JPH11165281A - ロボットの移動構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 対象物にアプローチするために三次元的に移
動するロボットの移動構造に関し、ロボットの処理能力
の低下や対象物分布スペースの減少を招くことなく、ロ
ボットのメンテナンス性の低下を抑制する。 【解決手段】 対象物にアプローチするために三次元的
に移動するアプローチ部１５，１６と、アプローチ部１
５，１６を支持するロボット本体１４と、ロボット本体
１４を支持面１１内で移動させる移動機構２１とを備
え、アプローチ部１５，１６は、ロボット本体１４に対
して支持面１１と交叉する方向へ移動可能に構成され、
支持面１１を、支持面１１と交叉するアプローチ部１
５，１６の移動領域の中間部に配設する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ロボットの移動構
造に関し、特に、対象物にアプローチするために三次元
的に移動するアプローチ部（例えばロボットハンド）を
備えた、ロボットの移動構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】図２はロボットの従来の機械的構造の一
例を示すものである。この図２に示すように、床と同等
の高さ位置に設けられた水平移動面（支持面）０１上に
レール０２，０２が敷設され、これらのレール０２にロ
ボット台座０３が図示しないスライドブロック等で接続
されている。このロボット台座０３上にはロボット本体
０４が設置されており、このロボット本体０４にはロボ
ットアーム０５とその先に取り付けられたロボットハン
ド（対象物にアプローチするためのアプローチ部）０６
が備えられている。

【０００３】そして、ロボットは、ロボット本体０４の
走行（符号０７で示す方向）、ロボットアーム０５の伸
縮（符号０８で示す方向）、ロボットアーム０５の旋回
（符号０９で示す方向）、ロボットアーム０５の昇降
（符号１０で示す方向）の各動作を行なうことによっ
て、ロボットハンド０６を三次元的に分布する対象物に
アプローチさせることができるようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図２に
示すようなロボットの従来の機械的構造では、特に、ロ
ボットアーム０５がロボット本体０４の最上部に位置し
た状態でロボットを符号０７で示す方向に走行させるべ
く加減速を行なうと、レール０２とロボット台座０３と
を接続する部分（以下、接続部という）に大きな負荷モ
ーメントが発生することになる。

【０００５】これにより、レール０２等の接続部にフレ
ーキング（金属面の疲労により金属の表面がウロコ状に
欠けること）等の物理的損傷が発生するサイクルが早ま
り、ロボットのメンテナンス性の低下を招くことにな
る。この場合、負荷モーメントを減少させるべく、ロボ
ットを符号０７で示す方向へ走行させる際に大きな加速
度又は減速度（加減速度）が作用しないようにしたり、
レール０２等の接続部からロボット本体０４の最上部ま
での距離を短くすべくロボット本体０４の高さを低くし
たりすることが考えられる。

【０００６】しかし、ロボットを符号０７で示す方向へ
走行させる際に大きな加速度又は減速度が作用しないよ
うにするとロボットの処理能力の低下を招くことにな
り、また、ロボット本体０４の高さを低くすると対象物
分布スペースの減少を招くことになる。本発明は、この
ような課題に鑑み創案されたもので、ロボットの処理能
力の低下や対象物分布スペースの減少を招くことなく負
荷モーメントを減少させてロボットのメンテナンス性の
低下を抑制できるようにした、ロボットの移動構造を提
供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このため、本発明のロボ
ットの移動構造は、対象物にアプローチするために三次
元的に移動するアプローチ部と、該アプローチ部を支持
するロボット本体と、該ロボット本体を支持面内で移動
させる移動機構とを備え、該アプローチ部は、該ロボッ
ト本体に対して該支持面と交叉する方向へ移動可能に構
成され、該支持面が、該支持面と交叉する該アプローチ
部の移動領域の中間部に配設されていることを特徴とし
ている。

