JP5927724B2

JP5927724B2 - 移動装置

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Publication number: JP5927724B2
Application number: JP2012195935A
Authority: JP
Inventors: 玄徳藤井; 美津雄前田; 中村　剛; 中村　　剛; 桂一郎前川; 睦北嶋
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2012-09-06
Filing date: 2012-09-06
Publication date: 2016-06-01
Anticipated expiration: 2032-09-06
Also published as: JP2014050905A

Description

本発明は、水平方向へ回動自在なアームを備えて、アームの先端に設けられた被移動物を移動させる移動装置に関する。

従来から、搬送物を把持可能な把持手段をアームの先端に設けて搬送物を搬送する搬送装置や、トーチをアームの先端に取り付けて溶接する産業ロボット装置など、様々な技術分野で、水平方向へ回動自在なアームを備えた移動装置が利用されている。
なお、アームの基部側が、鉛直方向へ延びる回動軸（以下、「鉛直回動軸」という。）により回動自在に連結されることで、アームが水平方向へ回動自在となっている。

また、下記特許文献１によれば、鉛直回動軸に連結してアームを回動させるためのモータを備えた移動装置が開示されている。

特開昭６１−２６５２８５号公報

しかしながら、上記特許文献１の技術によれば、アームを回動させるためのモータを備え付けるため、移動装置の重量が増加していた。

また、モータを使用する場合には、モータ暴走防止用の安全設備を設ける必要性があった。そのため、安全設備等の付帯設備により、移動装置の重量がさらに増加していた。

そこで、本発明は、前記する背景に鑑みて創案された発明であって、モータを使用することなく、アームを水平方向へ回動させることができる移動装置を提供することを課題とする。

前記課題を解決するために、本願発明に係る移動装置は、鉛直な軸線方向に延びる鉛直回動軸と、基部側が前記鉛直回動軸に回動自在に連結されて水平方向に延びるアームと、を備え、前記アームが前記鉛直回動軸周りに回動することで、前記アームの先端側に設けられた被移動物を水平方向へ移動させる移動装置であって、前記被移動物を移動させる方向に前記鉛直回動軸を傾倒させ、前記被移動物及び前記アームの自重により前記アームを回動させる傾倒手段を備えることを特徴する。

本願発明によれば、鉛直回動軸が鉛直な場合、アームの回動方向が水平なため、アームに被移動物の荷重及びアームの自重が作用しても、アームが回動しない。一方で、傾倒手段により鉛直回動軸が傾倒されると、アームの回動する回動方向が水平方向に対して傾斜する。
そのため、アームの基部側を連結する鉛直回動軸の摩擦抵抗などのアームを静止させようとする力以上に、被移動物の重み及びアームの自重によるアームを回動させようとする力がアームに作用すると、アームの基部側に比べてアームの先端側が下方に位置するようにアームが回動する。
そして、アームが回動した後、傾倒手段により鉛直回動軸の軸線が鉛直となるようにアームの姿勢を変更することで、被移動物を水平方向へ移動させることができる。
よって、本願発明によれば、モータを使用することなく、被移動物を水平方向へ移動させることができる。
また、本願発明によれば、モータの不使用、及び、モータ暴走防止用の安全設備等の付帯設備の不要化により、従来の移動装置に比べて、軽量化およびコンパクト化が図れる。

また、前記傾倒手段は、前記鉛直回動軸を支持する水平な支持台と、前記支持台を支持する複数の脚部とを備え、前記脚部のそれぞれは、上下方向長さが変位可能な脚部用シリンダを備えることを特徴とする。

前記する構成によれば、脚部用シリンダによって脚部の高さを変更することで、支持台を傾倒させ、鉛直回動軸を傾倒させることができる。

また、前記鉛直回動軸周りに回動する前記アームを制動するブレーキユニットを備えることを特徴とする。

なお、従来技術によれば、アームの先端に設けられる被移動物の重量が大きい場合、アームに作用するイナーシャが大きいため、モータによりアームの回動を制動することが困難な場合があった。しかしながら、前記する構成によれば、モータに比べて制動性が高いブレーキユニットにより制動するため、アームの先端に設けられる被移動物の重量が大きい場合であっても、アームの回動を制動でき、被移動物をより正確な位置に移動させることができる。

また、前記鉛直回動軸周りに回動する前記アームの第１回動角度を検出する第１回動角度検出手段と、前記傾倒手段及び前記ブレーキユニットを制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記第１回動角度検出手段が検出する前記第１回動角度と、前記脚部用シリンダの変位量に基づいて算出された前記鉛直回動軸の傾倒角度とに基づいて、前記被移動物の位置を算出し、前記被移動物が所定位置で停止するように、前記ブレーキユニットを制御することを特徴とする。

前記する構成によれば、制御部により被移動物の位置が算出されて、アームの回動が制動される。よって、ブレーキユニットを駆動させてアームの回動を制動するという作業者の労力を低減させることができる。

また、前記アームは、水平方向に延びる一対のアーム片と、水平方向に延びて前記前記一対のアーム片を回動自在に連結する水平回動軸とを有するリンク機構を備え、前記一対のアーム片の基部側に連結して、前記アームの先端側を昇降させる昇降用シリンダを備えることを特徴とする。

