(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基台と、前記基台に支持された２つ以上のモジュールとを備え、
前記モジュールの各々は、第１軸線を軸心とする中空軸状の支持部材と、前記第１軸線の延在方向と直交方向に延び、その長手方向の一方の端部である基端部において前記支持部材に前記第１軸線まわりに回動可能に支持されたリンク部材と、他のモジュールの前記支持部材を支持するための支持部と、前記リンク部材の内部に設けられ、当該リンク部材を前記支持部材に対して前記第１軸線まわりに回動させる第１駆動装置とを有し、
前記２つ以上のモジュールは、前記第１軸線どうしが実質的に一致するように前記第１軸線の延在方向に並べて配置された第１のモジュール及び第２のモジュールとの２つの前記モジュールを含み、前記第２のモジュールの前記支持部材を支持するための前記支持部が前記第１のモジュールの前記リンク部材の前記基端部に設けられており、前記第２のモジュールの前記支持部材と前記第１のモジュールの前記支持部とが締結具で締結されている、
多関節ロボット。
【請求項２】
前記リンク部材に前記第１軸線と平行な第２軸線まわりに回動可能に支持された軸部材と、
前記リンク部材に設けられ、前記軸部材を前記リンク部材に対して前記第２軸線まわりに回動させる第２駆動装置とを、更に備える請求項１に記載の多関節ロボット。
【請求項３】
前記第１駆動装置が、前記支持部材に設けられた第１歯車と、サーボモータと、前記第１歯車と噛合する第２歯車を含み且つ前記サーボモータの出力を前記第２歯車を介して前記第１歯車へ伝達する動力伝達機構とを有する、請求項１又は２に記載の多関節ロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多関節ロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複数のアームユニットを連結して成る多関節ロボットが知られている。例えば、特許文献１には、基台と同じ太さの円柱状の基軸部と、基軸部に形成されたＤ字形のアーム配置溝にボールベアリングを介して回動自在に連結された第１のアーム部材と、第１のアーム部材に回動自在に連結された第２のアーム部材とからなるアームユニットを複数備え、複数のアームユニットのうち一のアームユニットの基軸部と、他のアームユニットの基軸部とを着脱自在に結合し得るようにした多関節ロボットが示されている。この多関節ロボットによれば、基本的には複数のアームユニットを備えた多腕タイプでありながら、必要に応じて一のアームユニットのみの単腕タイプのロボットにもすることができるという効果がうたわれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平２−１９８７８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１の多関節ロボットでは、アームユニットの増減はできるが、アームユニット自体を要求に応じて組み替える自由度はない。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本願の発明者らは、多関節ロボットのカスタマイズを容易とするために、多関節ロボットをモジュール化することに想到した。そして、１つのモジュールとリンク部材、又は、２つ以上のモジュールを要求に応じて組み合わせることによって、多関節ロボットを構成できるようにした。
【０００６】
