JP2019206058A - Articulated robot - Google Patents

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Abstract

To provide a technique for holding a shape of a robot arm during stopping of operation with a simple configuration.SOLUTION: An articulated root includes: a first link which forms a part of a robot arm and has a first coupling section which is detachably coupled to the other link provided in the robot arm; a first joint which is directly or indirectly connected to the first link and mutually turns the connected links; and a second link which is directly or indirectly connected to the first joint, is connected to the first link through the first joint, and has a second coupling section which is coupled to the first coupling section.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、多関節ロボットに関する。   The present invention relates to an articulated robot.

従来、ロボットアームをその回転軸線周りに回転可能に支持するアーム支持部に設けられた係止機構と、回転軸線周りにロボットアームと一体に回転する回転部材であって、係止機構によって解放可能に係止されて回転方向の両方向において移動不能とされる回転部材とを備える装置が提案されていた(例えば、特許文献1)。   Conventionally, a locking mechanism provided on the arm support that supports the robot arm so as to be rotatable about its rotation axis, and a rotating member that rotates together with the robot arm around the rotation axis, and can be released by the locking mechanism. Has been proposed (for example, Patent Document 1).

特開2016−187858号公報JP, 2006-187858, A

多関節ロボットは、関節の動きを固定する手段を備えていない場合、動作を停止したときに関節の角度を維持することができない。よって、例えばアームが垂れ下がり、周囲に存在する物と接触するおそれがある。また、例えば停止したロボットを運搬する際に、アームの形状が変化すると扱いづらい。   If the articulated robot is not provided with means for fixing the movement of the joint, the joint angle cannot be maintained when the operation is stopped. Thus, for example, the arm may hang down and come into contact with an object existing around. Also, for example, when carrying a stopped robot, it is difficult to handle if the shape of the arm changes.

一方、関節の内部又は外部に、関節の動きを固定させるための手段を追加する場合、ロボットの形状が大型化したり、重量が増加したりするという問題があった。また、ロボットの動作停止時に関節の動きを固定させた後は、ユーザの手ではアームの関節を動かすことができないという不便もあった。   On the other hand, when a means for fixing the movement of the joint is added inside or outside the joint, there is a problem that the shape of the robot increases in size or the weight increases. In addition, after the movement of the joint is fixed when the operation of the robot is stopped, there is an inconvenience that the joint of the arm cannot be moved by the user's hand.

本発明は、簡易な構成によって、動作停止時におけるロボットアームの形状を保持させるための技術を提供することを目的とする。   An object of this invention is to provide the technique for hold | maintaining the shape of the robot arm at the time of operation stop with a simple structure.

本発明に係る多関節ロボットは、ロボットアームの一部を形成し、当該ロボットアームが備える他のリンクと着脱可能に結合する第1の結合部を備える第1のリンクと、第1のリンクと直接的に又は間接的に接続され、接続されるリンクを互いに旋回させる第1の関節と、第1の関節と直接的に又は間接的に接続されると共に、第1の関節を介して第1のリンクと接続され、第1の結合部と結合する第2の結合部を備える第2のリンクとを備える。   The articulated robot according to the present invention includes a first link that forms a part of a robot arm and includes a first coupling portion that is detachably coupled to another link included in the robot arm; A first joint that is connected directly or indirectly and pivots the connected links to each other, and is connected directly or indirectly to the first joint and is connected to the first joint via the first joint; And a second link including a second coupling portion coupled to the first coupling portion.

このようにすれば、第1の関節でロボットアームを折り返し、第1のリンクと第2のリンクとを結合させることができ、コンパクトに収容することができる。すなわち、簡易な構成によって、動作停止時におけるロボットアームの形状を保持させることができる。   If it does in this way, a robot arm can be turned back by the 1st joint, the 1st link and the 2nd link can be combined, and it can store compactly. That is, the shape of the robot arm when the operation is stopped can be held with a simple configuration.

また、第1の関節に一端が接続される第3のリンクと、第3のリンクの他端と直接的に又は間接的に接続され、接続されるリンクを互いに回転させる第2の関節とをさらに含み、第2のリンクは、第2の関節と直接的に又は間接的に接続されると共に、当該第2のリンクを介して第1の関節と接続されるようにしてもよい。このようにすれば、第2の関節によって第2のリンクを回転させることで、第1のリンクと第2のリンクとの結合を解除することができる。   A third link having one end connected to the first joint, and a second joint directly or indirectly connected to the other end of the third link and rotating the connected links with each other. In addition, the second link may be directly or indirectly connected to the second joint and may be connected to the first joint via the second link. If it does in this way, the 1st link and the 2nd link can be canceled by rotating the 2nd link by the 2nd joint.

