JP2022037846A - 多軸ロボット - Google Patents
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Description
支持部材と、
前記支持部材に配置された第1直線ガイドと、
連結部を有し、前記第1直線ガイド上に移動可能に設置された第1スライダと、
前記連結部に回動自在に連結された基端部を有する主アームと、
前記支持部材の一端部に回動自在に連結された基端部と、前記主アームの胴部に対して回動自在に連結された先端部と、を有する副アームと、
フランジ面を有し、前記主アームの先端部に連結され、対象物を取り付けるフランジ部と、
前記主アームの前記支持部材に対する第1角度に応じて、前記フランジ部の前記主アームに対する第2角度を変化させることで、前記フランジ部の向きを一定に保つ姿勢保持機構と、
を備える。
なお、各図において、共通する構成要素や同種の構成要素については、同一の符号を付し、それらの重複する説明を適宜省略する。
図1に示すように、多軸ロボット1は、直動装置8によって、支持部材5の長手方向(J3方向)に沿って所定の可動範囲で、基端部22を、連結部81を介して直線往復移動させる。
すなわち、フランジ面31aは、第1直線ガイド87(図5参照)と平行(図5では水平)に保たれる。ただし、フランジ面31aが、第1直線ガイド87と垂直に保たれるように構成されてもよい。このようにすれば、例えばワーク15等を上方または側方から把持してそのままの姿勢で移動させる。
したがって、本実施形態によれば、主アーム2の質量を軽量化できる多軸ロボット1を提供できる。
また、フランジ部3の向きが一定に保たれるため、フランジ部3に例えばクランプ装置16(図8参照)を取り付けてワーク15(図8参照)を把持することで、機内に対してワーク15をそのままの姿勢で移動できる。
図7は、図1に示される多軸ロボット1の平面図である。図7に示すように、支持部材回転駆動装置6によって、支持部材5が、例えば、実線で示すように支持部材移動装置7に平行でフランジ部3が支持部材移動装置7に近接する位置から、二点鎖線で示すように支持部材移動装置7に垂直でフランジ部3が支持部材移動装置7から離隔する位置まで、回転され得る。これにより、フランジ部3を移動させる範囲が、支持部材移動装置7の長手方向に垂直な水平方向(図7では前後方向)に拡大する。
図8は、図1に示される多軸ロボット1における支持部材5の水平方向の移動の様子を示す正面図である。図8に示すように、支持部材移動装置7によって、支持部材回転駆動装置6を介して支持部材5が、二点鎖線で示す右側位置と実線で示す左側位置との間を水平方向に移動させられる。これにより、フランジ部3を移動させる範囲が、支持部材移動装置7の長手方向(図8では左右方向)に拡大する。このため、図8の実線で示すように、フランジ部3を支持部材移動装置7の左端部から長手方向の外側に飛び出させる。また、支持部材5が二点鎖線で示す右側位置にある場合、支持部材回転駆動装置6によって支持部材5を180度回転させることで、フランジ部3を支持部材移動装置7の右端部から長手方向の外側に飛び出させる。したがって、例えば機外から機内へのワーク15の搬入、機内から機外へのワーク15の搬出をより容易に行う。
図9、図10に示すように、第1変形例に係る姿勢保持機構9aは、第1プーリ92と第2プーリ94とに掛け渡される動力伝達部材90aとして、帯状の第1ベルト101と、帯状の第2ベルト102と、第1ロッド103と、第2ロッド104とを有する。第1ベルト101は、第1プーリ92と接触する。第2ベルト102は、第2プーリ94と接触する。第1ロッド103は、第1ベルト101の第1直線ガイド87(図5参照;以下同様)に近い側の端部と第2ベルト102の第1直線ガイド87に近い側の端部とを繋ぐ。第2ロッド104は、第1ベルト101の第1直線ガイド87から遠い側の端部と第2ベルト102の第1直線ガイド87から遠い側の端部とを繋ぐ。第1ロッド103および第2ロッド104は、接続用金具105を介して、第2ベルト102とそれぞれ接続される。接続用金具105は、第2ベルト102の張力を調整可能に接続される。第1ロッド103および第2ロッド104は、第2ベルト102との接続と同様にして、第1ベルト101ともそれぞれ接続される。第1ロッド103および第2ロッド104の素材は、駆動時の負荷に耐えられる強度と剛性を有する素材であれば特に限定されず、例えば、チタン等の金属であったり、炭素繊維等を含む繊維強化複合材である。
