WO2025115853A1 - Robot and dynamic vibration absorber - Google Patents
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- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
- F16F15/02—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems
Definitions
- This invention relates to a robot and a dynamic vibration absorber, and in particular to a robot and a dynamic vibration absorber that are equipped with an elastic member.
- Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. 8-233028 discloses a vibration suppression device (dynamic vibration absorber) equipped with a viscoelastic material (elastic member).
- the vibration suppression device of JP 8-233028 A comprises a support base, a first leaf spring, a viscoelastic material, a second leaf spring, and a weight.
- the support base is a base for mounting the vibration suppression device to a vibrating structure.
- the first leaf spring is attached to the support base.
- the viscoelastic material is attached to the first leaf spring.
- the second leaf spring is attached to the viscoelastic material. Weights are attached to both the left and right ends of the second leaf spring.
- the vibration suppression device of JP 8-233028 A is configured to resonate at a natural frequency due to vibrations of the structure.
- the vibration energy is converted and released as thermal energy due to the deformation of the viscoelastic material accompanying resonance, thereby suppressing the vibration of the structure.
- the natural frequency of the vibration suppression device is preset based on the spring constant of the viscoelastic material and the mass of the weight.
- the vibration suppression device of JP 8-233028 A uses a weight with a mass preset to match the natural frequency of the structure, and a viscoelastic material with a spring constant preset to match the natural frequency of the structure, so if the natural frequency is not set appropriately, the actual vibration of the structure cannot be sufficiently suppressed. In this case, it is necessary to redesign the vibration suppression device and create a new, redesigned vibration suppression device, which poses the problem that it is not easy to provide a vibration suppression device (dynamic vibration absorber) with a natural frequency (predetermined frequency) that matches the vibration of the actual structure (object to be vibrated).
- a vibration suppression device dynamic vibration absorber
- the aim of this study is to solve the above problems and provide a robot and dynamic vibration absorber that can be equipped with a dynamic vibration absorber that has a predetermined vibration frequency that matches the vibration of the actual object being vibrated, without the need to create a new dynamic vibration absorber that has been redesigned.
- the robot according to the first aspect includes a robot hand, a robot arm to which the robot hand is attached at its tip, and a dynamic vibration absorber that suppresses vibration of a vibrating object that vibrates at a predetermined frequency as the robot arm moves.
- the dynamic vibration absorber includes a base, an elastic member attached to the base and having a predetermined spring constant, an oscillating member having one end attached to the elastic member and the other end protruding in the opposite direction to the elastic member, and a weight attached to the oscillating member and oscillating together with the oscillating member, and a mass body configured to be adjustable so that the frequency of the dynamic vibration absorber approaches the predetermined frequency in order to suppress vibration of the vibrating object that vibrates at the predetermined frequency.
- the predetermined spring constant is a value obtained by dividing the load applied to the elastic member by the deformation amount of the elastic member.
- the predetermined frequency is set by changing the range of the frequency of the oscillating axis that responds (resonates) to vibration transmitted from the vibrating object to a predetermined range centered on the natural frequency while lowering the amplitude of the oscillating axis at one point of the natural frequency based on the viscoelasticity of the elastic member.
- a mass body that includes an oscillating member having one end attached to an elastic member and the other end protruding in the opposite direction from the elastic member, and a weight that is attached to the oscillating member and oscillates together with the oscillating member, and that is configured to be adjustable so that the frequency of the dynamic vibration absorber approaches the predetermined frequency in order to suppress vibration of a vibration target that vibrates at a predetermined frequency.
- the dynamic vibration absorber can be adjusted to approach the actual predetermined frequency of the vibration target by adjusting the mass of the mass body while checking how well the dynamic vibration absorber is suppressing the actual vibration of the vibration target.
- a dynamic vibration absorber having a predetermined frequency that matches the vibration of the actual vibration target can be provided without having to create a new dynamic vibration absorber that has been redesigned.
- the robot according to the second aspect includes a robot hand that holds an item, a robot arm to which the robot hand is attached at its tip, an imaging unit that is attached to a predetermined location and images the item held by the robot hand, and a dynamic vibration absorber that is adjusted so that the vibration frequency approaches a predetermined frequency in order to suppress vibrations at a predetermined location that vibrate at a predetermined frequency as the robot arm moves when the imaging unit images the item in order to hold the item with the robot hand.
- a dynamic vibration absorber in order to hold an item with the robot hand, when the image capturing unit captures an image of the item, a dynamic vibration absorber is provided whose vibration frequency is adjusted to approach the predetermined frequency in order to suppress vibrations at a predetermined location that vibrates at a predetermined frequency as the robot arm moves.
- This makes it possible to adjust the dynamic vibration absorber to approach the actual predetermined vibration frequency of the predetermined location (vibration object) by adjusting the mass of the mass body, etc., while checking how well the dynamic vibration absorber is suppressing the actual vibration of the predetermined location (vibration object).
- the dynamic vibration absorber includes a base, an elastic member attached to the base and having a predetermined spring constant, an oscillating member having one end attached to the elastic member and the other end protruding in the opposite direction to the elastic member, and a weight attached to the oscillating member and oscillating together with the oscillating member, and a mass body configured to be adjustable so that the frequency of the dynamic vibration absorber approaches a predetermined frequency in order to suppress vibrations of a vibrating object that vibrates at a predetermined frequency.
- the dynamic vibration absorber includes an oscillating member whose other end protrudes in the opposite direction to the elastic member, and a weight that is attached to the oscillating member and oscillates together with the oscillating member, and in order to suppress the vibration of a vibrating object that vibrates at a predetermined frequency, a mass body is provided that is configured to be adjustable so that the vibration frequency of the dynamic vibration absorber approaches the predetermined frequency.
- the dynamic vibration absorber can be adjusted to approach the actual predetermined vibration frequency of the vibrating object by adjusting the mass of the mass body while checking how well the dynamic vibration absorber suppresses the actual vibration of the vibrating object.
- a dynamic vibration absorber having a predetermined frequency that matches the vibration of the actual vibrating object can be provided without having to create a new dynamic vibration absorber that has been redesigned.
- FIG. 2 is a side view showing a state in which an object is held by the robot of the first embodiment.
- 10 is a plan view showing a state in which an image of an article to be held next by the robot of the first embodiment is captured by an imaging unit.
- FIG. 1 is a cross-sectional view taken along a radial direction of a dynamic vibration absorber according to a first embodiment.
- FIG. 4 is a cross-sectional view taken along a radial direction of the dynamic vibration absorber of the first embodiment after adjustment to a predetermined vibration frequency.
- FIG. 11 is a side view showing a robot to which a dynamic vibration reducer according to a second embodiment is attached.
- FIG. 11 is a side view of the dynamic vibration reducer of the second embodiment as viewed from the Y2 direction side.
- FIG. 11 is a side view of the dynamic vibration reducer of the second embodiment as viewed from the X1 direction side.
- FIG. 11 is a plan view of the dynamic vibration reducer of the second embodiment as viewed from the Z1 direction side.
- FIG. 11 is a side view showing a state in which an object is held by a robot according to a modified example of the first embodiment.
- the robot 100 autonomously performs the task of transporting items Ma stacked at a predetermined location P1 from the predetermined location P1 to a destination location P2 (see FIG. 2).
- a cardboard case is shown as an example of the items Ma, but the items Ma are not limited to packaged items such as cardboard cases, and may be other items such as unpackaged items.
- the up-down direction is the Z direction
- the upward direction of the Z direction is the Z1 direction
- the downward direction of the Z direction is the Z2 direction.
- a specific horizontal direction perpendicular to the Z direction is the X direction, with one of the X directions being the X1 direction and the other of the X directions being the X2 direction.
- a horizontal direction perpendicular to the X direction is the Y direction, with one of the Y directions being the Y1 direction and the other of the Y directions being the Y2 direction.
- the robot 100 comprises a transport vehicle 1, a storage unit 2, a robot hand 3, a robot arm 4, a control unit 5, an imaging unit support unit 6, an imaging unit 7, and a dynamic vibration absorber 8.
- the imaging unit support unit 6 is an example of the "predetermined location” and "vibration target" in the claims.
- the transport vehicle 1 is configured to autonomously move the robot 100 on a floor surface.
- the transport vehicle 1 includes wheels 11, a base 12, and a drive unit (not shown).
- the base 12 is a member to which the wheels 11, the storage unit 2, and the robot arm 4 are attached.
- the drive unit has a drive source such as a motor.
- the storage unit 2 is a member that stores devices such as the control unit 5, power supply unit 200, and negative pressure generating unit 300.
- the power supply unit 200 is configured to supply power to each of the transport vehicle 1, the robot hand 3, the robot arm 4, the control unit 5, the imaging unit 7, and the negative pressure generating unit 300.
- the negative pressure generating unit 300 is configured to generate negative pressure for adsorbing the item Ma in the robot hand 3.
- the robot hand 3 is configured to hold an item Ma. That is, the robot hand 3 is configured to approach one of the multiple items Ma stacked in a predetermined location P1 from the X2 direction, pick up the item Ma, and then pull out the item Ma in the X2 direction to hold it and transport it.
- the robot hand 3 includes an attachment base 31, a suction section 32, and a moving placement section 33.
- the mounting base 31 is a member for attaching the robot hand 3 to the tip of the robot arm 4.
- the suction unit 32 is configured to suction the side of the item Ma with a plurality of nozzles 32a.
- the plurality of nozzles 32a are connected to the negative pressure generating unit 300.
- a negative pressure for suctioning the side of the item Ma is generated in each of the plurality of nozzles 32a.
- the suction unit 32 is attached to the mounting base 31 so as to be movable in both directions, approaching the mounting base 31 and away from the mounting base 31.
- the moving mounting unit 33 also has a conveyor (not shown) that drives in accordance with the movement of the suction unit 32.
- the moving placement section 33 has a placement surface on which the item Ma is placed when moving toward the mounting base 31 and away from the mounting base 31, and when transporting the item Ma to the destination location P2.
- the robot arm 4 is configured to bring the robot hand 3 closer to the item Ma from the X2 direction, move the robot hand 3 away from the item Ma, and move the robot hand 3 toward the destination location P2.
- the robot hand 3 is attached to the tip of the robot arm 4.
- the robot arm 4 includes a fixed portion 41, a base 42, a drive unit 43, an arm portion 44, an arm portion 45, an arm portion 46, and an arm portion 47.
- the fixed portion 41 is a member for fixing the robot arm 4 to the transport vehicle 1.
- the base 42 is a member for attaching the drive unit 43, the arm portion 44, and the imaging unit support portion 6 to the fixed portion 41.
- the drive unit 43, the arm portion 44, and the imaging unit support portion 6 are attached to the base 42 so as to rotate integrally in each of the R1 direction (see FIG. 2) and the R2 direction (see FIG. 2) around the rotation center axis Cr (see FIG. 2) parallel to the Z direction.
- the base 42 has a joint portion JT1.
- the drive unit 43, the arm portion 44, and the imaging unit support portion 6 are attached to the joint portion JT1.
- the joint portion JT1 rotates in each of the R1 direction and the R2 direction by the driving force of the drive unit 43.
- the drive unit 43 has a drive source such as a motor and a reduction mechanism.
- the joint JT1 is an example of the "first joint" in the claims.
- the arm portion 44 has joints JT2 and JT3.
- the base 42 is attached to the joint portion JT2 so as to be rotatable relative to the base 42.
- the joint portion JT2 has a drive portion 44a.
- the drive portion 44a has a drive source such as a motor and a reduction mechanism for rotating the arm portion 44 relative to the base 42.
- the arm portion 45 is attached to the joint portion JT3 so as to be rotatable relative to the base 42.
- the joint portion JT3 has a drive portion 44b.
- the drive portion 44b has a drive source such as a motor and a reduction mechanism for rotating the arm portion 44 relative to the arm portion 45.
- Arm section 45 has joint section JT4. Arm section 44 is attached to joint section JT4 so as to be rotatable relative to it. Joint section JT4 has drive section 45a. Drive section 45a has a drive source such as a motor and a reduction mechanism for rotating arm section 45 relative to arm section 44. Arm section 46 is attached to joint section JT4. Arm section 46 has joint section JT5. Arm section 47 is attached to joint section JT5 so as to be rotatable relative to it. Joint section JT5 has drive section 46a. Drive section 46a has a drive source such as a motor and a reduction mechanism for rotating arm section 47 relative to arm section 46. Arm section 47 is attached to joint section JT5. Arm section 47 has joint section JT6.
- Robot hand 3 is attached to joint section JT6 so as to be rotatable relative to it.
- Joint section JT6 has a drive section (not shown).
- the drive unit has a drive source such as a motor and a reduction mechanism for rotating the robot hand 3 relative to the arm unit 47.
- the control unit 5 is configured to control the robot 100.
- the control unit 5 is electrically connected to the robot hand 3, the robot arm 4, the imaging unit support unit 6, the imaging unit 7, and devices such as the power supply unit 200 and the negative pressure generating unit 300.
- control unit 5 includes a CPU (Central Processing Unit), a storage unit having a HDD (Hard Disk Drive) and an SSD (Solid State Drive), and a memory having a ROM (Read Only Memory) and a RAM (Random Access Memory).
- CPU Central Processing Unit
- storage unit having a HDD (Hard Disk Drive) and an SSD (Solid State Drive)
- ROM Read Only Memory
- RAM Random Access Memory
- the imaging unit support part 6 is attached to the joint part JT1.
- the imaging unit support part 6 is configured to rotate integrally with the joint part JT1 in each of the R1 direction and the R2 direction, and to support the imaging unit 7.
- the imaging unit support part 6 has a support member 61 and a horizontal member 62.
- the end of the support member 61 on the Z2 direction side is attached to the joint part JT1.
- the support member 61 extends in the Z1 direction from the joint part JT1.
- the support member 61 is configured to move the horizontal member 62 in both the Z1 direction and the Z2 direction.
- the support member 61 has a linear movement mechanism such as a guide rail (not shown) and a ball screw, and a drive source such as a motor.
- the horizontal member 62 When viewed from the Z1 direction side, the end of the horizontal member 62 on the side of the rotation center axis Cr is attached to the support member 61.
- the horizontal member 62 extends in the Dt1 direction (see FIG. 2) (or the Dt2 direction (see FIG. 2)), which is a tangential direction about the rotation center axis Cr.
- the horizontal member 62 is configured to move the imaging unit 7 in each of the Dt1 direction and the Dt2 direction.
- the horizontal member 62 has a guide rail (not shown) and a linear movement mechanism such as a ball screw, and a drive source such as a motor.
- the imaging unit 7 is attached to the horizontal member 62.
- the imaging unit 7 is configured to image the item Ma held by the robot hand 3.
- the imaging unit 7 is configured to image the item Ma in order to identify the position of the next item Ma (shown by hatching in FIG. 2) to be transported among the multiple items Ma stacked at the predetermined location P1.
- the imaging unit 7 captures the image in parallel with the robot hand 3 transporting the item Ma to the destination location P2.
- the imaging unit 7 when the joint JT1 is rotated in the R1 direction (or R2 direction) to transport the item Ma held by the robot hand 3 to the destination location P2, the imaging unit 7 also rotates in the R1 direction (or R2 direction) together with the imaging unit support part 6, so that the imaging unit 7 captures the image after the rotation of the joint JT1 in the R1 direction (or R2 direction) is completed.
- the robot 100 of the first embodiment is provided with a dynamic vibration absorber 8 to suppress vibration of the imaging unit 7 after the rotation of the joint JT1 in the R1 direction (or the R2 direction) is completed. That is, the dynamic vibration absorber 8 is adjusted so that the dynamic vibration absorber-side predetermined frequency (the vibration frequency of the dynamic vibration absorber 8) approaches the support-side predetermined frequency in order to suppress vibration of the imaging unit support unit 6 (support member 61) that vibrates at the support-side predetermined frequency when the imaging unit 7 captures an image of the object Ma (shown by hatching in Fig. 2) in order to hold the object Ma with the robot hand 3.
- the dynamic vibration absorber-side predetermined frequency the vibration frequency of the dynamic vibration absorber 8
- the dynamic vibration absorber 8 is configured as an oscillating dynamic vibration absorber 8 that oscillates due to vibration after rotation of the imaging unit support unit 6 (support member 61) that rotates integrally with the joint JT1.
- the support-side predetermined frequency is an example of the "predetermined frequency” in the claims.
- the dynamic vibration absorber-side predetermined vibration frequency is an example of the "dynamic vibration absorber vibration frequency" in the claims.
- the specified frequency on the support side is a specified range of frequencies centered on the natural frequency of the support member 61.
- the specified frequency on the dynamic vibration absorber side is a specified range of frequencies centered on the natural frequency f of the dynamic vibration absorber 8, which will be described later.
- Such a dynamic vibration reducer 8 is attached to the horizontal member 62 of the imaging unit support 6.
- the dynamic vibration reducer 8 is attached to a portion of the horizontal member 62 on the Z1 direction side that is adjacent to the support member 61 in the R2 direction.
- the imaging unit 7 since the imaging unit 7 is attached to the horizontal member 62, it vibrates together with the vibration of the support member 61 that accompanies the rotation of the joint JT1 in the R1 direction (or R2 direction) and then the rotation.
- the dynamic vibration absorber 8 oscillates and absorbs the vibration energy applied by the oscillation, thereby quickly converging the vibration of the support member 61, thereby suppressing the vibration of the imaging unit 7 and the support member 61 together.
- the detailed configuration of the dynamic vibration absorber 8 will be described in detail below with reference to Figures 3 and 4. Note that each of Figures 3 and 4 is a cross-sectional view taken along the Ra direction, which is the radial direction of the oscillation center axis Cs of the oscillation shaft 81a, which will be described later.
- the dynamic vibration absorber 8 includes a mass body 81, an elastic member 82, a cover member 83, and a base portion 84.
- the predetermined frequency on the dynamic vibration absorber side is set by the mass body 81 and the elastic member 82.
- the predetermined frequency on the dynamic vibration absorber side of the dynamic vibration absorber 8 is matched to the predetermined frequency on the support portion side of the support member 61.
- the predetermined frequency on the dynamic vibration absorber side of the dynamic vibration absorber 8 is a predetermined range of frequencies centered on the natural frequency f, which is set based on the viscoelasticity of the elastic member 82.
- the dynamic vibration absorber 8 does not resonate at one point of the natural frequency f, but resonates at a predetermined range of frequencies centered on the natural frequency f due to the viscoelasticity of the elastic member 82.
- the mass body 81 and the elastic member 82 will be described.
- the mass body 81 is configured to be adjustable so that the dynamic vibration absorber-side predetermined frequency approaches the support-side predetermined frequency in order to suppress vibration of the support member 61, which vibrates at a predetermined frequency.
- the mass body 81 has an oscillating shaft 81a, a weight 81b, a plurality of adjustment parts 81c, and an attachment part 81d.
- the oscillating shaft 81a is an example of the "oscillating member" in the claims.
- the plurality of adjustment parts 81c are an example of the “adjustment part” and “clamping part” in the claims.
- the oscillating shaft 81a has its end (one end) on the Z2 side attached to the elastic member 82, and its end (the other end) on the Z1 side protruding in the opposite direction to the elastic member 82.
- the oscillating shaft 81a is configured to oscillate in the Vb1 direction and the Vb2 direction with respect to the extension direction of the oscillating central axis Cs, with the end on the Z2 side as a fulcrum, in association with the vibration of the support member 61.
- the oscillating shaft 81a oscillates in the Vb1 direction and the Vb2 direction in each of a number of radial directions perpendicular to the oscillating central axis Cs in a plan view.
- the oscillating shaft 81a has an outer peripheral surface on which a screw groove is formed. The end of the oscillating shaft 81a on the Z2 direction side is screwed into the elastic member 82.
- the weight 81b is a metal member having a predetermined mass.
- the weight 81b has a cylindrical shape with an insertion hole 811b into which the oscillating shaft 81a is inserted.
- the insertion hole 811b penetrates the center of the weight 81b along the central axis.
- the weight 81b is attached to the oscillating shaft 81a by a plurality of adjustment parts 81c while inserted into the oscillating shaft 81a.
- the weight 81b oscillates together with the oscillating shaft 81a in each of the Vb1 direction and the Vb2 direction.
