WO2021144969A1 - 2軸一体型モジュール及び多関節ロボットアーム装置 - Google Patents

2軸一体型モジュール及び多関節ロボットアーム装置 Download PDF

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WO2021144969A1
WO2021144969A1 PCT/JP2020/001532 JP2020001532W WO2021144969A1 WO 2021144969 A1 WO2021144969 A1 WO 2021144969A1 JP 2020001532 W JP2020001532 W JP 2020001532W WO 2021144969 A1 WO2021144969 A1 WO 2021144969A1
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WO
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axis
integrated module
motor unit
rotation axis
electric circuit
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Application number
PCT/JP2020/001532
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
功次 篠原
詩郎 福田
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
Application filed by ヤマハ発動機株式会社 filed Critical ヤマハ発動機株式会社
Priority to PCT/JP2020/001532 priority Critical patent/WO2021144969A1/ja
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J17/00Joints
    • 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 two-axis integrated module and an articulated robot arm device.
  • each of the two motor units has a motor and a hollow portion extending in the direction of the rotation axis of the motor.
  • One rotation axis of the two motor units and the other rotation axis are arranged so as to intersect each other on a plane including the rotation axes of the two motor units.
  • Wiring for driving the motor, wiring extending to the tip of the robot arm device, and the like are inserted in the hollow portion.
  • the wiring inserted in the hollow portion is the hollow portion of one motor unit and the other.
  • the wiring for inserting the hollow portion of the motor unit of the above and the wiring for driving the motor of each motor unit are included.
  • a two-axis integrated module including two motor units arranged so that the two rotation axes intersect on a plane including the rotation axes of the two motor units tends to be large.
  • the present invention realizes a configuration capable of suppressing an increase in size in a two-axis integrated module including two motor units arranged so that the two rotation axes intersect on a plane including the rotation axes of the two motor units.
  • the purpose is to do.
  • the present inventor examined the configuration of the 2-axis integrated module in order to suppress the increase in size of the 2-axis integrated module. As a result of diligent studies, the present inventor has come up with the following configuration.
  • the two-axis integrated module is centered on a first motor unit having a first hollow portion that rotates about a first rotation axis and extends in the direction of the first rotation axis, and a second rotation axis.
  • a second motor unit having a second hollow portion extending in the direction of the second rotation axis, and the first rotation axis and the second rotation axis when viewed from a direction orthogonal to them, the first rotation axis and A shared portion that accommodates at least a part of the first motor unit and at least a part of the second motor unit so that the second rotation axes intersect, and both the first hollow portion and the second hollow portion open.
  • a biaxial one having a casing main body having an opening that forms a space and enables access to the common space from the outside, and a casing cover that is detachably provided on the casing main body so as to close the opening. It is a body type module.
  • the two-axis integrated module has an electric circuit board that is electrically connected to both the first motor unit and the second motor unit. The electric circuit board opens the shared space with an inner shared space closer to the first hollow portion and the second hollow portion than the opening, and the opening than the first hollow portion and the second hollow portion.
  • the electric circuit board is arranged in the shared space at a position where it intersects at least one of the first rotation axis of the first motor unit and the second rotation axis of the second motor unit at an angle other than perpendicular. Will be done.
  • the electric circuit board can be used as an electric circuit board that also serves as the first motor unit and the second motor unit.
  • the space for arranging the electric circuit boards can be reduced as compared with the configuration in which the two motor units are driven and controlled by different electric circuit boards. Therefore, it is possible to prevent the two-axis integrated module from becoming large.
  • the electric circuit board has the shared space as an inner shared space closer to the first hollow portion and the second hollow portion than the opening, and the first hollow portion and the second hollow portion. It is arranged so as to be divided into an outer shared space near the opening.
  • cables, wirings, and the like inserted through the first hollow portion and the second hollow portion can be arranged in the inner shared space, and components such as capacitors can be arranged in the outer shared space. Therefore, it is possible to suppress the increase in size of the two-axis integrated module.
  • tall parts such as capacitors are not arranged in the inner shared space, it is easy to secure an arrangement space for cables, wirings, and the like in the inner shared space.
  • the two-axis integrated module of the present invention includes the following configurations.
  • the electric circuit board is supported by the casing body.
  • the external shared space can be easily accessed from the opening by removing the casing cover, so that the electric circuit board can be easily maintained.
  • the two-axis integrated module of the present invention includes the following configurations.
  • the electric circuit board has a connector that can be attached to and detached from the outer shared space on a first surface facing the outer shared space.
  • the two-axis integrated module of the present invention includes the following configurations.
  • the electric circuit board has a component on a first surface facing the outer shared space, the size of the first surface in the normal direction being larger than the size in the direction orthogonal to the normal direction.
  • components that require space in the normal direction of the first surface of the electric circuit board can be arranged in the outer shared space, so that the electric circuit board has a large component in the normal direction of the first surface. Even in this case, it is possible to prevent the two-axis integrated module from becoming large.
  • the two-axis integrated module of the present invention includes the following configurations.
  • the electric circuit board has a heat-generating component that generates heat during use on a first surface facing the outer shared space.
  • the heat-generating parts that generate heat during use can be arranged in the outer shared space, so that the heat generated by the heat-generating parts can be suppressed from being transferred to the first motor unit and the second motor unit.
  • the heat generated by the heat generating component can be easily dissipated to the outside by the casing body or the casing cover that covers the outer shared space.
  • the two-axis integrated module of the present invention includes the following configurations.
  • the two-axis integrated module further includes a heat transfer unit that transfers heat between the heat generating component provided on the first surface facing the outer shared space and the casing main body or the casing cover. ing.
  • the heat generated by the heat generating parts can be transferred to the casing body or the casing cover via the heat transfer unit. Therefore, it is possible to more reliably suppress the temperature rise in the two-axis integrated module.
  • the two-axis integrated module of the present invention includes the following configurations.
  • the electric circuit board includes a plurality of electric circuit boards. As described above, even in the two-axis integrated module having a plurality of electric circuit boards, it is possible to suppress the increase in size by the above-described configuration.
  • the two-axis integrated module of the present invention includes the following configurations.
  • the electric circuit board is supported by the casing body at a position where it intersects both the first rotation axis and the second rotation axis at an angle other than perpendicular.
  • the electric circuit board can be arranged more compactly in the casing main body. Therefore, it is possible to realize a two-axis integrated module capable of more reliably suppressing the increase in size.
  • the two-axis integrated module of the present invention includes the following configurations.
  • the casing body is L-shaped on a plane including the first rotation axis and the second rotation axis, and the opening is formed at a corner of the casing body.
  • the articulated robot arm device has a two-axis integrated module according to any one of the above and a first motor unit in the two-axis integrated module centered on a first rotation axis.
  • the first link rotatably connected to the first motor unit and the second motor unit in the two-axis integrated module are rotatably connected to the second motor unit about the second rotation axis.
  • a plurality of links including at least one of the second links are provided.
  • the articulated robot arm device means a robot arm device having a plurality of joint portions connecting a plurality of links.
  • Articulated robot arm devices include vertical articulated robot arm devices.
  • the vertical articulated robot arm device is a robot arm device having a serial link mechanism in which 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.
  • the vertical articulated robot arm device has a plurality of joints.
  • the two-axis integrated module means that the first rotation axis of the first motor unit and the second rotation axis of the second motor unit are orthogonal to 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 arranged so as to intersect when viewed from the direction.
  • the two-axis integrated module is not limited to the case where the angle between the first rotation axis and the second rotation axis is 90 degrees when the first rotation axis and the second rotation axis are viewed from a direction orthogonal to them. , Less than 90 degrees, or more than 90 degrees.
  • the two-axis integrated module constitutes, for example, a joint portion of an articulated robot arm device.
  • the two-axis integrated module may have a shape in which the corner portion protrudes in the direction along the first rotation axis or in the direction along the second rotation axis.
  • 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.
  • the size is large. It is possible to realize a configuration that can suppress the change.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing the overall configuration of the two-axis integrated module according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a view corresponding to FIG. 1 showing a state in which the casing cover is removed from the casing main body in the two-axis integrated module according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a view corresponding to FIG. 1 showing the overall configuration of the two-axis integrated module according to the second embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram schematically showing the configuration of the articulated robot arm device according to the third embodiment.
  • FIG. 5 is a view corresponding to FIG. 1 showing the overall configuration of the two-axis integrated module according to another embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram showing the overall configuration of the two-axis integrated module 1 according to the first embodiment of the present invention.
  • the two-axis integrated module 1 includes a first motor unit 10 that rotates about the first rotation axis P, and a second motor unit 20 that rotates about the second rotation axis Q.
  • the two-axis integrated module 1 constitutes, for example, a part of an articulated robot arm device.
  • the two-axis integrated module 1 has a first motor unit 10, a second motor unit 20, a casing 30, a cable 40, and a wiring 50 for an electric circuit board.
  • the two-axis integrated module 1 outputs the rotation generated by the first motor unit 10 and the rotation generated by the second motor unit 20, respectively.
  • the first motor unit 10 has a first motor 11 and a first speed reducer 12. Although not particularly shown, the output shaft of the first motor 11 is connected to the input shaft of the first speed reducer 12.
  • the output unit 12a of the first speed reducer 12 is connected to a rotating body (not shown). As a result, the first speed reducer 12 reduces the rotation generated by the first motor 11 and outputs it to a rotating body (not shown). Since the configurations of the first motor 11 and the first speed reducer 12 are the same as the conventional configurations, detailed description thereof will be omitted.
