CN105538288B - 机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机器人。根据本发明能够抑制在机器人的臂内供布线通过的空间不足的情况。机器人具备第一臂部以及第二臂部。该机器人具备：第一驱动部，其设置于第一臂部内，并且使第一臂部绕第一轴转动；以及第二驱动部，其设置于第一臂部内，并且使第二臂部绕第二轴转动。而且，第一驱动部以及第二驱动部的至少一方包含压电体。

Description

机器人

技术领域

本发明涉及机器人。

背景技术

以往，存在通过电磁马达驱动臂的机器人(例如参照专利文献1)。

如专利文献1的机器人装置那样，提出了具有多关节的机器人臂的机器人。在该机器人装置中，通过具有电磁马达(也称为“电气马达”)与减速机的驱动装置而执行各关节的驱动。

专利文献1：日本特开2014－84989号公报

但是，对于电磁马达，由于存在其安装空间变大的趋势，所以在作为机器人臂的关节的驱动装置利用了基于电磁马达的驱动装置的情况下，存在以下问题。即，存在如下问题：若优先机器人臂内的驱动装置的安装空间，则机器人臂的粗细等尺寸变大，相反，若优先机器人臂的粗细等尺寸，则难以确保驱动装置和与其相关的布线等的空间。特别是在形成为朝向机器人臂的前端侧使臂的粗细变细的构造的情况下，上述问题特别显著。另外，在利用了基于电磁马达的驱动装置的情况下，机器人臂的自重变大，因此越是机器人臂的根部(基体)侧的驱动装置，越需要利用大型且大输出的电磁马达的驱动装置，因此希望机器人臂轻型化，特别希望将前端(手腕)侧轻型化。

发明内容

本发明是为了解决上述课题的至少一部分而产生的，能够作为以下方式来实现。

(1)根据本发明的一个方式，提供具备第一臂部以及第二臂部的机器人。该机器人具备：第一驱动部，其设置于上述第一臂部内，并且使上述第一臂部绕第一轴转动；以及第二驱动部，其设置于上述第一臂部内，并且使上述第二臂部绕第二轴转动，上述第一驱动部以及上述第二驱动部的至少一方包含压电体。根据这种方式的机器人，能够通过将第一驱动部与第二驱动部的至少一方形成为包含压电体的驱动部而小型化。因此，能够抑制机器人的臂内布线空间不足的情况。

(2)在上述方式的机器人中，也可以在沿着与上述第一轴以及上述第二轴正交的第三轴观察上述第一驱动部与上述第二驱动部时，上述第一驱动部与上述第二驱动部存在重叠的部分。若是这种方式的机器人，则能够在第一臂部内高效地配置第一驱动部与第二驱动部，因此能够抑制臂内布线空间不足的情况。

(3)在上述方式的机器人中，也可以在沿着上述第二轴观察上述第一驱动部与上述第二驱动部时，上述第一驱动部与上述第二驱动部存在重叠的部分，并且在沿着上述第一轴观察上述第二驱动部时，被上述第一驱动部驱动的被驱动部与上述第二驱动部存在重叠的部分。若是这种方式的机器人，则能够在第一臂部内高效地配置第一驱动部与第二驱动部，因此能够抑制臂内布线空间不足的情况。

(4)在上述方式的机器人中，上述被驱动部也可以具有开口。若是这种方式的机器人，则能够使布线穿过被驱动部内的开口。

(5)在上述方式的机器人中，上述第一轴与上述第二轴也可以正交。若是这种方式的机器人，则能够将第一臂部构成为能够绕正交的2个轴转动的臂部。

(6)在上述方式的机器人中，上述第一驱动部以及上述第二驱动部也可以分别包含压电体。若是这种方式的机器人，则能够在第一臂部内更加高效地配置第一驱动部与第二驱动部，因此能够抑制臂内布线空间不足的情况。

(7)在上述方式的机器人中，上述第一驱动部也可以由包含上述压电体的1个或者多个第一压电驱动装置构成。若是这种方式的机器人，则能够与第一压电驱动装置的数量对应地提高第一驱动部的驱动力。

(8)在上述方式的机器人中，上述第二驱动部也可以由包含上述压电体的1个或者多个第二压电驱动装置构成。若是这种方式的机器人，则能够与第二压电驱动装置的数量对应地提高第二驱动部的驱动力。

(9)在上述方式的机器人中，构成上述第二驱动部的上述第二压电驱动装置的数量也可以比构成上述第一驱动部的上述第一压电驱动装置的数量少。若是这种方式的机器人，则能够将使第二臂部转动的部分的机构小型化。

(10)上述方式的机器人也可以具备设置于上述第二臂部的末端执行器。若是这种方式的机器人，则由于将第一臂部小型化，所以能够提高使用末端执行器的作业性。

(11)根据本发明的一个方式，提供具备具有多个关节的臂的机器人。对于该机器人而言，上述多个关节中的至少一个关节的驱动装置是压电驱动装置，上述多个关节中的至少一个关节的驱动装置是电气马达。根据该方式的机器人，由压电驱动装置构成的驱动装置与由电气马达构成的驱动装置相比，能够小型化、轻薄化、轻型化，能够扩展内部空间，能够抑制布线空间等的内部空间不足的情况。