本発明の一態様に係る多関節ロボットは、基台と、前記基台に支持された２つ以上のモジュールとを備える。前記モジュールの各々は、第１軸線を軸心とする中空軸状の支持部材と、前記第１軸線の延在方向と直交方向に延び、その長手方向の一方の端部である基端部において前記支持部材に前記第１軸線まわりに回動可能に支持されたリンク部材と、他のモジュールの前記支持部材を支持するための支持部と、前記リンク部材の内部に設けられ、当該リンク部材を前記支持部材に対して前記第１軸線まわりに回動させる第１駆動装置とを、有する。そして、前記２つ以上のモジュールは、前記第１軸線どうしが実質的に一致するように前記第１軸線の延在方向に並べて配置された第１のモジュール及び第２のモジュールとの２つの前記モジュールを含み、前記第２のモジュールの前記支持部材を支持するための支持部が前記第１のモジュールの前記リンク部材の前記基端部に設けられており、前記第２のモジュールの前記支持部材と前記第１のモジュールの前記支持部とが締結具で締結されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、２つ以上のモジュールを要求に応じて組み合わせることによって、多関節ロボットを構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は標準仕様のモジュールの概略構成を示す平面図である。
【図２】図２は図１のII−II断面の概略図である。
【図３】図３は標準仕様に軸部材が追加されたオプション仕様のモジュールの概略構成を示す平面図である。
【図４】図４は図３のIV−IV断面の概略図である。
【図５】図５は図３に示すオプション仕様のモジュールの変形例を示す側面断面図である。
【図６】図６は本発明の参考例に係る多関節ロボットの概略構成を示す側面図である。
【図７】図７は参考例に係る多関節ロボットにおけるモジュール編成の一例を示す側面断面図である。
【図８】図８は参考例に係る多関節ロボットにおけるモジュール編成の変形例を示す側面断面図である。
【図９】図９は本発明の実施形態に係る多関節ロボットの概略構成を示す側面図である。
【図１０】図１０は実施形態に係る多関節ロボットにおけるモジュール編成の一例を示す側面断面図である。
【図１１】図１１は実施形態に係る多関節ロボットの概略構成を示す平面図である。
【図１２】図１２は本発明の実施形態に係る多関節ロボットの変形例を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
次に、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。本発明の実施形態に係る多関節ロボットは回動可能に連結された少なくとも２本のリンクを備えた水平多関節ロボットであって、少なくとも２本のリンクのうち少なくとも１本が本発明の一実施形態に係るモジュールで構成されている。モジュールは標準仕様のもののほか、オプションとして標準仕様に１つの軸が追加されたモジュールなど、顧客の要望に応じて少なくとも１つのオプションの部品・装置を標準仕様に追加することができる。
【００１０】
〔標準仕様のモジュール〕
図１は標準仕様のモジュール２の概略構成を示す平面図であり、図２は図１のII−II断面の概略図である。なお、図２ではサーボモータ８１が二点鎖線で示されている。図１及び図２に示すように、本発明の一実施形態に係る標準仕様のモジュール２は、リンク部材３０と、第１軸線Ｌ１が軸心を通っている第１軸３１（支持部材）と、第１軸３１に対しリンク部材３０を回動可能に連結する軸受３２と、リンク部材３０を第１軸線Ｌ１まわりに第１軸３１と相対的に回動させる第１駆動装置３３とで概ね構成されている。望ましくは、リンク部材３０は、第１軸線Ｌ１まわりに３６０°回転可能である。
【００１１】
リンク部材３０は、水平方向に長尺な中空状の箱体であって、多関節ロボットの構成要素であるリンクとしての外形を成している。リンク部材３０は、本体３０ａと、本体３０ａと締結具等によって結合された蓋体３０ｂとを含む複数の部材により構成されている。リンク部材３０は、蓋体３０ｂを外して内部を開放することが可能であり、このように内部が開放されたリンク部材３０に対して第１駆動装置３３などの内装物の組み付けや配線などの作業が行われる。
【００１２】
