JP2003305683A - ロボットの手首における線条体の敷設構造 - Google Patents
ロボットの手首における線条体の敷設構造Info
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
- B25J19/0025—Means for supplying energy to the end effector
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J17/00—Joints
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- B25J17/0283—Three-dimensional joints
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電気、エアー、水等のための配線・配管から
線条体の耐久性を向上させ、他軸による動作角度の制限
を緩和すること。 【解決手段】 手首６の第１、第２、第３の手首要素１
２、１３、１６は、第１、２、３の軸線４、１４、１７
の回りに回動する。第１の手首要素１２はアーム５と共
に回動する。線条体１０は、基台に固定部でクランプさ
れ、アーム５内を通り、アーム５の先端の内外で線条体
固定部１１，１１’でクランプされる。第２の手首要素
１３の固定部１５，１５’，２３でクランプされ、第３
の手首要素１６に導かれる。第３の手首要素１６の固定
部１９でクランプされて外に導き出さ作業装置に接続さ
れる。第１、第２、第３の手首要素１２、１３、１６の
それぞれの回動で、線条体１０に曲げ、捻れ、移動が生
じる区間は固定部で固定された区間Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３に
限定され、他の区間に及ばず、耐久性が向上する。
線条体の耐久性を向上させ、他軸による動作角度の制限
を緩和すること。 【解決手段】 手首６の第１、第２、第３の手首要素１
２、１３、１６は、第１、２、３の軸線４、１４、１７
の回りに回動する。第１の手首要素１２はアーム５と共
に回動する。線条体１０は、基台に固定部でクランプさ
れ、アーム５内を通り、アーム５の先端の内外で線条体
固定部１１，１１’でクランプされる。第２の手首要素
１３の固定部１５，１５’，２３でクランプされ、第３
の手首要素１６に導かれる。第３の手首要素１６の固定
部１９でクランプされて外に導き出さ作業装置に接続さ
れる。第１、第２、第３の手首要素１２、１３、１６の
それぞれの回動で、線条体１０に曲げ、捻れ、移動が生
じる区間は固定部で固定された区間Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３に
限定され、他の区間に及ばず、耐久性が向上する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はロボットの手首に関
し、該手首に取り付けられるハンドやガン等の作業装置
への電源、エアー、給水、排水等のための配線・配管等
から成る線条体の敷設構造に関するものである。
し、該手首に取り付けられるハンドやガン等の作業装置
への電源、エアー、給水、排水等のための配線・配管等
から成る線条体の敷設構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ロボットのアーム先端手首には、該ロボ
ットが行う各種作業のためのハンドやガン等の作業装置
が取り付けられる。この作業装置へ供給されるエアー、
水等の液体、電気などのための配線・配管の線条体はロ
ボットのアームを経由して配設される。ロボットのアー
ム及びロボット手首は複合的な動作をすることから、こ
の配線・配管の線条体はロボットの要素や外部周辺機器
に干渉し、その耐久性を低下する。そのため、この配線
・配管の線条体をロボットアームや手首に内装化した技
術として、特開２０００−３３４６８９号公報、特開平
１０−３２９０７９号公報が知られている。また、手首
周辺への配線・配管から成る線条体の案内手段を設置し
た技術も特開２００１−１５０３８２号公報で知られて
いる。
ットが行う各種作業のためのハンドやガン等の作業装置
が取り付けられる。この作業装置へ供給されるエアー、
水等の液体、電気などのための配線・配管の線条体はロ
ボットのアームを経由して配設される。ロボットのアー
ム及びロボット手首は複合的な動作をすることから、こ
の配線・配管の線条体はロボットの要素や外部周辺機器
に干渉し、その耐久性を低下する。そのため、この配線
・配管の線条体をロボットアームや手首に内装化した技
術として、特開２０００−３３４６８９号公報、特開平
１０−３２９０７９号公報が知られている。また、手首
周辺への配線・配管から成る線条体の案内手段を設置し
た技術も特開２００１−１５０３８２号公報で知られて
いる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】手首に取付けられる作
業装置への配線・配管の線条体をロボットアーム或いは
手首の内部や外部に取り付けたとしても、これら線条体
は、ロボット手首の複合的な動作に従動して複合的な曲
げ、捻れ、移動などが発生する。
業装置への配線・配管の線条体をロボットアーム或いは
手首の内部や外部に取り付けたとしても、これら線条体
は、ロボット手首の複合的な動作に従動して複合的な曲
げ、捻れ、移動などが発生する。
【０００４】ロボットの手首は、通常、３つの関節を有
し、第１から第３の異なる軸線回りに３つの回転自由度
を有している。各関節は、それぞれの軸回りに独立して
回転可能な手首要素を有している。そのため、例えば、
ロボットアームに対して手首のベースとなる第１の手首
要素が第１の軸線回りに回転すると、該体１の手首要素
に連接される第２、第３の手首要素及びその先端に取り
付けられた作業装置も回転し、ロボットアームから作業
装置までの配線・配管から成る線条体は、全体にわたっ
て曲げや捻れが生じる。また、第２、第３の軸線回りに
