CN102950594B - 机器人和机器人系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种机器人和机器人系统。根据实施方式的机器人包括减速器、第一轴、旋转电机、第二轴和制动器。所述减速器减小待输入至输入单元的旋转并将该旋转输出。所述第一轴与所述输入单元连接。所述旋转电机使所述第一轴旋转。所述第二轴与所述输入单元连接。所述制动器限制所述第二轴的旋转。

Description

机器人和机器人系统

技术领域

本文所讨论的实施方式涉及机器人和机器人系统。

背景技术

在生产现场使用诸如运输机器人、焊接机器人和喷涂机器人之类的各种传统机器人。

这类机器人可包括制动器，该制动器在某些情况下(例如电源中断时)，防止诸如臂之类的部件因其自身重量而偏离其正常位置。例如，日本特开专利公报No.2008-307618公开了一种机器人，该机器人包括无励磁操作式电磁制动器，该电磁制动器的制动力在通电期间由电磁力解除，在断电期间由弹簧等的机械作用被致动。

如上所述，传统技术通过使用制动器防止诸如臂之类的部件从其位置偏置。然而，传统技术在能够更可靠地防止诸如臂之类的部件偏离其位置方面具有进一步改进的余地。

例如，在一些情况下，一个臂可经由减速器连接至另一个臂。在该情况下，当设置在输入轴中用于将马达的旋转输入减速器的输入齿轮由于老化而磨损时，臂的姿势保持在臂的位置以输入齿轮被磨损掉的磨损量偏离的状态下。为此，与姿势相关的计算不可能确保臂的姿势保持位置。

传统的臂例如通过定期地进行输入齿轮的交换而预先防止臂偏离其位置。然而，优选的是更可靠地防止诸如臂的部件的位置偏离。

根据实施方式的一个方面，实施方式的目的是提供一种能防止诸如臂之类的部件的位置偏离的机器人和机器人系统。

发明内容

根据实施方式的一个方面的机器人包括减速器、第一轴、旋转电机、第二轴和制动器。所述减速器减小待输入至输入单元的旋转并将该旋转输出。所述第一轴与所述输入单元连接。所述旋转电机使所述第一轴旋转。所述第二轴与所述输入单元连接。所述制动器限制所述第二轴的旋转。

根据实施方式的一个方面的机器人系统包括机器人和控制装置。所述机器人包括减速器、第一轴、旋转电机、第二轴和制动器。所述减速器减小待输入至输入单元的旋转并将该旋转输出。所述第一轴与所述输入单元连接。所述旋转电机使所述第一轴旋转。所述第二轴与所述输入单元连接。所述制动器限制所述第二轴的旋转。此外，所述控制装置控制所述机器人。

根据实施方式的一个方面，可以提供能够防止诸如臂之类的部件的位置偏离的机器人和机器人系统。

附图说明

结合附图，参考下述详细说明将会更全面地理解本发明和本发明的相关优点中的许多优点，从而容易获得对本发明以及本发明的相关优点中的许多优点的更全面的了解，在附图中：

图1是根据第一实施方式的机器人的模式立体图；

图2是机器人的模式侧视图；

图3是示出第一关节周边的部分立体图；

图4是示出输入单元周边的放大图；

图5A和5B是示出输入单元、第一轴和第二轴的另一构造例的放大图；

图6是示出根据第二实施方式的控制装置的构造例的框图；

图7是示出诊断过程的处理顺序的实施例的流程图；

图8是根据第三实施方式的机器人的模式立体图；和

图9是通过放大根据第四实施方式的机器人的一部分获得的图。

具体实施方式

在下文中，将详细地说明根据本公开内容的实施方式的机器人和机器人系统。另外，以下所公开的实施方式并不意图限制本发明。

第一实施方式

首先，参照图1说明根据第一实施方式的机器人的构造。图1是根据第一实施方式的机器人1的模式立体图。在下文中，为了便于说明，假设机器人1的旋转位置是图1所示的状态来说明机器人1的部件之间的位置关系。而且，将Z轴方向作为竖直方向。

如图1所示，机器人1包括旋转机构10、升降机构20和水平臂单元30。

旋转机构10包括基座11和旋转基座12。基座11例如设置在地板等上。旋转基座12以可绕枢转轴线O旋转的方式附接到基座11的上部。旋转基座12绕作为竖直轴线的枢转轴线O旋转。升降机构20和水平臂单元30随着旋转基座12的旋转而绕枢转轴线O旋转。

