(57)【要約】【課題】産業用ロボットにおいて、揮発性雰囲気の環境における各種作業の安全性を向上すると共に装置の大型化や大重量化を抑制する。【解決手段】防爆構造を有して中空形状をなす筐体１１と、筐体１１の外部に設けられて複数のアーム４１，４２の間に設けられる関節部４３と第２アーム４２の先端部に設けられるハンド部４４を有するマニピュレータ１２と、筐体１１の内部に設けられる電気駆動部１３，１４と、関節部４３及びハンド部４４を駆動する非電気駆動部１５，１６と、電気駆動部１３，１４の駆動力を非電気駆動部１５，１６に伝達する駆動力伝達部１７，１８とを設けている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
防爆構造を有して中空形状をなす筐体と、
前記筐体の外部に設けられて複数のアームの間に設けられる関節部と前記アームの先端部に設けられるハンド部を有するマニピュレータと、
前記筐体の内部に設けられる複数の電気駆動部と、
前記関節部及び前記ハンド部を駆動する複数の非電気駆動部と、
前記複数の電気駆動部の駆動力を前記複数の非電気駆動部に伝達する複数の駆動力伝達部と、
を備えることを特徴とする産業用ロボット。
【請求項２】
前記マニピュレータは、基端部に設けられる支持軸が前記筐体を貫通して回動自在に支持され、回転駆動部により回動可能とされると共に、前記支持軸と前記筐体との間にシール機構が設けられることを特徴とする請求項１に記載の産業用ロボット。
【請求項３】
前記非電気駆動部は、流体圧シリンダであり、前記駆動力伝達部は、前記電気駆動部により生成された流体圧を前記流体圧シリンダに供給するチューブであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の産業用ロボット。
【請求項４】
前記電気駆動部によりピストンが作動する駆動側流体圧シリンダが設けられ、前記駆動側流体圧シリンダにより発生した流体圧が前記チューブを介して前記流体圧シリンダに供給されることを特徴とする請求項３に記載の産業用ロボット。
【請求項５】
加圧された流体が貯留されるボンベと、前記ボンベと前記チューブとを連結する連結チューブとが設けられ、前記電気駆動部により前記ボンベから前記流体圧シリンダへの流体の供給及び排出を切り替えることを特徴とする請求項３に記載の産業用ロボット。
【請求項６】
前記非電気駆動部は、前記関節部に設けられる回動軸であり、前記駆動力伝達部は、前記電気駆動部により生成された回転力を前記回動軸に伝達する索条であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の産業用ロボット。
【請求項７】
前記駆動力伝達部は、前記電気駆動部により回転する第１プーリと、前記回動軸に固定される第２プーリとを有し、前記第１プーリと前記第２プーリとの間に無端の前記索条が掛け回されることを特徴とする請求項６に記載の産業用ロボット。
【請求項８】
前記非電気駆動部は、前記ハンド部に設けられる把持部であり、前記駆動力伝達部は、前記電気駆動部により生成された牽引力を前記把持部に伝達する索条であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の産業用ロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、揮発性雰囲気である作業環境において、マニピュレータを用いて各種の作業を行う産業用ロボットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
産業用ロボットは、一般的に、多関節のマニピュレータを備えており、各関節に電気モータが搭載され、この電気モータにより多関節のマニピュレータを作動可能としている。このような産業用ロボットとしては、下記特許文献１に記載されたものがある。
【０００３】
また、この産業用ロボットを用いて各種の作業などを行うとき、作業環境が揮発性雰囲気であると、マニピュレータの作動時に発生する火花が引火して火災が発生するおそれがある。そのため、産業用ロボットは、防爆構造が必要となる。従来の産業用ロボットの防爆構造としては、例えば、下記特許文献２に記載されたものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−２２０５０１号公報
【特許文献２】特許第２７９６４８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
揮発性雰囲気で作業を行う産業用ロボットにあっては、マニピュレータを作動させるための電気モータを防爆構造とする必要がある。この場合、電気モータを容器により被覆して保護し、内部を掃気して圧力を高める内圧防爆構造としたり、電気モータを耐圧容器により被覆して保護し、内部の火炎が外部に漏れないようにする耐圧内圧防爆構造としたりすることが考えられる。しかし、関節が多数あるマニピュレータの場合、多数の電気モータに対して内圧防爆構造や耐圧内圧防爆構造を採用する必要があり、マニピュレータの大型化や大重量化を招いてしまうという課題がある。
【０００６】
本発明は上述した課題を解決するものであり、揮発性雰囲気の環境における各種作業の安全性を向上すると共に装置の大型化や大重量化を抑制する産業用ロボット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】
上記の目的を達成するための本発明の産業用ロボットは、防爆構造を有して中空形状をなす筐体と、前記筐体の外部に設けられて複数のアームの間に設けられる関節部と前記アームの先端部に設けられるハンド部を有するマニピュレータと、前記筐体の内部に設けられる複数の電気駆動部と、前記関節部及び前記ハンド部を駆動する複数の非電気駆動部と、前記複数の電気駆動部の駆動力を前記複数の非電気駆動部に伝達する複数の駆動力伝達部と、を備えることを特徴とするものである。
