JP6351244B2 - Arm mechanism - Google Patents
Arm mechanism Download PDFInfo
- Publication number
- JP6351244B2 JP6351244B2 JP2013246870A JP2013246870A JP6351244B2 JP 6351244 B2 JP6351244 B2 JP 6351244B2 JP 2013246870 A JP2013246870 A JP 2013246870A JP 2013246870 A JP2013246870 A JP 2013246870A JP 6351244 B2 JP6351244 B2 JP 6351244B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cable
- frame
- frame member
- arm
- holding
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Manipulator (AREA)
Description
本発明は、フレーム部材や架台等に対して回転可能な関節により連結されたフレーム部材を備えるアーム機構に関する。 The present invention relates to an arm mechanism including a frame member connected to a frame member, a frame, and the like by a joint that can rotate.
近年、複数のフレーム部材を互いに回転可能な関節により直列に連結した多関節アーム(以下、アームと呼ぶ)を備えたロボット装置が開発されている。アームに所望の作業をさせるため、アームの先端部は様々な種類のエンドエフェクタを交換して取り付け可能になっている。これらのエンドエフェクタは、その作業内容に応じて様々な種類があるため、エンドエフェクタに接続されるモータ駆動用電線、センサ用信号線、作業用チューブ等にもまた様々な種類がある。ここで、本明細書中では、これらモータ駆動用電線、センサ用信号線、作業用チューブ等を総括してケーブルと呼ぶ。 In recent years, a robot apparatus having a multi-joint arm (hereinafter referred to as an arm) in which a plurality of frame members are connected in series by joints that can rotate with each other has been developed. In order to cause the arm to perform a desired work, the tip of the arm can be attached by exchanging various types of end effectors. Since there are various types of these end effectors depending on the work contents, there are also various types of motor drive wires, sensor signal wires, work tubes, and the like connected to the end effectors. Here, in this specification, these motor drive wires, sensor signal wires, work tubes, and the like are collectively referred to as cables.
従来、エンドエフェクタ用のケーブルは、アームの架台から最先端のフレームまで、各フレームの内側に配線されていた(特許文献1参照)。このアームでは、架台から最先端のフレームまでケーブルをアームの内側に配線することで、ケーブルがアームの周囲の構造物と干渉することを防いでいる。 Conventionally, the cable for an end effector has been wired inside each frame from the frame of the arm to the most advanced frame (see Patent Document 1). In this arm, the cable is routed from the gantry to the most advanced frame inside the arm, thereby preventing the cable from interfering with the structure around the arm.
しかしながら、アームの内部にはモータや減速機等の機械要素やモータ駆動用ケーブル等が内蔵されており、そこに更にエンドエフェクタ用のケーブルを内蔵させることになる。このため、アームの内部での配置に余裕を持たせるためにアームの各フレームを太くすると、重量の増加、設置面積の増加等を招いてしまうため、エンドエフェクタ用のケーブルの配置スペースは狭く、窮屈な状態になっていた。特に、先端側のフレームは細く形成されてエンドエフェクタ用のケーブルを配置するスペースが狭くなっている。これにより、エンドエフェクタ用のケーブルが小さな曲率半径で急激に屈曲されることによって過大な負荷が生じ、長時間のアームの動作によって断線が生じ易くなる可能性があった。 However, a mechanical element such as a motor and a reduction gear, a motor driving cable, and the like are built in the arm, and a cable for an end effector is further built therein. For this reason, if each frame of the arm is made thicker to give a margin for the arrangement inside the arm, an increase in weight, an increase in installation area, etc. will be caused, so the arrangement space for the end effector cable is narrow, It was cramped. In particular, the frame on the distal end side is formed thin, and the space for arranging the cable for the end effector is narrow. As a result, the end effector cable is abruptly bent with a small radius of curvature, causing an excessive load, and disconnection is likely to occur due to the arm operation for a long time.
また、ケーブルに断線等のトラブルが生じた場合、カバーの内部にあるケーブルにアクセスするには、カバーを取り外し、アームの内部の部品を取り外す等、煩雑な分解作業が必要になりメンテナンス性が低かった。更に、内蔵されるエンドエフェクタ用のケーブルの種類は、アームの設計及び製作の段階で想定されたエンドエフェクタに対応して決定されている。このため、想定外のエンドエフェクタを取り付けて作業をさせたい場合は、ケーブルの種類や本数が未対応のため、エンドエフェクタに作業をさせられない場合があった。 Also, when troubles such as cable breakage occur, in order to access the cable inside the cover, a complicated disassembly work such as removing the cover and removing the parts inside the arm is required, and maintenance is low. It was. Furthermore, the type of cable for the built-in end effector is determined corresponding to the end effector assumed in the stage of arm design and manufacture. For this reason, when working with an unexpected end effector attached, the end effector may not be able to work because the type and number of cables are not supported.
