(57)【要約】【課題】先行技術に関連する問題に対処するロボットアームを提供する。【解決手段】多関節ロボットアームは、複数のスケルトンリンクを備える。電動ジョイントユニットは、複数のスケルトンリンクの隣接するスケルトンリンクの間にジョイントを形成し、隣接するスケルトンリンクのスケルトンリンクが相互に対して回転可能であるようにする。１つ以上の外殻シェルはスケルトンリンクに提供され、外殻シェルはスケルトンリンクの少なくとも１つの周りに非構造外殻を形成する。【選択図】図１
2020196125.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多関節ロボットアームであって、
複数のスケルトンリンクと、
前記スケルトンリンクの隣接するスケルトンリンクの間にジョイントを形成する電動ジョイントユニットであって、前記隣接するスケルトンリンクの前記スケルトンリンクが相互に対して回転可能である、前記電動ジョイントユニットと、
前記スケルトンリンクの少なくとも１つのための少なくとも１つの外殻シェルであって、前記少なくとも１つの外殻シェルは前記スケルトンリンクの前記少なくとも１つの周りに非構造外殻を形成する、前記少なくとも１つの外殻シェルと、
を備える、前記多関節ロボットアーム。
【請求項２】
前記リンクはポリマー体または金属体を有する、請求項１に記載の多関節ロボットアーム。
【請求項３】
前記リンクの少なくとも１つはコネクタ端間に格子支柱部を有し、前記コネクタ端は前記電動ジョイントユニットの一部に接続するためのものである、請求項１に記載の多関節ロボットアーム。
【請求項４】
前記リンクの少なくとも１つは、前記電動ジョイントユニットの一部を受容するためのレセプタクルを画定するコネクタ端を有する、請求項１に記載の多関節ロボットアーム。
【請求項５】
前記スケルトンリンクの少なくとも１つは一体型部品である、請求項１に記載の多関節ロボットアーム。
【請求項６】
前記少なくとも１つの外殻シェルは、対向縁に、前記スケルトンリンクの前記少なくとも１つの周りに相互に前記少なくとも１つの外殻シェルの縁を留めるための補完型ファスナを有する、請求項１に記載の多関節ロボットアーム。
【請求項７】
前記少なくとも１つの外殻シェルの前記縁は、前記スケルトンリンクの前記少なくとも１つに固着されるように、ファスナレスで互いに相互接続される、請求項６に記載の多関節ロボットアーム。
【請求項８】
前記補完型ファスナは、捕獲部と、突部及びスロットとのセットを含む、請求項６に記載の多関節ロボットアーム。
【請求項９】
前記外殻の前記少なくとも１つの前記縁は、前記外殻シェルの間の継ぎ目において、重なりジョイントを形成するように補完型重なりジョイント部を有する、請求項６に記載の多関節ロボットアーム。
【請求項１０】
多関節ロボットアーム用のリンクアセンブリであって、
スケルトンリンクであって、前記スケルトンリンクは接続端の間に延在する支柱部を有し、前記接続端はそれぞれ電動ジョイントユニットに接続されるように構成される、前記スケルトンリンクと、
少なくとも１つの外殻シェルであって、前記少なくとも１つの外殻シェルは前記スケルトンリンクの前記少なくとも１つの周りに非構造外殻を形成する、前記少なくとも１つの外殻シェルと、
を備える、前記リンクアセンブリ。
【請求項１１】
前記スケルトンリンクはポリマー体または金属体を有する、請求項１０に記載のリンクアセンブリ。
【請求項１２】
前記スケルトンはコネクタ端間に格子支柱部を有し、前記コネクタ端は前記電動ジョイントユニットの一部に接続するためのものである、請求項１０に記載のリンクアセンブリ。
【請求項１３】
前記スケルトンリンクは、前記電動ジョイントユニットの一部を受容するためのレセプタクルを画定するコネクタ端を有する、請求項１０に記載のリンクアセンブリ。
【請求項１４】
前記スケルトンリンクは一体型部品である、請求項１０に記載のリンクアセンブリ。
【請求項１５】
前記少なくとも１つの外殻シェルは、対向縁に、前記スケルトンリンクの周りに相互に前記少なくとも１つの外殻シェルの縁を留めるための補完型ファスナを有する、請求項１０に記載のリンクアセンブリ。
【請求項１６】
前記少なくとも１つの外殻シェルの前記縁は、前記スケルトンリンクに固着されるように、ファスナレスで互いに相互接続される、請求項１５に記載のリンクアセンブリ。
