特許ウォッチ

公開番号2025015958
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-31
出願番号2023118901
出願日2023-07-21
発明の名称多関節ロボット、多関節ロボットの制御方法、ロボットシステム、及び、物品の製造方法
出願人ローレルバンクマシン株式会社,ローレル機械株式会社,ローレル精機株式会社
代理人弁理士法人旺知国際特許事務所
主分類B25J 9/06 20060101AFI20250124BHJP(手工具;可搬型動力工具;手工具用の柄;作業場設備;マニプレータ)
要約【課題】基部の周辺であっても多関節ロボットの作業可能領域を狭めることなく、高精度にロボットの先端部を制御する。
【解決手段】ロボット10は、リンクLK1及びLK2と、リンクLK1が延在する方向De1とのなす角度が所定の角度より大きい軸Ax3を第1回転軸としてリンクLK2をリンクLK1に対して回転させる関節機構JEr3と、方向De1に沿って関節機構JEr3をリンクLK1に対して移動させる関節機構JEp1と、リンクLK2の延在方向に沿ってリンクLK2を関節機構JEr3に対して移動させる関節機構JEp2と、ボディ部BDPの底面BDPbtに垂直な方向Dv1とのなす角度が所定の角度より大きい軸Ax2を第3回転軸としてリンクLK1を回転させる関節機構JEr2とを有する。方向De1からの平面視において、第1回転軸に沿う方向Dax3と第3回転軸に沿う方向Dax2とは、所定の角度以上の第1角度で交差する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
基部と、
先端部と、
第１リンク及び第２リンクを含み、前記基部と前記先端部とを接続する複数のリンクと、
前記第１リンクと前記第２リンクとを接続し、前記第１リンクが延在する第１方向とのなす角度が所定の角度より大きい軸を第１回転軸として前記第２リンクを前記第１リンクに対して回転させる第１駆動機構と、
前記第１方向に沿って、前記第１駆動機構を前記第１リンクに対して相対的に移動させる第１移動機構と、
前記第２リンクが延在する第２方向に沿って、前記第２リンクを前記第１駆動機構に対して相対的に移動させる第２移動機構と、
前記基部の底面に垂直な方向とのなす角度が前記所定の角度以下の軸を第２回転軸として、前記基部の少なくとも一部分を回転させる第２駆動機構と、
前記基部と前記第１リンクとを接続し、前記基部の底面に垂直な方向とのなす角度が前記所定の角度より大きい軸を第３回転軸として前記第１リンクを回転させる第３駆動機構と、
を備え、
前記第１方向からの平面視において、前記第１回転軸に沿う方向と前記第３回転軸に沿う方向は、前記所定の角度以上の第１角度で交差している、
ことを特徴とする多関節ロボット。
続きを表示（約 1,900 文字）【請求項２】
前記第１角度は、実質的に９０度である、
ことを特徴とする請求項１に記載の多関節ロボット。
【請求項３】
前記第２リンクと前記先端部とを接続し、前記先端部を前記第２リンクに対して回転させる第４駆動機構をさらに有し、
前記第４駆動機構は、
前記第２方向とのなす角度が前記所定の角度より大きい軸を第４回転軸として、前記先端部を前記第２リンクに対して回転させ、
前記先端部は、
前記第２リンクに接続される第１部分と、
前記第１部分に接続される第２部分と、
前記第１部分と前記第２部分とを接続し、前記第４回転軸とのなす角度が前記所定の角度より大きい軸を第５回転軸として、前記第２部分を前記第１部分に対して回転させる第５駆動機構と、
前記第５回転軸とのなす角度が前記所定の角度より大きい軸を第６回転軸として、前記先端部のうちエンドエフェクタが取り付けられる部分を回転させる第６駆動機構と、
を含む、
ことを特徴とする請求項２に記載の多関節ロボット。
【請求項４】
前記第２リンクと前記先端部とを接続し、前記先端部を前記第２リンクに対して回転させる第４駆動機構をさらに有し、
前記第４駆動機構は、
前記第２方向とのなす角度が前記所定の角度以下の軸を第４回転軸として、前記先端部を前記第２リンクに対して回転させ、
前記先端部は、
前記第２リンクに接続される第１部分と、
前記第１部分に接続される第２部分と、
前記第１部分と前記第２部分とを接続し、前記第４回転軸とのなす角度が前記所定の角度より大きい軸を第５回転軸として、前記第２部分を前記第１部分に対して回転させる第５駆動機構と、
前記第５回転軸とのなす角度が前記所定の角度より大きい軸を第６回転軸として、前記先端部のうちエンドエフェクタが取り付けられる部分を回転させる第６駆動機構と、
を含む、
ことを特徴とする請求項２に記載の多関節ロボット。
【請求項５】
