(57)【要約】  【課題】  ロボットの大型化を伴わずにエンドエフェクタの可動範囲を広げる。  【解決手段】  リンク６が、基端部で第１ジョイント部７を介してアーム５の先端部に連結され、先端部で第２ジョイント部８を介して可動板３に連結される。第１ジョイント部７は、アーム５の基台２に対する回転軸線Ａ０に平行な第１軸線Ａ１及び該第１軸線Ａ１に垂直な第２軸線Ａ２の２つの軸線周りに回転可能に、リンク６の基端部をアーム５の先端部に連結する。第２ジョイント部８は、第１軸線Ａ１に平行な第３軸線Ａ３及び該第３軸線Ａ３に垂直な第４軸線Ａ４の２つの軸線周りに回転可能に、リンク６の先端部を可動板３に連結する。リンク６の基端部は、第１ジョイント部７を介してアーム５の先端部に片持ち支持され、リンク６の先端部は、第２ジョイント部８を介して可動板３に片持ち支持される。【選択図】図１
2014111290.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基台と、エンドエフェクタが取り付けられる可動板と、前記基台に回転可能に接続される３本のアームと、前記アームの先端部をそれぞれ前記可動板に連結する３本のリンクと、を備え、
前記リンクは、その基端部にて第１ジョイント部を介して前記アームの先端部に回転可能に連結され、その先端部にて第２ジョイント部を介して前記可動板に連結され、
前記第１ジョイント部は、前記アームの前記基台に対する回転軸線に平行な第１軸線及び該第１軸線に垂直な第２軸線の２つの軸線周りに回転可能に、前記リンクの前記基端部を前記アームの前記先端部に連結し、前記第２ジョイント部は、前記第１軸線に平行な第３軸線及び該第３軸線に垂直な第４軸線の２つの軸線周りに回転可能に、前記リンクの前記先端部を前記可動板に連結し、
前記リンクの前記基端部は、前記第１ジョイント部を介して前記アームの前記先端部に片持ち支持され、前記リンクの前記先端部は、前記第２ジョイント部を介して前記可動板に片持ち支持されている、並列リンクロボット。
【請求項２】
前記第１ジョイント部は、前記アームの前記先端部に設けられた第１軸受と、前記第１軸受に挿入されて前記第１軸線周りに回転可能に支持される第１回転軸と、を有し、前記リンクの前記基端部が、前記第１回転軸の一端部に前記第２軸線周りに回転可能に連結され、前記第１回転軸が前記第１軸受に取外し可能に装着される、請求項１に記載の並列リンクロボット。
【請求項３】
前記第２ジョイント部は、前記可動板に設けられた軸受と、前記第４軸受に挿入されて前記第４軸線周りに回転可能に支持される第４回転軸と、を有し、前記リンクの前記先端部が、前記第４回転軸の一端部に前記第３軸線周りに回転可能に連結され、前記第４回転軸が前記第４軸受に取外し可能に装着される、請求項１又は２に記載の並列リンクロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基台と、エンドエフェクタが取り付けられる可動板と、基台に回転可能に接続される３本のアームと、アームの先端部をそれぞれ可動板に連結する３組のリンクとを備える並列リンクロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ピッキング作業に利用されるロボットの一例として、並列リンクロボットが知られている。一般に、並列リンクロボットは、基台に対する可動板の姿勢を一定に保持して可動板を移動させることが要求される。そこで、基台を可動板に接続するための３本のアーム及び３組のリンクに対し、種々の構造様式が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に開示されている一例によると、１組のリンクが２本のリンキングバーからなり、アーム、１組のリンク及び可動板が平行リンク機構を成している。２本のリンキングバーは、互いに平行に並べられ、アーム先端部を挟むように配置される。
【０００４】
特許文献１に開示されている変形例によると、１組のリンクが１本のオールからなり、オールは、一端部にてアーム先端部に取り付けられて他端部にて可動板に取り付けられる。オールのアーム及び可動板への連結にはカルダンジョイントが用いられる。オール一端部に着目すると、アーム先端部もオール基端部も二股であり、かかるアーム先端部及びオール基端部が十字ピンを介して連結される。オール他端部もこれと同様に構成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第４９７６５８２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の前記一例では、合計６本のリンキングバーを必要とし、部品点数の増加による組立て工数の増大及び重量の増大を招く。特許文献１の前記変形例では、リンクに要する部品点数が減るので、かかる課題が解消され得る。
【０００７】
