CN104203505A - 作业机器人及机器人系统 - Google Patents

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CN104203505A
CN104203505A CN201280071275.3A CN201280071275A CN104203505A CN 104203505 A CN104203505 A CN 104203505A CN 201280071275 A CN201280071275 A CN 201280071275A CN 104203505 A CN104203505 A CN 104203505A
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arm
motor
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clutch
power transfer
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一番濑敦
佐次川勇二
白木知行
松尾智弘
石川伸一
河野智树
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Yaskawa Electric Corp
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Abstract

本发明提供一种能进一步提高安全可靠性的与人共存型的作业机器人及机器人系统。作业机器人(1)具有臂、驱动机构(30)与控制部(5)。臂具有围绕轴自由旋转地连结的多个连杆体(3)。驱动机构(30)具有驱动源(31、32)与能将来自驱动源(31、32)的动力以不同转速或转矩传递至连杆体(3)的多个动力传递路径(301、302)。控制部(5)根据在规定区域(100)内的包含人体在内的移动体(6)的检测结果，切换动力传递路径(301、302)。

Description

作业机器人及机器人系统
技术领域
本发明的实施方式涉及一种作业机器人及机器人系统。
背景技术
以往，作为与人共存型机器人，已知一种具有臂等且与人共同进行作业的作业机器人，其中该臂具有围绕轴自由旋转地连结的多个连杆体。对于所述结构的作业机器人而言，需要臂能避免与包含人在内的其他物体产生干涉及即使臂与其他物体产生接触也不会伤害其他物体。
对此，提出一种具有对臂进行动作控制的控制装置的机器人，即使臂与人产生接触也不会对人造成伤害且能与人共存。其通过利用控制装置的软件进行臂动作控制，由此进行与人最适当的接触动作(例如，参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2008-302496号公报
发明内容
本发明要解决的技术问题
然而，作为与人共存型作业机器人，相比上述专利文献1中公开的仅依靠软件进行的控制动作，还希望实现能进一步提高可靠性的动作控制。
实施方式的一个技术方案是鉴于上述情况而做出的，其目的是提供一种能进一步提高安全可靠性的与人共存型的作业机器人及机器人系统。
为解决技术问题的方法
实施方式的一个技术方案涉及的作业机器人具有臂、驱动机构与控制部。臂具有围绕轴自由旋转地连结的多个连杆体。驱动机构具有驱动源与能将来自所述驱动源的动力以不同转速或转矩传递至所述连杆体的多个动力传递路径。控制部根据规定区域内的包含人体在内的移动体的检测结果，切换所述动力传递路径。
发明效果
采用实施方式的一个技术方案，能提供一种安全可靠性更高的与人共存型的作业机器人及机器人系统。
附图说明
图1是表示设有本实施方式涉及的机器人系统的作业区域的说明图。
图2是表示该机器人系统的作业机器人的臂部的回转区域的说明图。
图3A是该作业机器人具有的关节部的示意性的说明图。
图3B是表示向连杆体的动力传递路径的示意性的说明图。
图4是设在该关节部的驱动机构的说明图。
图5是表示该驱动机构的离合机构的说明图。
图6是图5中A向视图。
图7是表示第二实施方式涉及的驱动机构的示意性的说明图。
图8是表示该驱动机构的变形例的示意性的说明图。
图9是表示第三实施方式涉及的驱动机构的示意性的说明图。
具体实施方式
(第一实施方式)
下面参照附图详细说明本申请的作业机器人和机器人系统的实施方式。此外，本发明不限于以下所示的实施方式。
图1是表示设有本实施方式涉及的机器人系统10的作业区域100的说明图，图2是表示该机器人系统10具有的作业机器人1的臂部4的回转区域的说明图。
