(57)【要約】【課題】本発明は、線条体の余長によって生じる干渉領域を最小限におさえて、線条体の周辺機器への接触を回避する線条体動作制限装置を提供することを目的とする。【解決手段】本発明に係る線条体動作制限装置１７０は、前腕１１０、手首部１２０、前記手首部の先端に取付けられる作業ツール１３０、および前腕１１０を経由して作業ツール１３０に接続される可撓性のある線条体１６０を有するロボット１００に設けられる、ロボット１００の動作に適応させて線条体１６０の動作を制限する線条体動作制限装置１７０であって、手首部１２０において揺動軸線１４８回りに揺動自在に取付けられた揺動部１７３と、揺動部１７３上に配置され、線条体１６０の動作を制限する制限部１７０と、を備えたことを特徴とする。【選択図】図２
2010042479.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前腕、該前腕の先端に回転可能に設けられる手首部、該手首部の先端に取付けられる作業ツール、および前記前腕を経由して前記作業ツールに接続される可撓性のある線条体を有するロボットに設けられていて、前記ロボットの動作に応じて前記線条体の動作を制限する線条体動作制限装置であって、
前記手首部において、前記前腕の長手軸方向に対して直交する揺動軸線回りに揺動自在に取付けられた揺動部と、
前記揺動部上に配置され、前記線条体の動作を制限する制限部と、
を備えたことを特徴とする、線条体動作制限装置。
【請求項２】
前記制限部は、
前記揺動部より前記揺動軸線に対して平行かつ外側に突出して、前記揺動軸線より所定の距離離れて配置され、前記揺動軸線に対して垂直な面における前記線条体の動作を制限する第一の線条体動作制限部と、
前記揺動部より少なくとも前記線条体の直径に相当する長さ以上の間隔をあけて配置され、前記揺動軸線に対して平行な方向における前記線条体の動作を制限する第二の線条体動作制限部と、
を備えたことを特徴とする、請求項１に記載の線条体動作制限装置。
【請求項３】
さらに、前記揺動部の揺動動作を停止する揺動停止部、
を備えたことを特徴とする、請求項１に記載の線条体動作制限装置。
【請求項４】
前記揺動制限部は、
前記揺動部に設けられ、前記揺動部より前記揺動軸線に対して平行に内側に突出し、前記手首部の一部に当接して前記揺動部の揺動動作を停止する停止部分、
を備えたことを特徴とする、請求項３に記載の線条体動作制限装置。
【請求項５】
前記第一の線条体動作制限部は、
前記線条体に接触する部分において前記線条体に向かって突出するように湾曲した曲面を有する、
ことを特徴とする、請求項２に記載の線条体動作制限装置。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか一項に記載の線条体動作制限装置を備えたロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、産業用ロボットの配線および配管等を含む線条体の動作を制限する線条体動作制限装置、および該装置を備えたロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
ロボットにより作業を行う場合には、ロボットの手首部先端に取付けた作業ツールに動力や信号を伝えるための配線・配管からなる線条体が必要となる。この線条体をロボットのアームや手首部の外部に沿って取り回した場合、手首部における各軸の動作範囲をより広く確保するためには、線条体の余長を長くとる必要がある。しかしながら、この線条体の余長により、ワークや作業ツール等の周辺機器に線条体が接触し、周辺機器または線条体が破損することがあった。そのため、線条体の余長を短くすることにより、線条体と周辺機器とが接触して干渉する可能性がある干渉領域を極力狭くすることが望ましい。線条体の余長による干渉領域を狭くする手首周辺のサポート部品として、特許文献１には、前腕とエンドエフェクタとに設けられたクランプ間において手首部の外部に線条体を固定して取り付けた、線条体の干渉領域を狭くするガイド部材が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特許３９４４２０８号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のような手首部に線条体を固定して取り付けたガイド部材では、線条体への損傷等を回避しながら手首部各軸の動作範囲を確保するために、クランプ間の線条体に長い余長を必要とする。