前記する構成によれば、昇降用シリンダによって前記アームの先端側に設けられる被移動物を上下方向に移動させることができるため、鉛直回動軸のみならず、水平回動軸にもモータを設けることない。また、モータに比べて制動性が高い昇降用シリンダにより制動するため、アームの先端に把持される搬送物等の重量が大きい場合であっても、アームの回動を制動でき、搬送物等をより正確な位置に移動させることができる。
さらに、リンク機構のモータを不要とすることにより、移動装置の軽量化およびコンパクト化が図れる。

また、前記水平回動軸周りに回動する前記一対のアーム片の第２回動角度を検出する第２回動角度検出手段を備え、前記制御手段は、前記第１回動角度と、前記傾倒角度と、前記第２回動角度検出手段の検出する前記第２回動角度に基づいて、前記被移動物の位置を算出し、前記被移動物が所定位置で停止するように、前記ブレーキユニットを制御することを特徴とする。

前記する構成によれば、リンク機構により被移動物が上下方向に移動したとしても、搬送物の位置を把握できるとともに、被移動物が所定の位置で停止させることができる。

本願発明によれば、アームを水平方向へ回動させるモータを使用することなく、アームを水平方向へ回動させることができる移動装置を提供することができる。

実施形態に係るアシスト搬送装置を後方から見た背面図である。（ａ）は、図１のリンク機構を拡大した図であって、（ｂ）は、（ａ）の場合に比べて、被昇降部が下方に位置している状態を示す図である。図１の傾倒手段を拡大した拡大図である。（ａ）は、図３のＡ―Ａ線矢視断面図であって、（ｂ）は、図３のＢ―Ｂ線矢視断面図であって、（ｃ）は、図３のＣ―Ｃ線矢視断面図である。傾倒手段の支持台が左側に傾倒した状態を示す図である。（ａ）は、アシスト搬送装置における第１回動軸、第２回動軸、第３回動軸、水平回動軸のそれぞれの軸周りに回動した場合を後方から見た背面図であって、（ｂ）は、（ａ）を上方から見た平面図である。（ａ）は、アシスト搬送装置の原点姿勢の状態を後方から見た背面図であって、（ｂ）は、（ａ）を上方から見た平面図である。制御部の構成を示す図である。（ａ）は、図１に示すアシスト搬送装置を上方から見た平面図であり、（ｂ）は、図１１（ｂ）を上方から見た平面図である。（ａ）は、図１に示すアシスト搬送装置を右側から見た側面図であり、（ｂ）は、アシスト搬送装置が前方に傾倒した状態を示す図であって、（ｃ）は、第１回動軸が回動している状態を示す図である。（ａ）は、第１回動軸が回動し終えた状態を示す図であって、（ｂ）は、アシスト搬送装置の傾倒状態が解除された状態を示す図であって、（ｃ）は、搬送物を作業台上に載置した状態を示す図である。変形例に係る脚部を示す側面図である。変形例に係る脚部により、傾倒した状態を示す図である。

つぎに、本発明の実施形態に係る移動装置について説明する。本実施形態では、アシスト搬送装置１を例として説明する。
また、実施形態のアシスト搬送装置１は、図９に示すように、作業台２００の側方に設置されて搬送物１００を把持し、作業台２００上に載置された部品２０１上に、搬送物１００を載置するものである。なお、本発明は、アシスト搬送装置１に限られるものでなく、トーチを備えて溶接する産業ロボット装置などであってもよい。
さらに、説明の都合上、作業台２００とアシスト搬送装置１との位置関係において、作業台２００が在る方を「前方側」と称し、アシスト搬送装置１が在る方を「後方側」と称して説明する。また、その前後方向を基準にして、後方から前方を向いて右手側を「右側」、作業台２００がある左手側を「左側」と称して説明する。

図１は、アシスト搬送装置１が搬送物１００を持ち上げた状態を後方から見た背面図である。アシスト搬送装置１は、作業者の代わりに搬送物１００を持ち上げるとともに、作業者が力を加えて搬送物１００を水平方向へ移動させる際に、その人力を補助（アシスト）するものである。
図１に示すように、アシスト搬送装置１は、上方に延びる支柱部１０を有して床面Ｒ上に設置される傾倒手段５と、支柱部１０上に設置されて右側へ延びるアーム２と、アーム２の右側に設けられた把持手段３と、アーム２に設けられた昇降用シリンダ４及びブレーキユニット６、並びにエンコーダ９（図６参照）と、昇降用シリンダ４と傾倒手段５とブレーキユニット６との動作を制御する制御部８（図８参照）と、作業者により操作される操作装置（不図示）とを備える。

アーム２は、搬送物１００を移動させるために回動するものであって、一対のアーム片１６を有するとともに左側（基部側）が支柱部１０に連結するリンク機構１３と、リンク機構１３の右側（先端側）に連結する第１アーム１８ａと、第１アーム１８ａの右側（先端側）に連結する第２アーム１８ｂとを備える。

図２（ａ）に示すように、リンク機構１３は、支柱部１０に軸支される第１回動軸１１と、第１回動軸１１上に固定された本体部１５と、左右方向に延びるとともに左側が本体部１５に連結した一対のアーム片１６と、一対のアーム片１６の右側に連結した被昇降部１７と、被昇降部１７の下方に設けられた第２回動軸１２とを備える。