本实施方式涉及的机器人系统10具有所谓与人共存型的作业机器人1。如图1所示，这样设置机器人系统10：将作业机器人1设置在作为移动体的作业者6等可出入的规定的作业区域100中的地面200上的规定位置。此外，作为作业机器人1的设置位置，虽然可以根据作业内容而适当地设定，但在此设在作业区域100的大致中央位置上。此外，作业区域100例如被划分工厂等的生产线上的作业间(未图示)。
此外，如图2所示，机器人系统10具有用于控制作业机器人1的动作的控制部5。在该控制部5中，预先存储有对作业机器人1的控制指令的内容，根据所述存储内容来控制作业机器人1。此外，在后面详细叙述控制部5。
如图1所示，作业机器人1具有设置在地面200上的基台2与可自由回转地设在该基台2上的臂部4。
臂部4具有在基台2上经由各轴依次连结的臂基体3、由第一臂体41与第二臂体42构成的臂、及由第一肘杆体431、第二肘杆体432与第三肘杆体433构成的肘杆43。另外，在第三肘杆体433的前端上安装与分配给作业机器人1的作业内容相适应的末端执行器(未图示)。图2表示使所述作业机器人1的臂部4伸长至最大状态时的最大回转轨迹900。
这样，本实施方式涉及的作业机器人1构成将臂的臂基体3、第一臂体41与第二臂体42、肘杆43的第一肘杆体431与第二肘杆体432与第三肘杆体433作为可动部位的多关节机器人。
另外，如下说明，作业机器人1的可动部位构成为能经由第一关节部21～第六关节部26围绕轴旋转。
图3A是作业机器人1具有的关节部的示意性的说明图，例示了第一关节部21。图3B是表示向作为连杆体之一的臂基体3的动力传递路径的示意性的说明图。另外，图4是设在第一关节部21的作为驱动机构的第一传动机构30的说明图。另外，图3A与图4表示从与图1相同方向(Y方向)观察的作业机器人1的状态。
第一关节部21～第六关节部26的结构均基本相同。因此，边参照图3A、图3B与图4边说明第一关节部21的结构，而省略其他关节部(第二关节部22～第六关节部26)的结构的具体说明。
第一关节部21构成可动部位之一，将作为作业机器人1的躯干部的臂基体3可旋转地连结于呈固定状态设在地面200上的大致圆筒形的基台2。即，如图1所示，第一关节部21设在基台2的大致中央处，具有向垂直方向(Z方向)延伸的第一轴11。
另外，如图3A～图4所示，将该第一轴11联动连结到具有第一电机部和第一减速器50的第一传动机构30。这样，如图1所示，臂基体3通过第一传动机构30相对于基台2围绕第一轴11在水平方向上旋转(参照箭头300)。
如图3A、图3B和图4所示，第一关节部21具有作为驱动源的设有第一电机31和第二电机32的第一电机部、与作为驱动机构的具有第一减速器50的第一传动机构30。
如图3B所示，第一传动机构30具有可选择地将来自驱动源的动力传递至臂基体3的第一动力传递路径301与第二动力传递路径302。通过第一动力传递路径301与第二动力传递路径302，能将来自驱动源的动力以相互不同的转速或转矩传递至臂基体3。
在此，第一电机31作为相对最大输出值较大的驱动源，其具有相对较高转速或相对较高转矩，而第二电机32作为相对最大输出值较小的驱动源，其具有相对较低的转速或相对较低的转矩。
第一动力传递路径301是用于连结第一电机31与第一减速器50的路径。在第一电机31的输出轴311上设置的输出侧带轮34与后面叙述的离合机构8的离合轴80(参照图5)上设置的输入侧带轮35之间卷绕安装带36而构成所述第一动力传递路径301。此外，离合机构8的离合轴80联动连结第一减速器50。
这样，在第一动力传递路径301中，来自第一电机31的动力是这样传递的：第一电机31→输出轴311→输出侧带轮34→带36→输入侧带轮35→第一输入轴312→第一减速器50。
另外，第二动力传递路径302是用于连结第二电机32与第一减速器50的路径。第二动力传递路径302中，第二电机32的输出轴321直接联动连结第一减速器50。即，构成直接连结第二电机32的输出轴321与第一减速器50的输入轴。
这样，在第二动力传递路径302中，来自第二电机32的动力是这样直接传递的：第二电机32→输出轴321→第一减速器50。
另外，如图所示，臂基体3被固定在作为第一减速器50的输出轴的第一轴11上。即，经由第一动力传递路径301或第二动力传递路径302中的任一方，通过第一电机31或第二电机32的驱动力，可动部位中最靠近基台2侧的臂基体3进行旋转。
在此，参照图5与图6说明用于离合第一电机31与作为连杆体的臂基体3的离合机构8。图5是表示第一传动机构30的离合机构8的说明图，图6是图5中A向视图。
如图所示，离合机构8在驱动壳体220内经由径向轴承86来支承联动连结在第一减速器50的第一输入轴312上的离合轴80。
此外，在离合轴80的中央部分上经由径向轴承86安装有输入侧带轮35，在该输入侧带轮35的一侧面上通过花键嵌合安装有离合片81。
