CN101925444B

CN101925444B - 机械臂

Info

Publication number: CN101925444B
Application number: CN200980102714.0A
Authority: CN
Inventors: 藤冈总一郎; 水野修; 松川善彦; 奥田晃庸; 东条刚史; 高桥里枝; 中村彻
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2008-01-22
Filing date: 2009-01-21
Publication date: 2012-07-04
Anticipated expiration: 2029-01-21
Also published as: US8286528B2; CN101925444A; JP5017379B2; JPWO2009093451A1; US20110036188A1; WO2009093451A1

Abstract

本发明提供一种机械臂，包括：具有轴(22)的驱动齿轮(23)；以驱动齿轮(23)的轴(22)为中心可转动的齿轮架(28)；与驱动齿轮(23)联动、可绕固定于齿轮架(28)上的轴(24)朝与所述驱动齿轮相反的方向转动的第一从动齿轮(25)；可使第一从动齿轮(25)相对于驱动齿轮(23)锁定的传递控制机构部(30)；与第一从动齿轮(25)联动的臂(4)；以及可检测出臂(4)与障碍物的碰撞的碰撞检测部(9)。传递控制机构部根据由碰撞检测部检测出的臂(4)与障碍物的碰撞，来解除从动齿轮(25)相对于驱动齿轮(23)的锁定。根据该机械臂，能够迅速地缓解因碰撞而产生的冲击力。

Description

机械臂

技术领域

本发明涉及能够缓解因与人、障碍物的碰撞而产生的影响的机械臂。

背景技术

以往，关于回避与障碍物碰撞或缓解因碰撞而产生的冲击力的技术，提出有各种各样的方案。

例如，在日本专利公开公报特开2005-59171号中，公开有这样的技术：在检测出机械臂与障碍物碰撞之后，通过使流向马达的电流方向逆转，来对臂施加与碰撞前施加的转矩方向相反的转矩，其中，所述马达驱动将臂和臂连接的关节部。

在以往的机械臂中，当流向马达的电流的方向反转，而对机械臂施加反向的转矩时，机械臂在经过减速过程和停止过程后反转。因此，使机械臂向避免碰撞的方向或缓解因碰撞而产生的冲击力的后退方向移动，会产生相应的迟延。一般，在机械臂中，为了获得驱动转矩，在马达输出端组装有减速机。因此，由于机械臂动作时的马达的转速较高，所以存在马达从减速到反转为止的时间变长的倾向。即，在以往的机械臂中，到机械臂反转为止的时间长，存在用于避免碰撞和缓解冲击力的反转动作的响应性不足的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供能够缓解因碰撞而产生的影响的机械臂。

本发明所涉及的机械臂，包括：驱动齿轮，具有轴；齿轮架，以所述驱动齿轮的所述轴为中心可转动；第一从动齿轮，与所述驱动齿轮联动、可绕固定于所述齿轮架上的轴朝与所述驱动齿轮相反的方向转动；传递控制机构部，可使所述第一从动齿轮相对于所述驱动齿轮锁定；臂，与所述第一从动齿轮联动；以及碰撞检测部，可检测出所述臂与障碍物的碰撞，其中，所述传递控制机构部，根据由所述碰撞检测部检测出的所述臂与所述障碍物的碰撞，来解除所述第一从动齿轮相对于所述驱动齿轮的锁定。

附图说明

图1是表示本发明的实施例1的机械臂的结构的结构图。

图2是表示该机械臂的关节部的结构的结构图。

图3是表示该机械臂的齿轮传递控制机构部的结构的结构图。

图4是表示该机械臂的电结构的方框图。

图5是说明该机械臂的动作流程的流程图。

图6是说明该机械臂的动作的说明图。

图7是表示在该机械臂中的摄像部的配置的配置图。

图8是表示本发明的实施例2的机械臂的关节部的结构的结构图。

图9是表示本发明的实施例3的机械臂的关节部的结构的结构图。

图10是表示实施例3所示的机械臂的关节部的主要部分结构的结构图。

图11是表示本发明的实施例4的机械臂的关节部的结构的结构图。

具体实施方式

以下，参照附图对用于实施本发明的方式进行详细说明。

(实施例1)

首先，参照图1，对本发明的实施例1的机械臂的结构进行说明。图1是表示本发明的实施例1的机械臂1的结构的结构图。

机械臂1是将多个臂相连接的多关节型机械臂，例如，如图1所示，该机械臂1包括把持物体的手2、臂4、6、臂基座部8以及关节部3、5、7。

手2和臂4通过关节部3而连接。臂4和臂6通过关节部5而连接。臂6和臂基座部8通过关节部7而连接。

机械臂1还包括：检测与人以及移动或静止的物体等障碍物72的碰撞的碰撞检测部9；输入部10；以及根据来自输入部10的操作指令以及碰撞检测部9的检测输出，来控制关节部3、5以及关节部7的动作的控制部11。

另外，在机械臂1中，按照来自输入部10的操作指令来驱动各关节部3、5、7所具备的马达35(参照图4)，可改变手2和臂4、6的姿势或位置。此外，如后所述，当碰撞检测部9检测出臂4、6与障碍物72的碰撞时，机械臂1可使臂4或臂6退避，以离开障碍物72。另外，手2具有公知的致动器，能够把持物体。

关节部3具有公知的驱动用马达35，可使手2转动(turn)。关节部5将臂4和臂6转动自如地连接，并具有公知的驱动用马达35。因此，通过驱动设置于关节部5的马达35，能够使臂4相对于臂6转动。据此，能够改变臂4相对于臂6的姿势。同样，关节部7将臂基座部8和臂6转动自如地连接，并通过驱动马达35来使臂6相对于臂基座部8转动。

在臂4的表面设置有检测与障碍物72的接触的接触传感器12。同样，在臂6的表面设置有检测与障碍物72的接触的接触传感器13。

接触传感器12、13，例如基于用导电性压敏油墨(conductive pressure-sensitive ink)印刷而成的纵横图案的交点处的电阻变化，来检测有无与障碍物72的接触。将具有该导电性压敏油墨的图案的薄片(sheet)设置于内侧，在中间放入垫片(spacer)并用外皮覆盖。当障碍物72与外皮接触时，内侧的薄片经由垫片而被按压而电阻发生变化，据此接触传感器12、13工作(以下写成“ON”)。

碰撞检测部9根据来自检测与障碍物72的接触的各接触传感器12、13的输出，来检测出哪个部位与障碍物72发生了碰撞，并将该信息输出至控制部11。即，碰撞检测部9根据接触传感器12、13的纵横图案的交点处的电阻变化，能够检测出障碍物72的碰撞部位。另外，例如在接触传感器12为“ON”时，碰撞检测部9检测出臂4与障碍物72发生了碰撞，并且检测出其碰撞部位。同样，在接触传感器13为“ON”时，碰撞检测部9检测出臂6与障碍物72发生了碰撞，并且检测出其碰撞部位。

