WO2016103301A1 - 多関節ロボット及びそのモジュール - Google Patents

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WO2016103301A1
WO2016103301A1 PCT/JP2014/006491 JP2014006491W WO2016103301A1 WO 2016103301 A1 WO2016103301 A1 WO 2016103301A1 JP 2014006491 W JP2014006491 W JP 2014006491W WO 2016103301 A1 WO2016103301 A1 WO 2016103301A1
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WO
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module
link member
link
axis
shaft
Prior art date
Application number
PCT/JP2014/006491
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English (en)
French (fr)
Inventor
康彦 橋本
隆浩 稲田
賢二 坂東
田中　良明
潤一 村上
聡 日比野
友希男 岩▲崎▼
Original Assignee
川崎重工業株式会社
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Publication date
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Priority to KR1020177019708A priority patent/KR102000690B1/ko
Priority to US15/539,951 priority patent/US10695903B2/en
Priority to EP14908912.0A priority patent/EP3238884B8/en
Priority to JP2016565601A priority patent/JP6450400B2/ja
Priority to TW104132512A priority patent/TWI598196B/zh
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/06—Programme-controlled manipulators characterised by multi-articulated arms
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/02—Programme-controlled manipulators characterised by movement of the arms, e.g. cartesian coordinate type
    • B25J9/04—Programme-controlled manipulators characterised by movement of the arms, e.g. cartesian coordinate type by rotating at least one arm, excluding the head movement itself, e.g. cylindrical coordinate type or polar coordinate type
    • B25J9/041—Cylindrical coordinate type
    • B25J9/042—Cylindrical coordinate type comprising an articulated arm
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
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    • B25J9/041—Cylindrical coordinate type
    • B25J9/042—Cylindrical coordinate type comprising an articulated arm
    • B25J9/043—Cylindrical coordinate type comprising an articulated arm double selective compliance articulated robot arms [SCARA]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B25J9/10—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
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    • B25J9/106—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements with articulated links
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    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/10—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
    • B25J9/12—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements electric
    • B25J9/126—Rotary actuators

Definitions

  • the present invention relates to an articulated robot and a module forming at least one of links provided in the articulated robot.
  • Patent Document 1 discloses a first base that is rotatably connected to a cylindrical base shaft portion having the same thickness as the base and a D-shaped arm placement groove formed in the base shaft portion via a ball bearing.
  • a plurality of arm units each including an arm member and a second arm member rotatably connected to the first arm member, a base shaft portion of one of the plurality of arm units, and another arm unit
  • An articulated robot is shown that can be detachably coupled to the base shaft portion.
  • this multi-joint robot although it is basically a multi-arm type having a plurality of arm units, it can be a single-arm type robot having only one arm unit if necessary. It is sung.
  • the number of arm units can be increased or decreased, but there is no freedom in rearranging the arm units themselves as required.
  • An articulated robot can be configured by combining one module and a link member, or two or more modules as required.
  • An articulated robot module includes a support member, a link member supported by the support member so as to be rotatable about a first axis, and the link member. And a first drive device that rotates about the first axis with respect to the support member.
  • the articulated robot includes a base and two or more modules supported by the base, and each of the two or more modules includes a support member and the support member.
  • a link member supported to be rotatable about a first axis, and a first drive device provided on the link member to rotate the link member about the first axis with respect to the support member. It is a feature.
  • an articulated robot can be configured by combining one module and a link member, or two or more modules as required.
  • FIG. 1 is a plan view showing a schematic configuration of a standard specification module.
  • FIG. 2 is a schematic view taken along the line II-II in FIG.
  • FIG. 3 is a plan view showing a schematic configuration of an optional specification module in which a shaft member is added to the standard specification.
  • FIG. 4 is a schematic view taken along the line IV-IV in FIG.
  • FIG. 5 is a side sectional view showing a modification of the optional specification module shown in FIG.
  • FIG. 6 is a side view showing a schematic configuration of the articulated robot according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a side sectional view showing an example of module organization in the articulated robot according to the first embodiment.
  • FIG. 8 is a side sectional view showing a modified example of module organization in the articulated robot according to the first embodiment.
  • FIG. 9 is a side view showing a schematic configuration of an articulated robot according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a side sectional view showing an example of module organization in the articulated robot according to the second embodiment.
  • FIG. 11 is a plan view showing a schematic configuration of the articulated robot according to the second embodiment.
  • FIG. 12 is a side view showing a modification of the articulated robot according to the second embodiment of the present invention.
  • An articulated robot is a horizontal articulated robot including at least two links that are rotatably connected, and at least one of the at least two links is an embodiment of the present invention. It is comprised with the module which concerns on a form.
  • at least one optional part / device can be added to the standard specification according to the customer's request, such as a module in which one axis is added to the standard specification as an option.
  • FIG. 1 is a plan view showing a schematic configuration of a standard specification module 2
  • FIG. 2 is a schematic view taken along a line II-II in FIG.
  • the servo motor 81 is indicated by a two-dot chain line.
  • the standard specification module 2 according to an embodiment of the present invention includes a link member 30, a first shaft 31 (support member) in which the first axis L ⁇ b> 1 passes through the axis.
  • the bearing 32 that rotatably connects the link member 30 to the first shaft 31 and the first drive device 33 that rotates the link member 30 relative to the first shaft 31 around the first axis L1 are generally used. It is configured. Desirably, the link member 30 can rotate 360 ° around the first axis L1.
  • the link member 30 is a hollow box that is long in the horizontal direction, and has an outer shape as a link that is a component of the articulated robot.
  • the link member 30 includes a plurality of members including a main body 30a and a lid body 30b coupled to the main body 30a by a fastener or the like.
  • the link member 30 can be opened by removing the lid 30b, and the link member 30 thus opened can be used for assembling an interior such as the first drive device 33 or wiring. Work is done.
  • the link member 30 is provided with openings 30c on both the upper and lower surfaces at both the base end and the distal end.
  • Support portions 30d and 30e for supporting the first shaft 31 of the other module 2 and for supporting a second shaft 41 described later so as to be rotatable are defined on the periphery of the opening 30c.
  • the support portions 30d and 30e are provided with a plurality of fastening holes (not shown) for fastening the first shaft 31 of the other module 2 and the support portions 30d and 30e with fasteners.
  • the support portions 30d and 30e are preferably formed thicker than the other portions of the link member 30, or reinforcing plates are provided on the support portions 30d and 30e. ing.
  • the upper portion 312 of the first shaft 31 is inserted into an opening 30 c provided on the lower surface of the base end of the link member 30.
  • the first shaft 31 functions as a support member that supports the link member 30.
  • shaft 31 is formed integrally, or is comprised so that a division
  • the first shaft 31 according to the present embodiment includes a lower portion 311 that appears outside the link member 30 and an upper portion 312 that is inserted into the link member 30 in series in the extending direction of the first axis L1. .
  • the lower part 311 of the first shaft 31 also has a function as a spacer between the connected modules 2.
  • a gear 313 is fitted and fixed to the upper portion 312 of the first shaft 31.
  • the first shaft 31 has a hollow shaft shape as a whole, and a bush 315 is inserted into the hollow portion.
