(57)【要約】【課題】調整構造を備えたロボットアーム装置を提供する。【解決手段】移動基座と調整モジュールを含み、移動基座は複数個の作動自由度を有し、調整モジュールは一端が移動基座に連結され、本体３２と套筒３１と固定部３３と結合手段を含み、本体３２は一方向に延伸された長条状構造で、この延伸方向が軸方向であると定義し、その表面に外ねじ３２１と軸方向に設置された凹溝３２２が設けられ、套筒３１は連通孔３１１を有し、連通孔３１１が外ねじ３２１を套設し、且つ連通孔３１１の内縁面に凹溝３２２に対応する凸ブロック３１２が設けられ、凸ブロック３１２が凹溝３２２内に収容されることで、本体３２に対して套筒３１の回転自由度を制限し、固定部３３は貫通孔を有し、この貫通孔の内縁面に内ねじ３３１が設けられ、内ねじ３３１が本体３２の外ねじ３２１を螺合し、固定部３３は結合手段を介して套筒３１の一端面を固定する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
調整構造を備えたロボットアーム装置であって、
移動基座と、調整モジュールと、を含み、
前記移動基座は、複数個の作動自由度を有し、
前記調整モジュールは、一端が前記移動基座に連結されるとともに、本体と、套筒と、固定部と、結合手段とを含み、
前記本体は、一方向に延伸された長条状構造で、この延伸方向が軸方向であると定義し、その表面に外ねじと軸方向に設置された凹溝が設けられ、
前記套筒は、連通孔を有し、この連通孔が前記外ねじを套設し、且つこの連通孔の内縁面に前記凹溝に対応する凸ブロックが設けられ、この凸ブロックが前記凹溝内に収容されることで、本体に対して前記套筒の回転自由度を制限し、
前記固定部は、貫通孔を有し、この貫通孔の内縁面に内ねじが設けられ、この内ねじが前記本体の前記外ねじを螺合し、前記固定部は、前記結合手段を介して前記套筒の一端面を固定することを特徴とする、調整構造を備えたロボットアーム装置。
【請求項２】
前記結合手段は、複数のねじを介して前記固定部を前記套筒の一端面に固定することを特徴とする、請求項１に記載の調整構造を備えたロボットアーム装置。
【請求項３】
前記固定部には、軸方向に設置された複数個の魚眼状孔が設けられ、前記套筒の端面に前記魚眼状孔に対応する複数個のねじ孔が設けられ、複数の前記ねじが前記魚眼状孔を貫通して前記ねじ孔内に螺入することで、前記固定部を前記套筒の一端面に固定することを特徴とする、請求項１に記載の調整構造を備えたロボットアーム装置。
【請求項４】
前記結合手段は、ロック構造とし、このロック構造を介して前記固定部を前記套筒の一端面に固定することを特徴とする、請求項１に記載の調整構造を備えたロボットアーム装置。
【請求項５】
前記移動基座は、基座と、第１アーム部と、を含み、
前記基座には、第１枢設部が回動自在に設けられ、
前記第１アーム部は、連結アームと、第２枢設部と、第３枢設部と、を含み、前記第２枢設部と前記第３枢設部が、前記連結アームの両端に位置され、且つ前記第２枢設部が前記第１枢設部と連結することで、前記基座に前記第１アーム部を固定することを特徴とする、請求項１に記載の調整構造を備えたロボットアーム装置。
【請求項６】
前記第３枢設部には、第１結合面が設けられ、この第１結合面に前記套筒を固定することを特徴とする、請求項５に記載の調整構造を備えたロボットアーム装置。
【請求項７】
前記本体は、前記第３枢設部の前記第１結合面に固定されることを特徴とする、請求項６に記載の調整構造を備えたロボットアーム装置。
【請求項８】
前記調整構造を備えたロボットアーム装置は、第２アーム部をさらに備え、前記第２アーム部が、第２結合面と挟持部を有し、前記第２結合面が、前記調整モジュールの他端と連結することを特徴とする、請求項１に記載の調整構造を備えたロボットアーム装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はロボットに係り、特にアームの長さを調整することができる、調整構造を備えたロボットアーム装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ロボットアーム装置は制御性に優れるため、産業の各種分野に広く利用されている。例えば、機械加工の分野において、加工機にロボットアーム装置を搭載し、このロボットアーム装置が加工物品を自動に取り付けたり取り外したりすることにより、加工機に加工物品を加工させる。また、医療機械の分野において、医師がこのロボットアーム装置を制御することにより、患者に対して医療手術を行う。さらにゲーム娯楽の分野において、このロボットアーム装置を移動して制御することにより、ゲームの対象物を挟持して移動することができる。