しかしながら、当該変形例では、二股のアーム先端部が二股のオール基端部に十字ピンを介して連結されており、アームはオールに両持ち支持されると共にオールはアームに両持ち支持される。このため、オール基端部がアーム先端部に対して回転するとオール基端部が二股のアーム先端部にすぐに干渉する。このため、オールの回転範囲が制限され、それによりエンドエフェクタの可動範囲も狭く制限される。特許文献１の前記変形例では、エンドエフェクタの可動範囲を広げたい場合はロボット全体を大型化せざるを得ず、ロボット全体を小さくしたい場合はエンドエフェクタの可動範囲を縮小せざるを得ない。
【０００８】
そこで本発明は、ロボットの大型化を伴わずにエンドエフェクタの可動範囲を拡大し、又は、エンドエフェクタの可動範囲の縮小を伴わずにロボットを小型化することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は上記目的を達成すべくなされたものであり、本発明に係る並列リンクロボットは、基台と、エンドエフェクタが取り付けられる可動板と、前記基台に回転可能に接続される３本のアームと、前記アームの先端部をそれぞれ前記可動板に連結する３本のリンクと、を備え、前記リンクは、その基端部にて第１ジョイント部を介して前記アームの先端部に連結され、その先端部にて第２ジョイント部を介して前記可動板に連結され、前記第１ジョイント部は、前記アームの前記基台に対する回転軸線に平行な第１軸線及び該第１軸線に垂直な第２軸線の２つの軸線周りに回転可能に、前記リンクの前記基端部を前記アームの前記先端部に連結し、前記第２ジョイント部は、前記第１軸線に平行な第３軸線及び該第３軸線に垂直な第４軸線の２つの軸線周りに回転可能に、前記リンクの前記先端部を前記可動板に連結し、前記リンクの前記基端部は、前記第１ジョイント部を介して前記アームの前記先端部に片持ち支持され、前記リンクの前記先端部は、前記第２ジョイント部を介して前記可動板に片持ち支持されている。
【００１０】
前記構成によれば、アームそれぞれを可動板に連結するリンクの本数が１本であるので、並列リンクロボットの部品点数及び重量を小さくすることができる。このリンクはアームにも可動板にも片持ち支持されるので、ジョイント部に両持ち構造を適用する場合と比べ、ジョイント部の構造体と干渉せずにリンクが回転可能となる範囲を大きくすることができる。これにより、ロボット全体の大型化を伴うことなくエンドエフェクタの可動範囲を広げることができ、又は、エンドエフェクタの可動範囲の縮小を伴うことなくロボット全体を小さくすることができる。
【００１１】
前記第１ジョイント部は、前記アームの前記先端部に設けられた第１軸受と、前記第１軸受に挿入されて前記第１軸線周りに回転可能に支持される第１回転軸と、を有し、前記リンクの前記基端部が、前記第１回転軸の一端部に前記第２軸線周りに回転可能に連結され、前記第１回転軸が前記第１軸受に取外し可能に装着されてもよい。
【００１２】
前記構成によれば、第１ジョイント部における片持ち支持を実現することができる。また、第１回転軸を第１軸受から取り外せば、リンクの基端部ごとアームから取り外すことができる。このため、第１ジョイント部及びリンクのメンテナンス作業を迅速かつ簡便に行うことができる。
【００１３】
前記第２ジョイント部は、前記可動板に設けられた軸受と、前記第４軸受に挿入されて前記第４軸線周りに回転可能に支持される第４回転軸と、を有し、前記リンクの前記先端部が、前記第４回転軸の一端部に前記第３軸線周りに回転可能に連結され、前記第４回転軸が前記第４軸受に取外し可能に装着されてもよい。
【００１４】
前記構成によれば、第２ジョイント部における片持ち支持を実現することができる。また、第４回転軸を第４軸受から取り外せば、リンクの先端部ごとアームから取り外すことができる。このため、第２ジョイント部及びリンクのメンテナンス作業を迅速かつ簡便に行うことができる。
【発明の効果】
【００１５】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、ロボットの大型化を伴わずにエンドエフェクタの可動範囲を拡大することができ、又は、エンドエフェクタの可動範囲の縮小を伴わずにロボットを小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施形態に係る並列リンクロボットを上から見た斜視図である。
【図２】図１に示すリンク、第１ジョイント部及び第２ジョイント部のスケルトン図である。
【図３】図１に示す第１ジョイント部の周辺部位を示す斜視図である。
【図４】図１に示す第１ジョイント部の内部構造を示す断面図である。
【図５】図１に示すリンクを分解して示す斜視図である。
【図６】変形例に係るリンクを示す斜視図である。