  • the inner peripheral side of the bush 315 is used as a wiring / piping space.
  • the inner diameter of the bush 315 according to this embodiment is constant, but the bush 315 is a hollow shaft-like body having an inner diameter that expands upward in a trumpet shape, such that the upper inner diameter gradually increases upward. May be. As a result, friction between the wiring and piping and the bush 315 is reduced, and damage to the wiring and piping can be prevented.
  • the first drive device 33 is provided inside the link member 30.
  • the first drive device 33 transmits the motor output of the servo motor 81 to the gear 313 of the first shaft 31 via the servo motor 81 as a drive source and the output gear 82 meshing with the gear 313 of the first shaft 31.
  • a power transmission mechanism 83 is provided.
  • the output gear 82 is fixed to an output shaft 84 that is rotatably supported by the link member 30 or is formed integrally with the output shaft 84.
  • the power transmission mechanism 83 is composed of a plurality of gears, and also has a function as a speed reducer that reduces the rotational speed of the motor output and outputs it to the output gear 82.
  • the operation of the first drive device 33 is controlled by a controller (not shown), and cables connecting the first drive device 33 and the controller are passed through the link member 30 and the first shaft 31.
  • the standard specification module 2 having the above configuration can optionally include a second shaft 41 (shaft member) at the tip.
  • the reference symbol “2A” may be used for the optional specification module.
  • FIG. 3 is a plan view showing a schematic configuration of the optional module 2A
  • FIG. 4 is a schematic view taken along the line IV-IV of FIG.
  • the servo motor 81 is indicated by a two-dot chain line.
  • a second axis 41 is added to the standard specification module 2 described above.
  • the optional specification module 2A can rotate the second shaft 41 inserted into the link member 30 and the second shaft 41 relative to the link member 30.
  • a second drive device 43 that rotates the second shaft 41 with respect to the link member 30 about the second axis L2 passing through the axis of the second shaft 41 as a rotation center.
  • the first axis L1 and the second axis L2 are parallel, and the first axis L1 and the second axis L2 according to the present embodiment extend vertically.
  • the second shaft 41 is inserted into an opening 30c provided on the top surface of the distal end of the link member 30, and can be rotated via a bearing 42 to a support 30e defined at the peripheral edge of the opening 30c. It is supported. Desirably, the second shaft 41 can rotate 360 ° around the second axis L ⁇ b> 2 with respect to the link member 30.
  • the second shaft 41 is formed integrally or is configured to be splittable. In the present embodiment, a portion 411 that appears outside the link member 30 and a portion 412 that is inserted into the link member 30 are connected in series in the direction in which the axis of the second shaft 41 extends. A gear 413 is externally fitted and fixed to a portion 412 of the second shaft 41 inserted into the link member 30.
  • the second shaft 41 has a hollow shaft shape as a whole, and a bush 415 is inserted into the hollow portion. The inner peripheral side of the bush 415 is used as a wiring / piping space.
  • another link member can be connected to the portion 411 of the second shaft 41 that appears outside the link member 30.
  • the base end of the flat link member 51 is fixed to the portion 411 that appears on the outside of the link member 30 of the second shaft 41.
  • the link member 51 behaves integrally with the second shaft 41 and is rotationally driven around the second axis L2 by the second driving device 43.
  • the second driving device 43 is provided inside the link member 30.
  • a space for arranging the second drive device 43 in the link member 30 is defined in advance so as to facilitate customization.
  • the second drive device 43 has substantially the same configuration as that of the first drive device 33, and members having functions common to the first drive device 33 and the second drive device 43 are denoted by the same reference numerals.
  • the second driving device 43 transmits the motor output of the servo motor 81 to the gear 413 of the second shaft 41 via the servo motor 81 as a driving source and the output gear 82 meshing with the gear 413 of the second shaft 41.
  • a power transmission mechanism 83 is provided.
  • FIG. 5 shows a side sectional view of a modified example (module 2A ′) of the optional module 2A shown in FIG.
  • the second shaft 41 is inserted into an opening 30c provided on the lower surface of the distal end side of the link member 30, and a support portion defined around the opening 30c.
  • a second shaft 41 is rotatably supported by 30e via a bearing 42.
  • a gear 413 is fitted and fixed to the upper portion of the second shaft located inside the link member 30, and the gear 413 is meshed with the output gear 82 of the second drive device 43.
  • another link member 51 is fixed to the lower portion of the second shaft 41 so as to protrude downward from the lower surface of the link member 30. Therefore, in the module 2 ⁇ / b> A ′ having such a configuration, another link member 51 is connected to the lower side of the module 2 ⁇ / b> A ′.
  • the module 2 includes the first shaft 31 (support member), the link member 30 supported by the first shaft 31 so as to be rotatable around the first axis L1, and the link.
  • a first drive device 33 provided on the member 30 and rotating the link member 30 around the first axis L1 with respect to the first shaft 31;
  • the module 2 of the present embodiment can be connected to other modules having substantially the same configuration as the module 2, and the first axis L1 substantially coincides with the link member 30 of the module 2.
  • both the support part 30d and the support part 30e are defined in the link member 30 so that customization is easy, but at least one of them may be defined.
  • “other modules having substantially the same configuration” are not limited to the basic specification module 2, and include the first shaft 31, the link member 30, and the first drive device 33 as basic configurations. Module is included.
  • at least one optional part or device is added to the basic specification module 2, and the shape of at least a part of the link member 30 or the first shaft 31 of the basic specification module 2 is changed. Widely included.
  • the module 2 includes the first shaft 31, the link member 30, and the first driving device 33 as structural units of the articulated robot, and these can be handled as one assembly. Is possible.
  • An articulated robot can be configured by combining one module 2 with another link member 51 or two or more modules 2 as required. Since the multi-joint robot is knitted with the module 2, the number of the modules 2 can be increased or decreased, or the module 2 can be replaced with a different type of module 2 to easily customize the multi-joint robot according to the user's request. Can be provided.
  • the first driving device 33 includes a first gear 313 provided on the first shaft 31, a servo motor 81, and a second gear 82 that meshes with the first gear 313, and A power transmission mechanism 83 that transmits the output of the servo motor 81 to the first gear 313 via the second gear 82 is provided.
  • the second gear 82 when the second gear 82 is rotated by the power transmitted from the servo motor 81, the second gear 82 rotates around the first gear 313.
  • the link member 30 supporting the second gear 82 rotates with respect to the first shaft 31 about the first axis L1.
  • the module 2 since the link member 30 is configured to rotate around the first shaft 31, the module 2 is rotated around the first axis L ⁇ b> 1 without being interfered by the other modules 2 to be connected. be able to. Further, the module 2 can be handled as an assembly of the link member 30, the first shaft 31 and the first drive device 33.
  • the optional modules 2A and 2A ′ of the present embodiment include a second shaft 41 (shaft member) supported by the link member 30 so as to be rotatable around a second axis L2 parallel to the first axis L1.
  • a second driving device 43 provided on the link member 30 and rotating the second shaft 41 around the second axis L2 with respect to the link member 30 is further provided.