  • the first motor 11 and the first speed reducer 12 are provided with a first hollow portion 13 extending in the axial direction (first rotation axis direction) of the first rotation axis P. That is, the first motor unit 10 has a first hollow portion 13 extending in the axial direction of the first rotation axis P.
  • a cylindrical first pipe 15 for accommodating the cable 40 and the wiring 50 for the electric circuit board is arranged in the first hollow portion 13, a cylindrical first pipe 15 for accommodating the cable 40 and the wiring 50 for the electric circuit board is arranged.
  • the cable 40 and the wiring 50 for the electric circuit board are arranged so as to extend inside the first motor 11 and the first speed reducer 12 along the first rotation axis P.
  • the second motor unit 20 has a second motor 21 and a second speed reducer 22. Although not particularly shown, the output shaft of the second motor 21 is connected to the input shaft of the second speed reducer 22.
  • the output unit 22a of the second speed reducer 22 is connected to a rotating body (not shown). As a result, the second speed reducer 22 reduces the rotation generated by the second motor 21 and outputs it to a rotating body (not shown). Since the configurations of the second motor 21 and the second speed reducer 22 are the same as the conventional configurations, detailed description thereof will be omitted.
  • the second motor 21 and the second reduction gear 22 are provided with a second hollow portion 23 extending in the axial direction (second rotation axis direction) of the second rotation axis Q. That is, the second motor unit 20 has a second hollow portion 23 extending in the axial direction of the second rotation axis Q.
  • a cylindrical second pipe 25 for accommodating the cable 40 and the wiring 50 for the electric circuit board is arranged in the second hollow portion 23 .
  • the cable 40 and the wiring 50 for the electric circuit board are arranged so as to extend inside the second motor 21 and the second speed reducer 22 along the second rotation axis Q.
  • the casing 30 is a tubular member such as a cylinder or a square cylinder.
  • the casing 30 can accommodate the first motor unit 10 and the second motor unit 20 so that the first rotation axis P and the second rotation axis Q are orthogonal to each other. That is, the casing 30 is L-shaped on a plane including the first rotation axis P and the second rotation axis Q.
  • the casing 30 has at least the first motor unit 10 so that the first hollow portion 13 and the second hollow portion 23 have an L shape on a plane including the first rotation axis P and the second rotation axis Q. Accommodates a part and at least a part of the second motor unit 20.
  • the casing 30 has a shared space X at a position including the intersection R of the first rotation axis P and the second rotation axis Q. That is, the shared space X is located in the casing 30 at a portion where the first hollow portion 13 and the second hollow portion intersect on their respective extension lines. Therefore, the first hollow portion 13 and the second hollow portion 23 are open in the shared space X.
  • this shared space X a part of each of the cable 40 and the wiring 50 for the electric circuit board and the electric circuit board 60 to which the wiring 50 for the electric circuit board is connected are housed.
  • the casing 30 has an L-shaped casing main body 31 and a casing cover 32 that covers the corners of the casing main body 31.
  • FIG. 2 is a diagram showing a state in which the casing cover 32 is removed from the casing main body 31.
  • the first hollow portion 13 and the second hollow portion 23 are L-shaped on a plane including the first rotation axis P and the second rotation axis Q.
  • the first motor unit 10 and the second motor unit 20 are housed.
  • the casing main body 31 has an opening 31a at a corner portion.
  • the opening 31a is a casing so that the axial end of the first rotation axis P of the first motor unit 10 and the axial end of the second rotation axis Q of the second motor unit 20 can be exposed. It is provided on the main body 31. As a result, the accelerator can be easily reached from the outside to the shared space X, the axial end of the first rotation axis P of the first motor unit 10, and the axial end of the second rotation axis Q of the second motor unit 20. can do.
  • the casing cover 32 is detachably attached to the casing main body 31 so as to cover the opening 31a.
  • the casing cover 32 has, for example, a truncated cone shape.
  • the casing cover 32 may have any shape such as a flat plate shape or a rectangular parallelepiped shape as long as it can cover the opening 31a.
  • the casing cover 32 is configured to be engageable with, for example, the peripheral edge of the opening 31a of the casing body 31. That is, the casing cover 32 has an engaging portion 32a at a portion that engages with the opening 31a.
  • the casing main body 31 and the casing cover 32 form a shared space X in the casing 30.
  • the casing cover 32 is provided with a heat sink 33 (heat transfer unit) for dissipating heat generated by the electric circuit board 60.
  • the heat sink 33 connects the casing cover 32 and the electric circuit board 60 so as to be heat transferable. As a result, the heat generated in the electric circuit board 60 can be transferred to the casing cover 32 via the heat sink 33. Therefore, the electric circuit board 60 can be effectively cooled.
  • the electric circuit board 60 is supported by the casing cover 32.
  • the electric circuit board 60 may be supported by the casing cover 32 by the heat sink 33, or may be supported by the casing cover 32 by other parts.
  • the electric circuit board 60 is located in the shared space X with the casing cover 32 attached so as to cover the opening 31a of the casing main body 31.
  • the electric circuit board 60 opens the shared space X more than the inner shared space X1 closer to the first hollow portion 13 and the second hollow portion 23 than the opening 31a, and the first hollow portion 13 and the second hollow portion 23. It is arranged in the shared space X so as to be divided into the outer shared space X2 close to the portion 31a.
  • the electric circuit board 60 is supported by the casing cover 32 so as to intersect at least one of the first rotation axis P and the second rotation axis Q at an angle other than a right angle.
  • the electric circuit board 60 makes a first rotation between the first motor unit 10 and the second motor unit 20 and the electric circuit board 60 when the first rotation axis P and the second rotation axis Q are viewed from the directions orthogonal to them. It is arranged in the shared space X so that the intersection R of the axis P and the second rotation axis Q is located.
  • the electric circuit board 60 is not located between the first motor unit 10 and the second motor unit 20.
  • the electric circuit board 60 makes a first rotation when the plane including the first rotation axis P and the second rotation axis Q is viewed from the normal direction (viewed in the state shown in FIGS. 1 and 2). It is arranged at 45 degrees with respect to the axis P and the second rotation axis Q. That is, in the electric circuit board 60, the first motor unit 10 and the second motor unit 20 are symmetrical with respect to the normal line of the second surface 60b described later of the electric circuit board 60 when the plane is viewed from the normal direction. It is arranged in the supply space X so as to be located at.
  • the arrangement of the electric circuit board 60 in the shared space X is such that the first rotation axis P and the second rotation axis Q are arranged at an angle other than a right angle to at least one of the first rotation axis P and the second rotation axis Q.
  • the plane including the second rotation axis Q may be arranged at an angle other than 45 degrees with respect to the first rotation axis P and the second rotation axis Q when viewed from the normal direction.
  • a plurality of components constituting a control device for controlling the drive of the first motor 11 and the second motor 21 are mounted on the electric circuit board 60.
  • a connector 61, a capacitor 62, and the like are arranged on a first surface 60a facing the outer shared space X2.
  • the connector 61 is a component for electrically connecting the wiring 50 for the electric circuit board to the electric circuit board 60.
  • the capacitor 62 is a heat-generating component that generates heat during use, and is a component that constitutes a part of the control device.
  • a component for example, a capacitor 62
  • a heat generating component for example, a capacitor 62 that generates heat during use is arranged on the first surface 60a of the electric circuit board 60.
  • the component whose size in the normal direction of the first surface 60a is larger than the size in the direction orthogonal to the normal direction may be a component other than the capacitor.
  • the heat-generating component that generates heat during use may be a component other than a capacitor.
  • the heat sink 33 attached to the casing cover 32 comes into contact with the first surface 60a of the electric circuit board 60 as described above. As a result, the first surface 60a of the electric circuit board 60 can be effectively cooled.
  • the casing main body 31 by covering the opening 31a of the casing main body 31 with the casing cover 32, the shared space X can be accessed from the opening 31a. Therefore, it is possible to perform maintenance of the electric circuit board 60 or the like by using the opening 31a. Therefore, with the above configuration, the maintainability of the two-axis integrated module 1 can be improved.
  • the cable 40 extends in the first motor unit 10 along the first rotation axis P, passes through the inner shared space X1 of the shared space X, and passes through the second motor unit 20 along the second rotation axis Q. It is extending.
  • the cable 40 includes, for example, a signal line connected to an end effector located at the tip of an articulated robot arm device or another two-axis integrated module.
  • the wiring 50 for the electric circuit board is a wiring for electrically connecting the first motor unit 10 and the second motor unit 20 and the electric circuit board 60, respectively.
  • the wiring 50 for the electric circuit board extends from the first motor unit 10 and the second motor unit 20 into the inner shared space X1 and is connected to the connector 61 of the electric circuit board 60.
  • the connector 61 is configured so that the wiring 50 for the electric circuit board can be attached and detached. As a result, the wiring 50 for the electric circuit board can be attached to and detached from the connector 61 in the outer shared space X2.
  • the two-axis integrated module 1 of the present embodiment has a first motor unit 10 having a first hollow portion 13 that rotates about the first rotation axis P and extends in the direction of the first rotation axis P, and a second rotation axis Q. At least one of the first motor unit 10 so that the second motor unit 20 having the second hollow portion 23 rotating as the center and extending in the direction of the second rotation axis and the first rotation axis P and the second rotation axis Q intersect.
  • An opening that accommodates at least a part of the portion and the second motor unit 20 and forms a shared space X in which the first hollow portion 13 and the second hollow portion 23 both open, and enables access to the shared space X from the outside.
