WO2021144967A1 - モジュール及び垂直多関節ロボットアーム装置 - Google Patents

モジュール及び垂直多関節ロボットアーム装置 Download PDF

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WO2021144967A1
WO2021144967A1 PCT/JP2020/001530 JP2020001530W WO2021144967A1 WO 2021144967 A1 WO2021144967 A1 WO 2021144967A1 JP 2020001530 W JP2020001530 W JP 2020001530W WO 2021144967 A1 WO2021144967 A1 WO 2021144967A1
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WO
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cable
module
axis
rotating body
connector
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Application number
PCT/JP2020/001530
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English (en)
French (fr)
Inventor
恭規 村山
功次 篠原
Original Assignee
ヤマハ発動機株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Priority to PCT/JP2020/001530 priority Critical patent/WO2021144967A1/ja
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/08Programme-controlled manipulators characterised by modular constructions

Definitions

  • the present invention relates to a module and a vertical articulated robot arm device.
  • Non-Patent Document 1 a module used for a vertical articulated robot arm device has been proposed.
  • the module disclosed in Non-Patent Document 1 has a connector connected to another module. Thereby, a plurality of modules can be electrically connected via the connector while being mechanically connected.
  • the non-patent document 1 discloses that the plurality of modules include a module having two motor units arranged in an L shape so that the rotation axes intersect.
  • the connectors provided on the rotating bodies of the two motor units are electrically connected to each other by a cable extending inside the module. Cables of other modules are electrically connected to the connectors provided on the rotating bodies of the two motor units.
  • a module having a motor unit tends to have a large axial size of the rotation axis of the motor unit depending on the arrangement of connectors and cables. Therefore, when, for example, a vertical articulated robot arm device is configured by using the above-mentioned module, the size of the rotation axis in the vertical articulated robot arm device in the axial direction tends to increase.
  • An object of the present invention is to provide a module having a motor unit, which can suppress an increase in size of the rotation axis of the motor unit in the axial direction.
  • the present inventors examined the module configuration in order to suppress the increase in size of the rotation axis in the axial direction. As a result of diligent studies, the present inventors have come up with the following configuration.
  • a module includes a first motor unit that rotates around a first rotation axis, a casing that covers at least a part of the first motor unit, and the first rotation axis by the first motor unit.
  • a first rotating body that rotates around and to which other modules are connected, a first connector provided on the first rotating body and to which the other modules are connected, and at least a part thereof are located in the casing.
  • a module comprising a first cable that is electrically connected to the first connector.
  • the first cable includes a first cable axial extension portion (1st cable rotational axis direction extending portion) extending from the common space toward the first rotating body in the axial direction of the first rotating axis, and the first rotation.
  • the first cable orthogonal direction extension portion (1st cable orthogonal direction extension portion) extending in the orthogonal direction orthogonal to the axis is located between the first cable axial direction extension portion and the first cable orthogonal direction extension portion. It has a first cable bending portion (1st cable bending portion) that bends in the orthogonal direction from the axial direction.
  • the first connector has a first connector orthogonal direction connection portion which is connected to the first cable orthogonal direction extension portion and whose connection direction with the other module is the orthogonal direction.
  • the first rotating body includes a first accommodating portion forming a first accommodating space for accommodating at least a part of the first cable orthogonal direction extending portion and the first connector, and the first accommodating portion in the first accommodating portion. It has a first orthogonal opening which is provided so as to open in the orthogonal direction and is covered by the other module in a state where the other module is connected to the first connector.
  • the first cable electrically connected to the first connector provided on the first rotating body bends in the orthogonal direction orthogonal to the first rotating axis of the first rotating body, so that the first cable is described.
  • One cable can be arranged compactly.
  • the first cable orthogonal extension portion of the first cable and the first rotation space accommodating at least a part of the first connector are oriented in the orthogonal direction.
  • the module of the present invention preferably includes the following configurations.
  • the first cable has a first cable deformation portion that is deformed by rotation of the first rotating body around the first rotation axis.
  • the first cable deforming portion is located in the first rotating space of the first rotating body.
  • the displacement of the first cable can be adjusted by the first cable deforming portion. Therefore, it is not necessary to determine the configuration of the first rotating body in consideration of the twist and the like generated in the first cable when the first rotating body rotates around the first rotating axis. Therefore, with the above configuration, the degree of freedom in designing the shape of the first rotating body can be improved.
  • the module having the motor unit it is possible to realize a configuration capable of further suppressing the increase in size of the first rotation axis in the axial direction.
  • the module of the present invention preferably includes the following configurations.
  • the first connector is provided so as to be displaced with respect to the first rotating body.
  • the module of the present invention preferably includes the following configurations.
  • the first connector is fixed to the first orthogonal opening.
  • the first rotating body can be configured as a unit having a predetermined shape including the first connector. Therefore, in the module having the motor unit, it is possible to realize a configuration capable of further suppressing the increase in size of the first rotation axis in the axial direction.
  • the module of the present invention preferably includes the following configurations.
  • the first cable orthogonal extension portion or the first cable bending portion is supported by the first rotating body.
  • the first rotating body rotates around the first rotating axis, it is possible to prevent the first cable from coming into contact with the inner surface of the first rotating body. Moreover, the displacement of the first cable when the first rotating body rotates around the first rotation axis can be adjusted. Therefore, the first rotating body can be made into a compact shape.
  • the module having the motor unit it is possible to realize a configuration capable of further suppressing the increase in size of the first rotation axis in the axial direction.
  • the module of the present invention preferably includes the following configurations.
  • the module has a second motor unit that rotates around the second rotation axis, and a second rotation that is rotated around the second rotation axis by the second motor unit and is connected to a module different from the other modules. Further prepare for the body.
  • the casing accommodates the first motor unit and the second motor unit in an L shape so that the first rotation axis and the second rotation axis intersect, and the first motor unit and the second motor. Form a shared space located between the units.
  • the L-shaped module including the two motor units arranged in an L shape so that the first rotation axis and the second rotation axis are orthogonal to each other, the axial direction of the first rotation axis and the said. It is possible to realize a configuration capable of suppressing an increase in size of the second rotation axis in the axial direction.
  • the module of the present invention preferably includes the following configurations.
  • the first rotating body has a shape different from that of the second rotating body.
  • an L-shaped module including two motor units arranged in an L shape so that the first rotation axis and the second rotation axis are orthogonal to each other, the axial direction of the first rotation axis and the second rotation axis. It is possible to realize a configuration that can further suppress the increase in size in the axial direction.
  • the module of the present invention preferably includes the following configurations.
  • the module is provided on the second rotating body and has a second connector to which the other module is connected and a second connector which is at least partially located in the casing and is electrically connected to the second connector. Further equipped with a cable.
  • the second cable has a second cable axial direction extending portion (2nd cable rotational axis direction extending portion) extending from the shared space toward the second rotating body in the axial direction of the second rotating axis.
  • the second connector is connected to the extension portion in the axial direction of the second cable, and has a connection portion in the axial direction of the second connector whose connection direction with the other module is the axial direction of the second rotation axis.
  • the second rotating body includes a second accommodating portion forming a second rotating space for accommodating a second cable axial extension portion and at least a part of the second connector, and the second accommodating portion in the second accommodating portion.
  • the second opening is provided so as to open the second connector, and the second connector is covered with the other module in a state where the other module is connected to the second connector.
  • the second rotating body can also be made into a compact shape. Therefore, in an L-shaped module including two motor units arranged in an L shape so that the first rotation axis and the second rotation axis are orthogonal to each other, the axial direction of the first rotation axis and the second rotation axis. It is possible to realize a configuration that can further suppress the increase in size in the axial direction.
  • the module of the present invention preferably includes the following configurations.
  • the second cable has a second cable deformation portion that is deformed by rotation of the second rotating body around the second rotation axis.
  • the second cable deforming portion is located in the shared space or in the second rotating space of the second rotating body.
  • the displacement of the second cable can be adjusted by the deformed portion of the second cable. Therefore, it is not necessary to determine the configuration of the second rotating body in consideration of the twist and the like generated in the second cable when the second rotating body rotates around the second rotating axis. Therefore, with the above configuration, the degree of freedom in designing the shape of the second rotating body can be improved.
  • an L-shaped module including two motor units arranged in an L shape so that the first rotation axis and the second rotation axis are orthogonal to each other, the axial direction of the first rotation axis and the second rotation axis. It is possible to realize a configuration that can further suppress the increase in size in the axial direction.
  • the module of the present invention preferably includes the following configurations.
  • the second connector is provided so as to be displaced with respect to the second rotating body.
  • the module of the present invention preferably includes the following configurations.
  • the second connector is fixed to the second opening.
  • the second rotating body can be configured as a unit having a predetermined shape including the second connector. Therefore, in an L-shaped module including two motor units arranged in an L shape so that the first rotation axis and the second rotation axis are orthogonal to each other, the axial direction of the first rotation axis and the second rotation axis. It is possible to realize a configuration that can further suppress the increase in size in the axial direction.
  • another module can be easily connected to the second connector.
  • the vertical articulated robot arm device includes the nodules described in any one of the above configurations.
  • the vertical articulated robot arm device of the present invention preferably includes the following configurations.
  • the module is arranged so that the first rotation axis extends in the horizontal direction.
  • the vertical articulated robot arm device of the present invention preferably includes the following configurations.
  • the vertical articulated robot arm device includes a plurality of the modules.
  • the vertical articulated robot arm device of the present invention preferably includes the following configurations.
  • the module is configured to be connectable to a base module that serves as a base for a vertical articulated robot arm device, a link module that constitutes an arm of the vertical articulated robot, an end effector, or the module.
  • the vertical articulated robot arm device is a robot arm device having a plurality of joints for connecting a plurality of links, in which the links are connected in series from the root to the tip by a rotary joint or a linear motion joint having one degree of freedom. It is a robot arm device with a serial link mechanism.
  • the vertical articulated robot arm device has a plurality of joints.
  • the joint is composed of a module having one or more motor units.
  • the motor unit means a unit having a motor that generates a rotational driving force.
  • the motor unit may have a speed reducer that reduces the rotation of the motor.
  • a module is a unit composed of one or more parts and having a predetermined function in an apparatus.
  • the L-shaped module means that the first rotation axis of the first motor unit and the second rotation axis of the second motor unit are L on a plane including the first rotation axis and the second rotation axis. It means a two-axis integrated module in which the first motor unit and the second motor unit are integrated so as to form a character.
  • the L-shaped module is not only when the angle between the first rotation axis and the second rotation axis is 90 degrees on the plane including the first rotation axis and the second rotation axis, but also more than 90 degrees. It also includes the case where it is small or the case where it is larger than 90 degrees.
  • the first rotation axis and the first rotation axis intersect.
  • the L-shaped module constitutes, for example, a joint portion of an articulated robot arm device.
  • the L-shaped module has a shape in which the corner portion where the first rotation axis and the second rotation axis intersect protrudes in the direction along the first rotation axis or in the direction along the second rotation axis. You may have.
  • a configuration capable of suppressing an increase in size of the rotation axis of the motor unit in the axial direction it is possible to provide a configuration capable of suppressing an increase in size of the rotation axis of the motor unit in the axial direction.
  • FIG. 1 is a schematic view showing the overall configuration of the module according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic view showing the overall configuration of the module according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line III-III in FIG.
  • FIG. 4 is a diagram schematically showing a case where the rotating body is rotated.
  • FIG. 5 is a schematic view showing the overall configuration of the module according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic view showing the overall configuration of the module according to the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a schematic view showing the overall configuration of the module according to the modified example of the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a schematic view showing the configuration of the articulated robot arm device according to the fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a schematic view showing the configuration of the articulated robot arm device according to the sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic view showing the overall configuration of the module 1 according to the first embodiment of the present invention.
  • the module 1 has a motor unit 10 that rotates about a rotation axis P (first rotation axis).
  • Module 1 constitutes, for example, a part of an articulated robot arm device.
  • the module 1 includes a motor unit 10 (first motor unit), a casing 20, a rotating body 30 (first rotating body), a connector 40 (first connector), and a cable 50 (first connector). 1 cable) and.
  • the module 1 rotates the rotating body 30 with respect to the casing 20 by the rotation generated by the motor unit 10.
  • the motor unit 10 has a motor 11 and a speed reducer 12. Although not particularly shown, the output shaft of the motor 11 is connected to the input shaft of the speed reducer 12. The output unit of the speed reducer 12 is connected to the rotating body 30. As a result, the speed reducer 12 reduces the rotation generated by the motor 11 and transmits the rotation to the rotating body 30. Since the configurations of the motor 11 and the speed reducer 12 are the same as the conventional configurations, detailed description thereof will be omitted.
  • the motor 11 and the speed reducer 12 each have a center hole (not shown) extending in the axial direction of the rotation axis P.
  • the cable 50 is housed so as to extend along the rotation axis P.
  • the casing 20 is a tubular member such as a cylinder or a square cylinder.
  • the casing 20 can accommodate the motor unit 10.
  • the rotating body 30 is rotatably connected to the output portion of the speed reducer 12 in the casing 20 with the rotation axis P as the center.
  • the rotating body 30 is a tubular member such as a cylinder or a square cylinder. One end of the side surface of the rotating body 30 in the tubular axis direction is connected to the output portion of the speed reducer 12.
  • An axial opening 33 is provided at a connecting portion of the rotating body 30 with the output portion of the speed reducer 12.
  • a cable 50 extending along the rotation axis P penetrates through the central hole of the motor 11 and the speed reducer 12 through the axial opening 33.
  • the rotating body 30 has an accommodating portion 31 (first accommodating portion) that forms a rotating space for accommodating a part of the cable 50.
  • the accommodating portion 31 has a cylindrical shape such as a cylinder or a square cylinder.
  • the rotating body 30 has an orthogonal opening 32 (first orthogonal opening) that opens in a direction orthogonal to the rotating axis P at the other end of the accommodating portion 31 in the tubular axis direction.
  • the orthogonal opening 32 is provided with a connector 40 to which the cable 50 is connected.
  • the connector 40 may be fixed to the orthogonal opening 32, may be arranged inside the accommodating portion 31, or may be arranged outside the accommodating portion 31.
  • the connector 40 is connected to a connector (not shown) of another module 1001 described later.
  • the connector 40 has a connector orthogonal direction connection portion 41 (first connector orthogonal direction connection portion) to which the cable 50 is connected and the connection direction with the connector of the other module 1001 is the orthogonal direction.
  • One end of the rotating body 1030 of the other module 1001 can be connected to the other end of the rotating body 30 in the tubular axis direction.
  • the orthogonal opening 32 of the rotating body 30 is the rotating body of the other module 1001. Covered by 1030. That is, the connector 40 is covered with the rotating body 1030 of the other module 1001 in a state where one end of the rotating body 1030 of the other module 1001 is connected to the other end of the rotating body 30 in the tubular axis direction.
  • the connector 40 is connected to a connector (not shown) of the other module 1001 in a state where one end of the rotating body 1030 of the other module 1001 is connected to the other end of the rotating body 30 in the tubular axis direction.
  • the rotation of the rotating body 30 of the module 1 and the rotation of the other module 1001 by connecting the one end of the rotating body 1030 of the other module 1001 in the tubular direction to the other end in the cylindrical direction of the rotating body 30. It can rotate integrally with the body 1030.
  • the cable 50 extends in the motor unit 10 along the rotation axis P, penetrates the axial opening 33 of the rotating body 30, and extends in the accommodating portion 31 of the rotating body 30 in the tubular axis direction of the rotating body 30. There is. The end of the cable 50 is connected to the connector 40.
  • the cable 50 includes a cable axial extension portion 51 (first cable axial extension portion), a cable orthogonal extension portion 52 (first cable orthogonal extension portion), and a cable bending portion 53 (first cable bending portion). Part) and.
  • the cable axis direction extension portion 51 extends in the casing 20 along the rotation axis P. Specifically, the cable axial extension portion 51 extends in the motor unit 10 in the axial direction of the rotation axis P.
  • the cable orthogonal direction extending portion 52 extends in the orthogonal direction orthogonal to the rotation axis P. Specifically, the cable orthogonal direction extending portion 52 extends in the accommodating portion 31 of the rotating body 30 in the tubular axis direction of the rotating body 30.
  • the cable bending portion 53 is located between the cable axial extending portion 51 and the cable orthogonal extending portion 52, and is bent in the orthogonal direction from the cable axial extending portion 51.
  • the cable bending portion 53 is located at least in the accommodating portion 31 of the rotating body 30.
  • the module 1 is rotated around the rotation axis P by the motor unit 10 rotating around the rotation axis P, the casing 20 covering at least a part of the motor unit 10, and the other.
  • the rotating body 30 to which the module 1001 is connected, the connector 40 provided on the rotating body 30 to which the other modules 1001 are connected, and at least a part thereof are located in the casing 20 and electrically connected to the connector 40.
  • the cable 50 and the like are provided.
