JP6944008B1 - Working robot - Google Patents
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Abstract
【課題】少ない軸数で広い作業範囲をカバーするとともに、小出力のモータで作業を行えるようにした、安価かつ省エネルギーな作業ロボットを提供することにある。【解決手段】支持フレームと、その支持フレームに支持された1本または複数本の腕部とを具える作業ロボットであって、前記各腕部は、水平に揺動する上腕と、その上腕の先端部で水平に揺動する肘部と、その肘部に支持されて上下に揺動する前腕と、その前腕の先端部に支持された手首部に支持されて水平に回動するエンドエフェクタ装着部とを具え、肘部に固定された後リンクと手首部に固定された前リンクと前腕に並行に配置された連結リンクと前腕とにより肘部と手首部との間で構成されるパラレルリンク機構と、その後リンクの先端部と前リンクの基端部との間もしくは、後リンクの基端部と前リンクの先端部との間に配置されて前リンクを後リンクに対し常時上方へ付勢するスプリングと、を具えている。【選択図】図1PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inexpensive and energy-saving work robot capable of covering a wide work range with a small number of axes and performing work with a small output motor. SOLUTION: The work robot includes a support frame and one or a plurality of arms supported by the support frame, and each of the arms is a forearm swinging horizontally and a forearm thereof. An elbow that swings horizontally at the tip, a forearm that swings up and down supported by the elbow, and an end effector that rotates horizontally supported by the wrist supported by the tip of the forearm A parallel link consisting of a rear link fixed to the elbow, a front link fixed to the wrist, a connecting link arranged in parallel with the forearm, and a forearm, which are formed between the elbow and the wrist. It is placed between the mechanism and the tip of the rear link and the base of the front link, or between the base of the rear link and the tip of the front link, and the front link is always attached upward with respect to the rear link. It has a spring and a force. [Selection diagram] Fig. 1
Description
本発明は、少ない軸数で広い作業範囲をカバーするとともに、小出力のモータで作業を行えるようにした、安価かつ省エネルギーな作業ロボットに関するものである。 The present invention relates to an inexpensive and energy-saving work robot that covers a wide work range with a small number of axes and enables work with a small output motor.
作業ロボットとしては、従来から種々のものが知られており、例えば非特許文献1に記載の作業ロボットは、腕の中間部を、旋回モータで垂直軸線回りに回動させる肩部で水平に進退移動可能に支持するとともに、モータで進退駆動し、その腕の手首部に設けた、互いに平行な上リンクと下リンクとを持つパラレルリンク機構で、エンドエフェクタとしてのハンドを水平姿勢のまま昇降移動可能に支持し、そのパラレルリンク機構の上リンクの基部を、手首部に設けたモータで水平軸線回りに揺動させて、ハンドを昇降移動させるようにしている。
Various types of work robots have been conventionally known. For example, in the work robot described in Non-Patent
また、特許文献1に記載の作業ロボットは、旋回モータで垂直軸周りに回動させる胴体の上端部に上腕の基部と下リンクの基部とを水平軸周りに同軸に配置してそれぞれモータで回動させ、上腕と平行に位置するように後リンクを配置し、下リンクの先端部に後リンクの基部を水平軸線回りに揺動可能に連結するとともに、下リンクと平行に位置するように前腕を配置し、上腕の先端部と後リンクの先端部とに前腕をそれぞれ水平軸線回りに揺動可能に連結して、上腕と後リンクおよび、下リンクと前腕でパラレルリンク機構を構成し、後リンクの基部からの延長部を、スプリングを介して胴体の下端部に連結して、そのスプリングにより後リンクを下方に付勢することで、前腕先端部に加わるハンドや手首部の重量を補償している。
Further, in the work robot described in
しかしながら、非特許文献1記載の作業ロボットは、手首部に設けたパラレルリンク機構で、簡易な構成によりハンドを水平に維持したまま昇降移動させ得るようにしているが、肩部でハンドや手首部の重量を支持しつつ腕を進退移動せる必要があるために、肩部の構成が複雑になり、さらに、ハンドや手首部の重量を駆動するために、大出力のモータが必要になるという問題がある。
However, the work robot described in Non-Patent
また、特許文献1記載の作業ロボットは、スプリングを胴体と後リンクとの間に配置しているため、後リンクが水平等の一定角度を維持してスプリングの長さが一定になっていても、上腕が前傾するに従いハンドや手首部の重量によるモーメントの腕が伸び、それらの重量をスプリングで十分に補償することができないという問題がある。
Further, in the work robot described in
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、パラレルリンク機構とスプリングとを具え、少ない軸数で広い作業範囲をカバーするとともに、小出力のモータで作業を行えるようにした、安価かつ省エネルギーな作業ロボットを提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above problems, and is inexpensive and includes a parallel link mechanism and a spring to cover a wide working range with a small number of shafts and to perform work with a small output motor. The purpose is to provide energy-saving work robots.
