Roboterarmmechanismus

Die hierin beschriebenen Ausführungsformen beziehen sich im Allgemeinen auf einen Roboterarmmechanismus.

Üblicherweise wird ein Knickarmmechanismus des Roboters in verschiedenen Bereichen, wie beispielsweise einem Industrieroboter, eingesetzt. Der lineare Verlängerungs- und Kontraktionsmechanismus, der von den Erfindern in der Praxis eingesetzt wird, kann die Notwendigkeit eines Ellenbogengelenks aus einem vertikalen Knickarmmechanismus des Roboters eliminieren und damit einen einzelnen Punkt beseitigen. Der Roboterarmmechanismus führt so keine abrupte Drehbewegung aus, um einen einzelnen Punkt zu vermeiden, und ein Arbeiter kann die Bewegung des Roboterarmmechanismus intuitiv erfassen, so dass kein Schutzzaun erforderlich ist. Es wird möglich, den Roboterarmmechanismus in der Nähe des Arbeiters zu installieren, und eine Umgebung, in der der Roboter und der Arbeiter zusammenarbeiten, wird realistisch. Während die Umgebung, in der der Roboterarmmechanismus in der Nähe des Arbeiters angeordnet ist, realistisch wird, ist eine höhere Sicherheit des Kooperationsroboters erforderlich. So besteht beispielsweise die Möglichkeit, dass andere Arbeiter oder dergleichen als der vorgegebene Arbeiter in den Arbeitsbereich des Roboterarmmechanismus eintreten. Personen, die sich um den Roboterarmmechanismus herum befinden, sind auf diese Weise nicht spezifiziert, so dass die Funktion, den Roboterarmmechanismus im Notfall nicht nur durch eine Not-Aus-Bedienung über eine exklusive Fernbedienung, sondern auch durch eine intuitive Bedienung stoppen zu können, geladen werden soll.

Patentliteratur 1: JP5435679Japanisches Patent Nr. 5435679

Ein Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, die Sicherheit eines Roboterarmmechanismus zu erhöhen.

Ein Roboterarmmechanismus gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird durch einen Verbindungsabschnitt gebildet, der von einem Gelenk getragen wird, und eine Abdeckung, die den Verbindungsabschnitt abdeckt, wird durch einen Drucktaster oder einen Drucksensor getragen.

• 1 ist eine perspektivische Ansicht, die ein äußeres Erscheinungsbild eines Roboterarmmechanismus gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellt;
• 2 ist eine Seitenansicht des Roboterarmmechanismus in 1;
• 3 ist eine Ansicht, die eine interne Konfiguration des Roboterarmmechanismus in 1 veranschaulicht;
• 4 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration des Roboterarmmechanismus in 1 durch grafischen Symbolausdruck veranschaulicht;
• 5 ist eine Explosionszeichnung, die ein Beispiel für den Roboterarmmechanismus in 1 darstellt;
• 6 ist eine Seitenansicht, die ein Verfahren zur Befestigung einer Abdeckung an einem Drucktaster in 3 veranschaulicht;
• 7 ist eine Rückansicht des Roboterarmmechanismus in 1;
• 8 ist eine Explosionszeichnung, die ein weiteres Beispiel für den Roboterarmmechanismus in 1 darstellt; und
• 9 ist eine Ansicht, die eine Struktur eines Roboterarmmechanismus gemäß einem modifizierten Beispiel der vorliegenden Ausführungsform darstellt.

Im Folgenden wird ein Roboterarmmechanismus gemäß der vorliegenden Ausführungsform mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Der Roboterarmmechanismus gemäß der vorliegenden Ausführungsform besteht aus wenigstens einem Verbindungsabschnitt, der durch ein Gelenk verbunden ist. In der vorliegenden Ausführungsform wird ein Roboterarmmechanismus, bei dem ein Gelenk aus einer Vielzahl von Gelenken durch einen linearen Verlängerungs- und Kontraktionsmechanismus konfiguriert ist, als Beispiel beschrieben, aber ein anderer Typ von Roboterarmmechanismus kann verwendet werden. Die vorliegende Ausführungsform kann auch auf einen einachsigen Roboterarmmechanismus angewendet werden, bei dem ein fester Abschnitt eines Drehgelenks an einer Wandfläche befestigt ist und ein Arm (Verbindungsabschnitt) beispielsweise an einem Drehabschnitt des Drehgelenks befestigt ist. In der folgenden Erklärung werden Komponenten mit im Wesentlichen gleichen Funktionen und Konfigurationen mit gleichen Referenzzeichen zugeordnet und redundante Erklärungen nur bei Bedarf durchgeführt.

1 und 2 sind externe Ansichten des Roboterarmmechanismus eines Polarkoordinatentyps gemäß der vorliegenden Ausführungsform. 3 veranschaulicht eine innere Struktur eines linearen Verlängerungs- und Kontraktionsmechanismus. 4 drückt den Roboterarmmechanismus in 1 durch grafische Symbole aus. Der Roboterarmmechanismus weist eine Vielzahl (hierin sechs) von Gelenken J1, J2, J3, J4, J5 und J6 auf. Die Vielzahl der Gelenken J1, J2, J3, J4, J5 und J6 sind in der Reihenfolge von einer Basis 1 angeordnet. Im Allgemeinen werden ein erstes Gelenk J1, ein zweites Gelenk J2 und ein drittes Gelenk J3 als Wurzel-Dreiachsen bezeichnet, und ein viertes Gelenk J4, ein fünftes Gelenk J5 und ein sechstes Gelenk J6 werden als Handgelenk-Dreiachsen bezeichnet, die hauptsächlich die Haltung eines Endeffektors (Endeffektor) verändern. Wenigstens eines der Gelenke J1, J2 und J3, die die drei Wurzelachsen konfigurieren, ist ein linearer Verlängerungs- und Kontraktionsmechanismus. Hier ist das dritte Gelenk J3 als linearer Verlängerungs- und Kontraktionsmechanismus konfiguriert.

