特許 7007839 多関節ロボット

(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】

(24)【登録日】2022-01-12

(45)【発行日】2022-01-25

(54)【発明の名称】多関節ロボット

(51)【国際特許分類】

   B25J 9/08 20060101AFI20220118BHJP

【ＦＩ】

B25J9/08

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2017167714

(22)【出願日】2017-08-31

(65)【公開番号】P2019042855

(43)【公開日】2019-03-22

【審査請求日】2020-08-03

(73)【特許権者】

【識別番号】000000974

【氏名又は名称】川崎重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000556

【氏名又は名称】特許業務法人 有古特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】宗藤 康治

(72)【発明者】

【氏名】北村 伸二

(72)【発明者】

【氏名】亀山 篤

【審査官】臼井 卓巳

(56)【参考文献】

【文献】特開昭６０－０３４２８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６３－１５０１８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０４－２１７４７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－１２３６７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－１０３０６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－１４８４３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－２７６０６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０５６４１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１６－５３８１５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０４２８５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０４５１８３０８（ＵＳ，Ａ）

【文献】米国特許第０６０８４３７３（ＵＳ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１３／０３４０５６０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１５／０２９０８１７（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２５Ｊ ９／０６－１９／００

Ｂ６６Ｃ ２３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基端側から先端側に向かって複数のユニットが連結した多関節ロボットであって、
前記複数のユニットは、
固定体と、前記固定体に設けられた、前記複数のユニットにおける別のユニットと機械的に接続するための固定体側機械接続部と、前記固定体に連結部により連結された変位体と、前記変位体に設けられた、前記複数のユニットにおける別のユニットと機械的に接続するための変位体側機械接続部と、前記固定体に対して前記変位体を変位させる駆動部と、を有する、複数種類の関節ユニットと、
前記駆動部を制御する制御部と、前記複数のユニットにおける別のユニットと機械的に接続するための制御ユニット用機械接続部を有する、制御ユニットと、を含み、
前記固定体に対して前記変位体を変位させることによる、前記固定体側機械接続部に対する前記変位体側機械接続部の変位は、前記関節ユニットの種類に応じて異なり、
前記固定体側機械接続部は、第１の接続構造を有し、前記変位体側機械接続部および前記制御ユニット用機械接続部は、それぞれ第２の接続構造を有し、前記第１の接続構造と前記第２の接続構造とが互いに接続可能であり、
前記複数種類の関節ユニット及び前記制御ユニットの各ユニットは、各前記ユニットについての正常状態と異常状態とを識別可能に報知する報知部を有する、多関節ロボット。

【請求項2】

前記複数種類の関節ユニットは、前記固定体側機械接続部から前記連結部に向かう方向に沿った軸まわりに前記固定体に対して前記変位体を回転させるねじり関節ユニットと、前記固定体側機械接続部から前記連結部に向かう方向に直交する軸まわりに前記固定体に対して前記変位体を回転させる曲げ関節ユニットと、を少なくとも含む、請求項１に記載の多関節ロボット。

【請求項3】

前記複数のユニットは、特定の作業を行うためのエンドエフェクタを有するエンドエフェクタユニットを含み、
前記エンドエフェクタユニットは、前記第１の接続構造を有する、前記複数のユニットにおける別のユニットと機械的に接続するためのエンドエフェクタユニット用機械接続部を有する、請求項１または２に記載の多関節ロボット。

【請求項4】

前記関節ユニットは、前記固定体に設けられた、前記複数のユニットにおける別のユニットと電気的に接続するための固定体側電気接続部と、前記変位体に設けられた、前記複数のユニットにおける別のユニットと電気的に接続するための変位体側電気接続部と、前記固定体側電気接続部と変位体側電気接続部を電気的に接続する配線部と、を有し、
前記制御ユニットは、前記制御部から前記駆動部を制御するための制御信号を出力する、前記複数のユニットにおける別のユニットと電気的に接続するための制御ユニット用電気接続部を有し、
前記固定体側電気接続部は、第３の接続構造を有し、前記変位体側電気接続部および前記制御ユニット用電気接続部は、それぞれ第４の接続構造を有し、前記第３の接続構造と前記第４の接続構造とが互いに接続可能である、請求項１～３のいずれか１項に記載の多関節ロボット。

【請求項5】

前記駆動部は、モータを含み、
前記関節ユニットは、前記制御ユニットから送られる制御信号に基づいて、前記モータに送るモータ電流を生成するモータドライバを有する、請求項１～４のいずれか１項に記載の多関節ロボット。

【請求項6】

前記関節ユニットは、当該関節ユニットの種類を識別するための種類情報を記憶する記憶部を有する、請求項１～５のいずれか１項に記載の多関節ロボット。

【請求項7】

前記記憶部には、前記固定体に対する前記変位体の所定の位置を示す位置情報が記憶される、請求項６に記載の多関節ロボット。

【請求項8】

前記制御ユニットは、外部の携帯端末と無線で通信する無線通信部を有する、請求項１～７のいずれか１項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、様々な自由度の多関節ロボットが開発されている。作業内容に応じて適切な自由度、すなわち適切な関節数の多関節ロボットが用意される。例えば多関節ロボットの作業内容を変更することになった場合などには、これまで使用していた多関節ロボットとは別の自由度の多関節ロボットを用意する必要が生じ得るが、特許文献１には、これまで使用していた多関節ロボットの関節数を変更することにより自由度の変更を容易に行える多関節ロボットが開示されている。

【0003】

特許文献１の図６には、同じ構成である３つのアクチュエータ装置を接続ブロックにより直列に接続して構成される３自由度の多関節ロボットが開示されている。この多関節ロボットでは、関節となるアクチュエータ装置とそれらを接続する接続ブロックの数を増やすことにより、自由度を変更することが可能となる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特許第４５４３４６９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、上述の多関節ロボットでは、関節となるアクチュエータ装置を連結するために接続ブロックが必要になる。このため、連結する構成部材の数が多くなり、多関節ロボットの自由度の変更作業が煩雑になる。

【0006】

そこで、本発明は、より容易に自由度を変更できる多関節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】

上記課題を解決するために、本発明に係る多関節ロボットは、基端側から先端側に向かって複数のユニットが連結した多関節ロボットであって、前記複数のユニットは、固定体と、前記固定体に設けられた、前記複数のユニットにおける別のユニットと機械的に接続するための固定体側機械接続部と、前記固定体に連結部により連結された変位体と、前記変位体に設けられた、前記複数のユニットにおける別のユニットと機械的に接続するための変位体側機械接続部と、前記固定体に対して前記変位体を変位させる駆動部と、を有する、複数種類の関節ユニットと、前記駆動部を制御する制御部と、前記複数のユニットにおける別のユニットと機械的に接続するための制御ユニット用機械接続部を有する、制御ユニットと、を含み、前記固定体に対して前記変位体を変位させることによる、前記固定体側機械接続部に対する前記変位体側機械接続部の変位は、前記関節ユニットの種類に応じて異なり、前記固定体側機械接続部は、第１の接続構造を有し、前記変位体側機械接続部および前記制御ユニット用機械接続部は、それぞれ第２の接続構造を有し、前記第１の接続構造と前記第２の接続構造とが互いに接続可能である。