升降机构20包括支架21和腿单元22。支架21是以立设的方式从旋转基座12的前端沿竖直方向设置的构件。腿单元22是这样的构件，该构件的底端支撑在支架21的前端上并且其前端支撑水平臂单元30。升降机构20改变腿单元22的姿势，以使水平臂单元30沿着平行于枢转轴线O的轴线上下移动。

腿单元22包括第一升降臂24和第二升降臂26。第一升降臂的底端经由第一关节23连接至支架21的前端。结果，第一升降臂24可旋转地支撑在支架21的前端上，以绕第一关节23的为水平轴线的关节轴线旋转。

第二升降臂26的底端经由第二关节25连接至第一升降臂24的前端。结果，第二升降臂26可旋转地支撑在第一升降臂24的前端上，以绕第二关节25的为水平轴线的关节轴线旋转。

水平臂单元30经由第三关节27连接至第二升降臂26的前端。结果，水平臂单元30可旋转地支撑在第二升降臂26的前端上，以绕第三关节27的为水平轴线的关节轴线旋转。

这样，根据第一实施方式的机器人1利用一个腿单元22来支撑水平臂单元30。为此，与当机器人利用两个以上的升降臂单元支撑水平臂单元30时相比，机器人1可具有简化构造。

水平臂单元30包括下侧臂单元31a和上侧臂单元31b。下侧臂单元31a包括手部33a、臂部32a和下侧支撑构件34a。手部33a上放置作为输送对象的薄板状工件W。在臂部32a中，其底端支撑在下侧支撑构件34a上，其前端支撑手部33a。下侧支撑构件34a可旋转地支撑在第二升降臂26的前端上，以绕第三关节27的关节轴线旋转。上侧支撑构件34b的底端固定到下侧支撑构件34a，并且臂部32a的底端可旋转地支撑在下侧支撑构件34a上。

上侧臂单元31b包括手部33b、臂部32b和上侧支撑构件34b。手部33b上放置作为输送对象的薄板状工件W(未示出)。在臂部32b中，其底端可旋转地支撑在上侧支撑构件34b上，其前端支撑手部33b。上侧支撑构件34b的底端连接至下侧支撑构件34a的底端，以使得该上侧支撑构件34b被可旋转地支撑为绕第三关节27的关节轴线旋转。

水平臂单元30通过使臂部32a和32b伸缩而将手部33a和33b移动至预定方向。例如，当机器人1位于图1所示的旋转位置时，机器人1利用升降机构20升降水平臂单元30而使手部33a位于比储存在储存器中的目标工件W的高度略低的位置。此外，例如，储存器储存以恒定间隔堆积在设置该机器人1的工厂的天花板附近的高度和地板附近的高度之间的工件W。

接着，机器人1驱动臂部32a以使手部33a沿水平方向线性移动，并因此使手部33a进入储存工件W的储存器。之后，机器人1利用升降机构20抬起水平臂单元30。结果，将工件W放置在手部33a上。

接着，机器人1使臂部32a收缩以使放置有工件W的手部33a从储存器沿水平方向线性撤回。之后，机器人1利用旋转机构10使水平臂单元30和升降机构20旋转，使得手部33a的前端朝向工件W的输送位置。

接着，机器人1再次使臂部32a张开以使手部33a沿水平方向线性移动，并因此使手部33a到达输送位置的上侧。然后，机器人1利用升降机构20使水平臂单元30下降。结果，手部33a的位置下降并因此将工件W放置在输送位置。

这样，机器人1通过由臂部32a和32b的伸缩执行的手部33a和33b的运动、由升降机构20执行的水平臂单元30的升降以及由旋转机构10执行的水平臂单元30的旋转来输送工件W。

机器人1的这种操作由控制装置5的指令来进行，所述控制装置经由通讯网络连接到机器人1。此外，根据第一实施方式的机器人系统100至少包括机器人1和控制装置5。

控制装置5控制机器人1的驱动。更具体地，机器人1的各关节23、25和27设置有马达。控制装置5指示机器人执行驱动操作。机器人1根据控制装置5的指令使马达分别旋转任意角，以驱动旋转机构10、升降机构20和水平臂单元30。可使用诸如有线局域网(LAN)和无线局域网的常规网络作为用于连接机器人1和控制装置5的通讯网络。此外，尽管未在本文中示出，但也可在旋转基座12和臂部32a和32b中设置类似的马达，并且控制装置5指示这些马达执行驱动操作。这些马达是旋转电机的实施例。