Ein Tragsäulenabschnitt 2, der einen im Wesentlichen zylindrischen Körper bildet, ist auf der Basis 1 des Roboterarmmechanismus installiert. Der Tragsäulenabschnitt 2 ist vertikal getrennt, und ein unterer Rahmen 21 an einem Tragsäulenunterteil und ein oberer Rahmen 22 an einem Tragsäulenoberteil sind am ersten Gelenk J1 verbunden. Der untere Rahmen 21 und der obere Rahmen 22 sind jeweils mit zylindrischen Hartharzabdeckungen 31 und 32 abgedeckt. Das erste Gelenk J1 ist ein Drehgelenk, das sich um eine erste Drehachse RA1 senkrecht zu einer Grundebene der Basis 1 dreht. Der untere Rahmen 21 ist mit einem festen Abschnitt der ersten Verbindung 1 verbunden. Der obere Rahmen 22 ist mit einem Drehteil des ersten Gelenks J1 verbunden. Das Armteil 5 dreht sich horizontal durch Drehen des ersten Gelenks J1.

In einer inneren Aussparung des oberen Rahmens 22 des den zylindrischen Körper bildenden oberen Abschnitts der Tragsäule werden eine erste Stückkette 51 und eine zweite Stückkette 52 der dritten Verbindung J3, die später beschrieben werden, gelagert. Auf dem Tragsäulenabschnitt 2 ist ein Hub- und Senkabschnitt 4 installiert, der das zweite Gelenk J2 unterbringt. Das zweite Gelenk J2 ist ein Gelenk, das sich um eine zweite Drehachse RA2 dreht, die senkrecht zur ersten Drehachse RA1 angeordnet ist. Der Hub- und Senkabschnitt 4 weist ein Seitenrahmenpaar 23 als festen Abschnitt des zweiten Gelenks J2 auf. Das Seitenrahmenpaar 23 ist mit einer sattelförmigen Hartharzabdeckung 33 abgedeckt. Das Seitenrahmenpaar 23 ist mit dem oberen Rahmen 22 verbunden. Ein zylindrischer Körper 24 als Drehabschnitt des zweiten Gelenks J2, das gleichzeitig als Motorgehäuse dient, wird durch das Seitenrahmenpaar 23 getragen. Ein Stützabschnitt (Zuführmechanismus) 25 ist an einer Umfangsfläche des zylindrischen Körpers 24 befestigt. Ein Rahmen, der den Zuführmechanismus 25 bildet, trägt eine Rolleneinheit 58, ein Antriebsrad 56 und eine Führungsrolle 57. Der Rahmen des Zuführmechanismus 25 ist mit einer zylindrischen Hartharzabdeckung 34 abgedeckt. Eine U-förmige Balgdecke 14, die im Querschnitt U-förmig ist und einer Hebe- und Senkbewegung des Hebe- und Senkabschnitts 4 folgt, ist zwischen der Abdeckung 33 und der Abdeckung 34 angebracht.

Der Zuführmechanismus 25 unterstützt die ersten und zweiten Teilstränge 51 und 52 beweglich hin und her, bringt die ersten und zweiten Stücke 53 und 54 in Kontakt miteinander, wenn sich die ersten und zweiten Teilstränge 51 und 52 vorwärts bewegen, und trennt die ersten und zweiten Stücke 53 und 54, wenn die ersten und zweiten Teilstränge 51 und 52 nach hinten gezogen werden. Der Armabschnitt 5 hebt und senkt sich vertikal durch Drehen des zweiten Gelenks J2.

Ein linearer Verlängerungs- und Kontraktionsmechanismus, der das dritte Gelenk J3 bildet, umfasst eine von den Erfindern neu entwickelte Struktur und unterscheidet sich deutlich von einem herkömmlichen massiven Linearbewegungsgelenk mit einem begrenzten linearen Bewegungsbereich und einem Zugbereich gleicher Länge wie der lineare Bewegungsbereich. Das dritte Gelenk J3 ist der lineare Verlängerungs- und Kontraktionsmechanismus, bei dem sich der Armabschnitt 5 linear entlang einer dritten Achse (Bewegungsachse) RA3 erstreckt und zusammenzieht, die senkrecht zur zweiten Drehachse RA2 angeordnet ist. Durch das dritte Gelenk J3 erstreckt sich der Armabschnitt (säulenförmiger Körper) 5 in einem Zustand, der die lineare Steifigkeit entlang der dritten Bewegungsachse RA3 beibehält.

Der Armabschnitt 5 weist die erste Stückkette 51 und die zweite Stückkette 52 auf.

Die erste Stückkette 51 besteht aus einer Vielzahl von ersten Stücken 53, die biegsam verbunden sind. Wie in 5 dargestellt, wird das erste Stück 53 typischerweise in eine Form einer im Wesentlichen flachen Platte geformt. Das erste Stück 53 ist nicht auf eine flache Plattenform beschränkt, sondern kann ein zylindrischer Körper sein, und eine Querschnittsform davon ist nicht auf eine U-Form und ein Viereck (Rechteck) beschränkt, sondern kann eine polygonale Form wie ein Dreieck und ein Fünfeck oder weiter ein Kreis, ein Oval oder eine Kreisbogenform sein, wobei ein Teil eines Kreises oder ein Oval ausgeschnitten wird. Hier wird das erste Stück 53 als zu einer im Wesentlichen flachen Plattenform geformt beschrieben.