上記課題を有利に解決する本発明の作業ロボットは、
支持フレームと、その支持フレームに支持された1本または複数本の腕部とを具える作業ロボットにおいて、
前記1本または複数本の腕部は各々、
第1の垂直軸線周りに揺動可能に前記支持フレームに基部を支持された箱型閉断面形状の上腕と、
前記上腕の基部に収納されて前記上腕を前記第1の垂直軸線周りに水平に揺動させる上腕水平駆動モータと、
第2の垂直軸線周りに揺動可能に前記上腕の先端部に支持された肘部と、
前記上腕の先端部に設けられて前記肘部を前記第2の垂直軸線周りに水平に回動させる肘部水平駆動モータと、
第1の水平軸線周りに揺動可能に前記肘部に基部を支持された箱型閉断面形状の前腕と、
前記肘部に搭載されて前記前腕を前記第1の水平軸線周りに上下に揺動させる前腕上下駆動モータと、
第2の水平軸線周りに揺動可能に前記前腕の先端部に支持されるとともにエンドエフェクタ装着部を第3の垂直軸線周りに回動可能に支持する手首部と、
前記エンドエフェクタ装着部を第3の垂直軸線周りに水平に回動させるエンドエフェクタ装着部水平駆動モータと、
前記肘部に基部を固定されて上下方向に延在する後リンクと、
前記手首部に基部を固定されて前記後リンクと平行に上下方向に延在する前リンクと、
前記後リンクに後端部を揺動可能に接続されるとともに前記前リンクに前端部を揺動可能に接続されて前記前腕と平行に延在し、前記後リンクと前記前リンクと前記前腕と一緒にパラレルリンク機構を構成する連結リンクと、
前記後リンクの先端部と前記前リンクの基端部との間もしくは、前記後リンクの基端部と前記前リンクの先端部との間に配置されて前記前リンクを前記後リンクに対し常時上方へ付勢するスプリングと、
を具えることを特徴としている。
The work robot of the present invention that advantageously solves the above problems
In a work robot having a support frame and one or more arms supported by the support frame.
Each of the one or more arms
A box-shaped closed cross-sectional upper arm whose base is supported by the support frame so as to be swingable around the first vertical axis.
An upper arm horizontal drive motor that is housed in the base of the upper arm and swings the upper arm horizontally around the first vertical axis.
An elbow that is supported by the tip of the upper arm so that it can swing around the second vertical axis.
An elbow horizontal drive motor provided at the tip of the upper arm and rotating the elbow horizontally around the second vertical axis.
A box-shaped closed cross-sectional forearm whose base is supported by the elbow so as to swing around the first horizontal axis.
A forearm vertical drive motor mounted on the elbow and swinging the forearm up and down around the first horizontal axis.
A wrist portion that is rotatably supported by the tip of the forearm around the second horizontal axis and rotatably supports the end effector mounting portion around the third vertical axis.
An end effector mounting part horizontal drive motor that rotates the end effector mounting part horizontally around a third vertical axis, and
A rear link whose base is fixed to the elbow and extends in the vertical direction,
A front link whose base is fixed to the wrist and extends in the vertical direction in parallel with the rear link.
The rear end is swingably connected to the rear link and the front end is swingably connected to the front link so as to extend parallel to the forearm, and the rear link, the front link, and the forearm. The connecting links that together form the parallel link mechanism,
The front link is always arranged with respect to the rear link by being arranged between the tip of the rear link and the base end of the front link or between the base end of the rear link and the tip of the front link. A spring that urges upward and
It is characterized by having.
