WO2021045063A1

WO2021045063A1 - ロボットの関節構造体

Info

Publication number: WO2021045063A1
Application number: PCT/JP2020/033139
Authority: WO
Inventors: 掃部　雅幸; 創柚木崎; 純一烏山
Original assignee: 川崎重工業株式会社
Priority date: 2019-09-02
Filing date: 2020-09-01
Publication date: 2021-03-11
Also published as: JP2021037570A; US20220266459A1; JP7339817B2; EP4026670A4; CN113939387A; EP4026670A1; US11850737B2; KR20220047852A

Abstract

本発明のロボットの関節構造体は、関節部（４０）を介して、回動自在に連結されている、第１リンク（１０）及び第２リンク（２０）と、を備え、関節部（４０）は、第１方向にその軸心が向くように配置され、第１リンク（１０）と接続されている第１回動部材（４１）と、第１方向に対して垂直な方向である第２方向にその軸心が向くように、かつ、第１回動部材（４１）と係合するように配置されている、一対の第２回動部材（４２Ａ、４２Ｂ）と、Ｔ字状に形成され、第１軸部（１１）と一対の第２軸部（１２Ａ、１２Ｂ）を有する軸部材（１）と、を有し、第２軸部に接続され、第２回動部材を内方に押し付けるように構成されている、押し付け部材をさらに備えている。

Description

ロボットの関節構造体

　本発明は、ロボットの関節構造体に関する。

　２つのベベルギアに挟まれ、かつ、噛み合うように、基体に配置されている、ギア部を有し、２自由度で回転するノズルを備える、塗装作業に用いられるマニプレータ装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開平７－２４７７１号公報

　しかしながら、上記特許文献１に開示されているマニプレータ装置では、どのようにして、２つのベベルギア及びギア部を基体に装着させるのか、開示していない。また、ベベルギアは、軸方向に推力がかかるので、ベベルギアとギア部との噛み合いがゆるくなり、がたつきが生じるおそれがある。

　本発明は、上記従来の課題を解決するもので、差動歯車装置において、押し付け部材により、一対の第２回動部材が互いに近接するように、第２回動部材を第２軸部に押し付けることで、がたつきが生じても、そのがたつきを解消することができる、又はがたつきの発生を抑制することができる、ロボットの関節構造体を提供することを目的とする。

　上記従来の課題を解決するために、本発明に係るロボットの関節構造体は、関節部を介して、回動自在に連結されている、第１リンク及び第２リンクと、第１アクチュエータ及び第２アクチュエータと、を備え、前記関節部は、第１方向にその軸心が向くように配置され、前記第１リンクと接続されている第１回動部材と、前記第１方向に対して垂直な方向である第２方向にその軸心が向くように、かつ、前記第１回動部材と係合するように配置されている、一対の第２回動部材と、第１軸部と一対の第２軸部を有する軸部材と、を有し、前記第１アクチュエータは、回転伝達部材を介して、その回転運動を一方の前記第２回動部材に伝達するように構成されていて、前記第２アクチュエータは、前記回転伝達部材を介して、その回転運動を他方の前記第２回動部材に伝達するように構成されていて、前記軸部材は、前記第１軸部が、前記第１方向に向くように、かつ、一対の前記第２軸部が前記第２方向に向くように、形成されていて、前記第１回動部材は、前記軸部材の前記第１軸部を挿通するように配置されていて、一対の第２回動部材は、互いに対向するように、かつ、前記軸部材の前記第２軸部を挿通するように、配置されていて、前記第１リンクは、前記第１アクチュエータ及び前記第２アクチュエータが回転運動をすることで、前記第２リンクに対して、相対的に揺動するように構成されていて、前記第２軸部に接続され、前記第２回動部材を内方に押し付けるように構成されている、押し付け部材をさらに備えている。

　これにより、がたつきが生じても、そのがたつきを解消することができる、又はがたつきの発生を抑制することができる。

　本発明のロボットの関節構造体によれば、がたつきが生じても、そのがたつきを解消することができる、又はがたつきの発生を抑制することができる。

図１は、本実施の形態１に係る関節構造体を備える、ロボットの概略構成を示す模式図である。図２は、本実施の形態１に係るロボットの関節構造体の概略構成を示す断面図である。

