KR20160069994A

KR20160069994A - 로봇 및 로봇 아암

Info

Publication number: KR20160069994A
Application number: KR1020150146496A
Authority: KR
Inventors: 고 야마구치; 도시유키 고노; 소헤이 오가
Original assignee: 가부시키가이샤 야스카와덴키
Priority date: 2014-12-09
Filing date: 2015-10-21
Publication date: 2016-06-17
Also published as: JP2016107382A; CN105690368A

Abstract

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 로봇의 소형화를 도모하는 것이다. 이를 위한 해결수단으로서, 실시형태에 따른 로봇은, 제 1 아암과, 제 2 아암과, 제동기구를 구비한다. 제 1 아암은, 제 1 축 주위에서 회전가능하게 마련된다. 제 2 아암은, 제 1 아암에 대해서, 제 2 축 주위에서 요동가능하게 연결된다. 제동기구는, 제 1 아암에 있어서 기단부와 선단부 사이에 마련되어, 상기 제 2 아암을 제동한다. 또한, 제 2 아암을 회전구동하는 제 2 액츄에이터를 더 구비하고, 상기 제 1 아암의 연장방향과 직교하는 폭 방향에서, 제 2 액츄에이터, 제 2 아암 및 제동기구의 순으로 배치된다.

Description

로봇 및 로봇 아암{ROBOT AND ROBOT ARM}

개시된 실시형태는 로봇 및 로봇 아암에 관한 것이다.

종래, 로봇은, 전원이 차단되는 등의 비통전 시에 아암이 자중에 의해 위치어긋남을 일으키는 것을 방지하도록 아암의 요동을 제어하는 브레이크(이하, "제동기구"라고 함)를 구비하는 것이 알려져 있다. 이러한 제동기구에는, 아암을 구동하는 액츄에이터에 내장되는 것 외에, 액츄에이터의 외측에 병설되는 것이 있다 (예를 들어, 특허문헌1 참조).

일본 공개특허공보 특개평6-31680호

그러나, 상술한 종래기술에서는, 액츄에이터를 소형화하도록 제동기구가 없는 소형 액츄에이터를 이용한다고 하여도 소형 액츄에이터에 병설된 제동기구가 액츄에이터 주변에 부피를 더해 결과적으로 로봇이 대형화되어 버린다고 하는 문제가 있다.

실시형태의 일태양은, 상기 사항에 비추어 이루어진 것으로서, 소형화를 도모하는 것이 가능한 로봇을 제공하는 것을 목적으로 한다.

실시형태의 일태양에 따른 로봇은, 제 1 아암과, 제 2 아암과, 제동기구를 구비한다. 상기 제 1 아암은, 제 1 축 주위에 회전가능하게 마련된다. 상기 제 2 아암은, 상기 제 1 아암에 대하여, 제 2 축 주위에 요동가능하게 연결된다. 상기 제동기구는, 상기 제 1 아암에 있어서 기단부와 선단부 사이에 마련되어, 상기 제 2 아암을 제동한다.

실시형태의 일태양에 따르면, 로봇의 소형화를 도모하는 것이 가능하다.

도 1은, 실시형태에 따른 로봇의 개요설명도이다.
도 2는, 로봇의 전체사시도이다.
도 3a는, 로봇의 내부구조를 나타내는 (제1)사시투시도이다.
도 3b는, 로봇의 내부구조를 나타내는 (제2)사시투시도이다.
도 4는, 제동기구의 사시도이다.
도 5a는, 제동기구의 (제1)동작설명도이다.
도 5b는, 제동기구의 (제2)동작설명도이다.
도 6a는, 제동기구에 의한 제동조건의 (제1)설명도이다.
도 6b는, 제동기구에 의한 제동조건의 (제2)설명도이다.
도 7은, 제동기구의 다른예의 설명도이다.
도 8은, 제동기구의 다른예의 설명도이다.
도 9는, 제동장치의 기능블록도이다.
도 10a는, 제동 시퀀스의 (제1)플로우 챠트이다.
도 10b는, 제동 시퀀스의 (제2)플로우 챠트이다.
도 10c는, 제동 시퀀스의 (제3)플로우 챠트이다.
도 11a는, 제동해제 시퀀스의 (제1)플로우 챠트이다.
도 11b는, 제동해제 시퀀스의 (제2)플로우 챠트이다.
도 11c는, 제동해제 시퀀스의 (제3)플로우 챠트이다.

이하, 첨부도면을 참조해서, 본원이 개시하는 로봇의 실시형태를 상세하게 설명한다. 한편, 이하에서 나타내는 실시형태에 의해 이 발명이 한정되는 것은 아니다.

먼저, 도 1을 참조해서 실시형태에 따른 로봇의 개요에 대해서 설명한다. 도 1은, 실시형태에 따른 로봇의 개요설명도이다. 한편, 도 1에서는, 로봇(예를 들어, 수직다관절형 로봇)에 있어서 임의의 두 개의 축을 도시하고 있고, 도에서 아래 쪽에 위치하는 축을 제 1 축, 도에서 위 쪽에 위치하는 축을 제 2 축으로 규정하고 있다.

또한, 도 1에는, 설명을 이해하기 쉽게 하기 위해서, 연직 위 쪽 방향을 정방향으로 하는 Z축을 포함하는 3차원의 직교좌표계를 도시하고 있다. 그리고, 도 1에는, 도의 왼 쪽에서 로봇을 Y축의 정방향으로부터 부방향으로 봤을 때, 도의 오른 쪽에서 로봇을 X축의 정방향으로부터 부방향으로 본 경우를 도시하고 있다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 로봇(10)은, 제 1 아암(13)과, 제 2 아암(14)과, 제동기구(30)를 구비한다. 한편, 도 1에서는, 제 1 아암을, 로봇(10)의 하부 아암(13)으로 하고, 제 2 아암을, 하부 아암(13)에 연결되는 상부 아암(14)으로 하고 있다.

제 1 아암(13)은, 제 1 축(AX1) 주위에 회전가능하게 마련된다. 여기서 "회전"에는, "선회" 및 "요동"이 있다. 이하에서는, 어떤 부재가, 그 부재 자체를 연장방향으로 관통하는 회전축 주위에서 자전하도록 회동하는 경우를 "선회"라고 부르고, 단부를 폭 방향으로 관통하는 회전축서 주위에 공전하도록 회전하는 경우를 "요동"이라고 부르는 것으로 한다. 한편, "선회" 및 "요동"을 합쳐서 "회전"이라고 부를 때도 있다. 여기서, 제 1 아암을 하부 아암(13)으로 하는 경우, 제 1 아암(13)은, 후술하는 선회 아암(12)(도 2 참조)에 대하여 제 1 축(AX1), 즉, 후술하는 축(L)(도 2 참조) 주위에 "요동"가능하게 연결되는 것으로 된다.

또한, 제 2 아암(14)은, 제 1 아암(13)에 대해서, 제 2 축(AX2) 주위에 "요동"가능하게 연결된다. 제동기구(30)는, 제 2 아암(14)의 요동을 제어한다. 제동기구(30)는, 제 1 아암(13)에 있어서 제 1 아암(13)의 기단부(13a)와 선단부(13b) 사이에, 제 2 아암(14)의 기단부(14a)측을 향하도록 마련된다.

