ロボット
【課題】手先の回転角度を変更する機構の構成を小型化する。
【解決手段】本発明のロボットは、回転する手先６を上下左右に移動できるものにおいて、手先６の回転と連動して回転するピニオンギア１４を備え、ピニオンギア１４に押し付けられてピニオンギア１４を制動するブレーキディスク１５を備え、設備の１つとしてラック１８を備え、ラック１８の一辺部に設けられたブレード１７を備え、そして、ブレード１７のうちのラック１８の歯が形成されている方向と直交する方向の長さは、ピニオンギア１４の歯の先端がラック１８の歯の先端に重なり始めた位置にてブレーキディスク１５をピニオンギア１４から離す方向に移動させ始め、ピニオンギア１４の歯とラック１８の歯が可能な限り最大の状態で深く重なったときに完全にブレーキディスク１５をピニオンギア１４から離すような長さとした。
【解決手段】本発明のロボットは、回転する手先６を上下左右に移動できるものにおいて、手先６の回転と連動して回転するピニオンギア１４を備え、ピニオンギア１４に押し付けられてピニオンギア１４を制動するブレーキディスク１５を備え、設備の１つとしてラック１８を備え、ラック１８の一辺部に設けられたブレード１７を備え、そして、ブレード１７のうちのラック１８の歯が形成されている方向と直交する方向の長さは、ピニオンギア１４の歯の先端がラック１８の歯の先端に重なり始めた位置にてブレーキディスク１５をピニオンギア１４から離す方向に移動させ始め、ピニオンギア１４の歯とラック１８の歯が可能な限り最大の状態で深く重なったときに完全にブレーキディスク１５をピニオンギア１４から離すような長さとした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転する手先例えばワークを把持するクランプを上下左右に移動させることが可能なように構成されたロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
ワークを把持するクランプ（手先）をロボットのアームの先端部に設けるに際して、ワークの姿勢を変更するために、クランプを回転させると共に、旋回させる必要がある。このため、アームの先端部とクランプとの間に、クランプを回転・旋回させるための姿勢変更機構を配設する必要がある。このような姿勢変更機構の一例として、特許文献１に記載された装置が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−５７６４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に記載の装置においては、姿勢変更機構はクランパを回転させる機構とクランパを旋回させる機構とを備える構成となるので、姿勢変更機構の構成が大型化してしまう。しかも、特許文献１に記載の装置では、姿勢変更機構の各機構の駆動源としてエアを用いているので、エア配管を姿勢変更機構に接続しなければならず、姿勢変更機構の構成がかなり大型化するという問題点があった。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、手先の姿勢を変更する機構の構成を小型化することができるロボットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の発明によれば、手先の回転と連動して回転するように設けられ、前記手先の回転軸と同じ方向で平行な位置関係にある軸を有するピニオンギアと、前記ピニオンギアに対して前記ピニオンギアの軸方向に押し付けられて前記ピニオンギアを制動するものであって、円板状に形成され、中心部分が前記ピニオンギアに接触し、周縁部が前記ピニオンギアに接触しない構成を有し、前記周縁部は中心から遠い部分ほど前記ピニオンギアから離れるように構成されたブレーキディスクと、設備の１つとして設けられ、前記ピニオンギアと噛み合うラックと、前記ラックの一辺部に設けられ、前記ラックの歯が形成されている区間部分と重なるような長さを有するブレードとを備え、前記ブレードのうちの前記ラックの歯が形成されている方向と直交する方向の長さは、前記ピニオンギアの歯の先端がラックの歯の先端に重なり始めた位置にて前記ブレーキディスクを前記ピニオンギアから離す方向に移動させ始めるように、前記ブレーキディスクと前記ピニオンギアとの間に差し込まれると共に、前記ピニオンギアの歯と前記ラックの歯が可能な限り最大の状態で深く深く重なったときに完全に前記ブレーキディスクを前記ピニオンギアから離すような長さになるように構成され、そして、前記手先の回転角度を変更する際には、前記ピニオンギアを前記ラックの歯が形成されている方向と直交する方向に移動させて前記ラックに接近させ、この後、前記ピニオンギアを前記ラックの任意の歯の位置に前記直交する方向から挿入して前記ピニオンギアの歯が前記ラックの歯に完全に噛み合うようにした状態で、現在の前記ピニオンギアの回転位置から希望する前記ピニオンギアの回転位置までの回転量を、前記ラックの歯が形成されている方向の直線移動に変換した直線移動量だけ、前記手先を前記ラックの歯が形成されている方向に移動させ、この移動が完了したら、前記ピニオンギアを前記直交する方向に移動させて前記ラックから離脱させるように制御したので、前記手先を回転駆動する駆動源を姿勢変更するための機構に内蔵しなくても済むから、手先姿勢変更のための機構の構成を小型化することができる。しかも、上記構成の場合、前記手先の回転角度を変更開始するときには、即ち、前記ピニオンギアの歯の先端が前記ラックの歯の先端に重なり始めた位置にて前記ブレーキディスクを前記ピニオンギアから離す方向に移動させ始めるように、前記ブレードが前記ブレーキディスクと前記ピニオンギアとの間に差し込まれるだけであるから、前記ブレーキディスクが前記ピニオンギアを制動したままであるので、前記手先の回転角度変更開始時に現在の手先の回転角度を保持することができる。そして、前記手先の回転角度の変更を終了したときには、前記ピニオンギアの歯と前記ラックの歯が完全に噛み合っているから、前記ピニオンギア、即ち、前記手先の回転角度を維持できる。この後、前記ピニオンギアを前記直交する方向に移動させて前記ラックから離脱させたときには、前記ブレードも前記ブレーキディスクと前記ピニオンギアとの間から退避されるから、前記ブレーキディスクが前記ピニオンギアを制動する状態となるので、前記ピニオンギア、即ち、前記手先の回転角度を維持できる。従って、前記手先の回転角度を正確に変更制御することができる。
【０００７】
