特許 6693546 艤装装置およびロボット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6693546

(24)【登録日】2020年4月20日

(45)【発行日】2020年5月13日

(54)【発明の名称】艤装装置およびロボット

(51)【国際特許分類】

   B25J 19/00 20060101AFI20200427BHJP

【ＦＩ】

   B25J19/00 G

【請求項の数】6

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2018-172519(P2018-172519)

(22)【出願日】2018年9月14日

(65)【公開番号】特開2020-44589(P2020-44589A)

(43)【公開日】2020年3月26日

【審査請求日】2019年3月19日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006622

【氏名又は名称】株式会社安川電機

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】特許業務法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】石津 謙生

(72)【発明者】

【氏名】田畑 壱

(72)【発明者】

【氏名】辻林 久恵

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 毅

【審査官】 松井 裕典

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−２２９７６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−０９０８６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−２８３２７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−１８９２３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−１１１７９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００４−５３１４０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００９−５３１１８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１６−５０９５４３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２５Ｊ １／００ − ２１／０２

Ｈ０５Ｋ ７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

延伸向きに沿う中空を有する中空アームの基端側に設けられ、前記中空アームに挿通される線状体が接続される接続部と、
前記接続部を前記延伸向きに沿って前記中空アームに対してスライド可能に支持する直動支持部と
を備え、
前記中空アームの先端側は、
前記延伸向きに沿う回転軸まわりに回転し、
前記接続部は、
前記線状体を前記回転軸に沿う軸まわりに回転可能に支持する回転支持部
を備えること
を特徴とする艤装装置。

【請求項2】

前記線状体は、
内部に流れる流体の圧力に応じて全長が伸縮するホースを含むこと
を特徴とする請求項１に記載の艤装装置。

【請求項3】

前記接続部は、
複数の線状体がそれぞれ接続される複数の接続口
を備え、
前記複数の接続口は、
前記回転軸に沿う軸までの距離が等しい位置にそれぞれ配置されること
を特徴とする請求項１または２に記載の艤装装置。

【請求項4】

前記中空アームの先端側に設けられ、基端側に前記線状体が接続されるとともに先端側にエンドエフェクタに向けて伸びる第２線状体が接続される中継部
をさらに備えること
を特徴とする請求項１、２または３に記載の艤装装置。

【請求項5】

前記第２線状体は、
前記中空アームに対して旋回し、旋回向きの側面の少なくとも一方が開放された開放アームを通過すること
を特徴とする請求項４に記載の艤装装置。

【請求項6】

接地面と垂直な鉛直軸まわりに回転するベース部と、
前記ベース部に支持され、前記鉛直軸と垂直な第１軸まわりに旋回する第１アームと、
前記第１アームの先端側に基端側が支持され、前記第１軸と平行な第２軸まわりに旋回する第２アームと、
前記第２アームの先端側に基端側が支持され、前記第２軸と垂直な第３軸まわりに回転する第３アームと、
前記第３アームの先端側に基端側が支持され、前記第３軸と直交する第４軸まわりに旋回する第４アームと
請求項１〜５のいずれか一つに記載の艤装装置と
を備え、
前記中空アームは、
前記第２アームおよび前記第３アームに対応すること
を特徴とするロボット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

開示の実施形態は、艤装装置およびロボットに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、複数の関節部をそれぞれ駆動して動作するロボットが知られている。かかるロボットの先端には、溶接や把持といった用途にあわせたエンドエフェクタが取り付けられ、ワークの加工や移動といった様々な作業が行われる。

【0003】

また、エンドエフェクタへ接続されるケーブルなどの線状体を、ロボットの外側に沿わせるように配索する技術も提案されている（たとえば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１８−１２２４０４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上記した従来技術には、ケーブル等の線状体の耐久性の観点からは改善の余地がある。

【0006】

実施形態の一態様は、線状体の耐久性を向上させることができる艤装装置および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】

実施形態の一態様に係る艤装装置は、接続部と、直動支持部とを備える。接続部は、延伸向きに沿う中空を有する中空アームの基端側に設けられ、前記中空アームに挿通される線状体が接続される。直動支持部は、前記接続部を前記延伸向きに沿って前記中空アームに対してスライド可能に支持する。前記中空アームの先端側は、前記延伸向きに沿う回転軸まわりに回転する。前記接続部は、前記線状体を前記回転軸に沿う軸まわりに回転可能に支持する回転支持部を備える。