  • the module 2 of the present embodiment integrates two shafts (that is, the first shaft 31 and the second shaft 41) and its driving device (that is, the first driving device 33 and the second driving device 43). It is also possible to configure as a module prepared for. Thereby, the variation of the articulated robot which can be comprised combining the module 2 spreads. Further, in this module 2, the two shafts and the driving device thereof are supported by one link member 30, so that the other shafts connected to the downstream side of the link member 30 are rotated around the second shaft 41. It is possible to omit the drive device. According to this, as another link connected to the downstream side, for example, a thin and thin link member not mounted with a driving device or a link member having low rigidity can be employed.
  • FIG. 6 is a side view showing a schematic configuration of the articulated robot 10A according to the first embodiment of the present invention.
  • the articulated robot 10 ⁇ / b> A according to the first embodiment of the present invention includes a base 20, a robot arm 3 supported by the base 20, and a robot hand attached to the wrist of the robot arm 3. 5 and a controller 6 for controlling the operation of the robot arm 3 and the robot hand 5.
  • the robot arm 3 includes a first link 21 connected to the base 20 so as to be rotatable in the horizontal direction, a second link 22 connected to the tip portion of the first link 21 so as to be rotatable in the horizontal direction, The third link 23 is connected to the tip of the two links 22 so as to be rotatable in the horizontal direction.
  • FIG. 7 is a side sectional view showing an example of module organization in the articulated robot 10A according to the first embodiment.
  • the robot arm 3 of the articulated robot 10 ⁇ / b> A shown in FIG. 7 includes a basic specification module 2 as the first link 21, an optional specification module 2 ⁇ / b> A as the second link 22, and a flat link as the third link 23. It is knitted by connecting the members 51 in series.
  • the lower end of the first shaft 31 of the module 2 of the first link 21 is fixed to the base 20.
  • the lower end of the first shaft 31 of the module 2 ⁇ / b> A of the second link 22 is fixed to the upper surface on the front end side of the link member 30 of the module 2 of the first link 21.
  • the base end of the link member 51 of the third link 23 is fixed to the second shaft 41 of the module 2 ⁇ / b> A of the second link 22.
  • the opening on the upper surface on the base end side of the link member 30 is closed with a hat-shaped cap 61.
  • the internal space of the link member 30 expanded upward by the cap 61 is used for wiring and piping.
  • the opening on the lower surface on the distal end side of the link member 30 is closed by a circular closing plate 62.
  • the inside of the module 2 of the first link 21 and the inside of the base 20 communicate with each other by an opening provided on the upper surface of the base 20 and a bush 315 of the first shaft 31 of the module 2 erected on the opening.
  • the inside of the module 2 of the first link 21 and the inside of the module 2A of the second link 22 are the opening 30c at the tip of the link member 30 of the module 2 and the module 2A erected on the opening 30c.
  • the first shaft 31 communicates with the bush 315.
  • the link member 51 is provided with a wiring base 52 for bundling wiring and piping drawn from the tip of the second link 22 to the outside through the inside of the first link 21 and the second link 22 from the base 20. Yes.
  • the basic specification module 2 is used as the first link 21, but an optional specification module 2A may be used instead of the basic specification module 2. Therefore, a modified example of the module organization of the articulated robot 10A according to the first embodiment when the optional module 2A is used as the first link 21 will be described.
  • FIG. 8 is a side cross-sectional view showing a modified example of module organization in the articulated robot according to the first embodiment.
  • the robot arm 3 of the articulated robot 10A shown in FIG. 8 includes an optional specification module 2A as the first link 21, an optional specification module 2A as the second link 22, and another link member as the third link 23. It is organized by connecting 51 in series.
  • the lower end of the first shaft 31 of the module 2A of the first link 21 is fixed to the base 20.
  • the upper end of the second shaft 41 of the module 2 ⁇ / b> A of the first link 21 is connected to the lower end of the first shaft 31 of the module 2 ⁇ / b> A of the second link 22.
  • the base end of the link member 51 of the third link 23 is fixed to the upper end of the second shaft 41 of the module 2 ⁇ / b> A of the second link 22.
  • the joint connecting the first link 21 and the base 20 is moved by the output from one drive device 33.
  • the joint connecting the first link 21 and the second link 22 is moved by the combined output of the two drive devices 33 and 43.
  • the joint is required to move faster toward the end of the robot arm 3, and in such a case, the configuration according to the above modification is advantageous.
  • the articulated robot 10 ⁇ / b> A of the present embodiment includes the base 20 and two or more modules 2 supported by the base 20.
  • Each of the two or more modules 2 is provided on the first shaft 31 (support member), the link member 30 supported by the first shaft 31 so as to be rotatable around the first axis L1, and the link member 30.
  • the two or more modules 2 are arranged side by side in the extending direction of the first axis L1 so that the first axes L1 do not substantially coincide with each other.
  • the robot arm 3 of the multi-joint robot 10 ⁇ / b> A is configured using two or more modules 2.
  • two or more modules 2 include a first module having a first shaft 31 fixed to the base 20 (that is, the module 2 of the first link 21), and a link member of a module other than itself.
  • another second module having a first shaft 31 fixed to the link member 30 of the second module may be provided on the tip side of the second module. That is, the robot arm 3 may include a plurality of modules 2 that are repeated in series.
  • FIG. 9 is a side view showing a schematic configuration of an articulated robot 10B according to the second embodiment of the present invention
  • FIG. 10 is a side sectional view showing an example of module formation in the articulated robot 10B according to the second embodiment
  • FIG. 11 is a plan view showing a schematic configuration of an articulated robot 10B according to the second embodiment.
  • the same or similar members as those in the first embodiment described above may be denoted by the same reference numerals in the drawings, and description thereof may be omitted.
  • An articulated robot 10B shown in FIGS. 9 and 10 includes a base 20, two robot arms 3A and 3B supported by the base 20, and a robot hand 5 attached to the wrist of each robot arm 3A and 3B. And a controller 6 that controls the operation of the robot arms 3A and 3B and the robot hand 5.
  • the two robot arms 3A, 3B have a common configuration, and each of the two robot arms 3A, 3B has a first link 21 and a second link 22 connected to the tip of the first link 21. And.
  • the base ends of the first links 21 of the two robot arms 3A and 3B are arranged on the same axis, and the first link 21 of one robot arm 3A and the first link 21 of the other robot arm 3 are high and low. Arranged with a difference.
  • the robot arm positioned below among the two robot arms is referred to as a first arm 3A
  • the robot arm positioned above is referred to as a second arm 3B.
  • an optional module 2 ⁇ / b> A is used as the first link 21, and a flat link member 51 is used as the second link 22.
  • the lower end of the first shaft 31 of the module 2 ⁇ / b> A of the first link 21 is fixed to the base 20.
  • a rhombus opening 19 is provided on the upper surface of the base 20, and the mounting position of the first shaft 31 with respect to the base 20 is changed within the range of the opening 19. Is possible. That is, the position of the first axis L1 of the first link module 2A can be selected within the range of the opening 19.
  • the base end of the link member 51 of the third link 23 is fixed to the second shaft 41 of the module 2 ⁇ / b> A of the first link 21.
