(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対になって設けられ、第１モータの駆動によって基準平面に沿って互いに逆方向に揺動する第１駆動アーム部及び第２駆動アーム部と、前記第１駆動アーム部の揺動端部に一端部が回転自在に接続され前記基準平面に沿って揺動可能な第１従動アーム部及び前記第２駆動アーム部の揺動端部に一端部が回転自在に接続され前記基準平面に沿って揺動可能な第２従動アーム部と、前記第１従動アーム部の他端部及び前記第２従動アーム部の他端部が回転自在に接続されるハンド部とを備えるフロッグレッグアームロボットであって、
前記第１駆動アーム部と第１従動アーム部とが接続される第１接続部、及び第１従動アーム部と前記ハンド部とが接続される第２接続部のいずれか一方に駆動力を供給する第２モータと、
前記第２駆動アーム部と第２従動アーム部とが接続される第３接続部、及び第２従動アーム部と前記ハンド部とが接続される第４接続部のいずれか一方に駆動力を供給する第３モータと、
前記第１モータの駆動に応じて前記第２モータ及び前記第３モータの駆動を制御する制御装置と、
前記第２モータの回転角度を検出する第１検出装置と、
前記第３モータの回転角度を検出する第２検出装置と、を有し、
前記制御装置は、前記第１検出装置の検出結果及び前記第２検出装置の検出結果に基づいて、前記ハンド部に対する前記第１従動アーム部の回転角度と、前記ハンド部に対する前記第２従動アーム部の回転角度とが、所定の基準線を挟んで対称となるように前記第２モータ及び前記第３モータの駆動を同期させることを特徴とするフロッグレッグアームロボット。
【請求項２】
前記第２モータは、前記第１駆動アーム部及び前記第１従動アーム部のいずれか一方の内部に設けられ、
前記第３モータは、前記第２駆動アーム部及び前記第２従動アーム部のいずれか一方の内部に設けられることを特徴とする請求項１に記載のフロッグレッグアームロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、搬送対象物をハンド部に載置した状態にて移送するフロッグレッグアームロボットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、所定の搬送対象物をハンド部に載置した状態にて移送するアームロボットが用いられている。このようなアームロボットの中には、同期して動く２本のアーム部によってハンド部が支持された、いわゆるフロッグレッグアームロボットがある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平９−１２６８７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記フロッグレッグアームロボットは、その伸縮時においてハンド部の姿勢を一定にするため、ハンド部に接続された２本のアーム部の先端にそれぞれ歯車を設け、その歯車を互いに噛合させて、２本のアーム部の同期をとる構成を採用している。
しかしながら、当該歯車を用いて同期をとる構成では、搬送対象物の重量等に応じて負荷が増大すると、その負荷に応じた大きい歯車を用いる必要があり、フロッグレッグアームロボットの重量が大きくなってしまう。また、歯車と歯車との噛合間に存するガタが、アーム部の動作の円滑さを阻害するため、ハンド部の位置決め精度も低下する。また、歯車の組み付け部品の位置精度も必要となり組立が煩雑となる。さらに、精密部品等を扱うクリーンルームでは、歯車からの発塵を防止するため、歯車を覆うカバーリングが必要となるといった問題がある。
【０００４】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、２本のアーム部の先端に歯車等の機械的構造を設けずに２本のアーム部の同期をとり、ハンド部の姿勢を一定にすることができるフロッグレッグアーム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】
【０００５】