また、第1の結合部と第2の結合部とが結合した状態において、第1の関節から第1の結合部までのロボットアームの表面と、第1の関節から第2の結合部までのロボットアームの表面との間に間隙が設けられるようにしてもよい。このようにすれば、第1のリンクと第2のリンクとを結合させる際にロボットアームの間にユーザが手などを挟むおそれが低減される。   Further, in a state where the first coupling portion and the second coupling portion are coupled, the surface of the robot arm from the first joint to the first coupling portion, and from the first joint to the second coupling portion. A gap may be provided between the surface of the robot arm and the robot arm. In this way, when the first link and the second link are coupled, the possibility that the user will pinch a hand or the like between the robot arms is reduced.

また、第1の結合部及び第2の結合部は、互いに吸着する磁石、又は互いに着脱可能な面ファスナーを含むようにしてもよい。具体的には、このような手段により結合部を形成することができる。   Moreover, you may make it a 1st coupling | bond part and a 2nd coupling | bond part contain a mutually attached magnet or a hook-and-loop fastener which can be attached or detached. Specifically, the coupling portion can be formed by such means.

また、ロボットアームが備える複数の関節と電気的に接続され、複数の関節の回転角を制御すると共に、多関節ロボットに対する動作を停止させる指示を検知した場合に、第1の結合部と第2の結合部とが結合する姿勢にロボットアームを変位させ、又は前記ロボットアームが垂れ下がるまでその速度を減速させ、多関節ロボットの動作を停止させる制御部をさらに備えるようにしてもよい。このようにすれば、多関節ロボットの動作停止時にはロボットアームの姿勢を所定の形状に保持したり、緩やかに垂れ下がるようにすることができる。したがって、停止後にロボットアームが勢いよく垂れ下がり、周囲の物と接触するようなことを抑制でき、安全性を向上させることができる。   Further, when an instruction to stop the operation of the multi-joint robot is detected while being electrically connected to the plurality of joints included in the robot arm and controlling the rotation angles of the plurality of joints, The robot arm may be further displaced to a posture in which the robot arm is coupled, or may be further provided with a controller that stops the operation of the articulated robot by reducing the speed of the robot arm until the robot arm hangs down. In this way, when the operation of the articulated robot is stopped, the posture of the robot arm can be maintained in a predetermined shape or can be gently hung down. Therefore, the robot arm can be prevented from drooping drastically after coming to a stop and coming into contact with surrounding objects, and safety can be improved.

なお、課題を解決するための手段に記載の内容は、本発明の課題や技術的思想を逸脱しない範囲で可能な限り組み合わせることができる。また、課題を解決するための手段の内容は、コンピュータ等の装置若しくは複数の装置を含むシステム、コンピュータが実行する方法、又はコンピュータに実行させるプログラムとして提供することができる。なお、プログラムを保持する記録媒体を提供するようにしてもよい。   The contents described in the means for solving the problems can be combined as much as possible without departing from the problems and technical ideas of the present invention. The contents of the means for solving the problems can be provided as a device such as a computer or a system including a plurality of devices, a method executed by the computer, or a program executed by the computer. A recording medium that holds the program may be provided.

簡易な構成によって、動作停止時におけるロボットアームの形状を保持させるための技術を提供することができる。   A technique for maintaining the shape of the robot arm when the operation is stopped can be provided with a simple configuration.

多関節ロボットの一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example of an articulated robot. 多関節ロボットのロボットアームを垂らした姿勢を表す斜視図である。It is a perspective view showing the attitude | position which hung the robot arm of the articulated robot. 多関節ロボットの一例を示す正面図である。It is a front view which shows an example of an articulated robot. 多関節ロボットの一例を示す右側面図である。It is a right view which shows an example of an articulated robot. 多関節ロボットの構成を模式的に表す図である。It is a figure which represents typically the structure of an articulated robot. 係留状態における、結合部周辺の拡大図である。It is an enlarged view of the vicinity of the connecting portion in the moored state. 結合を解除した状態における、結合部周辺の拡大図である。It is an enlarged view of the periphery of a coupling part in a state where the coupling is released. 多関節ロボットが動作を停止する場合に行う処理の一例を示す処理フロー図である。It is a processing flow figure showing an example of processing performed when an articulated robot stops operation.

以下、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。   Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.