  • the cable 50 includes a cable axial extending portion 51 extending in the casing 20 in the axial direction of the rotating axis P, a cable orthogonal extending portion 52 extending in an orthogonal direction orthogonal to the rotating axis P, and a cable axial extending portion 51 and a cable. It has a cable bending portion 53 that is located between the extending portion 52 in the orthogonal direction and bends in the orthogonal direction from the axial direction.
  • the connector 40 has a connector orthogonal direction connecting portion 41 which is connected to the cable orthogonal direction extending portion 52 and whose connection direction with the other module 1001 is the orthogonal direction.
  • the rotating body 30 has an accommodating portion 31 forming a rotating space S1 (first rotating space) accommodating at least a part of the cable orthogonal direction extending portion 52 and the connector 40, and the rotating space S1 in the accommodating portion 31 in the orthogonal direction. It has an orthogonal opening 32 that is provided to open and is covered by the other module 1001 with the other module 1001 connected to the connector 40.
  • a rotating space S1 first rotating space
  • the cable 50 electrically connected to the connector 40 provided on the rotating body 30 is bent inside the module 1 in a direction orthogonal to the rotating axis P of the rotating body 30. Therefore, the cable 50 can be compactly arranged in the module 1.
  • the orthogonal opening 32 that opens the rotating space S1 that accommodates at least a part of the cable orthogonal extending portion 52 of the cable 50 and the connector 40 in the orthogonal direction. Is covered with another module 1001, so that the size of the rotation axis P of the module 1 in the axial direction can be made compact.
  • FIG. 2 is a schematic view showing the overall configuration of the module 101 according to the second embodiment.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line III-III in FIG.
  • the module 101 of the second embodiment is different from the module 1 of the first embodiment in that the cable winding mechanism 160 is provided in the rotating body 30.
  • the same components as those of the module 1 of the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
  • the module 101 includes a motor unit 10 (first motor unit), a casing 20, a rotating body 30 (first rotating body), a connector 40 (first connector), and a plurality of cables 150. And a cable winding mechanism 160.
  • the plurality of cables 150 include a cable 50 having the same configuration as that of the first embodiment, and a cable 150a (first cable) in which a part of the cable is wound around the cable winding mechanism 160.
  • the cable 50 is a cable that is not easily damaged even if it is twisted.
  • the cable 150a is a cable that can be damaged if twisted.
  • the plurality of cables 150 may include three or more cables.
  • the plurality of cables 150 may include a plurality of cables that may be damaged if twisted.
  • the cable 150a has a cable axial direction extending portion 151, a cable orthogonal extending direction extending portion 152, and a cable winding portion 154 (first cable deforming portion).
  • the cable axial extension portion 151 extends in the casing 20 along the rotation axis P, similarly to the cable axial extension portion 51 of the first embodiment. Specifically, the cable axial extension portion 151 extends in the motor unit 10 in the axial direction of the rotation axis P.
  • the cable orthogonal direction extension portion 152 extends in the orthogonal direction orthogonal to the rotation axis P. Specifically, the cable orthogonal direction extending portion 152 extends from the cable winding mechanism 160 located in the accommodating portion 31 of the rotating body 30 toward the connector 40 in the axial direction of the rotating body 30. The cable orthogonal extension portion 152 is connected to the end portion of the cable winding portion 154.
  • the cable winding portion 154 is wound around the cable winding mechanism 160.
  • the cable winding portion 154 is located between the cable axial extending portion 151 and the cable orthogonal extending portion 152 in the cable 150a.
  • the cable winding mechanism 160 is housed in the rotating body 30 and is fixed to the casing 20 without being rotated by the motor unit 10. Therefore, the rotating body 30 that rotates with respect to the casing 20 due to the rotation of the motor unit 10 rotates with respect to the cable winding mechanism 160.
  • the cable winding mechanism 160 has a pair of plate-shaped members 161 and a guide member 162.
  • the pair of plate-shaped members 161 are arranged so as to have a gap corresponding to, for example, one cable 150a.
  • the pair of plate-shaped members 161 are, for example, disk-shaped.
  • the pair of plate-shaped members 161 are arranged so that their centers coincide with the rotation axis P, for example, in a plan view.
  • the pair of plate-shaped members 161 has a through hole in the center in a plan view.
  • the guide member 162 is a cylindrical member.
  • the guide member 162 is arranged in the rotating body 30 so as to extend in the axial direction of the rotating axis P and penetrate the pair of plate-shaped members 161 in the thickness direction. That is, the guide member 162 is arranged so as to penetrate through the through holes of the pair of plate-shaped members 161.
  • a part of the plurality of cables 150 is positioned in the guide member 162.
  • the guide member 162 is formed with a through hole through which the cable 150a can penetrate in the radial direction.
  • the cable 150a extends from the inside of the guide member 162 between the pair of plate-shaped members 161 and is wound around the rotation axis P between the pair of plate-shaped members 161.
  • FIG. 4 is a diagram schematically showing the case where the rotating body 30 is rotated in FIG.
  • the cable winding mechanism 160 having the above-described configuration can prevent the cable 150a from being twisted even when the rotating body 30 is rotated by the motor unit 10. That is, as shown in FIG. 4, even when the rotating body 30 rotates, the cable winding mechanism 160 is in a stationary state without rotating with respect to the casing 20. Therefore, as shown in FIG. 4, when the rotating body 30 rotates as described above, the cable orthogonal direction extending portion 152 extends from the outermost peripheral portion of the cable winding portion 154 wound around the cable winding mechanism 160. The direction extending toward the connector 40 changes. As a result, it is possible to prevent a large force from being applied to the cable 150a when the rotating body 30 rotates.
  • the cable 150a has a cable winding portion 154 that is deformed by rotation around the rotation axis P of the rotating body 30.
  • the cable winding portion 154 is located in the rotation space S1 of the rotating body 30.
  • the rotating body 30 rotates around the rotation axis P
  • the displacement of the cable 150a can be adjusted by the cable winding portion 154. Therefore, it is not necessary to determine the configuration of the rotating body 30 in consideration of the twist and the like generated in the cable 150a when the rotating body 30 rotates around the rotation axis P. Therefore, with the above configuration, the degree of freedom in designing the shape of the rotating body 30 can be improved.
  • FIG. 5 is a schematic view showing the overall configuration of the module 201 according to the third embodiment.
  • the module 201 of the third embodiment is different from the module 1 of the first embodiment in that it has a holding portion 270 for holding the cable 50 in the rotating body 30.
  • the same components as those of the module 1 of the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
  • the module 201 has a holding portion 270 fixed to the inner wall of the accommodating portion 31 of the rotating body 30.
  • the holding portion 270 holds the cable bending portion 53 or the cable orthogonal extending portion 52 of the cable 50. That is, the cable bending portion 53 (first cable bending portion) or the cable orthogonal direction extending portion 52 (first cable orthogonal extending portion) of the cable 50 (first cable) is formed by the holding portion 270 to form the rotating body 30 (first cable bending portion). It is supported by a rotating body).
  • the holding portion 270 may have any configuration as long as it has a configuration such as a clip that can fix the cable 50 to the rotating body 30. As in the example shown in FIG. 5, the holding portion 270 may have a configuration in which a plurality of cables 50 can be fixed to the rotating body 30. The plurality of cables 50 may be fixed to the rotating body 30 by another holding portion.
  • the module 201 has a cylindrical guide member 262 that penetrates the axial opening 33 of the motor unit 10 and the rotating body 30.
  • the guide member 262 extends in the axial direction of the rotation axis P.
  • a cable axial extension portion 51 of the cable 50 is arranged in the guide member 262.
  • the cable 50 can be held in the rotating space S1 of the rotating body 30 by the holding portion 270. Therefore, when the rotating body 30 rotates with respect to the casing 20, it is possible to prevent the cable 50 from coming into contact with at least one of the end portion of the guide member 262 and the inner surface of the rotating body 30 and being damaged. Moreover, the displacement of the cable 50 when the rotating body 30 rotates around the rotation axis P can be adjusted. Therefore, the rotating body 30 can be made into a compact shape.
  • the module 201 having the motor unit 10 it is possible to realize a configuration that can further suppress the increase in size of the rotation axis P in the axial direction.
  • FIG. 6 is a schematic view showing the overall configuration of the module 301 according to the fourth embodiment.
  • the module 301 of the fourth embodiment is different from the module 1 of the first embodiment in that it is an L-shaped module having two motor units 10 and 310.
  • the same components as those of the module 1 of the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
  • the L-shaped module means a module arranged so that the rotation axes of the two motor units intersect.
  • the L-shaped module is not limited to the L-shape, but also includes the T-shape.
  • Module 301 has two motor units 10, 310, a casing 320, two rotating bodies 30, 330, connectors 40, 340, and a plurality of cables 350.
  • the two motor units 10, 310 include a first motor unit 10 and a second motor unit 310.
  • the first motor unit 10 rotates about the rotation axis P (first rotation axis).
  • the second motor unit 310 rotates about the rotation axis Q (second rotation axis).
  • the first motor unit 10 and the second motor unit 310 are arranged so that their rotation axes P and Q are orthogonal to each other. That is, the module 301 of this embodiment is an L-shaped module in which the first motor unit 10 and the second motor unit 310 are arranged in an L shape.
  • the first motor unit 10 has a first motor 11 and a first speed reducer 12.
  • the second motor unit 310 includes a second motor 311 and a second speed reducer 312.
  • the first motor unit 10 and the second motor unit 310 have the same configuration.
  • the configurations of the first motor unit 10 and the second motor unit 310 are the same as those of the motor unit 10 of the first embodiment.
  • the first motor unit 10 and the second motor unit 310 may have different configurations.
  • the output unit of the first speed reducer 12 of the first motor unit 10 is connected to the first rotating body 30.
  • the output unit of the second speed reducer 312 of the second motor unit 310 is connected to the second rotating body 330.
  • the first motor 11 and the first speed reducer 12 of the first motor unit 10 each have a center hole (not shown) extending in the axial direction of the rotation axis P.
  • a plurality of cables 350 are housed in these center holes so as to extend along the rotation axis P.
  • the second motor 311 and the second speed reducer 312 of the second motor unit 310 each have a center hole (not shown) extending in the axial direction of the rotation axis Q.
  • a plurality of cables 350 are housed in these center holes so as to extend along the rotation axis Q.
  • the two rotating bodies 30, 330 include a first rotating body 30 and a second rotating body 330.
  • the configuration of the first rotating body 30 is the same as that of the rotating body 30 of the first embodiment.
  • the configuration of the second rotating body 330 is the same as that of the rotating body 30 of the first embodiment except for the mounting position of the second connector 340. Therefore, detailed description of the configuration of the first rotating body 30 and the second rotating body 330 will be omitted.
  • the second rotating body 330 is provided with a second opening 332 that opens in the axial direction of the rotation axis Q, and a second connector 340 is fixed to the peripheral edge of the second opening 332. Further, the rotating body 330 has an accommodating portion 331 (second accommodating portion) forming a rotating space S2 (second rotating space) inside.
  • the second rotating body 330 may be provided with an orthogonal opening that opens in the orthogonal direction orthogonal to the rotating axis Q, instead of the opening that opens in the axial direction.
  • the second rotating body 330 has a shape different from that of the first rotating body 30.
  • the casing 320 is a tubular member that can be stored in a state where the first motor unit 10 and the second motor unit 310 are arranged in an L shape.
  • the casing 320 is L-shaped when viewed in the normal direction of the plane including the rotation axes P and Q.
  • the first motor unit 10 and the second motor unit 310 are arranged in the casing 320 so that the rotation axes P and Q are orthogonal to each other.
  • the casing 320 has a shared space X at a portion where the rotation axes P and Q are orthogonal to each other.
  • a circuit board (not shown) for driving the first motor unit 10 and the second motor unit 310 is arranged in the shared space X.
  • the plurality of cables 350 are arranged so as to penetrate the first motor unit 10 and the second motor unit 310 in the casing 320.
  • the plurality of cables 350 are arranged inside the first rotating body 30, the casing 320, and the second rotating body 330. That is, the plurality of cables 350 are the first cable group 350a (first cable) located inside the first rotating body 30 and the inside of the first motor unit 10 of the casing 320, and the second motor unit 310 of the casing 320. It has a second cable group 350b (second cable) located inside and inside the second rotating body 330.
  • the first cable group 350a is a first orthogonal unit that penetrates the first motor unit 10 in the axial direction of the rotating axis P and is orthogonal to the axial direction of the rotating axis P in the accommodating portion 31 of the first rotating body 30. It extends in the direction.
  • the second cable group 350b penetrates the second motor unit 310 in the axial direction of the rotating axis Q, and is orthogonal to the axial direction of the rotating axis Q in the accommodating portion 331 of the second rotating body 330. It extends in the direction.
  • the first cable group 350a and the second cable group 350b are connected and integrated in the shared space X.
  • the first cable group 350a has a first cable axial extending portion 351 and a first cable orthogonal extending portion 352, and a first cable bending portion 353, respectively.
  • the configuration of the first cable group 350a is the same as that of the cable 50 of the first embodiment. Therefore, the detailed configuration of the first cable group 350a will not be described.
  • the one end of the rotating body 1030 of the other module 1001 can be connected to the other end of the first rotating body 30 in the tubular axis direction. Therefore, the connection structure between the first rotating body 30 and the rotating body 1030 of the other module 1001 will not be described.
  • the second cable group 350b has a second cable axial extension portion 356, a second cable orthogonal extension portion 357, and a second cable bending portion 358, respectively.
  • the second cable axial extension portion 356 penetrates the inside of the second motor unit 310.
  • the second cable orthogonal direction extending portion 357 extends in the second rotating body 330 in the second orthogonal direction.
  • the second cable bending portion 358 is located between the second cable axial extending portion 356 and the second cable orthogonal extending portion 357, and is located in the rotation space S2 of the second rotating body 330.
  • the tip of the second cable orthogonal extension portion 357 is connected to the second connector 340.
  • the second connector 340 has a second connector connection portion 341 to which the second cable group 350b is connected and is connected to the connector of another module 2001.
  • the second opening 332 of the second rotating body 330 is covered with the rotating body 2030 of another module 2001 in a state where one end in the tubular axis direction of the rotating body 2030 of another module 2001 is connected to the second rotating body 330. It is said. That is, the second connector 340 is covered with the rotating body 2030 of another module 2001 in a state where one end in the tubular axis direction of the rotating body 2030 of another module 2001 is connected to the second rotating body 330. The second connector 340 is connected to the connector of another module 2001 in a state where one end in the tubular axis direction of the rotating body 2030 of another module 2001 is connected to the second rotating body 330.
  • the module 301 has a second motor unit 310 that rotates around the second rotation axis Q and a second rotation axis Q by the second motor unit 310. It further comprises a second rotating body 330 that rotates around and is connected to a module 2001 that is separate from the other modules 1001.
  • the casing 320 accommodates the first motor unit 10 and the second motor unit 310 in an L shape so that the first rotation axis P and the second rotation axis Q intersect, and the first motor unit 10 and the second motor unit.
  • a shared space X located between the 310 and the 310 is formed.
  • the L-shaped module including the two motor units 10 and 310 arranged in an L shape so that the first rotation axis P and the second rotation axis Q are orthogonal to each other, the first rotation axis P And, it is possible to realize a configuration capable of suppressing the increase in size of the second rotation axis Q in each axis direction.
  • the module 301 is provided in the second rotating body 330 and is connected to the second connector 340 to which another module 2001 is connected, and at least a part of the module 301 is located in the casing 320 and is connected to the second connector 340.
  • a second cable group 350b which is electrically connected, is further provided.
  • the second cable group 350b has an extension portion 356 in the direction of the second cable axis extending from the shared space X toward the second rotating body 330 in the axial direction of the second rotating axis Q, and the second cable group 350b in an orthogonal direction orthogonal to the second rotating axis Q.
  • a second cable bending portion located between the extending second cable orthogonal direction extending portion 357, the second cable axial extending portion 356, and the second cable orthogonal extending portion 357, and bending in the orthogonal direction from the axial direction. It has 358 and.
  • the second connector 340 has a second connector connecting portion 341 connected to the second cable orthogonal extending portion 357.
  • the second rotating body 330 is formed in the second accommodating portion 331 and the second accommodating portion 331 forming the second rotating space S2 accommodating at least a part of the second cable axial extension portion 356 and the second cable bending portion 358. It has a second opening 332 that is provided so as to open the second rotation space S2 and is covered by another module 2001 with another module 2001 connected to the second connector 340.
  • the second rotating body 330 can also be made into a compact shape. Therefore, in the L-shaped module including the two motor units 10 and 310 arranged in an L shape so that the first rotation axis P and the second rotation axis Q are orthogonal to each other, the size of the first rotation axis P in the axial direction is large. It is possible to realize a configuration that can further suppress the increase in size and the increase in size of the second rotation axis Q in the axial direction.