　以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、全ての図面において、同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。また、全ての図面において、本発明を説明するための構成要素を抜粋して図示しており、その他の構成要素については図示を省略している場合がある。さらに、本発明は以下の実施の形態に限定されない。

　（実施の形態１）
　本実施の形態１に係るロボットの関節構造体は、関節部を介して、回動自在に連結されている、第１リンク及び第２リンクと、第１アクチュエータ及び第２アクチュエータと、を備え、関節部は、第１方向にその軸心が向くように配置され、第１リンクと接続されている第１回動部材と、第１方向に対して垂直な方向である第２方向にその軸心が向くように、かつ、第１回動部材と係合するように配置されている、一対の第２回動部材と、第１軸部と一対の第２軸部を有する軸部材と、を有し、第１アクチュエータは、回転伝達部材を介して、その回転運動を一方の第２回動部材に伝達するように構成されていて、第２アクチュエータは、回転伝達部材を介して、その回転運動を他方の第２回動部材に伝達するように構成されていて、軸部材は、第１軸部が、第１方向に向くように、かつ、一対の第２軸部が第２方向に向くように、形成されていて、第１回動部材は、軸部材の第１軸部を挿通するように配置されていて、一対の第２回動部材は、互いに対向するように、かつ、軸部材の第２軸部を挿通するように、配置されていて、第１リンクは、第１アクチュエータ及び第２アクチュエータが回転運動をすることで、第２リンクに対して、相対的に揺動するように構成されていて、第２軸部に接続され、第２回動部材を内方に押し付けるように構成されている、押し付け部材をさらに備えている。

　また、本実施の形態１に係るロボットの関節構造体では、回転伝達部材は、第１アクチュエータ又は第２アクチュエータに接続されている第１回転伝達部材と、第２方向にその軸心が向くように、かつ、第１回転伝達部材と係合するように配置されている第２回転伝達部材と、を有していてもよい。

　また、本実施の形態１に係るロボットの関節構造体では、押し付け部材は、第２回転伝達部材を介して、第２回動部材を押し付けるように構成されていてもよい。

　また、本実施の形態１に係るロボットの関節構造体では、押し付け部材と第２回転伝達部材との間には、ベアリングが配置されていてもよい。

　また、本実施の形態１に係るロボットの関節構造体では、第２方向から見て、押し付け部材は、第２軸部と重なるように配置されていてもよい。

　さらに、本実施の形態１に係るロボットの関節構造体では、第２リンクに配置され、第２回転伝達部材の基端部と当接するように構成されている、取り付け部材と、取付け部材と第２リンクを締結する締結部材と、をさらに備え、第２方向から見て、締結部材は、第２軸部と重ならないように配置されていてもよい。

　以下、本実施の形態１に係るロボットの関節構造体の一例について、図１～図２を参照しながら説明する。

　［ロボットの構成］
　まず、本実施の形態１に係る関節構造体を備える、ロボットの構成について、図１を参照しながら説明する。

　図１は、本実施の形態１に係る関節構造体を備える、ロボットの概略構成を示す模式図である。

　図１に示すように、ロボット２００は、胴体２０１と、頭２０２と、一対の腕２０３、２０３と、一対の脚２０４、２０４と、胴体２０１内に配置されている制御装置１１０と、を備えている。

　制御装置１１０は、マイクロプロセッサ、ＣＰＵ等の演算器と、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶器と、を備えている（図示せず）。記憶器には、基本プログラム、各種固定データ等の情報が記憶されている。演算器は、記憶器に記憶された基本プログラム等のソフトウェアを読み出して実行することにより、ロボット２００の各種動作を制御する。

　なお、制御装置１１０は、集中制御する単独の制御装置１１０によって構成されていてもよいし、互いに協働して分散制御する複数の制御装置１１０によって構成されていてもよい。また、制御装置１１０は、マイクロコンピュータで構成されていてもよく、ＭＰＵ、ＰＬＣ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｌｏｇｉｃ　Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）、論理回路等によって構成されていてもよい。