上記の課題を解決するために、本発明は、一対になって設けられ、第１モータの駆動によって基準平面に沿って互いに逆方向に揺動する第１駆動アーム部及び第２駆動アーム部と、上記第１駆動アーム部の揺動端部に一端部が回転自在に接続され上記基準平面に沿って揺動可能な第１従動アーム部及び上記第２駆動アーム部の揺動端部に一端部が回転自在に接続され上記基準平面に沿って揺動可能な第２従動アーム部と、上記第１従動アーム部の他端部及び上記第２従動アーム部の他端部が回転自在に接続されるハンド部とを備えるフロッグレッグアームロボットであって、上記第１駆動アーム部と第１従動アーム部とが接続される第１接続部及び第１従動アーム部と上記ハンド部とが接続される第２接続部のいずれか一方に駆動力を供給する第２モータと、上記第２駆動アーム部と第２従動アーム部とが接続される第３接続部及び第２従動アーム部と上記ハンド部とが接続される第４接続部のいずれか一方に駆動力を供給する第３モータと、上記第１モータの駆動に応じて上記第２モータ及び上記第３モータの駆動を制御する制御装置とを有するという構成を採用する。
このような構成を採用することによって、本発明では、第１モータの駆動に応じた第２モータ及び第３モータの駆動により、電気的にアーム部の同期をとることができる。
【０００６】
また、本発明では、上記第２モータの回転角度を検出する第１検出装置と、上記第３モータの回転角度を検出する第２検出装置とを備え、上記制御装置は、上記第１検出装置の検出結果及び上記第２検出装置の検出結果に基づいて、上記第２モータ及び上記第３モータの駆動を同期させるという構成を採用する。
このような構成を採用することによって、本発明では、第２モータ及び第３モータのそれぞれの回転角度を検出しながら第２モータ及び第３モータを駆動させることができるため、アーム部の同期を精度良くとることができる。
【０００７】
また、本発明では、上記制御装置は、上記第１検出装置の検出結果及び上記第２検出装置の検出結果に基づいて、上記ハンド部に対する上記第１従動アーム部の回転角度と、上記ハンド部に対する上記第２従動アーム部の回転角度とが、所定の基準線を挟んで対称となるように上記第２モータ及び上記第３モータの駆動を同期させるという構成を採用する。
このような構成を採用することによって、本発明では、ハンド部の姿勢を一定に保ちつつ基準線に沿って正確に移動させることができる。
【０００８】
また、本発明では、上記第２モータは、上記第１駆動アーム部及び上記第１従動アーム部のいずれか一方の内部に設けられ、上記第３モータは、上記第２駆動アーム部及び上記第２従動アーム部のいずれか一方の内部に設けられるという構成を採用する。
このような構成を採用することによって、本発明では、アーム部内部にモータを設けることで発塵をより確実に防止することができると共に、外形のスリム化を図ることができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、一対になって設けられ、第１モータの駆動によって基準平面に沿って互いに逆方向に揺動する第１駆動アーム部及び第２駆動アーム部と、上記第１駆動アーム部の揺動端部に一端部が回転自在に接続され上記基準平面に沿って揺動可能な第１従動アーム部及び上記第２駆動アーム部の揺動端部に一端部が回転自在に接続され上記基準平面に沿って揺動可能な第２従動アーム部と、上記第１従動アーム部の他端部及び上記第２従動アーム部の他端部が回転自在に接続されるハンド部とを備えるフロッグレッグアームロボットであって、上記第１駆動アーム部と第１従動アーム部とが接続される第１接続部及び第１従動アーム部と上記ハンド部とが接続される第２接続部のいずれか一方に駆動力を供給する第２モータと、上記第２駆動アーム部と第２従動アーム部とが接続される第３接続部及び第２従動アーム部と上記ハンド部とが接続される第４接続部のいずれか一方に駆動力を供給する第３モータと、上記第１モータの駆動に応じて上記第２モータ及び上記第３モータの駆動を制御する制御装置とを有するという構成を採用することによって、第１モータの駆動に応じた第２モータ及び第３モータの駆動により、電気的にアーム部の同期をとることができる。