【請求項１７】
前記補完型ファスナは、捕獲部と、突部及びスロットとのセットを含む、請求項１５に記載のリンクアセンブリ。
【請求項１８】
前記外殻の前記少なくとも１つの前記縁は、前記外殻シェルの間の継ぎ目において、重なりジョイントを形成するように補完型重なりジョイント部を有する、請求項１５に記載のリンクアセンブリ。
【請求項１９】
前記少なくとも１つの外殻シェルのうちの２つを含む、請求項１０に記載のリンクアセンブリ。
【請求項２０】
前記少なくとも１つの外殻シェルは、ポリマーから作られる、請求項１０に記載のリンクアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、ロボット工学及び触覚学の分野に関し、より具体的には、補助ロボット（また、軽量ロボットと称される）の一部であるロボットアームに関する。
【背景技術】
【０００２】
補助ロボットアーム等のロボットアームは、より一般的になっているロボットアームの種類の中にあるものである。そのロボットアームはユーザに自律性をもたらし、そのロボットアームが、他人による助けを必要とすることなく、水のボトルを把持し、ドアを開け、ＴＶリモコン等のハンドヘルドデバイスを操作することを可能にする。係るロボットアームは、とりわけ、その電力が車椅子の電池が源となる場合、電力消費を減らすために軽量である必要がある。しかしながら、ロボットアームは多くの場合それ自体の重量を支持する必要があるシリアル機構であるため、多くの場合、アームリンクの構造的完全性に合わせて減量を調整する必要がある。一方、ユーザは、安価なロボットアームから利益をもたらし得る。
【発明の概要】
【０００３】
本開示の目的は、先行技術に関連する問題に対処するロボットアームを提供することである。
【０００４】
したがって、本開示の実施形態に従って、多関節ロボットアームが提供され、多関節ロボットアームは、複数のスケルトンリンクと、隣接するもののスケルトンリンクが相互に対して回転可能であるように、スケルトンリンクの隣接するものの間にジョイントを形成する、電動ジョイントユニットと、スケルトンリンクの少なくとも１つのための少なくとも１つの外殻シェルであって、少なくとも１つの外殻シェルはスケルトンリンクの少なくとも１つの周りに非構造外殻を形成する、少なくとも１つの外殻シェルと、を備える。
【０００５】
本開示の別の実施形態に従って、多関節ロボットアーム用のリンクアセンブリが提供され、リンクアセンブリは、スケルトンリンクであって、スケルトンリンクは接続端の間に延在する支柱部を有し、接続端はそれぞれ電動ジョイントユニットに接続されるように構成される、スケルトンリンクと、少なくとも１つの外殻シェルであって、少なくとも１つの外殻シェルはスケルトンリンクの少なくとも１つの周りに非構造外殻を形成する、少なくとも１つの外殻シェルと、を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本開示の実施形態により、スケルトン及び外殻シェル構造を伴う多関節ロボットアームの等角図である。
【図２】外殻シェルが取り外された図１のロボットアームのスケルトンリンクの等角図である。
【図３】図３Ａ及び図３Ｂは、図１のロボットアームのスケルトンリンクの第１のコネクタ端の等角図である。
【図４】図４Ａ及び図４Ｂは、図１のロボットアームのスケルトンリンクの第２のコネクタ端の等角図である。
【図５】図１のロボットアーム用のスケルトンリンク及び外殻シェルの第１の例の等角図である。
【図６】図５のロボットアーム用の外殻シェルの等角図である。
【図７】図２に示すロボットアーム用の外殻シェルの等角図である。
【図８】図１に示すロボットアームのベースリンクの等角図である。
【図９】図８のベースリンクの組立図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
