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[Technisches Gebiet]
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Roboter.
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[Stand der Technik]
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Bei einem inneren Mechanismus eines Untersetzungsgetriebes kann es aufgrund von ungenügender Steifigkeit zu einem Durchbiegen oder Wackeln kommen. Um dies zu vermindern, ist ein Roboter bekannt, der zusätzlich zu einem eingangsseitigen Codierer, der einen Drehwinkel einer Drehwelle eines Motors detektiert, einen ausgangsseitigen Codierer enthält, der einen Drehwinkel einer Ausgangswelle eines Untersetzungsgetriebes detektiert (siehe zum Beispiel PTL 1).
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Dieser Roboter enthält zwei Verbindungsteile, die durch ein Lager drehgekoppelt sind, ein Eingangsteil des Untersetzungsgetriebes, an dem der Motor fixiert ist, ist an einem der Verbindungsteile fixiert, und die Ausgangswelle des Untersetzungsgetriebes ist an dem anderen der Verbindungsteile fixiert. Der ausgangsseitige Codierer ist ein optischer Codierer und enthält eine Skala, die auf einer der benachbarten Flächen der beiden Verbindungsteile daneben in Richtung der Drehachse vorgesehen ist, und einen Detektionskopf, der auf der anderen der benachbarten Flächen vorgesehen ist.
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[Liste der Anführungen]
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[Patentliteratur]
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[PTL 1] Ungeprüfte
japanische Patentanmeldung, Veröffentlichungsnr. 2016-27951 -
[Kurzdarstellung der Erfindung]
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[Technisches Problem]
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Wenn der ausgangsseitige Codierer ausgetauscht wird, ist eine Struktur erwünscht, die eine Durchführung des Austausches ohne Demontieren eines Mechanismusteils des Roboters gestattet.
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[Lösung des Problems]
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Gemäß einem Aspekt stellt die vorliegende Offenbarung einen Roboter bereit, der mindestens eine Gelenkwelle enthält, die Folgendes enthält: ein erstes Verbindungsteilglied und ein zweites Verbindungsteilglied, die so gekoppelt sind, dass sie um eine Drehachse drehbar sind; ein Untersetzungsgetriebe, das einen an dem ersten Verbindungsteilglied fixierten Eingangswellenteil und einen an dem zweiten Verbindungsteilglied fixierten Ausgangswellenteil aufweist; einen Motor, der eine Drehantriebskraft zur Eingabe in das Untersetzungsgetriebe erzeugt; einen eingangsseitigen Codierer, der einen Drehwinkel einer Drehwelle des Motors detektiert; und einen ausgangsseitigen Codierer, der einen relativen Drehwinkel zwischen dem ersten Verbindungsteilglied und dem zweiten Verbindungsteilglied detektiert, wobei der ausgangsseitige Codierer ein plattenförmiges Skalenglied, das ein Winkeldetektionsmuster aufweist, und einen Sensor, der das Muster auf dem Skalenglied detektiert, enthält; wobei das Skalenglied lösbar an einer Befestigungsfläche fixiert ist, die bezüglich der Fläche, auf der der Ausgangswellenteil fixiert ist, auf der gegenüberliegenden Seitenfläche des zweiten Verbindungsteilglieds vorgesehen ist und sich in einer Richtung senkrecht zur Drehachse erstreckt, so dass eine Fläche des Skalenglieds in der Plattendickenrichtung in engen Kontakt mit der Befestigungsfläche gebracht wird; und wobei der Sensor an einem an dem ersten Verbindungsteilglied fixierten Fixierglied befestigt ist.
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Figurenliste
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- [1] 1 ist eine Seitenansicht, die einen Roboter gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
- [2] 2 ist eine Vorderansicht, die den in 1 gezeigten Roboter zeigt.
- [3] 3 ist eine Längsschnittansicht, die eine erste Gelenkwelle des in 1 gezeigten Roboters teilweise zeigt.
- [4] 4 ist eine Vorderansicht, die eine zweite Gelenkwelle des in 1 gezeigten Roboters teilweise zeigt.
- [5] 5 ist eine Seitenansicht, die die in 4 gezeigte Gelenkwelle teilweise zeigt.
- [6] 6 ist eine Teillängsschnittansicht zum Erläutern des Befestigens/Lösens des Skalenglieds an/von einer Seitenfläche eines in 5 gezeigten ersten Arms.