在离合片81上设有能抵接在输入侧带轮35的一侧面上的摩擦板82，配置为经由推力轴承85可自由地离合于输入侧带轮35的一侧面。另外，在此所述的输入侧带轮35的一侧面，是指朝向与第一减速器50的方向呈反方向的面，在图5中是朝向上方的面。
另外，在离合片81的一侧面上设有施力于该离合片81的弹簧体87及抵抗该弹簧体87的施力而吸附离合片81的电磁铁84。另外，在离合片81的一侧面上呈一体地设有金属板89，该金属板89被弹簧体87推压，电磁铁84通过磁力吸引。另外，电磁铁84与开关电路860进行电连接，通过开关861的接通断开来抵抗弹簧体87的施力而吸附离合片81。
采用具有该结构的上述离合机构8，在电磁铁84未通电的断开状态下，离合片81被推压至输入侧带轮35。因此，输入侧带轮35的旋转经由摩擦板82来转动花键嵌合在离合轴80上的离合片81，将该旋转力传递至离合轴80。
另外，如图6所示，在本实施方式中，在作为与离合轴80呈同心圆的虚拟圆周上，分别相互交替地配置三个电磁铁84与弹簧体87。因此，能平稳地吸引或推压离合片81。另外，电磁铁84与弹簧体87的配置不是必须限于本实施方式。
接着，根据图1简单说明经由以所述第一关节部21为首的关节部而围绕各轴旋转的可动部位。
在上述臂基体3的一侧部分上设有第二关节部22，经由该第二关节部22可旋转地连结可动部位中最长的第一臂体41。
另外，由于所述第一臂体41连结在偏心于用于连结臂基体3的第一轴11的位置，因此包含该第一臂体41在内，经由各轴依次连结的第二臂体42与肘杆43也以第一轴11为中心回转。
如图1所示，第二关节部22的第二轴12向与第一轴11呈正交方向、即向附图上的前后水平方向(Y方向)延伸。因此，第一臂体41通过第二传动机构(未图示)围绕第二轴12旋转，即向上下方向摆动(参照箭头400)。
第一臂体41的前端侧上设有第三关节部23，经由该第三关节部23来连结大致L字形的第二臂体42。
第三关节部23具有向与第二轴12呈平行方向、即向与第一轴11正交的与第二轴12呈相同方向延伸的第三轴13。并且，该第三轴13联动连结在具有第三电机部和第三减速器的第三传动机构(参照图3A)。这样，第二臂体42通过第三传动机构围绕第三轴13旋转，即向上下方向摆动(参照箭头500)。
另外，第二臂体42的前端侧上设有第四关节部24，经由该第四关节部24来连结第一肘杆体431。
另外，由连结于第四关节部24的圆筒形的第一肘杆体431、连结于该第一肘杆体431的第二肘杆体432与设有末端执行器的第三肘杆体433构成肘杆43。
联动连结第一肘杆体431的第四关节部24具有向与第三轴13呈垂直方向、即向附图上左右水平方向(X方向)延伸的第四轴14。并且，该第四轴14联动连结具有第四电机部和第四减速器的第四传动机构(参照图3A)。这样，与第四轴14呈同轴方向联动连结的第一肘杆体431通过第四传动机构围绕第四轴14旋转，即围绕第四轴14自转(参照箭头600)。
第一肘杆体431的前端侧上设有第五关节部25，经由该第五关节部25在同轴方向连结第二肘杆体432。
第五关节部25具有向与第四轴14呈同轴方向、即向附图上的左右水平方向(X方向)延伸的第五轴15。并且，该第五轴15联动连结具有第五电机部和第五减速器的第五传动机构(参照图3A)。因此，与第五轴呈同轴方向联动连结的第二肘杆体432通过第五传动机构围绕第五轴15旋转，即围绕第五轴15自转(参照箭头700)。
第二肘杆体432的前端侧上设有第六关节部26，经由该第六关节部26来连结第三肘杆体433。
第六关节部26具有向与第五轴15呈垂直方向、即向附图上的前后水平方向(Y方向)延伸的第六轴16。并且，该第六轴16联动连结具有第六电机部和第六减速器的第六传动机构(参照图3A)。因此，第三肘杆体433通过第六传动机构围绕第六轴16旋转，即向上下方向摆动(参照箭头800)。
如上所述，本实施方式涉及的作业机器人1具有臂部4，该臂部4能相对于设在作为规定的设置面的地面200上的基台2旋转。
臂部4具有设为能围绕第一轴11旋转的臂基体3、第一臂体41、第二臂体42与设为能相对于第二臂体42旋转的肘杆43。第一臂体41设为能相对于臂基体3围绕第二轴12旋转。另外，第二臂体42设为能相对于第一臂体41围绕第三轴13旋转。
另外，肘杆43具有第一肘杆体431、第二肘杆体432与第三肘杆体433。第一肘杆体431设为能相对于第二臂体42围绕第四轴14旋转。第二肘杆体432设为能相对于第一肘杆体431围绕第五轴15旋转。另外，第三肘杆体433设为能相对于第二肘杆体432围绕第六轴16旋转，并且在前端安装有规定的末端执行器。