  • FIG. 7 is a diagram showing a schematic configuration of the module 401 according to the modified example of the fourth embodiment. This modification is different from the configuration of the fourth embodiment in that the same cable winding mechanism 460 as that of the second embodiment is provided in the second rotating body 330.
  • the same reference numerals will be given to the same configurations as those of the fourth embodiment, and the description thereof will be omitted, and only the parts different from the configurations of the fourth embodiment will be described.
  • the module 401 includes a first motor unit 10, a casing 320, a first rotating body 30, a first connector 40, a second motor unit 310, a second rotating body 330, and a second rotating body. It has two connectors 340, a plurality of cables 450, and a cable winding mechanism 460.
  • the plurality of cables 450 include a first cable group 350a (first cable) located inside the first rotating body 30 and inside the first motor unit 10 of the casing 320, and inside the second motor unit 310 of the casing 320. It has a second cable group 450b (second cable) located inside the second rotating body 330. Since the first cable group 350a has the same configuration as that of the fourth embodiment, detailed description thereof will be omitted.
  • the second cable group 450b includes a straight cable 456 having the same configuration as the cable constituting the second cable group 350b of the fourth embodiment, and a winding cable 457 partially wound around the cable winding mechanism 460. ..
  • the straight cable 456 is a cable that is not easily damaged even if twisted.
  • the wound cable 457 is a cable that can be damaged if twisted.
  • the plurality of cables 450 may include three or more cables.
  • the plurality of cables 450 may include a plurality of cables that may be damaged if twisted.
  • the winding cable 457 has a cable axial extension portion 451, a cable orthogonal extension portion 452, and a cable winding portion 454 (second cable deformation portion).
  • the cable axial extension portion 451 extends in the casing 320 along the second rotation axis Q, similarly to the second cable axial extension portion 356 of the fourth embodiment. Specifically, the cable axial extension portion 451 extends in the second motor unit 310 in the axial direction of the second rotation axis Q.
  • the cable orthogonal direction extension portion 452 extends in the second orthogonal direction orthogonal to the second rotation axis Q. Specifically, the cable orthogonal extension portion 452 is the tubular shaft of the second rotating body 330 from the cable winding mechanism 460 located in the second accommodating portion 336 of the second rotating body 330 toward the second connector 340. It extends in the direction. The cable orthogonal extension portion 452 is connected to the end portion of the cable winding portion 454.
  • the cable winding portion 454 is wound around the cable winding mechanism 460.
  • the cable winding portion 454 is located between the cable axial extending portion 451 and the cable orthogonal extending portion 452.
  • the cable winding mechanism 460 is housed in the second rotating body 330 and is fixed to the casing 320 without being rotated by the second motor unit 310. Therefore, the second rotating body 330, which rotates with respect to the casing 320 due to the rotation of the second motor unit 310, rotates with respect to the cable winding mechanism 460.
  • the configuration of the cable winding mechanism 460 is the same as the configuration of the cable winding mechanism 160 of the second embodiment. Therefore, a detailed description of the cable winding mechanism 460 will be omitted.
  • the cable winding mechanism 460 can prevent the winding cable 457 from being twisted even when the second rotating body 330 is rotated by the second motor unit 310. That is, even when the second rotating body 330 rotates, the cable winding mechanism 460 is in a stationary state without rotating with respect to the casing 320. Due to the rotation of the second rotating body 330 as described above, the direction extending from the outermost peripheral portion of the cable winding portion 454 wound around the cable winding mechanism 460 toward the second connector 340 changes. As a result, it is possible to prevent a large force from being applied to the winding cable 457 when the second rotating body 330 rotates.
  • the second cable group 450b has a cable winding portion 454 as a second cable deforming portion that is deformed by the rotation of the second rotating body 330 around the second rotation axis Q.
  • the cable winding portion 454 is located in the rotation space S2 of the second rotating body 330.
  • the cable winding portion 454 may be arranged in the shared space X of the casing 320.
  • the displacement of the wound cable 457 of the second cable group 450b can be adjusted by the cable winding portion 454. Therefore, it is not necessary to determine the configuration of the second rotating body 330 in consideration of the twist that occurs in the wound cable 457 of the second cable group 450b when the second rotating body 330 rotates around the second rotating axis Q. .. Therefore, with the above configuration, the degree of freedom in designing the shape of the second rotating body 330 can be improved.
  • the L-shaped module including the two motor units 10 and 310 arranged in an L shape so that the first rotation axis P and the second rotation axis Q are orthogonal to each other, the first rotation axis P and the second rotation axis P It is possible to realize a configuration that can further suppress the increase in size of Q in the axial direction.
  • FIG. 8 is a diagram schematically showing the configuration of the articulated robot arm device 500 according to the fifth embodiment.
  • the articulated robot arm device 500 of the present embodiment is a robot arm of a serial link mechanism in which a plurality of rotary joint modules having a link and having one degree of freedom are connected in series.
  • the articulated robot arm device 500 is, for example, a 6-axis vertical articulated robot arm.
  • the articulated robot arm device 500 is provided, for example, on a base of a manufacturing device or a remote-controlled vehicle that can be remotely controlled.
  • the S-axis rotary joint module 510, the L-axis rotary joint module 520, the U-axis rotary joint module 530, the R-axis rotary joint module 540, the B-axis rotary joint module 550 and T Axial rotary joint modules 560 are connected in series, respectively.
  • the S-axis rotary joint module 510, the L-axis rotary joint module 520, the U-axis rotary joint module 530, the R-axis rotary joint module 540, the B-axis rotary joint module 550, and the T-axis rotary joint module 560 each have a motor unit M. ..
  • the rotary joint module of each axis is configured to be rotatable by each motor unit M.
  • the rotary joint module of each axis includes any one of the modules 1, 101, 201 of the above-described first to third embodiments.
  • the module included in the rotary joint module of each axis has a motor unit M. Further, the module has a rotating body that can be rotated by the motor unit M. This rotating body functions as a link connecting the modules.
  • the module included in the rotary joint module of each axis may be a module having the same configuration or a module having a different configuration. Further, a part of the modules included in the rotary joint module of each axis may be a module having the same configuration. At least a part of the modules included in the rotary joint module of each axis may be any one of the modules 1, 101 and 201 of the above-described first to third embodiments.
  • the S-axis rotary joint module 510 is a module including a rotary joint that rotates the entire articulated robot arm device 500.
  • the S-axis rotary joint module 510 is fixed to the installation surface of the base module B.
  • the S-axis rotary joint module 510 is arranged so that the rotary axis P of the motor unit M extends in a direction perpendicular to the installation surface of the base module B.
  • the S-axis rotary joint module 510 includes an S-axis casing 511 in which the motor unit M is housed, an S-axis rotating body 512 rotated by the motor unit M, an S-axis cable 513, a first S-axis connector 514, and the like. It has a second S-axis connector 515.
  • the S-axis rotating body 512 functions as a link connected to the L-axis link 526 described later in the L-axis rotating joint module 520.
  • the S-axis cable 513 extends from the first S-axis connector 514 through the S-axis casing 511 in the axial direction of the rotation axis P, passes through the S-axis rotating body 512, and is connected to the second S-axis connector 515. ..
  • the first S-axis connector 514 is electrically connected to a control device (not shown).
  • the L-axis rotary joint module 520 is a module including a rotary joint that swings a link connected to the U-axis rotary joint module 530.
  • the L-axis rotary joint module 520 is arranged so that the rotary axis P of the L-axis rotary joint module 520 extends in a direction orthogonal to the rotary axis P of the S-axis rotary joint module 510.
  • the L-axis rotary joint module 520 includes an L-axis casing 521 in which the motor unit M is housed, an L-axis rotating body 522 rotated by the motor unit M, an L-axis cable 523, and a first L-axis connector 524. It has a second L-axis connector 525 and an L-axis link 526.
  • the L-axis rotating body 522 functions as a link connected to the U-axis link 536 described later in the U-axis rotating joint module 530.
  • the L-axis link 526 is connected to the S-axis rotating body 512.
  • the L-axis cable 523 passes from the first L-axis connector 524 through the L-axis link 526, extends through the L-axis casing 521 in the axial direction of the rotating axis P, and passes through the L-axis rotating body 522. It is connected to the second L-axis connector 525.
  • the first L-axis connector 524 is connected to the second S-axis connector 515 of the S-axis rotary joint module 510.
  • the U-axis rotary joint module 530 is a module including a rotary joint that swings a link connected to the R-axis rotary joint module 540.
  • the U-axis rotary joint module 530 is arranged so that the rotary axis P of the U-axis rotary joint module 530 extends in a direction parallel to the rotary axis P of the L-axis rotary joint module 520.
  • the U-axis rotary joint module 530 includes a U-axis casing 531 in which the motor unit M is housed, a U-axis rotating body 532 rotated by the motor unit M, a U-axis cable 533, a first U-axis connector 534, and the like. It has a second U-axis connector 535 and a U-axis link 536.
  • the U-axis rotating body 532 functions as a link connected to the R-axis link 546 described later of the R-axis rotating joint module 540.
  • the U-axis link 536 is connected to the L-axis rotating body 522.
  • the U-axis cable 533 passes from the first U-axis connector 534 through the U-axis link 536, extends through the U-axis casing 531 in the axial direction of the rotating axis P, and passes through the U-axis rotating body 532. It is connected to the second U-axis connector 535.
  • the first U-axis connector 534 is connected to the second L-axis connector 525 of the L-axis rotary joint module 520.
  • the R-axis rotary joint module 540 is a module including a rotary joint that rotates a link connected to the B-axis rotary joint module 550.
  • the R-axis rotary joint module 540 is arranged so that the rotary axis P of the R-axis rotary joint module 540 extends in a direction orthogonal to the rotary axis P of the U-axis rotary joint module 530.
  • the R-axis rotary joint module 540 includes an R-axis casing 541 in which the motor unit M is housed, an R-axis rotating body 542 rotated by the motor unit M, an R-axis cable 543, and a first R-axis connector 544. It has a second R-axis connector 545 and an R-axis link 546.
  • the R-axis rotating body 542 functions as a link connected to the B-axis link 556 described later in the B-axis rotating joint module 550.
  • the R-axis link 546 is connected to the U-axis rotating body 532.
  • the R-axis cable 543 passes through the R-axis link 546 from the first R-axis connector 544, extends in the R-axis casing 541 in the axial direction of the rotating axis P, and passes through the R-axis rotating body 542. It is connected to the second R-axis connector 545.
  • the first R-axis connector 544 is connected to the second U-axis connector 535 of the U-axis rotary joint module 530.
  • the B-axis rotary joint module 550 is a module including a rotary joint that rotates a link connected to the T-axis rotary joint module 560.
  • the B-axis rotary joint module 550 is arranged so that the rotary axis P of the B-axis rotary joint module 550 extends in a direction orthogonal to the rotary axis P of the R-axis rotary joint module 540.
  • the B-axis rotary joint module 550 includes a B-axis casing 551 in which the motor unit M is housed, a B-axis rotating body 552 rotated by the motor unit M, a B-axis cable 553, a first B-axis connector 554, and the like. It has a second B-axis connector 555 and a B-axis link 556.
  • the B-axis rotating body 552 functions as a link connected to the T-axis link 566 described later in the T-axis rotating joint module 560.
  • the B-axis link 556 is connected to the R-axis rotating body 542.
  • the B-axis cable 553 passes through the B-axis link 556 from the first B-axis connector 554, extends in the B-axis casing 551 in the axial direction of the rotating axis P, and passes through the B-axis rotating body 552. It is connected to the second B-axis connector 555.
  • the first B-axis connector 554 is connected to the second R-axis connector 545 of the R-axis rotary joint module 540.
  • the T-axis rotary joint module 560 is a module including a rotary joint that rotates the end effector E.
  • the T-axis rotary joint module 560 is arranged so that the rotary axis P of the T-axis rotary joint module 560 extends in a direction orthogonal to the rotary axis P of the B-axis rotary joint module 550.
  • the output shaft of the T-axis rotary joint module 560 has an end effector mounting portion 562.
  • the T-axis rotary joint module 560 includes a T-axis casing 561 in which the motor unit M is housed, an end effector mounting portion 562 rotated by the motor unit M, a T-axis cable 563, a first T-axis connector 564, and a first. It has a 2T-axis connector 565 and a T-axis link 566.
  • the T-axis link 566 is connected to the B-axis rotating body 552.
  • the T-axis cable 563 passes from the first T-axis connector 564 through the T-axis link 566, extends through the T-axis casing 561 in the axial direction of the rotation axis P, passes through the end effector mounting portion 562, and passes through the end effector mounting portion 562. It is connected to the 2T axis connector 565.
  • the second T-axis connector 565 is electrically connected to the end effector E.
  • the articulated robot arm device 500 configured in this way has three degrees of freedom of translation in the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions and the X-axis, Y-axis, and Z-axis by the motor unit M included in the rotary joint module of each axis. It has a total of 6 degrees of freedom, with 3 degrees of freedom of rotation around it. Therefore, the articulated robot arm device 500 can move the output axis of the T-axis to an arbitrary position and take an arbitrary posture in the movable space of the articulated robot arm device 500.
  • the articulated robot arm device 500 having the above configuration has at least one of the modules 1, 101, 201 of the first to third embodiments. That is, the module of the articulated robot arm device 500 includes not only the motor unit M but also a rotating body that forms a part of the link.
  • the articulated robot arm device 500 can be easily configured.
  • FIG. 9 is a diagram schematically showing the configuration of the articulated robot arm device 600 according to the sixth embodiment.
  • the articulated robot arm device 600 of the present embodiment is a robot arm of a serial link mechanism in which a plurality of rotary joint modules having two degrees of freedom and a plurality of links are connected in series.
  • the articulated robot arm device 600 is, for example, a 6-axis vertical articulated robot arm.
  • the articulated robot arm device 600 is provided, for example, on a base of a manufacturing device or a remote-controlled vehicle that can be remotely controlled.
  • the articulated robot arm device 600 has an L-shaped module as in the fourth embodiment. That is, each joint module of the articulated robot arm device 600 has two motor units M and N.
  • the SL axis rotating joint module 610, the lower arm link connecting member 620 (link module), the UR axis rotating joint module 630, the upper arm link connecting member 640 (link module), and the BT are arranged in this order from the base end.
  • Axial rotary joint modules 650 are connected in series, respectively.
  • the SL-axis rotary joint module 610, the UR-axis rotary joint module 630, and the BT-axis rotary joint module 650 each have two motor units M and N, respectively.
  • the articulated robot arm device 600 is configured to be rotatable around each axis by a motor unit provided in each rotary joint module.
  • each rotary joint module includes any one of the modules 301 and 401 of the above-described fourth embodiment.
  • Each module constituting each rotary joint module has a motor unit M, N and a rotating body that can be rotated by the motor units M, N, respectively. This rotating body functions as a part of the link connecting the modules.
  • the SL axis rotary joint module 610, the UR axis rotary joint module 630, and the BT axis rotary joint module 650 may be modules having the same configuration or modules having different configurations. Further, a part of the SL axis rotary joint module 610, the UR axis rotary joint module 630, and the BT axis rotary joint module 650 may be modules having the same configuration. At least a part of the SL axis rotary joint module 610, the UR axis rotary joint module 630, and the BT axis rotary joint module 650 may be any one of the modules 301 and 401 of the above-described fourth embodiment.
  • the SL axis rotary joint module 610 is a module including a rotary joint that rotates the entire articulated robot arm device 600 and a rotary joint that rotates the lower arm link.
  • the SL axis rotary joint module 610 is fixed to the installation surface of the base module B.
  • the SL axis rotary joint module 610 is arranged so that the rotary axis P of the motor unit M extends in a direction perpendicular to the installation surface of the base module B.
  • the L-axis rotating body 613 that rotates by the rotation of the motor unit N is connected to the lower arm link connecting member 620.
  • the SL-axis rotary joint module 610 includes an SL-axis casing 611 in which the motor units M and N are housed, an S-axis rotary body 612 rotated by the motor unit M, and an L-axis rotary body 613 rotated by the motor unit N.
  • the SL-axis cable 614, the S-axis connector 615, and the L-axis connector 616 are provided.
  • the S-axis rotating body 612 functions as a part of the lower arm link by being connected to the lower arm link connecting member 620.
  • the SL-axis cable 614 extends from the S-axis connector 615 in the SL-axis casing 611 in the axial direction of the rotating axis P, and then extends in the axial direction of the rotating axis Q to enter the L-axis rotating body 613. As you can see, it is connected to the L-axis connector 616.
  • the S-axis connector 615 is electrically connected to a control device (not shown).
  • a lower arm link connecting member 620 is connected to the L-axis rotating body 613.
  • the lower arm link connecting member 620 is a tubular member.
  • a lower arm cable 621 penetrates through the lower arm link connecting member 620 in the tubular axis direction. Both ends of the lower arm cable 621 are connected to the lower arm first connector 622 and the lower arm second connector 623.