(12)在上述方式的机器人中，能够安装末端执行器，使上述臂的前端部分转动的关节的驱动装置也可以是上述压电驱动装置。根据该方式的机器人，在臂的前端部分，能够扩展臂的内部空间，能够抑制用于电缆等的配置的空间不足。另外，能够使臂的前端部分轻型化。

(13)在上述方式的机器人中，上述末端执行器也可以由上述压电驱动装置驱动。根据该方式的机器人，还能够使臂的前端轻型化。

(14)在上述方式的机器人中，上述压电驱动装置也可以具有：振动板，其具有第一面以及第二面；以及振动构造体，其配置于上述振动板的上述第一面以及第二面中的至少一方的面，上述振动构造体具有压电体、以及夹持上述压电体的第一电极以及第二电极。根据该方式的机器人，能够实现驱动装置的小型化、轻薄化、轻型化。

除作为机器人的方式以外，本发明也能够通过各种方式来实现。例如，能够通过机器人臂、驱动机器人的驱动装置等的方式来实现。

附图说明

图1是作为第一实施方式的机器人的立体图。

图2是表示第一臂部的内部结构的图。

图3是表示图2中的第二驱动部以及第二转子的立体图。

图4是表示压电驱动装置的内部结构的说明图。

图5是表示压电驱动装置的动作原理的说明图，其中，(A)是将相互位于对角线的位置的2个压电元件作为1组并施加特定频率的电压的图，(B)是对另外一组压电元件施加特定频率的电压的图。

图6是表示第一驱动部以及第二驱动部的配置的图，其中，(A)是第三臂部的一部分的侧视图，(B)是(A)的B－B剖视图，(C)是(B)的C－C剖视图，(D)是(B)的D－D剖视图。

图7是表示第二实施方式中的第一驱动部以及第二驱动部的配置的图，其中，(A)是第三臂部的一部分的侧视图，(B)是(A)的B－B剖视图，(C)是(B)的C－C剖视图，(D)是(B)的D－D剖视图。

图8是表示第一驱动部以及第二驱动部的变形例的图。

图9是作为第三实施方式示出具有机器人臂的机器人的一个例子的说明图。

图10是放大表示安装有机器人手的机器人臂的手腕部分的说明图。

图11是放大表示图10的第八关节的部分的简要立体图。

图12是表示压电驱动装置的一个例子的说明图。

图13是表示压电驱动装置的动作原理的说明图，其中，(A)是将相互位于对角线的位置的2个压电元件作为1组并施加特定频率的电压的图，(B)是对另外一组压电元件施加特定频率的电压的图。

图14是放大表示安装有其他例子的机器人手的机器人臂的手腕部分的说明图。

具体实施方式

A.第一实施方式：

图1是作为本实施方式的机器人的立体图。本实施方式的机器人2构成为垂直多关节机器人。机器人2具备包含第一臂部110与第二臂部120的臂100。第一臂部110具备第一轴AX1与第二轴AX2。第一轴AX1是沿水平方向延伸的轴。另外，第一轴AX1是第一臂部110相对于第三臂部130在铅垂方向转动的轴。第二轴AX2是第二臂部120相对于第一臂部110转动的轴。在本实施方式中，第一轴AX1与第二轴AX2正交。

第一臂部110具备主体部111与突出部112。主体部111是沿第一轴AX1延伸的圆筒状部件。突出部112设置于主体部111的侧面的一部分，是沿第二轴AX2的圆筒状部件。以下，从第一臂部110观察，将突出部112侧称为前端侧，将主体部111侧称为后端侧。

主体部111以被第三臂部130具备的第一支承部131与第二支承部132从第一轴AX1上的对置的两个方向夹持的方式被支承。在第三臂部130的第一支承部131以及第二支承部132与第一臂部110的主体部111之间，分别固定有圆环状的第一转子213。

在第一臂部110的突出部112的前端侧设置有第二臂部120。第二臂部120是沿第二轴AX2延伸的圆筒状部件。在第二臂部120与第一臂部110之间固定有圆环状的第二转子223。

在第二臂部120的前端设置有末端执行器150。末端执行器150与第二臂部120一起绕第二轴AX2转动。末端执行器150具备用于把持工件的把持部151。在末端执行器150内，具备用于驱动把持部151的促动器。该促动器被与机器人2连接的控制装置(省略图示)控制。促动器与控制装置通过在各臂部内插通的布线(省略图示)连接。作为用于驱动把持部151的促动器，能够使用后述压电驱动装置、电磁马达等。