したがって、本発明は、２本のアーム部の先端に歯車等の機械的構造を設けずに２本のアーム部の同期をとり、ハンド部の姿勢を一定にすることができるフロッグレッグアームロボットを提供することができる。
つまり、本発明では、歯車同士の機械的接触による発塵が防止されるためハンド部におけるカバーリングが不要となり、且つ、組み付け精度が求められる重量の大きな歯車を設ける必要は無くなるため、フロッグレッグアームの軽量化及び組立の円滑化を図ることができる効果がある。さらに、本発明では、構成上ガタが生じても第２モータ及び第３モータの駆動により、そのガタを最小に補正できるので、ハンド部の位置決め精度を向上させると共に動作の円滑化が図れる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の図面において、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００１１】
図１は、本発明の実施形態におけるフロッグレッグアームロボットＲの概略構成を示す平面図である。図２は、本発明の実施形態におけるフロッグレッグアームロボットＲの概略構成を示す側面図である。図３は、本発明の実施形態におけるフロッグレッグアームロボットＲの機能構成を示したブロック図である。
図１に示すように、本実施形態のフロッグレッグアームロボットＲは、本体部１と、アーム部２と、ハンド部３と、制御部（制御装置）４とを備えている。
【００１２】
本体部１は、図２に示すように、例えばスタッカクレーンのケージ等の基部Ｂ上に回転可能に設置される。本体部１には、アーム部２をそれぞれ揺動させることによってハンド部３を水平面（基準平面）に沿って前後に移動させるための駆動装置５が設けられている。駆動装置５は、図１に示すように、第１メインモータ（第１モータ）５１及び第２メインモータ（第１モータ）５２を備えている。第１メインモータ５１は、出力軸の回転角度を検出するエンコーダを備えるサーボモータである。一方の第２メインモータ５２も、第１メインモータ５１と同一の構成のサーボモータである。
【００１３】
アーム部２は、本体部１の幅方向において対称に配置された一対のアーム部２１、２２とで構成されている。なお、以下の説明においては、アーム部２１を第１アーム部２１と称し、アーム部２２を第２アーム部２２と称する。
【００１４】
第１アーム部２１は、第１駆動アーム部２３と、第１従動アーム部２４とで構成されている。第１駆動アーム部２３の一端部は、本体部１に設けられた第１メインモータ５１の出力軸に固定されている。第１駆動アーム部２３は、第１メインモータ５１が回転駆動することにより、水平面に沿ってその他端部（揺動端部）が、その一端部を通り水平面に垂直に延びる軸線回りに揺動可能である。なお、第１駆動アーム部２３と第１メインモータ５１とが接続される関節を第１肩ジョイント部６ａと称する。
第１従動アーム部２４は、その一端部が第１駆動アーム部２３の他端部に回転自在に接続され、その一端部を通り水平面に垂直に延びる軸線回りに、その他端部が水平面に沿って揺動可能である。なお、第１駆動アーム部２３と第１従動アーム部２４とが接続される関節を第１肘ジョイント部（第１接続部）６ｂと称する。
【００１５】
第２アーム部２２は、第２駆動アーム部２５と、第２従動アーム部２６とで構成されている。第２駆動アーム部２５の一端部は、本体部１に設けられた第２メインモータ５２の出力軸に固定されている。第２駆動アーム部２５は、第２メインモータ５２が回転駆動することにより、水平面に沿ってその他端部（揺動端部）が、その一端部を通り水平面に垂直に延びる軸線回りに揺動可能である。なお、第２駆動アーム部２５と第２メインモータ５２とが接続される関節を第２肩ジョイント部６ｃと称する。
第２従動アーム部２６は、その一端部が第２駆動アーム部２５の他端部に回転自在に接続され、その一端部を通り水平面に垂直に延びる軸線回りに、その他端部が水平面に沿って揺動可能である。なお、第２駆動アーム部２５と第２従動アーム部２６とが接続される関節を第２肘ジョイント部（第３接続部）６ｄと称する。