- [7] 7 ist eine Längsschnittansicht, die eine Modifikation der in 6 gezeigten Struktur zeigt.
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[Beschreibung von Ausführungsformen]
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Ein Roboter 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
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Wie in den 1 und 2 gezeigt ist, ist der Roboter 1 dieser Ausführungsform zum Beispiel ein 6-achsiger Knickarmroboter.
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Der Roboter 1 enthält sechs Gelenkwellen J1, J2, J3, J4, J5 und J6.
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Die erste Gelenkwelle J1 ist zwischen einer Basis (erstes Verbindungsteilglied) 2, die auf einer als eine Installationsfläche dienenden Bodenfläche installiert ist, und einem Schwenkkörper (zweites Verbindungsteilglied) 3 vorgesehen und gestattet, dass sich der Schwenkkörper 3 um eine vertikale erste Achse (Drehachse) A bezüglich der Basis 2 dreht.
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Die zweite Gelenkwelle J2 ist zwischen dem Schwenkkörper (erstes Verbindungsteilglied) 3 und einem ersten Arm (zweites Verbindungsteilglied) 4 vorgesehen und gestattet, dass sich der erste Arm 4 um eine horizontale zweite Achse (Drehachse) B bezüglich des Schwenkkörpers 3 dreht.
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Die dritte Gelenkwelle J3 ist zwischen dem ersten Arm (erstes Verbindungsteilglied) 4 und einem zweiten Arm (zweites Verbindungsteilglied) 5 vorgesehen und gestattet, dass sich der zweite Arm 5 um eine dritte Achse (Drehachse) C parallel zur zweiten Achse B bezüglich des ersten Arms 4 dreht.
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Die vierte Gelenkwelle J4 ist zwischen dem zweiten Arm (erstes Verbindungsteilglied) 5 und einer Handgelenkseinheit (zweites Verbindungsteilglied) 6 vorgesehen und gestattet, dass sich die Handgelenkseinheit 6 um eine vierte Achse (Drehachse) D, die eine verdrehte Positionsbeziehung mit der dritten Achse C hat, bezüglich des zweiten Arm 5 dreht. Die fünfte Gelenkwelle J5 und die sechste Gelenkwelle J6 sind an einem distalen Ende der Handgelenkseinheit 6 vorgesehen.
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Zunächst wird nachfolgend die Konfiguration der ersten Gelenkwelle J1 beschrieben.
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Wie in 3 gezeigt ist, enthält die erste Gelenkwelle J1: die Basis 2 und den Schwenkkörper 3, die dahingehend gekoppelt sind, eine relative Drehung um die erste Achse A zu gestatten; einen Motor 7, der eine Drehantriebskraft erzeugt; und ein Untersetzungsgetriebe 8, das die Drehung einer Drehwelle 7a des Motors 7 reduziert.
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Der Motor 7 ist an einer von der ersten Achse A entfernten Stelle angeordnet. Ein Paar Zahnräder 9 und 10, die die Drehung der Drehwelle 7a des Motors 7 zu dem Untersetzungsgetriebe 8 übertragen, ist zwischen dem Motor 7 und dem Untersetzungsgetriebe 8 vorgesehen.
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Das Zahnrad 9 ist an der Drehwelle 7a des Motors 7 fixiert, und das Zahnrad 10 wird durch ein Lager (nicht gezeigt) dahingehend gestützt, um die erste Achse A drehbar zu sein. Das Zahnrad 10 weist ein mittleres Loch 10a auf, das entlang der Längsachse einer Welle 10b dort hindurch verläuft.
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Das Untersetzungsgetriebe 8 enthält einen Eingangswellenteil 12, der an dem Schwenkkörper 3 fixiert ist, und einen Ausgangswellenteil 13, der an der Basis 2 fixiert ist. Bei Eingabe einer Drehantriebskraft des Motors 7 über das Paar Zahnräder 9 und 10 reduziert das Untersetzungsgetriebe 8 die Drehung mittels eines inneren Mechanismus, wodurch die Ausgabe eines verstärkten Drehmoments in Form einer Drehung des Ausgangswellenteils 13 bezüglich des Eingangswellenteils 12 ermöglicht wird.