图2是表示第一臂部110的内部结构的图。第一臂部110在内部具备第一驱动部210与第二驱动部220。在本实施方式中，第一驱动部210由多个第一压电驱动装置211构成。另外，第二驱动部220也由多个第二压电驱动装置221构成。此外，在图2中，为了便于图示，仅示出第一压电驱动装置211的一部分。第一驱动部210配置于主体部111内。对于第二驱动部220，一部分配置于突出部112内，其他部分配置于主体部111内。

第一驱动部210通过驱动在第三臂部130的内侧面固定的第一转子213而使第一臂部110相对地绕第一轴AX1转动。在第一转子213的中心形成有开口214。与末端执行器150、第一驱动部210、第二驱动部220连接的布线(省略图示)穿过该开口。

图3是表示图2中的第二驱动部220以及第二转子223的立体图。第二驱动部220通过对在第二臂部120的后端固定的第二转子223进行驱动而使第二臂部120绕第二轴AX2转动。在第二转子223的中心形成有开口224。与末端执行器150连接的布线(省略图示)穿过该开口224。

图4是表示构成第一驱动部210以及第二驱动部220的压电驱动装置的内部结构的说明图。对于第一压电驱动装置211与第二压电驱动装置221，由于为相同的结构，所以以下以第一压电驱动装置211的结构为代表进行说明。第一压电驱动装置211被未图示的驱动电路驱动而使作为被驱动部的第一转子213旋转。第一压电驱动装置211的驱动电路例如搭载于与机器人2连接的控制装置。

第一压电驱动装置211具有包含5个压电元件651的2组振动构造体65、以及以插于它们之间的方式被粘合的振动板66。各压电元件651的长边的长度例如为3.5mm～30mm。

振动构造体65的5个压电元件651分别具有压电体、以及夹持压电体的第一电极以及第二电极(省略图示)。此外，第一电极与第二电极中的任一方的电极也可以为共用电极。上述压电元件651与未图示的驱动电路电连接。此外，振动构造体65所包含的压电元件651至少为一个即可，其数量、配置能够采用除此以外的各种情况。另外，振动构造体65设置于振动板66的2个面中的至少一方即可。

在第一压电驱动装置211的端部设置有突起部67。在第一压电驱动装置211的两侧面，在与振动的节对应的位置设置有用于支承第一压电驱动装置211的多个支承部68。上述支承部68与振动板66形成为一体。此外，优选，从振动板66的相同侧面突出的多个支承部68彼此经由连结板69连结。

图5是表示压电驱动装置的动作原理的说明图。为了易于说明，在图5中，仅示出图4的5个压电元件651中的配置为对角线状的4个压电元件651，省略示出中央的一个压电元件651。在以恒定周期对压电元件651施加电压时，第一压电驱动装置211通过第一压电驱动装置211的突起部67进行伸缩或者椭圆运动而进行动作。即，如图5的(A)所示，若将相互位于对角线的位置的2个压电元件651作为1组而施加特定频率的电压，则第一压电驱动装置211弯曲而以蛇行形状(S字形状)变形，并且突起部67的前端在特定的方向进行往复运动或者进行椭圆运动。其结果是，与突起部67接触的第一转子213以第一轴AX1为中心绕规定的方向旋转。另外，如图5的(B)所示，若对另外一组压电元件651施加特定频率的电压，则第一转子213向相反方向旋转。针对第一压电驱动装置211(或者振动构造体65)的这种动作，在现有技术文献(日本特开2004－320979号公报或者对应的美国专利第7224102号)有记载，其公开内容通过参照与本说明书结合。

图6是表示第一臂部110内的第一驱动部210以及第二驱动部220的配置的图。图6的(A)是第三臂部130的一部分的侧视图。图6的(B)是图6的(A)的B－B剖视图。图6的(C)是图6的(B)的C－C剖视图。图6的(D)是图6的(B)的D－D剖视图。在图6中，示出第一轴AX1与第二轴AX2，并且示出与上述轴正交的假想的第三轴AX3。以下，为了方便，将图6的(C)中的第三轴AX3的朝上的方向称为“上”，将图6的(C)中的第三轴AX3的朝下的方向称为“下”。在图6的(B)中，示出与末端执行器150连接的布线95穿过各臂部的样子。

本实施方式中的第一压电驱动装置211以及第二压电驱动装置221的长边的长度(沿突起部67的轴的长度)比第一臂部110的主体部11130的直径短，是主体部111的直径的1/2左右。另外，第一压电驱动装置211以及第二压电驱动装置221的短边的长度分别是第一臂部110的主体部111的直径的1/3左右。