另外，在臂4、6没有与障碍物72碰撞时，接触传感器12、13不工作(以下写成“OFF”)。此时，碰撞检测部9不向控制部11输出信息。

输入部10从各种输入装置等输入操作指令，并将该操作指令输出至后述的控制部11。作为输入装置，例如可使用公知的按键输入、操纵杆、触摸屏等。另外，在机械臂1可自主移动的情况下，输入部10接收来自外部的上位控制部(未图示)的操作指令，并输入该操作指令。

控制部11包括：按照用于执行各种功能的程序来判断数据，并进行运算的中央控制装置(以下记为“CPU”)；存储有各种程序等的、作为读出专用存储器的只读存储器(ROM)；以及用于暂时存储数据的、可重写的随机存取存储器(RAM)。控制部11可通过执行与从外部输入的信息相对应的程序，基于从输入部10输入的操作指令和碰撞检测部9的检测输出，来控制关节部3、5、7的动作。

当通过碰撞检测部9检测出碰撞时，控制部11使臂4或臂6退避，以使其离开障碍物72。例如，当通过碰撞检测部9检测出接触传感器12为“ON”时，控制部11控制关节部5，以使臂4从障碍物72离开。即，使臂4的移动方向反转地控制关节部5。同样，当通过碰撞检测部9检测出接触传感器13为“ON”时，控制部11控制关节部7，以使臂6从障碍物72离开。即，使臂6的移动方向反转地控制关节部7。

控制部11，在CPU中通过硬件中断(hardware interrupt)接收来自碰撞检测部9的输出，并执行用于进行退避动作的程序。据此，能够加快在出现碰撞时的响应。关于检测出碰撞时的退避动作的详细情况，将在后面进行叙述。

接下来，参照图2，对能够使臂4从碰撞的障碍物72退避的关节部5的结构进行说明。图2是表示本发明的实施例1的机械臂1的关节部5的结构的结构图。

如图2所示，关节部5将臂4和臂6连接。关节部5包括马达35和反转齿轮机构部29，且通过驱动固定于臂6的马达35来使臂4通过反转齿轮机构部29而转动。

马达35使固定于马达35的轴20的前端的马达输出齿轮21转动，以此驱动反转齿轮机构部29。然后，反转齿轮机构部29将马达输出齿轮21的驱动力传递至臂4。据此，通过使马达35的轴20转动，能够使臂4绕轴22转动。在马达35上组装有减速机(省略图示)，马达35的轴20通过减速机而进行减速输出。

反转齿轮机构部29包括：能够以被固定在臂(第一构件)6上的轴22为中心转动的齿轮架28，其中，马达被固定在该臂6上；可绕轴22转动地设置的由外齿轮构成的驱动齿轮23；以及可绕被固定在齿轮架28上的轴24转动地设置的由外齿轮构成的从动齿轮(第一从动齿轮)25。齿轮架28例如由具有贯通孔的板材构成，轴22贯穿该齿轮架28的贯通孔。据此，齿轮架28能够以轴22为中心转动。另外，在从贯通孔凸出的轴22的前端部可转动地安装有驱动齿轮23。

驱动齿轮23和从动齿轮25相互啮合，这些齿轮23、25构成以转动方向互不相同的方式传递驱动力的反转齿轮机构部29。

从动齿轮25一体地安装于臂4(第二构件)。据此，臂4伴随从动齿轮25的转动，以轴24为中心与从动齿轮25一起转动。

接下来，利用图3，对传递控制机构部30的动作进行说明，该传递控制机构部30对反转齿轮机构部29的反转齿轮转动进行锁定或解除锁定。

图3是表示本发明的实施例1的机械臂1的传递控制机构部30的结构的结构图，其中，(a)是表示锁定反转齿轮机构部29的反转齿轮转动时的结构的结构图，(b)是表示解除对反转齿轮机构部29的反转齿轮转动的锁定时的结构的结构图。

如图3(a)和(b)所示，机械臂1具有用于锁定在齿轮架28中从动齿轮25相对于驱动齿轮23的转动、或解除该锁定的传递控制机构部30。

传递控制机构部30包括：被固定在齿轮架28上且内置有螺线管(solenoid)的切换部主体31；通过对切换部主体31的接通和断开(ON and OFF)进行切换而能够相对于切换部主体31向A方向或B方向移动的轴(柱塞，plunger)26；以及设置于轴26的前端部的从动齿轮(第二从动齿轮)27。从动齿轮27被设置可相对于轴26转动。

从动齿轮27伴随轴26的进退移动而移动。即，从动齿轮能够定位于锁定位置和锁定解除位置这两个位置。锁定位置是从动齿轮27能够与驱动齿轮23和从动齿轮25两者啮合的位置。另一方面，锁定解除位置是从动齿轮27与从动齿轮25啮合、但不与驱动齿轮23啮合的位置。

即，如图3(a)所示，传递控制机构部30在锁定驱动齿轮23和从动齿轮25的反转齿轮转动时，使轴26向A方向移动。据此，从动齿轮27移动至与驱动齿轮23和从动齿轮25两者啮合的锁定位置。据此，驱动齿轮23和从动齿轮25的反转齿轮转动被锁定。此时，臂4伴随驱动齿轮23的转动，与齿轮架28、从动齿轮25以及从动齿轮27一体地以轴22为中心转动。

另一方面，如图3(b)所示，传递控制机构部30当解除对驱动齿轮23和从动齿轮25的锁定时，使轴26向B方向移动。据此，从动齿轮27移动至与驱动齿轮23的啮合被解除的锁定解除位置。在该锁定解除位置，从动齿轮27只与从动齿轮25啮合。在该锁定解除位置，由于驱动齿轮23与从动齿轮25的锁定被解除，所以从动齿轮25能够相对于驱动齿轮23转动。此时，臂4由于一体地安装于从动齿轮25，所以能够以轴24为中心向与驱动齿轮23的转动方向相反的方向转动。

从动齿轮27在维持与从动齿轮25啮合的状态下，在锁定位置和锁定解除位置之间移动。即，在本实施例中，驱动齿轮23和从动齿轮27由厚度大致相等的齿轮构成，并且从动齿轮25由比驱动齿轮23和从动齿轮27厚得多的齿轮构成，从而从动齿轮27即使在往复移动时也始终处于与从动齿轮25啮合的状态。据此，在传递控制机构部30中，能够使从动齿轮27和从动齿轮25的转动始终同步，当使从动齿轮27移动时，从动齿轮27和与从动齿轮25同步的驱动齿轮23的啮合会变得容易。

另外，也可以使从动齿轮27在与驱动齿轮23啮合的状态下，在锁定位置和锁定解除位置之间移动。据此，也同样能够使从动齿轮27和与驱动齿轮23同步的从动齿轮25的啮合变得容易。在该情况下，只要使驱动齿轮23比从动齿轮25、27厚即可。

