CN104249374B - 机器人手、机器人、机器人系统、机器人手的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于搬运物品的机器人手、具备机器人手的机器人、机器人系统、以及机器人手的控制方法。提供能够减少在抬起物品的情况下作用于机器人手的手腕部的负载力矩的机器人手。机器人手具备：基部；第一手臂，其安装于基部，具有用于把持物品的把持部，能够使该把持部在第一远位位置与第一近位位置之间移动，该第一远位位置是从基部向第一方向离开的位置，该第一近位位置是比第一远位位置更接近基部的位置；以及第二手臂，其安装于基部，具有平衡锤，能够使该平衡锤在第二远位位置与第二近位位置之间移动，该第二远位位置是从基部向与第一方向相反的一侧的第二方向离开的位置，该第二近位位置是比第二远位位置更接近基部的位置。

Description

机器人手、机器人、机器人系统、机器人手的控制方法

技术领域

本发明涉及用于把持物品进行搬运的机器人手、具备机器人手的机器人、机器人系统、以及机器人手的控制方法。

背景技术

在工业用机器人的领域内，公知有如下机器人，即、为了把持工件等物品，具备机器人手，该机器人手具有能够直线地往复移动的把持部(例如，日本特开2002-172569号公报以及日本特开2006-16144号公报)。

以往的具有能够直线地往复移动的把持部的机器人手通过成为支点的基部而安装于机器人臂的前端的手腕部。而且，在把持位于远离手腕部的位置的物品的情况下，机器人手使把持部朝向物品移动之后，通过配置于远离基部的位置的把持部，把持并抬起物品。

此时，取决于物品的把持部与基部之间的距离和物品的重量的负载力矩作用于基部以及手腕部。对于具有能够直线地往复移动的把持部的机器人手而言，寻求减少在由配置于远离基部的位置的把持部抬起物品的情况下作用于基部以及手腕部的负载力矩。

另外，在将具有能够直线地往复移动的把持部的机器人手安装于机器人臂的结构中，当通过机器人臂的动作对把持部所把持的物品进行搬运时，对机器人臂施加负载惯量。这样也寻求减少施加于机器人臂的负载惯量。

发明内容

本发明的一个方式中，机器人手用于把持并搬运物品，具备：基部；第一手臂，其是安装于基部的第一手臂，具有用于把持物品的把持部，能够使该把持部在第一远位位置与第一近位位置之间移动，该第一远位位置是从基部向第一方向离开的位置，该第一近位位置是比第一远位位置更接近基部的位置；以及第二手臂，其是安装于基部的第二手臂，具有平衡锤，能够使该平衡锤在第二远位位置与第二近位位置之间移动，该第二远位位置是从基部向与第一方向相反的一侧的第二方向离开的位置，该第二近位位置是比第二远位位置更接近基部的位置。

优选机器人手还具备：第一驱动部，其使把持部在第一远位位置与第一近位位置之间移动；以及第二驱动部，其使平衡锤在第二远位位置与第二近位位置之间移动。

优选机器人手还具备联动结构，该联动机构使第一驱动部所引起的把持部的移动与第二驱动部所引起的平衡锤的移动联动。在这种情况下，优选第一驱动部和第二驱动部具有共同的动力源。

优选第一驱动部以及第二驱动部各自具有气缸。或者，优选第一驱动部以及第二驱动部各自具有伺服马达。或者，优选第一驱动部以及第二驱动部中的一方具有伺服马达，另一方具有气缸。

本发明的其它的方式中，机器人具备上述的机器人手和安装有机器人手的机器人臂。本发明的其它的方式中，机器人系统具备上述的机器人和控制该机器人的控制部。优选机器人系统还具备测量物品的重量的负载传感器，控制部基于由负载传感器测量到的物品的重量，对第二手臂所引起的平衡锤的移动进行控制。

本发明的其它的方式中，用于控制上述机器人手的方法具备：通过第二手臂使平衡锤从第二近位位置向第二远位位置移动的步骤；通过第一手臂使把持部从第一近位位置向第一远位位置移动的步骤；以及驱动把持部而把持物品的步骤。

优选该方法还具备：在把持物品的步骤之后测量物品的重量的步骤；基于测量到的物品的重量计算平衡锤的配置位置的步骤；以及通过第二手臂使平衡锤向配置位置移动的步骤。

通过参照附图并对以下优选的实施方式进行说明，本发明的上述或者其它的目的、特征、以及优点会变得更加清楚。

附图说明

图1是本发明的一个实施方式的机器人系统的简图。

图2是本发明的一个实施方式的机器人手的立体图，是机器人手成为伸长状态的图。

图3是图2所示的机器人手的立体图，是机器人手成为收缩状态的图。

图4中表示图2所示的机器人手的动作流程的一个例子。

图5是与图1对应的图，是用于说明机器人手的功能的图。

图6是本发明的其它的实施方式的机器人手的立体图，是机器人手成为伸长状态的图。

图7中表示图6所示的机器人手的动作流程的一个例子。

图8是本发明的其它的实施方式的机器人手的立体图，是机器人手成为伸长状态的图。

图9是本发明的其它的实施方式的机器人手的侧视图，是机器人手成为伸长状态的图。

图10是与图9对应的图，是图9所示的机器人手成为收缩状态的图。

具体实施方式

以下，参照附图详细地对本发明的实施方式进行说明。首先，使用图1，对本发明的一个实施方式的机器人系统10的结构进行说明。机器人系统10具备用于把持工件等物品W进行搬运的机器人11和控制机器人11的控制部12。