これらの問題を解決するため、エンドエフェクタ用のケーブルをフレームの外側に沿わせて配線したアームが開発されている(特許文献2参照)。このアームでは、先端側のフレームにおいてエンドエフェクタ用のケーブルがクランプ部材等の保持手段によってフレームの外側面に保持されている。このため、保持手段が、アームの動作時にエンドエフェクタ用のケーブルが揺れ動く範囲を規制して、ケーブルが周囲の構造物と干渉しにくくなるようにしている。 In order to solve these problems, an arm in which an end effector cable is wired along the outside of a frame has been developed (see Patent Document 2). In this arm, the end effector cable is held on the outer surface of the frame by holding means such as a clamp member in the frame on the distal end side. For this reason, the holding means regulates the range in which the cable for the end effector swings during the operation of the arm so that the cable is less likely to interfere with surrounding structures.
しかしながら、特許文献2に記載されたアームでは、保持手段の大きさやエンドエフェクタ用のケーブルの外側面に対する配置位置等は考慮されていなかった。このため、例えば、フレームが長手方向の中心線を回転中心として回転する場合、保持手段やケーブルが周囲の構造物に干渉する可能性があった。これにより、保持手段が周囲の構造物と干渉するのを防ぐためには、当該フレームの可動範囲を制限しなければならない場合があるという問題があった。
However, in the arm described in
本発明は、ケーブル及び保持手段が周囲の構造物等と干渉することを抑制し、フレームの可動範囲の制限を抑えられるアーム機構を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an arm mechanism that suppresses interference of a cable and a holding unit with surrounding structures and the like, and suppresses a restriction on a movable range of the frame.
本発明のアーム機構は、支持部材と、前記支持部材に対して回転可能に支持されるフレーム部材と、前記フレーム部材の長手方向に沿って、少なくとも一部が前記フレーム部材の外側に配線されるケーブルと、前記フレーム部材に取り付けられ、前記ケーブルを前記フレーム部材の外側で保持する保持手段と、を備え、前記フレーム部材の回転中心は、前記フレーム部材の長手方向に沿って前記フレーム部材の内部を通る軸であり、前記保持手段及び前記フレーム部材に沿った区間の前記ケーブルは、前記フレーム部材の前記回転中心から最も離れた部位の前記回転中心からの距離を半径とする円筒形状の空間内に配置されることを特徴とする。 Arm mechanism of the present invention includes a support member, a frame member that is rotating rotatably supported by respect to the supporting member, along the longitudinal direction of the frame member, is wired to the outside of at least a part of said frame member And a holding means attached to the frame member and holding the cable on the outside of the frame member, the rotation center of the frame member extending along the longitudinal direction of the frame member A cylindrical space that is an axis passing through the inside, and the cable in the section along the holding means and the frame member has a radius from the rotation center of a portion of the frame member farthest from the rotation center. It is characterized by being arranged inside.
本発明によれば、保持手段及びフレーム部材に沿った区間のケーブルは、フレーム部材の回転中心から最も離れた部位の回転中心からの距離を半径とする円筒形状の空間内に配置される。この円筒形状の空間は、フレーム部材が回転角度によって占位し得る空間であるので、アームの軌道を設定する際には、保持手段の有無によらず、周囲の構造物等が当該空間に入らないように確保して設定する。このため、保持手段及びフレーム部材に沿った区間のケーブルは、フレーム部材が回転中心を中心にして回転した際に常に上述の空間内に位置するので、周囲の構造物等に干渉することが防止されるようになる。これにより、ケーブル及び保持手段が周囲の構造物等と干渉することを抑制し、フレーム部材の可動範囲の制限を抑えることができる。 According to the present invention, the cable in the section along the holding means and the frame member is arranged in a cylindrical space whose radius is the distance from the rotation center of the part farthest from the rotation center of the frame member. This cylindrical space is a space that the frame member can occupy depending on the rotation angle. Therefore, when setting the trajectory of the arm, surrounding structures and the like enter the space regardless of the presence or absence of the holding means. Ensure that there is no setting. For this reason, since the cable in the section along the holding means and the frame member is always located in the above-mentioned space when the frame member rotates around the rotation center, it is prevented from interfering with surrounding structures and the like. Will come to be. Thereby, it can suppress that a cable and a holding means interfere with a surrounding structure etc., and the restriction | limiting of the movable range of a frame member can be suppressed.