【0008】

また、実施形態の一態様に係るロボットは、ベース部と、第１アームと、第２アームと、第３アームと、第４アームと、上記した艤装装置とを備える。ベース部は、接地面と垂直な鉛直軸まわりに回転する。第１アームは、前記ベース部に支持され、前記鉛直軸と垂直な第１軸まわりに旋回する。第２アームは、前記第１アームの先端側に基端側が支持され、前記第１軸と平行な第２軸まわりに旋回する。第３アームは、前記第２アームの先端側に基端側が支持され、前記第２軸と直交する第３軸まわりに回転する。第４アームは、前記第３アームの先端側に基端側が支持され、前記第３軸と直交する第４軸まわりに旋回する。前記中空アームは、前記第２アームおよび前記第３アームに対応する。

【発明の効果】

【0009】

実施形態の一態様によれば、線状体の耐久性を向上させることができる艤装装置およびロボットを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、実施形態に係る艤装装置の概要を示す図である。

【図2】図２は、ロボットの斜視図である。

【図3】図３は、ロボットの側面図である。

【図4】図４は、艤装装置の斜視図である。

【図5A】図５Ａは、回転支持部の配置例その１を示す模式図である。

【図5B】図５Ｂは、回転支持部の配置例その２を示す模式図である。

【図6】図６は、中継部の斜視図である。

【図7】図７は、ロボットシステムの構成を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、添付図面を参照して、本願の開示する艤装装置およびロボットの実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、以下では、ロボットがいわゆるシール材を塗布するエンドエフェクタを用いて作業を行う場合について主に説明するが、作業内容は、シール材の塗布に限らず、ワークのピッキングや、塗装、溶接などであってもよい。

【0012】

また、以下に示す実施形態では、「直交」、「垂直」、「平行」、「鉛直」、「一致」、「等しい」あるいは「重なる」といった表現を用いるが、厳密にこれらの状態を満たすことを要しない。すなわち、上記した各表現は、製造精度、設置精度、処理精度、検出精度などのずれを許容するものとする。

【0013】

まず、実施形態に係る艤装装置４０の概要について図１を用いて説明する。図１は、実施形態に係る艤装装置４０の概要を示す図である。なお、図１は、中空アーム１００を側面からみた側面図に相当する。

【0014】

なお、図１には、説明をわかりやすくするために、鉛直上向きが正方向であるＺ軸、中空アーム１００の延伸向きに沿うＸ軸を含む３次元の直交座標系を図示している。なお、Ｘ軸は中空アーム１００の基端側を負方向、先端側を正方向とする。かかる直交座標系は、以下の説明で用いる他の図面においても示す場合がある。

【0015】

図１に示すように、艤装装置４０は、中空アーム１００の基端側（Ｘ軸負方向側）に設けられる。ここで、中空アーム１００は、中空アーム１００の延伸向きに沿う中空１００ｃが形成された中空形状を有する。

【0016】

たとえば、中空アーム１００は、円筒状の形状であり、内周側に中空１００ｃが形成されている。なお、図１には、中空アーム１００の中心線ＣＬを示している。中心線ＣＬは、中空アーム１００の延伸向きと平行、すなわち、図１に示したＸ軸と平行である。また、中空アーム１００の中空１００ｃには、線状体２００が挿通される。

【0017】

図１に示したように、艤装装置４０は、線状体２００が接続される接続部５０と、接続部５０をスライド可能に支持する直動支持部６０とを備える。ここで、線状体２００は、内部にシール材などの流体を流す伸縮性を有するホースである。

【0018】

なお、本実施形態では、線状体２００がホースである場合について主に説明するが、線状体２００は、電気ケーブルなどのケーブルや、複数種類のケーブルを束ねたコンジットケーブル、溶接ワイヤを通過させるケーブル等であってもよい。

【0019】

接続部５０には、線状体２００の基端側が接続される。このように、接続部５０は、延伸向き（Ｘ軸）に沿う中空１００ｃを有する中空アーム１００の基端側に設けられ、中空アーム１００に挿通される線状体２００が接続される。

【0020】

直動支持部６０は、中空アーム１００における基端側の端面または側面に設けられ、接続部５０を延伸向き（Ｘ軸と平行）に沿って中空アーム１００に対してスライド可能に支持する。なお、図１には接続部５０のスライド向きＤＳ（Ｘ軸と平行）を参考のため示している。

【0021】

つまり、艤装装置４０は、中空アーム１００の延伸向きに沿って直動する直動機構を有する。たとえば、直動支持部６０はリニアガイドに、接続部５０はスライダにそれぞれ対応する。なお、艤装装置４０の詳細については図４を用いて後述することとする。

【0022】

ここで、線状体２００がホースである場合、内部の流体の圧力が高まるとホースは径方向に膨らみ、これにより、ホースの全長が短くなる。その後、圧力が低くなるとホースの膨らみが解消され、ホースの全長は元に戻る。つまり、ホースは、内部に流れる流体の圧力に応じて全長が伸縮する。