- the weights 81b are attached to the oscillating shaft 81a by a plurality of adjustment parts 81c so that they can be individually attached and detached.
- the weights 81b (three) are attached to the oscillating shaft 81a by being clamped by a plurality of adjustment parts 81c.
- the weights 81b (three) have the same predetermined mass.
- the multiple adjustment parts 81c are configured to adjust the mounting position Pa on the oscillating shaft 81a by clamping the weight 81b after moving it on the oscillating shaft 81a.
- Each of the multiple adjustment parts 81c is configured to be inserted into the oscillating shaft 81a.
- Each of the multiple adjustment parts 81c has a nut 811c and a washer 812c.
- the weight 81b is supported from the Z2 direction side by the nut 811c via the washer 812c while the washer 812c is abutted against the weight 81b.
- the weight 81b is pressed from the Z1 direction side by the nut 811c via the washer 812c while the washer 812c is abutted against the weight 81b. As a result, the weight 81b is clamped by the swing shaft 81a.
- the multiple adjustment parts 81c are configured to adjust the mounting position Pa on the oscillating shaft 81a by clamping the weight 81b after moving it on the oscillating shaft 81a.
- the worker removes the side cover part 83a (described later) of the cover member 83 from the lower cover part 83b.
- the worker removes the multiple (three) weights 81b from the oscillating shaft 81a.
- the worker moves the adjustment part 81c on the Z2 direction side in the Z1 direction to the mounting position Pa1.
- the worker inserts one weight 81b into the swing shaft 81a and abuts it against the adjustment part 81c on the Z2 side, and then inserts the adjustment part 81c on the Z1 side into the swing shaft 81a so that the weight 81b is sandwiched between the adjustment part 81c on the Z1 side and the adjustment part 81c on the Z2 side.
- the worker then attaches the removed side cover part 83a to the lower cover part 83b.
- the mounting position Pa of the weight 81b moves to mounting position Pa1. Furthermore, the movement of the weight 81b adjusts the length L from the root position Pb of the Z2-direction end of the oscillating shaft 81a to the center of gravity position Pg of the mass body 81 to the length L1 from the Z2-direction end of the oscillating shaft 81a to the center of gravity position Pg1 of the mass body 81.
- the root position Pb of the Z2-direction end of the oscillating shaft 81a refers to the height position of the Z1-direction end of the elastic member 82 on the oscillating shaft 81a. Furthermore, because the number of weights 81b decreases, the weight of the mass body 81 decreases.
- the multiple adjustment parts 81c are members for adjusting at least one of the attachment position Pa of the weight 81b relative to the oscillating shaft 81a and the mass m of the mass body 81.
- the multiple adjustment parts 81c are members for adjusting at least one of the attachment position Pa of the weight 81b relative to the base position Pb of the end of the oscillating shaft 81a on the Z2 direction side and the mass m of the mass body 81.
- the weight 81b is changed to one, but for example, it is also possible to keep the number of weights 81b at three and change only the attachment position Pa1, or to keep the attachment position Pa and change to one weight 81b.
- the mounting portion 81d is a member that attaches the oscillating shaft 81a to the elastic member 82 by screwing the end of the oscillating shaft 81a on the Z2 direction side into the elastic member 82, and then inserting it into the oscillating shaft 81a and pressing the elastic member 82.
- the mounting portion 81d has a nut 811d and a washer 812d.
- the elastic member 82 is made of a rubber member 82a having a predetermined spring constant kt capable of supporting the end of the pivot shaft 81a on the Z2 direction side.
- the elastic member 82 has a rubber member 82a, a flange portion 82b, and a flange portion 82c.
- the rubber member 82a is a cylindrical member having a predetermined spring constant kt.
- the predetermined spring constant kt is the spring constant kt in the bending direction of the oscillating shaft 81a caused by the oscillation of the oscillating shaft 81a in the Vb1 direction and the Vb2 direction.
- the flange portion 82b is attached to the end of the rubber member 82a on the Z1 side.
- a thread groove is formed in the center of the flange portion 82b in the Ra direction, into which the end of the oscillating shaft 81a on the Z2 side is screwed.
- the flange portion 82c is attached to the end of the rubber member 82a on the Z2 side.
- a thread groove is formed in the center of the flange portion 82c in the Ra direction, into which the fastening member 84f described below is screwed.
- the dynamic vibration reducer-side predetermined frequency of the dynamic vibration reducer 8 is set by the attachment position Pa of the weight 81b from the base side position Pb of the end of the oscillating shaft 81a in the Z2 direction, and the mass m of the mass body 81.
- a translational force F in a translational direction perpendicular to the extension direction of the oscillating shaft 81a is generated at the tip in the Z1 direction of the oscillating shaft 81a, which is supported by a rubber member 82a having a predetermined spring constant kt in the bending direction.
- This translational force F is the restoring force when the oscillating shaft 81a is oscillated.
- the displacement x is calculated by multiplying the length L from the base position Pb of the end of the oscillating shaft 81a on the Z2 direction side to the center of gravity position Pg of the mass body 81 by the angle change ⁇ of the end of the oscillating shaft 81a on the Z2 direction side when it oscillates.
- the natural frequency f of the dynamic vibration absorber 8 of the first embodiment is calculated by the following equation (1).
- m is the mass of the mass body 81.
- the specified frequency on the dynamic vibration absorber side is set by lowering the amplitude of the oscillating shaft 81a at one point of the above-mentioned natural frequency f based on the viscoelasticity of the elastic member 82, while changing the range of frequencies of the oscillating shaft 81a that responds to (vibrates together with) the vibration transmitted from the vibrating object to a specified range centered on the natural frequency f.
- the dynamic vibration absorber-side predetermined frequency of the dynamic vibration absorber 8 can be adjusted by adjusting at least one of the attachment position Pa of the weight 81b from the root side position Pb of the end portion on the Z2 direction side and the mass m of the mass body 81. That is, as described above, the worker removes the weight 81b and then moves the adjustment part 81c on the Z2 direction side, thereby changing the attachment position Pa1 from the root side position Pb, and thus changing the center of gravity position Pg of the mass body 81. This adjusts the dynamic vibration absorber-side predetermined frequency of the dynamic vibration absorber 8. The worker may also change the attachment position Pa without removing the weight 81b. The worker may also increase or decrease the number of weights 81b attached to the oscillating shaft 81a, thereby changing the mass m of the mass body 81. This adjusts the dynamic vibration absorber-side predetermined frequency of the dynamic vibration absorber 8.
- the mass m of the mass body 81 is also changed when the length of the oscillating shaft 81a is increased or decreased while keeping the diameter the same. This adjusts the dynamic vibration absorber side specified frequency of the dynamic vibration absorber 8.
- the dynamic vibration absorber side specified frequency of the dynamic vibration absorber 8 is also adjusted when the spring constant kt of the rubber member 82a is increased or decreased.
- the dynamic vibration absorber 8 of the first embodiment is configured to be adjustable to approach the predetermined support-side vibration frequency of the support member 61 in order to suppress vibration of the support member 61, which vibrates at a predetermined support-side vibration frequency.
- the dynamic vibration absorber 8 is configured to be adjustable to approach the predetermined support-side vibration frequency of the support member 61 by adjusting at least one of the attachment position Pa of the weight 81b from the base position Pb of the end of the oscillating shaft 81a on the Z2 direction side by the multiple adjustment parts 81c, and the mass m of the mass body 81.
- the dynamic vibration absorber 8 is also configured to be adjustable to approach the predetermined support-side vibration frequency of the support member 61 by adjusting the spring constant kt of the rubber member 82a.
- the dynamic vibration reducer side specified vibration frequency of the dynamic vibration reducer 8 is adjusted at the operating location of the robot 100 by the operator making the above-mentioned adjustments to the length L and the mass m of the mass body 81 while measuring the time it takes for the vibration of the imaging unit 7 to subside when the joint JT1 is rotated in the R1 or R2 direction.
- the cover member 83 is configured to cover the mass body 81 and the elastic member 82 from the side (outside in the Ra direction) and the Z2 direction side.
- the cover member 83 has a side cover portion 83a and a lower cover portion 83b.
- the side cover portion 83a is a cylindrical cover that covers the mass body 81 and the elastic member 82 from the side.
- the end portion of the side cover portion 83a on the Z2 direction side is detachably attached to the lower cover portion 83b by a bolt or the like. This allows the side cover portion 83a to be removed from the lower cover portion 83b when adjusting the dynamic vibration absorber side predetermined frequency of the dynamic vibration absorber 8 using the multiple adjustment portions 81c.
- the side cover portion 83a can be attached from the lower cover portion 83b.
- the lower cover portion 83b is a substantially circular cover that covers the mass body 81 and the elastic member 82 from the Z2 direction side.
- a central portion in the Ra direction of the lower cover portion 83b is attached to the base portion 84.
- the base portion 84 is a member that detachably attaches the dynamic vibration reducer 8 to the imaging unit support portion 6.
- the base portion 84 has a plate-shaped member 84a, a plate-shaped member 84b, a plurality of collars 84c, a plurality of fastening members 84d, and a plurality of fastening members 84e.
- the plate-shaped member 84a, the plate-shaped member 84b, the plurality of collars 84c, the plurality of fastening members 84d, and the plurality of fastening members 84e are members for fixing the dynamic vibration reducer 8 to the plate 62a of the horizontal member 62 of the imaging unit support portion 6.
- the combined configuration of the plate-shaped member 84a, the plate-shaped member 84b, the plurality of collars 84c, the plurality of fastening members 84d, and the plurality of fastening members 84e is an example of a "fixing portion" in the claims.
- the base portion 84 is configured to grip the plate 62a using plate-shaped members 84a and 84b.
- a threaded groove is formed on the inner peripheral surface of each of the multiple collars 84c into which multiple fastening members 84d and multiple fastening members 84e are screwed.
- the multiple fastening members 84d and the multiple fastening members 84e are the same fastening member.
- multiple fastening members 84d are inserted into the plate-shaped member 84a from the Z2 direction side to fasten the multiple fastening members 84d to the Z2 direction portions of each of the multiple collars 84c
- multiple fastening members 84e are inserted into the plate-shaped member 84b from the Z1 direction side to fasten the multiple fastening members 84e to the Z1 direction portions of each of the multiple collars 84c, whereby the plate 62a is gripped by the base portion 84.
- a space is formed between the plate 62a and the lower cover portion 83b.
- the dynamic vibration absorber 8 is attached to the oscillating shaft 81a, includes a weight 81b that oscillates together with the oscillating shaft 81a, and is provided with a mass body 81 that is configured to be adjustable so that the dynamic vibration absorber-side predetermined frequency (the frequency of the dynamic vibration absorber 8) approaches the support-side predetermined frequency in order to suppress vibration of the vibration object (imaging unit support part 6) that vibrates at a support-side predetermined frequency (predetermined frequency).
- the dynamic vibration absorber 8 can be adjusted to approach the actual support-side predetermined frequency of the vibration object (imaging unit support part 6) by adjusting the mass m of the mass body 81, etc., while checking the degree to which the dynamic vibration absorber 8 suppresses the actual vibration of the vibration object (imaging unit support part 6).
- the mass body 81 includes an adjustment unit 81c that adjusts the dynamic vibration absorber-side predetermined frequency (the frequency of the dynamic vibration absorber 8) to approach the support-side predetermined frequency by adjusting at least one of the mounting position Pa (mounting position Pa1) of the weight 81b relative to the oscillating shaft 81a and the mass m of the mass body 81.
- This allows the adjustment unit 81c to adjust the mounting position Pa (mounting position Pa1) of the weight 81b from one end of the oscillating shaft 81a and the mass m of the mass body 81 to adjust the natural frequency f, thereby adjusting the dynamic vibration absorber-side predetermined frequency within a predetermined range centered on the natural frequency f.
- the dynamic vibration absorber-side predetermined frequency can be easily adjusted, and therefore the dynamic vibration absorber 8 having the dynamic vibration absorber-side predetermined frequency that matches the vibration of the actual vibration target (imaging unit support unit 6) can be easily provided.
- the adjustment unit 81c has a plurality of adjustment units 81c (clamping units) that are inserted into the oscillating shaft 81a and clamp the weight 81b on the oscillating shaft 81a.
- the plurality of adjustment units 81c (clamping units) are configured to adjust the mounting position Pa (mounting position Pa1) on the oscillating shaft 81a by clamping the weight 81b after moving it on the oscillating shaft 81a. This makes it easy to adjust the mounting position Pa (mounting position Pa1) of the weight 81b on the oscillating shaft 81a, thereby preventing an increase in the adjustment workload on the worker.
- the weights 81b are individually and detachably attached to the oscillating shaft 81a by the adjustment unit 81c.
- This allows the weights 81b to be attached to and detached from the oscillating shaft 81a one by one to adjust the specified vibration frequency on the dynamic vibration reducer side, making it easy to adjust the mass m of the mass body 81 by the adjustment unit 81c, and also allowing the specified vibration frequency on the dynamic vibration reducer side (the vibration frequency of the dynamic vibration reducer 8) to be adjusted to match the specified vibration frequency on the support side of the object to be vibrated (imaging unit support unit 6).
- the weight 81b has a cylindrical shape with an insertion hole 811b formed therein, into which the oscillating shaft 81a is inserted.
- the cylindrical weight 81b has a point-symmetric shape in a plan view, so that the restoring force generated in the elastic member 82 by the moment when the weight 81b oscillates can be made constant regardless of the direction in which the oscillating shaft 81a oscillates. Therefore, the natural frequency of the dynamic vibration absorber 8, which is calculated by formula (1) based on the translational force F, which is the restoring force when oscillating the oscillating shaft 81a, can be set to a constant value.
- the elastic member 82 is composed of a rubber member 82a having a predetermined spring constant kt capable of supporting one end of the oscillating shaft 81a.
- the rubber member 82a has viscoelasticity, and can realize the function of setting the dynamic vibration absorber-side predetermined vibration frequency based on the natural frequency f of the dynamic vibration absorber 8, and the function of absorbing vibration energy, so that the dynamic vibration absorber 8 can be realized with a simple structure compared to the case where the above functions are realized using a hydraulic damper.
- the rubber member 82a is made of a cylindrical member having a predetermined spring constant kt capable of supporting one end of the oscillating shaft 81a.
- the cylindrical rubber member 82a has a point-symmetric shape in a plan view, so a constant restoring force can be applied to the oscillating shaft 81a by the predetermined spring constant kt regardless of the oscillating direction of the oscillating shaft 81a.
- the natural frequency of the dynamic vibration absorber 8 which is calculated by formula (1) based on the translational force F, which is the restoring force when oscillating the oscillating shaft 81a, can be set to a constant value.
- the base 84 includes fixing parts (plate-shaped member 84a, plate-shaped member 84b, multiple collars 84c, multiple fastening members 84d, and multiple fastening members 84e) for fixing to the vibration object (imaging unit support 6).
- This allows the dynamic vibration absorber 8 to be easily fixed to the vibration object (imaging unit support 6) by the fixing parts.
- the vibration object (imaging unit support 6) can be transmitted to the dynamic vibration absorber 8 via the fixing parts, the dynamic vibration absorber 8 can also be vibrated at a dynamic vibration absorber-side predetermined frequency in conjunction with the vibration of the support part side of the vibration object (imaging unit support 6) at a predetermined frequency.
- the dynamic vibration absorber 8 can suppress the vibration of the support part side of the vibration object (imaging unit support 6) at a predetermined frequency.
- the robot 100 is provided with a dynamic vibration absorber 8 that is adjusted so that the dynamic vibration absorber-side predetermined frequency approaches the support-side predetermined frequency in order to suppress vibrations of a predetermined location (imaging unit support 6, vibrating object) that vibrates at a support-side predetermined frequency as the robot arm 4 moves when the imaging unit 7 captures the object Ma in order to hold the object Ma with the robot hand 3.
- This makes it possible to adjust the dynamic vibration absorber 8 so that the dynamic vibration absorber-side predetermined frequency approaches the support-side predetermined frequency while checking the degree to which the dynamic vibration absorber 8 suppresses the actual vibration of the predetermined location (imaging unit support 6) by adjusting the mass m of the mass body 81, etc.
- the robot 100 is attached to the joint JT1 constituting the base 42 of the robot arm 4, rotates integrally with the joint JT1, and includes an imaging unit support part 6 that supports the imaging unit 7.
- the dynamic vibration reducer 8 is attached to the imaging unit support part 6.
- the imaging unit 7 vibrates together with the imaging unit support part 6.
- the dynamic vibration reducer 8 can suppress the vibration of the imaging unit support part 6 at a predetermined vibration frequency on the support part side, the time required to attenuate the vibration of the imaging unit support part 6 can be reduced.
- the time required to attenuate the vibration of the imaging unit 7 is also reduced, so that the imaging unit 7 can quickly capture an image of the object Ma after the rotation of the joint JT1.
- the imaging unit support section 6 is attached to the joint section JT1 and includes a support member 61 extending upward from the joint section JT1.
- the imaging unit support section 6 is attached to the support member 61, has the imaging unit 7 attached thereto, and includes a horizontal member 62 extending horizontally.
- the dynamic vibration absorber 8 is attached to the horizontal member 62. This allows the dynamic vibration absorber 8 to suppress vibrations of the horizontal member 62 that accompany vibrations of the support member 61 when the rotation of the joint section JT1 stops after rotating integrally with the joint section JT1, and therefore the time required to attenuate the vibrations of the imaging unit 7 attached to the horizontal member 62 can be reduced.
- the dynamic vibration absorber 8 is an oscillating dynamic vibration absorber 8 that oscillates due to the vibration of the support member 61 after it rotates integrally with the joint JT1.
- the dynamic vibration absorber 8 oscillates in response to the vibration of the support member 61 when the rotation of the joint JT1 stops, and the vibration energy applied to the dynamic vibration absorber 8 due to the oscillation can be absorbed by the dynamic vibration absorber 8, thereby damping the vibration of the support member 61.
- the oscillating dynamic vibration absorber 8 includes a base portion 84 and an elastic member 82 attached to the base portion 84 and having a predetermined spring constant kt.
- the oscillating dynamic vibration absorber 8 has an oscillating shaft 81a having one end attached to the elastic member 82 and the other end protruding in the opposite direction to the elastic member 82, and a weight 81b attached to the oscillating shaft 81a and oscillating together with the oscillating shaft 81a, and includes a mass body 81 configured to be adjustable so that the dynamic vibration absorber-side predetermined frequency (the frequency of the oscillating dynamic vibration absorber 8) approaches the support-side predetermined frequency in order to suppress vibration of a vibration target (imaging unit support portion 6) which is a predetermined location (imaging unit support portion 6) that vibrates at a support-side predetermined frequency.
- the dynamic vibration reducer 8 can be adjusted so that it approaches the actual predetermined vibration frequency of the support part of the object to be vibrated (imaging unit support part 6).
- the mass body 81 further includes an adjustment unit 81c that adjusts the dynamic vibration absorber-side predetermined frequency (the frequency of the oscillating dynamic vibration absorber 8) to approach the support-side predetermined frequency by adjusting at least one of the attachment position Pa (attachment position Pa1) of the weight 81b from one end of the oscillating shaft 81a and the mass m of the mass body 81.
- the dynamic vibration absorber-side predetermined frequency can be easily adjusted, and therefore a dynamic vibration absorber 8 having a dynamic vibration absorber-side predetermined frequency that matches the vibration of the actual vibration target (imaging unit support unit 6) can be easily provided.
- the robot 20 is a robot that autonomously performs a specified task on an object.
- the up-down direction is the Z direction
- the upward direction of the Z direction is the Z1 direction
- the downward direction of the Z direction is the Z2 direction.
- a specific horizontal direction perpendicular to the Z direction is the X direction, with one of the X directions being the X1 direction and the other of the X directions being the X2 direction.
- a horizontal direction perpendicular to the X direction is the Y direction, with one of the Y directions being the Y1 direction and the other of the Y directions being the Y2 direction.
- the robot 20 comprises a robot hand 201, a robot arm 202, a control unit 203, and a dynamic vibration reducer 204.
- the robot arm 202 is an example of the "predetermined location" and "vibration target" in the claims.
- the robot hand 201 is configured to perform tasks such as picking, painting, assembly, and welding. That is, the robot hand 201 has a suction nozzle, a spray nozzle, and a welding wire.