以下、本発明を実施するための形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1に示すように、ロボット装置1は、多関節ロボットであるロボット本体2と、ロボット本体2の動作を制御する制御装置3とを備えている。
As shown in FIG. 1, the robot apparatus 1 includes a robot
ロボット本体2は、ロボットアームである6軸の多関節アーム(以下、アームと呼ぶ)21と、エンドエフェクタであるハンド22とを有している。本実施の形態では、アーム21として6軸の多関節アームを適用しているが、軸を複数有していれば軸数は用途や目的に応じて適宜変更してもよい。また、本実施の形態では、エンドエフェクタとしてハンド22を適用しているが、これには限られず、ワークを移動させたり、あるいはワークに対して作業等を施すことが可能なツールの全般を含めることができる。
The
ハンド22は、アーム21の第6フレーム56に取り付けられて支持され、アーム21の動作により位置及び姿勢の少なくとも一自由度が調整されるようになっている。ハンド22は、2本の指23と、これら指23の間隔を開閉可能に支持するハンド本体24とを備え、指23同士が接近する閉動作によりワークを把持可能になっている。
The
アーム21は、第1フレーム51〜第6フレーム56と、第1フレーム51の基端側が連結されて支持される基部57と、関節である第1軸61〜第6軸66とを備えている。即ち、アーム21は、互いに関節により連結された複数のフレーム51〜56と、複数のフレーム51〜56のうちの最も基端側の第1フレーム51が連結された基部57と、を備えている。各フレーム51〜56としては、長さが固定されたものを採用している。但し、例えば、直動アクチュエータにより伸縮可能なフレームを採用してもよい。また、本実施の形態では、関節は全て回転関節としているが、これには限られず一部の関節は直動関節であってもよい。
The
尚、本実施の形態では、図1に示すように、第1フレーム51及び第2フレーム52が鉛直方向に延び、第3フレーム53〜第6フレーム56及びハンド22が水平方向に延びた状態をロボット本体2の初期位置とする。そして、この初期位置において、ロボット本体2の鉛直方向をZ軸方向、ハンド22が指向する水平な方向をX軸方向、該X軸方向及びZ軸方向に垂直な方向をY軸方向と定義する。
In the present embodiment, as shown in FIG. 1, the
基部57は、アーム21の設置部であり、不図示の架台の上面に固定されている。第1軸61は、基部57と第1フレーム51とをZ軸回りで回転可能に連結している。第1軸61は、基部57に内蔵された不図示のモータ及び減速機によって、Z軸回りで±180度の回転を行い、基部57に対して第1フレーム51をZ軸回りで回転させるようになっている。
The
第2軸62は、第1フレーム51と第2フレーム52とをY軸回りで回転可能に連結している。第2軸62は、第2フレーム52の内側下部に内蔵された不図示のモータ及び減速機によって、Y軸回りで±90度の回転を行い、第1フレーム51に対して第2フレーム52をY軸回りで回転させるようになっている。
The
第3軸63は、第2フレーム52と第3フレーム53とをY軸回りで回転可能に連結している。第3軸63は、第2フレーム52の内側上部に内蔵された不図示のモータ及び減速機によって、Y軸回りで±90度の回転を行い、第2フレーム52に対して第3フレーム53をY軸回りで回転させるようになっている。
The
第4軸64は、第3フレーム53(支持部材)と第4フレーム(フレーム部材)54とをX軸回りで回転可能に連結している。即ち、第4フレーム54は、第3フレーム53に対して長手方向を回転中心として回転可能に支持される。また、複数のフレーム51〜56のうちの第4フレーム54は、本発明のフレーム部材に相当し、第4フレーム54より基端側に連結された第3フレーム53は、本発明の支持部材に相当する。第4軸64は、第3フレーム53に内蔵された不図示のモータ及び減速機によって、X軸回りで±180度の回転を行い、第3フレーム53に対して第4フレーム54をX軸回りで回転させるようになっている。
The
第5軸65は、第4フレーム54と第5フレーム55とをY軸回りで回転可能に連結している。第5軸65は、第4フレーム54に内蔵された不図示のモータ及び減速機によって、Y軸回りで±90度の回転を行い、第4フレーム54に対して第5フレーム55をY軸回りで回転させるようになっている。
