CN105246658A - 机器人及机器人的关节机构 - Google Patents

Abstract

本发明将高精度地检测臂的旋转作为课题。为了解决该课题，实施方式的一个方式涉及的机器人(1)具有驱动体(24)、与驱动体(24)旋转自如地连结的被驱动体(26)、以及对被驱动体(26)进行驱动的驱动装置(250)，驱动装置(250)设于被驱动体(26)，并且编码器(254)安装于最终输出轴。

Description

机器人及机器人的关节机构

技术领域

本发明的实施方式涉及机器人及机器人的关节机构。

背景技术

以往，已知具有由经由关节机构可旋转地连结的多个臂构成的臂部的机器人。作为该机器人的关节机构，具有将减速器、马达以及编码器与马达的输出轴等串联地同轴配置的关节机构(例如，参照专利文献1)。此外，编码器检测各臂的旋转。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011－24406号公报

发明内容

本发明所要解决的问题

然而，上述的现有技术在高精度地检测臂的旋转的方面上存在进一步改善的余地。

具体而言，在使用上述的以往的关节机构的情况下，编码器严格而言用于检测马达的输出轴的旋转。因此，不足以高精度地检测从该马达的输出轴经由减速器与最终输出轴连结的臂的实际的旋转。

本发明的实施方式的一个方式是鉴于上述情况而做出的，其目的是提供能够高精度地检测臂的旋转的机器人及机器人的关节机构。

用于解决问题的手段

本发明的实施方式的一个方式涉及的机器人具有驱动体、与所述驱动体旋转自如地连结的被驱动体、以及对被驱动体进行驱动的驱动装置。所述驱动装置设于所述被驱动体，并且编码器安装于驱动装置的最终输出轴。

发明效果

根据实施方式的一个方式，能够高精度地检测被驱动体的旋转。

附图说明

图1是表示实施方式涉及的机器人的结构的立体示意图。

图2A是驱动装置的立体示意图。

图2B是第三关节部周边的大致的放大图。

图3A是第三关节部周边的俯视透视图。

图3B是沿XY平面剖开的驱动装置周边的大致的剖视放大图。

具体实施方式

以下，参照附图对本申请公开的机器人及机器人的关节机构的实施方式进行详细说明。此外，本发明不限于以下所示的实施方式。

图1是表示实施方式涉及的机器人1的结构的立体示意图。此外，在图1中，为了使说明容易理解，图示了包含将铅垂向上作为正方向的Z轴的三维的正交坐标系。该正交坐标系有时也示出于在以下的说明中使用的其他的附图。

另外，以下，为了便于说明，设机器人1的回转位置处于图1所示的状态，对机器人1中的各部位的位置关系进行说明。

如图1所示，机器人1是单臂型多轴机器人，具备基台部10、与基台部10可回转地连结的回转部11、以及臂部20。臂部20具有经由关节可旋转地连结的多个臂、腕部、或者前端可动部等。

具体而言，臂部20具备第一关节部21、第一臂22、第二关节部23、第二臂24、第三关节部25、腕部26以及前端可动部27。第一关节部21、第二关节部23以及第三关节部25是关节机构的一例。

基台部10被固定于地面等。第一臂22的基端部经由第一关节部21与回转部11连结。由此，第一臂22在其基端部能够围绕轴S回转且能够围绕轴L旋转地被支承(参照图中的箭头A1和箭头A2)。

第二臂24的基端部经由第二关节部23与第一臂22的前端部连结。由此，第二臂24在其基端部能够围绕轴U旋转地被支承(参照图中的箭头A3)。另外，第二臂24能够围绕轴R旋转地设置(参照图中的箭头A4)。

腕部26的基端部经由第三关节部25与第二臂24的前端部连结。由此，腕部26在其基端部能够围绕轴B旋转地被支承(参照图中的箭头A5)。

另外，腕部26在其前端部对前端可动部27以能够围绕轴T旋转的方式进行支承(参照图中的箭头A6)。并且，虽然在图1中未图示，但是前端可动部27上安装有机器人手、焊枪、或者激光切割装置等与用途相符合的末端执行器。

接下来，使用图2A～图3B对机器人1的关节机构的结构的一例进行说明。此外，在本实施方式中，作为机器人1的关节机构，列举以第三关节部25为主的例子进行说明。

首先，图2A是驱动装置250的立体示意图。此外，图2B是第三关节部25周边的大致的放大图。

如图2A所示，驱动装置250例如具备中空马达等中空致动器251和中空减速器252。中空致动器251具备具有中空部的中空轴251a，并对该中空轴251a进行旋转驱动。此外，中空致动器251不仅可以是电动马达，也可以是例如液压马达等其他种类的马达。

中空减速器252具备输入部252a(图示略。使用图3B在下面叙述)和输出部252b。输入部252a和输出部252b呈与中空轴251a的中空部253连通的中空结构。因此，输入部252a和输出部252b也是中空轴的一例。

输入部252a与中空致动器251的中空轴251a连结，并且输入中空轴251a的旋转。输出部252b将向输入部252a输入的中空轴251a的旋转减小后输出，并围绕轴O旋转(参照图中的双箭头)。

这种驱动装置250如图2B所示，例如，以使轴O与轴B同轴配置的方式搭载在第三关节部25上。然后，输出部252b围绕轴O旋转，由此使腕部26围绕轴B旋转。

接下来，图3A是第三关节部25周边的俯视透视图。另外，图3B是沿XY平面剖开的驱动装置250周边的大致的剖视放大图。

如图3A所示，第三关节部25还具备编码器254。编码器254配置在中空致动器251、以及中空减速器252所具有的中空部253中，并与作为腕部26的旋转轴的最终输出轴、即轴B直接连结。

