特開 2023-64819 ロボット装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023064819

(43)【公開日】2023-05-12

(54)【発明の名称】ロボット装置

(51)【国際特許分類】

   B25J 9/06 20060101AFI20230502BHJP

【ＦＩ】

B25J9/06 E

【審査請求】未請求

【請求項の数】13

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021175187

(22)【出願日】2021-10-27

(71)【出願人】

【識別番号】000232302

【氏名又は名称】ニデック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001933

【氏名又は名称】弁理士法人 佐野特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】浪越 孝宏

【テーマコード（参考）】

3C707

【Ｆターム（参考）】

3C707BS26

3C707BT12

3C707CY21

3C707CY36

3C707DS01

3C707MT03

(57)【要約】      （修正有）

【課題】簡易な構成でロボットアームに掛かる負荷を軽減できるロボット装置を提供する。
【解決手段】ロボット装置は、ワークを移動させるロボットアームと、上昇装置と、制御部と、を備える。制御部は、ロボットアーム及び上昇装置を制御する。ロボットアームは、ワークを保持可能なハンド部と、ハンド部を支持するアーム部と、第１接続部と、を有する。第１接続部は、ハンド部及びアーム部の少なくとも一方に配置され、上昇装置に接続可能である。上昇装置は、第２接続部と、駆動部と、を有する。第２接続部は、第１接続部と接続可能である。駆動部は、第１接続部及び第２接続部の接続部分を上方に移動させる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ワークを移動させるロボットアームと、
上昇装置と、
前記ロボットアーム及び前記上昇装置を制御する制御部と、
を備え、
前記ロボットアームは、
前記ワークを保持可能なハンド部と、
前記ハンド部を支持するアーム部と、
前記ハンド部及び前記アーム部の少なくとも一方に配置され、前記上昇装置に接続可能な第１接続部と、
を有し、
前記上昇装置は、
前記第１接続部と接続可能な第２接続部と、
前記第１接続部及び前記第２接続部の接続部分を上方に移動させる駆動部と、
を有する、ロボット装置。

【請求項2】

前記制御部は、前記接続部分を上方に移動させる際、前記アーム部を脱力させる、請求項１に記載のロボット装置。

【請求項3】

前記制御部は、前記第１接続部が前記第２接続部と接続されたとき、前記駆動部を駆動する、請求項１又は請求項２に記載のロボット装置。

【請求項4】

前記制御部は、前記第１接続部が前記第２接続部と接続される際、前記接続部分の移動の停止、及び、前記接続部分の上方への移動の減速のうちのどちらかを実施する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のロボット装置。

【請求項5】

前記第２接続部は、少なくとも一部が上下方向に延びる紐体を有し、
前記第１接続部は、前記紐体の前記少なくとも一部を把持可能なチャック部を有し、
前記駆動部は、前記紐体の前記少なくとも一部を上方に移動させる、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のロボット装置。

【請求項6】

前記制御部は、前記チャック部が前記紐体の把持を開始する時点から、前記チャック部が前記紐体を把持する力を徐々に強くする、請求項５に記載のロボット装置。

【請求項7】

前記紐体は、環状であって、可撓性を有し、
前記駆動部は、前記紐体における環状の周方向に沿って前記紐体を移動させる、請求項５又は請求項６に記載のロボット装置。

【請求項8】

前記第２接続部は、
環状に並ぶ複数の履板と、
周方向に隣り合う前記履板間を屈曲可能に連結する複数の連結部と、
前記履板に配置されて、前記第１接続部と接続可能な第３接続部と、
を有し、
前記駆動部は、複数の前記履板における環状の周方向に沿って前記履板を移動させる、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のロボット装置。

【請求項9】

前記第３接続部は、前記第１接続部を載置可能な載置面を有する、請求項８に記載のロボット装置。

【請求項10】

前記第１接続部及び前記第３接続部の一方は、凹部を有し、
前記第１接続部及び前記第３接続部の他方は、前記凹部に嵌合可能な凸部を有する、請求項８又は請求項９に記載のロボット装置。

【請求項11】

前記上昇装置は、
前記第２接続部を上下方向に移動可能に支持する支持部と、
上下方向と垂直な一方向に延びる第１回転軸を中心にして回転可能なクランク部と、
前記第２接続部及び前記クランク部間を接続するロッド部と、
をさらに有し、
前記駆動部は、前記クランク部を回転させ、
前記ロッド部の一方端は、前記第１回転軸と平行な第２回転軸を中心にして前記第２接続部に対して回転可能に接続され、
前記ロッド部の他方端は、第３回転軸を中心にして前記クランク部に対して回転可能に接続され、
前記第３回転軸は、前記第１回転軸と平行であって、前記第１回転軸から離れている、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のロボット装置。

【請求項12】

前記上昇装置は、
前記第２接続部を支持するロッド部と、
前記ロッド部の一部を上下方向に移動可能に収容するシリンダ部と、
をさらに有し、
前記シリンダ部は、前記流体を流入出可能に収容する空間を前記ロッド部とともに構成し、
前記駆動部は、前記シリンダ部に流体を供給するポンプ部を有し、
前記制御部は、前記ポンプ部を制御する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のロボット装置。