第１回動軸１１は、円柱状の部材である。また、第１回動軸１１の下部が支柱部１０に回動自在に連結しており、第１回動軸１１が水平方向へ回動自在になっている。さらに、第１回動軸１１の外周面には、第１回動軸１１の外周面から径方向外向に向かって延出する円盤状の第１ブレーキ盤１１ａが形成されている。なお、第１ブレーキ盤１１ａは、第１ブレーキユニット６ａ（図１参照）を構成するものである。

本体部１５は、第１回動軸１１上に固定された直方体状の筺体であって、内部に一対のアーム片１６の左側と、昇降用シリンダ４の後記するシャフト部４ａとを収容している。
一対のアーム片１６は、左右方向（水平方向）へ延びる部材である。
一対のアーム片１６の左部が、水平回動軸１５ａ、１５ｂによって、本体部１５に対して回動自在に連結されている。そのため、図２（ｂ）に示すように、一対のアーム片１６が水平回動軸１５ａ、１５ｂ周りに回動することで、一対のアーム片１６の右側が上下方向に移動するようになっている。なお、水平回動軸１５ａ、１５ｂは、第１回動軸１１の軸線上にある。
さらに、一対のアーム片１６の左端部は、本体部１５に設けられる昇降用シリンダ４の上方近傍まで延在している。

被昇降部１７は、水平回動軸１７ａ、１７ｂによって、一対のアーム片１６の先端側が連結されている。
そのため、本体部１５と被昇降部１７と一対のアーム片１６とによりリンク機構をなして、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、一対のアーム片１６が水平回動軸１５ａ、１５ｂ周りに回動したとしても、姿勢を維持した状態で被昇降部１７が昇降されるようになっている。なお、水平回動軸１７ａ、１７ｂは、第２回動軸１２の軸線上にある。

第２回動軸１２は、円柱状の部材であって、第２回動軸１２の上部が被昇降部１７の下面に固定されている。また、第２回動軸１２の外周面には、第２回動軸１２の外周面から径方向外向に向かって延出する円盤状の第２ブレーキ盤１２ａが形成されている。なお、第２ブレーキ盤１２ａは、第２ブレーキユニット６ｂを構成するものである。

図１に示すように、第１アーム１８ａは、左右方向（水平方向）に延びる部材である。また、第１アーム１８ａの基部側（左側）が、第２回動軸１２に水平方向に回動自在に連結されている。そのため、第１アーム１８ａが第２回動軸１２を中心として回動できるようになっている（図６（ｂ）参照）。

さらに、第１アーム１８ａの先端側（右側）の下面には、下方に向かって突出する円柱状の第３回動軸１９が形成されている。
第３回動軸１９の外周面には、第３回動軸１９の外周面から径方向外向に向かって延出する円盤状の第３ブレーキ盤１９ａが形成されている。
なお、第３回動軸１９と、リンク機構１３の第１回動軸１１、第２回動軸１２とは、特許請求の範囲に記載される「鉛直回動軸」に相当する構成である。

第２アーム１８ｂは、左右方向（水平方向）に延びる部材である。
また、第２アーム１８ｂの基部側（左側）が、第３回動軸１９の下部側に水平方向に回動自在に連結されている。そのため、第２アーム１８ｂが第３回動軸１９を中心として回動できるようになっている（図６（ｂ）参照）。

把持手段３は、略直方体状の部材であって、第２アーム１８ｂの先端側（右側）に固定されている。また、把持手段３には、上下方向に貫通して、搬送物１００の上面に設けられたねじ穴（不図示）に締結するボルト（不図示）が通過可能な貫通孔（不図示）が形成されている。これにより、把持手段３の下方に搬送物１００を配置して、把持手段３の上方からボルト（不図示）の軸部を貫通孔（不図示）に挿通させて、搬送物１００に設けられたねじ穴に締結することで、搬送物１００を把持手段３により把持できる。

図２（ａ）に示すように、昇降用シリンダ４は、制御部８による制御信号によってシリンダ本体から進退自在なシャフト部４ａを有している。
また、昇降用シリンダ４は、シャフト部４ａが上下方向に進退するように、リンク機構１３の本体部１５に固定されている。
さらに、シャフト部４ａには、一対のアーム片１６の左端側に連結するクランク４ｂが設けられている。そのため、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、シャフト部４ａが上方へ進出することで、被昇降部１７を下降させることができ、シャフト部４ａが下方へ後退することで、被昇降部１７を上昇させることができる。

図３に示すように、傾倒手段５は、第１回動軸１１と第２回動軸１２と第３回動軸１９との軸線が鉛直となるように、アーム２の姿勢を保持するとともに、第１回動軸１１と第２回動軸１２と第３回動軸１９との軸線が傾倒するようにアーム２の姿勢を変更できる装置である。
傾倒手段５は、平面視矩形状の平板である台座３０と、台座３０の上方に対向配置される平面視矩形状の支持台３２と、支持台３２の上面から上方へ延在する円柱状の支柱部１０と、支持台３２の下面中央部に固定されるフリーベア３３と、台座３０と支持台３２との間に配置され４つの脚部３１ａ〜３１ｄ（図４（ａ）参照）とを備える。