Die zweite Stückkette 52 besteht aus einer Vielzahl von zweiten Stück 54, die biegsam verbunden sind. Das zweite Stück 54 bildet typischerweise einen zylindrischen Körper in U-Form im Querschnitt, in dem eine Vorderseite geöffnet wird, wie in 6 dargestellt. Das zweite Stück 54 ist nicht auf den zylindrischen Körper U-förmig im Querschnitt beschränkt, sondern es können auch andere zylindrische Körper mit unterschiedlichen Querschnittsformen verwendet werden. So kann beispielsweise das zweite Stück 54 ein zylindrischer Körper sein, der im Querschnitt viereckig ist. Das zweite Stück 54 bildet einen zylindrischen Körper, und eine Querschnittsform davon ist nicht auf ein Viereck (Rechteck) beschränkt, sondern kann eine polygonale Form wie ein Dreieck und ein Fünfeck oder ferner eine Kreis-, Oval- oder Kreisbogenform sein, wobei ein Teil eines Kreises oder ein Oval ausgeschnitten wird. Hier wird das zweite Stück 54 als zu einem zylindrischen Körper U-förmig im Querschnitt geformt beschrieben.

Wie beschrieben, werden das erste Stück 53 und das zweite Stück 54 miteinander in Kontakt gebracht. Eine ganze Form eines Querschnitts in einem Zustand, in dem das erste Stück 53 und das zweite Stück 54 unter den jeweiligen Formen des ersten Stückes 53 und des zweiten Stückes 54 in Kontakt miteinander stehen, bildet ein Viereck, ein Dreieck, eine Raute, ein Trapez, andere Polygone, eine H-Form, einen Kreis oder ein Oval.

Die zweiten Stücke 54 sind biegsam auf Bodenplatten verbunden. Die Biegung des zweiten Teilstrangs 52 ist in einer Position begrenzt, in der die Endflächen der Seitenplatten der zweiten Stücke 54 aneinanderstoßen. In dieser Position ist die zweite Stückkette 52 linear angeordnet. Das vordere erste Stück 53 der ersten Stückkette 51 und das vordere zweite Stück 54 der zweiten Stückkette 52 sind durch ein Kopfstück 55 verbunden.

Das Kopfstück 55 ist ein Block mit einer Form, in der ein oberer Teil davon mehr nach hinten ragt als ein unterer Teil. Eine vorstehende Länge des oberen Teils zum unteren Teil ist eine Länge, die der halben Länge des zweiten Teils 53 entspricht. Der obere Teil hat die gleiche Dicke wie das erste Stück 53, und der untere Teil hat die gleiche Dicke wie das zweite Stück 54. Das vordere erste Stück 53 ist biegbar mit dem oberen Teil und das vordere zweite Stück 54 biegbar mit dem unteren Teil verbunden. Eine Verbindungsposition der ersten Stücke 53 verschiebt sich um 1/2 Länge in Bezug auf eine Verbindungsposition der zweiten Stücke 54. Eine Öffnungs- und Schließposition (Verbindungsposition) der vorderen und hinteren zweiten Stücke 54 befindet sich in einer Längsmitte des ersten Stücks 53. In dieser Position ist ein Verriegelungsmechanismus eingebaut, der später beschrieben wird.

Die ersten und zweiten Stränge 51 und 52 werden von einer oberen und unteren Rolle 59 eines Stützabschnitts (Walzeneinheit 58) 58 in rechteckiger Rohrform gepresst und miteinander in Kontakt gebracht. Die ersten und zweiten Stücke 51 und 52, die miteinander in Kontakt stehen, bilden den Säulenarmabschnitt 5. Wenn die ersten und zweiten Stücke 53 und 54 jeweils die oben genannten typischen Querschnittsformen aufweisen, werden die ersten und zweiten Stücke 53 und 54 durch Kontakt miteinander steif und bilden einen linearen Säulenkörper. Wenn jedoch planare Formen der ersten und zweiten Stücke 53 und 54 trapezförmige Formen oder Teilformen einer ringförmigen Form sind, werden die ersten und zweiten Stücke 53 und 54 starr, indem sie miteinander in Kontakt stehen, um eine gekrümmte säulenförmige Form zu bilden.

Hinter einem Strang der Rollen 59 ist ein Antriebsrad (Ritzel) 56 vorgesehen. Das Antriebszahnrad 56 ist über eine Verzögerungsvorrichtung mit einem Motor verbunden, der nicht dargestellt ist. Ein Lineargetriebe ist in Vorder- und Hinterrichtung in der Mitte einer Breite einer Innenwand des ersten Teils 53 vorgesehen. Wenn die Vielzahl der ersten Stücke 53 linear ausgerichtet ist, sind die vorderen und hinteren Linearräder linear verbunden, um ein langes Lineargetriebe (Zahnstange) zu bilden. Das Antriebszahnrad (Ritzel) 56 ist geradlinig mit dem Linearrad verbunden. Die linear verbundenen Linearräder bilden mit dem Antriebsrad 56 einen Zahnstangenmechanismus. Wenn das Antriebsrad 56 nach vorne dreht, fährt das Armteil 5 nach vorne. Wenn sich das Antriebsrad 56 umgekehrt dreht, wird das Armteil 5 zurück zu einer Innenseite des Hub- und Senkteils 4 gezogen und zieht sich zusammen. Die ersten und zweiten Stück Stränge 51 und 52, die bis hinter den Stützabschnitt 58 zurückgezogen und durch die Ober- und Unterwalze 59 von der Kompression befreit werden, sind voneinander getrennt. Die getrennten Stücke 51 und 52 des ersten und zweiten Teils kehren jeweils in einen biegsamen Zustand zurück. Die ersten und zweiten Stück Stränge 51 und 52, die in gleicher Richtung in den biegbaren Zustand zurückkehren (Bodenplattenseite des zweiten Stückes 54), werden zusammen im Hebe- und Senkabschnitt 4 gelagert und im Tragsäulenabschnitt 2. Zu diesem Zeitpunkt wird die erste Stückkette 51 in einem Zustand untergebracht, der im Wesentlichen parallel zur zweiten Stückkette 52 verläuft.

