JP3153922U - パラレルロボットのエアホース係止構造 - Google Patents

Abstract

【課題】パラレルロボットの稼動中にエアホースを破損させることなく、またパラレルリンク対の動きがエアホースにより阻害されることなく、パラレルリンク対を円滑に駆動できるエアホース係止構造を提供する。【解決手段】可撓性の第１、第２のエアホース５０、５１が間隔を隔てて配設され、パラレルリンク対を構成するリンク４５Ａには、当該リンク４５Ａの側方に延設されるベースプレート６０が固定され、ベースプレート６０の延設部には、固定ホース部６１が固定され、固定ホース部６１の上側開口端には、第１のエアホース５０の下端が接続される筒状の回動支持部７が回動自在に設けられ、固定ホース部６１の下側開口端には、第２のエアホース部５１の上端が接続されている。【選択図】図３

Description

本考案は、パラレルロボットに可撓性エアホースを係止するためのエアホース係止構造に関する。

最近、様々な産業分野でパラレルロボットが用いられている。パラレルロボットは、互いに並設された複数のアクチュエータと、これらのアクチュエータによりそれぞれ駆動されるとともに、それぞれの下端が連結部を介して互いに連結された複数のパラレルリンク機構とを有している。

パラレルロボットにおいては、各アクチュエータをそれぞれ駆動制御することにより、各パラレルリンク機構の下端の連結部が３次元空間内の任意の位置に配置されるので、３次元空間内での作業対象物の移動やハンドリングに好適である（例えば特表２００８−５２９８１６号公報参照）。

ところで、このようなパラレルロボットにおいて、連結部に吸着パッドを設け、作業対象物を吸着パッドにより吸着保持して所望の場所に移動させたいとする要請がある。その場合、吸着パッドに対してエア吸引用のエアホースを接続する必要があり、このとき、パラレルロボットの上部フレームに真空ポンプを設置して、エアホースの上端を真空ポンプに接続し、下端を吸着パッドに接続することが考えられる。

一般に、パラレルロボットのパラレルリンク機構は、各アクチュエータの駆動制御によって、３次元空間内を高速で移動するため、各パラレルリンク機構の下端が連結された連結部も高速で移動する。したがって、エアホースとしては、各パラレルリンク機構の可動範囲を考慮した長さのものを用いる必要がある。ところが、各パラレルリンク機構の可動範囲は大きいため、パラレルロボットの運転中に各パラレルリンク機構がエアホースに干渉してその動きを阻害しないように、エアホースの一部をパラレルリンク機構の構成リンクに係止する必要が生じる。その一方、エアホースの一部をリンクに完全に固定すると、エアホースに無理な力が作用して、エアホースが破損する等の不具合が発生する恐れがある。

特表２００８−５２９８１６号公報

本考案は、このような従来の実情に鑑みてなされたものであり、本考案が解決しようとする課題は、パラレルロボットの稼動中にエアホースを破損させることなく、またパラレルリンク対の動きがエアホースにより阻害させることなく、パラレルリンク対を円滑に駆動できるエアホース係止構造を提供することにある。

請求項１の考案に係るパラレルロボット用エアホース係止構造は、可撓性のエアホースと、パラレルリンク対を構成するいずれかのリンクに固定されたベースユニットと、ベースユニットに回動自在に設けられ、エアホースを支持する支持部とを備えている。

請求項１の考案によれば、パラレルリンク対のリンクに固定されたベースユニットに対して、エアホースを支持する支持部が回動自在に設けられているので、パラレルロボットの稼働時にパラレルリンク対が移動する際には、パラレルリンク対のリンクとともにベースユニットが移動し、このとき、支持部がベースユニットの回りを回動する。これにより、パラレルリンク対が高速で移動したり方向転換したりしたときに、ベースユニットからエアホースに作用する急激な力を支持部により逃がすことができ、その結果、エアホースが破損するのを確実に防止できる。また、パラレルリンク対の移動がエアホースにより阻害されるのを防止できる。