各手首要素が回転した場合も同様に線条体はその全体に
わたって、その回転の影響を受ける。
し、第１から第３の異なる軸線回りに３つの回転自由度
を有している。各関節は、それぞれの軸回りに独立して
回転可能な手首要素を有している。そのため、例えば、
ロボットアームに対して手首のベースとなる第１の手首
要素が第１の軸線回りに回転すると、該体１の手首要素
に連接される第２、第３の手首要素及びその先端に取り
付けられた作業装置も回転し、ロボットアームから作業
装置までの配線・配管から成る線条体は、全体にわたっ
て曲げや捻れが生じる。また、第２、第３の軸線回りに
各手首要素が回転した場合も同様に線条体はその全体に
わたって、その回転の影響を受ける。
【０００５】従って、ロボットアームを経由し、該ロボ
ットの手首に取り付けられた作業装置に供給されるエア
ー、液体、電気等のための配線・配管から成る線条体
は、手首の複数の関節での回転運動に伴って、それぞれ
の関節での回転運動の影響を受け、線条体の全体に曲
げ、捻れ、並進移動などの動きが生じる。手首が例えば
３つの自由度でそれぞれ回転運動を行うと、配線・配管
から成る線条体の特定区間は、各関節の動きが重畳し
て、同時に曲げや捻れが発生し、所望の耐久性が得られ
なくなると言う問題がある。さらに、他の軸位置によっ
て動作角度の制限などが発生する。
ットの手首に取り付けられた作業装置に供給されるエア
ー、液体、電気等のための配線・配管から成る線条体
は、手首の複数の関節での回転運動に伴って、それぞれ
の関節での回転運動の影響を受け、線条体の全体に曲
げ、捻れ、並進移動などの動きが生じる。手首が例えば
３つの自由度でそれぞれ回転運動を行うと、配線・配管
から成る線条体の特定区間は、各関節の動きが重畳し
て、同時に曲げや捻れが発生し、所望の耐久性が得られ
なくなると言う問題がある。さらに、他の軸位置によっ
て動作角度の制限などが発生する。
【０００６】そこで、本発明は、ロボットアームを経由
し、該ロボットの手首に取り付けられるハンドやガン等
の作業装置に供給される電気、エアー、液体等のための
配線・配管から成る線条体の耐久性を向上させることを
目的とし、該線条体が手首の複合的な動作に従動して複
合的な挙動により耐久性が低下することを防止し、他軸
による動作角度の制限を緩和することを目的とするもの
である。さらに、配線・配管から成る線条体がロボット
本体や周辺機器に干渉し、耐久性が低下するという問題
点も解決することをも目的とする。
し、該ロボットの手首に取り付けられるハンドやガン等
の作業装置に供給される電気、エアー、液体等のための
配線・配管から成る線条体の耐久性を向上させることを
目的とし、該線条体が手首の複合的な動作に従動して複
合的な挙動により耐久性が低下することを防止し、他軸
による動作角度の制限を緩和することを目的とするもの
である。さらに、配線・配管から成る線条体がロボット
本体や周辺機器に干渉し、耐久性が低下するという問題
点も解決することをも目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、ロボットのア
ームを経由して手首先端の作業装置に繋がる配線及び又
は配管からなる線条体の敷設構造に関するもので、前記
手首には相対回転する第１の部材と第２の部材からなる
関節構造を少なくとも２以上有し、少なくとも１つの関
節構造には、前記線条体を固定する線条体固定部を前記
第１の部材と第２の部材にそれぞれ設け、前記第１の部
材と第２の部材の相対回転の動きによる前記線条体の動
きを前記線条体固定部間の区間内で吸収し該区間外に伝
わらないようにすることによって、線条体の耐久性を向
上させるとともに、線条体による動作の制限をなくし
た。特に１つの形態として、前記手首は、第１の手首要
素と、該第１の手首要素に対し第２の軸線回りに回転可
能に支持された第２の手首要素と、該第２の手首要素に
対し第３の軸線の回りに回転可能に支持された第３の手
首要素とを備え、前記第１の手首要素を、アーム取付け
部に対し該アームの長手軸線である第１の軸線の回りに
回転可能に軸支されたアームに固定するか、若しくは、
アーム取付け部に固定されたアームの先端にアームの長
手軸線である第１の軸線の回りに回転可能に取り付ける
ことによって、手首をアーム先端に取り付けている。ま
た、少なくとも線条体固定部を前記第１の手首要素若し
くは前記アームと前記第２の手首要素に設け、前記第１
の手首要素に対する前記第２の手首要素の回転の動きに
よる前記線条体の動きを前記線条体固定部間の区間内で
吸収し該区間外に伝わらないようにした。さらに、前記
アームが回転する場合には、前記アーム取付け部と前記
第１の手首要素若しくは前記アームの先端部に前記線条
体を固定する線条体固定部を設ける。また、前記アーム
が回転しない場合は、前記アーム又はアーム取付け部と
前記第１の手首要素に線条体固定部を設けるようにし
た。
ームを経由して手首先端の作業装置に繋がる配線及び又
は配管からなる線条体の敷設構造に関するもので、前記
手首には相対回転する第１の部材と第２の部材からなる
関節構造を少なくとも２以上有し、少なくとも１つの関
節構造には、前記線条体を固定する線条体固定部を前記
第１の部材と第２の部材にそれぞれ設け、前記第１の部
材と第２の部材の相対回転の動きによる前記線条体の動
きを前記線条体固定部間の区間内で吸収し該区間外に伝
わらないようにすることによって、線条体の耐久性を向
上させるとともに、線条体による動作の制限をなくし
た。特に１つの形態として、前記手首は、第１の手首要
素と、該第１の手首要素に対し第２の軸線回りに回転可
能に支持された第２の手首要素と、該第２の手首要素に
対し第３の軸線の回りに回転可能に支持された第３の手
首要素とを備え、前記第１の手首要素を、アーム取付け
部に対し該アームの長手軸線である第１の軸線の回りに
回転可能に軸支されたアームに固定するか、若しくは、
アーム取付け部に固定されたアームの先端にアームの長
手軸線である第１の軸線の回りに回転可能に取り付ける
ことによって、手首をアーム先端に取り付けている。ま
