틀림 등에 의한 단선을 막을 수 있다.

또, 본 발명에 있어서는, 가이드 부재(25)가 회동 가능한 링 부재(26)에 장착되어 있으므로, 가이드 부재(25)가 제 2 연결 부재(15)에 직접적으로 고정되어 있는 경우에 비해, 제 2 핸드(13)의 케이스 맞닿음 부(28a, 28b) 사이의 각도만큼 여유를 두어 회동시킬 수 있다. 따라서 제 1 핸드(12)와 제 2 핸드(13)와의 상대적인 회동각을 더 늘릴 수 있다.

본 발명에 있어서는, 동력 전달 기구는 특별히 한정되지 않는다. 도 2에 있어서는, 제 1 연결 부재(14) 및 제 2 연결 부재(15) 각각에 동력을 전달하는 풀리(14, 15)를 나타내고 있지만, 암(11)이나 핸드(12, 13)의 경우와 마찬가지로, 본 발명의 취지의 범위에서 각종의 형태를 취할 수 있다. 예를 들면, 풀리(16, 17)에서 바꿔 기어 스프로켓(gear sprocket)과 같은 톱니 부재로도 좋고, 동일한 풀리에 있어서도, 평 벨트에 대응하는 평 풀리와도, 타이밍 벨트에 대응하는 홈 부착 벨트와도 좋다.

또한, 본 실시 형태에서는, 가이드 부재(25)가, 예를 들면, 철 또는 알루미 늄재 등의 강성이 있는 경우이므로, 제 2 핸드(13)의 케이스 맞닿음 부(28a, 28b)에 맞닿고 있지만, 가이드 부재(25)가 예를 들면, 수지 성형인 경우에는 강도를 유지할 수 없기 때문에, 제 1 핸드(12) 및, 제 2 핸드(13)의 중공부(23) 내에 위치 하는 회동 가상축(A)을 축으로 하여 대칭하는 위치에 각도 맞춤부(40, 41)(도 2 참조)을 설치하여, 핸드(12, 13)의 회동에 의해, 이 각도 맞춤부(40, 41)들이 맞닿도록 하여, 가이드 부재(25)를 보호하도록 하여도 좋다.

이상 설명한 상술한 회동 관절 구조(10)는, 핸드 제어 계통선으로서의 에어 튜브 및 배선 케이블이 2개의 핸드의 공통의 회동 가상축을 포함한 제 1 연결 부재의 중공부를 경유하므로, 에어 튜브 및 배선 케이블 등의 핸드 제어 계통선에 비틀림이 생기기 어렵고, 그것의 단선이 일어나기 어렵다. 또한, 과도한 회동을 억제하여 뒤틀림에 의하는 단선 등을 막을 수 있음과 동시에, 2개의 핸드를 보다 큰 상대 각도로 회동시킬 수 있다. 그 결과, 핸드의 자유도를 더하여 더욱 자유로운 핸드 동작을 실현시킬 수 있다.

그리고, 회동 관절 구조(10)는, 예를 들면 도 1에 나타내는 제 3 암(11)과 2개의 핸드(12, 13)를 연결하는 구조체로서 이용할 수 있지만, 적용 대상은 도 1의 예에 한정되지 않고, 각종의 로봇 등에 적용할 수 있다. 본 발명의 회동 관절 구조(10)를 가지는 로봇은, 에어 튜브나 배선 케이블이 뒤틀림에 의하는 단선 등을 걱정할 필요가 없고, 2개의 핸드의 상대적인 회동각을 확대할 수 있는 로봇이 된다.