【0008】

上記の構成によれば、複数種類の関節ユニットの各固定体側機械接続部が、第１の接続構造を共通に有しており、複数種類の関節ユニットの各変位体側機械接続部並びに制御ユニット用機械接続部が、第１の接続構造に接続可能な第２の接続構造を共通に有している。このため、多関節ロボットの作業内容を変更する場合などに、その作業に応じて、多関節ロボットが有する関節ユニットの数を容易に増やしたり減らしたりでき、また、種類の異なる関節ユニットの位置を容易に入れ替えることもできる。このため、より容易に自由度を変更できる多関節ロボットを提供することができる。

【0009】

上記の多関節ロボットにおいて、例えば、前記複数種類の関節ユニットは、前記固定体側機械接続部から前記連結部に向かう方向に沿った軸まわりに前記固定体に対して前記変位体を回転させるねじり関節ユニットと、前記固定体側機械接続部から前記連結部に向かう方向に直交する軸まわりに前記固定体に対して前記変位体を回転させる曲げ関節ユニットと、を少なくとも含む。

【0010】

上記の多関節ロボットにおいて、前記複数のユニットは、特定の作業を行うためのエンドエフェクタを有するエンドエフェクタユニットを含み、前記エンドエフェクタユニットは、前記第１の接続構造を有する、前記複数のユニットにおける別のユニットと機械的に接続するためのエンドエフェクタユニット用機械接続部を有してもよい。この構成によれば、第１の接続構造を有するエンドエフェクタユニット用機械接続部が、第２の接続構造を有する変位体側機械接続部に接続可能であるため、エンドエフェクタユニットをいずれの種類の関節ユニットにも容易に接続できる。

【0011】

上記の多関節ロボットにおいて、前記関節ユニットは、前記固定体に設けられた、前記複数のユニットにおける別のユニットと電気的に接続するための固定体側電気接続部と、前記変位体に設けられた、前記複数のユニットにおける別のユニットと電気的に接続するための変位体側電気接続部と、前記固定体側電気接続部と変位体側電気接続部を電気的に接続する配線部と、を有し、前記制御ユニットは、前記制御部から前記駆動部を制御するための制御信号を出力する、前記複数のユニットにおける別のユニットと電気的に接続するための制御ユニット用電気接続部を有し、前記固定体側電気接続部は、第３の接続構造を有し、前記変位体側電気接続部および前記制御ユニット用電気接続部は、それぞれ第４の接続構造を有し、前記第３の接続構造と前記第４の接続構造とが互いに接続可能であってもよい。この構成によれば、互いに機械的に接続される２つのユニットが電気的にも接続可能である。このため、制御ユニットから出力した制御信号を、連結された各関節ユニットが有する配線部を介して、多関節ロボットの基端側から先端側に送ることができる。

【0012】

上記の多関節ロボットにおいて、前記駆動部は、モータを含み、前記関節ユニットは、前記制御ユニットから送られる制御信号に基づいて、前記モータに送るモータ電流を生成するモータドライバを有してもよい。この構成によれば、各関節ユニットがモータドライバを有するため、各関節ユニットを駆動するためのモータドライバを制御ユニットに設けなくて済み、制御ユニットをコンパクトにできる。また、連結する関節ユニットの数は、制御ユニットが有するモータドライバの数に制限されない。

【0013】

上記の多関節ロボットにおいて、前記関節ユニットは、当該関節ユニットの種類を識別するための種類情報を記憶する記憶部を有してもよい。この構成によれば、制御ユニットが関節ユニットの記憶部から種類情報を読み込むことにより、当該関節ユニットをその種類に応じて適切に制御することができる。

【0014】

上記の記憶部には、前記固定体に対する前記変位体の所定の位置を示す位置情報が記憶されてもよい。この構成によれば、例えば多関節ロボットが所定の姿勢をとるための各関節ユニットの姿勢を、関節ユニット自体に記憶させることができる。

【0015】

上記の多関節ロボットにおいて、前記制御ユニットは、外部の携帯端末と無線で通信する無線通信部を有してもよい。この構成によれば、ユーザが外部の携帯端末に対して行う操作によって、多関節ロボットに対して動作指令を送ることができる。

【0016】

上記の多関節ロボットにおいて、前記関節ユニットは、当該関節ユニットについての正常状態と異常状態とを識別可能に報知する報知部を有してもよい。この構成によれば、各関節ユニットが異常かどうか当該関節ユニットの報知部から確認でき、異常状態にある関節ユニットの交換を容易に行うことができる。

【発明の効果】

【0017】

本発明の多関節ロボットによれば、より容易に自由度を変更できる多関節ロボットを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の一実施形態に係る多関節ロボットの斜視図である。

【図2】図１に示す多関節ロボットにおける制御ユニットの斜視図である。

【図3】図２のIII-III矢視概略断面図である。

【図4】図１に示す多関節ロボットにおけるねじり関節ユニットの斜視図である。

【図5】図４のV-V矢視概略断面図である。

【図6】図１に示す多関節ロボットにおける曲げ関節ユニットの斜視図である。

【図7】（Ａ）は、図６のVIIA-VIIA矢視概略断面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）のVIIB-VIIB矢視断面図である。

【図8】図１に示す多関節ロボットにおけるエンドエフェクタユニットの斜視図である。

【図9】図８に示すIX-IX矢視概略断面図である。

【図10】図１に示す多関節ロボットの制御系統を示すブロック図である。

【図11】多関節ロボットの適用例を示す図である。

【図12】多関節ロボットの別の適用例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。

【0020】

〔多関節ロボット１の構成〕
図１は、本実施形態に係る多関節ロボット１の斜視図である。図１に示すように、多関節ロボット１は、基端側から先端側に向かって複数のユニットが連結して構成される。具体的には、多関節ロボット１は、制御ユニット２と、複数種類の関節ユニット３と、エンドエフェクタユニット４とが連結して構成される。制御ユニット２は、多関節ロボット１における基端側端部に配置され、エンドエフェクタユニット４は、多関節ロボット１における先端側端部に配置される。複数種類の関節ユニット３は、制御ユニット２とエンドエフェクタユニット４の間で直列に連結される。

【0021】

本実施形態では、複数種類の関節ユニット３は、２つのねじり関節ユニット３Ａおよび３つの曲げ関節ユニット３Ｂを含む。すなわち、多関節ロボット１は、５つの関節を有する５軸ロボットである。多関節ロボット１は、壁掛け用ベース、天井吊り用ベース、床置き用ベース、台取付用クリップベースなどの、制御ユニット２を保持するベース（図示略）と共に利用される。以下、各ユニット２，３，４について説明する。なお、以下の説明では、便宜上、各ユニット２，３，４に関して、それらが連結されて多関節ロボット１を構成する場合の多関節ロボット１における基端側と先端側を、それぞれ、各ユニット２，３，４の「基端側」および「先端側」と呼ぶこととする。