  • the lower arm first connector 622 is connected to the L-axis connector 616 of the SL-axis rotary joint module 610.
  • the lower arm link connecting member 620 constitutes a part of the lower arm link together with the L-axis rotating body 613 of the SL-axis rotating joint module 610.
  • the lower arm link is rotated by the motor unit N of the SL axis rotary joint module 610.
  • the UR axis rotary joint module 630 is a module including a rotary joint that rotates the upper arm link.
  • the UR-axis rotary joint module 630 is arranged so that the rotary axis P of the UR-axis rotary joint module 630 extends in a direction parallel to the rotary axis Q of the SL-axis rotary joint module 610.
  • the UR shaft rotary joint module 630 includes a UR shaft casing 631 in which motor units M and N are housed, a U-axis rotary body 632 rotated by the motor unit M, and an R-axis rotary body 633 rotated by the motor unit N. It has a UR axis cable 634, a U axis connector 635, and an R axis connector 636.
  • the U-axis rotating body 632 functions as a part of the lower arm link by being connected to the lower arm link connecting member 620.
  • the UR axis cable 634 extends from the U-axis connector 635 in the U-axis rotating body 632, in the UR axis casing 631 in the axial direction of the rotating axis P, and then in the axial direction of the rotating axis Q. Then, it passes through the R-axis rotating body 633 and is connected to the R-axis connector 636.
  • the U-axis connector 635 is connected to the lower arm second connector 623 connected to the end of the lower arm cable 621 that penetrates the lower arm link connecting member 620 in the tubular axis direction.
  • An upper arm link connecting member 640 is connected to the R-axis rotating body 633.
  • the upper arm link connecting member 640 is a tubular member.
  • the upper arm cable 641 penetrates the upper arm link connecting member 640 in the axial direction. Both ends of the upper arm cable 641 are connected to the upper arm first connector 642 and the upper arm second connector 643.
  • the upper arm first connector 642 is connected to the R-axis connector 636 of the UR-axis rotary joint module 630.
  • the upper arm link connecting member 640 constitutes a part of the upper arm link together with the R axis rotating body 633 of the UR axis rotating joint module 630.
  • the upper arm link is rotated by the motor unit N of the UR axis rotary joint module 630.
  • the BT axis rotary joint module 650 is a module including a rotary joint that rotates the end effector E.
  • the BT-axis rotary joint module 650 is arranged so that the rotary axis P of the BT-axis rotary joint module 650 extends in a direction parallel to the rotary axis P of the UR-axis rotary joint module 630.
  • the BT-axis rotary joint module 650 includes a BT-axis casing 651 in which motor units M and N are housed, a B-axis rotary body 652 rotated by the motor unit M, and a T-axis rotary body 653 rotated by the motor unit N. It has a BT axis cable 654, a B axis connector 655, and a T axis connector 656.
  • the B-axis rotating body 652 functions as a part of the upper arm link by being connected to the upper arm link connecting member 640.
  • the BT axis cable 654 extends from the B axis connector 655 through the rotating body 652 for the B axis, extends in the casing 651 for the BT axis in the axial direction of the rotating axis P, and then extends in the axial direction of the rotating axis Q. Then, it is connected to the T-axis connector 656 through the T-axis rotating body 653.
  • the end effector E is connected to the rotating body 653 for the T-axis.
  • a connector (not shown) of the end effector E is connected to the T-axis connector 656.
  • the end effector E rotates integrally with the T-axis rotating body 653 of the BT-axis rotating joint module 650 by the rotation of the motor unit N.
  • the articulated robot arm device 600 configured in this way has three free translations in the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions by the motor units M and N of each joint module. It has a total of 6 degrees of freedom, including degrees and 3 degrees of freedom of rotation around the X-axis, Y-axis, and Z-axis. Therefore, the articulated robot arm device 600 can move the output axis of the T-axis to an arbitrary position and take an arbitrary posture in the movable space of the articulated robot arm device 600.
  • the articulated robot arm device 600 having the above configuration has at least one of the modules 301 and 401 of the fourth embodiment. That is, the module of the articulated robot arm device 600 has not only the motor unit M but also a rotating body that forms a part of the link.
  • the articulated robot arm device 600 can be easily configured.
  • the casing 20 is a cylindrical member such as a cylinder or a square cylinder.
  • the casing 320 is a tubular member formed in an L shape when viewed in the normal direction of the plane including the rotation axes P and Q.
  • the shape of the casing may be any other shape as long as the motor unit can be housed in the casing.
  • the rotating body 30 is a tubular member.
  • the rotating body may have another shape as long as it can form a part of the link and the cable can be arranged inside.
  • the tubular member includes not only a cylinder and a square cylinder but also a shape in which the cross-sectional area of a cross section orthogonal to the tubular axis direction changes in the tubular axial direction.
  • the connectors 40 and 340 are fixed to the rotating bodies 30 and 330.
  • the connector does not have to be fixed to the rotating body.
  • the connector may be located inside the rotating body or may be located outside the rotating body.
  • the holding portion 270 holds the cable bending portion 53 or the cable orthogonal extending portion 52 of the cable 50 with respect to the rotating body 30.
  • the holding portion may hold the cable against a cylindrical guide member that penetrates the axial opening of the motor unit and the rotating body. This makes it possible to prevent the cable from coming into contact with the guide member and rubbing when the rotating body rotates.
  • the configuration of the third embodiment may be combined with the configuration of the second embodiment. That is, in a module having a cable winding mechanism, a part of the cable may be supported by a rotating body by a holding portion. Further, the configuration of the fourth embodiment may be combined with the configuration of the third embodiment, and a part of the plurality of cables 350 may be supported by the rotating body by the holding portion.
  • the first motor unit 10 and the second motor unit 310 are arranged so that their rotation axes P and Q are orthogonal to each other.
  • the first motor unit and the second motor unit may be arranged so that the two rotation axes intersect when the rotation axes thereof are viewed from orthogonal directions. That is, the first rotation axis of the first motor unit and the second rotation axis of the second motor unit do not have to be orthogonal to each other on the same plane.
  • the articulated robot arm devices 500 and 600 are 6-axis vertical articulated robot arms.
  • the articulated robot arm device may be an articulated robot arm other than the six axes.
  • the articulated robot arm device 500 includes an S-axis rotary joint module 510, an L-axis rotary joint module 520, a U-axis rotary joint module 530, an R-axis rotary joint module 540, a B-axis rotary joint module 550, and a T.
  • Axial rotary joint modules 560 are connected in series.
  • the articulated robot arm device 600 has an SL axis rotary joint module 610, a lower arm link connecting member 620, a UR axis rotary joint module 630, an upper arm link connecting member 640, and a BT axis rotary joint module 650 in series. It is connected.
  • the configuration of the articulated robot arm device is not limited to the configuration as described above.
  • the order in which a plurality of rotary joint modules are connected, the axial direction of the rotation axis of each rotary joint module, etc. can be determined by other configurations as long as they can be established as an articulated robot arm device. There may be.
  • the articulated robot arm device 500 includes at least one module of the first to third embodiments.
  • the articulated robot arm device 600 includes the module of the fourth embodiment.
  • the articulated robot arm device may include a module having a configuration other than the above-described first to fourth embodiments as long as it is a module having a motor unit and a rotating body rotated by the motor unit.
  • the motor unit M is included in the rotary joint module of each axis of the articulated robot arm devices 500 and 600.
  • the configuration of the motor unit is not limited to the configurations of the above-described first to fourth embodiments.