【０００８】
従って、筐体の内部に複数の電気駆動部を設ける一方、筐体の外部にマニピュレータの関節部及びハンド部を駆動する複数の非電気駆動部を設け、複数の電気駆動部の駆動力を複数の駆動力伝達部により複数の非電気駆動部に伝達可能としている。そのため、複数の電気駆動部を防爆構造として揮発性雰囲気の環境における各種作業の安全性を向上することができる。また、マニピュレータの関節部及びハンド部に電気駆動部を設けてこれらを防爆構造とする必要がなく、装置の大型化や大重量化を抑制することができる。
【０００９】
本発明の産業用ロボットでは、前記マニピュレータは、基端部に設けられる支持軸が前記筐体を貫通して回動自在に支持され、回転駆動部により回動可能とされると共に、前記支持軸と前記筐体との間にシール機構が設けられることを特徴としている。
【００１０】
従って、マニピュレータの支持軸が筐体を貫通して支持され、回転駆動部により回動可能とされることで、回転駆動部によりマニピュレータ全体を容易に回動することができ、また、支持軸と筐体との間に設けられるシール機構により外部との流体の流通が抑制され、高い防爆性能を確保することができる。
【００１１】
本発明の産業用ロボットでは、前記非電気駆動部は、流体圧シリンダであり、前記駆動力伝達部は、前記電気駆動部により生成された流体圧を前記流体圧シリンダに供給するチューブであることを特徴としている。
【００１２】
従って、非電気駆動部を流体圧シリンダとし、電気駆動部により生成された流体圧を駆動力伝達部としてのチューブにより流体圧シリンダに供給可能とすることで、簡単な構成で外部に非電気駆動部を構成することができると共に、流体圧シリンダに対してチューブにより容易に流体圧を供給することができ、高い防爆性能を確保することができる。
【００１３】
本発明の産業用ロボットでは、前記電気駆動部によりピストンが作動する駆動側流体圧シリンダが設けられ、前記駆動側流体圧シリンダにより発生した流体圧が前記チューブを介して前記流体圧シリンダに供給されることを特徴としている。
【００１４】
従って、筐体内部の電気駆動部により駆動側流体圧シリンダを作動し、駆動側流体圧シリンダにより発生した流体圧をチューブから流体圧シリンダに供給することで、簡単な構成で回転駆動力を直線駆動力に変換し、流体圧シリンダを作動させることができる。
【００１５】
本発明の産業用ロボットでは、加圧された流体が貯留されるボンベと、前記ボンベと前記チューブとを連結する連結チューブとが設けられ、前記電気駆動部により前記ボンベから前記流体圧シリンダへの流体の供給及び排出を切り替えることを特徴としている。
【００１６】
従って、加圧された流体が貯留されるボンベとチューブとを連結し、電気駆動部により流体圧シリンダへの流体の供給及び排出を切り替えることで、簡単な構成で容易に流体圧シリンダを作動させることができる。
【００１７】
本発明の産業用ロボットでは、前記非電気駆動部は、前記関節部に設けられる回動軸であり、前記駆動力伝達部は、前記電気駆動部により生成された回転力を前記回動軸に伝達する索条であることを特徴としている。
【００１８】
従って、駆動力伝達部が電気駆動部により生成された回転力を索状により非電気駆動部の回動軸に伝達することで、駆動力伝達部の構造の簡素化を図ることができる。
【００１９】
本発明の産業用ロボットでは、前記駆動力伝達部は、前記電気駆動部により回転する第１プーリと、前記回動軸に固定される第２プーリとを有し、前記第１プーリと前記第２プーリとの間に無端の前記索条が掛け回されることを特徴としている。
【００２０】
従って、電気駆動部により回転する第１プーリと回動軸に固定される第２プーリとに無端の索条を掛け回して駆動力伝達部を構成することで、駆動力伝達部の構造の簡素化を図ることができる。
【００２１】
本発明の産業用ロボットでは、前記非電気駆動部は、前記ハンド部に設けられる把持部であり、前記駆動力伝達部は、前記電気駆動部により生成された牽引力を前記把持部に伝達する索条であることを特徴としている。
【００２２】
従って、電気駆動部により生成された牽引力を索状により把持部に伝達することで、駆動力伝達部の構造の簡素化を図ることができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の産業用ロボットによれば、揮発性雰囲気の環境における各種作業の安全性を向上することができると共に、装置の大型化や大重量化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、第１実施形態の産業用ロボットを表す概略構成図である。
【図２】図２は、マニピュレータの関節部を表す平面図である。
【図３】図３は、第２実施形態の産業用ロボットを表す概略構成図である。
【図４】図４は、第３実施形態の産業用ロボットを表す概略構成図である。
【図５】図５は、駆動力伝達部を表す平面図である。
【図６】図６は、駆動力伝達部を表す側面図である。
【図７】図７は、駆動力伝達部の変形例を表す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下に添付図面を参照して、本発明に係る産業用ロボットの好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含むものである。
【００２６】
［第１実施形態］
図１は、第１実施形態の産業用ロボットを表す概略構成図、図２は、マニピュレータの関節部を表す平面図である。
【００２７】