前記第１駆動機構を駆動する第１モータと、
前記第１移動機構を駆動する第２モータと、
前記第２移動機構を駆動する第３モータと、
前記第２駆動機構を駆動する第４モータと、
前記第３駆動機構を駆動する第５モータと、
をさらに有し、
前記第１移動機構は、
前記第１リンクの内部に配置され、前記第１方向に延在し、前記第２モータの回転に伴い、前記第１方向に沿う軸を回転軸として回転する第１ねじ部と、
前記第１駆動機構に接続され、前記第１ねじ部が挿通され、前記第１ねじ部の回転に伴い、前記第１ねじ部に対して相対的に移動する第１移動部と、
を有し、
前記第２移動機構は、
前記第２リンクの内部に配置され、前記第２方向に延在し、前記第３モータの回転に伴い、前記第２方向に沿う軸を回転軸として回転する第２ねじ部と、
前記第１駆動機構に接続され、前記第２ねじ部が挿通され、前記第２ねじ部の回転に伴い、前記第２ねじ部に対して相対的に移動する第２移動部と、
を有し、
前記第１駆動機構は、前記第１移動部の移動に伴い、前記第１リンクに対して相対的に移動し、
前記第２リンクは、前記第２移動部の移動に伴い、前記第１駆動機構に対して相対的に移動する、
ことを特徴とする請求項２に記載の多関節ロボット。
【請求項６】
請求項５に記載の多関節ロボットの制御方法であって、
前記多関節ロボットの動作を制御する制御装置は、
前記第１モータ、前記第２モータ及び前記第３モータを制御することにより、前記多関節ロボットの前記先端部が所定の平面に沿って移動するように、前記多関節ロボットの動作を制御する、
ことを特徴とする多関節ロボットの制御方法。
【請求項７】
請求項５に記載の多関節ロボットと、
前記先端部に取り付けられたエンドエフェクタと、
前記多関節ロボット及び前記エンドエフェクタの動作を制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
前記第１モータ、前記第２モータ、前記第３モータ、前記第４モータ及び前記第５モータを制御することにより、前記多関節ロボットの動作を制御する、
ことを特徴とするロボットシステム。
【請求項８】
請求項７に記載のロボットシステムにより、部品を組み付ける、又は、部品を取り除く、
ことを特徴とする物品の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、多関節ロボット、多関節ロボットの制御方法、ロボットシステム、及び、物品の製造方法に関する。
続きを表示（約 2,900 文字）【背景技術】
【０００２】
人と同様の動作を行うロボットとして、多関節ロボットが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開昭６１－１３６７８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来の多関節ロボットの場合、ロボットのアーム同士が干渉するため、ロボットの先端部が到達できる領域に制限があり、多関節ロボットの作業可能領域を狭めていた。特にロボットの根本側に位置する、アームが取り付けられている基部の周辺は、アーム同士が干渉しやすく作業可能領域外となる領域が多くなる。すなわち、２つのアームを有するロボットの場合、２つのアームのなす角が０°に近づくためアーム同士が干渉してしまう。また、作業可能領域内であった場合でも、先端部の制御は２つのアームを介して行われるため、精度を高めるにも限界があった。このため、基部の周辺であっても多関節ロボットの作業可能領域を狭めることなく、高精度にロボットの先端部を制御することが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の好適な態様に係る多関節ロボットは、基部と、先端部と、第１リンク及び第２リンクを含み、前記基部と前記先端部とを接続する複数のリンクと、前記第１リンクと前記第２リンクとを接続し、前記第１リンクが延在する第１方向とのなす角度が所定の角度より大きい軸を第１回転軸として前記第２リンクを前記第１リンクに対して回転させる第１駆動機構と、前記第１方向に沿って、前記第１駆動機構を前記第１リンクに対して相対的に移動させる第１移動機構と、前記第２リンクが延在する第２方向に沿って、前記第２リンクを前記第１駆動機構に対して相対的に移動させる第２移動機構と、前記基部の底面に垂直な方向とのなす角度が前記所定の角度以下の軸を第２回転軸として、前記基部の少なくとも一部分を回転させる第２駆動機構と、前記基部と前記第１リンクとを接続し、前記基部の底面に垂直な方向とのなす角度が前記所定の角度より大きい軸を第３回転軸として前記第１リンクを回転させる第３駆動機構と、を備え、前記第１方向からの平面視において、前記第１回転軸に沿う方向と前記第３回転軸に沿う方向は、前記所定の角度以上の第１角度で交差している。