図11、図12に示すように、第2変形例に係る姿勢保持機構9bは、第1回動軸91と、第1連結部材201と、第2回動軸93と、第2連結部材202と、第1ロッド203と、第2ロッド204とを有する。第1回動軸91は、連結部81に設けられ、主アーム2が連結部81に対して回動する中心となる軸である。第1連結部材201は、第1回動軸91に設置される。第1連結部材201は、基部213、第1連結部211および第2連結部212を有する。基部213は、筒状を呈している。基部213の外周面に第1連結部211と第2連結部212とが設けられる。第1連結部211は、第1回動軸91の径方向外側に位置する。第2連結部212は、第1回動軸91の径方向外側、かつ第1連結部211よりも第1直線ガイド87から遠い側に位置する。第1連結部211と第2連結部212とは、第1回動軸91を間に挟んで、互いに反対側に位置する。第2回動軸93は、フランジ部3に固定して設けられ、フランジ部3が主アーム2の先端部21に対して回動する中心となる軸である。第2連結部材202は、第2回動軸93に固定される。第2連結部材202は、基部223、第3連結部221および第4連結部222を有する。基部223は、筒状を呈している。基部223の外周面に第3連結部221と第4連結部222とが設けられる。第3連結部221は、第2回動軸93の径方向外側に位置する。第4連結部222は、第2回動軸93の径方向外側、かつ第3連結部221よりも第1直線ガイド87から遠い側に位置する。第3連結部221と第4連結部222とは、第2回動軸93を間に挟んで、互いに反対側に位置する。第1ロッド203は、第1連結部211と第3連結部221とを繋ぐ。第2ロッド204は、第2連結部212と第4連結部222とを繋ぐ。第1ロッド203および第2ロッド204の各々の両端は、接続用金具205を介して、第1連結部211、第2連結部212、第3連結部221および第4連結部222とそれぞれ接続される。第1ロッド203および第2ロッド204の素材は、駆動時の負荷に耐えられる強度と剛性を有する素材であれば特に限定されず、例えば、チタン等の金属であったり、炭素繊維等を含む繊維強化複合材である。
図13、図14に示すように、この第3変形例では、姿勢保持機構9cは、回転する出力軸26を有する姿勢変更装置25を含んでいる。姿勢変更装置25は、第1スライダ85に固定される。姿勢変更装置25は、例えば、サーボモータ、回転シリンダである。第1プーリ92は、第1回動軸91を介して出力軸26に接続される。そして、第1プーリ92は、姿勢変更装置25によって回転されるように構成される。
なお、この第3変形例は、図1~図8に示す第1実施形態に対して適用されているが、図9、図10に示す第1変形例、図11、図12に示す第2変形例に対しても適用可能である。
以下、多軸ロボット1aについて、図1~図14に示す実施形態に係る多軸ロボット1と相違する点を主に説明し、共通する構成要素や同種の構成要素については同一の符号を付して適宜説明を省略する。
また、多軸ロボット1aは、例えば、天井10から吊り下げて設置する。したがって、多軸ロボット1aの占有スペースをより小さくする。なお、多軸ロボット1aを、支持部材5の長手方向が鉛直方向となるように、例えば床面に立設して設置することも可能である。
2 主アーム
21 先端部
22 基端部
23 ベース部
24 カバー
25 姿勢変更装置
26 出力軸
3,3a フランジ部
31a フランジ面
4 副アーム
41 先端部
42 基端部
5 支持部材
6,6a 支持部材回転駆動装置
7 支持部材移動装置
70 ビーム
77 第2直線ガイド
79 第2スライダ
8 直動装置
81 連結部
85 第1スライダ
86 移動ブロック
87 第1直線ガイド
9,9a~9c 姿勢保持機構
90,90a 動力伝達部材
91 第1回動軸
92 第1プーリ
93 第2回動軸
94 第2プーリ
95 ベルト(動力伝達部材)
102 第2ベルト(動力伝達部材)
103 第1ロッド(動力伝達部材)
104 第2ロッド(動力伝達部材)
201 第1連結部材
202 第2連結部材
203 第1ロッド
204 第2ロッド
211 第1連結部
212 第2連結部
213 基部
221 第3連結部
222 第4連結部
223 基部
C1 鉛直軸
α 第1角度
β 第2角度
支持部材と、
前記支持部材に配置された第1直線ガイドと、
連結部を有し、前記第1直線ガイド上に移動可能に設置された第1スライダと、
前記連結部に回動自在に連結された基端部を有する主アームと、
前記支持部材の一端部に回動自在に連結された基端部と、前記主アームの胴部に対して回動自在に連結された先端部と、を有する副アームと、
フランジ面を有し、前記主アームの先端部に連結され、対象物を取り付けるフランジ部と、
前記主アームの前記支持部材に対する第1角度に応じて、前記フランジ部の前記主アームに対する第2角度を変化させることで、前記フランジ部の向きを一定に保つ姿勢保持機構と、
を備え、
前記姿勢保持機構は、
前記連結部に設けられ、前記主アームが前記連結部に対して回動する中心となる第1回動軸と、
前記第1回動軸に設置された第1プーリと、
前記フランジ部に固定して設けられ、前記フランジ部が前記主アームの先端部に対して回動する中心となる第2回動軸と、
前記第2回動軸に固定された第2プーリと、
前記第1プーリと前記第2プーリとに掛け渡された動力伝達部材と、を有し、
前記第1プーリの歯数は、前記第2プーリの歯数と同一であり、
前記第1プーリは、前記第1スライダに回転不能に設置される。
Claims (13)
- 支持部材と、
前記支持部材に配置された第1直線ガイドと、
連結部を有し、前記第1直線ガイド上に移動可能に設置された第1スライダと、
前記連結部に回動自在に連結された基端部を有する主アームと、
前記支持部材の一端部に回動自在に連結された基端部と、前記主アームの胴部に対して回動自在に連結された先端部と、を有する副アームと、