請求項２の発明によれば、前記ピニオンギアを前記直交する方向に移動させて前記ラック離脱させるときに、前記ラックの歯の傾斜面の傾斜角度に沿う方向に前記ピニオンギアを平行移動させるように制御したので、前記ピニオンギアの歯の斜面部が前記ラックの歯の傾斜面に常時接触しながら、前記ラックと前記ピニオンギアの噛み合いの解除することができる。このため、前記ピニオンギアの回転角度を正確に保持しながら、即ち、ピニオンギアがガタツクことなく、前記ラックと前記ピニオンギアの噛み合いを解除することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１実施形態を示す姿勢変更機構の斜視図
【図２】（ａ）は姿勢変更機構の制動状態の上面図、（ｂ）は姿勢変更機構の制動解除状態の上面図
【図３】ピニオンギアおよびラックの噛み合いとブレーキディスクの動作との関係を説明する図
【図４】ピニオンギアおよびラックの噛み合い状態から解除状態へ移行するときの動作を説明する図
【図５】スカラ型ロボットの側面図
【図６】本発明の第２実施形態を示すＸＲロボットの斜視図
【図７】本発明の第３実施形態を示すＸＹＣ型ロボットの斜視図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明を例えばスカラ型ロボット（水平４軸ロボット）に適用した第１実施形態について、図１ないし図５を参照して説明する。まず、図５は、スカラ型ロボットの本体１の外観構成を示す側面図である。スカラ型ロボットの本体１は、設置面に固定されるベース２と、このベース２の上部に垂直軸Ｊ１を中心に旋回可能に連結された第１アーム３と、この第１アーム３の先端部に垂直軸Ｊ２を中心に旋回可能に連結された第２アーム４と、第２アーム４の先端部に上下動可能で且つ回転可能に設けられた直動軸５とから構成されている。
【００１０】
上記直動軸５の下端部には、図１に示すように、ワーク（図示しない）を把持するクランプ（手先）６の姿勢を変更する姿勢変更機構７が着脱可能に取付けられる構成となっている。この姿勢変更機構７は、直動軸５の下端部に着脱可能に取り付けられた機構本体部８と、機構本体部８に軸９を中心に旋回可能に設けられたアーム部１０と、アーム部１０の先端部に回転可能に設けられたクランプ６とから構成されている。
【００１１】
機構本体部８は、フレーム１１と、このフレーム１１の図１中の左側面に配設されたモータ１２と、フレーム１１の図１中の右側面に配設された減速機１３とを備えている。モータ１２は、減速機１３を介して軸９を中心にアーム部１０を旋回駆動する。そして、機構本体部８のフレーム１１を、スカラ型ロボットの直動軸５の下端部に図示しない取付部材を介して着脱可能に装着することにより、直動軸５の下端部に姿勢変更機構７を取り付けている。
【００１２】
アーム部１０は、基端部が機構本体部８に連結された基板部１０ａと、この基板部１０ａの先端部に直角に折曲形成された折曲板部１０ｂと、基板部１０ａの図２中の上面に折曲板部１０ｂと平行に突設された支持板部１０ｃと、支持板部１０ｃの図２中の左面に左方へ向けて突設された支持軸１０ｄとを備えて構成されている。支持軸１０ｄは、折曲板部１０ｂを貫通して左方へ突出している。
【００１３】
クランプ６の図１および図２中の右端部には、ピニオンギア１４が固着されている。ピニオンギア１４およびクランプ６は、アーム部１０の支持軸１０ｄの先端部に一体に回転可能に、且つ、左右方向に移動できないように支持されている。
【００１４】
アーム部１０の支持軸１０ｄにおけるアーム部１０の折曲板部１０ｂとピニオンギア１４との間の部位には、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、ほぼ円板状のブレーキディスク１５が左右方向に移動可能に、且つ、回転できないように支持されている。更に、アーム部１０の支持軸１０ｄにおけるブレーキディスク１５とアーム部１０の支持板部１０ｃとの間の部位には、コイルばね１６が配設されている。このコイルばね１６の付勢力によりブレーキディスク１５は、図２（ａ）に示すように、左方へ移動されてピニオンギア１４の右側面に押し付けられるように構成されている。この状態では、ブレーキディスク１５がピニオンギア１４を制動することにより、ピニオンギア１４ひいてはクランプ６が回転できない制動状態となって（即ち、回り止めされて）いる。
【００１５】
上記ブレーキディスク１５の左側面、即ち、ピニオンギア１４と接触する側の側面、および、ピニオンギア１４の右側面、即ち、ブレーキディスク１５と接触する側の側面には、摩擦抵抗を大きくする加工が施されている。また、ブレーキディスク１５の左側面の外周縁部には、傾斜面部１５ａが形成されている。この場合、ブレーキディスク１５の左側面の中心部分がピニオンギア１４に接触し、ブレーキディスク１５の外周縁部はピニオンギア１４に接触しない構成となっている。更に、ブレーキディスク１５の外周縁部は、中心から遠い部分ほど前記ピニオンギア１４から離れる構成となっている。
【００１６】
そして、ブレーキディスク１５の傾斜面部１５ａに、詳しくは後述する制動解除用のブレード１７の先端部を当接させて該傾斜面部１５ａを押すことにより、図２（ｂ）に示すように、ブレーキディスク１５を右方へ移動させること、即ち、ブレーキディスク１５によるピニオンギア１４の制動を解除することが可能な構成となっている。尚、ブレード１７の先端部にも、ブレーキディスク１５の傾斜面部１５ａと当接する傾斜面部１７ａが形成されている。これら傾斜面部１５ａ、１７ａの表面は、すべり易い面、即ち、低摩擦係数の面となるように加工されている。
【００１７】
また、図１に示すように、設備の１つとして、上記ピニオンギア１４と噛み合うラック１８が例えば垂直方向に延びるように立設されている。ラック１８の立設位置は、スカラ型ロボットの第１アーム３、第２アーム４および直動軸５を動作させて、姿勢変更機構７のピニオンギア１４を左右上下方向に移動させることが可能な範囲内であって、スカラ型ロボットの作業の邪魔にならない位置であれば任意の位置で良い。
【００１８】
ラック１８の一方例えば図１中の右方の側辺部には、前記ブレード１７が配設されている。ブレード１７の上下方向の長さ寸法は、ラック１８の歯１９が形成されている区間部分の上下方向の長さ寸法と同じ長さに設定されている。更に、ラック１８の歯１９が形成されている区間部分と、ブレード１７とが重なるように構成されている。尚、ブレード１７の上下方向の長さ寸法は、ラック１８の歯１９が形成されている区間部分の上下方向の長さ寸法よりも長くなるように構成しても良い。換言すると、ブレード１７の上下方向の長さ寸法が、ラック１８の歯１９が形成されている区間部分の上下方向の長さ寸法と同じ長さの場合には、ラック１８の歯１９が形成されている区間部分と、ブレード１７とが重なって一致する。また、ブレード１７の上下方向の長さ寸法が、ラック１８の歯１９が形成されている区間部分の上下方向の長さ寸法よりも長い場合には、ラック１８の歯１９が形成されている区間部分と、ブレード１７とが重なると共に、ラック１８の歯１９が形成されている区間部分の上端部からブレード１７が上方へ延びる、または、ラック１８の歯１９が形成されている区間部分の下端部からブレード１７が下方へ延びる、または、ラック１８の歯１９が形成されている区間部分の上下端部からブレード１７が上方および下方へ延びる構成となっている。尚、ラック１８の上下方向の全体に、歯１９を形成しているが、歯１９を部分的に形成しても良く、この場合、ラック１８の上端部または下端部に歯１９を形成しない部分が存在することになる。