这些臂基体3、第一臂体41、第二臂体42、第一肘杆体431、第二肘杆体432与第三肘杆体433是围绕轴自由旋转地连结的多个连杆体，构成作业机器人1的可动部位。并且，分别设于各传动机构的电机使这些连杆体围绕各轴(第一轴11～第六轴16)旋转。
另外，在本实施方式中，除了连结于基台2的臂基体3以外、连结于臂基体3的第一臂体41、连结于第一臂体41的第二臂体42、还有连结于第二臂体42的肘杆43都包含在臂部4中。即，构成作为臂部4的一部分的肘杆43的第一肘杆体431、第二肘杆体432与第三肘杆体433均包含在连杆体的概念中。
如图2所示，机器人系统10具有的控制部5连接至作业机器人1。所述控制部5具有CPU(Central Processing Unit：中央处理器)、ROM(Read OnlyMemory：只读存储器)、RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)、还有硬盘等存储部。另外，CPU读取存储于存储部的程序，所述控制部5按照程序驱动作为连杆体的臂基体3、第一臂体41、第二臂体42、第一肘杆体431、第二肘杆体432与第三肘杆体433。
另外，本实施方式的控制部5能根据包含作业区域100内的作业者6在内的移动体的检测结果，从多个路径中切换传递动力的路径。
在本实施方式的涉及的作业机器人1中，在所述第一关节部21，能将向臂基体3传递动力的路径切换为第一动力传递路径301或第二动力传递路径302。
即，如上所述，在第一传动机构30内可自由选择地设有第一动力传递路径301或第二动力传递路径302。第一动力传递路径301将来自具有相对较高转速或相对较高转矩的相对最大输出值较大的第一电机31的动力，经由离合机构8传递至臂基体3。另外，第二动力传递路径302将来自具有相对较低转速或相对较低转矩的相对最大输出值较小的第二电机32的动力传递至臂基体3。
另外，控制部5根据作业者6的检测结果切换至其中之一的动力传递路径。若具体说明，如图2所示，控制部5与由用于检测作业区域100内的作业者6的移动的非接触式传感器等构成的移动体检测部7电连接。
所述移动体检测部7独立于作业机器人1而配置在作业区域100的附近。另外，也可以用能监视作业区域100的内部整体的摄像机来作为移动体检测部7。
另外，控制部5接收移动体检测部7的检测结果，且根据接收的检测结果来切换为第一动力传递路径301或第二动力传递路径302。即，由控制部5控制离合机构8的离合动作，来执行对第一电机31和第二电机32的驱动控制。
另外，当检测结果表示不存在作业者6时，接通第一电机31而关闭第二电机32，并且使离合机构8为“接合”状态，即关闭电磁铁84。其结果，离合片81被弹簧体87向输入侧带轮35侧施力，向臂基体3传递动力的路径切换为第一动力传递路径301。这样，动力以第一电机31的相对较高转速或相对较高转矩传递至臂基体3以驱动臂部4。
另外，当检测结果表示存在作业者6时，关闭第一电机31而接通第二电机32，并且使离合机构8为“分离”状态，即接通电磁铁84。其结果，离合片81抵抗弹簧体87而离开输入侧带轮35侧，向臂基体3传递动力的路径切换为第二动力传递路径302。这样，动力以第二电机32的相对较低转速或相对较低转矩传递至臂基体3以驱动臂部4。
这样，例如当作业者6不在作业区域100内时，由于臂部4等不会接触到作业者6，因此控制部5切换为第一动力传递路径301。即，切换为能将来自相对最大输出值较大的第一电机31的动力传递至臂基体3的第一动力传递路径301。此时，能使作业机器人1承担相对较大负载的繁重作业，或使臂部4高速回转。
另外，当作业者6在作业区域100内时，控制部5切换为第二动力传递路径302，这样即使臂部4等接触到作业者6也不会造成较大伤害。即，控制部5切换为能将来自相对最大输出值较小的第二电机32的动力传递至臂基体3的第二动力传递路径302。此时，能使作业机器人1承担相对负载较小的轻松作业，或使臂部4低速回转。
(第二实施方式)
图7是表示第二实施方式涉及的驱动机构的示意性的说明图。边参照表示仰视作业机器人1的状态的图7，边说明第二实施方式涉及的作业机器人1与机器人系统10。此外，在本实施方式中，对与所述第一实施方式涉及的作业机器人1相同的构成要素标注同一附图标记而省略构成要素的具体说明。
在上述实施方式涉及的作业机器人1中，使用相对最大输出值不同的第一电机31与第二电机32作为驱动源，但在本实施方式涉及的作业机器人1中，如图7所示，使用单个电机310作为驱动源。
即，如图所示，在单个电机310与第一减速器50之间，设置具有作为高速动作用传递部件的带第一离合器带轮801与作为低速动作用传递部件的带第二离合器带轮802的变速机构330。