【図７】図１に示す回転アクチュエータを分解して示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照しながら実施形態について説明する。なお、同一の又は対応する要素には全ての図を通じて同一の符号を付して重複する詳細説明を省略する。
【００１８】
図１は、実施形態に係る並列リンクロボット１を上から見た斜視図である。図１に示す並列リンクロボット１（以下、単に「ロボット」と称す）は、食品、薬品、化粧品及び小型電子部品等の生産工場内の作業空間に配置され、ピッキング作業、箱詰め作業及び部品組立て作業等の各種作業を行うロボットとして好適に利用される。本実施形態に係るロボット１は、後述のとおりロボットを小さくしながら可動範囲を大きくすることができるため、汎用性が高い。
【００１９】
図１に示すように、ロボット１は、主として、基台２と、可動板３と、３つの回転アクチュエータ４と、３本のアーム５と、３本のリンク６と、３つの第１ジョイント部７と、３つの第２ジョイント部８とを備えている。基台２は、作業空間に設置され、可動板３は、アーム５及びリンク６の回転範囲によって規定される可動範囲内で三次元的に移動する。可動板３にはエンドエフェクタ（図示せず）が着脱自在に取り付けられる。
【００２０】
本実施形態では、一例として、基台２が水平姿勢で設置されて可動板３が基台２の下に位置するものとしており、以降の説明における方向の概念はこの配置を基準としている。ただし、基台２は任意の姿勢で設置され得るので、方向の概念はロボット１の設置の仕方に応じて変更され得る。エンドエフェクタ（図示せず）は、ハンドやマニピュレータのように前述した各種作業用のツールであり、可動板３は、その下面にエンドエフェクタを取り付けるための構造３ａを有している。必要に応じて、可動板３の上面にはエンドエフェクタを回転駆動するエフェクタアクチュエータ９が設けられる。
【００２１】
回転アクチュエータ４は、ハウジング４ａに収容された電動モータであり、回転アクチュエータ４のハウジング４ａには減速機ユニット１０が設けられる。減速機ユニット１０は、回転アクチュエータ４の出力軸の回転を減速してアーム５に伝達する。
【００２２】
各アーム５は、その基端部にて対応の減速機ユニット１０に取り付けられ、これにより基台２に対して回転可能に接続される。アーム５の基台２に対する回転軸線Ａ０は、同一平面上で１２０度回転対称に配置され、正三角形を成すようにして交差する。本実施形態では、３本の回転軸線Ａ０が同一の水平面上で回転対称に配置される。
【００２３】
３本のリンク６は、３本のアーム５の先端部それぞれを１枚の可動板３に連結する。各リンク６は、その基端部にて第１ジョイント部７を介して対応のアーム５の先端部に連結され、その先端部にて第２ジョイント部８を介して可動板３に回転可能に連結される。第１ジョイント部７は、アーム５の基台２に対する回転軸線Ａ０に平行な第１軸線Ａ１及び該第１軸線Ａ１に垂直な第２軸線Ａ２の２つの軸線周りに回転可能に、リンク６の基端部をアーム５の先端部に連結する。第２ジョイント部８は、第１軸線Ａ１に平行な第３軸線Ａ３及び該第３軸線Ａ３に垂直な第４軸線Ａ４の２つの軸線周りに回転可能に、リンク６の先端部を可動板３に連結する。３本の第４軸線Ａ４は、同一平面上で１２０度回転対称に配置され、正三角形を成すように交差し、当該平面は、３本の回転軸線Ａ０が位置する平面と平行である。
【００２４】
このように構成されるロボット１によれば、１本のリンク６が、基端部において直交２軸の回転自由度を持ってアーム５に回転可能に連結され且つ先端部にて直交２軸の回転自由度を持って可動板３に回転可能に連結される。３つの回転アクチュエータ４の任意の動作に対し、第４軸線Ａ４が位置する平面が、回転軸線Ａ０が位置する平面に対する平行状態を維持し、そのため基台２に対する可動板３の姿勢が変わらない。このように、リンク６の総数を３としながら、基台２に対する可動板３の姿勢を一定（本実施形態では水平）に保持してエンドエフェクタを三次元的に移動させることができる。
【００２５】
このロボット１においては、上記の平行状態を維持する際に、３本のリンク６それぞれに対応する２つのジョイント部７，８（１本のリンク６あたり４軸線分の関節構造）の役割が大きくなってくる。そのため本実施形態に係る第１及び第２ジョイント部７，８では、後述するように、４軸線分の関節構造それぞれでガタが出ないように特別な配慮がなされている。
【００２６】
上述のリンク６は１本１組で構成されているので、リンク６の基端部を、第１ジョイント部７を介してアーム５の先端部で片持ち支持することができる。リンク６の先端部も、第２ジョイント部８を介して可動板３で片持ち支持することができる。このため、第１ジョイント部７に着目すると、リンク６の基端部が第１軸線Ａ１周りに回転したときも第２軸線Ａ２周りに回転したときもアーム５の先端部と干渉しにくい。第２ジョイント部８についても同様であり、リンク６の先端部が第３軸線Ａ３周りに回転したときも第４軸線Ａ４周りに回転したときも可動板３と干渉しにくい。このように片持ち支持構造を採用すると、カルダンジョイント等のようにリンクの両端部が両持ち支持される場合と比べ、リンク６の回転範囲が拡大する。よって、ロボット全体の大型化を伴わずにエンドエフェクタの可動範囲を広げることができ、又は、エンドエフェクタの可動範囲の縮小を伴わずにロボット全体を小さくすることができる。片持ち支持の実現については、以下に詳述する。