  • the module having a motor unit is not limited to the articulated robot arm device, and may be used as a part of a drive unit of the device having an arm structure.
  • the lower arm link connecting member 620 and the upper arm link connecting member 640 are tubular members.
  • the lower arm link connecting member and the upper arm link connecting member are not limited to the shapes of a cylinder and a square cylinder, and include a shape in which the cross-sectional area of a cross section orthogonal to the cylinder axis direction changes in the cylinder axis direction.

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Abstract

モータユニットを有するモジュールにおいて、前記モータユニットの回転軸線の軸線方向の大型化を抑制可能な構成を提供する。モジュール1は、モータユニット10と、ケーシング20と、モータユニット10によって回転軸線P回りに回転し、他のモジュール1001が接続される回転体30と、回転体30に設けられ、他のモジュール1001が接続されるコネクタ40と、少なくとも一部がケーシング20内に位置し、コネクタ40に電気的に接続されるケーブル50と、を備える。ケーブル50は、ケーブル軸線方向延伸部51と、ケーブル直交方向延伸部52と、ケーブル屈曲部53と、を有する。コネクタ40は、ケーブル直交方向延伸部52に接続され、他のモジュール1001との接続方向が直交方向であるコネクタ直交方向接続部41を有する。回転体30は、ケーブル直交方向延伸部52及びコネクタ40の少なくとも一部を収容する回転空間S1を形成する収容部31と、収容部31に回転空間S1を前記直交方向に開口するように設けられ、コネクタ40に他のモジュール1001が接続された状態で他のモジュール1001によって覆われる直交方向開口部32と、を有する。

Description

モジュール及び垂直多関節ロボットアーム装置
 本発明は、モジュール及び垂直多関節ロボットアーム装置に関する。
 例えば垂直多関節ロボットアーム装置に用いられるモジュールが提案されている。非特許文献1に開示されているモジュールは、他のモジュールと接続されるコネクタを有する。これにより、複数のモジュールを、機械的に接続しつつ前記コネクタを介して電気的に接続することができる。
 なお、前記非特許文献1には、前記複数のモジュールは、回転軸線が交差するようにL字状に配置された2つのモータユニットを有するモジュールを含む点が開示されている。
 前記2つのモータユニットの回転体に設けられたコネクタは、モジュール内部を延びるケーブルによって互いに電気的に接続されている。前記2つのモータユニットの回転体に設けられたコネクタには、それぞれ、他のモジュールのケーブルが電気的に接続される。
"Hand’s Robot Modular Joints"Acutronic ROBOTICS、[令和元年8月17日検索]、インターネット(https://acutronicrobotics.com/products/modular-joints/)
 前記非特許文献1に開示されるモジュールのように、モータユニットを有するモジュールは、コネクタやケーブルの配置などによって、前記モータユニットの回転軸線の軸線方向の大きさが大きくなりやすい。そのため、上述のモジュールを用いて、例えば垂直多関節ロボットアーム装置を構成した場合、前記垂直多関節ロボットアーム装置における前記回転軸線の軸線方向の大きさが大きくなりやすい。
 本発明は、モータユニットを有するモジュールにおいて、前記モータユニットの回転軸線の軸線方向の大型化を抑制可能な構成を提供することを目的とする。
 本発明者らは、回転軸線の軸線方向の大型化を抑制するためにモジュールの構成について検討した。鋭意検討の結果、本発明者らは、以下のような構成に想到した。
 本発明の一実施形態に係るモジュールは、第1回転軸線回りに回転する第1モータユニットと、前記第1モータユニットの少なくとも一部を覆うケーシングと、前記第1モータユニットによって前記第1回転軸線回りに回転し、他のモジュールが接続される第1回転体と、前記第1回転体に設けられ、前記他のモジュールが接続される第1コネクタと、少なくとも一部が前記ケーシング内に位置し、前記第1コネクタに電気的に接続される第1ケーブルと、を備えるモジュールである。前記第1ケーブルは、前記共有空間から前記第1回転体に向かって前記第1回転軸線の軸線方向に延びる第1ケーブル軸線方向延伸部(1st cable rotational axis direction extending portion)と、前記第1回転軸線に直交する直交方向に延びる第1ケーブル直交方向延伸部(1st cable orthogonal direction extending portion)と、前記第1ケーブル軸線方向延伸部と前記第1ケーブル直交方向延伸部との間に位置し、前記軸線方向から前記直交方向に屈曲する第1ケーブル屈曲部(1st cable bending portion)と、を有する。前記第1コネクタは、前記第1ケーブル直交方向延伸部に接続され、前記他のモジュールとの接続方向が前記直交方向である第1コネクタ直交方向接続部を有する。前記第1回転体は、前記第1ケーブル直交方向延伸部及び第1コネクタの少なくとも一部を収容する第1回転空間を形成する第1収容部と、前記第1収容部に前記第1回転空間を前記直交方向に開口するように設けられ、前記第1コネクタに前記他のモジュールが接続された状態で前記他のモジュールによって覆われる第1直交方向開口部と、を有する。
 上述の構成により、第1回転体に設けられた第1コネクタに電気的に接続される第1ケーブルは、前記第1回転体の第1回転軸線に直交する直交方向に屈曲するため、前記第1ケーブルをコンパクトに配置できる。しかも、前記第1コネクタに他のモジュールが接続された状態で、前記第1ケーブルの第1ケーブル直交方向延伸部及び前記第1コネクタの少なくとも一部を収容する第1回転空間を前記直交方向に開口させる第1直交方向開口部を、前記他のモジュールによって覆うことにより、モジュールを用いて組み立てられるロボットアーム装置において、前記第1回転軸線の軸線方向の大きさをコンパクトにすることができる。
 したがって、上述の構成により、モータユニットを有するモジュールにおいて、前記第1回転軸線の軸線方向の大型化を抑制可能な構成を実現できる。
 他の観点によれば、本発明のモジュールは、以下の構成を含むことが好ましい。前記第1ケーブルは、前記第1回転体の前記第1回転軸線回りの回転によって変形する第1ケーブル変形部を有する。前記第1ケーブル変形部は、前記第1回転体の前記第1回転空間内に位置する。
 これにより、第1回転体が第1回転軸線回りに回転した際に、第1ケーブル変形部によって第1ケーブルの変位を調整することができる。そのため、前記第1回転体が前記第1回転軸線回りに回転した際に前記第1ケーブルに生じる捩れ等を考慮して、前記第1回転体の構成を決める必要がなくなる。よって、上述の構成により、前記第1回転体の形状の設計自由度を向上できる。
 したがって、モータユニットを有するモジュールにおいて、前記第1回転軸線の軸線方向の大型化をより抑制可能な構成を実現できる。
 他の観点によれば、本発明のモジュールは、以下の構成を含むことが好ましい。前記第1コネクタは、前記第1回転体に対して変位するように設けられている。
 これにより、第1回転体の形状の設計自由度を高くすることができる。したがって、モータユニットを有するモジュールにおいて、第1回転軸線の軸線方向の大型化をより抑制可能な構成を実現できる。
 他の観点によれば、本発明のモジュールは、以下の構成を含むことが好ましい。前記第1コネクタは、前記第1直交方向開口部に固定されている。
 これにより、第1回転体を、第1コネクタも含めた所定の形状を有するユニットとして構成することができる。したがって、モータユニットを有するモジュールにおいて、第1回転軸線の軸線方向の大型化をより抑制可能な構成を実現できる。
 しかも、第1コネクタに対して、他のモジュールを容易に接続することができる。
 他の観点によれば、本発明のモジュールは、以下の構成を含むことが好ましい。前記第1ケーブル直交方向延伸部または前記第1ケーブル屈曲部は、前記第1回転体によって支持されている。
 これにより、第1回転体が第1回転軸線回りに回転した際に、第1ケーブルが前記第1回転体の内面に接触するのを抑制できる。しかも、前記第1回転体が前記第1回転軸線回りに回転した際の前記第1ケーブルの変位を調整することができる。よって、前記第1回転体をコンパクトな形状にすることができる。
 したがって、モータユニットを有するモジュールにおいて、前記第1回転軸線の軸線方向の大型化をより抑制可能な構成を実現できる。
 他の観点によれば、本発明のモジュールは、以下の構成を含むことが好ましい。前記モジュールは、第2回転軸線回りに回転する第2モータユニットと、前記第2モータユニットによって前記第2回転軸線回りに回転し、前記他のモジュールとは別のモジュールが接続される第2回転体と、をさらに備える。前記ケーシングは、前記第1回転軸線と前記第2回転軸線とが交差するように前記第1モータユニット及び前記第2モータユニットをL字状に収容し、前記第1モータユニットと前記第2モータユニットとの間に位置する共有空間を形成する。
 これにより、ケーシング内に第1回転軸線及び第2回転軸線が直交するように2つのモータユニットが収容されたL字型モジュールを用いて組み立てられるロボットアーム装置において、前記第1回転軸線の軸線方向及び前記第2回転軸線の軸線方向の大きさをコンパクトにすることができる。
 したがって、上述の構成により、第1回転軸線及び第2回転軸線が直交するようにL字状に配置された2つのモータユニットを含むL字型モジュールにおいて、前記第1回転軸線の軸線方向及び前記第2回転軸線の軸線方向の大型化を抑制可能な構成を実現できる。
 他の観点によれば、本発明のモジュールは、以下の構成を含むことが好ましい。前記第1回転体は、前記第2回転体と異なる形状を有する。
 これにより、第1回転軸線の軸線方向の大きさが小さくなるような第1回転体の構成を実現できるとともに、第2回転軸線の軸線方向の大きさが小さくなるような第2回転体の構成を実現できる。
 したがって、第1回転軸線及び第2回転軸線が直交するようにL字状に配置された2つのモータユニットを含むL字型モジュールにおいて、前記第1回転軸線の軸線方向及び前記第2回転軸線の軸線方向の大型化をより抑制可能な構成を実現できる。
 他の観点によれば、本発明のモジュールは、以下の構成を含むことが好ましい。前記モジュールは、前記第2回転体に設けられ、前記別のモジュールが接続される第2コネクタと、少なくとも一部が前記ケーシング内に位置し、前記第2コネクタに電気的に接続される第2ケーブルと、をさらに備える。前記第2ケーブルは、前記共有空間から前記第2回転体に向かって前記第2回転軸線の軸線方向に延びる第2ケーブル軸線方向延伸部(2nd cable rotational axis direction extending portion)を有する。前記第2コネクタは、前記第2ケーブル軸線方向延伸部に接続され、前記別のモジュールとの接続方向が前記第2回転軸線の軸線方向である第2コネクタ軸線方向接続部を有する。前記第2回転体は、第2ケーブル軸線方向延伸部及び前記第2コネクタの少なくとも一部を収容する第2回転空間を形成する第2収容部と、前記第2収容部に前記第2回転空間を開口させるように設けられ、前記第2コネクタに前記別のモジュールが接続された状態で前記別のモジュールによって覆われる第2開口部と、を有する。
 これにより、第2回転体もコンパクトな形状にすることができる。したがって、第1回転軸線及び第2回転軸線が直交するようにL字状に配置された2つのモータユニットを含むL字型モジュールにおいて、前記第1回転軸線の軸線方向及び前記第2回転軸線の軸線方向の大型化をより抑制可能な構成を実現できる。
 他の観点によれば、本発明のモジュールは、以下の構成を含むことが好ましい。前記第2ケーブルは、前記第2回転体の前記第2回転軸線回りの回転によって変形する第2ケーブル変形部を有する。前記第2ケーブル変形部は、前記共有空間内または前記第2回転体の第2回転空間内に位置する。
 これにより、第2回転体が第2回転軸線回りに回転した際に、第2ケーブル変形部によって第2ケーブルの変位を調整することができる。そのため、前記第2回転体が前記第2回転軸線回りに回転した際に前記第2ケーブルに生じる捩れ等を考慮して、前記第2回転体の構成を決める必要がなくなる。よって、上述の構成により、前記第2回転体の形状の設計自由度を向上できる。
 したがって、第1回転軸線及び第2回転軸線が直交するようにL字状に配置された2つのモータユニットを含むL字型モジュールにおいて、前記第1回転軸線の軸線方向及び前記第2回転軸線の軸線方向の大型化をより抑制可能な構成を実現できる。
 他の観点によれば、本発明のモジュールは、以下の構成を含むことが好ましい。前記第2コネクタは、前記第2回転体に対して変位するように設けられている。
 これにより、第1回転体の形状の設計自由度を高くすることができる。したがって、第1回転軸線及び第2回転軸線が直交するようにL字状に配置された2つのモータユニットを含むL字型モジュールにおいて、前記第1回転軸線の軸線方向及び前記第2回転軸線の軸線方向の大型化をより抑制可能な構成を実現できる。
 他の観点によれば、本発明のモジュールは、以下の構成を含むことが好ましい。前記第2コネクタは、前記第2開口部に固定されている。
 これにより、第2回転体を、第2コネクタも含めた所定の形状を有するユニットとして構成することができる。したがって、第1回転軸線及び第2回転軸線が直交するようにL字状に配置された2つのモータユニットを含むL字型モジュールにおいて、前記第1回転軸線の軸線方向及び前記第2回転軸線の軸線方向の大型化をより抑制可能な構成を実現できる。
 しかも、第2コネクタに対して、別のモジュールを容易に接続することができる。
 本発明の一実施形態に係る垂直多関節ロボットアーム装置は、上述の構成のいずれか一つに記載のジュールを備える。
 他の観点によれば、本発明の垂直多関節ロボットアーム装置は、以下の構成を含むことが好ましい。前記モジュールは、前記第1回転軸線が水平方向に延びるように配置されている。
 他の観点によれば、本発明の垂直多関節ロボットアーム装置は、以下の構成を含むことが好ましい。前記垂直多関節ロボットアーム装置は、前記モジュールを複数備えている。
 他の観点によれば、本発明の垂直多関節ロボットアーム装置は、以下の構成を含むことが好ましい。前記モジュールは、垂直多関節ロボットアーム装置の基台となる基台モジュール、前記垂直多関節型ロボットのアームを構成するリンクモジュール、エンドエフェクタ、または、前記モジュールと接続可能に構成されている。
 本明細書で使用される専門用語は、特定の実施例のみを定義する目的で使用されるのであって、前記専門用語によって発明を制限する意図はない。
 本明細書で使用される「及び/または」は、一つまたは複数の関連して列挙された構成物のすべての組み合わせを含む。
 本明細書において、「含む、備える(including)」「含む、備える(comprising)」または「有する(having)」及びそれらの変形の使用は、記載された特徴、工程、要素、成分、及び/または、それらの等価物の存在を特定するが、ステップ、動作、要素、コンポーネント、及び/または、それらのグループのうちの1つまたは複数を含むことができる。
 本明細書において、「取り付けられた」、「接続された」、「結合された」、及び/または、それらの等価物は、広義の意味で使用され、“直接的及び間接的な”取り付け、接続及び結合の両方を包含する。さらに、「接続された」及び「結合された」は、物理的または機械的な接続または結合に限定されず、直接的または間接的な接続または結合を含むことができる。
 他に定義されない限り、本明細書で使用される全ての用語(技術用語及び科学用語を含む)は、本発明が属する技術分野の当業者によって一般的に理解される意味と同じ意味を有する。
 一般的に使用される辞書に定義された用語は、関連する技術及び本開示の文脈における意味と一致する意味を有すると解釈されるべきであり、本明細書で明示的に定義されていない限り、理想的または過度に形式的な意味で解釈されることはない。
 本発明の説明においては、いくつもの技術および工程が開示されていると理解される。これらの各々は、個別の利益を有し、他に開示された技術の1つ以上、または、場合によっては全てと共に使用することもできる。
 したがって、明確にするために、本発明の説明では、不要に個々のステップの可能な組み合わせをすべて繰り返すことを控える。しかしながら、本明細書及び特許請求の範囲は、そのような組み合わせがすべて本発明の範囲内であることを理解して読まれるべきである。
 本明細書では、本発明に係るモジュール及び垂直多関節ロボットアーム装置の実施形態について説明する。
 以下の説明では、本発明の完全な理解を提供するために多数の具体的な例を述べる。しかしながら、当業者は、これらの具体的な例がなくても本発明を実施できることが明らかである。
 よって、以下の開示は、本発明の例示として考慮されるべきであり、本発明を以下の図面または説明によって示される特定の実施形態に限定することを意図するものではない。
 [垂直多関節ロボットアーム装置]
 本明細書において、垂直多関節ロボットアーム装置とは、複数のリンクを連結する関節部を複数有するロボットアーム装置において、リンクが1自由度の回転関節または直動関節で根元から先端まで直列に連結されたシリアルリンク機構のロボットアーム装置である。垂直多関節ロボットアーム装置は、複数の関節を有する。前記関節は、一つまたは複数のモータユニットを有するモジュールによって構成される。
 [モータユニット]
 本明細書において、モータユニットとは、回転駆動力を発生するモータを有するユニットを意味する。前記モータユニットは、前記モータの回転を減速する減速機を有していてもよい。
 [モジュール]
 本明細書において、モジュールとは、1つまたは複数の部品によって構成され、装置において所定の機能を有するユニットである。
 [L字型モジュール]
 本明細書において、L字型モジュールとは、第1モータユニットの第1回転軸線及び第2モータユニットの第2回転軸線が、前記第1回転軸線及び前記第2回転軸線を含む平面上でL字状になるように、前記第1モータユニット及び前記第2モータユニットが一体化された2軸一体モジュールを意味する。L字型モジュールは、前記第1回転軸線及び前記第2回転軸線を含む平面上で、前記第1回転軸線及び前記第2回転軸線のなす角が90度の場合だけでなく、90度よりも小さい場合、または、90度よりも大きい場合も含む。L字型モジュールでは、前記第1回転軸線及び前記第1回転軸線が交差している。L字型モジュールは、例えば、多関節ロボットアーム装置の関節部を構成する。なお、L字型モジュールは、前記第1回転軸線と前記第2回転軸線とが交差する角部分が前記第1回転軸線に沿った方向または前記第2回転軸線に沿った方向に突出した形状を有していてもよい。
 本発明の一実施形態によれば、モータユニットを有するモジュールにおいて、前記モータユニットの回転軸線の軸線方向の大型化を抑制可能な構成を提供することができる。
