特許ウォッチ

公開番号2025106146
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-14
出願番号2024051019
出願日2024-03-27
発明の名称ロボットアームの腕部装置
出願人東佑達自動化科技股ふん有限公司
代理人個人,個人
主分類B25J 17/00 20060101AFI20250707BHJP(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】小型化が容易で且つ制御精度を高められるロボットアームの腕部装置の提供。
【解決手段】筐体手段と、筐体手段内に配置される第1のモータ31と、第1の軸線Bに沿って延伸し、且つ、第1のモータ31の駆動により第1の軸線Bを回転軸として回転するように第1のモータ31に接続される第1の出力軸32と、第1の出力軸32の回転角度を測定して第1のモータ31をフィードバック制御する第1のエンコーダを有する第1の回転手段3と、第1の出力軸32に接続される第1のブレーキシート42と、第1の軸線Bに沿って移動するように駆動されることによって、第1のブレーキシート42に当接して第1の出力軸32の回転を阻止し、第1のブレーキシート42から離れて第1の出力軸32の回転を許容する第1のブレーキ板46と、を有する第1のブレーキ手段4と、を備える。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
ロボットアームに用いられる、筐体手段と第１の回転手段と第２の回転手段と第１のブレーキ手段とを備えたロボットアームの腕部装置であって、
前記第１の回転手段は、前記筐体手段内に配置される第１のモータと、第１の軸線に沿って延伸し、且つ、前記第１のモータの駆動により前記第１の軸線を回転軸として回転するように前記第１のモータに接続される第１の出力軸と、前記第１の出力軸の回転角度を測定して前記第１のモータをフィードバック制御する第１のエンコーダを有し、
前記第２の回転手段は前記第１の出力軸と共に前記第１の軸線を回転軸として回転するように前記第１の出力軸に配置されており、且つ、第２のモータと、前記第２のモータにより駆動されて前記第１の軸線に直交する第２の軸線を回転軸として回転する作業台と、を有するように構成されており、
前記第１のブレーキ手段は、前記第１の出力軸に接続される第１のブレーキシートと、前記第１の軸線に沿って移動するように駆動されることによって、前記第１のブレーキシートに当接することで、前記第１の出力軸の回転を阻止し、そして前記第１のブレーキシートから離れることで、前記第１の出力軸の回転を許容する第１のブレーキ板と、を有する、ロボットアームの腕部装置。
続きを表示（約 2,100 文字）【請求項２】
前記第１のブレーキ手段は、前記第１のブレーキ板の前記第１のブレーキシートに反対する側にある第１のコイルと、前記第１のブレーキ板を前記第１のブレーキシート側に押し付ける力を常に前記第１のブレーキ板に与える複数の第１の弾性部材と、を更に有し、
前記第１のコイルは、電気が供給されると、各前記第１の弾性部材が前記第１のブレーキ板に与える力に対抗して前記第１のブレーキ板を前記第１のブレーキシートから離れさせる磁力を生成するように配置構成されている、請求項１に記載のロボットアームの腕部装置。
【請求項３】
前記第１のブレーキ手段は、前記筐体手段に固定される第１の取付台と、前記第１の軸線に沿って前記第１の取付台と間隔を空けた位置に配置される第１の固定プレートと、前記第１の軸線に平行するように延伸して前記第１の取付台と前記第１の固定プレートとの間に介在する複数の第１の案内柱と、を有し、
前記第１のコイル及び各前記第１の弾性部材は前記第１の取付台に収容され、
前記第１のブレーキシートは前記第１の固定プレートと前記第１のブレーキ板との間に介在し、且つ、前記第１のブレーキシートと前記第１の固定プレートとの間には間隔が空けられ、前記第１のブレーキ板には各前記第１の案内柱を通すための第１の係合用切り込みが複数形成されている、請求項２に記載のロボットアームの腕部装置。
【請求項４】
前記第１のエンコーダは、前記第１の出力軸と共に回転するように配置される第１の回転ディスクと、前記第１の回転ディスクの回転状態を検知するように前記筐体手段に配置される第１のリーダヘッドと、を有する、請求項１に記載のロボットアームの腕部装置。
【請求項５】
前記筐体手段は、台座と、互いに間を開けて前記台座に配置される第１のサイド保持台と第２のサイド保持台と、を有し、
前記第１のモータは前記第１のサイド保持台に配置され、
前記第１の出力軸は前記第１の軸線に沿って前記第１のサイド保持台及び前記第２のサイド保持台を貫通し、前記第１のエンコーダは前記第１の出力軸に接続すると共に、前記第２のサイド保持台内に配置される、請求項１に記載のロボットアームの腕部装置。