【００２７】
図２は、図１に示すリンク６、第１ジョイント部７及び第２ジョイント部８のスケルトン図である。図３は、図１に示す第１ジョイント部７の周辺部位を示す斜視図である。第２ジョイント部８は、第１ジョイント部７の構成とほぼ同様であるため、重複する詳細な説明を適宜省略する。図２に示すように、第１ジョイント部７は、アーム５の先端部に対して第１軸線Ａ１周りに回転する第１回転シャフト１１と、第１回転シャフト１１に対して第２軸線Ａ２周りに回転する第２回転シャフト１２とを有しており、リンク６の基端部は第２回転シャフト１２に固定される。前述のとおり、第１軸線Ａ１はアーム２の基台２に対する回転軸線Ａ０に平行であり、第２軸線Ａ２は第１軸線Ａ１に対して垂直である。
【００２８】
第１回転シャフト１１は、回転可能な第１軸部１３を有し、当該第１軸部１３が第１軸受１４で回転可能に支持される。第１軸受１４は、第１軸部１３の外周側に設けられ、その更に外周側に設けられる第１軸受ホルダ１５により保持される。この第１軸受ホルダ１５が、第１軸受１４を保持し且つ第１軸受１４が第１軸部１３を支持した状態で、アーム５の先端部に固定される（図３参照）。
【００２９】
第２回転シャフト１２は、回転可能な第２軸部１６を有し、当該第２軸部１６が第２軸受１７で回転可能に支持される。第２軸受１７は、第２軸部１６の外周側に設けられており、その更に外周側に設けられる第２軸受ホルダ１８により保持される。第２軸受ホルダ１８は、第１軸部１３の端部に設けられている。
【００３０】
第２回転シャフト１２は、第２軸部１６から連続して第２軸受１６の外に突出する突出端部１９を有し、リンク６の基端部は当該突出端部１９に固定される。本実施形態では、リンク６の基端部が円筒状に形成されており、一つの突出端部１９がリンク６の基端部に対して回転不能に嵌め込まれる（図３参照）。
【００３１】
図４は、図１に示す第１ジョイント部７の内部構造を示す断面図である。図４に示すように、アーム５は、その先端部に第１ジョイント部７を部分的に受容する受容孔２１を有する。受容孔２１は、回転軸線Ａ０（図１及び図２参照）と平行に延びており、当該受容孔２１の中心軸線が第１軸線Ａ１と一致する。受容孔２１は、その一端に受容開口２２を有しており、第１軸受ホルダ１５は、受容開口２２を通じて受容孔２１内に嵌め込まれ、アーム５にボルト等のジョイント着脱具２３を用いて取外し可能に固定される。
【００３２】
第１軸受ホルダ１５は、筒状のホルダボディ２４と、ホルダボディ２４に取り付けられるホルダカバー２５とを有する。ホルダボディ２４には軸受挿入口２６が設けられ、第１軸受１４は、軸受挿入口２６を介してホルダボディ２４内に軸線方向一方側に向けて挿入され、その後に軸受挿入口２６がホルダカバー２５で覆われる。第１軸受１４の外輪１４ｂは、ホルダボディ２４の内周面に固定される。ホルダボディ２４は内周面から突出する凸部２４ａを有し、ホルダカバー２５は軸受挿入口２６を介してホルダボディ２４内へ突出する凸部２５ａを有し、外輪１４ａはこれら凸部２４ａ，２５ａにより軸線方向に挟まれる。
【００３３】
第１軸部１３は、ホルダカバー２５を貫通して第１軸受ホルダ１４内に進入して第１軸受１４の内輪１４ｂに挿し込まれ、内輪１４ｂが第１軸部１３の外周面に固定される。第１軸部１３の軸線方向他端部（軸進入方向手前側端部）には、内輪１４ｂの内径よりも大径のストッパ部２７が設けられている。よって、第１軸部１３を内輪１４ｂに挿し込んでいくと、ストッパ部２７が内輪１４ｂの軸線方向他端面（軸進入方向手前側端面）に当接して第１軸部１３の進入が止まる。ホルダボディ２４は、軸線方向において軸受挿入口２６とは反対側の端部（軸進入方向奥側端部）にアクセス口２８を有しており、アクセス口２８を介して第１軸受１４に裏からアクセス可能である。アクセス口２８を利用して、内輪１４ｂの軸線方向一端面（軸進入方向奥側端面）に押え部２９が設置され、押え部２９にボルト３０が挿し込まれ、挿し込まれたボルト３０が第１軸部１３の軸線方向他端部（軸進入方向奥側端部）に螺合される。これにより、内輪１４ｂがストッパ部２７と押え部２９とにより軸線方向に挟まれる。
【００３４】