その結果、手首部の各軸の姿勢によっては、線条体の余長部分が弛み、ガイド部材だけでは防げないような外部への張り出しが顕著になる。従って、余長部分の外部への張り出しにより干渉領域が広くなるので、線条体が周辺機器と接触または引っ掛ることにより、線条体または周辺機器が損傷し易いという課題があった。
【０００５】
また、ロボットの姿勢によっては、線条体の自重などにより線条体の位置が不安定となる場合がある。例えば、手首部の先端に設けられた作業ツールが下方に向き、線条体の自重によって周辺機器付近に線条体の大きな弛みや垂れ下がりができる場合である。不安定となった線条体の位置を安定させる、すなわち自重による弛みや垂れ下がりを無くすために、線条体全体にカバーを設ける方法がある。しかしながら、線条体全体にカバーを設けると、追加したカバーにより周辺機器と干渉する干渉領域が広くなってしまうという課題があった。
【０００６】
そこで本発明は、上記した点に鑑み、線条体の余長によって生じる干渉領域を最小限におさえて、線条体の周辺機器への接触を回避する線条体動作制限装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、前腕、該前腕の先端に回転可能に設けられる手首部、該手首部の先端に取付けられる作業ツール、および前記前腕を経由して前記作業ツールに接続される可撓性のある線条体を有するロボットに設けられていて、前記ロボットの動作に応じて前記線条体の動作を制限する線条体動作制限装置であって、前記手首部において、前記前腕の長手軸方向に対して直交する揺動軸線回りに揺動自在に取付けられた揺動部と、前記揺動部上に配置され、前記線条体の動作を制限する制限部と、を備えたことを特徴とする、線条体動作制限装置を提供する。
【０００８】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の線条体動作制限装置において、前記制限部は、前記揺動部より前記揺動軸線に対して平行かつ外側に突出して、前記揺動軸線より所定の距離離れて配置され、前記揺動軸線に対して垂直な面における前記線条体の動作を制限する第一の線条体動作制限部と、前記揺動部より少なくとも前記線条体の直径に相当する長さ以上の間隔をあけて配置され、前記揺動軸線に対して平行な方向における前記線条体の動作を制限する第二の線条体動作制限部と、を備えたことを特徴とする、線条体動作制限装置を提供する。
【０００９】
請求項３に係る発明は、請求項１に記載の線条体動作制限装置において、さらに、前記揺動部の揺動動作を制限する揺動制限部、を備えたことを特徴とする、線条体動作制限装置を提供する。
【００１０】
請求項４に係る発明は、請求項３に記載の線条体動作制限装置において、前記揺動部に設けられ、前記揺動部より揺動軸線に対して平行に内側へ突出し、前記手首部の一部に当接して前記揺動部の揺動動作を停止する停止部分、を備えることを特徴とする、線条体動作制限装置を提供する。
【００１１】
請求項５に係る発明は、請求項２に記載の線条体動作制限装置において、前記第一の線条体動作制限部は、前記線条体に接触する部分において前記線条体に向かって突出するように湾曲した曲面を有する、線条体動作制限装置を提供する。
【００１２】
請求項６に係る発明は、請求項１〜５の何れか一項に記載の線条体動作制限装置を備えたロボットを提供する。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に係る発明によれば、最も長い線条体の長さを必要とするロボットの姿勢のときに、揺動部が線条体の動作にあわせて揺動することにより、揺動部に設けられた制限部が線条体を前腕に近づけて支持することができるので、前腕から作業ツールまでの線条体の必要な長さを極力短くすることが可能となる。すなわち、ロボットの手首部を伸ばした場合の線条体の余長部分を短く設定できるので、線条体の余長部分から生じる干渉領域を最小限におさえることができる。