【請求項13】

前記上昇装置は、上下方向に延びる軸部をさらに有し、
前記軸部は、上下方向に延びる中心軸を中心として回転可能であって、
前記軸部の径方向外側面には、上下方向に延びる雄螺子部が配置され、
前記第２接続部は、前記軸部が挿通される孔部を有し、
前記孔部の内周面には、前記雄螺子部と噛み合う雌螺子部が配置され、
上下方向において、前記雌螺子部は、前記雄螺子部に対して相対的に移動可能であり、
前記駆動部は、前記軸部を回転させる、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のロボット装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ロボット装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、アームでワークを保持して移動させるロボット装置が知られている。たとえば、ロボット装置は、独立して動作可能な２本のアームを有する。各々のアームの先端には、対象物の把持などを行う動作部が取り付けられる。（特開２０１３－８２０４０号公報参照）

【0003】

ロボット装置のアームには、通常、最大可搬重量がワークの重量を上回るアクチュエータが搭載される。仮に、アクチュエータに掛かる負荷がアクチュエータの最大可搬重量を越えると、アームの動作が遅くなったり、アームが動作できなくなったりする。そのため、アクチュエータは、最大の負荷（たとえば、ワークの持ち上げ時にアクチュエータに掛かる負荷）を考慮して選定される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１３－８２０４０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、アームに最大の負荷が掛かる動作は動作全体の一部であるにも関わらず、最大の負荷に耐えうる仕様のアクチュエータが選定される。そのため、より大型且つ高価なアクチュエータを搭載する必要があった。

【0006】

なお、上述のように複数のアームを使えば、１本当たりの負荷を減らすことはできる。但し、アームの制御が複雑になるとともに、複数のアームを使うことでよりコストが増加する虞がある。

【0007】

本発明は、簡易な構成でロボットアームに掛かる負荷を軽減することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の例示的なロボット装置は、ワークを移動させるロボットアームと、上昇装置と、制御部と、を備える。前記制御部は、前記ロボットアーム及び前記上昇装置を制御する。前記ロボットアームは、前記ワークを保持可能なハンド部と、前記ハンド部を支持するアーム部と、第１接続部と、を有する。前記第１接続部は、前記ハンド部及び前記アーム部の少なくとも一方に配置され、前記上昇装置に接続可能である。前記上昇装置は、第２接続部と、駆動部と、を有する。前記第２接続部は、前記第１接続部と接続可能である。前記駆動部は、前記第１接続部及び前記第２接続部の接続部分を上方に移動させる。

【発明の効果】

【0009】

本発明の例示的なロボット装置によれば、簡易な構成でロボットアームに掛かる負荷を軽減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、実施形態に係るロボット装置の構成例を示す概念図である。

【図2】図２は、実施形態に係るロボット装置のブロック図である。

【図3】図３は、第１変形例に係るロボット装置の構成例を示す概念図である。

【図4】図４は、第１変形例に係るロボット装置のブロック図である。

【図5】図５は、第２変形例に係るロボット装置の構成例を示す概念図である。

【図6】図６は、第２変形例に係るロボット装置のブロック図である。

【図7】図７は、第３変形例に係るロボット装置の構成例を示す概念図である。

【図8】図８は、第３変形例に係るロボット装置のブロック図である。

【図9】図９は、第４変形例に係るロボット装置の構成例を示す概念図である。

【図10】図１０は、第４変形例に係るロボット装置のブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下に図面を参照して例示的な実施形態を説明する。

【0012】

なお、本明細書では、ロボット装置１００が水平面上に配置された場合の位置関係を基に説明する。以下では、水平面と垂直な鉛直方向を「上下方向」と呼ぶ。また、鉛直上方は「上方Ｕ」と呼び、鉛直下方は「下方Ｄ」と呼ぶ。

【0013】

また、後述する第１軸Ａｘ１から第７軸Ａｘ７などの所定の軸に直交する方向を「径方向」と呼び、所定の軸を中心とする回転方向を「周方向」と呼ぶ。径方向のうち、所定の軸へと近づく向きを「径方向内方」と呼び、所定の軸から離れる向きを「径方向外方」と呼ぶ。

【0014】

また、方位、線、及び面のうちのいずれかと他のいずれかとの位置関係において、「平行」は、両者がどこまで延長しても全く交わらない状態のみならず、実質的に平行である状態を含む。また、「垂直」及び「直交」はそれぞれ、両者が互いに９０度で交わる状態のみならず、実質的に垂直である状態及び実質的に直交する状態を含む。つまり、「平行」、「垂直」及び「直交」はそれぞれ、両者の位置関係に本発明の主旨を逸脱しない程度の角度ずれがある状態を含む。

【0015】

なお、これらは単に実施形態を説明のために用いられる名称であって、実際の位置関係、方向、及び名称などを限定する意図はない。

【0016】

＜１．実施形態＞
図１は、実施形態に係るロボット装置１００の構成例を示す概念図である。図２は、実施形態に係るロボット装置１００のブロック図である。

【0017】

ロボット装置１００は、ワークＷを保持して、上下方向、及び、水平面と平行な方向にワークＷを移動させることができる。ロボット装置１００は、ロボットアーム１と、上昇装置２と、制御部３と、を備える。ロボットアーム１は、ワークＷを移動させる。制御部３は、ロボットアーム１及び上昇装置２を制御する。