이와 같이, 제동기구(30)가, 제 1 아암(13)의 기단부(13a)와 선단부(13b) 사이의 이른바 데드 스페이스에 마련됨으로써, 각 아암(13, 14)의 부피가 커지는 것을 억제할 수 있다. 이로써, 제동기구(30)에 의한 안전성을 확보하면서도, 로봇(10)의 소형화를 도모할 수 있다.

한편, 실시형태에 따른 로봇(10)에서는, 제 2 아암(14), 제동기구(30) 및 제 2 아암(14)을 회전구동, 즉, 요동구동하는 제 2 액츄에이터(M2)(도 4 참조)를, 도 1에 나타내는 제 2 축(AX2)을 따르는 방향에 대해서 제 2 액츄에이터(M2), 제 2 아암(14) 및 제동기구(30)의 순으로 배치했다. 또한, 제동기구(30)를, 제 1 아암(13)의 선단부(13b)측에 형성된 공간부(131)(도 4 참조)에 있어서 제 1 아암(13)의 기단부(13a)측에 마련했다. 그리고, 제 2 액츄에이터(M2)를, 제 1 아암(13)의 선단부(13b)에 있어서 공간부(131)와는 반대측의 면에 마련했다. 이러한 구성에 대해서는 도 4 등을 이용해서 후술한다.

또한, 실시형태에 따른 로봇(10)에서는, 제동기구(30)에, 제 2 축(AX2)에 대하여 진퇴하는 직동방향이 제 1 아암(13)의 연장방향을 따르는 가동부(32)(도 4 참조)를 마련했다. 그리고, 제 2 아암(14)의 기단부(14a)에 복수의 돌기(141a)(도 4 참조)를 마련하고, 제동기구(30)에 가동부(32)를 가이드하는 가이드부(312)(도 4 참조)를 마련했다. 이러한 구성에 대해서도 도 4 등을 이용해서 후술한다. 또한, 제동기구(30) 자체를 요동가능하게 하였으나, 이러한 구성에 대해서는 도 5a 및 도 5b를 이용해서 후술한다.

다음으로, 도 2, 도 3a 및 도 3b를 참조해서 실시형태에 따른 로봇(10)의 전체구성에 대해서 설명한다.

먼저, 도 2를 참조해서 로봇(10)의 개략구성에 대해서 기술한다. 도 2는 로봇(10)의 전체사시도이다. 한편, 이하에서는, 설명의 편의상, 로봇(10)의 선회위치 및 자세가 기본적으로 도 2에 나타내는 상태인 것으로 하여, 로봇(10)에 있어서 각 부위의 위치관계를 설명한다. 또한, 이러한 도 2에 나타내는 상태의 자세를, 로봇(10)의 "기본자세"로 부르는 경우가 있다.

또한, 도 2에는, 도 1과 마찬가지로, 설명을 이해하기 쉽게 하기 위해서, 연직 위쪽 방향을 정방향으로 하는 Z축을 포함하는 3차원의 직교좌표계를 도시하고 있다. 이러한 직교좌표계는, 이하의 설명에서 이용하는 다른 도면에 있어서도 나타내는 경우가 있다. 한편, 본 실시형태에서는, X축의 정방향이 로봇(10)의 정면방향을 가리키는 것으로 한다.

그리고, 로봇(10)에서 각부재의 연결관계에 있어서, 도 2에 나타내는 기대부(11)가 설치되는 부착면측을 "기단측"으로 부르고, 플랜지부(17)측을 "선단측"으로 부른다. 또한, 각 부재에 있어서 기단측 주변을 "기단부"로 부르고, 각 부재에 있어서 선단측 주변을 "선단부"로 부른다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 로봇(10)은, 이른바 시리얼 링크의 수직 다관절형이고, 축(S), 축(L), 축(U), 축(R), 축(B) 및 축(T)의 6개의 회전관절축을 갖는다.

또한, 로봇(10)은, 기대부(11)와, 선회 아암(12)(이하, 선회 아암(15)과 구별하기 위해서 선회 베이스로 부름)과, 하부 아암(13)과, 상부 아암(14)과, 선회 아암(15)과, 요동부(16)와, 플랜지부(17)를 구비한다. 한편, 하부 아암(13)은 제 1 아암의 일례이고, 상부 아암(14)은 제 2 아암의 일례이며, 선회 아암(15)은 제 3 아암의 일례이다.

그리고, 로봇(10)은, 케이블 가이드(18, 19)를 구비한다. 한편, 케이블 가이드(19)는, 제 2 케이블 가이드의 일례이다.

기대부(11)는, 마루면 등의 부착면에 고정되는 베이스(고정 베이스)의 일례이고, 선회 베이스(12)를 축(S) 주위에서 선회가능하게 지지한다(도에서 화살표(101) 참조). 선회 베이스(12)는, 하부 아암(13)의 기단부(13a)를 축(S)에 수직한 축(L) 주위에서 요동가능하게 지지한다(도에서 화살표(102) 참조).

하부 아암(13)은, 그 선단부(13b)에 있어서, 상부 아암(14)의 기단부(14a)를 축(L)에 평행한 축(U) 주위에서 요동가능하게 지지한다(도에서 화살표(103) 참조). 상부 아암(14)은, 그 선단부(14b)에 있어서, 선회 아암(15)의 기단부를 축(U)에 수직한 축(R) 주위에서 선회가능하게 지지한다(도에서 화살표(104) 참조).

선회 아암(15)은, 그 선단부에 있어서, 요동부(16)의 기단부를 축(R)에 수직한 축(B) 주위에서 요동가능하게 지지한다(도에서 화살표(105) 참조). 요동부(16)는, 그 선단부에 있어서, 플랜지부(17)를 축(B)에 수직한 축(T) 주위에서 선회가능하게 지지한다(도에서 화살표(106) 참조). 한편, 플랜지부(17)에는, 도시 생략한 로봇 핸드 등이 부착된다.

여기서, 상술한 "수직" 또는 "평행" 등은, 반드시 수학적으로 엄밀한 정밀도를 필요로 하는 것이 아니고, 실질적인 공차나 오차 등을 허용하는 것이다. 또한, "수직"은, 두 개의 직선(회전축)이 동일 평면 상에서 직교하는 것만을 의미하는 것이 아니고, 두 개의 직선(회전축)의 관계가 비틀린 위치에 있는 경우도 포함하는 것이다.

케이블 가이드(18)는, 선회 아암(15)에 대한 상부 아암(14)의 배면측으로부터 선회 아암(15)을 건너지르고, 선회 아암(15)과 함께 축(R) 주위에서 상부 아암(14)의 주위를 회전가능하게 마련된다(도에서 화살표(107) 참조).

이러한 케이블 가이드(18)는, 중공구조이고, 그 내부에는 로봇(10)의 기내 배선인 케이블(20)(도 3a 및 도 3b 참조)이 수용되어 배선된다. 한편, 여기에서 말하는 중공구조는, 완전한 중공을 의미하는 것이 아니고, 예를 들어, 연장방향을 따라 마련된 절입부에 의해 외부와 통하는 구조여도 좋다.