本発明の作業ロボットにあっては、支持フレームに支持された1本または複数本の腕部が各々、第1の垂直軸線周りに揺動可能に支持フレームに基部を支持された箱型閉断面形状の上腕を、上腕の基部に収納された上腕水平駆動モータで第1の垂直軸線周りに水平に揺動させ、その上腕の先端部に第2の垂直軸線周りに揺動可能に支持された肘部を、上腕の先端部に設けられた肘部水平駆動モータで第2の垂直軸線周りに水平に回動させることで、その肘部に第1の水平軸線周りに揺動可能に基部を支持された箱型閉断面形状の前腕を上腕に対し水平に揺動させ、その前腕を肘部に搭載された前腕上下駆動モータで第1の水平軸線周りに上下に揺動させ、その前腕の先端部に第2の水平軸線周りに揺動可能に支持された手首部に第3の垂直軸線周りに回動可能に支持されたエンドエフェクタ装着部を、エンドエフェクタ装着部水平駆動モータで第3の垂直軸線周りに水平に回動させて、そこに装着したエンドエフェクタを任意の向きに向け、そのエンドエフェクタを用いて作業対象物に対する作業を行う。 In the working robot of the present invention, a box-shaped closed cross section in which one or a plurality of arms supported by a support frame each has a base supported by a support frame so as to be swingable around a first vertical axis. The shape of the upper arm was oscillated horizontally around the first vertical axis by an upper arm horizontal drive motor housed in the base of the upper arm, and was supported by the tip of the upper arm so as to be swingable around the second vertical axis. By rotating the elbow horizontally around the second vertical axis with an elbow horizontal drive motor provided at the tip of the upper arm, the base can be swung around the first horizontal axis on the elbow. A supported box-shaped closed-section forearm is swung horizontally with respect to the upper arm, and the forearm is swung up and down around the first horizontal axis by a forearm up-and-down drive motor mounted on the elbow. The end effector mounting portion rotatably supported around the third vertical axis on the wrist portion oscillatingly supported around the second horizontal axis at the tip is attached to the end effector mounting portion by the horizontal drive motor. The end effector mounted on the end effector is rotated horizontally around the vertical axis of the above, and the end effector is used to perform work on a work object.
そしてその前腕を前腕上下駆動モータで上下に揺動させる際、肘部に基部を固定されて上下方向に延在する後リンクと、手首部に基部を固定されて後リンクと平行に上下方向に延在する前リンクと、後リンクに後端部を揺動可能に接続されるとともに前リンクに前端部を揺動可能に接続されて前腕と平行に延在する連結リンクとが、肘部と手首部との間でパラレルリンク機構を構成しているので、後リンクに対する前リンクの平行および、前腕に対する連結リンクの平行を維持したまま前腕が上下に揺動し、前リンクの基部を固定された手首部ひいてはそこにエンドエフェクタ装着部を介して支持したエンドエフェクタも後リンクと平行に上下移動する。 Then, when the forearm is swung up and down by the forearm vertical drive motor, the rear link is fixed to the elbow and extends in the vertical direction, and the base is fixed to the wrist and is parallel to the rear link in the vertical direction. The extending front link and the connecting link that is swingably connected to the rear link at the rear end and swingably connected to the front end and extends parallel to the forearm are the elbow. Since a parallel link mechanism is formed between the wrist and the wrist, the forearm swings up and down while maintaining the parallelism of the front link with respect to the rear link and the parallelism of the connecting link with respect to the forearm, and the base of the front link is fixed. The wrist part and the end effector supported there via the end effector mounting part also move up and down in parallel with the rear link.
従って、本発明の作業ロボットによれば、上腕と前腕が各々高剛性の箱型閉断面形状で軽量化されているとともに各モータが駆動対象の基部付近に配置されて駆動機構が簡易化されているので、各モータの負荷を軽減することができ、パラレルリンク機構が肘部と手首部との間に設けられているので、手首部を水平軸線周りに駆動するモータを持たなくても前腕の上下揺動中に手首部の水平ひいてはエンドエフェクタの姿勢を維持することができ、また、パラレルリンク機構の前リンクを後リンクに対し常時上方へ付勢するスプリングが設けられているので、上腕の揺動位置にかかわらずそのスプリングで常に前腕および手首部とエンドエフェクタとの重量を補償することができ、それゆえ、少ない軸数で広い作業範囲をカバーするとともに、小出力のモータで作業を行うことができることから、安価かつ省エネルギーな作業ロボットの構成を実現することができる。 Therefore, according to the working robot of the present invention, the upper arm and the forearm are each lightweight with a highly rigid box-shaped closed cross section, and each motor is arranged near the base of the drive target to simplify the drive mechanism. Therefore, the load on each motor can be reduced, and the parallel link mechanism is provided between the elbow and the wrist, so even if you do not have a motor that drives the wrist around the horizontal axis, the forearm The wrist can maintain the horizontal position of the end effector while swinging up and down, and a spring is provided to always urge the front link of the parallel link mechanism upward with respect to the rear link, so that the upper arm The spring can always compensate for the weight of the forearm and wrist and the end effector regardless of the swing position, so it covers a wide working range with a small number of shafts and works with a small output motor. Therefore, it is possible to realize an inexpensive and energy-saving work robot configuration.
さらに、本発明の作業ロボットは、前記エンドエフェクタ装着部にエンドエフェクタとして装着されたハンドを具えていることを特徴とする。このようにすることで、作業対象物をそのハンドで取り扱う作業を行うことができる。 Further, the work robot of the present invention is characterized that you have includes a hand mounted as an end effector to the end effector mounting portion. Thus in to Rukoto, it is possible to perform the task of handling the work object with the hand.