此外，在驱动齿轮23、从动齿轮25以及从动齿轮27各自的齿的啮合位置，使其中一方的齿顶与另一方的齿根吻合来进行啮合。由此，齿轮的啮合变得更加容易。

如上所述，通过传递控制机构部30，使从动齿轮27在锁定位置和锁定解除位置之间移动，由此，无需切换马达35的旋转方向就能够改变臂4的转动方向。即，当使传递控制机构部30的从动齿轮27位于锁定位置，来锁定反转齿轮机构部29的反转齿轮转动时，臂4向与马达35的轴20的旋转方向相反的方向转动，另一方面，当使从动齿轮27位于锁定解除位置来解除锁定时，能够使臂4向与马达35的轴20的旋转方向相同的方向转动。

在反转齿轮机构部29的锁定被解除的情况下，也可以采用不锁定齿轮架28的结构，但在这里，对反转齿轮机构部29的锁定被解除且反转齿轮转动时锁定齿轮架28的转动的情况进行说明。

如图3(b)所示，关节部5具有用于锁定齿轮架28的转动的离合器(clutch section)34。

该离合器34，通过传递控制机构部30，被控制成与反转齿轮机构部29的反转齿轮转动联动而工作(ON)。

离合器34具有可动部32和固定部33。可动部32可转动地设置在固定于臂6的轴22上，并且固定在齿轮架28上。固定部33固定于臂6。另外，可动部32和固定部33能够通过传递控制机构部30而接合。

当离合器34工作时，可动部32和固定部33通过使彼此的离合板等接触而接合，因此齿轮架28经由离合器34与臂6接合。由此，齿轮架28绕轴22的转动被阻止。

另一方面，当离合器34不工作(OFF)时，可动部32和固定部33未接合，因此齿轮架28能够绕轴22转动。

传递控制机构部30当解除对反转齿轮机构部29的反转齿轮转动的锁定时，使离合器34工作，在锁定了反转齿轮机构部29的反转齿轮转动时，使离合器34不工作。

据此，在通过反转齿轮机构部29解除了反转齿轮转动的锁定时，能够使齿轮架28经由离合器34与臂6接合，在臂4的反转齿轮转动中，能够防止齿轮架28因其反作用而绕轴22转动。由此，能够使臂4相对于臂6更稳定地反转转动。

另外，在本实施例中，关节部7采用与关节部5相同的结构。因此，当利用碰撞检测部9检测出接触传感器13为“ON”时，能够使臂6向退避方向转动，能够使臂6迅速离开障碍物72。

接下来，参照图4，对机械臂1的电结构进行说明。

图4是表示本发明的实施例1的机械臂1的电结构的方框图。

如图4所示，机械臂1包括：输入部10；手2；臂4、6；臂基座部8；关节部3、5、7；碰撞检测部9；驱动设置于各个关节部3、5、7的马达35的多个马达驱动部36；分别驱动设置于关节部5、7的切换部主体31和离合器34的多个锁定机构驱动部37；以及控制关节部3、5、7的马达驱动部36和锁定机构驱动部37的控制部11。

编码器(encoder)19被设置成与马达35的轴20连接，用于检测轴20的转动量。编码器19的输出被反馈至马达驱动部36。据此，可以控制马达35的旋转速度、旋转位置等。

来自编码器19的马达35的旋转信息被输入至控制部11，控制部11根据该信息，计算出手2、臂4和臂6的位置和姿势。

锁定机构驱动部37通过来自控制部11的设定而工作(ON)。即，控制部11，在通过碰撞检测部9检测出接触传感器12或接触传感器13为“ON”时，通过锁定机构驱动部37，驱动传递控制机构部30的切换部主体31从而使轴26向B方向移动，并让离合器34工作。据此，反转齿轮机构部29进行反转齿轮转动，从而能够使臂4或臂6向与被移动的方向相反的方向、例如朝从障碍物72退避的方向移动。

另一方面，在臂4、6没有与障碍物72碰撞的通常时，控制部11通过锁定机构驱动部37，来驱动传递控制机构部30的切换部主体31，从而使轴26向A方向移动，并且使离合器34不工作(OFF)。据此，反转齿轮机构部29的反转齿轮转动被锁定，从而能够通过马达35的驱动来使臂4或臂6移动。

接下来，参照图5和图6，对机械臂1的动作进行说明。

图5是说明本发明的实施例1中机械臂1的动作流程的流程图，图6是用于说明该机械臂1的动作的说明图。

如图5所示，首先，机械臂1进行用于使臂4、6移动的初始设定。即，解除反转齿轮机构部29的锁定，在齿轮架28中使臂4、6返回至初始位置。通过利用设置于齿轮架28上的初始位置检测部(未图示)对臂4、6的标记位置(marking position)进行检测，来返回至初始位置。例如，将如图6(a)所示的位置设定成臂4的初始位置。接着，控制部11通过锁定机构驱动部37，来驱动切换部主体31从而使轴26向A方向移动，并同时使离合器34不工作(OFF)(步骤S100)。由此，驱动齿轮23和从动齿轮25的反转齿轮转动被锁定，齿轮架28处于闲游状态(free)。据此，臂4、6处于能够朝与驱动齿轮23相同的转动方向转动的状态。

接着，机械臂1的控制部11按照来自输入部10的操作指令，通过各自的马达驱动部36来驱动手2和臂4、6各自的马达35，使手2和臂4、6移动(步骤S102)。此时，齿轮架28和从动齿轮25以驱动齿轮23的轴22为中心与驱动齿轮23一体地进行转动动作。然后，例如图6(a)所示，臂4朝与驱动齿轮23相同的转动方向转动。此时，臂4伴随马达输出齿轮21的转动，与齿轮架28和从动齿轮25一体地以轴22为中心转动。即，臂4向与马达35的转动方向相反的方向转动。

接着，如图5所示，机械臂1判断碰撞检测部9的输出信息，检测臂4、6是否与障碍物72碰撞(步骤S104)。

在通过碰撞检测部9未检测出碰撞的情况下，机械臂1重复执行步骤S102和步骤S104，从而能够使臂4、6移动。

另外，在障碍物72与臂4或臂6碰撞，通过碰撞检测部9检测出接触传感器12或接触传感器13为“ON”的情况下，进入步骤S106。例如，如图6(b)所示，在障碍物72与臂4碰撞，通过碰撞检测部9检测出接触传感器12为“ON”的情况下，进入步骤S106。

在接触传感器12为“ON”的情况下，机械臂1对碰撞位置，即在臂4或臂6的哪个部位发生了碰撞进行检测。然后，控制部11根据碰撞位置，来判断是否解除反转齿轮机构部29的锁定(步骤S106)。