本实施方式的机器人11是具有多个轴的垂直多关节型机器人。具体而言，机器人11具备：包括安装于回旋体17的下臂部13及安装于下臂部13的前臂部14的机器人臂15；以及安装于机器人臂15的前端的手腕部16的机器人手100。

接下来，参照图2，对本实施方式的机器人手100的结构进行说明。机器人手100具备安装于前臂部14的手腕部16的基部103、安装于基部103的第一手臂101及第二手臂102；驱动第一手臂101的伺服马达104；以及驱动第二手臂102的气缸105。

图2所示的状态下，前臂部14沿第一轴A₁延伸。基部103经由具有第一手腕部件16a、第二手腕部件16b以及第三手腕部件16c的手腕部16，而以能够绕第一轴A₁、第二轴A₂、以及第三轴A₃旋转的方式安装于前臂部14的前端。此外，第二轴A₂是与第一轴A₁正交且绕第一轴A₁旋转的轴。第三轴A₃是与第二轴A₂正交且绕第二轴A₂旋转的轴。

基部103通过配置于前臂部14的第一轴A₁方向的一端的第一手腕部件16a，而能够相对于前臂部14绕第一轴A₁旋转。另外，基部103通过配置于第一手腕部件16a的第一轴A₁方向的一端的第二手腕部件16b，而能够相对于前臂部14绕第二轴A₂旋转。另外，基部103通过配置于第二手腕部件16b的第三轴A₃方向的一侧的第三手腕部件16c，而能够相对于前臂部14绕第三轴A₃旋转。

在基部103的第三轴A₃方向的一侧，固定有从基部103朝向第四轴A₄的正方向(图2的第四轴A₄的箭头所指的方向)延伸的滚珠丝杠容纳部106。此外，第四轴A₄是绕第一轴A₁、第二轴A₂及第三轴A₃旋转的轴。

滚珠丝杠容纳部106是在第四轴A₄的方向上具有长度方向的剖面呈四边形的中空的箱状部件，在其内部空间，容纳有包括沿第四轴A₄延伸的丝杠轴的滚珠丝杠(未图示)。滚珠丝杠的丝杠轴的第四轴A₄正方向侧的端部与上述的伺服马达104的输出主轴(未图示)连结。此外，在滚珠丝杠容纳部106的端面107，形成有沿第四轴A₄延伸的开口部(未图示)。

第一手臂101具有：与滚珠丝杠容纳部106的端面107相对地安装的连结部容纳部108；固定于连结部容纳部108的第四轴A₄正方向侧的马达容纳部109；从连结部容纳部108朝向第四轴A₄的负方向延伸的主轴容纳部110；以及配置于主轴容纳部110的第四轴A₄负方向侧的把持部111。连结部容纳部108是中空的箱状部件，在其内部空间包括与滚珠丝杠容纳部106连结的连结部(未图示)。

该连结部穿过形成于滚珠丝杠容纳部106的端面107的开口部而与上述丝杠轴旋合，并且相对于滚珠丝杠容纳部106被支承为能够沿第四轴A₄方向移动。本实施方式中，丝杠轴的旋转运动变换为沿连结部容纳部108的第四轴A₄的移动运动。具体而言，若丝杠轴绕第四轴A₄向一个方向旋转，则朝向第四轴A₄负方向驱动与丝杠轴旋合的连结部。

随着该连结部的移动，连结部容纳部108向第四轴A₄负方向移动。同样，若丝杠轴绕第四轴A₄向另一个方向旋转，则朝向第四轴A₄正方向驱动连结部，其结果，连结部容纳部108向第四轴A₄正方向移动。这样，连结部容纳部108随着丝杠轴的旋转而沿第四轴A₄往复移动。

马达容纳部109是中空的箱状部件，在其内部空间容纳有用于驱动上述的把持部111的马达(未图示)。主轴容纳部110是中空的箱状部件，在其内部空间容纳有沿第四轴A₄延伸的第一主轴112以及第二主轴113。两根主轴112以及113的第四轴A₄正方向侧的端部经由齿轮级而与容纳在马达容纳部109内的马达的输出主轴机械式地连结。

若马达的输出主轴旋转，则第一主轴112以及第二主轴113通过上述齿轮级而以成为相互相反的方向的方式绕第四轴A₄旋转。第一主轴112以及第二主轴113从该第四轴A₄正方向侧的端部朝向第四轴A₄负方向延伸，穿过连结部容纳部108和主轴容纳部110的内部空间，经由形成于主轴容纳部110的第四轴A₄负方向的端面114的第一贯通孔115以及第二贯通孔116而分别向外部延伸突出。