【０００３】
図９は、従来技術のロボットアーム装置を示すものであり、このロボットアーム装置は、基座１１と、第１アームエレメント１２と、第２アームエレメント１３と、を少なくとも含む。基座１１は回動可能に設けられ、基座１１には、第１アームエレメント１２を枢設し、第１アームエレメント１２には、第２アームエレメント１３を枢設する。第２アームエレメント１３は、第１アームエレメント１２を枢設する枢設部１３１を有し、枢設部１３１の一端に支持部１３２の一端を固定し、支持部１３２の他端に付設部１４を付設した係合部１３３を設ける。第１アームエレメント１２と第２アームエレメント１３を制御することにより、付設部１４の移動とコントロールを行う。
【０００４】
ところで、第２アームエレメント１３では、支持部１３２の長さが一定で調整することができない。このため、このロボットアーム装置は単一の距離に対して制御しかできない。異なる距離に対してコントロールするとき、アームがより長いロボットアーム装置を再び購入しければならない。例えば、図１０に示すように、第２アームエレメントの支持部１５２が図９の第２アームエレメント１３の支持部１３２より長い。これにより、より長い距離をコントロールことができる。よって、同一規格のロボットアーム装置は所定の最長距離で制御しかできないので、適用の限界というデメリットがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】なし
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記問題点を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、アームの長さを調整でき、より広い範囲の作動軌跡に適し、汎用性を高める調整構造を備えたロボットアーム装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は調整構造を備えたロボットアーム装置であって、移動基座と、調整モジュールと、を含み、前記移動基座は、複数個の作動自由度を有し、前記調整モジュールは、一端が前記移動基座に連結されるとともに、本体と、套筒と、固定部と、結合手段とを含み、前記本体は、一方向に延伸された長条状構造で、この延伸方向が軸方向であると定義し、その表面に外ねじと軸方向に設置された凹溝が設けられ、前記套筒は、連通孔を有し、この連通孔が前記外ねじを套設し、且つこの連通孔の内縁面に前記凹溝に対応する凸ブロックが設けられ、この凸ブロックが前記凹溝内に収容されることで、本体に対して前記套筒の回転自由度を制限し、前記固定部は、貫通孔を有し、この貫通孔の内縁面に内ねじが設けられ、この内ねじが前記本体の前記外ねじを螺合し、前記固定部は、前記結合手段を介して前記套筒の一端面を固定することを特徴とする調整構造を備えたロボットアーム装置である。
【０００８】
ここでは、前記結合手段は、複数のねじを介して前記固定部を前記套筒の一端面に固定することが好適である。
【０００９】
ここでは、前記固定部には、軸方向に設置された複数個の魚眼状孔が設けられ、前記套筒の端面に前記魚眼状孔に対応する複数個のねじ孔が設けられ、複数の前記ねじが前記魚眼状孔を貫通して前記ねじ孔内に螺入することで、前記固定部を前記套筒の一端面に固定することが好適である。
【００１０】
ここでは、前記結合手段は、ロック構造とし、このロック構造を介して前記固定部を前記套筒の一端面に固定することが好適である。
【００１１】