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Das Untersetzungsgetriebe 8 enthält an einer Stelle, die die erste Achse A enthält, einen hohlen Teil 8A, der in der Richtung entlang der ersten Achse A dort hindurch verläuft. Der Schwenkkörper 3 ist auch mit einem Durchgangsloch 14 versehen, das an einer Stelle, die dem hohlen Teil 8A des Untersetzungsgetriebes 8 entspricht, in der Vertikalrichtung dort hindurch verläuft.
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Dann ist ein zylindrisches Führungsrohr 15 in dem hohlen Teil 8A des Untersetzungsgetriebes 8 und dem Durchgangsloch 14 des Schwenkkörpers 3 angeordnet, derart, dass es sich über die gesamte Länge in Richtung der ersten Achse A durch den hohlen Teil 8A und das Durchgangsloch 14 erstreckt. Ein unteres Ende des Führungsrohrs 15 ist an dem Ausgangswellenteil 13 des Untersetzungsgetriebes 8 fixiert, und ein oberes Ende davon erstreckt sich dahingehend, von dem Schwenkkörper 3 nach oben zu ragen. In der Figur bezeichnet das Bezugszeichen 11 ein Dichtungsglied, das einen Spalt zwischen dem Durchgangsloch 14 des Schwenkkörpers 3 und dem Führungsrohr 15 abdichtet, während es eine Drehung um die erste Achse A gestattet.
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Der Innendurchmesser des Führungsrohrs 15 weist eine ausreichende Größe zum Gestatten des Hindurchführens eines Drahtkörpers 16, der ein Kabel für einen Mechanismusteil des Roboters 1 enthält, auf. Das Führungsrohr 15 ist aus einem Material hergestellt, das die Reibung mit dem Drahtkörper 16, der dazu hergestellt ist, dort hindurch geführt zu werden, reduziert, oder mindestens eine Innenfläche des Führungsrohrs 15 erfährt eine Bearbeitung zur Reduzierung der Reibung.
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Bei dieser Ausführungsform ist die erste Gelenkwelle J1 mit Folgendem versehen: einem eingangsseitigen Codierer 17A, der einen Drehwinkel der Drehwelle 7a des Motors 7 detektiert; und einem ausgangsseitigen Codierer 17B, der einen Drehwinkel des Schwenkkörpers 3 bezüglich der Basis 2 detektiert. Der eingangsseitige Codierer 17A ist zum Beispiel an dem Motor 7 vorgesehen und enthält ein Skalenglied (nicht gezeigt), das an der Drehwelle 7a des Motor 7 fixiert ist, und einen Sensor (nicht gezeigt), der ein auf dem Skalenglied vorgesehenes Winkeldetektionsmuster optisch ausliest.
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Wie bei dem eingangsseitigen Codierer 17A enthält der ausgangsseitige Codierer 17B ein Skalenglied 18 und einen Sensor 19. Das Skalenglied 18 des ausgangsseitigen Codierers 17B ist in einer Ringform mit einem zentralen Loch (ausgesparten Abschnitt) 20 ausgebildet, und ein Muster ist auf einer aus einer zylindrischen Fläche 18a gebildeten Außenumfangsfläche vorgesehen. Das Skalenglied 18 ist durch Anordnen eines oberen Endes des Führungsrohrs 15 in dem zentralen Loch 20 an dem Führungsrohr 15 fixiert. In der Figur bezeichnet das Bezugszeichen 21 eine Abdeckung zum Abdecken des Skalenglieds.
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Der Sensor 19 des ausgangsseitigen Codierers 17B ist bezüglich der zylindrischen Fläche 18a des Skalenglieds 18 radial nach außen so angeordnet, dass er ihm mit einem Zwischenraum dazwischen gegenüberliegt. Der Sensor 19 enthält einen Lichtabgabeteil und einen Lichtempfangsteil, die nicht gezeigt sind, und Licht, das von dem Lichtabgabeteil abgegeben und nach Reflexion an der zylindrischen Fläche 18a des Skalenglieds 18 reflektiert wird, wird von dem Lichtempfangsteil empfangen, wodurch ermöglicht wird, das Muster auf der zylindrischen Fläche 18a durch Änderungen der Stärke des empfangenen Lichts zu lesen.
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Als Nächstes wird nachfolgend die Konfiguration der zweiten Gelenkwelle J2 beschrieben.