- the robot arm 202 is configured to perform a predetermined task on an object using the robot hand 201.
- the robot hand 201 is attached to the tip of the robot arm 202.
- the robot arm 202 includes a base 221, an arm portion 222, an arm portion 223, an arm portion 224, an arm portion 225, an arm portion 226, and an arm portion 227.
- the arm portion 222 is attached to the base 221.
- the arm portion 222 is attached to the base 221 so as to be rotatable in one and the other circumferential directions about a central axis of rotation Cr that is parallel to the Z direction.
- the base 221 has a joint portion JT1.
- the joint portion JT1 rotates in each of the one and the other circumferential directions by the driving force of the driving portion.
- the driving portion has a driving source such as a motor and a reduction mechanism.
- the arm portion 223 has joints JT2 and JT3.
- the arm portion 222 is attached to the joint portion JT2 so as to be rotatable relative to the arm portion 222.
- the joint portion JT2 has a drive portion.
- the drive portion has a drive source such as a motor and a reduction mechanism for rotating the arm portion 223 relative to the arm portion 222.
- the arm portion 224 is attached to the joint portion JT3 so as to be rotatable relative to the arm portion 223.
- the joint portion JT3 has a drive portion.
- the drive portion has a drive source such as a motor and a reduction mechanism for rotating the arm portion 224 relative to the arm portion 223.
- the arm section 225 is attached to the joint section JT4.
- the arm section 225 is attached to the joint section JT4 so as to be rotatable relative to the arm section 225.
- the joint section JT4 has a drive section.
- the drive section has a drive source such as a motor for rotating the arm section 225 relatively, and a reduction mechanism.
- the arm section 226 is attached to the arm section 225.
- the arm section 227 is attached to the arm section 226.
- the arm section 227 has a joint section JT5.
- the robot hand 201 is attached to the joint section JT5 so as to be rotatable relative to the arm section 227.
- the joint section JT5 has a drive section.
- the drive section has a drive source such as a motor for rotating the robot hand 201 relative to the arm section 227, and a reduction mechanism.
- the robot hand 201 has a joint JT6.
- the joint JT6 has a drive unit.
- the drive unit has a drive source such as a motor and a reduction mechanism for rotating the robot hand 201 relative to the arm unit 227.
- the control unit 203 is configured to control the robot 20.
- the control unit 203 is electrically connected to devices such as the robot hand 201 and the robot arm 202.
- control unit 203 includes a CPU, a storage unit 231 having an HDD and SSD, and a memory having a ROM and RAM.
- an emergency stop refers to a stop in which the driving of all the motors of the joints JT1, JT2, JT3, JT4, JT5, and JT6 is stopped while the robot arm 202 is moving.
- the dynamic vibration absorber 204 is adjusted so that the dynamic vibration absorber-side predetermined frequency (the frequency of the dynamic vibration absorber 204) approaches the arm-side predetermined frequency in order to suppress the vibration of the robot arm 202, which vibrates at the arm-side predetermined frequency when the robot arm 202 is stopped.
- the dynamic vibration absorber 204 is configured as an oscillating dynamic vibration absorber 204 that oscillates due to vibration caused by stopping the robot arm 202 after movement (particularly, an emergency stop).
- the arm-side predetermined frequency is an example of the "predetermined frequency” in the claims.
- the dynamic vibration absorber-side predetermined frequency is also an example of the "dynamic vibration absorber frequency" in the claims.
- the arm-side specified frequency is a specified range of frequencies centered on the natural frequency of the arm section 223 of the robot arm 202.
- the dynamic vibration reducer-side specified frequency is a specified range of frequencies centered on the natural frequency f of the dynamic vibration reducer 204, which will be described later.
- Such a dynamic vibration reducer 204 is fixed to the robot arm 202.
- the dynamic vibration reducer 204 is fixed near the joint JT3 in the arm section 223 of the robot arm 202.
- the dynamic vibration reducer 204 is fixed to the tip side of the arm section 223 (the end portion of the arm section 223 on the joint Jt3 side, i.e., near the joint JT3) via a bracket 205 fixed by a fastening member 206.
- the fixing location of the dynamic vibration reducer 204 does not have to be near the joint JT3 in the arm section 223 of the robot arm 202, but may be another location on the robot arm 202.
- the dynamic vibration absorber 204 swings and absorbs the vibration energy applied by the swing, quickly converging the vibration of the robot arm 202, thereby suppressing the vibration of the robot arm 202.
- the detailed configuration of the dynamic vibration absorber 204 will be described in detail below with reference to Figures 6 to 8.
- the dynamic vibration absorber 204 includes a mass body 241, an elastic member 242, and a base portion 243.
- the dynamic vibration absorber-side predetermined frequency is set by the mass body 241 and the elastic member 242.
- the dynamic vibration absorber-side predetermined frequency of the dynamic vibration absorber 204 is matched to the arm-side predetermined frequency of the robot arm 202.
- the dynamic vibration absorber-side predetermined frequency of the dynamic vibration absorber 204 is a predetermined range of frequencies centered on the natural frequency f, which is set based on the viscoelasticity of the elastic member 242.
- the dynamic vibration absorber 204 does not resonate at one point of the natural frequency f, but resonates at a predetermined range of frequencies centered on the natural frequency f due to the viscoelasticity of the elastic member 242.
- the mass body 241 and the elastic member 242 will be described.
- the mass body 241 is configured to be adjustable so that the dynamic vibration absorber-side predetermined frequency approaches the arm-side predetermined frequency in order to suppress vibration of the robot arm 202, which vibrates at a predetermined frequency.
- the mass body 241 has a swinging plate-like member 241a, a weight 241b, a plurality of adjustment long holes 241c, and a fastening member 241d.
- the swinging plate-like member 241a is an example of the "swinging member” in the claims.
- the combination of the plurality of adjustment long holes 241c and the fastening member 241d is an example of the "adjustment section" in the claims.
- the end (one end) of the oscillating plate member 241a on the Z2 side is attached to the elastic member 242, and the end (the other end) on the Z1 side protrudes in the opposite direction from the elastic member 242.
- the oscillating plate member 241a has an L-shape when viewed from the side perpendicular to the direction from the elastic member 242 toward the weight 241b.
- the oscillating plate member 241a has a first plate member 2411a and a second plate member 2412a.
- the first plate member 2411a is a plate member extending from the second plate member 2412a in the direction from the elastic member 242 toward the weight 241b.
- the second plate member 2412a is a plate member extending in a direction perpendicular to the direction from the elastic member 242 toward the weight 241b.
- the first plate member 2411a connects the second plate member 2412a and the weight 241b.
- the first plate member 2411a is fixed to the weight 241b by fastening members 241d.
- the first plate member 2411a is fixed to the second plate member 2412a by welding.
- the second plate member 2412a is fixed to the elastic member 242 by fastening members 244 described below.
- the swinging plate member 241a is a plate member that swings by having one end attached to the elastic member 242 and the weight 241b attached to the other end.
- the swinging plate member 241a is configured to swing in each of the Vb1 direction and the Vb2 direction with respect to the direction of the swing center axis Cs, with the connection point Pf between the elastic member 242 and the base part 243 as a fulcrum, in association with the vibration of the robot arm 202.
- the swing center axis Cs is a straight line that passes through the intermediate position Pm between the two elastic members 242 described later and extends in a direction from the elastic member 242 toward the weight 241b.
- the swinging plate member 241a swings in the Vb1 direction and the Vb2 direction in each of a plurality of radial directions perpendicular to the swing center axis Cs in a plan view.
- the weight 241b is a metal member having a predetermined mass (for example, about 3 kg).
- the weight 241b has a hexahedral shape with a screw hole 2411b into which a fastening member 241d for connecting to the oscillating plate member 241a is screwed.
- the screw hole 2411b is recessed in the direction from the first plate member 2411a toward the weight 241b on the side surface of the weight 241b on the first plate member 2411a side.
- the weight 241b is attached to the oscillating plate member 241a with the fastening member 241d fastened. As a result, the weight 241b swings together with the oscillating plate member 241a in each of the Vb1 direction and the Vb2 direction.
- the weight 241b is detachably attached to the oscillating plate member 241a by the fastening member 241d.
- the adjustment long hole 241c is formed in the swing plate member 241a.
- the adjustment long hole 241c extends in a direction (Z1 direction) from the elastic member 242 toward the weight 241b.
- the adjustment long hole 241c is a long hole for attaching the weight 241b so that the position in the direction from the elastic member 242 toward the weight 241b can be adjusted.
- two adjustment long holes 241c are provided symmetrically with respect to the swing central axis Cs.
- the two adjustment long holes 241c are arranged adjacent to each other in a direction (Y direction) perpendicular to the direction from the elastic member 242 toward the weight 241b.
- a fastening member 241d is inserted into each of the two adjustment long holes 241c. Then, the inserted fastening member 241d is screwed into the screw hole 2411b, thereby fixing the weight 241b to the swinging plate member 241a.
- the two adjustment long holes 241c are configured to adjust the mounting position Pa on the oscillating plate member 241a by fastening the weight 241b with the fastening members 241d after moving the weight 241b on the oscillating plate member 241a.
- the worker loosens the two fastening members 241d and then moves the weight 241b in the Z1 direction (or Z2 direction). Then, when the worker reaches the moved position and tightens the two fastening members 241d, the mounting position Pa of the weight 241b moves to another mounting position in the Z1 direction (or Z2 direction).
- weight 241b adjusts the length Lg from the midpoint Pm of the two elastic members 242 to the center of gravity Pmg of the mass body 241 when viewed from the side (X1 direction) perpendicular to the direction from the elastic members 242 to weight 241b.
- weight 241b is attached to the oscillating plate member 241a so that its position in the direction from the elastic members 242 to weight 241b (Z1 direction) can be adjusted.
- the midpoint Pm of the two elastic members 242 is the position halfway between center positions Pc1 and Pc2 of the two elastic members 242 in the direction in which the two elastic members 242 are lined up.
- the two adjustment long holes 241c are configured to adjust the mounting position Pa of the weight 241b relative to the oscillating plate member 241a.
- the two adjustment long holes 241c are configured to adjust the mounting position Pa of the weight 241b based on the intermediate position Pm.
- FIG. 7 an example is shown in which the weight 241b is moved, but the mass of the weight 241b may also be changed.
- the fastening member 241d is a member for fixing the weight 241b to the oscillating plate member 241a.
- the elastic member 242 is made of a rubber member 242a having a predetermined spring constant kt capable of supporting the end portion of the swing plate member 241a on the Z2 direction side.
- the elastic member 242 has a rubber member 242a, a flange portion 242b, a flange portion 242c, a screw groove 242d, a screw groove 242e, a rubber washer 242f, and a rubber washer 242g.
- the rubber member 242a is a cylindrical member having a predetermined spring constant kt.
- the predetermined spring constant kt is the spring constant kt in the bending direction of the bending of the oscillating plate member 241a caused by the oscillation of the oscillating plate member 241a in the Vb1 direction and the Vb2 direction.
- the flange portion 242b is attached to the end of the rubber member 242a on the Z1 direction side.
- a screw groove 242d is formed in the center of the flange portion 242b, into which the fastening member 244 is screwed. This fixes the oscillating plate member 241a to the flange portion 242b.
- the flange portion 242c is attached to the end of the rubber member 242a on the Z2 direction side.
- a screw groove is formed in the center of the flange portion 242c, into which the fastening member 245 is screwed. This fixes the flange portion 242bc to the base portion 243.
- the rubber washer 242f is disposed between the oscillating plate member 241a and the flange portion 242b.
- the rubber washer 242g is disposed between the flange portion 242c and the base portion 243.
- the two elastic members 242 are arranged line-symmetrically with respect to a first line Lsy passing through the center position Pw of the weight 241b when viewed from the direction from the elastic member 242 toward the weight 241b (Z1 direction side).
- the two elastic members 242 are line-symmetrical with respect to the first line Lsy, and are arranged side by side with the weight 241b on a second line Lar perpendicular to the first line Lsy.
- the two elastic members 242 and the weight 241b are arranged adjacent to each other with some overlapping.
- the weight 241b is arranged between the two elastic members 242.
- the specified frequency of the dynamic vibration reducer 204 on the dynamic vibration reducer side is set by the width Ax of the two elastic members 242, the intermediate position Pm of the width Ax of the two elastic members 242, the length L from the intermediate position Pm to the mounting position Pa of the weight 241b, and the mass m of the mass body 241.
- a swinging motion occurs with the center of swing being the center position Pm of the two elastic members 242, with the center of swing being the center of gravity Pmg (mass point) of the mass body 241.
- This swinging motion is caused by the application of a restoring force by the two elastic members 242 to the center of gravity Pmg of the mass body 241.
- the natural frequency f of the dynamic vibration absorber 204 is expressed by the following formula (21).
- M is the mass of the mass body 241.
- the specified frequency on the dynamic vibration absorber side is set by lowering the amplitude of the oscillating plate-like member 241a at one point of the above-mentioned natural frequency f based on the viscoelasticity of the elastic member 242, while changing the range of vibration frequencies of the oscillating plate-like member 241a that responds (vibrates together) to the vibration transmitted from the vibrating object to a specified range centered on the natural frequency f.
- the dynamic vibration reducer-side predetermined frequency of the dynamic vibration reducer 204 can be adjusted by adjusting at least one of the attachment position Pa of the weight 241b from the intermediate position Pm and the mass M of the mass body 241. That is, as described above, the worker moves the weight 241b along the adjustment elongated hole 241c toward the Z1 direction (or the Z2 direction), thereby changing the attachment position Pa from the intermediate position Pm, and therefore changing the center of gravity position Pmg of the mass body 241. This adjusts the dynamic vibration reducer-side predetermined frequency of the dynamic vibration reducer 204. The worker also adjusts the dynamic vibration reducer-side predetermined frequency of the dynamic vibration reducer 204 by changing the mass of the weight 241b.
- the mass M of the mass body 241 is also changed when the thickness of the oscillating plate member 241a is increased or decreased. This adjusts the predetermined vibration frequency on the dynamic vibration absorber side of the dynamic vibration absorber 204.
- the predetermined vibration frequency on the dynamic vibration absorber side of the dynamic vibration absorber 204 is also adjusted when the spring constant kt of the rubber member 242a is increased or decreased.
- the predetermined vibration frequency on the dynamic vibration absorber side of the dynamic vibration absorber 204 is also adjusted when the width Ax of the two elastic members 242 is increased or decreased.
- the dynamic vibration absorber 204 of the second embodiment is configured to be adjustable to approach the predetermined arm-side vibration frequency of the robot arm 202 in order to suppress the vibration of the robot arm 202 that vibrates at the predetermined arm-side vibration frequency.
- the dynamic vibration absorber 204 is configured to be adjustable to approach the predetermined arm-side vibration frequency of the robot arm 202 by adjusting at least one of the attachment position Pa of the weight 241b from the intermediate position Pm by the adjustment long hole 241c and the mass m of the mass body 241.
- the dynamic vibration absorber 204 is also configured to be adjustable to approach the predetermined arm-side vibration frequency of the robot arm 202 by adjusting the spring constant kt of the rubber member 242a.
- the dynamic vibration absorber 204 is also configured to be adjustable to approach the predetermined arm-side vibration frequency of the robot arm 202 by adjusting the width Ax of the two elastic members 242.
- the dynamic vibration reducer side predetermined vibration frequency of the dynamic vibration reducer 204 is adjusted at the operating location of the robot 100 by the operator making the above-mentioned adjustments to the mounting position Pa and the mass M of the mass body 241 while measuring the time it takes for the vibration of the robot arm 202 to subside when the robot arm 202 is stopped in an emergency after being moved.
- the base part 243 is a member for detachably mounting near the joint part JT3.
- the base part 243 is fixed to the tip side of the arm part 223 (the end part of the arm part 223 on the joint part Jt3 side, i.e., near the joint part JT3) via the bracket 205.
- the base part 243 is fixed to the bracket 205 by a fastening member 206.
- the combination of the base part 243, the bracket 205 and the fastening member is an example of a "fixed part" in the claims.
- the dynamic vibration absorber 204 is attached to an oscillating plate member 241a, includes a weight 81b that oscillates together with the oscillating plate member 241a, and is provided with a mass body 241 that is configured to be adjustable so that the dynamic vibration absorber-side predetermined frequency (frequency of the dynamic vibration absorber 204) approaches the arm-side predetermined frequency in order to suppress vibration of the vibrating object (robot arm 202) that vibrates at a predetermined arm-side frequency (predetermined frequency).
- This makes it possible to provide a dynamic vibration absorber 204 that has a dynamic vibration absorber-side predetermined frequency that matches the vibration of the actual vibrating object (robot arm 202) without creating a new dynamic vibration absorber 204 that has been redesigned.
- the oscillating member includes a plate-shaped oscillating plate member 241a that is oscillated by having one end attached to the elastic member 242 and having weight 241b attached to the other end.
- the contact area (support area) between the oscillating shaft and the weight is smaller on the oscillating shaft, but the contact area (support area) with weight 241b of the plate-shaped oscillating plate member 241a can be made larger, so that weight 241b can be supported more stably.
- the weight 241b is attached to the oscillating plate member 241a so that its position in the direction from the elastic member 242 toward the weight 241b can be adjusted.
- This allows the position of the center of gravity Pwg of the mass body 241 to be changed by adjusting the position of the weight 241b, and therefore allows the natural frequency of the dynamic vibration reducer 204 to be adjusted.
- the predetermined frequency on the dynamic vibration reducer side can be matched to the vibration of the object to be vibrated (robot arm 202).
- the swinging plate member 241a is formed with an adjustment slot 241c that extends in a direction from the elastic member 242 toward the weight 241b and that attaches the weight 241b so that the position in the direction from the elastic member 242 toward the weight 241b can be adjusted.
- This allows the position of the weight 241b to be adjusted by the adjustment slot 241c in both the direction from the elastic member 242 toward the weight 241b and the direction from the weight 241b toward the elastic member 242, so that the position adjustment of the weight 241b in two directions can be achieved with the simple structure of the adjustment slot 241c.
- the oscillating plate member 241a has an L-shape when viewed from the side perpendicular to the direction from the elastic member 242 toward the weight 241b.
- the weight 241b can be prevented from protruding from the oscillating plate member 241a, and interference between the structure outside the robot 20 and the dynamic vibration reducer 204 can be suppressed.
- the dynamic vibration reducer 204 is fixed to the robot arm 202, which is the object to be vibrated.
- the dynamic vibration reducer 204 can quickly converge the vibration of the robot arm 202.
- two elastic members 242 are arranged symmetrically with respect to a first straight line Lsy passing through the center position Pw of the weight 241b when viewed from the direction from the elastic member 242 toward the weight 241b. This makes it possible to stabilize the oscillation of the mass body 241 including the weight 241b, and therefore makes it possible to prevent an excessive load from being applied to either of the two elastic members 242.
- the two elastic members 242 when viewed from the direction from the elastic members 242 toward the weight 241b, are line-symmetrical with respect to the first line Lsy, and are arranged next to the weight 241b on the second line Lar that is perpendicular to the first line Lsy. This allows the mass body 241 to oscillate more stably than when the two elastic members 242 and the weight 241b are arranged at positions offset from the second line Lar.
- the dynamic vibration reducer 8 is attached to the horizontal member 62 of the imaging unit support section 6, but the present disclosure is not limited to this.
- the dynamic vibration reducer 8 may be attached to the tip of the Z1 direction side of the support member 61 of the imaging unit support section 6, which is located near the horizontal member 62.
- the dynamic vibration reducer may also be attached to the transport vehicle, storage section, or robot arm other than the imaging unit support section.
- the dynamic vibration reducer may also be attached to a location other than the first joint section (joint section JT1).
- the robot arm 4 has joints JT1, JT2, JT3, JT4, JT5, and JT6, but the present disclosure is not limited to this.
- the robot arm may have one to five joints, or seven or more joints.
- the elastic member 82 is a rubber member 82a, but the present disclosure is not limited to this.
- the elastic member may be a resin member that is elastically deformable other than a rubber member.
- the weight 81b has a cylindrical shape, but the present disclosure is not limited to this.
- the weight may have a polygonal shape, such as a rectangular shape, in a plan view.
- the dynamic vibration reducer 8 was applied to the robot 100, but the present disclosure is not limited to this.