ここでは、前記移動基座は、基座と、第１アーム部と、を含み、前記基座には、第１枢設部が回動自在に設けられ、前記第１アーム部は、連結アームと、第２枢設部と、第３枢設部と、を含み、前記第２枢設部と前記第３枢設部が、前記連結アームの両端に位置され、且つ前記第２枢設部が前記第１枢設部と連結することで、前記基座に前記第１アーム部を固定することが好適である。
【００１２】
ここでは、前記第３枢設部には、第１結合面が設けられ、この第１結合面に前記套筒を固定することが好適である。
【００１３】
ここでは、前記本体は、前記第３枢設部の前記第１結合面に固定されることが好適である。
【００１４】
ここでは、前記調整構造を備えたロボットアーム装置は、第２アーム部をさらに備え、前記第２アーム部が、第２結合面と挟持部を有し、前記第２結合面が、前記調整モジュールの他端と連結することが好適である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、調整モジュールが本体と套筒との軸方向相対滑動を介してアームの長さを調整することができるので、各種の作動軌跡のニーズを満たし、しかも固定部の内ねじと本体の外ねじを螺号することで、さらに結合手段が固定部を套筒の一端面に固定することを利用して本体と套筒との間の軸方向変位の自由度を制限し、故に調整モジュールの任意自由度を完全に制限することができ、即ち、アームの長さ調整作業を完成することができる。よって、アームの長さを調整する操作方式は相当簡単かつ迅速で、各種産業又は異なる生産ラインのニーズを満たし、その応用範囲を広げ、ユーザーが異なる規格のロボットアーム装置を購入するのを回避し、その購入コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の調整構造を備えたロボットアーム装置の好適な実施例１の全体分解斜視図である。
【図２】本発明の調整構造を備えたロボットアーム装置の好適な実施例１のアセンブリ図である。
【図３】本発明の調整構造を備えたロボットアーム装置の好適な実施例１の側面図であって、アームの伸長状態を示している。
【図４】本発明の調整構造を備えたロボットアーム装置の好適な実施例１の側面図であって、アームの収縮状態を示している。
【図５】本発明の調整構造を備えたロボットアーム装置の好適な実施例２の全体分解斜視図である。
【図６】本発明の調整構造を備えたロボットアーム装置の好適な実施例２のアセンブリ図である。
【図７】本発明の調整構造を備えたロボットアーム装置の好適な実施例２の側面図であって、アームの伸長状態を示している。
【図８】本発明の調整構造を備えたロボットアーム装置の好適な実施例２の側面図であって、アームの収縮状態を示している。
【図９】従来技術のロボットアーム装置の側面図である。
【図１０】従来技術のロボットアーム装置の側面図であって、図９のアームより長いアームのケースを示している。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の特徴および技術内容のよりよい理解のために、本発明の実施方式の説明及び図面を参照していただきたい。ただし、この実施方式及び図面は説明及び参考用のものであり、これらにより本発明に対するいかなる制限も加えられるものではない。
【実施例１】
【００１８】
図１から図４に示している本発明の好適な実施例１を参照して、本発明は  調整構造を備えたロボットアーム装置であって、移動基座と、調整モジュール３と、を含む。
【００１９】
前記移動基座は、複数個の作動自由度を有する。実施例１では、前記移動基座が、基座１と、第１アーム部２と、を含む。
【００２０】
前記基座１には、第１枢設部１１が回動自在に設けられる。前記第１アーム部２は、連結アーム２１と、第２枢設部２２と、第３枢設部２３と、を含み、前記第２枢設部２２と前記第３枢設部２３が、前記連結アーム２１の両端に位置され、且つ前記第２枢設部２２が前記第１枢設部１１と連結することで、前記基座１に前記第１アーム部２を固定する。
【００２１】
前記調整モジュール３は、一端が前記第３枢設部２３の第１結合面２３１と連結されるとともに、本体３２と、套筒３１と、固定部３３と、結合手段とを含む。
【００２２】
前記本体３２は、一方向に延伸された長条状構造で、この延伸方向が軸方向であると定義し、前記本体３２の表面に外ねじ３２１と、軸方向に沿って設置された凹溝３２２が設けられる。