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Wie in den 4 und 5 gezeigt ist, enthält die zweite Gelenkwelle J2 Folgendes: den Schwenkkörper (erstes Verbindungsteilglied) 3 und den ersten Arm (zweites Verbindungsteilglied) 4, die dahingehend gekoppelt sind, eine relative Drehung um die zweite Achse (Drehachse) B zu gestatten; einen Motor 22, der eine Drehantriebskraft erzeugt; und ein Untersetzungsgetriebe 23, das die Drehung einer Drehwelle 22a des Motors 22 reduziert.
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Das Untersetzungsgetriebe 23 enthält einen Eingangswellenteil 24, der an dem Schwenkkörper 3 fixiert ist, und einen Ausgangswellenteil 25, der an dem ersten Arm 4 fixiert ist. Bei Eingabe einer Drehantriebskraft des Motors 22 reduziert das Untersetzungsgetriebe 23 die Drehung mittels eines inneren Mechanismus, wodurch die Ausgabe eines verstärkten Drehmoments in Form einer Drehung des Ausgangswellenteils 25 bezüglich des Eingangswellenteils 24 ermöglicht wird.
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Bei dieser Ausführungsform ist die zweite Gelenkwelle J2 mit Folgendem versehen: einem eingangsseitigen Codierer 26A, der einen Drehwinkel der Drehwelle 22a des Motors 22 detektiert; und einem ausgangsseitigen Codierer 26B, der einen Drehwinkel des ersten Arms 4 bezüglich des Schwenkkörpers 3 detektiert. Der eingangsseitige Codierer 26A ist zum Beispiel am Motor 22 vorgesehen und enthält ein Skalenglied (nicht gezeigt), das an der Drehwelle 22a des Motors 22 fixiert ist, und einen Sensor (nicht gezeigt), der ein auf dem Skalenglied vorgesehenes Winkeldetektionsmuster optisch ausliest.
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Wie bei dem eingangsseitigen Codierer 26A enthält der ausgangsseitige Codierer 26B ein Skalenglied 27 und einen Sensor 28. Wie in den 4 und 5 gezeigt ist, ist das Skalenglied 27 des ausgangsseitigen Codierers 26B in einer Ringform mit einem zentralen Loch 29 ausgebildet, und ein Muster ist auf einer aus einer zylindrischen Fläche 27a gebildeten Außenumfangsfläche vorgesehen. Das Skalenglied 27 ist lösbar an einer Befestigungsfläche 4a fixiert, die an der gegenüberliegenden Seitenfläche des ersten Arms 4 bezüglich der Fläche, auf der das Untersetzungsgetriebe 23 fixiert ist, vorgesehen ist.
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Wie in 6 gezeigt ist, ist die Befestigungsfläche 4a mit einem zylindrischen Vorsprung (vorragenden Abschnitt) 30 versehen, der sich in einer Richtung senkrecht zur zweiten Achse B erstreckt und der die zweite Achse B als die mittlere Achse hat. Der Vorsprung 30 ist in dem zentralen Loch 29 des Skalenglieds 27 angeordnet, wodurch eine genaue Positionierung des Skalenglieds 27 bezüglich des ersten Arms 4 in einer Richtung senkrecht zur zweiten Achse B ermöglicht wird.
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Das Skalenglied 27 ist dahingehend ausgeführt, an die Befestigungsfläche 4a anzustoßen, wodurch eine genaue Positionierung des Skalenglieds 27 bezüglich des ersten Arms 4 in der Richtung der zweiten Achse B ermöglicht wird. Das Skalenglied 27 ist zum Beispiel durch Anbringen von Schrauben (nicht gezeigt) in in der Befestigungsfläche 4a vorgesehene Schraubenlöcher (nicht gezeigt) an dem ersten Arm 4 lösbar befestigt.
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Wie in 4 gezeigt ist, ist der Sensor 28 des ausgangsseitigen Codierers 26B für die zweite Gelenkwelle J2 an einem am Schwenkkörper 3 fixierten Fixierglied 31 fixiert. Der Sensor 28 ist so an dem Fixierglied 31 befestigt, dass die Position des Sensors 28 in einer Richtung senkrecht zur zweiten Achse B eingestellt werden kann. Die Struktur des Sensors 28 ist die gleiche wie die des Sensors 19 für die erste Gelenkwelle J1.
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Da die dritte Gelenkwelle J3 eine ähnliche Struktur wie die zweite Gelenkwelle J2 hat, außer dass der Schwenkkörper 3 bei der zweiten Gelenkwelle J2 durch den zweiten Arm 5 ersetzt ist, wird eine Beschreibung davon weggelassen.