【００１６】
ハンド部３は、搬送対象物（例えば、ガラス基板やガラス基板を収納したカセット等）を把持あるいは支持等するものであり、第１アーム部２１及び第２アーム部２２により水平面上に支持されている。より詳しくは、ハンド部３は、第１従動アーム部２４の他端部及び第２従動アーム部２６の他端部が回転自在に接続されることによって支持されている。なお、第１従動アーム部２４及び第２従動アーム部２６の他端部は、それぞれハンド部３に対して独立して回転自在である。
また、第１従動アーム部２４とハンド部３とが接続される関節を第１手首ジョイント部（第２接続部）６ｅと称する。また、第２従動アーム部２６とハンド部３とが接続される関節を第２手首ジョイント部（第４接続部）６ｆと称する。
【００１７】
そして、本実施形態のフロッグレッグアームロボットＲにおいては、ハンド部３の水平面上における姿勢を本体部１に対して一定にするよう、第１アーム部２１及び第２アーム部２２の駆動の同期をとる同期手段１０が設けられている。同期手段１０は、制御部４によってその駆動を制御される第１サブモータ（第２モータ）１１及び第２サブモータ（第３モータ）１２を備える。
第１サブモータ１１は、第１手首ジョイント部６ｅに駆動力を供給するものであり、図２に示すように、第１手首ジョイント部６ｅにおいてその本体がハンド部３上に固定され、その出力軸が第１従動アーム部２４に固定される。したがって、第１サブモータ１１は、回転駆動することにより、ハンド部３と第１従動アーム部２４とを相対的に回転移動させる駆動力を発生させ、第１手首ジョイント部６ｅを駆動させる構成となっている。また、第１サブモータ１１は、その出力軸の回転角度を検出するエンコーダ（第１検出装置）を備えるサーボモータを採用している。
第１サブモータ１１と対称的に、第２サブモータ１２は、第２手首ジョイント部６ｆにおいてその本体がハンド部３上に固定され、その出力軸が第２従動アーム部２６に固定される。したがって、第２サブモータ１２は、回転駆動することにより、ハンド部３と第２従動アーム部２６とを相対的に回転移動させる駆動力を発生させ、第２手首ジョイント部６ｆを駆動させる構成となっている。また、第２サブモータ１２は、その出力軸の回転角度を検出するエンコーダ（第２検出装置）を備えるサーボモータを採用している。
【００１８】
制御部４は、フロッグレッグアームロボットＲの動作全体を統括するものであり、図３に示すように演算処理部４１と、記憶部４２とを有する構成となっている。演算処理部４１は、不図示の司令部から駆動指令を受け、その駆動指令に基づいて、第１メインモータ５１、第２メインモータ５２、第１サブモータ１１及び第２サブモータ１２を駆動させる電気信号を出力すると共に、第１メインモータ５１、第２メインモータ５２、第１サブモータ１１及び第２サブモータ１２のそれぞれに設けられたエンコーダから、それぞれの出力軸の回転角度の検出結果が入力される構成となっている。記憶部４２は、演算処理部４１にて用いられる各種アプリケーションやアーム動作の演算式等が記憶されており、さらに、各エンコーダから出力される検出結果を記憶する構成となっている。
【００１９】
続いて、上述のように構成された本実施形態のフロッグレッグアームロボットＲの動作（フロッグレッグアームロボットＲの制御方法）について図４〜図６を参照して説明する。
図４は、フロッグレッグアームロボットＲのハンド部３が前方に伸展する動作を説明する図を示し、図５は、フロッグレッグアームロボットＲのハンド部３が後方に縮退する動作を説明する図を示す。図６は、第１サブモータ１１及び第２サブモータ１２の制御を説明するフローチャートである。
【００２０】
先ず、図４に示すフロッグレッグアームロボットＲが前方に伸展する動作について説明する。
【００２１】
不図示の司令部は、制御部４に対して伸展駆動指令を出力する。当該伸展駆動指令には、ハンド部３を目標位置まで伸展させる位置情報が含まれている。
司令部から伸展駆動指令を受けた制御部４は、第１メインモータ５１及び第２メインモータ５２を次のように動作させる。