在本实施方式中，第一驱动部210由4个第一压电驱动装置211构成。另外，第二驱动部220由2个第二压电驱动装置221构成。即，在本实施方式中，构成第二驱动部220的第二压电驱动装置221的数量比构成第一驱动部210的第一压电驱动装置211的数量少。如图6的(C)所示，构成第一驱动部210的4个第一压电驱动装置211在主体部111内的上侧与下侧各配置2个。上侧的2个第一压电驱动装置211以能够分别驱动设置于第三臂部130的2个第一转子213的方式配置为彼此的突起部67沿第一轴AX1朝向相反方向。另外，下侧的2个第一压电驱动装置211也以能够分别驱动设置于第三臂部130的2个第一转子213的方式配置为彼此的突起部67沿第一轴AX1朝向相反方向。如图6的(B)所示，构成第二驱动部220的2个第二压电驱动装置221以各自的突起部67沿第二轴AX2朝向第二转子223侧的方式各自配置于第一臂部110内的第一轴AX1的两端附近。

在本实施方式中，如图6的(B)所示，在沿第三轴AX3观察第一驱动部210与第二驱动部220时，即，从第一臂部110的上侧或者下侧观察第一驱动部210与第二驱动部220时，在第一驱动部210和第二驱动部220存在重叠的部分90。换言之，在将第一驱动部210与第二驱动部220投影于包含第一轴AX1与第二轴AX2的平面时，在由第一驱动部210形成的投影区域与由第二驱动部220形成的投影区域存在重复部分。

根据以上说明过的本实施方式的机器人2，由于第一驱动部210与第二驱动部220由包含压电体的小型压电驱动装置构成，所以能够在第一臂部110内高效地配置进行相对于第一轴AX1的转动的第一驱动部210与进行相对于第二轴AX2的转动的第二驱动部220。因此，能够抑制用于在第一臂部110内进行布线的空间不足的情况。

另外，在本实施方式中，在沿与第一轴AX1和第二轴AX2正交的第三轴AX3观察第一驱动部210与第二驱动部220时，以在第一驱动部210和第二驱动部220存在重叠的部分90的方式，将第一驱动部21030与第二驱动部220配置于第一臂部110内。因此，能够在第一臂部110内将第一驱动部210与第二驱动部220以第一驱动部210与第二驱动部不发生干扰的方式高效地配置。因此，能够更加有效地抑制用于在第一臂部110内进行布线的空间不足的情况。

另外，在本实施方式中，由于在第一转子213、第二转子223分别形成有开口，因此能够通过该开口高效地进行布线。并且，在本实施方式中，由于第一轴AX1与第二轴AX2正交，所以能够将第一臂部110构成为能够绕正交的2个轴转动的臂部。

另外，在本实施方式中，由于第一驱动部210与第二驱动部220双方均由包含压电体的压电驱动装置构成，所以能够在第一臂部110内更加高效地配置第一驱动部210与第二驱动部220。因此，能够更加有效地抑制在第一臂部110内布线空间不足的情况。

另外，在本实施方式中，由于第一驱动部210由多个第一压电驱动装置211构成，所以能够对应于第一压电驱动装置211的数量提高第一驱动部210的驱动力。另外，在本实施方式中，由于第二驱动部220也由多个第二压电驱动装置221构成，所以能够对应于第二压电驱动装置221的数量提高第二驱动部220的驱动力。

并且，在本实施方式中，构成第二驱动部220的第二压电驱动装置221的数量比构成第一驱动部210的第一压电驱动装置211的数量少。因此，能够将使第二臂部120转动的部分的机构、即突出部112附近的机构小型化。因此，能够提高设置于第二臂部120的末端执行器的作业性。

另外，例如在由电磁马达构成第一驱动部210、第二驱动部220的情况下，还需要减速机、保持停止状态的制动器，重量变重。因此，担心臂100因自重而弯曲。但是，在本实施方式中，由压电驱动装置构成驱动部。压电驱动装置一般与电磁马达相比是轻型的，另外，也不需要减速机、制动器。因此，能够将驱动部大幅度轻型化。其结果是，能够抑制臂100因自重而弯曲。

B.第二实施方式：

图7是表示本实施方式中的第一驱动部210以及第二驱动部220的配置的图。在第一实施方式与本实施方式中，不同点是第一驱动部210的配置与构成第一驱动部210的第一压电驱动装置211的数量。具体而言，在本实施方式中，第一驱动部210由2个第一压电驱动装置211构成，上述第一压电驱动装置211配置于第一臂部110的主体部111的后端。而且，各第一压电驱动装置211以能够驱动设置于第三臂部130的2个第一转子213的方式配置为彼此的突起部67沿第一轴AX1朝向相反方向。

在本实施方式中，如图7的(C)所示，在沿第二轴AX2观察第一驱动部210与第二驱动部220时，在第一驱动部210和第二驱动部220存在重叠的部分91。换言之，在将第一驱动部210与第二驱动部220投影于包含第一轴AX1与第三轴AX3的平面时，在由第一驱动部210形成的投影区域与由第二驱动部220形成的投影区域存在重复部分。另外，在本实施方式中，如图7的(D)所示，在沿第一轴AX1观察第二驱动部220时，存在第一转子213与第二驱动部220重叠的部分92。换言之，在将第一转子213与第二驱动部220投影于包含第二轴AX2与第三轴AX3的平面时，在由第一转子213形成的投影区域与由第二驱动部220形成的投影区域存在重复部分。