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Da die vierte Gelenkwelle J4 eine ähnliche Struktur wie die erste Gelenkwelle J1 hat, außer dass die Basis 2 bei der ersten Gelenkwelle J1 durch die Handgelenkseinheit 6 ersetzt ist und der Schwenkkörper 3 durch den zweiten Arm 5 ersetzt ist, wird eine Beschreibung davon weggelassen.
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In den 1 und 2 sind den Konfigurationen der ersten Gelenkwelle J1 und der vierten Gelenkwelle J4 identische Bezugszeichen zugewiesen, und den Konfigurationen der zweiten Gelenkwelle J2 und der dritten Gelenkwelle J3 sind auch identische Bezugszeichen zugewiesen.
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Nachfolgend wird die Funktionsweise des so konfigurierten Roboters 1 dieser Ausführungsform beschrieben.
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Gemäß dem Roboter 1 dieser Ausführungsform werden, wenn die durch die Motoren 7 und 22 erzeugten Drehantriebskräfte in die Untersetzungsgetriebe eingegeben werden, die Drehungen der Drehwellen 7a und 22a der Motoren 7 und 22 durch die Untersetzungsgetriebe 8 und 23 reduziert und der Eingangswellenteil 12 und der Ausgangswellenteil 13 des Untersetzungsgetriebes 8 werden relativ gedreht, und der Eingangswellenteil 24 und der Ausgangswellenteil 25 des Untersetzungsgetriebes 23 werden relativ gedreht.
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Demgemäß wird der Schwenkkörper 3 bezüglich der Basis 2 in der ersten Gelenkwelle J1 durch ein durch das Untersetzungsgetriebe 8 verstärktes hohes Drehmoment drehangetrieben, der erste Arm 4 wird bezüglich des Schwenkkörpers 3 in der zweiten Gelenkwelle J2 durch ein durch das Untersetzungsgetriebe 23 verstärktes hohes Drehmoment drehangetrieben, der zweite Arm 5 wird bezüglich des ersten Arms 4 in der dritten Gelenkwelle J3 durch ein durch das Untersetzungsgetriebe 23 verstärktes hohes Drehmoment drehangetrieben, und die Handgelenkseinheit 6 wird bezüglich des zweiten Arms 5 in der vierten Gelenkwelle J4 durch ein durch das Untersetzungsgetriebe 8 verstärktes hohes Drehmoment drehangetrieben. Die fünfte Gelenkwelle J5 und die sechste Gelenkwelle J6 werden auf ähnliche Weise betrieben.
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In diesem Fall sind gemäß dem Roboter 1 dieser Ausführungsform in der ersten bis dritten Gelenkwelle J1, J2 und J3, die die Position des distalen Handgelenksendes in einem 3D-Raum beeinflussen, und in der vierten Gelenkwelle J4 die ausgangsseitigen Codierer 17B und 26B zusätzlich zu den eingangsseitigen Codierern 17A und 26A, die die Drehwinkel der Drehwellen 7a und 22a der Motoren 7 und 22 detektieren, vorgesehen. Demgemäß besteht, selbst wenn ein Durchbiegen oder Wackeln aufgrund der ungenügenden Steifigkeit der inneren Mechanismen der Untersetzungsgetriebe 8 und 23 auftritt, da die durch die eingangsseitigen Codierer 17A und 26A detektierten Drehwinkel und die durch die ausgangsseitigen Codierer 17B und 26B detektierten Drehwinkel beide verwendet werden, insofern ein Vorteil, als es möglich ist, die Genauigkeit des Drehwinkels jeder der Gelenkwellen J1, J2, J3 und J4 zu verbessern und die Positioniergenauigkeit und die Bahngenauigkeit des distalen Handgelenksendes zu verbessern.