【0018】

＜１－１．ロボットアーム１＞
ロボットアーム１は、ベース部１１と、ハンド部１２と、アーム部１３と、第１接続部１４と、を有する。

【0019】

＜１－１－１．ベース部１１＞
ベース部１１は、たとえば水平な床面上、又は作業台の水平面上に固定され、アーム部１３を支持する。

【0020】

＜１－１－２．ハンド部１２＞
ハンド部１２は、ワークＷを保持可能である。前述の如く、ロボットアーム１は、ハンド部１２を有する。たとえば、本実施形態では、ハンド部１２は、ワークＷを把持可能である。但し、ハンド部１２は、この例示に限定されない。たとえば、ハンド部１２は、吸着などの他の手段によってワークＷを保持してもよい。

【0021】

＜１－１－３．アーム部１３＞
アーム部１３は、ハンド部１２を保持する。前述の如く、ロボットアーム１は、アーム部１３を有する。アーム部１３は、第１リンク部１３１１から第６リンク部１３１６と、第１関節部１３２１から第７関節部１３２７と、第１アクチュエータ１３３１から第７アクチュエータ１３３７と、を有する。なお、以下では、第１関節部１３２１から第７関節部１３２７を「関節部１３２０」と総称することがある。また、第１アクチュエータ１３３１から第７アクチュエータ１３３７を「アクチュエータ１３３０」と総称することがある。

【0022】

第１リンク部１３１１は、第１関節部１３２１を介して、ベース部１１と接続される。第１関節部１３２１は、ベース部１１に対して第１リンク部１３１１を回転可能に支持する。第１アクチュエータ１３３１は、第１関節部１３２１の駆動装置である。たとえば、第１アクチュエータ１３３１は、上下方向に延びる第１軸Ａｘ１を中心にして、第１リンク部１３１１をベース部１１に対して相対的に回転させる。

【0023】

第２リンク部１３１２は、第２関節部１３２２を介して、第１リンク部１３１１と接続される。第２関節部１３２２は、第１リンク部１３１１に対して第２リンク部１３１２を回転可能に支持する。第２アクチュエータ１３３２は、第２関節部１３２２の駆動装置である。たとえば、第２アクチュエータ１３３２は、水平面と平行な方向に延びる第２軸Ａｘ２を中心にして、第２リンク部１３１２を第１リンク部１３１１に対して相対的に回転させる。

【0024】

第３リンク部１３１３は、第３関節部１３２３を介して、第２リンク部１３１２と接続される。第３関節部１３２３は、第２リンク部１３１２に対して第３リンク部１３１３を回転可能に支持する。第３アクチュエータ１３３３は、第３関節部１３２３の駆動装置である。たとえば、第３アクチュエータ１３３３は、水平面と平行な方向に延びる第３軸Ａｘ３を中心にして、第３リンク部１３１３を第２リンク部１３１２に対して相対的に回転させる。

【0025】

第４リンク部１３１４は、第４関節部１３２４を介して、第３リンク部１３１３と接続される。第４関節部１３２４は、第３リンク部１３１３に対して第４リンク部１３１４を回転可能に支持する。第４アクチュエータ１３３４は、第４関節部１３２４の駆動装置である。たとえば、第４アクチュエータ１３３４は、第４軸Ａｘ４を中心にして、第４リンク部１３１４を第３リンク部１３１３に対して相対的に回転させる。なお、本実施形態では、第４軸Ａｘ４は、第３リンク部１３１３が延びる方向と平行である。

【0026】

第５リンク部１３１５は、第５関節部１３２５を介して、第４リンク部１３１４と接続される。第５関節部１３２５は、第４リンク部１３１４に対して第５リンク部１３１５を回転可能に支持する。第３アクチュエータ１３３３は、第５関節部１３２５の駆動装置である。たとえば、第５アクチュエータ１３３５は、水平面と平行な方向に延びる第５軸Ａｘ５を中心にして、第５リンク部１３１５を第４リンク部１３１４に対して相対的に回転させる。

【0027】

また、第５リンク部１３１５は、第６関節部１３２６を介して、ハンド部１２と接続される。第６関節部１３２６は、第５リンク部１３１５に対してハンド部１２を回転可能に支持する。第６アクチュエータ１３３６は、第６関節部１３２６の駆動装置である。たとえば、第６アクチュエータ１３３６は、第６軸Ａｘ６を中心にして、ハンド部１２を第５リンク部１３１５に対して相対的に回転させる。なお、本実施形態では、第６軸Ａｘ６は、第５リンク部１３１５が延びる方向と平行である。

【0028】

第６リンク部１３１６は、第５リンク部１３１５から、第５リンク部１３１５が延びる方向と交差する方向に延びる。第６リンク部１３１６は、第７関節部１３２７を介して、第１接続部１４と接続される。第７関節部１３２７は、第６リンク部１３１６に対して第１接続部１４を回転可能に支持する。第７アクチュエータ１３３７は、第７関節部１３２７の駆動装置である。たとえば、第７アクチュエータ１３３７は、第７軸Ａｘ７を中心にして、第１接続部１４を第６リンク部１３１６に対して相対的に回転させる。なお、本実施形態では、第７軸Ａｘ７は、第６リンク部１３１６が延びる方向と平行である。