リンク部材３０には、基端と先端の両方において、上下両面に開口部３０ｃが設けられている。開口部３０ｃの周縁には、他のモジュール２の第１軸３１を支持したり、後述する第２軸４１を回動可能に支持したりするための支持部３０ｄ，３０ｅが規定されている。支持部３０ｄ，３０ｅには、他のモジュール２の第１軸３１等と当該支持部３０ｄ，３０ｅとを締結具で締結するための複数の締結孔（図示略）が設けられている。支持部３０ｄ，３０ｅに強度を備えるために、望ましくは、支持部３０ｄ，３０ｅがリンク部材３０の他の部分より肉厚に形成されているか、或いは、支持部３０ｄ，３０ｅに補強板が設けられている。
【００１３】
第１軸３１の上部３１２は、リンク部材３０の基端の下面に設けられた開口部３０ｃに挿入されている。第１軸３１は、リンク部材３０を支持する支持部材として機能する。第１軸３１は、一体的に形成されている、又は、分割可能に構成されている。本実施形態に係る第１軸３１は、リンク部材３０の外側に現れる下部３１１と、リンク部材３０に内挿される上部３１２とが、第１軸線Ｌ１の延在方向に直列的に結合されて成る。第１軸３１の下部３１１は、連結されるモジュール２間のスペーサとしての機能も併せ備えている。第１軸３１の上部３１２には、歯車３１３が外嵌されて固定されている。
【００１４】
第１軸３１は全体として中空軸状であって、中空部にブッシュ３１５が挿入されている。ブッシュ３１５の内周側は配線・配管空間として利用される。本実施形態に係るブッシュ３１５の内径は一定であるが、ブッシュ３１５は上部の内径が上方へ向けて漸次拡大するような、いわゆる、上部がラッパ状に拡大する内径を有する中空軸状体であってもよい。これにより配線・配管とのブッシュ３１５との摩擦が軽減され、配線・配管の損傷を防ぐことができる。
【００１５】
第１駆動装置３３は、リンク部材３０の内部に設けられている。第１駆動装置３３は、駆動源であるサーボモータ８１と、第１軸３１の歯車３１３と噛合している出力歯車８２を介してサーボモータ８１のモータ出力を第１軸３１の歯車３１３へ伝達する動力伝達機構８３とを概ね備えている。出力歯車８２は、リンク部材３０に回動可能に支持された出力軸８４に固定されている又は出力軸８４と一体的に形成されている。動力伝達機構８３は、複数の歯車から構成されており、モータ出力の回転速度を減じて出力歯車８２へ出力する減速機としての機能も併せ備えている。なお、第１駆動装置３３の動作は図示されないコントローラにより制御されており、第１駆動装置３３とコントローラとを接続するケーブル類は、リンク部材３０内と第１軸３１内を通されている。
【００１６】
〔オプション仕様のモジュール〕
上記構成の標準仕様のモジュール２は、オプションとして先端に第２軸４１（軸部材）を追加することができる。以下、特にオプション仕様のモジュールを標準仕様のモジュール２と区別する場合には、オプション仕様のモジュールに対し参照符号「２Ａ」を用いることがある。図３はオプション仕様のモジュール２Ａの概略構成を示す平面図であり、図４は図３のIV−IV断面の概略図である。なお、図４ではサーボモータ８１が二点鎖線で示されている。
【００１７】
図３及び４に示すように、オプション仕様のモジュール２Ａには、前述の標準仕様のモジュール２に、第２軸４１が追加されている。具体的には、オプション仕様のモジュール２Ａは、前述の標準仕様のモジュール２の構成に加えて、リンク部材３０に挿入された第２軸４１と、リンク部材３０に第２軸４１を回動可能に連結する軸受４２と、第２軸４１をリンク部材３０に対して当該第２軸４１の軸心を通る第２軸線Ｌ２を回動中心として回動させる第２駆動装置４３とを備えている。なお、第１軸線Ｌ１と第２軸線Ｌ２は平行であり、本実施形態に係る第１軸線Ｌ１と第２軸線Ｌ２は垂直に延在している。
【００１８】
第２軸４１は、リンク部材３０の先端の上面に設けられた開口部３０ｃに挿入されており、その開口部３０ｃの周縁部に規定された支持部３０ｅに軸受４２を介して回動可能に支持されている。望ましくは、第２軸４１は、リンク部材３０に対し第２軸線Ｌ２まわりに３６０°回転可能である。
【００１９】