フリーベア３３は、ボール３３ａと、ボール３３ａを回転自在に収容する収容部３３ｂとを備える。また、収容部３３ｂが支持台３２の下面中央部に固定されて、ボール３３ａが台座３０に当接するように設けられている。このため、フリーベア３３の上方に配置される支持台３２が、フリーベア３３によって傾倒可能に支持されている（図５参照）。さらに、支持台３２の傾倒は、フリーベア３３の中心Ｏを中心点として傾倒するようになっているため、支持台３２の上方に配置されるアーム２もフリーベア３３の中心Ｏを中心点として、傾倒（変位）するようになっている。

支柱部１０は、支持台３２に固定されて、支持台３２とともに傾倒する部材である。また、支柱部１０は、リンク機構１３の後記する第１回動軸１１を鉛直な軸線周りに回動自在に軸支している。そのため、リンク機構１３が支柱部１０を中心として回動自在になっている。そのほか、支柱部１０は、第１回動軸１１の軸線上に、フリーベア３３の中心Ｏが位置するように、第１回動軸１１を支持している。

脚部３１ａ〜３１ｄのそれぞれは、同じ構成を備えているため、これらを代表して、脚部３１ａを用いて説明し、他の脚部３１ｂ〜３１ｄについての説明は、脚部３１ａと重複する内容については省略する。
脚部３１ａは、台座３０上に設置される脚部用シリンダ３５ａと、脚部用シリンダ３５ａの上方に配置されて、脚部用シリンダ３５ａと支持台３２との間に介設するスライダ部５０ａとを備える。

脚部用シリンダ３５ａは、制御部８からの制御信号により進退自在なシャフト部４０ａを有している。また、脚部用シリンダ３５ａは、シャフト部４０ａが上方に向かって突出するように台座３０上に設置されている。そのため、シャフト部４０ａを進退させることで、脚部３１ａの上下方向長さが変位できるようになっている。なお、シャフト部４０ａの上端部４１ａが半球状に形成されている。

図４（ａ）に示すように、脚部用シリンダ３５ａとそのほかの脚部用シリンダ３５ｂ〜３５ｄとは、台座３０の角部近傍に配置されている。そのため、たとえば、台座３０の右側に配置される脚部用シリンダ３５ａ、３５ｃの上下方向長さを長くし、台座３０の左側に配置される脚部用シリンダ３５ｂ、３５ｄの上下方向長さを短くすることで、図５に示すように、支持台３２を左側へ傾倒させることができる。

なお、図３に示すように、脚部用シリンダ３５ａ〜３５ｄは、シャフト部４０ａ〜４０ｄが同じ高さにある場合、シャフト部４０ａの先端とシャフト４０ｄの先端との間が、間隔Ｆ１となっている。
一方で、図５に示すように、シャフト部４０ａ〜４０ｄの高さが異なる場合、シャフト部４０ａ〜４０ｄの先端間が、間隔Ｆ２となる。
つまり、支持台３２を傾倒させる場合に、シャフト部４０ａ〜４０ｄの先端間の距離が変化するようになっている。

スライダ部５０ａは、前述するシャフト部４０ａ〜４０ｄの先端間の距離の変化を吸収するためのものである。図３に示すように、スライダ部５０ａは、脚部用シリンダ３５ａの上方に配置される第１中間板３６ａと、第１中間板３６ａの上面に配置される第１ガイド３７ａと、第１ガイド３７ａの上方に設置される第２中間板３８ａと、第２中間板３８ａの上面に設置される第２ガイド３９ａとを備えている。

第１中間板３６ａは、平面視矩形状の板厚部材である。また、第１中間板３６ａの下面には、上方に向かって穿設されて、シャフト部４０ａが緩嵌可能な収容穴４２ａが形成されている。そして、第１中間板３６ａの収容穴４２ａに脚部用シリンダ３５ａのシャフト部４０ａが挿入することで、第１中間板３６ａが傾倒自在にシャフト部４０ａに支持されている（図５参照）。

第１ガイド３７ａは、第１中間板３６ａの上面に設置されるブロック部４４ａと、ブロック部４４ａ上を摺動するレール部４５ａとを備える。
また、図４（ｂ）に示すように、第１ガイド３７ａと、そのほかの第１ガイド３７ｂ〜３７ｄとは、レール部４５ａ〜４５ｄの摺動方向が前後方向となっており、同じ方向へ摺動可能となっている。

図３に示すように、第２中間板３８ａは、平面視矩形状の板材である。また、第２中間板３８ａの下面に、第１ガイド３７ａのレール部４５ａの上部が固定されて、第２中間板３８ａがレール部４５ａ上に前後方向へ移動自在に支持されている

第２ガイド３９ａは、第２中間板３８ａの上面に固定されるブロック部４６ａと、ブロック部４６ａ上を摺動するレール部４７ａとを備えている。また、レール部４７ａの上部が支持台３２の下面に固定されている。
そして、図４（ｃ）に示すように、第２ガイド３９ａと、そのほかの第２ガイド３９ｂ〜３９ｄとは、レール部４７ａ〜４７ｄの摺動方向が左右方向となっており、同じ方向へ摺動可能となっている。