図面（より具体的には、図１）を参照すると、本開示に従ったロボットアーム等の機構は、全体として、１０で示される。ロボットアーム１０は、他の名称のうち、ロボット、ロボットアーム、関節機構、シリアル機構として既知であり得る。ロボットアーム１０は、他の可能なもののうち、補助ロボットアーム、工業ロボットアーム、協働ロボットアームであり得、ロボットアーム１０は、様々な使用のために考案されたものである。簡単にするために、語句「ロボットアーム」は、全体にわたって使用されるが、非限定様式で使用される。ロボットアーム１０は、エフェクタ端１１及びベース端１２を有するシリアル多関節ロボットアームである。エフェクタ端１１は、例として、図１の２本指把持部のような例として示される把持機構１１Ａまたは把持部、アナモルフィックハンド、３本指把持部、吸引カップ、磁石把持部、及びドリル、のこぎり等のツールヘッド等の任意の適切なツールを受容するように構成される。エフェクタ端１１に固着されるエンドエフェクタ１１Ａは、他の種類のエンドエフェクタが使用され得るように、想到される使用に応じて、例としてだけ示される。また、交換可能エンドエフェクタを有することが想到される。ロボットアーム１０は、任意の係るツールなしで提供され、ツールを支持する準備ができ得る。
【０００８】
ベース端１２は、任意の適切な構造または機構に接続されるように構成される。ベース端１２は、構造または機構に、回転可能にまたは回転不可能に搭載され得る。非包括的な例として、ベース端１２は、車椅子に、車両に、フレームに、カートに、ロボットドッキングステーションに、テーブル等に搭載され得る。シリアルロボットアームが示されているが、ロボットアーム１０のジョイント装置は、パラレルマニピュレータを含んだ他の種類のロボットにおいて見られ得る。
【０００９】
同時に、図１及び図２を参照すると、ロボットアーム１０は、共に１３（図２では隠されている）と称される一連のスケルトンリンクを有し、スケルトンリンク１３は、例えば、リンク１３にわたって外殻を画定する保護用外殻シェル１５（図２では取り外されている）を用いて、電動ジョイントユニット１４（概略的に、図１に示されるもの）によって相互接続される。リンク１３は、相互にリンク１３を区別するために、図１のリンク１３に付される文字によって示され、リンク１３は、同時に、スケルトンリンク１３またはリンク１３と称される。リンク１３の底部のものが示され、本明細書では、ロボットアームベースリンク１６または単にベースリンク１６と称される。
●スケルトンリンク１３及びスケルトンリンク１６は、それらが、ロボットアーム１０自体の重量を支持することに加えて、電動ジョイントユニット１４及びツールをエフェクタ端１１において支持することによって、ロボットアーム１０のスケルトンを形成し、負荷はツールによって支持されるという構造機能を有する。ワイヤ及び電子的構成要素は、内部ルーティングによって、リンク１３及びリンク１６に取り付けられ得る、それらによって隠され得る、またはそれらに接続され得る。
●電動ジョイントユニット１４は、作動の回転度合が隣接するリンク１３及び／またはリンク１６の間にもたらされるように、隣接するリンク１３及び／またはリンク１６を相互接続する。ある実施形態に従って、電動ジョイントユニット１４は、また、エフェクタ端１１においてリンクをツールに接続し得るが、他の機構はエフェクタ端１１において及びベース端１２において使用され得る。また、電動ジョイントユニット１４は、それが隣接するリンク１３及び／またはリンク１６を相互接続するように、ロボットアーム１０の構造の一部を形成し得る。例示的な電動ジョイントユニット１４は、参照によって本明細書に組み込まれる米国特許第１０，５７６，６４４号に説明されている。
●外殻シェル１５は、リンク１３及び／またはリンク１６を遮蔽する。外殻シェル１５は、保護された継ぎ目があるロボットアーム１０用のファスナレス連続表面を形成し得るが、ファスナは同様に使用され得る。
●ベースリンク１６は、ロボットアーム１０のベースに及びその構造機能に加えて、ロボットアーム１０を構造及び電源に接続することが課される。例えば、ベースリンク１６は、作業台、ベンチ、テーブル、車輪付支持物、床等の上にあり得る。
【００１０】