在主轴112以及113的前端，安装有把持部111。更具体而言，把持部111包括固定于第一主轴112的第一爪部117、和固定于第二主轴113的第二爪部118。第一爪部117以及第二爪部118分别具有以向外侧伸出的方式弯曲的形状。

如上所述，主轴112以及113由容纳在马达容纳部109内的马达驱动而相互向相反的方向旋转。因此，朝向爪部117以及118的前端相互相对的方向和相互分离的方向驱动该爪部117以及118。通过该结构，把持部111能够通过爪部117以及118夹持并把持物品W，另外，能够释放把持的物品W。

此外，本实施方式中，在把持部111与主轴112以及113之间，夹装有用于测量物品W的重量的负载传感器122。该负载传感器122根据来自控制部12的指令，当把持部111抬起物品时，取得物品W的重量的信息，并向控制部12发送。此外，关于负载传感器122将于后文叙述。

气缸105在基部103的第四轴A₄正方向侧且在滚珠丝杠容纳部106的上表面119固定。气缸105内置有通过气压而沿第四轴A₄被驱动的活塞(未图示)。若由设置于外部的压缩机(未图示)使气缸105内的气压升压，则朝向第四轴A₄正方向驱动该活塞。另一方面，若由压缩机使气缸105内的气压减压，则朝向第四轴A₄负方向驱动该活塞。

第二手臂102具有沿第四轴A₄延伸的臂板120和固定于臂板120的平衡锤121。臂板120在气缸105的上方侧设为能够沿第四轴A₄移动。臂板120与内置于气缸105的活塞机械式地连结。如上所述，由于该活塞通过气缸105内的气压被驱动为沿第四轴A₄往复移动，所以臂板120也与该活塞一体地沿第四轴A₄往复移动。

平衡锤121是具有预先决定的重量的四棱柱状的砝码，固定于臂板120的上表面的、第四轴A₄正方向侧的端部。平衡锤121与臂板120一起通过气缸105而沿第四轴A₄往复移动。

图2所示的机器人手100成为能够把持物品W的伸长状态。该伸长状态下，机器人手100的第一手臂101使把持部111配置于从基部103向第四轴A₄正方向离开的第一远位位置。更具体而言，该状态下，内置于连结部容纳部108的连结部配置于滚珠丝杠容纳部106内的丝杠轴的、第四轴A₄负方向端的附近位置。

其结果，连结部容纳部108相对于滚珠丝杠容纳部106被定位于连结部容纳部108的第四轴A₄负方向端接近滚珠丝杠容纳部106的第四轴A₄负方向端的位置。这样，随着连结部容纳部108被定位，固定于主轴容纳部110的第四轴A₄负方向侧的把持部111配置于从基部103向第四轴A₄负方向离开的第一远位位置。

另一方面，图2所示的伸长状态下，机器人手100的第二手臂102使平衡锤121配置于从基部103向第四轴A₄正方向离开的第二远位位置。更具体而言，在使平衡锤121配置于第二远位位置的状态下，内置于气缸105的活塞由气压驱动，而配置于气缸105的第四轴A₄正方向侧的端部。

由此，臂板120相对于气缸105被定位于臂板120的第四轴A₄负方向的端部配置于气缸105的第四轴A₄正方向的端部附近的位置。这样，随着臂板120被定位，固定于臂板120的第四轴A₄正方向端的平衡锤121配置于从基部103向第四轴A₄正方向离开的第二远位位置。

接下来，参照图3，对机器人手100的收缩状态进行说明。在机器人手100的收缩状态下，如图3所示，机器人手100的第一手臂101使把持部111配置于接近基部103的第一近位位置。更具体而言，在使把持部111配置于第一近位位置的状态下，内置于连结部容纳部108的连结部配置于滚珠丝杠容纳部106内的丝杠轴的第四轴A₄正方向端的附近位置。

由此，连结部容纳部108相对于滚珠丝杠容纳部106被定位于连结部容纳部108的第四轴A₄正方向端接近滚珠丝杠容纳部106的第四轴A₄正方向端的位置。随着这样的连结部容纳部108的配置，固定于主轴容纳部110的把持部111配置于比上述第一远位位置接近基部103的第一近位位置。这样，本实施方式中，第一手臂101能够使把持部111在第一远位位置与比第一远位位置接近基部103的第一近位位置之间移动。

另一方面，在图3所示的收缩状态下，机器人手100的第二手臂102使平衡锤121配置于接近基部103的第二近位位置。更具体而言，该状态下，内置于气缸105的活塞配置于气缸105内的第四轴A₄负方向端。

由此，臂板120相对于气缸105被定位为臂板120的第四轴A₄负方向端接近气缸105的第四轴A₄负方向端。随着该臂板120的配置，固定于臂板120的第四轴A₄正方向端的平衡锤121配置于比上述第二远位位置接近基部103的第二近位位置。这样，本实施方式中，第二手臂102能够使平衡锤121在第二远位位置与比第二远位位置接近基部103的第二近位位置之间移动。