Ein Handgelenkabschnitt 6 ist an einem Spitzenende des Armabschnitts 5 befestigt. Der Handgelenkabschnitt 6 ist mit einem vierten bis sechsten Gelenk J4 bis J6 ausgestattet. Die vierten bis sechsten Gelenke J4 bis J6 umfassen jeweils Drehachsen RA4 bis RA6 der orthogonalen drei Achsen. Das vierte Gelenk J4 ist ein Drehgelenk, das sich um die vierte Drehachse RA4 dreht, die im Wesentlichen der Achse der Ausdehnung und Kontraktion RA3 entspricht, und der Endeffektor wird durch Drehung des vierten Gelenks J4 schwenkbar gedreht. Das fünfte Gelenk J5 ist ein Drehgelenk, das sich um die fünfte Drehachse RA5 dreht, die senkrecht zur vierten Drehachse RA4 angeordnet ist, und der Endeffektor wird durch Drehen des fünften Gelenks J5 hin und her gekippt und gedreht. Das sechste Gelenk J6 ist ein Drehgelenk, das sich um die sechste Drehachse RA6 dreht, das senkrecht zur vierten Drehachse RA4 und zur fünften Drehachse RA5 angeordnet ist, und der Endeffektor wird durch Drehung des sechsten Gelenks J6 axial gedreht.

Das Kopfstück 55 des Armabschnitts 5 ist mit dem festen Abschnitt des vierten Gelenks J4 verbunden. Mit dem Drehteil des vierten Gelenks J4 ist ein zylindrischer Rahmen 26 mit der vierten Drehachse RA4 als Mittellinie verbunden. Ein zylindrischer Körper 27 als fester Abschnitt des fünften Gelenks J5 mit der fünften Drehachse RA5 als Mittellinie wird an einem Spitzenende des Rahmens 26 getragen. Der zylindrische Körper 27 wird auch als Gehäuse des Motors verwendet, der das fünfte Gelenk J5 antreibt, und der Motorhauptkörper ist innerhalb des zylindrischen Körpers 27 befestigt. Der zylindrische Rahmen 26 und der zylindrische Körper 27 sind mit einer Hartharzabdeckung 35 abgedeckt. Die Abdeckung 35 ist eine Abdeckung, die durch integrales Formen einer zylindrischen Abdeckung mit der vierten Drehachse RA4 als Mittelachse und einer zylindrischen Abdeckung mit der fünften Drehachse RA5 als Mittelachse gebildet wird und bewirkt, dass die Innenräume miteinander kommunizieren. Ein U-förmiger Rahmen 28 ist an einer rotierenden Welle des Motors befestigt, der das fünfte Gelenk J5 in einem Zustand antreibt, der beide Enden des zylindrischen Körpers 27 überspannt. Der U-förmige Rahmen 28 ist mit einer U-förmigen Hartharzabdeckung 36 abgedeckt. Ein zylindrischer Körper 29, der einen festen Abschnitt des sechsten Gelenks J6 bildet, ist an einer Innenseite eines Spitzenendes des U-förmigen Rahmens 28 befestigt. Der zylindrische Körper 29 ist mit einer zylindrischen Harzhülle 37 abgedeckt. Die U-förmige Abdeckung 36 und die zylindrische Abdeckung 37 sind integral geformt, und ihre Innenräume kommunizieren miteinander.

An einem unteren Teil des zylindrischen Körpers 29 ist ein Adapter 7 zum Verbinden des Endeffektors (Endeffektor) mit dem Drehabschnitt des sechsten Gelenks J6 vorgesehen. Der Endeffektor ist ein Teil für den Roboter, der die Funktion hat, direkt an einem zu bearbeitenden Objekt (Werkstück) zu arbeiten, und es gibt verschiedene Werkzeuge entsprechend den Aufgaben, wie z.B. einen Greifabschnitt, einen Vakuumsaugabschnitt, ein Mutterbefestigungswerkzeug, eine Schweißzange und eine Spritzpistole. Der Endeffektor wird durch das erste, zweite und dritte Gelenk J1, J2 und J3 in eine beliebige Position gebracht und ist durch das vierte, fünfte und sechste Gelenk J4, J5 und J6 in einer beliebigen Position angeordnet. Insbesondere ermöglicht eine Länge des Verlängerungs- und Kontraktionsabstandes des Armabschnitts 5 des dritten Gelenks J3 dem Endeffektor, Objekte in einem weiten Bereich von einer Näherungsposition bis zu einer entfernten Position der Basis 1 zu erreichen. Charakteristische Punkte des dritten Gelenks J3, die sich vom herkömmlichen Linearbewegungsgelenk unterscheiden, sind die lineare Streck- und Kontraktionsbewegung und die Länge der Streck- und Kontraktionsstrecke, die durch den linearen Streck- und Kontraktionsmechanismus des dritten Gelenks J3 realisiert werden.

4 veranschaulicht die Konfiguration des Roboterarmmechanismus durch grafischen Symbolausdruck. Im Roboterarmmechanismus werden drei Positionsfreiheitsgrade durch das erste Gelenk J1, das zweite Gelenk J2 und das dritte Gelenk J3 realisiert, die die Wurzel drei Achsen bilden. Weiterhin werden drei Freiheitsgrade der Haltung durch das vierte Gelenk J4, das fünfte Gelenk J5 und das sechste Gelenk J6 realisiert, die das Handgelenk drei Achsen bilden. Wie in 4 dargestellt, ist die Drehachse RA1 des ersten Gelenks J1 in vertikaler Richtung vorgesehen. Die Drehachse RA2 des zweiten Gelenks J2 ist in horizontaler Richtung vorgesehen. Die erste Verbindung J1 und die zweite Verbindung J2 sind durch einen ersten Verbindungsabschnitt verbunden. Der erste Verbindungsabschnitt wird durch den oberen Rahmen 22 und das Seitenrahmenpaar 23 konfiguriert. Durch den ersten Verbindungsabschnitt wird das zweite Gelenk J2 um zwei Richtungen der Drehachse RA1 und eine Achse orthogonal zur Drehachse RA1 gegenüber dem ersten Gelenk J1 versetzt. Die Drehachse RA2 des zweiten Gelenks J2 schneidet nicht die Drehachse RA1 des ersten Gelenks J1.