第１実施形態において、図１及び図２に示すように、産業用ロボット１０は、筐体１１と、マニピュレータ１２と、複数（本実施形態では、２個）の電気駆動部１３，１４と、複数（本実施形態では、２個）の非電気駆動部１５，１６と、複数（本実施形態では、２個）の駆動力伝達部１７，１８とを備えている。
【００２８】
筐体１１は、中空形状をなし、下部に移動装置２１が設けられている。この移動装置２１は、筐体１１の下部に設けられた複数の駆動車輪２２と、筐体１１の内部に配置された電気モータ２３により構成されており、電気モータ２３により駆動車輪２２を駆動回転することで、筐体１１が前進及び後退することができる。なお、駆動車輪２２に代えてクローラを設けてもよい。また、複数の駆動車輪２２のうちの前輪が図示しない操舵装置により操舵可能となっている。
【００２９】
また、筐体１１は、防爆構造を有している。本実施形態にて、筐体１１は、内圧防護構造となっている。即ち、筐体１１は、エア供給装置（加圧装置）３１が設けられている。エア供給装置３１において、筐体１１は、外部にエアタンク３２が固定されており、エア供給ライン３３がシールド３４を介して筐体１１を貫通して設けられている。エア供給ライン３３は、一端部が筐体１１の外部でエアタンク３２に接続され、他端部が筐体１１の内部に開放され、開閉弁（電磁弁）３５が設けられている。そのため、開閉弁３５を開放することで、エアタンク３２のエアがエア供給ライン３３を通して筐体１１の内部に供給され、筐体１１の内部の圧力を高めることができる。
【００３０】
また、筐体１１は、換気装置３６が設けられている。換気装置３６において、エア排出ライン３７がシールド３８を介して筐体１１を貫通して設けられている。エア排出ライン３７は、一端部が筐体１１の外部に開放され、他端部が筐体１１の内部に開放され、開閉弁（電磁弁）３９が設けられている。そのため、筐体１１内の圧力が高いとき、開閉弁３９を開放することで、内部のエアをエア排出ライン３７から筐体１１の外部に排出することができる。
【００３１】
マニピュレータ１２は、第１アーム４１と第２アーム４２が関節部４３により連結され、第２アーム４２の先端部にハンド部４４が設けられて構成されている。マニピュレータ１２は、筐体１１の外部で、天井部に設けられて前方側にほぼ水平に延出されている。第１アーム４１は、基端部に支持軸４５が固定され、支持軸４５は、下部が筐体１１を貫通して軸受（図示略）により回転自在に支持されている。第２アーム４２は、基端部が関節部４３を構成する連結軸４６により第１アーム４１の先端部に回動自在に連結されている。また、第２アーム４２は、先端部にハンド部４４が設けられている。このハンド部４４は、２個の把持部４７，４８により構成されている。
【００３２】
また、マニピュレータ１２は、第１アーム４１の基端部に固定された支持軸４５が筐体１１に回転自在に支持されており、支持軸４５は、筐体１１の内部に設けられた電気モータ（回転駆動部）４９により駆動回動可能である。また、筐体１１と支持軸４５との間にシール機構５０が設けられている。そのため、電気モータ４９を駆動すると、支持軸４５を介してマニピュレータ１２（第１アーム４１）を回動することができる。
【００３３】
各電気駆動部１３，１４は、筐体１１の内部に設けられており、ほぼ同様の構成となっている。第１電気駆動部１３は、第１電気モータ５１であって、第１ボールねじ機構５２を介して第１駆動側流体圧シリンダ（エアシリンダ）５３が連結されている。第１電気モータ５１は、回転可能な出力軸５４を有している。第１駆動側流体圧シリンダ５３は、シリンダ５５内にピストン５６が移動自在に支持され、ピストン５６にロッド５７が連結されている。シリンダ５５におけるロッド５７の貫通部にシール５８が設けられている。第１ボールねじ機構５２は、第１電気モータ５１の出力軸５４の回転方向の駆動力を軸方向の駆動力に変換して第１駆動側流体圧シリンダ５３のロッド５７に伝達する。
【００３４】
第２電気駆動部１４は、第２電気モータ６１であって、第２ボールねじ機構６２を介して第２駆動側流体圧シリンダ（エアシリンダ）６３が連結されている。第２電気モータ６１は、回転可能な出力軸６４を有している。第２駆動側流体圧シリンダ６３は、シリンダ６５内にピストン６６が移動自在に支持され、ピストン６６にロッド６７が連結されている。シリンダ６５は、ロッド６７の貫通部にシール６８が設けられている。第２ボールねじ機構６２は、第２電気モータ６１の出力軸６４の回転方向の駆動力を軸方向の駆動力に変換して第２駆動側流体圧シリンダ６３のロッド６７に伝達する。
【００３５】
各非電気駆動部１５，１６は、筐体１１の外部に設けられており、ほぼ同様の構成となっている。第１非電気駆動部１５は、マニピュレータ１２における関節部４３を作動するものであり、第１アーム４１と第２アーム４２との間に架設されている。第１非電気駆動部１５は、第１エアシリンダ（流体圧シリンダ）７１であり、シリンダ７２内にピストン７３が移動自在に支持され、ピストン７３にロッド７４が連結されて構成されている。第１エアシリンダ７１は、基端部が連結軸７５により第１アーム４１の先端部に回動自在に連結され、ロッド７４の先端部が連結軸７６により第２アーム４２の基端部に回動自在に連結されている。
【００３６】
第２非電気駆動部１６は、マニピュレータ１２におけるハンド部４４を作動するものであり、第２アーム４２とハンド部４４との間に設けられている。第２非電気駆動部１６は、第２エアシリンダ（流体圧シリンダ）８１であり、シリンダ８２内にピストン８３が移動自在に支持され、ピストン８３にロッド８４が連結されて構成されている。第２エアシリンダ８１は、シリンダ８２が第２アーム４２の先端部に固定されている。そして、ハンド部４４は、一方の把持部４７の基端部がロッド８４の先端部に固定され、他方の把持部４８の基端部がシリンダ８２に固定されている。