接下来，参照图4，对本实施方式的机器人手100的动作流程进行说明。图4所示的动作流程在控制部12从上位控制器、操作人员接受物品W的搬运命令时开始。

当控制部12接受物品W的搬运命令时，在步骤S1中，使机器人臂15动作，使机器人手100向用于把持物品W的作业位置移动。具体而言，控制部12读取在内置于控制部的存储器预先记录的机器人程序。而且，控制部12根据该机器人程序，使机器人臂15移动，而使机器人手100配置于物品W的附近位置。

在步骤S2中，控制部12使平衡锤121向第二远位位置移动。具体而言，控制部12控制压缩机，而使气缸105内的气压升压。由此，朝向第四轴A₄正方向驱动气缸105的活塞，从而臂板120与该活塞一体地朝向第四轴A₄正方向移动。其结果，平衡锤121朝向第二远位位置移动。这样，本实施方式中，气缸105作为使把持部111在第二远位位置与第二近位位置之间移动的第二驱动部而发挥功能。

在步骤S3中，控制部12判断平衡锤121是否配置于第二远位位置。例如，控制部12从为了检测臂板120的位移而设置于第二手臂102的位置传感器取得臂板120的位移的信息，基于该信息，判断平衡锤121是否配置于第二远位位置。在控制部12判断为“是”(YES)的情况下，进入步骤S4。另一方面，在控制部12判断为“否”(NO)的情况下，返回步骤S2。

在步骤S4中，控制部12使把持部111移动至第一远位位置。具体而言，控制部12控制伺服马达104，而使容纳在滚珠丝杠容纳部106内的滚珠丝杠的丝杠轴旋转。如上所述，丝杠轴的旋转运动变换为连结部容纳部108的沿第四轴A₄的移动运动。

由此，固定于连结部容纳部108的主轴容纳部110、马达容纳部109、主轴112以及113与连结部容纳部108一体地向第四轴A₄负方向移动。其结果，把持部111朝向第一远位位置移动。这样，本实施方式中，伺服马达104以及滚珠丝杠作为使把持部111在第一远位位置与第一近位位置之间移动的第一驱动部而发挥功能。

在步骤S5中，控制部12判断把持部111是否配置于第一远位位置。例如，控制部12基于伺服马达104的转速，判断把持部111是否配置于第一远位位置。

或者，控制部12也可以从检测连结部容纳部108内的连结部的位移的位置传感器取得连结部的位移的信息，基于该信息，判断把持部111是否配置于第一远位位置。在控制部12判断为“是”的情况下，进入步骤S6。另一方面，在控制部12判断为“否”的情况下，返回步骤S4。

在步骤S6中，控制部12控制把持部111，通过把持部111把持物品W。具体而言，首先，控制部12使机器人臂15动作，使把持部111移动至物品W的位置。而且，控制部12控制容纳在马达容纳部109内的马达，使主轴112以及113以相互成为相反的方向的方式旋转。随着主轴112以及113的旋转动作，爪部117以及118向相互朝向的方向移动，从而夹持物品W。

在步骤S7中，控制部12判断把持部111是否把持了物品W。例如，控制部12基于来自上述的负载传感器122的信息，判断把持部111是否把持了物品W。在控制部12判断为“是”的情况下，进入步骤S8。另一方面，在控制部12判断为“否”的情况下，返回步骤S6。

在步骤S8中，控制部12使把持部111向第一近位位置移动。具体而言，控制部12控制伺服马达104，而使容纳在滚珠丝杠容纳部106内的丝杠轴向与步骤S4中的方向相反的方向旋转。由此，把持部111朝向第一近位位置移动。

在步骤S9中，控制部12判断把持部111是否配置于第一近位位置。在控制部12判断为“是”的情况下，进入步骤S10。另一方面，在控制部12判断为“否”的情况下，返回步骤S8。

在步骤S10中，控制部12使平衡锤121向第二近位位置移动。具体而言，控制部12控制压缩机，而使气缸105内的气压减压。由此，朝向第四轴A₄负方向驱动气缸105的活塞。其结果，平衡锤121朝向第二近位位置移动。

在步骤S11中，控制部12判断平衡锤121是否配置于第二近位位置。在控制部12判断为“是”的情况下，进入步骤S12。另一方面，在控制部12判断为“否”的情况下，返回步骤S10。

在步骤S12中，控制部12使机器人臂15动作，而使机器人手100向用于释放物品W的作业位置移动。具体而言，控制部12读取预先记录的机器人程序。而且，控制部12根据该机器人程序，使机器人臂15移动，从而使机器人手100配置于应释放物品W的位置。

在步骤S13中，控制部12控制把持部111，而释放物品W。具体而言，首先，控制部12使机器人臂15动作，而使把持部111向能够放置物品W的位置移动。而且，控制部12使容纳在马达容纳部109内的马达向与步骤S6中的方向相反的方向旋转。由此，爪部117以及118向相互分离的方向移动。其结果，从把持部111释放由爪部117以及118夹持的物品W，从而将物品W放置于目的的位置。这样，向规定的目的位置搬运物品W。