  • an optional module 2A ' is used as the first link 21, and a flat link member 51 is used as the second link 22.
  • the lower end of the first shaft 31 of the module 2A 'of the first link 21 is fixed to the link member 30 of the module 2A of the first link 21 of the first arm 3A.
  • the base end of the link member 51 of the third link 23 is fixed to the second shaft 41 of the module 2 ⁇ / b> A ′ of the first link 21.
  • the first shaft 31 of the first link 21 of the second arm 3B is fixed to the link member 30 of the first link 21 of the first arm 3A. That is, the articulated robot 10B includes the module 2 having the first shaft 31 fixed to the link member 30 of the module 2 other than itself.
  • the control signal provided from the controller 6 to the first drive device 33 of the second arm 3B includes a component that cancels the rotation of the first arm 3A around the first axis L1.
  • the first arm 3A is rotated 90 degrees around the first axis L1 and make the second arm 3B appear to be stationary.
  • the first arm 3A is rotated 90 degrees around the first axis L1 and the second arm 3B is rotated.
  • 3B is rotated by -90 degrees around the first axis L1.
  • FIG. 12 shows an articulated robot 10B ′ from which one of the two robot arms 3A and 3B of the articulated robot 10B shown in FIG. 9 is removed.
  • the articulated robot 10 ⁇ / b> B ′ includes a base 20 and the second arm 3 ⁇ / b> B supported by the base 20.
  • the articulated robot 10B ' may include the first arm 3A described above instead of the second arm 3B.
  • the articulated robot 10B of this embodiment includes the base 20 and two or more modules 2 supported by the base 20.
  • Each of the two or more modules 2 is provided on the first shaft 31 (support member), the link member 30 supported by the first shaft 31 so as to be rotatable around the first axis L1, and the link member 30.
  • a first drive device 33 for rotating the link member 30 around the first axis L1 with respect to the first shaft 31.
  • the two or more modules 2 are arranged side by side in the extending direction of the first axis L1 so that the first axes L1 substantially coincide with each other.
  • a two-armed multi-joint robot 10B is configured using two or more modules 2.
  • the two modules 2 are arranged with a vertical difference in height so that the first axes L1 substantially coincide with each other.
  • three or more modules 2 are arranged so that the first axes L1 are different from each other. You may arrange
  • each robot arm 3A, 3B is knitted by one module 2 and link member 51, but at least one of the robot arms 3A, 3B has two or more. It may be organized including a plurality of modules 2. In this case, at least one of the robot arms 3A and 3B may be knitted with, for example, the module 2 as the first link, the module 2 as the second link, and the flat link member 51 as the third link. Is possible.

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Abstract

　多関節ロボットは、基台と、基台に支持された２つ以上のモジュールとを備えている。２つ以上のモジュールの各々は、支持部材、支持部材に第１軸線まわりに回動可能に支持されたリンク部材、及び、リンク部材に設けられ当該リンク部材を支持部材に対して第１軸線まわりに回動させる第１駆動装置を有している。

Description

多関節ロボット及びそのモジュール
　本発明は、多関節ロボット、及びこの多関節ロボットが備えるリンクの少なくとも１つを形成しているモジュールに関する。