【００３７】
各駆動力伝達部１７，１８は、各電気駆動部１３，１４の駆動力を各非電気駆動部１５，１６に伝達するものであり、筐体１１の外部に設けられており、ほぼ同様の構成となっている。
【００３８】
第１駆動力伝達部１７は、第１電気駆動部１３により第１駆動側流体圧シリンダ５３が生成したエア圧を第１非電気駆動部１５の第１エアシリンダ７１に供給する第１チューブ９１，９２である。第１チューブ９１，９２は、シールド９３を介して筐体１１を貫通している。第１チューブ９１は、一端部が第１駆動側流体圧シリンダ５３の第１室Ｒ１に接続され、他端部が第１エアシリンダ７１の第１室Ｒ１１に接続されている。また、第１チューブ９２は、一端部が第１駆動側流体圧シリンダ５３の第２室Ｒ２に接続され、他端部が第１エアシリンダ７１の第２室Ｒ１２に接続されている。
【００３９】
そのため、第１電気モータ５１により出力軸５４を正回転すると、第１ボールねじ機構５２によりロッド５７を介してピストン５６が一方方向（図１にて、上方）に移動し、第１室Ｒ１が加圧される。第１室Ｒ１が加圧されると、第１室Ｒ１の加圧エア（エア圧）が第１チューブ９１を介して第１エアシリンダ７１の第１室Ｒ１１に供給され、第１室Ｒ１１が加圧される。第１室Ｒ１１が加圧されると、ピストン７３が一方方向（図１にて、左方）に移動し、ロッド７４が同方向に移動する。すると、マニピュレータ１２は、第１エアシリンダ７１の伸長動作により第１アーム４１に対して第２アーム４２を、図２にて、時計回り方向に回動することができる。一方、第１電気モータ５１により出力軸５４を逆回転すると、第１ボールねじ機構５２によりロッド５７を介してピストン５６が他方方向（図１にて、下方）に移動し、第２室Ｒ２が加圧される。第２室Ｒ２が加圧されると、第２室Ｒ２の加圧エア（エア圧）が第２チューブ９２を介して第１エアシリンダ７１の第２室Ｒ１２に供給され、第２室Ｒ１２が加圧される。第２室Ｒ１２が加圧されると、ピストン７３が他方方向（図１にて、右方）に移動し、ロッド７４が同方向に移動する。すると、マニピュレータ１２は、第１エアシリンダ７１の収縮動作により第１アーム４１に対して第２アーム４２を、図２にて、反時計回り方向に回動することができる。
【００４０】
第２駆動力伝達部１８は、第２電気駆動部１４により第２駆動側流体圧シリンダ６３が生成したエア圧を第２非電気駆動部１６の第１エアシリンダ８１に供給する第２チューブ９４，９５である。第２チューブ９４，９５は、シールド９６を介して筐体１１を貫通している。第２チューブ９４は、一端部が第２駆動側流体圧シリンダ６３の第３室Ｒ３に接続され、他端部が第２エアシリンダ８１の第３室Ｒ１３に接続されている。また、第２チューブ９５は、一端部が第２駆動側流体圧シリンダ６３の第４室Ｒ４に接続され、他端部が第２エアシリンダ８１の第４室Ｒ１４に接続されている。
【００４１】
そのため、第２電気モータ６１により出力軸６４を正回転すると、第２ボールねじ機構６２によりロッド６７を介してピストン６６が一方方向（図１にて、上方）に移動し、第３室Ｒ３が加圧される。第３室Ｒ３が加圧されると、第３室Ｒ３の加圧エア（エア圧）が第２チューブ９４を介して第２エアシリンダ８１の第３室Ｒ１３に供給され、第３室Ｒ１３が加圧される。第３室Ｒ１３が加圧されると、ピストン８３が一方方向（図１にて、上方）に移動し、ロッド８４が同方向に移動する。すると、マニピュレータ１２は、第２エアシリンダ８１の伸長動作によりハンド部４４の把持部４７を把持部４８から離間させることができる。一方、第２電気モータ６１により出力軸６４を逆回転すると、第２ボールねじ機構６２によりロッド６７を介してピストン６６が他方方向（図１にて、下方）に移動し、第４室Ｒ４が加圧される。第４室Ｒ４が加圧されると、第４室Ｒ４の加圧エア（エア圧）が第２チューブ９５を介して第２エアシリンダ８１の第４室Ｒ１４に供給され、第４室Ｒ１４が加圧される。第４室Ｒ１４が加圧されると、ピストン８３が他方方向（図１にて、下方）に移動し、ロッド８４が同方向に移動する。すると、マニピュレータ１２は、第２エアシリンダ８１の収縮動作によりハンド部４４の把持部４７を把持部４８に接近させることができる。
【００４２】
筐体１１は、内部に制御装置１０１とバッテリ（畜電池）１０２が搭載されている。制御装置１０１は、各電気モータ２３，４９，５１，６１を駆動制御可能となっている。また、制御装置１０１は、各開閉弁３５，３９を開閉制御可能となっている。筐体１１は、前部に窓部１０３が設けられ、この窓部１０３に撮影装置（カメラ及び照明）１０４が設けられている。制御装置１０１は、撮影装置１０４を駆動制御可能となっている。そして、制御装置１０１は、バッテリ１０２の電力を各電気モータ２３，４９，５１，６１や撮影装置１０４に供給可能となっている。
【００４３】
なお、図示しないが、筐体１１は、内部に送受信器が搭載され、アンテナが接続されている。送受信器は、制御装置１０１に接続されている。そのため、制御装置１０１は、アンテナから送受信器を介して外部から受信した操作信号に基づいて各電気モータ２３，４９，５１，６１、各開閉弁３５，３９撮影装置１０４を駆動制御する。また、制御装置１０１は、撮影装置１０４の撮影画像を送受信器によりアンテナを介して外部に送信する。なお、外部の操作装置と制御装置１０１とを通信用光ファイバにより接続してもよい。
【００４４】
このように構成された産業用ロボット１０は、作業前に、まず、防爆性気体のない安全な場所で、バッテリ１０２から制御装置１０１を介して各電気モータ２３，４９，５１，６１などへの電力供給を開始し、筐体１１内に引火性ガスが浸入しないようにする内圧防爆作業を行う。即ち、制御装置１０１は、開閉弁３５を開放し、エアタンク３２内のエアをエア供給ライン３３から筐体１１の内部に供給する。また、開閉弁３９を開放し、内部のエアをエア排出ライン３７から筐体１１の外部に排出する。すると、筐体１１は、内部が加圧されることで、内部に残留しているエアが排出されて掃気が実行される。