【0023】

また、弛みのない所定の長さでホースの両端が固定されている場合、内部の流体の圧力の変動が繰り返されると、ホースを伸縮させようとする力が繰り返されることになるので、ホースに疲労が蓄積し、場合によっては、ひびや破断の原因となる可能性がある。

【0024】

そこで、艤装装置４０では、線状体２００の長さ方向にスライドする接続部５０を備えることとしたので、ホースの伸縮に従動して接続部５０が自由にスライドすることにより、ホースの伸縮に伴う力を低減することができる。したがって、ホースの耐久性を向上させることが可能となる。

【0025】

なお、ここでは、線状体２００として全長が伸縮するホースを例示したが、線状体２００は伸縮性がないものであってもよい。たとえば、伸縮性がない線状体２００であったとしても、線状体２００がねじれたり、線状体２００の先端側が引っ張られたり押されたりすると、線状体２００の長さ方向に外力が付加されることになる。

【0026】

このような場合であっても、線状体２００の長さ方向に自由にスライドする接続部５０を備える艤装装置４０によれば、線状体２００に付加される外力を逃がすことができる。したがって、線状体２００の耐久性を向上させることが可能となる。

【0027】

なお、艤装装置４０は、中空アーム１００の延伸向きに沿う回転軸まわりに回転する回転機構を備えることとしてもよいが、この点については、図４、図５Ａおよび図５Ｂを用いて後述する。また、艤装装置４０は、中空アーム１００の先端側に線状体２００を接続する中継機構を備えることとしてもよいが、この点については、図６を用いて後述する。

【0028】

次に、図１に示した艤装装置４０が適用されるロボットの構成例について図２を用いて説明する。図２は、ロボット１０の斜視図である。なお、図２は、ロボット１０を斜め上方からみた図に相当する。また、図２では、図１に示した艤装装置４０の記載を省略している。

【0029】

図２に示すように、ロボット１０は、鉛直軸Ａ０〜第６軸Ａ６の７軸を有するいわゆる垂直多関節ロボットである。また、ロボット１０は、基端側から先端側へ向けて、ベース部１０Ｂと、旋回部１０Ｓと、第１アーム１１と、第２アーム１２と、第３アーム１３と、第４アーム１４と、手首部１５とを備える。

【0030】

図２に示したように、第３アーム１３および第４アーム１４は、先端側がいわゆる二股形状を有しており、図２に示した姿勢において、上下方向の少なくとも一方（Ｚ軸に沿った向き）に開放された「開放空間」が確保されている。つまり、第３アーム１３および第４アーム１４には、旋回向きの側面が開放された「開放空間」が確保されている。

【0031】

また、図２に示したように、第４アーム１４の基端側は、いわゆる二股形状を有している。このように、第４アーム１４の基端側を二股形状とすることで、第３アーム１４の先端側における二股形状と、第４アーム１４の基端側における二股形状とが向かいあうため、第３アーム１３における上記した「開放空間」をより広げることができる。

【0032】

また、手首部１５の基端側も、いわゆる二股形状を有している。このように、手首部１５の基端側を二股形状とすることで、第４アーム１４の先端側における二股形状と、手首部１５の基端側における二股形状とが向かいあうため、第４アーム１４における上記した「開放空間」をより広げることができる。

【0033】

また、第２アーム１２には、第３軸Ａ３に沿う第２貫通孔１２ｃが設けられている。なお、第２貫通孔１２ｃの基端側（Ｘ軸負方向側）の開口は開口１２ｃｂであり、先端側（Ｘ軸正方向側）の開口は開口１２ｃａである。第２貫通孔１２ｃの中心線は、第３軸Ａ３と一致していることが好ましい。

【0034】

また、第３アーム１３には、第３軸Ａ３に沿う第３貫通孔１３ｃが設けられている。なお、第３貫通孔１３ｃの基端側（Ｘ軸負方向側）の開口は開口１３ｃｂであり、先端側（Ｘ軸正方向側）の開口は開口１３ｃａである。第３貫通孔１３ｃの中心線は、第３軸Ａ３と一致していることが好ましい。

【0035】

ここで、第２アーム１２および第３アーム１３は、図１に示した中空アーム１００に対応し、第２貫通孔１２ｃおよび第３貫通孔１３ｃは、図１に示した中空１００ｃに対応する。

【0036】

以下、ロボット１０の構成についてさらに詳細に説明する。ベース部１０Ｂは、床面などの設置面に設置される。旋回部１０Ｓは、ベース部１０Ｂに支持され、設置面と垂直な鉛直軸Ａ０まわりに回転する。第１アーム１１は、旋回部１０Ｓに支持され、鉛直軸Ａ０と垂直な第１軸Ａ１まわりに旋回する。第２アーム１２は、第１アーム１１に支持され、第１軸Ａ１と平行な第２軸Ａ２まわりに旋回する。