【００１４】
請求項２に係る発明によれば、第一の線条体動作制限部は、揺動軸線に対して垂直な面における線条体の動作を制限しているので、制限部は揺動軸線に対して垂直な面における線条体の余長部分による干渉領域を極力狭くすることができる。また、第二の線条体動作制限部が揺動軸線に対して平行な方向における線条体の動作を制限するので、線条体の余長部分による揺動軸線方向の干渉領域も広がり難い。
【００１５】
請求項３に係る発明によれば、線条体動作制限装置は、揺動部の揺動動作を制限する揺動制限部を備えているので、線条体の余長部分が自重により垂れ下がり干渉領域を広げてしまうようなロボットの姿勢にときにも、制限部により線条体をある一定のところで支持することができ、線条体のルートを安定した状態に保つことが可能となる。すなわち、本発明の線条体動作制限装置は揺動制限部を備えるので、線条体の余長部分による弛みが少なくなり干渉領域が狭くなる。
【００１６】
請求項４に係る発明によれば、線条体動作制限装置の揺動制限部は、揺動部に設けられた停止部分を備えるので、停止部分の配置により揺動部が揺動動作する角度を容易に調整することが可能となる。すなわち、ロボット毎に揺動部の揺動範囲を調整して干渉領域を極力狭くすることができる。
【００１７】
請求項５に係る発明によれば、線条体動作制限装置に係る制限部の第一の線条体動作制限部は、線条体と接触する部分において線条体に向かって突出するように湾曲した曲面を有している。そのため、制限部は線条体に損傷を与えることなく線条体と接触することができる。
【００１８】
請求項６に係る発明によれば、本発明に係る線条体動作制限装置をロボットに適用することにより、線条体の余長によって生じる干渉領域を最小限におさえて、線条体の周辺機器への接触を回避するロボットを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の実施形態について、図を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明の線条体動作制限装置を備えるロボットは、産業用ロボットに適用することができる。産業用ロボットは例えば設置面に固定したロボット本体に、複数の回転軸あるいは直動軸により回転駆動あるいは直動駆動する腕（アーム）を連結して構成されている。
【００２０】
まず、本発明に係る線条体動作制限装置１７０が適用されたロボット１００の前腕１１０の先端部分の全体構成について説明する。図１は、本発明に係る線条体動作制限装置１７０をロボット１００の手首部１２０に適用した、ロボット１００の前腕１１０の先端から作業ツール１３０までの全体構成を示している。図２は、図１における線条体動作制限装置１７０を含むロボット１００の斜視図である。図１において、前腕１１０はロボット１００を構成するアームの一部であり、その先端に複数の制御軸を有する手首部１２０を有する。手首部１２０は、第一手首要素１２２、第二手首要素１２４および第三手首要素１２６から構成されている。第一手首要素１２２は、前腕１１０の長手軸方向の第一制御軸１４２上で回転する。第二手首要素１２４は、第一制御軸１４２に直交する第二制御軸１４４上で回転する。第三手首要素１２６は、第二制御軸１４４に直交する第三制御軸１４６上で回転する。第三手首要素１２６の先端には、アダプタ１５４が固定的に取付けられており、アダプタ１５４の先端には作業ツール１３０が取付けられている。作業ツール１３０はエンドエフェクタとも呼ばれ、例えばスポット溶接ガンや部品把持装置などである。前腕１１０には前腕側クランプ１５０が前腕１１０に沿って配置されており、後述する線条体１６０を固定している。また作業ツール１３０にも作業ツール側クランプ１５２が備えられており、線条体１６０を固定している。
【００２１】