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Sowohl in der ersten Gelenkwelle J1 als auch in der vierten Gelenkwelle J4 ist das Untersetzungsgetriebe 8 in einer hohlen Struktur ausgebildet, das sich durch einen hohlen Teil 8A erstreckende Führungsrohr 15 ist darin installiert, und der Motor 7 ist durch das Paar Zahnräder 9 und 10, die als der Kraftübertragungsmechanismus dienen, an einer von der entsprechenden Drehachse A oder D entfernten Stelle angeordnet. Demgemäß ist es möglich, einen Platz in der Erstreckung des hohlen Teils 8A zu sichern, um zu bewirken, dass sich der Drahtkörper 16 durch das Innere des Führungsrohrs 15 erstreckt und um den Drahtkörper 16 in der Nähe der Drehachse A oder D in einer im Wesentlichen geraden Linie entlang der Drehachse A oder B anzuordnen. Selbst wenn der Schwenkkörper 3 bezüglich der Basis 2 um die erste Achse A gedreht wird und die Handgelenkseinheit 6 bezüglich des zweiten Arms 5 um die vierte Achse D gedreht wird, erfährt dadurch der Drahtkörper 16 über große Betriebswinkelbereiche keine große Durchbiegung, wodurch ermöglicht wird, die Unversehrtheit des Drahtkörpers 16 aufrechtzuerhalten.
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Da ein Ende des Führungsrohrs 15, durch das der Drahtkörper 16 geführt wird, an dem Ausgangswellenteil 13 des Untersetzungsgetriebes 8 fixiert ist, wird der Ausgangswellenteil 13, wenn der Motor 7 angetrieben wird, bezüglich des Eingangswellenteils 12 gedreht, und das Führungsrohr 15, das an dem Ausgangswellenteil 13 fixiert ist, wird auch bezüglich des Eingangswellenteils 12 gedreht. Da das Skalenglied 18 an dem Führungsrohr 15 fixiert ist und der Sensor 19 über den Schwenkkörper 3 oder den zweiten Arm 5 indirekt an dem Eingangswellenteil 12 fixiert ist, tritt dann eine relative Drehung, die der relativen Drehung zwischen dem Eingangswellenteil 12 und dem Ausgangswellenteil 13 entspricht, zwischen dem Sensor 19 und dem Skalenglied 18 auf. Demgemäß kann der relative Drehwinkel zwischen dem Eingangswellenteil 12 und dem Ausgangswellenteil 13 durch den ausgangsseitigen Codierer 17B genau detektiert werden.
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Sowohl in der zweiten Gelenkwelle J2 als auch in der dritten Gelenkwelle J3 ist das Skalenglied 27 direkt an der Befestigungsfläche 4a befestigt, die an der bezüglich des Ausgangswellenteils 25 gegenüberliegenden Seitenfläche des Verbindungsteilglieds 4 oder 5, an der der Ausgangswellenteil 25 des Untersetzungsgetriebes 23 fixiert ist, vorgesehen ist. Dann ist der Sensor 28 über das Fixierglied 31, das an dem Schwenkkörper 3 oder dem ersten Arm 4 fixiert ist, indirekt an dem Eingangswellenteil 24 fixiert. Auch in der zweiten Gelenkwelle J2 und der dritten Gelenkwelle J3 kann demgemäß der relative Drehwinkel zwischen dem Eingangswellenteil 24 und dem Ausgangswellenteil 25 durch den ausgangsseitigen Codierer 26B genau detektiert werden.
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Gemäß dieser Ausführungsform wird in diesem Fall in der ersten Gelenkwelle J1 und in der vierten Gelenkwelle J4 eine Drehung des Ausgangswellenteils 13 an der bezüglich des Ausgangswellenteils 13 gegenüberliegenden Seite des Eingangswellenteils 12 durch Verwendung des Führungsrohrs 15, das den Drahtkörper 16 in einem dort hindurch verlaufenden Zustand führt und das sich durch den hohlen Teil 8A des Untersetzungsgetriebes 8 erstreckt, abgenommen. In der zweiten Gelenkwelle J2 und in der dritten Gelenkwelle J3 ist das Skalenglied 27 direkt an der Befestigungsfläche 4a befestigt, die an der bezüglich des Ausgangswellenteils 25 gegenüberliegenden Seitenfläche des Verbindungsteilglieds 4 oder 5, an der der Ausgangswellenteil 25 fixiert ist, vorgesehen ist.
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Demgemäß ist in jeder der ersten bis vierten Gelenkwellen J1, J2 , J3 und J4 der entsprechende ausgangsseitige Codierer 17B oder 26B außerhalb der entsprechenden beiden benachbarten Gelenkglieder der Gelenkglieder 2, 3, 4, 5 und 6 anstatt zwischen den entsprechenden beiden benachbarten Gelenkgliedern der Gelenkglieder 2, 3, 4, 5 und 6 angeordnet.