当判断为碰撞位置位于臂4或臂6的移动方向一侧的情况下，机械臂1解除反转齿轮机构部29的锁定(步骤S108)。另一方面，当判断为碰撞位置位于臂4或臂6的移动方向的相反侧的情况下，机械臂1在维持反转齿轮机构部29的锁定的状态下进入步骤S110。

在解除反转齿轮机构部29的锁定的情况下，机械臂1驱动切换部主体31从而使轴26向B方向移动，并且使离合器34工作(步骤S108)。据此，解除了反转齿轮机构部29的锁定从而能够实现驱动齿轮23和从动齿轮25的反转齿轮转动，并且将齿轮架28固定于臂6，来阻止齿轮架28绕轴22转动。

接着，机械臂1使关节部5或关节部7的马达35的驱动转矩增加，或者将马达35的驱动转矩设为作为最大的驱动转矩的最大驱动转矩(步骤S110)。例如，在以1Kg·cm的转矩驱动臂4、6的情况下，机械臂1将转矩增加至1.5Kg·cm。据此，能够进一步使退避加速。

当在使马达35的驱动转矩增加后、或者在使其增加的同时，解除了反转齿轮机构部29的反转齿轮转动的锁定的情况下，机械臂1使解除了锁定的臂4或臂6向与在步骤S102中移动的方向相反的方向、即向从障碍物72退避的方向移动。此时，例如图6(c)所示，从动齿轮27移动至锁定解除位置，从而驱动齿轮23和从动齿轮25能够向相反方向转动。据此，如图6(d)所示，臂4以轴24为中心向从障碍物72退避的方向移动。即，能够使臂4向与马达35的转动方向相同的方向转动。

如上所述，机械臂1能够在不改变马达35的转动方向的情况下改变臂4的转动方向。

另一方面，在锁定了反转齿轮机构部29的反转齿轮转动的情况下，使臂4的转动加速，从而能够缓解因来自臂后方的碰撞而产生的冲击力。

如此，在锁定反转齿轮机构部29的反转齿轮转动的情况下，能够使臂4的转动速度加快。

接着，返回图5，机械臂1在使臂4从障碍物72退避后的指定位置使臂4停止(步骤S112)。并且，机械臂1在齿轮架28上使臂4、6的位置返回至初始位置。然后，机械臂1当臂4、6返回至初始位置时，锁定反转齿轮机构部29。

如上所述，根据本实施例1的机械臂1，能够提供可缓解因碰撞而产生的影响(因碰撞而产生的冲击力)的机械臂1。即，机械臂1当检测出臂4与障碍物72发生碰撞时，通过使用传递控制机构部30，能够在不改变马达35的转动方向的情况下改变臂4的转动方向。据此，机械臂1当通过碰撞检测部9检测出臂4或臂6与障碍物72发生碰撞时，能够改变发生碰撞的臂4或臂6的转动方向，使发生碰撞的臂4或臂6迅速向退避方向转动从而迅速离开障碍物72。

此外，本实施例的机械臂1使切换部主体31接通从而使轴26向B方向移动，据此来解除反转齿轮机构部29的锁定。因此，与通过伺服系统来使马达减速和反转的情况相比，响应更加迅速，能够缩短臂4、6压靠障碍物72的时间。因此，能够进一步缓解因碰撞而产生的影响(因碰撞而产生的冲击力)。

此外，在本实施例的机械臂1中，来自马达35的驱动力经由反转齿轮机构部29传递至臂4、6，因此臂4、6的姿势不会因自重而改变。例如，即使在解除了反转齿轮机构部29的反转齿轮转动的锁定时，臂4、6也不会落下。

此外，在本实施例的机械臂1中，由于无需改变马达35的转动方向就能够改变臂4、6的转动方向，所以无需在有障碍物72碰撞时限制马达35的驱动电流来缓解冲击力。因此，无需降低马达35的驱动力就能够使臂4、6迅速地退避至安全位置。

此外，在本实施例的机械臂1中，由于碰撞时在不改变马达35的转动方向的情况下使臂4、6从障碍物72退避，所以不需要切换供给至马达35的电流方向。因此，能够防止电流切换时产生的过电流，能够防止马达35和马达驱动部36的电路的损坏。

此外，在本实施例的机械臂1中，在驱动齿轮23、从动齿轮25以及从动齿轮27各自的啮合位置，使其中一方的齿轮的齿顶与另一方的齿轮的齿根吻合，并且使从动齿轮27在与从动齿轮25啮合的同时移动，因此能够使齿轮的啮合变得容易。此外，由于使从动齿轮27在与从动齿轮25啮合的同时移动，所以即使在从动齿轮27移动时，也能够使从动齿轮27、驱动齿轮23和从动齿轮25同步。据此，在对驱动齿轮23和从动齿轮25进行锁定或解除锁定时，能够使齿轮的啮合变得容易。

另外，也可以使齿轮的齿形的顶端呈圆弧状。据此，在齿轮彼此啮合时，能够使齿轮的啮合顺畅。

此外，也可以将接触传感器12或接触传感器13的信息直接输入至切换部主体31，当接触传感器12或接触传感器13为“ON”时，使传递控制机构部30的切换部主体31接通，从而使轴26向B方向移动。在该结构中，能够进一步提高碰撞时的响应性，能够使反转齿轮机构部29进行反转齿轮转动，从而使臂4或臂6向与移动方向相反的方向、即向从障碍物72退避的方向更迅速地移动。

此外，机械臂1在检测到碰撞时使臂4、6向从障碍物72退避的方向移动。但是，作为碰撞的检测，并不限定于检测出机械臂1与障碍物72接触的情况，也包括预测出存在碰撞的危险性的情况。例如图7所示，在机械臂1中，在臂基座部8设置有：多个摄像部71；以及根据这些摄像部71的拍摄图像来监视手2和臂4、6的碰撞的碰撞监视部70。并且，碰撞监视部70通过对拍摄获得的拍摄图像进行解析，来监视障碍物72的动作、以及障碍物72与手2和臂4、6的位置关系，并判断碰撞的可能性。另外，由于机械臂1掌握手2和臂4、6的位置，所以能够根据拍摄图像来判断与障碍物72碰撞的可能性。

在该情况下，机械臂1将来自碰撞监视部70的碰撞判断信息输入至控制部11，在判断为存在碰撞的可能性的情况下，控制传递控制机构部30，以使手2或臂4、6向离开障碍物72的方向移动。即，当碰撞监视部70输出了判断为在手2和臂4、6的移动方向(图7的A方向)上存在障碍物72的碰撞判断信息的情况下，机械臂1通过传递控制机构部30来解除反转齿轮机构部29的反转齿轮转动的锁定。另一方面，当从碰撞监视部70输出了判断为在手2和臂4、6的移动方向(图7的A方向)的相反方向上存在障碍物73的碰撞判断信息的情况下，机械臂1锁定反转齿轮机构部29。这样，机械臂1在碰撞监视部70对障碍物72的接近进行判断，当在臂4、6的移动方向(臂4、6所朝向的方向)上存在障碍物72而判断为会与障碍物72碰撞时，解除反转齿轮机构部29的锁定。由此，机械臂1能够使臂4、6向离开障碍物72的方向、即避免碰撞的方向移动。