た、少なくとも線条体固定部を前記第１の手首要素若し
くは前記アームと前記第２の手首要素に設け、前記第１
の手首要素に対する前記第２の手首要素の回転の動きに
よる前記線条体の動きを前記線条体固定部間の区間内で
吸収し該区間外に伝わらないようにした。さらに、前記
アームが回転する場合には、前記アーム取付け部と前記
第１の手首要素若しくは前記アームの先端部に前記線条
体を固定する線条体固定部を設ける。また、前記アーム
が回転しない場合は、前記アーム又はアーム取付け部と
前記第１の手首要素に線条体固定部を設けるようにし
た。
【０００８】また、前記第２の手首要素に設けられた線
条体固定部よりも手先側の前記第３の軸線回りの回転運
動のみ従動す線条体の部分が、前記第２の軸線と前記第
３の軸線の交点付近に配置するようにした。さらに、前
記第２の手首要素に設けられた線条体固定部よりも手先
側の前記第３の軸線回りの回転運動のみ従動す線条体の
部分が、略Ｕ字形あるいは略Ｊ字形となるように形成し
た。また、前記第３の軸線回りの回転運動に主に従動す
る線条体の部分と、前記第２の軸線回りの回転運動にお
もに従動する線条体の部分は、前記第３の軸線を含む平
面に対し垂直で、且つ前記第２の軸線を含む平面とそれ
ぞれ異なる部分で交わるようにして、接触を防止し、コ
ンパクトな手首構造を得られるようにした。
条体固定部よりも手先側の前記第３の軸線回りの回転運
動のみ従動す線条体の部分が、前記第２の軸線と前記第
３の軸線の交点付近に配置するようにした。さらに、前
記第２の手首要素に設けられた線条体固定部よりも手先
側の前記第３の軸線回りの回転運動のみ従動す線条体の
部分が、略Ｕ字形あるいは略Ｊ字形となるように形成し
た。また、前記第３の軸線回りの回転運動に主に従動す
る線条体の部分と、前記第２の軸線回りの回転運動にお
もに従動する線条体の部分は、前記第３の軸線を含む平
面に対し垂直で、且つ前記第２の軸線を含む平面とそれ
ぞれ異なる部分で交わるようにして、接触を防止し、コ
ンパクトな手首構造を得られるようにした。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の一実施形態を適
用したロボットの全景を示す図で、図２は、本発明の一
実施形態を適用した手首構造を示す図である。旋回胴１
に対して揺動自在に取り付けられたアーム２の先端に
は、アーム取付け部３が設けられ、該アーム取付け部３
に、第１の軸線４の回りに回転可能に支持されたアーム
５が設けられ、このロボットアーム５の長手方向と第１
の軸線４は一致する。アーム５の先端には、手首６の第
１の手首要素１２が固定され、該手首６が、ロボットの
先端のアーム５に取り付けられている。
用したロボットの全景を示す図で、図２は、本発明の一
実施形態を適用した手首構造を示す図である。旋回胴１
に対して揺動自在に取り付けられたアーム２の先端に
は、アーム取付け部３が設けられ、該アーム取付け部３
に、第１の軸線４の回りに回転可能に支持されたアーム
５が設けられ、このロボットアーム５の長手方向と第１
の軸線４は一致する。アーム５の先端には、手首６の第
１の手首要素１２が固定され、該手首６が、ロボットの
先端のアーム５に取り付けられている。
【００１０】アーム５の内部には、手首６に取り付けら
れるハンド、ガンなどの作業装置への電気、エアー、水
などの液体を供給する配線・配管から成る線条体１０を
導くための空間が形成されている。アーム取付け部３に
は該アーム５の内部空間につながる開口部７を備え、且
つこの開口部付近に線条体１０をクランプする線条体固
定部８を備える。また、アーム５の先端部にも前記アー
ム５の内部空間につながる開口部９を備え、該開口部９
の付近の該アーム５の内部及び外側に線条体１０をクラ
ンプする線条体固定部１１，１１’を備える。なお、第
１の手首要素１２はアーム５に一体的に固定されたてい
ることから、これら線条体固定部１１，１１’は第１の
手首要素１２に設けてもよい。
れるハンド、ガンなどの作業装置への電気、エアー、水
などの液体を供給する配線・配管から成る線条体１０を
導くための空間が形成されている。アーム取付け部３に
は該アーム５の内部空間につながる開口部７を備え、且
つこの開口部付近に線条体１０をクランプする線条体固
定部８を備える。また、アーム５の先端部にも前記アー
ム５の内部空間につながる開口部９を備え、該開口部９
の付近の該アーム５の内部及び外側に線条体１０をクラ
ンプする線条体固定部１１，１１’を備える。なお、第
１の手首要素１２はアーム５に一体的に固定されたてい
ることから、これら線条体固定部１１，１１’は第１の
手首要素１２に設けてもよい。
【００１１】図２に示すように、手首６の第１の手首要
素１２はアーム５の先端に固定され、第１の手首要素１
２とアーム５は一体となり、アーム５と共に第１の手首
要素１２は第１の軸線４の回りに回転する。第１の手首
要素１２には、第１の軸線４と交わる第２の軸線１４の
回りに回転可能に第２の手首要素１３が支持されてい
る。該第２の手首要素１３には、線条体１０をクランプ
する２つの線条体固定部１５，１５’を備えている。ま
た、第２の手首要素１３の先端には、第２の軸線１４と
交わる第３の軸線１７の回りに回転可能に第３の手首要
素１６が支持されている。該第３の手首要素１６の側面
には、該第３の手首要素１６の内部空間につながる開口
部１８を複数備え、さらに、第３の手首要素１６は、各
開口部１８付近に線条体１０をクランプする線条体固定
部１９を備える。さらに、該手首６において、線条体１
０が外部に露出する部分には、線条体を覆うカバーが設
けられているが、図２では、その一部である第２の手首
要素１３に設けられたカバー２２のみが図示されてい
る。そして、該カバー２２内にも線条体１０をクランプ
する線条体固定部２３が設けられている。
素１２はアーム５の先端に固定され、第１の手首要素１
２とアーム５は一体となり、アーム５と共に第１の手首
要素１２は第１の軸線４の回りに回転する。第１の手首
要素１２には、第１の軸線４と交わる第２の軸線１４の
回りに回転可能に第２の手首要素１３が支持されてい