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Infolgedessen besteht insofern ein Vorteil, als es leicht ist, von außen auf die ausgangsseitigen Codierer 17B und 26B zuzugreifen, und es möglich ist, die Skalenglieder 18 und 27 und die Sensoren 19 und 28 ohne Demontage des Roboters 1 auszutauschen und einzustellen.
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Sowohl in der zweiten Gelenkwelle J2 als auch in der dritten Gelenkwelle J3 ist es, da das Skalenglied 27 in einer Ringplattenform ausgebildet und an der Befestigungsfläche 4a befestigt ist, die an der Seitenfläche des ersten Arms 4 oder des zweiten Arms 5 vorgesehen ist und sich in einer Richtung senkrecht zur Drehachse B oder C erstreckt, ferner möglich, zu verhindern, dass das befestigte Skalenglied 27 signifikant von der Außenfläche des ersten Arms 4 oder des zweiten Arms 5 vorragt, und eine Behinderung zwischen einem Umfangsobjekt und dem ausgangsseitigen Codierer 26B zu vermeiden, wenn der Roboter 1 betrieben wird. Insbesondere besteht insofern ein Vorteil, als, obgleich das Skalenglied 27 an einer solchen Stelle angeordnet ist, dass es von außerhalb des Roboters 1 leicht zugänglich ist, das Auftreten einer Behinderung während des Betriebs des Roboters 1 so weit wie möglich unterbunden werden kann.
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Das Winkeldetektionsmuster ist an der zylindrischen Fläche 27a des Skalenglieds 27 ausgebildet, und der Sensor 28 ist bezüglich der zylindrischen Fläche 27a dahingehend radial nach außen angeordnet, ihr mit einem Zwischenraum dazwischen gegenüberzuliegen, wodurch verhindert wird, dass der Sensor 28 in der Dickenrichtung des plattenförmigen Skalenglieds 27 angeordnet wird. Demgemäß besteht insofern ein Vorteil, als es möglich ist, eine Zunahme der Dickenabmessung des ausgangsseitigen Codierers 26B in der Richtung entlang der Drehachse B oder C zu unterbinden und ferner das Auftreten einer Behinderung während des Betriebs des Roboters 1 zu unterbinden.
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Es sei darauf hingewiesen, dass, obgleich der zylindrische Vorsprung 30 an der Seitenfläche des ersten Arms 4 oder an der Seitenfläche des zweiten Arms 5 vorgesehen ist und der Vorsprung 30 in dem zentralen Loch 29 des ringförmigen Skalenglieds 27 angeordnet ist, es bei dieser Ausführungsform, wie in 7 gezeigt ist, stattdessen auch möglich ist, das Skalenglied 27 in einer plattenartigen Form auszubilden, um einen zylindrischen Vorsprung 32 daran in der Dickenrichtung vorzusehen und einen ausgesparten Abschnitt 33, in dem der Vorsprung 32 angeordnet ist, an der Befestigungsfläche 4a des ersten Arms 4 oder des zweiten Arms 5 vorzusehen.
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Obgleich das Skalenglied 27 in einer Ringform ausgebildet ist, kann, da der Betriebswinkelbereich sowohl der zweiten Gelenkwelle J2 als auch der dritten Gelenkwelle J3 auf einen Winkelbereich von weniger als 360° beschränkt ist, die zylindrische Fläche 27a, auf der das Muster ausgebildet ist, auch teilweise in der Umfangsrichtung vorgesehen sein. Der von der zylindrischen Fläche 27a verschiedene Abschnitt kann eine willkürliche Form aufweisen.
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Obgleich optische Codierer als die eingangsseitigen Codierer 17A und 26A und die ausgangsseitigen Codierer 17B und 26B gezeigt sind, sind die Codierer nicht darauf beschränkt, und es ist auch möglich, willkürliche kontaktlose Codierer oder Kontaktcodierer, wie zum Beispiel optische oder magnetische Codierer, zu verwenden.
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Obgleich bei dieser Ausführungsform zum Beispiel bei der ersten Gelenkwelle J1 eine Beschreibung eines beispielhaften Falls angeführt wurde, in dem der Ausgangswellenteil 13 des Untersetzungsgetriebes 8 an der Basis 2 fixiert ist, die auf der Bodenfläche installiert ist, der Motor 7 und der Eingangswellenteil 12 an dem Schwenkkörper 3, der bezüglich der Basis 2 drehangetrieben wird, fixiert sind und der Ausgangswellenteil 13 bezüglich des fixierten Eingangswellenteils 12 gedreht wird, kann die Anordnung umgekehrt sein. Insbesondere können der Motor 7 und der Eingangswellenteil 12 an der Basis 2 fixiert sein, der Ausgangswellenteil 13 kann an dem Schwenkkörper 3 fixiert sein, und der Ausgangswellenteil 13 kann bezüglich des fixierten Eingangswellenteils 12 gedreht werden.