請求項２の考案では、請求項１において、エアホースが、パラレルリンク対の下端に設けられる吸着パッドを駆動するためのエア吸引用の部材である。

請求項３の考案に係るパラレルロボット用エアホース係止構造においては、可撓性の第１、第２のエアホースが間隔を隔てて配設され、パラレルリンク対を構成するいずれかのリンクに、当該リンクの側方に延設されるベースプレートが固定され、ベースプレートの延設部に固定ホース部が固定され、固定ホース部の一端に、第１のエアホースの一端が接続される筒状の回動支持部が回動自在に設けられ、固定ホース部の他端に第２のエアホースの一端が接続されている。

請求項３の考案によれば、パラレルリンク対のリンクに固定されたベースプレートに固定ホース部が固定されるとともに、固定ホース部の一端に回動支持部が設けられ、他端に第２のエアホースが接続されており、回動支持部に第１のエアホースが接続されているので、パラレルロボットの稼働時にパラレルリンク対が移動する際には、パラレルリンク対のリンクとともにベースプレートおよび固定ホース部が移動し、このとき、回動支持部が固定ホース部の回りを回動する。これにより、パラレルリンク対が高速で移動したり方向転換したりしたときに、固定ホース部からエアホースに作用する急激な力を回動支持部により逃がすことができ、その結果、エアホースが破損するのを確実に防止できる。また、パラレルリンク対の移動がエアホースにより阻害されるのを防止できる。なお、固定ホース部の他端に対する第２のエアホースの一端の接続は、固定または回動自在な接続のいずでもよい。

請求項４の考案では、請求項３において、固定ホース部がＬ字状またはＴ字状の硬質部材である。

請求項５の考案では、請求項３において、固定ホース部の一端と回動支持部との間には、軸受部材が介装されている。

請求項６の考案では、請求項３において、第１のエアホースの他端は真空ポンプに接続されており、第２のエアホースの他端はパラレルリンク対の下端に設けられる吸着パッドに接続されている。

請求項７の考案に係るパラレルロボット用エアホース係止構造は、可撓性のエアホースと、パラレルリンク対を構成するいずれかのリンクに固定されたベースプレートと、ベースプレートに設けられた支軸部と、支軸部に回動自在に支持され、エアホースを保持する保持部と備えている。

請求項７の考案によれば、パラレルリンク対のリンクに固定されたベースプレートに対して、エアホースの保持部が支軸部を介して回動自在に設けられているので、パラレルロボットの稼働時にパラレルリンク対が移動する際には、パラレルリンク対のリンクとともにベースプレートが移動し、このとき、エアホースの保持部がベースプレートの支軸部の回りを回動する。これにより、パラレルリンク対が高速で移動したり方向転換したりしたときに、ベースプレートからエアホースに作用する急激な力を支軸部により逃がすことができ、その結果、エアホースが破損するのを確実に防止できる。また、パラレルリンク対の移動がエアホースにより阻害されるのを防止できる。

請求項８の考案では、請求項７において、ベースプレートが、リンクに沿って離隔配置された第１、第２のベースプレートと、第１、第２のベースプレート間に架設されたブラケット部材とから構成されており、支軸部がブラケット部材を挿通している。

以上のように、本考案の第１の考案によれば、パラレルリンク対のリンクにベースユニットを固定するとともに、エアホースを支持する支持部をベースユニットに回動自在に設けるようにしたので、パラレルリンク対が移動する際には、パラレルリンク対のリンクとともにベースユニットが移動し、このとき、支持部がベースユニットの回りを回動する。これにより、パラレルリンク対が高速で移動したり方向転換したりしたときに、ベースユニットからエアホースに作用する急激な力を支持部により逃がすことができ、その結果、エアホースが破損するのを確実に防止できるとともに、パラレルリンク対の移動がエアホースにより阻害されるのを防止できる。

また、本考案の第２の考案によれば、パラレルリンク対のリンクに固定されたベースプレートに固定ホース部を固定するとともに、固定ホース部の一端に回動支持部を設け、他端に第２のエアホースを接続し、回動支持部に第１のエアホースを接続するようにしたので、パラレルリンク対が移動する際には、パラレルリンク対のリンクとともにベースプレートおよび固定ホース部が移動し、このとき、回動支持部が固定ホース部の回りを回動する。これにより、パラレルリンク対が高速で移動したり方向転換したりしたときに、固定ホース部からエアホースに作用する急激な力を回動支持部により逃がすことができ、その結果、エアホースが破損するのを確実に防止できるとともに、パラレルリンク対の移動がエアホースにより阻害されるのを防止できる。