る。該第２の手首要素１３には、線条体１０をクランプ
する２つの線条体固定部１５，１５’を備えている。ま
た、第２の手首要素１３の先端には、第２の軸線１４と
交わる第３の軸線１７の回りに回転可能に第３の手首要
素１６が支持されている。該第３の手首要素１６の側面
には、該第３の手首要素１６の内部空間につながる開口
部１８を複数備え、さらに、第３の手首要素１６は、各
開口部１８付近に線条体１０をクランプする線条体固定
部１９を備える。さらに、該手首６において、線条体１
０が外部に露出する部分には、線条体を覆うカバーが設
けられているが、図２では、その一部である第２の手首
要素１３に設けられたカバー２２のみが図示されてい
る。そして、該カバー２２内にも線条体１０をクランプ
する線条体固定部２３が設けられている。
【００１２】線条体１０は、アーム２を経由し、開口部
７からアーム５内の空間に導かれ、開口部９から該アー
ム５の外側に導き出される。開口部７の付近で線条体固
定部８によって該線条体１０はアーム取付け部３に固定
され、また、開口部９の内と外で線条体固定部１１，１
１’でクランプされ、アーム５に固定される。さらに、
線条体１０は、第１の手首要素１２、第２の手首要素１
３の外側を通り、第２の手首要素１３に設けられた線条
体固定部１５，１５’でクランプされて折り返しされ、
さらに、第２の手首要素１３に設けられているカバー２
２内で線条体固定部２３でクランプされ、さらに、略Ｕ
字状又は略Ｊ字状に屈曲されて、第２の軸線１４と第３
の軸線１６の交点付近の空間２５を通り、第３の手首要
素１６の内部に導かれ、該第３の手首要素１６の側面に
設けられた複数の開口部１８から分割して外に導き出さ
れる。該開口部１８付近の第３の手首要素１６に設けら
れている線条体固定部１９によってクランプされ固定さ
れる。そして、この外部に導き出された電気、エアー、
水等の液体を通す配線・配管から成る線条体１０は、第
３の手首要素１６に取り付けられるハンドやガン等の作
業装置に接続される。なお、線条体固定部１５，１
５’，２３は第２の手首要素１３に設けられているもの
でその相対位置は変化がないものであるから、線条体固
定部１５’は必ずしも設ける必要がないが、線条体１０
が第２の手首要素１３の外側に這わせるようにするため
に線条体固定部１５’を設けているものである。さら
に、線条体固定部１１’，１５では線条体１０が完全に
固定されてなくても、ほぼ固定されていれば同様の効果
が得られる。例えば、線条体１０自体を直接クランプせ
ず、ケーブルコンジットやケーブルトラックを介して固
定する場合や、線条体１０とクランプ装置の間に間隙が
ある場合などである。
７からアーム５内の空間に導かれ、開口部９から該アー
ム５の外側に導き出される。開口部７の付近で線条体固
定部８によって該線条体１０はアーム取付け部３に固定
され、また、開口部９の内と外で線条体固定部１１，１
１’でクランプされ、アーム５に固定される。さらに、
線条体１０は、第１の手首要素１２、第２の手首要素１
３の外側を通り、第２の手首要素１３に設けられた線条
体固定部１５，１５’でクランプされて折り返しされ、
さらに、第２の手首要素１３に設けられているカバー２
２内で線条体固定部２３でクランプされ、さらに、略Ｕ
字状又は略Ｊ字状に屈曲されて、第２の軸線１４と第３
の軸線１６の交点付近の空間２５を通り、第３の手首要
素１６の内部に導かれ、該第３の手首要素１６の側面に
設けられた複数の開口部１８から分割して外に導き出さ
れる。該開口部１８付近の第３の手首要素１６に設けら
れている線条体固定部１９によってクランプされ固定さ
れる。そして、この外部に導き出された電気、エアー、
水等の液体を通す配線・配管から成る線条体１０は、第
３の手首要素１６に取り付けられるハンドやガン等の作
業装置に接続される。なお、線条体固定部１５，１
５’，２３は第２の手首要素１３に設けられているもの
でその相対位置は変化がないものであるから、線条体固
定部１５’は必ずしも設ける必要がないが、線条体１０
が第２の手首要素１３の外側に這わせるようにするため
に線条体固定部１５’を設けているものである。さら
に、線条体固定部１１’，１５では線条体１０が完全に
固定されてなくても、ほぼ固定されていれば同様の効果
が得られる。例えば、線条体１０自体を直接クランプせ
ず、ケーブルコンジットやケーブルトラックを介して固
定する場合や、線条体１０とクランプ装置の間に間隙が
ある場合などである。
【００１３】以上のように、線条体１０は線条体固定部
８，１１，１１’，１５，１５’，２３，１９によって
クランプされ順次各手首要素に繋止されていることか
ら、手首６の各関節の各軸回りの回転により、線条体固
定部間に相対移動があっても、その線条体固定部間内の
みで、線条体１０の曲げ、捻れ、並進移動が生じるのみ
で、この線条体固定部間の区間以外の区間では、回転し
た関節の影響は受けない。例えば、アーム５が第１の軸
線４の回りに回転し、該アーム５に固定されている第１
の手首要素１２が回転すると、アーム取付け部３に設け
られている線条体固定部８とアーム５の先端付近に設け
られている線条体固定部１１は相対的に移動し、その区
間Ｓ１の線条体１０は捻れ等が生じるが、線条体固定部
１１より手首先端側に設けられている線条体固定部１
１’，１５，１５’，２３，１９は線条体固定部１１と
共に回転し、その相対位置関係は変化しないことから、
線条体１０の捻れや曲げ、移動はこの線条体固定部８と
線条体固定部１１間の区間Ｓ１以外の区間では生じな
い。
８，１１，１１’，１５，１５’，２３，１９によって
クランプされ順次各手首要素に繋止されていることか
ら、手首６の各関節の各軸回りの回転により、線条体固
定部間に相対移動があっても、その線条体固定部間内の
みで、線条体１０の曲げ、捻れ、並進移動が生じるのみ
で、この線条体固定部間の区間以外の区間では、回転し
た関節の影響は受けない。例えば、アーム５が第１の軸
線４の回りに回転し、該アーム５に固定されている第１
の手首要素１２が回転すると、アーム取付け部３に設け
られている線条体固定部８とアーム５の先端付近に設け