第２軸４１は、一体的に形成されている、又は、分割可能に構成されている。本実施形態においては、リンク部材３０の外側に現れる部分４１１と、リンク部材３０に内挿される部分４１２とが、第２軸４１の軸心の延在方向に直列的に結合されて成る。第２軸４１のリンク部材３０に内挿される部分４１２には、歯車４１３が外嵌されて固定されている。第２軸４１は全体として中空軸状であって、中空部にブッシュ４１５が挿入されている。ブッシュ４１５の内周側は配線・配管空間として利用される。
【００２０】
第２軸４１のリンク部材３０の外側に現れる部分４１１には、例えば、他のリンク部材を連結することができる。本実施形態においては、第２軸４１のリンク部材３０の外側に現れる部分４１１に、平板状のリンク部材５１の基端が固定されている。このリンク部材５１は、第２軸４１と一体的に挙動し、第２駆動装置４３によって第２軸線Ｌ２まわりに回転駆動される。
【００２１】
第２駆動装置４３は、リンク部材３０の内部に設けられている。なお、本実施形態のモジュール２Ａでは、カスタマイズが容易なように、リンク部材３０の内部に予め第２駆動装置４３が配置されるための空間が規定されている。第２駆動装置４３は第１駆動装置３３とほぼ同様の構成であって、第１駆動装置３３と第２駆動装置４３において共通する機能を有する部材には同一の参照符号が付されている。第２駆動装置４３は、駆動源であるサーボモータ８１と、第２軸４１の歯車４１３と噛合している出力歯車８２を介してサーボモータ８１のモータ出力を第２軸４１の歯車４１３へ伝達する動力伝達機構８３とを概ね備えている。
【００２２】
上記構成のモジュール２Ａでは、第２軸４１はリンク部材３０の上面から上方へ突出しているが、モジュール２Ａを第２軸４１をリンク部材３０の下面から下方へ突出するように変形することも可能である。以下、特にオプション仕様のモジュール２Ａの変形例を標準仕様のモジュール２やオプション仕様のモジュール２Ａと区別する場合には、オプション仕様のモジュールの変形例に対し参照符号「２Ａ’」を用いることがある。図５では、図３に示すオプション仕様のモジュール２Ａの変形例（モジュール２Ａ’）の側面断面図が示されている。
【００２３】
図５に示すオプション仕様のモジュール２Ａ’では、第２軸４１がリンク部材３０の先端側の下面に設けられた開口部３０ｃに挿入されており、この開口部３０ｃの周囲に規定された支持部３０ｅに軸受４２を介して第２軸４１が回動可能に支持されている。リンク部材３０の内部に位置する第２軸の上部には歯車４１３が外嵌固定されており、この歯車４１３は第２駆動装置４３の出力歯車８２と噛合している。また，リンク部材３０の下面から下方へ突出して第２軸４１の下部には、別のリンク部材５１が固定されている。よって、このような構成のモジュール２Ａ’では、別のリンク部材５１はモジュール２Ａ’の下方に連結されている。
【００２４】
以上に説明したように、本実施形態に係るモジュール２は、第１軸３１（支持部材）と、第１軸３１に第１軸線Ｌ１まわりに回動可能に支持されたリンク部材３０と、リンク部材３０に設けられ当該リンク部材３０を第１軸３１に対して第１軸線Ｌ１まわりに回動させる第１駆動装置３３とを、備えている。
【００２５】
更に、本実施形態のモジュール２は、そのモジュール２と実質的に同じ構成を有する他のモジュールと連結可能であって、モジュール２のリンク部材３０に、第１軸線Ｌ１どうしが実質的に一致するように他のモジュールの第１軸３１を支持するための支持部３０ｄと、第１軸線Ｌ１どうしが実質的に一致しないように他のモジュールの第１軸３１を支持するための支持部３０ｅとが規定されている。本実施形態のモジュール２では、カスタマイズが容易なように、リンク部材３０に支持部３０ｄ及び支持部３０ｅの両方が規定されているが、これらのうち少なくとも一方が規定されていてもよい。なお、上記において「実質的に同じ構成を有する他のモジュール」には、基本仕様のモジュール２に限定されず、第１軸３１、リンク部材３０、及び、第１駆動装置３３を基本構成として含むモジュールが含まれる。例えば、上記他のモジュールには、基本仕様のモジュール２に少なくとも１つのオプション部品や装置が追加されたもの、基本仕様のモジュール２のリンク部材３０や第１軸３１の少なくとも一部分の形状が変更されたもの、などが広く含まれる。