- the dynamic vibration reducer may be applied to an autonomous mobile vehicle, or to a robot that does not have a carrier vehicle.
- the robot 100 is a robot that autonomously performs the task of transporting items Ma stacked at a predetermined location P1 from the predetermined location P1 to a destination location P2, but the present disclosure is not limited to this.
- the robot may be a robot other than a robot that autonomously performs a transport task.
- the cover member may have another configuration, such as attaching the side cover portion directly to the base portion without providing a lower cover portion.
- the cover member 83 covers the mass body 81 and the elastic member 82 from the sides with the side cover portion 83a and covers the mass body 81 and the elastic member 82 from below with the bottom cover portion 83b, but the present disclosure is not limited to this.
- the cover member may be configured to cover all of the top, bottom, and sides.
- the side cover portion 83a was a cylindrical cover, but the present disclosure is not limited to this.
- the side cover portion may be a cover having a shape other than a cylindrical shape.
- the lower cover portion may or may not be a cover having a shape that matches the shape of the side cover portion.
- the weight 241b has a hexahedral shape, but the present disclosure is not limited to this. In the present disclosure, the weight may have a polyhedral shape.
- the weight 241b is attached to the oscillating plate member 241a so that its position in the direction from the elastic member 242 toward the weight 241b can be adjusted, but the present disclosure is not limited to this.
- the weight may be attached to the oscillating plate member so that its position in a direction perpendicular to the direction from the elastic member toward the weight can also be adjusted.
- the mass body may be attached to the elastic member so that it can be adjusted in a direction perpendicular to the direction from the elastic member toward the weight, relative to the elastic member. This makes it possible to adjust the position of the center of gravity of the mass body and the intermediate position to overlap when viewed from the direction from the elastic member toward the weight.
- the oscillating plate member 241a is provided with an adjustment slot 241c that extends in a direction from the elastic member 242 toward the weight 241b and that allows the weight 241b to be attached so that its position in the direction from the elastic member 242 toward the weight can be adjusted.
- the weight may be provided with a plurality of screw holes
- the oscillating plate member 241a may be provided with through holes at positions that correspond to the plurality of screw holes.
- the oscillating plate member 241a has an L-shape when viewed from the side perpendicular to the direction from the elastic member 242 toward the weight 241b, but the present disclosure is not limited to this.
- the oscillating plate member may have a U-shape or the like when viewed from the side perpendicular to the direction from the elastic member toward the weight.
- the elastic members 242 are arranged line-symmetrically with respect to the first straight line Lsy passing through the center position Pw of the weight 241b when viewed from the direction from the elastic member 242 toward the weight 241b, but the present disclosure is not limited to this.
- the elastic members do not have to be arranged line-symmetrically, and one, or three or more elastic members may be arranged.
- the two elastic members 242 when viewed from the direction from the elastic members 242 toward the weight 241b, are line-symmetrical with respect to the first line Lsy, and are arranged side by side with the weight 241b on the second line Lar that is perpendicular to the first line Lsy, but the present disclosure is not limited to this.
- the two elastic members and the weight when viewed from the direction from the elastic members toward the weight, may be arranged at a position offset from the second line.
- the dynamic vibration absorber includes: A base portion; an elastic member attached to the base portion and having a predetermined spring constant; a mass body including an oscillating member having one end attached to the elastic member and the other end protruding in the opposite direction from the elastic member, and a weight attached to the oscillating member and oscillating together with the oscillating member, the mass body being configured to be adjustable so that the frequency of the dynamic vibration absorber approaches the predetermined frequency in order to suppress vibration of the vibrating object vibrating at the predetermined frequency.
- the oscillating member includes an oscillating shaft having one end attached to the elastic member and the other end protruding in a direction opposite to the elastic member, the adjustment unit has a clamping unit that is inserted into the pivot shaft and clamps the weight on the pivot shaft;
- the clamping unit is configured to adjust the mounting position on the pivot shaft by clamping the weight after moving the weight on the pivot shaft.
- a robot hand that holds an object; a robot arm having the robot hand attached to a tip thereof; an imaging unit attached to a predetermined location and configured to image the object held by the robot hand; a dynamic vibration absorber, the dynamic vibration absorber being adjusted so that a vibration frequency approaches a predetermined frequency in order to suppress vibration of the predetermined location that vibrates at a predetermined frequency in association with movement of the robot arm when the imaging unit captures an image of the object in order to hold the object with the robot hand, the dynamic vibration absorber being adjusted so that a vibration frequency approaches the predetermined frequency.
- FIG. 17 an imaging unit support part that is attached to a first joint part constituting a base of the robot arm, rotates integrally with the first joint part, and supports the imaging unit;
- the imaging unit support portion is A support member attached to the first joint portion and extending upward from the first joint portion; a horizontal member attached to the support member, the imaging unit attached to the horizontal member, and extending in a horizontal direction; 18.
- the oscillating dynamic vibration absorber comprises: A base portion; an elastic member attached to the base portion and having a predetermined spring constant;
- the robot described in aspect 16 includes a mass body having an oscillating shaft having one end attached to the elastic member and the other end protruding in the opposite direction from the elastic member, and a weight attached to the oscillating shaft and oscillating together with the oscillating shaft, and configured to be adjustable so that the frequency of the oscillating dynamic vibration absorber approaches the specified frequency in order to suppress vibration of a vibrating object that is the specified location vibrating at the specified frequency.
- a base portion ; an elastic member attached to the base portion and having a predetermined spring constant;
- a dynamic vibration absorber comprising: an oscillating member having one end attached to the elastic member and the other end protruding in the opposite direction from the elastic member; and a weight attached to the oscillating member and oscillating together with the oscillating member, the dynamic vibration absorber comprising: a mass body configured to be adjustable so that the frequency of the dynamic vibration absorber approaches a predetermined frequency in order to suppress vibration of a vibrating object that vibrates at the predetermined frequency.
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Abstract
Description
この発明は、ロボットおよび動吸振器に関し、特に、弾性部材を備えるロボットおよび動吸振器に関する。 This invention relates to a robot and a dynamic vibration absorber, and in particular to a robot and a dynamic vibration absorber that are equipped with an elastic member.
従来、弾性部材を備える動吸振器が知られている。 Dynamic vibration absorbers equipped with elastic members are known.
特開平8-233028号公報には、粘弾性材料(弾性部材)を備える振動抑制装置(動吸振器)が開示されている。 Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. 8-233028 discloses a vibration suppression device (dynamic vibration absorber) equipped with a viscoelastic material (elastic member).
上記特開平8-233028号公報の振動抑制装置は、支持台と、第1の板バネと、粘弾性材料と、第2の板バネと、重りとを備えている。支持台は、振動する構造物に振動抑制装置を取り付けるための台である。第1の板バネは、支持台上に取り付けられている。粘弾性材料は、第1の板バネ上に取り付けられている。第2の板バネは、粘弾性材料上に取り付けられている。重りは、第2の板バネの左右の両端部に取り付けられている。 The vibration suppression device of JP 8-233028 A comprises a support base, a first leaf spring, a viscoelastic material, a second leaf spring, and a weight. The support base is a base for mounting the vibration suppression device to a vibrating structure. The first leaf spring is attached to the support base. The viscoelastic material is attached to the first leaf spring. The second leaf spring is attached to the viscoelastic material. Weights are attached to both the left and right ends of the second leaf spring.
上記特開平8-233028号公報の振動抑制装置は、構造物の振動により固有振動数で共振するように構成されている。振動抑制装置では、共振に伴う粘弾性材料の変形により、振動エネルギーが変換された熱エネルギーとして放出されることによって、構造物の振動が抑制される。ここで、振動抑制装置の固有振動数は、粘弾性材料のばね定数、および、重りの質量に基づいて予め設定されている。 The vibration suppression device of JP 8-233028 A is configured to resonate at a natural frequency due to vibrations of the structure. In the vibration suppression device, the vibration energy is converted and released as thermal energy due to the deformation of the viscoelastic material accompanying resonance, thereby suppressing the vibration of the structure. Here, the natural frequency of the vibration suppression device is preset based on the spring constant of the viscoelastic material and the mass of the weight.
しかしながら、上記特開平8-233028号公報の振動抑制装置では、構造物の固有振動数に合わせて予め設定された質量の重り、および、構造物の固有振動数に合わせて予め設定されたばね定数の粘弾性材料が、用いられているので、固有振動数の設定が適切にされていない場合、構造物の実際の振動を十分に抑制することができない。この場合、振動抑制装置の設計を再度行うとともに、再度設計した振動抑制装置を新たに作成する必要があるので、実際の構造物(振動対象物)の振動に合わせた固有振動数(所定振動数)を有する振動抑制装置(動吸振器)を設けることが容易ではないという問題点がある。 However, the vibration suppression device of JP 8-233028 A uses a weight with a mass preset to match the natural frequency of the structure, and a viscoelastic material with a spring constant preset to match the natural frequency of the structure, so if the natural frequency is not set appropriately, the actual vibration of the structure cannot be sufficiently suppressed. In this case, it is necessary to redesign the vibration suppression device and create a new, redesigned vibration suppression device, which poses the problem that it is not easy to provide a vibration suppression device (dynamic vibration absorber) with a natural frequency (predetermined frequency) that matches the vibration of the actual structure (object to be vibrated).
上記のような課題を解決するためになされたものであり、再度設計した動吸振器を新たに作成することなく、実際の振動対象物の振動に合わせた所定振動数を有する動吸振器を設けることが可能なロボットおよび動吸振器を提供することである。 The aim of this study is to solve the above problems and provide a robot and dynamic vibration absorber that can be equipped with a dynamic vibration absorber that has a predetermined vibration frequency that matches the vibration of the actual object being vibrated, without the need to create a new dynamic vibration absorber that has been redesigned.
第1の局面によるロボットは、ロボットハンドと、ロボットハンドが先端に取り付けられるロボットアームと、ロボットアームの移動に伴って所定振動数で振動する振動対象物の振動を抑制する動吸振器とを備え、動吸振器は、基台部と、基台部に取り付けられ、所定のばね定数を有する弾性部材と、一端が弾性部材に取り付けられ、他端が弾性部材とは逆方向に突出した揺動部材と、揺動部材に取り付けられ、揺動部材とともに揺動する重りとを含み、所定振動数で振動する振動対象物の振動を抑制するために、動吸振器の振動数が所定振動数に近付くように調整可能に構成された質量体とを含む。ここで、所定のばね定数は、弾性部材に加えられた荷重を弾性部材の変形量で除算した値である。また、所定振動数は、弾性部材の粘弾性に基づいて、固有振動数の1点における揺動軸の振幅を下げつつ、振動対象物から伝達される振動により応答(共振)する揺動軸の振動数の範囲を固有振動数を中心とした所定範囲まで変化させることにより設定される。 The robot according to the first aspect includes a robot hand, a robot arm to which the robot hand is attached at its tip, and a dynamic vibration absorber that suppresses vibration of a vibrating object that vibrates at a predetermined frequency as the robot arm moves. The dynamic vibration absorber includes a base, an elastic member attached to the base and having a predetermined spring constant, an oscillating member having one end attached to the elastic member and the other end protruding in the opposite direction to the elastic member, and a weight attached to the oscillating member and oscillating together with the oscillating member, and a mass body configured to be adjustable so that the frequency of the dynamic vibration absorber approaches the predetermined frequency in order to suppress vibration of the vibrating object that vibrates at the predetermined frequency. Here, the predetermined spring constant is a value obtained by dividing the load applied to the elastic member by the deformation amount of the elastic member. The predetermined frequency is set by changing the range of the frequency of the oscillating axis that responds (resonates) to vibration transmitted from the vibrating object to a predetermined range centered on the natural frequency while lowering the amplitude of the oscillating axis at one point of the natural frequency based on the viscoelasticity of the elastic member.
第1の局面によるロボットでは、上記のように、一端が弾性部材に取り付けられ、他端が弾性部材とは逆方向に突出した揺動部材と、揺動部材に取り付けられ、揺動部材とともに揺動する重りとを含み、所定振動数で振動する振動対象物の振動を抑制するために、動吸振器の振動数が所定振動数に近付くように調整可能に構成された質量体を設ける。これにより、動吸振器を振動対象物に基台部を用いて取り付けた後、動吸振器による振動対象物の実際の振動の抑制の具合を確認しながら、質量体の質量などを調整することにより振動対象物の実際の所定振動数に近付くように動吸振器を調整することができる。その結果、再度設計した動吸振器を新たに作成することなく、実際の振動対象物の振動に合わせた所定振動数を有する動吸振器を設けることができる。 In the robot according to the first aspect, as described above, a mass body is provided that includes an oscillating member having one end attached to an elastic member and the other end protruding in the opposite direction from the elastic member, and a weight that is attached to the oscillating member and oscillates together with the oscillating member, and that is configured to be adjustable so that the frequency of the dynamic vibration absorber approaches the predetermined frequency in order to suppress vibration of a vibration target that vibrates at a predetermined frequency. In this way, after the dynamic vibration absorber is attached to the vibration target using the base, the dynamic vibration absorber can be adjusted to approach the actual predetermined frequency of the vibration target by adjusting the mass of the mass body while checking how well the dynamic vibration absorber is suppressing the actual vibration of the vibration target. As a result, a dynamic vibration absorber having a predetermined frequency that matches the vibration of the actual vibration target can be provided without having to create a new dynamic vibration absorber that has been redesigned.
第2の局面によるロボットは、物品を保持するロボットハンドと、ロボットハンドが先端に取り付けられるロボットアームと、所定箇所に取り付けられ、ロボットハンドにより保持する物品を撮像する撮像部と、ロボットハンドにより物品を保持するために、撮像部により物品を撮像する際に、ロボットアームの移動に伴って所定振動数で振動する所定箇所の振動を抑制するために、振動数が所定振動数に近付くように調整された動吸振器とを備える。 The robot according to the second aspect includes a robot hand that holds an item, a robot arm to which the robot hand is attached at its tip, an imaging unit that is attached to a predetermined location and images the item held by the robot hand, and a dynamic vibration absorber that is adjusted so that the vibration frequency approaches a predetermined frequency in order to suppress vibrations at a predetermined location that vibrate at a predetermined frequency as the robot arm moves when the imaging unit images the item in order to hold the item with the robot hand.
第2の局面によるロボットでは、上記のように、ロボットハンドにより物品を保持するために、撮像部により物品を撮像する際に、ロボットアームの移動に伴って所定振動数で振動する所定箇所の振動を抑制するために、振動数が所定振動数に近付くように調整された動吸振器を設ける。これにより、動吸振器による所定箇所(振動対象物)の実際の振動の抑制の具合を確認しながら、質量体の質量などを調整することにより所定箇所(振動対象物)の実際の所定振動数に近付くように動吸振器を調整することができる。その結果、再度設計した動吸振器を新たに作成することなく、実際の所定箇所(振動対象物)の振動に合わせた所定振動数を有する動吸振器を設けることが可能なロボットを提供することができる。 In the robot according to the second aspect, as described above, in order to hold an item with the robot hand, when the image capturing unit captures an image of the item, a dynamic vibration absorber is provided whose vibration frequency is adjusted to approach the predetermined frequency in order to suppress vibrations at a predetermined location that vibrates at a predetermined frequency as the robot arm moves. This makes it possible to adjust the dynamic vibration absorber to approach the actual predetermined vibration frequency of the predetermined location (vibration object) by adjusting the mass of the mass body, etc., while checking how well the dynamic vibration absorber is suppressing the actual vibration of the predetermined location (vibration object). As a result, it is possible to provide a robot in which a dynamic vibration absorber having a predetermined frequency that matches the vibration of the actual predetermined location (vibration object) can be provided, without having to create a new dynamic vibration absorber that has been redesigned.
第3の局面による動吸振器は、基台部と、基台部に取り付けられ、所定のばね定数を有する弾性部材と、一端が弾性部材に取り付けられ、他端が弾性部材とは逆方向に突出した揺動部材と、揺動部材に取り付けられ、揺動部材とともに揺動する重りとを含み、所定振動数で振動する振動対象物の振動を抑制するために、動吸振器の振動数が所定振動数に近付くように調整可能に構成された質量体とを備える。 The dynamic vibration absorber according to the third aspect includes a base, an elastic member attached to the base and having a predetermined spring constant, an oscillating member having one end attached to the elastic member and the other end protruding in the opposite direction to the elastic member, and a weight attached to the oscillating member and oscillating together with the oscillating member, and a mass body configured to be adjustable so that the frequency of the dynamic vibration absorber approaches a predetermined frequency in order to suppress vibrations of a vibrating object that vibrates at a predetermined frequency.
第3の局面による動吸振器では、上記のように、他端が弾性部材とは逆方向に突出した揺動部材と、揺動部材に取り付けられ、揺動部材とともに揺動する重りとを含み、所定振動数で振動する振動対象物の振動を抑制するために、動吸振器の振動数が所定振動数に近付くように調整可能に構成された質量体を設ける。これにより、動吸振器を振動対象物に基台部を用いて取り付けた後、動吸振器による振動対象物の実際の振動の抑制の具合を確認しながら、質量体の質量などを調整することにより振動対象物の実際の所定振動数に近付くように動吸振器を調整することができる。その結果、再度設計した動吸振器を新たに作成することなく、実際の振動対象物の振動に合わせた所定振動数を有する動吸振器を設けることができる。 As described above, the dynamic vibration absorber according to the third aspect includes an oscillating member whose other end protrudes in the opposite direction to the elastic member, and a weight that is attached to the oscillating member and oscillates together with the oscillating member, and in order to suppress the vibration of a vibrating object that vibrates at a predetermined frequency, a mass body is provided that is configured to be adjustable so that the vibration frequency of the dynamic vibration absorber approaches the predetermined frequency. As a result, after the dynamic vibration absorber is attached to the vibrating object using the base part, the dynamic vibration absorber can be adjusted to approach the actual predetermined vibration frequency of the vibrating object by adjusting the mass of the mass body while checking how well the dynamic vibration absorber suppresses the actual vibration of the vibrating object. As a result, a dynamic vibration absorber having a predetermined frequency that matches the vibration of the actual vibrating object can be provided without having to create a new dynamic vibration absorber that has been redesigned.
本開示によれば、上記のように、再度設計した動吸振器を新たに作成することなく、実際の振動対象物の振動に合わせた所定振動数を有する動吸振器を設けることができる。 According to the present disclosure, as described above, it is possible to provide a dynamic vibration absorber that has a predetermined vibration frequency that matches the vibration of the actual object being vibrated, without having to create a new dynamic vibration absorber that has been redesigned.
以下、本開示を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。 Below, an embodiment of this disclosure will be described with reference to the drawings.
[第1実施形態]
図1~図4を参照して、第1実施形態による動吸振器8を適用したロボット100の構成について説明する。
[First embodiment]
The configuration of a
図1に示すように、ロボット100は、所定場所P1に積み上げられた物品Maを所定場所P1から搬送先場所P2(図2参照)に搬送する作業を自律的に行うロボットである。図1では、物品Maは、一例として、段ボールケースが示されているが、段ボールケースなどの梱包された物に限られず、梱包されていないものなどの他の物であってもよい。
As shown in FIG. 1, the
ここで、上下方向をZ方向とし、Z方向のうち上方向をZ1方向とし、Z方向のうち下方向をZ2方向とする。Z方向に直交する水平方向の所定方向をX方向として、X方向のうちの一方をX1方向とし、X方向のうちの他方をX2方向とする。水平方向のうちのX方向に直交する方向をY方向として、Y方向のうちの一方をY1方向とし、Y方向のうちの他方をY2方向とする。 Here, the up-down direction is the Z direction, the upward direction of the Z direction is the Z1 direction, and the downward direction of the Z direction is the Z2 direction. A specific horizontal direction perpendicular to the Z direction is the X direction, with one of the X directions being the X1 direction and the other of the X directions being the X2 direction. A horizontal direction perpendicular to the X direction is the Y direction, with one of the Y directions being the Y1 direction and the other of the Y directions being the Y2 direction.