各关节23、25和27还设置有减速器和外制动器。减速器是降低马达的旋转并将该旋转输出的传递机构。外制动器是通过限制减速器的输入轴的旋转来限制减速器的输出轴的旋转的制动器。减速器的输出轴连接至诸如水平臂部30、第一升降臂24和第二升降臂26之类的臂。因此，通过致动外制动器能够防止因臂自身的重量引起的位置偏离。

在本文中，如根据第一实施方式的机器人1，当经由减速器使一个臂与另一个臂连接时，设置于减速器的输入轴中的输入齿轮有可能因老化而磨损。当输入齿轮磨损时，有可能造成与磨损量对应的位置偏离且因此用于保持臂的姿势的位置偏离正常位置。

因此，根据第一实施方式的机器人1，与减速器的输入轴连接的轴被分成马达侧轴和外制动器侧轴，并且在相应的轴中设置输入齿轮。

结果，即使马达侧输入齿轮被磨损或损坏，根据第一实施方式的机器人1也能将外制动器的制动力适当地传递至减速器。因此，能够可靠地防止臂的位置偏离。

在下文中，将具体地说明设置在各关节23、25和27中的马达、减速器和外制动器的构造。

图2是机器人1的模式侧视图。如图2所示，机器人1包括第一关节23、第二关节25和第三关节27。第一关节23是连接第一升降臂24的底端和支架21的前端的关节。第二关节25是连接第二升降臂26的底端和第一升降臂24的前端的关节。第三关节27是连接水平臂单元30和第二升降臂26的前端的关节。

在第一关节23中设置马达41a、减速器42a和外制动器44a。在第二关节25中设置马达41b、减速器42b和外制动器44b。在第三关节27中设置马达41c、减速器42c和外制动器44c。此外，马达41a至41c分别具有内置式内制动器43a至43c。马达41a至41c是旋转电机的实施例。

内制动器43a至43c和外制动器44a至44c例如是无励磁操作式电磁制动器。无励磁操作式电磁制动器是在通电期间其制动被电磁力解除，在断电期间在诸如弹簧的机械作用下来进行制动的制动器。此外，内制动器和外制动器可以是除了无励磁操作式电磁制动器之外的制动器。

在第一关节23中，马达41a的旋转被减速器42a减速并输出以使第一升降臂24旋转，并因此使第一升降臂24相对于支架21的姿势改变。此外，在第一关节23中，因为内制动器43a和外制动器44a在电源供给中断时被致动，因此第一升降臂24相对于支架21的姿势得以保持。

在第二关节25中，马达41b的旋转由减速器42b减速并输出以使第二升降臂26旋转，并因此使第二升降臂26相对于第一升降臂24的姿势改变。此外，在第二关节25中，因为内制动器43b和外制动器44b在电源供给中断时被致动，因此第二升降臂26相对于第一升降臂24的姿势得以保持。

在第三关节27中，马达41c的旋转由减速器42c减速并输出以使水平臂单元30旋转，并因此使水平臂单元30相对于第二升降臂26的姿势改变。此外，在第三关节27中，因为内制动器43c和外制动器44c在电源供给中断时被致动，因此水平臂单元30相对于第二升降臂26的姿势得以保持。

接着，将说明马达41a至41c、减速器42a至42c和外制动器44a至44c的具体构造。在本文中，参照图3作为实施例说明设置在第一关节23中的马达41a、减速器42a和外制动器44a的构造。图3是示出第一关节23周边的局部立体图。

如图3所示，在第一关节23中，马达41a固定至支架21，减速器42a固定至第一升降臂24。此外，外制动器44a隔着减速器42a与马达41a对置，并且经由外壳450固定至减速器42a的减速器主体421。

减速器42a例如是旋转矢量(RV)型减速器，并且包括减速器主体421、输入单元422和输出单元423。减速器42a降低输入到输入单元422中的旋转并且将该旋转输出到输出单元423。

更具体地，第一轴61连接到输入单元422。此外，第一轴61连接至马达41a的输出轴411。结果，马达41的回转力经由第一轴61和马达41a的输出轴411输入到减速器42a的输入单元422中。然后，当将马达41a的回转力输入到输入单元422中时，减速器42a使输出单元423以比马达41a的旋转速度低的旋转速度旋转。

减速器42a的输出单元423固定到支架21。为此，当马达41a的旋转输入到输入单元422中时，在第一关节23中，减速器主体421旋转而输出单元423不旋转。结果，固定减速器主体421的第一升降臂24在第一关节23中旋转，并因此使第一升降臂24相对于支架21的姿势改变。