이와 같이, 본 실시형태에서는, 케이블(20)을, 소형화를 도모하면 스페이스가 더 제한되어 버리는 로봇(10)의 내부로 굳이 배선하지 않고, 로봇(10)의 외부로 배선하였다. 예를 들어, 본 실시형태에서는, 축(R)의 주위를 통과하는 케이블(20)에 대해서는, 상술한 바와 같이, 선회 아암(15)과 함께 축(R) 주위에서 상부 아암(14)의 주위를 회전하는 케이블 가이드(18)에 수용시키면서 배선하였다.

이로써, 로봇(10)의 내부 스페이스가 제한되는 경우에 있어서도, 선회 아암(15)의 축(R) 둘레의 선회 운동을 방해하는 것 없이, 그리고, 이 선회 운동에 따라 무용한 부하를 받는 것 없이, 케이블(20)을 로봇(10)의 외부에 배선할 수 있다.

그리고, 케이블(20)을 케이블 가이드(18)에 수용함으로써 케이블(20)이 노출되지 않기 때문에, 케이블(20)이 주위에 간섭받는 것을 방지할 수 있는 것과 함께, 케이블(20)이 노출됨으로써 로봇(10)의 점유 스페이스가 비대화되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 본 실시형태에 따르면, 로봇(10)을 보다 소형화시킬 수 있다.

한편, 케이블 가이드(19)는, 케이블 가이드(18)와 입체교차하도록 상부 아암(14)의 기단측으로부터 선단측으로 만곡하면서 가로지른다. 이러한 케이블 가이드(19)는, 케이블 가이드(18)와 마찬가지로 중공구조이고, 선회 아암(15)에 배선되는 케이블(20)이 수용된다.

이와 같이, 본 실시형태에서는, 케이블(20)을 복수의 케이블 가이드(18, 19)에 수용하고, 그 중 하나의 케이블 가이드(18)를 회전가능하게 한 경우에, 이러한 케이블 가이드(18)에 대해서 케이블 가이드(19)를 만곡시키면서 입체교차시켰다.

이로써, 케이블 가이드(18)를 회전가능하게 하면서도, 이러한 케이블 가이드(18) 및 케이블 가이드(19)를 협소한 배치 스페이스에 밀집시켜 배치할 수 있다. 즉, 본 실시형태에 따르면, 로봇(10)을 보다 소형화시킬 수 있다.

이하, 도 3a 및 3b를 이용해서, 실시형태에 따른 로봇(10)의 보다 구체적인 구성에 대해서 순차적으로 설명한다. 먼저, 로봇(10)에 있어서 케이블(20)의 기본적인 배선구성에 대해서 설명한다. 도 3a 및 도 3b는, 로봇(10)의 내부구조를 나타내는 사시투시도이다. 상세하게는, 도 3a 및 도 3b는, 로봇(10)에 있어서 케이블(20)의 기본적인 배선구성을 나타내는 사시투시도이다.

여기서의 설명에 앞서서, 케이블(20)에 대하여 개략적으로 기술한다. 로봇(10)의 기내 배선인 케이블(20)은, 예를 들어, 로봇(10)의 각 축을 회전시키는 구동원에 접속되는 전원 케이블이나 제어 케이블 등이다. 한편, 본 실시형태에서는, 축(S) 및 축(L) 각각의 구동원이, 중공부를 갖는 중공모터인 것으로 하여 설명을 진행한다.

도 3a 및 도 3b에 나태내는 바와 같이, 케이블(20)은, 기대부(11)로부터 선회 베이스(12)에 걸쳐서는, 축(S)이 통과하는 중공부를 거쳐서 배선된다. 또한, 케이블(20)은, 선회 베이스(12)로부터 하부 아암(13)에 걸쳐서는, 축(L)이 통과하는 중공부를 거쳐서 배선된다.

그리고, 케이블(20)은, 하부 아암(13)으로부터 상부 아암(14)에 걸쳐서는, 하부 아암(13) 내부에 배선되어 케이블 가이드(19)에 수용되고, 이러한 케이블 가이드(19)를 거쳐서 축(R) 주위에 인도되도록 배선된다. 한편, 케이블(20)은, 케이블 가이드(19) 직전의 축(U) 주위의 관절부에 있어서는, 이러한 축(U)의 축 방향을 향한 나선형으로 배선된다.

상부 아암(14)으로부터 선회 아암(15)에 걸쳐서는, 케이블(20)은, 선회 아암(15)에 대한 상부 아암(14)의 배면측으로부터 상술한 회전가능한 케이블 가이드(18)에 수용되어 배선된다. 한편, 케이블(20)은, 상술한 선회 아암(15)에 대한 상부 아암(14)의 배면측에 있어서는, 축(R)의 축 방향을 향한 나선형으로 배선된다.

또한, 케이블(20)은, 선회 아암(15)으로부터 요동부(16)에 걸쳐서는, 선회 아암(15)의 내부에 배선된다. 그리고, 케이블(20)은, 축(B) 주위의 관절부에 있어서는, 이러한 축(B)의 축 방향을 향한 나선형으로 배선된다. 그리고, 요동부(16)로부터 플랜지부(17)에 걸쳐서는, 케이블(20)은, 요동부(16)의 내부에 배선된다.

한편, 상술한 바와 같이, 축(U), 축(R) 및 축(B) 주위의 각 관절부에 있어서 케이블(20)을 나선형으로 배선함으로써, 이들 관절부의 박형화를 도모할 수 있다. 즉, 로봇(10)을 보다 소형화할 수 있다.

또한, 도 3a 및 도 3b에 나타내는 바와 같이, 로봇(10)은, 예를 들어, 하부 아암(13)의 기단부(13a)와 선단부(13b) 사이에, 상부 아암(14)을 제어하는 제동기구(30)를 구비한다. 다음으로, 도 4 이후를 참조하여 제동기구(30)에 대해서 상세하게 설명한다.

도 4는, 제동기구(30)의 사시도이다. 제동기구(30)는, 제 1 아암인 하부 아암(13)측으로부터 제 2 아암인 상부 아암(14)에 대하여 작용함으로써, 제 2 아암(14)의 요동을 제동하는 것이다.

로봇(10)에는, 동작정지한 경우에 비통전에서 각 아암을 제동하는 브레이크가 이용된다. 예를 들어, 하부 아암(13) 및 상부 아암(14)과 같이, 축(L)(도 2 참조) 및 축(U) 주위에 요동가능하게 마련되는 아암(13, 14)은, 자중에 의해 기울어지는 경우가 있다. 이 때문에, 안전면의 관점에서도 비통전에서 아암을 제동하는 브레이크를 마련하는 것이 바람직하다.

제 2 아암(예를 들어, 상부 아암(14))을 제동대상으로 하는 경우, 제 2 아암(14)을 요동구동하는 구동원으로서는, 종래는, 예를 들어, 브레이크가 내장된 서보 모터를 채용하고 있었다. 그러나, 브레이크 내장의 서보 모터는 대형이기 때문에, 로봇이 대형화되기 쉽다. 이 때문에, 브레이크 비내장형의 소형 액츄에이터를 이용함으로써 로봇의 소형화의 도모를 원한다. 그런데, 액츄에이터와는 별체의 브레이크를 아암에 대하여 마련하면, 아암의 외형에 있어서 부피가 커져버려, 결과적으로 로봇이 대형화되어 버린다.