【００２６】
このように、本実施形態に係るモジュール２は、多関節ロボットの構成単位として第１軸３１、リンク部材３０、及び第１駆動装置３３を備えており、これらを１つの組立体として取り扱うことが可能である。そして、１つのモジュール２と他のリンク部材５１、又は、２つ以上のモジュール２を要求に応じて組み合わせることによって、多関節ロボットを構成することができる。多関節ロボットがモジュール２で編成されているので、モジュール２の数を増減させたり、異なる態様のモジュール２に交換したりすることによって、ユーザの要望に応じてカスタマイズされた多関節ロボットを容易に提供することができる。
【００２７】
また、本実施形態のモジュール２では、第１駆動装置３３が、第１軸３１に設けられた第１歯車３１３と、サーボモータ８１と、第１歯車３１３と噛合する第２歯車８２を含み且つサーボモータ８１の出力を第２歯車８２を介して第１歯車３１３へ伝達する動力伝達機構８３とを有している。
【００２８】
上記構成の第１駆動装置３３において、第２歯車８２がサーボモータ８１から伝達された動力によって回転すると、第２歯車８２が第１歯車３１３の周囲を回転する。これによって、第２歯車８２を支持しているリンク部材３０は、第１軸線Ｌ１を中心として第１軸３１に対して回動する。このように、リンク部材３０が第１軸３１のまわりを回動するように構成されているので、モジュール２を連結される他のモジュール２の干渉を受けずに第１軸線Ｌ１まわりに回転させることができる。また、モジュール２をリンク部材３０、第１軸３１及び第１駆動装置３３の組立体として取り扱うことが可能である。
【００２９】
また、本実施形態のオプション仕様のモジュール２Ａ，２Ａ’は、リンク部材３０に第１軸線Ｌ１と平行な第２軸線Ｌ２まわりに回動可能に支持された第２軸４１（軸部材）と、リンク部材３０に設けられ第２軸４１をリンク部材３０に対して第２軸線Ｌ２まわりに回動させる第２駆動装置４３とを更に備えている。
【００３０】
このように、本実施形態のモジュール２は、２つの軸（即ち、第１軸３１及び第２軸４１）とその駆動装置（即ち、第１駆動装置３３及び第２駆動装置４３）を一体的に備えたモジュールとして構成することも可能である。これにより、モジュール２を組み合わせて構成できる多関節ロボットのバリエーションが広がる。また、このモジュール２では２つの軸とその駆動装置が１つのリンク部材３０に支持されているので、このリンク部材３０の下流側に連結される他のリンクに第２軸４１まわりの回転のための駆動装置を省略することが可能である。これによれば、下流側に連結される他のリンクとして、例えば、駆動装置を搭載しない薄く細いリンク部材や、剛性の低いリンク部材を採用することが可能となる。
【００３１】
〔多関節ロボットの構成例〕
以下では、上記モジュール２を用いた多関節ロボットの構成例を説明する。
【００３２】
〔多関節ロボットの参考例〕
図６は本発明の参考例に係る多関節ロボット１０Ａの概略構成を示す側面図である。図６に示すように、本発明の参考例に係る多関節ロボット１０Ａは、基台２０と、基台２０に支持されたロボットアーム３と、ロボットアーム３の手首に取り付けられたロボットハンド５と、ロボットアーム３とロボットハンド５の動作を制御するコントローラ６とを備えている。ロボットアーム３は、基台２０に水平方向に回動可能に連結された第１リンク２１と、第１リンク２１の先端部に水平方向に回動可能に連結された第２リンク２２と、第２リンク２２の先端部に水平方向に回動可能に連結された第３リンク２３とを備えている。
【００３３】