制御部４は、演算処理部４１に当該位置情報を基に、目標位置までハンド部３を移動させるために必要な第１メインモータ５１及び第２メインモータ５２の回転角度（以下、目標角度と称する）を、記憶部４２に記憶されている演算式に基づいて算出させる。そして、演算処理部４１は、算出した目標角度に基づいて、第１メインモータ５１及び第２メインモータ５２に駆動信号を出力する。
【００２２】
演算処理部４１より駆動信号を入力された第１メインモータ５１及び第２メインモータ５２は、同期して互いに逆方向に回転駆動することで第１肩ジョイント部６ａ及び第２肩ジョイント部６ｃに駆動力を供給し、第１肩ジョイント部６ａ及び第２肩ジョイント部６ｃを駆動させる。より詳しくは、図４において、第１メインモータ５１は、時計回りに回転駆動し、対して、第２メインモータ５２は、反時計回りに回転駆動する。第１メインモータ５１及び第２メインモータの回転駆動により、それぞれの出力軸に固定された第１駆動アーム部２３及び第２駆動アーム部２５は、各揺動端部が互いに逆方向（互いに閉じる方向）に揺動することとなる。つまり、第１肩ジョイント部６ａ及び第２肩ジョイント部６ｃの姿勢は、本体部１の中心線（基準線）を挟んで対称となる。
【００２３】
なお、このとき、第１メインモータ５１に設けられたエンコーダは、所定の時間毎に、第１メインモータ５１の回転角度を検出するとともに、検出された検出結果を演算処理部４１に順次出力する。同じく、第２メインモータ５２に設けられたエンコーダは、所定の時間毎に、第２メインモータ５２の回転角度を検出するとともに、検出された検出結果を演算処理部４１に順次出力する。
検出結果を入力された演算処理部４１は、当該検出結果を記憶部４２に記憶させるとともに、当該検出結果と目標角度との差分が零となるまで第１メインモータ５１及び第２メインモータを駆動させることとなる。
【００２４】
一方、制御部４は、第１サブモータ１１及び第２サブモータ１２を、第１メインモータ５１及び第２メインモータ５２の駆動に応じて、次のように同期して動作させる。
先ず、制御部４は、第１肩ジョイント部６ａと第１手首ジョイント部６ｅとの駆動を対応させるため、演算処理部４１に、記憶部４２に記憶されている演算式及び第１メインモータ５１に設けられたエンコーダの検出結果に基づいて、検出された第１メインモータ５１の回転角度に対応して第１サブモータ１１が出力すべき所定の回転角度を算出させる。そして、演算処理部４１は、算出した所定の回転角度に基づいて、第１サブモータ１１に駆動信号を出力する。
【００２５】
演算処理部４１より駆動信号を入力された第１サブモータ１１は、図４において、反時計回りに回転駆動することで第１手首ジョイント部６ｅに駆動力を供給し、第１手首ジョイント部６ｅを駆動させる（図６参照：ステップＳ１）。
そして、第１サブモータ１１に設けられたエンコーダは、所定の時間毎に、第１サブモータ１１の回転角度Ａを検出するとともに、検出された検出結果（回転角度Ａ）を演算処理部４１に出力する（ステップＳ２）。
検出結果を入力された演算処理部４１は、当該検出結果を記憶部４２に記憶させるとともに、当該検出結果に基づいて、第２サブモータ１２に駆動信号を出力する。
【００２６】
演算処理部４１より駆動信号を入力された第２サブモータ１２は、第１サブモータ１１と逆方向、つまり図４において、時計回りに回転駆動することで第２手首ジョイント部６ｆに駆動力を供給し、第２手首ジョイント部６ｆを駆動させる（ステップＳ３）。
そして、第２サブモータ１２に設けられたエンコーダは、所定の時間毎に、第２サブモータ１２の回転角度Ｂを検出するとともに、検出された検出結果（回転角度Ｂ）を演算処理部４１に出力する（ステップＳ４）。
【００２７】
検出結果を入力された演算処理部４１は、記憶部４２に記憶されている回転角度Ａの絶対値と、検出された回転角度Ｂの絶対値との差分が零となったか否か（つまり、ハンド部３に対する第１従動アーム部２４の回転角度と、ハンド部３に対する第２従動アーム部２６の回転角度とが、中心線を挟んで対称であるか否か）を判断する（ステップＳ５）。