带第一离合器带轮801具有相对较大直径的输入用大带轮811与相对较小直径的输出用小带轮812，带第二离合器带轮802具有相对较小直径的输入用小带轮813与相对较大直径的输出用大带轮814。
不能同时接合带第一离合器带轮801的离合器(未图示)与带第二离合器带轮802的离合器(未图示)。即，可选择地接合其中之一，经由第三动力传递路径303或第四动力传递路径304将来自电机310的动力传递至臂基体3。
即，变速机构330具有：使用作为高速动作用部件的带第一离合器带轮801而将来自电机310的动力传递至臂基体3的、用于增速的第三动力传递路径303；使用作为低速动作用部件的带第二离合器带轮802而将来自电机310的动力传递至臂基体3的、用于减速的第四动力传递路径304。
在第三动力传递路径303中，由第一带803联动连结电机310与较大直径的输入用大带轮811，由第二带804联动连结较小直径的输出用小带轮812与设于第一减速器50的减速器侧第一输入带轮51。即，采用第三动力传递路径303，电机310的动力是这样传递的：电机310→第一带803→带第一离合器带轮801(低速动作用传递部件)→第二带804→减速器侧第一输入带轮51→第一减速器50。
另外，在第四动力传递路径304中，由第三带805联动连结电机310与较小直径的输入用小带轮813，由第四带806联动连结较大直径的输出用大带轮814与设于第一减速器50的减速器侧第二输入带轮52。即，采用第四动力传递路径304，电机310的动力是这样传递的：电机310→第三带805→带第二离合器带轮802(高速动作用传递部件)→第四带806→减速器侧第二输入带轮52→第一减速器50。
在所述结构中，当移动体检测部7的检测结果表示不存在作业者6时，控制部5切换为第三动力传递路径303来驱动臂。即，控制部5切换为使用变速机构330的带第一离合器带轮801将来自电机310的动力传递至作为连杆体的臂基体3的第三动力传递路径303来驱动臂。另外，当移动体检测部7的检测结果表示存在作业者6时，控制部5切换为使用变速机构330的带第二离合器带轮802将来自电机310的动力传递至臂基体3的第四动力传递路径304来驱动臂。
这样，当作业者6不在作业区域100内时，本实施方式涉及的作业机器人1和机器人系统10能边使用单个电机310边使作业机器人1的臂部4高速回转。另外，当作业者6在作业区域100内时，使作业机器人1的臂部4低速回转，这样即使臂部4等接触到作业者6也不会造成较大伤害。
(变形例)
图8是表示在单个电机310与臂基体3之间设置变速机构330的结构的变形例。与图3A及图4相同，图8也表示从与图1呈相同方向(Y方向)观察的作业机器人1的状态。另外，在该变形例中，对与上述第一、第二各实施方式涉及的作业机器人1相同的构成要素标注同一附图标记而省略构成要素的具体说明。
在上述第二实施方式涉及的作业机器人1中，使用带第一离合器带轮801作为高速动作用部件，使用带第二离合器带轮802作为低速动作用部件。在此，使用齿轮来代替带轮。
即，如图所示，在变速机构330中，作为高速动作用部件的高速用齿轮815与作为低速动作用部件的低速用齿轮816隔着齿轮切换机构88同轴设置在中间轴817上。在中间轴817上设有输入侧带轮35，通过带36来联动连结该输入侧带轮35与电机310的输出轴311上设置的输出侧带轮34。
另外，设于第一减速器50的减速器侧输入轴313上设有分别对应于高速用齿轮815与低速用齿轮816且与之啮合的第一中间齿轮818与第二中间齿轮819。这样，变形例中变速机构330通过齿轮切换机构88经由高速用齿轮815或低速用齿轮816向第一减速器50输入来自电机310的动力。另外，如图所示，在高速用齿轮815与第一中间齿轮818之间设有空转齿轮820。
因此，采用该变形例涉及的作业机器人1的第三动力传递路径303，电机310的动力是这样传递的：电机310→输出轴311→输出侧带轮34→带36→输入侧带轮35→高速用齿轮815→空转齿轮820→第一中间齿轮818→减速器侧输入轴313→第一减速器50。
另外，采用第四动力传递路径304，电机310的动力是这样传递的：电机310→输出轴311→输出侧带轮34→带36→输入侧带轮35→低速用齿轮816→第二中间齿轮819→减速器侧输入轴313→第一减速器50。
这样，在本变形例涉及的作业机器人1中，当移动体检测部7的检测结果表示不存在作业者6时，切换为使用变速机构330的高速用齿轮815将来自电机310的动力传递至臂基体3的动力传递路径(相当于图7的第三动力传递路径303)来驱动臂。另外，当移动体检测部7的检测结果表示存在作业者6时，切换为使用变速机构330的低速用齿轮816将来自电机310的动力传递至臂基体3的动力传递路径(相当于图7的第四动力传递路径304)来驱动臂。