【0037】

第３アーム１３は、第２アーム１２に基端側が支持され、第２軸Ａ２と垂直な第３軸Ａ３まわりに回転する。また、第３アーム１３は、第３軸Ａ３に沿う第３貫通孔１３ｃが設けられた第３基端部１３ａと、第３延伸部１３ｂとを有する。第３延伸部１３ｂは、第３基端部１３ａにおける第３貫通孔１３ｃの開口１３ｃａを避けた位置から第３軸Ａ３に沿って先端側へ延伸する。

【0038】

ここで、図２には、第３延伸部１３ｂが、開口１３ｃａを挟むように２つ設けられ、２つの第３延伸部１３ｂで第４アーム１４を支持する場合を示したが、２つのうち一方を省略して第３延伸部１３ｂを１つ、すなわち、第３アーム１３をいわゆる片持ち形状としてもよい。

【0039】

第４アーム１４は、第３アーム１３の先端側に基端側が支持され、第３軸Ａ３と直交する第４軸Ａ４まわりに旋回する。また、第４アーム１４は、第３軸Ａ３上に第５軸Ａ５がある姿勢において第３軸Ａ３に沿う第４貫通孔１４ｃが設けられた第４基端部１４ａと、第４延伸部１４ｂとを有する。

【0040】

なお、第４貫通孔１４ｃの基端側（Ｘ軸負方向側）の開口は開口１４ｃｂであり、先端側（Ｘ軸正方向側）の開口は開口１４ｃａである。第４貫通孔１４ｃの中心線は、図２に示した姿勢において、第３軸Ａ３と一致していることが好ましい。また、第４延伸部１４ｂは、第４基端部１４ａにおける第４貫通孔１４ｃの開口１４ｃａを避けた位置から第３軸Ａ３に沿って先端側へ延伸する。

【0041】

ここで、図２には、第４延伸部１４ｂが、開口１４ｃａを挟むように２つ設けられ、２つの第４延伸部１４ｂで手首部１５を支持する場合を示したが、２つのうち一方を省略して第４延伸部１４ｂを１つ、すなわち、第４アーム１４をいわゆる片持ち形状としてもよい。

【0042】

手首部１５は、旋回部１５ａと、回転部１５ｂとを備える。旋回部１５ａは、第４アーム１４の先端側に基端側が支持され、第４軸Ａ４と平行な第５軸Ａ５まわりに旋回する。回転部１５ｂは、旋回部１５ａの先端側に基端側が支持され、第５軸Ａ５と直交する第６軸Ａ６まわりに回転する。

【0043】

また、手首部１５には、第３軸Ａ３と第６軸Ａ６とが重なる姿勢において、第３軸Ａ３に沿う貫通孔１５ｃが設けられる。なお、手首部１５の先端側（回転部１５ｂの先端側）には、作業内容に応じて各種のエンドエフェクタが着脱可能に固定される。

【0044】

なお、Ｘ軸方向における、第２軸Ａ２および第４軸Ａ４間の距離と、第４軸Ａ４および第５軸Ａ５間の距離との比は、「２：１」〜「４：１」の範囲であることが好ましく、「３：１」程度であることがさらに好ましい。これは、第４軸Ａ４および第５軸Ａ５間の距離を、第２軸Ａ２および第４軸Ａ４間の距離に対して短くしすぎると、狭小な空間における手首部１５の到達範囲が狭まってしまうためである。

【0045】

次に、ロボット１０の側面形状について図３を用いて説明する。図３は、ロボット１０の側面図である。なお、図３に示したロボット１０の姿勢と、図２に示したロボット１０の姿勢とは同じである。また、図３には、第１アーム１１の先端部分以降の構成を示しており、図１に示した艤装装置４０を併せて示している。なお、図２で既に説明した事項については説明を省略することとする。

【0046】

図３に示すように、ロボット１０は、第３軸Ａ３と、第６軸Ａ６とが一直線となり、かかる直線上に第４軸Ａ４と、第５軸Ａ５とがある姿勢をとることができる。また、第２アーム１２の基端側には直動支持部６０が設けられ、線状体２００の基端側が接続される接続部５０を支持する。なお、接続部５０は、中空アーム１００（第２アーム１２および第３アーム１３）の延伸向きに沿って自由に直動する。