図１に示される実施形態では、ロボットアーム１０は、運動の６つの自由度（例えば、３つの並進、３つの回転）をエンドエフェクタ１１Ａに提供し得る６つの電動ジョイントを有する。第１のスケルトンリンク１３Ａはベースリンク１６に接続され、ロボットアーム１０が水平表面上に搭載されるとき、略垂直軸に沿って回転する。第２のスケルトンリンク１３Ｂは第１のスケルトンリンク１３Ａに接続され、それらは、（それらが同じ平面内にある場合）共に、ベースリンク１６に対する第１のスケルトンリンク１３Ａの回転軸に対して略横方向または垂直にある回転軸を有する。それ故、第２のスケルトンリンク１３Ｂは、したがって、第１のスケルトンリンク１３Ａに対して、その電動ジョイント１４がアクティブになるとき「揺動」し得る。第２のスケルトンリンク１３Ｂの遠位端は第３のスケルトンリンク１３Ｃに回転可能に接続され、その回転軸はスケルトンリンク１３Ａとスケルトンリンク１３Ｂとの間の回転軸に略平行である。第３のスケルトンリンク１３Ｃの遠位端は第４のスケルトンリンク１３Ｄに回転可能に接続され、その回転軸はスケルトンリンク１３Ｂとスケルトンリンク１３Ｃとの間の回転軸に対して略横方向にある。同様に、第５のスケルトンリンク１３Ｅ及び第４のスケルトンリンク１３Ｄは、それらの回転軸が、スケルトンリンク１３Ｃとスケルトンリンク１３Ｄとの間の回転軸に対して横方向になるように、第５のスケルトンリンク１３Ｅと第４のスケルトンリンク１３Ｄとの間に屈曲部を有する。エンドエフェクタ１１Ａは、第５のスケルトンリンク１３Ｅと第４のスケルトンリンク１３Ｄとの間の屈曲部に対して略横方向の回転軸を中心に、第５のスケルトンリンク１３Ｅに回転可能に接続され得る。これは、リンク１３及びリンク１６の一部の配置の例であり、隣接するリンク１３とリンク１６との間の接続部は略直線でありまたは傾斜され、すなわち、リンク１３のいずれかの対向端における電動ジョイントユニット１４の回転角が平行、垂直、または任意の他の角度にあるように配置される。リンク１３及びリンク１６の一部は、より長くなる等があり得る。図１の配置が単なる例として提供され得るため、他の配置を想到する。
【００１１】
図２を参照すると、例示的なスケルトンリンク１３が示される。図２のスケルトンリンク１３は、例えば、第２のスケルトンリンク１３Ｂとして図１に見られ、軸を有するその対向端における電動ユニット１４は、相互に略平行である（「略」は、±５度の変化を含み得る）。図１のスケルトンリンク１３の１つ以上は、長さ、回転軸の配向（すなわち、必ずしも、平行ではない）、幾何学形状等の本明細書に表されるようないくつかの変形例を伴う、図２のスケルトンリンク１３と同じ構成を有し得る。
【００１２】
ある実施形態に従って、図２に示されるように、スケルトンリンク１３は、本体３０として示される１つの固形樹脂片（すなわち、一体鋳造または一体構造）から作られ得る。樹脂の比較的低重量は、シリアル機構の全重量を少なくすることによって、より小型の電動ユニット１４の使用を可能にし得る。射出成形技術によって製造される場合、スケルトンリンク１３は、比較的低コストで製造され得る。積層造形、機械加工等の他の製作技術が適用可能であり、それらの技術はまた、スケルトンリンク１３を製造するために使用され得る。より剛性がある等の他の特性が要求される場合、スケルトンリンク１３は、アルミニウム等の他の材料から作られ得る。スケルトンリンク１３は、また、ガラス繊維強化樹脂、炭素繊維、ポリアミド繊維等の他の材料から作られることができる。
【００１３】
ある実施形態に従って、本体３０は、適切な構造的完全性を維持しながら、その構造を軽量にするハニカム原理と同様のアプローチを使用して、中空セル構造を有するように設計される。示される実施形態では、構造の中空セルは、支柱部３１等の構造セグメントで見られる三角形状開口部であり得る。例えば、格子構造と称されるこの構成は、係る適用に適切な強度重量比（すなわち、異なる種類の負荷が関わり得るもの）を示し得る。示される実施形態が三角形状開口部を示すが、他の幾何学的形態を使用し得る。支柱部３１に使用されるハニカム触発アプローチは、スケルトンリンク１３がロボットアーム１０のアームセグメントを画定するときにスケルトンリンク１３に十分な剛性を維持しながら、軽量構造を有する材料を取り外す必要性に関する妥協であり得る。語句「ハニカム」が使用されるが、開口部は、必ずしも、説明される三角形開口部から観察されるような六角形ではない。
【００１４】