上記したスライダ部５０ａ〜５０ｄによれば、脚部用シリンダ３５ａ〜３５ｄのシャフト部４０ａ〜４０ｄの先端間の距離が変化したとしても、スライダ部５０ａ〜５０ｄのそれぞれが前後方向又は左右方向に移動して、シャフト部４０ａ〜４０ｄの先端間の距離の変化を吸収できるため、支持台３２が歪むことを回避できる。

図１に示すように、ブレーキユニット６は、第１回動軸１１周りに回動する一対のアーム片１６を停止させる第１ブレーキユニット６ａと、第２回動軸１２周りに回動する第１アーム１８ａを停止させる第２ブレーキユニット６ｂ、第３回動軸１９周りに回動する第２アーム１８ｂを停止させる第３ブレーキユニット６ｃとを備えている。
なお、第１ブレーキユニット６ａ〜第３ブレーキユニット６ｃのそれぞれは、同じ構成を備えているため、これらを代表して、第１ブレーキユニット６ａを用いて説明する。

第１ブレーキユニット６ａは、第１回動軸１１の外周面に設けられた第１ブレーキ盤１１ａと、第１ブレーキ盤１１ａを上下方向から挟持可能なブレーキパッド２０ａと、ブレーキパッド２０ａを駆動させるシリンダ（不図示）とを備える。なお、シリンダ（不図示）は、制御部８から送信される制御信号によって動作が制御されている。

図６に示すように、エンコーダ９は、アーム２の原点姿勢状態を基準として、回動軸の回転角度を検出するセンサであって、検出した回動角度を制御部８に送信している。
なお、原点姿勢状態とは、図７（ａ）で示すように、傾倒手段５が傾倒することなく支柱部１０が鉛直方向に延びて、リンク機構１３の一対のアーム片１６が水平状態となっており、さらに、図７（ｂ）で示すように、支柱部１０に対して、リンク機構１３の一対のアーム片１６と第１アーム１８ａと第２アーム１８ｂとのそれぞれ基部側が左側を向くとともに、先端側が右側を向き、一対のアーム片１６と第１アーム１８ａと第２アーム１８ｂとが左右方向に一直線となる状態を示す。

図６（ａ）に示すように、エンコーダ９は、第１エンコーダ９ａ〜第４エンコーダ９ｄを備える。そして、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、第１エンコーダ９ａは、第１回動軸１１に連結して第１回動軸１１の変位θ_２を測定することで、原点姿勢状態の場合に比べて、リンク機構１３の一対のアーム片１６が前方側に向かってどの程度回動したかを検出している。

第２エンコーダ９ｂは、平回動軸１５ａに連結して水平回動軸１５ａの変位θ_３を測定することで、原点姿勢状態の場合に比べて、リンク機構１３の一対のアーム片１６の上方に向かってどの程度回動したかを検出している。なお、第２エンコーダ９ｂが特許請求の範囲に記載される「第２回動角度検出手段」に相当する構成である。

第３エンコーダ９ｃは、第２回動軸１２に連結して第２回動軸１２の変位θ_４を測定することで、原点姿勢状態の場合に比べて（リンク機構１３の一対のアーム片１６に対して）、第１アーム１８ａが前方側にどの程度回動したかを検出している。
また、第４エンコーダ９ｄは、第３回動軸１９に連結して第３回動軸１９の変位θ_５を測定することで、原点姿勢状態の場合に比べて（第１アーム１８ａに対して）、第２アーム１８ｂが前方側にどの程度回動したかを検出している。
なお、第１エンコーダ９ａと、第３エンコーダ９ｃと、第４エンコーダ９ｄとが特許請求の範囲に記載される「第１回動角度検出手段」に相当する構成である。

図示しない操作装置は、搬送開始と、搬送終了と、ブレーキユニット６によるブレーキ起動（回動停止）及びブレーキ解除（回動可能）と、を指示するためのスイッチと、把持手段３の高さを調整できるレバーとを備えており、スイッチ及びレバーが操作された場合に信号が制御部８に送信される。

図８に示すように、制御部８は、情報を記憶する記憶部８ａと、搬送物１００の位置を算出する位置算出部８ｂと、昇降用シリンダ４と傾倒手段５とブレーキユニット６とのそれぞれに制御信号を送信する指示部８ｃと、を備える。

記憶部８ａは、把持手段３と搬送物１００の大きさに関する情報と、支柱部１０の傾倒角度θ_１（図１１（ａ）を参照）と、下記の式（１）と、式（２）とを記憶している。
なお、支柱部１０の傾倒角度θ_１は、傾倒手段５を傾倒させて支柱部１０の傾倒角度θ_１を計測する実験等により予め測定された値である。

図７（ａ）に示すように、式（１）に表記されるｄ_１は、床面Ｒからフリーベア３３の中心Ｏまでの高さ、ｄ_２は、フリーベア３３の中心Ｏから水平回動軸１５ａまでの高さ、ｄ_３は、水平回動軸１７ａから第１アーム１８ａの下端までの高さ、ｄ_４は、第１アーム１８ａの下端から第２アーム１８ｂの下端までの高さである。
なお、高さにおいて、下方から上方に向かって測るｄ_１とｄ_２とは、ｄ_１＞０、ｄ_２＞０であり、上方から下方に向かって測るｄ_３とｄ_４とは、ｄ_３＜０、ｄ_４＜０となる。
また、Ｌ_２は、水平回動軸１５ａから水平回動軸１７ａまでの距離であり、Ｌ_３は、第２回動軸１２が回転する中心軸から第３回動軸１９が回転する中心軸までの距離、Ｌ_４は、第３回動軸１９が回転する中心軸から第２アーム１８ｂの右端までの距離である。