さらに、本発明の作業ロボットは、前記ハンドが、2つの把持部材を互いに離間および接近移動可能に支持するとともにそれらの把持部材を駆動して互いに離間および接近移動させることで開閉するものであることを特徴とする。このようにすることで、作業対象物をそのハンドで把持して所定位置に移動させた後に解放する作業を容易に行うことができる。そして本発明の作業ロボットは、前記2つの把持部材が、2枚の把持板を各々1枚ずつ、真下から互いに同一の一方向のみ揺動可能に吊り下げ支持することを特徴とする。このようにすることで、水平に置かれた作業対象物を傾斜姿勢で把持することができる。 Further, in the working robot of the present invention, the hand opens and closes by supporting the two gripping members so as to be separated from each other and moving close to each other, and driving the gripping members to move away from each other and moving close to each other. It is characterized by that. Thus in to Rukoto, the workpiece it is possible to easily perform the task of releasing gripped in the hand after moving to the predetermined position. The working robot of the present invention, the two gripping members, one by one respectively two gripping plates, characterized by hanging support only pivotable same direction to each other from beneath. Thus in to Rukoto can work object placed horizontally to grip in an inclined position.
なお、本発明の作業ロボットにおいては、前記1本または複数本の腕部は、前記支持フレームに支持された2本の腕部であってもよく、このようにすれば、2本の腕部で2つの作業対象物に対し同じ作業を並行して行って作業効率を高めたり、2本の腕部で共通の作業対象物に対し共同して作業を行って複雑な作業を実施したりすることができる。 In the working robot of the present invention, the one or a plurality of arms may be two arms supported by the support frame, and in this way, the two arms may be used. To improve work efficiency by performing the same work on two work objects in parallel, or to perform complicated work by jointly working on a common work object with two arms. be able to.
以下に、本発明の作業ロボットの一実施形態を図面に基づき詳細に説明する。ここに、図1は、本発明の一実施形態に係る作業ロボットを前側の斜め上方から見た状態で示す斜視図、図2は、上記実施形態に係る作業ロボットのパラレルリンク機構の動作を示す模式図である。 Hereinafter, an embodiment of the working robot of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Here, FIG. 1 is a perspective view showing a working robot according to an embodiment of the present invention as viewed from diagonally above on the front side, and FIG. 2 shows an operation of a parallel link mechanism of the working robot according to the above embodiment. It is a schematic diagram.
この実施形態の作業ロボット1は、図示しないコンピュータ等を具える通常のロボット制御装置からの制御信号により、そのロボット制御装置にあらかじめ与えたプログラムに応じて、例えば、後述する図3,4に示すように、お菓子の小箱等の作業対象物Wを作業テーブルT上から取り上げてケースC内に収納する作業を行うものであり、図1に示すように、例えば柱状の支持フレーム2と、その支持フレーム2の両横に支持された2本の腕部としての右腕部3および左腕部4とを具えて、双腕型ロボットを構成している。右腕部3および左腕部4は、左右対称になっている他は互いに同一の構成を具えているので、以下では右腕部3について代表させて説明する。
The working
右腕部3は、第1の垂直軸線V1周りに揺動可能に支持フレーム2に基部を支持された上腕5と、上腕5の基部内に収納されてその上腕5を第1の垂直軸線V1周りに水平に揺動させる上腕水平駆動モータ6と、第2の垂直軸線V2周りに揺動可能に上腕5の先端部に支持された肘部7と、上腕5の先端部上に設けられて肘部7を第2の垂直軸線V2周りに水平に回動させる肘部水平駆動モータ8と、第1の水平軸線H1周りに揺動可能に肘部7に基部を支持された前腕9と、肘部7に搭載されて前腕9を第1の水平軸線H1周りに上下に揺動させる前腕上下駆動モータ10と、第2の水平軸線H2周りに揺動可能に前腕9の先端部に支持されるとともにエンドエフェクタ装着部11aを第3の垂直軸線V3周りに回動可能に支持する手首部11と、を具えている。