支柱部３１は、その対向端において、近位コネクタ３２と、遠位コネクタ３３と（同時に、複数のコネクタ）を有する。語句「近位」はベース端１２により近い方向を指定するために本明細書に使用される一方、語句「遠位」はエフェクタ端１１により近い方向を指定する。したがって、支柱部３１はスケルトンのボーンシャフトに本質的に均等である一方、コネクタ３２及びコネクタ３３はボーンジョイントである。したがって、支柱部３１は、他の可能なもののうち、支柱と、シャフトと、ボーンと称され得る。簡単にするために、語句「支柱部」３１は本明細書に使用される。支柱部３１は図２に略直線として示されるが、支柱部３１は、可能なもののうち、屈曲、カーブ、またはエルボ形状を有し得る。支柱部３１は、また、電動ユニット１４を相互接続するための電子ワイヤを受けるためのケーブルルートチャネル３１Ａを画定し得る。ケーブルルートチャネル３１Ａは、支柱部３１の表面からケーブルを隠し得、それにより、外殻シェル１５は、ケーブルの干渉がなく、支柱部３１の表面に接して当てられ得る。
【００１５】
コネクタ３２及びコネクタ３３（また、コネクタ端と称される）は、例えば、図３Ｂ及び図４Ｂに示されるように、電動ユニット１４を受容するように構成される。電動ユニット１４は、コネクタ３２及びコネクタ３３に固定され、またスケルトンリンク１３とスケルトンリンク１６との間で回転作動を提供しながら、スケルトンリンク１３、１６を相互に連結することによって、ロボットアーム１０の構造に寄与し得る。ある実施形態に従って、全てのスケルトンリンク１３の近位コネクタ３２は同じであり、全てのスケルトンリンク１３の遠位コネクタ３３は同じであり、それによって、電動ユニット１４の全ては同じであり、スケルトンリンク１３の間でいずれのジョイントにおいて、交換可能に使用されることができる。係る配置では、単一の種類の電動ユニット１４は、実用的な理由から在庫が維持され得る。別の実施形態では、近位コネクタ３２は相互に幾何学的に同様であるが、近接から遠位にかけてサイズが小さくなり、同様に遠位コネクタ３３は係る配置になる。電動ユニット１４は、係る配置で異なるサイズになり得る。
【００１６】
支柱部３１に対する近位コネクタ３２及び遠位コネクタ３３の配向は、スケルトンリンク１３の反対端の回転軸の間の所望の配向に従って異なり得る。例えば、図２では、スケルトンリンク１３の端における回転軸は相互に平行であるが、図１に示されるように、スケルトンリンク１３の一部は、その端の回転軸の間の横方向関係を有し得る。
【００１７】
図２、図３Ａ、及び図３Ｂを参照して、近位コネクタ３２の１つは、リセプタクル３２Ａを有するものとして示される。レセプタクル３２Ａは、その中に電動ユニット１４の半分を不動に受容するようにサイズ決定される。次に、電動ユニット１４は、レセプタクル３２Ａ内にある間に、近位コネクタ３２に固着される。この目的のために、孔３２Ｂは、当接プレート３２Ｃ等内において、レセプタクル３２Ａ内で円周方向に分配され得る。図３Ｂに示されるように、当接プレート３２Ｃは中央孔３２Ｄを有し得、ワイヤまたはワイヤハーネスが中央孔３２Ｄを通過する。図３Ａ及び図３Ｂでは、レセプタクル３２Ａは、中央孔３２Ｄを通過する矢印で示されるが、図３Ａ及び図３Ｂにおける近位コネクタ３２の反対端は、雌型レセプタクルを形成して、電動ユニット１４のシェルを受容するように、中央孔３２Ｄの直径よりも大きい直径であり得る。下記において図４Ａ及び図４Ｂに説明されるように、直径は、遠位コネクタ３３のレセプタクル３３Ａの直径と同じサイズであり得る。ある実施形態に従って、ロボットアーム１０の電動ユニット１４は直列に接続され、中央孔３２Ｄは、特に、ワイヤが通過するためのオプションである。次に、ファスナ３２Ｅは、孔３２Ｂを通って、電動ユニット１４をレセプタクル３２Ａに固定するために存在し得る。ファスナ３２Ｅは、軸方向に、すなわち、回転軸に平行に配向され得るが、別の可能性として、半径方向に配向され得る。図示しないが、他の構成要素は、とりわけ、レセプタクル３２Ａ（例えば、キー及びキー溝）内で電動ユニット１４の角度アラインメントのために存在し得る。
【００１８】