另外，在该变形例中，由于在第三动力传递路径303中用了一个空转齿轮820，因此臂基体3的转动方向与第四动力传递路径304相反。因此，当控制部5切换动力传递路径时，还需要切换电机310的旋转方向的正反。
(第三实施方式)
图9是表示第三实施方式涉及的驱动机构的示意性的说明图。如图所示，能组合上述第一实施方式涉及的驱动机构与第二实施方式涉及的驱动机构。
即，具有相对最大输出值较大的第一电机31与相对最大输出值较小的第二电机32，并且在第一电机31与臂基体3之间设有图3A与图3B所示的离合机构8，在第二电机32与臂基体3之间设有图7与图8所示的变速机构330。此外，在本实施方式中，对与所述第一、第二实施方式涉及的作业机器人1相同的构成要素标注同一附图标记而省略构成要素的具体说明。
当移动体检测部7的检测结果表示不存在作业者6时，控制部5接合离合机构8而切换为将来自第一电机31的动力传递至臂基体3的第五动力传递路径305来驱动臂部4。
另外，当移动体检测部7的检测结果表示存在作业者6时，控制部5分离离合机构8而切换为将来自第二电机32的动力传递至臂基体3的第六动力传递路径306。另外，根据作业者6的位置，选择变速机构330的高速用齿轮815或低速用齿轮816来驱动臂部4。
在本实施方式涉及的作业机器人1中，当作业者6不在作业区域100内时，切换为第五动力传递路径305，使用最大输出值较大的第一电机31，使作业机器人1能承担相对负载较大的繁重作业，或使臂部4高速回转。
另外，当作业者6在作业区域100内时切换为第六动力传递路径306，这样即使臂部4等接触到作业者6也不会造成较大伤害，使用最大输出值较小的第二电机32，使作业机器人1能承担相对负载较小的轻松作业，或使臂部4低速旋转。
由于本实施方式的第六动力传递路径306从变速机构330的下游分为使用高速动作用部件的路径306a及使用低速动作用部件的路径306b这两个系统。因此，臂部4的转速可根据作业者6与作业机器人1之间的距离变化。例如，当作业者6相对作业机器人1已接近规定距离以内时，能将臂部4的转速控制为低速。
上面说明的实施方式和变形例涉及的作业机器人1具有能将来自驱动源的动力以不同转速或转矩传递至臂部4的多个动力传递路径的结构，并且能根据包含人体在内的移动体的检测结果来切换动力传递路径。因此，能不依赖软件而通过机械控制来控制臂部4的回转动作，因此能进一步提高与人共存型作业机器人1与机器人系统10的可靠性。
另外，在上述各实施方式中，以第一关节部21的第一传动机构30作为控制对象。然而，并不限于此，也可以分别使各连杆体围绕轴旋转的第二关节部22～第六关节部26的各传动机构作为对象，即使是适当组合所需关节部的状态，也能进行控制。
另外，在上述实施方式中，移动体检测部7与作业机器人1独立配置，然而也可以将移动体检测部7与作业机器人1设为一体。
另外，在上述各实施方式中，作业机器人1的结构为单臂，但也可以是具有双臂的臂部结构。
对于本领域的技术人员而言，还可以得出进一步的效果以及其他变形例。因而，本发明的范围并不限于上面详细说明的特定的、具有代表性的实施方式。所以在不脱离权利要求书及其等同物所定义的发明的总括性精神或者范围内，可以进行各种变更。
附图标记说明
1：作业机器人
4：臂部
5：控制部
6：作业者
7：移动体检测部
8：离合机构
30：第二传动机构
31：第一电机
32：第二电机
100：作业区域(规定区域)
301：第一动力传递路径
302：第二动力传递路径
303：第三动力传递路径
304：第四动力传递路径
330：变速机构

Claims (9)

1.一种作业机器人，其特征在于，具有：
臂，其具有围绕轴自由旋转地连结的多个连杆体；
驱动机构，其具有驱动源与能将来自所述驱动源的动力以不同转速或转矩传递至所述连杆体的多个动力传递路径；及
控制部，其根据在规定区域内的包含人体在内的移动体的检测结果切换所述动力传递路径。
2.根据权利要求1所述的作业机器人，其特征在于，
当所述检测结果表示不存在所述移动体时，所述控制部切换为以相对较高转速或相对较高转矩，将动力传递至所述连杆体的动力传递路径而驱动所述臂，
当所述检测结果表示存在所述移动体时，所述控制部切换为以相对较低转速或相对较低转矩，将动力传递至所述连杆体的动力传递路径而驱动所述臂。
3.根据权利要求1或2所述的作业机器人，其特征在于，
还具有第一电机，其为相对最大输出值较大的驱动源；及
第二电机，其为相对最大输出值较小的驱动源，
当所述检测结果表示不存在所述移动体时，所述控制部切换为将来自所述第一电机的动力传递至所述连杆体的第一动力传递路径而驱动所述臂；