【0047】

また、線状体２００は、中空アーム１００の中空１００ｃ（第２貫通孔１２ｃおよび第３貫通孔１３ｃ）に挿通されている。第３アーム１３における第３貫通孔１３ｃの先端側には、中継部７０が設けられ、中継部７０の基端側には、線状体２００の先端側が接続される。また、中継部７０の先端側には、手首部１５に接続されるエンドエフェクタに向けて伸びる第２線状体２０１の基端側が接続され、先端側にはエンドエフェクタが接続される。なお、中継部７０の構成については図６を用いて後述する。

【0048】

このように、エンドエフェクタに接続されるホース等を、中継部７０を介して線状体２００と、第２線状体２０１とに分離することで、配置される部位に適した性質の部材をそれぞれ用いることができる。

【0049】

たとえば、線状体２００が挿通される中空アーム１００は屈曲しないので、曲がりにくい材質の線状体２００を用いることができる。一方、第２線状体２０１が配置される第４アーム１４および手首部１５は、第４軸Ａ４および第５軸Ａ５まわりにそれぞれ旋回することによって屈曲するので、曲がりやすい材質の第２線状体２０１を用いることができる。なお、線状体２００と第２線状体２０１とで、サイズや材質、性質等が同じものを用いることとしてもよい。

【0050】

なお、中継部７０を省略して艤装装置４０からエンドエフェクタまで１つの線状体２００を配索することとしてもよい。また、中継部７０を線状体２００の外径よりも大きな貫通孔を有する部材とし、線状体２００のＸ軸方向への移動や、Ｘ軸まわりの回転をガイドする機能を持たせることとしてもよい。

【0051】

上記したように、第４アーム１４や手首部１５が旋回することによって線状体２００が艤装装置４０から離れる向きに引っ張られたり、近づく向きに押されたりした場合であっても、艤装装置４０における接続部５０のスライドによって線状体２００に付加される外力を逃がすことができるので、線状体２００の耐久性を向上させることが可能となる。

【0052】

また、図３に示したように、線状体２００とは別体の第２線状体２０１を用いる場合であっても、第３アーム１３の先端側や、第４アーム１４には、上記したように「開放空間」が設けられているので、第２線状体２０１はロボット１０の外形から突出するように緩やかに屈曲する。このため、第２線状体２０１が無理に屈曲される事態を防止することができる。したがって、第２線状体２０１の耐久性を向上させることが可能となる。

【0053】

なお、以下では、第３アーム１３や第４アーム１４を「開放アーム」と呼ぶことがある。つまり、第２線状体２０１は、中空アーム１００に対して旋回し、旋回向きの少なくとも一方が開放された開放アームを通過する。このように、第２線状体２０１を開放アームに設けることで、第２線状体２０１が無理に屈曲される事態を防止することができ、第２線状体２０１の耐久性を向上させることが可能となる。

【0054】

次に、艤装装置４０について図４を用いて説明する。図４は、艤装装置４０の斜視図である。なお、図１に示したように、艤装装置４０における直動支持部６０は、中空アーム１００の基端側に設けられる。

【0055】

図４に示すように、艤装装置４０は、接続部５０と、接続部５０をスライド向きＤＳにスライド可能に支持する直動支持部６０とを備える。また、接続部５０は、スライダ５１と、支持部５２と、本体部５３と、接続口５５と、基端側接続口５６とを備える。

【0056】

なお、図４には、接続口５５と、基端側接続口５６とを２つずつ示しているが、１つずつでもよいし、３つずつ以上であってもよい。なお、複数の接続口５５を区別する場合には、接続口５５Ａ、接続口５５Ｂのように記載する。また、複数の基端側接続口５６についても同様に記載することとする。

【0057】

スライダ５１は、直動支持部６０に対してスライド向きＤＳ（Ｘ軸正方向および負方向）にスライドする。なお、直動支持部６０は、上記したように、たとえば、リニアガイドである。スライダ５１にはスライダ５１から立ち上がる支持部５２が設けられており、支持部５２は、本体部５３を支持する。

【0058】

本体部５３は、図４に示すように、たとえば、直方体状の形状を有しており、中空アーム１００（図１参照）と対向する正面側に接続口５５を、側面側に基端側接続口５６を、それぞれ備える。なお、基端側接続口５６を、図４とは異なる側面に設けることとしてもよいし、本体部５３の背面側に設けることとしてもよい。

【0059】

接続口５５および基端側接続口５６は、内部を貫通する貫通孔を有している。そして、本体部５３には、接続口５５Ａの貫通孔と基端側接続口５６Ａの貫通孔とをつなぐ内部流路と、接続口５５Ｂの貫通孔と基端側接続口５６Ｂの貫通孔とをつなぐ内部流路とが形成されている。また、接続口５５には、線状体２００が接続され、基端側接続口５６には、第３線状体２０２が接続される。