【００１９】
また、ブレード１７のうちのラック１８の歯１９が突出する方向Ａ（即ち、ラック１８の歯１９が形成されている区間部分に沿う方向Ｂに直交する方向）の長さ寸法ｄ１（図２参照）は、ラック１８のうちの歯１９が突出する方向Ａの長さ寸法ｄ２よりも長く形成されており、ブレード１７の上記方向Ａの先端部１７ｂはラック１８の歯１９の先端部よりも突出している。そして、ブレード１７の先端部１７ｂの図２中の右側面には、傾斜面部１７ａが形成されており、ブレード１７は先端へいくほど薄くなるように（先細状に）構成されている。
【００２０】
ここで、ブレード１７の先端部１７ｂの突出量は、次のように設定されている。図３（ａ）に示すように、クランプ６のピニオンギア１４の歯がラック１８の歯１９に噛み合う前の状態では、ブレード１７の先端部１７ｂはブレーキディスク１５に接触しないように構成されており、ブレーキディスク１５の制動力がピニオンギア１４に対して作用した状態である。
【００２１】
そして、図３（ｂ）に示すように、ピニオンギア１４がラック１８に近付くように、クランプ６を横方向（即ち、ラック１８の上下方向と直交する方向）に移動させて、クランプ６のピニオンギア１４の歯がラック１８の歯１９に噛み合い始めると、ブレード１７の先端部１７ａはブレーキディスク１５とピニオンギア１４との間に差し込まれ始め、ブレード１７の先端部１７ａの斜面部１７ｂがブレーキディスク１５の斜面部１５ａに当接し始める。この状態は、ブレーキディスク１５の制動力がピニオンギア１４に対してまだ作用している状態である。
【００２２】
この後、図３（ｃ）に示すように、クランプ６のピニオンギア１４の歯がラック１８の歯１９に完全に噛み合う状態になると、ブレーキディスク１５とピニオンギア１４との間に差し込まれたブレード１７の斜面部１７ｂが、ブレーキディスク１５を図３（ｃ）中の右方へ押して移動させた制動解除状態となり、この状態では、ブレーキディスク１５の制動力がピニオンギア１４に作用していない。ただし、この図３（ｃ）の状態では、ピニオンギア１４の歯がラック１８の歯１９に完全に噛み合う状態であるから、ピニオンギア１４（およびクランプ６）は回転することはなく、ピニオンギア１４の回転位置、即ち、クランプ６の回転角度は保持されている。
【００２３】
さて、上記したピニオンギア１４の歯がラック１８の歯１９に完全に噛み合う状態で、クランプ６をラック１８に沿って上方向または下方向へ移動させると、ピニオンギア１４が回転し、クランプ６の回転角度を変更することができる。この場合、現在のピニオンギア１４の回転位置から希望するピニオンギア１４の回転位置までの回転量を、ラック１８の歯が形成されている方向の直線移動に変換した直線移動量だけ、クランプ６をラック１８の歯１９が形成されている方向に移動させるようにする。
【００２４】
また、上記構成においては、クランプ６の回転角度の誤差（即ち、実際の回転角度と制御上の回転角度の差）は、常にラック１８＆ピニオンギア１４のバックラッシュの１／２以下に維持することができる。これにより、バックラッシュ値が固定されるから、予めその値を含んでクランプ６の回転角度が推測できるようになるので、クランプ６の回転角度を所望の回転角度になるように正確に制御することが可能である。
【００２５】
次に、ピニオンギア１４がラック１８から遠ざかるように、クランプ６を横方向（即ち、ラック１８の上下方向と直交する方向）に退避移動させて、ラック１８とピニオンギア１４との噛み合いを解除する。この場合、ブレーキディスク１５の制動が解除されている間は、ラック１８とピニオンギア１４とが噛み合うことで、クランプ６の角度を保持する。そして、その後、ラック１８とピニオンギア１４の噛み合いが解除される前に、ブレーキディスク１５がピニオンギア１４に押し付けられることで、ブレーキディスク１５がピニオンギア１４を制動して、クランプ６の回転角度を保持するようになっている。これにより、クランプ６の回転角度を任意の角度に変更することができる。
【００２６】
ここで、ラック１８とピニオンギア１４の噛み合いを解除させるときの動作について、図４を参照して詳しく説明する。まず、図４（ａ）に示すように、ラック１８の歯１９とピニオンギア１４の歯１４ａが完全に噛み合った状態では、ピニオンギア１４の回転位置が固定されることから、クランプ６の回転角度が保持される。
【００２７】
次に、クランプ６を横方向に退避移動させると、ラック１８の歯１９とピニオンギア１４の歯１４ａの噛み合いの解除（即ち、離脱）が進み始め、ピニオンギア１４が若干回転可能に、即ち、ガタツキ程度に回転位置が変わる可能性がある。そこで、本実施形態においては、ラック１８の歯１９とピニオンギア１４の歯１４ａとの噛み合いを解除させるときに、図４（ｂ）に示すように、ラック１８の歯１９の傾斜面１９ａの傾斜角度に沿う方向Ｃにクランプ６（およびピニオンギア１４）を平行移動させるように制御している。これにより、図４（ｂ）、図４（ｃ）に示すように、ピニオンギア１４の歯１４ａの斜面部１４ｂがラック１８の歯１９の傾斜面１９ａに常時接触しながら、換言すると、ピニオンギア１４の回転位置が常時保持されながら（即ち、ピニオンギア１４がガタツクことなく）、ラック１８の歯１９とピニオンギア１４の歯１４ａとの噛み合いの解除が進む。そして、ラック１８の歯１９とピニオンギア１４の歯１４ａとの噛み合いがほとんど解除されるときには、ブレーキディスク１５による制動力がピニオンギア１４に対して十分に作用するようになるので、ピニオンギア１４の回転位置（即ち、位相）が保持され続ける構成となっている。
【００２８】
このような構成の本実施形態においては、クランプ６と一体に回転するように設けたピニオンギア１４と、設備のラック１８とを噛み合わせて、ピニオンギア１４を回転させてクランプ６の回転角度を変更すると共に、クランプ６の回転角度をブレーキディスク１５のピニオンギア１４に対する制動力で保持するように構成した。このため、クランプ６を回転駆動する駆動源を姿勢変更機構に内蔵しなくても、クランプ６の回転角度を変更することができ、姿勢変更機構７の構成を小型化することができる。しかも、上記実施形態によれば、クランプ６の回転角度変更開始時に現在のクランプ６の回転角度を保持することができると共に、クランプ６の回転角度の変更終了時に変更したクランプ６の回転角度を維持できるので、クランプ６の回転角度を正確に変更制御することができる。