【0029】

本実施形態では、第１アクチュエータ１３３１から第７アクチュエータ１３３７はそれぞれ、第１関節部１３２１から第７関節部１３２７に内蔵される駆動用のモータである。但し、この例示に限定されず、少なくともいずれかのアクチュエータ１３３０は、関節部１３２０に内蔵されるモータでなくてもよく、関節部１３２０とは別の箇所に配置された駆動装置であってもよい。また、各々の関節部１３２０は、異なるアクチュエータ１３３０で駆動されなくてもよい。たとえば、少なくとも２個の関節部１３２０は、同一のアクチュエータ１３３０で駆動されてもよい。

【0030】

また、アーム部１３の構造は、本実施形態の例示に限定されない。たとえば、アーム部１３の構造は、本実施形態ではシリアルリンク形式であるが、この例示に限定されず、パラレルリンク形式であってもよい。

【0031】

＜１－１－４．第１接続部１４＞
次に、第１接続部１４は、上昇装置２に接続可能である。前述の如く、ロボットアーム１は、第１接続部１４を有する。本実施形態では、第１接続部１４は、単数であって、アーム部１３に接続される。但し、この例示に限定されず、第１接続部１４は、ハンド部１２に接続されてもよい。また、第１接続部１４は、複数であってもよい。つまり、第１接続部１４は、ハンド部１２及びアーム部１３の少なくとも一方に配置されていればよい。

【0032】

また、本実施形態では、第１接続部１４は、チャック部１４１を有する。チャック部１４１は、第２接続部２１の後述する紐体２３１の少なくとも一部を把持可能である。

【0033】

＜１－２．上昇装置２＞
上昇装置２は、ロボットアーム１がワークＷを持ち上げる際に、ロボットアーム１に掛かる負荷を軽減するための補助装置である。上昇装置２は、第２接続部２１と、駆動部２２と、を有する。第２接続部２１は、第１接続部１４と接続可能である。駆動部２２は、第１接続部１４及び第２接続部２１の接続部分２０を上方Ｕに移動させる。

【0034】

たとえばワークＷを保持するハンド部１２を上方Ｕに移動させる際、ロボットアーム１の第１接続部１４は、上昇装置２の第２接続部２１に接続される。駆動部２２は、両者の接続部分２０を上昇させる。これにより、ロボット装置１００は、ハンド部１２をワークＷとともに上昇させることができる。従って、ロボット装置１００は、ワークＷの重量に依らず、ワークＷを持ち上げる際にロボットアーム１に掛かる負荷を軽減でき、或いは無負荷にできる。たとえば、ロボット装置１００は、ハンド部１２、及びアーム部１３の一部を上方Ｕに回転可能な関節部１３２０を駆動するアクチュエータ１３３０に掛かる負荷を軽減でき、又は無負荷にできる。このアクチュエータ１３３０は、第２アクチュエータ１３３２、第３アクチュエータ１３３３、及び第５アクチュエータ１３３５などである。よって、ロボット装置１００は、簡易な構成でロボットアーム１に掛かる負荷を軽減することができる。たとえば、ロボット装置１００は、高価且つ大型のアクチュエータ、及び、ロボットアーム１の複雑な制御を要することなく、高重量のワークＷを持ち上げることができる。

【0035】

本実施形態では、第２接続部２１は、少なくとも一部が上下方向に延びる紐体２３１を有する。紐体２３１は、たとえば金属性のワイヤである。但し、この例示に限定されず、紐体２３１は、ロープなどであってもよいし、金属チェーンなどの鎖状体であってもよい。紐体２３１の上述の少なくとも一部は、前述の如く、第１接続部１４のチャック部１４１により把持される。駆動部２２は、紐体２３１の上述の少なくとも一部を上方Ｕに移動させる。こうすれば、ロボット装置１００は、紐体２３１の上下方向に延びる部分をチャック部１４１で把持することにより、第１接続部１４を第２接続部２１に接続できる。従って、ロボット装置１００は、簡易な構成で、ハンド部１２を上方Ｕに移動させる際にロボットアーム１に掛かる負荷を軽減でき、或いは無負荷にできる。

【0036】

図１では、紐体２３１は、環状であって、可撓性を有する。上昇装置２は、第１プーリ２３２と、第２プーリ２３３と、をさらに有する。第１プーリ２３２は、上下方向と垂直な一方向に延びる回転軸Ｊ１を中心にして回転可能である。第２プーリ２３３は、回転軸Ｊ１と平行な回転軸Ｊ２を中心にして回転可能である。環状の紐体２３１は、第１プーリ２３２及び第２プーリ２３３に掛け渡される。駆動部２２は、第１プーリ２３２及び第２プーリ２３３の少なくとも一方を回転させる。これにより、駆動部２２は、紐体２３１における環状の周方向に沿って紐体２３１を移動させる。つまり、駆動部２２は、紐体２３１を自身に沿って周回させ、紐体２３１をシームレスに移動させる。こうすれば、紐体２３１の上方Ｕに移動する部分をチャック部１４１が把持することで、ハンド部１２は、上方Ｕに移動できる。また、上昇装置２は、第２接続部２１の第１接続部１４と接続可能な部分を下方Ｄに戻す必要がなく、つまり、紐体２３１の移動を反転させる必要がない。従って、上昇装置２をより簡易且つコンパクトな構成にできる。