【0022】

〔制御ユニット２の構成〕
まず、制御ユニット２について、図２および図３を参照して説明する。図２は、制御ユニット２の斜視図であり、図３は、図２のIII-III矢視概略断面図である。制御ユニット２は、円柱状のケーシング１１と、当該ケーシング１１に内装された制御部１２を有する。制御部１２は、多関節ロボット１の動作を制御する。制御部１２は、例えばＣＰＵやＲＯＭおよびＲＡＭ等を含む回路モジュールである。ケーシング１１の側面には、電力供給口１３が設けられている。制御部に１２には、外部電源から電力供給口１３を介して電力が供給される。

【0023】

また、ケーシング１１内には、無線通信部１４が設けられている。無線通信部１４は、制御部１２とバスで接続される。無線通信部１４は、Bluetooth（登録商標）や赤外線通信により、制御ユニット２の外部の携帯端末１７（図１０参照）と通信を行う。ただし、制御ユニット２の制御部１２が、外部のコンピュータなどと有線で通信可能に接続されていてもよい。

【0024】

円柱状のケーシング１１の一方側（先端側）端部には、円形状の制御ユニット用機械接続部１５が設けられている。制御ユニット用機械接続部１５は、関節ユニット３と機械的に接続するためのものである。制御ユニット用機械接続部１５は、後述するように第２の接続構造５Ｂを有する。

【0025】

また、円柱状のケーシング１１の一方側（先端側）端部には、制御ユニット用電気接続部１６が設けられている。制御ユニット用電気接続部１６は、上述の制御ユニット用機械接続部１５により機械的に接続された関節ユニット３と電気的に接続するためのコネクタである。制御ユニット用電気接続部１６は、後述するように第４の接続構造５Ｄを有する。

【0026】

また、図２に示すように、円柱状のケーシング１１の側面には、当該制御ユニット２についての正常状態と異常状態とを識別可能に発光する発光部１８が設けられている。発光部１８は、例えば１つまたは複数のＬＥＤである。

【0027】

〔関節ユニット３の構成〕
次に、関節ユニット３について説明する。本実施形態では、いずれの種類の関節ユニット３も、即ち、ねじり関節ユニット３Ａと曲げ関節ユニット３Ｂの双方とも、固定体と、当該固定体に対して回転変位する変位体（以下、「回転体」と称する。）を有する。固定体には、別のユニットと機械的に接続するための固定体側機械接続部が設けられている。また、回転体には、別のユニットと機械的に接続するための回転体側機械接続部が設けられている。関節ユニット３は、その種類に応じて、固定体に対して回転体が変位したときに生じる固定体側機械接続部に対する回転体側機械接続部の変位が異なる。以下、ねじり関節ユニット３Ａと曲げ関節ユニット３Ｂについて、それぞれ詳しく説明する。

【0028】

〔ねじり関節ユニット３Ａの構成〕
まず、ねじり関節ユニット３Ａについて、図４および図５を参照して説明する。図４は、ねじり関節ユニット３Ａの斜視図であり、図５は、図４のV-V矢視概略断面図である。ねじり関節ユニット３Ａは、円柱状の固定体２１と、円盤状または短円柱状の回転体２２とを有し、これら固定体２１と回転体２２とが重なって全体として円柱状を呈している。固定体２１と回転体２２とは、それらの中心線Ｃ１を回動中心として回動可能に連結される。固定体２１は多関節ロボット１における基端側に位置し、回転体２２は多関節ロボット１における先端側に位置する。

【0029】

固定体２１は、固定体側ケーシング部２３を有し、回転体２２は、回転体側ケーシング部２４を有する。これら固定体側ケーシング部２３と回転体側ケーシング部２４とにより内部空間Ｓ１が形成されている。固定体側ケーシング部２３は、円筒状の側壁部２３ａと、当該円筒状の側壁部２３ａの基端側の開口を覆う基端側壁部２３ｂを有する。回転体側ケーシング部２４は、円筒状の側壁部２３ａの先端側の開口を覆う先端側壁部２４ａを有する。

【0030】

固定体２１は、駆動部２５を有する。駆動部２５は、中心線Ｃ１を回動中心として固定体２１に対して回転体２２を回転駆動させる。駆動部２５は、内部空間Ｓ１に配置されており、固定体側ケーシング部２３に支持される。駆動部２５は、モータ２６と、モータ２６の図略の出力軸の回転速度を減じて出力する減速機２７とを含む。

【0031】

減速機２７には、その出力軸と一体回転可能な筒状部２８が設けられている。筒状部２８は、減速機２７から回転体２２に向かって中心線Ｃ１に沿って延び、その先端側端部は回転体２２の回転体側ケーシング部２４に固定される。すなわち、固定体２１と回転体２２とは、筒状部２８により互いに連結するものであり、ねじり関節ユニット３Ａにおいて筒状部２８は、本発明における連結部に相当する。

【0032】

また、固定体２１は、モータ２６の駆動を制御するモータドライバ２９と、モータ２６の回転位置を検出するための位置検出部２６ａ（図１０参照）とを有する。モータドライバ２９は、アンプを含み、制御ユニット２から送られる制御信号に基づいて、モータ２６に送るモータ電流を生成する。位置検出部２６ａは、モータ軸の回転位置（回転角度）を検出してモータドライバ２９にフィードバックする。位置検出部２６ａは、例えばレゾルバまたはエンコーダ等である。

【0033】

固定体２１の基端側端部には、固定体側機械接続部３０が設けられている。固定体側機械接続部３０は、基端側で別のユニットと機械的に接続するためのものである。固定体側機械接続部３０は、後述するように第１の接続構造５Ａを有する。回転体２２の先端側端部には、回転体側機械接続部３１が設けられている。回転体側機械接続部３１は、先端側で別のユニットと機械的に接続するためのものである。回転体側機械接続部３１は、後述するように第２の接続構造５Ｂを有する。

【0034】

固定体２１の基端側端部には、固定体側電気接続部３２が設けられている。固定体側電気接続部３２は、基端側で別のユニットと電気的に接続するためのものである。固定体側機械接続部３０は、固定体側ケーシング部２３に支持されている。固定体側電気接続部３２は、後述するように第３の接続構造５Ｃを有する。回転体２２の先端側端部には、回転体側電気接続部３３が設けられている。回転体側電気接続部３３は、先端側で別のユニットと電気的に接続するためのものである。回転体側電気接続部３３は、回転体側ケーシング部２４に支持されている。回転体側電気接続部３３は、後述するように第４の接続構造５Ｄを有する。

【0035】

固定体２１は、固定体側電気接続部３２と回転体側電気接続部３３とを電気的に接続する配線部３４を有する。配線部３４は、内部空間Ｓ１に配置される。配線部３４は、固定体側電気接続部３２と回転体側電気接続部３３に向かって順番に、第１配線部３４ａ、第２配線部３４ｂ、第３配線部３４ｃ、第４配線部３４ｄを有する。

【0036】

第１配線部３４ａは、固定体側ケーシング部２３に固定されており、固定体側電気接続部３２からモータドライバ２９につながる。第２配線部３４ｂは、固定体側ケーシング部２３に固定されており、モータドライバ２９から先端側に向かって中心線Ｃ１に沿って延び、筒状部２８の径方向外方の位置まで延びる。