　［ロボットの関節構造体の構成］
　図２は、本実施の形態１に係るロボットの関節構造体の概略構成を示す斜視図である。なお、図２においては、ロボットの関節構造体における上下方向及び左右方向を図における上下方向及び左右方向として表している。

　図２に示すように、本実施の形態１に係るロボットの関節構造体１００は、第１リンク１０、第２リンク２０、第１アクチュエータ３０Ａ、第２アクチュエータ３０Ｂ、及び関節部４０を備えていて、第１リンク１０と第２リンク２０は、関節部４０を介して、回動自在に連結されている。

　そして、本実施の形態１に係るロボットの関節構造体１００では、第１アクチュエータ３０Ａ及び第２アクチュエータ３０Ｂが回転動作（回転運動）をすることで、第１リンク１０が第２リンク２０に対して、相対的に揺動するように構成されている。

　なお、本実施の形態１に係るロボットの関節構造体１００は、例えば、第１リンク１０がロボット２００の胴体の下半身部分を構成し、第２リンク２０がロボット２００の胴体の上半身部分を構成し、関節部４０がロボットの腰関節を構成する形態であってもよい。また、関節構造体１００は、例えば、第１リンク１０がロボット２００の手の部分を構成し、第２リンク２０がロボット２００の前腕部分を構成し、関節部４０が手首の関節を構成する形態であってもよい。

　さらに、関節構造体１００は、例えば、第１リンク１０がロボット２００の足の部分を構成し、第２リンク２０がロボット２００の下腿部分を構成し、関節部４０が足首の関節を構成する形態であってもよい。また、関節構造体１００は、例えば、第１リンク１０がロボット２００の胴体の上半身部分を構成し、第２リンク２０がロボット２００の頭の部分を構成し、関節部４０が首の関節を構成する形態であってもよい。

　第１リンク１０は、本実施の形態１においては、箱状に形成されていて、関節部４０の第１回動部材４１の下部に、適宜な手段（例えば、ボルトとナット等の締結部材）により、固定されている。第１回動部材４１は、かさ歯車で構成されていて、その内周面には、軸受け部材２、３を介して、軸部材１の第１軸部１１が嵌装されている。軸受け部材２、３としては、ボールベアリングを用いてもよい。

　軸部材１は、略Ｔ字状に形成されていて、第１軸部１１と一対の第２軸部１２Ａ、１２Ｂを有する。第１軸部１１は、その軸心が第１方向（ここでは、上下方向）に向くように配置されていて、一対の第２軸部１２Ａ、１２Ｂは、その軸心が第１方向に直交する方向である第２方向（ここでは、左右方向）に向くように配置されている。

　これにより、第１リンク１０は、第１回動部材４１の回動に伴って、第２リンク２０に対して、相対的に第１軸部１１回りに回動することができる。なお、軸部材１は、十字状に形成されていてもよい。

　一方、第２リンク２０は、一対の板状の第１部材２１Ａ、２１Ｂと筐体２２を有している。第１部材２１Ａ、２１Ｂは、その主面を互いに対向するように配置されている。第１部材２１Ａ、２１Ｂの主面には、それぞれ、段状に形成されている貫通孔２２Ａ、２２Ｂが設けられている。

　また、第１部材２１Ａ、２１Ｂの間の空間には、筐体２２が配置されている。筐体２２には、第２方向に沿って並ぶように、第１アクチュエータ３０Ａ及び第２アクチュエータ３０Ｂが配置されている。

　第１アクチュエータ３０Ａ及び第２アクチュエータ３０Ｂは、ここでは、サーボモータで構成されている。第１アクチュエータ３０Ａの軸部３１Ａには、第１回転伝達部材５１Ａが嵌装されている。第１回転伝達部材５１Ａは、締結部材（ここでは、ボルト）３２Ａにより、軸部３１Ａに固定されている。同様に、第２アクチュエータ３０Ｂの軸部３１Ｂには、第１回転伝達部材５１Ｂが嵌装されている。第１回転伝達部材５１Ｂは、締結部材３２Ｂ（ここでは、ボルト）３２Ｂにより、軸部３１Ｂに固定されている。