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In diesem Fall muss das Führungsrohr 15 an dem Eingangswellenteil 12 fixiert werden.
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Obgleich bei dieser Ausführungsform bei der zweiten Gelenkwelle J2 eine Beschreibung eines beispielhaften Falls angeführt wurde, in dem der Motor 22 und der Eingangswellenteil 24 des Untersetzungsgetriebes 23 am Schwenkkörper 3 fixiert sind, der Ausgangswellenteil 25 an dem ersten Arm 4 fixiert ist und der Ausgangswellenteil 25 bezüglich des Eingangswellenteils 24 gedreht wird, kann die Anordnung umgekehrt sein. Insbesondere kann der Ausgangswellenteil 25 an dem Schwenkkörper 3 fixiert sein, können der Motor 22 und der Eingangswellenteil 24 an dem ersten Arm 4 fixiert sein und kann der Eingangswellenteil 24 bezüglich des fixierten Ausgangswellenteils 25 gedreht werden. In diesem Fall muss die Befestigungsfläche 4a für das Skalenglied 27 am Schwenkkörper 3 vorgesehen sein.
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Obgleich 3 einen Fall zeigt, in dem das Führungsrohr 15 direkt an dem Ausgangswellenteil 13 fixiert ist, kann stattdessen das Führungsrohr 15 auch durch Fixierung an der Basis 2 indirekt am Ausgangswellenteil 13 fixiert sein.
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Da bei dieser Ausführungsform die in der ersten Gelenkwelle J1 und in der vierten Gelenkwelle J4 verwendete Struktur in jeder der anderen Gelenkwellen J2, J3, J5 und J6 angewandt werden kann, ist es auch möglich, eine Ausführungsform einzusetzen, die durch Anwenden der Struktur in irgendeinem der anderen Gelenke J2, J3, J5 und J6 erhalten wird.
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Obgleich bei dieser Ausführungsform eine Beschreibung der Strukturen, die die ausgangsseitigen Codierer 17B und 26B enthalten, als die erste Gelenkwelle J1, die zweite Gelenkwelle J2, die dritte Gelenkwelle J3 und die vierte Gelenkwelle J4 angeführt wurde, ist es auch möglich, dass mindestens eine von der ersten Gelenkwelle J1, der zweiten Gelenkwelle J2, der dritten Gelenkwelle J3 und der vierten Gelenkwelle J4 den ausgangsseitigen Codierer 17B oder 26B enthält und dass die anderen Gelenkwellen eine Struktur annehmen, die den ausgangsseitigen Codierer 17B oder 26B nicht enthält.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Roboter
- 2
- Basis (erstes Verbindungsteilglied)
- 3
- Schwenkkörper (erstes Verbindungsteilglied, zweites Verbindungsteilglied)
- 4
- erster Arm (erstes Verbindungsteilglied, zweites Verbindungsteilglied)
- 4a
- Befestigungsfläche
- 5
- zweiter Arm (erstes Verbindungsteilglied, zweites Verbindungsteilglied)
- 6
- Handgelenkseinheit (zweites Verbindungsteilglied)
- 7, 22
- Motor
- 7a, 22a
- Drehwelle
- 8, 23
- Untersetzungsgetriebe
- 12, 24
- Eingangswellenteil
- 13, 25
- Ausgangswellenteil
- 17A, 26A
- eingangsseitiger Codierer
- 17B, 26B
- ausgangsseitiger Codierer
- 18, 27
- Skalenglied
- 18a, 27a
- zylindrische Fläche
- 19, 28
- Sensor
- 20, 29
- zentrales Loch (ausgesparter Abschnitt)
- 30, 32
- Vorsprung (vorragender Abschnitt)
- 31
- Fixierglied
- 33
- ausgesparter Abschnitt
- A
- erste Achse (Drehachse)
- B
- zweite Achse (Drehachse)
- C
- dritte Achse (Drehachse)
- D
- vierte Achse (Drehachse)
- J1, J2, J3, J4, J5, J6
- Gelenkwelle
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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