Die Bewegungsachse RA3 des dritten Gelenks J3 ist in einer Ausrichtung senkrecht zur Drehachse RA2 vorgesehen. Die zweite Verbindung J2 und die dritte Verbindung J3 sind durch einen zweiten Verbindungsabschnitt verbunden. Der zweite Verbindungsabschnitt wird durch einen Rahmen des Zuführmechanismus 25 konfiguriert. Durch den zweiten Verbindungsabschnitt wird das dritte Gelenk J3 um zwei Richtungen der Drehachse RA1 und die Achse orthogonal zur Drehachse RA1 gegenüber dem zweiten Gelenk J2 versetzt. Die Drehachse RA3 des dritten Gelenks J3 schneidet nicht die Drehachse RA2 des zweiten Gelenks J2. Die dritte Verbindung J3 und die vierte Verbindung J4 sind durch einen dritten Verbindungsabschnitt verbunden. Der dritte Verbindungsabschnitt wird durch den Armabschnitt 5 konfiguriert, der die Verlängerungs- und Kontraktionseigenschaften des linearen Verlängerungs- und Kontraktionsgelenks umfasst. Durch den dritten Verbindungsabschnitt wird die vierte Verbindung J4 auf einer gleichen geraden Linie wie die dritte Verbindung J3 angeordnet. Die vierte Verbindung J4 und die fünfte Verbindung J5 sind durch einen vierten Verbindungsabschnitt verbunden. Der vierte Verbindungsabschnitt wird durch den zylindrischen Rahmen konfiguriert. Durch den vierten Verbindungsabschnitt wird die fünfte Verbindung J5 auf einer gleichen geraden Linie wie die vierte Verbindung J4 angeordnet. Die fünfte Verbindung J5 und die sechste Verbindung J6 sind durch einen fünften Verbindungsabschnitt verbunden. Der fünfte Verbindungsabschnitt wird durch den U-förmigen Rahmen und den zylindrischen Körper innerhalb des Spitzenendes des U-förmigen Rahmens konfiguriert. Durch den fünften Verbindungsabschnitt wird das sechste Gelenk J6 um zwei Richtungen der Drehachse RA4 und eine Achse orthogonal zur Drehachse RA5 versetzt.

Der Roboterarmmechanismus der Robotervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform eliminiert strukturell die Einzelpunkthaltung, indem er das eine Gelenk der Wurzel drei Achsen der Vielzahl von Gelenken J1 bis J6 durch das lineare Verlängerungs- und Kontraktionsgelenk J3 ersetzt, das zweite Gelenk J2 in beide Richtungen in Bezug auf das erste Gelenk J1 versetzt und das dritte Gelenk J3 in beide Richtungen in Bezug auf das zweite Gelenk J2 versetzt.

Im Roboterarmmechanismus gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird die Abdeckung, die wenigstens einen Verbindungsabschnitt der Vielzahl von Verbindungsabschnitten abdeckt, durch Drucktaster 100 getragen. Die Drucktaster 100 sind auf einer Außenfläche des Verbindungsabschnitts montiert. In der vorliegenden Ausführungsform werden die Abdeckungen 32 und 33, die den ersten Verbindungsabschnitt abdecken, die Abdeckung 34, die den zweiten Verbindungsabschnitt abdeckt, und die Abdeckung 36, die den fünften Verbindungsabschnitt abdeckt, jeweils durch die Drucktaster 100 getragen. Ein Typ des Drucktasters 100 ist vorzugsweise ein momentaner Typ, der nur einen eingeschalteten Zustand beibehält, während ein später beschriebener Betriebsabschnitt (ein beweglicher Abschnitt, ein hin- und hergehender Abschnitt oder dergleichen) 102 nach unten gedrückt wird. Dadurch kann ein Rücklauf des Drucktasters 100, der in einen Ausgangszustand gebracht wird, überflüssig gemacht werden. Der Typ des Drucktasters 100 kann ein alternativer Typ sein, der beim Drücken des Schalters 100 einen Einschaltzustand beibehält und den Schalter 100 durch erneutes Drücken des Schalters 100 wieder in den Ausgangszustand versetzt.