<装置構成>
図1は、本実施形態に係る多関節ロボットの一例を示す斜視図である。図2は、多関節ロボットの他の姿勢を表す斜視図である。図3は、多関節ロボットの一例を示す正面図である。図4は、多関節ロボットの一例を示す右側面図である。多関節ロボット1は、7軸の自由度を有するロボットアームを両腕に備え、人間の上半身を模したロボットである。図1、図3及び図4は、ロボットアームのエンドエフェクタ側(手先側)の一部と、ベース側(胴体側)の一部とを結合し、ロボットアームを折り畳んだ姿勢の多関節ロボット1
を表している。図2は、ロボットアームを垂らした姿勢の多関節ロボット1を表している。本実施形態に係る多関節ロボット1は、図1、図3及び図4に示すようにロボットアームを係留し、その姿勢を維持することができる。
<Device configuration>
FIG. 1 is a perspective view showing an example of an articulated robot according to the present embodiment. FIG. 2 is a perspective view showing another posture of the articulated robot. FIG. 3 is a front view showing an example of an articulated robot. FIG. 4 is a right side view illustrating an example of an articulated robot. The articulated robot 1 is a robot that imitates the upper body of a human with a robot arm having seven degrees of freedom in both arms. 1, 3, and 4 show an articulated robot 1 in a posture in which a part of an end effector side (hand side) of a robot arm and a part of a base side (body side) are joined and the robot arm is folded.
Represents. FIG. 2 shows the articulated robot 1 in a posture in which the robot arm is suspended. The articulated robot 1 according to the present embodiment can moor a robot arm and maintain its posture as shown in FIGS. 1, 3, and 4.

ロボットアームは一般的なマニピュレータであり、可動せず一体に変位する骨格部材であるリンクと、リンク間を接続し、所定の回転軸を基準として接続されるリンクを互いに変位させる関節とを交互に備える。多関節ロボット1は、リンク11〜17と、リンク間を接続する関節21〜27を備えている。なお、リンク11〜17及び関節21〜27を、ロボットアームと呼ぶものとする。多関節ロボット1は、左右対称にロボットアームを2つ有している。   A robot arm is a general manipulator, and links that are skeletal members that move together without moving, and joints that connect the links and displace the links that are connected to each other with a predetermined rotation axis as a reference. Prepare. The multi-joint robot 1 includes links 11 to 17 and joints 21 to 27 that connect the links. The links 11 to 17 and the joints 21 to 27 are called robot arms. The multi-joint robot 1 has two robot arms symmetrically.

また、ロボットアームは、関節にサーボモータを内蔵すると共に、サーボモータの回転角を制御する制御装置(図示せず)と信号線を介して接続される。制御装置は、多関節ロボット1に内蔵されるものであってもよいし、外付けされるものであってもよい。また、制御装置は、インターネットやLAN(Local Area Network)等の通信網を介して接続され、いわゆるクラウド上でサービスを提供する装置であってもよい。本実施形態におけるサーボモータは、例えば、ブレーキを内蔵していないものとする。   The robot arm incorporates a servo motor in the joint and is connected to a control device (not shown) for controlling the rotation angle of the servo motor via a signal line. The control device may be built in the multi-joint robot 1 or may be externally attached. The control device may be a device that is connected via a communication network such as the Internet or a LAN (Local Area Network) and provides a service on a so-called cloud. The servo motor in this embodiment is assumed not to have a built-in brake, for example.

また、図1〜図4に示すように、多関節ロボット1の頭部及び胸部には、それぞれ撮像装置41及び撮像装置42を備える。撮像装置41及び撮像装置42は、CCD(Charge-Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等を利用したイメージセンサを備えるデジタルカメラであってもよいし、さらに深度を測定できるRGB−Dカメラ等であってもよい。2つの撮像装置を備えることにより、多関節ロボット1が何らかのワークを扱う場合に、ロボットアームの死角を減らすことができる。また、多関節ロボット1は、その胴体部分等にも関節を有するが、説明は省略する。   Moreover, as shown in FIGS. 1-4, the imaging device 41 and the imaging device 42 are provided in the head and chest of the articulated robot 1, respectively. The imaging device 41 and the imaging device 42 may be a digital camera including an image sensor using a charge-coupled device (CCD), a complementary metal oxide semiconductor (CMOS), or the like, or an RGB-D camera capable of measuring depth. Etc. By providing two imaging devices, when the articulated robot 1 handles some work, the blind spot of the robot arm can be reduced. The articulated robot 1 also has joints in its body and the like, but a description thereof is omitted.

また、多関節ロボット1が備えるリンク等の材料は特に限定されず、樹脂や金属、カーボン等を利用することができる。また、成形方法も特に限定されず、塑性加工や射出成型により製造してもよいし、3Dプリンタを利用して造形してもよい。   In addition, the material such as the link provided in the multi-joint robot 1 is not particularly limited, and resin, metal, carbon, or the like can be used. Also, the molding method is not particularly limited, and it may be produced by plastic working or injection molding, or may be shaped using a 3D printer.