演算処理部４１は、差分が零となっていない場合は、ステップＳ３に戻り差分が零となるまで第２サブモータ１２を回転駆動させて、第１手首ジョイント部６ｅの姿勢と第２手首ジョイント部６ｆの姿勢とを中心線を挟んで対称とさせる。一方、差分が零となった場合には、ステップＳ６に移行する。
なお、本実施形態では、第１サブモータ１１及び第２サブモータ１２が同一の方向に設けられ、且つ、逆方向に回転するため、それぞれのエンコーダにより検出される回転角度は互いに符号が異なる。したがって、第１手首ジョイント部６ｅの姿勢と第２手首ジョイント部６ｆの姿勢とが対称であるか否かは、検出される回転角度の絶対値を用いて判断するのが好ましい。
【００２８】
演算処理部４１は、記憶部４２に記憶されている回転角度Ａが、所定の回転角度まで達しているか否かを判断する（ステップＳ６）。演算処理部４１は、回転角度Ａが所定の回転角度まで達していない場合は、ステップＳ１に戻り第１サブモータ１１を回転駆動させると共に、第２サブモータ１２をそれと同期して駆動させる（ステップＳ３〜Ｓ５）、一方、回転角度Ａが所定の回転角度まで達した場合、演算処理部４１は、第１サブモータ１１及び第２サブモータ１２の動作を終了させる。
【００２９】
ここで、図１に示す、第１肘ジョイント部６ｂ及び第２肘ジョイント部６ｄは、その機械構造により、第１メインモータ５１及び第２メインモータ５２による第１肩ジョイント部６ａ及び第２肩ジョイント部６ｃの駆動と、第１サブモータ１１及び第２サブモータ１２による第１手首ジョイント部６ｅ及び第２手首ジョイント部６ｆの駆動とに従って駆動される。
つまり、第１肘ジョイント部６ｂ及び第２肘ジョイント部６ｄの姿勢は、上記駆動により第１肩ジョイント部６ａ及び第２肩ジョイント部６ｃの姿勢が対称となり、また、上記駆動により第１手首ジョイント部６ｅ及び第２手首ジョイント部６ｆの姿勢が対称となると、上記中心線を挟んで互いに対称の姿勢に決定される。
フロッグレッグアームロボットＲは、以上の動作によって第１アーム部２１と第２アーム部２２との同期を取り、中心線に対するハンド部３の姿勢を一定に保ちつつ、ハンド部３を目標位置まで伸展させることとなる。
【００３０】
続いて、図５に示すフロッグレッグアームロボットＲのハンド部３が後方に縮退する動作について説明する。なお、上記伸展する動作と説明を同じくする部分は割愛することとする。
【００３１】
不図示の司令部は、制御部４に対して縮退駆動指令を出力する。当該縮退駆動指令には、ハンド部３を目標位置まで縮退させる位置情報が含まれている。
司令部から伸展駆動指令を受けた制御部４は、演算処理部４１に当該位置情報を基に、目標角度を算出させ、第１メインモータ５１及び第２メインモータ５２に駆動信号を出力する。
演算処理部４１より駆動信号を入力された第１メインモータ５１は、図５において、反時計回りに回転駆動し、対して、第２メインモータ５２は、時計回りに回転駆動することで、第１駆動アーム部２３及び第２駆動アーム部２５の各揺動端部を互いに逆方向（互いに開く方向）に揺動させる。
【００３２】
一方、制御部４は、演算処理部４１に、第１メインモータ５１に設けられたエンコーダの検出結果に基づいて、第１サブモータ１１がその検出時において出力すべき所定の回転角度を算出させ、第１サブモータ１１に駆動信号を出力する。
駆動信号を入力された第１サブモータ１１は、図５において、時計回りに回転駆動することで第１手首ジョイント部６ｅに駆動力を供給し、第１手首ジョイント部６ｅを駆動させる。対して、第２サブモータ１２は、第１サブモータ１１と逆方向、つまり図５において、反時計回りに回転駆動することで第２手首ジョイント部６ｆに駆動力を供給し、第２手首ジョイント部６ｆを駆動させる。
ここで、第１肘ジョイント部６ｂ及び第２肘ジョイント部６ｄは、その機械構造により、以上の動作に従って駆動される。
【００３３】
このようにして、フロッグレッグアームロボットＲは、第１アーム部２１と第２アーム部２２との同期を取り、ハンド部３をその姿勢を一定に保った状態で目標位置にまで縮退させることができる。
【００３４】