그래서, 본 실시형태에서는, 제 2 아암(14)의 요동을 제동하는 제동기구(30)를, 제 1 아암(13)의 내부에 마련하는 것으로 하였다. 구체적으로는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 제동기구(30)는, 제 1 아암인 하부 아암(13)의 기단부(13a)와 선단부(13b) 사이에 마련된다. 여기서, 제 1 아암인 하부 아암(13)은, 그 선단부(13b)의 일부가 절결되어 형성되는 공간부(131)를 갖는다.

공간부(131)는, 측벽(132)과, 저벽(133)에서 대략 구획되어 형성되는 절결형상의 공간이다. 측벽(132)은, 하부 아암(13)의 선단부(13b)에 있어서, 하부 아암(13)의 연장방향에서 돌출되어 마련된다. 그리고, 저벽(133)은, 하부 아암(13)의 연장방향과 대략 직교하는 폭 방향에서 확장되는 면이고, 또한, 공간부(131)로부터 본 경우에 하부 아암(13)의 기단부(13a)측에 위치한다. 이러한 공간부(131)에는, 제 2 아암인 상부 아암(14)의 기단부(14a)가 배치된다. 또한, 하부 아암(13)의 기단부(13a)와 선단부(13b) 사이에 마련되는 제동기구(30)는, 이러한 공간부(131)에 있어서 기단부(13a)측에 마련된다.

그리고, 하부 아암(13)은, 기단부(13a)에 있어서, 상술한 공간부(131)와는 별도의 공간부(134)를 갖는다. 이러한 공간부(134)에는, 선회 베이스(12)의 선단부가 배선된다. 또한, 선회 베이스(12)와 하부 아암(13)의 연결부분에는, 축(L)(도 2 참조)의 동축 상에 하부 아암(13)을 요동구동하는 구동원이 되는 제 1 액츄에이터(M1)(예를 들어, 서보 모터)가 마련된다.

그리고, 하부 아암(13)의 선단부(13b)에 있어서, 측벽(132)에서 공간부(131)와는 반대측의 면에는, 상부 아암(14)을 요동구동하는 구동원이 되는 제 2 액츄에이터(M2)(예를 들어, 서보 모터)가 마련된다.

또한, 공간부(131)에 배치되는 상부 아암(14)의 기단부(14a)에는, 제 2 축(AX2)(도 1 참조)인 축(U)의 동심원 상에 있어서 적어도 상부 아암(14)의 요동범위에 걸쳐서 복수의 돌기(141a)가 병설된다. 도 4의 예에서는, 축(U)과 동축에서 복수의 돌기(치형부)(141a)를 갖는 기어부(141)가 마련된다. 이러한 기어부(141)는, 상부 아암(14)의 기단부(14a)와 일체적으로 마련된다. 제동기구(30)는, 하부 아암(13)의 내부에 있어서, 저벽(133)측으로부터 상부 아암(14)의 기단부(14a)를 향하도록 마련된다.

제 2 액츄에이터(M2) 및 제동기구(30)는, 상부 아암(14)의 기단부(14a)를 사이에 위치시키도록 마련된다. 즉, 상부 아암(14), 제 2 액츄에이터(M2) 및 제동기구(30)는, 상부 아암(13)의 연장방향과 대략 직교하는 폭 방향, 자세히는, 제 2 축인 축(U)을 따르는 방향에 대하여 제 2 액츄에이터(M2), 상부 아암(14) 및 제동기구(30)의 순으로 배치된다.

제동기구(30)는, 고정부(31)와, 가동부(32)를 구비한다. 고정부(31)는, 도 4의 예에서는, 직사각형의 본체(311)의 내부에 솔레노이드(316)(도 9(제동구동부) 참조)를 갖는다. 본체(311)의 선단측에는, 축(U)과 평행한 방향시(方向視)에 있어서, 후술하는 가동부(32)를 양측으로부터 끼워넣음으로써, 가동부(32)의 직동을 가이드하는 가이드부(312)가 마련된다. 가동부(32)는, 예를 들어, 솔레노이드(316)의 플런저(313)를 거쳐서 직동가능하게 마련됨과 함께, 제 2 축(AX2)(도 1 참조)인 축(U)에 대하여 대략 직교하도록 진퇴하는 직동방향이, 하부 아암(13)의 연장방향을 따르도록 마련된다.

가동부(32)의 선단부에는, 상술한 돌기, 즉, 기어부(141)의 치형부(141a)에 대하여 계합가능한 손톱부(321)가 마련된다. 한편, 도 4의 예에서는, 손톱부(321)는, 기어부(141)의 치형부(141a)의 늘어선 방향과 동일한 방향으로 동일 피치로 복수 마련된다. 그리고, 가동부(32)와 본체(311) 사이에는, 스프링 등의 부세부재(314)가 배설된다. 가동부(32)는, 부세부재(314)에 의해 하부 아암(13)의 기단부(13a)측을 향해서 부세된다.

제동기구(30)에서는, 솔레노이드(316)(도 9 참조)가 통전상태에 있는 경우에는 가동부(32)를 부세부재(314)의 부세력에 저항하여 하부 아암(13)의 기단부(13a)측으로 끌어당기고 있다. 그리고, 제동기구(30)에서는, 솔레노이드(316)가 비통전 상태가 되면, 부세부재(314)에 의해 가동부(32)를 기어부(141)를 향하여 밀어낸다. 이로써, 기어부(141)의 치형부(141a)와 가동부(32)의 손톱부(321)가 계합한다. 이와 같이, 기어부(141)의 치형부(141a)와 가동부(32)의 손톱부(321)가 계합함으로써, 상부 아암(14)을 제동할 수 있다. 또한, 이러한 제동에 필요한 구동력은 가동부(32)를 하부 아암(13)의 기단부(13a)측으로 끌어당겨두는 정도의 힘만으로도 괜찮기 때문에, 제동을 위해서 큰 구동력을 필요로 하지 않는다. 이로써, 생력(省力)화를 도모할 수 있다.

그리고, 제동기구(30)에서는, 본체(311)가, 제 2 축인 축(U)과 평행한 회전축을 갖는 요동 샤프트(315) 주위에서 자유로운 상태로 요동가능하게 마련된다. 또한, 제동기구(30)는, 하부 아암(13)의 공간부(131)에 있어서 본체(311)의 양측에 배치된 규제부(135)에 의해, 요동범위가 규제된다. 한편, 본 실시형태에서는, 제동기구(30) 자체를 요동시키는 구성을 예시했으나, 이러한 구성을 생략해도 좋다.

여기서, 도 5a 및 도 5b를 참조하여 제동기구(30)의 동작에 대해서 설명한다. 도 5a 및 도 5b는, 제동기구(30)의 동작설명도이다. 도 5a에 나타내는 바와 같이, 로봇(10)을 정지시키는 등 비통전 상태가 되면, 제동기구(30)에서는, 부세부재(314)에 의한 가동부(32)의 끌어당김이 해제된다. 이로써, 가동부(32)는, 도에서 화살표(201)로 나타내는 바와 같이, 상부 아암(14)의 기단부(14a)의 기어부(141)측으로 밀어내어져, 기어부(141)의 치형부(141a)와 가동부(32)의 손톱부(321)가 계합한다.