本実施形態に係る第１軸受１４は、背面組みされた２個の円錐ころ軸受からなり、これら２個の円錐ころ軸受は、互いの外輪を軸線方向に接触させた状態で軸線方向に並べられている。このため、ボルト３０の締付けトルクを増大させると、第１軸部１３がネジ対偶の作用で軸線方向一方側（軸進入方向奥側）に向けて進入しようとし、ストッパ部２８及び押え部材２９の間隔が縮まろうとする。したがって、第１軸受１４におけるガタを無くしたり、第１軸受１４に予圧を付与したりすることができる。
【００３５】
第２軸受ホルダ１８は、ストッパ部２７から見て第１軸部１３とは反対側、すなわち、ストッパ部２８の軸線方向他端側（軸進入方向手前側）に設けられており、本実施形態では、第１軸部１３及びストッパ部２７と一体成形される。第２軸受ホルダ１８は、第１軸受ホルダ１５からは軸線方向に離れて配置されており、第１軸部１３が第１回転軸線Ａ１周りのどの角度位置に位置していても、第２軸受ホルダ１８は第１軸受ホルダ１５と干渉しない。
【００３６】
第２軸受ホルダ１８は、第１軸部１３の軸線（すなわち、第１回転軸線Ａ１）と垂直に延びる筒状に形成される。第２軸受ホルダ１８は、その軸線方向一端部及び他端部それぞれに設けられた軸受挿入口３１，３２と、内周面の軸線方向中央部から突出する凸部３３とを有している。本実施形態に係る第２軸受１７は、第１軸受１４と同様、背面組された２個の円錐ころ軸受からなる。一方のベアリング１７Ａが、一端部の軸受挿入口３１から第２軸受ホルダ１８内に挿入され、他方のベアリング１７Ｂが、他端部の軸受挿入口３２から第２軸受ホルダ１８内に挿入される。どちらのベアリング１７Ａ，１７Ｂの外輪１７Ａａ，１７Ｂａも、凸部３３に当接し、第２軸受ホルダ１８の内周面に固定される。
【００３７】
第２軸部１６は、軸線方向他方側から軸線方向一方側に向けて第２軸受ホルダ１８内に進入し、他方のベアリング１７Ｂの内輪１７Ｂｂ及び一方のベアリング１７Ａの内輪１７Ａｂにこの順で挿し込まれ、どちらの内輪１７Ｂｂ，１７Ａｂも第２軸部１６の外周面に固定される。第２軸部１６の一端部（軸進入方向奥側端部）は、一方のベアリング１７Ａの内輪１７Ａｂから突出し、前述した突出端部１９を成している。
【００３８】
本実施形態では、突出端部１９が第２軸部１６の一端部（軸進入方向奥側端部）にのみ形成される。第２軸部１６の他端部（軸進入方向手前側端部）には、他方の内輪１７Ａｂの内径よりも大径のストッパ部３４が設けられている。よって、第２軸部１６を内輪１７Ａｂ，１７Ｂｂに挿し込んでいくと、ストッパ部３４が他方の内輪１７Ｂｂの軸線方向他端面（軸進入方向手前側端面）に当接して第２軸部１６の進入が止まる。一方、前述したとおり、突出端部１９はリンク６の基端部に嵌め込まれ、リンク６の基端部が突出端部１９（すなわち、第２回転軸１２）に固定される。この固定のため、リンク６の基端部にイモねじ３５を螺入し、イモねじ３５の先端で突出端部１９の外周面を押圧してもよい。
【００３９】
リンク６の基端部は、軸線方向に一対の側面を有し、そのうち一側面（軸進入方向奥側端面）は、突出端部１９の先端よりも軸線方向一方側に位置しており、他側面（軸進入方向手前側端面）は、一方の内輪１７Ａｂの軸線方向一端面（軸進入方向奥側端面、当該ベアリング挿入方向手前側端面）に当接する。なお、ここでの「当接」とは、端面同士が直接に接触する場合のみならず、端面間に他部材が介在してこれら端面が他部材を挟持している場合も含む。
【００４０】
リンク６の一側面には押え部材３６が設置され、押え部材３６には軸線方向一方側から他方側に向けてボルト３７が挿し込まれ、挿し込まれたボルト３７は突出端部（すなわち、第２軸部１６の一端部（軸進入方向奥側端部））に螺合される。これにより、内輪１７Ａｂ及び内輪１７Ｂｂがストッパ部３６と押え部３７とにより軸線方向に挟まれる。
【００４１】
前述のとおり、第２軸受１７は、背面組みされた２個のアンギュラベアリングからなる。このため、ボルト３７の締付けトルクを増大させると、第２軸部１６がネジ対偶の作用で軸線方向一方側（軸進入方向奥側）に向けて進入しようとし、ストッパ部３６及び押え部３７の軸線方向間隔が縮まろうとする。したがって、第２軸受１７におけるガタを無くしたり、第２軸受１７に予圧を付与したりすることができる。
【００４２】
第２ジョイント部８を簡単に説明すると、図２に示すように、第２ジョイント部８は、リンク６の先端部と共に第３軸線Ａ３周りに回転する第３回転シャフト４１と、第３回転シャフト４１に対して第４軸線Ａ４周りに回転する第４回転シャフト４２とを有し、第４回転シャフト４２は可動板３に対して回転可能に連結される。これにより、リンク６の先端部は、第３軸線Ａ３及び第４軸線Ａ４の２つの軸線周りに回転可能に可動板３に連結される。前述したとおり、第３軸線Ａ３は、第２軸線Ａ２と平行であり、第４軸線Ａ４は第３軸線Ａ３に対して垂直である。
【００４３】