通过以上说明过的第二实施方式，也能够在第一臂部110内以第一驱动部210与第二驱动部220不发生干扰的方式高效地配置第一驱动部210与第二驱动部220。因此，能够抑制用于在第一臂部110内进行布线的空间不足的情况。除此之外，能够起到与第一实施方式相同的作用效果。

C.变形例：

＜变形例1＞

图8是表示第一驱动部210以及第二驱动部220的变形例的图。如图8所示，第一驱动部210也可以构成为邻接地配置多个第一压电驱动装置211。另外，第二驱动部220也可以构成为也邻接地配置多个第二压电驱动装置221。若第一驱动部210、第二驱动部220这样构成，则能够提高驱动第一转子213、第二转子223的驱动力。

＜变形例2＞

在上述第一实施方式中，构成第二驱动部220的第二压电驱动装置221的数量比构成第一驱动部210的第一压电驱动装置211的数量少，在第二实施方式中，第二压电驱动装置221的数量与第一压电驱动装置211的数量相同。相对于上述情况，第二压电驱动装置221的数量也可以比第一压电驱动装置211的数量多。另外，通过上述各实施方式说明过的各压电驱动装置的数量是例示。能够对应于为了使各轴旋转而需要的扭矩适当地设定各压电驱动装置的数量、机器人2的大小、压电驱动装置的大小。

＜变形例3＞

在上述实施方式中，虽然第一臂部110具备2个轴，但也可以具备3个以上轴。另外，在上述实施方式中，虽然第一轴AX1与第二轴AX2正交，但这些轴可以平行，也可以交叉。另外，也可以位于扭转的位置。

＜变形例4＞

在上述实施方式中，虽然第一臂部110的主体部111、突出部112、第二臂部120分别是圆筒状，但它们也可以是其他形状，例如也可以是柱状。

＜变形例5＞

在上述实施方式中，虽然第一驱动部210与第二驱动部220均由压电驱动装置构成，但它们中的任一方也可以由其他促动器构成。作为其他促动器，例如能够使用电磁马达、流体促动器。

D.第三实施方式：

图9是作为本实施方式表示具有机器人臂的机器人的一个例子的说明图。该机器人1000具备机器人臂2000、以及作为安装于机器人臂2000的前端的末端执行器的机器人手3000。机器人臂2000具有基台2100以及多个连接部2010～2080、多个关节J1～J6与多个固定的连结部L1、L2。

基台2100以及多个连接部2010～第八连接部2080通过多个关节J1～J6以及多个固定的连结部L1、L2连结。第一连结部L1以及第二连结部L2是不可动性的连结部，相对于第一连接部2010，第二连接部2020以及第三连接部2030固定为保持恒定姿势。与此相对，第一关节J1～第六关节J6这6个关节是可动性结合的连结部，经由各关节J1～J6连结的部件彼此能够相对地转动。具体而言，第一～第三连接部2010～2030能够通过第一关节J1将转动轴X1作为中心相对于基台2100转动。第四连接部2040的一端部能够通过第二关节J2将转动轴X2作为中心相对于第三连接部2030转动。第五连接部2050能够通过第三关节J3将转动轴X3作为中心相对于第四连接部2040的另一端部转动。第六连接部2060能够通过第四关节J4将转动轴X4作为中心相对于第五连接部2050转动。第七连接部2070能够通过第五关节J5相对于第六连接部2060的通过第四关节J4连结的部分的相反侧的连接部分2062，将转动轴X5作为中心转动。第八连接部2080能够通过第六关节J6将转动轴X6作为中心相对于第七连接部2070转动。

在第八连接部2080的前端面安装有机器人手3000。机器人手3000是能够通过一对把持部3003把持对象物(未图示)的末端执行器，广泛利用于进行把持工件的作业、把持驱动器等进行工件的螺纹紧固的作业等各种作业的情况。

此外，第六连接部2060的连接部分2062、第七连接部2070与第八连接部2080相当于机器人臂2000的前端的手腕部分，第五关节J5以及第六关节J6相当于手腕部分的关节。第八连接部2080相当于本发明的“臂的前端部分”。

在6个关节J1～J6设置有用于使各个关节以任意的角度转动或者弯曲的驱动装置D1～D6。对于除手腕部分的2个关节J5、J6以外的4个关节J1～J4的驱动装置D1～D4，分别使用由未图示的电气马达以及减速机(其中，减速机能够省略)构成的一般的驱动装置。与此相对，对于手腕部分的2个关节J5、J6的驱动装置D5、D6，分别使用由后述的压电驱动装置构成的驱动装置。

图10是放大表示安装有机器人手3000的机器人臂2000的手腕部分的说明图。在机器人臂2000的手腕部分的关节之一亦即第五关节J530中，以第六连接部2060的一对连接部分2062夹持第七连接部2070从而第八连接部2080能够绕转动轴X5转动的方式安装。第五关节J5的驱动装置D5具备：