図1は、本発明の実施形態1に係るモジュールの全体構成を表す模式図である。 図2は、本発明の実施形態2に係るモジュールの全体構成を表す模式図である。 図3は、図2におけるIII-III線断面図である。 図4は、回転体が回転した場合を模式的に示す図である。 図5は、本発明の実施形態3に係るモジュールの全体構成を表す模式図である。 図6は、本発明の実施形態4に係るモジュールの全体構成を表す模式図である。 図7は、本発明の実施形態4の変形例に係るモジュールの全体構成を示す模式図である。 図8は、本発明の実施形態5に係る多関節ロボットアーム装置の構成を示す模式図である。 図9は、本発明の実施形態6に係る多関節ロボットアーム装置の構成を示す模式図である。
 以下で、各実施形態について、図面を参照しながら説明する。各図において、同一部分には同一の符号を付して、その同一部分の説明は繰り返さない。なお、各図中の構成部材の寸法は、実際の構成部材の寸法及び各構成部材の寸法比率等を忠実に表したものではない。
 [実施形態1]
 図1は、本発明の実施形態1に係るモジュール1の全体構成を表す模式図である。以下で、図1を用いて本発明の実施形態1に係るモジュール1の全体構成について説明する。モジュール1は、回転軸線P(第1回転軸線)を中心として回転するモータユニット10を有する。モジュール1は、例えば、多関節ロボットアーム装置の一部を構成する。
 図1に示すように、モジュール1は、モータユニット10(第1モータユニット)と、ケーシング20と、回転体30(第1回転体)と、コネクタ40(第1コネクタ)と、ケーブル50(第1ケーブル)とを有する。モジュール1は、モータユニット10で生じる回転によって、ケーシング20に対して回転体30を回転させる。
 モータユニット10は、モータ11と、減速機12とを有する。特に図示しないが、モータ11の出力軸は、減速機12の入力軸に連結されている。減速機12の出力部は、回転体30に接続されている。これにより、減速機12は、モータ11で生じた回転を減速して、回転体30に伝達する。モータ11及び減速機12の構成は、従来の構成と同様であるため、詳しい説明を省略する。
 なお、モータ11及び減速機12は、それぞれ、回転軸線Pの軸線方向に延びている図示しない中心穴を有する。これらの中心穴内には、回転軸線Pに沿って延びるようにケーブル50が収容されている。
 ケーシング20は、例えば円筒または角筒のような筒状の部材である。ケーシング20は、モータユニット10を収容可能である。
 回転体30は、ケーシング20内の減速機12の出力部に対し、回転軸線Pを中心として回転可能に連結されている。回転体30は、例えば、円筒または角筒のような筒状の部材である。回転体30の側面のうち筒軸方向一端部が、減速機12の出力部に連結されている。
 回転体30における減速機12の出力部との連結部分には、軸線方向開口部33が設けられている。この軸線方向開口部33には、モータ11及び減速機12の中心穴内を回転軸線Pに沿って延びるケーブル50が貫通している。
 回転体30は、ケーブル50の一部を収容する回転空間を形成する収容部31(第1収容部)を有する。収容部31は、例えば、円筒または角筒のような筒状である。回転体30は、収容部31の筒軸方向他端部に、回転軸線Pに対して直交する方向に開口する直交方向開口部32(第1直交方向開口部)を有する。
 直交方向開口部32には、ケーブル50が接続されるコネクタ40が設けられている。コネクタ40は、直交方向開口部32に固定されていてもよいし、収容部31内に配置されていてもよいし、収容部31外に配置されていてもよい。
 コネクタ40は、後述する他のモジュール1001の図示しないコネクタと接続される。コネクタ40は、ケーブル50が接続され且つ他のモジュール1001のコネクタとの接続方向が前記直交方向であるコネクタ直交方向接続部41(第1コネクタ直交方向接続部)を有する。
 回転体30の筒軸方向他端部には、他のモジュール1001の回転体1030の筒軸方向一端部が接続可能である。回転体30の筒軸方向他端部に他のモジュール1001の回転体1030の筒軸方向一端部が接続された状態で、回転体30の直交方向開口部32は、他のモジュール1001の回転体1030によって覆われる。すなわち、回転体30の筒軸方向他端部に他のモジュール1001の回転体1030の筒軸方向一端部が接続された状態で、コネクタ40は、他のモジュール1001の回転体1030によって覆われている。回転体30の筒軸方向他端部に他のモジュール1001の回転体1030の筒軸方向一端部が接続された状態で、コネクタ40は、他のモジュール1001の図示しないコネクタに接続されている。
 上述のように、回転体30の筒軸方向他端部に他のモジュール1001の回転体1030の筒軸方向一端部が接続されることにより、モジュール1の回転体30と他のモジュール1001の回転体1030とは一体で回転可能である。
 ケーブル50は、モータユニット10内を回転軸線Pに沿って延びるとともに、回転体30の軸線方向開口部33を貫通し、回転体30の収容部31内を回転体30の筒軸方向に延びている。ケーブル50の端部は、コネクタ40に接続されている。
 詳しくは、ケーブル50は、ケーブル軸線方向延伸部51(第1ケーブル軸線方向延伸部)と、ケーブル直交方向延伸部52(第1ケーブル直交方向延伸部)と、ケーブル屈曲部53(第1ケーブル屈曲部)とを有する。
 ケーブル軸線方向延伸部51は、ケーシング20内を回転軸線Pに沿って延びている。具体的には、ケーブル軸線方向延伸部51は、モータユニット10内を回転軸線Pの軸線方向に延びている。
 ケーブル直交方向延伸部52は、回転軸線Pに直交する直交方向に延びている。具体的には、ケーブル直交方向延伸部52は、回転体30の収容部31内を回転体30の筒軸方向に延びている。
 ケーブル屈曲部53は、ケーブル軸線方向延伸部51とケーブル直交方向延伸部52との間に位置し、ケーブル軸線方向延伸部51から前記直交方向に屈曲している。ケーブル屈曲部53は、少なくとも回転体30の収容部31内に位置する。
 本実施形態の構成では、モジュール1は、回転軸線P回りに回転するモータユニット10と、モータユニット10の少なくとも一部を覆うケーシング20と、モータユニット10によって回転軸線P回りに回転し、他のモジュール1001が接続される回転体30と、回転体30に設けられ、他のモジュール1001が接続されるコネクタ40と、少なくとも一部がケーシング20内に位置し、コネクタ40に電気的に接続されるケーブル50と、を備える。ケーブル50は、ケーシング20内を回転軸線Pの軸線方向に延びるケーブル軸線方向延伸部51と、回転軸線Pに直交する直交方向に延びるケーブル直交方向延伸部52と、ケーブル軸線方向延伸部51とケーブル直交方向延伸部52との間に位置し、前記軸線方向から前記直交方向に屈曲するケーブル屈曲部53と、を有する。コネクタ40は、ケーブル直交方向延伸部52に接続され、他のモジュール1001との接続方向が前記直交方向であるコネクタ直交方向接続部41を有する。回転体30は、ケーブル直交方向延伸部52及びコネクタ40の少なくとも一部を収容する回転空間S1(第1回転空間)を形成する収容部31と、収容部31に回転空間S1を前記直交方向に開口するように設けられ、コネクタ40に他のモジュール1001が接続された状態で他のモジュール1001によって覆われる直交方向開口部32と、を有する。
 上述の構成により、回転体30に設けられたコネクタ40に電気的に接続されるケーブル50は、モジュール1の内部で、回転体30の回転軸線Pに直交する直交方向に屈曲している。よって、ケーブル50をモジュール1内にコンパクトに配置できる。
 しかも、コネクタ40に他のモジュール1001が接続された状態で、ケーブル50のケーブル直交方向延伸部52及びコネクタ40の少なくとも一部を収容する回転空間S1を前記直交方向に開口させる直交方向開口部32を、他のモジュール1001によって覆うことにより、モジュール1の回転軸線Pの軸線方向の大きさをコンパクトにすることができる。
 したがって、上述の構成により、モータユニット10を有するモジュール1において、回転軸線Pの軸線方向の大型化を抑制可能な構成を実現できる。
 [実施形態2]
 図2は、実施形態2に係るモジュール101の全体構成を表す模式図である。図3は、図2におけるIII-III線断面図である。実施形態2のモジュール101は、回転体30内にケーブル巻回機構160を有する点で、実施形態1のモジュール1とは異なる。以下では、実施形態1のモジュール1と同様の構成については同一の符号を付して、説明を省略する。
 図2に示すように、モジュール101は、モータユニット10(第1モータユニット)と、ケーシング20と、回転体30(第1回転体)と、コネクタ40(第1コネクタ)と、複数のケーブル150と、ケーブル巻回機構160とを有する。
 複数のケーブル150は、実施形態1と同様の構成を有するケーブル50と、ケーブル巻回機構160に一部が巻回されたケーブル150a(第1ケーブル)とを含む。なお、ケーブル50は、捻っても損傷を受けにくいケーブルである。ケーブル150aは、捻られた場合に損傷を受ける可能性があるケーブルである。複数のケーブル150は、3本以上のケーブルを含んでいてもよい。複数のケーブル150は、捻られた場合に損傷を受ける可能性があるケーブルを複数、含んでいてもよい。
 ケーブル150aは、ケーブル軸線方向延伸部151と、ケーブル直交方向延伸部152と、ケーブル巻回部154(第1ケーブル変形部)とを有する。
 ケーブル軸線方向延伸部151は、実施形態1のケーブル軸線方向延伸部51と同様、ケーシング20内を回転軸線Pに沿って延びている。具体的には、ケーブル軸線方向延伸部151は、モータユニット10内を回転軸線Pの軸線方向に延びている。
 ケーブル直交方向延伸部152は、回転軸線Pに直交する直交方向に延びている。具体的には、ケーブル直交方向延伸部152は、回転体30の収容部31内に位置するケーブル巻回機構160からコネクタ40に向かって、回転体30の筒軸方向に延びている。ケーブル直交方向延伸部152は、ケーブル巻回部154の端部に接続されている。
 ケーブル巻回部154は、ケーブル巻回機構160に巻回されている。ケーブル巻回部154は、ケーブル150aにおいて、ケーブル軸線方向延伸部151とケーブル直交方向延伸部152との間に位置する。
 ケーブル巻回機構160は、回転体30内に収容され、モータユニット10によって回転することなくケーシング20に固定されている。よって、モータユニット10の回転によってケーシング20に対して回転する回転体30は、ケーブル巻回機構160に対して回転する。
 ケーブル巻回機構160は、一対の板状部材161と、ガイド部材162とを有する。一対の板状部材161は、例えばケーブル150aの1本分の隙間を有するように配置されている。一対の板状部材161は、例えば円板状である。一対の板状部材161は、例えば、平面視で、中心が回転軸線Pに対して一致するように配置されている。一対の板状部材161は、平面視の中央に、貫通穴を有する。
 ガイド部材162は、円筒状の部材である。ガイド部材162は、回転体30内に、回転軸線Pの軸線方向に延びるとともに、一対の板状部材161を厚み方向に貫通するように配置されている。すなわち、ガイド部材162は、一対の板状部材161の貫通穴を貫通するように配置されている。
 ガイド部材162内には、複数のケーブル150の一部が位置付けられている。特に図示しないが、ガイド部材162には、ケーブル150aが径方向に貫通可能な貫通穴が形成されている。これにより、ケーブル150aは、ガイド部材162内から一対の板状部材161の間に延びて、一対の板状部材161の間で回転軸線Pを中心として巻回される。
 図3に示すように、ガイド部材162内からケーブル巻回機構160の一対の板状部材161内に延びて、一対の板状部材161の間で巻回されたケーブル150aの最外周の端部は、コネクタ40に接続されている。
 図4は、図3において、回転体30が回転した場合を模式的に示す図である。
 上述のような構成を有するケーブル巻回機構160によって、回転体30がモータユニット10によって回転した場合でも、ケーブル150aが捻られるのを抑制できる。すなわち、図4に示すように、回転体30が回転した場合でも、ケーブル巻回機構160は、ケーシング20に対して回転せずに静止した状態である。よって、図4に示すように、上述のように回転体30が回転した際に、ケーブル直交方向延伸部152が、ケーブル巻回機構160に巻回されたケーブル巻回部154の最外周部分からコネクタ40に向かって延びる方向が変化する。これにより、回転体30が回転した際に、ケーブル150aに大きな力が加わるのを抑制できる。
 本実施形態の構成では、ケーブル150aは、回転体30の回転軸線P回りの回転によって変形するケーブル巻回部154を有する。ケーブル巻回部154は、回転体30の回転空間S1内に位置する。
 これにより、回転体30が回転軸線P回りに回転した際に、ケーブル巻回部154によってケーブル150aの変位を調整することができる。そのため、回転体30が回転軸線P回りに回転した際にケーブル150aに生じる捩れ等を考慮して、回転体30の構成を決める必要がなくなる。よって、上述の構成により、回転体30の形状の設計自由度を向上できる。
 [実施形態3]
 図5は、実施形態3に係るモジュール201の全体構成を表す模式図である。実施形態3のモジュール201は、回転体30内にケーブル50を保持する保持部270を有する点で、実施形態1のモジュール1とは異なる。以下では、実施形態1のモジュール1と同様の構成については同一の符号を付して、説明を省略する。
 図5に示すように、モジュール201は、回転体30の収容部31の内壁に固定された保持部270を有する。保持部270は、ケーブル50のケーブル屈曲部53またはケーブル直交方向延伸部52を保持する。すなわち、ケーブル50(第1ケーブル)のケーブル屈曲部53(第1ケーブル屈曲部)またはケーブル直交方向延伸部52(第1ケーブル直交方向延伸部)は、保持部270によって、回転体30(第1回転体)に支持されている。
 保持部270は、例えば、クリップなどのように、ケーブル50を回転体30に固定可能な構成を有していれば、どのような構成を有していてもよい。なお、図5に示す例のように、保持部270は、複数のケーブル50を回転体30に固定可能な構成を有していてもよい。複数のケーブル50は、別の保持部によって、回転体30に固定されていてもよい。
 なお、本実施形態では、モジュール201は、モータユニット10及び回転体30の軸線方向開口部33を貫通する円筒状のガイド部材262を有する。ガイド部材262は、回転軸線Pの軸線方向に延びている。ガイド部材262内には、ケーブル50のケーブル軸線方向延伸部51が配置されている。
 本実施形態の構成により、ケーブル50を保持部270によって回転体30の回転空間S1内に保持することができる。よって、回転体30がケーシング20に対して回転した場合に、ケーブル50がガイド部材262の端部及び回転体30の内面の少なくとも一方と接触して損傷を受けるのを防止できる。しかも、回転体30が回転軸線P回りに回転した際のケーブル50の変位を調整することができる。よって、回転体30をコンパクトな形状にすることができる。
 したがって、モータユニット10を有するモジュール201において、回転軸線Pの軸線方向の大型化をより抑制可能な構成を実現できる。
 [実施形態4]
 図6は、実施形態4に係るモジュール301の全体構成を表す模式図である。実施形態4のモジュール301は、2つのモータユニット10,310を有するL字型モジュールである点で、実施形態1のモジュール1とは異なる。以下では、実施形態1のモジュール1と同様の構成については同一の符号を付して、説明を省略する。なお、以下の説明において、L字型モジュールは、2つのモータユニットの回転軸線が交差するように配置されたモジュールを意味する。L字型モジュールは、L字に限らず、T字も含む。
 モジュール301は、2つのモータユニット10,310と、ケーシング320と、2つの回転体30,330と、コネクタ40,340と、複数のケーブル350とを有する。
 2つのモータユニット10,310は、第1モータユニット10と、第2モータユニット310とを含む。第1モータユニット10は、回転軸線P(第1回転軸線)を中心として回転する。第2モータユニット310は、回転軸線Q(第2回転軸線)を中心として回転する。第1モータユニット10及び第2モータユニット310は、それらの回転軸線P,Qが直交するように配置される。すなわち、本実施形態のモジュール301は、第1モータユニット10と第2モータユニット310とがL字状に配置されたL字型モジュールである。
 第1モータユニット10は、第1モータ11と、第1減速機12とを有する。第2モータユニット310は、第2モータ311と、第2減速機312とを有する。第1モータユニット10及び第2モータユニット310は、同じ構成を有する。第1モータユニット10及び第2モータユニット310の構成は、実施形態1のモータユニット10と同様の構成である。なお、第1モータユニット10及び第2モータユニット310は、異なる構成を有していてもよい。
 第1モータユニット10の第1減速機12の出力部は、第1回転体30に接続されている。第2モータユニット310の第2減速機312の出力部は、第2回転体330に接続されている。
 なお、第1モータユニット10の第1モータ11及び第1減速機12は、それぞれ、回転軸線Pの軸線方向に延びる図示しない中心穴を有する。これらの中心穴内には、回転軸線Pに沿って延びるように複数のケーブル350が収容されている。第2モータユニット310の第2モータ311及び第2減速機312は、それぞれ、回転軸線Qの軸線方向に延びる図示しない中心穴を有する。これらの中心穴内には、回転軸線Qに沿って延びるように複数のケーブル350が収容されている。
 2つの回転体30,330は、第1回転体30と、第2回転体330とを含む。第1回転体30の構成は、実施形態1の回転体30と同様の構成である。第2回転体330の構成も、第2コネクタ340の取付位置以外、実施形態1の回転体30と同様の構成である。よって、第1回転体30及び第2回転体330の構成に関する詳しい説明は省略する。なお、第2回転体330には、回転軸線Qの軸線方向に開口する第2開口部332が設けられていて、第2開口部332の周縁部に第2コネクタ340が固定されている。また、回転体330は、内部に回転空間S2(第2回転空間)を形成する収容部331(第2収容部)を有する。
 なお、第2回転体330には、軸線方向に開口する開口部の代わりに、回転軸線Qと直交する直交方向に開口する直交方向開口部が設けられていてもよい。第2回転体330は、第1回転体30とは異なる形状を有する。
 ケーシング320は、第1モータユニット10及び第2モータユニット310をL字状に配置した状態で収納可能な筒部材である。ケーシング320は、回転軸線P,Qを含む平面の法線方向に見て、L字状である。第1モータユニット10及び第2モータユニット310は、ケーシング320内に、回転軸線P,Qが直交するように配置されている。
 ケーシング320は、回転軸線P,Qが直交する部分に、共有空間Xを有する。この共有空間Xには、第1モータユニット10及び第2モータユニット310をそれぞれ駆動させるための図示しない回路基板が配置されている。
 複数のケーブル350は、ケーシング320内で第1モータユニット10及び第2モータユニット310を貫通するように配置されている。複数のケーブル350は、第1回転体30、ケーシング320及び第2回転体330の内部に配置されている。すなわち、複数のケーブル350は、第1回転体30の内部及びケーシング320の第1モータユニット10の内部に位置する第1ケーブル群350a(第1ケーブル)と、ケーシング320の第2モータユニット310の内部及び第2回転体330の内部に位置する第2ケーブル群350b(第2ケーブル)とを有する。
 第1ケーブル群350aは、第1モータユニット10を回転軸線Pの軸線方向に貫通し、且つ、第1回転体30の収容部31内を回転軸線Pの軸線方向に対して直交する第1直交方向に延びている。第2ケーブル群350bは、第2モータユニット310を回転軸線Qの軸線方向に貫通し、且つ、第2回転体330の収容部331内を回転軸線Qの軸線方向に対して直交する第2直交方向に延びている。第1ケーブル群350a及び第2ケーブル群350bは、共有空間X内で繋がっていて、一体である。
