JPH10329080A

JPH10329080A - ロボットアーム

Info

Publication number: JPH10329080A
Application number: JP13706897A
Authority: JP
Inventors: Hideo Kawabe; 英雄川部
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1997-05-27
Filing date: 1997-05-27
Publication date: 1998-12-15

Abstract

(57)【要約】【課題】衝突の際の衝撃をできるだけ小さくすること
ができる簡易な機構を有するロボットアームを提供する
ことを目的とする。【解決手段】互いに対面するように配置された一対の
支持板７と、この一対の支持板７を連結するように前記
一対の支持板表面に取り付けられたシャフト５ａと、こ
のシャフト５ａにベアリング５を介して回転可能に取り
付けられた回転板２と、この回転板２の一方の端部に取
り付けられたハンド部１と、前記回転板２の他方の端部
に設けられた位置決め部材３と、この位置決め部材３に
ボールが係合するように配置され、かつ、ロボット本体
に支持されたスプリングボールプランジャ４とを具備す
ることを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はロボットアームに関
し、特に衝突回避機構を有するロボットアームに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、種々の装置において、自動化を行
うために、ロボットが用いられており、このロボットに
は種々の作業を行うロボットアームが設置されている。
このロボットアームは、装置において様々な動きをする
が、装置が複雑になるにしたがって、他の部材と衝突す
ることがある。

【０００３】このため、ロボットアームに衝突回避機構
を備えることが行われている。この場合、ロボットアー
ムに上下方向の動きに対応するリニアモーションガイド
と、水平方向の動きに対応するリニアモーションガイド
を設け、ロボットアームが他の部材に衝突した際に、ロ
ボットアームが上下方向または水平方向にリニアモーシ
ョンガイドに沿ってスライドする構造を採っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構造においては、上下方向および水平方向の動きに
対応したリニアモーションガイドをそれぞれ設けている
ので、ロボットアームの構造が複雑になる。また、リニ
アモーションガイドを備えることにより、ロボットアー
ムが重くなり、ロボットの負荷が大きくなるという問題
がある。

【０００５】本発明はかかる点に鑑みてなされたもので
あり、衝突の際の衝撃をできるだけ小さくすることがで
きる簡易な機構を有するロボットアームを提供すること
を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は以下の手段を講じた。すなわち、本発明は、
互いに対面するように配置された一対の支持板と、この
一対の支持板を連結するように前記一対の支持板表面に
取り付けられたシャフトと、このシャフトにベアリング
を介して回転可能に取り付けられた回転板と、この回転
板の一方の端部に取り付けられたハンド部と、前記回転
板の他方の端部に設けられた位置決め部材と、この位置
決め部材にボールが係合するように配置され、かつ、ロ
ボット本体に支持されたスプリングボールプランジャと
を具備することを特徴とするロボットアームを提供す
る。

【０００７】この構成によれば、ベアリングとスプリン
グボールプランジャのみでロボットアームが他の部材と
衝突した際の衝撃をできるだけ小さくすることができる
ので、簡易に、しかもロボットに大きな負荷を与えない
ものとなる。

【０００８】本発明においては、回転板の回転を検知す
る検知手段を具備することが好ましい。この構成によれ
ば、本機構で吸収しきれない外力が加わった際の異常等
を迅速に知ることができ、操作の停止等の措置を採るこ
とができる。これにより、大きな事故を未然に防止する
ことができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につい
て、添付図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明
のロボットアームを示す概略図であり、（Ａ）は側面図
であり、（Ｂ）は正面図である。

【００１０】図中１は種々の動作を行うハンドを示す。
このハンド１は、先端に作業部分を備えており、その作
業部分を下に向けるようにして、回転板として機能する
回転アーム２の一端部に取り付けられている。回転アー
ム２の中央部には、断面が略半円形状であり、その半円
形状を上向きとする一対の突出部が互いに対面するよう
に設けられている。その半円形状のそれぞれの突出部中
央には貫通穴が形成されており、その貫通穴にはそれぞ
れベアリング５が取り付けられている。

【００１１】ロボット本体には、回転アーム２のベアリ
ング５が取り付けられている位置まで延出する一対のプ
レート７が取り付けられている。このプレート７は、回
転アーム２を挟むようにして互いに対面して配置されて
いる。また、上記ベアリング５には、シャフト５ａが挿
入されており、このシャフト５ａは一対のプレート７に
より支持されている。したがって、回転アーム２は、ベ
アリング５によりシャフト５ａを回転軸として回転可能
に構成されている。

【００１２】回転アーム２の他端部側は、回転アーム２
の長手方向に対して垂直な方向に延出しており、その外
側の面には、位置決め部材である位置決めピン３が取り
付けられている。この位置決めピン３は、外周から中央
に向って凹状である窪みが形成されている。

【００１３】一方、ロボット本体には、スプリングボー
ルプランジャ４が取り付けられている。このスプリング
ボールプランジャ４は、所定の径を有するケースと、ケ
ース内に装着されたスプリングと、スプリングに取り付
けられたボールとから主に構成されている。

【００１４】ボールの外径はケースの径よりも僅かに大
きく設定されており、ボールがケース内に入り込んでし
まうことを防止している。また、ボールはスプリングに
取り付けられているので、ハンド１から伝わった衝撃を
ボールを介してスプリングで、ある程度吸収できるよう
になっている。