转子R5，上述转子R5分别设置于一对连接部分2062并且以转动轴X5为中心轴；以及一对压电驱动装置10A，它们设置于第八连接部2080，并且使一对转子R5分别相对地转动。此外，也存在仅将一对压电驱动装置10A称为驱动装置D5的情况。

另外，在机器人臂2000的手腕部分的关节的另一个亦即第六关节J6中，相对于第七连接部2070，第八连接部2080安装为能够绕转动轴X6转动。第六关节J6的驱动装置D6具备：

转子R6，其设置于第八连接部2080并且以转动轴X6为中心轴；以及一对压电驱动装置10B，它们设置于第七连接部2070，并且使转子R6转动。此外，也存在仅将一对压电驱动装置10B称为驱动装置D6的情况。

图11是放大表示图10的第六关节J6的部分的简要立体图。设置于第八连接部2080的转子R6具有圆环形状，一对压电驱动装置10B以在与转动轴X6垂直的转子R6的圆环面上的点对称的位置分别抵接后述的压电驱动装置10B的突起部的方式搭载于第七连接部2070(参照图10)。对于第六关节J6，一对压电驱动装置10B通过使转子R6转动，使第八连接部2080以及机器人手3000绕转动轴X6转动。此外，关于转子基于压电驱动装置而转动的动作将在后面进行说明。

此外，虽然省略图示，但在第六连接部2060的一对连接部分2062设置的一对转子R5(参照图2)也与图11所示的转子R6相同，具有圆环形状，一对压电驱动装置10A分别以在对应的转子R5的圆环面上抵接后述的压电驱动装置10A的突起部的方式搭载于第七连接部2070。对于第五关节J5，一对压电驱动装置10A也通过使彼此的转子R5相对地转动，使第八连接部2080以及机器人手3000绕转动轴X5转动。

如图10所示，在机器人手3000立设有一对把持部3003。把持部3003的基端部能够在机器人手3000内移动，并且以在该把持部3003的根部抵接压电驱动装置10C的突起部的方式搭载。因此，通过使压电驱动装置10C动作，能够使把持部3003移动从而把持对象物。

此外，如上述所述，由于转子R5、R6具有圆环形状，所以能够经由中央的开口部使各种电缆等(电气布线、管等)通过。

图12是表示压电驱动装置的一个例子的说明图。此外，以下，为了便于说明，将图12中的纸面近前侧称为“表侧”，将其相反侧称为“里侧”。该压电驱动装置10表示与图10所示的压电驱动装置10A～10C对应的压电驱动装置的一个例子。压电驱动装置10由未图示的驱动电路驱动，使被驱动体以作为被驱动体的转子DE的中心轴X0为中心旋转。压电驱动装置10A、10B、10C的驱动电路分别搭载于在图9的基台2100内搭载的控制部。

压电驱动装置10是具有包含5个压电元件651的2组振动构造体65、与插于它们之间而被粘合的振动板66的层叠体。

振动构造体65的5个压电元件651分别具有压电体、以及夹持压电体的第一电极以及第二电极(省略图示)。此外，第一电极与第二电极中的任一方的电极也可以作为共用电极。上述压电元件651与未图示的驱动电路电连接。此外，振动构造体65所包含的压电元件651至少为一个即可，其数量、配置能够采用除此以外的各种情况。另外，振动构造体65设置于振动板66的2个面(第一面以及第二面)中的至少一方即可。

在压电驱动装置10的端部设置有突起部67。在压电驱动装置10的两侧面，用于支承压电驱动装置10的多个支承部68设置于与后述的振动的节对应的位置。上述支承部68与振动板66形成为一体。此外，优选从振动板66的相同侧面突出的多个支承部68彼此经由连结板69连结。

图13是表示压电驱动装置10的动作原理的说明图。此外，为了容易说明，图13仅示出图12的5个压电元件651中的配置为对角线状的4个压电元件651，省略示出中央的一个压电元件651。在以恒定周期对压电元件651施加电压时，通过压电驱动装置10的突起部67进行伸缩或者椭圆运动，压电驱动装置10动作。即，如图13的(A)所示，若将相互位于对角线的位置的2个压电元件651作为1组并施加特定频率的电压，则压电驱动装置10弯曲而以蛇行形状(S字形状)变形，突起部67的前端沿特定的方向进行往复运动或者进行椭圆运动。其结果30是，与突起部67接触的转子DE(图12)沿规定的方向旋转。另外，如图13的(B)所示，若对另外1组压电元件651施加特定频率的电压，则转子DE向相反方向旋转。此外，针对压电驱动装置10(或者振动构造体65)的这种动作，在现有技术文献(日本特开2004－320979号公报或者对应的美国专利第7224102号)有所记载，其公开内容通过参照与本说明书结合。

此外，在图12以及图13中，将通过压电驱动装置10使转子DE旋转的情况，即，将通过压电驱动装置10使被驱动体旋转运动的情况作为例子进行了说明，但也能够如机器人手3000的把持部3003那样，使被驱动体直线运动。