【００２９】
また、上記実施形態によれば、ラック１８の歯１９とピニオンギア１４の歯１４ａとの噛み合いの解除するときに、図４（ｂ）に示すように、ラック１８の歯１９の傾斜面１９ａの傾斜角度に沿う方向Ｃにクランプ６（およびピニオンギア１４）を平行移動させるように制御したので、図４（ｂ）、図４（ｃ）に示すように、ピニオンギア１４の歯１４ａの斜面部１４ｂがラック１８の歯１９の傾斜面１９ａに常時接触しながら、ラック１８とピニオンギア１４の噛み合いを解除することができる。このため、ピニオンギア１４の回転位置を正確に保持しながら、即ち、ピニオンギア１４がガタツクことなく、ラック１８とピニオンギア１４の噛み合いを解除することができる。そして、ラック１８とピニオンギア１４の噛み合いの解除後は、ブレーキディスク１５の制動力によりピニオンギア１４の回転位置（即ち、位相）を保持することができる。このような制御を実行するので、クランプ６の回転角度のズレ（誤差）を、常にラック１８とピニオンギア１４のバックラッシュの１／２以下に維持することができる。そして、本実施形態では、制御によってクランプ６の回転角度のズレの上記した精度を実現していることから、ズレ方向を含めてズレ量を正確に把握できる。換言すると、ズレ方向が特定されたバックラッシュの１／２を位置補正に加味して制御できるようになるので、その他の自動動作時におけるズレ計算を正確に実行することができる。
【００３０】
尚、上記実施形態において、クランプ６の回転角度を変更する場合、ピニオンギア１４がラック１８に噛み合う状態で、クランプ６をラック１８に沿って上方向または下方向へ任意量だけ移動させて、ピニオンギア１４を回転させるのであるが、このとき、クランプ６の移動方向を１回毎に逆の方向に切り換える制御を行うことが好ましい。例えば、今回のクランプ６の移動方向が下向きの場合には、次回はクランプ６の移動方向を上向きにし、次次回はクランプ６の移動方向を下向きにする制御を行う。
【００３１】
また、上記実施形態において、クランプ６を横方向、即ち、ラック１８の上下方向と直交する方向に移動させて、ピニオンギア１４をラック１８に近付けて両者を噛み合わせる場合に、クランプ６の移動方向は、ラック１８の上下方向と厳密に直交する方向である必要はなく、少し角度がずれた直交方向であっても良い。というのは、ピニオンギア１４の歯がラック１８の歯１９に噛み合い始めるときに、ピニオンギア１４の角度が多少ずれていても、ピニオンギア１４の歯がラック１８の歯１９に完全に噛み合うと、ピニオンギア１４の回転角度が正確な角度に保持されるためである。
【００３２】
また、上記実施形態においては、スカラ型ロボットの直動軸５の下端部に姿勢変更機構７を取り付けることにより、スカラ型ロボットを疑似６軸ロボット（６軸のロボットとほぼ同じ制御を実行可能なロボット）として使用することができる。
【００３３】
尚、上記実施形態では、本発明の姿勢変更機構７をスカラ型ロボットに適用したが、これに限られるものではなく、図６に示す第２実施形態のＸＲロボット（４軸ロボット）や図７に示す第３実施形態のＸＹＣ型ロボット（４軸ロボット）に適用しても良い。図６に示すＸＲロボットにおいては、上下方向に移動可能且つ回転可能に設けられたフランジ２１に姿勢変更機構７を着脱可能に取り付ける。尚、ＸＲロボットにおいては、図６に示すように、移動体２２がＸ軸方向に延びるガイドレール２３に移動可能に設けられ、アーム２４が移動体２２に鉛直方向に延びるＲ軸を中心に旋回可能に設けられ、アーム２４の先端部には、昇降体２５が鉛直方向に延びるＺ軸方向に移動可能に設けられ、昇降体２５の下端部にフランジ２１が鉛直方向に延びるＴ軸を中心に回転可能に設けられている。
【００３４】
また、図７に示すＸＹＣ型ロボットにおいては、上下方向に移動可能且つ回転可能に設けられたフランジ２６に姿勢変更機構７を着脱可能に取り付ける。尚、ＸＹＣ型ロボットにおいては、図７に示すように、移動体２７がＸ軸方向に延びる第１のガイドレール２８に移動可能に設けられ、移動体２７および第１のガイドレール２８がＹ軸方向に延びる第２のガイドレール２９に移動可能に設けられ、移動体２７には、フランジ２６が鉛直方向に延びるＺ軸方向に移動可能、且つ、鉛直方向に延びるＴ軸を中心に回転可能に設けられている。
【００３５】
また、上記各実施形態においては、手先としてクランプ６を用いる構成に適用したが、これに限られるものではなく、他のツールを用いる構成に適用しても良い。
【符号の説明】
【００３６】
図面中、１は本体、２はベース、３は第１アーム、４は第２アーム、５は直動軸、６はクランプ（手先）、７は姿勢変更機構、８は機構本体部、９は軸、１０はアーム部、１４はピニオンギア、１５はブレーキディスク、１５ａは傾斜面部、１７はブレード、１８はラック、１９は歯、２１はフランジ、２６はフランジを示す。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転する手先例えばワークを把持するクランプを上下左右に移動させることが可能なように構成されたロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
ワークを把持するクランプ（手先）をロボットのアームの先端部に設けるに際して、ワークの姿勢を変更するために、クランプを回転させると共に、旋回させる必要がある。このため、アームの先端部とクランプとの間に、クランプを回転・旋回させるための姿勢変更機構を配設する必要がある。このような姿勢変更機構の一例として、特許文献１に記載された装置が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−５７６４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に記載の装置においては、姿勢変更機構はクランパを回転させる機構とクランパを旋回させる機構とを備える構成となるので、姿勢変更機構の構成が大型化してしまう。しかも、特許文献１に記載の装置では、姿勢変更機構の各機構の駆動源としてエアを用いているので、エア配管を姿勢変更機構に接続しなければならず、姿勢変更機構の構成がかなり大型化するという問題点があった。