<ロボットアームの構成>
図1〜図4に示すように、多関節ロボット1は、その胴体部分の一部であるリンク(ベース)11と、リンク11の一端に接続される関節21と、関節21を介してリンク11に一端が接続されるリンク12と、リンク12の他端に接続される関節22と、関節22を介してリンク12に一端が接続されるリンク13と、リンク13の他端に接続される関節23と、関節23を介してリンク13に一端が接続されるリンク14と、リンク14の他端に接続される関節24と、関節24を介してリンク14に一端が接続されるリンク15と、リンク15の他端に接続される関節25と、関節25を介してリンク15に一端が接続されるリンク16と、リンク16の他端に接続される関節26と、関節26を介してリンク16に一端が接続されるリンク17と、リンク17の他端に接続される関節27とを含む。図1及び図2において、ロボットアームの内部に存在する関節は破線の引出線で示している。また、ロボットアームの先端には、エンドエフェクタ3を備える。図1〜図4に示すエンドエフェクタ3は、いわゆる二指グリッパである。
<Robot arm configuration>
As shown in FIGS. 1 to 4, the multi-joint robot 1 includes a link (base) 11 that is a part of the body portion, a joint 21 connected to one end of the link 11, and a link 11 via the joint 21. A link 12 having one end connected to the link 12, a joint 22 connected to the other end of the link 12, a link 13 having one end connected to the link 12 via the joint 22, and a joint connected to the other end of the link 13. 23, a link 14 having one end connected to the link 13 via the joint 23, a joint 24 connected to the other end of the link 14, a link 15 having one end connected to the link 14 via the joint 24, A joint 25 connected to the other end of the link 15, a link 16 having one end connected to the link 15 via the joint 25, a joint 26 connected to the other end of the link 16, and a link 16 via the joint 26 One end is connected to Including a link 17, a joint 27 connected to the other end of the link 17. In FIGS. 1 and 2, joints existing inside the robot arm are indicated by broken line leaders. An end effector 3 is provided at the tip of the robot arm. The end effector 3 shown in FIGS. 1 to 4 is a so-called two-finger gripper.

また、図2及び図4に示すように、リンク14は結合部141を備え、リンク16は結合部161を備えている。結合部141及び結合部161は、それぞれリンク内に埋め込まれた永久磁石を含む。そして、結合部141と結合部161とは、互いに磁力で吸着する。すなわち、結合部141及び結合部161は、磁力により着脱可能に結合するリンク14及びリンク16の一部である。また、結合部141及び結合部161の表面はそれぞれ平面等であり、所定の面積が接触する。なお、ロボットアームを折り畳み、結合部14
1と結合部161とを結合させた姿勢を、「係留状態」とも呼ぶものとする。また、リンク14は、本発明に係る「第1のリンク」の一例であり、リンク16は、本発明に係る「第2のリンク」の一例であり、リンク15は、本発明に係る「第3のリンク」の一例である。また、関節24は、本発明に係る「第1の関節」の一例であり、関節25は、本発明に係る「第2の関節」の一例である。また、結合部141は、本発明に係る「第1の結合部」の一例であり、結合部161は、本発明に係る「第2の結合部」の一例である。
As shown in FIGS. 2 and 4, the link 14 includes a coupling portion 141, and the link 16 includes a coupling portion 161. Each of the coupling portion 141 and the coupling portion 161 includes a permanent magnet embedded in the link. And the coupling | bond part 141 and the coupling | bond part 161 adsorb | suck with a magnetic force mutually. That is, the coupling part 141 and the coupling part 161 are a part of the link 14 and the link 16 that are detachably coupled by magnetic force. Further, the surfaces of the coupling portion 141 and the coupling portion 161 are flat surfaces, respectively, and a predetermined area is in contact therewith. In addition, the robot arm is folded, and the coupling portion 14
The posture in which 1 and the coupling portion 161 are coupled is also referred to as a “mooring state”. The link 14 is an example of the “first link” according to the present invention, the link 16 is an example of the “second link” according to the present invention, and the link 15 is the “first link” according to the present invention. 3 link "is an example. The joint 24 is an example of a “first joint” according to the present invention, and the joint 25 is an example of a “second joint” according to the present invention. The coupling portion 141 is an example of a “first coupling portion” according to the present invention, and the coupling portion 161 is an example of a “second coupling portion” according to the present invention.