도 5b에 나타내는 바와 같이, 예를 들어, 상부 아암(14)이 도에서 화살표(202)의 방향으로 요동하는 경우, 본체(311)는, 기어부(141)의 치형부(141a)로부터 받는 토크에 의해, 요동 샤프트(315)를 거쳐서 상부 아암(14)의 요동에 수반되어 회전하여, 도에서 화살표(203)의 방향으로 요동한다. 이 경우, 본체(311)의 요동은, 규제부(135)에 의해 규제된다.

이와 같이, 제동기구(30)의 본체(311)가 소정의 요동범위를 요동함으로써, 가동부(32)의 손톱부(321)가 본체(311)의 요동방향에 따라 기울어진 상태로 기어부(141)의 치형부(141a)와 계합한다. 그리고, 가동부(32)의 손톱부(321)가 기울어짐으로써, 기어부(141)의 치형부(141a)와의 접촉각(θ)(도 6a 참조)이 작아진다. 여기서, 도 6a 및 도 6b를 참조하여 제동조건, 자세히는, 기어부(141)의 치형부(141a)와 가동부(32)의 손톱부(321)의 접촉각(θ)에 대해서 설명한다.

도 6a 및 도 6b는, 제동기구(30)에 있어서 제동조건의 설명도이다. 도 6a에 나타내는 바와 같이, 기어부(141)(도 4 참조)의 치형부(141a)와 가동부(32)의 손톱부(321)가 계합상태에 있는 경우, 손톱부(321)가 받는 응력 F₁ 및 응력 F₂는, 각각 식 1 및 식 2로부터 얻어진다.

F₁= T_u / R_g cosθ … (식 1)

F₂= μ_g(T_u / R_g) cosθ … (식 2)

또한, 제동기구(30)는, 가동부(32)의 압압력(F)이 식 3의 조건을 만족함으로써 제동력을 발휘할 수 있다.

F > T_u / R_g cosθ * X … (식 3)

한편, 상기 식 1 ~ 식 3에 있어서, T_u는 손톱부(321)가 받는 토크, R_g는 기어부(141)의 반경이다. 또한, X는, 식 4로부터 얻어진다.

X = sinθ - μ_st (cosθ + μ_gsinθ) - μ_gcosθ … (식 4)

한편, 상기 식 4에 있어서, μ_st는 손톱부(321)와 가이드부(312) 사이의 마찰계수, μ_g는 치형부(141a)와 손톱부(321) 사이의 마찰계수이다. 그리고, 압압력(F)이 작아져도 상기 식 4로부터 얻어지는 X의 값이 마이너스가 되는 경우에 상기 식 3과 같은 관계식이 성립한다.

또한, 도 6b에는, 상기 X와 접촉각(θ)(도 6a 참조)의 관계를 마찰계수 마다 나타내고 있다. 한편, 도 6b에서는, μ_st와 μ_g를 같게 한다. 예를 들어, 도 6b에 나타내는 바와 같이, 마찰계수가 0.1에서 접촉각(θ)이 10°이하의 경우에 X는 마이너스의 값으로 된다. 이 경우, 제동기구(30)는, 제동조건을 만족하고, 상부 아암(14)(도 4 참조)의 요동을 제동할 수 있다. 즉, 접촉각(θ)을 작게함으로써(예를 들어, 10° 이하로 함), 제동기구(30)는 그 기능을 발휘할 수 있다.

상술한 실시형태에 따른 로봇(10)에 의하면, 제동기구(30)가, 제 1 아암인 하부 아암(13)의 기단부(13a)와 선단부(13b) 사이의 소위 데드 스페이스에 마련되어, 하부 아암(13) 및 제 2 아암인 상부 아암(14)의 부피가 커지는 것을 억제할 수 있다. 또한, 예를 들어, 제 2 축인 축(U)의 구동원에 브레이크 비내장형의 액츄에이터(제 2 액츄에이터(M2))를 이용해도, 제동기능을 얻을 수 있다. 이로써, 제동기구(30)를 구비하여 안전성을 확보하면서도, 로봇(10)의 소형화를 도모할 수 있다.

그리고, 제 1 아암인 하부 아암(13)의 폭 방향에서, 제 2 액츄에이터(M2), 제 2 아암인 상부 아암(14) 및 제동기구(30) 순으로 배치함으로써, 로봇(10)의 정면측에서 본(예를 들어, 도 2에 있어서 X축의 부방향을 본) 경우의 로봇(10)의 폭을 작게할 수 있다.

또한, 제동기구(30)를, 제 1 아암인 하부 아암(13)의 선단부(13b)측에 형성된 공간부(131)에 있어서 하부 아암(13)의 기단부(13a)측에 마련함으로써, 제동기구(30)가 하부 아암(13)의 소위 데드 스페이스에 마련되는 것으로 된다. 이로써, 하부 아암(13)은, 정면측으로부터 본 경우의 슬림화를 도모할 수 있고, 그 결과, 로봇(10)의 소형화를 도모할 수 있다.

그리고, 제 2 액츄에이터(M2)를, 제 1 아암인 하부 아암(13)의 선단부(13b)에 있어서 공간부(131)와는 반대측의 면에 마련함으로써, 제 2 액츄에이터(M2)와 제동기구(30)가 같은 위치에 배치되는 것을 피할 수 있다. 이로써, 하부 아암(13)의 소형화를 도모할 수 있고, 그 결과, 로봇(10)의 소형화를 도모할 수 있다.

또한, 제동기구(30)에, 제 2 축인 축(U)에 대하여 진퇴하는 가동부(32)를 마련함으로써, 직동을 위한 작은 구동력으로 제동에 필요한 큰 토크를 얻을 수 있다. 이로써, 제동구동부(316)가 되는 솔레노이드 등을 소형화할 수 있고, 그 결과, 로봇(10)의 소형화를 도모할 수 있다.

그리고, 제 2 아암인 상부 아암(14)의 기단부(14a)에 돌기(기어부(141)의 치형부(141a))를 마련하고, 제동기구(30)에 가동부(32)를 가이드하는 가이드부(312)를 마련함으로써, 치형부(141a)에 대하여 가동부(32)를 직동시킨다고 하는 간단한 기구에 의한 제동이 가능해진다. 이로써, 로봇의 소형화를 도모할 수 있다.

또한, 제동기구(30)를 요동가능하게 마련함으로써, 제 2 아암인 상부 아암(14)의 기단부(14a)의 돌기(기어부(141)의 치형부(141a))에 의한 토크가 가동부(32)의 손톱부(321)에 가해지면 제동기구(30)가 기울어, 치형부(141a)와 손톱부(321)의 접촉각(θ)이 작아진다. 이로써, 제동기구(30)의 제동성능을 향상시킬 수 있다.