　従来から、複数のアームユニットを連結して成る多関節ロボットが知られている。例えば、特許文献１には、基台と同じ太さの円柱状の基軸部と、基軸部に形成されたＤ字形のアーム配置溝にボールベアリングを介して回動自在に連結された第１のアーム部材と、第１のアーム部材に回動自在に連結された第２のアーム部材とからなるアームユニットを複数備え、複数のアームユニットのうち一のアームユニットの基軸部と、他のアームユニットの基軸部とを着脱自在に結合し得るようにした多関節ロボットが示されている。この多関節ロボットによれば、基本的には複数のアームユニットを備えた多腕タイプでありながら、必要に応じて一のアームユニットのみの単腕タイプのロボットにもすることができるという効果がうたわれている。
特開平２－１９８７８２号公報
　上記特許文献１の多関節ロボットでは、アームユニットの増減はできるが、アームユニット自体を要求に応じて組み替える自由度はない。
　本願の発明者らは、多関節ロボットのカスタマイズを容易とするために、多関節ロボットをモジュール化することに想到した。そして、１つのモジュールとリンク部材、又は、２つ以上のモジュールを要求に応じて組み合わせることによって、多関節ロボットを構成できるようにした。
　本発明の一態様に係る多関節ロボットのモジュールは、支支持部材と、前記支持部材に第１軸線まわりに回動可能に支持されたリンク部材と、前記リンク部材に設けられ、当該リンク部材を前記支持部材に対して前記第１軸線まわりに回動させる第１駆動装置とを、備えることを特徴としている。
　また、本発明の一態様に係る多関節ロボットは、基台と、基台に支持された２つ以上のモジュールとを備え、前記２つ以上のモジュールの各々が、支持部材、前記支持部材に第１軸線まわりに回動可能に支持されたリンク部材、及び、前記リンク部材に設けられ当該リンク部材を前記支持部材に対して前記第１軸線まわりに回動させる第１駆動装置を有することを特徴としている。
　本発明によれば、１つのモジュールとリンク部材、又は、２つ以上のモジュールを要求に応じて組み合わせることによって、多関節ロボットを構成することができる。
図１は標準仕様のモジュールの概略構成を示す平面図である。 図２は図１のII－II断面の概略図である。 図３は標準仕様に軸部材が追加されたオプション仕様のモジュールの概略構成を示す平面図である。 図４は図３のIV－IV断面の概略図である。 図５は図３に示すオプション仕様のモジュールの変形例を示す側面断面図である。 図６は本発明の第１実施形態に係る多関節ロボットの概略構成を示す側面図である。 図７は第１実施形態に係る多関節ロボットにおけるモジュール編成の一例を示す側面断面図である。 図８は第１実施形態に係る多関節ロボットにおけるモジュール編成の変形例を示す側面断面図である。 図９は本発明の第２実施形態に係る多関節ロボットの概略構成を示す側面図である。 図１０は第２実施形態に係る多関節ロボットにおけるモジュール編成の一例を示す側面断面図である。 図１１は第２実施形態に係る多関節ロボットの概略構成を示す平面図である。 図１２は本発明の第２実施形態に係る多関節ロボットの変形例を示す側面図である。
　次に、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。本発明の実施形態に係る多関節ロボットは回動可能に連結された少なくとも２本のリンクを備えた水平多関節ロボットであって、少なくとも２本のリンクのうち少なくとも１本が本発明の一実施形態に係るモジュールで構成されている。モジュールは標準仕様のもののほか、オプションとして標準仕様に１つの軸が追加されたモジュールなど、顧客の要望に応じて少なくとも１つのオプションの部品・装置を標準仕様に追加することができる。
〔標準仕様のモジュール〕
　図１は標準仕様のモジュール２の概略構成を示す平面図であり、図２は図１のII－II断面の概略図である。なお、図２ではサーボモータ８１が二点鎖線で示されている。図１及び図２に示すように、本発明の一実施形態に係る標準仕様のモジュール２は、リンク部材３０と、第１軸線Ｌ１が軸心を通っている第１軸３１（支持部材）と、第１軸３１に対しリンク部材３０を回動可能に連結する軸受３２と、リンク部材３０を第１軸線Ｌ１まわりに第１軸３１と相対的に回動させる第１駆動装置３３とで概ね構成されている。望ましくは、リンク部材３０は、第１軸線Ｌ１まわりに３６０°回転可能である。
　リンク部材３０は、水平方向に長尺な中空状の箱体であって、多関節ロボットの構成要素であるリンクとしての外形を成している。リンク部材３０は、本体３０ａと、本体３０ａと締結具等によって結合された蓋体３０ｂとを含む複数の部材により構成されている。リンク部材３０は、蓋体３０ｂを外して内部を開放することが可能であり、このように内部が開放されたリンク部材３０に対して第１駆動装置３３などの内装物の組み付けや配線などの作業が行われる。
　リンク部材３０には、基端と先端の両方において、上下両面に開口部３０ｃが設けられている。開口部３０ｃの周縁には、他のモジュール２の第１軸３１を支持したり、後述する第２軸４１を回動可能に支持したりするための支持部３０ｄ，３０ｅが規定されている。支持部３０ｄ，３０ｅには、他のモジュール２の第１軸３１等と当該支持部３０ｄ，３０ｅとを締結具で締結するための複数の締結孔（図示略）が設けられている。支持部３０ｄ，３０ｅに強度を備えるために、望ましくは、支持部３０ｄ，３０ｅがリンク部材３０の他の部分より肉厚に形成されているか、或いは、支持部３０ｄ，３０ｅに補強板が設けられている。
　第１軸３１の上部３１２は、リンク部材３０の基端の下面に設けられた開口部３０ｃに挿入されている。第１軸３１は、リンク部材３０を支持する支持部材として機能する。第１軸３１は、一体的に形成されている、又は、分割可能に構成されている。本実施形態に係る第１軸３１は、リンク部材３０の外側に現れる下部３１１と、リンク部材３０に内挿される上部３１２とが、第１軸線Ｌ１の延在方向に直列的に結合されて成る。第１軸３１の下部３１１は、連結されるモジュール２間のスペーサとしての機能も併せ備えている。第１軸３１の上部３１２には、歯車３１３が外嵌されて固定されている。
　第１軸３１は全体として中空軸状であって、中空部にブッシュ３１５が挿入されている。ブッシュ３１５の内周側は配線・配管空間として利用される。本実施形態に係るブッシュ３１５の内径は一定であるが、ブッシュ３１５は上部の内径が上方へ向けて漸次拡大するような、いわゆる、上部がラッパ状に拡大する内径を有する中空軸状体であってもよい。これにより配線・配管とのブッシュ３１５との摩擦が軽減され、配線・配管の損傷を防ぐことができる。
　第１駆動装置３３は、リンク部材３０の内部に設けられている。第１駆動装置３３は、駆動源であるサーボモータ８１と、第１軸３１の歯車３１３と噛合している出力歯車８２を介してサーボモータ８１のモータ出力を第１軸３１の歯車３１３へ伝達する動力伝達機構８３とを概ね備えている。出力歯車８２は、リンク部材３０に回動可能に支持された出力軸８４に固定されている又は出力軸８４と一体的に形成されている。動力伝達機構８３は、複数の歯車から構成されており、モータ出力の回転速度を減じて出力歯車８２へ出力する減速機としての機能も併せ備えている。なお、第１駆動装置３３の動作は図示されないコントローラにより制御されており、第１駆動装置３３とコントローラとを接続するケーブル類は、リンク部材３０内と第１軸３１内を通されている。
〔オプション仕様のモジュール〕
　上記構成の標準仕様のモジュール２は、オプションとして先端に第２軸４１（軸部材）を追加することができる。以下、特にオプション仕様のモジュールを標準仕様のモジュール２と区別する場合には、オプション仕様のモジュールに対し参照符号「２Ａ」を用いることがある。図３はオプション仕様のモジュール２Ａの概略構成を示す平面図であり、図４は図３のIV－IV断面の概略図である。なお、図４ではサーボモータ８１が二点鎖線で示されている。