在步骤S14中，控制部12判断把持部111是否释放了物品W。例如，控制部12基于来自上述负载传感器122的信息，判断把持部111是否释放了物品W。在控制部12判断为“是”的情况下，进入步骤S15。另一方面，在控制部12判断为“否”的情况下，返回步骤S13。

在步骤S15中，控制部12使机器人臂15向原始位置移动。具体而言，控制部12使机器人臂15向上述的步骤S1之前的初始阶段的位置移动。在步骤S16中，控制部12判断是否接受到下一个物品搬运命令。在控制部12判断为“否”的情况下，结束动作流程。另一方面，在控制部12判断为“是”的情况下，返回步骤S1。

根据本实施方式的机器人手100，能够减少在搬运物品W时施加于机器人臂15的负载。以下参照图5，对该情况进行说明。如图5所示，当机器人手100通过把持部111抬起物品W时，由于物品W的重量，如图5中的箭头M₁所示，对机器人臂15的前端的手腕部16施加绕基部103的负载力矩M₁。该负载力矩M₁取决于物品W的重心与基部103之间的距离d₁、以及物品W的重量。

因此，在把持重量重的物品W的情况、把持位于离基部103较远的位置的物品W的情况下，施加于手腕部16的负载力矩M₁增大，其结果，施加于机器人臂15的负载增大。

因此，本实施方式的机器人手100中，为了减少在把持物品W时物品W所引起的负载力矩M₁，使平衡锤121配置于第二远位位置。具体而言，机器人手100在通过第二手臂102使平衡锤121配置于第二远位位置后，通过第一手臂101使把持部111配置于第一远位位置，并通过把持部把持物品W。

该情况下，由于平衡锤121，而如图5中的箭头M₂所示，对机器人臂15的前端的手腕部16施加绕基部103的负载力矩M₂。该负载力矩M₂取决于平衡锤121的重心与基部103之间的距离d₂、以及平衡锤121的重量。由于通过该负载力矩M₂减少负载力矩M₁，所以能够一边减少重量更重的物品W、离基部103更远的物品W对手腕部16以及机器人臂15施加的负载，一边进行把持。

另外，如上所述，在本实施方式的机器人手100通过把持部111把持物品W的情况下，首先使平衡锤121配置于第二远位位置，接下来使把持部111配置于第一远位位置，从而成为伸长状态。而且，机器人手100在通过把持部111把持而抬起物品W后，首先使把持部111配置于第一近位位置，接下来使平衡锤121配置于第二近位位置，从而成为收缩状态。通过以这样的顺序成为伸长状态以及收缩状态，来抬起物品W，从而能够安全地减少施加于机器人臂15的负载力矩M₁的影响。

另外，根据本实施方式，机器人手100在使把持部111和平衡锤121双方配置于近位位置的收缩状态下，能够将物品W搬运至目的位置。这样，通过使机器人手100成为收缩状态而搬运物品W，能够减少搬运时的机器人手100以及物品W的负载惯量，从而机器人11能够更加高速地搬运物品W。

另外，根据本实施方式，由于能够使机器人手100成为收缩状态地搬运物品W，所以在搬运物品W的期间，能够缩小机器人手100干涉的区域。由此，在搬运物品W时，能够防止机器人手100与其它的部件碰撞。

另外，根据本实施方式，由于能够减少由物品W引起的负载力矩M₁，所以能够稳定地保持物品W，进而在搬运物品W时能够抑制机器人手100振动。由此，能够更加高精度地将物品W搬运至所希望的位置。

接下来，参照图6，对本发明的其它的实施方式的机器人手200进行说明。此外，对与上述的实施方式相同的部件赋予相同的符号，省略详细的说明。机器人手200具备基部103、第一手臂101、第二手臂102、伺服马达104、以及用于驱动第二手臂102的第二伺服马达204。

本实施方式中，第二手臂102沿第四轴A₄而被伺服马达204驱动。更具体而言，本实施方式的机器人手200在基部103的第四轴A₄正方向侧具备第二滚珠丝杠容纳部206。该滚珠丝杠容纳部206固定于第一滚珠丝杠容纳部106的上表面119，从基部103朝向第四轴A₄正方向延伸。

滚珠丝杠容纳部206是在第四轴的方向上具有长度方向的剖面呈四边形的中空的箱状部件，在其内部空间，容纳有包括沿第四轴延伸的第二丝杠轴(未图示)的第二滚珠丝杠。该第二丝杠轴的第四轴A₄正方向侧的端部与上述的伺服马达204的输出主轴(未图示)连结。

本实施方式中，第二手臂102的臂板120包括与滚珠丝杠容纳部206连结的第二连结部(未图示)。该第二连结部与上述的第二丝杠轴旋合，并且相对于滚珠丝杠容纳部206被支承为能够沿第四轴A₄移动。与上述的第一手臂101的动作原理相同，第二丝杠轴的旋转运动变换为沿臂板120的第四轴A₄的移动运动。