【０００８】

【発明の実施形態】以下、図面により、本発明の実施の
形態について説明する。図１は、本発明の一実施形態に
かかるロボットの移動構造を示している。図１に示すよ
うに、本実施形態にかかるロボットは、対象物にアプロ
ーチするために三次元的に移動するロボットアーム１５
とその先に取り付けられたロボットハンド（対象物にア
プローチするためのアプローチ部）１６と、これらのロ
ボットアーム１５及びロボットハンド１６を支持するロ
ボット本体１４と、ロボット本体１４を水平移動面（支
持面）１１内で移動させる水平面移動機構（移動機構）
２１とを備えて構成されている。

【０００９】本実施形態では、ロボットアーム１５とそ
の先に取り付けられたロボットハンド１６は、ロボット
本体１４に対して水平移動面１１と交叉する方向（例え
ば直交する方向）へ移動可能に構成されている。また、
水平移動面１１が、水平移動面１１からロボット本体１
４の最遠位置までの鉛直距離が短くなるように、床から
所要距離だけ上げた位置（例えば、ロボット本体１４の
半分の高さ位置）に設けられている。つまり、この水平
移動面１１は、アプローチ部としてのロボットアーム１
５及びロボットハンド１６の水平面と交叉する移動領域
の中間部に配設されている。この場合、水平移動面１１
は、ロボットの可動範囲がこの水平移動面１１の上方及
び下方に確保されるように設置される。

【００１０】そして、この水平移動面１１上に、ロボッ
ト本体１４を水平移動させるために、レール１２，ロボ
ット台座１３，図示しないスライドブロック等で構成さ
れる水平面移動機構２１が設けられている。つまり、こ
の水平移動面１１上にはレール１２，１２が敷設されて
おり、これらのレール１２上に、ロボット台座１３が図
示しないスライドブロック等で接続されている。

【００１１】これにより、ロボットアーム１５がロボッ
ト本体１４の最上部に位置した状態では、水平面移動機
構２１を構成するレール１２とロボット台座１３との接
続部から対象物（負荷質量）までの鉛直距離が短くなる
ように構成されており、水平面移動機構を構成するレー
ル１２とロボット台座１３との接続部に作用する負荷モ
ーメントを減少させるようにしている。

【００１２】つまり、レール１２とロボット台座１３と
の接続部に発生する負荷モーメントが、負荷質量（対
象物の質量）、接続部から負荷質量までの鉛直距離、
水平移動面１１上で走行させる際の加減速度の３つに
比例すると考えられるため、水平移動面１１を所要距離
上昇させて設置することによって、のレール１２とロ
ボット台座１３との接続部からロボットで移動させる負
荷質量までの鉛直距離を減少させ、これに比例する形で
負荷モーメントを減少させているのである。

【００１３】そして、このロボット台座１３上にはロボ
ット本体１４が設置されており、このロボット本体１４
にはロボットアーム１５とその先に取り付けられたロボ
ットハンド１６が備えられている。本発明の一実施形態
としてのロボットの移動構造は、このように構成される
ので、ロボット本体１４の走行（符号１７で示す方
向）、ロボットアーム１５の伸縮（符号１８で示す方
向）、ロボットアーム１５の旋回（符号１９で示す方
向）、ロボットアーム１５の昇降（符号２０で示す方
向）の各動作を行なうことによって、水平移動面１１の
上方及び下方を含んで三次元的に分布する対象物にロボ
ットハンド１６をアプローチさせることができる。

【００１４】特に、本実施形態にかかるロボットの移動
構造によれば、レール１２とロボット台座１３との接続
部からロボット本体１４の最遠位置までの鉛直距離を短
くすることによってレール１２とロボット台座１３との
接続部に作用する負荷モーメントを減少させているた
め、レール１２とロボット台座１３との接続部にフレー
キング等の物理的損傷が発生するサイクルを早めること
がなく、ロボットのメンテナンス性の低下を抑制するこ
とができるという利点がある。

【００１５】また、床から所要距離だけ上昇させた位置
に水平移動面を設けるだけで、レール１２とロボット台
座１３との接続部からロボット本体１４の最遠位置まで
の鉛直距離〔ロボットアーム１５がロボット本体１４の
最上部に位置した状態では、レール１２とロボット台座
１３との接続部から対象物（負荷質量）までの鉛直距
離〕を短くするだけで負荷モーメントを減少させている
ため、ロボットのメンテナンス性の低下を抑制できるば
かりでなく、ロボットの水平移動面上での走行時の加速
度又は減速度を低下させることによるロボットの処理能
力の低下やロボット本体１４の高さを低くすることによ
る対象物分布スペースの減少を生じさせることがないと
いう利点もある。

