CN101947782A - 机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种机器人，具体为，其具有：具有多个关节部(11-17)的臂(9)；形成臂(9)且支承负载的臂结构件(1-7)；在驱动多个关节部(11-17)的同时，被支承于臂结构件(1-7)的传动装置(11-17)；埋设在臂结构件(1-7)的部件内部，测定施加于该臂结构件的负载的负载传感器(21、22)；根据负载传感器(21、22)的检测结果来控制传动装置的动作的控制器(20)；及将从负载传感器连接到控制器的传感器线(21C)从臂结构件的部件内部导入到臂的内部空间侧的配线孔(21B)。

Description

机器人
技术领域
本发明涉及一种具备力控制功能的机器人。
背景技术
以往通过人工进行汽车或家电产品等工业产品的组装操作，从而有必要使操作自动化。以往通过人工进行的操作多为嵌合多个部件的嵌合操作、力仿形操作(具体地)或用一定的力将部件按压于其它部件的操作等需要比较细腻动作的操作，在机器人代替人来进行这样的操作时，需要机器人高精度地控制处理所处理的部件(工件)的力(称之为外力)。
作为通过机器人来控制力的方法，在日本国专利公报第3383614号(日本国特开平11-221432)中，公开有在机器人的臂表面安装压敏传感器等接触传感器等，测定作用于臂的外力，根据测定结果来控制机器人各关节的驱动部(传动装置)的技术。另外，在日本国专利公开公报2008-307634中，公开有在机器人的手腕部安装6轴力敏传感器，求出工件在手部承受的力及转矩，据此控制各驱动部的驱动量的技术。
发明内容
根据本发明的一个实施方式，其具有：具有多个关节部的臂；形成臂且支承负载的臂结构件；在驱动多个关节部的同时，被支承于臂结构件的传动装置；埋设在臂结构件的部件内部，测定施加于该臂结构件的负载的负载传感器；根据负载传感器的检测结果来控制传动装置的动作的控制器；及将从负载传感器连接到控制器的传感器线从臂结构件的部件内部导入到臂的内部空间侧的配线孔。
附图说明
通过附图更加详细地说明本发明。
图1是更加详细地表示机器人顶端侧的图。
图2是机器人的模式主视图。
图3是表示图1的A-A截面的模式剖视图。
具体实施方式
第1实施例
以下参照附图对本发明的实施方式进行说明。
如图2所示，本实施方式的机器人(臂)9具有基台1、臂结构件2～7、凸缘部8、传动装置(关节部)11～17及控制器20而构成。并且，由这些基台1、臂结构件2～7及传动装置(关节部)11～17形成多关节臂。
通过未图示的系紧螺栓来将基台1固定在地板(或者顶棚等固定面)上。
臂结构件2～7是由例如金属铸件等形成的结构支承部件，分别从基台1开始按顺序直列配置。
在基台1与臂结构件2之间，安装有可以使基台1与臂结构件2向箭头11A方向旋转的传动装置(关节部)11。另外，在各臂结构件2～7的连接部分别以夹在中间的形式安装有传动装置12～16。而且，在臂结构件7的顶端侧内置有传动装置17。
各传动装置11～17分别具有伺服马达、减速器以及制动器，根据来自控制装置20的信号来控制动作。
也就是说，通过传动装置11的驱动来使臂结构件2与被其支承的臂结构件3～7向箭头11A方向旋转，通过传动装置12的驱动来使臂结构件3与被其支承的臂结构件4～7向箭头12A方向旋转，通过传动装置13的驱动来使臂结构件4与被其支承的臂结构件5～7向箭头13A方向旋转，通过传动装置14的驱动来使臂结构件5与被其支承的臂结构件6、7向箭头14A方向旋转，通过传动装置15的驱动来使臂结构件6与被其支承的臂结构件7向箭头15A方向旋转，通过传动装置16的驱动来使臂结构件7向箭头16A方向旋转。
另外，通过传动装置17的驱动来使凸缘部8向箭头17A方向旋转。并且，邻接的传动装置11～17的旋转轴相互垂直。
在凸缘部8中设置有省略图示的夹具，通过夹具可以在凸缘部8上装卸末端执行器。
机器人9(控制装置20)分别控制各传动装置11～17与安装于凸缘部8的未图示的各种末端执行器的动作，从而进行嵌合操作、力仿形操作、按压操作等各种操作。省略对于这些力控制的详细说明。
各传动装置11～17在各自旋转轴11A～17A中央设有空心孔，在各空心孔中贯穿有电线束19，电线束19通过捆束分别连接于传动装置11～17及末端执行器的配线而形成。另外，电线束19从基台1导出到机器人9的外部，连接于控制装置20及未图示的电源装置。
如图1所示，在机器人9的最顶端侧的臂结构件7与支承臂结构件7的臂结构件6的部件内部分别埋设有传感器(负载传感器)21、22。
各传感器21、22是可以测定歪斜量的歪斜传感器，分别可以测定臂结构件6、7的变形量。
如果更加详细地说明，则也如图3所示，传感器21配设在传感器设置用孔21A内部，传感器设置用孔21A设置在为了支承传动装置17而圆筒状形成的臂结构件7的圆筒部7A的部件内部。另外，传感器21沿着形成圆筒部7A截面的圆的径向(以传动装置17的旋转轴为中心的圆弧)等间隔地设置在3处。
通过这3个传感器21，控制装置20根据3处的变形量来算出各方向Fx、Fy、Fz(Fx、Fy、Fz相互垂直)的3方向成分的力。
并且，虽然未图示截面，但是在传感器设置用孔内部等间隔地设置3处传感器22，传感器设置用孔设置在支承传动装置16的臂结构件6的圆筒部6A的部件内部。
从各传感器21的传感器设置用孔21A开始在机器人9的基端侧设有配线用的配线孔21B，将来自传感器21的配线(以下，称之为传感器线)21C导入到比传动装置17更靠近基端侧的臂结构件7的内部空间侧。
另外，在比传动装置17更靠近基端侧的臂结构件7的内部空间，对应各传感器线21B设有放大来自传感器线21C的信号的放大器10，来自各放大器10的配线合流于电线束19。
同样，从各传感器22的传感器设置用孔开始在机器人9的基端侧设有配线用的配线孔，将来自传感器22的传感器线导入到比传动装置16更靠近基端侧的臂结构件6的内部空间侧，在该内部空间设有放大来自传感器线的信号的放大器10，来自各放大器10的配线合流于电线束19。
由于本实施方式的机器人如此构成，因此在支承传动装置的圆筒部7A中，可以通过在传动装置17周围等间隔配置的3个传感器21，根据在臂结构件7上产生的弯曲(歪斜)来高精度地检测由臂结构件7支承的力。
另外，由于来自各传感器21的传感器线21C通过设置在臂结构件7的部件内部的配线孔21B而导入到传动装置17的基端侧的空间，因此即使机器人9进行动作，也由于臂结构件7支承传感器线21C，所以不产生过度的变形，可以稳定地检测外力。
以上，虽然对本发明的实施方式进行了说明，但是本发明的机器人并不局限于上述的实施方式，也可以在不脱离本发明宗旨的范围内适当地进行变形来适用。
例如，虽然在上述的实施方式中，沿着以传动装置的旋转轴为中心的圆弧等间隔地设置3个负载传感器，但是传感器的数量和设置部位并不局限于本实施方式的内容。
另外，虽然在本实施方式中，以将负载传感器安装于机器人顶端侧的2个臂结构件上的例子进行了说明，但是也可以将负载传感器只安装于1个臂结构件上，另外，也可以安装于所有的臂结构件上(包含基台)。