减速器42a不限于RV型减速器。因此，减速器42a可以是另一种类型的减速器。

第二轴62也连接至减速器42a的输入单元422。在第二轴62中，其底端靠近第一轴61的前端设置，其中心轴线与第一轴61的中心轴线相同。

换言之，在第一实施方式中，与减速器42a的输入单元422连接的轴被分成两个轴。

外制动器44a包括制动器轴441和制动器主体442。制动器轴441与第二轴62的前端联接，并且其中心轴线与第二轴62的中心轴线相同。

制动器主体442例如包括场芯、线圈、侧板、电枢、弹簧、制动板等。场芯是由软磁性材料形成的管状构件。线圈设置在场芯内。侧板利用螺栓等固定到场芯。电枢设置在场芯和侧板之间。弹簧沿轴向偏压电枢。制动板设置在电枢和侧板之间，以随制动器轴441的旋转而旋转。

制动器主体442例如包括：由软磁性材料形成的管状场芯；设置在场芯内的线圈；以及利用螺栓等固定到场芯的侧板。此外，制动器主体442包括：设置在场芯和侧板之间的电枢；用于沿轴向偏压电枢的弹簧；以及设置在电枢和侧板之间以随制动器轴441的旋转而旋转的制动板。

当向线圈施加电流时，外制动器44a具有励磁状态，并且电枢克服弹簧的弹力而被磁性吸引至场芯。结果，抵靠制动板的挤压力被释放，并因此使制动器轴441和第二轴62具有可旋转状态。

另一方面，当驱动电源被中断而使外制动器44a成为无励磁状态时，该制动器的电枢被弹簧的弹力压向侧板。结果，制动板的旋转被电枢和侧板之间的摩擦力限制，并因此限制制动器轴441和第二轴62之间的旋转。

在减速器42a中，当第二轴62的旋转被外制动器44a限制时，与第二轴62连接的输入单元422的旋转被限制并且输出单元423的旋转也被限制。结果，在机器人1中，第一升降臂24相对于支架21的姿势得以保持。

这样，包括第一轴61和第二轴62的两个轴连接至减速器42a的输入单元422。

在下文中，参照图4更具体地说明第一轴61、第二轴62和输入单元422的构造。图4是示出输入单元422的周边的放大图。

如图4所示，输入单元422例如是正齿轮，并且包括第一齿轮425。第一轴61和第二轴62分别包括输入齿轮611和621。输入齿轮611和621分别是第二齿轮和第三齿轮的实施例。

输入齿轮611和输入齿轮621与输入单元422的第一齿轮425啮合。在减速器42a中，第一齿轮425与输入齿轮611啮合，因此马达41a的旋转经由输入齿轮611和第一齿轮425输入到输入单元422中。结果，在减速器42a中，输入单元422旋转因此输出单元423随着输入单元422的旋转而旋转。

在减速器42a中，第一齿轮425与输入齿轮621啮合，因此外制动器44a的制动力经由输入齿轮621和第一齿轮425被引入输入单元422中。结果，在减速器42a中输入单元422的旋转被限制。

在本文中，机器人1频繁地执行用于使第一升降臂24从停止状态旋转以及用于使第一升降臂24在旋转期间停止的操作。为此，输入齿轮611容易受到相当大的负荷。

另一方面，在外制动器44a不操作的状态下，因为输入齿轮621仅随着第一齿轮425的旋转而旋转，因此输入齿轮621受到的负荷不太可能比输入齿轮611的负荷大。此外，因为外制动器44a通常在第一升降臂24停止的状态下或减速状态下操作，因此即使外制动器44a被致动，输入齿轮621受到的负荷也不太可能比输入齿轮611的负荷大。

这样，因为与输入齿轮621相比，输入齿轮611容易受到大的负荷，因此输入齿轮611容易比输入齿轮621更早地劣化。输入齿轮611劣化，因此在输入齿轮611和第一齿轮425之间可能产生齿隙。

这里，假设第一轴61和第二轴62是一体形成的一个轴，并且输入齿轮611和输入齿轮621是一体形成的一个输入齿轮。换言之，假设马达41a的回转力和外制动器44a的制动力经由一个输入齿轮被传递到第一升降臂24。

在该情况下，当在输入齿轮和第一齿轮425之间产生齿隙时，即使外制动器44a被致动，外制动器44a的制动力也可能不会传递到第一升降臂24，因此第一升降臂24的姿势被保持在其位置以齿隙量偏离的状态。