한편, 상술한 실시형태에 따른 로봇(10)에서는, 제 1 아암을 하부 아암(13), 제 2 아암을 상부 아암(14)으로 했으나, 이것에 한정되지 않으며, 제 1 아암을 선회하는 선회 아암(선회 베이스)(12), 제2 아암을 하부 아암(13)으로 해도 좋다. 이 경우, 제 1 아암인 선회 베이스(12)는 축(S) 주위에서 선회하고, 제 2 아암인 하부 아암(13)은 축(L) 주위에서 요동하고, 제동기구(30)는 하부 아암(13)의 요동을 제동하는 것으로 한다.

여기서, 도 7 및 도 8을 참조하여, 제 1 아암을 선회 베이스(12), 제 2 아암을 하부 아암으로 하여, 제동기구(30)를 하부 아암의 요동의 제동에 적용하는 경우의 구성예에 대해서 설명한다. 도 7 및 도 8은, 제동기구(30)의 다른 예(제동기구(40, 50)의 설명도이다. 한편, 이하의 설명에 있어서, 상술한 실시형태에 따른 로봇(10)에서 제동기구(30)와 동일 또는 동등한 개소에는 동일한 부호를 붙이고, 그 설명을 생략하는 경우가 있다.

도 7에 나타내는 바와 같이, 제동기구(40)는, 제 1 축인 축(S) 주위에서 선회가능한 제 1 아암인 선회 베이스(12)의 내부에 형성된 공간부(41)에 배설된다. 또한, 제 2 아암인 하부 아암의 기단부에는, 제 2 축인 축(L)의 동축상에 기어부(42)가 마련된다.

그리고, 선회 베이스(12)의 공간부(41)에는, 기어부(42)와 맞물리는 다른 기어부(43)가 배설된다. 제동기구(40)는, 가동부(44)가 직동구동에 의해, 다른 기어부(43)를 향해 진퇴한다. 이 경우, 가동부(44)는, 제 1 축인 축(S)에 대하여 대략 직교하도록 진퇴한다. 가동부(44)는, 상술한 실시형태에 따른 로봇(10)과 마찬가지로, 선단측에 손톱부를 갖고 있고, 이러한 손톱부가 다른 기어부(43)의 치형부와 계합함으로써, 다른 기어부(43) 및 기어부(42)를 거쳐서 하부 아암의 요동을 제동한다.

제동기구(40)는, 본체(45)가 요동 샤프트(46)에 의해 도에서 화살표(401)의 방향에서 요동가능하게 마련된다. 또한, 본체(45)는, 도에 있어서 본체(45)의 상하에 배설된 규제부(47)에 의해 요동범위가 규제된다.

이와 같은 구성에 따르면, 제동기구(40)를, 하부 아암의 요동의 제동에 대해서 적용할 수 있다.

또한, 도 8에 나타내는 바와 같이, 제동기구(50)는, 제 1 축인 축(S) 주위에서 선회가능한 제 1 아암인 선회 베이스(12)의 내부에 형성된 공간부(51)에 배설된다. 그리고, 제 2 아암인 하부 아암의 기단부에는, 제 2 축인 축(L)의 동축상에 기어부(52)가 마련된다.

또한, 제동기구(50)는, 두 개의 가동부(제 1 가동부(53a) 및 제 2 가동부(53b))를 구비한다. 제 1 가동부(53a)는, 본체(54)로부터 도에서 화살표(501)의 방향으로 직동가능하게 마련된다. 그리고, 제 1 가동부(53a)는, 링크부(55)를 거쳐서 제 2 가동부(53b)와 연결된다. 제 2 가동부(53b)는, 링크부(55)의 선단부에 연결되어, 기어부(52)를 향해서 진퇴하도록, 도에서 화살표(502)의 방향으로 직동가능하게 마련된다. 또한, 공간부(51)에 있어서, 제 2 가동부(53b)의 양측에는, 제 2 가동부(53b)의 직동을 가이드하는 가이드부(56)가 마련된다.

이러한 구성에 따르면, 도 7의 예와 마찬가지로, 제동기구(50)를, 하부 아암의 요동의 제동에 대하여 적용할 수 있다. 한편, 직동방향과 상이한 두 개의 가동부(53a, 53b)를 갖고, 링크부(55)를 거쳐서 연결시킴으로써, 제 2 가동부(53b)를 기어부(52)를 향해서 진퇴시킬 수 있다.

다음으로, 도 9를 참조해서 제어장치에 의한 로봇(10)의 제동제어의 일례에 대해서 설명한다. 도 9는, 제어장치의 기능 블록도이다. 도 9에 나타내는 바와 같이, 제어장치(60)는, 로봇(10)의 각부의 구동제어를 행한다. 한편, 도 9에는, 제 2 아암(상부 아암(14))의 구동원인 제 2 액츄에이터(M2) 및 제동기구(30)를, 제어장치(60)에 의한 구동제어의 대상으로 예시하고 있고, 다른 제어대상에 대해서는 도시를 생략하고 있다.

도 9에 나타내는 바와 같이, 제어장치(60)는, 제어부(61)와, 기억부(62)를 구비한다. 그리고, 제어부(61)는, 동작제어부(611)와, 검출부(612)와, 제동제어부(613)를 구비한다. 또한, 기억부(62)는, 제동제어부(613)로부터 출력된 모터의 위치 정보(621)를 기억한다. 로봇(10)은, 제 2 아암(상부 아암(14))과, 제동기구(30)를 구비한다. 상술해온 바와 같이, 제 2 아암인 상부 아암(14)은, 제동기구(30)에 의한 제동대상이고, 상부 아암(14)을 요동구동하는 제 2 액츄에이터(M2)(예를 들어, 서보 모터)를 구비한다. 그리고, 제동기구(30)는, 가동부(32)(도 4 참조)를 구동하기 위한 제동구동부(316)를 구비한다. 한편, 도 4 등에 나타내는 예에서는, 제동구동부(316)는, 상술한 솔레노이드가 해당된다.

제어장치(60)에 있어서, 상부 아암(14)을 제동하는 경우, 동작제어부(611)로부터 동작을 정지하는 지령신호가 출력된다. 또한, 검출부(612)에는, 제 2 액츄에이터(M2)로부터 모터 위치신호가 입력된다. 제동제어부(613)는, 제동구동부(316)로 구동신호를 출력한다. 이에 의해, 제동기구(30)는, 상부 아암(14)을 제동한다. 한편, 제동구동부(316)가 솔레노이드인 경우는, 구동신호는 전류OFF 신호이다.

다음으로, 도 10a, 도 10b 및 도 10c를 참조하여 상술한 실시형태에 따른 로봇(10)의 제동 시퀀스에 대해서 설명한다. 도 10a, 도 10b 및 도 10c는, 제동 시퀀스의 플로우 챠트이다. 상세하게는, 도 10a는, 통상의 동작정지에 있어서 제동 시퀀스를 나타내고, 도 10b는, 긴급한 동작정지에 있어서 제동 시퀀스를 나타내고 있다. 또한, 도 10c는, 도 10a 및 도 10b에 있어서 "서보 정지동작"의 서브루틴을 나타내고 있다. 한편, 이하에서 설명하는 제동 시퀀스는, 상술한 제어장치(60)의 동작제어부(611) 및 제동제어부(613)로부터 제 2 액츄에이터(M2) 및 제동구동부(솔레노이드)(316)로 출력되는 지령신호에 의해 실행된다.