られている線条体固定部１１は相対的に移動し、その区
間Ｓ１の線条体１０は捻れ等が生じるが、線条体固定部
１１より手首先端側に設けられている線条体固定部１
１’，１５，１５’，２３，１９は線条体固定部１１と
共に回転し、その相対位置関係は変化しないことから、
線条体１０の捻れや曲げ、移動はこの線条体固定部８と
線条体固定部１１間の区間Ｓ１以外の区間では生じな
い。
【００１４】さらに、第２の手首要素１３が第２の軸線
１４の回りに回転した場合、この第２の手首要素１３と
共に第３の手首要素１６も回転するから、線条体固定部
１５，１５’，２３，１９の相対位置関係は変化せず、
アーム５に設けられた線条体固定部１１’と第２の手首
要素１３に設けられた線条体固定部１５の位置関係が変
化するのみであり、この線条体固定部１１’と線条体固
定部１５の区間Ｓ２の線条体１０に曲げ、捻れ、移動が
生じるのみである。さらに、第３の手首要素１６が第３
の軸線１７の回りに回転した場合、線条体１０に曲げ、
捻れ、移動が生じる区間は、第３の手首要素１６に設け
られた線条体固定部１９と第２の手首要素１３に設けら
れた線条体固定部２３間の区間Ｓ３のみであり、これ以
外の区間は、線条体固定部２３でその曲げ、捻れ、移動
は阻止され、第３の手首要素１６の回転の影響をうけな
い。このように各手首要素の回転に対して、線条体１０
が追従して曲げ、捻れ、移動を生じるのは、限られた範
囲で他の手首要素への影響がないことから、線条体１０
の挙動の影響によって、他の手首要素の動作角度が制限
されるということはない。
１４の回りに回転した場合、この第２の手首要素１３と
共に第３の手首要素１６も回転するから、線条体固定部
１５，１５’，２３，１９の相対位置関係は変化せず、
アーム５に設けられた線条体固定部１１’と第２の手首
要素１３に設けられた線条体固定部１５の位置関係が変
化するのみであり、この線条体固定部１１’と線条体固
定部１５の区間Ｓ２の線条体１０に曲げ、捻れ、移動が
生じるのみである。さらに、第３の手首要素１６が第３
の軸線１７の回りに回転した場合、線条体１０に曲げ、
捻れ、移動が生じる区間は、第３の手首要素１６に設け
られた線条体固定部１９と第２の手首要素１３に設けら
れた線条体固定部２３間の区間Ｓ３のみであり、これ以
外の区間は、線条体固定部２３でその曲げ、捻れ、移動
は阻止され、第３の手首要素１６の回転の影響をうけな
い。このように各手首要素の回転に対して、線条体１０
が追従して曲げ、捻れ、移動を生じるのは、限られた範
囲で他の手首要素への影響がないことから、線条体１０
の挙動の影響によって、他の手首要素の動作角度が制限
されるということはない。
【００１５】また、第２の手首要素１３の外側に配設さ
れた線条体１０の区間Ｓ２と、第３の手首要素１６に導
かれている線条体１０の区間Ｓ３が、第２の軸線方向か
らみて一部重なるように配置されいることから、区間Ｓ
３を第２の軸線１４と第３の軸線１６の交点付近の空間
２５に配置することができるので、線条体１０の導設密
度を高めて導設することができ、手首装置自体をコンパ
クト化することができる。また、第３の手首要素１６に
設けた線条体固定部１９から第２の手首要素１３に設け
た線条体固定部２３又は線条体固定部１５’までの線条
体１０を、折り返すように略Ｕ字形状或いは略Ｊ字形状
とすることによっても、線条体１０の導設密度を高めて
導設することが可能となっている。これによっても、手
首装置のコンパクト化を可能にしている。
れた線条体１０の区間Ｓ２と、第３の手首要素１６に導
かれている線条体１０の区間Ｓ３が、第２の軸線方向か
らみて一部重なるように配置されいることから、区間Ｓ
３を第２の軸線１４と第３の軸線１６の交点付近の空間
２５に配置することができるので、線条体１０の導設密
度を高めて導設することができ、手首装置自体をコンパ
クト化することができる。また、第３の手首要素１６に
設けた線条体固定部１９から第２の手首要素１３に設け
た線条体固定部２３又は線条体固定部１５’までの線条
体１０を、折り返すように略Ｕ字形状或いは略Ｊ字形状
とすることによっても、線条体１０の導設密度を高めて
導設することが可能となっている。これによっても、手
首装置のコンパクト化を可能にしている。
【００１６】さらに、第２の軸線１４と第３の軸線１６
の交点付近の空間２５に配線・配管から成る線条体１０
が配置されていることから、手首の各手首要素１２，１
３，１６が独立してそれぞれ回転したとしても、線条体
１０は、この空間２５内に留まり、手首６の外周に飛び
出して周辺機器と干渉することはない。
の交点付近の空間２５に配線・配管から成る線条体１０
が配置されていることから、手首の各手首要素１２，１
３，１６が独立してそれぞれ回転したとしても、線条体
１０は、この空間２５内に留まり、手首６の外周に飛び
出して周辺機器と干渉することはない。
【００１７】また、手首６の密接して配置されている各
手首要素に沿って配設される線条体１０は、この手首の
狭い領域内に上述したように、密接されることになる
が、互いに接触し摩擦が生じないようにも導設されてい
る。すなわち、第２の手首要素１３に設けられた線条体
固定部２３又は１５’よりも手先側の第３の手首要素１
６の第３の軸線１７回りの回転運動のみ従動す線条体１
０の区間Ｓ３と、アーム（第１の手首要素）５に設けら
れた線条体固定部１１’と第２の手首要素１３に設けら
れた線条体固定部１５に挟まれた線条体の区間Ｓ２は、
第２の軸線１４を含み且つ第２の軸線１４と第３の軸線
１７を含む平面に対して垂直な平面とそれぞれ異なる部
分で線条体１０は交わるようにしている。これによっ
て、線条体１０をロボットアームの長手方向に直列につ
なげた場合と比較し、２つの領域が並列となっているこ
とから、手首の長大化を防止しつつ、線条体１０が互い
に接触し摩擦が生じることを防止し、摩擦によるすれを
防ぎ、耐久性を向上させる。
手首要素に沿って配設される線条体１０は、この手首の
狭い領域内に上述したように、密接されることになる
が、互いに接触し摩擦が生じないようにも導設されてい
る。すなわち、第２の手首要素１３に設けられた線条体