ロボット１００は配線および配管等からなる線条体１６０を有しており、図示しないロボット１００のベースから作業ツール１３０への動力や信号は線条体１６０によって伝達される。線条体１６０は可撓性を有し、前腕１１０に沿って配置されている前腕側クランプ１５０の内部を通り、手首１２０に沿って配設され、作業ツール側クランプ１５２の内部を通って、作業ツール１３０に接続される。線条体１６０には、手首部１２０の動作を阻害しないよう、前腕側クランプ１５０と作業ツール側クランプ１５２との間の区間において余長が存在している。なお、図２の斜視図において線条体１６０は、手首部１２０や線条体動作制限装置１７０の状況を示すために点線で示されている。
【００２２】
次に、本発明に係る線条体動作制限装置１７０について説明する。ロボット１００は、線条体１６０の動作を制限する線条体動作制限装置１７０を、手首部１２０の第二手首要素１２４に備えている。線条体動作制限装置１７０は、ベースプレート１７２、揺動プレート１７３（揺動部）、制限部１７４、およびストッパ１７８（揺動制限部）から構成されている。ベースプレート１７２は、線条体動作制限装置１７０のベースとなる部分であり、第二手首要素１２４に固定された板状の部材である。後ほど詳述するが、ベースプレート１７２の側部は、ストッパ１７８が当接することにより揺動プレート１７３の揺動動作を停止する役割も果たしている。
【００２３】
揺動プレート１７３は、ベースプレート１７２に揺動軸線１４８回りに揺動自在に取付けられた板状の部材である。本明細書において「揺動」とは、軸線回りに所定の角度の範囲で正逆回転する動作をいう。揺動軸線１４８は、第二制御軸１４４に対して平行な軸線であり、すなわち前腕部の長手方向の軸である第一制御軸１４２に対して直交する軸線である。制限部１７４およびストッパ１７８は、揺動プレート１７３にネジにより取付けられている。本実施形態の揺動プレート１７３は、図２に示すように作業ツール側に幅が狭くなった六角形の形状であり、制限部１７４を配置するためのネジ穴が複数開けられている。
【００２４】
次に、線条体動作制限装置１７０の制限部１７４について説明する。制限部１７４は、線条体１６０の動作を制限する部材である。本実施形態の制限部１７４は、揺動プレート１７３に取付けられているので揺動軸線１４８回りに揺動可能である。そのため、制限部１７４に動作を制限された線条体１６０は、ロボット１００の動作にあわせて制限部１７４が揺動する範囲内において動作することが可能であり、後述するストッパ１７８等により制限部１７４が停止した場合、線条体１６０は制限部１７４の一部に接触して停止する。揺動プレート１７３により制限部１７４が線条体１６０の動作にあわせて揺動することにより、制限部１７４が線条体１６０を前腕１１０に近づけて支持することができ、かつ線条体１６０を比較的短い経路に通すことができるので、前腕１１０から作業ツール１３０までの線条体１６０の必要な長さを極力短く設定することができる。制限部１７４が線条体１６０を制限する構造の詳細ついては後述する。
【００２５】
線条体動作制限装置１７０のストッパ１７８について説明する。ストッパ１７８は揺動制限部であり、揺動プレート１７３の揺動を制限する部材である。本実施形態のストッパ１７８は、制限部１７４が設けられた揺動プレート１７３の面に対して反対側であり、揺動プレート１７３より揺動軸線１４８に対して平行に内側に突出した二本の棒状の停止部分１７９ａ、１７９ｂにより実現されている。停止部分１７９ａと停止部分１７９ｂとは揺動軸線１４８より一定の距離離れて配置されており、二つの停止部分１７９ａと１７９ｂとの距離はベースプレート１７２の幅よりも大きい。線条体１６０の動作を制限する制限部１７４により揺動プレート１７３が、ロボット１００の動作に合わせて揺動することにより、揺動プレート１７３に配置されたストッパ１７８の停止部分１７９ａまたは停止部分１７９ｂがベースプレート１７２の側部に当接して揺動プレート１７３の揺動動作が停止される。ロボット１００を調整する作業者は、揺動プレート１７３上の停止部分１７９ａおよび停止部分１７９ｂの配置を調整することにより、揺動プレート１７３が揺動する範囲を容易に調整することができる。
【００２６】
次に、制限部１７４が線条体１６０の動作を制限する構造の詳細について説明する。本実施形態の制限部１７４は、第一の線条体動作制限部１７５および第二の線条体動作制限部１７６から構成されている。
【００２７】