【００４５】
このとき、制御装置１０１は、エア供給ライン３３から筐体１１内へのエアの供給量を、エア排出ライン３７から筐体１１外へのエアの排出量より多く設定しており、筐体１１は、内部の圧力が上昇することで残留エアが排出される。そして、制御装置１０１は、筐体１１内の残留エアが排出されると、開閉弁３９を閉止し、内部のエア圧力が予め設定された所定値より高くなると、開閉弁３５を閉じる。その後、制御装置１０１は、筐体１１内の圧力が外部の圧力より高い所定値に維持されるように開閉弁３５の開閉制御を行う。
【００４６】
制御装置１０１は、筐体１１内の早期作業及び内圧防爆作業が完了すると、作業場所へ移動し、マニピュレータ１２を用いて各種の作業を実施する。このとき、筐体１１は、内部に電気部品としての各電気モータ２３，４９，５１，６１などが格納され、外部にマニピュレータ１２を作動する非電気部品としての各エアシリンダ７１，８１や各チューブ９１，９２，９４，９５が配置され、内圧防爆構造となっていることから、筐体１１の外部に防爆性気体が存在しても、引火することがない。
【００４７】
このように第１実施形態の産業用ロボットにあっては、防爆構造を有して中空形状をなす筐体１１と、筐体１１の外部に複数のアーム４１，４２の間に設けられる関節部４３と第２アーム４２の先端部に設けられるハンド部４４を有するマニピュレータ１２と、筐体１１の内部に設けられる電気駆動部１３，１４と、関節部４３及びハンド部４４を駆動する非電気駆動部１５，１６と、電気駆動部１３，１４の駆動力を非電気駆動部１５，１６に伝達する駆動力伝達部１７，１８とを設けている。
【００４８】
従って、筐体１１の内部に電気駆動部１３，１４を設ける一方、筐体１１の外部にマニピュレータ１２の関節部４３及びハンド部４４を駆動する非電気駆動部１５，１６を設け、電気駆動部１３，１４の駆動力を駆動力伝達部１７，１８により非電気駆動部１５，１６に伝達可能としている。そのため、電気駆動部１３，１４を防爆構造として揮発性雰囲気の環境における各種作業の安全性を向上することができる。また、マニピュレータ１２の関節部４３及びハンド部４４に電気駆動部を設けてこれらを防爆構造とする必要がなく、装置の大型化や大重量化を抑制することができる。
【００４９】
第１実施形態の産業用ロボットでは、マニピュレータ１２は、基端部に設けられる支持軸４５が筐体１１を貫通して回動自在に支持され、電気モータ４９により回動可能とされると共に、支持軸４５と筐体１１との間にシール機構５０が設けられる。従って、電気モータ４９によりマニピュレータ１２全体を容易に回動することができ、また、支持軸４５と筐体１１との間に設けられるシール機構５０により外部との流体の流通が抑制され、高い防爆性能を確保することができる。
【００５０】
第１実施形態の産業用ロボットでは、非電気駆動部１５をエアシリンダ７１とし、駆動力伝達部１７として、電気駆動部１３により生成されたエア圧をエアシリンダ７１に供給するチューブ９１，９２を設けている。従って、エアシリンダ７１により簡単な構成で外部に非電気駆動部１５を構成することができると共に、エアシリンダ７１に対してチューブ９１，９２により容易にエア圧を供給することができ、高い防爆性能を確保することができる。
【００５１】
第１実施形態の産業用ロボットでは、電気駆動部１３，１４によりピストン５６，６６が作動する駆動側流体圧シリンダ５３，６３を設け、駆動側流体圧シリンダ５３，６３により発生したエア圧をチューブ９１，９２，９４，９５を介してエアシリンダ７１，８１に供給している。従って、簡単な構成で電気駆動部１３，１４の回転駆動力を直線駆動力に変換し、エアシリンダ７１，８２を作動させることができる。
【００５２】
［第２実施形態］
図３は、第２実施形態の産業用ロボットを表す概略構成図である。なお、上述した実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００５３】
第２実施形態において、図３に示すように、産業用ロボット１１０は、筐体１１と、マニピュレータ１２と、複数（本実施形態では、２個）の電気駆動部１１１，１１２と、複数の非電気駆動部１５，１６と、複数の駆動力伝達部１７，１８とを備えている。
【００５４】
筐体１１は、中空形状をなし、下部に移動装置２１が設けられている。また、筐体１１は、防爆構造を有し、内圧防護構造となっている。即ち、筐体１１は、エア供給装置３１と換気装置３６が設けられている。
【００５５】
マニピュレータ１２は、第１アーム４１と第２アーム４２が関節部４３により連結され、第２アーム４２の先端部にハンド部４４が設けられて構成されている。第１アーム４１は、基端部に固定された支持軸４５が筐体１１により回転自在に支持されている。第２アーム４２は、基端部が関節部４３としての連結軸４６により第１アーム４１の先端部に回動自在に連結されている。第２アーム４２は、先端部にハンド部４４が設けられ、ハンド部４４は、２個の把持部４７，４８により構成されている。マニピュレータ１２は、電気モータ４９により支持軸４５を介して駆動回動可能である。
【００５６】
各電気駆動部１１１，１１２は、筐体１１の内部に設けられており、ほぼ同様の構成となっている。第１電気駆動部１１１は、第１電気式切替弁（例えば、電磁弁）１２１であり、第２電気駆動部１１２は、第２電気式切替弁（例えば、電磁弁）１２２である。第１電気式切替弁１２１と第２電気式切替弁１２２は、連結チューブ１２３，１２４を介してエア供給切替弁１２５に接続されている。筐体１１は、外部にエアボンベ１２６が搭載されており、エア供給切替弁１２５とエアボンベ１２６が筐体１１に設けられたシールド１２７を貫通する連結チューブ１２８により接続されている。エアボンベ１２６は、加圧されたエア（流体）が貯留されており、エア供給切替弁１２５により加圧エアの供給先を第１電気式切替弁１２１と第２電気式切替弁１２２との間で切替えることができる。