さらに、本考案の第３の考案によれば、パラレルリンク対のリンクにベースプレートを固定し、エアホースの保持部をベースプレートに支軸部を介して回動自在に設けるようにしたので、パラレルリンク対が移動する際には、パラレルリンク対のリンクとともにベースプレートが移動し、このとき、エアホースの保持部がベースプレートの支軸部の回りを回動する。これにより、パラレルリンク対が高速で移動したり方向転換したりしたときに、ベースプレートからエアホースに作用する急激な力を支軸部により逃がすことができ、その結果、エアホースが破損するのを確実に防止できるとともに、パラレルリンク対の移動がエアホースにより阻害されるのを防止できる。

本考案によるエアホース係止構造が適用されるパラレルロボットを含む商品包装ラインの正面概略図である。 前記商品包装ライン（図１）の平面概略図である。 本考案の第１の実施例によるエアホース係止構造の正面概略図である。 図３のIV-IV線断面図である。 図４のV部分拡大図である。 図４のVI-VI線断面図である。 本考案の第２の実施例によるエアホース係止構造の正面概略図である。 図７のVIII-VIII線断面図である。

以下、本考案の実施例を添付図面に基づいて説明する。
図１および図２は、本考案によるエアホース係止構造を採用するパラレルロボットが商品包装ラインに配置された例を示している。

図１および図２に示すように、この商品包装ライン１は、商品Ｐを矢印ａ方向に搬送する第１の搬送コンベア２と、商品Ｐが充填される容器Ｃを矢印ｂ方向に搬送する第２の搬送コンベア３と、第１の搬送コンベア２で搬送中の商品Ｐを第２のコンベア３で搬送中の容器Ｃに導入するためのパラレルロボット４とを備えている。

パラレルロボット４は、第１、第２の搬送コンベア２、３の上方に配設された上部フレーム４０に支持されており、均等間隔で配置された３個のサーボモータ４１、４２、４３と、上端がこれらのサーボモータ４１、４２、４３に駆動連結されるとともにそれぞれ斜め下方に延びて下端が互いに連結されたパラレルリンク対４４、４５、４６と、パラレルリンク対４４、４５、４６の下端に取り付けられ、商品Ｐを吸着保持するための吸着パッド４７とを備えている。吸着パッド４７は、後述する可撓性エアホース（図１、図２では図示せず）を介して、真空ポンプ４８に接続されている。したがって、この可撓性エアホースは、吸着パッド４７を駆動するためのエア吸引用の部材である。

パラレルロボット４の運転時には、各サーボモータ４１、４２、４３の各出力軸の回転量および回転の向きを制御することにより、吸着パッド４７が一定の三次元空間内の任意の位置に配置される。より具体的には、各サーボモータ４１、４２、４３を駆動制御することで、吸着パッド４７により第１のコンベア２上の商品Ｐが吸着保持され、これが第２の搬送コンベア３上に移動し、容器Ｃ内に導入される。

次に、図３ないし図６は、本考案の第１の実施例によるエアホース係止構造を示している。ここでは、パラレルリンク対４５に設けられるエアホース係止構造を例にとって説明する。他のパラレルリンク対４４、４６にエアホース係止構造が設けられる場合についても同様であり、ここでの説明は省略する。

図３に示すように、このエアホース係止構造５は、上下に間隔を隔てて配設された可撓性の第１および第２のエアホース５０、５１を有している。第１、第２のエアホース５０、５１は、例えば蛇腹状に構成されている。第１のエアホース５０の上端は、エアホース５２を介して真空ポンプ４８（図１）に接続されている。第１のエアホース５０の下端は、ベースユニット６を介して、第２のエアホース５１の上端に接続されている。

ベースユニット６は、パラレルリンク対４５の一方のリンク４５Ａに固定されるベースプレート６０を有している。リンク４５Ａの上端は、サーボモータ４２の出力軸に連結されている。ベースプレート６０は、図６に示すように、リンク４５Ａの側方に延設されている。