まず、制限部１７４の第一の線条体動作制限部１７５について説明する。第一の線条体動作制限部１７５は、揺動軸線１４８に対して垂直な面における線条体１６０の動作を制限する部材である。図２に示すように第一の線条体動作制限部１７５は二本の柱状の部材である柱部１７７ａ、１７７ｂからなる。第一の線条体動作制限部１７５は、揺動プレート１７３上に配置された部材であり、第一の線条体動作制限部１７５の柱部１７７ａ、１７７ｂは揺動軸線１４８に対して平行にかつ手首部１２０に対して外側（図１、図２のＣ方向）に突出している。二本の柱部１７７ａ、１７７ｂは揺動軸線１４８を中心として対称に、揺動軸線１４８より所定の距離離れて配置されている。二本の柱部１７７ａと１７７ｂとの間に線条体１６０が通過するので、二本の柱部１７７ａと１７７ｂとの間は線条体１６０の直径に相当する長さ以上の間隔があけられている。二本の柱部１７７ａと１７７ｂとの間の間隔は、線条体１６０の直径に相当する長さの１〜３倍程度の距離とするのがよく、直径に相当する長さの１．５倍程度が望ましい。
【００２８】
第一の線条体動作制限部１７５が、線条体１６０の動作を制限する方法は以下のようになっている。線条体１６０は、二本の柱部１７７ａ、１７７ｂの間を通過するよう配置される。線条体１６０は、手首部１２０が回転することにより二本の柱部１７７ａ、１７７ｂの何れか一方に接触する。揺動プレート１７３が揺動可能でありストッパ１７８により揺動動作が停止されていない範囲で、線条体１６０は二本の柱部１７７ａ、１７７ｂの間において自由に動作することができる。しかしながら、ストッパ１７８等により揺動プレート１７３の揺動動作が停止した場合は、柱部１７７ａ、１７７ｂの何れかが線条体１６０を停止させる。従って、第一の線条体動作制限部１７５は線条体１６０の動作を揺動プレート１７３の揺動範囲に制限することができる。すなわち、第一の線条体動作制限部１７５は線条体１６０を揺動軸線１４８に対して垂直な面の動作（例えば図２のＡ方向またはＢ方向の線条体１６０の動作）を制限し、周辺機器と干渉しない位置に線条体１６０を配置することができる。
【００２９】
柱部１７７ａ、１７７ｂの断面形状について説明する。柱部１７７ａ、１７７ｂと線条体１６０とは、ロボット１００が動作することにより接触するので、線条体１６０が損傷しやすい。そのため、柱部１７７ａ、１７７ｂの線条体１６０と接触する部分の形状は、線条体１６０を損傷しないよう角の無い滑らかな形状となっている。本実施形態においては、柱部１７７ａ、１７７ｂの横断面は概ね円弧形の形状であり、線条体１６０に向かう面を突出するように湾曲した曲面となっている（図２、図５参照）。このような形状とすることにより、柱部１７７ａ、１７７ｂの線条体１６０への損傷を避けることが可能となる。
【００３０】
次に第二の線条体動作制限部１７６について説明する。第二の線条体動作制限部１７６は揺動軸線１４８に対して平行な方向において線条体１６０の動作を制限する板状の部材である。すなわち、第二の線条体動作制限部１７６により、線条体１６０は手首部１２０の側方（図１、図２のＣ方向）に張り出すことが防止されるようになり、余長部分による揺動軸線方向の干渉領域が広がり難い。本実施形態の第二の線条体動作制限部１７６は板状の部材であり、揺動プレート１７３から少なくとも線条体１６０の直径に相当する長さだけ離れて、揺動プレート１７３と略平行に配置されている。第二の線条体動作制限部１７６は前述の柱部１７７ａ、１７７ｂにより揺動プレート１７３と連結しており、揺動プレート１７５、柱部１７７ａ、１７７ｂおよび第二の線条体動作制限部１７６により、線条体１６０を通すための線条体通路１８０が形成されている。線条体１６０は線条体通路１８０を通ることにより、制限部１７４により支持され、動作が制限される。
【００３１】
次に、図３を用いて、揺動プレート１７３が揺動する場合と揺動しない場合とを比較して、本実施形態に係る線条体動作制限装置１７０の揺動プレート１７３が揺動することにより、必要とされる線条体１６０の全長が短縮化されることについて説明する。図３は、ロボット１００が線条体１６０の全長を最も必要とする場合の手首部１２０の姿勢を示した図であり、図３（ａ）は揺動プレート１７３が揺動せず固定された場合、図３（ｂ）は揺動プレート１７３が揺動可能な場合を示している。線条体１６０の全長は、図３で示す姿勢にて線条体が充分な耐久性を確保できるよう、前腕側クランプ１５０と作業ツール側クランプ１５２との間の長さに応じて決定される。