Der Drucktaster 100 hat einen zylindrischen Hauptkörperabschnitt 101. Im Hauptkörperabschnitt 101 ist ein beweglicher Abschnitt 102 mit einer säulenförmigen Form beweglich in einer axialen Richtung desselben eingesetzt. Der bewegliche Abschnitt 102 wird in eine Richtung (Druckrichtung) gedrückt, in der der bewegliche Abschnitt 102 aus dem Hauptkörperabschnitt 101 durch Druckmittel, wie beispielsweise eine nicht abgebildete Feder, herausgedrückt wird. Der bewegliche Abschnitt 102 wird gegen eine Druckkraft in den Hauptkörperabschnitt 101 geschoben. Im Drucktaster 100 ist ein unterer Abschnitt des Hauptkörperabschnitts 101 auf dem Verbindungsabschnitt montiert, so dass die axiale Richtung des beweglichen Abschnitts 102 senkrecht zur Oberfläche des Verbindungsabschnitts steht. In einer Spitzenendfläche des beweglichen Abschnitts 102 wird ein Schraubenloch 103 zur Befestigung der Abdeckung geöffnet. Im Hauptkörperabschnitt 101 sind ein Schalterabschnitt und eine Schaltererkennungsschaltung, die das Öffnen und Schließen des Schalterabschnitts erkennt, in einem Gehäuse untergebracht. - Wenn der bewegliche Abschnitt 102 um einen vorgegebenen Abstand eingedrückt wird, wird der Schalterabschnitt geschlossen. Die Schaltererkennungsschaltung gibt ein Signal (als Einschaltsignal bezeichnet) aus, das anzeigt, dass der Schalterabschnitt geschlossen ist, wenn der Schalterabschnitt geschlossen ist. Wenn der bewegliche Abschnitt 102 freigegeben wird, wird der Schaltabschnitt in einen geöffneten Zustand versetzt. Die Schaltererkennungsschaltung gibt das Einschaltsignal nicht aus, wenn sich der Schalterabschnitt im geöffneten Zustand befindet. Alternativ wird ein Signal (als Aus-Signal bezeichnet) ausgegeben, das anzeigt, dass sich der Schalterabschnitt im geöffneten Zustand befindet, ein Aus-Signal zur besseren Erklärung. Das Ein-/Ausschaltsignal, das von der Schaltererkennungsschaltung ausgegeben wird, wird z.B. an einen Steuerbereich der Robotervorrichtung gesendet. Der Steuerbereich der Robotervorrichtung führt eine Not-Aus-Steuerung zum Stoppen des Roboterarmmechanismus mit Empfang des Einschaltsignals durch, das anzeigt, dass der Drucktaster 100 als Impuls eingeschaltet ist.

Der Hauptkörperabschnitt 101 des Drucktasters 100 ist mit einem Montageabschnitt zum Befestigen des Drucktasters 100 in einer vorgegebenen Position versehen. Der Drucktaster 100 wird über den Montageabschnitt an jedem der Verbindungsabschnitte befestigt. Der Montageabschnitt umfasst einen Höhenverstellmechanismus zum Einstellen einer Höhe an den beweglichen Abschnitt 102 aus dem unteren Abschnitt des Drucktasters 100, zum Beispiel. Eine auf den beweglichen Abschnitt 102 eines jeden aus einer Vielzahl von Drucktastern 100 ausgeübte Last kann gleichmäßig verteilt werden, auch wenn die Abdeckung von der Vielzahl von Drucktastern 100 getragen wird, indem die Höhe des Montageabschnitts entsprechend dem Abstand zwischen der Abdeckung und dem Verbindungsabschnitt eingestellt wird.

In den Abdeckungen 32, 33, 34 und 36 sind die Schraubenlöcher 30 zur Befestigung an den beweglichen Stücken 102 der Drucktaster 100 geöffnet. Wie beispielsweise in 6 dargestellt, wird der Deckel 32 mit einer Schraube 200 am beweglichen Abschnitt 102 in einem Zustand befestigt, in dem jedes der Schraubenlöcher 30 auf das Schraubenloch 103 des beweglichen Abschnitts 102 des Drucktasters 100 positioniert ist.

Die Abdeckung 32 in zylindrischer Form, die den oberen Rahmen 22 abdeckt, der den ersten Verbindungsabschnitt bildet, ist in zwei Abdeckungsabschnitte 32-1 und 32-2 jeweils in halbzylindrischer Form unterteilt. Eine Vielzahl von Drucktastern 100 sind auf der Oberfläche des oberen Rahmens 2 angeordnet, wobei deren Mittelachsen in Richtungen orthogonal zur Drehachse RA1 liegen. Die beiden jeweiligen Abdeckungsabschnitte 32-1 und 32-2 werden durch die Vielzahl der Drucktaster 100 getragen, die am oberen Rahmen 22 angeordnet sind.

Ebenso ist die U-förmige Abdeckung 33, die den Seitenrahmen 23 abdeckt, der den ersten Verbindungsabschnitt konfiguriert, seitlich in zwei Abdeckungsabschnitte 33-1 und 33-2 unterteilt. Eine Vielzahl von Drucktastern 100 sind auf Oberflächen des Seitenrahmenpaars 23 angeordnet, deren Mittelachsen in einer Ausrichtung orthogonal zur Drehachse RA1 liegen. Die beiden jeweiligen Abdeckungsabschnitte 33-1 und 33-2 werden von der Vielzahl der Drucktaster 100 getragen, die an den Seitenrahmen 23 angeordnet sind.

Die zylindrische Abdeckung 34, die den Rahmen des Zuführmechanismus 25 abdeckt, der den zweiten Verbindungsabschnitt konfiguriert, ist in zwei Abdeckungsabschnitte 34-1 und 34-2 unterteilt. Eine Vielzahl von Drucktastern 100 sind am Rahmen des Zuführmechanismus 25 angeordnet, wobei deren Mittelachsen in einer Ausrichtung orthogonal zur Achse der Ausdehnung und Kontraktion RA3 liegen. Die beiden jeweiligen Abdeckungsabschnitte 34-1 und 34-2 werden durch die Vielzahl der Drucktaster 100 getragen, die am Rahmen des Zuführmechanismus 25 angeordnet sind.

Die U-förmige Abdeckung 36, die den U-förmigen Rahmen 28 abdeckt, der den fünften Verbindungsabschnitt konfiguriert, wird von einer Vielzahl von Drucktastern 100 getragen, die auf dem U-förmigen Rahmen 28 angeordnet sind. Die Vielzahl der Drucktaster 100 sind auf dem U-förmigen Rahmen 28 angeordnet, wobei die Mittelachsen davon in einer Ausrichtung orthogonal zur Drehachse RA6 liegen.