关节部3也可以采用与关节部5相同的结构。由此，手2也能够避免与障碍物72碰撞、或者缓解碰撞时的冲击力。另外，在检测人或障碍物与手2的碰撞的情况下，只要在手2的外覆层(outer cladding)上配置与上述接触传感器12、13相同的接触传感器，并将其输出输入至碰撞检测部即可。

此外，机械臂1也可以在控制部11中具备使关节部3、关节部5以及关节部7的动作协调的协调程序。在这样的结构中，通过执行协调程序，能够使关节部3、关节部5以及关节部7协调动作，从而使手2或臂4、6向离开障碍物72的方向移动。例如，如图6(b)至(c)所示，当在臂4、6的移动方向上存在障碍物72的情况下，解除关节部5和关节部7各自的反转齿轮机构部29的锁定。据此，能够使臂4更加迅速地离开障碍物72。

另外，在本实施例中，对自由度为3的机械臂进行了说明，但是并不限于此，也可以适用于自由度为1、2或4以上的机械臂的各关节部。当然，并不限定适用于所有的关节部，可选择性地进行适用。

在多个关节部分别设置有反转齿轮机构部29的结构中，也可以采用适当选择执行反转动作的关节部的结构。即，也可检查障碍物72的移动方向和臂4、6的各关节部5、7的驱动方向，并针对向与障碍物72的移动方向相对置的方向被驱动的关节部5、7的全部或一部分执行反转动作。

另外，在本实施例中，对马达35的驱动力通过齿轮传动传递至臂4的结构进行了说明，但是并不限于此，例如也可以采用利用带传动来驱动臂4、6的方式。在采用带传动方式的情况下，与齿轮传动相比能够实现轻量化、小型化。此外，也可积极地利用带的伸缩性来缓解冲击。此外，驱动力传递时的冲击很小，能够实现安静的驱动。此外，即使驱动部和从动部分离，也能够进行动力传递。此外，不需要润滑剂。另外，当在带传动方式中需要确保臂前端位置精度和控制性的情况下，在从动侧需要使用Harmonic Drive(注册商标)减速机(谐波减速装置)等高减速比的减速机。在该情况下，难以利用带的伸缩性来缓解冲击。另一方面，在齿轮传动方式的情况下，不需要进行张紧度调节，此外，与带传动相比，能够提高响应性并且能够降低驱动损耗。

(实施例2)

接下来，参照图8，对反转齿轮机构部29的另一结构例进行说明。

图8是表示本发明的实施例2的机械臂1的关节部40的结构的结构图。另外，对于与实施例1的机械臂1相同的功能，标注相同符号进行说明。

在实施例1中，通过使从动齿轮27移动至锁定位置来锁定反转齿轮机构部29的反转齿轮转动，另一方面，通过使从动齿轮27移动至锁定解除位置来解除反转齿轮转动的锁定。

而在实施例2中，使用离合器机构代替从动齿轮27来锁定反转齿轮机构部29的反转齿轮转动，在这一点上与实施例1不同。

下面，对关节部40的结构例进行具体说明。如图8所示，关节部40中的传递控制机构部30具有离合器43，通过驱动离合器43来锁定从动齿轮25的转动。即，通过驱动离合器43锁定从动齿轮25的转动，来锁定驱动齿轮23的转动，其结果，锁定反转齿轮机构部29的反转齿轮转动。

离合器43具有可动部41和固定部42。可动部41可转动地设置在固定于齿轮架28的轴24，并且固定在从动齿轮25。固定部42固定于齿轮架28。另外，离合器43采用可动部41和固定部42可接合的结构。

当关节部40的离合器43工作时，可动部41和固定部42通过使彼此的离合板等接触而接合，从而齿轮架25通过离合器43与齿轮架28接合。由此，从动齿轮25绕轴24的转动被锁定，从而与齿轮架28一体地绕驱动齿轮23转动。另一方面，当离合器43断开时，可动部41和固定部42未接合，从动齿轮25能够绕轴24转动，并且从动齿轮25向与驱动齿轮23相反的方向转动。

用于锁定齿轮架28的离合器34与反转齿轮机构部29的反转齿轮转动联动而工作。即，传递控制机构部30当离合器43工作时使离合器34不工作，当离合器43不工作时使离合器34工作。

据此，在通过反转齿轮机构部29进行反转齿轮转动时，由于能够将齿轮架28通过离合器34固定于臂6以便齿轮架28工作时不闲游，因此在将驱动齿轮23的驱动力传递至臂4时能够使动作稳定。

如上所述，根据本发明的实施例2的机械臂1，能够通过使离合器43断开来立刻解除对从动齿轮25的转动的锁定，据此，在反转齿轮机构部29进行反转齿轮转动。由此，当在反转齿轮机构部29解除反转齿轮转动的锁定时，无需进行使从动齿轮27移动等的控制动作，能够进一步提高碰撞时的退避动作的响应性。此外，能够在不改变马达35的转动方向的情况下使臂4向与被转动的方向相反的方向、即朝从障碍物72退避的方向转动。

另外，在本实施例2中，对臂4和臂6之间的关节部40进行了说明，但也可以将关节部40的结构同样适用于关节部7。

此外，在本实施例2中，在轴24上设置离合器43，对从动齿轮25绕轴24的转动进行锁定和解除锁定，但并不限定于此种结构。例如，也可以利用离合器43对驱动齿轮23绕轴22的转动进行锁定和解除锁定。据此，也同样能够对驱动齿轮23和从动齿轮25的反转齿轮转动进行锁定和解除锁定。

(实施例3)

接下来，参照图9，对反转齿轮机构部29的另一结构例进行说明。图9是表示本发明的实施例3的机械臂1的关节部50的结构的结构图。另外，对于与实施例1的机械臂1相同的功能，标注相同符号进行说明。

在本实施例3中，采用行星齿轮机构(planetary gear)来进行反转齿轮转动，在这一点上与实施例1不同。

下面，对关节部50的结构例进行具体说明。如图9所示，臂51通过关节部50与臂52连接。

关节部50通过固定于臂51的马达(未图示)的驱动力来使臂52转动。

驱动齿轮54固定在马达(未图示)的轴53上。另外，设置有外圈齿轮57，该外圈齿轮57在其与驱动齿轮54之间夹持多个从动齿轮55，并且与驱动齿轮54配置成同心状。从动齿轮(第一从动齿轮、第三从动齿轮)55与驱动齿轮54和外圈齿轮57啮合而旋转，并同时绕驱动齿轮54转动。即，驱动齿轮54作为太阳齿轮发挥功能，从动齿轮55作为在与外圈齿轮57的内齿啮合的同时绕驱动齿轮54公转的行星齿轮发挥功能。外圈齿轮57与从动齿轮55同相地转动。此外，外圈齿轮57一体地安装在臂52上。