具体而言，若第二丝杠轴向绕第四轴A₄的一个方向旋转，则朝向第四轴A₄正方向驱动与第二丝杠轴旋合的第二连结部。随着该动作，臂板120向第四轴A₄正方向移动。同样，若丝杠轴向绕第四轴A₄的另一个方向旋转，则向第四轴A₄负方向驱动第二连结部，其结果，臂板120向第四轴A₄负方向移动。

这样，随着第二丝杠轴的旋转，臂板120沿第四轴A₄往复移动。这样，本实施方式中，第二伺服马达204以及第二滚珠丝杠作为使平衡锤在第二远位位置与第二近位位置之间移动的第二驱动部而发挥功能。

接下来，参照图7，对图6所示的机器人手200的动作流程进行说明。此外，图7所示的步骤S1～S9、以及S12～S16与图4所示的动作流程相同，从而省略详细的说明。

本实施方式的动作流程中，在步骤S7后，控制部12在步骤S21中测量物品W的重量。具体而言，控制部12从上述的负载传感器122接收物品W的重量的信息，并记录在内置于控制部12的存储器。

在步骤S22中，控制部12计算应配置平衡锤121的位置。以下对该步骤S2进行说明。生产线上，存在需要搬运重量分别不同的物品W的情况。该情况下，对于搬运的每个物品W而言，施加于机器人臂15的负载力矩M₁变动。为了利用由平衡锤121产生的负载力矩M₂有效地减少像这样变动的负载力矩M₁，需要对每个物品W控制上述的距离d₂。

因此，本实施方式中，控制部12在步骤S22中通过负载传感器122测量物品W的重量，基于测量到的物品W的重量，计算能够有效地减少负载力矩M₁的距离d₂。作为一个例子，控制部12计算d₂，使其满足M₁d₁ ²≈M₂d₂ ²。而且，控制部12根据距离d₂的计算结果，决定应使第二手臂102向第四轴A₄正方向移动的位移量。

此外，本实施方式中，在步骤S9中，由于在将把持部111配置于第一近位位置后搬运物品W，所以控制部12对能够减少在把持部111配置于第一近位位置的情况下由物品W施加于机器人臂15的负载力矩M₁的距离d₂进行计算。而且，控制部12进入步骤S8。

在步骤S9后，在步骤S23中，控制部12使平衡锤121向步骤S22中计算出的配置位置移动。具体而言，控制部12根据步骤S22中决定的第二手臂102的位移量，驱动第二伺服马达204，使第二手臂102的臂板120沿第四轴A₄移动。

在步骤S24中，控制部12判断平衡锤121是否配置于目的位置。例如，控制部12从为了检测臂板120的位移而设置于第二手臂102的位置传感器取得臂板120的位移的信息，基于该信息，判断平衡锤121是否配置于目的位置。在控制部12判断为“是”的情况下，进入步骤S12。另一方面，在控制部12判断为“否”的情况下，返回步骤S2，循环进行步骤S23～S24直至平衡锤121配置于目的位置。

这样，根据本实施方式，控制部12基于由负载传感器122测量出的物品W的重量，控制平衡锤121的移动。由此，即使在应搬运的物品W的重量不同的情况下，也能够与施加于机器人臂15的负载力矩M₁的变动对应地由负载力矩M₂有效地减少该负载力矩M₁。因此，能够搬运更加广泛的种类的物品，从而能够将本实施方式的机器人手200适用于更加广泛的生产线。

另外，根据本实施方式，用于使第一手臂101以及第二手臂102驱动的驱动部由伺服马达构成。由此，能够使第一手臂101以及第二手臂102更加高速地动作。另外，能够使第一手臂101的动作和第二手臂102的动作相互同步。

接下来，参照图8，对本发明的其它的实施方式的机器人手300进行说明。此外，对与上述的实施方式相同的部件赋予相同的符号，省略详细的说明。机器人手300具备基部103、第一手臂101、第二手臂102、气缸105、以及用于驱动第一手臂101的气缸304。

本实施方式中，由气缸304向第四轴A₄负方向驱动第一手臂101。气缸304在马达容纳部109的第四轴A₄正方向侧固定于从基部103向第四轴A₄正方向延伸的底座部306。气缸304包括配置在气缸304内的第二活塞(未图示)、和固定于第二活塞的缸体主轴304a。

缸体主轴304a从气缸304向第四轴A₄负方向延伸，固定于马达容纳部109的第四轴A₄正方向侧的端面。若由设置于外部的压缩机使气缸304内的气压升压，则向第四轴A₄负方向驱动第二活塞。另一方面，若由压缩机使气缸304内的气压减压，则向第四轴A₄正方向驱动第二活塞。该活塞的动作经由缸体主轴304a而向马达容纳部109传递。

连结部容纳部108能够沿第四轴A₄移动地支承于底座部306。若由气缸304驱动马达容纳部109，则连结部容纳部108以及主轴容纳部110也一体地移动。这样，第一手臂101通过气缸304而沿第四轴A₄移动。因此，本实施方式中，气缸304作为使把持部111在第一远位位置与上述第一近位位置之间移动的第一驱动部而发挥功能。