The
上腕5と前腕9とは、例えば各々箱型の閉断面形状をなすことで、剛性を確保するとともに内部に配線およびモータ駆動回路基板等を収納していてもよい。
The
右腕部3はまた、肘部7に基部を固定されて上下方向に延在する板状の後リンク12と、手首部11に基部を固定されて後リンク12と平行に上下方向に延在する板状の前リンク13と、後リンク12に後端部を揺動可能に接続されるとともに前リンク13に前端部を揺動可能に接続されて図2に示すようにそれら前腕9と後リンク12と前リンク13と一緒にパラレルリンク機構15を構成するロッド状の連結リンク14と、図示例では後リンク12の先端部と前リンク13の基端部との間に張設されてその張力で前リンク13を後リンク12に対し常時上方へ付勢する、例えばコイルスプリングからなるスプリング16と、を具えている。
The
なお、連結リンク14は、例えば雌ねじ部とそこに螺合する雄ねじ部とを設けてターンバックルのように長さ調節することで、後リンク12と前リンク13とを平行になるように調節してもよい。また、スプリング16は、後リンク12の先端部と前リンク13の基端部との間に換えて、後リンク12の基端部と前リンク13の先端部との間に張設されていてもよい。さらに、スプリング16は、ガススプリングからなるものでも良い。
The connecting
このパラレルリンク機構15は、図2に前腕9の下降揺動前の状態を実線で示すとともに前腕9の下降揺動後の状態を一点鎖線で示すように、前腕9の矢印で示すような下降揺動にかかわらず、上記第3の垂直軸線V3を垂直な状態に保つように手首部11の姿勢を維持する。そして前腕9の下降揺動によって引き伸ばされるスプリング16の張力により、前リンク13が後リンク12に対し常時上方へ付勢されて、少なくとも前腕9、手首部11および後述のハンド17の重量が補償され、それらの重量による前腕上下駆動モータ10の負荷が軽減される。
The
右腕部3はさらに、手首部11の、上記第3の垂直軸線V3周りに回動可能なエンドエフェクタ装着部11aに装着されたエンドエフェクタとしてのハンド17と、手首部11内に収納されてエンドエフェクタ装着部11aと一緒にハンド17を第3の垂直軸線V3周りに水平に回動させるハンド水平駆動モータ18とを具え、このハンド17は、複数の把持部材としての2つの把持部材19と、それら2つの把持部材19の所定の水平軸線方向への互いの離間および接近移動を案内する把持部材案内機構20と、それら2つの把持部材19を上記水平軸線方向へ駆動して互いに離間および接近移動させることでハンド17を開閉作動させるハンド開閉駆動モータ21と、を有している。
The
図1に示すように、2つの把持部材19は各々、L字形のブラケットと、下部が矩形で上部が台形状に狭まった形状の把持板と、その把持板の上部に貫通して把持板を上記L字形のブラケットの縦腕部に、上記所定の水平軸線方向に平行な第3の水平軸線H3周りに揺動可能に吊り下げ支持する吊り下げねじとを有しており、各把持板には、その上端部に沿って切欠きが設けられている。なお、各把持板の表面には滑り止めパッドが設けられていてもよい。
As shown in FIG. 1, each of the two
また、把持部材案内機構20は、上記所定の水平軸線方向に延在する図示しないガイド部材で、図示しない2つのスライダのそれぞれの、その水平軸線方向への移動を別個に案内し、それら2つのスライダは、上記2つの把持部材19のL字型のブラケットの横腕部をそれぞれ固定されて、2つの把持部材19の2枚の把持板を互いに向き合わせて吊り下げ支持している。
Further, the gripping
上記各把持部材19のL字型のブラケットの横腕部は、各把持板が真下に吊り下がった状態で把持板の上記切欠きの一端に当接するとともに、各把持板が第3の水平軸線H3周りに所定角度揺動して吊り下がった状態で把持板の上記切欠きの他端に当接して、2枚の把持板の互いに同方向の揺動を、1方向については真下に吊り下がった状態以上に行かないように規制し、他方向については真下から互いに同一の所定角度揺動した状態以上に行かないように規制する。従って各把持部材19のL字型のブラケットの横腕部は、揺動ストッパとして機能する。
The lateral arm portion of the L-shaped bracket of each of the gripping
さらに、ハンド開閉駆動モータ21は、上記ガイド部材の延在方向に直交する第4の垂直軸線V4周りに図示しないカム部材を回動駆動し、そのカム部材は上記2つのスライダの各々と掛合していて、その回転によりそれら2つのスライダを駆動し、それら2つのスライダを互いの離間および接近方向へ上記ガイド部材に沿って移動させる。これにより、ハンド水平駆動モータ18での駆動によって2つのスライダが互いに接近および離間移動することで、それらの把持部材19間に作業対象物を把持し、およびそれらの把持部材19間から作業対象物を解放することができる。
Further, the hand opening /
図3(a)〜図3(d)は、上記実施形態に係る作業ロボットの一方の腕部が作業対象物を移動させる作業を行う手順を示す説明図であり、図4(a)〜図4(c)は、上記実施形態に係る作業ロボットの一方の腕部が作業対象物を移動させる作業を行う手順を図3に引き続いて示す説明図である。 3 (a) to 3 (d) are explanatory views showing a procedure in which one arm of the work robot according to the above embodiment performs a work of moving a work object, and FIGS. 4 (a) to 3 (d). 4 (c) is an explanatory view showing a procedure in which one arm of the work robot according to the above embodiment performs a work of moving a work object, following FIG.