したがって、上述の本実施形態によれば、一対になって設けられ、第１メインモータ５１及び第２メインモータ５２の駆動によって水平面に沿って互いに逆方向に揺動する第１駆動アーム部２３及び第２駆動アーム部２５と、第１駆動アーム部２３の揺動端部に一端部が回転自在に接続され水平面に沿って揺動可能な第１従動アーム部２４及び第２駆動アーム部２５の揺動端部に一端部が回転自在に接続され水平面に沿って揺動可能な第２従動アーム部２６と、第１従動アーム部２４の他端部及び第２従動アーム部２６の他端部が回転自在に接続されるハンド部３とを備えるフロッグレッグアームロボットＲであって、第１従動アーム部２４とハンド部３とが接続される第１手首ジョイント部６ｅに駆動力を供給する第１サブモータ１１と、第２従動アーム部２６とハンド部３とが接続される第２手首ジョイント部６ｆに駆動力を供給する第２サブモータ１２と、第１メインモータ５１及び第２メインモータ５２の駆動に応じて第１サブモータ１１及び第２サブモータ１２の駆動を制御する制御部４とを有するという構成を採用することによって、第１メインモータ５１及び第２メインモータ５２の回転角度に応じた第１サブモータ１１及び第２サブモータ１２の駆動により、電気的に第１アーム部２１及び第２アーム部２２の同期をとることができる。
したがって、本実施形態では、第１アーム部２１及び第２アーム部２２の先端に歯車等の機械的構造を設けずに第１アーム部２１及び第２アーム部２２の同期をとり、ハンド部３の姿勢を一定にすることができるフロッグレッグアームロボットＲを提供することができる。
つまり、本実施形態では、歯車同士の機械的接触による発塵が防止されるためハンド部３におけるカバーリングが不要となり、且つ、組み付け精度が求められる重量の大きな歯車を設ける必要は無くなるため、フロッグレッグアームロボットＲの軽量化及び組立の円滑化を図ることができる効果がある。さらに、本実施形態では、構成上ガタが生じても第１サブモータ１１及び第２サブモータ１２の駆動により、そのガタを最小に補正できるので、ハンド部３の位置決め精度を向上させると共に動作の円滑化が図れる効果がある。
【００３５】
また、本実施形態では、第１サブモータ１１の回転角度を検出するエンコーダと、第２サブモータ１２の回転角度を検出するエンコーダとを備え、制御部４は、第１サブモータ１１に設けられたエンコーダの検出結果及び第２サブモータ１２に設けられたエンコーダの検出結果に基づいて、第１サブモータ１１及び第２サブモータ１２の駆動を同期させるという構成を採用することによって、第１サブモータ１１及び第２サブモータ１２のそれぞれの回転角度を検出して、第１アーム部２１及び第２アーム部２２の同期を正確かつ円滑に行うことができる。
【００３６】
また、本実施形態では、制御部４は、検出された回転角度Ａ及び検出された回転角度Ｂに基づいて、ハンド部３に対する第１従動アーム部２４の回転角度と、ハンド部３に対する第２従動アーム部２６の回転角度とが、中心線を挟んで対称となるように第１サブモータ１１及び第２サブモータ１２を同期させるという構成を採用することによって、ハンド部３の姿勢を一定に保ちつつ基準線に沿って正確に移動させることができる。
【００３７】
以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００３８】
例えば、本実施形態では、第１サブモータ１１は第１手首ジョイント部６ｅに駆動力を供給し、第２サブモータ１２は第２手首ジョイント部６ｆに駆動力を供給すると説明したが、本発明は、上記構成に限定されるものではなく、第１サブモータ１１が第１手首ジョイント部６ｅに、第２サブモータ１２が第２肘ジョイント部６ｄに駆動力を供給する構成であっても良いし、また、第１サブモータ１１が第１肘ジョイント部６ｂに、第２サブモータ１２が第２手首ジョイント部６ｆに駆動力を供給する構成であっても良い。さらに、本発明は、第１サブモータ１１が第１肘ジョイント部６ｂに、第２サブモータ１２が第２肘ジョイント部６ｄに駆動力を供給する構成であっても良い。
なお、第１サブモータ１１が第１肘ジョイント部６ｂに、第２サブモータ１２が第２肘ジョイント部６ｄに駆動力を供給する構成である場合は、第１サブモータ１１及び第２サブモータ１２が対称的に配置されるため、本実施形態と同様に第１サブモータ１１及び第２サブモータ１２を同期して制御すれば同様の作用・効果が得られる。