  • the two-axis integrated module 1 has an electric circuit board 60 that is electrically connected to both the first motor unit 10 and the second motor unit 20.
  • the electric circuit board 60 opens the shared space X more than the inner shared space X1 closer to the first hollow portion 13 and the second hollow portion 23 than the opening 31a, and the first hollow portion 13 and the second hollow portion 23. At a position where it intersects at least one of the first rotation axis P and the second rotation axis Q at an angle other than perpendicular to the outer shared space X2 close to the portion 31a, the casing cover 32 or the casing body 31 It is supported.
  • the electric circuit board 60 has an angle other than perpendicular to at least one of the first rotation axis P of the first motor unit 10 and the second rotation axis Q of the second motor unit 20 in the shared space X. It is placed at the position where it intersects with.
  • the area on which the electric circuit board 60 can mount parts and the like can be increased as compared with the configuration in which the electric circuit board 60 is arranged perpendicular to the rotation axis of the motor unit. Therefore, with the above configuration, the electric circuit board 60 can be used as an electric circuit board that also serves as the first motor unit 10 and the second motor unit 20.
  • the space for arranging the electric circuit board 60 can be reduced as compared with the configuration in which the two motor units 10 and 20 are driven and controlled by different electric circuit boards. Therefore, it is possible to prevent the two-axis integrated module 1 from becoming large.
  • the electric circuit board 60 makes the shared space X from the inner shared space X1 closer to the first hollow portion 13 and the second hollow portion 23 than the opening 31a, and from the first hollow portion 13 and the second hollow portion 23. Is also arranged so as to be divided into an outer shared space X2 close to the opening 31a.
  • the cable 40 inserted through the first hollow portion 13 and the second hollow portion 23, the wiring 50 for the electric circuit board, etc. can be arranged in the inner shared space X1, and the capacitor 62, etc. in the outer shared space X2. Parts can be placed. Therefore, it is possible to suppress the increase in size of the two-axis integrated module 1.
  • tall parts such as the capacitor 62 are not arranged in the inner shared space X1, it is easy to secure an arrangement space for the cable 40 or the like in the inner shared space X1. As a result, it is possible to more reliably suppress the increase in size of the two-axis integrated module 1.
  • the shared space X can be accessed from the opening 31a, it is possible to perform maintenance of the electric circuit board 60 and the like. Therefore, with the above configuration, the maintainability of the two-axis integrated module 1 can be improved.
  • the electric circuit board 60 has a connector 61 that can be attached and detached in the outer shared space X2 on the first surface 60a facing the outer shared space X2.
  • the outer shared space X2 can be accessed from the opening 31a, and the wiring 50 for the electric circuit board can be easily attached to and detached from the connector 61 on the electric circuit board 60. Therefore, the assembly workability and maintainability of the two-axis integrated module 1 can be improved.
  • the electric circuit board 60 has a size in the normal direction of the first surface 60a on the first surface 60a facing the outer shared space X2, which is larger than the size in the direction orthogonal to the normal direction. Has large parts.
  • the components that require space in the normal direction of the first surface 60a of the electric circuit board 60 can be arranged in the outer shared space X2, so that the electric circuit board 60 is large in the normal direction of the first surface 60a. Even if it has parts, it is possible to prevent the two-axis integrated module 1 from becoming large.
  • the electric circuit board 60 has a heat generating component (capacitor 62) that generates heat during use on the first surface 60a facing the outer shared space X2.
  • a heat generating component capacitor 62
  • the capacitor 62 that generates heat during use can be arranged in the outer shared space X2. Therefore, it is possible to prevent the heat generated by the heat generating component from being transferred to the first motor unit 10 and the second motor unit 20. Moreover, the heat generated by the heat-generating component can be easily dissipated to the outside by the casing main body 31 or the casing cover 32 that covers the outer shared space X2.
  • the temperature rise in the 2-axis integrated module 1 can be suppressed.
  • the two-axis integrated module 1 transfers heat between the capacitor 62 provided on the first surface 60a facing the outer shared space X2 and the casing body 31 or the casing cover 32.
  • a transmission unit heat sink 33 is further provided.
  • the heat generated by the capacitor 62 can be transferred to the casing main body 31 or the casing cover 32 via the heat transfer unit. Therefore, the temperature rise in the two-axis integrated module 1 can be suppressed more reliably.
  • FIG. 3 is a diagram showing the overall configuration of the two-axis integrated module 101 according to the second embodiment.
  • the two-axis integrated module 101 of the second embodiment is different from the two-axis integrated module 1 of the first embodiment in that the electric circuit board 60 is fixed to the casing main body 131.
  • the same components as those of the two-axis integrated module 1 of the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
  • the two-axis integrated module 101 includes a first motor unit 10, a second motor unit 20, a casing 130, a cable 40, and wiring 50 for an electric circuit board.
  • the casing 130 has an L-shaped casing main body 131 and a casing cover 132 that covers an opening 131a provided at a corner of the casing main body 131.
  • the electric circuit board 60 is arranged in the opening 131a.
  • the electric circuit board 60 is fixed to the casing main body 131 in the opening 131 a of the casing main body 131.
  • the casing cover 132 has an engaging portion 132a that engages with the casing 130 while covering the opening 131a of the casing 130.
  • the first surface 60a of the electric circuit board 60 is exposed by the opening 131a in a state where the opening 131a of the casing main body 131 is not covered by the casing cover 132. Therefore, the first surface 60a of the electric circuit board 60 can be easily accessed. Therefore, the maintainability of the electric circuit board 60 can be improved.
  • FIG. 4 is a schematic view of the articulated robot arm device 1000 according to the fourth embodiment of the present invention.
  • the articulated robot arm device 1000 has at least one of the two-axis integrated module 1 according to the first embodiment and the two-axis integrated module 101 according to the second embodiment.
  • the articulated robot arm device 1000 is a robot arm having a serial link mechanism in which links are connected in series from the base end to the tip end with a rotary joint having one degree of freedom. Further, the articulated robot arm device 1000 is, for example, a 6-axis vertical articulated robot arm.
  • the articulated robot arm device 1000 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 1011, the L-axis rotary joint 1012, the U-axis rotary joint 1021, the lower arm link 1040, the R-axis rotary joint 1022, the upper arm link 1050, and the B-axis rotary in order from the proximal end.
  • the joint 1031 and the T-axis rotary joint 1032 are connected in series.
  • the S-axis rotary joint 1011 and the L-axis rotary joint 1012, the U-axis rotary joint 1021, the R-axis rotary joint 1022, the B-axis rotary joint 1031 and the T-axis rotary joint 1032 each have a motor unit.
  • the articulated robot arm device 1000 includes a 2-axis integrated module 1001 for SL axis having an S-axis rotary joint 1011 and an L-axis rotary joint 1012, and a 2-axis for UR axis having a U-axis rotary joint 1021 and an R-axis rotary joint 1022. It includes an integrated module 1002 and a 2-axis integrated module 1003 for a BT axis having a B-axis rotating joint 1031 and a T-axis rotating joint 1032.
  • the two-axis integrated module 1001 for the SL axis constitutes a part of the articulated robot arm device 1000 with the first motor unit 10 as the S-axis rotary joint 1011 and the second motor unit 20 as the L-axis rotary joint 1012. There is.
  • the S-axis rotary joint 1011 is a rotary joint that rotates the entire articulated robot arm device 1000.
  • the S-axis rotary joint 1011 is housed in the casing of the SL-axis 2-axis integrated module 1001.
  • a base member which is the first link in the two-axis integrated module 1001 for the SL axis, is fixed to the output shaft of the S-axis rotary joint 1011 (the output shaft of the first motor unit 10).
  • the base member is fixed to the installation surface of the articulated robot arm device 1000.
  • the S-axis rotary joint 1011 is arranged so that the first rotary axis P of the S-axis rotary joint 1011 extends in a direction perpendicular to the installation surface of the articulated robot arm device 1000.
  • the L-axis rotary joint 1012 is a rotary joint that swings the lower arm link 1040, which is the second link in the 2-axis integrated module 1001 for the SL axis.
  • the L-axis rotary joint 1012 is housed in the casing of the SL-axis 2-axis integrated module 1001.
  • the second rotation axis Q of the L-axis rotation joint 1012 extends in a direction perpendicular to the first rotation axis P of the S-axis rotation joint 1011.
  • One end of the lower arm link 1040 is fixed to the output shaft of the L-axis rotary joint 1012.
  • the two-axis integrated module 1002 for the UR axis constitutes a part of the articulated robot arm device 1000 with the first motor unit 10 as the U-axis rotary joint 1021 and the second motor unit 20 as the R-axis rotary joint 1022. There is.
  • the U-axis rotary joint 1021 is a rotary joint that swings the upper arm link 1050.
  • the U-axis rotary joint 1021 is housed in the casing of the two-axis integrated module 1002 for the UR axis.
  • the output shaft of the U-axis rotary joint 1021 (the output shaft of the first motor unit 10) is fixed to the other end of the lower arm link 1040, which is the first link in the two-axis integrated module 1002 for the UR shaft.
  • the U-axis rotary joint 1021 is arranged so that the first rotary axis P of the U-axis rotary joint 1021 extends in a direction parallel to the second rotary axis Q of the L-axis rotary joint 1012.
  • the R-axis rotary joint 1022 is a rotary joint that rotates the upper arm link 1050.
  • the R-axis rotary joint 1022 is housed in the casing of the two-axis integrated module 1002 for the UR axis.
  • the R-axis rotary joint 34 is arranged so that the second rotary axis Q of the R-axis rotary joint 1022 extends in a direction perpendicular to the first rotary axis P of the U-axis rotary joint 1021.