【００２３】
前記套筒３１は、連通孔３１１を有し、この連通孔３１１が前記外ねじ３２１を套設し、且つこの連通孔３１１の内縁面に前記凹溝３２２に対応する凸ブロック３１２が設けられ、この凸ブロック３１２が前記凹溝３２２内に収容されることで、本体３２に対して前記套筒３１の回転自由度を制限する。本実施例１では、套筒３１は一端が前記第１結合面２３１に連結される。
【００２４】
前記固定部３３は、貫通孔を有し、この貫通孔の内縁面に内ねじ３３１が設けられ、この内ねじ３３１が前記本体の前記外ねじ３２１に螺設される。前記固定部３３は、結合手段を介して前記套筒３１の他端を固定する。本実施例１では、結合手段が前記固定部３３に軸方向に設置された複数個の魚眼状孔３３２が設けられ、前記魚眼状孔３３２を穿設する複数個のねじ３４をねじ孔３１３に螺合することで、前記固定部３３を前記套筒３１の端面に固定する方式とする。これは固定部３３と套筒３１を固定する一つの固定方式であって、ロック構造で両者を固定する方式でもいい。
【００２５】
第２アーム部４をさらに備え、前記第２アーム部４は、第２結合面４１と挟持部４２を有し、前記第２結合面４１が、前記本体３２の端面と連結することで、第３枢設部２３に前記第２アーム部４を間接的に連結する。挟持部４２には、所定の加工プログラムに応じて、所定の挟み爪や工具を取付ける。
【００２６】
上述した内容は本発明の各構成要素及び各構成要素間の組合せ関係を説明するものであり、以下、本発明の作動方式、特に長さの調整方式について説明する。
【００２７】
上記の調整構造を備えたロボットアーム装置を使用するに当たっては、異なる範囲の作動軌跡が必要となる。通常は、異なる規格の製品を変更するか、又は異なる生産ラインを使用する。しかもこのような状況の発生周期が２ヵ月毎に一回程度で、故に常習性を有することではない。もしこのような状況が発生すれば、ユーザーが結合手段における固定部３３と套筒３１の固定を緩めて開けることで、両者の分離を行い、所定の位置に本体３２を再び移動する。例えば、アームが短くて長く伸ばす必要があるとき、套筒３１の連通孔３１から前記本体３２を引っ張り出することで、第２アーム部４と第３枢設部２３との距離を長くすることができる（図３を参照）。また、アームが長く短く縮む必要があるとき、套筒３１の連通孔３１中に前記本体３２を押し入れることで、第２アーム部４と第３枢設部２３との距離を短くすることができる（図４を参照）。図３と図４に示すように、所期の長さを調整した後に、套筒３１の端面に固定部３３を結合手段で固定する。こうしてアームの長さを調整する作業を完成するのは、異なる各種大小の移動軌跡の作業環境ニーズを満たすことができる。
【実施例２】
【００２８】
図５から図８に示している本発明の好適な実施例２を参照して、実施例２は実施例１と異なる点が、本体３２の一端面が第１結合面２３１に固定され、套筒３１の一端面が第２結合面４１に固定され、故にアームの長さを調整するとき、套筒３１を移動して調整することにある。他の構成及び作用・効果は実施例１と同一であるため、その詳細な説明は省略する。
【符号の説明】
【００２９】
＜本発明＞
１：基座
１１：第１枢設部
２：第１アーム部
２１：連結アーム
２２：第２枢設部
２３：第３枢設部
２３１：第１結合面
３：調整モジュール
３１：套筒
３１１：連通孔
３１２：凸ブロック
３１３：ねじ孔
３２：本体
３２１：外ねじ
３２２：凹溝
３４：ねじ
４：第２アーム部
４１：第２結合面
４２：把挟部（又は把挟端）
＜従来技術＞
１１：基座
１２：第１アームエレメント
１３：第２アームエレメント
１３１：枢設部
１３２：支持部
１３３：係合部
１４：付設部
１５：第２アームエレメント
１５２：支持部
【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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【図１０】
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