また、第１サブモータ１１が第１肘ジョイント部６ｂに、第２サブモータ１２が第２手首ジョイント部６ｆに駆動力を供給する構成、あるいは、第１サブモータ１１が第１手首ジョイント部６ｅに、第２サブモータ１２が第２肘ジョイント部６ｄに駆動力を供給する構成である場合は、手首ジョイント部と肘ジョイント部との姿勢（回転角度）はその機械構成上、一定の対応関係があるため、当該対応関係に基づいて補正値を算出し、第１サブモータ１１及び第２サブモータ１２のいずれか一方に当該補正値を加算等して同期をとる構成を採用しても良い。
【００３９】
また、例えば、本実施形態では、第１サブモータ１１及び第２サブモータ１２がハンド部３上に固定されると説明したが、図７の別実施形態に示すように、第１サブモータ１１を第１従動アーム部２４内、あるいは、第１駆動アーム部２３内に配置しても良いし、また、第２サブモータ１２を第２従動アーム部２６内、あるいは、第２駆動アーム部２５内に配置しても良い。
このような構成を採用することによって、第１サブモータ１１及び第２サブモータ１２からの発塵をより確実に抑制できると共に、フロッグレッグアームロボットＲのスリム化を図ることができる。
【００４０】
また、例えば、本発明の第１サブモータ１１及び第２サブモータ１２の制御方法は、本実施形態で説明した制御方法に限定されるものでは無い。
制御部４は、例えば、オープン制御で第１サブモータ１１及び第２サブモータ１２に対し、同制御量の駆動信号を同時に出力し同期をとる構成であっても良い。
【００４１】
また、例えば、本実施形態では、第１モータは、第１メインモータ５１と第２メインモータ５２とであると説明したが、本発明は、上記構成に限定されるものではなく、第１メインモータ５１及び第２メインモータ５２のいずれか一方が設けられる構成であっても良い。
この場合、第１肩ジョイント部６ａ及び第２肩ジョイント部６ｃの駆動をチェーンや歯車等で同期をとる構成を採用することが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施の形態におけるフロッグレッグアームロボットの概略構成を示す平面図である。
【図２】本発明の実施の形態におけるフロッグレッグアームロボットの概略構成を示す側面図である。
【図３】本発明の実施の形態におけるフロッグレッグアームロボットの機能構成を示したブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態におけるフロッグレッグアームロボットのハンド部が前方に伸展する動作を説明する図である。
【図５】本発明の実施の形態におけるフロッグレッグアームロボットのハンド部が後方に縮退する動作を説明する図である。
【図６】本発明の実施の形態における第１サブモータ及び第２サブモータの制御を説明するフローチャートである。
【図７】本発明の別実施形態におけるフロッグレッグアームロボットの概略構成を示す側面図である。
【符号の説明】
【００４３】
Ｒ…フロッグレッグアームロボット、３…ハンド部、４…制御部（制御装置）、６ｂ…第１肘ジョイント部（第１接続部）、６ｄ…第２肘ジョイント部（第３接続部）、６ｅ…第１手首ジョイント部（第２接続部）、６ｆ…第２手首ジョイント部（第４接続部）、１１…第１サブモータ（第２モータ）、１２…第２サブモータ（第３モータ）、２３…第１駆動アーム部、２４…第１従動アーム部、２５…第２駆動アーム部、２６…第２従動アーム部、５１…第１メインモータ（第１モータ）、５１…第２メインモータ（第１モータ）
【図１】
0005104456.tif 000002
【図２】
0005104456.tif 000003
【図３】
0005104456.tif 000004
【図４】
0005104456.tif 000005
【図５】
0005104456.tif 000006
【図６】
0005104456.tif 000007
【図７】
0005104456.tif 000008