【0037】

＜１－３．制御部３＞
図２に示すように、制御部３は、ロボットアーム１のハンド部１２、アーム部１３（特にアクチュエータ１３３０）、及び第１接続部１４（チャック部１４１）と、上昇装置２の駆動部２２と、を制御する。

【0038】

たとえば、たとえばワークＷを保持するハンド部１２を上方Ｕに移動させる際、制御部３は、第１アクチュエータ１３３１などの駆動によりチャック部１４１を上昇装置２の紐体２３１に向かって移動させて、チャック部１４１に紐体２３１を把持させる。ここで、制御部３は、駆動部２２の駆動による第２プーリ２３３の回転によって紐体２３１をシームレスに移動させ、紐体２３１のチャック部１４１に把持された部分を上方Ｕに移動させる。これにより、ハンド部１２は、ワークＷとともに上方Ｕに移動する。制御部３は、ワークＷの高さが所定位置になると、チャック部１４１の把持を解除する。なお、ワークＷの高さは、ロボット装置１００が備えるセンサで検出してもよいし、紐体２３１のチャック部１４１に把持された部分の上昇距離に基づいて検知してもよい。

【0039】

好ましくは、制御部３は、第１接続部１４が第２接続部２１と接続されたとき、駆動部２２を駆動する。たとえば、制御部３は、チャック部１４１が紐体２３１を把持すると、駆動部２２の駆動を開始する。一方、制御部３は、チャック部１４１が紐体２３１を把持していないとき、駆動部２２を停止する。これにより、紐体２３１のチャック部１４１で把持された部分が上方Ｕに移動する。こうすれば、ロボット装置１００は、ハンド部１２を上方Ｕに移動させる必要があるときのみ、第１接続部１４及び第２接続部２１の接続部分２０を上昇させることができる。両者の接続部分２０の上昇が必要なタイミングで駆動部２２を駆動させるので、ロボット装置１００は、上昇装置２の消費電力を低減できる。但し、この例示は、第１接続部１４が第２接続部２１と接続されたとき以外にも駆動部２２が駆動する構成を排除しない。たとえば、駆動部２２は、チャック部１４１が紐体２３１を把持しているか否かに関わらず、常に駆動してもよい。

【0040】

好ましくは、制御部３は、第１接続部１４が第２接続部２１と接続される際、接続部分２０の移動の停止、及び、接続部分２０の上方Ｕへの移動の減速のうちのどちらかを実施する。たとえば、制御部３は、チャック部１４１に紐体２３１を把持させる際、駆動部２２を停止、又は、第２プーリ２３３の回転速度を減速させる。これにより、制御部３は、紐体２３１を停止、又は、減速させる。こうすれば、ロボット装置１００は、より確実に第１接続部１４を第２接続部２１に接続できる。但し、この例示は、第１接続部１４が第２接続部２１と接続される際に接続部分２０の移動の停止及び減速が実施されない構成を排除しない。

【0041】

また、本実施形態において好ましくは、制御部３は、チャック部１４１が紐体２３１の把持を開始する時点から、チャック部１４１が紐体２３１を把持する力を徐々に強くする。こうすれば、第１接続部１４を第２接続部２１に接続する際、チャック部１４１は、上述の把持の開始時点からしばらくの間では、紐体２３１の表面を摺動しつつ、紐体２３１を把持する。この期間において、制御部３は、チャック部１４１の把持する力を徐々に強くすることにより、チャック部１４１及び紐体２３１間の動摩擦力を徐々に上昇させることができる。これにより、ハンド部１２は、上述の把持の開始時点から徐々に速度を上げて上方Ｕに移動でき、その結果としてワークＷを滑らかに持ち上げることができる。従って、急激な速度上昇に起因する衝撃がワークＷに発生することを防止できる。但し、この例示は、上述の把持する力が上述の把持の開始時点から変化しない構成を排除しない。

【0042】

また、好ましくは、制御部３は、上述の接続部分２０を上方Ｕに移動させる際、アーム部１３を脱力させる。なお、アーム部１３の「脱力」とは、たとえば、ハンド部１２又はアーム部１３の一部を上方Ｕに移動させるためのアクチュエータ１３３０（たとえば、第２アクチュエータ１３３２、第３アクチュエータ１３３３、第５アクチュエータ１３３５）の出力を最小にし、或いは、該アクチュエータ１３３０の出力を停止することを指す。たとえば、制御部３は、上述のアクチュエータ１３３０の出力を最低値に設定する。或いは、制御部３は、上述のアクチュエータ１３３０への電力供給を停止して、該アクチュエータ１３３０を停止させてもよい。こうすれば、ロボットアーム１は、ワークＷを持ち上げる速度を、第２接続部２１を上方Ｕに移動させる際の制御速度と同じにすることができる。また、ロボット装置１００は、ハンド部１２を上昇させる際に、ロボットアーム１（特にアクチュエータ１３３０）に掛かる負荷をより小さくできる。但し、この例示は、上述の接続部分２０が上方Ｕに移動する際にアーム部１３が脱力しない構成を排除しない。