位置算出部８ｂは、記憶部８ａに記憶される式（１）に、記憶部に記憶された支柱部１０の傾倒角度θ_１と、第１エンコーダ９ａ〜第４エンコーダ９ｄから送信される変位量θ_２〜θ_５を代入して、搬送物１００の現在位置の算出を行っている。

なお、算出されるｘは、フリーベア３３の中心Ｏを基準として、第２アーム１８ｂの右側下端部が、左右方向のどの位置にあるかを示すものである。なお、ｘ＞０の場合は、第１回動軸１１よりも右側に位置し、ｘ＜０の場合は、第１回動軸１１の左側に位置している。
算出されるｙは、フリーベア３３の中心Ｏを基準として、第２アーム１８ｂの右側下端部が、前後方向のどの位置にあるかを示すものである。なお、ｙ＞０の場合は、第１回動軸１１よりも前側に位置し、ｘ＜０の場合は、第１回動軸１１の後側に位置している。
算出されるＺは、床面Ｒを基準に第２アーム１８ｂの右側下端部が、上下方向のどの位置（高さ）にあるかを示すものである。

指示部８ｃは、作業者により操作された操作装置の信号を受けて、昇降用シリンダ４と傾倒手段５とブレーキユニット６とに制御信号を送信している。なお、指示部８ｃの内容については、アシスト搬送装置１の使用方法と併せて説明する。

次に、アシスト搬送装置１の使用方法について、図面を参照しながら説明する。

まず、把持手段３に搬送物１００を把持させるために、作業者は、把持手段３の下面が搬送物１００の上面に当接する程度の高さとなるように、操作装置（不図示）のレバーを操作する。そして、操作装置（不図示）の信号を受けた制御部８が、指示を受けた高さとなるように昇降用シリンダ４に制御信号を送信する。
これにより、昇降用シリンダ４がシャフト部４ａを上方に進出して、搬送物１００の上面に把持手段３の下面を当接する。

つぎに、作業者は、図示しないボルトを把持手段３の貫通孔（不図示）を貫通させるとともに、搬送物１００の締結穴（不図示）に締結させて、把持手段３に搬送物１００を把持させる。
ここで、把持手段３の貫通孔（不図示）と、搬送物１００の締結穴（不図示）とがずれている場合には、作業者は、操作装置（不図示）のブレーキユニット６のブレーキ解除のスイッチを入れる。そして、ブレーキユニット６のブレーキ解除の信号を受けた制御部８は、ブレーキユニット６のブレーキを解除するための制御信号をブレーキユニット６に送信する。
これにより、第１回動軸１１〜第３回動軸１９が回動自在となって、把持手段３を水平方向へ移動させることができ、把持手段３の位置を微調整できる。なお、作業者は、把持手段３の位置を微調整した後、ブレーキユニット６のブレーキ起動（回動停止）のスイッチを入れて、第１回動軸１１〜第３回動軸１９が回動しないようにする。

つぎに、作業者は、操作装置（不図示）の搬送開始のスイッチを入れる。
そして、制御部８は、搬送物１００を所定の高さまで持ち上がるように、昇降用シリンダ４に制御信号を送信する。なお、制御部８の位置算出部８ｂにより算出される位置は、第２アーム１８ｂの右側下端部の位置であるが、指示部８ｃは、記憶部８ａに記憶される把持手段３と搬送物１００の大きさに関する情報から、搬送物１００の位置を把握する。

そして、制御部８から制御信号を受けた昇降用シリンダ４が駆動することで、図１０（ａ）に示すように、搬送物１００が所定の高さまで持ち上げられる。
なお、ここでいう所定の高さとは、傾倒したアーム２が作業台２００に向かって回動した場合に、搬送物１００が作業台２００よりも上方に位置できる高さをいう（図１１（ａ）参照）。

つぎに、搬送物１００が所定の高さまで持ち上がった後に、図９（ａ）に示すように、前方側に配置される作業台２００に向かって搬送物１００を搬送させるため、制御部８は、アーム２が前方側へ傾倒するように、傾倒手段５に制御信号を送信する。これにより、図１０（ｂ）に示すように、傾倒手段５が前方側へ傾倒することで、アーム２が前方側へ傾倒した状態となる。

つぎに、制御部８は、第１回動軸１１が回動自在となるように、第１ブレーキユニット６ａに制御信号を送信する。
そして、作業者は、図１０（ｂ）に示すように、搬送物１００が前方側へ向かうように、搬送物１００に力Ｇ１を加える。
ここで、アーム２の傾倒により、第１回動軸１１も前方側に向かって傾倒している。よって、搬送物１００の重みと把持手段３の重みとアーム２の自重とが、アーム２を第１回動軸１１周りで回動させるように作用することとなる。
よって、アーム２には、搬送物１００等の重みが作業者による搬送物１００の搬送を補助（アシスト）するように作用することとなる。
そして、作業者が加える力と搬送物１００等の重みとが作用するアーム２は、図１０（ｃ）の矢印Ｇ２で示す方向に向かうように、第１回動軸１１回りで回動する。