図5は、本実施形態に係る多関節ロボットの構成の一部を模式的に表す図である。図5に示すロボットアームは、リンク11〜17、リンク間を接続する関節21〜27、及びエンドエフェクタ3を含み、制御部5と接続されている。また、リンク14は結合部141を備え、リンク16は結合部161を備える。図5においては、リンクを太い直線で表し、関節を双円錐又は二重の円(楕円)で表す。双円錐は、モータの回転軸が接続されるリンクの中心軸と一致し、接続されるリンクを回転運動させる関節を表す。すなわち、双円錐で表された関節は、一点鎖線の矢印で示すように、円錐の頂点同士を連結する軸(図示せず)を中心に、円錐の頂点に接続されたリンクを互いに回転させる。なお、接続されるリンクを回転運動させる関節を、便宜上「回転関節」とも呼ぶ。また、二重の円は、モータの回転軸が接続されるリンクの中心軸と一致せず、回転軸に接続されるリンクを旋回運動(回動)させる関節を表す。すなわち、二重の円で示す関節は、二点鎖線の矢印で示すように、円の中心を通る垂線(図示せず)を軸にして各円に接続されたリンクを互いに旋回させる。なお、接続されるリンクを旋回させる関節を、便宜上「旋回関節」とも呼ぶ。本実施形態に係るロボットアームは、回転関節(関節21、23、25、27)と旋回関節(関節22、24、26)とを交互に備える。   FIG. 5 is a diagram schematically illustrating a part of the configuration of the articulated robot according to the present embodiment. The robot arm shown in FIG. 5 includes links 11 to 17, joints 21 to 27 that connect the links, and an end effector 3, and is connected to the control unit 5. The link 14 includes a coupling portion 141, and the link 16 includes a coupling portion 161. In FIG. 5, the link is represented by a thick straight line, and the joint is represented by a biconic or double circle (ellipse). The bicone coincides with the central axis of the link to which the rotation axis of the motor is connected, and represents a joint that rotates the connected link. That is, the joint represented by the biconic rotates the links connected to the apexes of the cones around an axis (not shown) that connects the apexes of the cones, as indicated by the one-dot chain line arrows. A joint that rotates the connected link is also referred to as a “rotating joint” for convenience. The double circle does not coincide with the central axis of the link to which the rotation axis of the motor is connected, and represents a joint that rotates (rotates) the link connected to the rotation axis. That is, the joints indicated by double circles rotate the links connected to each circle around a vertical line (not shown) passing through the center of the circle as indicated by a two-dot chain line arrow. Note that a joint for turning the connected link is also referred to as a “turning joint” for convenience. The robot arm according to the present embodiment includes rotary joints (joints 21, 23, 25, 27) and swing joints (joints 22, 24, 26) alternately.

また、制御部5は、プロセッサ51と記憶装置52とを有する。プロセッサ51は、CPU(Central Processing Unit)等の演算処理装置であり、プログラムを実行することにより本処理等を行う。また、図5に示した記憶装置52は、RAM(Random Access Memory)やROM(Read Only Memory)等の主記憶装置及びHDD(Hard-disk Drive)やSSD(Solid State Drive)、フラッシュメモリ等の補助記憶装置(二次記憶装置)である。主記憶装置は、プロセッサが読み出したプログラム等を一時的に記憶したり、プロセッサの作業領域を確保したりする。補助記憶装置は、プロセッサが実行するプログラム等を記憶する。なお、プロセッサ51及び記憶装置52は、メモリを内蔵したマイクロコントローラであってもよい。   The control unit 5 includes a processor 51 and a storage device 52. The processor 51 is an arithmetic processing unit such as a CPU (Central Processing Unit), and performs this processing by executing a program. The storage device 52 shown in FIG. 5 includes a main storage device such as a RAM (Random Access Memory) and a ROM (Read Only Memory), an HDD (Hard-disk Drive), an SSD (Solid State Drive), and a flash memory. It is an auxiliary storage device (secondary storage device). The main storage device temporarily stores a program read by the processor or secures a work area for the processor. The auxiliary storage device stores a program executed by the processor. The processor 51 and the storage device 52 may be a microcontroller incorporating a memory.

<作用・効果>
結合部141を有するリンク14及び結合部161を有するリンク16は、少なくとも1つの旋回関節(本実施形態では関節24)を介して接続される。また、結合部141及び結合部161は、関節24の回転軸からほぼ等距離であって、リンク14とリンク15及びリンク16とを折り返すように関節24を回転させた状態において対向し得る位置に配置されている。したがって、2つの結合部がそれぞれ有する磁石同士を近接させることにより2つの結合部を結合させ、ロボットアームが垂れ下がらないように姿勢を保持させることができる。すなわち、簡易な構成によって、動作停止時におけるロボットアームの形状を保持させることができる。
<Action and effect>
The link 14 having the coupling portion 141 and the link 16 having the coupling portion 161 are connected via at least one pivot joint (joint 24 in this embodiment). Further, the coupling portion 141 and the coupling portion 161 are substantially equidistant from the rotation axis of the joint 24 and can be opposed to each other in a state where the joint 24 is rotated so that the link 14, the link 15, and the link 16 are folded back. Has been placed. Therefore, it is possible to connect the two connecting portions by bringing the magnets of the two connecting portions close to each other, and to maintain the posture so that the robot arm does not hang down. That is, the shape of the robot arm when the operation is stopped can be held with a simple configuration.