　図３及び４に示すように、オプション仕様のモジュール２Ａには、前述の標準仕様のモジュール２に、第２軸４１が追加されている。具体的には、オプション仕様のモジュール２Ａは、前述の標準仕様のモジュール２の構成に加えて、リンク部材３０に挿入された第２軸４１と、リンク部材３０に第２軸４１を回動可能に連結する軸受４２と、第２軸４１をリンク部材３０に対して当該第２軸４１の軸心を通る第２軸線Ｌ２を回動中心として回動させる第２駆動装置４３とを備えている。なお、第１軸線Ｌ１と第２軸線Ｌ２は平行であり、本実施形態に係る第１軸線Ｌ１と第２軸線Ｌ２は垂直に延在している。
　第２軸４１は、リンク部材３０の先端の上面に設けられた開口部３０ｃに挿入されており、その開口部３０ｃの周縁部に規定された支持部３０ｅに軸受４２を介して回動可能に支持されている。望ましくは、第２軸４１は、リンク部材３０に対し第２軸線Ｌ２まわりに３６０°回転可能である。
　第２軸４１は、一体的に形成されている、又は、分割可能に構成されている。本実施形態においては、リンク部材３０の外側に現れる部分４１１と、リンク部材３０に内挿される部分４１２とが、第２軸４１の軸心の延在方向に直列的に結合されて成る。第２軸４１のリンク部材３０に内挿される部分４１２には、歯車４１３が外嵌されて固定されている。第２軸４１は全体として中空軸状であって、中空部にブッシュ４１５が挿入されている。ブッシュ４１５の内周側は配線・配管空間として利用される。
　第２軸４１のリンク部材３０の外側に現れる部分４１１には、例えば、他のリンク部材を連結することができる。本実施形態においては、第２軸４１のリンク部材３０の外側に現れる部分４１１に、平板状のリンク部材５１の基端が固定されている。このリンク部材５１は、第２軸４１と一体的に挙動し、第２駆動装置４３によって第２軸線Ｌ２まわりに回転駆動される。
　第２駆動装置４３は、リンク部材３０の内部に設けられている。なお、本実施形態のモジュール２Ａでは、カスタマイズが容易なように、リンク部材３０の内部に予め第２駆動装置４３が配置されるための空間が規定されている。第２駆動装置４３は第１駆動装置３３とほぼ同様の構成であって、第１駆動装置３３と第２駆動装置４３において共通する機能を有する部材には同一の参照符号が付されている。第２駆動装置４３は、駆動源であるサーボモータ８１と、第２軸４１の歯車４１３と噛合している出力歯車８２を介してサーボモータ８１のモータ出力を第２軸４１の歯車４１３へ伝達する動力伝達機構８３とを概ね備えている。
　上記構成のモジュール２Ａでは、第２軸４１はリンク部材３０の上面から上方へ突出しているが、モジュール２Ａを第２軸４１をリンク部材３０の下面から下方へ突出するように変形することも可能である。以下、特にオプション仕様のモジュール２Ａの変形例を標準仕様のモジュール２やオプション仕様のモジュール２Ａと区別する場合には、オプション仕様のモジュールの変形例に対し参照符号「２Ａ’」を用いることがある。図５では、図３に示すオプション仕様のモジュール２Ａの変形例（モジュール２Ａ’）の側面断面図が示されている。
　図５に示すオプション仕様のモジュール２Ａ’では、第２軸４１がリンク部材３０の先端側の下面に設けられた開口部３０ｃに挿入されており、この開口部３０ｃの周囲に規定された支持部３０ｅに軸受４２を介して第２軸４１が回動可能に支持されている。リンク部材３０の内部に位置する第２軸の上部には歯車４１３が外嵌固定されており、この歯車４１３は第２駆動装置４３の出力歯車８２と噛合している。また，リンク部材３０の下面から下方へ突出して第２軸４１の下部には、別のリンク部材５１が固定されている。よって、このような構成のモジュール２Ａ’では、別のリンク部材５１はモジュール２Ａ’の下方に連結されている。
　以上に説明したように、本実施形態に係るモジュール２は、第１軸３１（支持部材）と、第１軸３１に第１軸線Ｌ１まわりに回動可能に支持されたリンク部材３０と、リンク部材３０に設けられ当該リンク部材３０を第１軸３１に対して第１軸線Ｌ１まわりに回動させる第１駆動装置３３とを、備えている。
　更に、本実施形態のモジュール２は、そのモジュール２と実質的に同じ構成を有する他のモジュールと連結可能であって、モジュール２のリンク部材３０に、第１軸線Ｌ１どうしが実質的に一致するように他のモジュールの第１軸３１を支持するための支持部３０ｄと、第１軸線Ｌ１どうしが実質的に一致しないように他のモジュールの第１軸３１を支持するための支持部３０ｅとが規定されている。本実施形態のモジュール２では、カスタマイズが容易なように、リンク部材３０に支持部３０ｄ及び支持部３０ｅの両方が規定されているが、これらのうち少なくとも一方が規定されていてもよい。なお、上記において「実質的に同じ構成を有する他のモジュール」には、基本仕様のモジュール２に限定されず、第１軸３１、リンク部材３０、及び、第１駆動装置３３を基本構成として含むモジュールが含まれる。例えば、上記他のモジュールには、基本仕様のモジュール２に少なくとも１つのオプション部品や装置が追加されたもの、基本仕様のモジュール２のリンク部材３０や第１軸３１の少なくとも一部分の形状が変更されたもの、などが広く含まれる。
　このように、本実施形態に係るモジュール２は、多関節ロボットの構成単位として第１軸３１、リンク部材３０、及び第１駆動装置３３を備えており、これらを１つの組立体として取り扱うことが可能である。そして、１つのモジュール２と他のリンク部材５１、又は、２つ以上のモジュール２を要求に応じて組み合わせることによって、多関節ロボットを構成することができる。多関節ロボットがモジュール２で編成されているので、モジュール２の数を増減させたり、異なる態様のモジュール２に交換したりすることによって、ユーザの要望に応じてカスタマイズされた多関節ロボットを容易に提供することができる。
　また、本実施形態のモジュール２では、第１駆動装置３３が、第１軸３１に設けられた第１歯車３１３と、サーボモータ８１と、第１歯車３１３と噛合する第２歯車８２を含み且つサーボモータ８１の出力を第２歯車８２を介して第１歯車３１３へ伝達する動力伝達機構８３とを有している。
　上記構成の第１駆動装置３３において、第２歯車８２がサーボモータ８１から伝達された動力によって回転すると、第２歯車８２が第１歯車３１３の周囲を回転する。これによって、第２歯車８２を支持しているリンク部材３０は、第１軸線Ｌ１を中心として第１軸３１に対して回動する。このように、リンク部材３０が第１軸３１のまわりを回動するように構成されているので、モジュール２を連結される他のモジュール２の干渉を受けずに第１軸線Ｌ１まわりに回転させることができる。また、モジュール２をリンク部材３０、第１軸３１及び第１駆動装置３３の組立体として取り扱うことが可能である。
　また、本実施形態のオプション仕様のモジュール２Ａ，２Ａ’は、リンク部材３０に第１軸線Ｌ１と平行な第２軸線Ｌ２まわりに回動可能に支持された第２軸４１（軸部材）と、リンク部材３０に設けられ第２軸４１をリンク部材３０に対して第２軸線Ｌ２まわりに回動させる第２駆動装置４３とを更に備えている。
　このように、本実施形態のモジュール２は、２つの軸（即ち、第１軸３１及び第２軸４１）とその駆動装置（即ち、第１駆動装置３３及び第２駆動装置４３）を一体的に備えたモジュールとして構成することも可能である。これにより、モジュール２を組み合わせて構成できる多関節ロボットのバリエーションが広がる。また、このモジュール２では２つの軸とその駆動装置が１つのリンク部材３０に支持されているので、このリンク部材３０の下流側に連結される他のリンクに第２軸４１まわりの回転のための駆動装置を省略することが可能である。これによれば、下流側に連結される他のリンクとして、例えば、駆動装置を搭載しない薄く細いリンク部材や、剛性の低いリンク部材を採用することが可能となる。
