特許ウォッチ

公開番号2025029231
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-06
出願番号2023133727
出願日2023-08-21
発明の名称ロボットアーム
出願人国立大学法人東京大学
代理人個人,個人
主分類B25J 9/02 20060101AFI20250227BHJP(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】作業用のプラットフォームを構築できるロボットアームを提供する。
【解決手段】
ベース1と、第1関節部においてベース1に対して回動可能に連結された第1アーム2と、第2関節部において第1アーム2に対して回動可能に連結された第2アーム3と、を備えたロボットアームであって、第1アーム2は、第1関節部に対して、第1アーム2の長さ方向に可動であり、第2アーム3は、第2関節部に対して、第2アーム3の長さ方向に可動であり、べース1、第1アーム2、第2アーム3が重畳した第1姿勢と、第1アーム2がベース1に対して上下方向に延び、第2アーム3が第1アーム2の下端に位置して水平ないし傾斜状に延びる第2姿勢と、の間で変態可能である。
【選択図】図4

特許請求の範囲【請求項１】
ベースと、
第１関節部において前記ベースに対して回動可能に連結された第１アームと、
第２関節部において前記第１アームに対して回動可能に連結された第２アームと、
を備え、
前記第１アームは、前記第１関節部に対して、当該第１アームの長さ方向に可動であり、
前記第２アームは、前記第２関節部に対して、当該第２アームの長さ方向に可動であり、
前記べース、前記第１アーム、前記第２アームが重畳した第１姿勢と、
前記第１アームが前記ベースに対して上下方向に延び、前記第２アームが前記第１アームの端部に位置して水平ないし傾斜状に延びる第２姿勢と、の間で変態可能である、
ロボットアーム。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
第１アームを回動させる回動駆動機構と、第１アームをスライド移動させる送り出し機構と、からなる第１アーム駆動機構と、
第２アームを回動させる回動駆動機構と、第２アームをスライド移動させる送り出し機構と、からなる第２アーム駆動機構と、
を備えている、
請求項１に記載のロボットアーム。
【請求項３】
前記第１関節部は、前記ベースの先端に設けた第１回動部を含み、
前記第１アームは、前記第１回動部上で当該第１回動部に対してスライド可能であり、かつ、前記第１回動部と一体で回動することで、前記ベースに対して回動可能となっており、
前記第２関節部は、前記第１アームの先端に設けた第２回動部を含み、
前記第２アームは、前記第２回動部上で当該第２回動部に対してスライド可能であり、かつ、前記第２回動部と一体で回動することで、前記第２アームに対して回動可能となっている、
請求項１に記載のロボットアーム。
【請求項４】
前記ベースは、前記第１回動部の回動駆動機構を備えており、
前記第１アームは、前記第２回動部の回動駆動機構を備えている、
請求項３に記載のロボットアーム。
【請求項５】
前記第１回動部は、第１ガイド機構の第１要素と、第１アーム送り出し機構の第１要素を備えており、
前記第１アームは、第１ガイド機構の第２要素と、第１アーム送り出し機構の第２要素を備えており、
前記第２回動部は、第２ガイド機構の第１要素と、第２アーム送り出し機構の第１要素を備えており、
前記第２アームは、第２ガイド機構の第２要素と、第２アーム送り出し機構の第２要素を備えている、
請求項３に記載のロボットアーム。
【請求項６】
少なくとも前記第２アームは、作業用ロボットの走行用レールを備えている、
請求項１～５いずれか１項に記載のロボットアーム。
【請求項７】
前記第１アーム、前記第２アームのいずれか一方あるいは両方は、複数のモジュールを長さ方向に着脱可能に接続して形成されている、
請求項６に記載のロボットアーム。
【請求項８】
前記第２アームは、複数のモジュールと、先端側のモジュールに連結された第２ベースと、からなり、
前記第２回動部は前記第２ベースに設けられている、
請求項７に記載のロボットアーム。
【請求項９】
前記モジュールは、直方体状の本体と、少なくとも２面に設けたレールユニット及びラックユニットと、からなる、
請求項７に記載のロボットアーム。
【請求項１０】
前記ベースは、当該ベースの長さ方向に直交する方向に延びる仮設レール上に沿って移動可能である、
請求項１～５いずれか１項に記載のロボットアーム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボットアームに係り、詳しくは、作業用のプラットフォームを提供するロボットアームに関するものである。
続きを表示（約 2,700 文字）【背景技術】
【０００２】
高所作業や危険な場所での作業をロボットで代行しようという試みがある。しかしながら、必ずしも全ての作業環境にロボットを導入できるわけではない。例えば、橋梁の保守点検や補修においては、ロボットが橋梁裏にアクセスすることが困難なため、全て人の手作業で行うという課題があった。特許文献１には、作業員のための可動吊り足場が開示されており、特許文献２には、橋梁裏を点検するために人が搭乗可能な橋梁点検車両が開示されており、いずれも人による作業が前提となっている。