図6は、係留状態における、結合部周辺の拡大図である。図7は、結合を解除した状態における、結合部周辺の拡大図である。図1〜図5に示したように、結合部141を有するリンク14及び結合部161を有するリンク16は、少なくとも1つの回転関節を介して接続されるものであってもよい。本実施形態においては、リンク14とリンク16とは、関節25を介して接続されている。このような構成であれば、リンク14とリンク16とが結合した状態において、リンク15に対してリンク16を回転させることにより、対向していた結合部141及び結合部161の磁界の向きを互いにずらすとともに、結合部
141と結合部161と間の距離を離間させ、リンク14とリンク16との結合を解除することができる。本実施形態では、関節24から結合部141及び結合部161までの距離の方がリンク16の径よりも大きいため、結合部の吸着力が一定である場合、関節24を回動させて(リンク15及びリンク16を旋回させて)結合を解除するよりも関節25を回転させて結合を解除する方が、慣性モーメントが小さいぶん必要なトルクも小さくて済む。例えば、多関節ロボット1の制御部5は、図6に示す係留状態において起動すると、一点鎖線の矢印で示す方向のいずれかにリンク16を回転させるよう関節25を制御することで、図7に示すように結合を解除することができる。また、ユーザも、メンテナンス等の作業においてリンク16を手で回転させ、結合部141と結合部161とを容易に着脱させることができる。なお、リンク16の径を大きくすることで、結合を解除する際にユーザが手でリンク16を回転させるために必要な力を減少させることもできる。
FIG. 6 is an enlarged view of the vicinity of the coupling portion in the moored state. FIG. 7 is an enlarged view of the vicinity of the coupling portion in a state where the coupling is released. As shown in FIGS. 1 to 5, the link 14 having the coupling portion 141 and the link 16 having the coupling portion 161 may be connected via at least one rotary joint. In the present embodiment, the link 14 and the link 16 are connected via a joint 25. With such a configuration, in the state where the link 14 and the link 16 are coupled, the link 16 is rotated with respect to the link 15 so that the magnetic field directions of the coupling unit 141 and the coupling unit 161 facing each other are changed. In addition to shifting, the distance between the coupling portion 141 and the coupling portion 161 can be separated, and the coupling between the link 14 and the link 16 can be released. In this embodiment, since the distance from the joint 24 to the coupling portion 141 and the coupling portion 161 is larger than the diameter of the link 16, the joint 24 is rotated (link) when the adsorption force of the coupling portion is constant. Releasing the joint 25 by rotating the joint 25 and releasing the connection (by turning the link 15 and the link 16) releases a smaller moment of inertia and requires less torque. For example, when the control unit 5 of the multi-joint robot 1 is activated in the moored state shown in FIG. 6, the control unit 5 controls the joint 25 so as to rotate the link 16 in any of the directions indicated by the one-dot chain line arrows. The bond can be released as shown. In addition, the user can also easily attach and detach the coupling portion 141 and the coupling portion 161 by manually rotating the link 16 in a maintenance operation or the like. Note that by increasing the diameter of the link 16, it is possible to reduce the force required for the user to manually rotate the link 16 when releasing the connection.

また、図4に示すように、リンク14〜リンク16は、係留状態において、関節24から結合部141までのロボットアームの表面と、関節24から結合部161までのロボットアームの表面との間に間隙が設けられるような形状になっている。このようにすれば、ロボットアームを係留状態に変位させる過程において、ロボットアームの間にユーザが指等を挟むおそれが低減されると共に、ユーザが手でリンク16を回転させる際に握り易くなる。   In addition, as shown in FIG. 4, the links 14 to 16 are between the surface of the robot arm from the joint 24 to the coupling portion 141 and the surface of the robot arm from the joint 24 to the coupling portion 161 in the moored state. The shape is such that a gap is provided. In this way, in the process of displacing the robot arm to the moored state, the risk of the user pinching a finger or the like between the robot arms is reduced, and the user can easily grip the link 16 when rotating the link 16 by hand.

<動作停止処理>
図8は、多関節ロボットが動作を停止する場合に行う処理の一例を示す処理フロー図である。制御部5のプロセッサ51は、図8に示す処理を適宜実行するものとする。
<Operation stop processing>
FIG. 8 is a process flow diagram illustrating an example of a process performed when the articulated robot stops its operation. It is assumed that the processor 51 of the control unit 5 appropriately executes the process shown in FIG.

プロセッサ51は、動作停止の指示を検知する(図8:S1)。本ステップでは、例えば多関節ロボット1が予め定められた作業を完了した場合や、ユーザが多関節ロボットの電源をオフにした場合に、動作を停止させると判断する。なお、「停止」は、いわゆるスタンバイモードにして多関節ロボット1の消費電力を低減させる休止状態を含むものであってもよい。   The processor 51 detects an operation stop instruction (FIG. 8: S1). In this step, for example, when the multi-joint robot 1 completes a predetermined work or when the user turns off the power of the multi-joint robot, it is determined that the operation is stopped. The “stop” may include a pause state in which the power consumption of the articulated robot 1 is reduced by setting the so-called standby mode.

動作を停止させないと判断された場合(S1:NO)、プロセッサ51は、S1又は他の処理を繰り返す。一方、動作を停止させると判断された場合(S1:YES)、プロセッサ51は、ロボットアームを所定の姿勢に変位させる(S2)。本ステップでは、プロセッサ51は、例えば、結合部141と結合部161とを近接させ、磁力によって結合させるような姿勢にロボットアームを変位させる。また、前記ロボットアームが垂れ下がった状態を所定の姿勢として、ロボットアームが垂れ下がるまでその速度を減速させるよう制御してもよい。なお、所定の姿勢へリンクを変位させるために必要な各関節の回転角を求める計算は、既存の逆運動学の計算により行うことができる。また、シーケンス制御により、ロボットアームが所定の姿勢になるよう各関節を予め定められた順序で動作させるようにしてもよい。   When it is determined not to stop the operation (S1: NO), the processor 51 repeats S1 or other processing. On the other hand, when it is determined to stop the operation (S1: YES), the processor 51 displaces the robot arm to a predetermined posture (S2). In this step, the processor 51 displaces the robot arm in such a posture that, for example, the coupling unit 141 and the coupling unit 161 are brought close to each other and coupled by magnetic force. Further, the robot arm may be controlled to be decelerated until the robot arm hangs down with the robot arm hanging down as a predetermined posture. The calculation for obtaining the rotation angle of each joint necessary for displacing the link to a predetermined posture can be performed by existing inverse kinematics calculation. Further, each joint may be operated in a predetermined order so that the robot arm is in a predetermined posture by sequence control.

その後、プロセッサ51は、多関節ロボット1の動作を停止させる(S3)。   Thereafter, the processor 51 stops the operation of the articulated robot 1 (S3).

動作停止処理によれば、動作の停止前にロボットアームの結合部141と結合部161とを結合させることができ、又は緩やかに垂れ下がるようにすることができ、動作の停止後にロボットアームの姿勢が勢いよく変形して周囲の物と接触するようなことを抑制できる。   According to the operation stop process, the robot arm connecting portion 141 and the connecting portion 161 can be connected before the operation stops, or the robot arm can be allowed to hang down gently. It can suppress that it deforms vigorously and contacts surrounding objects.

<変形例>
多関節ロボット1の形状に人型を採用することで、例えば人間と共に工場の生産ライン等において多関節ロボット1を稼動させる場合に、周囲の人間にとってロボットの動作範
囲の予測可能性を向上させ、安全性を高めることができる。ただし、多関節ロボット1の形状は、人型には限定されず、1本のロボットアームからなる垂直多関節ロボットであってもよい。また、多関節ロボット1は、実施形態に示した構成に加え、人間の下半身を模した部分をさらに有するようにしてもよい。また、ロボットアームが有する関節の数も7には限定されない。
<Modification>
By adopting a human shape as the shape of the articulated robot 1, for example, when the articulated robot 1 is operated together with humans in a production line of a factory, the predictability of the robot operating range is improved for surrounding humans, Safety can be increased. However, the shape of the articulated robot 1 is not limited to a human shape, and may be a vertical articulated robot including a single robot arm. Further, the articulated robot 1 may further include a part simulating the lower half of a human body in addition to the configuration shown in the embodiment. Also, the number of joints that the robot arm has is not limited to seven.

いずれの態様であっても、結合部が設けられる2つのリンクが、少なくとも1つの旋回関節を介して接続されていれば、当該関節に接続されたリンクを折り返し、ロボットアームをコンパクトに折り畳むことができる。換言すれば、上述した第1のリンクと第1の関節とが直接的に又は間接的に接続され、第1の関節と第2のリンクとが直接的に又は間接的に接続されていれば、第1の関節でロボットアームを折り返すことができる。また、結合部が設けられる2つのリンクが、少なくとも1つの回転関節をさらに介して接続されていれば、当該関節に接続されたリンクを回転させ、結合を解除することができる。換言すれば、例えば上述した第2の関節と第3のリンクとが直接的に又は間接的に接続され、第2の関節と第2のリンクとが直接的に又は間接的に接続されていれば、第2の関節によって第2のリンクを回転させることができる。   In any aspect, if the two links provided with the coupling portion are connected via at least one turning joint, the link connected to the joint can be folded back and the robot arm can be folded compactly. it can. In other words, if the first link and the first joint described above are directly or indirectly connected, and the first joint and the second link are directly or indirectly connected. The robot arm can be folded back at the first joint. In addition, if two links provided with a coupling portion are further connected via at least one rotary joint, the link connected to the joint can be rotated to release the coupling. In other words, for example, the above-described second joint and the third link are directly or indirectly connected, and the second joint and the second link are directly or indirectly connected. For example, the second link can be rotated by the second joint.

また、結合部141及び結合部161は、磁石によって結合する態様には限定されず、構造的に係合してリンク同士を結合できる面ファスナーや鉤状の係合手段等であってもよい。   Moreover, the coupling | bond part 141 and the coupling | bond part 161 are not limited to the aspect couple | bonded with a magnet, The hook-and-loop engagement means etc. which can be structurally engaged and couple | bonded links may be sufficient.

なお、上述した構成は一例であり、本発明は例示した構成に限定されない。また、上述した事項は、本発明の課題や技術的思想を逸脱しない範囲で適宜組み合わせることができる。   The above-described configuration is an example, and the present invention is not limited to the illustrated configuration. In addition, the above-described matters can be appropriately combined without departing from the problems and technical ideas of the present invention.

1:多関節ロボット
11〜17:リンク
141、161:結合部
21〜27:関節
3:エンドエフェクタ
41、42:撮像装置
5:制御部
51:プロセッサ
52:記憶装置
1: Articulated robots 11-17: Links 141, 161: Coupling units 21-27: Joint 3: End effector 41, 42: Imaging device 5: Control unit 51: Processor 52: Storage device

Claims (5)

ロボットアームの一部を形成し、当該ロボットアームが備える他のリンクと着脱可能に結合する第1の結合部を備える第1のリンクと、
前記第1のリンクと直接的に又は間接的に接続され、接続されるリンクを互いに旋回させる第1の関節と、
前記第1の関節と直接的に又は間接的に接続されると共に、前記第1の関節を介して前記第1のリンクと接続され、前記第1の結合部と結合する第2の結合部を備える第2のリンクと、
を備える多関節ロボット。
A first link that includes a first coupling portion that forms a part of the robot arm and is detachably coupled to another link included in the robot arm;
A first joint that is directly or indirectly connected to the first link and pivots the connected links to each other;
A second coupling portion that is directly or indirectly connected to the first joint, is connected to the first link via the first joint, and is coupled to the first coupling portion; A second link comprising;
Articulated robot equipped with.
前記第1の関節に一端が接続される第3のリンクと、
前記第3のリンクの他端と直接的に又は間接的に接続され、接続されるリンクを互いに回転させる第2の関節と、
をさらに含み、
前記第2のリンクは、前記第2の関節と直接的に又は間接的に接続されると共に、当該第2のリンクを介して前記第1の関節と接続される
請求項1に記載の多関節ロボット。
A third link having one end connected to the first joint;
A second joint connected directly or indirectly to the other end of the third link and rotating the connected links with each other;
Further including
2. The multi-joint according to claim 1, wherein the second link is directly or indirectly connected to the second joint and is connected to the first joint via the second link. robot.
前記第1の結合部と前記第2の結合部とが結合した状態において、前記第1の関節から前記第1の結合部までのロボットアームの表面と、前記第1の関節から前記第2の結合部までのロボットアームの表面との間に間隙が設けられる
請求項1又は2に記載の多関節ロボット。
In a state where the first coupling portion and the second coupling portion are coupled, the surface of the robot arm from the first joint to the first coupling portion, and the second joint from the first joint. The articulated robot according to claim 1, wherein a gap is provided between the robot arm and the surface of the robot arm up to the coupling portion.
前記第1の結合部及び前記第2の結合部は、互いに吸着する磁石、又は互いに着脱可能な面ファスナーを含む
請求項1から3のいずれか一項に記載の多関節ロボット。
The articulated robot according to any one of claims 1 to 3, wherein the first coupling portion and the second coupling portion include magnets that attract each other, or surface fasteners that are detachable from each other.
前記ロボットアームが備える複数の関節と電気的に接続され、前記複数の関節の回転角を制御すると共に、前記多関節ロボットに対する動作を停止させる指示を検知した場合に、前記第1の結合部と前記第2の結合部とが結合する姿勢に前記ロボットアームを変位させ、又は前記ロボットアームが垂れ下がるまでその速度を減速させ、前記多関節ロボットの動作を停止させる制御部
をさらに備える請求項1から4のいずれか一項に記載の多関節ロボット。
The first coupling unit is electrically connected to a plurality of joints included in the robot arm, controls an angle of rotation of the plurality of joints, and detects an instruction to stop the operation of the articulated robot. The control unit further comprising: a controller that displaces the robot arm to a posture in which the second coupling unit is coupled, or decelerates the speed of the robot arm until the robot arm hangs down to stop the operation of the articulated robot. 5. The articulated robot according to any one of 4.
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