【0037】

第３配線部３４ｃは、帯状に形成されており、固定体２１に対する回転体２２の回動変位を吸収するように構成される。具体的には、第３配線部３４ｃの一方側端部は、第２配線部３４ｂに接続しており、固定体側ケーシング部２３に固定されている。第３配線部３４ｃの他方側端部は、筒状部２８に固定されている。第３配線部３４ｃは、一方側端部から筒状部２８の外周における一方向に延びており、途中で湾曲しながら筒状部２８側に折り返して反対方向に延び、他方側端部に至る。このように、固定体２１に対して回転体２２が回動すると、第３配線部３４ｃは、折り返しの湾曲位置を変えながら変形する。

【0038】

第４配線部３４ｄは、第３配線部３４ｃの先端側端部から筒状部２８を貫通して回転体２２の中央に配置された回転体側電気接続部３３につながる。

【0039】

また、モータドライバ２９には、当該モータドライバ２９を含む関節ユニット３の種類、すなわち当該関節ユニット３がねじり関節ユニット３Ａであることを識別するための種類情報を記憶する記憶部３５が設けられている。記憶部３５は、例えばフラッシュメモリである。また、記憶部３５には、固定体２１に対する回転体２２の所定の回転位置を示す回転位置情報も記憶される。また、記憶部３５には、当該記憶部３５を含むねじり関節ユニット３Ａの製造番号などの製造情報も記憶される。

【0040】

固定体２１の筒状の固定体側ケーシング部２３の外周面には、当該ねじり関節ユニット３Ａについての正常状態と異常状態とを識別可能に発光する発光部３６（本発明における報知部に相当）が設けられている。発光部３６は、例えば１つまたは複数のＬＥＤである。

【0041】

〔曲げ関節ユニット３Ｂの構成〕
次に、曲げ関節ユニット３Ｂについて、図６、図７（Ａ）および図７（Ｂ）を参照して説明する。図６は、曲げ関節ユニット３Ｂの斜視図であり、図７（Ａ）は、図６のVIIA-VIIA矢視概略断面図であり、図７（Ｂ）は、図７（Ａ）のVIIB-VIIB矢視断面図である。曲げ関節ユニット３Ｂは、円柱状の固定体４１と、円柱状の回転体４２とを有し、これら固定体４１の長手方向における端部と回転体４２の長手方向における端部とがそれらの長手方向と直交する回動軸Ｃ２を中心として回動可能に連結されたものである。

【0042】

固定体４１は、固定体側ケーシング部４３を有し、回転体４２は、回転体側ケーシング部４４を有する。これら固定体側ケーシング部４３と回転体側ケーシング部４４とにより内部空間Ｓ２が形成されている。固定体側ケーシング部４３と回転体側ケーシング部４４とは類似した形状を有する。固定体側ケーシング部４３および回転体側ケーシング部４４は、それぞれ略円柱状であり、長手方向における一方側端部において長手方向に直交する方向に開口した開口部を有する。そして、固定体側ケーシング部４３と回転体側ケーシング部４４とは、それぞれの開口部を合わせるように配置される。

【0043】

固定体４１は、駆動部４５を有する。駆動部４５は、回転軸Ｃ２を回動中心として固定体４１に対して回転体４２を回転駆動させる。駆動部４５は、内部空間Ｓ２に配置されており、固定体側ケーシング部４３に支持される。駆動部４５は、モータ４６と、モータ４６の図略の出力軸の回転速度を減じて出力する減速機４７とを含む。

【0044】

減速機４７は、固定体２１の先端側端部に配置される。減速機４７には、その出力軸と一体回転可能な円柱部４８が設けられている。円柱部４８は、減速機４７から回転体４２に向かって回動軸Ｃ２に沿って延び、その先端側端部は回転体４２の回転体側ケーシング部４４に固定される。すなわち、固定体４１と回転体４２とは、円柱部４８により互いに連結するものであり、曲げ関節ユニット３Ｂにおいて円柱部４８は、本発明における連結部に相当する。

【0045】

また、固定体４１は、モータ４６の駆動を制御するモータドライバ４９と、モータ４６の回転位置を検出するための位置検出部４６ａ（図１０参照）とを有する。モータドライバ４９は、アンプを含み、制御ユニット２から送られる制御信号に基づいて、モータ４６に送るモータ電流を生成する。位置検出部４６ａは、モータ軸の回転位置（回転角度）を検出してモータドライバ４９にフィードバックする。位置検出部４６ａは、例えばレゾルバまたはエンコーダ等である。

【0046】

固定体４１の基端側端部には、固定体側機械接続部５０が設けられている。固定体側機械接続部５０は、基端側で別のユニットと機械的に接続するためのものである。固定体側機械接続部５０は、後述するように第１の接続構造５Ａを有する。回転体４２の先端側端部には、回転体側機械接続部５１が設けられている。回転体側機械接続部５１は、先端側で別のユニットと機械的に接続するためのものである。回転体側機械接続部５１は、後述するように第２の接続構造５Ｂを有する。

【0047】

固定体４１の基端側端部には、固定体側電気接続部５２が設けられている。固定体側電気接続部５２は、基端側で別のユニットと電気的に接続するためのものである。固定体側機械接続部５０は、固定体側ケーシング部４３に支持されている。固定体側電気接続部５２は、後述するように第３の接続構造５Ｃを有する。回転体４２の先端側端部には、回転体側電気接続部５３が設けられている。回転体側電気接続部５３は、先端側で別のユニットと電気的に接続するためのものである。回転体側電気接続部５３は、回転体側ケーシング部４４に支持されている。回転体側電気接続部５３は、後述するように第４の接続構造５Ｄを有する。

【0048】

固定体４１は、固定体側電気接続部５２と回転体側電気接続部５３とを電気的に接続する配線部５４を有する。配線部５４は、内部空間Ｓ２に配置される。配線部５４は、固定体側電気接続部５２と回転体側電気接続部５３に向かって順番に、第１配線部５４ａ、第２配線部５４ｂ、第３配線部５４ｃ、第４配線部５４ｄを有する。

【0049】

第１配線部５４ａは、固定体側ケーシング部４３に固定されており、固定体側電気接続部５２からモータドライバ４９につながる。

【0050】

第２配線部５４ｂは、帯状に形成されており、固定体４１に対する回転体４２の回動変位を吸収するように構成される。具体的には、第２配線部５４ｂの一方側端部は、モータドライバ４９に接続しており、第２配線部５４ｂの他方側端部は、円柱部４８に固定されている。第２配線部５４ｂは、一方側端部から円柱部４８に向かって延び、円柱部４８の外周における一方向に延びており、途中で湾曲しながら円柱部４８側に折り返して反対方向に延び、他方側端部に至る。このように、固定体４１に対して回転体４２が回動すると、第２配線部５４ｂは、折り返しの湾曲位置を変えながら変形する。

【0051】

第３配線部５４ｃは、円柱部４８に固定されている。第３配線部５４ｃは、第２配線部５４ｂの先端側端部から円柱部４８の長手方向に沿って回転体４２側に延びる。第４配線部５４ｄは、第３配線部５４ｃの先端側端部から回転体４２の長手方向に沿って延び、回転体側電気接続部５３につながる。