【００５７】
第１非電気駆動部１５は、マニピュレータ１２における関節部４３を作動するものであり、第１アーム４１と第２アーム４２との間に架設されている。第１非電気駆動部１５は、第１エアシリンダ７１である。第２非電気駆動部１６は、マニピュレータ１２におけるハンド部４４を作動するものであり、第２アーム４２とハンド部４４との間に設けられている。第２非電気駆動部１６は、第２エアシリンダ８１である。
【００５８】
第１駆動力伝達部１７は、第１電気駆動部１１１によりエアボンベ１２６に貯留された加圧エアを第１非電気駆動部１５の第１エア圧シリンダ７１に供給する第１チューブ９１，９２である。第１チューブ９１は、一端部が第１電気式切替弁１２１に接続され、他端部が第１エアシリンダ７１の第１室Ｒ１１に接続されている。また、第１チューブ９２は、一端部が第１電気式切替弁１２１に接続され、他端部が第１エアシリンダ７１の第２室Ｒ１２に接続されている。第１電気式切替弁１２１は、エアボンベ１２６からの加圧エアの供給先と排出先を第１エアシリンダ７１の第１室Ｒ１１と第２室Ｒ１２と停止との間で切替えることができる。
【００５９】
第２駆動力伝達部１８は、第２電気駆動部１１２によりエアボンベ１２６に貯留された加圧エアを第２非電気駆動部１６の第２エア圧シリンダ８１に供給する第２チューブ９４，９５である。第２チューブ９４は、一端部が第２電気式切替弁１２２に接続され、他端部が第２エアシリンダ８１の第３室Ｒ１３に接続されている。また、第２チューブ９５は、一端部が第２電気式切替弁１２２に接続され、他端部が第２エアシリンダ８１の第４室Ｒ１４に接続されている。第２電気式切替弁１２２は、エアボンベ１２６からの加圧エアの供給先と排出先を第２エアシリンダ８１の第３室Ｒ１３と第４室Ｒ１４と停止との間で切替えることができる。
【００６０】
そのため、エア供給切替弁１２５により加圧エアの供給先を第１電気式切替弁１２１に切替えると共に、第１電気式切替弁１２１により加圧エアの供給先を第１エアシリンダ７１の第１室Ｒ１１に切替えると、加圧エア（エア圧）が第１チューブ９１を介して第１エアシリンダ７１の第１室Ｒ１１に供給され、第１室Ｒ１１が加圧される。第１室Ｒ１１が加圧されると、ピストン７３が一方方向（図３にて、左方）に移動し、ロッド７４が同方向に移動する。すると、マニピュレータ１２は、第１エアシリンダ７１の伸長動作により第１アーム４１に対して第２アーム４２を回動することができる。一方、第１電気式切替弁１２１により加圧エアの供給先を第１エアシリンダ７１の第２室Ｒ１２に切替えると、加圧エア（エア圧）が第２チューブ９２を介して第１エアシリンダ７１の第２室Ｒ１２に供給され、第２室Ｒ１２が加圧される。第２室Ｒ１２が加圧されると、ピストン７３が他方方向（図３にて、右方）に移動し、ロッド７４が同方向に移動する。すると、マニピュレータ１２は、第１エアシリンダ７１の収縮動作により第１アーム４１に対して第２アーム４２を回動することができる。
【００６１】
また、エア供給切替弁１２５により加圧エアの供給先を第２電気式切替弁１２２に切替えると共に、第２電気式切替弁１２２により加圧エアの供給先を第２エアシリンダ８１の第３室Ｒ１３に切替えると、加圧エア（エア圧）が第２チューブ９４を介して第２エアシリンダ８１の第３室Ｒ１３に供給され、第３室Ｒ１３が加圧される。第３室Ｒ１３が加圧されると、ピストン８３が一方方向（図３にて、上方）に移動し、ロッド８４が同方向に移動する。すると、マニピュレータ１２は、第２エアシリンダ８１の伸長動作によりハンド部４４の把持部４７を把持部４８から離間させることができる。一方、第２電気式切替弁１２２により加圧エアの供給先を第２エアシリンダ８１の第４室Ｒ１４に切替えると、加圧エア（エア圧）が第２チューブ９５を介して第２エアシリンダ８１の第４室Ｒ１４に供給され、第４室Ｒ１４が加圧される。第４室Ｒ１４が加圧されると、ピストン８３が他方方向（図３にて、下方）に移動し、ロッド８４が同方向に移動する。すると、マニピュレータ１２は、第２エアシリンダ８１の収縮動作によりハンド部４４の把持部４７を把持部４８に接近させることができる。
【００６２】
制御装置１０１は、各電気モータ２３，４９を駆動制御可能であると共に、第１電気式切替弁１２１と第２電気式切替弁１２２とエア供給切替弁１２５を開閉制御可能となっている。
【００６３】
このように第２実施形態の産業用ロボットにあっては、加圧されたエアが貯留されるエアボンベ１２６と、エアボンベ１２６とチューブ９１，９２，９４，９５とを連結する連結チューブ１２３，１２４，１２８とを設け、電気駆動部１１１，１１２としての電気式切替弁１２１，１２２によりエアボンベ１２６からエアシリンダ７１，８１へのエアの供給及び排出を切替可能としている。
【００６４】
従って、加圧エアが貯留されるエアボンベ１２６と連結チューブ１２３，１２４，１２８とを連結し、電気式切替弁１２１，１２２によりエアシリンダ７１，８１へのエアの供給及び排出を切り替えることで、簡単な構成で容易にエアシリンダ７１，８１を作動させることができる。
【００６５】
［第３実施形態］
図４は、第３実施形態の産業用ロボットを表す概略構成図、図５は、駆動力伝達部を表す平面図、図６は、駆動力伝達部を表す側面図である。なお、上述した実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００６６】