  • One end of the upper arm link 1050 which is the second link in the two-axis integrated module 1002 for the UR axis, is fixed to the output shaft of the R-axis rotary joint 1022 (the output shaft of the second motor unit 20).
  • the first motor unit 10 is a B-axis rotary joint 1031 and the second motor unit 20 is a T-axis rotary joint 1032, which constitutes a part of the articulated robot arm device 1000. There is.
  • the B-axis rotary joint 1031 is a rotary joint that swings the T-axis rotary joint 1032.
  • the B-axis rotary joint 1031 is housed in the casing of the 2-axis integrated module 1003 for the BT axis.
  • the output shaft of the B-axis rotary joint 1031 is fixed to the other end of the upper arm link 1050, which is the first link in the two-axis integrated module 1003 for the BT shaft.
  • the B-axis rotary joint 1031 is arranged so that the first rotary axis P of the B-axis rotary joint 1031 extends in a direction perpendicular to the second rotary axis Q of the R-axis rotary joint 1022.
  • the T-axis rotary joint 1032 is a rotary joint that rotates the end effector E.
  • the T-axis rotary joint 1032 is housed in the casing of the two-axis integrated module 1003 for the BT axis.
  • the T-axis rotary joint 1032 is arranged so that the second rotary axis Q of the T-axis rotary joint 1032 extends in a direction perpendicular to the first rotary axis P of the B-axis rotary joint 1031.
  • the output shaft of the T-axis rotary joint 1032 has an end effector mounting portion.
  • the articulated robot arm device 1000 configured in this way is the first motor unit of each of the two-axis integrated module 1001 for the SL axis, the two-axis integrated module 1002 for the UR axis, and the two-axis integrated module 1003 for the BT axis.
  • the 10 and the second motor unit 20 have a total of 6 degrees of freedom, including 3 translational degrees in the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions and 3 rotation degrees around the X-axis, Y-axis, and Z-axis. Therefore, the articulated robot arm device 1000 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 1000.
  • the articulated robot arm device 1000 configured in this way can form an articulated robot arm device 1000 having an arbitrary axis configuration by combining a plurality of two-axis integrated modules 1. Further, the articulated robot arm device 1000 can easily wire a cable to an articulated robot arm control device (not shown) by using the shared space X of the two-axis integrated module 1.
  • the two-axis integrated modules 1 and 101 have an electric circuit board 60.
  • the electric circuit board may be composed of one electric circuit board, or may be composed of a plurality of electric circuit boards.
  • the plurality of electric circuit boards may be arranged side by side on the same plane, or may be arranged side by side in the thickness direction. You may.
  • FIG. 5 shows an example in which a plurality of electric circuit boards are arranged side by side in the thickness direction.
  • the two-axis integrated module 201 has two electric circuit boards 60 and 70 arranged in the shared space X.
  • reference numeral 71 is a component mounted on the electric circuit board 70.
  • the first motor unit 10 and the second motor unit 20 have the first rotation axis P and the second rotation axis Q on a plane including the first rotation axis P and the second rotation axis Q. It is arranged in the casing 30 so as to have an L shape. However, the first motor unit and the second motor unit may be arranged in the casing so that the first rotation axis and the second rotation axis have a T shape on the plane. The first motor unit and the second motor unit may be arranged in any manner as long as the first rotation axis and the second rotation axis intersect on the plane.
  • the casings 30 and 130 are tubular members formed in an L shape when the plane including the first rotation axis P and the second rotation axis Q is viewed in the normal direction.
  • the shape of the casing may be any other shape as long as the motor unit can be housed in the casing.
  • 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 cylinder axis direction changes in the cylinder axis direction.
  • the casings 30 and 130 accommodate the first motor unit 10 and the second motor unit 20, respectively.
  • the casing may accommodate a part of the first motor unit and the second motor unit.
  • the casing may accommodate a part of the second motor unit and the first motor unit.
  • the casing may accommodate a part of the first motor unit and a part of the second motor unit.
  • the first motor unit 10 and the second motor unit 20 are arranged so that the first rotation axis P and the second rotation axis Q are located on the same plane.
  • the first motor unit and the second motor unit may be arranged so that the first rotation axis and the second rotation axis are located on different planes. That is, the first motor unit and the second motor unit may be arranged so that the first rotation axis and the second rotation axis are located at different positions in the orthogonal directions thereof. Even in this case, the first motor unit and the second motor unit are arranged so that the first rotation axis and the second rotation axis intersect with each other when the first rotation axis and the second rotation axis are viewed from the directions orthogonal to them. Has been done.
  • the articulated robot arm device 1000 is a 6-axis vertical articulated robot arm.
  • the articulated robot arm device may be an articulated robot arm other than the six axes.