根据本实施方式，第一手臂101以及第二手臂102的驱动部由气缸构成。由此，能够比较廉价地制成驱动部，从而能够减少机器人手的制造成本。

接下来，参照图9，对本发明的其它的实施方式的机器人手400进行说明。此外，对与上述的实施方式相同的部件赋予相同的符号，省略详细的说明。机器人手400具备基部103、第一手臂101、气缸304、能够沿第四轴A₄移动地安装于基部103的第二手臂402、以及与第一手臂101的移动联动地使第二手臂402移动的联动机构403。

第二手臂402具有沿第四轴A₄延伸的臂板420、和固定于臂板420的平衡锤121。臂板420能够沿第四轴A₄移动地在固定于基部103的底座部306安装。本实施方式中，在臂板420的下表面形成有卡合部412。

另一方面，第一手臂101的连结部容纳部108能够沿第四轴A₄移动地支承于底座部306，在该连结部容纳部108的上表面固定有卡合部件411。该卡合部件411配置在底座部306内，与连结部容纳部108一体地移动。

在臂板420的卡合部412与固定于连结部容纳部108的卡合部件411之间，插入有小齿轮413。小齿轮413在底座部306的内部以能够绕与图9的纸面正交的轴旋转的方式固定于底座部306。该小齿轮413卡合于臂板420的卡合部412和卡合部件411双方。

本实施方式中，使第一手臂101和第二手臂402联动的联动机构403由臂板420的卡合部412、卡合部件411以及小齿轮413构成。

接下来，参照图9以及图10，对本实施方式的机器人手400的动作进行说明。在机器人手400从图10所示的收缩状态成为图9所示的伸长状态的情况下，由气缸304使第一手臂101向第四轴A₄负方向移动。随着该移动，固定于连结部容纳部108的卡合部件411也一体地向第四轴A₄负方向移动。

这样，在从图10的纸面表侧观察时，与卡合部件411卡合的小齿轮413向逆时针方向旋转。若小齿轮413像这样向逆时针方向旋转，则向第四轴A₄正方向驱动臂板420的卡合部412。

其结果，臂板420和固定于臂板420的平衡锤121一体地向第四轴A₄正方向移动。即，本实施方式中，小齿轮413和与小齿轮413卡合的卡合部412作为驱动第二手臂402的第二驱动部而发挥功能。

这样，本实施方式中，利用联动机构403，能够以与气缸304所引起的把持部111的移动联动的方式使平衡锤121移动。根据该结构，第一手臂和第二手臂共有动力源(该例子中为气缸304)，从而能够以一个动力源来驱动把持部111和平衡锤121双方。

由此，能够减少需要复杂的构造的动力源，从而能够减少机器人手400的制造成本。并且，能够以更加简单的控制可靠地使把持部111和平衡锤121同步。

此外，上述的实施方式中，对如下情况进行了说明，即、在使机器人手成为伸长状态的情况下，把持部通过第一手臂而向第四轴A₄负方向移动，另一方面，平衡锤通过第二手臂而向第四轴A₄正方向、即与把持部的移动方向正好相反的方向移动。

然而，根据减少在物品的搬运时施加于机器人臂的力矩的观点，若至少使平衡锤以基部为基准向把持部的相反侧移动，则利用平衡锤能够得到减少物品所引起的力矩的效果。因此，并不限定于上述的实施方式，也可以使把持部向第四轴A₄负方向移动，并且使平衡锤从基部朝向第四轴A₄正方向侧的任意方向移动。

另外，上述的实施方式中，对如下情况进行了说明，即、在由把持部把持了物品后，暂时使机器人手成为收缩状态，将物品搬运至规定位置。然而，并不限定于此，也可以使机器人手保持伸长状态不变，将物品搬运至规定位置。

另外，上述的实施方式中，对将用于测量搬运的物品的重量的负载传感器设置在固定有把持部的主轴与把持部之间的情况进行了说明。然而，并不限定于此，也可以将负载传感器例如安装于机器人手的基部、机器人臂。

并且，也可以代替负载传感器，例如将弯曲传感器设置于机器人臂的多处位置，控制部对在把持部把持物品时机器人臂所产生的形变进行检测。而且，控制部也可以基于从上述弯曲传感器发送的形变信息，计算施加于机器人臂的力矩。在这种情况下，控制部也可以周期性地接收来自弯曲传感器的形变信息，与在搬运中时刻变化的施加于机器人臂的力矩对应地实时调整平衡锤的位置。

如上所述，根据本发明的机器人手，能够利用平衡锤减少在由配置于远离基部的位置的把持部抬起物品的情况下作用于基部以及手臂部的负载力矩。另外，由于能够使把持部和平衡锤双方向近位位置移动，所以能够减少当通过机器人臂的动作而对把持部所把持的物品进行搬运时施加于机器人臂的负载惯量。