【０００３】
作業用ロボットを、本来、作業用ロボットがアクセスできない環境に導入するためのプラットフォームを提供できれば、ロボットを導入できる作業環境を拡張することができる。また、作業用ロボットのアクセスが困難な環境は橋梁裏に限定されるものではなく、足場の無い大型建造物（大型の化学反応槽、発電所等）における作業環境が例示される。
特開平８－６８１９８
特開２００３－１２８３９２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、作業用のプラットフォームを構築できるロボットアームを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明が採用した技術手段は、
ベースと、
第１関節部において前記ベースに対して回動可能に連結された第１アームと、
第２関節部において前記第１アームに対して回動可能に連結された第２アームと、
を備え、
前記第１アームは、前記第１関節部に対して、当該第１アームの長さ方向に可動であり、
前記第２アームは、前記第２関節部に対して、当該第２アームの長さ方向に可動であり、
前記べース、前記第１アーム、前記第２アームが重畳した第１姿勢と、
前記第１アームが前記ベースに対して上下方向に延び、前記第２アームが前記第１アームの端部に位置して水平ないし傾斜状に延びる第２姿勢と、の間で変態可能である、
ロボットアーム、である。
【０００６】
１つの態様では、前記作業姿勢において、前記ベースは水平姿勢にあり、前記第１アームは前記ベースに対して上下方向（典型的には垂直）に延びる。前記ベースに対する前記第１アームの高さ位置は高さ方向に可変である。
本明細書において、「上下方向」が意味するところは、典型的な態様では垂直方向であるが、全体として上下方向（高さ方向）に延びるものであれば、傾斜状に高さ方向に延びる場合を含む。
１つの態様では、前記作業姿勢において、前記第２アームは、前記第１アームの下端から水平ないし傾斜状に延びている。前記第１アームの下端に対する前記第２アームの長さ方向の位置は可変である。
１つの態様では、前記作業姿勢において、前記第２アームは、前記ベースの下方に対向して位置している（橋梁下面）。
１つの態様では、前記作業姿勢において、前記第２アームは、前記第１アームに対して、前記ベースと反対側に位置している（化学反応槽等）。
典型的な態様では、第１関節部の可動範囲は０度から９０度であり、第１アームは、ベースの長さ方向に対して０度から９０度の範囲の姿勢を取り得る。
典型的な態様では、第２関節部の可動範囲は０度から９０度であり、第２アームは、第１アームの長さ方向に対して０度から９０度の範囲の姿勢を取り得る。
【０００７】
１つの態様では、
第１アームを回動させる回動駆動機構と、第１アームをスライド移動させる送り出し機構と、からなる第１アーム駆動機構と、
第２アームを回動させる回動駆動機構と、第２アームをスライド移動させる送り出し機構と、からなる第２アーム駆動機構と、
を備えている。
【０００８】
１つの態様では、
前記第１関節部は、前記ベースの先端に設けた第１回動部を含み、
前記第１アームは、前記第１回動部上で当該第１回動部に対してスライド可能であり、かつ、前記第１回動部と一体で回動することで、前記ベースに対して回動可能となっており、
前記第２関節部は、前記第１アームの先端に設けた第２回動部を含み、
前記第２アームは、前記第２回動部上で当該第２回動部に対してスライド可能であり、かつ、前記第２回動部と一体で回動することで、前記第２アームに対して回動可能となっている。
【０００９】
１つの態様では、前記ベースは、前記第１回動部の回動駆動機構を備えており、
前記第１アームは、前記第２回動部の回動駆動機構を備えている。
１つの態様では、前記第１回動部は、前記ベースの長さ方向に沿う第１姿勢と、前記ベースの長さ方向に垂直の第２姿勢と、の間で回動可能である。
１つの態様では、前記第１回動部は、第１姿勢、あるいは／および、第２姿勢を維持するロック手段を備えている。
１つの態様では、前記第１回動部は、第１姿勢と第２姿勢の間の傾斜姿勢で固定可能であってもよい。
１つの態様では、前記第２回動部は、前記第１アームの長さ方向に沿う第１姿勢と、前記第２アームの長さ方向に垂直の第２姿勢と、の間で回動可能である。
１つの態様では、前記第２回動部は、第１姿勢、あるいは／および、第２姿勢を維持するロック手段を備えている。
１つの態様では、前記第２回動部は、第１姿勢と第２姿勢の間の傾斜姿勢で固定可能であってもよい。
【００１０】
１つの態様では、
前記第１回動部は、第１ガイド機構の第１要素と、第１アーム送り出し機構の第１要素を備えており、
前記第１アームは、第１ガイド機構の第２要素と、第１アーム送り出し機構の第２要素を備えており、
前記第２回動部は、第２ガイド機構の第１要素と、第２アーム送り出し機構の第１要素を備えており、
前記第２アームは、第２ガイド機構の第２要素と、第２アーム送り出し機構の第２要素を備えている。
１つの態様では、前記ガイド機構の第１要素はガイドローラであり、第２要素はガイドレールである。
１つの態様では、前記アーム送り出し機構の第１要素はギアであり、第２要素はラックである。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許