The
第6軸66は、第5フレーム55と第6フレーム56とをX軸回りで回転可能に連結している。第6軸66は、第4フレーム54に内蔵された不図示のモータ及び減速機によって、X軸回りで±180度の回転を行い、第5フレーム55に対して第6フレーム56をX軸回りで回転させるようになっている。第6フレーム56には、ハンド22のハンド本体24が取り付けられている。
The
尚、第1軸61〜第6軸66には、モータ及び減速機の他に、関節機構と、モータの回転角度を検知するエンコーダと、各モータに供給する電流を検知する電流センサと、各軸61〜66のトルクを検知するトルクセンサとが設けられている。各モータ、エンコーダ、電流センサ、トルクセンサは、いずれも制御装置3に接続されている。
In addition to the motor and the speed reducer, the
制御装置3は、コンピュータにより構成され、ロボット本体2を制御するようになっている。制御装置3を構成するコンピュータは、例えばCPUと、データを一時的に記憶するRAMと、各部を制御するためのプログラムを記憶するROMと、入出力インタフェース回路(I/F)とを備えている。制御装置3は、モータの動作に要求される要求電力を、不図示の電源本体からモータに供給させて、アーム21の位置姿勢を移動させるようになっている。
The control device 3 is configured by a computer and controls the
次に、ハンド22用のケーブル4の配線について、図1に基づいて詳細に説明する。
Next, the wiring of the
ハンド22用のケーブル4は、モータ駆動用電線、センサ用信号線、作業用チューブ等の複数のケーブルを束ねて捻じる等して形成されている。尚、本実施の形態では、説明のための便宜上、ケーブル4を区画ごとに各部のケーブル41〜46として分けて説明しているが、これらのケーブル41〜46は、実際には分割されておらず全て連続したものである。
The
ケーブル41は、制御装置3から、基部57に設置されたコネクタ57aに接続されている。ケーブル42は、基部57の内部においてZ軸を中心に2回巻き回され、中空構造の第1軸61の内部を通過して、第1フレーム51に配線されている。ケーブル42が、基部57の内部でZ軸を中心に2回巻き回されているので、Z軸回りの回転に対して余裕が生じ、Z軸回りに±180度回転する第1軸61の回転を阻害してしまうことを抑制できる。
The
第2フレーム52に内部には、第2軸62及び第3軸63を動作させるためのモータ及び減速機等が配置されており、第2フレーム52の内部にケーブル42を配置するスペースを確保することは困難である。このため、ケーブル42は、第1フレーム51の基端部に設けられた配線出入口51aを外側に通過し、ケーブル43として第1フレーム51の外部に配線される。ケーブル43は、第1フレーム51の外側から第2フレーム52の外側を通り、第2フレーム52の先端部に設けられた配線出入口52aを内側に通過して、ケーブル44として第3フレーム53の内部に配線される。
A motor, a speed reducer, and the like for operating the
ケーブル44は、第3フレーム53の内部に配線され、中空構造の第4軸64の内部を通過して、第4フレーム54の内部に配線され、配線出入口54aを外側に通過して、ケーブル45として第4フレーム54の外部に配線される。尚、配線出入口54aでは、ケーブル45は摺動しないように固定されている。
The
ケーブル45は、第4フレーム54の外側に配線され、第4軸64の回転軸方向(X軸方向)と平行に第4フレーム54に沿って配線される。ケーブル45は、第4フレーム54の外側から第5フレーム55の側面に設けられた配線出入口55aを内側に通過して、ケーブル46として第5フレーム55の内部に配線される。尚、配線出入口55aでは、ケーブル45は摺動しないように固定されている。ケーブル46は、第5フレーム55の内部に配線され、中空構造の第6軸66の内部を通過して、第6フレーム56に到達し、その先に取り付けられているハンド22に電力や作業用エアを供給するようになっている。
The
ここで、本発明の特徴部である第4フレーム54の外部でのケーブル45の保持構造について、図2及び図3に基づいて詳細に説明する。
Here, the holding structure of the