第３回転シャフト４１は、第２回転シャフト１２と同様の構造を有すると共に第２回転シャフト１２と同様にして支持される。第４回転シャフト４２は、第１回転シャフト１１と同様の構造を有すると共に第１回転シャフト１１と同様にして支持される。第３回転シャフト４１は第３軸受４３により支持され、第３軸受４３は第３軸受ホルダ４４により保持され、第３軸受ホルダ４４の第４回転シャフト４２に対する関係は、第２軸受ホルダ１８の第１回転シャフト１１に対する関係と同じである。第４回転シャフト４２は第４軸受４５により支持され、第４軸受４５は第４軸受ホルダ４６により保持され、第４軸受ホルダ４６は第１軸受ホルダ１５と同一の構造を有する。第３回転シャフト４１の端部も、第２回転シャフト１２と同様にして、第３軸受ホルダ４４から突出し、リンク６の先端部はそこに固定される。リンク６は、一端部及び他端部それぞれにて、第２回転シャフト１２及び第３回転シャフト４１それぞれを嵌め込むための２つの取付孔を有する。第２軸線Ａ２は第３軸線Ａ３と平行であるので、これら２つの取付孔は互いに平行に延びている。
【００４４】
図５は、図１に示すリンク６を分解して示す部分分解斜視図である。図５に示すように、ロボット１を組み立てるにあたって、リンク６は、第１ジョイント部７及び第２ジョイント部８と前以って組み付けられる。これにより、リンク６、第１ジョイント部７及び第２ジョイント部８を含むリンクアッシー５０が構成される。リンクアッシー５０が構成されると、第２軸線Ａ２が第３軸線Ａ３と平行になり、第２軸線Ａ２は第１軸線Ａ１に対して垂直になり、且つ、第４軸線Ａ４が第３軸線Ａ３に対して垂直になる。なお、リンクアッシー５０が構成された段階では、第２回転シャフト１２は第１回転シャフト１１に対して自由に回転可能であり、第１軸受ホルダ１５は第２軸線Ａ２周りにリンク６に対して自由に相対回転する。第４軸受ホルダ４６も第３軸線Ａ３周りにリンク６に対して自由に相対回転する。
【００４５】
一方、前述のとおり、アーム５は、その先端部に第１ジョイント部７を部分的に受容する受容孔２１を有している。可動板３は、３本のリンク６それぞれと連結される３個のリンク連結部５１を有している。これらリンク連結部５１は、エンドエフェクタを取り付けるための構造３ａを有した可動板中央部から放射状に突出し、１２０度回転対称に配置されている。各リンク連結部５１は、その先端部に第２ジョイント部８を部分的に受容する受容孔５２を有している。
【００４６】
リンクアッシー５０をアーム５及び可動板３の側に持っていき、第１ジョイント部７をアーム５の受容孔２１の横に位置させ、第２ジョイント部８を可動板３の受容孔５２の横に位置させる。このとき、受容孔５２がリンク６から見て受容孔２１と同じ側に位置するようにして、リンクアッシー５０及び可動板３をアーム５に対して粗位置決めする。次いで、必要に応じて第１軸受ホルダ１５及び第４軸受ホルダ４６をリンク６に対して回転させて第１軸受ホルダ１５及び第４軸受ホルダ４６を概略同じ方向に向ける。そして、第１軸受ホルダ１５を受容孔２１に挿入し、第４軸受ホルダ４６を受容孔５２に挿入する。このとき、第２軸受ホルダ１８をアーム５から露出させ、第３軸受ホルダ４３を可動板３から露出させる。次に、第１軸受ホルダ１５をアーム５に固定し、第４軸受ホルダ４６をジョイント連結部５１に固定する。これにより、リンク６が第１ジョイント部７を介してアーム５に連結され且つ第２ジョイント部８を介して可動板３に連結された状態になる。
【００４７】
図１に戻り、第１ジョイント部７の一部（一例として第１軸受ホルダ）はアーム５内に埋め込まれ、その残余部（一例として第２軸受ホルダ）がアーム５の一側面上に設置される。第２ジョイント部８の一部（一例として第４軸受ホルダ）はリンク連結部５１内に埋め込まれ、その残余部（一例として第３軸受ホルダ）がリンク連結部５１上に設置される。リンク６は、アーム５の前記一側面及びリンク連結部５１の前記一側面の直ぐ横を概略上下方向に延びる。
【００４８】
このように本実施形態に係るロボット１では、リンク６の基端部が第１ジョイント部７を介してアーム５に片持ち支持され、リンク６の先端部が第２ジョイント部８を介して可動板３に片持ち支持される。このため、第１ジョイント部７に着目すると、リンク６の基端部が第１軸線Ａ１周りに回転したときも第２軸線Ａ２周りに回転したときもアーム５の先端部と干渉しにくい。第２ジョイント部８についても同様であり、リンク６の先端部が第３軸線Ａ３周りに回転したときも第４軸線Ａ４周りに回転したときも可動板３と干渉しにくい。これにより、ロボット全体のサイズを同一とした場合に、本実施形態に係るロボット１においては、カルダンジョイント等のようにリンクの両端部を両持ち支持するものと比べ、リンク６の回転範囲が拡大する。よって、ロボット全体の大型化を伴わずにエンドエフェクタの可動範囲を広げることができ、又は、エンドエフェクタの可動範囲の縮小を伴わずにロボット全体を小さくすることができる。
【００４９】