Wie vorstehend beschrieben, können durch Abstützung der Hartharzabdeckungen 32, 33, 34 und 36 des Roboterarmmechanismus bzw. durch die Drucktaster 100 diese Abdeckungen 32, 33, 34 und 36 als die beweglichen Abschnitte 102 der Drucktaster 100 fungieren. Das heißt, selbst bei einer kleinen Anzahl von Drucktastern 100 kann ein Bereich, in dem ein Druckvorgang durch den Arbeiter ermöglicht wird, vergrößert werden. Hier werden die Abdeckungen, die als bewegliche Abschnitte 102 der Drucktaster 100 fungieren sollen, als Abdeckungen 32, 33, 34 und 36 bezeichnet, während die anderen Abdeckungen 31, 35 und 37 mit den Drucktastern 100 unterstützt werden können und als bewegliche Abschnitte 102 der Drucktaster 100 fungieren können. Weiterhin wird die Abdeckung 32, die den oberen Rahmen 22 abdeckt, wie in 5 dargestellt, in zwei Stücke geteilt und die jeweiligen Abdeckungsabschnitte 32-1 und 32-2 werden durch die Drucktaster 100 getragen, aber wie in 8 dargestellt, kann die Abdeckung 32 in sechs Stücke geteilt werden, und die jeweiligen Abdeckungsabschnitte 32-3, 32-4, 32-5, 32-6, 32-7, 32-7 und 32-8 können durch die Drucktaster 100 getragen werden und können als die beweglichen Stücke 102 der Drucktaster 100 wirken. Durch Erhöhen der Anzahl der Teilungen der Abdeckung und Kleinmachen der Abdeckungsabschnitte kann eine Kraft zum Herunterdrücken der Abdeckung im Vergleich zu dem Fall, in dem das Abdeckungsteil groß ist, reduziert werden, und die Leichtigkeit beim Herunterdrücken der Abdeckung durch den Arbeiter oder dergleichen wird erhöht. Darüber hinaus können durch die Erhöhung der Anzahl der Teilungen der Abdeckung die Druckpositionen des Roboterarmmechanismus fein spezifiziert werden. Der Steuerbereich der Robotervorrichtung kann die Steuerung des Roboterarmmechanismus als Reaktion auf die vorgegebene Absenkposition ändern. Wenn beispielsweise eine Vielzahl von Abdeckungsabschnitten gleichzeitig heruntergedrückt werden, kann der Steuerabschnitt der Robotervorrichtung eine Not-Aus-Steuerung zum Anhalten des Roboterarmmechanismus ausführen, und wenn der einzelne Abdeckungsabschnitt heruntergedrückt wird, kann der Steuerabschnitt der Robotervorrichtung eine Verzögerungssteuerung ausführen, um die Bewegung des Roboterarmmechanismus zu verlangsamen.

Darüber hinaus kann jede der Abdeckungen eine ähnliche Funktion wie eine Bedientaste (einschließlich eines Not-Aus-Schalters) erhalten, die in dem herkömmlichen Anhänger („pendant“) enthalten ist. Dadurch können viele und unbestimmte Arbeiter, die keinen Anhänger („pendant“) besitzen, den Roboterarmmechanismus leicht bedienen.

In der konventionellen Robotervorrichtung ist der Anhänger („pendant“) zur Bedienung des Roboterarmmechanismus beispielsweise mit einem Not-Aus-Schalter ausgestattet oder ein Not-Aus-Schalter ist in einer vorgegebenen Position angeordnet. Im Roboterarmmechanismus gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird davon ausgegangen, dass die Arbeiter in den Arbeitsbereich einbezogen sind. Wenn beispielsweise eine Vielzahl von Arbeitern im Arbeitsbereich des Roboterarmmechanismus arbeitet, ist die Vorbereitung des mit dem Not-Aus-Schalter ausgestatteten Anhängers für jeden dieser Arbeiter aus Gründen der Kostenerhöhung oder dergleichen nicht realistisch. Da der Schutzzaun nicht erforderlich ist, ist es wahrscheinlich, dass viele und nicht näher bezeichnete Personen in den Arbeitsbereich des Roboterarmmechanismus gelangen, und es ist schwierig, die Arbeiter, die den Arbeitsbereich betreten, jedes Mal dazu zu bringen, die Anhänger („pendants“) zu tragen. Wenn der Not-Aus-Schalter in der vorgegebenen Position angeordnet ist, muss der Arbeiter die Arbeit einstellen und sich in die Position begeben, in der der Not-Aus-Schalter angeordnet ist, um den Not-Aus-Schalter zu drücken, und der Roboterarmmechanismus kann innerhalb der Bewegungszeit erheblich beschädigt werden. Darüber hinaus kann es sein, dass der Arbeiter in einem Zustand, in dem der Roboterarmmechanismus den Arbeiter berührt, nicht in der Lage ist, sich in die Position zu bewegen, in der der Not-Aus-Schalter angeordnet ist.

Der Roboterarmmechanismus gemäß der vorliegenden Ausführungsform realisiert, dass die Abdeckungen selbst, die die Hauptkomponenten des Roboterarmmechanismus abdecken, als die beweglichen Abschnitte 102 der Drucktaster 100 funktionieren. Dabei kann, wie in 7 dargestellt, der Arbeiter oder dergleichen, der sich in der Nähe des Roboterarmmechanismus befindet, den Roboterarmmechanismus im Notfall durch Herunterdrücken der Abdeckung 32-2 stoppen. Dementsprechend müssen die Arbeiter und dergleichen nur dann die Abdeckung des Roboterarmmechanismus berühren, wenn die Arbeiter und dergleichen den Roboterarmmechanismus stoppen wollen, und die Bedienung ist intuitiv und leicht verständlich. Dadurch entfällt der Besitz des Anhängers („pendant“) jeder Person, die in den Arbeitsbereich des Roboterarmmechanismus eintritt, und selbst in dem Zustand, in dem der Roboterarmmechanismus mit einem Arbeiter in Kontakt steht, kann der Arbeiter den Roboterarmmechanismus stoppen, indem er die Abdeckung des Roboterarmmechanismus herunterdrückt. Das heißt, nach dem Roboterarmmechanismus gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann die Sicherheit erhöht werden.