フランジ面を有し、前記主アームの先端部に連結され、対象物を取り付けるフランジ部と、
前記主アームの前記支持部材に対する第1角度に応じて、前記フランジ部の前記主アームに対する第2角度を変化させることで、前記フランジ部の向きを一定に保つ姿勢保持機構と、
を備える、多軸ロボット。 - 前記姿勢保持機構は、
前記連結部に設けられ、前記主アームが前記連結部に対して回動する中心となる第1回動軸と、
前記第1回動軸に設置された第1プーリと、
前記フランジ部に固定して設けられ、前記フランジ部が前記主アームの先端部に対して回動する中心となる第2回動軸と、
前記第2回動軸に固定された第2プーリと、
前記第1プーリと前記第2プーリとに掛け渡された動力伝達部材と、を有する、請求項1の多軸ロボット。 - 前記動力伝達部材は、無端状のベルトである、
請求項2の多軸ロボット。 - 前記動力伝達部材は、
前記第1プーリと接触する帯状の第1ベルトと、
前記第2プーリと接触する帯状の第2ベルトと、
前記第1ベルトの前記第1直線ガイドに近い側の端部と前記第2ベルトの前記第1直線ガイドに近い側の端部とを繋ぐ第1ロッドと、
前記第1ベルトの前記第1直線ガイドから遠い側の端部と前記第2ベルトの前記第1直線ガイドから遠い側の端部とを繋ぐ第2ロッドと、を有する、
請求項2の多軸ロボット。 - 前記第1プーリは、前記第1スライダに回転不能に設置される、
請求項2~4のいずれか一項の多軸ロボット。 - 前記主アームは、前記第1回動軸および前記第2回動軸が取り付けられたベース部と、前記ベース部を覆うカバーと、を有し、
前記動力伝達部材、前記第1プーリおよび前記第2プーリは、前記ベース部と前記カバーとの間に形成された空間内に配置される、
請求項2~5のいずれか一項の多軸ロボット。 - 前記姿勢保持機構は、回転する出力軸を有する姿勢変更装置を含み、
前記第1プーリは、前記出力軸に接続され、前記姿勢変更装置によって回転される、
請求項2~4のいずれか一項の多軸ロボット。 - 前記姿勢保持機構は、
前記連結部に設けられ、前記主アームが前記連結部に対して回動する中心となる第1回動軸と、
前記第1回動軸の径方向外側に位置する第1連結部、および前記第1回動軸の径方向外側、かつ前記第1連結部よりも前記第1直線ガイドから遠い側に位置する第2連結部を有し、前記第1回動軸に設置された第1連結部材と、
前記フランジ部に固定して設けられ、前記フランジ部が前記主アームの先端部に対して回動する中心となる第2回動軸と、
前記第2回動軸の径方向外側に位置する第3連結部、および前記第2回動軸の径方向外側、かつ前記第3連結部よりも前記第1直線ガイドから遠い側に位置する第4連結部を有し、前記第2回動軸に固定された第2連結部材と、
前記第1連結部と前記第3連結部とを繋ぐ第1ロッドと、
前記第2連結部と前記第4連結部とを繋ぐ第2ロッドと、を有する、請求項1の多軸ロボット。 - 前記第1連結部材は、前記第1スライダに回転不能に設置される、
請求項8の多軸ロボット。 - 前記主アームは、前記第1回動軸および前記第2回動軸が取り付けられたベース部と、前記ベース部を覆うカバーと、を有し、
前記第1ロッド、前記第2ロッド、前記第1連結部材および前記第2連結部材は、前記ベース部と前記カバーとの間に形成された空間内に配置される、
請求項8または9の多軸ロボット。 - 前記フランジ面は、前記第1直線ガイドと垂直又は平行に保たれる、
請求項1~10のいずれか一項の多軸ロボット。 - 前記支持部材を鉛直軸のまわりに回転駆動させる支持部材回転駆動装置を備え、
前記第1直線ガイドが鉛直方向に延びる、
請求項1~11のいずれか一項の多軸ロボット。 - 水平方向に延びたビームと、
前記ビーム上に水平方向に設置された第2直線ガイドと、
前記第2直線ガイド上を移動可能に設置された第2スライダと、
前記第2スライダに設置され、前記支持部材の一端部を回動自在に支持する支持部材回転駆動装置と、を備え、
前記第1直線ガイドが水平方向に延びる、
請求項1~11のいずれか一項の多軸ロボット。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2020142021 | 2020-08-25 | ||
JP2020142021 | 2020-08-25 |
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Family
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Family Applications (1)
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JP2020189142A Active JP7000535B1 (ja) | 2020-08-25 | 2020-11-13 | 多軸ロボット |
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- 2020-11-13 JP JP2020189142A patent/JP7000535B1/ja active Active
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