　第１回転伝達部材５１Ａには、第２回転伝達部材５２Ａが歯合（係合）されている。第１回転伝達部材５１Ａ及び第２回転伝達部材５２Ａは、かさ歯車で構成されている。第２回転伝達部材５２Ａは、軸心が第２方向に向くように配置されていて、貫通孔が設けられている。なお、第１回転伝達部材５１Ａ及び第２回転伝達部材５２Ａを回転伝達部材と称する場合もある。

　第２回転伝達部材５２Ａの左側端部には、第２回動部材４２Ａが配置されている。第２回動部材４２Ａは、かさ歯車で構成されていて、その軸心が、第２回転伝達部材５２Ａの軸心と一致するように配置されている。また、第２回動部材４２Ａには、貫通孔が設けられている。第２回動部材４２Ａの内周面には、軸受け部材４Ａを介して、軸部材１の第２軸部１２Ａが嵌装されている。

　同様に、第１回転伝達部材５１Ｂには、第２回転伝達部材５２Ｂが歯合（係合）されている。第１回転伝達部材５１Ｂ及び第２回転伝達部材５２Ｂは、かさ歯車で構成されている。第２回転伝達部材５２Ｂは、軸心が第２方向に向くように配置されていて、貫通孔が設けられている。なお、第１回転伝達部材５１Ｂ及び第２回転伝達部材５２Ｂを回転伝達部材と称する場合もある。

　第２回転伝達部材５２Ｂの左側端部には、第２回動部材４２Ｂが配置されている。第２回動部材４２Ｂは、かさ歯車で構成されていて、その軸心が、第２回転伝達部材５２Ｂの軸心と一致するように配置されている。また、第２回動部材４２Ｂには、貫通孔が設けられている。第２回動部材４２Ｂの内周面には、軸受け部材４Ｂを介して、軸部材１の第２軸部１２Ｂが嵌装されている。

　また、第２回転伝達部材５２Ａの基端部（ここでは、右側端部）は、貫通孔２２Ａに挿通されている。貫通孔２２Ａには、当該貫通孔２２Ａを蓋をするように、板状の取り付け部材６０Ａが配置されている。

　取り付け部材６０Ａには、凸部６１Ａが設けられている。凸部６１Ａは、その先端面（ここでは、左側端面）が、第２回転伝達部材５２Ａの基端部と当接するように形成されている。また、貫通孔２２Ａには、当該貫通孔２２Ａの段部、凸部６１Ａの外周面、及び第２回転伝達部材５２Ａにおける基端部の外周面と当接するように、軸受け部材５Ａが配置されている。軸受け部材５Ａとしては、ボールベアリングを用いてもよい。

　そして、取り付け部材６０Ａは、締結部材７０Ａにより、第１部材２１Ａに締結されている。これにより、第２回転伝達部材５２Ａ及び第２回動部材４２Ａを、左側（内方）に押し付けることができる。

　なお、第２方向から見て、締結部材７０Ａは、第２軸部１２Ａと重ならないように配置されている。より詳細には、締結部材７０Ａは、貫通孔２２Ａの外方に位置するように、配置されている。

　取り付け部材６０Ａの凸部６１Ａには、第２回動部材４２Ａ及び第２回転伝達部材５２Ａの貫通孔と連通するように、厚み方向に延びる貫通孔６２Ａが形成されている。貫通孔６２Ａには、押し付け部材８１Ａ、カラー部材８２Ａ、及び軸受け部材８３Ａが配置されている。

　押し付け部材８１Ａは、ここでは、締結部材（ボルト）で構成されていて、頭部と軸部を有している。押し付け部材８１Ａは、軸部の軸心が、第２方向に延びるように配置されている。すなわち、第２方向から見て、押し付け部材８１Ａは、第２軸部１２Ａと重なるように配置されている。また、押し付け部材８１Ａにおける軸部の先端部は、第２軸部１２Ａの先端部に接続されている。