  • a two-axis integrated module 1001 for SL axis, a two-axis integrated module 1002 for UR axis, and a two-axis integrated module 1003 for BT axis are connected in series. ..
  • the configuration of the articulated robot arm device is not limited to the configuration as described above.
  • the order in which a plurality of two-axis integrated modules are connected, the axial direction of the rotation axis of each two-axis integrated module, etc. are as long as the configuration can be established as an articulated robot arm device. Other configurations may be used.
  • the articulated robot arm device 1000 includes the two-axis integrated modules of the first and second embodiments.
  • the articulated robot arm device may include a two-axis integrated module having a configuration other than the above-described first and second embodiments.
  • the articulated robot arm device 1000 has a plurality of links including a lower arm link 1040 and an upper arm link 1050.
  • the articulated robot arm device may have only a link (first link) rotatably connected to the first motor unit of the two-axis integrated module, or can rotate with the second motor unit. It may have only the link to be connected (second link).
  • the motor units 10 and 20 are included in the two-axis integrated module of the articulated robot arm device 1000.
  • the configuration of the motor unit included in the two-axis integrated module of the articulated robot arm device is not limited to the configurations of the above-described first and second 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.

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Abstract

2つのモータユニットの回転軸線を含む平面上で2つの回転軸線が交差するように配置された2つのモータユニットを含む2軸一体型モジュールにおいて、大型化を抑制可能な構成を実現する。2軸一体型モジュール1は、第1モータユニット10と、第2モータユニット20と、第1回転軸線P及び第2回転軸線Q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20を収容し、第1中空部13及び第2中空部23がともに開口する共有空間Xを形成し、外部から共有空間Xへのアクセスを可能にする開口部31aを有するケーシング本体31と、開口部31aを塞ぐようにケーシング本体31に着脱可能に設けられるケーシングカバー32と、を有する。2軸一体型モジュール1は、第1モータユニット10及び第2モータユニット20の両方に電気的に接続される電気回路基板60を有する。電気回路基板60は、共有空間Xを、内方共有空間X1と外方共有空間X2とに分けるように、第1回転軸線P及び第2回転軸線Qに対して垂直以外の角度で交差する位置で、ケーシングカバー32に支持されている。

Description

2軸一体型モジュール及び多関節ロボットアーム装置
 本発明は、2軸一体型モジュール及び多関節ロボットアーム装置に関する。
 例えば垂直多関節型ロボットに用いられる2軸一体型のモジュールが知られている。特許文献1に開示されている2軸一体型のモジュールでは、2つのモータユニットが、それぞれ、モータと、前記モータの回転軸線方向に延びる中空部とを有する。前記2つのモータユニットの一方の回転軸線と、他方の回転軸線とは、前記2つのモータユニットの回転軸線を含む平面上で、交差するように配置されている。前記中空部内には、モータを駆動するための配線やロボットアーム装置の先端部まで延びる配線等が挿通している。
米国特許第10022861号明細書
 上述の特許文献1に開示されるように2つの回転軸線が交差するように配置されたモジュール(2軸一体型モジュール)において、中空部内を挿通する配線は、一方のモータユニットの中空部及び他方のモータユニットの中空部を挿通する配線と、各モータユニットのモータを駆動するための配線とを含む。
 このように、2軸一体型モジュールでは、一般的に、2つのモータユニットに跨って複数の配線が配置されている。よって、互いに干渉することなく且つ配線を配置するスペースを確保するように、2つのモータユニットを配置する必要がある。そのため、2つのモータユニットの回転軸線を含む平面上において、2つの回転軸線が交差するように配置された2つのモータユニットを含む2軸一体型モジュールは、大型化しやすい。
 本発明は、2つのモータユニットの回転軸線を含む平面上で2つの回転軸線が交差するように配置された2つのモータユニットを含む2軸一体型モジュールにおいて、大型化を抑制可能な構成を実現することを目的とする。
 本発明者は、2軸一体型モジュールの大型化を抑制するために2軸一体型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2軸一体型モジュールは、第1回転軸線を中心として回転し、第1回転軸線方向に延びる第1中空部を有する第1モータユニットと、第2回転軸線を中心として回転し、第2回転軸線方向に延びる第2中空部を有する第2モータユニットと、前記第1回転軸線及び前記第2回転軸線をそれらに直交する方向から見て、前記第1回転軸線及び前記第2回転軸線が交差するように、前記第1モータユニットの少なくとも一部及び前記第2モータユニットの少なくとも一部を収容し、前記第1中空部及び前記第2中空部がともに開口する共有空間を形成し、外部から前記共有空間へのアクセスを可能にする開口部を有するケーシング本体と、前記開口部を塞ぐように前記ケーシング本体に着脱可能に設けられるケーシングカバーと、を有する2軸一体型モジュールである。前記2軸一体型モジュールは、前記第1モータユニット及び前記第2モータユニットの両方に電気的に接続される電気回路基板を有する。前記電気回路基板は、前記共有空間を、前記開口部よりも前記第1中空部及び前記第2中空部に近い内方共有空間と、前記第1中空部及び前記第2中空部よりも前記開口部に近い外方共有空間とに分けるように、前記第1回転軸線及び前記第2回転軸線の少なくとも一方に対して垂直以外の角度で交差する位置で、前記ケーシングカバーまたは前記ケーシング本体に支持されている。
 上述の構成では、電気回路基板は、共有空間内で、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回転軸線の少なくとも一方に対して垂直以外の角度で交差する位置に配置される。これにより、前記電気回路基板が、モータユニットの回転軸線に対して垂直に配置される構成に比べて、前記電気回路基板で部品等を実装可能な面積を大きくすることができる。よって、上述の構成により、前記電気回路基板を前記第1モータユニット及び前記第2モータユニットの兼用の電気回路基板として使用することができる。これにより、2つのモータユニットを別の電気回路基板で駆動制御する構成に比べて、電気回路基板を配置するためのスペースを小さくすることができる。したがって、2軸一体型モジュールが大型化することを抑制することができる。
 また、前記電気回路基板は、前記共有空間を、開口部よりも前記第1中空部及び前記第2中空部に近い内方共有空間と、前記第1中空部及び前記第2中空部よりも前記開口部に近い外方共有空間とに分けるように、配置されている。これにより、前記第1中空部及び前記第2中空部に挿通されるケーブルや配線等を前記内方共有空間内に配置できるとともに、前記外方共有空間内にコンデンサ等の部品を配置できる。よって、2軸一体型モジュールの大型化を抑制することができる。しかも、前記内方共有空間内にコンデンサ等の背が高い部品が配置されないため、前記内方共有空間にケーブルや配線等の配置スペースを確保しやすい。これにより、2軸一体型モジュールの大型化をより確実に抑制することができる。さらにしかも、前記開口部から前記外方共有空間にアクセス可能であるため、前記電気回路基板のメンテナンス等を行うことが可能である。よって、上述の構成により、2軸一体型モジュールのメンテナンス性も向上できる。
 他の観点によれば、本発明の2軸一体型モジュールは、以下の構成を含むことが好ましい。前記電気回路基板は、前記ケーシング本体に支持されている。これにより、ケーシングカバーを取り外すことによって、開口部から外方共有空間に容易にアクセスできるため、前記電気回路基板を容易にメンテナンスすることができる。
 他の観点によれば、本発明の2軸一体型モジュールは、以下の構成を含むことが好ましい。前記電気回路基板は、前記外方共有空間に面する第1面上に、前記外方共有空間内で着脱作業が可能なコネクタを有する。
 これにより、開口部から外方共有空間にアクセスして、電気回路基板上のコネクタに対する配線の着脱を容易に行うことができる。よって、2軸一体型モジュールの組み立て作業性及びメンテナンス性を向上することができる。
 他の観点によれば、本発明の2軸一体型モジュールは、以下の構成を含むことが好ましい。前記電気回路基板は、前記外方共有空間に面する第1面上に、前記第1面の法線方向の大きさが前記法線方向に直交する方向の大きさよりも大きい部品を有する。
 これにより、電気回路基板の第1面の法線方向にスペースを必要とする部品を外方共有空間内に配置できるため、前記電気回路基板が前記第1面の法線方向に大きい部品を有する場合でも、2軸一体型モジュールが大型化することを防止できる。
 他の観点によれば、本発明の2軸一体型モジュールは、以下の構成を含むことが好ましい。前記電気回路基板は、前記外方共有空間に面する第1面上に、使用時に発熱する発熱部品を有する。
 これにより、使用時に発熱する発熱部品を外方共有空間内に配置できるため、第1モータユニット及び第2モータユニットに前記発熱部品で生じた熱が伝達されることを抑制できる。しかも、前記発熱部品で生じた熱を、前記外方共有空間を覆うケーシング本体またはケーシングカバーによって外部に容易に放熱することができる。
 したがって、2軸一体型モジュールの大型化を抑制可能な構成において、前記2軸一体型モジュール内の温度上昇を抑制することができる。
 他の観点によれば、本発明の2軸一体型モジュールは、以下の構成を含むことが好ましい。前記2軸一体型モジュールは、前記外方共有空間に面する第1面上に設けられた前記発熱部品と前記ケーシング本体または前記ケーシングカバーとの間で、熱を伝達する熱伝達部をさらに備えている。
 これにより、発熱部品で生じた熱を、熱伝達部を介してケーシング本体またはケーシングカバーに伝達することができる。よって、2軸一体型モジュール内の温度上昇をより確実に抑制することができる。
 他の観点によれば、本発明の2軸一体型モジュールは、以下の構成を含むことが好ましい。前記電気回路基板は、複数の電気回路基板を含む。このように、複数の電気回路基板を有する2軸一体型モジュールにおいても、既述の構成により、大型化を抑制することができる。