【請求項６】
前記第２の回転手段は、前記第２のモータに接続すると共に、前記第２の軸線に沿って延伸して前記第１の出力軸に配置される中空スリーブと、前記作業台に接続すると共に、回転可能に前記中空スリーブを挿通する第２の出力軸と、
前記第２の出力軸の回転角度を測定して前記第２のモータをフィードバック制御する第２のエンコーダと、を更に有するように構成されており、
また、前記ロボットアームの腕部装置は、前記中空スリーブの前記第２のモータに反対する端部に配置される第２のブレーキ手段を更に備え、
前記第２のブレーキ手段は、前記第２の出力軸に接続される第２のブレーキシートと、
前記第２の軸線に沿って移動するように駆動されることによって、前記第２のブレーキシートに当接することで、前記第２の出力軸の回転を阻止し、そして前記第２のブレーキシートから離れることで、前記第２の出力軸の回転を許容する第２のブレーキ板と、を有する、請求項１に記載のロボットアームの腕部装置。
【請求項７】
前記第２のブレーキ手段は、前記中空スリーブに接続される第２のコイルと、
前記第２のブレーキ板を前記第２のブレーキシート側に押し付ける力を常に前記第２のブレーキ板に与える複数の第２の弾性部材と、を更に有し、
前記第２のコイルは、電気が供給されると、各前記第２の弾性部材が前記第２のブレーキ板に与える力に対抗して前記第２のブレーキ板を前記第２のブレーキシートから離れさせる磁力を生成するように配置構成されている、請求項６に記載のロボットアームの腕部装置。
【請求項８】
前記第２のブレーキ手段は、前記中空スリーブに固定される第２の取付台と、前記第２の軸線に沿って前記第２の取付台と間隔を空けた位置に配置される第２の固定プレートと、
前記第２の軸線に平行するように延伸して前記第２の取付台と前記第２の固定プレートとの間に介在する複数の第２の案内柱と、を有し、
前記第２のコイル及び各前記第２の弾性部材は前記第２の取付台に収容され、
前記第２のブレーキシートは前記第２の固定プレートと前記第２のブレーキ板との間に介在し、且つ、
前記第２のブレーキシートと前記第２の固定プレートとの間には間隔が空けられ、前記第２のブレーキ板には各前記第２の案内柱を通すための第２の係合用切り込みが複数形成されている、請求項７に記載のロボットアームの腕部装置。
【請求項９】
前記第２のエンコーダは、前記第２の出力軸の前記作業台に反対する端部に配置される第２の回転ディスク，と、前記第２の回転ディスクの回転状態を検知するように前記第２の固定プレートに配置される第２のリーダヘッドと、を有する、請求項８に記載のロボットアームの腕部装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明はロボットアームに用いられる腕部装置に関する。
続きを表示（約 2,900 文字）【背景技術】
【０００２】
図１に特許文献１に記載されるロボットアームの腕部関節装置が示されており、図示のように、この腕部関節装置は前部アーム９１と、第１の回転アセンブリ９２と、腕部材９３と、第２の回転アセンブリ９４とを備える。第１の回転アセンブリ９２は前部アーム９１内に配置され、且つ、第１のモータ９２１と、第１の減速機９２２と、伝動手段９２３とを有する。第１のモータ９２１は出力軸９２４を有する。第１の減速機９２２は入力軸９２５と出力軸９２６とを有する。伝動手段９２３は、第１のモータ９２１が有する出力軸９２４に取り付けられる第１のプーリー９２７と、第１の減速機９２２の入力軸９２５に取り付けられる第２のプーリー９２８と、これらに取り付けられるベルト９２９とを有し、第１のモータ９２１からの駆動力は伝動手段９２３によって第１の減速機９２２に伝動される。腕部材９３は前部アーム９１に取り付けられると共に、第１の減速機９２２の出力軸９２６に接続されるので、出力軸９２６からの駆動力で第１の出力軸線Ｌ１を中心として回転する。第２の回転アセンブリ９４は第２のモータ９４１と接続台９４２と第２の減速機９４３とを有する。第２のモータ９４１は腕部材９３内に配置されると共に出力軸９４４を有する。接続台９４２は第２のモータ９４１と第２の減速機９４３とを接続する。第２のモータ９４１からの回転駆動力が第２の減速機９４３に伝動されることにより、第２の減速機９４３の出力軸に取り付けられるワーク（図示せず）は第２の出力軸線Ｌ２を中心として回転する。
【０００３】
この従来のロボットアームの腕部関節装置における動力の伝達は第１の減速機９２２と第２の減速機９４３とにより実現され、そして第１の減速機９２２と第２の減速機９４３とはいずれもベルトに連動されるプーリーを用いる構成になっているので、ベルトの経年劣化によって伝動を精密に制御することが難しくなり、そしてプーリーを配置するスペースが必要になるので、小型化することも難しい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