　カラー部材８２Ａは、筒状に形成されていて、先端面が第２軸部１２Ａの先端面（右側端面）と当接するように配置されている。また、カラー部材８２Ａの内部空間には、押し付け部材８１Ａの軸部が挿通されている。

　押し付け部材８１Ａにおける頭部の左側端面とカラー部材８２Ａの基端面（右側端面）との間には、軸受け部材８３Ａが配置されている。軸受け部材８３Ａは、ここでは、フランジ付きボールベアリングで構成されていて、フランジ部分が、第２回転伝達部材５２Ａの基端部と当接している。

　これにより、押し付け部材８１Ａを第２軸部１２Ａに接続させる（ねじ込む）ことにより、第２回転伝達部材５２Ａを介して、第２回動部材４２Ａを内方に（第２回動部材４２Ｂに近接するように）、押し付けることができる。このため、第１回転伝達部材５１Ａと第２回転伝達部材５２Ａとの間、及び／又は第２回動部材４２Ａと第１回動部材４１との間で、がたつきの発生を抑制することができる。また、がたつきが発生しても、押し付け部材８１Ａを第２軸部１２Ａにねじ込むだけで、がたつきを解消することができる。

　なお、本実施の形態１においては、軸受け部材８３Ａをフランジ付きボールベアリングで構成し、フランジ部分が第２回転伝達部材５２Ａと当接することで、押し付け部材８１Ａにより、第２回転伝達部材５２Ａ及び第２回動部材４２Ａを押し付ける形態を採用したが、これに限定されない。

　例えば、第２回転伝達部材５２Ａの基端部に段部を設けて、当該段部に軸受け部材８３Ａを配置する形態を採用してもよい。すなわち、フランジ部分を用いなくても、押し付け部材８１Ａにより、第２回転伝達部材５２Ａ及び第２回動部材４２Ａを押し付けることができる形態を採用してもよい。この場合、軸受け部材８３Ａは、種々のボールベアリングを用いることができる。

　同様に、第２回転伝達部材５２Ｂの基端部（ここでは、左側端部）は、貫通孔２２Ｂに挿通されている。貫通孔２２Ｂには、当該貫通孔２２Ｂを蓋をするように、板状の取り付け部材６０Ｂが配置されている。

　取り付け部材６０Ｂには、凸部６１Ｂが設けられている。凸部６１Ｂは、その先端面（ここでは、右側端面）が、第２回転伝達部材５２Ｂの基端部と当接するように形成されている。また、貫通孔２２Ｂには、当該貫通孔２２Ｂの段部、凸部６１Ｂの外周面、及び第２回転伝達部材５２Ｂにおける基端部の外周面と当接するように、軸受け部材５Ｂが配置されている。軸受け部材５Ｂとしては、ボールベアリングを用いてもよい。

　そして、取り付け部材６０Ｂは、締結部材７０Ｂにより、第１部材２１Ｂに締結されている。これにより、第２回転伝達部材５２Ｂ及び第２回動部材４２Ｂを、右側に押し付けることができる。

　なお、第２方向から見て、締結部材７０Ｂは、第２軸部１２Ｂと重ならないように配置されている。より詳細には、締結部材７０Ｂは、貫通孔２２Ｂの外方に位置するように、配置されている。

　取り付け部材６０Ｂの凸部６１Ｂには、第２回動部材４２Ｂ及び第２回転伝達部材５２Ｂの貫通孔と連通するように、厚み方向に延びる貫通孔６２Ｂが形成されている。貫通孔６２Ｂには、押し付け部材８１Ｂ、カラー部材８２Ｂ、及び軸受け部材８３Ｂが配置されている。

　押し付け部材８１Ｂは、ここでは、締結部材（ボルト）で構成されていて、頭部と軸部を有している。押し付け部材８１Ｂは、軸部の軸心が、第２方向に延びるように配置されている。すなわち、第２方向から見て、押し付け部材８１Ｂは、第２軸部１２Ｂと重なるように配置されている。また、押し付け部材８１Ｂにおける軸部の先端部は、第２軸部１２Ｂの先端部に接続されている。