Claims (7)

1.一种机器人，其特征在于，具有：
具有多个关节部的臂；
形成所述臂且支承负载的臂结构件；
在驱动所述多个关节部的同时，被支承于所述臂结构件的传动装置；
埋设在所述臂结构件的部件内部，测定施加于该臂结构件的负载的负载传感器；
根据所述负载传感器的检测结果来控制所述传动装置的动作的控制器；
及将从所述负载传感器连接到所述控制器的传感器线从所述臂结构件的部件内部导入到所述臂的内部空间侧的配线孔。
2.根据权利要求1所述的机器人，
具有将配置在所述臂的所述内部空间的所述负载传感器信号放大的放大器。
3.根据权利要求1所述的机器人，
所述臂结构件具有管状形成的固定所述传动装置的圆筒部，
所述负载传感器埋设于所述圆筒部。
4.根据权利要求3所述的机器人，
在形成所述圆筒部的截面的圆的径向上等间隔配置有多个所述负载传感器。
5.根据权利要求3所述的机器人，
所述配线孔将所述传感器线导入到与被所述圆筒部支承的传动装置相比更靠近所述控制器侧的所述臂的所述内部空间。
6.根据权利要求1所述的机器人，
所述负载传感器检测由所述臂结构件的变形引起的歪斜。
7.一种机器人，其特征在于，具有：
具有多个关节部的臂；
形成所述臂且支承负载的臂结构件；
在驱动所述多个关节部的同时，被支承于所述臂结构件的传动装置；
埋设在所述臂结构件的部件内部，测定施加于该臂结构件的负载的单元；
根据所述负载传感器的检测结果来控制所述传动装置的动作的单元；
及将从所述负载传感器连接到所述控制器的传感器线从所述臂结构件的部件内部导入到所述臂的内部空间侧的单元。
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