図1に示す上記実施形態の作業ロボット1によって作業対象物Wを作業テーブルT上から取り上げて移動先のケースC内に収納する作業を行う際には、先ず、図3(a)に示すように、上腕5の水平揺動および前腕9の水平揺動により手首部11が作業対象物Wの上方に移動し、手首部11によるハンド17の水平回動により、2枚の把持板が、作業対象物Wを把持可能なように作業対象物Wの両側の上方に位置する。
When the
次いで、図3(b)に示すように、前腕9の下降揺動により手首部11が作業対象物Wに接近移動して、ハンド17の2枚の把持板が作業対象物Wの両側に位置し、続いて、ハンド開閉駆動モータ21により駆動されて互いに接近移動した2枚の把持板が作業対象物Wをその両側から把持する。このとき、2枚の把持板が作業対象物Wをその重心位置から把持板の長手方向(幅方向)にオフセットした位置で把持する。
Next, as shown in FIG. 3B, the
次いで、図3(c)に示すように、前腕9の上昇揺動により手首部11がハンド17の揺動軸線を第3の垂直軸線V3に維持したまま上昇移動し、ハンド17が作業対象物WをテーブルT上から持ち上げる。このとき、ハンド17で持ち上げられた作業対象物Wは、作業対象物Wの重心位置からの把持板の長手方向のオフセットにより第3の水平軸線H3周りに傾動して、上記揺動ストッパとしてのL字型のブラケットの横腕部で規制される所定角度の傾斜姿勢になる。
Next, as shown in FIG. 3C, the
次いで、図3(d)に示すように、上腕5の水平揺動および前腕9の水平揺動により手首部11が作業対象物WをケースC内の所定位置の上方に移動させ、手首部11によるハンド17の水平揺動により、作業対象物WをケースC内の挿入スペースに整列する所定の向きに向ける。
Next, as shown in FIG. 3D, the
次いで、図4(a)に示すように、前腕9の下降揺動により手首部11が作業対象物Wを下降移動させて、その傾斜姿勢の作業対象物Wの低い側の端部をケースC内の挿入スペースに配置する。
Next, as shown in FIG. 4A, the
次いで、図4(b)に示すように、前腕9のさらなる下降揺動により手首部11が作業対象物Wをさらに下降移動させる。このとき、例えばケースC内に作業対象物Wの最後の1個を挿入する状態のように、作業対象物Wの移動先のケースC内の挿入スペースに余裕がない状態でも、作業対象物Wが傾斜していることで作業対象物Wから挿入スペースを確保するように周囲にクサビ状に下降の力が加わり、これにより作業対象物WをケースC内の挿入スペースに隙間なく水平に配置することができる。
Next, as shown in FIG. 4B, the
その後、図4(c)に示すように、ハンド17のハンド開閉駆動モータ21により駆動されて互いに離間移動した2枚の把持板が作業対象物Wを解放し、続いて、前腕9の上昇揺動により手首部11が上昇移動して、作業ロボット1が、次の作業対象物Wに対する作業のために、図3(a)に示す状態に戻る。
After that, as shown in FIG. 4C, the two grip plates driven by the hand opening /
図3および図4は右腕部3の作動について説明したが、左腕部4も右腕部3と同様の構成を具えているので、右腕部3と同様の作動によって作業対象物Wを作業テーブルT上から取り上げてケースC内の挿入スペースに収納する作業を行うことができる。
Although FIGS. 3 and 4 have described the operation of the
従って、この実施形態の作業ロボット1によれば、右腕部3と左腕部4との作動によって、2つの作業対象物Wに対し同じ作業を並行して行って作業効率を高めることができ、また、代わりに右腕部3と左腕部4との共調作動によって共通の作業対象物Wに対し共同して作業を行って、複雑な作業を実施することもできる。
Therefore, according to the
しかも、この実施形態の作業ロボット1によれば、手首部11を水平軸線周りに駆動するモータを持たなくても前腕9の上下揺動中に手首部11の水平ひいてはハンド17の姿勢を維持することができるので、構成が簡易になり、また、パラレルリンク機構15が肘部7と手首部11との間に設けられているので、上腕5の揺動位置にかかわらずスプリング16で常に前腕9および手首部11とハンド17との重量を補償することができる。
Moreover, according to the
以上、図示の実施形態に基づき説明したが、本発明はこれに限定されるものでなく、特許請求の範囲の記載範囲内で適宜に変更することができ、例えば腕部は実施形態のように支持フレーム2の両横に2本具える代わりに、支持フレーム2の前側に上下2段に配置して2本具えていてもよく、あるいは腕部は1本もしくは3本以上具えていてもよい。
Although the above description has been made based on the illustrated embodiment, the present invention is not limited to this, and can be appropriately changed within the scope of the claims, for example, the arm portion is as in the embodiment. Instead of having two on both sides of the