　カラー部材８２Ｂは、筒状に形成されていて、先端面が第２軸部１２Ｂの先端面（左側端面）と当接するように配置されている。また、カラー部材８２Ｂの内部空間には、押し付け部材８１Ｂの軸部が挿通されている。

　押し付け部材８１Ｂにおける頭部の右側端面とカラー部材８２Ｂの基端面（左側端面）との間には、軸受け部材８３Ｂが配置されている。軸受け部材８３Ｂは、ここでは、フランジ付きボールベアリングで構成されていて、フランジ部分が、第２回転伝達部材５２Ｂの基端部と当接している。

　これにより、押し付け部材８１Ｂを第２軸部１２Ｂに接続させる（ねじ込む）ことにより、第２回転伝達部材５２Ｂを介して、第２回動部材４２Ｂを内方に（第２回動部材４２Ａに近接するように）、押し付けることができる。このため、第１回転伝達部材５１Ｂと第２回転伝達部材５２Ｂとの間、及び／又は第２回動部材４２Ｂと第１回動部材４１との間で、がたつきの発生を抑制することができる。また、がたつきが発生しても、押し付け部材８１Ｂを第２軸部１２Ｂにねじ込むだけで、がたつきを解消することができる。

　なお、本実施の形態１においては、軸受け部材８３Ｂをフランジ付きボールベアリングで構成し、フランジ部分が第２回転伝達部材５２Ｂと当接することで、押し付け部材８１Ｂにより、第２回転伝達部材５２Ｂ及び第２回動部材４２Ｂを押し付ける形態を採用したが、これに限定されない。

　例えば、第２回転伝達部材５２Ｂの基端部に段部を設けて、当該段部に軸受け部材８３Ｂを配置する形態を採用してもよい。すなわち、フランジ部分を用いなくても、押し付け部材８１Ｂにより、第２回転伝達部材５２Ｂ及び第２回動部材４２Ｂを押し付けることができる形態を採用してもよい。この場合、軸受け部材８３Ｂは、種々のボールベアリングを用いることができる。

　このように構成された、本実施の形態１に係るロボットの関節構造体１００では、押し付け部材８１Ａを第２軸部１２Ａに接続させることにより、第２回転伝達部材５２Ａを介して、第２回動部材４２Ａを内方に（第２回動部材４２Ｂに近接するように）、押し付けることができる。

　このため、差動歯車装置において、第１回転伝達部材５１Ａと第２回転伝達部材５２Ａとの間、及び／又は第２回動部材４２Ａと第１回動部材４１との間で、がたつきの発生を抑制することができる。また、がたつきが発生しても、押し付け部材８１Ａを第２軸部１２Ａにねじ込むだけで、がたつきを解消することができる。すなわち、関節部４０の剛性を大きくすることができる。

　また、本実施の形態１に係るロボットの関節構造体１００では、押し付け部材８１Ｂを第２軸部１２Ｂに接続させることにより、第２回転伝達部材５２Ｂを介して、第２回動部材４２Ｂを内方に（第２回動部材４２Ａに近接するように）、押し付けることができる。

　このため、差動歯車装置において、第１回転伝達部材５１Ｂと第２回転伝達部材５２Ｂとの間、及び／又は第２回動部材４２Ｂと第１回動部材４１との間で、がたつきの発生を抑制することができる。また、がたつきが発生しても、押し付け部材８１Ｂを第２軸部１２Ｂにねじ込むだけで、がたつきを解消することができる。すなわち、関節部４０の剛性を大きくすることができる。

　また、本実施の形態１に係るロボットの関節構造体１００では、軸受け部材８３Ａをフランジ付きボールベアリングで構成し、フランジ部分を第２回転伝達部材５２Ａと当接させている。そして、フランジ部分を介して、押し付け部材８１Ａにより、第２回転伝達部材５２Ａ及び第２回動部材４２Ａを押し付けている。

　このため、第２回転伝達部材５２Ａに段部を設ける必要がなく、貫通孔６２Ａを大きく形成する（貫通孔６２Ａの体積を大きくする）必要がないため、関節部４０の小型化を図ることができる。