 他の観点によれば、本発明の2軸一体型モジュールは、以下の構成を含むことが好ましい。前記電気回路基板は、前記第1回転軸線及び前記第2回転軸線の両方に対して垂直以外の角度で交差する位置で、前記ケーシング本体に支持されている。これにより、前記電気回路基板をケーシング本体内によりコンパクトに配置できる。したがって、大型化をより確実に抑制可能な2軸一体型モジュールを実現することができる。
 他の観点によれば、本発明の2軸一体型モジュールは、以下の構成を含むことが好ましい。前記ケーシング本体は、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L字状であり、前記開口部は、前記ケーシング本体の角部に形成されている。
 これにより、開口部から外方共有空間に容易にアクセスすることができる。よって、2軸一体型モジュールのメンテナンス性を向上することができる。
 本発明の一実施形態に係る多関節ロボットアーム装置は、上述のいずれか一つに記載の2軸一体型モジュールと、前記2軸一体型モジュールにおける第1モータユニットに、第1回転軸線を中心として前記第1モータユニットと回転可能に接続される第1リンク、及び、前記2軸一体型モジュールにおける第2モータユニットに、第2回転軸線を中心として前記第2モータユニットと回転可能に接続される第2リンクの少なくとも一方を含む複数のリンクと、を備えている。
 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2軸一体型モジュール及び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。
 [多関節ロボットアーム装置]
 本明細書において、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を意味する。多関節ロボットアーム装置は、垂直多関節ロボットアーム装置を含む。具体的には、垂直多関節ロボットアーム装置は、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、複数の関節部を有する。
 [2軸一体型モジュール]
 本明細書において、2軸一体型モジュールとは、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回転軸線をそれらに直交する方向から見て交差するように、前記第1モータユニット及び前記第2モータユニットが配置された2軸一体モジュールを意味する。2軸一体型モジュールは、前記第1回転軸線及び前記第2回転軸線をそれらに直交する方向から見て、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。2軸一体型モジュールは、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、2軸一体型モジュールは、角部分が前記第1回転軸に沿った方向または前記第2回転軸に沿った方向に突出した形状を有していてもよい。
 [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。
 本発明の一実施形態によれば、2つのモータユニットの回転軸線を含む平面上において、中空部がL字状になるように設けられた2つのモータユニットを含む2軸一体型モジュールにおいて、大型化を抑制可能な構成を実現することができる。
図1は、本発明の実施形態1に係る2軸一体型モジュールの全体構成を表す断面図である。 図2は、実施形態1に係る2軸一体型モジュールにおいて、ケーシング本体からケーシングカバーを取り外した状態を示す図1相当図である。 図3は、実施形態2に係る2軸一体型モジュールの全体構成を表す図1相当図である。 図4は、実施形態3に係る多関節ロボットアーム装置の構成を模式的に示す図である。 図5は、その他の実施形態に係る2軸一体型モジュールの全体構成を表す図1相当図である。
 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2軸一体型モジュール1の全体構成を表す図である。以下で、図1を用いて本発明の実施形態1に係る2軸一体型モジュール1の全体構成について説明する。2軸一体型モジュール1は、第1回転軸線Pを中心として回転する第1モータユニット10と、第2回転軸線Qを中心として回転する第2モータユニット20とを有する。2軸一体型モジュール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、2軸一体型モジュール1は、第1モータユニット10と、第2モータユニット20と、ケーシング30と、ケーブル40と、電気回路基板用配線50とを有する。2軸一体型モジュール1は、第1モータユニット10で生じる回転及び第2モータユニット20で生じる回転を、それぞれ出力する。
 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。特に図示しないが、第1モータ11の出力軸は、第1減速機12の入力軸に連結されている。第1減速機12の出力部12aは、図示しない回転体に接続されている。これにより、第1減速機12は、第1モータ11で生じた回転を減速して、図示しない回転体に出力する。第1モータ11及び第1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。
 第1モータ11及び第1減速機12には、第1回転軸線Pの軸線方向(第1回転軸線方向)に延びる第1中空部13が設けられている。すなわち、第1モータユニット10は、第1回転軸線Pの軸線方向に延びる第1中空部13を有する。第1中空部13内には、ケーブル40及び電気回路基板用配線50を収容するための円筒状の第1パイプ15が配置されている。これにより、ケーブル40及び電気回路基板用配線50は、第1モータ11及び第1減速機12の内部を第1回転軸線Pに沿って延びるように配置されている。
 第2モータユニット20は、第2モータ21と、第2減速機22とを有する。特に図示しないが、第2モータ21の出力軸は、第2減速機22の入力軸に連結されている。第2減速機22の出力部22aは、図示しない回転体に接続されている。これにより、第2減速機22は、第2モータ21で生じた回転を減速して、図示しない回転体に出力する。第2モータ21及び第2減速機22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。
 第2モータ21及び第2減速機22には、第2回転軸線Qの軸線方向(第2回転軸線方向)に延びる第2中空部23が設けられている。すなわち、第2モータユニット20は、第2回転軸線Qの軸線方向に延びる第2中空部23を有する。第2中空部23内には、ケーブル40及び電気回路基板用配線50を収容するための円筒状の第2パイプ25が配置されている。これにより、ケーブル40及び電気回路基板用配線50は、第2モータ21及び第2減速機22の内部を第2回転軸線Qに沿って延びるように配置されている。
 ケーシング30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30は、第1モータユニット10及び第2モータユニット20を、第1回転軸線Pと第2回転軸線Qとが直交するように収容可能である。すなわち、ケーシング30は、第1回転軸線P及び第2回転軸線Qを含む平面上で、L字状である。これにより、ケーシング30は、第1回転軸線P及び第2回転軸線Qを含む平面上で第1中空部13及び第2中空部23がL字状になるように、第1モータユニット10の少なくとも一部及び第2モータユニット20の少なくとも一部を収容する。
 ケーシング30は、第1回転軸線Pと第2回転軸線Qとの交点Rを含む位置に、共有空間Xを有する。すなわち、共有空間Xは、ケーシング30内において、第1中空部13及び第2中空部のそれぞれの延長線上で交差する部分に位置する。よって、共有空間Xには、第1中空部13及び第2中空部23が開口している。この共有空間X内には、ケーブル40及び電気回路基板用配線50のそれぞれ一部と、電気回路基板用配線50が接続される電気回路基板60とが、収容されている。
 ケーシング30は、L字状に形成されたケーシング本体31と、ケーシング本体31の角部を覆うケーシングカバー32とを有する。図2は、ケーシング本体31から、ケーシングカバー32を取り外した状態を示す図である。
 図1及び図2に示すように、ケーシング本体31は、第1回転軸線P及び第2回転軸線Qを含む平面上で第1中空部13と第2中空部23がL字状になるように、第1モータユニット10及び第2モータユニット20を収納する。図2に示すように、ケーシング本体31は、角部に、開口部31aを有する。
 開口部31aは、第1モータユニット10の第1回転軸線Pの軸線方向端部、及び、第2モータユニット20の第2回転軸線Qの軸線方向端部を、それぞれ露出可能なように、ケーシング本体31に設けられている。これにより、外部から、共有空間X、第1モータユニット10の第1回転軸線Pの軸線方向端部、及び、第2モータユニット20の第2回転軸線Qの軸線方向端部に、容易にアクセルすることができる。
 図1及び図2に示すように、ケーシングカバー32は、開口部31aを覆うように、ケーシング本体31に着脱可能に取り付けられている。ケーシングカバー32は、例えば円錐台状である。なお、ケーシングカバー32は、開口部31aを覆うことができれば、平板状、直方体状など、どのような形状であってもよい。ケーシングカバー32は、例えば、ケーシング本体31の開口部31aの周縁部に対して係合可能に構成されている。すなわち、ケーシングカバー32は、開口部31aと係合する部分に、係合部32aを有する。
 図1に示すように、ケーシングカバー32で開口部31aを覆うことにより、ケーシング本体31及びケーシングカバー32によって、ケーシング30内に、共有空間Xが形成される。
 ケーシングカバー32には、電気回路基板60で生じた熱を放熱するためのヒートシンク33(熱伝達部)が設けられている。このヒートシンク33は、ケーシングカバー32と電気回路基板60とを熱伝達可能に接続する。これにより、電気回路基板60で生じた熱を、ヒートシンク33を介してケーシングカバー32に伝えることができる。よって、電気回路基板60を効果的に冷却することができる。
 なお、電気回路基板60は、ケーシングカバー32によって支持されている。電気回路基板60は、ヒートシンク33によってケーシングカバー32に支持されていてもよいし、他の部品によってケーシングカバー32に支持されていてもよい。
 ケーシングカバー32がケーシング本体31の開口部31aを覆うように取り付けられた状態で、電気回路基板60は、共有空間X内に位置する。電気回路基板60は、共有空間Xを、開口部31aよりも第1中空部13及び第2中空部23に近い内方共有空間X1と、第1中空部13及び第2中空部23よりも開口部31aに近い外方共有空間X2とに分けるように、共有空間X内に配置されている。
 また、電気回路基板60は、第1回転軸線P及び第2回転軸線Qの少なくとも一方に対して直角以外の角度で交差するように、ケーシングカバー32に支持されている。電気回路基板60は、第1回転軸線P及び第2回転軸線Qをそれらに直交する方向から見て、第1モータユニット10及び第2モータユニット20と電気回路基板60との間に第1回転軸線P及び第2回転軸線Qの交点Rが位置するように、共有空間X内に配置されている。なお、電気回路基板60は、第1モータユニット10と第2モータユニット20との間には位置していない。
 本実施形態では、電気回路基板60は、第1回転軸線P及び第2回転軸線Qを含む平面をその法線方向から見て(図1及び図2に示す状態で見て)、第1回転軸線P及び第2回転軸線Qに対して45度で配置されている。すなわち、電気回路基板60は、前記平面をその法線方向から見て、電気回路基板60の後述する第2面60bの法線を中心として第1モータユニット10と第2モータユニット20とが対称に位置するように、供給空間X内に配置されている。
 なお、共有空間X内での電気回路基板60の配置は、第1回転軸線P及び第2回転軸線Qの少なくとも一方に対して直角以外の角度で交差していれば、第1回転軸線P及び第2回転軸線Qを含む平面をその法線方向から見て、第1回転軸線P及び第2回転軸線Qに対して45度以外の角度で配置されていてもよい。
 電気回路基板60には、第1モータ11及び第2モータ21の駆動を制御する制御装置を構成する複数の部品が実装されている。電気回路基板60には、前記部品として、外方共有空間X2に面する第1面60a上に、コネクタ61やコンデンサ62などが配置されている。コネクタ61は、電気回路基板用配線50を電気回路基板60に電気的に接続するための部品である。コンデンサ62は、使用時に発熱する発熱部品であり、且つ、前記制御装置の一部を構成する部品である。