かくして本発明の作業ロボットによれば、パラレルリンク機構が肘部と手首部との間に設けられているので、手首部を水平軸線周りに駆動するモータを持たなくても前腕の上下揺動中に手首部の水平ひいてはエンドエフェクタの姿勢を維持することができ、また、パラレルリンク機構の前リンクを後リンクに対し常時上方へ付勢するスプリングが設けられているので、上腕の揺動位置にかかわらずそのスプリングで常に前腕および手首部とエンドエフェクタとの重量を補償することができ、それゆえ、少ない軸数で広い作業範囲をカバーするとともに、小出力のモータで作業を行うことができることから、安価かつ省エネルギーな作業ロボットの構成を実現することができる。 Thus, according to the working robot of the present invention, since the parallel link mechanism is provided between the elbow and the wrist, the forearm is swinging up and down without having a motor for driving the wrist around the horizontal axis. In addition, the wrist can maintain the horizontal position of the end effector, and a spring is provided to urge the front link of the parallel link mechanism upward with respect to the rear link, so that the upper arm can be swung. Regardless, the spring can always compensate for the weight of the forearm and wrist and the end effector, and therefore it can cover a wide working range with a small number of shafts and work with a small output motor. , It is possible to realize an inexpensive and energy-saving work robot configuration.
1 作業ロボット
2 支持フレーム
3 右腕部
4 左腕部
5 上腕
6 上腕水平駆動モータ
7 肘部
8 肘部水平駆動モータ
9 前腕
10 前腕上下駆動モータ
11 手首部
11a エンドエフェクタ装着部
12 後リンク
13 前リンク
14 連結リンク
15 パラレルリンク機構
16 スプリング
17 ハンド
18 ハンド水平駆動モータ
19 把持部材
20 把持部材案内機構
21 ハンド開閉駆動モータ
H1 第1の水平軸線
H2 第2の水平軸線
H3 第3の水平軸線
V1 第1の垂直軸線
V2 第2の垂直軸線
V3 第3の垂直軸線
V4 第4の垂直軸線
C ケース
T テーブル
W 作業対象物
1
Claims (2)
前記1本または複数本の腕部は各々、
第1の垂直軸線周りに揺動可能に前記支持フレームに基部を支持された箱型閉断面形状の上腕と、
前記上腕の基部に収納されて前記上腕を前記第1の垂直軸線周りに水平に揺動させる上腕水平駆動モータと、
第2の垂直軸線周りに揺動可能に前記上腕の先端部に支持された肘部と、
前記上腕の先端部に設けられて前記肘部を前記第2の垂直軸線周りに水平に回動させる肘部水平駆動モータと、
第1の水平軸線周りに揺動可能に前記肘部に基部を支持された箱型閉断面形状の前腕と、
前記肘部に搭載されて前記前腕を前記第1の水平軸線周りに上下に揺動させる前腕上下駆動モータと、
第2の水平軸線周りに揺動可能に前記前腕の先端部に支持されるとともにエンドエフェクタ装着部を第3の垂直軸線周りに回動可能に支持する手首部と、
前記エンドエフェクタ装着部を前記第3の垂直軸線周りに水平に回動させるエンドエフェクタ装着部水平駆動モータと、
前記肘部に基部を固定されて上下方向に延在する後リンクと、
前記手首部に基部を固定されて前記後リンクと平行に上下方向に延在する前リンクと、
前記後リンクに後端部を揺動可能に接続されるとともに前記前リンクに前端部を揺動可能に接続されて前記前腕と平行に延在し、前記後リンクと前記前リンクと前記前腕と一緒にパラレルリンク機構を構成する連結リンクと、
前記後リンクの先端部と前記前リンクの基端部との間もしくは前記後リンクの基端部と前記前リンクの先端部との間に配置されて前記前リンクを前記後リンクに対し常時上方へ付勢するスプリングと、
前記エンドエフェクタ装着部にエンドエフェクタとして装着されたハンドと、を具え、
前記ハンドは、2つの把持部材を互いに離間および接近移動可能に支持するとともにそれらの把持部材を駆動して互いに離間および接近移動させることで開閉するものであり、
前記2つの把持部材は2枚の把持板を各々1枚ずつ、真下から互いに同一の一方向のみ揺動可能に吊り下げ支持することを特徴とする作業ロボット。 In a work robot having a support frame and one or more arms supported by the support frame.
