(57)【要約】【課題】全体が一体であっても、ロボットの可動範囲を過度に制限することなく、軸の回転による損傷を回避できるロボット用の保護ジャケットを提供する。【解決手段】保護ジャケット３は、一端がロボット１のアームの先端部側に固定されて、設置部側までを覆う筒状のシート状部材３ａからなる。アームの先端部側に、シート状部材３ａの内径が前記先端部の径よりも大きくなる状態を維持するようにシート状部材３ａを内側から支持するリング１０を、所定の間隔を置いて複数配置する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアームを有するロボットに装着するロボット用の保護ジャケットであって、
前記アームの先端部から設置部側までを覆う筒状に形成され、一端が前記アームの先端部側に固定されるシート状部材を有し、
前記アームの先端部側に、前記シート状部材の内径が前記先端部の径よりも大きくなる状態を維持するように前記シート状部材を内側から支持する支持部材を、所定の間隔を置いて複数配置したロボット用の保護ジャケット。
【請求項２】
前記支持部材を配置する間隔を、前記アームの先端部側では後端側よりも狭くなるように設定した請求項１記載のロボット用の保護ジャケット。
【請求項３】
前記アームの先端部から設置部への向きを長手方向とすると、長手方向の途中において前記シート状部材を長手方向に折り重ねることにより当該シート状部材の周方向の全域に渡る袋状に形成され、当該保護ジャケットの長手方向における見かけ上の長さを可変とする伸縮部を、前記複数の支持部材が配置されている部位よりも後端側に備える請求項１又は２記載のロボット用の保護ジャケット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のアームを有するロボットに装着するロボット用の保護ジャケットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ロボットを保護すること等を目的として、ロボットに装着する保護ジャケットが考案されている。このような保護ジャケットには、ロボットの可動範囲を制限しないように、ジャバラ構造を採用したものや例えば特許文献１のように関節部分で分離させた構造を採用したものがある。しかしながら、ジャバラ構造のものは比較的高コストになる傾向に加え、蛇腹部分が折り畳まれると外形が大きくなることでロボットの可動範囲を制限しかねない。また、分離した構造のものは、分離している部分から保護ジャケット内部に異物が侵入したり、逆に内部から異物が放出されるおそれもあり、ロボットの設置環境によっては採用できない場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２７４３７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで、全体が袋状であるような一体の保護ジャケットを用いることができれば望ましい。しかし、このような形態の保護ジャケットにも、以下のような問題がある。例えば、垂直６軸型のロボットであれば、保護ジャケットの一端は、ロボットアームの先端部である６軸部分に固定される。一般に６軸は、１８０°を超えて回転可能に構成されている。そのため、図７に示すように、保護ジャケットの生地に捩じれによる大きな変形が生じて、保護ジャケットが損傷し易くなる。
【０００５】
そこで、全体が一体であっても、ロボットの可動範囲を過度に制限することなく、軸の回転による損傷を回避できるロボット用の保護ジャケットを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１記載のロボット用の保護ジャケットは、一端がアームの先端部側に固定されて、設置部側までを覆う筒状のシート状部材からなる。そして、アームの先端部側に、シート状部材の内径が前記先端部の径よりも大きくなる状態を維持するようにシート状部材を内側から支持する支持部材を、所定の間隔を置いて複数配置する。
【０００７】
これにより、アームの先端部側おけるシート状部材の内径は、支持部材により支持されることでアーム先端部の外径よりも大となる。したがって、アームの先端部が１８０°を超えて回転した際に、シート状部材が固定されている基端部の近傍において生じる捩じれが相対的に小さくなると共に、捩じれを設置部方向に分散させることができる。つまり、保護ジャケットの先端部側の外径が大きくなった分だけシート状部材の布面積が増大するので、同じ回転量が加えられた際に、面積が大きい分だけ先端部側に捩じれが集中する度合いが小さくなる。その結果、基端部の近傍にねじれが集中する状態が緩和される。
【０００８】
請求項２記載のロボット用の保護ジャケットは、支持部材を配置する間隔を、アームの先端部では後端側よりも狭くなるように設定する。すなわち、アームの先端部が回転した際にシート状部材に発生する捩じれは、シート状部材が固定されている基端部の近傍に集中する。したがって、支持部材の配置間隔を先端部で狭くすることにより、基端部の近傍に集中しようとする捻じれを分散させることができる。
【０００９】