【００３２】
例としてロボット１００の手首部１２０が、図１に示す状態から第二制御軸１４４上に時計回り（図３（ａ）のＤ方向）に回転して図３の状態となる場合を説明する。手首部１２０が時計回りに回転することにより、柱部１７７ａが線条体１６０に接触する。さらに手首部１２０が時計回りに回転すると、図３（ａ）の場合、揺動部１７３は固定されているので、柱部１７７ａは線条体１６０を下方に引っ張り、最終的に柱部１７７ａと前腕側クランプ１５０の端部との間の距離、並びに柱部１７７ａと作業ツール側クランプ１５２との間の距離が長くなる。
【００３３】
一方、図３（ｂ）のように揺動プレート１７３が揺動可能である場合は、手首部１２０が図１の状態から時計回り（図３のＤ方向）に回転しても、揺動プレート１７３が線条体１６０に接触して反時計回り（図３のＥ方向）に揺動するので、柱部１７７ａにより線条体１６０が下方に引っ張られない。従って、図３（ａ）の揺動プレート１７３が固定された場合と比較して、揺動プレート１７３が揺動可能である場合は、作業ツール１３０と前腕側クランプ１５０の端部との距離が短縮化される。すなわち、揺動プレート１７３が固定された場合は、図３（ａ）のルート１６１のように遠回りする必要があり、線条体１６０の全長を長くする必要があるが、揺動プレート１７３が揺動可能な場合は、図３（ｂ）のルート１６２のように線条体１６０の全長を短縮化できる。線条体１６０の全長が短縮化されるので、手首部１２０を伸ばした場合の線条体１６０の余長を短く設定することが可能である。結果として、線条体１６０の余長部分から生じる干渉領域を最小限におさえることができる。
【００３４】
図４を用いて、線条体１６０が自重によって弛み垂れ下がる場合に、本発明の線条体動作制限装置１７０が線条体１６０の位置を安定させる状況について説明する。図４（ａ）はストッパ１７８が無く揺動プレート１７３の揺動動作が停止されない場合、図４（ｂ）はストッパ１７８により揺動プレート１７３の揺動動作が停止される場合を示す図である。図４（ａ）の線条体１６０および図４（ｂ）の線条体１６０の全長は同じであり、図３（ｂ）で示す手首部１２０の姿勢で定めた長さである。手首部１２０が図４に示す姿勢をとると、揺動プレート１７３にストッパ１７８が無い場合は、線条体１６０の自重などの影響により、線条体１６０が図４（ａ）に示すように、余長部分が作業ツール１３０側に垂れ下がる（ルート１６３）。そのため、線条体１６０の垂れ下がった余長部分とその余長部分の下方にある作業ツール１３０とが干渉する可能性がある。一方、図４（ｂ）に示すように、揺動プレート１７３にストッパ１７８があれば、ストッパ１７８により揺動部１７３が停止して、柱部１７７ｂが線条体１６０を引っ掛けるので、線条体１６０を上方向に持ち上げて支持する。そのため、線条体１６０の余長部分が作業ツール１３０側に垂れ下がることなく、安定した状態、すなわち図４（ｂ）に示すルート１６４のようになる。線条体１６０の余長部分が作業ツール側に垂れ下がらないので、線条体動作制限装置１７０は線条体１６０と作業ツール１３０との干渉領域を最小限にすることができる。
【００３５】
本実施形態の第一の線条体動作制限部１７５の位置の他の配置例について説明する。図５は、線条体動作制限装置１７０の第一の線条体制限部１７５の他の配置例を示す図である。図５において第二の線条体制限部１７６は理解を容易にするために省略されている。本実施形態の線条体動作制限装置１７０は、ネジ止めにより各構成部材が組み立てられており、図５に示すように、第一の線条体動作制限部１７５を取付ける位置を線条体１６０の軸方向に沿って作業ツール１３０側（第三手首要素１２６側、図５のＦ方向）に、揺動軸線１４８から所定距離離れた位置に配置することができる。第一の線条体動作制限部１７５の位置を変更可能とすることにより、ロボット毎の線条体１６０の状況に対応して、第一の線条体動作制限部１７５の位置を調整することができると共に、線条体動作制限装置１７０の構成部品を共通化することができる。