 第1ケーブル群350aは、それぞれ、第1ケーブル軸線方向延伸部351と、第1ケーブル直交方向延伸部352と、第1ケーブル屈曲部353とを有する。第1ケーブル群350aの構成は、実施形態1のケーブル50と同様の構成である。よって、第1ケーブル群350aの詳しい構成については説明を省略する。第1回転体30の筒軸方向他端部に、他のモジュール1001の回転体1030の筒軸方向一端部が接続可能である点も、実施形態1と同様である。よって、第1回転体30と他のモジュール1001の回転体1030との接続構造についても説明省略する。
 第2ケーブル群350bは、それぞれ、第2ケーブル軸線方向延伸部356と、第2ケーブル直交方向延伸部357と、第2ケーブル屈曲部358とを有する。第2ケーブル軸線方向延伸部356は、第2モータユニット310の内部を貫通している。第2ケーブル直交方向延伸部357は、第2回転体330内を、前記第2直交方向に延びている。第2ケーブル屈曲部358は、第2ケーブル軸線方向延伸部356と第2ケーブル直交方向延伸部357との間に位置し、且つ、第2回転体330の回転空間S2内に位置する。第2ケーブル直交方向延伸部357の先端部は、第2コネクタ340に接続されている。第2コネクタ340は、第2ケーブル群350bが接続され且つ別のモジュール2001のコネクタとの接続される第2コネクタ接続部341を有する。
 第2回転体330に別のモジュール2001の回転体2030の筒軸方向一端部が接続された状態で、第2回転体330の第2開口部332は、別のモジュール2001の回転体2030によって覆われる。すなわち、第2回転体330に別のモジュール2001の回転体2030の筒軸方向一端部が接続された状態で、第2コネクタ340は、別のモジュール2001の回転体2030によって覆われる。第2回転体330に別のモジュール2001の回転体2030の筒軸方向一端部が接続された状態で、第2コネクタ340は、別のモジュール2001のコネクタに接続されている。
 本実施形態の構成では、モジュール301は、実施形態1のモジュール1の構成に加えて、第2回転軸線Q回りに回転する第2モータユニット310と、第2モータユニット310によって第2回転軸線Q回りに回転し、他のモジュール1001とは別のモジュール2001が接続される第2回転体330と、をさらに備える。ケーシング320は、第1回転軸線Pと第2回転軸線Qとが交差するように第1モータユニット10及び第2モータユニット310をL字状に収容し、第1モータユニット10と第2モータユニット310との間に位置する共有空間Xを形成する。
 これにより、ケーシング320内に回転軸線P,Qが直交するように2つのモータユニット10,310が収容されたL字型モジュールを用いて組み立てられるロボットアーム装置において、第1回転軸線P及び第2回転軸線Qのそれぞれの軸線方向の大きさをコンパクトにすることができる。
 したがって、上述の構成により、第1回転軸線P及び第2回転軸線Qが直交するようにL字状に配置された2つのモータユニット10,310を含むL字型モジュールにおいて、第1回転軸線P及び第2回転軸線Qのそれぞれの軸線方向の大型化を抑制可能な構成を実現できる。
 しかも、本実施形態では、モジュール301は、第2回転体330に設けられ、別のモジュール2001が接続される第2コネクタ340と、少なくとも一部がケーシング320内に位置し、第2コネクタ340に電気的に接続される第2ケーブル群350bと、をさらに備える。第2ケーブル群350bは、共有空間Xから第2回転体330に向かって第2回転軸線Qの軸線方向に延びる第2ケーブル軸線方向延伸部356と、第2回転軸線Qに直交する直交方向に延びる第2ケーブル直交方向延伸部357と、第2ケーブル軸線方向延伸部356と第2ケーブル直交方向延伸部357との間に位置し、前記軸線方向から前記直交方向に屈曲する第2ケーブル屈曲部358とを有する。第2コネクタ340は、第2ケーブル直交方向延伸部357に接続される第2コネクタ接続部341を有する。第2回転体330は、第2ケーブル軸線方向延伸部356及び第2ケーブル屈曲部358の少なくとも一部を収容する第2回転空間S2を形成する第2収容部331と、第2収容部331に第2回転空間S2を開口させるように設けられ、第2コネクタ340に別のモジュール2001が接続された状態で別のモジュール2001によって覆われる第2開口部332と、を有する。
 これにより、第2回転体330もコンパクトな形状にすることができる。したがって、第1回転軸線P及び第2回転軸線Qが直交するようにL字状に配置された2つのモータユニット10,310を含むL字型モジュールにおいて、第1回転軸線Pの軸線方向の大型化及び第2回転軸線Qの軸線方向の大型化をより抑制可能な構成を実現できる。
 (実施形態4の変形例)
 図7は、実施形態4の変形例に係るモジュール401の概略構成を示す図である。この変形例では、第2回転体330内に実施形態2と同様のケーブル巻回機構460が設けられている点で、実施形態4の構成とは異なる。以下では、実施形態4の構成と同様の構成には同一の符号を付して説明を省略し、実施形態4の構成と異なる部分についてのみ説明する。
 図7に示すように、モジュール401は、第1モータユニット10と、ケーシング320と、第1回転体30と、第1コネクタ40と、第2モータユニット310と、第2回転体330と、第2コネクタ340と、複数のケーブル450と、ケーブル巻回機構460とを有する。
 複数のケーブル450は、第1回転体30の内部及びケーシング320の第1モータユニット10の内部に位置する第1ケーブル群350a(第1ケーブル)と、ケーシング320の第2モータユニット310の内部及び第2回転体330の内部に位置する第2ケーブル群450b(第2ケーブル)とを有する。第1ケーブル群350aは、実施形態4と同様の構成を有するため、詳しい説明を省略する。第2ケーブル群450bは、実施形態4の第2ケーブル群350bを構成するケーブルと同じ構成を有する直線ケーブル456と、ケーブル巻回機構460に一部が巻回された巻回ケーブル457とを含む。なお、直線ケーブル456は、捻っても損傷を受けにくいケーブルである。巻回ケーブル457は、捻られた場合に損傷を受ける可能性があるケーブルである。複数のケーブル450は、3本以上のケーブルを含んでいてもよい。複数のケーブル450は、捻られた場合に損傷を受ける可能性があるケーブルを複数、含んでいてもよい。
 巻回ケーブル457は、ケーブル軸線方向延伸部451と、ケーブル直交方向延伸部452と、ケーブル巻回部454(第2ケーブル変形部)とを有する。
 ケーブル軸線方向延伸部451は、実施形態4の第2ケーブル軸線方向延伸部356と同様、ケーシング320内を第2回転軸線Qに沿って延びている。具体的には、ケーブル軸線方向延伸部451は、第2モータユニット310内を第2回転軸線Qの軸線方向に延びている。
 ケーブル直交方向延伸部452は、第2回転軸線Qに直交する第2直交方向に延びている。具体的には、ケーブル直交方向延伸部452は、第2回転体330の第2収容部336内に位置するケーブル巻回機構460から第2コネクタ340に向かって、第2回転体330の筒軸方向に延びている。ケーブル直交方向延伸部452は、ケーブル巻回部454の端部に接続されている。
 ケーブル巻回部454は、ケーブル巻回機構460に巻回されている。ケーブル巻回部454は、ケーブル軸線方向延伸部451とケーブル直交方向延伸部452との間に位置する。
 ケーブル巻回機構460は、第2回転体330内に収容され、第2モータユニット310によって回転することなくケーシング320に固定されている。よって、第2モータユニット310の回転によってケーシング320に対して回転する第2回転体330は、ケーブル巻回機構460に対して回転する。
 ケーブル巻回機構460の構成は、実施形態2のケーブル巻回機構160の構成と同様である。よって、ケーブル巻回機構460の詳しい説明は省略する。
 以上より、ケーブル巻回機構460によって、第2回転体330が第2モータユニット310によって回転した場合でも、巻回ケーブル457が捻られるのを抑制できる。すなわち、第2回転体330が回転した場合でも、ケーブル巻回機構460は、ケーシング320に対して回転せずに静止した状態である。上述のような第2回転体330の回転によって、ケーブル巻回機構460に巻回されたケーブル巻回部454の最外周部分から第2コネクタ340に向かって延びる方向が変化する。これにより、第2回転体330が回転した際に、巻回ケーブル457に大きな力が加わるのを抑制できる。
 本実施形態では、第2ケーブル群450bは、第2回転体330の第2回転軸線Q回りの回転によって変形する第2ケーブル変形部としてのケーブル巻回部454を有する。ケーブル巻回部454は、第2回転体330の回転空間S2内に位置する。なお、ケーブル巻回部454を、ケーシング320の共有空間X内に配置してもよい。
 これにより、第2回転体330が第2回転軸線Q回りに回転した際に、ケーブル巻回部454によって第2ケーブル群450bの巻回ケーブル457の変位を調整することができる。そのため、第2回転体330が第2回転軸線Q回りに回転した際に第2ケーブル群450bの巻回ケーブル457に生じる捩れ等を考慮して、第2回転体330の構成を決める必要がなくなる。よって、上述の構成により、第2回転体330の形状の設計自由度を向上できる。
 したがって、第1回転軸線P及び第2回転軸線Qが直交するようにL字状に配置された2つのモータユニット10,310を含むL字型モジュールにおいて、第1回転軸線P及び第2回転軸線Qの軸線方向の大型化をより抑制可能な構成を実現できる。
 [実施形態5]
 図8は、実施形態5に係る多関節ロボットアーム装置500の構成を模式的に示す図である。本実施形態の多関節ロボットアーム装置500は、リンクを有し且つ1自由度を有する複数の回転関節モジュールが直列に連結された、シリアルリンク機構のロボットアームである。多関節ロボットアーム装置500は、例えば6軸の垂直多関節ロボットアームである。多関節ロボットアーム装置500は、例えば製造装置の基台や遠隔操作可能な遠隔操作車両に設けられている。
 多関節ロボットアーム装置500では、基端部から順に、S軸回転関節モジュール510、L軸回転関節モジュール520、U軸回転関節モジュール530、R軸回転関節モジュール540、B軸回転関節モジュール550及びT軸回転関節モジュール560が、それぞれ、直列に連結されている。S軸回転関節モジュール510、L軸回転関節モジュール520、U軸回転関節モジュール530、R軸回転関節モジュール540、B軸回転関節モジュール550及びT軸回転関節モジュール560は、それぞれ、モータユニットMを有する。各軸の回転関節モジュールは、それぞれのモータユニットMによって回転可能に構成されている。
 なお、本実施形態の多関節ロボットアーム装置500では、各軸の回転関節モジュールが、上述の実施形態1から3のモジュール1,101,201のうちいずれか一つのモジュールを含む。各軸の回転関節モジュールに含まれるモジュールは、モータユニットMを有する。また、前記モジュールは、モータユニットMによって回転可能な回転体を有する。この回転体が、モジュール同士を接続するリンクとして機能する。
 各軸の回転関節モジュールに含まれるモジュールは、同じ構成を有するモジュールであってもよいし、異なる構成を有するモジュールであってもよい。また、各軸の回転関節モジュールに含まれるモジュールの一部が同じ構成を有するモジュールであってもよい。各軸の回転関節モジュールに含まれるモジュールの少なくとも一部は、上述の実施形態1~3のモジュール1,101,201のうち、いずれか一つのモジュールであってもよい。
 S軸回転関節モジュール510は、多関節ロボットアーム装置500全体を旋回させる回転関節を含むモジュールである。S軸回転関節モジュール510は、基台モジュールBの設置面に固定されている。S軸回転関節モジュール510は、基台モジュールBの設置面に対して垂直な方向にモータユニットMの回転軸線Pが延びるように配置されている。
 S軸回転関節モジュール510は、モータユニットMが収納されるS軸用ケーシング511と、モータユニットMによって回転するS軸用回転体512と、S軸用ケーブル513と、第1S軸コネクタ514と、第2S軸コネクタ515とを有する。S軸用回転体512は、L軸回転関節モジュール520の後述するL軸用リンク526と接続されるリンクとして機能する。S軸用ケーブル513は、第1S軸コネクタ514から、S軸用ケーシング511内を回転軸線Pの軸線方向に延びてS軸用回転体512内を通り、第2S軸コネクタ515に接続されている。第1S軸コネクタ514は、図示しない制御装置に電気的に接続されている。
 L軸回転関節モジュール520は、U軸回転関節モジュール530と接続されたリンクを揺動させる回転関節を含むモジュールである。L軸回転関節モジュール520は、S軸回転関節モジュール510の回転軸線Pに対して直交する方向にL軸回転関節モジュール520の回転軸線Pが延びるように配置されている。
 L軸回転関節モジュール520は、モータユニットMが収納されるL軸用ケーシング521と、モータユニットMによって回転するL軸用回転体522と、L軸用ケーブル523と、第1L軸コネクタ524と、第2L軸コネクタ525と、L軸用リンク526とを有する。L軸用回転体522は、U軸回転関節モジュール530の後述するU軸用リンク536と接続されるリンクとして機能する。L軸用リンク526は、S軸用回転体512と接続される。L軸用ケーブル523は、第1L軸コネクタ524から、L軸用リンク526内を通り、L軸用ケーシング521内を回転軸線Pの軸線方向に延びて、L軸用回転体522内を通り、第2L軸コネクタ525に接続されている。
 第1L軸コネクタ524は、S軸回転関節モジュール510の第2S軸コネクタ515と接続されている。
 U軸回転関節モジュール530は、R軸回転関節モジュール540と接続されたリンクを揺動させる回転関節を含むモジュールである。U軸回転関節モジュール530は、L軸回転関節モジュール520の回転軸線Pに対して平行な方向にU軸回転関節モジュール530の回転軸線Pが延びるように配置されている。
 U軸回転関節モジュール530は、モータユニットMが収納されるU軸用ケーシング531と、モータユニットMによって回転するU軸用回転体532と、U軸用ケーブル533と、第1U軸コネクタ534と、第2U軸コネクタ535と、U軸用リンク536とを有する。U軸用回転体532は、R軸回転関節モジュール540の後述するR軸用リンク546と接続されるリンクとして機能する。U軸用リンク536は、L軸用回転体522と接続される。U軸用ケーブル533は、第1U軸コネクタ534から、U軸用リンク536内を通り、U軸用ケーシング531内を回転軸線Pの軸線方向に延びて、U軸用回転体532内を通り、第2U軸コネクタ535に接続されている。
 第1U軸コネクタ534は、L軸回転関節モジュール520の第2L軸コネクタ525と接続されている。
 R軸回転関節モジュール540は、B軸回転関節モジュール550と接続されたリンクを回転させる回転関節を含むモジュールである。R軸回転関節モジュール540は、U軸回転関節モジュール530の回転軸線Pに対して直交する方向にR軸回転関節モジュール540の回転軸線Pが延びるように配置されている。
 R軸回転関節モジュール540は、モータユニットMが収納されるR軸用ケーシング541と、モータユニットMによって回転するR軸用回転体542と、R軸用ケーブル543と、第1R軸コネクタ544と、第2R軸コネクタ545と、R軸用リンク546とを有する。R軸用回転体542は、B軸回転関節モジュール550の後述するB軸用リンク556と接続されるリンクとして機能する。R軸用リンク546は、U軸用回転体532と接続される。R軸用ケーブル543は、第1R軸コネクタ544から、R軸用リンク546内を通り、R軸用ケーシング541内を回転軸線Pの軸線方向に延びて、R軸用回転体542内を通り、第2R軸コネクタ545に接続されている。
 第1R軸コネクタ544は、U軸回転関節モジュール530の第2U軸コネクタ535と接続されている。
 B軸回転関節モジュール550は、T軸回転関節モジュール560と接続されたリンクを回転させる回転関節を含むモジュールである。B軸回転関節モジュール550は、R軸回転関節モジュール540の回転軸線Pに対して直交する方向にB軸回転関節モジュール550の回転軸線Pが延びるように配置されている。
 B軸回転関節モジュール550は、モータユニットMが収納されるB軸用ケーシング551と、モータユニットMによって回転するB軸用回転体552と、B軸用ケーブル553と、第1B軸コネクタ554と、第2B軸コネクタ555と、B軸用リンク556とを有する。B軸用回転体552は、T軸回転関節モジュール560の後述するT軸用リンク566と接続されるリンクとして機能する。B軸用リンク556は、R軸用回転体542と接続される。B軸用ケーブル553は、第1B軸コネクタ554から、B軸用リンク556内を通り、B軸用ケーシング551内を回転軸線Pの軸線方向に延びて、B軸用回転体552内を通り、第2B軸コネクタ555に接続されている。
 第1B軸コネクタ554は、R軸回転関節モジュール540の第2R軸コネクタ545と接続されている。
 T軸回転関節モジュール560は、エンドエフェクタEを回転させる回転関節を含むモジュールである。T軸回転関節モジュール560は、B軸回転関節モジュール550の回転軸線Pに対して直交する方向にT軸回転関節モジュール560の回転軸線Pが延びるように配置されている。T軸回転関節モジュール560の出力軸は、エンドエフェクタ取付部562を有する。
 T軸回転関節モジュール560は、モータユニットMが収納されるT軸用ケーシング561と、モータユニットMによって回転するエンドエフェクタ取付部562と、T軸用ケーブル563と、第1T軸コネクタ564と、第2T軸コネクタ565と、T軸用リンク566とを有する。T軸用リンク566は、B軸用回転体552と接続される。T軸用ケーブル563は、第1T軸コネクタ564から、T軸用リンク566内を通り、T軸用ケーシング561内を回転軸線Pの軸線方向に延びて、エンドエフェクタ取付部562内を通り、第2T軸コネクタ565に接続されている。第2T軸コネクタ565は、エンドエフェクタEに電気的に接続されている。
 このように構成される多関節ロボットアーム装置500は、各軸の回転関節モジュールに含まれるモータユニットMによってX軸、Y軸、Z軸方向の併進3自由度とX軸、Y軸、Z軸まわりの回転3自由度の合計6自由度を有する。従って、多関節ロボットアーム装置500は、多関節ロボットアーム装置500の可動空間内において、T軸の出力軸を任意の位置に移動させることができるとともに任意の姿勢にすることができる。
 以上の構成を有する多関節ロボットアーム装置500は、実施形態1から3のモジュール1,101,201の少なくとも一つを有する。すなわち、多関節ロボットアーム装置500のモジュールは、モータユニットMだけでなく、リンクの一部を構成する回転体を有する。
 このようなモジュールを用いて多関節ロボットアーム装置500を構成することにより、多関節ロボットアーム装置500を容易に構成することができる。
 [実施形態6]
 図9は、実施形態6に係る多関節ロボットアーム装置600の構成を模式的に示す図である。本実施形態の多関節ロボットアーム装置600は、2自由度を有する複数の回転関節モジュール及び複数のリンクが直列に連結された、シリアルリンク機構のロボットアームである。多関節ロボットアーム装置600は、例えば6軸の垂直多関節ロボットアームである。多関節ロボットアーム装置600は、例えば製造装置の基台や遠隔操作可能な遠隔操作車両に設けられている。
 この実施形態では、多関節ロボットアーム装置600が、実施形態4のようなL字型モジュールを有する。すなわち、多関節ロボットアーム装置600の各関節モジュールは、2つのモータユニットM,Nを有する。
 多関節ロボットアーム装置600では、基端部から順に、SL軸回転関節モジュール610、下腕リンク連結部材620(リンクモジュール)、UR軸回転関節モジュール630、上腕リンク連結部材640(リンクモジュール)及びBT軸回転関節モジュール650が、それぞれ、直列に連結されている。SL軸回転関節モジュール610、UR軸回転関節モジュール630及びBT軸回転関節モジュール650は、それぞれ、2つのモータユニットM,Nを有する。多関節ロボットアーム装置600は、各回転関節モジュールに設けられたモータユニットによって、各軸の回りに回転可能に構成されている。