請求項３記載のロボット用の保護ジャケットは、シート状部材を長手方向に折り重ねることで周方向の全域に渡る袋状に形成され、当該保護ジャケットの長手方向における見かけ上の長さを可変とする伸縮部を、複数の支持部材が配置されている部位よりも後端側に備える。このように構成すれば、アームの先端部が回転して保護ジャケットに捩じれが生じた際に、伸縮部が伸びることで、保護ジャケットの長手方向の寸法が見かけ上短くなる状態を補償できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施形態であり、保護ジャケットを、垂直６軸型のアームを有するロボットに適用した状態を示す図
【図２】固定部材の一例を模式的に示す図
【図３】保護ジャケットの形状を模式的に示す図
【図４】回転量が少ない場合の保護ジャケットの先端部の写真を示す図
【図５】回転量が多い場合の保護ジャケットの先端部の写真を示す図
【図６】第２実施形態であり、先端部の形状が円錐台状である場合に、６軸が回転した際に発生する捻じれを説明する図
【図７】従来構成であり、６軸が回転した際に保護ジャケットに発生する捻じれを説明する図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（第１実施形態）
以下、第１実施形態について図１から図５を参照しながら説明する。図１に示すように、本実施形態では、ロボット１として複数のアームを有するいわゆる垂直多関節型の６軸ロボットを想定している。このロボット１は、例えば床面等の設置面２に設置された状態で、制御装置である図示しないコントローラに接続されて各種の作業を実行する。
【００１２】
ロボット１は、設置部に相当するベース１ａ上に、鉛直方向の軸心を持つ第１軸を介してショルダ１ｂが水平方向に回転可能に連結されている。ショルダ１ｂには、第１軸に直交する回転軸である第２軸を介して、下アーム１ｃが回転可能に連結されている。この下アーム１ｃの先端側には、第２軸に平行な回転軸である第３軸を介して第一上アーム１ｄが、下アーム１ｃに対して回転可能に連結されている。第一上アーム１ｄの先端側には、第３軸に直交する回転軸である第４軸を介して第二上アーム１ｅが、第一上アーム１ｄと同軸で捻り回転可能に連結されている。
【００１３】
第二上アーム１ｅの先端側には、第４軸に直交する回転軸である第５軸を介して手首１ｆが回転可能に連結されている。そして、手首１ｆには、第５軸に直交する回転軸である第６軸を介して、先端部としてのフランジ１ｇが、手首１ｆと同軸で捻り回転可能に連結されている。これら第１軸〜第６軸は、ロボット１の関節軸に相当する。
【００１４】
フランジ１ｇには、図２に示すように、保護ジャケット３をロボット１側に固定するための固定部材４が、フランジ１ｇに共に回転可能な状態で取り付けられている。この固定部材４は、円柱状に形成されており、一方の面側でフランジ１ｇに取り付けられるとともに、フランジ１ｇとは反対側の面側に図示しないエンドエフェクタを装着可能な構造となっている。
【００１５】
また、固定部材４の外周面には、保護ジャケット３を固定するためのネジ穴が複数設けられている。なお、図２に示す固定部材４の構造は一例であり、エンドエフェクタをフランジ１ｇに直接的に取り付け可能なように円筒状の構造とすることもできる。保護ジャケット３の内部には、リング１０が固定配置されている。これにより、保護ジャケット３の先端部分は、固定部材４に固定されている部分から、図中で略垂直に立ち上がる形状となっており、円筒の上底部に相当する先端面部３Ｆを有している。
【００１６】
保護ジャケット３は、ロボット１の全体を覆っており、ロボット１の先端部であるフランジ１ｇ側から設置部であるベース１ａ側までを覆う筒状のシート状部材３ａと、先端部３ｂと、先端部３ｂの後端側においてシート状部材３ａの一部を弛ませることにより形成した伸縮部３ｃとを備えている。
【００１７】
このシート状部材３ａは、ロボット１の先端側の端部が固定部材４に接続されて固定されている。なお、図１では、説明の簡略化のために、シート状部材３ａは、長手方向に沿った断面を示している。また、シート状部材３ａは、ベース１ａ側の端部が例えば床面に密に固定されている。
【００１８】
つまり、筒状のシート状部材３ａは、その内径が各アームの直径よりも大きく形成されているとともに、長手方向の長さが、ロボット１の姿勢によらず、ロボット１の先端部から設置部までのアーム表面に沿った長さよりも長くなるように形成されている。そして、先端部３ｂの内部には、支持部材であるリング１０が複数配置されており、これらにより先端部３ｂの外形が概ね円筒状に維持されている。なお、図１では説明の簡略化のため、保護ジャケット３は長手方向に沿った断面を示している。
【００１９】
保護ジャケット３を構成するシート状部材３ａは、本実施形態では、耐水性と、例えば次亜塩素酸系の洗浄液等により洗浄できるように耐薬品性とを有するものを採用している。ただし、シート状部材３ａの伸縮性はごく小さいものであり、延び縮みし難いものとなっている。また、シート状部材３ａは、ロボット１が繰り返し同じ作業をする場合でも破損したりせずに耐えられる強度を有する材料が望ましく、例えば厚さが０．５ｍｍ程度のナイロン製である。そして、保護ジャケット３の内部に固定配置されるリング１０も、やはりナイロン製である。
【００２０】
円筒状の保護ジャケット３は、その内径が各アームの直径よりも大きく形成されているとともに、長手方向の長さが、ロボット１の姿勢によらず、ロボット１の先端部から設置部までのアーム表面に沿った長さよりも長くなるように形成されている。なお、保護ジャケット３の大きさ，特にはロボット１を収納する空間を形成する内径は、ロボット１のアームの形状等に応じて適宜設計することができる。