図７は参考例に係る多関節ロボット１０Ａにおけるモジュール編成の一例を示す側面断面図である。図７に示す多関節ロボット１０Ａのロボットアーム３は、第１リンク２１としての基本仕様のモジュール２、第２リンク２２としてのオプション仕様のモジュール２Ａ、及び、第３リンク２３としての平板状のリンク部材５１を直列的に連結することによって編成されている。
【００３４】
第１リンク２１のモジュール２の第１軸３１の下端は基台２０に固定されている。第２リンク２２のモジュール２Ａの第１軸３１の下端は、第１リンク２１のモジュール２のリンク部材３０の先端側上面に固定されている。第３リンク２３のリンク部材５１の基端は、第２リンク２２のモジュール２Ａの第２軸４１に固定されている。
【００３５】
第１リンク２１のモジュール２と第２リンク２２のモジュール２Ａの双方において、リンク部材３０の基端側上面の開口はハット状のキャップ６１で塞がれている。キャップ６１によって上方へ拡張されたリンク部材３０の内部空間は配線や配管のために利用される。また、第１リンク２１のモジュール２と第２リンク２２のモジュール２Ａの双方において、リンク部材３０の先端側下面の開口は円形の閉塞板６２で塞がれている。
【００３６】
第１リンク２１のモジュール２の内部と基台２０の内部は、基台２０の上面に設けられた開口と、この開口上に立設されたモジュール２の第１軸３１のブッシュ３１５とによって連通されている。また、第１リンク２１のモジュール２の内部と第２リンク２２のモジュール２Ａの内部は、モジュール２のリンク部材３０の先端の開口部３０ｃと、この開口部３０ｃ上に立設されたモジュール２Ａの第１軸３１のブッシュ３１５とによって連通されている。このように、基台２０、第１リンク２１、第２リンク２２の内部空間は連通されており、この内部空間が配線・配管のために利用されている。リンク部材５１には、基台２０から第１リンク２１及び第２リンク２２の内部を通されて、第２リンク２２の先端から外部へ引き出された配線や配管を束ねる配線台５２が設けられている。
【００３７】
上記構成のロボットアーム３では、第１リンク２１として基本仕様のモジュール２が用いられているが、この基本仕様のモジュール２に代えてオプション仕様のモジュール２Ａが用いられていてもよい。そこで、第１リンク２１としてオプション仕様のモジュール２Ａが用いられた場合の、参考例に係る多関節ロボット１０Ａのモジュール編成の変形例を説明する。
【００３８】
図８は参考例に係る多関節ロボットにおけるモジュール編成の変形例を示す側面断面図である。図８に示す多関節ロボット１０Ａのロボットアーム３は、第１リンク２１としてのオプション仕様のモジュール２Ａ、第２リンク２２としてのオプション仕様のモジュール２Ａ、及び、第３リンク２３としての他のリンク部材５１を直列的に連結することによって編成されている。
【００３９】
第１リンク２１のモジュール２Ａの第１軸３１の下端は基台２０に固定されている。第１リンク２１のモジュール２Ａの第２軸４１の上端は、第２リンク２２のモジュール２Ａの第１軸３１の下端と連結されている。第２リンク２２のモジュール２Ａの第２軸４１の上端には、第３リンク２３のリンク部材５１の基端が固定されている。
【００４０】
上記変形例のように、オプション仕様のモジュール２Ａが直列的に連結されたロボットアーム３では、第１リンク２１と基台２０を連結している関節は１つの駆動装置３３からの出力で動かされるが、第１リンク２１と第２リンク２２を連結している関節は２つの駆動装置３３，４３の合成出力で動かされる。ロボットアーム３の末端へ向かうほど関節に速い動作が要求される場合があり、このような場合に上記変形例に係る構成が有利である。
【００４１】
以上に説明したように、本参考例の多関節ロボット１０Ａは、基台２０と、基台２０に支持された２つ以上のモジュール２とを備えている。そして、２つ以上のモジュール２の各々が、第１軸３１（支持部材）、第１軸３１に第１軸線Ｌ１まわりに回動可能に支持されたリンク部材３０、及び、リンク部材３０に設けられ当該リンク部材３０を第１軸３１に対して第１軸線Ｌ１まわりに回動させる第１駆動装置３３を有している。