ロボット100は、搬送車1と、収容部2と、ロボットハンド3と、ロボットアーム4と、制御部5と、撮像部支持部6と、撮像部7と、動吸振器8とを備えている。なお、撮像部支持部6は、請求の範囲の「所定箇所」および「振動対象物」の一例である。
The
搬送車1は、床面上でロボット100を自律的に移動させるように構成されている。搬送車1は、車輪11と、基台部12と、駆動部(図示せず)とを含んでいる。基台部12は、車輪11、収容部2およびロボットアーム4の各々が取り付けられる部材である。駆動部は、モータなどの駆動源を有している。
The
収容部2は、制御部5、電源部200および負圧発生部300などの機器を収容する部材である。電源部200は、搬送車1、ロボットハンド3、ロボットアーム4、制御部5、撮像部7および負圧発生部300の各々に電力を供給するように構成されている。負圧発生部300は、ロボットハンド3において物品Maを吸着するための負圧を発生させるように構成されている。
The
ロボットハンド3は、物品Maを保持するように構成されている。すなわち、ロボットハンド3は、所定場所P1に積み上げられた複数の物品Maの中の1つの物品Maに対してX2方向側から近付いて物品Maを吸着した後、物品MaをX2方向側に引き出して保持するとともに、搬送するように構成されている。ロボットハンド3は、取付基部31と、吸着部32と、移動載置部33とを含んでいる。
The
取付基部31は、ロボットアーム4の先端部にロボットハンド3を取り付けるための部材である。吸着部32は、複数のノズル32aにより物品Maの側面を吸着するように構成されている。複数のノズル32aは、負圧発生部300に接続されている。これにより、物品Maの側面を吸着するための負圧が、複数のノズル32aの各々に発生する。吸着部32は、取付基部31に近付く方向、および、取付基部31から離れる方向の各々に移動可能に取付基部31に取り付けられている。また、移動載置部33は、吸着部32の移動に合わせて駆動するコンベア(図示せず)を有している。これにより、吸着部32により吸着された物品Maは、移動載置部33による吸着部32の移動、および、コンベアの駆動によって、取付基部31に近付く方向、および、取付基部31から離れる方向の各々に移動される。移動載置部33は、取付基部31に近付く方向、および、取付基部31から離れる方向の各々への移動の際と、搬送先場所P2への物品Maの搬送の際との各々において、物品Maが載置される載置面を有している。
The
ロボットアーム4は、ロボットハンド3を物品Maに対してX2方向側から近付ける、ロボットハンド3を物品Maに対して遠ざける、および、ロボットハンド3を搬送先場所P2に向けて移動させるように構成されている。ロボットアーム4の先端には、ロボットハンド3が取り付けられている。
The
ロボットアーム4は、固定部41と、基台42と、駆動部43と、アーム部44と、アーム部45と、アーム部46と、アーム部47とを含んでいる。固定部41は、搬送車1にロボットアーム4を固定するための部材である。基台42は、駆動部43、アーム部44および撮像部支持部6を固定部41に取り付けるための部材である。基台42には、Z方向に平行な回転中心軸線Cr(図2参照)回りのR1方向(図2参照)およびR2方向(図2参照)の各々に、駆動部43、アーム部44および撮像部支持部6が、一体的に回転させるように取り付けられている。基台42は、関節部JT1を有している。関節部JT1には、駆動部43、アーム部44および撮像部支持部6が、取り付けられている。関節部JT1は、駆動部43の駆動力により、R1方向およびR2方向の各々に回転する。駆動部43は、モータなどの駆動源および減速機構を有している。なお、関節部JT1は、請求の範囲の「第1関節部」の一例である。
The
アーム部44は、関節部JT2および関節部JT3を有している。関節部JT2には、基台42が相対的に回転可能に取り付けられている。関節部JT2は、駆動部44aを有している。駆動部44aは、基台42に対してアーム部44を相対的に回転するためのモータなどの駆動源および減速機構を有している。関節部JT3には、アーム部45が相対的に回転可能に取り付けられている。関節部JT3は、駆動部44bを有している。駆動部44bは、アーム部45に対してアーム部44を相対的に回転するためのモータなどの駆動源および減速機構を有している。
The
アーム部45は、関節部JT4を有している。関節部JT4には、アーム部44が相対的に回転可能に取り付けられている。関節部JT4は、駆動部45aを有している。駆動部45aは、アーム部44に対してアーム部45を相対的に回転させるためのモータなどの駆動源および減速機構を有している。アーム部46は、関節部JT4に取り付けられている。アーム部46は、関節部JT5を有している。関節部JT5には、アーム部47が相対的に回転可能に取り付けられている。関節部JT5は、駆動部46aを有している。駆動部46aは、アーム部46に対してアーム部47を相対的に回転するためのモータなどの駆動源および減速機構を有している。アーム部47は、関節部JT5に取り付けられている。アーム部47は、関節部JT6を有している。関節部JT6には、ロボットハンド3が相対的に回転可能に取り付けられている。関節部JT6は、駆動部(図示せず)を有している。駆動部は、アーム部47に対してロボットハンド3を相対的に回転するためのモータなどの駆動源および減速機構を有している。
制御部5は、ロボット100を制御するように構成されている。制御部5は、ロボットハンド3、ロボットアーム4、撮像部支持部6および撮像部7と、電源部200および負圧発生部300などの機器と互いに電気的に接続されている。
The
具体的には、制御部5は、CPU(Central Processing Unit)と、HDD(Hard Disk Drive)およびSSD(Solid State Drive)などを有する記憶部と、ROM(Read Only Memory)およびRAM(Random Access Memory)などを有するメモリとを含んでいる。
Specifically, the
図1に示すように、撮像部支持部6は、関節部JT1に取り付けられている。これにより、撮像部支持部6は、関節部JT1と一体的にR1方向およびR2方向の各々に回転するとともに、撮像部7を支持するように構成されている。具体的には、撮像部支持部6は、支柱部材61と、水平方向部材62とを有している。
As shown in FIG. 1, the imaging
支柱部材61のZ2方向側の端部は、関節部JT1に取り付けられている。支柱部材61は、関節部JT1からZ1方向に延びている。支柱部材61は、Z1方向およびZ2方向の各々に水平方向部材62を移動させるように構成されている。支柱部材61は、ガイドレール(図示せず)およびボールねじなどの直線移動機構と、モータなどの駆動源とを有している。
The end of the
Z1方向側から視て、水平方向部材62の回転中心軸線Cr側の端部は、支柱部材61に取り付けられている。水平方向部材62は、回転中心軸線Cr回りの接線方向であるDt1方向(図2参照)(またはDt2方向(図2参照))に延びている。水平方向部材62は、Dt1方向およびDt2方向の各々に撮像部7を移動させるように構成されている。水平方向部材62は、ガイドレール(図示せず)およびボールねじなどの直線移動機構と、モータなどの駆動源とを有している。
When viewed from the Z1 direction side, the end of the
図2に示すように、撮像部7は、水平方向部材62に取り付けられている。また、撮像部7は、ロボットハンド3により保持する物品Maを撮像するように構成されている。具体的には、撮像部7は、所定場所P1において積み上げられた複数の物品Maのうちの次に搬送する物品Ma(図2ではハッチングで表示)の位置を特定するために物品Maを撮像するように構成されている。撮像部7の撮像は、ロボットハンド3による物品Maの搬送先場所P2の搬送と並行して行われる。すなわち、撮像部7の撮像は、ロボットハンド3により保持した物品Maを搬送先場所P2に搬送するために関節部JT1をR1方向(またはR2方向)に回転させた際、撮像部支持部6とともに撮像部7も一体的にR1方向(またはR2方向)に回転するので、関節部JT1のR1方向(またはR2方向)の回転が完了した後に行われる。
As shown in FIG. 2, the
(動吸振器)
図2に示すように、第1実施形態のロボット100では、関節部JT1のR1方向(またはR2方向)の回転が完了した後における撮像部7の振動を抑制するために、動吸振器8が、設けられている。すなわち、動吸振器8は、ロボットハンド3により物品Maを保持するために、撮像部7により物品Ma(図2ではハッチングで表示)を撮像する際に、支持部側所定振動数で振動する撮像部支持部6(支柱部材61)の振動を抑制するために、動吸振器側所定振動数(動吸振器8の振動数)が支持部側所定振動数に近付くように調整されている。具体的には、動吸振器8は、関節部JT1と一体的に回転した撮像部支持部6(支柱部材61)の回転後の振動により揺動する揺動式の動吸振器8により構成されている。なお、支持部側所定振動数は、請求の範囲の「所定振動数」の一例である。また、動吸振器側所定振動数は、請求の範囲の「動吸振器の振動数」の一例である。
(Dynamic vibration absorber)
As shown in Fig. 2, the
ここで、支持部側所定振動数は、支柱部材61の固有振動数を中心とした所定範囲の振動数である。また、動吸振器側所定振動数は、動吸振器8の後述する固有振動数fを中心とした所定範囲の振動数である。
Here, the specified frequency on the support side is a specified range of frequencies centered on the natural frequency of the
このような動吸振器8は、撮像部支持部6のうちの水平方向部材62に取り付けられている。すなわち、動吸振器8は、水平方向部材62のZ1方向側の部分のうち支柱部材61とR2方向に隣り合う部分に取り付けられている。
Such a
ここで、撮像部7は、水平方向部材62に取り付けられているので、関節部JT1をR1方向(またはR2方向)の回転後の停止に伴う支柱部材61の振動と一体的に振動する。この際に、動吸振器8が、揺動するとともに、揺動により加えられる振動エネルギーを吸収することによって、支柱部材61の振動をすみやかに収束にさせるので、撮像部7と支柱部材61との一体的な振動が、抑制される。動吸振器8の詳細な構成について、図3および図4を参照して以下に詳細に説明する。なお、図3および図4の各々は、後述する揺動軸81aの揺動中心軸線Csの径方向であるRa方向に沿った断面図である。
Here, since the
図3に示すように、動吸振器8は、質量体81と、弾性部材82と、カバー部材83と、基台部84とを含んでいる。ここで、動吸振器側所定振動数は、質量体81および弾性部材82により設定される。動吸振器8では、動吸振器8の動吸振器側所定振動数を支柱部材61の支持部側所定振動数に合わせる。動吸振器8の動吸振器側所定振動数は、弾性部材82の粘弾性に基づいて設定された、固有振動数fを中心とした所定範囲の振動数である。これにより、固有振動数fの1点において動吸振器8が共振するのではなく、弾性部材82の粘弾性により固有振動数fを中心とした所定範囲の振動数において、動吸振器8が共振する。まず、質量体81および弾性部材82について説明する。
As shown in FIG. 3, the
〈質量体〉
質量体81は、所定振動数で振動する支柱部材61の振動を抑制するために、動吸振器側所定振動数が支持部側所定振動数に近付くように調整可能に構成されている。具体的には、質量体81は、揺動軸81aと、重り81bと、複数の調整部81cと、取付部81dとを有している。なお、揺動軸81aは、請求の範囲の「揺動部材」の一例である。また、複数の調整部81cは、請求の範囲の「調整部」および「挟持部」の一例である。
<Mass body>
The
揺動軸81aは、Z2方向側の端部(一端)が弾性部材82に取り付けられているとともに、Z1方向側の端部(他端)が弾性部材82とは逆方向に突出している。揺動軸81aは、支柱部材61の振動に伴って、Z2方向側の端部を支点として、揺動中心軸線Csの延びる方向に対してVb1方向およびVb2方向の各々に揺動するように構成されている。ここで、図3では、Vb1方向およびVb2方向の2方向しか表示されていないが、平面視において、揺動中心軸線Csに直交する複数の径方向の各々において、揺動軸81aは、Vb1方向およびVb2方向に揺動する。
The
揺動軸81aは、ねじ溝が形成された外周面を有している。揺動軸81aのZ2方向側の端部は、弾性部材82に螺合されている。
The
重り81bは、所定質量を有する金属製部材である。重り81bは、揺動軸81aが挿入される挿入孔811bが、形成された円筒形状を有している。挿入孔811bは、重り81bの中心部分において、中心軸線に沿って貫通している。重り81bは、揺動軸81aに挿入された状態で、複数の調整部81cにより揺動軸81aに取り付けられている。これにより、重り81bは、揺動軸81aとともにVb1方向およびVb2方向の各々に揺動する。また、重り81bは、揺動軸81aに対して複数の調整部81cにより個別に着脱可能に複数取り付けられている。図3では、複数(3つ)の重り81bが、複数の調整部81cにより挟持されることによって、揺動軸81aに取り付けられている。また、複数(3つ)の重り81bは、同じ所定質量を有している。
The
複数の調整部81cは、重り81bを揺動軸81a上において移動させた後に挟持することにより、揺動軸81a上の取付位置Paを調整するように構成されている。複数の調整部81cの各々は、揺動軸81aに挿入されるように構成されている。複数の調整部81cの各々は、ナット811cと、ワッシャ812cとを有している。複数の調整部81cのうちのZ2方向側の調整部81cでは、ワッシャ812cを重り81bに当接させつつナット811cによりZ2方向側からワッシャ812cを介して重り81bが支持される。複数の調整部81cのうちのZ1方向側の調整部81cでは、ワッシャ812cを重り81bに当接させつつナット811cによりZ1方向側からワッシャ812cを介して重り81bが押圧される。これらにより、重り81bが、揺動軸81aにおいて挟持される。
The
図3に示すように、複数の調整部81cは、重り81bを揺動軸81a上を移動させた後に挟持することにより、揺動軸81a上の取付位置Paを調整するように構成されている。一例として、図3に示す動吸振器8の状態から、作業者が、カバー部材83の後述する側方カバー部83aを下方カバー部83bから外す。そして、作業者は、Z1方向側の調整部81cを外した後、揺動軸81aから複数(3つ)の重り81bを外す。作業者は、重り81bを外した後、Z2方向側の調整部81cをZ1方向側へ取付位置Pa1まで移動させる。
As shown in FIG. 3, the
そして、図4に示すように、作業者が、1つの重り81bを揺動軸81aに挿入してZ2方向側の調整部81cに当接させた後、Z1方向側の調整部81cを揺動軸81aに挿入して重り81bを、Z1方向側の調整部81cとZ2方向側の調整部81cとに挟持させる。作業者は、外した側方カバー部83aを下方カバー部83bに取り付ける。
Then, as shown in FIG. 4, the worker inserts one
これにより、重り81bの取付位置Paが、取付位置Pa1に移動する。また、重り81bの移動により、揺動軸81aのZ2方向側の端部の根元側位置Pbから質量体81の重心位置Pgまでの長さLが、揺動軸81aのZ2方向側の端部から質量体81の重心位置Pg1までの長さL1に調整されている。ここで、揺動軸81aのZ2方向側の端部の根元側位置Pbとは、揺動軸81aにおける弾性部材82のZ1方向側の端部の高さ位置の部分である。また、重り81bの数が減少するので、質量体81の重さが減少する。
As a result, the mounting position Pa of the
このように、複数の調整部81cは、揺動軸81aに対する重り81bの取付位置Pa、および、質量体81の質量mの少なくとも一方を調整するための部材である。すなわち、複数の調整部81cは、揺動軸81aのZ2方向側の端部の根元側位置Pbを基準とした重り81bの取付位置Pa、および、質量体81の質量mの少なくとも一方を調整するための部材である。図4の一例では、重り81bを1つに変更したが、たとえば、重り81bを3つのままで取付位置Pa1のみを変更してもよいし、取付位置Paのままで重り81bを1つに変更してもよい。
In this way, the
取付部81dは、揺動軸81aのZ2方向側の端部を弾性部材82に螺合させた後、揺動軸81aに挿入して弾性部材82を押圧することにより、揺動軸81aを弾性部材82に取り付ける部材である。取付部81dは、ナット811dと、ワッシャ812dとを有している。
The mounting
〈弾性部材〉
図3に示すように、弾性部材82は、揺動軸81aのZ2方向側の端部を支持可能な所定のばね定数ktを有するゴム部材82aにより構成されている。具体的には、弾性部材82は、ゴム部材82aと、フランジ部82bと、フランジ部82cとを有している。
Elastic Member
3, the
ゴム部材82aは、所定のばね定数ktを有する円筒形状の部材である。所定のばね定数ktは、揺動軸81aのVb1方向およびVb2方向の揺動により生じる揺動軸81aの曲げの曲げ方向のばね定数ktである。
The
フランジ部82bは、ゴム部材82aのZ1方向側の端部に取り付けられている。フランジ部82bのRa方向における中心部分には、揺動軸81aのZ2方向側の端部が螺合されるねじ溝が形成されている。フランジ部82cは、ゴム部材82aのZ2方向側の端部に取り付けられている。フランジ部82cのRa方向における中心部分には、後述する締結部材84fが螺合されるねじ溝が形成されている。
The
〈動吸振器の動吸振器側所定振動数〉
動吸振器8の動吸振器側所定振動数は、揺動軸81aのZ2方向側の端部の根元側位置Pbからの重り81bの取付位置Pa、および、質量体81の質量mにより設定される。
<Specified vibration frequency on the dynamic vibration absorber side of the dynamic vibration absorber>
The dynamic vibration reducer-side predetermined frequency of the
すなわち、動吸振器8では、曲げ方向の所定のばね定数ktを有するゴム部材82aにより支持された揺動軸81aのZ1方向の先端において、揺動軸81aの延びる方向に直交する並進方向の並進力Fが発生する。この並進力Fは、揺動軸81aを揺動させる際の復元力である。
In other words, in the
並進力Fは、並進方向における揺動軸81aの先端の変位xと、揺動軸81aの先端に対する並進方向のばね定数ktとに基づいて算出される。具体的には、F=kx=kLθにより算出される。変位xは、揺動軸81aのZ2方向側の端部の根元側位置Pbから質量体81の重心位置Pgまでの長さLと、揺動する際の揺動軸81aのZ2方向側の端部の角度変化θとの乗算により算出される。
The translational force F is calculated based on the displacement x of the tip of the
一方、上記並進力Fは、揺動する際の揺動軸81aのZ2方向側の端部の角度変化θと、曲げ方向の所定のばね定数ktと、揺動軸81aのZ2方向側の端部の根元側位置Pbから質量体81の重心位置Pgまでの長さLとに基づいても算出される。具体的には、F=ktθ/Lにより算出される。
On the other hand, the translational force F is also calculated based on the angle change θ of the end of the
上記した2つの式の並進力Fは等しいので、k=kt/L2が算出される。したがって、第1実施形態の動吸振器8の固有振動数fは、以下の数式(1)で算出される。なお、数式(1)において、mは、質量体81の質量である。
〈動吸振器の動吸振器側所定振動数の調整〉
動吸振器8の動吸振器側所定振動数は、Z2方向側の端部の根元側位置Pbからの重り81bの取付位置Pa、および、質量体81の質量mの少なくとも一方を調整することにより、調整することが可能である。すなわち、上記したように、作業者が、重り81bを外した後、Z2方向側の調整部81cを移動させることにより、根元側位置Pbから取付位置Pa1が、変更されるので、質量体81の重心位置Pgが、変更される。これにより、動吸振器8の動吸振器側所定振動数が、調整される。また、作業者は、重り81bを外さずに、取付位置Paの変更を行ってもよい。また、作業者が、揺動軸81aに取り付ける重り81bの数を増やすまたは減らすことにより、質量体81の質量mが、変更される。これにより、動吸振器8の動吸振器側所定振動数が、調整される。
<Adjustment of the dynamic vibration absorber side specified frequency of the dynamic vibration absorber>
The dynamic vibration absorber-side predetermined frequency of the
また、揺動軸81aの直径を同じで長さを大きく、または、小さくした場合も、質量体81の質量mが、変更される。これにより、動吸振器8の動吸振器側所定振動数が、調整される。また、ゴム部材82aのばね定数ktを大きく、または、小さくした場合も、動吸振器8の動吸振器側所定振動数が、調整される。
The mass m of the
これにより、第1実施形態の動吸振器8は、支持部側所定振動数で振動する支柱部材61の振動を抑制するために、支柱部材61の支持部側所定振動数に近付くように調整可能に構成されている。具体的には、動吸振器8は、複数の調整部81cによる揺動軸81aのZ2方向側の端部の根元側位置Pbからの重り81bの取付位置Pa、および、質量体81の質量mの少なくとも一方を調整することにより、支柱部材61の支持部側所定振動数に近付くように調整可能に構成されている。また、動吸振器8は、ゴム部材82aのばね定数ktの調整によっても、支柱部材61の支持部側所定振動数に近付くように調整可能に構成されている。
As a result, the
このような動吸振器8の動吸振器側所定振動数は、関節部JT1をR1方向またはR2方向に回転させた際の撮像部7の振動が収まる時間を計測しながら、作業者による長さLおよび質量体81の質量mなどの上記調整を行うことにより、ロボット100の運用箇所において調整される。
The dynamic vibration reducer side specified vibration frequency of the
なお、あくまで計測結果の一例であるが、動吸振器8なしでは、撮像部7の振動の収まる時間が、約6秒であったが、動吸振器8を取り付けた場合では、撮像部7の振動の収まる時間が、約1秒に減少した。
Although this is merely one example of the measurement results, without the
〈カバー部材〉
図3に示すように、カバー部材83は、質量体81および弾性部材82を側方(Ra方向の外側)およびZ2方向側から覆うように構成されている。カバー部材83は、側方カバー部83aと、下方カバー部83bとを有している。側方カバー部83aは、質量体81および弾性部材82を側方向から覆う円筒形状のカバーである。側方カバー部83aのZ2方向側の端部は、下方カバー部83bにボルトなどにより着脱可能に取り付けられている。これにより、複数の調整部81cを用いた動吸振器8の動吸振器側所定振動数の調整の際に、側方カバー部83aを下方カバー部83bから取り外すことができる。また、複数の調整部81cを用いた動吸振器8の動吸振器側所定振動数の調整後に、側方カバー部83aを下方カバー部83bから取り付けることができる。下方カバー部83bは、質量体81および弾性部材82をZ2方向側から覆う略円形状のカバーである。下方カバー部83bのRa方向の中央部分は、基台部84に取り付けられている。
<Cover member>
As shown in FIG. 3, the
〈基台部〉
基台部84は、動吸振器8を撮像部支持部6に着脱可能に取り付ける部材である。基台部84は、板状部材84aと、板状部材84bと、複数のカラー84cと、複数の締結部材84dと、複数の締結部材84eとを有している。板状部材84a、板状部材84b、複数のカラー84c、複数の締結部材84d、および、複数の締結部材84eは、撮像部支持部6の水平方向部材62のプレート62aに固定するための部材である。なお、板状部材84a、板状部材84b、複数のカラー84c、複数の締結部材84d、および、複数の締結部材84eを合わせた構成は、請求の範囲の「固定部」の一例である。
<Base>
The
基台部84は、板状部材84aおよび板状部材84bを用いてプレート62aを把持するように構成されている。複数のカラー84cの各々の内周面には、複数の締結部材84dおよび複数の締結部材84eが螺合されるねじ溝が、形成されている。複数の締結部材84dと、複数の締結部材84eとは、同じ締結部材である。
The
ここで、複数の締結部材84dを板状部材84aにZ2方向側から挿入して、複数のカラー84cの各々のZ2方向側の部分に複数の締結部材84dを締結するとともに、複数の締結部材84eを板状部材84bにZ1方向側から挿入して、複数のカラー84cの各々のZ1方向側の部分に複数の締結部材84eを締結することにより、プレート62aが、基台部84により把持される。プレート62aが、基台部84に把持された状態で、プレート62aと下方カバー部83bとの間には、空間が形成されている。
Here,
(第1実施形態の効果)
第1実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
(Effects of the First Embodiment)
In the first embodiment, the following effects can be obtained.