図2(a),(b)に示すように、ケーブル45は、第4フレーム54に対して保持手段である第1の保持部材71及び第2の保持部材72により摺動可能に保持されている。本実施の形態では、第1の保持部材71は、第4フレーム54の長手方向の一方側として先端側に設けられてケーブル45を保持するようになっている。また、第2の保持部材72は、第4フレーム54の長手方向の他方側として基端側に設けられてケーブル45を保持するようになっている。
As shown in FIGS. 2A and 2B, the
図3に示すように、第1の保持部材71は、内側の空間にケーブル45を締め付けずに通過させて保持可能なアーチ状の保持部71aと、該保持部71aのZ軸方向の両端部に設けられたねじ止め部71bとを備えたクランプにより構成されている。ねじ止め部71bは、ボルト73により第4フレーム54にねじ止め固定されている。
As shown in FIG. 3, the first holding
第1の保持部材71は、ケーブル45をX軸方向及びZ軸方向には摺動可能に保持すると共に、Y軸方向には可動範囲が殆ど無い状態に制限するようになっている。これにより、ケーブル45の可動範囲は、第1の保持部材71によって第4フレーム54の外側面の近傍に制限されるようになっている。即ち、第4軸64の回転動作によって生じるケーブル45のZX平面での形状変化を比較的制限せず、遠心力でY軸方向に飛び出す形状変化を強く制限するようになっている。
The first holding
また、第1の保持部材71の材質は、ケーブル45の被覆材の材質より耐摩耗性が低いように設定している。具体的には、第1の保持部材71は、ポリフェニレンサルファイド樹脂製(PPS樹脂製)であると共に、ケーブル45の被覆材は、熱可塑性フッ素樹脂製(ETFE樹脂製)であるようにしている。これにより、ケーブル45が第1の保持部材71に対して摺動して摩擦を生ずる場合に、第1の保持部材71側が摩耗するので、ケーブル45の断線を抑制することができる。尚、ケーブル45の被覆材をETFE樹脂とすると共に、第1の保持部材71をPPS樹脂とした場合に長期間の摺動試験を行った結果、ケーブル45の被覆材に高い耐久性が認められた。但し、ケーブル45の被覆材及び各保持部材71,72の材質としては、これらに限られないのは勿論である。
Further, the material of the first holding
第4フレーム54の横断面の稜線における回転中心Cから最も離れた部位である最遠点Pと、回転中心Cとの距離をrとする。この距離rを半径とする最遠点Pの通過する円状の軌跡を最遠点軌跡5とする。第1の保持部材71は、最遠点軌跡5の内側かつ第4フレーム54の外側に収まる形状としている。また、第1の保持部材71により保持されるケーブル45の可動範囲も、最遠点軌跡5の内側かつ第4フレーム54の外側に収まるように保持されている。
Let r be the distance between the farthest point P, which is the part farthest from the rotation center C, on the ridgeline of the transverse section of the
更に、最遠点軌跡5を第4フレーム54の長手方向(X軸方向)の全体に亘って求め、最遠点軌跡5を積層した仮想の立体的な円筒形状を形成する。そして、第1の保持部材71及び第4フレーム54に沿った区間のケーブル45は、回転中心Cからの最遠点Pの回転中心Cからの距離rを半径とする円筒形状の空間内に配置されるようにする。尚、本実施の形態では、第4フレーム54の横断面形状が長手方向の位置によらず変わらないので、最遠点軌跡5を長手方向に積層した場合に真の円筒形状になる。これに対し、第4フレーム54の横断面形状が長手方向の位置によって変化する場合は、最遠点軌跡5を長手方向に積層した場合に変化に応じた回転体形状になる。本発明では、このような真の円筒形状ではない回転体形状をも含めて円筒形状と定義している。
Further, the
尚、第2の保持部材72は、第1の保持部材71と配置位置が異なるだけで構成や機能は同様であるので、詳細な説明は省略する。また、上述した第3フレーム53と、第4フレーム54と、ケーブル45と、各保持部材71,72と、により、本発明のアーム機構が構成されている。
Note that the second holding
上述したロボット装置1の動作について、以下に説明する。 The operation of the robot apparatus 1 described above will be described below.