 電気回路基板60の第1面60a上には、第1面60aの法線方向の大きさが前記法線方向に直交する方向の大きさよりも大きい部品(例えばコンデンサ62)が配置されている。また、電気回路基板60の第1面60a上には、使用時に発熱する発熱部品(例えばコンデンサ62)が配置されている。
 なお、第1面60aの法線方向の大きさが前記法線方向に直交する方向の大きさよりも大きい部品は、コンデンサ以外の部品であってもよい。使用時に発熱する発熱部品は、コンデンサ以外の部品であってもよい。
 電気回路基板60の第1面60aには、既述のようにケーシングカバー32に取り付けられたヒートシンク33が、接触する。これにより、電気回路基板60の第1面60aを効果的に冷却することができる。
 上述のように、ケーシング本体31の開口部31aをケーシングカバー32によって覆うことにより、開口部31aから共有空間Xにアクセス可能である。よって、開口部31aを利用して電気回路基板60のメンテナンス等を行うことが可能である。したがって、上述の構成により、2軸一体型モジュール1のメンテナンス性も向上できる。
 ケーブル40は、第1モータユニット10内を第1回転軸線Pに沿って延びて、共有空間Xの内方共有空間X1を通過し、第2モータユニット20内を第2回転軸線Qに沿って延びている。ケーブル40は、例えば、多関節ロボットアーム装置の先端に位置するエンドエフェクタや他の2軸一体型モジュールに繋がる信号線を含む。
 電気回路基板用配線50は、第1モータユニット10及び第2モータユニット20と、電気回路基板60とをそれぞれ電気的に接続するための配線である。電気回路基板用配線50は、第1モータユニット10及び第2モータユニット20から、内方共有空間X1内に延びて、電気回路基板60のコネクタ61に接続されている。コネクタ61は、電気回路基板用配線50を着脱可能に構成されている。これにより、外方共有空間X2内で、コネクタ61に対して電気回路基板用配線50を着脱することができる。
 本実施形態の2軸一体型モジュール1は、第1回転軸線Pを中心として回転し、第1回転軸線方向に延びる第1中空部13を有する第1モータユニット10と、第2回転軸線Qを中心として回転し、第2回転軸線方向に延びる第2中空部23を有する第2モータユニット20と、第1回転軸線P及び第2回転軸線Qが交差するように第1モータユニット10の少なくとも一部及び第2モータユニット20の少なくとも一部を収容し、第1中空部13及び第2中空部23がともに開口する共有空間Xを形成し、外部から共有空間Xへのアクセスを可能にする開口部31aを有するケーシング本体31と、開口部31aを塞ぐようにケーシング本体31に着脱可能に設けられるケーシングカバー32と、を有する。2軸一体型モジュール1は、第1モータユニット10及び第2モータユニット20の両方に電気的に接続される電気回路基板60を有する。
 電気回路基板60は、共有空間Xを、開口部31aよりも第1中空部13及び第2中空部23に近い内方共有空間X1と、第1中空部13及び第2中空部23よりも開口部31aに近い外方共有空間X2とに分けるように、第1回転軸線P及び第2回転軸線Qの少なくとも一方に対して垂直以外の角度で交差する位置で、ケーシングカバー32またはケーシング本体31に支持されている。
 上述の構成では、電気回路基板60は、共有空間X内で、第1モータユニット10の第1回転軸線P及び第2モータユニット20の第2回転軸線Qの少なくとも一方に対して垂直以外の角度で交差する位置に配置される。これにより、電気回路基板60が、モータユニットの回転軸線に対して垂直に配置される構成に比べて、電気回路基板60で部品等を実装可能な面積を大きくすることができる。よって、上述の構成により、電気回路基板60を、第1モータユニット10及び第2モータユニット20の兼用の電気回路基板として使用することができる。これにより、2つのモータユニット10,20を別の電気回路基板で駆動制御する構成に比べて、電気回路基板60を配置するためのスペースを小さくすることができる。したがって、2軸一体型モジュール1が大型化することを抑制することができる。
 また、電気回路基板60は、共有空間Xを、開口部31aよりも第1中空部13及び第2中空部23に近い内方共有空間X1と、第1中空部13及び第2中空部23よりも開口部31aに近い外方共有空間X2とに分けるように配置される。これにより、第1中空部13及び第2中空部23に挿通されるケーブル40や電気回路基板用配線50等を内方共有空間X1内に配置できるとともに、外方共有空間X2内にコンデンサ62等の部品を配置できる。よって、2軸一体型モジュール1の大型化を抑制することができる。
 しかも、内方共有空間X1内にコンデンサ62等の背が高い部品が配置されないため、内方共有空間X1にケーブル40等の配置スペースを確保しやすい。これにより、2軸一体型モジュール1の大型化をより確実に抑制することができる。
 さらに、開口部31aから共有空間Xにアクセス可能であるため、電気回路基板60のメンテナンス等を行うことが可能である。よって、上述の構成により、2軸一体型モジュール1のメンテナンス性も向上できる。
 本実施形態では、電気回路基板60は、外方共有空間X2に面する第1面60a上に、外方共有空間X2内で着脱作業が可能なコネクタ61を有する。
 これにより、開口部31aから外方共有空間X2にアクセスして、電気回路基板60上のコネクタ61に対する電気回路基板用配線50の着脱を容易に行うことができる。よって、2軸一体型モジュール1の組み立て作業性及びメンテナンス性を向上できる。
 本実施形態では、電気回路基板60は、外方共有空間X2に面する第1面60a上に、第1面60aの法線方向の大きさが前記法線方向に直交する方向の大きさよりも大きい部品を有する。
 これにより、電気回路基板60の第1面60aの法線方向にスペースを必要とする部品を外方共有空間X2内に配置できるため、電気回路基板60が第1面60aの法線方向に大きい部品を有する場合でも、2軸一体型モジュール1が大型化することを防止できる。
 本実施形態では、電気回路基板60は、外方共有空間X2に面する第1面60a上に、使用時に発熱する発熱部品(コンデンサ62)を有する。
 これにより、使用時に発熱するコンデンサ62を外方共有空間X2内に配置できる。よって、発熱部品で生じた熱が第1モータユニット10及び第2モータユニット20に伝達されることを抑制できる。しかも、発熱部品で生じた熱を、外方共有空間X2を覆うケーシング本体31またはケーシングカバー32によって外部に容易に放熱することができる。
 したがって、2軸一体型モジュール1の大型化を抑制可能な構成において、2軸一体型モジュール1内の温度上昇を抑制することができる。
 本実施形態では、2軸一体型モジュール1は、外方共有空間X2に面する第1面60a上に設けられたコンデンサ62とケーシング本体31またはケーシングカバー32との間で、熱を伝達する熱伝達部(ヒートシンク33)をさらに備えている。
 これにより、コンデンサ62で生じた熱を、熱伝達部を介してケーシング本体31またはケーシングカバー32に伝達することができる。よって、2軸一体型モジュール1内の温度上昇をより確実に抑制することができる。
 [実施形態2]
 図3は、実施形態2に係る2軸一体型モジュール101の全体構成を表す図である。この実施形態2の2軸一体型モジュール101は、電気回路基板60が、ケーシング本体131に固定されている点で、実施形態1の2軸一体型モジュール1とは異なる。以下では、実施形態1の2軸一体型モジュール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3に示すように、2軸一体型モジュール101は、第1モータユニット10と、第2モータユニット20と、ケーシング130と、ケーブル40と、電気回路基板用配線50とを有する。
 ケーシング130は、L字状に形成されたケーシング本体131と、ケーシング本体131の角部に設けられた開口部131aを覆うケーシングカバー132とを有する。開口部131a内に、電気回路基板60が配置されている。電気回路基板60は、ケーシング本体131の開口部131a内で、ケーシング本体131に固定されている。なお、ケーシングカバー132は、ケーシング130の開口部131aを覆った状態でケーシング130と係合する係合部132aを有する。
 これにより、ケーシング本体131の開口部131aがケーシングカバー132によって覆われていない状態で、電気回路基板60の第1面60aが開口部131aで露出する。よって、電気回路基板60の第1面60aに容易にアクセスすることができる。したがって、電気回路基板60のメンテナンス性を向上することができる。
  [実施形態3]
 図4を用いて、本発明の実施形態3に係る多関節ロボットアーム装置1000の全体構成について説明する。図4は、本発明の実施形態4に係る多関節ロボットアーム装置1000の模式図である。
 図4に示すように、多関節ロボットアーム装置1000は、実施形態1に係る2軸一体型モジュール1及び実施形態2に係る2軸一体型モジュール101の少なくとも一方を有する。多関節ロボットアーム装置1000は、リンクが1自由度の回転関節で基端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である。また、多関節ロボットアーム装置1000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1000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1000では、基端部から順に、S軸回転関節1011、L軸回転関節1012、U軸回転関節1021、下腕リンク1040、R軸回転関節1022、上腕リンク1050、B軸回転関節1031及びT軸回転関節1032が、直列に連結されている。S軸回転関節1011、L軸回転関節1012、U軸回転関節1021、R軸回転関節1022、B軸回転関節1031及びT軸回転関節1032は、それぞれ、モータユニットを有する。
 多関節ロボットアーム装置1000は、S軸回転関節1011及びL軸回転関節1012を有するSL軸用2軸一体型モジュール1001と、U軸回転関節1021及びR軸回転関節1022を有するUR軸用2軸一体型モジュール1002と、B軸回転関節1031及びT軸回転関節1032を有するBT軸用2軸一体型モジュール1003とを備えている。
 SL軸用2軸一体型モジュール1001は、第1モータユニット10をS軸回転関節1011とし、第2モータユニット20をL軸回転関節1012として、多関節ロボットアーム装置1000の一部を構成している。
 S軸回転関節1011は、多関節ロボットアーム装置1000全体を旋回させる回転関節である。S軸回転関節1011は、SL軸用2軸一体型モジュール1001のケーシング内に収納されている。S軸回転関節1011の出力軸(第1モータユニット10の出力軸)には、SL軸用2軸一体型モジュール1001における第1リンクであるベース部材が固定されている。ベース部材は、多関節ロボットアーム装置1000の設置面に固定されている。S軸回転関節1011は、多関節ロボットアーム装置1000の設置面に対して垂直な方向にS軸回転関節1011の第1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1012は、SL軸用2軸一体型モジュール1001における第2リンクである下腕リンク1040を揺動させる回転関節である。L軸回転関節1012は、SL軸用2軸一体型モジュール1001のケーシング内に収納されている。L軸回転関節1012の第2回転軸線Qは、S軸回転関節1011の第1回転軸線Pに対して垂直な方向に延びている。L軸回転関節1012の出力軸には、下腕リンク1040の一端部が固定されている。
 UR軸用2軸一体型モジュール1002は、第1モータユニット10をU軸回転関節1021とし、第2モータユニット20をR軸回転関節1022として、多関節ロボットアーム装置1000の一部を構成している。
 U軸回転関節1021は、上腕リンク1050を揺動させる回転関節である。U軸回転関節1021は、UR軸用2軸一体型モジュール1002のケーシング内に収納されている。U軸回転関節1021の出力軸(第1モータユニット10の出力軸)は、UR軸用2軸一体型モジュール1002における第1リンクである下腕リンク1040の他端部に固定されている。U軸回転関節1021は、L軸回転関節1012の第2回転軸線Qに対して平行な方向にU軸回転関節1021の第1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1022は、上腕リンク1050を回転させる回転関節である。R軸回転関節1022は、UR軸用2軸一体型モジュール1002のケーシング内に収納されている。R軸回転関節34は、U軸回転関節1021の第1回転軸線Pに対して垂直な方向にR軸回転関節1022の第2回転軸線Qが延びるように配置されている。R軸回転関節1022の出力軸(第2モータユニット20の出力軸)には、UR軸用2軸一体型モジュール1002における第2リンクである上腕リンク1050の一端部が固定されている。