马达的轴53的驱动力通过驱动齿轮54、从动齿轮55以及外圈齿轮57传递至臂52。因此，外圈齿轮57向与固定于轴53的驱动齿轮54的转动方向相反的方向转动，从而使与外圈齿轮57成一体的臂52转动。齿轮架58可转动地设置于轴53。此外，从动齿轮55可旋转地设置在固定于齿轮架58的轴56上。

在此种结构中，当从动齿轮55的转动被锁定时，由于驱动齿轮54和外圈齿轮57通过从动齿轮55连接，所以驱动齿轮54和外圈齿轮57的转动方向相同。

接下来，参照图10，对锁定从动齿轮55的转动的情况进行说明。图10是表示本发明的实施例3的机械臂1的关节部50的主要部分结构的结构图。

如图10所示，传递控制机构部30具有离合器61，以便锁定从动齿轮55的转动。即，离合器61具有可动部59和固定部60，可动部59可转动地设置于轴56，并且固定于从动齿轮55。另一方面，固定部60固定于齿轮架58。另外，可动部59和固定部60可接合。

当离合器61工作时，可动部59和固定部60通过使彼此的离合板等接触而接合，因此从动齿轮55通过离合器61与齿轮架58接合。由此，从动齿轮55绕轴56的转动被锁定。

另一方面，当离合器61断开时，可动部59和固定部60未接合，因此从动齿轮55能够绕轴56转动。

另外，在本实施例3中，也可与实施例2一样将离合器34(参照图8)设置于轴53，并使离合器34与反转齿轮机构部29的反转齿轮转动联动而工作。即，传递控制机构部30也可以在离合器61工作时使离合器34不工作，并且在离合器61不工作时使离合器34工作。

据此，在通过反转齿轮机构部29进行反转齿轮转动时，能够使齿轮架58通过离合器34固定于臂51，以此使齿轮架58不浮动，且在将驱动齿轮54的驱动力传递至臂52时，能够使动作稳定。

此外，机械臂1在通常使用时、即在根据来自输入部10的操作指令使臂51移动时将离合器61设定成工作。据此，在离合器61中可动部59和固定部60接合，因此从动齿轮55绕轴56的转动被锁定。据此，能够使马达的转动方向与臂52的转动方向相同。

另一方面，在通过碰撞检测部9检测到碰撞时，机械臂1使离合器61断开。据此，可动部59和固定部60不接合，从动齿轮55绕轴56转动，因此驱动齿轮54和从动齿轮55进行反转齿轮转动。据此，机械臂1能够使臂52向此前移动方向的相反方向、即朝从障碍物72退避的方向移动。

如上所述，根据本发明的实施例3的机械臂1，能够通过使离合器61断开来立刻解除从动齿轮55的锁定，能够使驱动齿轮54和从动齿轮55进行反转齿轮转动。据此，无需进行使从动齿轮27移动等的控制动作就能够进行反转动作，能够进一步提高碰撞时的响应性。

此外，在本实施例3的机械臂1中，通过解除对从动齿轮55的转动的锁定，能够在不改变马达的转动方向的情况下使臂52向与此前移动方向相反的方向、即朝从障碍物72退避的方向移动。

另外，也可具备碰撞监视部70(参照图7)，来代替碰撞检测部9。

(实施例4)

接下来，参照图11，对反转齿轮机构部29的另一结构例进行说明。

图11是表示本发明的实施例4的机械臂1的关节部5的结构的结构图。另外，对于与实施例1的机械臂1相同的功能，标注相同符号进行说明。

在实施例1中，从动齿轮25可转动地设置在固定于齿轮架28的转动轴24上，并且臂4以该转动轴24为中心转动，但是在本实施例4中，臂4的转动轴与从动齿轮25的转动轴24分别设置。即，在齿轮架28上固定有与轴24平行地延伸的臂轴65，臂4可转动地设置于该臂轴65。另外，从动齿轮25(第一从动齿轮)的驱动力通过传动机构66传递至臂4。换言之，臂4与从动齿轮25联动。

传动机构66具备：与从动齿轮25啮合的第一传动齿轮67；以及与第一传动齿轮67啮合，并且可转动地设置于臂轴65的第二传动齿轮68。第二传动齿轮68固定于臂4。因此，当从动齿轮25转动时，第一传动齿轮67转动，从而第二传动齿轮68转动，从而臂4与该第二传动齿轮68一体地转动。此时，臂4朝与从动齿轮25的转动方向相同的方向转动。因此，在该机械臂1中，当检测或预测与障碍物72碰撞时，能够在不改变马达35的旋转方向的情况下逆转臂4的转动方向，因此能够缓解因碰撞而产生的冲击。

另一方面，当通过传递控制机构部30锁定从动齿轮25相对于驱动齿轮23的转动时，第一传动齿轮67和第二传动齿轮68固定于齿轮架28。因此，当驱动齿轮23通过马达35被驱动时，从动齿轮27、从动齿轮25、第一传动齿轮67、第二传动齿轮68以及臂4与齿轮架28一起以驱动齿轮23的轴22为中心转动。

这样，通过利用齿轮连接来实现减速功能，能够放宽齿轮架28的必要强度。在本实施例4中，在第一传动齿轮67和第二传动齿轮68之间进行减速。

另外，在本实施例4中，也可具备碰撞监视部70(参照图7)，来代替碰撞检测部9。

如上所述，根据本发明的实施例1至4，能够提供可迅速地避免碰撞或者迅速地缓解因碰撞而产生的冲击力的机械臂1。

此外，通过将这些机械臂1具备在机器人(未图示)上，当通过碰撞检测部9检测到碰撞时，能够在不改变马达的转动方向的情况下使臂4、6朝与此前移动方向相反的方向、即朝从障碍物72退避的方向移动。据此，机器人在臂4、6与障碍物72发生碰撞时能够迅速地缓解因碰撞而产生的冲击力。此外，机器人通过利用碰撞监视部70的碰撞信息，在障碍物72位于移动方向并且接近机器人的情况下，能够解除反转齿轮机构部29的反转齿轮转动的锁定，并且使臂4、6朝与此前移动方向相反的方向、即朝从障碍物72退避的方向移动以避免与障碍物72的碰撞。

此外，也可通过多个齿轮来连接马达35和驱动齿轮23，还可在他们之间介入滑轮和带(pulley and belt)。这样，通过采用不在臂4和关节部5上安装马达35，而是在臂基座部8等上设置马达35来传递动力的结构，能够使臂4和关节部5的结构简化。

[实施例的概要]