当所述检测结果表示存在所述移动体时，所述控制部切换为将来自所述第二电机的动力传递至所述连杆体的第二动力传递路径而驱动所述臂。
4.根据权利要求3所述的作业机器人，其特征在于，
所述驱动机构具有用于离合所述第一电机与所述连杆体的离合机构，
当所述检测结果表示不存在所述移动体时，所述控制部接合所述离合机构的离合器而切换为所述第一动力传递路径，当所述检测结果表示存在所述移动体时，所述控制部分离所述离合机构的离合器而切换为所述第二动力传递路径。
5.根据权利要求1或2所述的作业机器人，其特征在于，
所述驱动机构具有设于作为所述驱动源的单个电机与所述连杆体之间的变速机构，
当所述检测结果表示不存在所述移动体时，所述控制部切换为使用所述变速机构的高速动作用部件，将来自所述电机的动力传递至所述连杆体的第三动力传递路径而驱动所述臂，
当所述检测结果表示存在所述移动体时，所述控制部切换为使用所述变速机构的低速动作用部件，将来自所述电机的动力传递至所述连杆体的第四动力传递路径而驱动所述臂。
6.根据权利要求1所述的作业机器人，其特征在于，
还具有第一电机，其为相对最大输出值较大的驱动源；及
第二电机，其为相对最大输出值较小的驱动源，
所述驱动机构具有：离合机构，其用于离合所述第一电机与所述连杆体；及
变速机构，其设于所述第二电机与所述连杆体之间，
当所述检测结果表示不存在所述移动体时，所述控制部接合所述离合机构的离合器，切换为将来自所述第一电机的动力传递至所述连杆体的第五动力传递路径而驱动所述臂，
当所述检测结果表示存在所述移动体时，所述控制部分离所述离合机构的离合器，切换为将来自所述第二电机的动力传递至所述连杆体的第六动力传递路径，并且根据所述移动体的位置来选择所述变速机构的高速动作用部件或低速动作用部件而驱动所述臂。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的作业机器人，其特征在于，
将来自所述驱动源的输出减速并传递至所述连杆体的减速器，安装在自由旋转地连结有所述连杆体的关节轴上。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的作业机器人，其特征在于，
具有移动体检测部，其用于检测在所述规定区域内的包含人在内的移动体，并将检测结果输出至所述控制部。
9.一种机器人系统，其特征在于，具有：
在规定区域内配置的权利要求1～7中任一项所述的作业机器人；及
移动体检测部，其与所述作业机器人独立配置，用于检测在所述规定区域内的包含人在内的移动体，并将检测结果输出至所述控制部。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105415365A (zh) * 2015-12-29 2016-03-23 苏州卓德电子有限公司 一种带辅助调速结构的机械手臂
CN108008663A (zh) * 2016-11-01 2018-05-08 欧姆龙株式会社 监测系统、监测装置以及监测方法
CN108942880A (zh) * 2017-05-18 2018-12-07 发那科株式会社 机器人系统

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105522593A (zh) * 2016-03-10 2016-04-27 常州捷佳创精密机械有限公司 一种机械手的保护结构
US10926402B2 (en) * 2017-12-19 2021-02-23 X Development Llc Robotic arm assemblies with unidirectional drive actuators
JP6810102B2 (ja) * 2018-07-04 2021-01-06 ファナック株式会社 ロボットの手首構造
JP7333204B2 (ja) * 2018-08-10 2023-08-24 川崎重工業株式会社 情報処理装置、ロボット操作システム、及びロボット操作方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61197186A (ja) * 1985-02-26 1986-09-01 株式会社東芝 産業用ロボツト
JPH11226889A (ja) * 1998-02-16 1999-08-24 Shinko Electric Co Ltd 作業装置
CN101006287A (zh) * 2004-08-11 2007-07-25 纳博特斯克株式会社 附接到工业机器人的关节联接部分上的减速器
CN101512453A (zh) * 2006-09-14 2009-08-19 Abb研究有限公司 避免工业机器人与物体之间碰撞的方法和设备