 なお、本実施形態の多関節ロボットアーム装置600では、各回転関節モジュールが、上述の実施形態4のモジュール301,401のうちいずれか一つのモジュールを含む。各回転関節モジュールを構成する各モジュールは、モータユニットM,Nと、モータユニットM,Nによってそれぞれ回転可能な回転体とを有する。この回転体が、モジュール同士を接続するリンクの一部として機能する。
 SL軸回転関節モジュール610、UR軸回転関節モジュール630及びBT軸回転関節モジュール650は、同じ構成を有するモジュールであってもよいし、異なる構成を有するモジュールであってもよい。また、SL軸回転関節モジュール610、UR軸回転関節モジュール630及びBT軸回転関節モジュール650の一部が同じ構成を有するモジュールであってもよい。SL軸回転関節モジュール610、UR軸回転関節モジュール630及びBT軸回転関節モジュール650の少なくとも一部は、上述の実施形態4のモジュール301,401のうち、いずれか一つのモジュールであってもよい。
 SL軸回転関節モジュール610は、多関節ロボットアーム装置600全体を旋回させる回転関節と、下腕リンクを回転させる回転関節とを含むモジュールである。SL軸回転関節モジュール610は、基台モジュールBの設置面に固定されている。SL軸回転関節モジュール610は、基台モジュールBの設置面に対して垂直な方向にモータユニットMの回転軸線Pが延びるように配置されている。モータユニットNの回転によって回転するL軸用回転体613は、下腕リンク連結部材620に接続されている。
 SL軸回転関節モジュール610は、モータユニットM,Nが収納されるSL軸用ケーシング611と、モータユニットMによって回転するS軸用回転体612と、モータユニットNによって回転するL軸用回転体613と、SL軸用ケーブル614と、S軸コネクタ615と、L軸コネクタ616とを有する。S軸用回転体612は、下腕リンク連結部材620と接続されることにより、下腕リンクの一部として機能する。SL軸用ケーブル614は、S軸コネクタ615から、SL軸用ケーシング611内を、回転軸線Pの軸線方向に延びた後、回転軸線Qの軸線方向に延びて、L軸用回転体613内を通り、L軸コネクタ616に接続されている。S軸コネクタ615は、図示しない制御装置に電気的に接続されている。
 L軸用回転体613には、下腕リンク連結部材620が接続されている。下腕リンク連結部材620は、筒状の部材である。下腕リンク連結部材620には、筒軸方向に下腕用ケーブル621が貫通している。下腕用ケーブル621の両端は、下腕用第1コネクタ622及び下腕用第2コネクタ623に接続されている。下腕用第1コネクタ622は、SL軸回転関節モジュール610のL軸コネクタ616に接続されている。
 これにより、下腕リンク連結部材620は、SL軸回転関節モジュール610のL軸用回転体613とともに、下腕リンクの一部を構成する。下腕リンクは、SL軸回転関節モジュール610のモータユニットNによって回転する。
 UR軸回転関節モジュール630は、上腕リンクを回転させる回転関節を含むモジュールである。UR軸回転関節モジュール630は、SL軸回転関節モジュール610の回転軸線Qに対して平行な方向にUR軸回転関節モジュール630の回転軸線Pが延びるように配置されている。
 UR軸回転関節モジュール630は、モータユニットM,Nが収納されるUR軸用ケーシング631と、モータユニットMによって回転するU軸用回転体632と、モータユニットNによって回転するR軸用回転体633と、UR軸用ケーブル634と、U軸コネクタ635と、R軸コネクタ636とを有する。U軸用回転体632は、下腕リンク連結部材620と接続されることにより、下腕リンクの一部として機能する。UR軸用ケーブル634は、U軸コネクタ635から、U軸用回転体632内を通り、UR軸用ケーシング631内を、回転軸線Pの軸線方向に延びた後、回転軸線Qの軸線方向に延びて、R軸用回転体633内を通り、R軸コネクタ636に接続されている。
 U軸コネクタ635には、下腕リンク連結部材620を筒軸方向に貫通する下腕用ケーブル621の端部と接続された下腕用第2コネクタ623が接続されている。
 R軸用回転体633には、上腕リンク連結部材640が接続されている。上腕リンク連結部材640は、筒状の部材である。上腕リンク連結部材640には、筒軸方向に上腕用ケーブル641が貫通している。上腕用ケーブル641の両端は、上腕用第1コネクタ642及び上腕用第2コネクタ643に接続されている。上腕用第1コネクタ642は、UR軸回転関節モジュール630のR軸コネクタ636に接続されている。
 これにより、上腕リンク連結部材640は、UR軸回転関節モジュール630のR軸用回転体633とともに、上腕リンクの一部を構成する。上腕リンクは、UR軸回転関節モジュール630のモータユニットNによって回転する。
 BT軸回転関節モジュール650は、エンドエフェクタEを回転させる回転関節を含むモジュールである。BT軸回転関節モジュール650は、UR軸回転関節モジュール630の回転軸線Pに対して平行な方向にBT軸回転関節モジュール650の回転軸線Pが延びるように配置されている。
 BT軸回転関節モジュール650は、モータユニットM,Nが収納されるBT軸用ケーシング651と、モータユニットMによって回転するB軸用回転体652と、モータユニットNによって回転するT軸用回転体653と、BT軸用ケーブル654と、B軸コネクタ655と、T軸コネクタ656とを有する。B軸用回転体652は、上腕リンク連結部材640と接続されることにより、上腕リンクの一部として機能する。BT軸用ケーブル654は、B軸コネクタ655から、B軸用回転体652内を通り、BT軸用ケーシング651内を、回転軸線Pの軸線方向に延びた後、回転軸線Qの軸線方向に延びて、T軸用回転体653を通って、T軸コネクタ656に接続されている。
 T軸用回転体653には、エンドエフェクタEが接続されている。T軸コネクタ656には、エンドエフェクタEの図示しないコネクタが接続されている。エンドエフェクタEは、モータユニットNの回転によって、BT軸回転関節モジュール650のT軸用回転体653と一体で回転する。
 このように構成される多関節ロボットアーム装置600は、実施形態5の多関節ロボットアーム装置500と同様、各関節モジュールのモータユニットM,NによってX軸、Y軸、Z軸方向の併進3自由度とX軸、Y軸、Z軸まわりの回転3自由度の合計6自由度を有する。従って、多関節ロボットアーム装置600は、多関節ロボットアーム装置600の可動空間内において、T軸の出力軸を任意の位置に移動させることができるとともに任意の姿勢にすることができる。
 以上の構成を有する多関節ロボットアーム装置600は、実施形態4のモジュール301,401の少なくとも一つを有する。すなわち、多関節ロボットアーム装置600のモジュールは、モータユニットMだけでなく、リンクの一部を構成する回転体を有する。
 このようなモジュールを用いて多関節ロボットアーム装置600を構成することにより、多関節ロボットアーム装置600を容易に構成することができる。
(その他の実施形態)
 以上、本発明の実施の形態を説明したが、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、本発明は上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。
 前記実施形態1から3では、ケーシング20は、円筒または角筒などの筒状の部材である。ケーシング320は、回転軸線P,Qを含む平面の法線方向に見てL字状に形成された筒状の部材である。しかしながら、ケーシングの形状は、ケーシング内にモータユニットを収納可能な形状であれば、他の形状であってもよい。また、前記実施形態1から3では、回転体30は、筒状の部材である。しかしながら、回転体は、リンクの一部を構成可能で且つ内部にケーブルが配置可能な形状であれば、他の形状であってもよい。なお、前記筒状部材は、円筒、角筒だけでなく、筒軸方向に直交する断面の断面積が前記筒軸方向で変化する形状も含む。
 前記実施形態1から4では、コネクタ40,340は、回転体30,330に固定されている。しかしながら、コネクタは、回転体に固定されていなくてもよい。コネクタは、回転体の内部に位置していてもよいし、回転体の外部に位置していてもよい。
 前記実施形態3では、保持部270は、回転体30に対して、ケーブル50のケーブル屈曲部53またはケーブル直交方向延伸部52を保持する。しかしながら、保持部は、モータユニット及び回転体の軸線方向開口部を貫通する円筒状のガイド部材に対して、ケーブルを保持してもよい。これにより、回転体が回転した際に、ケーブルがガイド部材に接触して擦れるのを防止できる。
 前記実施形態2の構成に、前記実施形態3の構成を組み合わせてもよい。すなわち、ケーブル巻回機構を有するモジュールにおいて、ケーブルの一部を保持部で回転体に支持してもよい。また、実施形態4の構成に、実施形態3の構成を組み合わせて、複数のケーブル350のうち一部を保持部で回転体に支持してもよい。
 前記実施形態4では、第1モータユニット10及び第2モータユニット310は、それらの回転軸線P,Qが直交するように配置されている。しかしながら、第1モータユニット及び第2モータユニットは、それらの回転軸線を直交する方向から見て、2つの回転軸線が交差するように配置されていてもよい。すなわち、第1モータユニットの第1回転軸線と第2モータユニットの第2回転軸線とは、同じ平面上で直交していなくてもよい。
 前記実施形態5、6では、多関節ロボットアーム装置500,600は、6軸の垂直多関節ロボットアームである。しかしながら、多関節ロボットアーム装置は、6軸以外の多関節ロボットアームであってもよい。
 前記実施形態5において、多関節ロボットアーム装置500は、S軸回転関節モジュール510、L軸回転関節モジュール520、U軸回転関節モジュール530、R軸回転関節モジュール540、B軸回転関節モジュール550及びT軸回転関節モジュール560が直列に連結されている。前記実施形態6において、多関節ロボットアーム装置600は、SL軸回転関節モジュール610、下腕リンク連結部材620、UR軸回転関節モジュール630、上腕リンク連結部材640及びBT軸回転関節モジュール650が直列に連結されている。
 しかしながら、多関節ロボットアーム装置の構成は、上述のような構成に限定されない。多関節ロボットアーム装置において、複数の回転関節モジュールが連結される順番や、各回転関節モジュールの回転軸線の軸線方向等は、多関節ロボットアーム装置として成立可能な構成であれば、他の構成であってもよい。
 前記実施形態5では、多関節ロボットアーム装置500は、実施形態1から3の少なくとも一つのモジュールを含む。前記実施形態6では、多関節ロボットアーム装置600は、実施形態4のモジュールを含む。
 しかしながら、多関節ロボットアーム装置は、モータユニットと該モータユニットによって回転する回転体とを有するモジュールであれば、上述の実施形態1から4以外の構成を有するモジュールを含んでいてもよい。
 前記実施形態3、4において、モータユニットMは、多関節ロボットアーム装置500,600の各軸の回転関節モジュールに含まれている。しかしながら、モータユニットの構成は、上述の実施形態1から4の構成に限定されない。また、モータユニットを有するモジュールは、多関節ロボットアーム装置に限らず、アーム構造を有する装置の駆動ユニットの一部として利用してもよい。
 前記実施形態6では、下腕リンク連結部材620及び上腕リンク連結部材640は、筒状の部材である。下腕リンク連結部材及び上腕リンク連結部材は、円筒、角筒の形状に限定されず、筒軸方向に直交する断面の断面積が前記筒軸方向で変化する形状も含む。
1、101,201、301、401 モジュール
10 モータユニット(第1モータユニット)
11 モータ
12 減速機
20、320 ケーシング
30 回転体(第1回転体)
31 収容部(第1収容部)
32 直交方向開口部(第1直交方向開口部)
33 軸線方向開口部
40 コネクタ(第1コネクタ)
41 コネクタ直交方向接続部(第1コネクタ直交方向接続部)
50、150a ケーブル(第1ケーブル)
51 ケーブル軸線方向延伸部(第1ケーブル軸線方向延伸部)
52 ケーブル直交方向延伸部(第1ケーブル直交方向延伸部)
53 ケーブル屈曲部(第1ケーブル屈曲部)
150、350、450 複数のケーブル
151、451 ケーブル軸線方向延伸部
152、452 ケーブル直交方向延伸部
154 ケーブル巻回部(第1ケーブル変形部)
454 ケーブル巻回部(第2ケーブル変形部)
160、460 ケーブル巻回機構
161 板状部材
162 ガイド部材
270 保持部
310 第2モータユニット
311 第2モータ
312 第2減速機
330 第2回転体
331 収容部(第2収容部)
332 第2開口部
340 第2コネクタ
341 第2コネクタ接続部
350a 第1ケーブル群(第1ケーブル)
350b 第2ケーブル群(第2ケーブル)
351 第1ケーブル軸線方向延伸部
352 第1ケーブル直交方向延伸部
353 第1ケーブル屈曲部
356 第2ケーブル軸線方向延伸部
357 第2ケーブル直交方向延伸部
358 第2ケーブル屈曲部
450a ケーブル
456 直線ケーブル
457 巻回ケーブル
500、600 多関節型ロボット装置
510 S軸回転関節モジュール
520 L軸回転関節モジュール
530 U軸回転関節モジュール
540 R軸回転関節モジュール
550 B軸回転関節モジュール
560 T軸回転関節モジュール
610 SL軸回転関節モジュール
620 下腕リンク連結部材(リンクモジュール)
630 UR軸回転関節モジュール
640 上腕リンク連結部材(リンクモジュール)
650 BT軸回転関節モジュール
1001 他のモジュール
1030、2030 回転体
2001 別のモジュール
M、N モータユニット
P 第1回転軸線
Q 第2回転軸線
S1 回転空間(第1回転空間)
S2 回転空間(第2回転空間)
X 共有空間
B 基台モジュール
E エンドエフェクタ

Claims (15)

  1.  第1回転軸線回りに回転する第1モータユニットと、
     前記第1モータユニットを覆うケーシングと、
     前記第1モータユニットによって前記第1回転軸線回りに回転し、他のモジュールが接続される第1回転体と、
     前記第1回転体に設けられ、前記他のモジュールが接続される第1コネクタと、
     少なくとも一部が前記ケーシング内に位置し、前記第1コネクタに電気的に接続される第1ケーブルと、
    を備えるモジュールであって、
     前記第1ケーブルは、
     前記ケーシング内を前記第1回転軸線の軸線方向に延びる第1ケーブル軸線方向延伸部と、
     前記第1回転軸線に直交する直交方向に延びる第1ケーブル直交方向延伸部と、
     前記第1ケーブル軸線方向延伸部と前記第1ケーブル直交方向延伸部との間に位置し、前記軸線方向から前記直交方向に屈曲する第1ケーブル屈曲部と、
    を有し、
     前記第1コネクタは、
     前記第1ケーブル直交方向延伸部に接続され、前記他のモジュールとの接続方向が前記直交方向である第1コネクタ直交方向接続部を有し、
     前記第1回転体は、
     前記第1ケーブル直交方向延伸部及び第1コネクタの少なくとも一部を収容する第1回転空間を形成する第1収容部と、
     前記第1収容部に前記第1回転空間を前記直交方向に開口するように設けられ、前記第1コネクタに前記他のモジュールが接続された状態で前記他のモジュールによって覆われる第1直交方向開口部と、
    を有する、モジュール。
  2.  請求項1に記載のモジュールにおいて、
     前記第1ケーブルは、前記第1回転体の前記第1回転軸線回りの回転によって変形する第1ケーブル変形部を有し、
     前記第1ケーブル変形部は、前記第1回転体の前記第1回転空間内に位置する、モジュール。
  3.  請求項1または2に記載のモジュールにおいて、
     前記第1コネクタは、前記第1回転体に対して変位するように設けられている、モジュール。
  4.  請求項1から3のいずれか一つに記載のモジュールにおいて、
     前記第1コネクタは、前記第1直交方向開口部に固定されている、モジュール。
  5.  請求項4に記載のモジュールにおいて、
     前記第1ケーブル直交方向延伸部または前記第1ケーブル屈曲部は、前記第1回転体によって支持されている、モジュール。
  6.  請求項1から5のいずれか一つに記載のモジュールにおいて、
     第2回転軸線回りに回転する第2モータユニットと、
     前記第2モータユニットによって前記第2回転軸線回りに回転し、前記他のモジュールとは別のモジュールが接続される第2回転体と、
    をさらに備え、
     前記ケーシングは、前記第1回転軸線と前記第2回転軸線とが交差するように前記第1モータユニット及び前記第2モータユニットをL字状に収容し、前記第1モータユニットと前記第2モータユニットとの間に位置する共有空間を形成する、モジュール。
  7.  請求項6に記載のモジュールにおいて、
     前記第1回転体は、前記第2回転体と異なる形状を有する、モジュール。
  8.  請求項6または7に記載のモジュールにおいて、
     前記第2回転体に設けられ、前記別のモジュールが接続される第2コネクタと、
     少なくとも一部が前記ケーシング内に位置し、前記第2コネクタに電気的に接続される第2ケーブルと、
    をさらに備え、
     前記第2ケーブルは、
     前記共有空間から前記第2回転体に向かって前記第2回転軸線の軸線方向に延びる第2ケーブル軸線方向延伸部と、
     前記第2回転軸線に直交する直交方向に延びる第2ケーブル直交方向延伸部と、
     前記第2ケーブル軸線方向延伸部と前記第2ケーブル直交方向延伸部との間に位置し、前記軸線方向から前記直交方向に屈曲する第2ケーブル屈曲部と、
    を有し、
     前記第2コネクタは、
     前記第2ケーブル軸線方向延伸部に接続される第2コネクタ接続部を有し、
     前記第2回転体は、
     前記第2ケーブル直交方向延伸部及び前記第2ケーブル屈曲部の少なくとも一部を収容する第2回転空間を形成する第2収容部と、
     前記第2収容部に前記第2回転空間を開口させるように設けられ、前記第2コネクタに前記別のモジュールが接続された状態で前記別のモジュールによって覆われる第2開口部と、
    を有する、モジュール。
  9.  請求項8に記載のモジュールにおいて、
     前記第2ケーブルは、前記第2回転体の前記第2回転軸線回りの回転によって変形する第2ケーブル変形部を有し、
     前記第2ケーブル変形部は、前記共有空間内または前記第2回転体の第2回転空間内に位置する、モジュール。
  10.  請求項8または9に記載のモジュールにおいて、
     前記第2コネクタは、前記第2回転体に対して変位するように設けられている、モジュール。
  11.  請求項8または9に記載のモジュールにおいて、
     前記第2コネクタは、前記第2開口部に固定されている、モジュール。
  12.  請求項1から11のいずれか一つに記載のモジュールを備える、垂直多関節ロボットアーム装置。
  13.  請求項12に記載の垂直多関節ロボットアーム装置において、
     前記モジュールは、前記第1回転軸線が水平方向に延びるように配置されている、垂直多関節ロボットアーム装置。
  14.  請求項12または13に記載の垂直多関節ロボットアーム装置において、
     前記モジュールを複数備えている、垂直多関節ロボットアーム装置。
  15.  請求項12から14のいずれか一つに記載の垂直多関節ロボットアーム装置において、
     前記モジュールは、垂直多関節ロボットアーム装置の基台となる基台モジュール、前記垂直多関節ロボットアーム装置のリンクを構成するリンクモジュール、エンドエフェクタ、または、前記モジュールと接続可能に構成されている、垂直多関節ロボットアーム装置。
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