図2(b)に示すように、第5軸65が動作することにより、第4フレーム54に対して第5フレーム55が揺動した場合(図中、想像線で示す)、第4フレーム54の外部に配線されたケーブル45は、以下のように動作する。まず、第5フレーム55が回転動作をするのに伴い、配線出入口55aも回転動作を行う。ケーブル45はX軸方向両側の配線出入口54a,55aで固定されているため、配線出入口55aの回転に伴って、ケーブル45は、図中破線及び点線で示すように変形する。
As shown in FIG. 2B, when the
具体的には、第5フレーム55がZ軸のプラス側に回転した場合は、ケーブル45は点線で示すように変形する。ケーブル45は、第2の保持部材72から第1の保持部材71まではZ軸のマイナス側に緩やかに向かい、第1の保持部材71からX軸方向ではZ軸のプラス側に急激に湾曲している。また、第5フレーム55がZ軸のマイナス側に回転した場合は、ケーブル45は破線で示すように変形する。ケーブル45は、第2の保持部材72から第1の保持部材71まではZ軸のプラス側に緩やかに向かい、第1の保持部材71からX軸方向ではZ軸のマイナス側に急激に湾曲している。
Specifically, when the
このように、ケーブル45はZX平面では比較的大きく変形可能であるのに対し、各保持部材71,72によりY軸方向には移動が制限されており変形は少ない。これにより、ケーブル45が変形により最遠点軌跡5から突出することを極力抑制することができる。
As described above, the
上述したように本実施の形態のロボット装置1によれば、各保持部材71,72及びケーブル45は、第4フレーム54の回転中心Cからの最遠点Pの回転中心Cからの距離rを半径とする円筒形状の空間内に配置されている。この円筒形状の空間は、第4フレーム54が回転角度によって占位し得る空間であるので、アーム21の軌道を設定する際には、各保持部材71,72の有無によらず、周囲の構造物等が当該空間に入らないように確保して設定する。このため、各保持部材71,72及びケーブル45は、第4フレーム54が回転中心Cを中心にして回転した際に常に上述の空間内に位置するので、周囲の構造物等に干渉することが防止されるようになる。これにより、各保持部材71,72及びケーブル45が周囲の構造物等と干渉することを抑制し、第4フレーム54の可動範囲の制限を抑えることができる。
As described above, according to the robot apparatus 1 of the present embodiment, the holding
また、各保持部材71,72が最遠点軌跡5をはみ出していると、第4フレーム54が回転した時に各保持部材71,72が周囲の構造物に干渉する可能性があり、その場合、アーム21の可動範囲を制限する必要がある。これに対し、本実施の形態のロボット装置1によれば、第4軸64が回転すると、第4フレーム54に設置されている各保持部材71,72も回転する。この時、第4フレーム54の回転によって、各保持部材71,72が通過する領域は、最遠点軌跡5の内側に収まる。よって、各保持部材71,72を配置したことで、アーム21の可動範囲に影響を与えることなく、ケーブル45を第4フレーム54に沿って配線することができる。
Further, if each holding
また、各保持部材71,72が最遠点軌跡5の内側に収まっていないと、第4フレーム54が回転した時に、各保持部材71,72が周囲の装置と干渉したり、アーム自身に干渉したりして、第4フレーム54の回転動作範囲を制限する必要がある。これに対し、本実施の形態のロボット装置1によれば、各保持部材71,72でケーブル45の動作範囲を制限しているので、緩んだケーブル45がアーム21の周囲の装置と干渉するのを防ぐことができる。
If the holding
また、第5軸65の動作によりケーブル45が各保持部材71,72と摺動する際に、ケーブル45の被覆材の耐摩耗性(強度)が各保持部材71,72よりも弱いと、長期間のアーム21の動作により被覆材が削れてしまい断線等が生じる可能性がある。これに対し、本実施の形態のロボット装置1によれば、ケーブル45の被覆材の耐摩耗性が各保持部材71,72よりも強いので、長期間のアーム21の動作によってもケーブル45の被覆材が破れて断線することを抑制できる。
Further, when the
また、本実施の形態のロボット装置1によれば、2つの保持部材71,72を第4フレーム54の先端側及び基端側に配置すると共に、各保持部材71,72はケーブル45を摺動可能に保持している。このため、各保持部材71,72の間でケーブル45がXZ平面内で屈曲可能であるので、ケーブル45に過負荷が掛かることを抑制して、ケーブル45の長寿命化を図ることができる。
Further, according to the robot apparatus 1 of the present embodiment, the two holding
上述した実施の形態では、ケーブル45として連続したケーブルを適用した場合について説明したが、これには限られず、図4に示すように、ケーブル45に途中で分離可能なコネクタ45aを備えていてもよい。ここでは、コネクタ45aは配線出入口54aの近傍に設けられていると共に、コネクタ45aも最遠点軌跡5の中に収められている。この場合、図2(b)に示すように、ケーブル45が比較的大きく屈曲する第1の保持部材71の近傍でケーブル45が切断したとしても、ケーブル45をコネクタ45aで分離して、切断した短い区間のケーブル45のみを交換できるようになる。これにより、ケーブル4の全体を交換する場合に比べて、メンテナンス性を向上することができる。また、図4に示すケーブル45では、コネクタ45aを1箇所にのみ設けているが、例えば、ケーブル45の切断し易い箇所の前後の2箇所に設けて、ケーブル45が切れた際のメンテナンス性を更に向上させてもよい。
In the above-described embodiment, the case where a continuous cable is applied as the
また、上述した実施の形態では、2つの保持部材71,72を第4フレーム54の先端側及び基端側に設けた場合について説明したが、これには限られず、いずれか一方のみであってもよい。この場合、例えば、先端側から中央部までの保持部材としたり、基端側から中央部までの保持部材としたり、先端側から基端側まで連続する保持部材としたり、適宜設定することができる。
In the above-described embodiment, the case where the two holding
また、上述した実施の形態では、各保持部材71,72はケーブル45を摺動可能に保持する場合について説明したが、これには限られず、各保持部材71,72がケーブル45を動かないように固定して保持するようにしてもよい。
In the above-described embodiment, the case where the holding
また、上述した実施の形態では、第4フレーム54の外部に沿わせたケーブル45に対して、最遠点軌跡5の内側に配置した各保持部材71,72で保持するようにしたが、これには限られず、他のフレームの外部に沿わせたケーブルであってもよい。即ち、本発明のフレーム部材は、第4フレーム54には限られず、複数のフレーム51〜56のうちのいずれのフレームをフレーム部材としてもよい。例えば、本発明のフレーム部材を第1フレーム51とした場合は、第1フレーム51より基端側に連結された基部57が本発明の支持部材に相当する。
In the above-described embodiment, the
また、上述した実施の形態では、アーム21として垂直多関節型の6軸多関節ロボットアームを適用した場合について説明したが、これには限られない。例えば、5軸や7軸、あるいは水平多関節ロボット、直交ロボットにおいても、適用することができる。