【0052】

また、モータドライバ４９には、当該モータドライバ４９を含む関節ユニット３の種類、すなわち当該関節ユニット３が曲げ関節ユニット３Ｂであることを識別するための種類情報を記憶する記憶部５５が設けられている。記憶部５５は、例えばフラッシュメモリである。また、記憶部５５には、固定体４１に対する回転体４２の所定の回転位置を示す回転位置情報も記憶される。また、記憶部５５には、当該記憶部５５を含む曲げ関節ユニット３Ｂの製造番号などの製造情報も記憶される。

【0053】

固定体４１の筒状の固定体側ケーシング部４３の外周面には、当該曲げ関節ユニット３Ｂについての正常状態と異常状態とを識別可能に発光する発光部５６（本発明における報知部に相当）が設けられている。発光部５６は、例えば１つまたは複数のＬＥＤである。

【0054】

〔エンドエフェクタユニット４の構成〕
次に、エンドエフェクタユニット４について、図８および図９を参照して説明する。図８は、エンドエフェクタユニット４の斜視図であり、図９は、図８のIX-IX矢視概略断面図である。エンドエフェクタユニット４は、基部６１とエンドエフェクタ６２とを有する。

【0055】

エンドエフェクタ６２は、多関節ロボット１が特定の作業を行うためのものであり、本実施形態では、ワークを把持するチャックである。ただし、エンドエフェクタユニット４のエンドエフェクタの態様はこれに限定されない。基部６１には、エンドエフェクタ６２を動作させるための駆動部６３が内装されている。駆動部６３は、モータ６４、減速機６５を含む。

【0056】

また、基部６１には、モータ６４の駆動を制御するモータドライバ６６が内装されている。また、基部６１には、モータ６４の回転位置を検出するための位置検出部６６ａ（図１０参照）も内装される。モータドライバ６６は、アンプを含み、制御ユニット２から送られる制御信号に基づいて、モータ６４に送るモータ電流を生成する。位置検出部６６ａは、モータ軸の回転位置（回転角度）を検出してモータドライバ６６にフィードバックする。位置検出部６６ａは、例えばレゾルバまたはエンコーダ等である。

【0057】

また、基部６１には、関節ユニット３と機械的に接続するためのエンドエフェクタユニット用機械接続部６７が設けられている。エンドエフェクタユニット用機械接続部６７は、後述するように第１の接続構造５Ａを有する。

【0058】

また、基部６１には、関節ユニット３と電気的に接続するためのエンドエフェクタユニット用電気接続部６８が設けられている。エンドエフェクタユニット用電気接続部６８は、後述するように第３の接続構造５Ｃを有する。

【0059】

また、モータドライバ６６には、当該エンドエフェクタユニット４の種類を識別するための種類情報を記憶する記憶部６９が設けられている。記憶部６９は、例えばフラッシュメモリである。また、記憶部６９には、当該記憶部６９を含むエンドエフェクタユニット４の製造番号などの製造情報も記憶される。

【0060】

基部６１の外周面には、当該エンドエフェクタユニット４についての正常状態と異常状態とを識別可能に発光する発光部７０が設けられている。発光部７０は、例えば１つまたは複数のＬＥＤである。

【0061】

〔ユニット同士の接続構造〕
（機械的接続）
多関節ロボット１は、ユーザの要望に応じて適宜構成を変えることのできる、カスタマイズ可能ロボットである。すなわち、各ユニット２，３，４が有する接続部同士を自由に連結することができる。

【0062】

具体的には、ねじり関節ユニット３Ａの固定体側機械接続部３０、曲げ関節ユニット３Ｂの固定体側機械接続部５０、およびエンドエフェクタユニット４のエンドエフェクタユニット用機械接続部６７は、共通の第１の接続構造５Ａを有する。また、制御ユニット２の制御ユニット用機械接続部１５は、ねじり関節ユニット３Ａの回転体側機械接続部３１、および曲げ関節ユニット３Ｂの回転体側機械接続部５１は、共通の第２の接続構造５Ｂを有する。そして、これら第１の接続構造５Ａと第２の接続構造５Ｂとが、互いに接続可能となっている。

【0063】

このため、例えば、ねじり関節ユニット３Ａには、制御ユニット２、他のねじり関節ユニット３Ａ、曲げ関節ユニット３Ｂ、及びエンドエフェクタユニット４を選択的に連結することができる。また、例えば、曲げ関節ユニット３Ｂには、制御ユニット２、ねじり関節ユニット３Ａ、他の曲げ関節ユニット３Ｂ、及びエンドエフェクタユニット４を選択的に連結することができる。従って、多関節ロボット１において、関節ユニット３の数を変更したり、関節ユニット３を組み替えたりすることによって、多関節ロボット１の自由度や動作範囲などを変更することができる。

【0064】

本実施形態では、第１の接続構造５Ａは、円筒状を呈しており、第２の接続構造５Ｂは、第１の接続構造５Ａの円筒部の内周壁に嵌合可能に円筒状（または円柱状）を呈している。そして、第１の接続構造５Ａの円筒部には、外周に沿って貫通孔が形成されており、第２の接続構造５Ｂの円筒部外周には、第１の接続構造５Ａに嵌合したときに貫通孔の位置に合うようにネジ穴が形成されている。貫通孔とネジ穴の位置が一致するように第１の接続構造５Ａの円筒部に第２の接続構造５Ｂの円筒部を嵌合させた状態で、第１の接続構造５Ａの円筒部から貫通孔にボルト６（図３、図５、図７及び図９参照）を挿入して固定する。こうして、第１の接続構造５Ａと第２の接続構造５Ｂとが互いに接続される。

【0065】

ただし、第１の接続構造５Ａと第２の接続構造５Ｂとは、互いに接続可能な構成であれば、いかなる態様であってもよい。例えば、第１の接続構造５Ａに対して第２の接続構造５Ｂを嵌合する代わりに、第２の接続構造５Ｂに対して第１の接続構造５Ａを嵌合する逆の構成であってもよい。なお、第１の接続構造５Ａと第２の接続構造５Ｂとは、互いに接続することにより、当該第１の接続構造５Ａを有するユニットと、それに隣接する第２の接続構造５Ｂを有するユニットとの相対位置が一意に決まる接続構造であることが望ましい。

【0066】

（電気的接続）
また、本実施形態では、互いに機械的に接続されたユニット同士が電気的にも接続できるように構成されている。

【0067】

具体的には、ねじり関節ユニット３Ａの固定体側電気接続部３２、曲げ関節ユニット３Ｂの固定体側電気接続部５２、およびエンドエフェクタユニット４のエンドエフェクタユニット用電気接続部６８は、共通の第３の接続構造５Ｃを有する。また、制御ユニット２の制御ユニット用電気接続部１６は、ねじり関節ユニット３Ａの回転体側電気接続部３３、および曲げ関節ユニット３Ｂの回転体側電気接続部５３は、共通の第４の接続構造５Ｄを有する。そして、これら第３の接続構造５Ｃと第４の接続構造５Ｄとが、互いに接続可能となっている。

【0068】

各関節ユニット３において、固定体側電気接続部３２，５２は、当該各関節ユニット３内の内部空間Ｓ１，Ｓ２を通って、それぞれ回転体側電気接続部３３，５３に電気的につながる。このため、自由にユニットを機械接続して多関節ロボット１を構成した場合でも、別途電気配線を用意することなく、制御ユニット２から多関節ロボット１の各関節ユニット３およびエンドエフェクタユニット４に制御信号を送ることができる。