図２、図４Ａ、及び図４Ｂを参照すると、遠位コネクタ３３の１つが、レセプタクル３３Ａを有するとして示される。レセプタクル３３Ａは、その中に電動ユニット１４の他方の半分を不動に受容するようにサイズ決定される。次に、電動ユニット１４は、レセプタクル３３Ａに固着される。この目的のために、支柱３３Ｂは、レセプタクル３３Ａ内で円周方向に分配され得、レセプタクル３３Ａの円周壁３３Ｃから内向きに（例えば、半径方向に）突出する。レセプタクル３３Ａは、本質的に、ワイヤまたはワイヤハーネスがそれを通過するために管状であり得る。当接部３３Ｄは存在し得、それが存在する場合、遠位コネクタ３３に取り付けられる電動ユニット１４の構成要素（例えば、ＰＣＢ）のためのねじ孔を有する。次に、ファスナは、支柱３３Ｂの孔を通って電動ユニット１４をレセプタクル３３Ａに固定するために及びＰＣＢを当接部３３Ｄに固着するために使用され得る。ファスナは、軸方向に、すなわち、回転軸に平行に配向され得るが、別の可能性として、半径方向に配向され得る。支柱３３Ｂの分散は、レセプタクル３３Ａ内の電動ユニット１４の角度アラインメントを補助し得る。他の構成は、近位コネクタ３２と同一である等、遠位コネクタ３３のために考慮され得る。同様に、近位コネクタ３２は、図４Ａ及び図４Ｂに示される遠位コネクタ３３の幾何学形状と、構成要素とを有し得る。
【００１９】
図１、図２、図３Ｂ、及び図４Ｂを参照すると、電動ユニット１４は、第１の筐体４０Ａ及び第２の筐体４０Ｂ（別称、シェル、ケーシング部、筐体部等）を有し得、第１の筐体４０Ａは近位コネクタ３２内で受容され、第２の筐体４０Ｂは遠位コネクタ３３内で受容される。ある実施形態では、筐体４０Ａと筐体４０Ｂとの間の平面は、それに垂直である電動ユニット１４の回転軸のベクトルを有する。図示しないが、筐体４０Ａ及び筐体４０Ｂは、各々、近位コネクタ３２及び遠位コネクタ３３の機能を補完する表面特徴を有し得る。例えば、筐体４０Ａは、支柱３３Ｂを収容する彫られたデザインまたはチャネルを有し得る。電動ユニット１４の１つ以上は、例えば、プリント回路基板（ＰＣＢ）によって具体化されるＰＣＢまたはコントローラボード４１等の外部電子機器を有し得る。ワイヤ４２は電動ユニット１４から電動ユニット１４まで延在し得、ロボットアーム１０の組立を容易にするためにコントローラボード４１と、または電動ユニット１４に接続するためのプラグを有し得る。図２に示されるように、ワイヤ４２の長さは、移動を考慮し、ケーブル設置及びルーティングを容易にするために、ループ４２Ａの形態で余分なワイヤを含み得る。
【００２０】
図１、図５、図６、及び図７を参照すると、外殻シェル１５は、より詳細に示される。語句「外殻」は、外殻シェル１５が保護機能、密閉機能、ＥＭＩ遮蔽機能、被覆機能、及び／または美的機能を有するものとして使用され、ロボットアーム１０の重量を支持する際に、実質的な構造的役割を有し得ない。したがって、カバー、フェアリング、シース等の語句は、特に、外殻シェル１５を説明するために使用され得る。外殻シェル１５は、相互接続されたスケルトンリンク１３の間のジョイントまでスケルトンリンク１３を覆うカバー本体５０を有する。図５に示されるように、スケルトンリンク１３は、カバー本体５０の２つ以上によって十分に覆われ得る。リンク１３全体を覆うために適切な弾性変形能力を伴う単一のシェル１５を有することが考慮される。
【００２１】
図５及び図６を参照すると、カバー本体５０は、カバー本体５０を互いに相互接続するために、捕獲部５１Ａ及びスロット５２Ａを伴う突クリップ等の補完型コネクタ５１及び補完型コネクタ５２、またはクリップを形成する同様の補完型セットを有し得る。捕獲部５１Ａは、また、楔状部材、爪として既知であり得る。具体的には、捕獲部５１Ａは、捕獲部５１Ａにわたって摺動し捕獲部５１Ａと係合するようにスロット５２Ａを伴うクリップの楔状表面を有し得る。スロット５２Ａを伴うクリップまたは突部は、捕獲部５１Ａと係合するように、または捕獲部５１Ａから係脱するように変形する適切な弾性変形能力を有し得る。捕獲部５１Ａ及びスロット５２Ａを伴う突部のセットは、また、雄型及び雌型のコネクタセットとして既知であり得、捕獲部５１Ａはスロット５２Ａを貫通する。補完型コネクタは、ファスナがそれ自体の内部の及びそれ自体のコネクタ以外に要求されない点で、ファスナレスと見なされ得る。同様に、ファスナ（例えば、止めねじ）を伴うものを含む他の補完対を使用し得る。カバー本体５０は、また、相互に接続されることと対照的にリンク１３に接続し得る。代替案は、ねじ孔及びファスナ、接着剤、スナップ機構、噛合機構等を含む。
【００２２】