【００１６】さらに、負荷モーメントを減少させること
ができるため、その分、ロボットの水平移動速度を増加
させたり、ロボットが搬送しうる対象物（ワーク）の質
量を増大させたりすることができ、これにより、ロボッ
トの処理能力を向上させることができるという利点もあ
る。なお、本実施形態にかかるロボットの移動構造で
は、ロボット本体１４を支持する支持面を水平移動面１
１とし、この水平移動面１１上に水平面移動機構２１を
設けてロボット本体１４を水平面内で移動させるように
しているが、ロボット本体１４を支持する支持面は必ず
しも水平面とする必要はなく、例えば傾斜面としても良
く、この場合、移動機構はこの傾斜面上に設けられ、ロ
ボット本体１４が傾斜面に沿って移動することになる。

【００１７】また、本実施形態にかかるロボットの移動
構造では、アプローチ部としてのロボットアーム１５及
びロボットハンド１６は水平移動面１１に対して直交す
る方向へ移動するようになっているが、これに限られる
ものではなく、支持面に交叉する方向であれば良く、例
えば斜めに交叉する方向へ移動するようにしても良い。

【００１８】さらに、本実施形態にかかるロボットの構
造は、上述したものに限られるものではなく、その要旨
を逸脱しない範囲内で変更することもできる。例えば、
上述の実施形態では、アプローチ部を対象物をつかみう
るロボットハンド１６として構成しているが、アプロー
チ部はこれに限られるものではなく、例えば対象物を探
索する機能を備えたものとして構成しても良い。

【００１９】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明のロボット
の移動構造によれば、支持面がアプローチ部の支持面と
交叉する移動領域の中間部に配設されているため、移動
機構からロボット本体の最遠位置までの距離を短くする
ことができ、アプローチ部をこの最遠位置まで移動させ
た場合の移動機構に作用する負荷モーメントを減少させ
ることができる。これにより、移動機構にフレーキング
等の物理的損傷が発生するサイクルを早めることがな
く、ロボットのメンテナンス性の低下を抑制することが
できるという利点がある。

【００２０】また、移動機構からロボット本体の最遠位
置までの鉛直距離を短くするだけで負荷モーメントを減
少させることができるため、ロボットのメンテナンス性
の低下を抑制できるばかりでなく、ロボットの支持面上
での走行時の加速度又は減速度を低下させることによる
ロボットの処理能力の低下やロボット本体の高さを低く
することによる対象物分布スペースの減少を生じさせる
ことがないという利点もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態にかかるロボットの全体構
造を示す模式図である。

【図２】従来のロボットの全体構造を示す模式図であ
る。

【符号の説明】

１ 水平移動面（支持面） ２ レール（移動機構） ３ ロボット台座（移動機構） ４ ロボット本体 ５ ロボットアーム（アプローチ部） ６ ロボットハンド（アプローチ部） ７ ロボット本体の走行方向 ８ ロボットアームの伸縮方向 ９ ロボットアームの旋回方向 １０ ロボットアームの昇降方向 １１ 水平移動面（支持面） １２ レール（移動機構） １３ ロボット台座（移動機構） １４ ロボット本体 １５ ロボットアーム（アプローチ部） １６ ロボットハンド（アプローチ部） １７ ロボット本体の走行方向 １８ ロボットアームの伸縮方向 １９ ロボットアームの旋回方向 ２０ ロボットアームの昇降方向 ２１ 水平面移動機構（移動機構）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対象物にアプローチするために三次元的
   に移動するアプローチ部と、 該アプローチ部を支持するロボット本体と、 該ロボット本体を支持面内で移動させる移動機構とを備
   え、 該アプローチ部は、該ロボット本体に対して該支持面と
   交叉する方向へ移動可能に構成され、 該支持面が、該支持面と交叉する該アプローチ部の移動
   領域の中間部に配設されていることを特徴とする、ロボ
   ットの移動構造。