【0069】

第３の接続構造５Ｃと第４の接続構造５Ｄとは、互いに接続可能な構成であれば、いかなる態様であってもよい。例えば、第３の接続構造５Ｃは、芯線の接続部が凸となっている雄型コネクタであり、第４の接続構造５Ｄは、当該雄型コネクタに対応する雌型コネクタであってもよい。また、第３の接続構造５Ｃが雌型コネクタであり、第４の接続構造５Ｄが雄型コネクタであってもよい。

【0070】

本実施形態では、ユニット同士を機械的に接続する際に、第３の接続構造５Ｃと第４の接続構造５Ｄが互いに接続されるように、第１の接続構造５Ａと第２の接続構造５Ｂの一方に対して他方を嵌合させる。ただし、第３の接続構造５Ｃと第４の接続構造５Ｄの一方又は双方が各ユニットのケーシングに固定されず、配線部のみにより支持される場合には、第３の接続構造５Ｃと第４の接続構造５Ｄとを互いに接続してから、第１の接続構造５Ａと第２の接続構造５Ｂの一方に対して他方を嵌合させてもよい。

【0071】

〔制御系統〕
次に、多関節ロボット１の制御系統について、図１０を参照して説明する。図１０は、多関節ロボット１の制御系統を示すブロック図である。なお、図１０では、多関節ロボット１が有する関節ユニット３のうち、制御ユニット２から１番目の関節ユニット３（ねじり関節ユニット３Ａ）と２番目の関節ユニット３（曲げ関節ユニット３Ｂ）のみ示し、３番目以降の関節ユニット３については省略する。

【0072】

関節ユニット３およびエンドエフェクタユニット４の動作は、制御ユニット２の制御部１２によって制御される。図１０に示すように、制御ユニット２における制御部１２から各ユニットのモータドライバ２９，４９，６６（より詳細には、モータドライバ２９，４９，６６におけるＣＰＵ）が直列につながっている。制御部１２から送られる制御信号は、基端側から先端側に向かって、順次各関節ユニット３のモータドライバ２９，４９を経由してエンドエフェクタユニット４のモータドライバ６６へと送られる。制御部１２から送られる制御信号には、各ユニットに対する指令値が含まれており、各ユニットのモータドライバ２９，４９，６６は、制御信号に含まれるデータのうち、各ユニットに対応するデータ（指令値）を取得して、各ユニットの駆動部の動作を制御する。

【0073】

制御部１２が多関節ロボット１の動作を制御するためには、制御部１２が多関節ロボット１の構成、すなわち多関節ロボット１がいくつの関節ユニット３を有するか、制御ユニット２から何番目にどのような種類の関節ユニット３が配置されているのかなどを認識する必要がある。以下では、多関節ロボット１の構成を制御部１２が認識するためのセットアップについて、具体的に説明する。

【0074】

多関節ロボット１の所有者であるユーザが、各ユニットを連結して図１に示すような多関節ロボット１を構築したとする。その後、ユーザは、携帯端末１７に対して操作して、多関節ロボット１のセットアップを行う。セットアップでは、制御部１２から各モータドライバに対して、多関節ロボット１の構成情報を要求する信号（以下、「構成情報要求信号」と称する。）を送る。

【0075】

具体的には、エンドエフェクタユニット４のモータドライバ６６には、例えば終端プラグなどのターミネータが設けられている。そして、制御部１２は、各関節ユニット３のモータドライバ２９，４９を経由して、多関節ロボット１における先端側端部に位置するモータドライバ６６に構成情報要求信号を送る。エンドエフェクタユニット４のモータドライバ６６が構成情報要求信号を受信すると、当該モータドライバ６６は、自身がターミネータを備えることから、エンドエフェクタユニット４が、連結されたユニットの終端であること（すなわち、先端から１番目であること）ことを検知し、その情報を記憶部６９に記憶する。そして、エンドエフェクタユニット４のモータドライバ６６は、記憶部６９に記憶された種類情報に基づき、基端側で隣接するねじり関節ユニット３Ａのモータドライバ２９に、先端側から数えて１番目がエンドエフェクタユニット４であることを示す情報（第１ユニット情報）を送る。

【0076】

エンドエフェクタユニット４に隣接するねじり関節ユニット３Ａのモータドライバ２９は、第１ユニット情報を受信する。これにより、当該モータドライバ２９は、自身が位置するユニットが多関節ロボット１における先端側から２番目のユニットであることを検知し、その情報を記憶部３５に記憶する。そして、当該モータドライバ２９は、記憶部３５に記憶された種類情報に基づき、基端側で隣接する曲げ関節ユニット３Ｂのモータドライバ４９に、第１ユニット情報に加えて、多関節ロボット１における先端側から２番目がねじり関節ユニット３Ａであることを示す情報（第２ユニット情報）を送る。

【0077】

このように、多関節ロボット１における先端側から基端側に向かって順次ユニット情報が送られる。最終的には、制御ユニット２に隣接するねじり関節ユニット３Ａのモータドライバ２９が、先端側から送られるユニット情報（詳細には、第１～第５ユニット情報）に基づき、自身が位置するユニットが多関節ロボット１における先端側から６番目であることを検知し、その情報を記憶部３５に記憶する。そして、当該モータドライバ２９は、記憶部３５に記憶された種類情報に基づき、制御ユニット２の制御部１２に、多関節ロボット１における先端側から１番目から５番目までのユニットの情報（第１～第５ユニット情報）に加えて、多関節ロボット１における先端側から６番目がねじり関節ユニット３Ａであることを示す情報（第６ユニット情報）を送る。

【0078】

こうして、各関節ユニット３およびエンドエフェクタユニット４の記憶部には、多関節ロボット１における先端側から何番目のユニットであるかの情報が記憶される。そして、制御部１２は、多関節ロボット１の構成、すなわち多関節ロボット１における先端側から何番目にどのような種類の関節ユニット３が配置されているかを認識する。制御部１２が認識した結果は、制御部１２から無線通信部１４を介して携帯端末１７に送られる。

【0079】

こうして、セットアップが完了すると、多関節ロボット１は制御部１２からの制御信号により動作可能となる。具体的には、ユーザが携帯端末１７に対して多関節ロボット１の動作を開始させるよう操作すると、携帯端末１７から無線通信部１４を介して動作開始指令が制御部１２に送られる。制御部１２は、予め記憶した、または携帯端末１７から送られた動作プログラムに基づき、各ユニットに制御信号を送る。動作プログラムは、例えば、ユーザが公知のダイレクトティーチなどにより生成したものであってもよいし、多関節ロボット１の構成ユニットの販売先（ロボットメーカなど）が運営する管理サーバからダウンロードしたものであってもよい。制御部１２は、多関節ロボット１における先端側から何番目のユニットに対する動作指令情報であるかが識別できる制御信号を、直列に接続された各モータドライバに送る。各ユニットでは、モータドライバは、記憶部に記憶された先端側から何番目のユニットであるかの情報に基づき、対応する動作指令情報を取得し、駆動部を動作させる。