【0060】

このように、エンドエフェクタに接続されるホース等を、接続部５０を介して線状体２００と、第３線状体２０２とに分離することで、配置される部位に適した性質の部材をそれぞれ用いることができる。なお、線状体２００と第３線状体２０２とで、サイズや材質、性質等が同じものを用いることとしてもよい。

【0061】

接続口５５は、本体部５３に固定される固定部５５ａと、固定部５５ａに対して回転軸ＣＣまわりに自由に回転する回転部５５ｂとを備える（図４に示した回転向きＤＲ参照）。接続口５５は、線状体２００を図２に示した第３軸Ａ３（回転軸）に沿う軸まわりに回転可能に支持する「回転支持部」に対応する。なお、回転部５５ｂを有する接続口５５を「スイベル」と呼ぶこともある。

【0062】

ここで、回転軸ＣＣは、スライド向きＤＳと平行であることが好ましい。また、接続口５５が１つである場合には、回転軸ＣＣは、図１に示した中心線ＣＬや、図２に示した第３軸Ａ３と重なることが好ましい。なお、基端側接続口５６についても、接続口５５と同様の構成としてもよいし、回転機構を省略することとしてもよい。

【0063】

このように、「回転支持部」に対応する接続口５５を設けることで、線状体２００の回転やねじれによって線状体２００に付加される力を低減することができる。したがって、線状体２００の耐久性を向上させることが可能となる。

【0064】

なお、線状体２００や第３線状体２０２が内部にシール材を流す場合、たとえば、接続口５５Ａおよび基端側接続口５６Ａを含むラインを、エンドエフェクタへシール材を供給するラインとし、接続口５５Ｂおよび基端側接続口５６Ｂを含むラインを、エンドエフェクタからシール材を戻すラインとすることができる。

【0065】

なお、図４に示した艤装装置４０の形状は一例であり、中空アーム１００に対してスライド向きＤＳに直動する機構を備えていれば、その他の形状であってもよい。

【0066】

次に、回転支持部（接続口）５５の配置例について図５Ａおよび図５Ｂを用いて説明する。図５Ａは、回転支持部５５の配置例その１を示す模式図であり、図５Ｂは、配置例その２を示す模式図である。なお、図５Ａおよび図５Ｂは、回転支持部５５を中空アーム１００（図１参照）側からみた模式図に相当する。

【0067】

図５Ａに示すように、回転支持部（接続口）５５が１つである場合、回転支持部（接続口）５５の回転軸ＣＣが、図２に示した第３軸Ａ３と重なるように、回転支持部（接続口）５５を配置することが好ましい。このようにすることで、線状体２００（図４参照）のねじれの抑制効果を高めることができる。なお、回転軸ＣＣと第３軸Ａ３とを所定距離だけシフトすることとしてもよい。

【0068】

また、図５Ｂに示すように、回転支持部（接続口）５５が複数である場合、回転支持部（接続口）５５の回転軸ＣＣが、図２に示した第３軸Ａ３を中心とする円Ｃの周上にそれぞれ位置するように、各回転支持部（接続口）５５を配置することが好ましい。

【0069】

このようにすることで、複数の回転支持部（接続口）５５と、回転軸である第３軸Ａ３との距離がそれぞれ等しくなるので、複数の線状体２００がねじれ合う際に各線状体２００に付加される力の最大値を小さくすることができる。したがって、線状体２００の耐久性を向上させることが可能となる。なお、円Ｃの中心と第３軸Ａ３とを所定距離だけシフトすることとしてもよい。

【0070】

また、図５Ｂでは、複数の接続口５５の回転軸ＣＣが円Ｃ上にある場合について示したが、接続口５５の存在範囲が少なくとも円Ｃの周上に位置するようにそれぞれの接続口５５を配置することとしてもよい。この場合であっても複数の接続口５５と円Ｃの中心との距離を概ね等しくすることができる。

【0071】

なお、図５Ｂには、回転支持部（接続口）５５が２つである場合を示したが、この場合、図５Ｂに示すように、それぞれの回転支持部（接続口）５５を円Ｃの中心について対向するように配置することが好ましい。また、回転支持部（接続口）５５が３つ以上である場合、円Ｃの円周に沿ってそれぞれ等間隔に配置することが好ましい。

【0072】

次に、図３に示した中継部７０について図６を用いて説明する。図６は、中継部７０の斜視図である。なお、図３に示したように、中継部７０は、中空アーム１００の先端側に設けられる。つまり、中継部７０には、線状体２００の先端側が接続される。なお、図６に示した中継部７０を含めて艤装装置４０と呼ぶこととしてもよい。

【0073】

図７に示すように、中継部７０は、たとえば、円板状の形状を有する本体部７１を備える。本体部７１は、基端側（Ｘ軸負方向側）に接続口７５を、先端側（Ｘ軸正方向側）に先端側接続口７６をそれぞれ備える。