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、手先の姿勢を変更する機構の構成を小型化することができるロボットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の発明によれば、手先の回転と連動して回転するように設けられ、前記手先の回転軸と同じ方向で平行な位置関係にある軸を有するピニオンギアと、前記ピニオンギアに対して前記ピニオンギアの軸方向に押し付けられて前記ピニオンギアを制動するものであって、円板状に形成され、中心部分が前記ピニオンギアに接触し、周縁部が前記ピニオンギアに接触しない構成を有し、前記周縁部は中心から遠い部分ほど前記ピニオンギアから離れるように構成されたブレーキディスクと、設備の１つとして設けられ、前記ピニオンギアと噛み合うラックと、前記ラックの一辺部に設けられ、前記ラックの歯が形成されている区間部分と重なるような長さを有するブレードとを備え、前記ブレードのうちの前記ラックの歯が形成されている方向と直交する方向の長さは、前記ピニオンギアの歯の先端がラックの歯の先端に重なり始めた位置にて前記ブレーキディスクを前記ピニオンギアから離す方向に移動させ始めるように、前記ブレーキディスクと前記ピニオンギアとの間に差し込まれると共に、前記ピニオンギアの歯と前記ラックの歯が可能な限り最大の状態で深く深く重なったときに完全に前記ブレーキディスクを前記ピニオンギアから離すような長さになるように構成され、そして、前記手先の回転角度を変更する際には、前記ピニオンギアを前記ラックの歯が形成されている方向と直交する方向に移動させて前記ラックに接近させ、この後、前記ピニオンギアを前記ラックの任意の歯の位置に前記直交する方向から挿入して前記ピニオンギアの歯が前記ラックの歯に完全に噛み合うようにした状態で、現在の前記ピニオンギアの回転位置から希望する前記ピニオンギアの回転位置までの回転量を、前記ラックの歯が形成されている方向の直線移動に変換した直線移動量だけ、前記手先を前記ラックの歯が形成されている方向に移動させ、この移動が完了したら、前記ピニオンギアを前記直交する方向に移動させて前記ラックから離脱させるように制御したので、前記手先を回転駆動する駆動源を姿勢変更するための機構に内蔵しなくても済むから、手先姿勢変更のための機構の構成を小型化することができる。しかも、上記構成の場合、前記手先の回転角度を変更開始するときには、即ち、前記ピニオンギアの歯の先端が前記ラックの歯の先端に重なり始めた位置にて前記ブレーキディスクを前記ピニオンギアから離す方向に移動させ始めるように、前記ブレードが前記ブレーキディスクと前記ピニオンギアとの間に差し込まれるだけであるから、前記ブレーキディスクが前記ピニオンギアを制動したままであるので、前記手先の回転角度変更開始時に現在の手先の回転角度を保持することができる。そして、前記手先の回転角度の変更を終了したときには、前記ピニオンギアの歯と前記ラックの歯が完全に噛み合っているから、前記ピニオンギア、即ち、前記手先の回転角度を維持できる。この後、前記ピニオンギアを前記直交する方向に移動させて前記ラックから離脱させたときには、前記ブレードも前記ブレーキディスクと前記ピニオンギアとの間から退避されるから、前記ブレーキディスクが前記ピニオンギアを制動する状態となるので、前記ピニオンギア、即ち、前記手先の回転角度を維持できる。従って、前記手先の回転角度を正確に変更制御することができる。
【０００７】
請求項２の発明によれば、前記ピニオンギアを前記直交する方向に移動させて前記ラック離脱させるときに、前記ラックの歯の傾斜面の傾斜角度に沿う方向に前記ピニオンギアを平行移動させるように制御したので、前記ピニオンギアの歯の斜面部が前記ラックの歯の傾斜面に常時接触しながら、前記ラックと前記ピニオンギアの噛み合いの解除することができる。このため、前記ピニオンギアの回転角度を正確に保持しながら、即ち、ピニオンギアがガタツクことなく、前記ラックと前記ピニオンギアの噛み合いを解除することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１実施形態を示す姿勢変更機構の斜視図
【図２】（ａ）は姿勢変更機構の制動状態の上面図、（ｂ）は姿勢変更機構の制動解除状態の上面図
【図３】ピニオンギアおよびラックの噛み合いとブレーキディスクの動作との関係を説明する図
【図４】ピニオンギアおよびラックの噛み合い状態から解除状態へ移行するときの動作を説明する図
【図５】スカラ型ロボットの側面図
【図６】本発明の第２実施形態を示すＸＲロボットの斜視図
【図７】本発明の第３実施形態を示すＸＹＣ型ロボットの斜視図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明を例えばスカラ型ロボット（水平４軸ロボット）に適用した第１実施形態について、図１ないし図５を参照して説明する。まず、図５は、スカラ型ロボットの本体１の外観構成を示す側面図である。スカラ型ロボットの本体１は、設置面に固定されるベース２と、このベース２の上部に垂直軸Ｊ１を中心に旋回可能に連結された第１アーム３と、この第１アーム３の先端部に垂直軸Ｊ２を中心に旋回可能に連結された第２アーム４と、第２アーム４の先端部に上下動可能で且つ回転可能に設けられた直動軸５とから構成されている。
【００１０】
上記直動軸５の下端部には、図１に示すように、ワーク（図示しない）を把持するクランプ（手先）６の姿勢を変更する姿勢変更機構７が着脱可能に取付けられる構成となっている。この姿勢変更機構７は、直動軸５の下端部に着脱可能に取り付けられた機構本体部８と、機構本体部８に軸９を中心に旋回可能に設けられたアーム部１０と、アーム部１０の先端部に回転可能に設けられたクランプ６とから構成されている。
【００１１】
機構本体部８は、フレーム１１と、このフレーム１１の図１中の左側面に配設されたモータ１２と、フレーム１１の図１中の右側面に配設された減速機１３とを備えている。モータ１２は、減速機１３を介して軸９を中心にアーム部１０を旋回駆動する。そして、機構本体部８のフレーム１１を、スカラ型ロボットの直動軸５の下端部に図示しない取付部材を介して着脱可能に装着することにより、直動軸５の下端部に姿勢変更機構７を取り付けている。
【００１２】
アーム部１０は、基端部が機構本体部８に連結された基板部１０ａと、この基板部１０ａの先端部に直角に折曲形成された折曲板部１０ｂと、基板部１０ａの図２中の上面に折曲板部１０ｂと平行に突設された支持板部１０ｃと、支持板部１０ｃの図２中の左面に左方へ向けて突設された支持軸１０ｄとを備えて構成されている。支持軸１０ｄは、折曲板部１０ｂを貫通して左方へ突出している。
【００１３】
クランプ６の図１および図２中の右端部には、ピニオンギア１４が固着されている。ピニオンギア１４およびクランプ６は、アーム部１０の支持軸１０ｄの先端部に一体に回転可能に、且つ、左右方向に移動できないように支持されている。
【００１４】