【０００６】
本発明の好適な態様に係る多関節ロボットの制御方法は、上述の多関節ロボットにおいて、前記第１駆動機構を駆動する第１モータと、前記第１移動機構を駆動する第２モータと、前記第２移動機構を駆動する第３モータと、前記第２駆動機構を駆動する第４モータと、前記第３駆動機構を駆動する第５モータと、をさらに有し、前記第１移動機構は、前記第１リンクの内部に配置され、前記第１方向に延在し、前記第２モータの回転に伴い、前記第１方向に沿う軸を回転軸として回転する第１ねじ部と、前記第１駆動機構に接続され、前記第１ねじ部が挿通され、前記第１ねじ部の回転に伴い、前記第１ねじ部に対して相対的に移動する第１移動部と、を有し、前記第２移動機構は、前記第２リンクの内部に配置され、前記第２方向に延在し、前記第３モータの回転に伴い、前記第２方向に沿う軸を回転軸として回転する第２ねじ部と、前記第１駆動機構に接続され、前記第２ねじ部が挿通され、前記第２ねじ部の回転に伴い、前記第２ねじ部に対して相対的に移動する第２移動部と、を有し、前記第１駆動機構は、前記第１移動部の移動に伴い、前記第１リンクに対して相対的に移動し、前記第２リンクは、前記第２移動部の移動に伴い、前記第１駆動機構に対して相対的に移動し、前記第１角度は、実質的に９０度である、多関節ロボットの制御方法であって、前記多関節ロボットの動作を制御する制御装置は、前記第１モータ、前記第２モータ及び前記第３モータを制御することにより、前記多関節ロボットの前記先端部が所定の平面に沿って移動するように、前記多関節ロボットの動作を制御する。
【０００７】
本発明の好適な態様に係るロボットシステムは、上述の多関節ロボットにおいて、前記第１駆動機構を駆動する第１モータと、前記第１移動機構を駆動する第２モータと、前記第２移動機構を駆動する第３モータと、前記第２駆動機構を駆動する第４モータと、前記第３駆動機構を駆動する第５モータと、をさらに有し、前記第１移動機構は、前記第１リンクの内部に配置され、前記第１方向に延在し、前記第２モータの回転に伴い、前記第１方向に沿う軸を回転軸として回転する第１ねじ部と、前記第１駆動機構に接続され、前記第１ねじ部が挿通され、前記第１ねじ部の回転に伴い、前記第１ねじ部に対して相対的に移動する第１移動部と、を有し、前記第２移動機構は、前記第２リンクの内部に配置され、前記第２方向に延在し、前記第３モータの回転に伴い、前記第２方向に沿う軸を回転軸として回転する第２ねじ部と、前記第１駆動機構に接続され、前記第２ねじ部が挿通され、前記第２ねじ部の回転に伴い、前記第２ねじ部に対して相対的に移動する第２移動部と、を有し、前記第１駆動機構は、前記第１移動部の移動に伴い、前記第１リンクに対して相対的に移動し、前記第２リンクは、前記第２移動部の移動に伴い、前記第１駆動機構に対して相対的に移動し、前記第１角度は、実質的に９０度である、多関節ロボットと、前記先端部に取り付けられたエンドエフェクタと、前記多関節ロボット及び前記エンドエフェクタの動作を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記第１モータ、前記第２モータ、前記第３モータ、前記第４モータ及び前記第５モータを制御することにより、前記多関節ロボットの動作を制御する。
【０００８】
本発明の好適な態様に係る物品の製造方法は、上述のロボットシステムにより、部品を組み付ける、又は、部品を取り除く。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、基部の周辺であっても多関節ロボットの作業可能領域を狭めることなく、高精度にロボットの先端部を制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
実施形態に係るロボットシステムの概要を説明するための説明図である。
関節機構の一例を説明するための説明図である。
ロボットの先端部を接地面に対して水平方向に移動させる動作の一例を説明するための説明図である。
図３に示したロボットの動作の続きの動作を説明するための説明図である。
複数の関節機構のうち、直動関節に対応する２つの関節機構のみを駆動することにより実現される動作の一例を説明するための説明図である。
図１に示したロボットコントローラのハードウェア構成の一例を示す図である。
第１変形例に係る先端部の一例を説明するための説明図である。
旋回の一例を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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