固定部２３又は１５’よりも手先側の第３の手首要素１
６の第３の軸線１７回りの回転運動のみ従動す線条体１
０の区間Ｓ３と、アーム（第１の手首要素）５に設けら
れた線条体固定部１１’と第２の手首要素１３に設けら
れた線条体固定部１５に挟まれた線条体の区間Ｓ２は、
第２の軸線１４を含み且つ第２の軸線１４と第３の軸線
１７を含む平面に対して垂直な平面とそれぞれ異なる部
分で線条体１０は交わるようにしている。これによっ
て、線条体１０をロボットアームの長手方向に直列につ
なげた場合と比較し、２つの領域が並列となっているこ
とから、手首の長大化を防止しつつ、線条体１０が互い
に接触し摩擦が生じることを防止し、摩擦によるすれを
防ぎ、耐久性を向上させる。
【００１８】上述した実施形態では、第１の軸線４と第
３の軸線１７がほぼ同一平面内に配置している、いわゆ
るインライン手首形式の場合であったが、第１の軸線４
と第３の軸線１７がオフセットして配置されるいわゆる
オフセット手首形式にも本発明は適用できるものであ
る。
３の軸線１７がほぼ同一平面内に配置している、いわゆ
るインライン手首形式の場合であったが、第１の軸線４
と第３の軸線１７がオフセットして配置されるいわゆる
オフセット手首形式にも本発明は適用できるものであ
る。
【００１９】図３は、上述した実施形態のインライン手
首形式に本発明を適用した概略図である。第１の軸線４
と第３の軸線１７は概略同一平面上に位置している。こ
の図３においては、線条体１０がアーム５や手首６から
露出している部分にカバー２０，２１，２２が設けられ
ている。すなわち、アーム５から導出され、第１の手首
要素１２の外側に沿って導設される部分にはアーム５
（第１の手首要素１２）に設けられたカバー２０によっ
て覆われ、それに続く第２の手首要素１３の外側に沿っ
て導設される線条体１０の部分は、第２の手首要素１３
に設けられたカバー２１によって覆われ、さらに、第３
の手首要素１６に導かれる略Ｕ字形状又は略Ｊ字形状に
屈曲された線条体１０の部分は、第２の手首要素１３に
設けられたカバー２２によって覆われている。
首形式に本発明を適用した概略図である。第１の軸線４
と第３の軸線１７は概略同一平面上に位置している。こ
の図３においては、線条体１０がアーム５や手首６から
露出している部分にカバー２０，２１，２２が設けられ
ている。すなわち、アーム５から導出され、第１の手首
要素１２の外側に沿って導設される部分にはアーム５
（第１の手首要素１２）に設けられたカバー２０によっ
て覆われ、それに続く第２の手首要素１３の外側に沿っ
て導設される線条体１０の部分は、第２の手首要素１３
に設けられたカバー２１によって覆われ、さらに、第３
の手首要素１６に導かれる略Ｕ字形状又は略Ｊ字形状に
屈曲された線条体１０の部分は、第２の手首要素１３に
設けられたカバー２２によって覆われている。
【００２０】図４は、オフセット形手首の１つの形態に
本発明を適用した例を示す概略図である。この図４に示
すオフセット形手首では、アーム５及び第１の手首要素
１２の回転中心の第１の軸線４と、第３の手首要素１６
の回転中心である第３の軸線１７は、第２の手首要素１
３の回転中心の第２の軸線１４の方向において、離れた
距離に配置されており、第１の軸線４と第３の軸線１７
がオフセットとしている。この図４に示すオフセット形
手首に対する本発明の適用は、図２，図３に示した実施
形態と同様であり、前述した第１の軸線４と第３の軸線
１７がオフセットしている点を除けば、概略同様であ
る。
本発明を適用した例を示す概略図である。この図４に示
すオフセット形手首では、アーム５及び第１の手首要素
１２の回転中心の第１の軸線４と、第３の手首要素１６
の回転中心である第３の軸線１７は、第２の手首要素１
３の回転中心の第２の軸線１４の方向において、離れた
距離に配置されており、第１の軸線４と第３の軸線１７
がオフセットとしている。この図４に示すオフセット形
手首に対する本発明の適用は、図２，図３に示した実施
形態と同様であり、前述した第１の軸線４と第３の軸線
１７がオフセットしている点を除けば、概略同様であ
る。
【００２１】線条体１０はアーム取付け部３に取り付け
られた線条体固定部８でクランプされ、アーム５の内部
を通り、アーム５の先端部からアーム５外に導き出さ
れ、その内外でアーム５に設けられた線条体固定部１
１，１１’でクランプされ、アーム５に設けられたカバ
ー２０で覆われて第１の手首要素１２の外側を通り、第
２の手首要素１３に設けられたカバー２１内に導かれ、
かつ該第２の手首要素１３に設けられた線条体固定部１
５，１５’でクランプされ、さらに第２の手首要素１３
に設けられたもう１つのカバー２２内に導かれ、このカ
バー２２内で線条体固定部２３でクランプされている。
そして略Ｕ字形状，略Ｊ字形状に折り曲げられて第３の
手首要素１６に導入され、線条体固定部でクランプされ
て該第３の手首要素１６に固定され、かつ開口部から分
割して第３の手首要素１６から外部に引き出され、この
第３の手首要素１６に取り付けるハンドやガン等の作業
装置に接続される。
られた線条体固定部８でクランプされ、アーム５の内部
を通り、アーム５の先端部からアーム５外に導き出さ
れ、その内外でアーム５に設けられた線条体固定部１
１，１１’でクランプされ、アーム５に設けられたカバ
ー２０で覆われて第１の手首要素１２の外側を通り、第
２の手首要素１３に設けられたカバー２１内に導かれ、
かつ該第２の手首要素１３に設けられた線条体固定部１
５，１５’でクランプされ、さらに第２の手首要素１３
に設けられたもう１つのカバー２２内に導かれ、このカ
バー２２内で線条体固定部２３でクランプされている。
そして略Ｕ字形状，略Ｊ字形状に折り曲げられて第３の
手首要素１６に導入され、線条体固定部でクランプされ
て該第３の手首要素１６に固定され、かつ開口部から分
割して第３の手首要素１６から外部に引き出され、この
第３の手首要素１６に取り付けるハンドやガン等の作業
装置に接続される。
【００２２】図５は、オフセット形手首の他の形態に本
発明を適用した例を示す概略図である。この図５に示す