〔多関節ロボットの構成例〕
　以下では、上記モジュール２を用いた多関節ロボットの構成例を説明する。
〔多関節ロボットの第１実施形態〕
　図６は本発明の第１実施形態に係る多関節ロボット１０Ａの概略構成を示す側面図である。図６に示すように、本発明の第１実施形態に係る多関節ロボット１０Ａは、基台２０と、基台２０に支持されたロボットアーム３と、ロボットアーム３の手首に取り付けられたロボットハンド５と、ロボットアーム３とロボットハンド５の動作を制御するコントローラ６とを備えている。ロボットアーム３は、基台２０に水平方向に回動可能に連結された第１リンク２１と、第１リンク２１の先端部に水平方向に回動可能に連結された第２リンク２２と、第２リンク２２の先端部に水平方向に回動可能に連結された第３リンク２３とを備えている。
　図７は第１実施形態に係る多関節ロボット１０Ａにおけるモジュール編成の一例を示す側面断面図である。図７に示す多関節ロボット１０Ａのロボットアーム３は、第１リンク２１としての基本仕様のモジュール２、第２リンク２２としてのオプション仕様のモジュール２Ａ、及び、第３リンク２３としての平板状のリンク部材５１を直列的に連結することによって編成されている。
　第１リンク２１のモジュール２の第１軸３１の下端は基台２０に固定されている。第２リンク２２のモジュール２Ａの第１軸３１の下端は、第１リンク２１のモジュール２のリンク部材３０の先端側上面に固定されている。第３リンク２３のリンク部材５１の基端は、第２リンク２２のモジュール２Ａの第２軸４１に固定されている。
　第１リンク２１のモジュール２と第２リンク２２のモジュール２Ａの双方において、リンク部材３０の基端側上面の開口はハット状のキャップ６１で塞がれている。キャップ６１によって上方へ拡張されたリンク部材３０の内部空間は配線や配管のために利用される。また、第１リンク２１のモジュール２と第２リンク２２のモジュール２Ａの双方において、リンク部材３０の先端側下面の開口は円形の閉塞板６２で塞がれている。
　第１リンク２１のモジュール２の内部と基台２０の内部は、基台２０の上面に設けられた開口と、この開口上に立設されたモジュール２の第１軸３１のブッシュ３１５とによって連通されている。また、第１リンク２１のモジュール２の内部と第２リンク２２のモジュール２Ａの内部は、モジュール２のリンク部材３０の先端の開口部３０ｃと、この開口部３０ｃ上に立設されたモジュール２Ａの第１軸３１のブッシュ３１５とによって連通されている。このように、基台２０、第１リンク２１、第２リンク２２の内部空間は連通されており、この内部空間が配線・配管のために利用されている。リンク部材５１には、基台２０から第１リンク２１及び第２リンク２２の内部を通されて、第２リンク２２の先端から外部へ引き出された配線や配管を束ねる配線台５２が設けられている。
　上記構成のロボットアーム３では、第１リンク２１として基本仕様のモジュール２が用いられているが、この基本仕様のモジュール２に代えてオプション仕様のモジュール２Ａが用いられていてもよい。そこで、第１リンク２１としてオプション仕様のモジュール２Ａが用いられた場合の、第１実施形態に係る多関節ロボット１０Ａのモジュール編成の変形例を説明する。
　図８は第１実施形態に係る多関節ロボットにおけるモジュール編成の変形例を示す側面断面図である。図８に示す多関節ロボット１０Ａのロボットアーム３は、第１リンク２１としてのオプション仕様のモジュール２Ａ、第２リンク２２としてのオプション仕様のモジュール２Ａ、及び、第３リンク２３としての他のリンク部材５１を直列的に連結することによって編成されている。
　第１リンク２１のモジュール２Ａの第１軸３１の下端は基台２０に固定されている。第１リンク２１のモジュール２Ａの第２軸４１の上端は、第２リンク２２のモジュール２Ａの第１軸３１の下端と連結されている。第２リンク２２のモジュール２Ａの第２軸４１の上端には、第３リンク２３のリンク部材５１の基端が固定されている。
　上記変形例のように、オプション仕様のモジュール２Ａが直列的に連結されたロボットアーム３では、第１リンク２１と基台２０を連結している関節は１つの駆動装置３３からの出力で動かされるが、第１リンク２１と第２リンク２２を連結している関節は２つの駆動装置３３，４３の合成出力で動かされる。ロボットアーム３の末端へ向かうほど関節に速い動作が要求される場合があり、このような場合に上記変形例に係る構成が有利である。
　以上に説明したように、本実施形態の多関節ロボット１０Ａは、基台２０と、基台２０に支持された２つ以上のモジュール２とを備えている。そして、２つ以上のモジュール２の各々が、第１軸３１（支持部材）、第１軸３１に第１軸線Ｌ１まわりに回動可能に支持されたリンク部材３０、及び、リンク部材３０に設けられ当該リンク部材３０を第１軸３１に対して第１軸線Ｌ１まわりに回動させる第１駆動装置３３を有している。
　そして、２つ以上のモジュール２は、第１軸線Ｌ１どうしが実質的に一致しないように第１軸線Ｌ１の延在方向に並べて配置されている。これにより、２つ以上のモジュール２を用いて多関節ロボット１０Ａのロボットアーム３が構成されている。
　本実施形態では、２つ以上のモジュール２が、基台２０に固定された第１軸３１を有する第１のモジュール（即ち、第１リンク２１のモジュール２）と、自身以外のモジュールのリンク部材（即ち、第１リンク２１のリンク部材３０）に固定された第１軸３１を有する第２のモジュール（即ち、第２リンク２２のモジュール２）とを含んでいる。なお、この第２のモジュールの先端側に、当該第２のモジュールのリンク部材３０に固定された第１軸３１を有する別の第２のモジュールが設けられてもよい。つまり、ロボットアーム３が直列的に繰り返された複数のモジュール２を備えていてよい。
〔多関節ロボットの第２実施形態〕
　次に、本発明の第２実施形態に係る多関節ロボット１０Ｂを説明する。図９は本発明の第２実施形態に係る多関節ロボット１０Ｂの概略構成を示す側面図であり、図１０は第２実施形態に係る多関節ロボット１０Ｂにおけるモジュール編成の一例を示す側面断面図であり、図１１は第２実施形態に係る多関節ロボット１０Ｂの概略構成を示す平面図である。なお、本実施形態の説明においては、前述の第１実施形態と同一又は類似の部材には図面に同一の符号を付し、説明を省略する場合がある。
　図９及び図１０に示す多関節ロボット１０Ｂは、基台２０と、基台２０に支持された２本のロボットアーム３Ａ，３Ｂと、各ロボットアーム３Ａ，３Ｂの手首に取り付けられたロボットハンド５と、ロボットアーム３Ａ，３Ｂとロボットハンド５の動作を制御するコントローラ６とを備えている。
　２本のロボットアーム３Ａ，３Ｂは共通する構成を有しており、２本のロボットアーム３Ａ，３Ｂの各々は、第１リンク２１と、第１リンク２１の先端に連結された第２リンク２２とを備えている。２本のロボットアーム３Ａ，３Ｂの第１リンク２１の基端は同一軸線上に配置されており、一方のロボットアーム３Ａの第１リンク２１と他方のロボットアーム３の第１リンク２１とは高低差を持って配設されている。以下では、２本のロボットアームのうち下方に位置するロボットアームを第１アーム３Ａとし、上方に位置するロボットアームを第２アーム３Ｂとする。
　第１アーム３Ａでは、第１リンク２１としてオプション仕様のモジュール２Ａが用いられ、第２リンク２２として平板状のリンク部材５１が用いられている。第１リンク２１のモジュール２Ａの第１軸３１の下端は基台２０に固定されている。なお、図１１に示すように、基台２０の上面には菱形の開口部１９が設けられており、この開口部１９の範囲内で第１軸３１の基台２０に対する取付位置を変更することが可能である。つまり、第１リンクのモジュール２Ａの第１軸線Ｌ１の位置を、開口部１９の範囲内で選択することができる。第１リンク２１のモジュール２Ａの第２軸４１には、第３リンク２３のリンク部材５１の基端が固定されている。
