JP6708679B2 - ロボットの関節軸構造およびロボット - Google Patents
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Description
この関節軸構造においては、手首ユニットに連結されるリング状の出力ハイポイドギヤが、前腕の長手軸と同軸に軸受によって回転可能に前腕の基端部に支持されている。そして、入力ハイポイドギヤをハウジング部材に回転可能に支持させるとともに、モータおよびモータの回転を減速して入力ハイポイドギヤに伝達する歯車をハウジング部材に支持させたユニットを、前腕を構成する部品の基端側の側面に取り付けることにより、入力ハイポイドギヤと出力ハイポイドギヤとを噛み合わせている。
より高トルクのモータを採用すると、モータの全長が長くなってロボットの外形が変化する。ロボットの外形が変化すると、周辺機器との干渉が大きくなり、設置や動作可能範囲の制約が生じる場合が発生する。一方、減速比を変更する場合にはロボットの外形変化は少なくて済むが、歯車の大きさや数が変化するため、前腕を構成する部品の形状から変更する必要があり、多種の部品の設計および管理が必要となる。
この構成により、一の減速比の歯車を有する歯車組立体を第1関節部材に取り付けると、歯車の第2接合面から突出する部分が第1接合面に設けられた凹部に収容されて、第1接合面と第2接合面とを密着させることができる。これにより、ハウジング部材の第2軸線方向の厚さを抑えることができる。
この構成により、一の歯車組立体を取り外して他の歯車組立体を第1関節部材に取り付けることができる。これにより、可搬重量のより大きいアプリケーションに対応可能なロボットに容易に改造することができる。改造に際して第1関節部材の追加の加工が不要であり、現場において歯車組立体を交換して、可搬重量の増大を容易に図ることができる。
また、本発明の他の態様は、上記いずれかの関節軸構造を有する少なくとも1つの関節を備えるロボットである。
本実施形態に係るロボット1は、図1に示されるように、直立多関節型ロボットである。このロボット1は、被設置面、例えば、床面に設置されるベース2と、鉛直な第1の軸線A回りにベース2に対して回転可能な旋回胴3と、水平な第2の軸線B回りに旋回胴3に対して揺動可能な第1アーム4と、第1アーム4の先端に、水平な第3の軸線C回りに第1アーム4に対して揺動可能な前腕(第1関節部材)5と、前腕5の先端に第3の軸線Cに直交する平面に沿って延びる第4の軸線(第1軸線)D回りに回転可能に設けられた円筒状の第2アーム(第2関節部材)6と、第2アーム6の先端に、第4の軸線Dに直交する第5の軸線E回りに揺動可能に設けられた第2手首要素7と、第5の軸線Eに直交する第6の軸線回りに回転可能に設けられた第3手首要素8とを備えている。
大歯車23を備える入力ハイポイドギヤ19および小歯車22を備えるモータ13がハウジング部材18に取り付けられた状態では、入力ハイポイドギヤ19、大歯車23および小歯車22の少なくとも一部が第2接合面17に直交する方向に突出して配置される。
そして、この場合に、ハウジング部材33の第2接合面17には、図4に示されるように、小歯車22、大歯車23および2段歯車29を露出させる形状の開口部32が設けられる。
本実施形態に係るロボット1において、前腕5に対して第2アーム6を第4の軸線D回りに回転させるときには、モータ13を作動させる。
歯車組立体12を交換するには、第2アーム6をトルクが最小となる角度まで回転させた状態で、モータ13をハウジング部材18から取り外し、ハウジング部材18を前腕5に固定しているボルトを取り外して、歯車組立体12を前腕5から取り外す。
また、歯車群21を構成する歯車22,23として平歯車を例示したが、他の任意の歯車を採用してもよい。
5 前腕(第1関節部材)
6 第2アーム(第2関節部材)
10 関節軸構造
11 出力ハイポイドギヤ
12 歯車組立体
13 モータ
14 第1接合面
16 凹部(第1凹部、第2凹部)
17 第2接合面
18,33 ハウジング部材
19 入力ハイポイドギヤ
21 歯車群(歯車)
22 小歯車(歯車)
23 大歯車(歯車)
D 第4の軸線(第1軸線)
G 軸線(第2軸線)
Claims (4)
- 第1関節部材と、
該第1関節部材に第1軸線回りに回転可能に支持された第2関節部材と、
該第2関節部材に固定され前記第1軸線と同軸に配置されたリング状の出力ハイポイドギヤと、
前記第1関節部材に取り付けられる
歯車組立体と、
該歯車組立体に取り付けられるモータとを備え、
前記歯車組立体が、前記第1関節部材の第1接合面にボルトによって密着状態に固定される第2接合面を備えるハウジング部材と、該ハウジング部材に第2軸線回りに回転可能に支持された入力ハイポイドギヤと、前記モータの回転を減速して前記入力ハイポイドギヤに伝達する歯車とを備え、
前記第1接合面が、前記第1軸線に平行であり、
前記第2接合面が、前記第2軸線に直交し、
前記入力ハイポイドギヤは、前記ハウジング部材が前記第1関節部材に固定されたときに、前記出力ハイポイドギヤに噛み合う位置に配置され、
前記ボルトが、想定される複数種類の減速比の全ての前記歯車よりも径方向外側において締結されるロボットの関節軸構造。 - 前記歯車の少なくとも一部が前記第2接合面から突出し、
前記第1接合面に、少なくとも1種類の前記歯車を収容可能な凹部を備え、
前記第1関節部材が、減速比の異なる複数種類の前記歯車を収容可能に前記凹部を追加工可能な形状を有している請求項1に記載のロボットの関節軸構造。 - 前記歯車の少なくとも一部が前記第2接合面から突出し、
前記第1接合面に、想定される複数種類の減速比の全ての前記歯車を収容可能な凹部を備える請求項1に記載のロボットの関節軸構造。 - 請求項1から請求項3のいずれかに記載の関節軸構造を有する少なくとも1つの関節を備えるロボット。
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