通过将该压电驱动装置10作为压电驱动装置10A来使用，如上述那样，在第五关节J5中，一对压电驱动装置10A使彼此的转子R5相对地转动，从而能够使第八连接部2080以及机器人手3000绕转动轴X5转动。另外，同样地，通过将压电驱动装置10作为压电驱动装置10B来使用，如上述那样，在第六关节J6中，一对压电驱动装置10B使转子R6转动，从而能够使第八连接部2080以及机器人手3000绕转动轴X6转动。并且，另外，通过将压电驱动装置10作为压电驱动装置10C来使用，在机器人手3000中，能够使把持部3003移动从而把持对象物。

此外，控制部(未图示)基于预先存储的程序对驱动装置D1～D6的动作进行控制。此外，作为控制部的结构，并不特别限定，例如也可以作为专用电路来实现，或者能够采用具有微处理器与存储器的电路结构。

这里，如在发明欲解决的课题中进行了说明那样，若优先机器人臂内的驱动装置的安装空间，则存在机器人臂的粗细等尺寸变大的问题，相反，若优先机器人臂的粗细等尺寸，则存在难以确保驱动装置和与其相关的布线等的空间之类的问题。另外，在利用了基于电气马达的驱动装置的情况下，由于机器人臂的自重变大，所以越是机器人臂的根部(基台)侧的驱动装置，越需要利用大型且大输出的电气马达的驱动装置，因此优选机器人臂的轻型化，特别优选将前端(手腕)侧轻型化。并且，另外，为了抑制因机器人臂的自重而引起的挠曲，优选机器人臂的轻型化，特别优选将前端(手腕)侧轻型化。然而，在将臂的各关节的驱动30装置由基于电气马达的驱动装置构成的情况下，为了确保驱动装置的配置空间以及布线等的空间，取决于它们所需要的装置尺寸从而使臂的前端侧变粗，并且至臂的前端侧自重难以变轻。

与此相对，在本实施方式的机器人1000的机器人臂2000中，如上述所述，由压电驱动装置10A、10B构成与手腕的关节相当的关节J5、J6的驱动装置D5、D6。压电驱动装置10A、10B具有图12所示的压电驱动装置10的构造，作为驱动源而具有与一般的电气马达相比能够小型化、轻薄化以及轻型化的构造。因此，能够将驱动装置D5、D6小型以及轻型化。由此，在与手腕的关节相当的关节J5、J6中，能够确保驱动装置D5、D6的配置空间、布线空间等，并且能够将手腕部分的大小小型化以及轻型化，能够抑制由自重引起的挠曲。

另外，如图11所示，压电驱动装置10A、10B驱动的转子R5、R6具有圆环形状，能够经由中央的开口部使各种电缆等(电气布线、气管等)通过，并且能够改善电缆等的配置空间不足。

在上述实施方式的图9以及图10中，作为安装于机器人臂2000的前端的末端执行器，将具有一对把持部3003的机器人手3000作为例子示出，但并不限定于此，能够应用各种末端执行器。

图14是放大表示安装有其他例子的机器人手的机器人臂2000的手腕部分的说明图。在该例中，在机器人臂2000的第八连接部2080的前端安装有机器人手3000B。该机器人手3000B是利用从设置于前端面3010的多个吸气口3012吸入的空气所产生的负压将吸附对象物K1在前端面3010吸附的吸附手。

多个吸气口3012经由在第八连接部2080、第七连接部2070以及第六连接部2060的连接部分2062的内部空间配置的气管80，与在第六连接部2060的内部空间搭载的吸附泵70的吸气口75连接。对于吸附泵70，作为例子示出膜片型真空泵。该吸附泵70将由压电驱动装置71(相当于图12的压电驱动装置10)产生的转子72的旋转运动，通过将膜片(隔膜)74与转子72之间连接的连杆73，变换为膜片74的往复运动。由此，进行吸气口75的吸气阀77以及排气口76的排气阀78的开闭，通过从吸气口3012被吸取的空气产生负压，在前端面3010吸附吸附对象物K1。

此外，吸附泵70并不限定于膜片型真空泵，能够利用各种泵。另外，在图14的例子中，虽然作为将吸附泵70以及气管80搭载于机器人臂2000的内部的结构进行了说明，但也能够构成为，在第六连接部2060的外部搭载吸附泵70，在机器人臂2000的外部通过气管80连接吸附泵70与机器人手3000B。

另外，虽然对于图9以及图10所示的机器人手3000，以通过压电驱动装置10C驱动把持部3003的情况为例进行了说明，但也能够为利用汽缸、液压缸等驱动把持部3003的构造的机器人手。