　第２アーム３Ｂでは、第１リンク２１としてオプション仕様のモジュール２Ａ’が用いられ、第２リンク２２として平板状のリンク部材５１が用いられている。第１リンク２１のモジュール２Ａ’の第１軸３１の下端は、第１アーム３Ａの第１リンク２１のモジュール２Ａのリンク部材３０に固定されている。第１リンク２１のモジュール２Ａ’の第２軸４１には、第３リンク２３のリンク部材５１の基端が固定されている。
　上記構成の多関節ロボット１０Ｂでは、第２アーム３Ｂの第１リンク２１の第１軸３１が、第１アーム３Ａの第１リンク２１のリンク部材３０に固定されている。つまり、多関節ロボット１０Ｂは、自身以外のモジュール２のリンク部材３０に固定された第１軸３１を有するモジュール２を含んでいる。このような多関節ロボット１０Ｂでは、第１アーム３Ａが第１軸線Ｌ１を中心として回動すると、この動きに同伴して第２アーム３Ｂも第１軸線Ｌ１を中心として回動する。そのため、コントローラ６から第２アーム３Ｂの第１駆動装置３３へ与えられる制御信号には、第１アーム３Ａの第１軸線Ｌ１まわりの回動を相殺する成分が含まれている。例えば、第１アーム３Ａを第１軸線Ｌ１まわりに９０度回転させるとともに第２アーム３Ｂを見かけ上静止させるためには、第１アーム３Ａを第１軸線Ｌ１まわりに９０度回転させるとともに第２アーム３Ｂを第１軸線Ｌ１まわりに－９０度回転させる。
　上記構成の多関節ロボット１０Ｂでは、２本のロボットアーム３Ａ，３Ｂの基端部が単純に上下に連結されることによって双腕が形成されているので、ロボットアーム３を増加して更に多腕にしたり、ロボットアーム３の数を減らして単腕にしたりするカスタマイズを容易に行うことができる。例えば、図１２には、図９に示した多関節ロボット１０Ｂの２本のロボットアーム３Ａ，３Ｂのうち一方を取り外した多関節ロボット１０Ｂ’が示されている。多関節ロボット１０Ｂ’では、基台２０と、基台２０に支持された上記の第２アーム３Ｂとを備えている。多関節ロボット１０Ｂ’は、第２アーム３Ｂに代えて上記の第１アーム３Ａを備えていてもよい。
　以上に説明したように、本実施形態の多関節ロボット１０Ｂは、基台２０と、基台２０に支持された２つ以上のモジュール２とを備えている。そして、２つ以上のモジュール２の各々が、第１軸３１（支持部材）、第１軸３１に第１軸線Ｌ１まわりに回動可能に支持されたリンク部材３０、及び、リンク部材３０に設けられ当該リンク部材３０を第１軸３１に対して第１軸線Ｌ１まわりに回動させる第１駆動装置３３を有している。
　そして、２つ以上のモジュール２は、第１軸線Ｌ１どうしが実質的に一致するように第１軸線Ｌ１の延在方向に並べて配置されている。これにより、２つ以上のモジュール２を用いて双腕の多関節ロボット１０Ｂが構成されている。
　本実施形態では、２つのモジュール２が第１軸線Ｌ１どうしが実質的に一致するように上下高低差を設けて配置されているが、３つ以上の複数のモジュール２が第１軸線Ｌ１どうしが実質的に一致するように上下高低差を設けて配置されていてもよい。
　また、本実施形態に係る多関節ロボット１０Ｂでは、各ロボットアーム３Ａ，３Ｂが１つのモジュール２とリンク部材５１とで編成されているが、ロボットアーム３Ａ，３Ｂのうち少なくとも一方が２つ以上の複数のモジュール２を含んで編成されていてもよい。この場合、ロボットアーム３Ａ，３Ｂのうち少なくとも一方を、例えば、第１リンクとしてのモジュール２と、第２リンクとしてのモジュール２と、第３リンクとしての平板状のリンク部材５１で編成することが可能である。
　以上の本発明の好適な実施の形態及び変形例の説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造及び／又は機能の詳細を実質的に変更できる。
２　モジュール
３　ロボットアーム
５　ロボットハンド
６　コントローラ
１０Ａ，１０Ｂ　多関節ロボット
２０　基台
２１　第１リンク
２２　第２リンク
３０　リンク部材
３１　第１軸（支持部材）
３２　軸受
３３　第１駆動装置
４１　第２軸（軸部材）
４２　軸受
４３　第２駆動装置
５１　リンク部材
５２　配線台
Ｌ１　第１軸線
Ｌ２　第２軸線
 

Claims (11)

  1. 　支持部材と、
    　前記支持部材に第１軸線まわりに回動可能に支持されたリンク部材と、
    　前記リンク部材に設けられ、当該リンク部材を前記支持部材に対して前記第１軸線まわりに回動させる第１駆動装置とを、
    　備えた多関節ロボットのモジュール。
  2. 　前記モジュールは、前記モジュールと実質的に同じ構成を有する他のモジュールと連結可能であって、
    　前記モジュールの前記リンク部材に、前記第１軸線どうしが実質的に一致するように前記他のモジュールの前記支持部材を支持するための支持部が規定されている、請求項１に記載の多関節ロボットのモジュール。
  3. 　前記モジュールは、前記モジュールと実質的に同じ構成を有する他のモジュールと連結可能であって、
    　前記モジュールの前記リンク部材に、前記第１軸線どうしが実質的に一致しないように前記他のモジュールの前記支持部材を支持するための支持部が規定されている、請求項１に記載の多関節ロボットのモジュール。
  4. 　前記リンク部材に前記第１軸線と平行な第２軸線まわりに回動可能に支持された軸部材と、
    　前記リンク部材に設けられ、前記軸部材を前記リンク部材に対して前記第２軸線まわりに回動させる第２駆動装置とを、更に備える請求項１に記載の多関節ロボットのモジュール。
  5. 　前記第１駆動装置が、前記支持部材に設けられた第１歯車と、サーボモータと、前記第１歯車と噛合する第２歯車を含み且つ前記サーボモータの出力を前記第２歯車を介して前記第１歯車へ伝達する動力伝達機構とを有する、請求項１～４のいずれか一項に記載の多関節ロボットのモジュール。
  6. 　基台と、
    　基台に支持された２つ以上のモジュールとを備え、
    　前記２つ以上のモジュールの各々が、支持部材、前記支持部材に第１軸線まわりに回動可能に支持されたリンク部材、及び、前記リンク部材に設けられ当該リンク部材を前記支持部材に対して前記第１軸線まわりに回動させる第１駆動装置を有する、多関節ロボット。
  7. 　前記２つ以上のモジュールは、前記第１軸線どうしが実質的に一致するように前記第１軸線の延在方向に並べて配置されている、請求項６に記載の多関節ロボット。
  8. 　前記２つ以上のモジュールは、前記第１軸線どうしが実質的に一致しないように前記第１軸線の延在方向に並べて配置されている、請求項６に記載の多関節ロボット。
  9. 　前記リンク部材に前記第１軸線と平行な第２軸線まわりに回動可能に支持された軸部材と、
    　前記リンク部材に設けられ、前記軸部材を前記リンク部材に対して前記第２軸線まわりに回動させる第２駆動装置を、更に備える請求項６に記載の多関節ロボット。
  10. 　前記第１駆動装置が、前記支持部材に設けられた第１歯車と、サーボモータと、前記第１歯車と噛合する第２歯車を含み且つ前記サーボモータの出力を前記第２歯車へ伝達する動力伝達機構とを有する、請求項６に記載の多関節ロボット。
  11. 　前記２つ以上のモジュールが、前記基台と連結された前記支持部材を有する第１のモジュールと、自身以外のモジュールの前記リンク部材と連結された前記支持部材を有する少なくとも１つの第２のモジュールとを含む、請求項６～１０のいずれか一項に記載の多関節ロボット。
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