然而，在根据第一实施方式的机器人1中，传递外制动器44a的制动力的输入齿轮621与传递马达41a的回转力的输入齿轮611分开设置。为此，即使在输入齿轮611和第一齿轮425之间产生齿隙，外制动器44a的制动力也会经由输入齿轮621被适当地传递到第一升降臂24。因此，根据按照第一实施方式的机器人1，能够防止诸如第一升降臂24之类的部件的位置偏离。

如上所述，在第一实施方式中已说明了第一轴和第二轴连接至减速器的输入单元，马达使第一轴旋转，并且外制动器限制第二轴的旋转。因此，在第一实施方式中，能够防止诸如臂之类的部件的位置偏离。

马达41a包括内置式内制动器43a(参见图2)。内制动器43a在无励磁状态下限制马达41a的输入轴411的旋转。换言之，机器人1通过与外制动器44a被致动的情况类似地致动内制动器43a而能保持第一升降臂24相对于支架21的姿势。

这样，已假设机器人1为一个马达41a提供内制动器43a和外制动器44a这样两个制动器。为此，与当马达41a的旋转仅由内制动器43a限制相比能够增大制动力。

此外，因为即使内制动器43a的制动扭矩因某些原因降低并且因此仅内制动器43a不能保持臂，也能够通过致动外制动器44a而保持所述臂，因此防止了臂的自由下降并且因此可靠性能够提高。类似地，因为即使输入齿轮611被磨损而不与另一个齿轮啮合，姿势保持扭矩也能由输入齿轮621传递，因此不存在臂自由降落的可能。

在本文中，已说明了第一轴61与马达41a的输出轴411分离。然而，第一轴61和马达41a的输入轴411可预先形成为一体。类似地，已说明了第二轴62与外制动器44a的制动器轴441分离。然而，第二轴62和外制动器44a的制动器轴441可预先形成为一体。

同时，在图4中示出在第一齿轮425的轴向上输入齿轮611与第一齿轮425接触的接触长度和输入齿轮621与第一齿轮425接触的接触长度是相同的情况。然而，输入齿轮611和621与第一齿轮425接触的接触长度可以不同。

在下文中，参照图5A说明输入齿轮611和621与第一齿轮425的接触长度不同的情况。图5A是示出输入单元422、第一轴61和第二轴62的另一个构造例的放大图。

如图5A所示，第一轴61a的输入齿轮611a与第一齿轮425接触的接触长度比第二轴62a的输入齿轮621a与第一齿轮425接触的接触长度大。更具体地，第一轴61a形成得比图4中所示的第一轴61长。此外，第二轴62a形成得比图4中所示的第二轴62短。

如上所述，与第二轴62a的输入齿轮621a相比，第一轴61a的输入齿轮611a趋于容易受到负荷。因此，与图4所示的情况相比，通过增大输入齿轮611a与第一齿轮425接触的接触长度能够提升输入齿轮611a的耐久性。结果，能够抑制输入齿轮611a的齿隙的产生。

在图5A中示出输入齿轮611a与第一齿轮425接触的接触长度比输入齿轮621a与第一齿轮425接触的接触长度长的情况。然而，输入齿轮621a与第一齿轮425接触的接触长度可以比输入齿轮611a与第一齿轮425接触的接触长度长。在该情况下，能够提升输入齿轮621a的耐久性并因此能够抑制输入齿轮621a的齿隙的产生。

在图4中已假设包含在第一轴61中的输入齿轮611的齿数与包含在第二轴62中的输入齿轮621的齿数相同。然而，输入齿轮611的齿数可以与输入齿轮621的齿数不同。在下文中，参照图5B说明输入齿轮611的齿数与输入齿轮621的齿数不同的情况。图5B是示出输入单元422、第一轴61和第二轴62的另外构造例的放大图。

如图5B所示，包含在第二轴62b中的输入齿轮621b的齿数比包含在第一轴61b中的输入齿轮611b的齿数多。

第一轴61b包括与图4中所示的输入齿轮611相似的输入齿轮611b。另一方面，第二轴62b包括直径比输入齿轮611b的直径大的输入齿轮621b。输入齿轮621b的齿数比输入齿轮611b的齿数多。

输入单元422a例如具有两级齿轮机构。更具体地，输入单元422a包括作为第一齿轮的大径齿轮425a和小径齿轮425b。大径齿轮425a与输入齿轮611b啮合。小径齿轮425b与输入齿轮621b啮合。

