JP5293917B2 - ロボットおよび配線方法 - Google Patents
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第1の産業用ロボットは、図5に示すように、ロボットにおける各関節構造110が、関節駆動モータMRからの回転入力を歯車機構132、134を介して伝動されたとき、それを減速する減速機140を設け、同減速機の中心部に比較的大きな径を有した中空筒状領域116aを確保し、又、同中空減速機110の中心軸線Aの上下領域116b、116cには部材、要素を結合することなく、空所域として確保し、上記中空領域及び空所域を配線ケーブル類150や配管ホース152の配線、配管路として適用し、それら配線ケーブル150や配管ホース等152が関節の旋回中心線Aに沿って通過するように構成されている。
また、第2の産業用ロボットは、図6に示すように固定部212に対して相対回転する回転部230を備え、同回転部230の回転駆動力を駆動源Mから中空減速機220を介して該回転部230に伝動するとき、該減速機の貫通孔222を減速機220を挟む上下ユティリティー領域214、238の連通領域に形成し、ケーブル類240の配線、配管空間として利用可能にし、かつ、中空減速機220の出力要素の外周に外部荷重に対して大きな荷重支持力を発揮する軸受216を設けた構成とされている。
また、第3の産業用ロボットは、図7に示すように外歯車352(駆動モータ350の出力軸351)と円筒状歯車355との間にクランクピン337aに固定された外歯車353を位置させたので、これら外歯車352、353、円筒状歯車355を小径とすることができ、旋回時における騒音が低減される。
従来の中空減速機を用いた産業用ロボットの関節構造は、減速機の回転軸の中央部に空いた1つ中空穴にケーブルを通す構造が形成され、ロボットを駆動する電動機に必要な配線ケーブルが連通するように配線されており、さらにロボット先端部に取り付けられる器具に必要なケーブルが配線されている。しかしながら、中空穴は、配線ケーブルでいっぱいとなり、他のケーブルを通す余分なスペースがない状況となるケースが多い。さらに大きな中空穴を空けて余剰スペースを確保しようとすると、減速機の強度が低下して正常な動作が確保できないという問題が生じていた。また、強度を低下させないで余剰スペースを確保しようとすると、減速機の形状が大きくなり、それに従って関節部分が大きくなり、重量の増加やフットプリントの増加といった問題が生じていた。
また、余剰スペースがないために、たとえば、ユーザが後で必要となったセンサ線や動力線が配線できないことから、ロボット外側面に沿って配線せざるを得なくなり、ロボットの繰り返し動作による断線や、障害物に接触しての断線等が起きるといった問題が生じていた。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、複数の中空穴を有する減速機を適用するとともに、この複数の中空穴にケーブルを通す構造とし、関節構造をコンパクトにすることができる産業用ロボットの関節構造を提供することを目的とする。
請求項1に記載の発明は、 駆動用モータと、前記駆動用モータに備えられた第1伝達部と、前記第1伝達部から動力が伝達される第2伝達部と、前記第2伝達部に連結する差動型減速機とからなる減速機から構成された関節構造を備え、前記減速機は、第1のケーブルが配線可能な第1の中空穴が形成された中空シャフトと後で必要となった第2のケーブルが配線可能な第2の中空穴が形成された複数の連結体とを備え、
前記連結体は遊嵌孔に遊嵌され、かつ、前記減速機の回転中心を中心に対称の位置に配置されることを特徴とするロボットに関するものである。
請求項2に記載の発明は、前記減速機に備えられた連結体の中空穴の中心は、少なくとも2つが備えられ、減速機の回転中心を中心に、同半径の位置に配置されたことを特徴とするロボットに関するものである。
請求項3に記載の発明は、駆動用モータと、前記駆動用モータに備えられた歯車と噛み合う歯車と前記歯車に連結する減速機から構成された関節構造を通してケーブルが配線され、前記減速機は、第1のケーブルが配線可能な第1の中空穴が形成された中空シャフトと後で必要となった第2のケーブルが配線可能な第2の中空穴が形成された複数の連結体とを備え、前記連結体は遊嵌孔に遊嵌されて、かつ、前記減速機の回転中心を中心に対称の位置に配置され、前記中空穴を通じてケーブルが配線されたことを特徴とするロボットの配線方法に関するものである。