そして、図１１（ａ）に示すように、第１回動軸１１回りでの回動により搬送物１００が作業台２００の上方に位置した場合、制御部８は、第１回動軸１１の回動を停止させるために、第１ブレーキユニット６ａに制御信号を送信するとともに、アーム２の傾倒状態を解除させるために、傾倒手段５に制御信号を送信する。これにより、図１１（ｂ）に示すように、アーム２の第１回動軸１１が鉛直となる。

つぎに、制御部８は、搬送物１００が部品２０１上に載置されるように、昇降用シリンダ４に制御用信号を送信する。そして、制御信号を受けた昇降用シリンダ４がリンク機構１３の被昇降部１５ｃを下降させるように駆動する。これにより、図１１（ｃ）に示すように、搬送物１００が作業台２００の部品２０１上に載置される。
そして、作業者が、搬送物１００を締結するボルトを取り外すことで、搬送作業が終了する。

つぎに、作業者は、アーム２を元の位置に復帰させるために、操作装置（不図示）の搬送終了のスイッチを入れる。
これにより、制御部８から制御信号により、アーム２が所定の高さまで、持ち上げられるとともに、第１ブレーキユニット６ａによる回動停止が解除されて、第１回動軸１１が回動可能になる。
つぎに、作業者は、力を加えることで、アーム２を回動させ把持手段３が搬送物１００を把持した位置の上方へ復帰させる。そして、制御部８の制御信号によって、第１ブレーキユニット６ａが第１回動軸１１の回動停止されて復帰作業が終了する。
つぎに、指示部８ｃは、アーム２が、所定の位置にある場合に、第１ブレーキユニット６ａに制御信号を送信して、第１回動軸１１の回動を停止させて、復帰作業を終了する。なお、ここでいう所定の位置とは、図９（ａ）に示すように、搬送物１００を把持した位置の上方である。

以上、実施形態のアシスト搬送装置１によれば、昇降用シリンダ４が駆動することで搬送物１００が昇降できるため、搬送物１００を持ち上げる作業者の負担を軽減させることができる。
また、作業者が搬送物１００を搬送する際に、搬送物１００の荷重により第１回動軸１１が回動するような力が作用するため、搬送する作業者の負担を軽減させることができる。つまり、実施形態にアシスト搬送装置１によれば、モータを使用しなくとも、搬送物１００の搬送をアシストすることができる。

また、実施形態のアシスト搬送装置１によれば、モータに比べて制動性が高い第１ブレーキユニット６ａ〜第３ブレーキユニット６ｃにより第１回動軸１１〜第３回動軸１９が制動されるため、重量が大きい搬送物１００であっても確実に制動させることができ、安全性を高めることができる。

また、実施形態にアシスト搬送装置１によれば、モータの不使用、及び、モータの暴走防止用の安全設備等の付帯設備の不要化により、アシスト搬送装置１の軽量化およびコンパクト化が図れる。

以上、本実施形態に係るアシスト搬送装置１について説明したが、本発明は、実施形態で説明した例に限定されるものではない。

アシスト搬送装置１の使用方法では、第１回動軸１１周りにリンク機構１３が回動する例を説明したが、本発明はこれに限定されない。
たとえば、第２ブレーキユニット６ｂと第３ブレーキユニット６ｃのブレーキを解除させて、図８（ｂ）に示すように、リンク機構１３を第１回動軸１１回りに回動させるとともに、第２回動軸１２周りに第１アーム１８ａを回動させ、さらに第３回動軸１９周りに第２アーム１８ｂを回動させてもよい。
これによれば、第１回動軸１１の中心から搬送物１００までの距離、つまり、第１回動軸１１を中心として回動する搬送物１００の回動方向に対する径方向長さを変更することができる。

また、たとえば、実施形態に係るアシスト搬送装置１によれば、昇降用シリンダ４の昇降について、制御部８により制御されていたが、昇降用シリンダ４を、作業者が操作する操作装置（不図示）の信号を直接受けて、作業者の所望する高さとなるように構成してもよい。
また、実施形態によれば、傾倒手段５の傾倒する方向については、制御部８により制御されていたが、作業者が操作する操作装置（不図示）に傾倒方向を決定するレバーを設け、作業者がそのレバーを操作することで、傾倒手段５が傾倒するように構成してもよい。
さらに、第１ブレーキユニット６ａ〜第３ブレーキユニット６ｃにより回動を停止するか否かについて、制御部８により制御されていたが、作業者の足元に踏み込むことで、第１ブレーキユニット６ａ〜第３ブレーキユニット６ｃの駆動（回動停止）とその駆動停止（回動停止の解除）を決定できるペダルを設けてもよい。これによれば、作業者がペダルを踏み込むことで、第１回動軸１１〜第３回動軸１９が回動できる。
つまり、本発明は、上述した構成によれば、制御部８を備えなくても、搬送物１００を搬送することができるものである。