ベースプレート６０の延設部には、図４および図６に示すように、固定ホース部６１が固定されている。固定ホース部６１は、例えば硬質樹脂製の部材であって、逆Ｌ字状またはＴ字状に配設されている。

固定ホース部６１の上側開口端には、図５に示すように、当該上側開口端に回動自在に支持された有底筒状の回動支持部７が設けられている。回動支持部７の内周面７ａと固定ホース部６１の外周面６１ａとの間には、軸受部材７０が設けられている。回動支持部７の外周面の一部に形成された開孔７ｂには、第１のエアホース５０の下端が接続されている。これにより、回動支持部７は、固定ホース部６１に対するロータリージョイントの機能を果たしている。

固定ホース部６１の下側開口端には、例えば硬質樹脂製のジョイントホース６４を介して、第２のエアホース５１の上端が接続されている。第２のエアホース５１の上端は、ベースプレート６０と同様のベースプレート５３を介して、リンク４５Ａに固定されている。第２のエアホース５１の下端は、リンク４５Ａの下端まで延設されて、吸着パッド４７（図１）に接続されている。なお、第２のエアホース５１の上端は、ベースプレート５３を介してリンク４５Ａに固定することなく、ジョイントホース６４の下端との間に設けられた軸受部材を介して、ジョイントホース６４に回動自在に支持されるようにしてもよい。また、このとき、軸受部材は、ジョイントホース６４の上端と固定ホース部６１の下部開口端との間に設けるようにしてもよく、あるいは、ジョイントホース６４を省略して、固定ホース部６１の下部開口端と第２のエアホース５１の上端との間に設けるようにしてもよい。

また、上述したベースプレート６０、固定ホース部６１およびジョイントホース６４により、ベースユニット６が構成されている。

このような構成により、リンク４５Ａがサーボモータ４２の出力軸の中心回りを回動して移動した際には、リンク４５Ａとともにベースユニット６の固定ホース部６１が移動し、このとき、第１のエアホース５０の下端が回動支持部７とともに、ベースユニット６の固定ホース部６１の回りを回動する。このとき、さらに第２のエアホース５１の上端についても回動自在に設けられている場合には、第２のエアホース５１がジョイントホース６４または固定ホース部６１の回りを回動する。

これにより、パラレルロボット４の稼動中に、パラレルリンク対４５が高速で移動したり方向転換したりした場合でも、固定ホース部６１から第１のエアホース５０に作用する急激な力を回動支持部７により逃がすことができ、その結果、パラレルリンク対４５が第１のエアホース５０に干渉して第１のエアホース５０を破損させることがなく、またパラレルリンク対４５の動きが第１のエアホース５０により阻害されることもなく、パラレルリンク対４５を円滑に駆動できる。このとき、さらに第２のエアホース５１の上端が回動自在に設けられている場合には、第２のエアホース５１の破損をより確実に防止でき、パラレルリンク対４５をより一層円滑に駆動できるようになる。

次に、図７および図８は、本考案の第２の実施例によるエアホース係止構造を示している。ここでは、パラレルリンク対４５に設けられるエアホース係止構造を例にとって説明する。他のパラレルリンク対４４、４６にエアホース係止構造が設けられる場合についても同様であり、ここでの説明は省略する。

図７に示すように、このエアホース係止構造５’は、実質的に上下方向に延設された可撓性のエアホース５５を有している。エアホース５５は、例えば蛇腹状に構成されている。エアホース５５の上端は真空ポンプ４８（図１）に接続され、下端は吸着パッド４７（図１）に接続されている。エアホース５５の外周には保持部５８が固定されており、エアホース５５は保持部５８により保持されている。

パラレルリンク対４５の一方のリンク４５Ａには、当該リンク４５Ａに沿って間隔を隔てて配置された第１、第２のベースプレート６５、６６が固定されている。各ベースプレート６５、６６間には、離間配置された一対のブラケット部材６７が架設されている。これらのブラケット部材６７には、支軸部６８が挿通している。支軸部６８の先端は、保持部５８の一端を挿通しており、当該先端には、ローラ６９が取り付けられている。ローラ６９は、保持部５８内部に形成された凹部５８ａに摺接しており、保持部５８は、ローラ６９の回りを回動自在になっている。これら第１、第２のベースプレート６５、６６、ブラケット部材６７および支軸部６８により、ベースユニット６’が構成されている。