また、複数の中空穴が減速機に形成されたことで、ロボットを駆動する電動機に必要なケーブルがロボット内部を連通して配線できるとともに、ユーザが後で必要になったセンサ線や動力線を余剰の中空穴を利用して配線できるようになったために、ロボットの外側面に沿って配線していた線がロボット内部を通じて配線できるようになり、ロボットの繰り返し動作による断線や、障害物に接触しての断線といった故障を回避できる。
本発明が特許文献1から3と異なる部分は、ケーブルを通せる中空穴を複数形成した点である。
本発明は、特許文献3と基本的な構造および動作は同じであるので、詳細な説明は省略し、異なる部分について説明する。
図2に示すように、連結体8はピニオン13に形成された遊嵌孔14内に遊嵌されており、連結体8の略中央部には第1の中空穴11が形成されている。連結体8は、減速機1の回転中心を中心に、同半径の位置に少なくとも2つが対称の位置に形成される。図1に示すように、第2の中空穴12には、第2のケーブル10が配線され、旋回体4に形成された中空穴に連通され、ロボット内部へ配線される。本実施例では、第2のケーブルが配線された例で説明しているが、配線されない状態でロボットが組み立てられ、ユーザが後からこの第2の中空穴を利用して配線するようにしても良い。また、第1の中空穴11には、ロボットの駆動源への配線ケーブルやセンサ線等で構成された第1のケーブル9が配線されている。
第2実施例が第1実施例と異なる部分は、駆動モータが減速機の回転軸の略中心に配置され、駆動モータのインプットギアが2つの平歯車と噛み合い、2つの平歯車に取り付けられた差動減速機構により減速されるように減速機が構成されたロボットにおいて、ケーブルを通せる中空穴を複数形成した点である。
図3および図4に示すように、駆動モータ2の回転中心軸は減速機1の回転中心軸と同軸に配置され、インプットギア16は2つの平歯車17と噛み合い、歯数比分減速されて、平歯車17の軸はクランク軸18に連結されており、差動減速機構を形成している。差動減速機構の構成および動作については、特許文献3と同じであるので、詳細な説明は省略する。
図4に示すように、連結体8はピニオン13に形成された遊嵌孔14内に遊嵌されており、連結体8の略中央部には第1の中空穴12および第2の中空穴19が形成されている。連結体8は、減速機1の回転中心を中心に、同半径の位置に少なくとも2つが対称の位置に形成される。本実施例では、中空穴を2つの連結体に設けたが、ロボット内を連通させるケーブル数に応じては、中空穴は何れか一方の連結体に設けるだけで良い。また、図3に示すように、連結体8に形成された第1の中空穴19および第2の中空穴12を通じて、第1のケーブル20および第2のケーブル10が配線され、旋回体4に形成された中空穴に連通され、ロボット内部へ配線される。
以上の第1実施例および第2実施例で説明した構成にすることで、減速機の強度を損なうことなく、複数の中空穴を形成でき、ユーザが後から配線することもでき、ロボット外側面に沿って配線することがなくなり、断線等の故障の発生を抑制することができる。
尚、本実施例では駆動モータからクランク軸への動力の入力に平歯車減速機構を例にして説明したが、はすば歯車による伝達機構やプーリを用いた伝達機構でも良いことは当然である。
2 駆動モータ
3 固定部
4 旋回体
5 ケース
6 出力シャフト1
7 出力シャフト2
8 連結体
9 ケーブル1
10 ケーブル2
11 中空穴1
12 中空穴2
Claims (3)
- 駆動用モータと、
前記駆動用モータに備えられた第1伝達部と、
前記第1伝達部から動力が伝達される第2伝達部と、
前記第2伝達部に連結する差動型減速機とからなる減速機から構成された関節構造を備え、
前記減速機は、第1のケーブルが配線可能な第1の中空穴が形成された中空シャフトと後で必要となった第2のケーブルが配線可能な第2の中空穴が形成された複数の連結体とを備え、
前記連結体は遊嵌孔に遊嵌され、かつ、前記減速機の回転中心を中心に対称の位置に配置されることを特徴とするロボット。 - 前記減速機に備えられた連結体の中空穴の中心は、少なくとも2つが備えられ、減速機の回転中心を中心に、同半径の位置に配置されたことを特徴とする請求項1に記載のロボット。
- 駆動用モータと、
前記駆動用モータに備えられた歯車と噛み合う歯車と前記歯車に連結する減速機から構成された関節構造を通してケーブルが配線され、
前記減速機は、第1のケーブルが配線可能な第1の中空穴が形成された中空シャフトと後で必要となった第2のケーブルが配線可能な第2の中空穴が形成された複数の連結体とを備え、
前記連結体は遊嵌孔に遊嵌されて、かつ、前記減速機の回転中心を中心に対称の位置に配置され、
前記中空穴を通じてケーブルが配線されたことを特徴とするロボットの配線方法。
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