对包含该编码器254的第三关节部25的结构的一例更具体地进行说明。如图3B所示，第三关节部25中搭载有具备中空致动器251和中空减速器252的驱动装置250。

中空致动器251还具备定子251b和转子251c。定子251b固定于中空致动器251的框架。转子251c经由轴承旋转自如地设于该定子251b中。此外，定子251b和转子251c隔着规定的间隙在径向上对置配置。

另外，上述的中空轴251a与该转子251c连结。此外，中空轴251a和转子251c也可以不是分体设置，而是一体形成。

另外，如上面已叙述的，中空轴251a与中空减速器252的输入部252a连结。

然后，包含该中空减速器252的输入部252a的中空减速器252的主体部、以及中空致动器251固定于作为被驱动体的腕部26。另一方面，中空减速器252的输出部252b固定于作为驱动体的第二臂24。

另外，配置于中空部253的编码器254具备输入部254a和输出部254b。输入部254a与轴B同轴配置，并与腕部26连结。另一方面，输出部254b与第二臂24连结。

然后，缠绕在定子251b的定子铁芯上的线圈被励磁，由此转子251c及与转子251c连结的中空轴251a旋转。然后，中空轴251a的旋转向中空减速器252的输入部252a输入。

然后，中空减速器252的输出部252b将向该输入部252a输入的旋转减小后输出，并进行旋转。此时，由于输出部252b固定于作为驱动体的第二臂24，因此，使除输出部252b以外的中空减速器252的主体部以及中空致动器251相对旋转。即，使固定有这些部件的腕部26围绕轴B旋转。

然后，该腕部26围绕轴B的旋转向通过与轴B同轴配置而与轴B直接连结的编码器254的输入部254a输入。然后，编码器254的输出部254b对向该输入部254a输入的腕部26的旋转进行检测并输出。

如此，在本实施方式中，由于编码器254设为与轴B、即最终输出轴直接连结，因此能够高精度地检测腕部26的实际的旋转，轴B是从中空致动器251经由中空减速器252最终输出的旋转的旋转轴。

即，能够高精度地检测腕部26的实际的旋转。另外，在本实施方式中，由于编码器254设为配置在驱动装置250所具有的中空部253中，因此能够紧凑地构成机器人1的关节机构。因此，能够有助于机器人1的小型化。

此外，在上述的实施方式中，以在中空致动器中未明确示出制动部的结构为例进行了说明。对于该制动部的制动功能，例如，通过对减速器部的内部的齿轮使用涡轮等而具有自锁功能，即使没有制动部，也能够实现制动功能。

此外，当然，也可以具备制动部。该情况下，优选制动部与编码器部同样地配置在中空致动器的中空部。

另外，在上述的实施方式中，主要以第三关节部为例进行了说明，但是不旨在限定关节机构的位置。因此，上述的实施方式例如也可以应用于第一关节部。该情况下，回转部是驱动体，第一臂成为被驱动体。另外，也可以应用于第二关节部。该情况下，第一臂是驱动体，第二臂成为被驱动体。

另外，在上述的实施方式中，例示了对于一个臂部具备第一臂和第二臂这两个连杆的情况，但是不旨在限定臂数。

另外，在上述的实施方式中，例示了对于一个臂部具有六个轴的多轴机器人，但是不旨在限定轴数。例如，也可以是七轴的多轴机器人。

另外，在上述的实施方式中，例示了单臂机器人，但是不限于此，例如，也可以是双臂机器人，也可以是具备三个以上臂的多臂机器人。

对于本领域技术人员能够容易地导出进一步的效果和变形例。因而，本发明的更广泛的方式不限于以上所述并记述的特定的详细内容以及代表性的实施方式。因此，在不脱离所附的权利要求书及其等同物所定义的总的发明概念的精神或范围，能够进行各种各样的改变。

附图标记说明

1机器人

10基台部

11回转部

20臂部

21第一关节部

22第一臂

23第二关节部

24第二臂

25第三关节部

250驱动装置

251中空致动器

251a中空轴

251b定子

251c转子

252中空减速器

252a输入部

252b输出部

253中空部

254编码器

254a输入部

254b输出部

26腕部

27前端可动部

A1～A6箭头

B轴

L轴

O轴

R轴

S轴

T轴

U轴。

Claims (7)

1.一种机器人，其特征在于，具有：

驱动体；

与所述驱动体旋转自如地连结的被驱动体；以及

对被驱动体进行驱动的驱动装置，

所述驱动装置设于所述被驱动体，并且

编码器安装于最终输出轴。

2.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，

所述驱动装置具备：

中空致动器；

与所述中空致动器连结的减速器；以及

与所述减速器连结的所述最终输出轴。

3.根据权利要求2所述的机器人，其特征在于，

所述最终输出轴配置于所述中空致动器中的中空轴的中空部内。

4.根据权利要求3所述的机器人，其特征在于，

所述中空轴和所述最终输出轴同轴配置。

5.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，

所述驱动体是第二臂，

所述被驱动体是与所述第二臂旋转自如地连结的腕部。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的机器人，其特征在于，

所述编码器具备输入部和输出部，

所述输入部与所述被驱动体连结，所述输出部与所述驱动体连结。

7.一种机器人的关节机构，其特征在于，

所述机器人具备经由关节机构旋转自如地连结的驱动体和被驱动体，并具有对被驱动体进行驱动的驱动装置，

所述驱动装置设于所述被驱动体，并且

编码器安装于所述驱动装置的最终输出轴。