台湾特許第Ｉ４１８４５２Ｂ号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来技術に鑑みて、本発明は小型化が容易で且つ制御精度を高められるロボットアームの腕部装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成すべく、本発明は、ロボットアームに用いられる、筐体手段（２）と第１の回転手段（３）と第２の回転手段（５）と第１のブレーキ手段（４）とを備えたロボットアームの腕部装置（１）であって、
前記第１の回転手段（３）は、前記筐体手段（２）内に配置される第１のモータ（３１）と、第１の軸線（Ｂ）に沿って延伸し、且つ、前記第１のモータ（３１）の駆動により前記第１の軸線（Ｂ）を回転軸として回転するように前記第１のモータ（３１）に接続される第１の出力軸（３２）と、前記第１の出力軸（３２）の回転角度を測定して前記第１のモータ（３１）をフィードバック制御する第１のエンコーダ（３８）を有し、
前記第２の回転手段（５）は前記第１の出力軸（３２）と共に前記第１の軸線（Ｂ）を回転軸として回転するように前記第１の出力軸（３２）に配置されており、且つ、第２のモータ（５１）と、前記第２のモータ（５１）により駆動されて前記第１の軸線（Ｂ）に直交する第２の軸線（Ｔ）を回転軸として回転する作業台（５２）と、を有するように構成されており、
前記第１のブレーキ手段（４）は、前記第１の出力軸（３２）に接続される第１のブレーキシート（４２）と、前記第１の軸線（Ｂ）に沿って移動するように駆動されることによって、前記第１のブレーキシート（４２）に当接することで、前記第１の出力軸（３２）の回転を阻止し、そして前記第１のブレーキシート（４２）から離れることで、前記第１の出力軸（３２）の回転を許容する第１のブレーキ板（４６）と、を有する、ロボットアームの腕部装置（１）を提供する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のロボットアームの腕部装置は、第１のエンコーダで第１の出力軸の回転角度を測定して第１のモータをフィードバック制御することにより、また第１のブレーキシートと第１のブレーキ板とを用いる第１のブレーキ手段を採用することで、第１の出力軸の回転をより正確かつ確実に停止させることができる。さらに、本発明のロボットアームの腕部装置はベルトとプーリーと減速機を用いる構成の代わりに、モータとエンコーダとブレーキ手段による駆動システムを実現するので、各部材をより集中的に配置することができるようになり、したがって装置全体の小型化にも寄与するため、本発明の目的を確実に達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
従来のロボットアームの腕部関節装置の一例が示される分解斜視図である。
本発明のロボットアームの腕部装置の実施例の構成が示される斜視図である。
同実施例の第１の回転手段と第１のブレーキ手段とが示される一部分解斜視図である。
図３に類似する一部分解斜視図である。
同実施例における第１の回転手段及び第１のブレーキ手段のもう１つの一部分解斜視図である。
図５に類似する一部分解斜視図である。
同実施例における第２の回転手段及び第２のブレーキ手段の一部分解斜視図である。
図７に類似する一部分解斜視図である。
同実施例の断面図である。
同実施例における第１のブレーキ手段が示される一部拡大断面図である。
図１０に類似する一部拡大断面図である。
同実施例における第２のブレーキ手段が示される一部拡大断面図である。
図１２に類似する一部拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の実施形態の目的、技術手段、及び利点をより明確に説明するために、以下、本発明の実施形態の添付図面を組み合わせて、本発明の実施形態における技術手段に対して明確且つ完全に説明する。説明する実施形態は、本発明の一部の実施形態であり、すべての実施形態ではないことが明らかであろう。通常、添付図面に描きまた示す本発明の実施形態の部品は各種異なる配置で布置及び設計することができる。従って、以下、添付図面中に提供した本発明の実施形態の詳細説明は、本発明の保護範囲に対していかなる制限も構成せず、単に本発明の選択された実施形態を示すのみである。
【００１０】
本発明をより詳細に説明する前に、適切と考えられる場合には、参照符号または参照符号の末端部分が、対応するまたは類似する要素を示すために図間で繰り返されており、これらは任意に同様の特性を有することができることに留意されたい。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許