第1実施形態では、上記のように、動吸振器8は、揺動軸81aに取り付けられ、揺動軸81aとともに揺動する重り81bとを含み、支持部側所定振動数(所定振動数)で振動する振動対象物(撮像部支持部6)の振動を抑制するために、動吸振器側所定振動数(動吸振器8の振動数)が支持部側所定振動数に近付くように調整可能に構成された質量体81を備えている。これにより、動吸振器8を振動対象物(撮像部支持部6)に基台部84を用いて取り付けた後、動吸振器8による振動対象物(撮像部支持部6)の実際の振動の抑制の具合を確認しながら、質量体81の質量mなどを調整することにより振動対象物(撮像部支持部6)の実際の支持部側所定振動数に近付くように動吸振器8を調整することができる。この結果、再度設計した動吸振器8を新たに作成することなく、実際の振動対象物(撮像部支持部6)の振動に合わせた動吸振器側所定振動数を有する動吸振器8を設けることができる。
In the first embodiment, as described above, the
また、第1実施形態では、上記のように、質量体81は、揺動軸81aに対する重り81bの取付位置Pa(取付位置Pa1)、および、質量体81の質量mの少なくとも一方を調整することにより、動吸振器側所定振動数(動吸振器8の振動数)が支持部側所定振動数に近付くように調整する調整部81cを含んでいる。これにより、調整部81cによる、揺動軸81aの一端から重り81bの取付位置Pa(取付位置Pa1)、および、質量体81の質量mを調整して固有振動数fを調整することにより、固有振動数fを中心とした所定範囲の動吸振器側所定振動数を調整することができる。この結果、動吸振器側所定振動数の調整を容易に行うことができるので、実際の振動対象物(撮像部支持部6)の振動に合わせた動吸振器側所定振動数を有する動吸振器8を容易に設けることができる。
In the first embodiment, as described above, the
また、第1実施形態では、上記のように、調整部81cは、揺動軸81aに挿入され、揺動軸81aにおいて重り81bを挟持する複数の調整部81c(挟持部)を有している。複数の調整部81c(挟持部)は、重り81bを揺動軸81a上を移動させた後に挟持することにより、揺動軸81a上の取付位置Pa(取付位置Pa1)を調整するように構成されている。これにより、揺動軸81a上の重り81bの取付位置Pa(取付位置Pa1)の調整を容易に行うことができるので、作業者の調整の作業負担が増加することを抑制することができる。
In addition, in the first embodiment, as described above, the
また、第1実施形態では、上記のように、重り81bは、揺動軸81aに対して個別に調整部81cにより着脱可能に複数取り付けられている。これにより、重り81bを1つずつ揺動軸81aに取り付けたり、揺動軸81aから取り外したりすることにより動吸振器側所定振動数の調整を行うことができるので、調整部81cによる質量体81の質量mの調整を容易に行うことができるとともに、動吸振器側所定振動数(動吸振器8の振動数)が、振動対象物(撮像部支持部6)の支持部側所定振動数に合うように調整することができる。
In addition, in the first embodiment, as described above, the
また、第1実施形態では、上記のように、重り81bは、揺動軸81aが挿入される挿入孔811bが形成された円筒形状を有する。これにより、円筒形状の重り81bでは平面視において点対称な形状を有しているので、揺動軸81aの揺動する方向に関わらず重り81bの揺動の際のモーメントにより弾性部材82において生じる復元力を一定にすることができるので、揺動軸81aを揺動させる際の復元力である並進力Fに基づいて数式(1)により算出される動吸振器8の固有振動数を一定に設定することができる。
In addition, in the first embodiment, as described above, the
また、第1実施形態では、上記のように、弾性部材82は、揺動軸81aの一端を支持可能な所定のばね定数ktを有するゴム部材82aにより構成されている。これにより、ゴム部材82aは、粘弾性を有しており、動吸振器8の固有振動数fに基づく動吸振器側所定振動数を設定する機能、および、振動エネルギーを吸収する機能をゴム部材82aにより実現することができるので、油圧式のダンパーを用いて上記機能を実現する場合と比較して、動吸振器8の構造を簡易な構造で実現することができる。
In addition, in the first embodiment, as described above, the
また、第1実施形態では、上記のように、ゴム部材82aは、揺動軸81aの一端を支持可能な所定のばね定数ktを有する円筒形状の部材により構成されている。これにより、円筒形状のゴム部材82aでは平面視において点対称な形状を有しているので、揺動軸81aの揺動する方向に関わらず所定のばね定数ktにより一定の復元力を揺動軸81aに加えることができる。この結果、揺動軸81aを揺動させる際の復元力である並進力Fに基づいて数式(1)により算出される動吸振器8の固有振動数を一定に設定することができる。
In addition, in the first embodiment, as described above, the
また、第1実施形態では、上記のように、基台部84は、振動対象物(撮像部支持部6)に固定するための固定部(板状部材84a、板状部材84b、複数のカラー84c、複数の締結部材84d、および、複数の締結部材84e)を含む。これにより、固定部により、容易に振動対象物(撮像部支持部6)に動吸振器8を固定することができる。また、固定部を介して振動対象物(撮像部支持部6)を動吸振器8に伝達することができるので、振動対象物(撮像部支持部6)の支持部側所定振動数の振動に伴って動吸振器8も動吸振器側所定振動数で振動させることができる。この結果、動吸振器8により振動対象物(撮像部支持部6)の支持部側所定振動数の振動を抑制することができる。
In the first embodiment, as described above, the
また、第1実施形態では、上記のように、ロボット100は、ロボットハンド3により物品Maを保持するために、撮像部7により物品Maを撮像する際に、ロボットアーム4の移動に伴って支持部側所定振動数で振動する所定箇所(撮像部支持部6、振動対象物)の振動を抑制するために、動吸振器側所定振動数が支持部側所定振動数に近付くように調整された動吸振器8を備えている。これにより、動吸振器8による所定箇所(撮像部支持部6)の実際の振動の抑制の具合を確認しながら、質量体81の質量mなどを調整することにより所定箇所(撮像部支持部6)の実際の支持部側所定振動数に近付くように動吸振器8を調整することができる。この結果、再度設計した動吸振器8を新たに作成することなく、実際の所定箇所(撮像部支持部6)の振動に合わせた動吸振器側所定振動数を有する動吸振器8を設けることが可能なロボット100を提供することができる。
In the first embodiment, as described above, the
また、第1実施形態では、上記のように、ロボット100は、ロボットアーム4の基台42を構成する関節部JT1に取り付けられ、関節部JT1と一体的に回転するとともに、撮像部7を支持する撮像部支持部6を備えている。動吸振器8は、撮像部支持部6に取り付けられている。これにより、関節部JT1と一体的に回転した後に関節部JT1の回転が停止した際に撮像部支持部6の振動とともに撮像部7が振動するが、動吸振器8により撮像部支持部6の支持部側所定振動数の振動を抑制することができるので、撮像部支持部6の振動を減衰させるための時間を減少させることができる。この結果、撮像部7の振動を減衰させるための時間も減少するので、関節部JT1の回転の後の撮像部7による物品Maの撮像を早期に行うことができる。
In the first embodiment, as described above, the
また、第1実施形態では、上記のように、撮像部支持部6は、関節部JT1に取り付けられ、関節部JT1から上方に延びる支柱部材61を含んでいる。撮像部支持部6は、支柱部材61に取り付けられており、撮像部7が取り付けられるとともに、水平方向に延びる水平方向部材62を含んでいる。動吸振器8は、水平方向部材62に取り付けられている。これにより、関節部JT1と一体的に回転した後に関節部JT1の回転が停止した際の支柱部材61の振動に伴う水平方向部材62の振動を動吸振器8により抑制することができるので、水平方向部材62に取り付けられた撮像部7の振動を減衰させるための時間を減少させることができる。
In the first embodiment, as described above, the imaging
また、第1実施形態では、上記のように、動吸振器8は、関節部JT1と一体的に回転した支柱部材61の回転後の振動により揺動する揺動式の動吸振器8である。これにより、関節部JT1の回転が停止した際の支柱部材61の振動に伴い揺動する動吸振器8において、揺動することにより動吸振器8に加えられた振動エネルギーを動吸振器8において吸収することができるので、支柱部材61の振動を減衰させることができる。
In addition, in the first embodiment, as described above, the
また、第1実施形態では、上記のように、揺動式の動吸振器8は、基台部84と、基台部84に取り付けられ、所定のばね定数ktを有する弾性部材82とを含んでいる。揺動式の動吸振器8は、一端が弾性部材82に取り付けられ、他端が弾性部材82とは逆方向に突出した揺動軸81aと、揺動軸81aに取り付けられ、揺動軸81aとともに揺動する重り81bとを有し、支持部側所定振動数で振動する所定箇所(撮像部支持部6)である振動対象物(撮像部支持部6)の振動を抑制するために、動吸振器側所定振動数(揺動式の動吸振器8の振動数)が支持部側所定振動数に近付くように調整可能に構成された質量体81を含んでいる。これにより、動吸振器8を振動対象物(撮像部支持部6)に基台部84を用いて取り付けた後、動吸振器8による振動対象物(撮像部支持部6)の実際の振動の抑制の具合を確認しながら、質量体81の質量mなどを調整することにより振動対象物(撮像部支持部6)の実際の支持部側所定振動数に近付くように動吸振器8を調整することができる。
Also, in the first embodiment, as described above, the oscillating
また、第1実施形態では、上記のように、質量体81は、揺動軸81aの一端から重り81bの取付位置Pa(取付位置Pa1)、および、質量体81の質量mの少なくとも一方を調整することにより、動吸振器側所定振動数(揺動式の動吸振器8の振動数)が支持部側所定振動数に近付くように調整する調整部81cをさらに含む。これにより、調整部81cによる、揺動軸81aの一端から重り81bの取付位置Pa(取付位置Pa1)、および、質量体81の質量mを調整して固有振動数fを調整することにより、固有振動数fを中心とした所定範囲の動吸振器側所定振動数を調整することができる。この結果、動吸振器側所定振動数の調整を容易に行うことができるので、実際の振動対象物(撮像部支持部6)の振動に合わせた動吸振器側所定振動数を有する動吸振器8を容易に設けることができる。
In the first embodiment, as described above, the
[第2実施形態]
本開示の第2実施形態による動吸振器204を適用したロボット20の構成について説明する。なお、図中において、上記第1実施形態と同様の構成には、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
[Second embodiment]
The configuration of a
図5~図8を参照して、第2実施形態による動吸振器204を適用したロボット20の構成について説明する。
The configuration of the
図5に示すように、ロボット20は、対象物に対して所定の作業を自律的に行うロボットである。
As shown in FIG. 5, the
ここで、上下方向をZ方向とし、Z方向のうち上方向をZ1方向とし、Z方向のうち下方向をZ2方向とする。Z方向に直交する水平方向の所定方向をX方向として、X方向のうちの一方をX1方向とし、X方向のうちの他方をX2方向とする。水平方向のうちのX方向に直交する方向をY方向として、Y方向のうちの一方をY1方向とし、Y方向のうちの他方をY2方向とする。 Here, the up-down direction is the Z direction, the upward direction of the Z direction is the Z1 direction, and the downward direction of the Z direction is the Z2 direction. A specific horizontal direction perpendicular to the Z direction is the X direction, with one of the X directions being the X1 direction and the other of the X directions being the X2 direction. A horizontal direction perpendicular to the X direction is the Y direction, with one of the Y directions being the Y1 direction and the other of the Y directions being the Y2 direction.