所述实施例归纳总结如下。

(1)所述实施例的机械臂，包括：驱动齿轮，具有轴；齿轮架，以所述驱动齿轮的所述轴为中心可转动；第一从动齿轮，与所述驱动齿轮联动、可绕固定于所述齿轮架上的轴朝与所述驱动齿轮相反的方向转动；传递控制机构部，可使所述第一从动齿轮相对于所述驱动齿轮锁定；臂，与所述第一从动齿轮联动；以及碰撞检测部，可检测出所述臂与障碍物的碰撞，其中，所述传递控制机构部，根据由所述碰撞检测部检测出的所述臂与所述障碍物的碰撞，来解除所述第一从动齿轮相对于所述驱动齿轮的锁定。

在该结构中，当第一从动齿轮相对于驱动齿轮锁定时，如果驱动驱动齿轮，则第一从动齿轮与驱动齿轮成一体地在驱动齿轮的周围移动。此时，第一从动齿轮伴随能够以驱动齿轮的轴为中心转动的齿轮架的转动而在驱动齿轮周围转动。因此，臂绕驱动齿轮的轴朝与驱动齿轮相同的方向转动。另一方面，当解除驱动齿轮与第一从动齿轮的锁定时，第一从动齿轮的转动方向反转，第一从动齿轮的转动方向变为与驱动齿轮的转动方向相反的方向。据此，臂绕第一从动齿轮的轴朝与驱动齿轮的转动方向相反的方向转动。因此，能够在不改变驱动齿轮的转动方向的情况下使臂向反方向转动。即，只要利用马达驱动驱动齿轮，就能够在不改变马达的转动方向的情况下使臂的转动方向反转。这样，在检测出臂与障碍物发生碰撞时，能够在不改变驱动齿轮的旋转方向的情况下使臂从障碍物向退避方向转动，由此能够提供可缓解因碰撞而产生的冲击力的机械臂。

(2)也可以采用如下结构，即、所述传递控制机构部具有可定位在锁定所述第一从动齿轮相对于所述驱动齿轮的锁定位置或解除所述锁定的锁定解除位置的第二从动齿轮。

在该结构中，通过使第一(应为第二)从动齿轮的位置在锁定位置和锁定解除位置之间移动，能够对第一从动齿轮的锁定状态和解除状态进行切换。因此，传递控制机构部只需具备使第一(应为第二)从动齿轮移动的驱动部，就能够切换传递控制机构部的驱动力传递状态。

(3)也可以采用如下结构，即、在所述锁定位置，所述第二从动齿轮与所述驱动齿轮和所述第一从动齿轮双方啮合，在所述锁定解除位置，所述第二从动齿轮与所述驱动齿轮和所述第一从动齿轮中的任意其中之一啮合。即，也可以采用如下结构：传递控制机构部具有能够在锁定驱动齿轮和第一从动齿轮的反转齿轮转动的锁定位置和解除驱动齿轮和第一从动齿轮的反转齿轮转动的锁定的锁定解除位置之间移动的第二驱动齿轮，在锁定位置，使第二从动齿轮与驱动齿轮和第一从动齿轮啮合，在锁定解除位置，使第二从动齿轮与驱动齿轮和第一从动齿轮中的任意其中之一啮合。

在该结构中，在第二从动齿轮移动到锁定位置的情况下，驱动齿轮、第一从动齿轮以及第二从动齿轮啮合，从而第一从动齿轮被锁定，在第二从动齿轮移动到锁定解除位置的情况下，由于第二从动齿轮与驱动齿轮和第一从动齿轮中的任意其中之一啮合，所以第一从动齿轮相对于驱动齿轮的锁定被解除。

(4)也可以采用如下结构，即、在所述传递控制机构部，所述第二从动齿轮在与所述驱动齿轮和所述第一从动齿轮中的至少其中之一啮合的情况下，在所述锁定位置和所述锁定解除位置之间移动。

根据该结构，即使在第二从动齿轮移动时，也能够使第一从动齿轮和第二从动齿轮的转动同步。由于第一从动齿轮和驱动齿轮同步，所以即使在使第二从动齿轮移动时，第二从动齿轮与第一从动齿轮或驱动齿轮的啮合也变容易。

(5)也可以采用如下结构，即、所述传递控制机构部当将所述第一从动齿轮相对于所述驱动齿轮锁定时，让所述齿轮架可绕所述驱动齿轮的轴转动，在解除所述锁定时，让所述齿轮架不绕所述驱动齿轮的轴转动而是被锁定。

根据该结构，由于能够固定成不让齿轮架因与架的反作用而动作，所以在解除锁定时，能够将驱动齿轮的驱动力稳定地传递至臂。

(6)也可以采用如下结构，即、所述第一从动齿轮与所述驱动齿轮直接啮合。在该结构中，能够减少部件个数，并且能够实现可切换第一从动齿轮相对于驱动齿轮的联动的锁定及其解除的结构。

(7)也可以采用如下结构，即、所述机械臂还包括具有内齿并被固定于所述臂的外圈齿轮，在该情况下，较为理想的是：所述第一从动齿轮是可在与所述外圈齿轮的内齿啮合的同时绕所述驱动齿轮公转的行星齿轮，所述外圈齿轮能够与所述第一从动齿轮同相转动。

在该结构中，当第一从动齿轮被驱动齿轮驱动时，第一从动齿轮绕驱动齿轮公转。随之，臂朝与第一从动齿轮相同的方向转动。另一方面，当传递控制机构部锁定第一从动齿轮相对于驱动齿轮的联动时，外圈齿轮相对于驱动齿轮被锁定。因此，臂以驱动齿轮的轴为轴心与驱动齿轮一体地相对于所述驱动齿轮。

(8)在该结构中，也可以采用如下结构，即、所述传递控制机构部包括具备固定于所述第一从动齿轮的可动部以及固定于所述齿轮架的固定部的离合器，所述传递控制机构部，通过使所述可动部与所述固定部接合从而将所述第一从动齿轮相对于所述驱动齿轮锁定，另一方面，当通过所述碰撞检测部检测到所述臂的碰撞时，使所述可动部从所述固定部分离以此解除所述第一从动齿轮相对于所述驱动齿轮的锁定。

即，也可以是如下结构。本实施方式的机械臂包括：反转齿轮机构部，具备可转动地组装于齿轮架的驱动齿轮、设置成能够在与该驱动齿轮啮合的情况下绕所述驱动齿轮转动的第三从动齿轮、以及与所述第三从动齿轮内切的同时啮合、且同相转动的外圈齿轮，并且，所述驱动齿轮和所述第三从动齿轮向互不相同的方向进行反转齿轮转动；传递控制机构部，具有能够使固定于所述第三从动齿轮的可动部和固定于所述齿轮架的固定部接合的离合器，且通过使该离合器工作来使可动部和固定部接合，从而锁定所述驱动齿轮和所述第三从动齿轮的反转齿轮转动；臂，一体地安装于所述外圈齿轮；以及碰撞检测部，检测所述臂碰撞于障碍物，其中，所述传递控制机构部在利用所述碰撞检测部检测到所述臂的碰撞时，使所述离合器不工作，使所述可动部和所述固定部分离，从而解除对所述驱动齿轮和所述第三从动齿轮的反转齿轮转动的锁定。