このような構成により、リンク４５Ａがサーボモータの出力軸の中心回りを回動して移動した際には、リンク４５Ａとともにベースユニット６’が移動し、このとき、エアホース５５が保持部５８とともに、支軸部６７の回りを回動する。

これにより、パラレルロボット４の稼動中に、パラレルリンク対４５が高速で移動したり方向転換したりした場合でも、パラレルリンク対４５からエアホース５５に作用する急激な力を支軸部６８により逃がすことができ、その結果、パラレルリンク対４５がエアホース５５に干渉してエアホース５５を破損させることがなく、またパラレルリンク対４５の動きがエアホース５５により阻害されることもなく、パラレルリンク対４５を円滑に駆動できる。

本考案は、エアホース係止構造に有用であり、とくに、可動範囲の大きなパラレルロボットのエアホース係止構造に適している。

４： パラレルロボット
４４、４５、４６： パラレルリンク対
４５Ａ： リンク
４７： 吸着パッド
４８： 真空ポンプ

５、５’： エアホース係止構造

５０： 第１のエアホース
５１： 第２のエアホース

５５： エアホース
５８： 保持部（支持部）

６： ベースユニット
６０： ベースプレート
６１： 固定ホース部

６’： ベースユニット
６５： 第１のベースプレート
６６： 第２のベースプレート
６７： ブラケット部材
６８： 支軸部

７： 回動支持部（支持部）
７０： 軸受部材

Claims (8)

1. 複数のパラレルリンク対を備えたパラレルロボットのエアホース係止構造であって、
   可撓性のエアホースと、
   前記パラレルリンク対を構成するいずれかのリンクに固定されたベースユニットと、
   前記ベースユニットに回動自在に設けられ、前記エアホースを支持する支持部と、
   を備えたエアホース係止構造。
2. 請求項１において、
   前記エアホースが、前記パラレルリンク対の下端に設けられる吸着パッドを駆動するためのエア吸引用の部材である、
   ことを特徴とするエアホース係止構造。
3. 複数のパラレルリンク対を備えたパラレルロボットのエアホース係止構造であって、
   可撓性の第１、第２のエアホースが間隔を隔てて配設され、
   前記パラレルリンク対を構成するいずれかのリンクには、当該リンクの側方に延設されるベースプレートが固定され、
   前記ベースプレートの延設部には、固定ホース部が固定され、
   前記固定ホース部の一端には、前記第１のエアホースの一端が接続される筒状の回動支持部が回動自在に設けられ、
   前記固定ホース部の他端には、前記第２のエアホースの一端が接続されている、
   ことを特徴とするエアホース係止構造。
4. 請求項３において、
   前記固定ホース部が、Ｌ字状またはＴ字状の硬質部材である、
   ことを特徴とするエアホース係止構造。
5. 請求項３において、
   前記固定ホース部の一端と前記回動支持部との間には、軸受部材が介装されている、
   ことを特徴とするエアホース係止構造。
6. 請求項３において、
   前記第１のエアホースの他端は真空ポンプに接続されており、前記第２のエアホースの他端は、前記パラレルリンク対の下端に設けられる吸着パッドに接続されている、
   ことを特徴とするエアホース係止構造。
7. 複数のパラレルリンク対を備えたパラレルロボットのエアホース係止構造であって、
   可撓性のエアホースと、
   前記パラレルリンク対を構成するいずれかのリンクに固定されたベースプレートと、
   前記ベースプレートに設けられた支軸部と、
   前記支軸部に回動自在に支持され、前記エアホースを保持する保持部と、
   備えたエアホース係止構造。
8. 請求項７において、
   前記ベースプレートが、前記リンクに沿って離隔配置された第１、第２のベースプレートと、前記第１、第２のベースプレート間に架設されたブラケット部材とから構成されており、
   前記支軸部が、前記ブラケット部材を挿通している、
   ことを特徴とするエアホース係止構造。

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