基台２に対する可動板３の姿勢を一定に保持しながら可動板３を移動させるには第１ジョイント部７にも第２ジョイント部８にも直交２軸の回転自由度が要求されるところ、本実施形態では、各リンク６の片持ち支持の実現のため、第１ジョイント部７においては、互いに独立して回転可能な２本の回転シャフト１１，１２がＴ字又はＬ字に交差するように配置される。このような構造を採用したことで、一方の回転シャフト（第１回転シャフト１１）をアーム５に回転可能に連結するだけで、他方の回転シャフト（第２回転シャフト１２）及びこれに固定されたリンク６の基端部を容易にアーム５の外片側に突出させることができる。これによりリンク６の基端部の片持ち支持が実現される。第２ジョイント部８も第１ジョイント部７と同様に構成されており、一方の回転シャフト（第４回転シャフト４２）をリンク連結部５１に回転可能に連結するだけで、他方の回転シャフト（第３回転シャフト４１）及びこれに固定されたリンク６の先端部をリンク連結部５１の外片側に容易に突出させることができる。これにより、リンク６の先端部の片持ち支持が実現される。
【００５０】
更に、アーム５の前記一側面はリンク連結部５１の前記一側面と概略同じ方向に向けられる。このため、リンクアッシー５０はアーム５及びリンク連結部５１から見て同じ側で保持され、リンク６はアーム５及びリンク連結部５１から見て同じ側に突出する。換言すれば、アーム５、リンク６及びリンク連結部５１を上から辿っていけばＵ字を描くことができ、リンクアッシー５０はＺ字を描くようには配置されていない。したがって、リンク６が片持ち支持されていることと相俟って、リンク６の回転範囲をより大きくすることができる。
【００５１】
また、第１軸受ホルダ１５のアーム５への挿入方向が、第４軸受ホルダ４６のリンク連結部５１への挿入方向と一致する。当然、第１軸受ホルダ１５のアーム５からの取外し方向は、第４軸受ホルダ４６のリンク連結部５１からの取外し方向と一致する。このため、リンクアッシー５０をアーム５及び可動板３に組み付けたり、アーム５及び可動板３から取り外したりするのを簡便に行うことができる。
【００５２】
更に、リンク６をアーム５及び可動板３に対して着脱するときには、第１ジョイント部７及び第２ジョイント部８も共に着脱される。このため、第１ジョイント部７及び第２ジョイント部８のリンク６に対する組付け及び分解をロボット１の作業空間から離れた場所で行うことも可能になり、リンク６、第１ジョイント部７及び第２ジョイント部８のメンテナンス作業効率が向上する。
【００５３】
図６は、変形例に係るリンク１０６を示す斜視図である。図６に示すように、リンク１０６の基端部は、アーム５（図６では不図示。適宜図１等参照）に片持ち支持されるのであれば、第２回転シャフト１１２を両持ち支持していてもよい。リンク１０６の先端部も、可動板３（図６では不図示。適宜図１等参照）に片持ち支持されるのであれば、第３回転シャフト１４１を両持ち支持していてもよい。
【００５４】
第１ジョイント部１０７に着目すると、リンク６の基端部に二股に分かれた一対の固定片１０６ａを設け、第２回転シャフト１１２を第２軸受ホルダ１１８から両側に突出させ、一対の固定片１０６ａが２つの突出端部にそれぞれ固定されてもよい。この場合、一対の固定片１０６ａが第２軸受ホルダ１１８を第２軸線Ａ２の方向に挟むように配置される。このように両持ち支持する場合、リンク６が第２軸線Ａ２周りに回転すると、一対の固定片１０６ａが第１軸受ホルダ１１５に干渉しやすくなる。そこで、一対の固定片１０６ａには、第１軸受ホルダ１１５に近位の端面から第１軸受ホルダ１１５から遠ざかるように切欠き１０６ｂを設けることが好ましい。このように切欠き１０６ｂを設けることで、リンク６で第２回転シャフト１１２を両持ち支持することとリンク６の第２軸線Ａ２周りの回転範囲を広げることとを両立することができる。
【００５５】
第２ジョイント部１０８もこれと同様であるので、重複する詳細説明を省略する。なお、図６中符号１０６ｃは、リンク１０６の先端部で二股に分かれた一対の固定片、符号１４４は、上記実施形態と同様の第３軸受ホルダ、符号１４６は、上記実施形態と同様の第４軸受ホルダ、符号１０６ｄは、固定片１０６ｃに設けられた切欠きである。
【００５６】
図７は、図１に示す回転アクチュエータ４の周辺部位を分解して示す斜視図である。図７に示すとおり、ロボット１は、３個の回転アクチュエータ４を備え、各回転アクチュエータ４には減速機ユニット１０及びアーム５がこの順で順次に連結される。ロボット１を組み立てるにあたって、回転アクチュエータ４は、減速機ユニット１０及びアーム５と前以って組み付けられる。これにより、回転アクチュエータ４、減速機ユニット１０及びアーム５を含むアクチュエータアッシー６０が３組構成される。
【００５７】
次いで、これらアクチュエータアッシー６０が、基台２に取外し可能に結合されて１２０度回転対称に配置される。本実施形態では、減速機ユニット１０が基台２に直接的に結合されて回転アクチュエータ４は減速機ユニット１０を介して基台２に結合されるが、これは単なる一例に過ぎず、減速機ユニット１０は適宜省略可能であるし、減速機ユニット１０を備えているか否かに関わらず回転アクチュエータ４が直接的に基台２に結合されていてもよい。