ロボット20は、ロボットハンド201と、ロボットアーム202と、制御部203と、動吸振器204と、を備えている。なお、ロボットアーム202は、請求の範囲の「所定箇所」および「振動対象物」の一例である。
The
ロボットハンド201は、ピッキング作業、塗装作業、組立作業および溶接作業などの作業を行うように構成されている。すなわち、ロボットハンド201は、吸着ノズル、噴射ノズルおよび溶接ワイヤなどを有している。
The
ロボットアーム202は、ロボットハンド201により対象物に対して所定の作業を行うように構成されている。ロボットアーム202の先端には、ロボットハンド201が取り付けられている。
The
ロボットアーム202は、基台221と、アーム部222と、アーム部223と、アーム部224と、アーム部225と、アーム部226、アーム部227とを含んでいる。基台221には、アーム部222が取り付けられている。基台221には、Z方向に平行な回転中心軸線Cr回りの周方向の一方向および他方向に、アーム部222が、回転可能に取り付けられている。基台221は、関節部JT1を有している。関節部JT1は、駆動部の駆動力により、周方向の一方向および他方向の各々に回転する。駆動部は、モータなどの駆動源および減速機構を有している。
The
アーム部223は、関節部JT2および関節部JT3を有している。関節部JT2には、アーム部222が相対的に回転可能に取り付けられている。関節部JT2は、駆動部を有している。駆動部は、アーム部222に対してアーム部223を相対的に回転するためのモータなどの駆動源および減速機構を有している。関節部JT3には、アーム部224が相対的に回転可能に取り付けられている。関節部JT3は、駆動部を有している。駆動部は、アーム部223に対してアーム部224を相対的に回転するためのモータなどの駆動源および減速機構を有している。
The
アーム部225は、関節部JT4に取り付けられている。関節部JT4には、アーム部225が相対的に回転可能に取り付けられている。関節部JT4は、駆動部を有している。駆動部は、アーム部225を相対的に回転させるためのモータなどの駆動源および減速機構を有している。アーム部226は、アーム部225に取り付けられている。アーム部227は、アーム部226に取り付けられている。アーム部227は、関節部JT5を有している。関節部JT5には、ロボットハンド201が相対的に回転可能に取り付けられている。関節部JT5は、駆動部を有している。駆動部は、アーム部227に対してロボットハンド201を相対的に回転するためのモータなどの駆動源および減速機構を有している。
The
ロボットハンド201は、関節部JT6を有している。関節部JT6は、駆動部を有している。駆動部は、アーム部227に対してロボットハンド201を相対的に回転するためのモータなどの駆動源および減速機構を有している。
The
制御部203は、ロボット20を制御するように構成されている。制御部203は、ロボットハンド201およびロボットアーム202などの機器と互いに電気的に接続されている。
The
具体的には、制御部203は、CPUと、HDDおよびSSDなどを有する記憶部231と、ROMおよびRAMなどを有するメモリとを含んでいる。
Specifically, the
(動吸振器)
図6に示すように、第2実施形態のロボット20では、ロボットアーム202の移動を停止(特に、緊急停止)後におけるロボットアーム202の振動を抑制するために、動吸振器204が、設けられている。ここで、緊急停止とは、ロボットアーム202を移動させている際に、関節部JT1、関節部JT2、関節部JT3、関節部JT4、関節部JT5、および、関節部JT6の全てのモータの駆動を停止させる場合の停止である。
(Dynamic vibration absorber)
6, the
すなわち、動吸振器204は、ロボットアーム202を停止させた際に、アーム側所定振動数で振動するロボットアーム202の振動を抑制するために、動吸振器側所定振動数(動吸振器204の振動数)がアーム側所定振動数に近付くように調整されている。具体的には、動吸振器204は、ロボットアーム202の移動後の停止(特に、緊急停止)による振動によって揺動する揺動式の動吸振器204により構成されている。なお、アーム側所定振動数は、請求の範囲の「所定振動数」の一例である。また、動吸振器側所定振動数は、請求の範囲の「動吸振器の振動数」の一例である。
In other words, the
ここで、アーム側所定振動数は、ロボットアーム202のアーム部223の固有振動数を中心とした所定範囲の振動数である。また、動吸振器側所定振動数は、動吸振器204の後述する固有振動数fを中心とした所定範囲の振動数である。
Here, the arm-side specified frequency is a specified range of frequencies centered on the natural frequency of the
このような動吸振器204は、ロボットアーム202に固定されている。動吸振器204は、ロボットアーム202のアーム部223における関節部JT3の付近に固定されている。具体的には、動吸振器204は、締結部材206により固定されるブラケット205を介してアーム部223の先端側(関節部JT3の付近としてのアーム部223の関節部Jt3側の端部分)に固定されている。なお、動吸振器204の固定箇所は、ロボットアーム202のアーム部223における関節部JT3の付近ではなく、ロボットアーム202の他の箇所であってもよい。
Such a
ここで、ロボットアーム202の移動後の停止に伴う振動の際に、動吸振器204が、揺動するとともに、揺動により加えられる振動エネルギーを吸収することによって、ロボットアーム202の振動をすみやかに収束させるので、ロボットアーム202の振動が、抑制される。動吸振器204の詳細な構成について、図6~図8を参照して以下に詳細に説明する。
Here, when the
図6に示すように、動吸振器204は、質量体241と、弾性部材242と、基台部243とを含んでいる。ここで、動吸振器側所定振動数は、質量体241および弾性部材242により設定される。動吸振器204では、動吸振器204の動吸振器側所定振動数をロボットアーム202のアーム側所定振動数に合わせる。動吸振器204の動吸振器側所定振動数は、弾性部材242の粘弾性に基づいて設定された、固有振動数fを中心とした所定範囲の振動数である。これにより、固有振動数fの1点において動吸振器204が共振するのではなく、弾性部材242の粘弾性により固有振動数fを中心とした所定範囲の振動数において、動吸振器204が共振する。まず、質量体241および弾性部材242について説明する。
As shown in FIG. 6, the
〈質量体〉
質量体241は、所定振動数で振動するロボットアーム202の振動を抑制するために、動吸振器側所定振動数がアーム側所定振動数に近付くように調整可能に構成されている。具体的には、質量体241は、揺動用板状部材241aと、重り241bと、複数の調整用長孔241cと、締結部材241dとを有している。なお、揺動用板状部材241aは、請求の範囲の「揺動部材」の一例である。また、複数の調整用長孔241cおよび締結部材241dを合わせた構成は、請求の範囲の「調整部」の一例である。
<Mass body>
The
図6に示すように、揺動用板状部材241aは、Z2方向側の端部(一端)が弾性部材242に取り付けられているとともに、Z1方向側の端部(他端)が弾性部材242とは逆方向に突出している。
As shown in FIG. 6, the end (one end) of the
揺動用板状部材241aは、弾性部材242から重り241bに向かう方向に直交する側方から視て、L字形状を有している。揺動用板状部材241aは、第1板状部材2411aと、第2板状部材2412aとを有している。第1板状部材2411aは、弾性部材242から重り241bに向かう方向に、第2板状部材2412aから延びる板状の部材である。第2板状部材2412aは、弾性部材242から重り241bに向かう方向に直交する方向に延びる板状の部材である。
The
第1板状部材2411aは、第2板状部材2412aと重り241bとを接続している。第1板状部材2411aは、締結部材241dにより重り241bに固定されている。第1板状部材2411aは、溶接により第2板状部材2412aに固定されている。第2板状部材2412aは、後述する締結部材244により弾性部材242に固定されている。
The
揺動用板状部材241aは、一端が弾性部材242に取り付けられるとともに、他端側の部分に重り241bが取り付けられることにより揺動する板状の部材である。揺動用板状部材241aは、ロボットアーム202の振動に伴って、弾性部材242と基台部243との接続点Pfを支点として、揺動中心軸線Csの延びる方向に対してVb1方向およびVb2方向の各々に揺動するように構成されている。揺動中心軸線Csは、後述する2つの弾性部材242の中間位置Pmを通り、弾性部材242から重り241bに向かう方向に延びる直線である。ここで、図6では、Vb1方向およびVb2方向の2方向しか表示されていないが、平面視において、揺動中心軸線Csに直交する複数の径方向の各々において、揺動用板状部材241aは、Vb1方向およびVb2方向に揺動する。
The swinging
重り241bは、所定質量(たとえば、約3kg)を有する金属製部材である。重り241bは、揺動用板状部材241aと接続するための締結部材241dが螺合されるねじ孔2411bが、形成された六面体形状を有している。ねじ孔2411bは、重り241bの第1板状部材2411a側の側面において、第1板状部材2411aから重り241bに向かう方向に窪んで形成されている。重り241bは、締結部材241dが締結された状態で、揺動用板状部材241aに取り付けられている。これにより、重り241bは、揺動用板状部材241aとともにVb1方向およびVb2方向の各々に揺動する。また、重り241bは、揺動用板状部材241aに対して締結部材241dにより着脱可能に取り付けられている。
The
図7に示すように、調整用長孔241cは、揺動用板状部材241aに形成されている。調整用長孔241cは、弾性部材242から重り241bに向かう方向(Z1方向)に延びている。調整用長孔241cは、重り241bを弾性部材242から重り241bに向かう方向の位置を調整可能に取り付けるための長孔である。調整用長孔241cは、弾性部材242から重り241bに向かう方向に直交する側方(X1方向側)から視て、揺動中心軸線Csに対して線対称に2つ設けられている。2つの調整用長孔241cは、弾性部材242から重り241bに向かう方向に直交する方向(Y方向)において、隣り合うように配置されている。2つの調整用長孔241cの各々には、締結部材241dが挿入される。そして、挿入された締結部材241dが、ねじ孔2411bに螺合されることにより、重り241bが、揺動用板状部材241aに固定される。
As shown in FIG. 7, the adjustment
2つの調整用長孔241cは、重り241bを揺動用板状部材241a上において移動させた後に締結部材241dにより締結することによって、揺動用板状部材241a上の取付位置Paを調整するように構成されている。一例として、図7に示す動吸振器204の状態から、作業者が、2つの締結部材241dを緩めた後、重り241bをZ1方向(またはZ2方向)に移動させる。そして、作業者が、移動後の位置において、2つの締結部材241dを締めることにより、重り241bの取付位置Paが、Z1方向(またはZ2方向側)の他の取付位置に移動する。
The two adjustment
この重り241bの移動により、弾性部材242から重り241bに向かう方向に直交する側方(X1方向側)から視て、2つの弾性部材242の中間位置Pmから質量体241の重心位置Pmgまでの長さLgが、調整される。このように、重り241bは、揺動用板状部材241aに弾性部材242から重り241bに向かう方向(Z1方向)の位置を調整可能に取り付けられている。ここで、2つの弾性部材242の中間位置Pmとは、2つの弾性部材242の並ぶ方向における、2つの弾性部材242の中心位置Pc1と中心位置Pc2と中間の位置である。
This movement of
このように、2つの調整用長孔241cは、揺動用板状部材241aに対する重り241bの取付位置Paを調整するように構成されている。すなわち、2つの調整用長孔241cは、中間位置Pmを基準とした重り241bの取付位置Paを調整するための構成である。図7の一例では、重り241bを移動させる例を示したが、重り241bの質量を変更してもよい。
In this way, the two adjustment
また、上記したように、締結部材241dは、揺動用板状部材241aに重り241bを固定するための部材である。
As described above, the
〈弾性部材〉
図7に示すように、弾性部材242は、揺動用板状部材241aのZ2方向側の端部を支持可能な所定のばね定数ktを有するゴム部材242aにより構成されている。具体的には、弾性部材242は、ゴム部材242aと、フランジ部242bと、フランジ部242cと、ねじ溝242dと、ねじ溝242eと、ゴムワッシャ242fと、ゴムワッシャ242gとを有している。
Elastic Member
7, the
ゴム部材242aは、所定のばね定数ktを有する円筒形状の部材である。所定のばね定数ktは、揺動用板状部材241aのVb1方向およびVb2方向の揺動により生じる揺動用板状部材241aの曲げの曲げ方向のばね定数ktである。
The
フランジ部242bは、ゴム部材242aのZ1方向側の端部に取り付けられている。フランジ部242bの中心部分には、締結部材244が螺合されるねじ溝242dが形成されている。これにより、揺動用板状部材241aが、フランジ部242bに固定される。フランジ部242cは、ゴム部材242aのZ2方向側の端部に取り付けられている。フランジ部242cの中心部分には、締結部材245が螺合されるねじ溝が形成されている。これにより、フランジ部242bcが、基台部243に固定される。ゴムワッシャ242fは、揺動用板状部材241aとフランジ部242bとの間に配置されている。ゴムワッシャ242gは、フランジ部242cと基台部243との間に配置されている。
The
図8に示すように、2つの弾性部材242は、弾性部材242から重り241bに向かう方向側(Z1方向側)から視て、重り241bの中心位置Pwを通る第1直線Lsyに対して線対称に配置されている。弾性部材242から重り241bに向かう方向側(Z1方向側)から視て、2つの弾性部材242は、第1直線Lsyに対して線対称であり、かつ、第1直線Lsyに直交する第2直線Lar上に重り241bと並んで配置されている。2つの弾性部材242と重り241bとは、弾性部材242から重り241bに向かう方向側(Z1方向側)から視て、一部が重なった状態で隣り合って配置されている。弾性部材242から重り241bに向かう方向側(Z1方向側)から視て、重り241bは、2つの弾性部材242の間に配置されている。
As shown in FIG. 8, the two
〈動吸振器の動吸振器側所定振動数〉
図7に示すように、動吸振器204の動吸振器側所定振動数は、2つの弾性部材242の幅Ax、2つの弾性部材242の幅Axの中間位置Pm、中間位置Pmからの重り241bの取付位置Paまでの長さL、および、質量体241の質量mにより設定される。
<Specified vibration frequency on the dynamic vibration absorber side of the dynamic vibration absorber>
As shown in Figure 7, the specified frequency of the
ここで、動吸振器204では、質量体241の重心位置Pmg(質点)とし、2つの弾性部材242の中間位置Pmを揺動中心とした揺動運動が発生する。この揺動運動は、質量体241の重心位置Pmgに2つの弾性部材242による復元力が加えられることにより生じる運動である。質量体241の重心位置PmgのZ方向に直交する方向の移動量をxとした場合、質量体241の重心位置Pmgに加えられている力Fは、F=k×Ax/Lg×xとなる。これにより、動吸振器204の固有振動数fは、以下の数式(21)で表される。ここで、数式(21)では、Mは、質量体241の質量とする。
〈動吸振器の動吸振器側所定振動数の調整〉
図7に示すように、動吸振器204の動吸振器側所定振動数は、中間位置Pmからの重り241bの取付位置Pa、および、質量体241の質量Mの少なくとも一方を調整することにより、調整することが可能である。すなわち、上記したように、作業者が、重り241bを調整用長孔241cに沿ってZ1方向側(またはZ2方向側)に移動させることにより、中間位置Pmからの取付位置Paが、変更されるので、質量体241の重心位置Pmgが、変更される。これにより、動吸振器204の動吸振器側所定振動数が、調整される。また、作業者は、重り241bの質量を変更させることにより、動吸振器204の動吸振器側所定振動数が、調整される。
<Adjustment of the dynamic vibration absorber side specified frequency of the dynamic vibration absorber>
As shown in Fig. 7, the dynamic vibration reducer-side predetermined frequency of the
また、揺動用板状部材241aの厚みを大きく、または、小さくした場合も、質量体241の質量Mが、変更される。これにより、動吸振器204の動吸振器側所定振動数が、調整される。また、ゴム部材242aのばね定数ktを大きく、または、小さくした場合も、動吸振器204の動吸振器側所定振動数が、調整される。また、2つの弾性部材242の幅Axを大きく、または、小さくした場合も、動吸振器204の動吸振器側所定振動数が、調整される。
The mass M of the
これにより、第2実施形態の動吸振器204は、アーム側所定振動数で振動するロボットアーム202の振動を抑制するために、ロボットアーム202のアーム側所定振動数に近付くように調整可能に構成されている。具体的には、動吸振器204は、調整用長孔241cによる中間位置Pmからの重り241bの取付位置Pa、および、質量体241の質量mの少なくとも一方を調整することにより、ロボットアーム202のアーム側所定振動数に近付くように調整可能に構成されている。また、動吸振器204は、ゴム部材242aのばね定数ktの調整によっても、ロボットアーム202のアーム側所定振動数に近付くように調整可能に構成されている。また、動吸振器204は、2つの弾性部材242の幅Axの調整によっても、ロボットアーム202のアーム側所定振動数に近付くように調整可能に構成されている。
Therefore, the
このような動吸振器204の動吸振器側所定振動数は、ロボットアーム202を移動させた後に緊急停止させた際のロボットアーム202の振動が収まる時間を計測しながら、作業者による取付位置Paおよび質量体241の質量Mなどの上記調整を行うことにより、ロボット100の運用箇所において調整される。
The dynamic vibration reducer side predetermined vibration frequency of the
なお、あくまで計測結果の一例であるが、動吸振器204なしでは、ロボットアーム202の振動の収まる時間が、約5秒であったが、動吸振器204を取り付けた場合では、ロボットアーム202の振動の収まる時間が、約2秒に減少した。
Note that, while this is merely an example of the measurement results, without the
〈基台部〉
図8に示すように、基台部243は、関節部JT3の付近に着脱可能に取り付けるための部材である。基台部243は、ブラケット205を介してアーム部223の先端側(関節部JT3の付近としてのアーム部223の関節部Jt3側の端部分)に固定されている。基台部243は、締結部材206によりブラケット205に固定されている。なお、基台部243、ブラケット205および締結部材を合わせた構成は、請求の範囲の「固定部」の一例である。
<Base>
8, the
なお、第2実施形態のその他の構成は、第1実施形態の構成と同様であるので、説明を省略する。 The rest of the configuration of the second embodiment is similar to that of the first embodiment, so the description will be omitted.
(第2実施形態の効果)
第2実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
(Effects of the Second Embodiment)
In the second embodiment, the following effects can be obtained.
第2実施形態では、第1実施形態と同様に、動吸振器204は、揺動用板状部材241aに取り付けられ、揺動用板状部材241aとともに揺動する重り81bとを含み、アーム側所定振動数(所定振動数)で振動する振動対象物(ロボットアーム202)の振動を抑制するために、動吸振器側所定振動数(動吸振器204の振動数)がアーム側所定振動数に近付くように調整可能に構成された質量体241を備えている。これにより、再度設計した動吸振器204を新たに作成することなく、実際の振動対象物(ロボットアーム202)の振動に合わせた動吸振器側所定振動数を有する動吸振器204を設けることができる。
In the second embodiment, similarly to the first embodiment, the
また、第2実施形態では、上記のように、揺動部材は、一端が弾性部材242に取り付けられるとともに、他端側の部分に重り241bが取り付けられることにより揺動する板状の揺動用板状部材241aを含んでいる。これにより、揺動軸に重りを取り付ける場合と比較して、揺動軸では、揺動軸と重りとの接触面積(支持面積)が小さいが、板状の揺動用板状部材241aは重り241bとの接触面積(支持面積)を大きくすることができるので、より安定して重り241bを支持することができる。
In addition, in the second embodiment, as described above, the oscillating member includes a plate-shaped
また、第2実施形態では、上記のように、重り241bは、揺動用板状部材241aに弾性部材242から重り241bに向かう方向の位置を調整可能に取り付けられている。これにより、重り241bの位置を調整することにより、質量体241の重心位置Pwgの位置を変更することができるので、動吸振器204の固有振動数を調整することができる。その結果、動吸振器側所定振動数を振動対象物(ロボットアーム202)の振動に合わせることができる。
In addition, in the second embodiment, as described above, the
また、第2実施形態では、上記のように、揺動用板状部材241aには、弾性部材242から重り241bに向かう方向に延び、重り241bを弾性部材242から重り241bに向かう方向の位置を調整可能に取り付ける調整用長孔241cが形成されている。これにより、調整用長孔241cにより、弾性部材242から重り241bに向かう方向、および、重り241bから弾性部材242に向かう方向の各々において、重り241bの位置を調整することができるので、調整用長孔241cという簡易な構造で重り241bの2つの方向の位置調整を実現することができる。
In addition, in the second embodiment, as described above, the swinging
また、第2実施形態では、上記のように、揺動用板状部材241aは、弾性部材242から重り241bに向かう方向に直交する側方から視て、L字形状を有している。これにより、L字形状の揺動用板状部材241aにより形成される空間内に重り241bを配置することにより、重り241bが揺動用板状部材241aからはみ出さないようにすることができるので、ロボット20外の構造と動吸振器204との干渉を抑制することができる。
In addition, in the second embodiment, as described above, the
また、第2実施形態では、上記のように、動吸振器204は、振動対象物としてのロボットアーム202に固定されている。これにより、ロボットアーム202が移動している際に緊急停止した場合などにおいて、ロボットアーム202が振動したとしても、動吸振器204により早期にロボットアーム202の振動を収束させることができる。
In addition, in the second embodiment, as described above, the
また、第2実施形態では、上記のように、弾性部材242は、弾性部材242から重り241bに向かう方向側から視て、重り241bの中心位置Pwを通る第1直線Lsyに対して線対称に2つ配置されている。これにより、重り241bを含む質量体241の揺動を安定させることができるので、2つの弾性部材242のうちのいずれかに過度な負荷が加えられることを抑制することができる。
In addition, in the second embodiment, as described above, two
また、第2実施形態では、上記のように、弾性部材242から重り241bに向かう方向側から視て、2つの弾性部材242は、第1直線Lsyに対して線対称であり、かつ、第1直線Lsyに直交する第2直線Lar上に重り241bと並んで配置されている。これにより、2つの弾性部材242と重り241bとが、第2直線Larに対してずれた位置に配置された場合と比較して、質量体241をより安定して揺動させることができる。
In addition, in the second embodiment, as described above, when viewed from the direction from the
なお、第2実施形態のその他の効果は、第1実施形態の効果と同様であるので、説明を省略する。 Note that the other effects of the second embodiment are similar to those of the first embodiment, so a description thereof will be omitted.
[変形例]
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく請求の範囲によって示され、さらに請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更(変形例)が含まれる。
[Modification]
It should be noted that the embodiments disclosed herein are illustrative and not restrictive in all respects. The scope of the present disclosure is indicated by the claims, not by the description of the embodiments above, and further includes all modifications (variations) within the meaning and scope of the claims.
たとえば、第1実施形態では、動吸振器8は、撮像部支持部6のうちの水平方向部材62に取り付けられている例を示したが、本開示はこれに限られない。本開示では、図9に示す変形例のように、ロボット400において、動吸振器8は、水平方向部材62の近傍の位置である撮像部支持部6のうちの支柱部材61のZ1方向側の先端部に取り付けられてもよい。また、動吸振器は、撮像部支持部以外の搬送車、収容部またはロボットアームに取り付けられてもよい。また、動吸振器は、第1関節部(関節部JT1)以外の箇所に取り付けられてもよい。
For example, in the first embodiment, an example has been shown in which the
また、上記第1および第2実施形態では、ロボットアーム4は、関節部JT1、関節部JT2、関節部JT3、関節部JT4、関節部JT5および関節部JT6を有している例を示したが、本開示はこれに限られない。本開示では、ロボットアームの関節部は、1つ~5つ、または、7つ以上であってもよい。
In addition, in the above first and second embodiments, an example was shown in which the
また、上記第1および第2実施形態では、弾性部材82は、ゴム部材82aである例を示したが、本開示はこれに限られない。本開示では、弾性部材は、ゴム部材以外の弾性変形する樹脂部材などであってもよい。
In addition, in the above first and second embodiments, the
また、上記第1実施形態では、重り81bは、円筒形状を有している例を示したが、本開示はこれに限られない。本開示では、重りは、平面視において矩形形状などの多角形形状を有していてもよい。
In the above first embodiment, the
また、上記第1実施形態では、動吸振器8が、ロボット100に適用される例を示したが、本開示はこれに限られない。本開示では、動吸振器は、自律移動走行車に適用されてもよいし、搬送車を有しないロボットに適用してもよい。
In addition, in the above first embodiment, an example was shown in which the
また、上記第1実施形態では、ロボット100は、所定場所P1に積み上げられた物品Maを所定場所P1から搬送先場所P2に搬送する作業を自律的に行うロボットである例を示したが、本開示はこれに限られない。本開示では、ロボットは、搬送業を自律的に行うロボット以外のロボットであってもよい。
In the above first embodiment, an example was shown in which the
また、上記第1実施形態では、側方カバー部83aは、ボルトなどにより着脱可能に下方カバー部83bに取り付けられることにより、基台部84に取り付けられている例を示したが、本開示はこれに限られない。本開示では、カバー部材は、下方カバー部を設けずに、基台部に側方カバー部を直接取り付けるなどの他の構成であってもよい。
In addition, in the above first embodiment, an example has been shown in which the
また、上記第1実施形態では、カバー部材83は、側方カバー部83aにより質量体81および弾性部材82を側方から覆うとともに、下方カバー部83bにより質量体81および弾性部材82を下方から覆う例を示したが、本開示はこれに限られない。本開示では、カバー部材は、上方、下方および側方の全てを覆う構成であってもよい。
In the above first embodiment, an example was shown in which the
また、上記第1実施形態では、側方カバー部83aは、円筒形状のカバーである例を示したが、本開示はこれに限られない。本開示では、側方カバー部は、円筒形状以外の形状のカバーであってもよい。この場合は、下方カバー部は、側方カバー部の形状に合わせた形状のカバーであってもよいし、なくてもよい。
In addition, in the above first embodiment, an example was shown in which the
また、上記第2実施形態では、重り241bは、揺動用板状部材241aに対して締結部材241dにより着脱可能に1つ取り付けられている例を示したが、本開示はこれに限られない。本開示では、重りは、揺動用板状部材に対して締結部材により着脱可能に2つ以上取り付けられていてもよい。
In the above second embodiment, an example was shown in which one
また、上記第2実施形態では、重り241bは、六面体形状を有している例を示したが、本開示はこれに限られない。本開示では、重りは、多面体形状であってもよい。
In the second embodiment, the
また、上記第2実施形態では、重り241bは、揺動用板状部材241aに弾性部材242から重り241bに向かう方向の位置を調整可能に取り付けられている例を示したが、本開示はこれに限られない。本開示では、重りは、揺動用板状部材に弾性部材から重りに向かう方向に直交する方向の位置も調整可能に取り付けられていてもよい。また、質量体が、弾性部材に対して相対的に、弾性部材から重りに向かう方向に直交する方向に調整可能に、弾性部材に取り付けられてもよい。これにより、質量体の重心位置と、中間位置とが、弾性部材から重りに向かう方向から視て、重なるような位置に調整することが可能となる。
In the above second embodiment, an example was shown in which the
また、上記第2実施形態では、揺動用板状部材241aには、弾性部材242から重り241bに向かう方向に延び、重り241bを弾性部材242から重りに向かう方向の位置を調整可能に取り付ける調整用長孔241cが形成されている例を示したが、本開示はこれに限られない。本開示では、重りに、複数のねじ孔を形成するとともに、揺動用板状部材241aには、上記複数のねじ孔に合わせた位置に貫通孔を設けてもよい。
In the second embodiment, the
また、上記第2実施形態では、揺動用板状部材241aは、弾性部材242から重り241bに向かう方向に直交する側方から視て、L字形状を有している例を示したが、本開示はこれに限られない。本開示では、揺動用板状部材は、弾性部材から重りに向かう方向に直交する側方から視て、U字形状などを有していてもよい。
In addition, in the second embodiment, the
また、上記第2実施形態では、弾性部材242は、弾性部材242から重り241bに向かう方向側から視て、重り241bの中心位置Pwを通る第1直線Lsyに対して線対称に2つ配置されている例を示したが、本開示はこれに限られない。本開示では、弾性部材は、線対称に配置されなくてもよいし、1つ、または、3つ以上配置されてもよい。
In addition, in the second embodiment, an example was shown in which two
また、上記第2実施形態では、弾性部材242から重り241bに向かう方向側から視て、2つの弾性部材242は、第1直線Lsyに対して線対称であり、かつ、第1直線Lsyに直交する第2直線Lar上に重り241bと並んで配置されている例を示したが、本開示はこれに限られない。本開示では、弾性部材から重りに向かう方向側から視て、2つの弾性部材と重りとは、第2直線からずれた位置に配置されてもよい。
In addition, in the above second embodiment, when viewed from the direction from the
[態様]
上記した実施形態は、以下の態様の具体例である。
[Aspects]
The above-described embodiment is a specific example of the following aspects.