オフセット形手首でも、第１の手首要素を構成するアー
ム５の外側部に第２の手首要素１３が第２の軸線１４の
回りに回転可能に軸支され、該第２の手首要素１３に第
３の手首要素１６が第３の軸線１７の回りに回転可能に
軸支されている。アーム５の回転中心である第１の軸線
４と、第３の手首要素１６の回転中心である第３の軸線
１７は、第２の軸線１４の方向において、離れた距離に
配置されオフセットしている。また、アーム５には、カ
バー２０が設けられず、アーム５から導く出された線条
体１０は、直ちに、第２の手首要素１３に設けたカバー
２１によって覆われている。他は、図３、図４に示す実
施形態と同一である。
発明を適用した例を示す概略図である。この図５に示す
オフセット形手首でも、第１の手首要素を構成するアー
ム５の外側部に第２の手首要素１３が第２の軸線１４の
回りに回転可能に軸支され、該第２の手首要素１３に第
３の手首要素１６が第３の軸線１７の回りに回転可能に
軸支されている。アーム５の回転中心である第１の軸線
４と、第３の手首要素１６の回転中心である第３の軸線
１７は、第２の軸線１４の方向において、離れた距離に
配置されオフセットしている。また、アーム５には、カ
バー２０が設けられず、アーム５から導く出された線条
体１０は、直ちに、第２の手首要素１３に設けたカバー
２１によって覆われている。他は、図３、図４に示す実
施形態と同一である。
【００２３】線条体１０はアーム取付け部３に取り付け
られた線条体固定部８でクランプされ、アーム５の内部
を通り、アーム５の先端部で線条体固定部１１でクラン
プされると共にアーム５の外に導き出され、第２の手首
要素１３に設けられたカバー２１内に導かれ、かつ該第
２の手首要素１３に設けられた線条体固定部１５，１
５’でクランプされ、さらに第２の手首要素１３に設け
られたもう１つのカバー２２内に導かれ、このカバー２
２内で線条体固定部２３でクランプされている。そして
略Ｕ字形状，略Ｊ字形状に折り曲げられて第３の手首要
素１６に導入され、線条体固定部でクランプされて該第
３の手首要素１６に固定され、かつ開口部から分割して
第３の手首要素１６から外部に引き出され作業装置に接
続される。
られた線条体固定部８でクランプされ、アーム５の内部
を通り、アーム５の先端部で線条体固定部１１でクラン
プされると共にアーム５の外に導き出され、第２の手首
要素１３に設けられたカバー２１内に導かれ、かつ該第
２の手首要素１３に設けられた線条体固定部１５，１
５’でクランプされ、さらに第２の手首要素１３に設け
られたもう１つのカバー２２内に導かれ、このカバー２
２内で線条体固定部２３でクランプされている。そして
略Ｕ字形状，略Ｊ字形状に折り曲げられて第３の手首要
素１６に導入され、線条体固定部でクランプされて該第
３の手首要素１６に固定され、かつ開口部から分割して
第３の手首要素１６から外部に引き出され作業装置に接
続される。
【００２４】なお、上記各実施形態では、アーム５に手
首６の第１の手首要素１２が固定されて一体的になって
いる例を説明したが、アーム５の先端に第１の手首要素
１２が第１の軸線４回りに回転可能に軸支されて手首を
構成する場合も当然本発明は適用できるものである。こ
の場合、アーム取付け部３に設けられた線条体固定部８
は、アームに設けられ、アームに設けられていた線条体
固定部１１，１１’は、第１の手首要素に設けられるこ
とになる。また、上述した各実施形態では、３軸を有し
３自由度の手首の例を述べたが、２軸を有し２自由度の
手首で、この２軸の関節により複合的な動作をする手首
に対しても本発明は適用できるものである。
首６の第１の手首要素１２が固定されて一体的になって
いる例を説明したが、アーム５の先端に第１の手首要素
１２が第１の軸線４回りに回転可能に軸支されて手首を
構成する場合も当然本発明は適用できるものである。こ
の場合、アーム取付け部３に設けられた線条体固定部８
は、アームに設けられ、アームに設けられていた線条体
固定部１１，１１’は、第１の手首要素に設けられるこ
とになる。また、上述した各実施形態では、３軸を有し
３自由度の手首の例を述べたが、２軸を有し２自由度の
手首で、この２軸の関節により複合的な動作をする手首
に対しても本発明は適用できるものである。
【００２５】
【発明の効果】本発明は、手首の各関節の手首要素が回
転し手首が複合的に動作しても、該手首に配設されてい
る配線・配管等の線条体の挙動は、動作手首要素に関係
する特定区間のみに限定され、他の区間まで影響が及ば
ないので、線条体の耐久性が向上し、他軸による動作角
度の制限を緩和する。また、線条体の挙動が限定される
ことから、ロボット本体や周辺機器との干渉が避けら
れ、これによっても耐久性が向上する。また、線条体の
導設密度を高めることができるので、コンパクトな手首
を得ることができる。
転し手首が複合的に動作しても、該手首に配設されてい
る配線・配管等の線条体の挙動は、動作手首要素に関係
する特定区間のみに限定され、他の区間まで影響が及ば
ないので、線条体の耐久性が向上し、他軸による動作角
度の制限を緩和する。また、線条体の挙動が限定される
ことから、ロボット本体や周辺機器との干渉が避けら
れ、これによっても耐久性が向上する。また、線条体の
導設密度を高めることができるので、コンパクトな手首
を得ることができる。
【図１】本発明の一実施形態を適用したロボットの全景
を示す図である。
を示す図である。
【図２】本発明を適用した一実施形態の手首構造の斜視
図である。
図である。
【図３】同実施形態の概要図である。
【図４】オフセット形手首に本発明を適用したときの説
明概要図である。
明概要図である。
【図５】オフセット形手首の他のタイプに本発明を適用
したときの説明概要図である。
したときの説明概要図である。
１ 旋回胴
２ アーム
３ アーム取付け部
４ 第１の軸線
５ アーム
６ 手首
７ 開口部
８ 線条体固定部
９ 開口部
１０ 線条体
１１，１１’ 線条体固定部
１２ 第１の手首要素
１３ 第２の手首要素
１４ 第２の軸線
１５，１５’ 線条体固定部
１６ 第３の手首要素