 BT軸用2軸一体型モジュール1003は、第1モータユニット10をB軸回転関節1031とし、第2モータユニット20をT軸回転関節1032として、多関節ロボットアーム装置1000の一部を構成している。
 B軸回転関節1031は、T軸回転関節1032を揺動させる回転関節である。B軸回転関節1031は、BT軸用2軸一体型モジュール1003のケーシング内に収納されている。B軸回転関節1031の出力軸は、BT軸用2軸一体型モジュール1003における第1リンクである上腕リンク1050の他端部に固定されている。B軸回転関節1031は、R軸回転関節1022の第2回転軸線Qに対して垂直な方向にB軸回転関節1031の第1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1032は、エンドエフェクタEを回転させる回転関節である。T軸回転関節1032は、BT軸用2軸一体型モジュール1003のケーシング内に収納されている。T軸回転関節1032は、B軸回転関節1031の第1回転軸線Pに対して垂直な方向にT軸回転関節1032の第2回転軸線Qが延びるように配置されている。T軸回転関節1032の出力軸は、エンドエフェクタ取り付け部を有する。
 このように構成される多関節ロボットアーム装置1000は、SL軸用2軸一体型モジュール1001、UR軸用2軸一体型モジュール1002及びBT軸用2軸一体型モジュール1003におけるそれぞれの第1モータユニット10及び第2モータユニット20によって、X軸、Y軸、Z軸方向の併進3自由度及び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1000は、多関節ロボットアーム装置1000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。
 このように構成される多関節ロボットアーム装置1000は、複数の2軸一体型モジュール1を組み合わせることで、任意の軸構成の多関節ロボットアーム装置1000を構成することができる。また、多関節ロボットアーム装置1000は、2軸一体型モジュール1の共有空間Xを利用することで、ケーブルを図示しない多関節ロボットアーム制御装置まで容易に配線することができる。
(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、2では、2軸一体型モジュール1,101は、電気回路基板60を有する。電気回路基板は、1枚の電気回路基板によって構成されていてもよいし、複数の電気回路基板によって構成されていてもよい。電気回路基板が複数の電気回路基板によって構成されている場合には、前記複数の電気回路基板は、同一平面上に複数並んで配置されていてもよいし、厚み方向に複数並んで配置されていてもよい。
 図5に、複数の電気回路基板を厚み方向に複数並べて配置した例を示す。例えば、図5に示すように、2軸一体型モジュール201は、共有空間X内に配置された2枚の電気回路基板60,70を有する。これにより、より多くの部品が実装された電気回路基板を2軸一体型モジュールに適用する場合でも、2軸一体型モジュールの大型化を抑制することができる。なお、図5において、符号71は、電気回路基板70に実装されている部品である。
 前記実施形態1、2では、第1モータユニット10及び第2モータユニット20は、第1回転軸線P及び第2回転軸線Qを含む平面上で、第1回転軸線P及び第2回転軸線QがL字状になるように、ケーシング30内に配置されている。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、前記平面上で、第1回転軸線及び第2回転軸線がT字状になるように、ケーシング内に配置されていてもよい。第1モータユニット及び第2モータユニットは、前記平面上で、第1回転軸線及び第2回転軸線が交差していれば、どのように配置されていてもよい。
 前記実施形態1、2では、ケーシング30,130は、第1回転軸線P及び第2回転軸線Qを含む平面を法線方向に見て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。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、2では、ケーシング30,130は、それぞれ、第1モータユニット10及び第2モータユニット20を収容する。しかしながら、ケーシングは、第1モータユニットの一部及び第2モータユニットを収容していてもよい。また、ケーシングは、第2モータユニットの一部及び第1モータユニットを収容していてもよい。さらに、ケーシングは、第1モータユニットの一部及び第2モータユニットの一部を収容していてもよい。
 前記実施形態1、2では、第1モータユニット10と第2モータユニット20とは、第1回転軸線P及び第2回転軸線Qが同じ平面上に位置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、第1回転軸線と第2回転軸線とが異なる平面上に位置するように配置されていてもよい。すなわち、第1モータユニット及び第2モータユニットは、第1回転軸線と第2回転軸線とがそれらの直交方向に異なる位置に位置するように配置されていてもよい。この場合でも、第1モータユニット及び第2モータユニットは、第1回転軸線及び第2回転軸線をそれらに直交する方向から見て、第1回転軸線と第2回転軸線とが交差するように配置されている。
 前記実施形態3は、多関節ロボットアーム装置1000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3において、多関節ロボットアーム装置1000は、SL軸用2軸一体型モジュール1001、UR軸用2軸一体型モジュール1002及びBT軸用2軸一体型モジュール1003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2軸一体型モジュールが連結される順番や、各2軸一体型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3では、多関節ロボットアーム装置1000は、実施形態1、2の2軸一体モジュールを含む。しかしながら、多関節ロボットアーム装置は、上述の実施形態1、2以外の構成を有する2軸一体モジュールを含んでいてもよい。
 前記実施形態3では、多関節ロボットアーム装置1000は、下腕リンク1040及び上腕リンク1050を含む複数のリンクを有する。しかしながら、多関節ロボットアーム装置は、2軸一体型モジュールの第1モータユニットと回転可能に接続されるリンク(第1リンク)のみを有していてもよいし、第2モータユニットと回転可能に接続されるリンク(第2リンク)のみを有していてもよい。
 前記実施形態3において、モータユニット10,20は、多関節ロボットアーム装置1000の2軸一体型モジュールに含まれている。しかしながら、多関節ロボットアーム装置の2軸一体型モジュールに含まれるモータユニットの構成は、上述の実施形態1、2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。
1、101、201 2軸一体型モジュール
10 第1モータユニット
11 第1モータ
12 第1減速機
13 第1中空部
20 第2モータユニット
21 第2モータ
22 第2減速機
23 第2中空部
30、130 ケーシング
31、131 ケーシング本体
31a、131a 開口部
32、132 ケーシングカバー
32a、132a 係合部
33 ヒートシンク(熱伝達部)
40 ケーブル
50 電気回路基板用配線
60、70 電気回路基板
60a 第1面
60b 第2面
61 コネクタ
62 コンデンサ
1000 多関節ロボットアーム装置
1001 SL軸用2軸一体型モジュール
1002 UR軸用2軸一体型モジュール
1003 BT軸用2軸一体型モジュール
1011 S軸回転関節
1012 L軸回転関節
1021 U軸回転関節
1022 R軸回転関節
1031 B軸回転関節
1032 T軸回転関節
1040 下腕リンク
1050 上腕リンク
P 第1回転軸線
Q 第2回転軸線
R 交点
X 共有空間
X1 内方共有空間
X2 外方共有空間

Claims (10)

  1.  第1回転軸線を中心として回転し、第1回転軸線方向に延びる第1中空部を有する第1モータユニットと、
     第2回転軸線を中心として回転し、第2回転軸線方向に延びる第2中空部を有する第2モータユニットと、
     前記第1回転軸線及び前記第2回転軸線をそれらに直交する方向から見て、前記第1回転軸線及び前記第2回転軸線が交差するように、前記第1モータユニットの少なくとも一部及び前記第2モータユニットの少なくとも一部を収容し、前記第1中空部及び前記第2中空部がともに開口する共有空間を形成し、外部から前記共有空間へのアクセスを可能にする開口部を有するケーシング本体と、
     前記開口部を塞ぐように前記ケーシング本体に着脱可能に設けられるケーシングカバーと、
    を有する2軸一体型モジュールであって、
     前記第1モータユニット及び前記第2モータユニットの両方に電気的に接続される電気回路基板を有し、
     前記電気回路基板は、
     前記共有空間を、前記開口部よりも前記第1中空部及び前記第2中空部に近い内方共有空間と、前記第1中空部及び前記第2中空部よりも前記開口部に近い外方共有空間とに分けるように、前記第1回転軸線及び前記第2回転軸線の少なくとも一方に対して垂直以外の角度で交差する位置で、前記ケーシングカバーまたは前記ケーシング本体に支持されている、
    2軸一体型モジュール。
  2.  請求項1に記載の2軸一体型モジュールにおいて、
     前記電気回路基板は、前記ケーシング本体に支持されている、2軸一体型モジュール。
  3.  請求項1または2に記載の2軸一体型モジュールにおいて、
     前記電気回路基板は、前記外方共有空間に面する第1面上に、前記外方共有空間内で着脱作業が可能なコネクタを有する、2軸一体型モジュール。
  4.  請求項1から3のいずれか一つに記載の2軸一体型モジュールにおいて、
     前記電気回路基板は、前記外方共有空間に面する第1面上に、前記第1面の法線方向の大きさが前記法線方向に直交する方向の大きさよりも大きい部品を有する、2軸一体型モジュール。
  5.  請求項1から4のいずれか一つに記載の2軸一体型モジュールにおいて、
     前記電気回路基板は、前記外方共有空間に面する第1面上に、使用時に発熱する発熱部品を有する、2軸一体型モジュール。
  6.  請求項5に記載の2軸一体型モジュールにおいて、
     前記外方共有空間に面する第1面上に設けられた前記発熱部品と前記ケーシング本体または前記ケーシングカバーとの間で、熱を伝達する熱伝達部をさらに備えている、
    2軸一体型モジュール。
  7.  請求項1から6のいずれか一つに記載の2軸一体型モジュールにおいて、
     前記電気回路基板は、複数の電気回路基板を含む、
    2軸一体型モジュール。
  8.  請求項1から7のいずれか一つに記載の2軸一体型モジュールにおいて、
     前記電気回路基板は、
     前記第1回転軸線及び前記第2回転軸線の両方に対して垂直以外の角度で交差する位置で、前記ケーシング本体に支持されている、
    2軸一体型モジュール
  9.  請求項1から8のいずれか一つに記載の2軸一体型モジュールにおいて、
     前記ケーシング本体は、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L字状であり、
     前記開口部は、前記ケーシング本体の角部に形成されている、2軸一体型モジュール。
  10.  請求項1から9のいずれか一つに記載の2軸一体型モジュールと、
     前記2軸一体型モジュールにおける第1モータユニットに、第1回転軸線を中心として前記第1モータユニットと回転可能に接続される第1リンク、及び、前記2軸一体型モジュールにおける第2モータユニットに、第2回転軸線を中心として前記第2モータユニットと回転可能に接続される第2リンクの少なくとも一方を含む複数のリンクと、
    を備えている、多関節ロボットアーム装置。
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