また、図３に示すように、実施形態の傾倒手段５によれば、脚部３１ａ〜３１ｄを備えていたが、本発明はこれに限定されるものでない。たとえば、図１２に示すように、上下方向に進退自在なシャフト部１４９ａを有する脚部用シリンダ１３５ａと、連結部１５０ａとを備える脚部１３１ａであってもよい。

連結部１５０ａは、第１中間板１３６ａと、第１中間板１３６ａの上面と支持台３２の下面に当接する傾倒部材１３８ａと、傾倒部材１３８ａが傾倒自在に支持する下部ケース１３７ａ、上部ケース１３９ａとを備える。

変形例に係る第１中間板１３６ａは、平面視矩形状に板部材である。また、第１中間板１３６ａの下面に脚部用シリンダ１３５ａのシャフト部１４９ａの上端が固定されることで、第１中間板１３６ａが脚部用シリンダ１３５ａに支持されている。

また、傾倒部材１３８ａは、上下方向に延びて円柱状の軸部１４０ａと、軸部１４０ａの上下両端に形成された球状の下方球部１４１ａ、上方球部１４２ａとを備える。
下部ケース１３７ａと上部ケース１３９ａとのそれぞれは、第１中間板１３６ａ又は支持台３２に固定されて、下方球部１４１ａ又は上方球部１４２ａを傾倒自在に支持する部材である。

図１３に示すように、上記構成によれば、右側に配置される脚部１３１ａのシャフト部１４９ａが上方に向かって進出する一方で、左側に配置される脚部１３１ｂのシャフト１４９ｂが下方へ進退することで、支持台３２が左側へ傾倒するため、アーム２を傾倒させることができる。

なお、変形例においても、シャフト部１４９ａ、１４９ｂ同士の高さが異なると、シャフト部１４９ａ、１４９ｂの上端部間の距離が変化するが、変形例の構成によれば、傾倒部材１３８ａ、１３８ｂのそれぞれの傾倒する程度が異なることで、傾倒部材１３８ａの下方球部１４１ａと、傾倒部材１３８ｂの下方球部１４１ｂとの間隔Ｆ３が変化する。
そのため、シャフト部１４９ａ、１４９ｂの上端部間の距離の変化を吸収でき、支持台３２が歪むという問題は生じない。

１アシスト搬送装置
２アーム
３把持手段
４昇降用シリンダ
５傾倒手段
６（６ａ、６ｂ、６ｃ）ブレーキユニット
８制御部
９（９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｃ）エンコーダ
１１第１回動軸（鉛直回動軸）
１２第２回動軸（鉛直回動軸）
１３リンク機構
１６一対のアーム
１５ａ、１５ｂ、１７ａ、１７ｂ水平回動軸
１８ａ第１アーム
１８ｂ第２アーム
１９第３回動軸（鉛直回動軸）
３１ａ〜３１ｄ、１３１ａ、１３１ｂ脚部
３２支持台
３５ａ〜３５ｄ、１３５ａ、１３５ｂ脚部用シリンダ
５０ａ〜５０ｄ、スライダ部
１５０ａ、１５０ｂ連結部
１００搬送物
２００作業台

Claims

鉛直な軸線方向に延びる鉛直回動軸と、
基部側が前記鉛直回動軸に回動自在に連結されて水平方向に延びるアームと、
を備え、
前記アームが前記鉛直回動軸周りに回動することで、前記アームの先端側に設けられた
被移動物を水平方向へ移動させる移動装置であって、
前記被移動物を移動させる方向に前記鉛直回動軸を傾倒させ、前記被移動物及び前記アームの自重により前記アームを回動させる傾倒手段を備えることを特徴する移動装置。
前記傾倒手段は、前記鉛直回動軸を支持する水平な支持台と、前記支持台を支持する複数の脚部とを備え、
前記脚部のそれぞれは、上下方向長さが変位可能な脚部用シリンダを備えることを特徴とする請求項１に記載の移動装置。
前記鉛直回動軸周りに回動する前記アームを制動するブレーキユニットを備えることを特徴とする請求項２に記載の移動装置。
前記鉛直回動軸周りに回動する前記アームの第１回動角度を検出する第１回動角度検出手段と、
前記傾倒手段及び前記ブレーキユニットを制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、
前記第１回動角度検出手段が検出する前記第１回動角度と、前記脚部用シリンダの変位量に基づいて算出された前記鉛直回動軸の傾倒角度とに基づいて、前記被移動物の位置を算出し、
前記被移動物が所定位置で停止するように、前記ブレーキユニットを制御することを特徴とする請求項３に記載の移動装置。
前記アームは、水平方向に延びる一対のアーム片と、水平方向に延びて前記一対のアーム片を回動自在に連結する水平回動軸とを有するリンク機構を備え、
前記一対のアーム片の基部側に連結して、前記アームの先端側を昇降させる昇降用シリンダを備えることを特徴とする請求項４に記載の移動装置。
前記水平回動軸周りに回動する前記一対のアーム片の第２回動角度を検出する第２回動角度検出手段を備え、
前記制御手段は、
前記第１回動角度と、前記傾倒角度と、前記第２回動角度検出手段の検出する前記第２回動角度に基づいて、前記被移動物の位置を算出し、
前記被移動物が所定位置で停止するように、前記ブレーキユニットを制御することを特徴とする請求項５に記載の移動装置。