【0043】

＜１－４．実施形態の変形例＞
次に、実施形態の第１変形例から第４変形例を説明する。各々の変形例では、主に、上昇装置２の構成が異なる。

【0044】

＜１－４－１．第１変形例＞
まず、図３及び図４を参照して、実施形態の第１変形例を説明する。図３は、第１変形例に係るロボット装置１００の構成例を示す概念図である。図４は、第１変形例に係るロボット装置１００のブロック図である。以下では、第１変形例のうちの上述の実施形態と異なる構成を説明する。また、上述の実施形態と同様の構成要素には同じ符号を付し、その説明を省略することがある。

【0045】

第１変形例では、上昇装置２の第２接続部２１は、環状に並ぶ複数の履板２４１と、複数の連結部２４２と、を有する。連結部２４２は、周方向に隣り合う履板２４１間を屈曲可能に連結する。複数の履板２４１及び複数の連結部２４２は、環状の履帯２４０（言い換えると無限軌道）を構成する。上昇装置２は、第２接続部２１及び駆動部２２のほか、第１ローラ２４３と、第２ローラ２４４と、をさらに有する。第１ローラ２４３は、上下方向と垂直な一方向に延びる回転軸Ｊ３を中心にして回転可能である。第２ローラ２４４は、回転軸Ｊ３と平行な回転軸Ｊ４を中心にして回転可能である。履帯２４０は、第１ローラ２４３及び第２ローラ２４４に掛け渡される。

【0046】

また、第２接続部２１は、第３接続部２４５をさらに有する。第３接続部２４５は、履板２４１に配置されて、第１接続部１４と接続可能である。図３では、第３接続部２４５は、凹部２４６を有する。凹部２４６は、履板２４１の外側面に配置され、環状に並ぶ履板２４１の内側に向かって凹む。凹部２４６の上方Ｕを向く内面は、第１接続部１４を載置可能な載置面２４７として機能する。

【0047】

一方、第１接続部１４は、第７関節部１３２７を介して、第６リンク部１３１６と接続される。第７関節部１３２７は、第６リンク部１３１６に対して第１接続部１４を回転可能に支持する。第７アクチュエータ１３３７は、たとえば上下方向に延びる第７軸Ａｘ７を中心にして、第１接続部１４を第６リンク部１３１６に対して相対的に回転させる。

【0048】

第１接続部１４は、凸部１４２を有する。凸部１４２は、凹部２４６に嵌合可能である。凸部１４２を凹部２４６に嵌めることで、第１接続部１４を第２接続部２１と接続できる。

【0049】

駆動部２２は、第１ローラ２４３及び第２ローラ２４４の少なくとも一方を回転させる。これにより、駆動部２２は、複数の履板２４１における環状の周方向に沿って履板２４１を移動させる。つまり、駆動部２２は、履帯２４０を自身に沿って周回させ、履帯２４０をシームレスに移動させる。これにより、駆動部２２は、凸部１４２が嵌る凹部２４６を有する履板２４１（つまり、第１接続部１４及び第２接続部２１の接続部分２０）を上方Ｕに移動させる。こうすれば、複数の履板２４１が環状に連結された履帯２４０を第２接続部２１に利用できる。履帯２４０の強度はワイヤなどの紐体よりも高いので、第２接続部２１をより頑丈にできる。また、複数の履板２４１の移動を反転させる必要がないので、上昇装置２をより簡易且つコンパクトな構成にできる。

【0050】

なお、接続部分２０の構成は、上述の例示に限定されない。たとえば、凹部２４６は第１接続部１４に配置され、凸部１４２は履板２４１に配置されてもよい。つまり、第１接続部１４及び第３接続部２４５の一方は凹部２４６を有すればよく、第１接続部１４及び第３接続部２４５の他方は、凹部２４６に嵌合可能な凸部１４２を有すればよい。こうすれば、凸部１４２を凹部２４６に嵌めることにより第１接続部１４を第３接続部２４５に接続できる。従って、ロボット装置１００は、簡易な構成でハンド部１２をワークＷとともに上方Ｕに移動させることができる。

【0051】

また、接続部分２０の構成は、凸部１４２及び凹部２４６の嵌合構造に依らなくてもよい。第３接続部２４５は、第１接続部１４を載置可能な載置面２４７を有していればよい。たとえば、履板２４１には、載置面２４７を有するリブなどが配置されてもよい。こうすれば、ロボット装置１００は、上方Ｕに移動する第３接続部２４５の載置面２４７に第１接続部１４を載せることにより、ハンド部１２をワークＷとともに上方Ｕに移動させることができる。

【0052】

＜１－４－２．第２変形例＞
次に、図５及び図６を参照して、実施形態の第２変形例を説明する。図５は、第２変形例に係るロボット装置１００の構成例を示す概念図である。図６は、第２変形例に係るロボット装置１００のブロック図である。以下では、第２変形例のうちの上述の実施形態及び第１変形例と異なる構成を説明する。また、上述の実施形態及び第１変形例と同様の構成要素には同じ符号を付し、その説明を省略することがある。