In the above-described embodiment, the case where a vertical articulated 6-axis articulated robot arm is applied as the
1…ロボット装置、4…ケーブル、21…多関節アーム(ロボットアーム)、45…ケーブル(フレーム部材に沿った区間のケーブル、アーム機構)、45a…コネクタ、51…第1フレーム、52…第2フレーム、53…第3フレーム(支持部材、アーム機構)、54…第4フレーム(フレーム部材、アーム機構)、55…第5フレーム、56…第6フレーム、57…基部、61…第1軸(関節)、62…第2軸(関節)、63…第3軸(関節)、64…第4軸(関節)、65…第5軸(関節)、66…第6軸(関節)、71…第1の保持部材(保持手段、アーム機構)、72…第2の保持部材(保持手段、アーム機構)、C…回転中心、P…回転中心から最も離れた部位、r…回転中心からの距離 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Robot apparatus, 4 ... Cable, 21 ... Articulated arm (robot arm), 45 ... Cable (cable of a section along a frame member, arm mechanism), 45a ... Connector, 51 ... 1st frame, 52 ... 2nd Frame, 53 ... 3rd frame (support member, arm mechanism), 54 ... 4th frame (frame member, arm mechanism), 55 ... 5th frame, 56 ... 6th frame, 57 ... Base, 61 ... 1st axis ( (Joint), 62 ... second axis (joint), 63 ... third axis (joint), 64 ... fourth axis (joint), 65 ... fifth axis (joint), 66 ... sixth axis (joint), 71 ... 1st holding member (holding means, arm mechanism), 72... 2nd holding member (holding means, arm mechanism), C... Rotation center, P... Most distant from the rotation center, r.
Claims (8)
前記支持部材に対して回転可能に支持されるフレーム部材と、
前記フレーム部材の長手方向に沿って、少なくとも一部が前記フレーム部材の外側に配線されるケーブルと、
前記フレーム部材に取り付けられ、前記ケーブルを前記フレーム部材の外側で保持する保持手段と、を備え、
前記フレーム部材の回転中心は、前記フレーム部材の長手方向に沿って前記フレーム部材の内部を通る軸であり、
前記保持手段及び前記フレーム部材に沿った区間の前記ケーブルは、前記フレーム部材の前記回転中心から最も離れた部位の前記回転中心からの距離を半径とする円筒形状の空間内に配置される、
ことを特徴とするアーム機構。 A support member;
A frame member which is rotating rotatably supported by to said support member,
A cable that is routed at least partially outside the frame member along the longitudinal direction of the frame member;
Holding means attached to the frame member and holding the cable outside the frame member;
The rotation center of the frame member is an axis passing through the inside of the frame member along the longitudinal direction of the frame member,
The cable in the section along the holding means and the frame member is disposed in a cylindrical space whose radius is a distance from the rotation center of a portion of the frame member farthest from the rotation center.
An arm mechanism characterized by that.
ことを特徴とする請求項1記載のアーム機構。 The holding means includes a first holding member that holds the cable on one side in the longitudinal direction of the frame member, and a second holding member that holds the cable on the other side in the longitudinal direction of the frame member. Prepare
The arm mechanism according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のアーム機構。 The holding means holds the cable slidably with respect to the frame member;
The arm mechanism according to claim 1 or 2, wherein
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のアーム機構。 The holding means fixes the cable to the frame member;
The arm mechanism according to claim 1 or 2, wherein
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載のアーム機構。 The cable includes at least one connector separable outside the frame member;
The arm mechanism according to any one of claims 1 to 4, wherein:
ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載のアーム機構。 The material of the holding means is lower in wear resistance than the material of the cable covering material,
The arm mechanism according to any one of claims 1 to 5, wherein:
ことを特徴とする請求項6記載のアーム機構。 The holding means is made of polyphenylene sulfide resin, and the covering material is made of a thermoplastic fluororesin.