【0080】

なお、上述したように、各関節ユニット３の記憶部３５，５５には、固定体２１，４１に対する回転体２２，４２の所定の回転位置を示す回転位置情報が記憶される。具体的には、例えば関節ユニット３の種類に応じて、固定体２１，４１に対する回転体２２，４２の基準位置が設定されており、回転体２２，４２が当該基準位置にあるときの位置検出部２６ａ，４６ａが検出する値が、それぞれ記憶部３５，５５に記憶される。関節ユニット３ごとに、当該関節ユニット３の種類に応じた基準位置が記憶部３５，５５に記憶されるため、例えばある関節ユニット３に異常があった場合にそれと同じ種類の別の関節ユニット３に交換しても、制御部１２は交換前と同じ指令値で交換後の関節ユニット３を動作させることができる。

【0081】

また、各関節ユニット３の記憶部３５，５５には、多関節ロボット１における基準となる姿勢（以下、「基準姿勢」と称する。）をとる際の回転位置情報が記憶されてもよい。多関節ロボット１における基準姿勢は、制御部１２から、直接または各ユニットのモータドライバを介して、各ユニットの記憶部に対して回転位置情報を書き換えることにより変更可能である。

【0082】

多関節ロボット１を構成するユニットの一部に異常がある場合、多関節ロボット１が正常に動作しないことが考えられる。この場合、ユーザは、多関節ロボット１のどのユニットに異常があるかを特定する必要がある。本実施形態では、制御ユニット２、ねじり関節ユニット３Ａ、曲げ関節ユニット３Ｂ、およびエンドエフェクタユニット４が、それぞれ発光部１８，３６，５６，７０を有しており、当該発光部１８，３６，５６，７０の発光態様（発光色および点滅周期などを含む）により、各ユニットの正常状態と異常状態とを識別可能となっている。

【0083】

制御ユニット２が正常状態であるか異常状態であるかは、当該制御ユニット２が含む制御部１２が判定する。また、ねじり関節ユニット３Ａが正常状態であるか異常状態であるかは、当該ねじり関節ユニット３Ａが含むモータドライバ２９が判定する。また、曲げ関節ユニット３Ｂが正常状態であるか異常状態であるかは、当該曲げ関節ユニット３Ｂが含むモータドライバ４９が判定する。また、エンドエフェクタユニット４が正常状態であるか異常状態であるかは、当該エンドエフェクタユニット４が含むモータドライバ６６が判定する。すなわち、ユニットごとに正常か否かの判定が行われるとともに、その判定結果が、ユニットごとに発光部を介してユーザに報知される。

【0084】

例えば、ねじり関節ユニット３Ａにおいて、モータドライバ２９は、当該ねじり関節ユニット３Ａが正常に動作しているか否かを判定し、正常に動作していると判定したときは発光部３６を点灯させ、異常があると判定したときは発光部３６を点滅させる。モータドライバ２９が異常と判定する場合の例としては、当該ねじり関節ユニット３Ａのモータドライバ２９が、所望の電流を出力できなかったり、位置検出部２６ａとの通信できなかったりする場合である。このように、ユニットごとに、正常か異常かを発光部から識別できるため、ユーザは多関節ロボット１のどのユニットに異常があるかを即時に特定することができる。

【0085】

なお、各ユニットに発光部を設ける代わりに、または加えて、どのユニットが異常であるかを示す情報を、制御部１２から携帯端末１７に送って、当該携帯端末１７にて表示させてもよい。また、ユニットごとの異常ではなく、多関節ロボット１の全体としての動作速度など、多関節ロボット１の総合的な異常に関しては、制御部１２が多関節ロボット１の正常か異常かを判定してもよい。この場合、制御ユニット２の個別の異常状態と、多関節ロボット１の総合的な異常状態とを識別できるように、それぞれの場合で互いに異なる態様で発光部１８を発光させてもよい。例えば、制御部１２は、制御ユニット２に異常があると判定した場合に、発光部１８をある色で点滅させ、多関節ロボット１の総合的な異常であると判定した場合、発光部１８を別の色で点滅させてもよい。

【0086】

以上に説明したように、本実施形態に係る多関節ロボット１は、ねじり関節ユニット３Ａおよび曲げ関節ユニット３Ｂの各固定体側機械接続部３０，５０が、共通に第１の接続構造５Ａを有しており、ねじり関節ユニット３Ａおよび曲げ関節ユニット３Ｂの各回転体側機械接続部３１，５１並びに制御ユニット用機械接続部１５が、共通に第２の接続構造５Ｂを有している。このため、多関節ロボット１の作業内容を変更する場合などに、その作業に応じて、多関節ロボット１が有する関節ユニット３の数を容易に増やしたり減らしたりでき、また、ねじり関節ユニット３Ａと曲げ関節ユニット３Ｂとの位置を容易に入れ替えることもできる。このため、より容易に自由度を変更できる多関節ロボット１を提供することができる。

【0087】

また、本実施形態では、多関節ロボット１を構成するユニットとして、各ユニットの駆動部２５，４５，６３を制御する制御ユニット２が含まれる。このため、別途ロボットコントローラを用意する必要がなく、全体としてコンパクトな多関節ロボットを実現することができ、幅広い分野に適用しやすくなる。

【0088】

また、本実施形態では、第１の接続構造５Ａを有するエンドエフェクタユニット用機械接続部６７が、第２の接続構造５Ｂを有する回転体側機械接続部３１，５１に接続可能であるため、エンドエフェクタユニット４をねじり関節ユニット３Ａおよび曲げ関節ユニット３Ｂのいずれにも容易に接続できる。

【0089】

また、本実施形態では、ねじり関節ユニット３Ａおよび曲げ関節ユニット３Ｂの各固定体側電気接続部３２，５２が、共通に第３の接続構造５Ｃを有しており、ねじり関節ユニット３Ａおよび曲げ関節ユニット３Ｂの各回転体側電気接続部３３，５３並びに制御ユニット用電気接続部１６が、共通に第４の接続構造５Ｄを有している。このため、互いに機械的に接続される２つのユニットが電気的にも接続できる。このため、制御ユニット２から出力した制御信号を、連結された各関節ユニット３が有する配線部３４，５４を介して、多関節ロボット１の基端側から先端側に送ることができる。

【0090】

また、本実施形態では、各関節ユニット３がモータドライバを有するため、各関節ユニット３を駆動するためのモータドライバを制御ユニット２に設けなくて済み、制御ユニット２をコンパクトにできる。また、連結する関節ユニット３の数を制御ユニット２が有するモータドライバの数に制限されることもない。

【0091】

また、本実施形態では、関節ユニット３が、当該関節ユニット３の種類を識別するための種類情報を記憶する記憶部３５，５５を有しているため、制御ユニット２が関節ユニット３の記憶部３５，５５から種類情報を読み込むことにより、当該関節ユニット３をその種類に応じて適切に制御することができる。

【0092】

また、本実施形態では、各関節ユニット３の記憶部３５，５５に、固定体２１，４１に対する回転体２２，４２の所定の回転位置を示す回転位置情報が記憶される。このため、例えば多関節ロボット１が所定の姿勢をとるための各関節ユニット３の姿勢（固定体に対する回転体の回転位置）を、関節ユニット３自体に記憶させることができる。