这样，已在图5B中说明包含在第二轴62b中的输入齿轮621b的齿数比包含在第一轴61b中的输入齿轮611b的齿数多。更具体地，输入齿轮621b的直径比输入齿轮611b的直径大。结果，能够抑制输入齿轮621b的齿隙。

在5B中已说明输入齿轮621b的齿数比输入齿轮611b的齿数多。相反地，输入齿轮611b的齿数可以比输入齿轮621B的齿数多。在该情况下，能够抑制输入齿轮611b的齿隙。此外，在图5B中已示出输入齿轮611b与大径齿轮425a接触的接触长度和输入齿轮621b与小径齿轮425b接触的接触长度相同。然而，如图5A所示，输入齿轮611b和621b与相应的齿轮接触的接触长度可以不同。

第二实施方式

接着，将说明作为第二实施方式的由控制装置5进行的机器人1的操作控制。控制装置5除了对马达41a至41c执行驱动控制之外还执行用于诊断在第一轴61的输入齿轮611和第一齿轮425之间是否产生齿隙的诊断过程。

此外，从控制装置5接收到异常的上级控制器通过执行异常对应处理能确保可靠性。此外，通过结合用于将当前生产方法切换到支线生产方法以避免生产线停止而能够使异常时生产量的降低最小化。

首先，参照图6说明控制装置5的构造。图6是示出控制装置5的构造例的框图。此外，在图6中仅示出说明控制装置5的特征所必需的部件，并且省略对一般部件的描述。

在下文中，外制动器44a至44c中的任意外制动器均可被称为“外制动器44”。类似地，内制动器43a至43c中的任意内制动器均可被称为“内制动器43”。此外，在图6中，内制动器43被描述为“Br1”，外制动器44被描述为“Br2”。

如图6所示，控制装置5包括转换器51、伺服放大器52、直流电源53、开关54a和54b以及控制单元55。

如图6所示，机器人1还包括编码器46。编码器46是检测马达41的旋转位置的检测单元的实施例并且对应于马达41设置。由编码器46检测到的马达41的旋转位置(以下称为“编码器值”)被输出到控制单元55。

在本文中，假设编码器46是绝对值编码器。然而，实施方式不限于此。因此，编码器46可以是增量编码器。此外，可以取代编码器46而采用旋转变压器(resolver)作为位置检测单元。

转换器51是通过使用从AC(交流)主电源2供应的交流电而产生马达41的驱动电力的装置。由转换器51产生的驱动电力被输入至伺服放大器52中。伺服放大器52是根据控制单元55的指令执行PWM控制并且向马达41供应驱动电力的处理单元。

直流电源53从交流主电源2供应的交流电产生直流电。由直流电源53产生的直流电被供应到内制动器43和外制动器44。此外，尽管未示出，但由直流电源53产生的直流电还被供应到控制单元55。

开关54a是内制动器43的电源开关，其执行直流电源53的直流电源至内制动器43的供应和切断的切换。此外，开关54b是外制动器44的电源开关，其执行直流电源53的直流电源至外制动器44的供应和切断的切换。

开关54a和54b的切换操作由控制单元55来进行。此外，内制动器43和外制动器44通过断开开关54a和54b来致动，也就是说，通过中断电力传递以限制马达41的旋转来致动。

控制单元55基于诸如操纵台的操作单元或诸如PC(个人计算机)的上级控制器的指令数据和从编码器46获得的编码器值执行马达41的控制所需要的算法处理，并且产生PWM波形并将其输出到伺服放大器52。此外，在伺服放大器52中根据PWM波形执行PWM控制。

控制单元55基于操作单元或上级控制器的指令来执行诊断过程。在本文中，诊断过程是用于诊断第一轴61的输入齿轮611和第一齿轮425之间是否产生齿隙的过程。

现在，参照图7说明诊断过程的具体处理顺序。图7是示出诊断过程的处理顺序的实施例的流程图。诊断过程在开关54a和54b一起开启的状态下开始，也就是说在内制动器43和外制动器44一起解除的状态下开始。此外，诊断过程可以在当控制装置5从操作单元或上级控制器接收到指令的情况下开始，或者可以以预先确定的周期定期地开始。

如图7所示，当诊断过程开始时，控制装置5的控制单元55致动外制动器44(步骤S101)。接着，控制单元55使马达41向右旋转(步骤S102)并且获取在预定马达扭矩值下的编码器值(步骤S103)。在本文中，在步骤S103获取的编码器值被称为“右编码器值”。