Claims

암(arm)과, 이 암의 일단에 설치된 회동 관절부와, 이 회동 관절부에 2단으로 겹쳐서 연결되어, 동일한 회동 가상축을 중심으로 하여 각각 독립하게 회동되는 제 1 및 제 2 핸드를 가지는 로봇으로서,

상기 회동 관절부는, 상기 제 1 핸드에 핸드 제어 계통선을 통할 수 있는 중공부를 가짐과 동시에, 그 몸통부의 일부가 소정 길이의 원호를 남겨 절개된 절개부를 가지고, 상기 제 1 핸드에 연결하여 이것을 회동시키는 제 1 연결 부재와,

상기 제 1 연결 부재의 외측에 설치되고, 상기 제 2 핸드에 연결하여 이것을 회동시키는 제 2 연결 부재와,

상기 제 1 연결 부재와 상기 제 2 연결 부재 사이에 회동이 자유롭게 설치됨과 동시에, 상기 제 1연결 부재의 중공부와 절개부를 경유하여 상기 제 2 핸드에 핸드 제어 계통선을 통할 수 있는 가이드 부재를 구비한 링 부재를 구비하고,

상기 가이드 부재를 통과하는 핸드 제어 계통선은, 상기 제 2 핸드의 케이스 내에서, 상기 가이드 부재의 회동에 추종(追從)할 수 있도록 느슨함을 가지고 케이스 내에 유지되는 것을 특징으로 하는 로봇.
제 1항에 있어서,

상기 링 부재가, 상기 제 1 연결 부재의 외주면 또는 상기 제 2 연결 부재의 내주면에 베어링 부재를 통하여 회동이 자유롭게 설치되어 있는 것을 특징으로 하 는 로봇.
제 1항에 있어서,

상기 가이드 부재가, 상기 회동 가상축으로 향하여 연장하는 U자 형상을 이루고 있고,

상기 제 1 핸드에 대해서 상기 제 2 핸드를 소정 각도 회동시키면, 상기 제 2 핸드의 케이스 맞닿음부가 상기 가이드 부재의 측면에 맞닿게 되며, 상기 제 2 핸드를 더 회동시키면 상기 가이드 부재의 측면이 상기 절개부의 단면에 맞닿는 위치까지 상기 링부재가 회동하는 것을 특징으로 하는 로봇.
제 2항에 있어서,

상기 가이드 부재가, 상기 회동 가상축으로 향하여 연장하는 U자 형상을 이루고 있고,

상기 제 1 핸드에 대해서 상기 제2 핸드를 소정 각도 회동시키면, 상기 제 2 핸드의 케이스 맞닿음부가 상기 가이드 부재의 측면에 맞닿게 되며, 상기 제 2 핸드를 더 회동시키면 상기 가이드 부재의 측면이 상기 절개부의 단면에 맞닿는 위치까지 상기 링부재가 회동하는 것을 특징으로 하는 로봇.
제 1항에 있어서,

상기 제 2 핸드 내에 통해지는 핸드 제어 계통선이, 상기 가이드 부재와 상기 제 2 핸드의 케이스 내에 형성된 유지부에 유지되고, 상기 제 2 핸드의 케이스 내에서, 상기 가이드 부재의 회동에 추종할 수 있도록 느슨함을 가지고 있는 것을 특징으로 하는 로봇.
제 2항에 있어서,

상기 제 2 핸드 내에 통해지는 핸드 제어 계통선이, 상기 가이드 부재와 상기 제 2 핸드의 케이스 내에 형성된 유지부에 유지되고, 상기 제 2 핸드의 케이스 내에서, 상기 가이드 부재의 회동에 추종할 수 있도록 느슨함을 가지고 있는 것을 특징으로 하는 로봇.
제 3항에 있어서,

상기 제 2 핸드 내에 통해지는 핸드 제어 계통선이, 상기 가이드 부재와 상기 제 2 핸드의 케이스 내에 형성된 유지부에 유지되고, 상기 제 2 핸드의 케이스 내에서, 상기 가이드 부재의 회동에 추종할 수 있도록 느슨함을 가지고 있는 것을 특징으로 하는 로봇.
제 4항에 있어서,

상기 제 2 핸드 내에 통해지는 핸드 제어 계통선이, 상기 가이드 부재와 상기 제 2 핸드의 케이스 내에 형성된 유지부에 유지되고, 상기 제 2 핸드의 케이스 내에서, 상기 가이드 부재의 회동에 추종할 수 있도록 느슨함을 가지고 있는 것을 특징으로 하는 로봇.