另外，在安装有除上述机器人手3000、3000B以外的末端执行器的情况下，据此搭载对应的驱动装置。

E.变形例：

此外，本发明并不限定于上述实施例、实施方式，在不脱离其主旨的范围内，能够在各种方式中实施，例如也能够进行以下的变形。

＜变形例1＞

在上述实施方式中，虽然机器人1000的机器人臂2000的多个关节J1～J6中的能够可动的关节的数量为6个，但在本发明中，并不限定于此，也可以为3以上的任意数量。

＜变形例2＞

在上述实施方式中，虽然将与机器人臂2000的手腕部分对应的2个关节J5、J6的驱动装置D5、D6，形成为基于压电驱动装置10A、10B的驱动装置，但并不限定于此。也可以将第六关节J6形成为不可动性结合的连结部(固定的连结部)，仅将第五关节J5的驱动装置形成为基于压电驱动装置的驱动装置。另外，也可以将其他关节的驱动装置形成为基于压电驱动装置的驱动装置。将机器人臂的多个关节中的至少一个关节的驱动装置形成为由压电驱动装置构成的驱动装置并且将至少一个关节的驱动装置形成为由电气马达构成的驱动装置即可。

＜变形例3＞

虽然对于上述实施方式的机器人1000，将具有一个机器人臂2000的情况作为例子进行了说明，但并不限定于此，也可以是具有多个机器人臂的机器人。在具有多个机器人臂的情况下，在各个机器人臂中，将多个关节中的至少一个关节的驱动装置形成为由压电驱动装置构成的驱动装置并且将至少一个关节的驱动装置形成为由电气马达构成的驱动装置即可。

本发明并不限定于上述实施方式、实施例以及变形例，在不脱离其主旨的范围内，能够通过各种结构实现。例如，为了解决上述课题的一部分或者全部，或者为了实现上述效果的一部分或者全部，与在发明的概要一栏所记载的各方式中的技术特征对应的实施方式、实施例以及变形例中的技术特征能够适当地进行替换、组合。另外，其技术特征若不是在本说明书中作为必要技术特征进行说明，能够适当地删除。

附图标记说明：

2…机器人；10、10A、10B、10C…压电驱动装置；65…振动构造体；66…振动板；67…突起部；68…支承部；69…连结板；70…吸附泵；71…压电驱动装置；72…转子；73…连杆；74…膜片；75…吸气口；76…排气口；77…吸气阀；78…排气阀；80…气管；90、91、92…部分；95…布线；100…臂；110…第一臂部；111…主体部；112…突出部；120…第二臂部；130…第三臂部；131…第一支承部；132…第二支承部；150…末端执行器；151…把持部；210…第一驱动部；211…第一压电驱动装置；213…第一转子；214…开口；220…第二驱动部；221…第二压电驱动装置；223…第二转子；224…开口；651…压电元件；1000…机器人；2000…机器人臂；2010～2080…连接部；2062…连接部分；2100…基台；3000…机器人手；3000B…机器人手；3003…把持部；3010…前端面；3012…吸气口；AX1…第一轴；AX2…第二轴；AX3…第三轴；L1、L2…连结部；J1～J6…关节；X1～X6…转动轴；X0…中心轴；D1～D6…驱动装置；K1…吸附对象物；R5、R6…转子(被驱动体)；DE…转子(被驱动体)。

Claims (9)

1.一种机器人，其特征在于，

具备第一臂部以及第二臂部，

所述机器人还具备：

第一驱动部，其设置于所述第一臂部内，并且使所述第一臂部绕第一轴转动；以及

第二驱动部，其设置于所述第一臂部内，并且使所述第二臂部绕第二轴转动，

所述第一驱动部以及所述第二驱动部的至少一方包含压电体，

在沿着所述第二轴观察所述第一驱动部与所述第二驱动部时，所述第一驱动部与所述第二驱动部存在重叠的部分，并且，在沿着所述第一轴观察所述第二驱动部时，被所述第一驱动部驱动的被驱动部与所述第二驱动部存在重叠的部分，

所述第一轴与所述第二轴正交。

2.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，

在沿着与所述第一轴以及所述第二轴正交的第三轴观察所述第一驱动部与所述第二驱动部时，所述第一驱动部与所述第二驱动部存在重叠的部分。

3.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，

所述被驱动部具有开口。

4.根据权利要求1～3中的任一项所述的机器人，其特征在于，

所述第一驱动部以及所述第二驱动部分别包含压电体。

5.根据权利要求4所述的机器人，其特征在于，

所述第一驱动部由包含所述压电体的一个或者多个第一压电驱动装置构成。

6.根据权利要求5所述的机器人，其特征在于，

所述第二驱动部由包含所述压电体的一个或者多个第二压电驱动装置构成。

7.根据权利要求6所述的机器人，其特征在于，

构成所述第二驱动部的所述第二压电驱动装置的数量比构成所述第一驱动部的所述第一压电驱动装置的数量少。

8.根据权利要求1～3及5～7中的任一项所述的机器人，其特征在于，

具备在所述第二臂部设置的末端执行器。

9.根据权利要求4所述的机器人，其特征在于，

具备在所述第二臂部设置的末端执行器。

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