以上，通过发明的实施方式对本发明进行了说明，但上述的实施方式不限定权利要求书的发明。另外，实施方式中说明的特征的组合的全部不限定为发明的解决方案所必须的。并且，对于本领域技术人员可知能够对上述的实施方式实施多种变更或者改进。这样的施加了变更或者改进的方式也包括在本发明的技术的范围内，这由权利要求的范围的记载可知。

另外，权利要求书、说明书以及附图中表示的装置、系统、以及方法的动作、顺序、步骤、以及阶段等各处理的执行顺序没有特别明确表示为“更早”、“之前”，另外，需要注意的是，只要之前的处理的输出不用于之后的处理，就能够以任意的顺序实现。对于权利要求书、说明书、以及附图中的动作流程，即使为了方便而使用“首先，”、“接下来，”等，也不意味着必须以该顺序实施。

Claims (12)

1.一种机器人手，是用于把持并搬运物品(W)的机器人手(100)，其特征在于，具备：

基部(103)；

第一手臂(101)，其是能够沿第一轴往复移动地安装于上述基部(103)的第一手臂(101)，具有用于把持上述物品(W)的把持部(111)，能够使该把持部(111)在第一远位位置与第一近位位置之间移动，该第一远位位置是从上述基部(103)向上述第一轴的第一方向离开的位置，该第一近位位置是比上述第一远位位置更接近上述基部(103)的位置；以及

第二手臂(102)，其是能够沿上述第一轴往复移动地安装于上述基部(103)的第二手臂(102)，具有平衡锤(121)，能够使该平衡锤(121)在第二远位位置与第二近位位置之间移动，该第二远位位置是从上述基部(103)向与上述第一方向相反的一侧的第二方向离开的位置，该第二近位位置是比上述第二远位位置更接近上述基部(103)的位置。

2.根据权利要求1所述的机器人手，其特征在于，还具备：

第一驱动部，其使上述把持部(111)在上述第一远位位置与上述第一近位位置之间移动；以及

第二驱动部，其使上述平衡锤(121)在上述第二远位位置与上述第二近位位置之间移动。

3.根据权利要求2所述的机器人手，其特征在于，

还具备联动机构(403)，其使上述第一驱动部所引起的上述把持部(111)的移动与上述第二驱动部所引起的上述平衡锤(121)的移动联动。

4.根据权利要求3所述的机器人手，其特征在于，

上述第一驱动部和上述第二驱动部具有共同的动力源(304)。

5.根据权利要求2所述的机器人手，其特征在于，

上述第一驱动部以及上述第二驱动部各自具有气缸(105)。

6.根据权利要求2所述的机器人手，其特征在于，

上述第一驱动部以及上述第二驱动部各自具有伺服马达(104)。

7.根据权利要求2所述的机器人手，其特征在于，

上述第一驱动部以及上述第二驱动部中的一方具有伺服马达(104)，另一方具有气缸(105)。

8.一种机器人(11)，其特征在于，具备：

权利要求1～7任一项中所述的机器人手(100)；以及

安装有上述机器人手(100)的机器人臂(15)。

9.一种机器人系统(10)，其特征在于，具备：

权利要求8所述的机器人(11)；以及

控制上述机器人的控制部(12)。

10.根据权利要求9所述的机器人系统，其特征在于，

还具备测量上述物品(W)的重量的负载传感器(122)，

上述控制部(12)基于由上述负载传感器(122)测量到的上述物品(W)的重量，对上述第二手臂(102)所引起的上述平衡锤(121)的移动进行控制。

11.一种机器人手的控制方法，该机器人手(100)具备：

基部(103)；

第一手臂(101)，其是安装于上述基部(103)的第一手臂(101)，具有用于把持物品(W)的把持部(111)，能够使该把持部(111)在第一远位位置与第一近位位置之间移动，该第一远位位置是从上述基部(103)向第一方向离开的位置，该第一近位位置是比上述第一远位位置更接近上述基部(103)的位置；以及

第二手臂(102)，其是安装于上述基部(103)的第二手臂(102)，具有平衡锤(121)，能够使该平衡锤(121)在第二远位位置与第二近位位置之间移动，该第二远位位置是从上述基部(103)向与上述第一方向相反的一侧的第二方向离开的位置，该第二近位位置是比上述第二远位位置更接近上述基部(103)的位置，上述机器人手的控制方法的特征在于，具备：

通过上述第二手臂(102)使上述平衡锤(121)从上述第二近位位置向上述第二远位位置移动的步骤；

通过上述第一手臂(101)使上述把持部(111)从上述第一近位位置向上述第一远位位置移动的步骤；以及

驱动上述把持部(111)而把持上述物品(W)的步骤。

12.根据权利要求11所述的机器人手的控制方法，其特征在于，还具备：

在把持上述物品(W)的步骤之后测量上述物品(W)的重量的步骤；

基于测量到的上述物品(W)的重量计算上述平衡锤(121)的配置位置的步骤；以及

通过上述第二手臂(102)使上述平衡锤(121)向上述配置位置移动的步骤。