アーム部１０の支持軸１０ｄにおけるアーム部１０の折曲板部１０ｂとピニオンギア１４との間の部位には、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、ほぼ円板状のブレーキディスク１５が左右方向に移動可能に、且つ、回転できないように支持されている。更に、アーム部１０の支持軸１０ｄにおけるブレーキディスク１５とアーム部１０の支持板部１０ｃとの間の部位には、コイルばね１６が配設されている。このコイルばね１６の付勢力によりブレーキディスク１５は、図２（ａ）に示すように、左方へ移動されてピニオンギア１４の右側面に押し付けられるように構成されている。この状態では、ブレーキディスク１５がピニオンギア１４を制動することにより、ピニオンギア１４ひいてはクランプ６が回転できない制動状態となって（即ち、回り止めされて）いる。
【００１５】
上記ブレーキディスク１５の左側面、即ち、ピニオンギア１４と接触する側の側面、および、ピニオンギア１４の右側面、即ち、ブレーキディスク１５と接触する側の側面には、摩擦抵抗を大きくする加工が施されている。また、ブレーキディスク１５の左側面の外周縁部には、傾斜面部１５ａが形成されている。この場合、ブレーキディスク１５の左側面の中心部分がピニオンギア１４に接触し、ブレーキディスク１５の外周縁部はピニオンギア１４に接触しない構成となっている。更に、ブレーキディスク１５の外周縁部は、中心から遠い部分ほど前記ピニオンギア１４から離れる構成となっている。
【００１６】
そして、ブレーキディスク１５の傾斜面部１５ａに、詳しくは後述する制動解除用のブレード１７の先端部を当接させて該傾斜面部１５ａを押すことにより、図２（ｂ）に示すように、ブレーキディスク１５を右方へ移動させること、即ち、ブレーキディスク１５によるピニオンギア１４の制動を解除することが可能な構成となっている。尚、ブレード１７の先端部にも、ブレーキディスク１５の傾斜面部１５ａと当接する傾斜面部１７ａが形成されている。これら傾斜面部１５ａ、１７ａの表面は、すべり易い面、即ち、低摩擦係数の面となるように加工されている。
【００１７】
また、図１に示すように、設備の１つとして、上記ピニオンギア１４と噛み合うラック１８が例えば垂直方向に延びるように立設されている。ラック１８の立設位置は、スカラ型ロボットの第１アーム３、第２アーム４および直動軸５を動作させて、姿勢変更機構７のピニオンギア１４を左右上下方向に移動させることが可能な範囲内であって、スカラ型ロボットの作業の邪魔にならない位置であれば任意の位置で良い。
【００１８】
ラック１８の一方例えば図１中の右方の側辺部には、前記ブレード１７が配設されている。ブレード１７の上下方向の長さ寸法は、ラック１８の歯１９が形成されている区間部分の上下方向の長さ寸法と同じ長さに設定されている。更に、ラック１８の歯１９が形成されている区間部分と、ブレード１７とが重なるように構成されている。尚、ブレード１７の上下方向の長さ寸法は、ラック１８の歯１９が形成されている区間部分の上下方向の長さ寸法よりも長くなるように構成しても良い。換言すると、ブレード１７の上下方向の長さ寸法が、ラック１８の歯１９が形成されている区間部分の上下方向の長さ寸法と同じ長さの場合には、ラック１８の歯１９が形成されている区間部分と、ブレード１７とが重なって一致する。また、ブレード１７の上下方向の長さ寸法が、ラック１８の歯１９が形成されている区間部分の上下方向の長さ寸法よりも長い場合には、ラック１８の歯１９が形成されている区間部分と、ブレード１７とが重なると共に、ラック１８の歯１９が形成されている区間部分の上端部からブレード１７が上方へ延びる、または、ラック１８の歯１９が形成されている区間部分の下端部からブレード１７が下方へ延びる、または、ラック１８の歯１９が形成されている区間部分の上下端部からブレード１７が上方および下方へ延びる構成となっている。尚、ラック１８の上下方向の全体に、歯１９を形成しているが、歯１９を部分的に形成しても良く、この場合、ラック１８の上端部または下端部に歯１９を形成しない部分が存在することになる。
【００１９】
また、ブレード１７のうちのラック１８の歯１９が突出する方向Ａ（即ち、ラック１８の歯１９が形成されている区間部分に沿う方向Ｂに直交する方向）の長さ寸法ｄ１（図２参照）は、ラック１８のうちの歯１９が突出する方向Ａの長さ寸法ｄ２よりも長く形成されており、ブレード１７の上記方向Ａの先端部１７ｂはラック１８の歯１９の先端部よりも突出している。そして、ブレード１７の先端部１７ｂの図２中の右側面には、傾斜面部１７ａが形成されており、ブレード１７は先端へいくほど薄くなるように（先細状に）構成されている。
【００２０】
ここで、ブレード１７の先端部１７ｂの突出量は、次のように設定されている。図３（ａ）に示すように、クランプ６のピニオンギア１４の歯がラック１８の歯１９に噛み合う前の状態では、ブレード１７の先端部１７ｂはブレーキディスク１５に接触しないように構成されており、ブレーキディスク１５の制動力がピニオンギア１４に対して作用した状態である。
【００２１】
そして、図３（ｂ）に示すように、ピニオンギア１４がラック１８に近付くように、クランプ６を横方向（即ち、ラック１８の上下方向と直交する方向）に移動させて、クランプ６のピニオンギア１４の歯がラック１８の歯１９に噛み合い始めると、ブレード１７の先端部１７ａはブレーキディスク１５とピニオンギア１４との間に差し込まれ始め、ブレード１７の先端部１７ａの斜面部１７ｂがブレーキディスク１５の斜面部１５ａに当接し始める。この状態は、ブレーキディスク１５の制動力がピニオンギア１４に対してまだ作用している状態である。
【００２２】
この後、図３（ｃ）に示すように、クランプ６のピニオンギア１４の歯がラック１８の歯１９に完全に噛み合う状態になると、ブレーキディスク１５とピニオンギア１４との間に差し込まれたブレード１７の斜面部１７ｂが、ブレーキディスク１５を図３（ｃ）中の右方へ押して移動させた制動解除状態となり、この状態では、ブレーキディスク１５の制動力がピニオンギア１４に作用していない。ただし、この図３（ｃ）の状態では、ピニオンギア１４の歯がラック１８の歯１９に完全に噛み合う状態であるから、ピニオンギア１４（およびクランプ６）は回転することはなく、ピニオンギア１４の回転位置、即ち、クランプ６の回転角度は保持されている。
【００２３】
さて、上記したピニオンギア１４の歯がラック１８の歯１９に完全に噛み合う状態で、クランプ６をラック１８に沿って上方向または下方向へ移動させると、ピニオンギア１４が回転し、クランプ６の回転角度を変更することができる。この場合、現在のピニオンギア１４の回転位置から希望するピニオンギア１４の回転位置までの回転量を、ラック１８の歯が形成されている方向の直線移動に変換した直線移動量だけ、クランプ６をラック１８の歯１９が形成されている方向に移動させるようにする。
【００２４】
また、上記構成においては、クランプ６の回転角度の誤差（即ち、実際の回転角度と制御上の回転角度の差）は、常にラック１８＆ピニオンギア１４のバックラッシュの１／２以下に維持することができる。これにより、バックラッシュ値が固定されるから、予めその値を含んでクランプ６の回転角度が推測できるようになるので、クランプ６の回転角度を所望の回転角度になるように正確に制御することが可能である。