【００３６】
以上により、本発明に係る、線条体動作制限装置１７０について説明した。線条体動作制限装置１７０は揺動可能な揺動プレート１７３を備えるので、線条体１６０が周辺機器と接触し難いルートを確保しつつ、最低限必要な余長の長さを設定することができる。また、ストッパ１７８を設けて、揺動プレート１７３の揺動範囲を制限することにより、制限部１７４は線条体１６０を一定の位置に引っ掛けて支持し、自重等による弛み・垂れ下がりをなくし、線条体１６０の位置を安定させることができる。
【００３７】
当該技術分野における当業者にとって明らかであるように、上記説明は、本発明がどのように実施されるかを示した実施例としてのみ解釈されるべきである。また、本発明は、主旨を逸脱しない範囲において当業者の知識に基づき種々なる改良、修正、変更を加えた態様により実施できるものである。例えば、本実施形態においては、ストッパ１７８を揺動プレート１７３に設けたが、ベースプレート１７２にストッパ１７８を設け揺動プレート１７３の側部に当接して、揺動プレート１７３の揺動動作を停止しても構わない。また、本実施形態の柱部１７７ａ、１７７ｂの横断面は円弧形の形状であるが、線条体１６０と接触する面が湾曲した曲面であればよいので、柱部１７７ａ、１７７ｂの横断面の形状は弓形、円形、楕円形、半円形または三日月形であっても構わない。
【００３８】
以上の通り、本発明に係る線条体動作制限装置を用いれば、揺動部の揺動によりロボットの動作に必要な線条体の余長を少なくしつつ、揺動制限部が揺動動作を制限することにより、一定の範囲で線条体の挙動を安定させることができる。従って、線条体が周辺機器に干渉する領域を最小限におさえると共に、干渉領域を予め規定することが可能となる。また、干渉領域を規定することにより線条体の周辺機器への接触に伴う損傷の可能性を低減できるだけでなく、線条体自体の周辺機器への接触を回避できる領域を検討段階から考慮できるため、線条体や周辺機器の損傷を未然に避けることができる。加えて、ロボットシステムの構築中に線条体の干渉に起因するロボット動作の微調整を排除可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明に係る線条体動作制限装置を含む、ロボットの前腕先端から作業ツールまでの全体構成を示す図である。
【図２】図１における線条体動作制限装置を含むロボットの斜視図である。
【図３】線条体動作制限装置による線条体の挙動を示す図であり、図３（ａ）は線条体動作制限装置が固定されており揺動不可能である場合、図３（ｂ）は線条体動作制限装置が揺動可能である場合の線条体のルートを示す図である。
【図４】線条体動作制限装置による線条体のルートを示す図であり、図４(ａ)は線条体動作制限装置にストッパがない場合、図４（ｂ）はストッパがある場合を示す図である。
【図５】線条体動作制限装置の第一の線条体動作制限部の他の配置例を示す図である。
【符号の説明】
【００４０】
１００    ロボット
１１０    前腕
１２０    手首部
１２２    第一手首要素
１２４    第二手首要素
１２６    第三手首要素
１３０    作業ツール
１４２    第一制御軸
１４４    第二制御軸
１４６    第三制御軸
１４８    揺動軸線
１５０    前腕側クランプ
１５２    作業ツール側クランプ
１６０    線条体
１７０    線条体動作制限装置
１７２    ベースプレート
１７３    揺動プレート（揺動部）
１７４    制限部
１７５    第一の線条体動作制限部
１７６    第二の線条体動作制限部
１７７ａ、１７７ｂ    柱部
１７８    ストッパ（揺動制限部）
１７９ａ、１７９ｂ    停止部分
１８０    線条体通路
【図１】
2010042479.tif 000003
【図２】
2010042479.tif 000004
【図３】
2010042479.tif 000005
【図４】
2010042479.tif 000006
【図５】