JP2010208002A (ja) * 2009-03-12 2010-09-24 Ihi Corp ロボット装置の制御装置及びロボット装置の制御方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60157196U (ja) * 1984-03-29 1985-10-19 株式会社三協精機製作所 多関節型ロボツト
JP4423719B2 (ja) * 1999-10-28 2010-03-03 株式会社安川電機 ロボットおよびロボットの制御方法
US7122926B2 (en) * 2002-09-19 2006-10-17 Delbert Tesar Fault-tolerant rotary actuator
JP5035768B2 (ja) * 2006-04-18 2012-09-26 独立行政法人産業技術総合研究所 人間ロボット共存作業用安全装置
US8219245B2 (en) * 2006-05-15 2012-07-10 Kuka Roboter Gmbh Articulated arm robot
CN101432103B (zh) 2006-07-04 2012-05-23 松下电器产业株式会社 机器人手臂的控制装置
WO2009093451A1 (ja) * 2008-01-22 2009-07-30 Panasonic Corporation ロボットアーム
DE102010063208A1 (de) * 2010-12-16 2012-06-21 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Sicherungseinrichtung für eine Handhabungsvorrichtung, Sicherungseinrichtung für eine Handhabungsvorrichtung und Handhabungsvorrichtung
JP5549950B2 (ja) * 2012-11-19 2014-07-16 株式会社安川電機 ロボット

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61197186A (ja) * 1985-02-26 1986-09-01 株式会社東芝 産業用ロボツト
JPH11226889A (ja) * 1998-02-16 1999-08-24 Shinko Electric Co Ltd 作業装置
CN101006287A (zh) * 2004-08-11 2007-07-25 纳博特斯克株式会社 附接到工业机器人的关节联接部分上的减速器
CN101512453A (zh) * 2006-09-14 2009-08-19 Abb研究有限公司 避免工业机器人与物体之间碰撞的方法和设备
JP2010208002A (ja) * 2009-03-12 2010-09-24 Ihi Corp ロボット装置の制御装置及びロボット装置の制御方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105415365A (zh) * 2015-12-29 2016-03-23 苏州卓德电子有限公司 一种带辅助调速结构的机械手臂
CN108008663A (zh) * 2016-11-01 2018-05-08 欧姆龙株式会社 监测系统、监测装置以及监测方法
CN108942880A (zh) * 2017-05-18 2018-12-07 发那科株式会社 机器人系统
US10525592B2 (en) 2017-05-18 2020-01-07 Fanuc Corporation Robot system

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WO2013140579A1 (ja) 2013-09-26

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PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
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C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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