【００２５】
次に、ピニオンギア１４がラック１８から遠ざかるように、クランプ６を横方向（即ち、ラック１８の上下方向と直交する方向）に退避移動させて、ラック１８とピニオンギア１４との噛み合いを解除する。この場合、ブレーキディスク１５の制動が解除されている間は、ラック１８とピニオンギア１４とが噛み合うことで、クランプ６の角度を保持する。そして、その後、ラック１８とピニオンギア１４の噛み合いが解除される前に、ブレーキディスク１５がピニオンギア１４に押し付けられることで、ブレーキディスク１５がピニオンギア１４を制動して、クランプ６の回転角度を保持するようになっている。これにより、クランプ６の回転角度を任意の角度に変更することができる。
【００２６】
ここで、ラック１８とピニオンギア１４の噛み合いを解除させるときの動作について、図４を参照して詳しく説明する。まず、図４（ａ）に示すように、ラック１８の歯１９とピニオンギア１４の歯１４ａが完全に噛み合った状態では、ピニオンギア１４の回転位置が固定されることから、クランプ６の回転角度が保持される。
【００２７】
次に、クランプ６を横方向に退避移動させると、ラック１８の歯１９とピニオンギア１４の歯１４ａの噛み合いの解除（即ち、離脱）が進み始め、ピニオンギア１４が若干回転可能に、即ち、ガタツキ程度に回転位置が変わる可能性がある。そこで、本実施形態においては、ラック１８の歯１９とピニオンギア１４の歯１４ａとの噛み合いを解除させるときに、図４（ｂ）に示すように、ラック１８の歯１９の傾斜面１９ａの傾斜角度に沿う方向Ｃにクランプ６（およびピニオンギア１４）を平行移動させるように制御している。これにより、図４（ｂ）、図４（ｃ）に示すように、ピニオンギア１４の歯１４ａの斜面部１４ｂがラック１８の歯１９の傾斜面１９ａに常時接触しながら、換言すると、ピニオンギア１４の回転位置が常時保持されながら（即ち、ピニオンギア１４がガタツクことなく）、ラック１８の歯１９とピニオンギア１４の歯１４ａとの噛み合いの解除が進む。そして、ラック１８の歯１９とピニオンギア１４の歯１４ａとの噛み合いがほとんど解除されるときには、ブレーキディスク１５による制動力がピニオンギア１４に対して十分に作用するようになるので、ピニオンギア１４の回転位置（即ち、位相）が保持され続ける構成となっている。
【００２８】
このような構成の本実施形態においては、クランプ６と一体に回転するように設けたピニオンギア１４と、設備のラック１８とを噛み合わせて、ピニオンギア１４を回転させてクランプ６の回転角度を変更すると共に、クランプ６の回転角度をブレーキディスク１５のピニオンギア１４に対する制動力で保持するように構成した。このため、クランプ６を回転駆動する駆動源を姿勢変更機構に内蔵しなくても、クランプ６の回転角度を変更することができ、姿勢変更機構７の構成を小型化することができる。しかも、上記実施形態によれば、クランプ６の回転角度変更開始時に現在のクランプ６の回転角度を保持することができると共に、クランプ６の回転角度の変更終了時に変更したクランプ６の回転角度を維持できるので、クランプ６の回転角度を正確に変更制御することができる。
【００２９】
また、上記実施形態によれば、ラック１８の歯１９とピニオンギア１４の歯１４ａとの噛み合いの解除するときに、図４（ｂ）に示すように、ラック１８の歯１９の傾斜面１９ａの傾斜角度に沿う方向Ｃにクランプ６（およびピニオンギア１４）を平行移動させるように制御したので、図４（ｂ）、図４（ｃ）に示すように、ピニオンギア１４の歯１４ａの斜面部１４ｂがラック１８の歯１９の傾斜面１９ａに常時接触しながら、ラック１８とピニオンギア１４の噛み合いを解除することができる。このため、ピニオンギア１４の回転位置を正確に保持しながら、即ち、ピニオンギア１４がガタツクことなく、ラック１８とピニオンギア１４の噛み合いを解除することができる。そして、ラック１８とピニオンギア１４の噛み合いの解除後は、ブレーキディスク１５の制動力によりピニオンギア１４の回転位置（即ち、位相）を保持することができる。このような制御を実行するので、クランプ６の回転角度のズレ（誤差）を、常にラック１８とピニオンギア１４のバックラッシュの１／２以下に維持することができる。そして、本実施形態では、制御によってクランプ６の回転角度のズレの上記した精度を実現していることから、ズレ方向を含めてズレ量を正確に把握できる。換言すると、ズレ方向が特定されたバックラッシュの１／２を位置補正に加味して制御できるようになるので、その他の自動動作時におけるズレ計算を正確に実行することができる。
【００３０】
尚、上記実施形態において、クランプ６の回転角度を変更する場合、ピニオンギア１４がラック１８に噛み合う状態で、クランプ６をラック１８に沿って上方向または下方向へ任意量だけ移動させて、ピニオンギア１４を回転させるのであるが、このとき、クランプ６の移動方向を１回毎に逆の方向に切り換える制御を行うことが好ましい。例えば、今回のクランプ６の移動方向が下向きの場合には、次回はクランプ６の移動方向を上向きにし、次次回はクランプ６の移動方向を下向きにする制御を行う。
【００３１】
また、上記実施形態において、クランプ６を横方向、即ち、ラック１８の上下方向と直交する方向に移動させて、ピニオンギア１４をラック１８に近付けて両者を噛み合わせる場合に、クランプ６の移動方向は、ラック１８の上下方向と厳密に直交する方向である必要はなく、少し角度がずれた直交方向であっても良い。というのは、ピニオンギア１４の歯がラック１８の歯１９に噛み合い始めるときに、ピニオンギア１４の角度が多少ずれていても、ピニオンギア１４の歯がラック１８の歯１９に完全に噛み合うと、ピニオンギア１４の回転角度が正確な角度に保持されるためである。
【００３２】
また、上記実施形態においては、スカラ型ロボットの直動軸５の下端部に姿勢変更機構７を取り付けることにより、スカラ型ロボットを疑似６軸ロボット（６軸のロボットとほぼ同じ制御を実行可能なロボット）として使用することができる。
【００３３】
尚、上記実施形態では、本発明の姿勢変更機構７をスカラ型ロボットに適用したが、これに限られるものではなく、図６に示す第２実施形態のＸＲロボット（４軸ロボット）や図７に示す第３実施形態のＸＹＣ型ロボット（４軸ロボット）に適用しても良い。図６に示すＸＲロボットにおいては、上下方向に移動可能且つ回転可能に設けられたフランジ２１に姿勢変更機構７を着脱可能に取り付ける。尚、ＸＲロボットにおいては、図６に示すように、移動体２２がＸ軸方向に延びるガイドレール２３に移動可能に設けられ、アーム２４が移動体２２に鉛直方向に延びるＲ軸を中心に旋回可能に設けられ、アーム２４の先端部には、昇降体２５が鉛直方向に延びるＺ軸方向に移動可能に設けられ、昇降体２５の下端部にフランジ２１が鉛直方向に延びるＴ軸を中心に回転可能に設けられている。