【００５８】
３組のアクチュエータアッシー６０は、基台２の外底面に結合される。アクチュエータアッシー６０（本実施形態では減速機ユニット１０）はその上部にアクチュエータ開口６１を有し、基台２は底部に３つのベース側開口６２を有している。各アクチュエータアッシー６０は、アクチュエータ開口６１が対応するベース開口６２に接続されるようにして基台２の外底面に取外し可能に結合される。基台２の上部には、基台２の内部にアクセスするためのアクセス口６３が設けられている。本実施形態では、基台２が３つのアクセス口６３を有しており、これらアクセス口６３は、ベース開口６２と平面視で重なるように配置される。このため、アクセス口６３を利用して、基台２の内部のみならず、ベース開口６２及びこれに接続されたアクチュエータ開口６２にもアクセス可能であり、ひいてはこれら開口６１，６２を通じてアクチュエータアッシー６０の内部にもアクセス可能である。基台２の内部には、回転アクチュエータ４を制御及び作動させるための各種電子部品が収容されている。アクセス口６３を利用すると、基台２に取り付けられたアクチュエータアッシー６０と当該電子部品の結線作業など、アクチュエータアッシー６０のメンテナンス作業を容易に行うことができる。
【００５９】
図５及び図７を参照すると、本実施形態に係るロボット１は、基台２と、３組のアクチュエータアッシー６０と、３組のリンクアッシー５０と、可動板３とを有する。３組のアクチュエータアッシー６０及び３組のリンクアッシー５０を前以って組み付け、基台２に３組のアクチュエータアッシー６０を組み付け、３組のリンクアッシー５０を３組のアクチュエータアッシー６０及び可動板３に組み付けると、ロボット１が完成する。
【００６０】
ロボット１が完成している状態で、１つの第１ジョイント部７のメンテナンス作業が必要になったとする。この場合、当該第１ジョイント部７を含む１組のリンクアッシー５０を取り外すだけでよい。なお、リンクアッシー５０の取外し作業や第１ジョイント部７のメンテナンス作業の効率が良いのは前述したとおりである。１組のリンクアッシーが取り外されたところで、可動板２は残り２組のリンクアッシー５０を介して基台２に接続された状態を維持することができる。このため、当該第１ジョイント部のみのメンテナンスのために、ロボットがバラバラに分解されてしまうようなことがなく、メンテナンス後の再組立作業も簡便になる。なお、１本のリンクアッシー５０を組み付ける作業の効率が良いのは前述したとおりである。
【００６１】
ロボット１が完成している状態で、１つの減速機ユニット１０のメンテナンス作業が必要になったとする。この場合、当該減速機ユニット１０に繋がるリンクアッシー５０を取り外した後に、当該減速機ユニット１０含むアクチュエータアッシー６０を取り外すだけでよい。上記ジョイント部７のメンテナンス作業を行うときと同様、メンテナンス作業、再組立作業の効率が向上する。
【００６２】
これまで実施形態について説明したが、上記構成は単なる一例に過ぎず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で適宜追加、変更及び削除することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明は、ロボットの大型化を伴わずにエンドエフェクタの可動範囲を拡大することができ、又は、エンドエフェクタの可動範囲の縮小を伴わずにロボットを小型化することができ、並列リンクロボットに適用すると有益である。
【符号の説明】
【００６４】
Ａ０  アームの基台に対する回転軸線
Ａ１  第１軸線
Ａ２  第２軸線
Ａ３  第３軸線
Ａ４  第４軸線
１  並列リンクロボット
２  基台
３  可動板
５  アーム
６，１０６  リンク
７，１０７  第１ジョイント部
８，１０８  第２ジョイント部
１１  第１回転シャフト
１２  第２回転シャフト
１４  第１軸受
１５，１１５  第１軸受ホルダ
１７  第２軸受
１８，１１８  第２軸受ホルダ
４１  第３回転シャフト
４２  第４回転シャフト
４３  第３軸受
４４，１４４  第３軸受ホルダ
４５  第４軸受
４６，１４６  第４軸受ホルダ
５０，１５０  リンクアッシー
６０  アクチュエータアッシー
【図１】
2014111290.tif 000003
【図２】
2014111290.tif 000004
【図３】
2014111290.tif 000005
【図４】
2014111290.tif 000006
【図５】
2014111290.tif 000007
【図６】
2014111290.tif 000008
【図７】
2014111290.tif 000009