도 10a에 나타내는 바와 같이, 로봇(10)을 통상대로 정지시키는 경우는, 동작정지가 개시되면, 정지대상인 제 2 액츄에이터(M2)를 비통전으로 하는 서보 정지동작을 행함으로써(스탭 S701), 동작정지가 완료된다. 한편, "서보 정지동작"은, 서보OFF, 즉, 제 2 액츄에이터(M2)(서보 모터)가 비통전으로 되는 것이고, "로봇 감속정지"는, 서보 모터가 감속하여 정지하는 것이다.

또한, 도 10b에 나타내는 바와 같이, 로봇(10)을 긴급하게 정지시키는 경우에는, 동작정지(긴급정지)가 개시되면, 먼저, 알람을 외부로 출력한다(스텝 S711). 다음으로, 알람이 출력되면, 제 2 액츄에이터(M2)를 정지시킨다(스텝 S712). 그리고, 제 2 액츄에이터(M2)를 비통전으로 하는 서보 정지동작을 행함으로써(스텝 S713), 동작정지가 완료된다.

또한, 도 10c에 나타내는 바와 같이, 도 10a 및 도 10b에 있어서 공통되는 "서보 정지동작"의 서브루틴은, 서보 정지동작이 개시되면, 먼저, 브레이크 폐쇄지령으로써, 제동제어부(613)는 구동지령을 출력한다(스텝 S721). 이에 의해, 제동구동부(솔레노이드)(316)가 전원OFF로 되고, 가동부(32)가 동작한다. 여기서, 가동부(32)의 손톱부(321)과 기어부(141)의 치형부(141a)가 계합상태인지 아닌지에 의해, 그 후의 각부 동작이 상이해지게 된다. 한편, "계합상태"는, 기어부(141)의 치형부(141a)와 치형부(141a) 사이에 가동부(32)의 손톱부(321)가 파고들어가, 치형부(141a)와 손톱부(321)가 맞물린 상태를 말한다. 따라서, "계합상태"가 아닌 경우는, 치형부(141a)와 손톱부(321)가 맞물려있지 않기 때문에, 모터 위치가 변위가능한 상태에 있다.

상술한 계합상태의 경우는, 브레이크가 폐쇄된 상태이고, 서보 정지, 즉, 서보 비통전으로 된다(스텝 S722). 이것으로 서보 정지동작이 완료된다. 또한, 계합상태가 아닌 경우는, 서보 비통전으로 하고나서 제 2 아암(예를 들어, 상부 아암(14))의 상태에 의해 경우가 더 나누어져, 제 2 아암(14)의 상태에 따라 다음과 같은 추이가 된다.

먼저, 제 2 아암(14)이 움직이는 상태이면, 제 2 아암(14)이 자중에 의해 계합상태로 되는 위치까지 회동함으로써 계합상태로 되고(브레이크가 폐쇄되어), 서보 정지동작이 완료된다. 또한, 예를 들어, 감속기 등의 마찰에 의해 상부 아암(14)이 움직이지 않는 상태이면, 계합상태는 아니나 상부 아암(14)은 정지하고 있기 때문에, 서보 정지동작이 완료된다.

이와 같은 제동 시퀀스에 따르면, 제 2 아암(예를 들어, 상부 아암(14))이 움직이는 상태에서는 확실하게 브레이크가 폐쇄되고, 제 2 아암(14)이 움직이지 않는 상태에서는 브레이크는 폐쇄되지 않으나 제 2 아암(14)은 그 자세에서 정지하고 있다. 이 때문에, 제 2 아암(14)을 확실하게 제동할 수 있다.

다음으로, 도 11a, 도 11b 및 도 11c를 참조하여 상술한 실시형태에 따른 로봇(10)에서 제동해제 스퀀스에 대해서 설명한다. 도 11a, 도 11b 및 도 11c는, 제동해제 시퀀스의 플로우 챠트이다. 상세히는, 도 11a는, 통상의 제동해제 시퀀스를 예시하고 있다. 또한, 도 11b 및 도 11c는, 도 11a에 있어서 "브레이크 개방동작"의 서브루틴을 각각 나타내고 있다. 그리고, 도 11b는, 예를 들어, 로봇(10)에 엔드 이펙터가 부착되는 등으로 아암(제 2 아암(14))의 중심 위치가 불명한 경우에 적합한 예를 나타내고 있다. 또한, 도 11c는, 제 2 아암(14)의 중심위치가 명확한 경우에 적합한 예를 나타내고 있다.

도 11a에 나타내는 바와 같이, 제동을 해제할 때에 로봇(10)의 동작준비가 개시되면, 먼저, 동작제어부(611)는 서보 동작지령신호를 출력한다(스텝 S731). 다음으로, 제동제어부(613)로부터의 지령신호를 받아, 브레이크를 개방동작한다(스텝 S732). 브레이크 개방이 완료되면(스텝 S733), 알람OFF상태(알람이 외부 출력되지 않는 상태)를 확인하고(스텝 S734), 동작준비가 완료된다. 이로써, 제 2 아암(14)의 제동이 해제된다.

여기서, 상술한 바와 같이, 예를 들어, 로봇(10)에 엔드 이펙터가 부착되는 등으로 제 2 아암(14)의 중심위치가 불명한 경우, 즉, 제동을 해제할 때에 제 2 아암(14)이 요동방향의 어느쪽으로 기울어지는가가 불명확한 경우가 있다. 이러한 경우, 브레이크 개방동작을 다음과 같은 순서로 행한다. 도 11b에 나타내는 바와 같이, 브레이크 개방동작이 개시되면, 먼저, 서보 모터위치를 확인한다(스텝 S741). 한편, 이러한 모터위치 정보는, 검출부(612)에 입력된다. 다음으로, 제 2 아암(14)을 소정의 진폭으로 왕복회전시킨다(스텝 S742).

다음으로, 스텝 S742가 소정시간 경과했는지 아닌지를 판정한다(스텝 S743). 스텝 S743에 있어서, 소정시간 경과하였다고 판정되면(스텝 S743, 예), 브레이크 개방동작이 완료된다. 또한, 스텝 S743에 있어서, 소정시간 경과하지 않았다고 판정되면(스텝 S743, 아니오), 다시 스텝 S742를 행하여, 스텝 S743에 있어서 소정시간 경과하였다고 판정될 때까지 스텝 S742 및 스텝 S743을 반복한다.

그리고, 상술한 바와 같이, 제 2 아암(14)의 중심위치가 명확한 경우, 브레이크 개방동작이 개시되면, 먼저, 서보 모터위치를 확인한다(스텝 S751). 한편, 이러한 모터 위치정보는, 검출부(612)에 입력된다. 다음으로, 제 2 아암(14)을, 중력으로 회전하는 방향(이하, 이를 중력부하방향이라고 함)과는 반대 방향으로 회전시킨다(스텝 S752). 한편, 중력부하방향의 검출은, 예를 들어, 제동제어부(613)에 있어서, 검출부(612)에 입력된 모터 위치정보에 기초하여 행한다. 그리고, 스텝 S752가 완료되면, 브레이크 개방동작이 완료된다.