Each of the one or more arms
A box-shaped closed cross-sectional upper arm whose base is supported by the support frame so as to be swingable around the first vertical axis.
An upper arm horizontal drive motor that is housed in the base of the upper arm and swings the upper arm horizontally around the first vertical axis.
An elbow that is supported by the tip of the upper arm so that it can swing around the second vertical axis.
An elbow horizontal drive motor provided at the tip of the upper arm and rotating the elbow horizontally around the second vertical axis.
A box-shaped closed cross-sectional forearm whose base is supported by the elbow so as to swing around the first horizontal axis.
A forearm vertical drive motor mounted on the elbow and swinging the forearm up and down around the first horizontal axis.
A wrist portion that is rotatably supported by the tip of the forearm around the second horizontal axis and rotatably supports the end effector mounting portion around the third vertical axis.
An end effector mounting unit horizontal drive motor that rotates the end effector mounting unit horizontally around the third vertical axis.
A rear link whose base is fixed to the elbow and extends in the vertical direction,
A front link whose base is fixed to the wrist and extends in the vertical direction in parallel with the rear link.
The rear end is swingably connected to the rear link and the front end is swingably connected to the front link so as to extend parallel to the forearm, and the rear link, the front link, and the forearm. The connecting links that together form the parallel link mechanism,
It is arranged between the tip of the rear link and the proximal end of the anterior link or between the proximal end of the posterior link and the distal end of the anterior link so that the anterior link is always above the posterior link. With a spring that urges
With a hand mounted as an end effector on the end effector mounting portion ,
The hand opens and closes by supporting the two gripping members so as to be separated from each other and moving close to each other, and driving the gripping members to move apart and close to each other.
The two gripping members one by one respectively two gripping plates, suspended only pivotable same direction to each other from beneath the support to the work robot according to claim Rukoto.
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JP2560911Y2 (en) * | 1991-09-10 | 1998-01-26 | 黒田精工株式会社 | Chuck device |
JPH0740277A (en) * | 1993-08-05 | 1995-02-10 | Hitachi Metals Ltd | Hand |
JPH07112379A (en) * | 1993-10-20 | 1995-05-02 | Fujitsu Ten Ltd | Horizontal articulated robot, arm unit, and machining system |
JPH08281580A (en) * | 1995-04-13 | 1996-10-29 | Fanuc Ltd | Robot arm of industrial horizontal multi-revolute-joint type robot |
JPH11254374A (en) * | 1998-03-10 | 1999-09-21 | Toray Ind Inc | Substrate carrying hand, substrate carrying method, and device and method for manufacturing color filter |
JP2000141272A (en) * | 1998-09-10 | 2000-05-23 | Fanuc Ltd | Industrial robot |
JP2001088066A (en) * | 1999-09-27 | 2001-04-03 | Toyoda Mach Works Ltd | Robot control device |
JP2001145634A (en) * | 1999-11-19 | 2001-05-29 | Olympus Optical Co Ltd | Endoscope holder |
JP2001138278A (en) * | 1999-11-19 | 2001-05-22 | Nok Corp | Parallel opening/closing type chuck device |
JP4217125B2 (en) * | 2003-07-30 | 2009-01-28 | トヨタ自動車株式会社 | Production system |
KR200344974Y1 (en) * | 2003-11-27 | 2004-03-11 | (주)애드컴텍 | A composites robot arm |
JP2006230691A (en) * | 2005-02-24 | 2006-09-07 | Shin Meiwa Ind Co Ltd | Medical device support arm |
JP4980127B2 (en) * | 2007-04-24 | 2012-07-18 | 川崎重工業株式会社 | Substrate transfer robot |
JP2009000799A (en) * | 2007-06-25 | 2009-01-08 | Kec:Kk | Work management system |
FR2937269B1 (en) * | 2008-10-17 | 2010-10-29 | Staubli Sa Ets | ARTICULATED MULTI-AXIS ROBOT STRUCTURE AND ROBOT COMPRISING SUCH A STRUCTURE |
JP6041351B2 (en) * | 2012-04-11 | 2016-12-07 | 三和技研株式会社 | Balancer device for holding equipment |
JP6630042B2 (en) * | 2014-12-26 | 2020-01-15 | 川崎重工業株式会社 | Dual arm robot teaching system and dual arm robot teaching method |
KR101963334B1 (en) * | 2014-12-26 | 2019-03-28 | 카와사키 주코교 카부시키 카이샤 | Double-armed robot |
WO2016111041A1 (en) * | 2015-01-09 | 2016-07-14 | 第一電通株式会社 | Machining device |
JP6769608B2 (en) * | 2016-09-30 | 2020-10-14 | 三鷹光器株式会社 | Medical stand device |
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