　また、本実施の形態１に係るロボットの関節構造体１００では、軸受け部材８３Ｂをフランジ付きボールベアリングで構成し、フランジ部分を第２回転伝達部材５２Ｂと当接させている。そして、フランジ部分を介して、押し付け部材８１Ｂにより、第２回転伝達部材５２Ｂ及び第２回動部材４２Ｂを押し付けている。

　このため、第２回転伝達部材５２Ｂに段部を設ける必要がなく、貫通孔６２Ｂを大きく形成する（貫通孔６２Ｂの体積を大きくする）必要がないため、関節部４０の小型化を図ることができる。

　また、本実施の形態１に係るロボットの関節構造体１００では、取り付け部材６０Ａは、締結部材７０Ａにより、第１部材２１Ａに締結されている。これにより、第２回転伝達部材５２Ａ及び第２回動部材４２Ａを左側に押し付けることができ、第１回転伝達部材５１Ａと第２回転伝達部材５２Ａとの係合、及び／又は第２回動部材４２Ａと第１回動部材４１との係合を充分に担保することができる。また、締結部材７０Ａが、第２軸部１２Ａと重ならないように配置されているため、関節部４０の動作範囲を充分に担保することができる。

　また、本実施の形態１に係るロボットの関節構造体１００では、取り付け部材６０Ｂは、締結部材７０Ｂにより、第１部材２１Ｂに締結されている。これにより、第２回転伝達部材５２Ｂ及び第２回動部材４２Ｂを左側に押し付けることができ、第１回転伝達部材５１Ｂと第２回転伝達部材５２Ｂとの係合、及び／又は第２回動部材４２Ｂと第１回動部材４１との係合を充分に担保することができる。また、締結部材７０Ｂが、第２軸部１２Ｂと重ならないように配置されているため、関節部４０の動作範囲を充分に担保することができる。

　また、本実施の形態１に係るロボットの関節構造体１００では、第１回動部材４１の歯数の方が、第２回動部材４２Ａ、４２Ｂの歯数よりも多くなるように、第１回動部材４１、及び第２回動部材４２Ａ、４２Ｂを構成した場合には、第２リンク２０に対して、第１リンク１０の揺動動作の速度を大きくすることができる。

　また、本実施の形態１に係るロボットの関節構造体１００では、第２回動部材４２Ａ、４２Ｂの歯数の方が、第１回動部材４１の歯数よりも多くなるように、第１回動部材４１、及び第２回動部材４２Ａ、４２Ｂを構成した場合には、第１アクチュエータ３０Ａ及び第２アクチュエータ３０Ｂの回転動作に対応して、揺動動作をする第１リンク１０の振れ幅を小さくすることができる。

　このため、高価な高精度の回転センサ又は電流センサを配置する必要がなく、関節構造体１００の低コスト化、ひいては、ロボットの低コスト化が図れる。さらに、制御装置１１０による第１アクチュエータ３０Ａ及び第２アクチュエータ３０Ｂの制御が容易となる。

　なお、本実施の形態１に係るロボットの関節構造体１００では、回転伝達部材として、かさ歯車を用いて、アクチュエータの回転運動を第２回動部材に伝達する形態を採用したが、これに限定されない。アクチュエータの回転運動を第２回動部材に伝達することができれば、回転伝達部材は、種々の公知の機構を用いることができ、どのような形態を採用してもよい。例えば、ＷＯ２０１８／０９７２５１に開示されているように、直動アクチュエータを用いて、アクチュエータの回転運動を進退運動に換えて、第２回動部材に伝達する形態を採用してもよい。この場合、直動アクチュエータを構成するシリンダ（例えば、ボールねじ機構等）が回転伝達部材を構成する。

　上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良又は他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明を逸脱することなく、その構造及び／又は機能の詳細を実質的に変更できる。

　本発明のロボットの関節構造体は、がたつきが生じても、そのがたつきを解消することができる、又はがたつきの発生を抑制することができるため、産業ロボットの分野において有用である。