在该结构中，当通过将离合器切换成不工作状态而解除对第三从动齿轮的反转齿轮转动的锁定时，反转齿轮机构部进行反转齿轮转动。因此，与第三从动齿轮同相转动的外圈齿轮的转动方向与驱动齿轮的转动方向相反。据此，能够在不改变驱动齿轮的转动方向的情况下将与外圈齿轮一体地安装的臂的转动方向切换为与臂此前转动的方向相反的方向。据此，只要利用马达驱动驱动齿轮，就能够在不改变马达的转动方向的情况下使臂朝与臂此前转动的方向相反的方向转动。这样，在本实施方式的机械臂中，在碰撞检测部检测出臂与障碍物发生碰撞时，能够使臂朝与臂此前转动的方向的相反方向、即臂从障碍物退避的方向转动，因此能够缓解因碰撞而产生的冲击力。

(9)本发明的机械臂包括，驱动齿轮，具有轴；齿轮架，以所述驱动齿轮的所述轴为中心可转动；第一从动齿轮，与所述驱动齿轮联动、可朝与所述驱动齿轮相反的方向转动；传递控制机构部，可相对于所述驱动齿轮锁定所述第一从动齿轮；臂，与所述第一从动齿轮联动；以及碰撞监视部，监视所述臂与障碍物的碰撞，其中，所述传递控制机构部，当通过所述碰撞监视部判断为位于所述臂的移动方向的所述障碍物会与所述臂碰撞时，解除所述第一从动齿轮相对于所述驱动齿轮的锁定。

即，本实施方式的机械臂具有如下特征，即包括：反转齿轮机构部，具有可转动地组装于齿轮架的驱动齿轮和与该驱动齿轮啮合的第一从动齿轮，并且所述驱动齿轮和所述第一从动齿轮向互不相同的方向进行反转齿轮转动；传递控制机构部，锁定所述驱动齿轮和所述第一从动齿轮的反转齿轮转动；臂，一体地安装于所述第一从动齿轮；以及碰撞监视部，监视所述臂与障碍物的碰撞，其中，所述传递控制机构部在通过所述碰撞监视部判断为在所述臂的移动方向存在障碍物、且所述臂会与障碍物碰撞时，解除对所述驱动齿轮和所述第一从动齿轮的反转齿轮转动的锁定。

在该结构中，在解除对驱动齿轮和从动齿轮的锁定的情况下，由于反转齿轮机构部进行反转齿轮转动，所以能够在不改变驱动齿轮的转动方向的情况下使臂朝与臂此前转动的方向相反的方向转动。据此，只要利用马达驱动驱动齿轮，就能够在不改变马达的转动方向的情况下使臂朝与臂此前转动的方向相反的方向转动。这样，根据本实施方式的机械臂，在利用碰撞监视部检测出臂接近障碍物时，能够使臂朝离开障碍物的方向转动，因此能够避免与障碍物的碰撞。

如上所述，根据本实施方式的机械臂，能够缓解因机械臂与障碍物的碰撞而产生的影响。

产业上的可利用性

由于本发明能够迅速地避免碰撞或缓解因碰撞而产生的冲击力，所以可运用于机械臂、机器人等。

Claims

1.一种机械臂，其特征在于包括：

驱动齿轮，具有轴；

齿轮架，以所述驱动齿轮的所述轴为中心可转动；

第一从动齿轮，与所述驱动齿轮联动，可绕固定于所述齿轮架上的轴朝与所述驱动齿轮相反的方向转动；

传递控制机构部，可使所述第一从动齿轮相对于所述驱动齿轮锁定；

臂，与所述第一从动齿轮联动；以及

碰撞检测部，可检测出所述臂与障碍物的碰撞，其中，

所述传递控制机构部，根据由所述碰撞检测部检测出的所述臂与所述障碍物的碰撞，来解除所述第一从动齿轮相对于所述驱动齿轮的锁定。

2.根据权利要求1所述的机械臂，其特征在于：

所述传递控制机构部具有第二从动齿轮，该第二从动齿轮可定位在锁定所述第一从动齿轮相对于所述驱动齿轮的锁定位置或解除所述锁定的锁定解除位置。

3.根据权利要求2所述的机械臂，其特征在于：

在所述锁定位置，所述第二从动齿轮与所述驱动齿轮和所述第一从动齿轮双方啮合，在所述锁定解除位置，所述第二从动齿轮与所述驱动齿轮和所述第一从动齿轮中的任意其中之一啮合。

4.根据权利要求3所述的机械臂，其特征在于：

在所述传递控制机构部，所述第二从动齿轮在与所述驱动齿轮和所述第一从动齿轮中的至少其中之一啮合的情况下，可在所述锁定位置和所述锁定解除位置之间移动。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的机械臂，其特征在于：

所述传递控制机构部，当将所述第一从动齿轮相对于所述驱动齿轮锁定时，让所述齿轮架可绕所述驱动齿轮的轴转动，当解除所述锁定时，让所述齿轮架不绕所述驱动齿轮的轴转动而是被锁定。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的机械臂，其特征在于：

所述第一从动齿轮与所述驱动齿轮啮合。

7.根据权利要求5所述的机械臂，其特征在于：

所述第一从动齿轮与所述驱动齿轮啮合。

8.根据权利要求1所述的机械臂，其特征在于：

所述传递控制机构部，包括具备固定于所述第一从动齿轮的可动部以及固定于所述齿轮架的固定部的离合器，

所述传递控制机构部，通过使所述可动部与所述固定部接合从而将所述第一从动齿轮相对于所述驱动齿轮锁定，另一方面，当通过所述碰撞检测部检测到所述臂的碰撞时，使所述可动部从所述固定部分离以此解除所述第一从动齿轮相对于所述驱动齿轮的锁定，

9.一种机械臂，其特征在于包括：

驱动齿轮，具有轴；

齿轮架，以所述驱动齿轮的所述轴为中心可转动；

第一从动齿轮，与所述驱动齿轮联动，可朝与所述驱动齿轮相反的方向转动；

传递控制机构部，可相对于所述驱动齿轮锁定所述第一从动齿轮；

臂，与所述第一从动齿轮联动；以及

碰撞监视部，监视所述臂与障碍物的碰撞，其中，

所述传递控制机构部，当通过所述碰撞监视部判断为位于所述臂的移动方向的所述障碍物会与所述臂碰撞时，解除所述第一从动齿轮相对于所述驱动齿轮的锁定。