１７ 第３の軸線
１８ 開口部
１９ 線条体固定部
２０，２１，２２ カバー
２３ 線条体固定部
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 中川 浩
山梨県南都留郡忍野村忍草字古馬場3580番
地 ファナック株式会社内
(72)発明者 森岡 昌宏
山梨県南都留郡忍野村忍草字古馬場3580番
地 ファナック株式会社内
Ｆターム(参考） 3C007 BS10 BT05 CU06 CY02 CY03
CY04 CY07
Claims (10)
- 【請求項１】 ロボットのアームを経由して手首先端の
作業装置に繋がる配線及び又は配管からなる線条体の敷
設構造において、前記手首には相対回転する第１の部材
と第２の部材からなる関節構造を少なくとも２以上有
し、少なくとも１つの関節構造には、前記線条体を固定
する線条体固定部を前記第１の部材と第２の部材にそれ
ぞれ設け、前記第１の部材と第２の部材の相対回転の動
きによる前記線条体の動きを前記線条体固定部間の区間
内で吸収し該区間外に伝わらないようにしたことを特徴
とするロボットの手首における線条体の敷設構造。 - 【請求項２】 ロボットのアームを経由して手首先端の
作業装置につながる配線及び又は配管からなる線条体の
敷設構造において、前記アームはアーム取付け部に対し
該アームの長手軸線である第１の軸線の回りに回転可能
に軸支されており、前記手首は、前記アームの先端部に
固定される第１の手首要素と、該第１の手首要素に対し
第２の軸線回りに回転可能に支持された第２の手首要素
と、該第２の手首要素に対し第３の軸線の回りに回転可
能に支持された第３の手首要素とを備え、少なくとも線
条体固定部を前記第１の手首要素若しくは前記アームと
前記第２の手首要素に設け、前記第１の手首要素に対す
る前記第２の手首要素の回転の動きによる前記線条体の
動きを前記線条体固定部間の区間内で吸収し該区間外に
伝わらないようにしたことを特徴とするロボットの手首
における線条体の敷設構造。 - 【請求項３】 前記アーム取付け部と前記第１の手首要
素若しくは前記アームの先端部に前記線条体を固定する
線条体固定部をそれぞれ備える請求項２記載のロボット
の手首における線条体の敷設構造。 - 【請求項４】 ロボットのアームを経由して手首先端の
作業装置につながる配線及び又は配管からなる線条体の
敷設構造において、前記アームはアーム取付け部に固定
されており、前記手首は、前記アームの先端部に対し第
１軸線回りに回転可能に支持された第１の手首要素と、
該第１の手首要素に対し第２の軸線回りに回転可能に支
持された第２の手首要素と、該第２の手首要素に対し第
３の軸線の回りに回転可能に支持された第３の手首要素
とを備え、少なくとも線条体固定部を前記第１の手首要
素と前記第２の手首要素に設け、前記第１の手首要素に
対する前記第２の手首要素の回転の動きによる前記線条
体の動きを前記線条体固定部間の区間内で吸収し該区間
外に伝わらないようにしたことを特徴とするロボットの
手首における線条体の敷設構造。 - 【請求項５】 前記アーム又はアーム取付け部と前記第
１の手首要素に前記線条体を固定する線条体固定部をそ
れぞれ備える請求項４記載のロボットの手首における線
条体の敷設構造。 - 【請求項６】 前記第２の手首要素に設けられた線条体
固定部よりも手先側の前記第３の軸線回りの回転運動の
み従動す線条体の部分が、前記第２の軸線と前記第３の
軸線の交点付近に配置されていること特徴とする請求項
２乃至５の内いずれか１項に記載のロボットの手首にお
ける線条体の敷設構造。 - 【請求項７】 前記第２の手首要素に設けられた線条体
固定部よりも手先側の前記第３の軸線回りの回転運動の
み従動する線条体の部分が、略Ｕ字形あるいは略Ｊ字形
となるように形成されていること特徴とする請求項２乃
至６の内いずれか１項に記載のロボットの手首における
線条体の敷設構造。 - 【請求項８】 ロボットのアームを経由して手首先端の
作業装置に繋がる配線及び又は配管からなる線条体の敷
設構造において、前記アームはアーム取付け部に対し該
アームの長手軸線である第１の軸線の回りに回転可能に
軸支されており、前記手首は、前記アームの先端部に固
定される第１の手首要素と、該第１の手首要素に対し第
２の軸線回りに回転可能に支持された第２の手首要素
と、該第２の手首要素に対し第３の軸線の回りに回転可
能に支持された第３の手首要素とを備え、前記第３の軸
線回りの回転運動におもに従動する線条体の部分と、前
記第２の軸線回りの回転運動におもに従動する線条体の
部分は、前記第３の軸線を含む平面に対し垂直で、且つ
前記第２の軸線を含む平面に対し垂直な平面とそれぞれ
異なる部分で交わること特徴とするロボットの手首にお
ける線条体の敷設構造。 - 【請求項９】 ロボットのアームを経由して手首先端の
作業装置に繋がる配線及び又は配管からなる線条体の敷
設構造において、前記アームはアーム取付け部に固定さ
れており、前記手首は、前記アームに対し該アームの長
手軸線である第１の軸線回りに回転可能に支持された第
１の手首要素と、該第１の手首要素に対し第２の軸線回
りに回転可能に支持された第２の手首要素と、該第２の
手首要素に対し第３の軸線の回りに回転可能に支持され
た第３の手首要素とを備え、前記第３の軸線回りの回転
運動におもに従動する線条体の部分と、前記第２の軸線
回りの回転運動におもに従動する線条体の部分は、前記
第３の軸線を含む平面に対し垂直で、且つ前記第２の軸
線を含む平面とそれぞれ異なる部分で交わること特徴と
するロボットの手首における線条体の敷設構造。 - 【請求項１０】 前記第３の軸線回りの回転運動におも
に従動する線条体の部分と、前記第２の軸線回りの回転
運動におもに従動する線条体の部分は、前記第３の軸線
を含む平面に対し垂直で、且つ前記第２の軸線を含む平
面とそれぞれ異なる部分で交わること特徴とする請求項
２乃至７の内いずれか１項に記載のロボットの手首にお
ける線条体の敷設構造。
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