【００２１】
図３には、先端部３ｂの外形をモデル的に示している。先端部３ｂには、複数例えば４つのリング１０ａ〜１０ｄが内側に配置されている。これらのうち、リング１０ａ，１０ｂ，１０ｃの配置間隔は比較的狭く設定されており、これらは先端に近い方に集中して配置されている。これに対して、リング１０ｃ，１０ｄの配置間隔はより広く設定されている。
【００２２】
次に、本実施形態の作用について説明する。保護ジャケット３の先端部３ｂに、複数のリング１０ａ〜１０ｄを配置したことで、ロボット１の第６軸が少しだけ回転した際に、先端部３ｂに生じる捩じれの状態は例えば図４に示すようになる。また、第６軸がより多く回転した際に、先端部３ｂに生じる捩じれの状態は例えば図５に示すようになる。すなわち、リング１０ａ〜１０ｄの作用により、先端面３Ｆの近傍において発生するシート状部材３ａの捩じれが、後端側に分散されている。これにより、シート状部材３ａの傷みが緩和される。
【００２３】
以上のように本実施形態によれば、保護ジャケット３は、一端がロボット１のアームの先端部側に固定されて、設置部側までを覆う筒状のシート状部材３ａからなる。そして、アームの先端部側に、シート状部材３ａの内径が前記先端部の径よりも大きくなる状態を維持するようにシート状部材３ａを内側から支持するリング１０を、所定の間隔を置いて複数配置する。
【００２４】
これにより、アームの先端部側おけるシート状部材の内径は、支持部材により支持されることでアーム先端部の外径よりも大となる。したがって、アームの先端部が１８０°を超えて回転した際に、シート状部材が固定されている基端部の近傍において生じる捩じれが相対的に小さくなると共に、捩じれを設置部方向に分散させることができる。つまり、先端部３ｂの外径が大きくなった分だけシート状部材３ａの布面積が増大するので、同じ回転量が加えられた際に、面積が大きい分だけ先端部３ｂに捩じれが集中する度合いが小さくなる。その結果、捩じれが相対的に小さくなる。また、６軸アーム位のロボット１では、先端側の６軸から３軸辺りまでのアーム径は略同一であり、捩じれが集中するような小径部分が無いことから、捩じれは分散する。したがって、基端部の近傍にねじれが集中する状態が緩和される。
【００２５】
そして、複数のリング１０ａ〜１０ｄを配置する間隔を、アームの先端部では後端側よりも狭くなるように設定することで、シート状部材３ａが固定されている基端部の近傍に集中しようとする捻じれを分散させることができる。また、シート状部材３ａを長手方向に折り重ねることで、見かけ上の長さを可変とする伸縮部３ｃを、複数のリング１０ａ〜１０ｄが配置されている部位よりも後端側に備えた。これにより、アームの先端部が回転して保護ジャケット３に捩じれが生じた際に、伸縮部３ｃが伸びることで、保護ジャケット３の長手方向の寸法が見かけ上短くなる状態を補償できる。
【００２６】
（第２実施形態）
図６は第２実施形態であり、保護ジャケット１１の先端側の形状が、円錐台状である場合に適用したものである。図１に示すように、一般的な垂直６軸側ロボット１のアームの外径は、先端側に行くほど小さくなる。このようなアームの形状に合わせて保護ジャケット１１の形状を決定すると、先端部１１ｂの形状は自ずと円錐台状になる。アームの第６軸が回転した際に回転トルクは先端側から作用するため、シート状部材の捩じれは先端側に集中する。
【００２７】
そこで、円錐台形状に合わせて、徐々に経大となる複数のリング１２〜１５を先端部１１ｂ配置する際に、リング１２，１３の配置間隔をＡ，リング１３，１４の配置間隔をＢ，リング１４，１５の配置間隔をＣとすると、Ａ＜Ｂ＜Ｃとなるように配置する。これにより、先端側に集中しようとする捻じれを、後端側にも伝達して分散させることができる。
【００２８】
（その他の実施形態）
保護ジャケット３を構成するシート状部材は、１枚物のシートを用いる構成とすることもできるが、必ずしも１枚物である必要は無く、長手方向や周方向に分割された複数のシートを筒状に貼り合わせ又は縫い合わせた構成とすることもできる。
ナイロン製のリング１０に替えて、樹脂製や金属製のリングを用いても良い。
伸縮部３ｃは、必要に応じて設ければ良い。
【００２９】
また、実施形態では単に筒状と称したが、保護ジャケット３は断面が円形のものに限らず、四角形等の多角形状のものや楕円形状のものを採用することができる。つまり、本明細書で言う筒状とは、ロボット１の周囲を覆うことができる任意の形状を含んでいる。したがって、支持部材の形状も環状に限ることなく、多角形状や楕円形状でも良い。
支持部材を設ける数や配置間隔については、個別の設計に応じて適宜変更して良い。
６軸以外のアームを有するロボットに適用しても良い。
【符号の説明】
【００３０】
図面中、１はロボット、１ａ〜１ｆはアーム、３は保護ジャケット、３ａはシート状部材、３ｂは先端部、３ｃは伸縮部、１０はリング、１１は保護ジャケット、１２〜１５はリングを示す。
【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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