【0093】

また、本実施形態では、制御ユニット２が、外部の携帯端末１７と無線で通信する無線通信部１４を有しているため、ユーザが外部の携帯端末１７に対して行う操作によって、多関節ロボット１に対して動作指令を送ることができる。

【0094】

また、本実施形態では、関節ユニット３が、当該関節ユニット３についての正常状態と異常状態とを識別可能に発光する発光部３６，５６を有するため、各関節ユニット３が異常かどうか当該関節ユニット３の発光部３６，５６から確認でき、異常状態にある関節ユニット３の交換を容易に行うことができる。

【0095】

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。

【0096】

例えば、本発明の多関節ロボットの構成要素である各ユニットの構成や形状は、上記実施形態に限定されない。例えば上記実施形態の多関節ロボット１は、５つの関節を有する５軸ロボットであったが、例えば、本発明の多関節ロボットの関節ユニットの数は、５つ以外の数（例えば２つ）であってもよい。

【0097】

また、上記実施形態では、関節ユニット３として、ねじり関節ユニット３Ａと曲げ関節ユニット３Ｂとを示したが、これら以外の種類の関節ユニットを多関節ロボット１に用いてもよい。例えば、関節ユニット３は、固定体に対して変位体を直進往復動させる直進関節ユニットであってもよい。

【0098】

また、上記実施形態では、エンドエフェクタユニット用機械接続部６７が、第１の接続構造５Ａを有していたが、これに限らず、例えばエンドエフェクタユニットと関節ユニットとは、それらの間に別途設けた接続用インターフェースを介して接続してもよい。

【0099】

また、上記実施形態では、互いに機械的に接続されたユニット同士が電気的にも接続できるように構成されていたが、これに限らず、例えば、制御ユニット２から、当該制御ユニット２に隣接しない関節ユニット３やエンドエフェクタユニット４に直接信号が送られる配線を配してもよい。また、各ユニットがモータドライバを有する代わりに、各ユニットの駆動部を制御するモータドライバが全て制御ユニットに設けられてもよい。

【0100】

また、上記実施形態では、図１０に示すように、複数の関節ユニット３とエンドエフェクタユニット４の各モータドライバが直列に電気的に接続されていたが、これに限定されない。例えば、制御部１２からの制御信号が各モータドライバに並列に送られるように電気的に接続されてもよい。

【0101】

また、上記実施形態では、制御ユニット２が有する無線通信部１４を介して携帯端末１７から多関節ロボット１が操作されたが、多関節ロボット１の操作は、制御ユニット２に有線で接続されたコンピュータから行ってもよい。また、制御部に１２には、外部電源から電力供給口１３を介して電力が供給されたが、制御ユニットに接続可能なバッテリーユニットを用意して、制御ユニットに接続させて制御部に電力を供給してもよい。また、多関節ロボット１の防水性を高めるために、各ユニットを覆う防水ジャケットを用意してもよい。

【0102】

また、上記実施形態では、多関節ロボット１が動作プログラムに基づき動作したが、例えばジョイスティックや携帯端末などの外部装置から送られる操作信号に基づき動作してもよい。

【0103】

また、上記実施形態では、各ユニットが、当該ユニットの正常状態と異常状態とを識別可能に報知する報知部として、発光部を有していたが、報知部は、発光部に限定されない。例えば、報知部は、例えばモータドライバ２９または４９または６６、あるいは制御部１２がユニットに異常があると判定した場合に、当該ユニットの異常を報知するための音を出力するように構成されてもよい。

【0104】

なお、本発明の多関節ロボットは、様々な分野に適用可能である。例えば、本発明の多関節ロボットを無人走行する無人搬送車（ＡＧＶ：Automatic Guided Vehicle）に取り付けて、所定の作業を行うように適用してもよい。例えば図１１には、無人搬送車１０１が進行するルート上のごみを２つの多関節ロボット１に拾わせて、無人搬送車１０１上に配置したかご１０２に入れるゴミ拾いロボットとして適用した例が示される。

【0105】

また、本発明の多関節ロボットをコンテナ搬送ロボットとして適用することも可能である。図１２には、本発明の別の実施形態に係る多関節ロボット１’をコンテナ搬送ロボットとして適用した場合の例が示される。多関節ロボット１’は、上記実施形態の多関節ロボット１とは異なり、固定体側機械接続部に対する鉛直軸回りの変位体側機械接続部の変位が異なる曲げ関節ユニット３Ｂ，３Ｂ’を備えた水平多関節ロボットである。具体的には、曲げ関節ユニット３Ｂ，３Ｂ’は、それぞれの固定体側機械接続部から鉛直軸までの長さが互いに異なる。また、多関節ロボット１’におけるエンドエフェクタ６２’は、コンテナ２０１を下方から支持するように構成される。多関節ロボット１’は、その制御ユニット２に接続され、上下方向に延びるポール２０３に沿って直動する直動部２０４に支持されている。そして、多関節ロボット１’は、直動部２０４と連動して、図略の収容物を収容したコンテナ２０１を棚２０２から取り出したり、棚２０２にコンテナ２０１を置いたりする作業を行う。

【0106】

また、本発明の多関節ロボットを車いすや介護ベッド等に取り付けることも可能である。これらの多関節ロボットは、例えばジョイスティックなどの操作部に対するユーザの操作によって動作するようにしてもよい。

【符号の説明】

【0107】

１ ：多関節ロボット
２ ：制御ユニット
３ ：関節ユニット
３Ａ ：ねじり関節ユニット
３Ｂ ：曲げ関節ユニット
４ ：エンドエフェクタユニット
５Ａ ：第１の接続構造
５Ｂ ：第２の接続構造
５Ｃ ：第３の接続構造
５Ｄ ：第４の接続構造
１２ ：制御部
１４ ：無線通信部
１５ ：制御ユニット用機械接続部
１６ ：制御ユニット用電気接続部
１７ ：無線通信部
２１ ：固定体
２２ ：回転体（変位体）
２５ ：駆動部
２６ ：モータ
２７ ：減速機
２８ ：筒状部（連結部）
２９ ：モータドライバ
３０ ：固定体側機械接続部
３１ ：回転体側機械接続部（変位体側機械接続部）
３２ ：固定体側電気接続部
３３ ：回転体側電気接続部（変位体側電気接続部）
３４ ：配線部
３５ ：記憶部
３６ ：発光部（報知部）
４１ ：固定体
４２ ：回転体（変位体）
４３ ：固定体側ケーシング部
４４ ：回転体側ケーシング部
４５ ：駆動部
４６ ：モータ
４７ ：減速機
４８ ：円柱部（連結部）
４９ ：モータドライバ
５０ ：固定体側機械接続部
５１ ：回転体側機械接続部（変位体側機械接続部）
５２ ：固定体側電気接続部
５３ ：回転体側電気接続部（変位体側電気接続部）
５４ ：配線部
５５ ：記憶部
６２ ：エンドエフェクタ
６７ ：エンドエフェクタユニット用機械接続部
６８ ：エンドエフェクタユニット用電気接続部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】