【0053】

第２変形例では、上昇装置２は、第２接続部２１及び駆動部２２のほか、支持部２５１と、クランク部２５２と、ロッド部２５３と、をさらに有する。支持部２５１は、第２接続部２１を上下方向に移動可能に支持する。クランク部２５２は、上下方向と垂直な一方向に延びる回転軸Ｊ５を中心にして回転可能である。回転軸Ｊ５は、本発明の「第１回転軸」の一例である。ロッド部２５３は、第２接続部２１及びクランク部２５２間を接続する。ロッド部２５３の一方端は、回転軸Ｊ５と平行な回転軸Ｊ６を中心にして、第２接続部２１に対して回転可能に接続される。ロッド部２５３の他方端は、回転軸Ｊ７を中心にして、クランク部２５２に対して回転可能に接続される。なお、回転軸Ｊ６は本発明の「第２回転軸」の一例であり、回転軸Ｊ７は本発明の「第３回転軸」の一例である。回転軸Ｊ７は、回転軸Ｊ５と平行であって、回転軸Ｊ５から離れている。

【0054】

図５では、第１接続部１４は、アーム部１３の第５リンク部１３１５から、上下方向と交差する方向（たとえば上下方向と垂直な方向）に延びる。第１接続部１４の先端部は、第２接続部２１の上面に載置される。駆動部２２は、クランク部２５２を回転させる。クランク部２５２の回転により、回転軸Ｊ７の上下方向における位置の変化に伴って、第２接続部２１が上下方向に移動する。特に、回転軸Ｊ７が上方Ｕに移動する際、第１接続部１４及び第２接続部２１の接続部分２０が上方Ｕに移動する。第２変形例では、クランク部２５２の回転駆動による第２接続部２１の上下方向における往復の移動を利用して、ハンド部１２をワークＷとともに上方Ｕに移動させることができる。また、クランク部２５２の回転を反転させる必要がないので、上昇装置２をより簡易且つコンパクトな構成にできる。

【0055】

＜１－４－３．第３変形例＞
次に、図７及び図８を参照して、実施形態の第３変形例を説明する。図７は、第３変形例に係るロボット装置１００の構成例を示す概念図である。図８は、第３変形例に係るロボット装置１００のブロック図である。以下では、第３変形例のうちの上述の実施形態、第１変形例及び第２変形例と異なる構成を説明する。また、上述の実施形態、第１変形例及び第２変形例と同様の構成要素には同じ符号を付し、その説明を省略することがある。

【0056】

第３変形例では、上昇装置２は、第２接続部２１及び駆動部２２のほか、ロッド部２６１と、シリンダ部２６２と、をさらに有する。ロッド部２６１は、第２接続部２１を支持する。シリンダ部２６２は、ロッド部２６１の一部を上下方向に移動可能に収容する。たとえば、ロッド部２６１の上端は第２接続部２１に接続され、ロッド部２６１の下端はシリンダ部２６２内に収容される。

【0057】

また、シリンダ部２６２は、流体Ｆを流入出可能に収容する空間Ｓｐをロッド部２６１とともに構成する。流体Ｆは、たとえば、空気などの気体であり、或いは水、オイルなどの液体であってもよい。ロッド部２６１は、空間Ｓｐの内圧に応じて、上下方向に移動可能である。

【0058】

駆動部２２は、ポンプ部２６３を有する。ポンプ部２６３は、シリンダ部２６２に流体Ｆを供給する。たとえば、ポンプ部２６３は、シリンダ部２６２の流入孔２６２１に接続される。

【0059】

図７では、第１接続部１４の先端部は、第２接続部２１の上面に載置される。制御部３は、ポンプ部２６３を制御し、シリンダ部２６２内の空間Ｓｐに流体Ｆを流入させる。ポンプ部２６３から上述の空間Ｓｐに流体Ｆが供給されることにより、空間Ｓｐの内圧が上昇して、ロッド部２６１は押し上げられる。これにより、第１接続部１４及び第２接続部２１の接続部分２０は、上方Ｕに移動する。一方、制御部３は、シリンダ部２６２の電磁弁（符号省略）を制御し、流出孔２６２２の開閉を切り替える。シリンダ部２６２内の空間Ｓｐに流体Ｆを流入させる。流出孔２６２２の開放により空間Ｓｐから流体Ｆが流出することで、空間Ｓｐの内圧が降下して、ロッド部２６１は第２接続部２１とともに下方Ｄに移動する。このように第３変形例では、空間Ｓｐに対する流体Ｆの流入出によるロッド部２６１の上下方向における移動を利用して、ハンド部１２をワークＷとともに上方Ｕに移動させることができる。

【0060】

＜１－４－４．第４変形例＞
次に、図９及び図１０を参照して、実施形態の第４変形例を説明する。図９は、第４変形例に係るロボット装置１００の構成例を示す概念図である。図１０は、第４変形例に係るロボット装置１００のブロック図である。以下では、第４変形例のうちの上述の実施形態、第１変形例から第３変形例と異なる構成を説明する。また、上述の実施形態、第１変形例から第３変形例と同様の構成要素には同じ符号を付し、その説明を省略することがある。