さらに、チャネル、肩部、及び／またはジョイント等の補完機構が存在し得る。例えば、重なりジョイント部５１Ｂ、５２Ｂは、隣接するシェル１５の間の継ぎ目を保護し、重なりジョイントを形成するように存在し得る。図５及び図６から観察されるように、肩部は、重なりジョイント部５１Ｂとして定義され得、捕獲部５１Ａは肩部５１Ｂの表面から突出する。肩部は、遠位端から近位端まで、そのシェル１５の縁に沿って全て延在し得る。ステップ５１Ｃは、また、捕獲部５１Ａがそのスロットに噛合するように係合するとき、クリップ５２Ａの一部を受容する捕獲部５１Ｂに連続している肩部５１Ｂに隣接され得る。重なりジョイント部５２Ｂは、クリップ５２Ａの間に断続的に延在するフランジの形態であり得る。図６にあるように、重なりジョイント部５２Ｂのフランジは、シェル１５が相互接続されるとき、肩部５１Ｂ上に載っている。その結果、シェル１５の間の継ぎ目によって最小限に中断される相互接続シェル１５の比較的平坦な外側表面をもたらし得、立面図から観察されるとき、継ぎ目は直線である。ある実施形態では、継ぎ目は、近位端と遠位端との間からリンク１３に沿って延在し得る。
【００２３】
リブ５３が、２つのシェル１５の１つから突出し、アセンブリを堅くし得る。例えば、リブ５３は、重なりジョイント部５２Ｂのフランジを受容するように、肩部５１Ｂを伴うスロットを画定する。これは、ツール（例えば、フラッドヘッドスクリュードライバ）が継ぎ目に強く挿入されない限り、捕獲部５１Ａ及びスロット５２Ａを伴う突部の補完セットは相互接続されたままであることを確実にし得る。リブ５３は、この目的のために存在し得る可能である機械的特徴の１つである。係るスロットの存在は、継ぎ目（肩部５１Ｂの表面及び重なりジョイント部５２Ｂのフランジの表面）に沿って補完表面がシールドを形成するために密接したままであることを確実にし得る。弾性シールは、また、この機能を補助するために存在し得る。
【００２４】
図５及び図６では、外殻シェル１５は互いに相互接続されるが、外殻シェル１５が覆うスケルトンリンク１３に個々に接続されず、例えば、外殻シェル１５は、スケルトンリンク１３に、ボルト締めされ得ないまたは直接ねじ込まれ得ない。別の実施形態では、シェル１５は、互いに相互接続されず、代わりに、リンク１３に接続する。内向フランジ５４は、また、相互接続スケルトンリンク１３の間の接合点において滑らかなジョイント表面を形成するために存在し得る。チャネル、肩部、重なりジョイント部５１Ｂ、５２Ｂ、突部及び溝ジョイント、フランジ５４、外殻シェル１５の存在により、ロボットアーム１０の内側構成要素の周りにエンベロープを形成し、それによって、隣接する外殻シェル１５の間の継ぎ目が、スケルトンリンク１３上に組み立てられるとき外部から閉じられる。重なりジョイント部５１Ｂ、５２Ｂは、ほこりまたは透水に対抗する継ぎ目を保護する細長いシケインを形成する。
【００２５】
図６は、どのように外殻シェル１５がロボットアーム１０のスケルトンリンク１３（図示しない）の１つの周りに設置されるとき、適所に留められ得るかの一例を示す。外殻シェル１５は、例えば、可能性として、射出成形樹脂から作られる。それ以外に、外殻シェル１５は、合成物、樹脂、金属、または任意のそれらの組み合わせを含む任意の適切な材料から成り得る。具体的には、外殻シェル１５は、硬質樹脂（ＡＢＳ（アクリロニトリルブタジエンスチレン）、ナイロン）等の硬質材料、またはリンク１３上で留められるのに十分な弾性変形能力を有する金属シートから作られ、次に、耐衝撃性を伴う硬質シェルを形成する。例えば、外殻シェル１５は、Ｒ８０〜Ｒ１１４の範囲にわたるロックウェル硬度を有する。外殻シェル１５は、例えば、塗装によって、コーティングされ得る。外殻シェル１５は一体型部品であり得、または構成要素のアセンブリであり得、成形、押し出し、機械加工等が行われ得る。内蔵のコネクタ５１及び５２は、カバー本体５０の継ぎ目に沿って見られる。図５〜図７の設計について、ツールは、スケルトンリンク１３の周りで外殻シェル１５を組み立てることが要求され得ない。また、図５〜図７の設計について、ツールは、スケルトンリンク１３の周りから外殻シェル１５を分解することが要求され得ない、または簡単に、フラッドヘッドスクリュードライバ等のツールは満足するものであり得る。これは、スケルトンリンク１３と、電動ユニット１４及び点検をするためのそのコントローラボード４１等の内部構成要素とへの簡単なアクセスを可能にし得る。損傷した外殻シェル１５は、交換用の外殻シェルと容易に交換され得る。外殻シェル１５が射出成形によって製造される場合、外殻シェル１５のコストは比較的安くなり得る。
【００２６】
図７にあるもの等の大型のスケルトンリンク１３の場合、３つ以上の異なる外殻シェル１５を使用することができる。クリップ、フランジ、及び補完機構を用いた上記に詳述した同じ原理は、この構成で適用可能であり得る。外殻シェル１５を伴う示される実施形態は、ロボットアーム１０に、費用効果の高いプライスポイントにおいて美的外見を与える。一体のスケルトンリンク１３及びクリップ式外殻シェル１５の組み合わせは、標準的な多関節ロボットアーム１０の利点を維持しながら、美的に魅力があり得る安価なロボットアームの生産を可能にする。外殻シェル１５は、それが、例えば、ゴムよりも大きい構造的剛性及び／または硬度を示し得るとき、非弾性として説明され得る。いったん外殻シェル１５がスケルトンリンク１３上に設置されると、非構造性である場合でさえ、外殻シェル１５は、示されている弾性変形が少しある剛性シールドを形成する。したがって、外殻シェル１５は、スケルトンリンク１３上に設置されるとき、硬質シェルを画定すると考えられ得る。外殻シェル１５は、硬質シェルを画定するために、同一平面上にあり得る、またはスケルトンリンク１３の表面に接して横になり得る。リンク１３上で簡単に滑動する弾性スリーブと対照的に、外殻シェル１５がリンク１３を覆い、硬質シェルを形成するために、少なくとも１つの継ぎ目を有することが必要であり得る。
【００２７】
図８及び図９を参照すると、ベースリンク１６の例示的な実施形態はより詳細に示される。ロボットアーム１０の重量及びその上のいずれかの負荷を支持しながら、ベースリンク１６はロボットアーム１０を構造物に連結する構造的完全性をもたらす構造管６０を有し得る。構造管６０は、近位コネクタ３２のものと同様の構成であるレセプタクル６０Ａを有し、レセプタクル６０Ａ内で円周方向に分配され得、レセプタクル６０Ａの円周壁６０Ｃから内向きに（例えば、半径方向に）突出する支柱６０Ｂを伴う。電動ユニット１４の筐体は、（示されるように軸方向に配向される、または可能性として半径方向に配向されるかどうかに関わらず）レセプタクル６０Ａ内で受容され、例えば、ファスナ６０Ｄによってレセプタクル６０Ａに固定され得る。ベースプレート６１（そのファスナ６１Ａを伴う）は、ベースリンク１６を構造物に固定するまたは取り付けるために使用され得る。
【００２８】
外殻シェル１５が存在し得るが、６２として示される外殻シェルの１つは、メザニンカード６３の様々なユーザインターフェースを支持する面板６２Ａを有する。例えば、オン／オフスイッチ６３Ａは、ユーザがロボットアーム１０の電源を入れることを可能にし得る。８ピンＤＩＮコネクタ６３Ｂは、ユーザが２４Ｖ供給ラインをロボットアーム１０にリンクすることを可能にする。例示的な実施形態の他の利用可能なコネクタは、可能なもののうち、ＵＳＢソケット６３Ｃ、イーサネットソケット６３Ｄ、及び１５ピンシリアルソケット６３Ｅである。これらの様々なユーザインターフェース、コネクタ、及びソケットは、例示の目的だけのために提示され、他の種類のコネクタ及びソケットは面板６２Ａ内に存在し得る。
【００２９】
図９に示されるもの等の他の構成要素は、また、ベースリンク１６内に収容され得る。例は、単なる例として考慮される、メザニンＰＣＢ６３、ｒ−ｎｅｔカードＰＣＢ６４、ＭＰＵ  ＰＣＢ６５、及びＷｉ‐ＦｉアンテナＰＣＢ６６を含む。
【００３０】
示される実施形態では、金属材料の例によって作られた搭載ブラケットまたはプレートは、スケルトンリンク１３の内部で、ロボットアーム１０の組立で使用される必要がある。そのブラケットまたはプレートはロボットアームを強化するのに有用であり得るが、それらの重量が増える。またそのブラケットまたはプレートを使用して、逆効果になり得る組み立てステップを追加することになる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【外国語明細書】
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