(態様1)
ロボットハンドと、
前記ロボットハンドが先端に取り付けられるロボットアームと、
前記ロボットアームの移動に伴って所定振動数で振動する振動対象物の振動を抑制する動吸振器とを備え、
前記動吸振器は、
基台部と、
前記基台部に取り付けられ、所定のばね定数を有する弾性部材と、
一端が前記弾性部材に取り付けられ、他端が前記弾性部材とは逆方向に突出した揺動部材と、前記揺動部材に取り付けられ、前記揺動部材とともに揺動する重りとを含み、前記所定振動数で振動する前記振動対象物の振動を抑制するために、前記動吸振器の振動数が前記所定振動数に近付くように調整可能に構成された質量体とを含む、ロボット。
(Aspect 1)
A robot hand and
a robot arm having the robot hand attached to a tip thereof;
a dynamic vibration absorber that suppresses vibration of a vibration object that vibrates at a predetermined frequency in association with the movement of the robot arm,
The dynamic vibration absorber includes:
A base portion;
an elastic member attached to the base portion and having a predetermined spring constant;
a mass body including an oscillating member having one end attached to the elastic member and the other end protruding in the opposite direction from the elastic member, and a weight attached to the oscillating member and oscillating together with the oscillating member, the mass body being configured to be adjustable so that the frequency of the dynamic vibration absorber approaches the predetermined frequency in order to suppress vibration of the vibrating object vibrating at the predetermined frequency.
(態様2)
前記質量体は、前記揺動部材に対する前記重りの取付位置、および、前記質量体の質量の少なくとも一方を調整することにより、前記動吸振器の振動数が前記所定振動数に近付くように調整する調整部をさらに含む、態様1に記載のロボット。
(Aspect 2)
The robot of
(態様3)
前記揺動部材は、前記一端が前記弾性部材に取り付けられ、他端が前記弾性部材とは逆方向に突出した揺動軸を含み、
前記調整部は、前記揺動軸に挿入され、前記揺動軸において前記重りを挟持する挟持部を有し、
前記挟持部は、前記重りを前記揺動軸上を移動させた後に挟持することにより、前記揺動軸上の前記取付位置を調整するように構成されている、態様2に記載のロボット。
(Aspect 3)
the oscillating member includes an oscillating shaft having one end attached to the elastic member and the other end protruding in a direction opposite to the elastic member,
the adjustment unit has a clamping unit that is inserted into the pivot shaft and clamps the weight on the pivot shaft;
The robot according to
(態様4)
前記重りは、前記揺動軸に対して個別に前記調整部により着脱可能に複数取り付けられている、態様3に記載のロボット。
(Aspect 4)
The robot according to
(態様5)
前記重りは、前記揺動軸が挿入される挿入孔が形成された円筒形状を有する、態様3に記載のロボット。
(Aspect 5)
4. The robot according to
(態様6)
前記弾性部材は、前記揺動部材の前記一端を支持可能な前記所定のばね定数を有するゴム部材により構成されている、態様1に記載のロボット。
(Aspect 6)
2. The robot according to
(態様7)
前記ゴム部材は、前記揺動部材の前記一端を支持可能な前記所定のばね定数を有する円筒形状の部材により構成されている、態様6に記載のロボット。
(Aspect 7)
7. The robot according to
(態様8)
前記基台部は、前記振動対象物に固定するための固定部を含む、態様1に記載のロボット。
(Aspect 8)
The robot according to
(態様9)
前記揺動部材は、前記一端が前記弾性部材に取り付けられるとともに、前記他端側の部分に前記重りが取り付けられることにより揺動する板状の揺動用板状部材を含む、態様2に記載のロボット。
(Aspect 9)
The robot according to
(態様10)
前記重りは、前記揺動用板状部材に前記弾性部材から前記重りに向かう方向の位置を調整可能に取り付けられている、態様9に記載のロボット。
(Aspect 10)
The robot according to aspect 9, wherein the weight is attached to the swinging plate member so that its position in a direction from the elastic member toward the weight can be adjusted.
(態様11)
前記揺動用板状部材には、前記弾性部材から前記重りに向かう方向に延び、前記重りを前記弾性部材から前記重りに向かう方向の位置を調整可能に取り付ける調整用長孔が形成されている、態様10に記載のロボット。
(Aspect 11)
The robot described in aspect 10, wherein the swinging plate member has an adjustment long hole formed therein, the adjustment long hole extending in a direction from the elastic member toward the weight, and for attaching the weight so that the position of the weight in the direction from the elastic member toward the weight can be adjusted.
(態様12)
前記揺動用板状部材は、前記弾性部材から前記重りに向かう方向に直交する側方から視て、L字形状を有している、態様9に記載のロボット。
(Aspect 12)
The robot according to aspect 9, wherein the swinging plate member has an L-shape when viewed from a side perpendicular to a direction from the elastic member toward the weight.
(態様13)
前記動吸振器は、前記振動対象物としての前記ロボットアームに固定されている、態様8に記載のロボット。
(Aspect 13)
A robot according to
(態様14)
前記弾性部材は、前記弾性部材から前記重りに向かう方向側から視て、前記重りの中心位置を通る第1直線に対して線対称に2つ配置されている、態様9に記載のロボット。
(Aspect 14)
The robot according to aspect 9, wherein the elastic members are arranged symmetrically with respect to a first line passing through a center position of the weight when viewed from a direction from the elastic members toward the weight.
(態様15)
前記弾性部材から前記重りに向かう方向側から視て、2つの前記弾性部材は、前記第1直線に対して線対称であり、かつ、前記第1直線に直交する第2直線上に前記重りと並んで配置されている、態様14に記載のロボット。
(Aspect 15)
The robot described in aspect 14, wherein, when viewed from a direction from the elastic members toward the weight, the two elastic members are linearly symmetrical with respect to the first line and are arranged alongside the weight on a second line perpendicular to the first line.
(態様16)
物品を保持するロボットハンドと、
前記ロボットハンドが先端に取り付けられるロボットアームと、
所定箇所に取り付けられ、前記ロボットハンドにより保持する前記物品を撮像する撮像部と、
前記ロボットハンドにより前記物品を保持するために、前記撮像部により前記物品を撮像する際に、前記ロボットアームの移動に伴って所定振動数で振動する前記所定箇所の振動を抑制するために、振動数が前記所定振動数に近付くように調整された動吸振器とを備える、ロボット。
(Aspect 16)
A robot hand that holds an object;
a robot arm having the robot hand attached to a tip thereof;
an imaging unit attached to a predetermined location and configured to image the object held by the robot hand;
a dynamic vibration absorber, the dynamic vibration absorber being adjusted so that a vibration frequency approaches a predetermined frequency in order to suppress vibration of the predetermined location that vibrates at a predetermined frequency in association with movement of the robot arm when the imaging unit captures an image of the object in order to hold the object with the robot hand, the dynamic vibration absorber being adjusted so that a vibration frequency approaches the predetermined frequency.
(態様17)
前記ロボットアームの基台を構成する第1関節部に取り付けられ、前記第1関節部と一体的に回転するとともに、前記撮像部を支持する撮像部支持部をさらに備え、
前記動吸振器は、前記撮像部支持部に取り付けられている、態様16に記載のロボット。
(Aspect 17)
an imaging unit support part that is attached to a first joint part constituting a base of the robot arm, rotates integrally with the first joint part, and supports the imaging unit;
A robot according to aspect 16, wherein the dynamic vibration reducer is attached to the imaging unit support.
(態様18)
前記撮像部支持部は、
前記第1関節部に取り付けられ、前記第1関節部から上方に延びる支柱部材と、
前記支柱部材に取り付けられており、前記撮像部が取り付けられるとともに、水平方向に延びる水平方向部材とを含み、
前記動吸振器は、前記水平方向部材、または、前記水平方向部材の近傍に取り付けられている、態様17に記載のロボット。
(Aspect 18)
The imaging unit support portion is
A support member attached to the first joint portion and extending upward from the first joint portion;
a horizontal member attached to the support member, the imaging unit attached to the horizontal member, and extending in a horizontal direction;
18. The robot of claim 17, wherein the dynamic vibration absorber is mounted on or near the horizontal member.
(態様19)
前記動吸振器は、前記第1関節部と一体的に回転した前記支柱部材の回転後の振動により揺動する揺動式の動吸振器である、態様18に記載のロボット。
(Aspect 19)
The robot according to aspect 18, wherein the dynamic vibration reducer is an oscillating dynamic vibration reducer that oscillates due to vibration after rotation of the support member that rotates integrally with the first joint portion.
(態様20)
前記揺動式の動吸振器は、
基台部と、
前記基台部に取り付けられ、所定のばね定数を有する弾性部材と、
一端が前記弾性部材に取り付けられ、他端が前記弾性部材とは逆方向に突出した揺動軸と、前記揺動軸に取り付けられ、前記揺動軸とともに揺動する重りとを有し、前記所定振動数で振動する前記所定箇所である振動対象物の振動を抑制するために、前記揺動式の動吸振器の振動数が前記所定振動数に近付くように調整可能に構成された質量体とを含む、態様16に記載のロボット。
(Aspect 20)
The oscillating dynamic vibration absorber comprises:
A base portion;
an elastic member attached to the base portion and having a predetermined spring constant;
The robot described in aspect 16 includes a mass body having an oscillating shaft having one end attached to the elastic member and the other end protruding in the opposite direction from the elastic member, and a weight attached to the oscillating shaft and oscillating together with the oscillating shaft, and configured to be adjustable so that the frequency of the oscillating dynamic vibration absorber approaches the specified frequency in order to suppress vibration of a vibrating object that is the specified location vibrating at the specified frequency.
(態様21)
前記質量体は、前記揺動軸の前記一端から前記重りの取付位置、および、前記質量体の質量の少なくとも一方を調整することにより、前記揺動式の動吸振器の振動数が前記所定振動数に近付くように調整する調整部をさらに含む、態様20に記載のロボット。
(Aspect 21)
The robot of
(態様22)
基台部と、
前記基台部に取り付けられ、所定のばね定数を有する弾性部材と、
一端が前記弾性部材に取り付けられ、他端が前記弾性部材とは逆方向に突出した揺動部材と、前記揺動部材に取り付けられ、前記揺動部材とともに揺動する重りとを含み、所定振動数で振動する振動対象物の振動を抑制するために、動吸振器の振動数が前記所定振動数に近付くように調整可能に構成された質量体とを備える、動吸振器。
(Aspect 22)
A base portion;
an elastic member attached to the base portion and having a predetermined spring constant;
A dynamic vibration absorber comprising: an oscillating member having one end attached to the elastic member and the other end protruding in the opposite direction from the elastic member; and a weight attached to the oscillating member and oscillating together with the oscillating member, the dynamic vibration absorber comprising: a mass body configured to be adjustable so that the frequency of the dynamic vibration absorber approaches a predetermined frequency in order to suppress vibration of a vibrating object that vibrates at the predetermined frequency.
Claims (22)
前記ロボットハンドが先端に取り付けられるロボットアームと、
前記ロボットアームの移動に伴って所定振動数で振動する振動対象物の振動を抑制する動吸振器とを備え、
前記動吸振器は、
基台部と、
前記基台部に取り付けられ、所定のばね定数を有する弾性部材と、
一端が前記弾性部材に取り付けられ、他端が前記弾性部材とは逆方向に突出した揺動部材と、前記揺動部材に取り付けられ、前記揺動部材とともに揺動する重りとを含み、前記所定振動数で振動する前記振動対象物の振動を抑制するために、前記動吸振器の振動数が前記所定振動数に近付くように調整可能に構成された質量体とを含む、ロボット。 A robot hand and
a robot arm having the robot hand attached to a tip thereof;
a dynamic vibration absorber that suppresses vibration of a vibration object that vibrates at a predetermined frequency in association with the movement of the robot arm,
The dynamic vibration absorber includes:
A base portion;
an elastic member attached to the base portion and having a predetermined spring constant;
a mass body including an oscillating member having one end attached to the elastic member and the other end protruding in the opposite direction from the elastic member, and a weight attached to the oscillating member and oscillating together with the oscillating member, the mass body being configured to be adjustable so that the frequency of the dynamic vibration absorber approaches the predetermined frequency in order to suppress vibration of the vibrating object vibrating at the predetermined frequency.
前記調整部は、前記揺動軸に挿入され、前記揺動軸において前記重りを挟持する挟持部を有し、
前記挟持部は、前記重りを前記揺動軸上を移動させた後に挟持することにより、前記揺動軸上の前記取付位置を調整するように構成されている、請求項2に記載のロボット。 the oscillating member includes an oscillating shaft having one end attached to the elastic member and the other end protruding in a direction opposite to the elastic member,
the adjustment unit has a clamping unit that is inserted into the pivot shaft and clamps the weight on the pivot shaft;
The robot according to claim 2 , wherein the clamping unit is configured to adjust the attachment position on the pivot shaft by clamping the weight after moving the weight on the pivot shaft.
前記ロボットハンドが先端に取り付けられるロボットアームと、
所定箇所に取り付けられ、前記ロボットハンドにより保持する前記物品を撮像する撮像部と、
前記ロボットハンドにより前記物品を保持するために、前記撮像部により前記物品を撮像する際に、前記ロボットアームの移動に伴って所定振動数で振動する前記所定箇所の振動を抑制するために、振動数が前記所定振動数に近付くように調整された動吸振器とを備える、ロボット。 A robot hand that holds an object;
a robot arm having the robot hand attached to a tip thereof;
an imaging unit attached to a predetermined location and configured to image the object held by the robot hand;
a dynamic vibration absorber, the dynamic vibration absorber being adjusted so that a vibration frequency approaches a predetermined frequency in order to suppress vibration of the predetermined location that vibrates at a predetermined frequency in association with movement of the robot arm when the imaging unit captures an image of the object in order to hold the object with the robot hand, the dynamic vibration absorber being adjusted so that a vibration frequency approaches the predetermined frequency.
前記動吸振器は、前記撮像部支持部に取り付けられている、請求項16に記載のロボット。 an imaging unit support part that is attached to a first joint part constituting a base of the robot arm, rotates integrally with the first joint part, and supports the imaging unit;
The robot according to claim 16 , wherein the dynamic vibration reducer is attached to the imaging unit support.
前記第1関節部に取り付けられ、前記第1関節部から上方に延びる支柱部材と、
前記支柱部材に取り付けられており、前記撮像部が取り付けられるとともに、水平方向に延びる水平方向部材とを含み、
前記動吸振器は、前記水平方向部材、または、前記水平方向部材の近傍に取り付けられている、請求項17に記載のロボット。 The imaging unit support portion is
A support member attached to the first joint portion and extending upward from the first joint portion;
a horizontal member attached to the support member, the imaging unit attached to the horizontal member, and extending in a horizontal direction;
18. The robot of claim 17, wherein the dynamic vibration absorber is mounted on or near the horizontal member.
基台部と、
前記基台部に取り付けられ、所定のばね定数を有する弾性部材と、
一端が前記弾性部材に取り付けられ、他端が前記弾性部材とは逆方向に突出した揺動軸と、前記揺動軸に取り付けられ、前記揺動軸とともに揺動する重りとを有し、前記所定振動数で振動する前記所定箇所である振動対象物の振動を抑制するために、前記揺動式の動吸振器の振動数が前記所定振動数に近付くように調整可能に構成された質量体とを含む、請求項16に記載のロボット。 The oscillating dynamic vibration absorber comprises:
A base portion;
an elastic member attached to the base portion and having a predetermined spring constant;
17. The robot according to claim 16, further comprising: a mass body having an oscillating shaft having one end attached to the elastic member and the other end protruding in the opposite direction from the elastic member, and a weight attached to the oscillating shaft and oscillating together with the oscillating shaft, the mass body being configured to be adjustable so that the frequency of the oscillating dynamic vibration absorber approaches the predetermined frequency in order to suppress vibration of a vibrating object that is the predetermined location vibrating at the predetermined frequency.
前記基台部に取り付けられ、所定のばね定数を有する弾性部材と、
一端が前記弾性部材に取り付けられ、他端が前記弾性部材とは逆方向に突出した揺動部材と、前記揺動部材に取り付けられ、前記揺動部材とともに揺動する重りとを含み、所定振動数で振動する振動対象物の振動を抑制するために、動吸振器の振動数が前記所定振動数に近付くように調整可能に構成された質量体とを備える、動吸振器。 A base portion;
an elastic member attached to the base portion and having a predetermined spring constant;
A dynamic vibration absorber comprising: an oscillating member having one end attached to the elastic member and the other end protruding in the opposite direction from the elastic member; and a weight attached to the oscillating member and oscillating together with the oscillating member, the dynamic vibration absorber comprising: a mass body configured to be adjustable so that the frequency of the dynamic vibration absorber approaches a predetermined frequency in order to suppress vibration of a vibrating object that vibrates at the predetermined frequency.
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| JP2023199670 | 2023-11-27 | ||
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2025115853A1 true WO2025115853A1 (en) | 2025-06-05 |
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|---|---|---|---|
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| Country | Link |
|---|---|
| WO (1) | WO2025115853A1 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS622035A (en) * | 1985-06-27 | 1987-01-08 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | dynamic vibration reducer |
| JPH03239484A (en) * | 1990-02-19 | 1991-10-25 | Tokico Ltd | industrial robot |
| JP2004196548A (en) * | 2002-10-25 | 2004-07-15 | Fanuc Ltd | Object conveying system and conveying method |
-
2024
- 2024-11-26 WO PCT/JP2024/041807 patent/WO2025115853A1/en active Pending
Patent Citations (3)
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