【0061】

第４変形例では、たとえばボールねじ機構を利用して、第１接続部１４及び第２接続部２１の接続部分２０を上方Ｕに移動させる。たとえば図９に示すように、第２接続部２１及び駆動部２２のほか、上昇装置２は、上下方向に延びる軸部２７１をさらに有する。軸部２７１は、上下方向に延びる中心軸ＣＡを中心として回転可能である。軸部２７１の径方向外側面には、上下方向に延びる雄螺子部２７２が配置される。雄螺子部２７２では、軸部２７１の径方向外側面において、ネジ山又は螺子溝が上下方向において螺旋状に延びる。たとえば、雄螺子部２７２は、軸部２７１の上端部から下端部に渡って配置される。

【0062】

また、第２接続部２１は、孔部２７３を有する。孔部２７３には、軸部２７１が挿通される。また、孔部２７３の内周面には、雄螺子部２７２と噛み合う雌螺子部２７４が配置される。雌螺子部２７４では、孔部２７３の内周面において、雄螺子部２７２と噛み合うネジ山又は螺子溝が上下方向において螺旋状に延びる。雌螺子部２７４は、上下方向において、雄螺子部２７２に対して相対的に移動可能である。

【0063】

駆動部２２は、軸部２７１を回転させる。たとえば、駆動部２２はステッピングモータを有し、軸部２７１はステッピングモータの上下方向に延びるシャフトの先端に連結される。これにより、軸部２７１は、ステッピングモータの駆動に応じて、シャフトとともに回転する。

【0064】

こうすれば、ロボット装置１００は、軸部２７１の中心軸ＣＡを中心とする回転に応じて、第２接続部２１を上下方向に移動できる。たとえば、第１接続部１４を第２接続部２１の上面に載せて軸部２７１を周方向一方に回転させると、雌螺子部２７４が雄螺子部２７２に対して上方Ｕに向かって相対的に移動することで、第２接続部２１が第１接続部１４がとともに上方Ｕに移動する。これにより、ハンド部１２は、ワークとともに上方Ｕに移動できる。なお、軸部２７１が周方向他方に回転すると、雌螺子部２７４が雄螺子部２７２に対して下方Ｄに向かって相対的に移動することで、第２接続部２１は下方Ｄに移動する。これにより、第２接続部２１の上下方向における位置を元に戻すことができる。

【0065】

＜２．その他＞
以上、本発明の実施形態を説明した。なお、本発明の範囲は上述の実施形態に限定されない。本発明は、発明の主旨を逸脱しない範囲で上述の実施形態に種々の変更を加えて実施することができる。また、上述の実施形態で説明した事項は、矛盾が生じない範囲で適宜任意に組み合わせることができる。

【産業上の利用可能性】

【0066】

本発明は、ロボットアームでワークを持ち上げる装置に有用である。

【符号の説明】

【0067】

１００・・・ロボット装置、１・・・ロボットアーム、１１・・・ベース部、１２・・・ハンド部、１３・・・アーム部、１３１１・・・第１リンク部、１３１２・・・第２リンク部、１３１３・・・第３リンク部、１３１４・・・第４リンク部、１３１５・・・第５リンク部、１３１６・・・第６リンク部、１３２０・・・関節部、１３２１・・・第１関節部、１３２２・・・第２関節部、１３２３・・・第３関節部、１３２４・・・第４関節部、１３２５・・・第５関節部、１３２６・・・第６関節部、１３２７・・・第７関節部、１３３０・・・アクチュエータ、１３３１・・・第１アクチュエータ、１３３２・・・第２アクチュエータ、１３３３・・・第３アクチュエータ、１３３４・・・第４アクチュエータ、１３３５・・・第５アクチュエータ、１３３６・・・第６アクチュエータ、１３３７・・・第７アクチュエータ、１４・・・第１接続部、１４１・・・チャック部、１４２・・・凸部、２・・・上昇装置、２０・・・接続部分、２１・・・第２接続部、２２・・・駆動部、２３１・・・紐体、２３２・・・第１プーリ、２３３・・・第２プーリ、２４０・・・履帯、２４１・・・履板、２４２・・・連結部、２４３・・・第１ローラ、２４４・・・第２ローラ、２４５・・・第３接続部、２４６・・・凹部、２４７・・・載置面、２５１・・・支持部、２５２・・・クランク部、２５３・・・ロッド部、２６１・・・ロッド部、２６２・・・シリンダ部、２６２１・・・流入孔、２６２２・・・流出孔、２６３・・・ポンプ部、２７１・・・軸部、２７２・・・雄螺子部、２７３・・・孔部、２７４・・・雌螺子部、３・・・制御部、Ａｘ１・・・第１軸、Ａｘ２・・・第２軸、Ａｘ３・・・第３軸、Ａｘ４・・・第４軸、Ａｘ５・・・第５軸、Ａｘ６・・・第６軸、Ａｘ７・・・第７軸、Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３，Ｊ４，Ｊ５，Ｊ６，Ｊ７・・・回転軸、ＣＡ・・・中心軸、Ｗ・・・ワーク、Ｆ・・・流体、Ｓｐ・・・空間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】