　１　軸部材
　２　軸受け部材
　４Ａ　軸受け部材
　４Ｂ　軸受け部材
　５Ａ　軸受け部材
　５Ｂ　軸受け部材
　１０　第１リンク
　１１　第１軸部
　１２Ａ　第２軸部
　１２Ｂ　第２軸部
　２０　第２リンク
　２１Ａ　第１部材
　２１Ｂ　第１部材
　２２　筐体
　２２Ａ　貫通孔
　２２Ｂ　貫通孔
　３０Ａ　第１アクチュエータ
　３０Ｂ　第２アクチュエータ
　３１Ａ　軸部
　３１Ｂ　軸部
　３２Ａ　締結部材
　３２Ｂ　締結部材
　４０　関節部
　４１　第１回動部材
　４２Ａ　第２回動部材
　４２Ｂ　第２回動部材
　５１Ａ　第１回転伝達部材
　５１Ｂ　第１回転伝達部材
　５２Ａ　第２回転伝達部材
　５２Ｂ　第２回転伝達部材
　６０Ａ　取り付け部材
　６０Ｂ　取り付け部材
　６１Ａ　凸部
　６１Ｂ　凸部
　６２Ａ　貫通孔
　６２Ｂ　貫通孔
　７０Ａ　締結部材
　７０Ｂ　締結部材
　８１Ａ　押し付け部材
　８１Ｂ　押し付け部材
　８２Ａ　カラー部材
　８２Ｂ　カラー部材
　８３Ａ　軸受け部材
　８３Ｂ　軸受け部材
　１００　関節構造体
　１１０　制御装置
　２００　ロボット
　２０１　胴体
　２０２　頭
　２０３　腕
　２０４　脚

Claims

　関節部を介して、回動自在に連結されている、第１リンク及び第２リンクと、
　第１アクチュエータ及び第２アクチュエータと、を備え、
　前記関節部は、第１方向にその軸心が向くように配置され、前記第１リンクと接続されている第１回動部材と、前記第１方向に対して垂直な方向である第２方向にその軸心が向くように、かつ、前記第１回動部材と係合するように配置されている、一対の第２回動部材と、第１軸部と一対の第２軸部を有する軸部材と、を有し、
　前記第１アクチュエータは、回転伝達部材を介して、その回転運動を一方の前記第２回動部材に伝達するように構成されていて、
　前記第２アクチュエータは、前記回転伝達部材を介して、その回転運動を他方の前記第２回動部材に伝達するように構成されていて、
　前記軸部材は、前記第１軸部が、前記第１方向に向くように、かつ、一対の前記第２軸部が前記第２方向に向くように、形成されていて、
　前記第１回動部材は、前記軸部材の前記第１軸部を挿通するように配置されていて、
　一対の第２回動部材は、互いに対向するように、かつ、前記軸部材の前記第２軸部を挿通するように、配置されていて、
　前記第１リンクは、前記第１アクチュエータ及び前記第２アクチュエータが回転運動をすることで、前記第２リンクに対して、相対的に揺動するように構成されていて、
　前記第２軸部に接続され、前記第２回動部材を内方に押し付けるように構成されている、押し付け部材をさらに備えている、ロボットの関節構造体。
　前記回転伝達部材は、前記第１アクチュエータ又は前記第２アクチュエータに接続されている第１回転伝達部材と、前記第２方向にその軸心が向くように、かつ、前記第１回転伝達部材と係合するように配置されている第２回転伝達部材と、を有する、請求項１に記載のロボットの関節構造体。
　前記押し付け部材は、前記第２回転伝達部材を介して、前記第２回動部材を押し付けるように構成されている、請求項２に記載のロボットの関節構造体。
　前記押し付け部材と前記第２回転伝達部材との間には、ベアリングが配置されている、請求項３に記載のロボットの関節構造体。
　前記第２方向から見て、前記押し付け部材は、前記第２軸部と重なるように配置されている、請求項１～４のいずれか１項に記載のロボットの関節構造体。
　前記第２リンクに配置され、前記第２回転伝達部材の基端部と当接するように構成されている、取り付け部材と、
　前記取付け部材と前記第２リンクを締結する締結部材と、をさらに備え、
　前記第２方向から見て、前記締結部材は、前記第２軸部と重ならないように配置されている、請求項１～５のいずれか１項に記載のロボットの関節構造体。