【００１５】また、スプリングボールプランジャ４のボ
ールは、スプリングにより上記位置決めピン３側に押し
付けられており、通常状態で位置決めピン３の窪みに嵌
まるようになっている。このように位置決めピン３とス
プリングボールプランジャ４のボールが嵌め合っている
ので、回転アーム２が固定され、その回転が規制されて
いる。

【００１６】また、回転アーム２の底面には、回転アー
ム２の位置をセンシングするセンサ６がネジ止めにより
固定されている。このセンサ６は図示しない制御手段に
電気的に接続されており、センサ６からの位置検知情報
に基づいて所定の処理を行うようになっている。ここで
は、このセンサ６は、ロボットアームが外力を受けて回
転アーム２が回転してセンシング領域から外れたとき
に、OFF となるようになっている。

【００１７】なお、回転アーム２をセンシングする場所
は任意に設定することができるが、ハンド１が外力を受
けたときに大きく位置が変位する場所にセンシング位置
を設定することが好ましい。

【００１８】上記構成を有するロボットアームにおいて
は、通常ハンド１で種々の動作を行う場合には、ロボッ
ト本体に取り付けられたスプリングボールプランジャ４
のボールとハンド１を支持する回転アーム２の位置決め
ピン３の窪みとが嵌め合った状態で可動する。したがっ
て、この場合には、回転アーム２の回転は規制されてい
る。

【００１９】ロボットアームのハンド１が動作している
途中で、他の部材と衝突すると、ハンド１が受ける外力
は回転アーム２に伝わる。このとき、回転アーム２はベ
アリング５の作用によりシャフト５ａを回転軸として回
動する。そして、この回動により、位置決めピン３の位
置が変わる。

【００２０】位置決めピン３はスプリングボールプラン
ジャ４のボールと嵌め合っているので、この位置決めピ
ン３の変位はスプリングボールプランジャ４のスプリン
グとボールにより吸収される。すなわち、位置決めピン
３の位置が変わっても、スプリングボールプランジャ４
のスプリングの弾性によりボールが位置決めピン３の変
位に追従する。この結果、位置決めピン３の変位が許容
され、ハンド１が受ける衝撃は最小限となる。

【００２１】一方、ハンド１が受ける衝撃がスプリング
プランジャ４のスプリング力を超えるときには、上記と
同様にハンド１が受ける外力が回転アーム２に伝わり、
回転アーム２はベアリング５の作用によりシャフト５ａ
を回転軸として大きく回動する。そして、この回転アー
ム２の回動により、位置決めピン３の位置が大きく変わ
る。

【００２２】位置決めピン３はスプリングボールプラン
ジャ４のボールと嵌め合っているが、位置決めピン３の
大きな変位はスプリングボールプランジャ４のスプリン
グとボールでは吸収しきれなくなる。すなわち、位置決
めピン３の位置が大きく変わると、スプリングボールプ
ランジャ４のボールが位置決めピン３から外れて、回転
アーム２がさらに大きく回動する。

【００２３】これにより、ロボット本体から回転アーム
２が外れるので、ロボット本体の動きからハンド１は連
動しなくなる。すなわち、ハンド１はロボット本体から
フリーな状態となるので、ハンド１に加わった外力を逃
がすことができる。これにより、ハンド１への衝撃をで
きるだけ小さくすることができ、ハンド１の破損を防止
することができる。

【００２４】また、回転アーム２が大きく回動すると、
回転アーム２がセンサ６のセンシング範囲から外れるの
で、センサ６がOFF になる。これにより、センサ６に接
続された制御手段の処理により装置内で異常が発生した
ことを示すことができる。例えば、センサ６が作動した
ときに、制御手段の処理により警報を鳴らしたり、警報
ランプを点灯させたりしても良く、装置の動作を停止さ
せるようにしても良い。

【００２５】このように、上記構成にすることにより、
ロボットアームが他の部材から外力を受けても、ハンド
が受ける衝撃をできるだけ小さくすることができる。ま
た、非常に簡易な機構であるので、ロボットに与える負
荷をできるだけ小さくすることができる。

【００２６】上記実施形態においては、回転アーム２が
センシング範囲から外れたときに、センサ６がOFF とな
る場合について説明しているが、本発明においては、回
転アーム２がセンシング範囲から外れたときに、センサ
がONとなるように設定し、センサがONになったときに制
御手段の処理を行うようにしても良い。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように本発明のロボットア
ームは、ハンドを備えた回転板の端部に設けられた位置
決め部材にボールが係合するように配置され、かつ、ロ
ボット本体に支持されたスプリングボールプランジャと
を具備する機構を有しているので、衝突の際の衝撃をで
きるだけ小さくすることができ、しかも簡易な構造のも
のである。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は本発明のロボットアームを示す側面図
であり、（Ｂ）は本発明のロボットアームを示す正面図
である。

【符号の説明】

１…ハンド、２…回転アーム、３…位置決めピン、４…
スプリングボールプランジャ、５…ベアリング、５ａ…
シャフト、６…センサ、７…プレート。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】互いに対面するように配置された一対の
支持板と、この一対の支持板を連結するように前記一対
の支持板表面に取り付けられたシャフトと、このシャフ
トにベアリングを介して回転可能に取り付けられた回転
板と、この回転板の一方の端部に取り付けられたハンド
部と、前記回転板の他方の端部に設けられた位置決め部
材と、この位置決め部材にボールが係合するように配置
され、かつ、ロボット本体に支持されたスプリングボー
ルプランジャとを具備することを特徴とするロボットア
ーム。
【請求項２】回転板の回転を検知する検知手段を具備
することを特徴とする請求項１に記載のロボットアー
ム。