第３実施形態において、図４から図６に示すように、産業用ロボット１３０は、筐体１１と、マニピュレータ１３１と、複数（本実施形態では、２個）の電気駆動部１３２，１３３と、複数（本実施形態では、２個）の非電気駆動部１３４，１３５と、複数（本実施形態では、２個）の駆動力伝達部１３６，１３７とを備えている。
【００６７】
筐体１１は、中空形状をなし、下部に移動装置２１が設けられている。また、筐体１１は、防爆構造を有し、内圧防護構造となっている。即ち、筐体１１は、エア供給装置３１と換気装置３６が設けられている。
【００６８】
マニピュレータ１３１は、第１アーム１４１と第２アーム１４２が関節部１４３により連結され、第２アーム１４２の先端部にハンド部１４４が設けられて構成されている。マニピュレータ１３１は、筐体１１の外部で、天井部に設けられて前方側にほぼ水平に延出されている。第１アーム１４１は、基端部に支持軸１４５が固定され、支持軸１４５は、下部が筐体１１を貫通して軸受（図示略）により回転自在に支持されている。第２アーム１４２は、基端部が関節部１４３を構成する連結軸１４６により第１アーム１４１の先端部に回動自在に連結されている。また、第２アーム１４２は、先端部にハンド部１４４が設けられている。このハンド部１４４は、２個の把持部１４７，１４８がＸ形状をなすように交差し、連結軸１４９により回動自在に連結されると共に付勢部材としての圧縮コイルばね１５０により先端部が開放（離間）する方向に付勢支持されて構成されている。
【００６９】
また、マニピュレータ１３１は、第１アーム１４１の基端部に固定された支持軸１４５が筐体１１に回転自在に支持されており、支持軸１４５は、端部に従動歯車１５１が設けられている。筐体１１の内部に設けられた電気モータ（回転駆動部）１５２は、出力軸１５３に駆動歯車１５４が固定されており、駆動歯車１５４が従動歯車１５１に噛み合っている。また、筐体１１と支持軸１４５との間にシール機構１５５が設けられている。そのため、電気モータ１５２を駆動すると、出力軸１５３と共に駆動歯車１５４が駆動回転し、駆動歯車１５４に噛み合う従動歯車１５１が従動回転し、支持軸１４５を介してマニピュレータ１３１（第１アーム１４１）を回動することができる。
【００７０】
各電気駆動部１３２，１３３は、筐体１１の内部に設けられている。第１電気駆動部１３２は、第１電気モータ１６１であって、駆動軸１６２を正回転及び逆回転することができる。駆動軸１６２は、支持軸１４５の軸心部を貫通して回転自在に設けられており、下端部に第１電気モータ１６１の出力軸１６３が連結されている。また、支持軸１４５と駆動軸１６２との間にシール機構１６４が設けられている。
【００７１】
第２電気駆動部１３３は、第２電気モータ１７１であって、牽引装置１７２が連結されている。第２電気モータ１７１は、回転可能な出力軸１７３を有している。牽引装置１７２は、回動板１７４の外周部に連結リンク１７５を介して移動軸１７６が連結されて構成されている。連結リンク１７５は、一端部が連結軸１７７により回動板１７４に回動自在に連結され、他端部が連結軸１７８により移動軸１７６に回動自在に連結されている。移動軸１７６は、筐体１１を貫通して軸方向に移動自在に支持されており、筐体１１は、移動軸１７６の貫通部にシール１７９が設けられている。牽引装置１７２は、第２電気モータ１７１の出力軸１７３の回転方向の駆動力を軸方向の駆動力に変換して移動軸１７６に伝達する。
【００７２】
各非電気駆動部１３４，１３５は、筐体１１の外部に設けられている。第１非電気駆動部１３４は、マニピュレータ１３１における関節部１４３を作動するものであり、第２アーム１４２の基端部に固定される連結軸（回動軸）１４６である。また、第２非電気駆動部１３５は、マニピュレータ１３１におけるハンド部１４４を作動するものであり、第２アーム１４２とハンド部１４４との間に設けられている。ハンド部１４４は、把持部１４７，１４８が連結軸１４９により回動自在に連結されると共に両者の基端部に圧縮コイルばね１５０が介装されて構成されている。そして、ハンド部１４４は、一方の把持部１４８の基端部が第２アーム１４２の先端部に固定されている。
【００７３】
各駆動力伝達部１３６，１３７は、各電気駆動部１３２，１３３の駆動力を各非電気駆動部１３４，１３５に伝達するものであり、筐体１１の外部に設けられている。第１駆動力伝達部１３６は、第１電気駆動部１３２により生成された回転力を連結軸１４６に伝達するワイヤ（索条）である。即ち、第１電気モータ１６１に連結された駆動軸１６２は、上端部に第１プーリとしての駆動プーリ（滑車）１８１が固定されている。また、第２アーム１４２に固定された連結軸１４６は、上端部に第２プーリとしての従動プーリ（滑車）１８２が固定されている。そして、駆動プーリ１８１と従動プーリ１８２との間に無端のワイヤ１８３が掛け回されている。
【００７４】
そのため、第１電気モータ１６１により出力軸１６３を正回転すると、駆動プーリ１８１が同方向に回動し、この回動力がワイヤ１８３を介して従動プーリ１８２に伝達され、この従動プーリ１８２が同方向に回動する。すると、マニピュレータ１３１は、第１アーム１４１に対して連結軸１４６を支点として第２アーム１４２を回動することができる。一方、第１電気モータ１６１により出力軸１６３を逆回転すると、駆動プーリ１８１が同方向に回動し、この回動力がワイヤ１８３を介して従動プーリ１８２に伝達され、この従動プーリ１８２が同方向に回動する。すると、マニピュレータ１３１は、第１アーム１４１に対して連結軸１４６を支点として第２アーム１４２を前述とは逆方向に回動することができる。
【００７５】