【００４２】
そして、２つ以上のモジュール２は、第１軸線Ｌ１どうしが実質的に一致しないように第１軸線Ｌ１の延在方向に並べて配置されている。これにより、２つ以上のモジュール２を用いて多関節ロボット１０Ａのロボットアーム３が構成されている。
【００４３】
本参考例では、２つ以上のモジュール２が、基台２０に固定された第１軸３１を有する第１のモジュール（即ち、第１リンク２１のモジュール２）と、自身以外のモジュールのリンク部材（即ち、第１リンク２１のリンク部材３０）に固定された第１軸３１を有する第２のモジュール（即ち、第２リンク２２のモジュール２）とを含んでいる。なお、この第２のモジュールの先端側に、当該第２のモジュールのリンク部材３０に固定された第１軸３１を有する別の第２のモジュールが設けられてもよい。つまり、ロボットアーム３が直列的に繰り返された複数のモジュール２を備えていてよい。
【００４４】
〔多関節ロボットの実施形態〕
次に、本発明の実施形態に係る多関節ロボット１０Ｂを説明する。図９は本発明の実施形態に係る多関節ロボット１０Ｂの概略構成を示す側面図であり、図１０は実施形態に係る多関節ロボット１０Ｂにおけるモジュール編成の一例を示す側面断面図であり、図１１は実施形態に係る多関節ロボット１０Ｂの概略構成を示す平面図である。なお、本実施形態の説明においては、前述の参考例と同一又は類似の部材には図面に同一の符号を付し、説明を省略する場合がある。
【００４５】
図９及び図１０に示す多関節ロボット１０Ｂは、基台２０と、基台２０に支持された２本のロボットアーム３Ａ，３Ｂと、各ロボットアーム３Ａ，３Ｂの手首に取り付けられたロボットハンド５と、ロボットアーム３Ａ，３Ｂとロボットハンド５の動作を制御するコントローラ６とを備えている。
【００４６】
２本のロボットアーム３Ａ，３Ｂは共通する構成を有しており、２本のロボットアーム３Ａ，３Ｂの各々は、第１リンク２１と、第１リンク２１の先端に連結された第２リンク２２とを備えている。２本のロボットアーム３Ａ，３Ｂの第１リンク２１の基端は同一軸線上に配置されており、一方のロボットアーム３Ａの第１リンク２１と他方のロボットアーム３の第１リンク２１とは高低差を持って配設されている。以下では、２本のロボットアームのうち下方に位置するロボットアームを第１アーム３Ａとし、上方に位置するロボットアームを第２アーム３Ｂとする。
【００４７】
第１アーム３Ａでは、第１リンク２１としてオプション仕様のモジュール２Ａが用いられ、第２リンク２２として平板状のリンク部材５１が用いられている。第１リンク２１のモジュール２Ａの第１軸３１の下端は基台２０に固定されている。なお、図１１に示すように、基台２０の上面には菱形の開口部１９が設けられており、この開口部１９の範囲内で第１軸３１の基台２０に対する取付位置を変更することが可能である。つまり、第１リンクのモジュール２Ａの第１軸線Ｌ１の位置を、開口部１９の範囲内で選択することができる。第１リンク２１のモジュール２Ａの第２軸４１には、第３リンク２３のリンク部材５１の基端が固定されている。
【００４８】
第２アーム３Ｂでは、第１リンク２１としてオプション仕様のモジュール２Ａ’が用いられ、第２リンク２２として平板状のリンク部材５１が用いられている。第１リンク２１のモジュール２Ａ’の第１軸３１の下端は、第１アーム３Ａの第１リンク２１のモジュール２Ａのリンク部材３０に固定されている。第１リンク２１のモジュール２Ａ’の第２軸４１には、第３リンク２３のリンク部材５１の基端が固定されている。
【００４９】