The arm mechanism according to claim 6.
ことを特徴とするロボットアーム。 Comprising an arm mechanism according to any one of 請 Motomeko 1 to 7,
A robot arm characterized by that.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013246870A JP6351244B2 (en) | 2013-11-29 | 2013-11-29 | Arm mechanism |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013246870A JP6351244B2 (en) | 2013-11-29 | 2013-11-29 | Arm mechanism |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015104764A JP2015104764A (en) | 2015-06-08 |
JP2015104764A5 JP2015104764A5 (en) | 2017-01-12 |
JP6351244B2 true JP6351244B2 (en) | 2018-07-04 |
Family
ID=53435212
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013246870A Active JP6351244B2 (en) | 2013-11-29 | 2013-11-29 | Arm mechanism |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6351244B2 (en) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6299962B2 (en) * | 2014-02-28 | 2018-03-28 | 株式会社不二越 | Industrial robot |
JP6868841B2 (en) | 2016-02-19 | 2021-05-12 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Electric device |
JP6692078B2 (en) | 2016-02-19 | 2020-05-13 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Electric device |
JP6525915B2 (en) | 2016-04-07 | 2019-06-05 | ファナック株式会社 | Robot's striatal processing structure |
JP6945188B2 (en) | 2016-11-30 | 2021-10-06 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Wireless power supply unit, power transmission module, power receiving module and wireless power transmission system |
JP6988152B2 (en) * | 2017-05-08 | 2022-01-05 | セイコーエプソン株式会社 | robot |
JP6629826B2 (en) | 2017-12-25 | 2020-01-15 | ファナック株式会社 | Robot and its striatum processing structure |
JP6730352B2 (en) | 2018-03-20 | 2020-07-29 | ファナック株式会社 | Cable clamps and robots |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5942893U (en) * | 1982-09-14 | 1984-03-21 | マツダ株式会社 | Welding robot cable support mechanism |
JPS61288989A (en) * | 1985-06-18 | 1986-12-19 | 三菱電機株式会社 | Industrial robot device |
JPS62244214A (en) * | 1986-04-14 | 1987-10-24 | 三菱電機株式会社 | Industrial robot |
JP2008178968A (en) * | 2006-12-25 | 2008-08-07 | Yaskawa Electric Corp | Robot hand |
EP2105265A4 (en) * | 2007-01-09 | 2010-03-17 | Yaskawa Denki Seisakusho Kk | Industrial robot |
JP2013166223A (en) * | 2012-02-16 | 2013-08-29 | Canon Inc | Robot arm |
JP5783087B2 (en) * | 2012-02-29 | 2015-09-24 | 日立金属株式会社 | Cable holder |
-
2013
- 2013-11-29 JP JP2013246870A patent/JP6351244B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2015104764A (en) | 2015-06-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6351244B2 (en) | Arm mechanism | |
CN110248778B (en) | Multi-joint welding robot | |
JP5418704B1 (en) | robot | |
JP5004020B2 (en) | Articulated manipulator and robot system | |
JP3987845B2 (en) | Striated structure of industrial robot | |
CN107538477B (en) | Robot, control device, and robot system | |
JP4038217B2 (en) | Striated structure of industrial robot | |
JP6670455B2 (en) | Robots and robot systems | |
JP2007229874A (en) | Industrial robot | |
KR20130129852A (en) | Industrial robot with drives which extend in a hand basic housing | |
JP6237520B2 (en) | robot | |
JP6693546B2 (en) | Outfitting equipment and robots | |
JP5038029B2 (en) | robot | |
EP2977153A2 (en) | Robot joint mechanism and robot | |
US11014251B2 (en) | Joint structure for robot | |
JP2018187749A (en) | robot | |
JP6766339B2 (en) | Robots and robot systems | |
EP2977151A2 (en) | Robot | |
JP6277672B2 (en) | robot | |
JP7219534B2 (en) | Painting robot equipment | |
JP2017131969A (en) | robot | |
KR102578354B1 (en) | Ceiling-suspended industrial robot | |
JP2009072895A (en) | Scara robot | |
JP2018187748A (en) | Robot, robot control device, and robot system | |
JP6182064B2 (en) | robot |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20161129 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20161129 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20170911 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20170919 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20180508 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20180605 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6351244 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |