JP2021130196A - ロボットの手首部の動作範囲の大きさを異ならせる方法およびロボットを製造する方法 - Google Patents
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Abstract
Description
特許文献1のロボットは、モータからの駆動力を伝達する歯車部をそれぞれ両端に有する複数の同心の中空管を、両端の歯車部に対して着脱可能に分離できる構造とし、中空管を長さの異なるものに交換することで前腕の長さを変更することができる。
本発明の一態様は、第1モータにより第1部材に対して第2部材を相対駆動する第1軸ユニットと、第2モータにより第3部材に対して第4部材を相対駆動する第2軸ユニットと、前記第2部材と前記第3部材との間に着脱可能に設けられ、前記第2部材と前記第3部材とを一体的に固定する固定部材とを備えるロボットの手首部の動作範囲の大きさを異ならせる方法であって、長さの異なる複数の前記固定部材を用意し、用意された前記固定部材の中から選択した1つの前記固定部材によって前記第2部材と前記第3部材とを固定する方法である。
本発明の他の一態様は、第1モータにより第1部材に対して第2部材を相対駆動する第1軸ユニットと、第2モータにより第3部材に対して第4部材を相対駆動する第2軸ユニットと、前記第2部材と前記第3部材との間に着脱可能に設けられ、前記第2部材と前記第3部材とを一体的に固定する固定部材とを備えるロボットを製造する方法であって、長さの異なる複数の前記固定部材を用意し、用意された前記固定部材の中から選択した1つの前記固定部材によって前記第2部材と前記第3部材とを固定し、手首部の動作範囲の大きさの異なるロボットを製造する方法である。
本態様によれば、第1軸ユニットの第2部材に、第2軸ユニットの第3部材を固定部材によって取り付けることにより、第1モータの作動によって第1部材に対して第2部材および第3部材を相対駆動し、第2モータの作動によって第2部材および第3部材に対して第4部材を相対駆動するロボットが構成される。この場合において、固定部材が第2部材と第3部材との間に着脱可能に設けられているので、異なる長さの固定部材に交換することにより、簡易にロボットの動作範囲を変更することができる。
このようにすることで、中継部材において固定部材の脱着作業をより容易に実行することができる。
このようにすることで、2軸の駆動ユニットを比較的容易に提供することができる。
このようにすることで、ロボットの一部を直線動作させることができる。
このようにすることで、隣接する2軸が略直交軸となるロボットに適用することができる。
このようにすることで、第2部材または第3部材の一方と固定部材を一体化することでさらなる部品点数の削減を図り、低コスト化を図ることができる。
このようにすることで、第2部材に対して第3部材を両持ち構造で固定することができ、剛性の向上を図ることができる。
このようにすることで、平板部材からなる固定部材を簡易かつ低コストに製造することができるとともに、表裏を反転して、第1軸ユニットと第2軸ユニットとを種々の態様で接続することができる。
このようにすることで、軽量で強度を備えた固定部材とすることができる。
このようにすることで、ロボットの使用用途に応じて、一部の梁部材や補強部材のみを交換することで、オフセット量の異なる固定部材へと変更することができる。
本発明の参考例としての発明の第3態様は、第1モータにより第1部材に対して第2部材を相対駆動する第1軸ユニットと、第2モータにより第3部材に対して第4部材を相対駆動する第2軸ユニットと、前記第2部材と前記第3部材との間に着脱可能に設けられ、前記第2部材と前記第3部材とを一体的に固定する固定部材とを備えるロボットの動作範囲を変更する方法であって、前記第2部材と前記第3部材とを固定する前記固定部材を異なる長さの他の前記固定部材に交換することによって、手首部の動作範囲の大きさを変更する方法である。
本実施形態に係るロボット1は、図1に示されるように、6軸多関節型のロボットであって、床面に設置されるベース2と、該ベース2に対して鉛直な第1軸線A回りに回転させられる旋回胴3と、該旋回胴3に対して水平な第2軸線B回りに回転させられる第1アーム(第1部材)4と、該第1アーム4の先端に第2軸線Bと平行な第3軸線C回りに回転させられる第2アーム5と、該第2アーム5の先端に備えられた3軸構造の手首(手首部)6とを備えている。
手首6を構成している3軸16,17,18のうち、先端2軸17,18をそれぞれ回転駆動する2つのモータ(第3モータ、第4モータ:図示略)および動力伝達機構(図示略)は第2アーム5の内部に配置されている。
また、固定部材11としては、図1に示される短尺のものと、図2に示される長尺のものとが用意されている。
長尺の固定部材11は、短尺の固定部材11と比較して、第1ブラケット8への取り付け位置と第2ブラケット9への取り付け位置との間の距離が長くなるように構成されている。
本実施形態に係るロボット1によれば、図4および図5に示されるように、第1軸ユニットの第1ブラケット8および第2軸ユニットの第2ブラケット9の水平方向の両側面を一対の短尺の固定部材11で挟むように配置してボルト12で固定している状態では、第1ブラケット8と第2ブラケット9とが固定部材11によって一体となっているので、モータ7の作動によって、第1アーム4に対して第2軸ユニット全体を第3軸線C回りに揺動させることができる。
これにより、手首6先端の最大到達位置を延ばすように動作範囲を変更することができる。
また、本実施形態においては、図13に示されるように、L字状の平板部材からなる固定部材11を第1ブラケット8と第2ブラケット9の水平方向の両側面に配置したので、図14に破線で囲まれた領域において、第2軸ユニットの基端下部に固定部材11を突出させずに済み、周辺機器との干渉を低減することができるという利点もある。
また、平板部材からなる固定部材11を採用したので、表裏面を反転させて使用することも可能である。例えば、図1および図9に示されるように、第2アーム5を揺動させるモータ7の上側に配置していた第2軸ユニットを、図3および図10に示されるように上限反転して、左右を反転させた固定部材11によって第1ブラケット8と第2ブラケット9とを固定することにより、第4軸を上下逆方向にオフセットさせた軸構成のロボット1を構成することができる。
なお、第2ブラケット9への固定位置を変更することに代えて、あるいはこれとともに、第1ブラケット8への固定位置を変更できるようにしてもよい。
これにより、さらに部品点数を少なくして低コスト化を図ることができるという利点がある。
また、本実施形態においては、ロボット1として、第4軸線Dが第3軸線Cに直交する平面内に延びる、第3軸線Cと第4軸線Dとが垂直配置されているものを例示したが、これに代えて、第3軸線Cに直交する平面と第4軸線Dに直交する平面とが平行である、第3軸線Cと第4軸線Dとが平行配置されているものを採用してもよい。
例えば、図1の第1アーム4上に、第1アーム4を捩じる方向に回転軸を1軸追加したような、7軸多関節型のロボット等にも適用可能である。第1アーム4を途中で分断した形態とし、第1アーム4のそれぞれ分断された部位を、新たに追加した1軸ユニットの固定部材として構成することも可能である。
4 第1アーム(第1部材)
6 手首(手首部)
8 第1ブラケット(第2部材)
9 第2ブラケット(第3部材)
7,10 モータ(第1モータ、第2モータ)
11,15 固定部材
16 基端軸(第4部材)
19 梁部材
20 補強部材
21 中継部材
C 第3軸線(回転軸)
D 第4軸線(回転軸)
Claims (11)
- 第1モータにより第1部材に対して第2部材を相対駆動する第1軸ユニットと、
第2モータにより第3部材に対して第4部材を相対駆動する第2軸ユニットと、
前記第2部材と前記第3部材との間に着脱可能に設けられ、前記第2部材と前記第3部材とを一体的に固定する固定部材とを備えるロボットの手首部の動作範囲の大きさを異ならせる方法であって、
長さの異なる複数の前記固定部材を用意し、用意された前記固定部材の中から選択した1つの前記固定部材によって前記第2部材と前記第3部材とを固定する方法。 - 第1モータにより第1部材に対して第2部材を相対駆動する第1軸ユニットと、
第2モータにより第3部材に対して第4部材を相対駆動する第2軸ユニットと、
前記第2部材と前記第3部材との間に着脱可能に設けられ、前記第2部材と前記第3部材とを一体的に固定する固定部材とを備えるロボットを製造する方法であって、
長さの異なる複数の前記固定部材を用意し、用意された前記固定部材の中から選択した1つの前記固定部材によって前記第2部材と前記第3部材とを固定し、手首部の動作範囲の大きさの異なるロボットを製造する方法。 - 前記第1軸ユニットは、前記第1部材に対して前記第2部材が回転駆動し、
前記第2軸ユニットは、前記第3部材に対して前記第4部材が回転駆動する請求項2に記載の方法。 - 前記第1軸ユニットおよび前記第2軸ユニットの少なくとも一方が直線駆動する請求項2に記載の方法。
- 前記第3部材に対する前記第4部材の回転軸が前記第1部材に対する前記第2部材の回転軸に略直交する平面内に延びる請求項3に記載の方法。
- 前記固定部材が、前記第2部材および前記第3部材を挟んだ両側のみにおいて、両者を固定可能に設けられている請求項2から請求項5のいずれかに記載の方法。
- 前記固定部材が、前記第2部材および前記第3部材の一側面において、両者を固定可能に設けられている請求項2から請求項5のいずれかに記載の方法。
- 前記固定部材が平板部材からなる請求項2から請求項7のいずれかに記載の方法。
- 前記固定部材の少なくとも一部が、前記第2部材と前記第3部材との間を補強する複数の梁部材と、各該梁部材を補強する少なくとも1つの補強部材の集合体とで構成されている請求項2から請求項8のいずれかに記載の方法。
- 前記梁部材または前記補強部材の集合体がボルト結合される請求項9に記載の方法。
- 前記第2軸ユニットが、前記第4部材に対して第5部材を回転駆動する第3モータと、前記第5部材に対して第6部材を回転駆動する第4モータとを備え、
前記第4部材、前記第5部材および前記第6部材により手首部が構成されている請求項2から請求項10のいずれかに記載の方法。
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