接着，控制单元55使马达41向左旋转(步骤S104)并且获取在预定马达扭矩值下的编码器值(步骤S105)。在本文中，在步骤S105获取的编码器值被称为“左编码器值”。

接着，控制单元55基于在步骤S103获取的右编码器值和在步骤S105获取的左编码器来计算马达41的旋转角(步骤S106)。更具体地，控制单元55计算右编码器值和左编码器值之间的差并将该计算出的差转换成旋转角。控制单元55将所计算出的旋转角储存在诸如RAM(随机存取存储器)的存储单元(未示出)中。

接着，控制单元55判断在步骤106计算出的旋转角(当前齿隙量)和在过去所计算出的旋转角(基准齿隙量)之间的差是否不小于预定值(步骤S107)。

然后，在当前旋转角与过去计算出的旋转角之间的差小于预定值时(步骤S107：否)，控制单元55确定第一轴61的输入齿轮611和第一齿轮425是正常的(步骤S108)并且终止该过程。换言之，在当前齿隙量与基准齿隙量之间无显著变化时，控制单元55确定在第一轴61的输入齿轮611和第一齿轮425之间未产生齿隙。

另一方面，当确定当前旋转角与过去计算出的旋转角之间的差不小于预定值时(步骤S107：是)，控制单元55确定第一轴61的输入齿轮611或第一齿轮425不正常(步骤S109)并且终止该过程。换言之，当与基准齿隙量相比当前齿隙量有相当大地改变时，控制单元55确定在第一轴61的输入齿轮611和第一齿轮425之间产生齿隙。

当在步骤S109判断为异常时，控制单元55可驱动马达41以使机器人1采取退回姿势。退回姿势是其中使机器人1的臂(第一升降臂24和第二升降臂26)下降到最低位置的姿势。这样，假设机器人1采取退回姿势，则即使机器人1的臂非常有可能由于其自身重量而产生位置偏离时也能够确保抵抗位置偏离。

控制单元55可执行用于使机器人1采取退回姿势然后中断至马达41的电力传递的处理。结果，能够进一步提升抵抗机器人1的臂的位置偏离的可靠性。

如上所述，在第二实施方式中已说明机器人1还包括检测第一轴61的旋转的编码器46。此外，在第二实施方式中已说明控制装置5基于在外制动器44被致动的状态下驱动马达41时编码器46的检测结果，检测第一轴61或输入单元422的异常。因此，例如能够容易地诊断在第一轴61的输入齿轮611和第一齿轮425之间是否产生了齿隙。

在图7中已说明马达41被向右旋转并且获取右编码器值，然后使马达41向左旋转并且获取左编码器值(参见步骤S102和步骤S105)。然而，马达41的旋转方向可以颠倒。换言之，控制单元55可以使马达41向左旋转并且获取左编码器值，然后使马达41向右旋转并且获取右编码器值。

而且，在上述的实施方式中已说明机器人利用一个腿单元来支撑水平臂单元。然而，机器人的类型不限于此。

第三实施方式

例如，机器人可利用两个或更多个腿单元来支撑水平臂单元。因此，以下参照图8说明作为第三实施方式的机器人的另一个实施例。图8是根据第三实施方式的机器人1a的模式立体图。

如图8所示，根据第三实施方式的机器人1a包括基座310、升降机构320和水平臂单元330。升降机构320包括：可旋转地附接到基座310的旋转单元321；以立设方式分别设置在旋转单元321的两端的支撑单元322和323；以及可旋转地支撑水平臂单元330的支撑基座324。然而，升降机构320包括两个腿单元325和326，这两个腿单元的底端分别支撑在支撑单元322和323上，并且其前端分别支撑该支撑基座324。

腿单元325包括第一腿部325a和第二腿部325b，第一腿部325a的底端可旋转地支撑在支撑单元322上，第二腿部325b的底端可旋转地支撑在第一腿部325a的前端上并且其前端支撑该支撑基座324。类似地，腿单元326包括第一腿部326a和第二腿部326b，第一腿部326a的底端可旋转地支撑在支撑单元323上，第二腿部326b的底端可旋转地支撑在第一腿326a的前端上并且其前端支撑该支撑基座324。

水平臂单元330包括手部331a和331b以及臂部332a和332b，在手部331a和331b上放置工件W，臂部332a和332b的前端支撑手部331a和331b。与根据第一实施方式的水平臂单元30类似，水平臂单元330根据臂部332a和332b的伸缩而沿预定方向移动手部331a和331b。