2010042479.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成21年7月23日(2009.7.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項３】
さらに、前記揺動部の揺動動作を制限する揺動制限部、
を備えたことを特徴とする、請求項１に記載の線条体動作制限装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
第一の線条体動作制限部１７５が、線条体１６０の動作を制限する方法は以下のようになっている。線条体１６０は、二本の柱部１７７ａ、１７７ｂの間を通過するよう配置される。線条体１６０は、手首部１２０が回転することにより二本の柱部１７７ａ、１７７ｂの何れか一方に接触する。揺動プレート１７３が揺動可能でありストッパ１７８により揺動動作が停止されていない範囲で、線条体１６０は二本の柱部１７７ａ、１７７ｂの間において自由に動作することができる。しかしながら、ストッパ１７８等により揺動プレート１７３の揺動動作が停止した場合は、柱部１７７ａ、１７７ｂの何れかが線条体１６０を停止させる。従って、第一の線条体動作制限部１７５は線条体１６０の動作を揺動プレート１７３の揺動範囲に制限することができる。すなわち、第一の線条体動作制限部１７５は線条体１６０の揺動軸線１４８に対して垂直な面の動作（例えば図２のＡ方向またはＢ方向の線条体１６０の動作）を制限し、周辺機器と干渉しない位置に線条体１６０を配置することができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
次に第二の線条体動作制限部１７６について説明する。第二の線条体動作制限部１７６は揺動軸線１４８に対して平行な方向において線条体１６０の動作を制限する板状の部材である。すなわち、第二の線条体動作制限部１７６により、線条体１６０は手首部１２０の側方（図１、図２のＣ方向）に張り出すことが防止されるようになり、余長部分による揺動軸線方向の干渉領域が広がり難い。本実施形態の第二の線条体動作制限部１７６は板状の部材であり、揺動プレート１７３から少なくとも線条体１６０の直径に相当する長さだけ離れて、揺動プレート１７３と略平行に配置されている。第二の線条体動作制限部１７６は前述の柱部１７７ａ、１７７ｂにより揺動プレート１７３と連結しており、揺動プレート１７３、柱部１７７ａ、１７７ｂおよび第二の線条体動作制限部１７６により、線条体１６０を通すための線条体通路１８０が形成されている。線条体１６０は線条体通路１８０を通ることにより、制限部１７４により支持され、動作が制限される。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
図４を用いて、線条体１６０が自重によって弛み垂れ下がる場合に、本発明の線条体動作制限装置１７０が線条体１６０の位置を安定させる状況について説明する。図４（ａ）はストッパ１７８が無く揺動プレート１７３の揺動動作が停止されない場合、図４（ｂ）はストッパ１７８により揺動プレート１７３の揺動動作が停止される場合を示す図である。図４（ａ）の線条体１６０および図４（ｂ）の線条体１６０の全長は同じであり、図３（ｂ）で示す手首部１２０の姿勢で定めた長さである。手首部１２０が図４に示す姿勢をとると、揺動プレート１７３にストッパ１７８が無い場合は、線条体１６０の自重などの影響により、線条体１６０が図４（ａ）に示すように、余長部分が作業ツール１３０側に垂れ下がる（ルート１６３）。そのため、線条体１６０の垂れ下がった余長部分とその余長部分の下方にある作業ツール１３０とが干渉する可能性がある。一方、図４（ｂ）に示すように、揺動プレート１７３にストッパ１７８があれば、ストッパ１７８により揺動部１７３が停止して、柱部１７７ｂが線条体１６０を引っ掛けるので、線条体１６０を上方向に持ち上げて支持する。そのため、線条体１６０の余長部分が作業ツール１３０側に垂れ下がることなく、安定した状態、すなわち図４（ｂ）に示すルート１６４のようになる。線条体１６０の余長部分が作業ツール１３０側に垂れ下がらないので、線条体動作制限装置１７０は線条体１６０と作業ツール１３０との干渉領域を最小限にすることができる。