第２駆動力伝達部１３７は、第２電気駆動部１３３により生成された回転力を把持部１４７に伝達するワイヤ（索条）である。即ち、ハンド部１４４の把持部１４８の基端部と筐体１１の取付部１８６との間に案内管１８７が配置されており、案内管１８７は、内部にワイヤ１８８が移動自在に設けられている。そして、ワイヤ１８８は、一端部が移動軸１７６に連結され、他端部が把持部１４８の基端部を貫通して把持部１４７の基端部に連結されている。
【００７６】
そのため、第２電気モータ１７１により出力軸１７３を正回転すると、牽引装置１７２により移動軸１７６が牽引され、この牽引力がワイヤ１８８を介してハンド部１４４の把持部１４７に伝達される。すると、マニピュレータ１３１は、この牽引力によりハンド部１４４の把持部１４７を把持部１４８に接近させることができる。一方、第２電気モータ１７１により出力軸１７３を逆回転すると、牽引装置１７２による移動軸１７６の牽引が解除され、この牽引力の解除がワイヤ１８８を介してハンド部１４４の把持部１４７に伝達される。すると、マニピュレータ１３１は、圧縮コイルばね１５０の付勢力によりハンド部１４４の把持部１４７を把持部１４８から離間させることができる。
【００７７】
筐体１１は、内部に制御装置１０１とバッテリ１０２が搭載されている。制御装置１０１は、各電気モータ２３，１５２，１６１，１７１を駆動制御可能となっている。また、制御装置１０１は、各開閉弁３５，３９を開閉制御可能となっている。
【００７８】
なお、上述した第２電気駆動部１３３の牽引装置１７２は、上述した構成に限定されるものではない。図７は、駆動力伝達部の変形例を表す側面図である。
【００７９】
図７に示すように、第２電気駆動部１３３Ａは、第２電気モータ１７１であって、牽引装置１９１が連結されている。第２電気モータ１７１は、回転可能な出力軸１７３を有している。牽引装置１９１は、筐体１１を貫通して回転自在に支持された回転軸１９２と、回転軸１９２における筐体１１の外部に突出した上端部に固定されたプーリ（滑車）１９３とから構成されている。筐体１１は、回転軸１９２の貫通部にシール１９４が設けられている。そして、案内管１８７の端部から引き出されたワイヤ１８８の端部がプーリ１９３に巻き付けられて固定されている。牽引装置１９１は、第２電気モータ１７１の出力軸１７３の回転方向の駆動力を軸方向の駆動力に変換してワイヤ１８８に牽引力として伝達する。
【００８０】
このように第３実施形態の産業用ロボットにあっては、非電気駆動部１３４を関節部１４３に設けられる連結軸１４６とし、駆動力伝達部１３６を電気駆動部１３２により生成された回転力を連結軸１４６に伝達するワイヤ１８３としている。
【００８１】
従って、駆動力伝達部１３６をワイヤ１８３とすることで構造の簡素化を図ることができる。
【００８２】
第３実施形態の産業用ロボットでは、駆動力伝達部１３６として、電気駆動部１３２により回転する駆動プーリ１８１と、連結軸１４６に固定される従動プーリ１８２と、駆動プーリ１８１と従動プーリ１８２との間に掛け回される無端のワイヤ１８３を設けている。従って、駆動力伝達部１３６の構造の簡素化を図ることができる。
【００８３】
第３実施形態の産業用ロボットでは、非電気駆動部１３５をハンド部１４４に設けられる把持部１４７とし、駆動力伝達部１３７を電気駆動部１３３により生成された牽引力を把持部１４７に伝達するワイヤ１８８としている。従って、駆動力伝達部１３７の構造の簡素化を図ることができる。
【００８４】
なお、上述した実施形態では、流体圧シリンダの流体圧をエア圧として説明したが、エア圧に限定されるものではなく、例えば、水圧や油圧などを適用してもよい。
【００８５】
また、上述した実施形態では、マニピュレータを２本のアームから構成し、筐体に対して回動自在としたが、この構成に限定されるものではなく、マニピュレータを３本以上のアームから構成したり、筐体に対して固定したりしてもよい。
【００８６】
また、上述した実施形態では、筐体を走行可能としたが、所定の位置に設置してもよい。
【００８７】
また、上述した実施形態では、ハンド部を２個の把持部から構成したが、把持部に限定されるものではなく、各種の作業用工具や治具などであってもよい。
【符号の説明】
【００８８】
１０，１１０，１３０  産業用ロボット
１１  筐体
１２，１３１  マニピュレータ
１３，１１１，１３２  第１電気駆動部
１４，１１２，１３３，１３３Ａ  第２電気駆動部
１５，１３４  第１非電気駆動部
１６，１３５  第２非電気駆動部
１７，１３６  第１駆動力伝達部
１８，１３７  第２駆動力伝達部
２１  移動装置
３１  エア供給装置（加圧装置）
３６  換気装置
４１，１４１  第１アーム
４２，１４２  第２アーム
４３，１４３  関節部
４４，１４４  ハンド部
４５，１４５  支持軸
４６，１４６  連結軸（回転軸）
４７，４８，１４７，１４８  把持部
４９，１５２  電気モータ（回転駆動部）
５０，１５５，１６４  シール機構
５１，１６１  第１電気モータ
５２  第１ボールねじ機構
５３  第１駆動側流体圧シリンダ
６１，１７１  第２電気モータ
６２  第２ボールねじ機構
６３  第２駆動側流体圧シリンダ
９１，９２  第１チューブ
９４，９５  第２チューブ
１０１  制御装置
１０２  バッテリ
１２１  第１電気式切替弁
１２２  第２電気式切替弁
１２３，１２４，１２８  連結チューブ
１２５  エア供給切替弁
１２６  エアボンベ
１５０  圧縮コイルばね
１７２，１９１  牽引装置
１８１  駆動プーリ（第１プーリ）
１８２  従動プーリ（第２プーリ）
１８３，１８８  ワイヤ
【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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