이와 같은 제동해제 시퀀스에 따르면, 제동을 해제할 때에 제 2 아암(14)의 중심위치가 불명한 경우는, 제 2 아암(14)을 소정진폭으로 왕복회전시킴으로써, 계합상태에 있어서 응력의 치우침을 해소할 수 있다. 이로써, 상술한 계합상태가 해제되어, 제동해제를 부드럽게 행할 수 있다. 또한, 제동을 해제할 때에 제 2 아암(14)의 중심위치가 명확하지 않은 경우는, 제 2 아암(14)을 중력부하방향과는 반대방향으로 회전시킴으로써, 상술한 계합상태가 해제되어, 제동해제를 부드럽게 행할 수 있다.

한편, 상술한 실시형태에 따른 로봇(10)에서는, 제동기구(30)의 가동부(32)에 복수의 손톱부(321)를 마련하는 구성으로 하고 있으나, 예를 들어, 손톱부(321)를 하나만 마련하는 구성으로 해도 좋다. 이와 같이, 적어도 하나의 손톱부(321)가 있다면, 돌기(기어부(141)의 치형부(141a))와의 계합이 가능해지기 때문에, 복수의 손톱부(321)의 경우와 동등한 제동성능이 얻이질 수 있고, 가격도 싸진다.

또한, 상술한 실시형태에 따른 로봇(10)에서는, 제동기구(30)는, 제 2 아암인 상부 아암(14)에 가동부(32)를 직동시켜 상부 아암(14)을 제동하고 있으나, 예를 들어, 상부 아암(14)에 디스크를 마련하고, 제동기구(30)를 캘리퍼로 해도 좋다. 이와 같이, 디스크 캘리퍼를 이용해서도, 로봇(10)을 소형화할 수 있다.

이에 더한 효과나 변형예는, 당업자에 의해 용이하게 인출될 수 있다. 이 때문에, 본 발명에 따른 광범위한 태양은, 이상과 같이 나타내고 기술한 특정의 상세 및 대표적인 실시형태에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 첨부된 특허청구범위 및 그 균등물에 의해 정의되는 총괄적인 발명의 개념의 정신 또는 범위로부터 일탈하는 것 없이, 다양한 변경이 가능하다.

10 로봇
11 기대부
12 선회 베이스(선회 아암)
13 하부 아암(제 1 아암)
13a 기단부
13b 선단부
131 공간부
132 측벽
133 저벽
14 상부 아암(제 2 아암)
14a 기단부
14b 선단부
141 기어부
141a 치형부(돌기)
30 제동기구
31 고정부
311 본체
312 가이드부
314 부세부재
315 요동 샤프트
316 솔레노이드(제동구동부)
32 가동부
321 손톱부
60 제어장치
61 제어부
611 동작제어부
612 검출부
613 제동제어부
62 기억부
M1 제 1 액츄에이터
M2 제 2 액츄에이터
AX1 제 1 축
AX2 제 2 축

Claims

제 1 축 주위에서 회전가능한 제 1 아암과,
상기 제 1 아암에 대하여, 제 2 축 주위에서 요동가능하게 연결되는 제 2 아암과,
상기 제 1 아암에 있어서 기단부와 선단부 사이에 마련되어, 상기 제 2 아암을 제동하는 제동기구를 구비하는 것을 특징으로 하는
로봇.
제 1 항에 있어서,
상기 제 2 아암을 회전구동하는 액츄에이터를 더 구비하고,
상기 액츄에이터, 상기 제 2 아암 및 상기 제동기구는,
상기 제 1 아암의 연장방향과 직교하는 폭 방향에서, 상기 액츄에이터, 상기 제 2 아암 및 상기 제동기구의 순으로 배치되는 것을 특징으로 하는
로봇.
제 2 항에 있어서,
상기 제 1 아암은,
상기 제 1 아암의 선단부의 일부가 절결되어 형성되는 공간부를 갖고,
상기 제동기구는,
상기 공간부에 있어서 상기 제 1 아암의 기단부측에 마련되는 것을 특징으로 하는
로봇.
제 3 항에 있어서,
상기 액츄에이터는,
상기 제 1 아암의 선단부에 있어서, 상기 공간부와는 반대측의 면에 마련되는 것을 특징으로 하는
로봇.
제 1 항 내지 제 4 항에 있어서,
상기 제동기구는,
상기 제 2 축에 대하여 진퇴하는 직동방향이 상기 제 1 아암의 연장방향을 따르는 가동부를 구비하는 것을 특징으로 하는
로봇.
제 5 항에 있어서,
상기 제 2 아암은,
상기 제 2 축의 동심원 상에 있어서 적어도 상기 제 2 아암의 요동범위에 걸쳐서 병설되는 복수의 돌기를 기단부에 구비하고,
상기 제동기구는,
상기 제 2 축과 평행한 방향시(方向視)에 있어서, 직동하는 상기 가동부를 양측으로부터 가이드하는 가이드부를 구비하고,
상기 가동부는,
상기 돌기에 대하여 계합가능한 손톱부를 선단부에 구비하는 것을 특징으로 하는
로봇.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제동기구는,
상기 제 2 축과 평행한 회전축 주위에서 요동가능하게 마련되는 것을 특징으로 하는
로봇.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 아암은,
상기 제 1 축 주위에서 회전가능한 선회 아암에 연결되는 하부 아암이고,
상기 제 2 아암은,
상기 하부 아암에 연결되는 상부 아암인 것을 특징으로 하는
로봇.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 아암은,
부착면에 고정되는 베이스에 대하여 상기 제 1 축 주위에서 회전가능하게 연결되는 선회 아암이고,
상기 제 2 아암은,
상기 선회 아암에 연결되는 하부 아암인 것을 특징으로 하는
로봇.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 2 아암의 동작을 제어하는 동작제어부와,
상기 제동기구의 동작을 제어하는 제동제어부를 구비하고,
상기 제동제어부는,
제동을 해제할 때에, 상기 동작제어부에 의해 상기 제 2 아암을 상기 제 2 축 주위에서 소정의 진폭으로 왕복회전시키는 것을 특징으로 하는
로봇.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 2 아암의 동작을 제어하는 동작제어부와,
상기 제동기구의 동작을 제어하는 제동제어부를 구비하고,
상기 제동제어부는,
제동을 해제할 때에, 상기 동작제어부에 의해 상기 제 2 아암을 상기 제 2 축 주위에서 상기 제 2 아암이 중력으로 회전하는 방향과는 반대의 방향으로 회전시키는 것을 특징으로 하는
로봇.
제 1 축 주위에서 회전가능한 제 1 아암과,
상기 제 1 아암에 대하여, 제 2 축 주위에서 요동가능하게 연결되는 제 2 아암과,
상기 제 1 아암에 있어서 기단부와 선단부 사이에 마련되어, 상기 제 2 아암을 제동하는 제동기구를 구비하는 것을 특징으로 하는
로봇 아암.
제 12 항에 있어서,
상기 제동기구는,
상기 제 2 축에 대하여 진퇴하는 직동방향이 상기 제 1 아암의 연장방향을 따르는 가동부를 구비하는 것을 특징으로 하는
로봇 아암.