【００３４】
また、図７に示すＸＹＣ型ロボットにおいては、上下方向に移動可能且つ回転可能に設けられたフランジ２６に姿勢変更機構７を着脱可能に取り付ける。尚、ＸＹＣ型ロボットにおいては、図７に示すように、移動体２７がＸ軸方向に延びる第１のガイドレール２８に移動可能に設けられ、移動体２７および第１のガイドレール２８がＹ軸方向に延びる第２のガイドレール２９に移動可能に設けられ、移動体２７には、フランジ２６が鉛直方向に延びるＺ軸方向に移動可能、且つ、鉛直方向に延びるＴ軸を中心に回転可能に設けられている。
【００３５】
また、上記各実施形態においては、手先としてクランプ６を用いる構成に適用したが、これに限られるものではなく、他のツールを用いる構成に適用しても良い。
【符号の説明】
【００３６】
図面中、１は本体、２はベース、３は第１アーム、４は第２アーム、５は直動軸、６はクランプ（手先）、７は姿勢変更機構、８は機構本体部、９は軸、１０はアーム部、１４はピニオンギア、１５はブレーキディスク、１５ａは傾斜面部、１７はブレード、１８はラック、１９は歯、２１はフランジ、２６はフランジを示す。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能な手先を有し、前記手先を上下左右に移動可能なように構成されたロボットにおいて、
前記手先の回転と連動して回転するように設けられ、前記手先の回転軸と同じ方向で平行な位置関係にある軸を有するピニオンギアと、
前記ピニオンギアに対して前記ピニオンギアの軸方向に押し付けられて前記ピニオンギアを制動するものであって、円板状に形成され、中心部分が前記ピニオンギアに接触し、外周縁部が前記ピニオンギアに接触しない構成を有し、前記外周縁部は中心から遠い部分ほど前記ピニオンギアから離れるように構成されたブレーキディスクと、
設備の１つとして設けられ、前記ピニオンギアと噛み合うラックと、
前記ラックの一辺部に設けられ、前記ラックの歯が形成されている区間部分と重なるような長さを有するブレードとを備え、
前記ブレードのうちの前記ラックの歯が形成されている方向と直交する方向の長さは、前記ピニオンギアの歯の先端がラックの歯の先端に重なり始めた位置にて前記ブレーキディスクを前記ピニオンギアから離す方向に移動させ始めるように、前記ブレーキディスクと前記ピニオンギアとの間に差し込まれると共に、前記ピニオンギアの歯と前記ラックの歯が可能な限り最大の状態で深く重なったときに完全に前記ブレーキディスクを前記ピニオンギアから離すような長さとなるように構成され、
前記手先の回転角度を変更する際には、前記ピニオンギアを前記ラックの歯が形成されている方向と直交する方向に移動させて前記ラックに接近させ、この後、前記ピニオンギアを前記ラックの任意の歯の位置に前記直交する方向から挿入して前記ピニオンギアの歯が前記ラックの歯に完全に噛み合うようにした状態で、現在の前記ピニオンギアの回転位置から希望する前記ピニオンギアの回転位置までの回転量を、前記ラックの歯が形成されている方向の直線移動に変換した直線移動量だけ、前記手先を前記ラックの歯が形成されている方向に移動させ、この移動が完了したら、前記ピニオンギアを前記直交する方向に移動させて前記ラックから離脱させるように制御することを特徴とするロボット。
【請求項２】
前記ピニオンギアを前記直交する方向に移動させて前記ラック離脱させるときに、前記ラックの歯の傾斜面の傾斜角度に沿う方向に前記ピニオンギアを平行移動させるように制御したことを特徴とする請求項１記載のロボット。
【請求項１】
回転可能な手先を有し、前記手先を上下左右に移動可能なように構成されたロボットにおいて、
前記手先の回転と連動して回転するように設けられ、前記手先の回転軸と同じ方向で平行な位置関係にある軸を有するピニオンギアと、
前記ピニオンギアに対して前記ピニオンギアの軸方向に押し付けられて前記ピニオンギアを制動するものであって、円板状に形成され、中心部分が前記ピニオンギアに接触し、外周縁部が前記ピニオンギアに接触しない構成を有し、前記外周縁部は中心から遠い部分ほど前記ピニオンギアから離れるように構成されたブレーキディスクと、
設備の１つとして設けられ、前記ピニオンギアと噛み合うラックと、
前記ラックの一辺部に設けられ、前記ラックの歯が形成されている区間部分と重なるような長さを有するブレードとを備え、
前記ブレードのうちの前記ラックの歯が形成されている方向と直交する方向の長さは、前記ピニオンギアの歯の先端がラックの歯の先端に重なり始めた位置にて前記ブレーキディスクを前記ピニオンギアから離す方向に移動させ始めるように、前記ブレーキディスクと前記ピニオンギアとの間に差し込まれると共に、前記ピニオンギアの歯と前記ラックの歯が可能な限り最大の状態で深く重なったときに完全に前記ブレーキディスクを前記ピニオンギアから離すような長さとなるように構成され、
前記手先の回転角度を変更する際には、前記ピニオンギアを前記ラックの歯が形成されている方向と直交する方向に移動させて前記ラックに接近させ、この後、前記ピニオンギアを前記ラックの任意の歯の位置に前記直交する方向から挿入して前記ピニオンギアの歯が前記ラックの歯に完全に噛み合うようにした状態で、現在の前記ピニオンギアの回転位置から希望する前記ピニオンギアの回転位置までの回転量を、前記ラックの歯が形成されている方向の直線移動に変換した直線移動量だけ、前記手先を前記ラックの歯が形成されている方向に移動させ、この移動が完了したら、前記ピニオンギアを前記直交する方向に移動させて前記ラックから離脱させるように制御することを特徴とするロボット。
【請求項２】
前記ピニオンギアを前記直交する方向に移動させて前記ラック離脱させるときに、前記ラックの歯の傾斜面の傾斜角度に沿う方向に前記ピニオンギアを平行移動させるように制御したことを特徴とする請求項１記載のロボット。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−１９４５２１（Ｐ２０１１−１９４５２１Ａ）
【公開日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−６４３０１（Ｐ２０１０−６４３０１）
【出願日】平成２２年３月１９日（２０１０．３．１９）
【出願人】（５０１４２８５４５）株式会社デンソーウェーブ (1,155)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月１９日（２０１０．３．１９）
【出願人】（５０１４２８５４５）株式会社デンソーウェーブ (1,155)
【Ｆターム（参考）】
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