上記構成の多関節ロボット１０Ｂでは、第２アーム３Ｂの第１リンク２１の第１軸３１が、第１アーム３Ａの第１リンク２１のリンク部材３０に固定されている。つまり、多関節ロボット１０Ｂは、自身以外のモジュール２のリンク部材３０に固定された第１軸３１を有するモジュール２を含んでいる。このような多関節ロボット１０Ｂでは、第１アーム３Ａが第１軸線Ｌ１を中心として回動すると、この動きに同伴して第２アーム３Ｂも第１軸線Ｌ１を中心として回動する。そのため、コントローラ６から第２アーム３Ｂの第１駆動装置３３へ与えられる制御信号には、第１アーム３Ａの第１軸線Ｌ１まわりの回動を相殺する成分が含まれている。例えば、第１アーム３Ａを第１軸線Ｌ１まわりに９０度回転させるとともに第２アーム３Ｂを見かけ上静止させるためには、第１アーム３Ａを第１軸線Ｌ１まわりに９０度回転させるとともに第２アーム３Ｂを第１軸線Ｌ１まわりに−９０度回転させる。
【００５０】
上記構成の多関節ロボット１０Ｂでは、２本のロボットアーム３Ａ，３Ｂの基端部が単純に上下に連結されることによって双腕が形成されているので、ロボットアーム３を増加して更に多腕にしたり、ロボットアーム３の数を減らして単腕にしたりするカスタマイズを容易に行うことができる。例えば、図１２には、図９に示した多関節ロボット１０Ｂの２本のロボットアーム３Ａ，３Ｂのうち一方を取り外した多関節ロボット１０Ｂ’が示されている。多関節ロボット１０Ｂ’では、基台２０と、基台２０に支持された上記の第２アーム３Ｂとを備えている。多関節ロボット１０Ｂ’は、第２アーム３Ｂに代えて上記の第１アーム３Ａを備えていてもよい。
【００５１】
以上に説明したように、本実施形態の多関節ロボット１０Ｂは、基台２０と、基台２０に支持された２つ以上のモジュール２とを備えている。そして、２つ以上のモジュール２の各々が、第１軸３１（支持部材）、第１軸３１に第１軸線Ｌ１まわりに回動可能に支持されたリンク部材３０、及び、リンク部材３０に設けられ当該リンク部材３０を第１軸３１に対して第１軸線Ｌ１まわりに回動させる第１駆動装置３３を有している。
【００５２】
そして、２つ以上のモジュール２は、第１軸線Ｌ１どうしが実質的に一致するように第１軸線Ｌ１の延在方向に並べて配置されている。これにより、２つ以上のモジュール２を用いて双腕の多関節ロボット１０Ｂが構成されている。
【００５３】
本実施形態では、２つのモジュール２が第１軸線Ｌ１どうしが実質的に一致するように上下高低差を設けて配置されているが、３つ以上の複数のモジュール２が第１軸線Ｌ１どうしが実質的に一致するように上下高低差を設けて配置されていてもよい。
【００５４】
また、本実施形態に係る多関節ロボット１０Ｂでは、各ロボットアーム３Ａ，３Ｂが１つのモジュール２とリンク部材５１とで編成されているが、ロボットアーム３Ａ，３Ｂのうち少なくとも一方が２つ以上の複数のモジュール２を含んで編成されていてもよい。この場合、ロボットアーム３Ａ，３Ｂのうち少なくとも一方を、例えば、第１リンクとしてのモジュール２と、第２リンクとしてのモジュール２と、第３リンクとしての平板状のリンク部材５１で編成することが可能である。
【００５５】
以上の本発明の好適な実施の形態及び変形例の説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造及び／又は機能の詳細を実質的に変更できる。
【符号の説明】
【００５６】
２  モジュール
３  ロボットアーム
５  ロボットハンド
６  コントローラ
１０Ａ，１０Ｂ  多関節ロボット
２０  基台
２１  第１リンク
２２  第２リンク
３０  リンク部材
３１  第１軸（支持部材）
３２  軸受
３３  第１駆動装置
４１  第２軸（軸部材）
４２  軸受
４３  第２駆動装置
５１  リンク部材
５２  配線台
Ｌ１  第１軸線
Ｌ２  第２軸線
【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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【図１１】
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【図１２】
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