【0074】

なお、図７には、接続口７５と、先端側接続口７６とを２つずつ示しているが、１つずつでもよいし、３つずつ以上であってもよい。なお、複数の接続口７５を区別する場合には、接続口７５Ａ、接続口７５Ｂのように記載する。複数の先端側接続口７６についても同様に記載することとする。

【0075】

接続口７５および先端側接続口７６は、内部を貫通する貫通孔を有している。そして、本体部７１には、接続口７５Ａの貫通孔と先端側接続口７６Ａの貫通孔とをつなぐ内部流路と、接続口７５Ｂの貫通孔と先端側接続口７６Ｂの貫通孔とをつなぐ内部流路とが形成されている。また、接続口７５には、線状体２００が接続され、先端側接続口７６には、第２線状体２０１が接続される。

【0076】

本体部７１は、たとえば、図２に示した中空１００ｃにおける第３貫通孔１３ｃの開口１３ｃａを塞ぐように配置される。このように、中継部７０は、中空アーム１００の先端側に設けられ、基端側に線状体２００が接続されるとともに、先端側にエンドエフェクタに向けて伸びる第２線状体２０１が接続される。

【0077】

エンドエフェクタに接続されるホース等を、中継部７０を介して線状体２００と、第２線状体２０１とに分離することで、配置される部位に適した性質の部材をそれぞれ用いることができる。なお、線状体２００と第２線状体２０１とで、サイズや材質、性質等が同じものを用いることとしてもよい。

【0078】

なお、接続口７５Ａには、図４に示した接続口５５Ａに基端側が接続された線状体２００の先端側が接続され、接続口７５Ｂには、図４に示した接続口５５Ｂに基端側が接続された線状体２００の先端側が接続される。また、接続口７５Ａと接続口７５Ｂとの位置関係は、接続口５５Ａと接続口５５Ｂとの位置関係と同様であることが好ましい。また、接続口７５が１つである場合は、図５Ａと同様の配置とし、接続口７５が複数である場合は、図５Ｂと同様の配置とすることが好ましい。

【0079】

ここで、接続口７５は、接続口５５と同様の回転機構を有するものとする。なお、接続口７５と接続口５５とを同種の部材とすることとしてもよい。また、先端側接続口７６についても、接続口７５と同様の構成としてもよいし、回転機構を省略することとしてもよい。なお、本体部７１自体に、Ｘ軸と平行な軸まわりに回転する回転機構を設けることとしてもよい。

【0080】

次に、実施形態に係るロボットシステム１の構成について図７を用いて説明する。図７は、ロボットシステム１の構成を示すブロック図である。図７に示すように、ロボットシステム１は、ロボット１０と、コントローラ５００とを備える。なお、ロボット１０は、コントローラ５００に接続されている。また、複数のロボット１０をコントローラ５００に接続することとしてもよい。

【0081】

コントローラ５００は、制御部５１０と、記憶部５２０とを備える。制御部５１０は、受付部５１１と、動作制御部５１２とを備える。記憶部５２０は、教示情報５２１を記憶する。なお、図７には、１台のコントローラ５００を示したが、複数のロボット１０の動作制御を行う場合には、ロボット１０にそれぞれ対応するコントローラ５００を用いることとしてもよい。この場合、各コントローラを束ねる上位のコントローラを設けることとしてもよい。

【0082】

ここで、コントローラ５００は、たとえば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、入出力ポートなどを有するコンピュータや各種の回路を含む。

【0083】

コンピュータのＣＰＵは、たとえば、ＲＯＭに記憶されたプログラムを読み出して実行することによって、制御部５１０の受付部５１１および動作制御部５１２として機能する。また、受付部５１１および動作制御部５１２の少なくともいずれか一つまたは全部をＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアで構成することもできる。

【0084】

また、記憶部５２０は、たとえば、ＲＡＭやＨＤＤに対応する。ＲＡＭやＨＤＤは、教示情報５２１を記憶することができる。なお、コントローラ５００は、有線や無線のネットワークで接続された他のコンピュータや可搬型記録媒体を介して上記したプログラムや各種情報を取得することとしてもよい。さらに、上記したように、コントローラ５００を複数台の相互に通信可能な装置として構成してもよく、上位または下位の装置と通信可能な階層式の装置として構成してもよい。

【0085】

制御部５１０は、ロボット１０の動作制御を行う。なお、コントローラ５００が複数台で構成される場合には、制御部５１０は、コントローラ５００間の同期をとる処理を併せて行うこととしてもよい。

【0086】

受付部５１１は、ワークなどの作業対象の有無や形状、作業箇所に関する情報等を受け付ける。そして、受付部５１１は、受け付けた情報に応じてロボット１０の動作タイミングや動作内容を決定し、決定した動作タイミングや動作内容を動作制御部５１２へ通知する。たとえば、受付部５１１は、作業対象が所定位置に配置されたタイミングを取得し、取得したタイミングに基づいてロボット１０を動作させるよう動作制御部５１２へ指示する。

【0087】

動作制御部５１２は、受付部５１１からの指示および教示情報５２１に基づいてロボット１０を動作させる。動作制御部５１２は、ロボット１０の動力源であるモータ等のアクチュエータにおけるエンコーダ値を用いつつフィードバック制御を行うなどしてロボット１０の動作精度を向上させる。教示情報５２１は、ロボット１０へ動作を教示するティーチング段階で作成され、ロボット１０の動作経路を規定するプログラムである「ジョブ」を含んだ情報である。

【0088】

上述してきたように、実施形態に係る艤装装置４０は、接続部５０と、直動支持部６０とを備える。接続部５０は、延伸向きに沿う中空１００ｃを有する中空アーム１００の基端側に設けられ、中空アーム１００に挿通される線状体２００が接続される。直動支持部６０は、接続部５０を延伸向きに沿って中空アーム１００に対してスライド可能に支持する。このように、艤装装置４０は、中空アーム１００の延伸向きに沿って接続部５０がスライドするので、線状体２００に付加される力を低減することができる。したがって、線状体２００の耐久性を向上させることができる艤装装置４０を提供することができる。

【0089】

また、実施形態に係るロボット１０は、ベース部１０Ｂと、第１アーム１１と、第２アーム１２と、第３アーム１３と、第４アーム１４と、上記した艤装装置４０とを備える。ベース部１０Ｂは、接地面と垂直な鉛直軸Ａ０まわりに回転する。第１アーム１１は、ベース部１０Ｂに支持され、鉛直軸Ａ０と垂直な第１軸Ａ１まわりに旋回する。第２アーム１２は、第１アーム１１の先端側に基端側が支持され、第１軸Ａ１と平行な第２軸Ａ２まわりに旋回する。第３アーム１３は、第２アーム１２の先端側に基端側が支持され、第２軸Ａ２と直交する第３軸Ａ３まわりに回転する。第４アーム１４は、第３アーム１３の先端側に基端側が支持され、第３軸Ａ３と直交する第４軸Ａ４まわりに旋回する。中空アーム１００は、第２アーム１２および第３アーム１３に対応する。このように、艤装装置４０をロボット１０に設けることで、線状体２００の耐久性を向上させることができるロボット１０を提供することができる。

【0090】

なお、上述した実施形態では、ロボット１０を７軸のロボットとする例を示したが、ロボット１０を８軸以上のロボットとしてもよいし、６軸以下のロボットとしてもよい。また、艤装装置４０をロボット１０以外の構造物に適用することとしてもよい。

【0091】

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施例に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

【符号の説明】

【0092】

１ ロボットシステム
１０ ロボット
１０Ｂ ベース部
１０Ｓ 旋回部
１１ 第１アーム
１２ 第２アーム
１２ｃ 第２貫通孔
１２ｃａ、１２ｃｂ 開口
１３ 第３アーム
１３ａ 第３基端部
１３ｂ 第３延伸部
１３ｃ 第３貫通孔
１３ｃａ、１３ｃｂ 開口
１４ 第４アーム
１４ａ 第４基端部
１４ｂ 第４延伸部
１４ｃ 第４貫通孔
１４ｃａ、１４ｃｂ 開口
１５ 手首部
１５ａ 旋回部
１５ｂ 回転部
１５ｃ 貫通孔
４０ 艤装装置
５０ 接続部
５１ スライダ
５２ 支持部
５３ 本体部
５５ 接続口（回転支持部）
５５ａ 固定部
５５ｂ 回転部
５６ 基端側接続口
６０ 直動支持部
７０ 中継部
７１ 本体部
７５ 接続口
７６ 先端側接続口
１００ 中空アーム
１００ｃ 中空
２００ 線状体
２０１ 第２線状体
２０２ 第３線状体
５００ コントローラ
５１０ 制御部
５１１ 受付部
５１２ 動作制御部
５２０ 記憶部
５２１ 教示情報
Ａ０ 鉛直軸
Ａ１ 第１軸
Ａ２ 第２軸
Ａ３ 第３軸
Ａ４ 第４軸
Ａ５ 第５軸
Ａ６ 第６軸
Ｃ 円
ＣＬ 中心線
ＣＣ 回転軸
ＤＲ 回転向き
ＤＳ スライド向き

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図6】

【図7】