升降机构320改变两个腿单元325和326的姿势，以使水平臂单元330沿上下方向移动。此外，因为升降机构320利用两个腿单元325和326支撑水平臂单元330，所以与根据第一实施方式的升降机构20相比，升降机构320能更可靠地保持水平臂单元330。

升降机构320的各关节设置有马达，该马达具有内置式内制动器、减速器和外制动器。马达、减速器和外制动器的构造与上述实施方式中所述的马达、减速器和外制动器的构造相同。

这样，机器人可通过使用两个腿单元支撑水平臂单元。在该情况下，能够获得与上述的第一实施方式和第二实施方式相同的效果。此外，在图8中示出包括两个腿单元的机器人。然而，腿单元的数量可以是两个或更多个。

第四实施方式

机器人例如可以是直动型输送机器人。因此，以下参照图9说明机器人是直动型输送机器人的情况。图9是通过放大根据第四实施方式的机器人1b的一部分获得的图。

如图9所示，根据第四实施方式的机器人1b是齿条-小齿轮式机器人，该齿条-小齿轮式机器人将回转力转化成线性运动以执行沿上下方向的运动。更具体地，机器人1b包括：齿条单元510，该齿条单元沿上下方向延伸；线性运动体520，该线性运动体被保持成可相对于齿条单元510沿上下方向运动；以及马达单元530，该马达单元530安装在线性运动体520上。

马达单元530包括：支撑部531，该支撑部以立设方式设置在线性运动体520上；马达532，该马达固定到支撑部531；以及减速器533，该减速器减小马达532的旋转并将该旋转输出。马达单元530还包括限制马达532的旋转的外制动器534和附接到减速器533的输出轴533a的前端的小齿轮535。此外，与根据上述实施方式的马达类似，马达532还具有内置式内制动器。

机器人1b在小齿轮535与齿条单元510啮合的状态下通过马达532的驱动而旋转小齿轮535，并因此使线性运动体520沿上下方向运动。

这样，如图9所示，机器人可以是直动型机器人。在该情况下，能够获得与上述的第一实施方式和第二实施方式相同的效果。

在实施方式中已说明第二轴与减速器的输入单元接合成通过齿轮互连。然而，第二轴和减速器的输入单元可以利用除齿轮之外的连接方法连接。此外，第二轴和减速器的输入单元可以预先形成为一体。

在上述实施方式中已说明马达包括内制动器。然而，马达可以不必包括内制动器。

Claims (5)

1.一种机器人，该机器人包括：

减速器，该减速器减小待输入至输入单元的旋转并将该旋转输出；

第一轴，该第一轴与所述输入单元连接；

旋转电机，该旋转电机使所述第一轴旋转；

第二轴，该第二轴配置在与所述第一轴相同的轴线上，并且与所述输入单元连接；以及

制动器，该制动器限制所述第二轴的旋转，

所述减速器包括作为所述输入单元的第一齿轮；

所述第一轴包括第二齿轮，该第二齿轮与所述第一齿轮啮合；并且

所述第二轴包括第三齿轮，该第三齿轮与所述第一齿轮啮合。

2.根据权利要求1所述的机器人，其中，所述第二齿轮与所述第一齿轮沿所述第一齿轮的轴向接触的接触长度不同于所述第三齿轮与所述第一齿轮沿所述第一齿轮的所述轴向接触的接触长度。

3.根据权利要求1或2所述的机器人，其中，所述第二齿轮的齿数与所述第三齿轮的齿数不同。

4.一种机器人系统，该机器人系统包括：

机器人；以及

控制装置，该控制装置控制所述机器人，并且

所述机器人包括：

减速器，该减速器减小待输入至输入单元的旋转并将该旋转输出；

第一轴，该第一轴与所述输入单元连接；

旋转电机，该旋转电机使所述第一轴旋转；

第二轴，该第二轴配置在与所述第一轴相同的轴线上，并且与所述输入单元连接；以及

制动器，该制动器限制所述第二轴的旋转，

所述减速器包括作为所述输入单元的第一齿轮；

所述第一轴包括第二齿轮，该第二齿轮与所述第一齿轮啮合；并且

所述第二轴包括第三齿轮，该第三齿轮与所述第一齿轮啮合。

5.根据权利要求4所述的机器人系统，其中，

所述机器人还包括检测单元，该检测单元检测所述第一轴的旋转，并且

所述控制装置基于在所述制动器被致动的状态下驱动所述旋转电机时所述检测单元的检测结果，检测所述第一轴或所述输入单元的异常。