9 ist eine Ansicht, die eine Struktur eines Roboterarmmechanismus gemäß einem modifizierten Beispiel der vorliegenden Ausführungsform darstellt. Im Roboterarmmechanismus nach dem modifizierten Beispiel wird eine Abdeckung, die wenigstens einen Verbindungsabschnitt aus einer Vielzahl von Verbindungsabschnitten abdeckt, von einem Drucksensor getragen. Wie in 9 dargestellt, weist der Drucksensor eine piezoelektrische Folie (eine Polymerdickschicht oder dergleichen) 300 in Plattenform auf. Wenn eine äußere Kraft auf das piezoelektrische Blech 300 ausgeübt wird, verformt sich das Blech, und ein elektrischer Widerstandswert in diesem Abschnitt ändert sich. Das piezoelektrische Blech 300 gibt ein Spannungssignal entsprechend dem elektrischen Widerstandswert an eine Bestimmungsschaltung des Drucksensors aus. Die Bestimmungsschaltung erkennt, dass eine später beschriebene Abdeckung durch einen Spannungswert, der von der piezoelektrischen Platte 300 gesendet wird und zu einem vorbestimmten Wert oder mehr wird, nach unten gedrückt wird. Die piezoelektrische Platte 300 ist auf einer Innenfläche einer Bodenplatte eines flachen, kastenförmigen Gehäuses 13 angeordnet. Eine hintere Endfläche eines säulenartigen Schwammes 301 ist mit einer Oberfläche der piezoelektrischen Platte 300 durch einen Klebstoff oder dergleichen verbunden. Ein Metallschraubenloch 303 ist auf einer Spitzenendoberfläche des Schwammes 301 angebracht. Wie beispielsweise in 9 dargestellt, wird der Deckel 32-1 mit einer Schraube 200 in einem Zustand montiert, in dem beispielsweise ein Schraubenloch 30 auf das Schraubenloch 303 des Schwammes 301 positioniert ist. Zwischen der piezoelektrischen Platte 300 und der Abdeckung 32-1 ist ein Dämpfungselement, wie beispielsweise ein Schwamm 302, angeordnet, wodurch verhindert werden kann, dass die Kraft, die die Abdeckung 32-1 nach unten drückt, direkt auf die piezoelektrische Platte 300 übertragen wird, und dadurch eine Beschädigung oder dergleichen der piezoelektrischen Platte 300 unterdrückt werden kann.

Wie vorstehend beschrieben, kann durch Abstützung der Abdeckung des Roboterarmmechanismus durch die piezoelektrische Platte 300 die Abdeckung selbst als beweglicher Abschnitt des Schalters fungieren, und dadurch kann der Roboterarmmechanismus nach dem modifizierten Beispiel der vorliegenden Ausführungsform die Sicherheit erhöhen.

Neben der obigen Beschreibung kann als Sensor, der die Abdeckung trägt, beispielsweise eine photoelektrische Sensorvorrichtung verwendet werden. Die photoelektrische Sensorvorrichtung verfügt über einen lichtprojektierenden Abschnitt und einen lichtempfindlichen Abschnitt. Der Lichtprojektionsabschnitt und der Lichtempfangsabschnitt sind so angeordnet, dass sie einer Unterseite des Gehäuses 13 zugewandt sind. Der lichtprojizierende Abschnitt und der lichtempfindliche Abschnitt einschließlich seiner optischen Wege sind mit einem Dämpfungselement bedeckt, das Licht durchlässt, wie beispielsweise Urethanschwamm. Die Abdeckung des Roboterarmmechanismus wird mit einer Schraube, einem Klebstoff oder dergleichen auf dem Urethanschwamm befestigt. Der Lichtempfangsabschnitt gibt ein Spannungssignal entsprechend einer Lichtempfangsmenge an die Bestimmungsschaltung aus. Wenn eine äußere Kraft auf den Urethanschwamm ausgeübt wird, wird die Dichte des Urethanschwammes hoch. Dadurch reduziert sich die vom Lichtempfangsabschnitt empfangene Lichtmenge im Vergleich zur Lichtmenge zu einem Zeitpunkt, zu dem keine äußere Kraft auf den Urethanschwamm ausgeübt wird. Die Bestimmungsschaltung erkennt das Herunterdrücken der Abdeckung durch den Spannungswert, der vom Lichtempfangsabschnitt gesendet wird und ein vorbestimmter Wert oder weniger ist. Wie vorstehend beschrieben, kann durch Abstützung der Abdeckung des Roboterarmmechanismus durch die Lichtschranke die Abdeckung selbst als beweglicher Abschnitt des Schalters fungieren, und dadurch kann der Roboterarmmechanismus nach dem modifizierten Beispiel der vorliegenden Ausführungsform die Sicherheit erhöhen.

Obwohl bestimmte Ausführungsformen beschrieben wurden, wurden diese Ausführungsformen nur exemplarisch dargestellt und sollen den Umfang der Erfindungen nicht einschränken. Tatsächlich können die hierin beschriebenen neuen Verfahren und Systeme in einer Vielzahl anderer Formen verkörpert sein; ferner können verschiedene Auslassungen, Substitutionen und Änderungen in der Form der hierin beschriebenen Verfahren und Systeme vorgenommen werden, ohne vom Geist der Erfindungen abzuweichen. Die begleitenden Ansprüche und ihre Äquivalente sollen solche Formen oder Änderungen abdecken, die in den Anwendungsbereich und den Geist der Erfindungen fallen würden.

5 ... Armteil, 6 ... Handgelenksabschnitt, 22, 23, 24, 25, 26, 27... Rahmen, 30 ...Schraubenloch, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37... Abdeckung, 100 ...Drucktaster

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