CN107073707B

CN107073707B - 机器人

Info

Publication number: CN107073707B
Application number: CN201580052587.3A
Authority: CN
Inventors: 赤羽和重; 克里斯托夫·迈尔霍夫; 吉村和人
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2014-09-30
Filing date: 2015-09-25
Publication date: 2021-06-04
Anticipated expiration: 2035-09-25
Also published as: KR20170042754A; EP3200960A4; TWI675728B; WO2016051746A1; EP3200960A1; RU2017106187A; US20170225326A1; CN107073707A; US10737378B2; RU2017106187A3; US20180147719A1; TW201617192A

Abstract

一种机器人，包括：基部；第一臂，第一臂设置在基部上以便能够围绕第一旋转轴旋转；以及第二臂，第二臂设置在第一臂上以便能够围绕第二旋转轴旋转，第二旋转轴的轴向方向不同于第一旋转轴的轴向方向，在沿第二旋转轴的轴向方向观察时，由第一臂和第二臂形成的角度被设置为0°，及当角度为0°时，第二臂不干扰设置基部的附接面。

Description

机器人

技术领域

本发明涉及机器人和机器人系统。

背景技术

在相关技术中，包括机械臂的机器人是已知的。例如，作为机械臂，多个臂(臂构件)通过关节彼此连接，并且手安装在臂的最末端侧(最下游)作为末端执行器。关节由电机驱动，并且臂通过关节的驱动而旋转。例如，机器人用手抓取目标，将目标移动到预定位置并执行诸如组装的预定操作。

作为这样的机器人，JP-A-2014-46401公开了一种竖直铰接式机器人。在JP-A-2014-46401所公开的机器人中，通过旋转第一臂来执行用于将手移动到围绕第一旋转轴旋转180°的位置的运动，第一旋转轴是相对于基部布置在近端侧(最上游)最远处的旋转轴(沿竖直方向延伸的旋转轴)，第一臂是相对于基部布置在近端侧最远处的围绕第一旋转轴的臂。

引用列表

专利文献

PTL 1：JP-A-2014-46401

发明内容

技术问题

在JP-A-2014-46401所公开的机器人中，当手移动到相对于基部围绕第一旋转轴旋转180°的位置时，需要提供具有用于避免干扰机器人的尺寸的空间。

目前，其中用于人操作的单元被用于机器人的操作的机器人单元替换的生产线已增加。然而，用于机器人的操作的机器人单元的尺寸通常大于用于人操作的单元的尺寸，并且当用于人操作的单元简单地被用于机器人的操作的机器人单元替换时，生产线变长，并且因此，根据生产现场难以执行替换。

此外，用于机器人的操作的机器人单元的高度是大的，并且因此，当在线上设置多个机器人单元时，人被遮蔽，并且因此，生产现场的可见性是差的。当用于机器人的操作的机器人单元的高度大时，机器人单元的重心变高并且容易振动。因此，机器人的操作准确度变差，并且机器人单元倒下的风险变高。

对问题的解决方案

本发明的一些方面的优点解决上述问题的至少一部分，并且本发明可以实施为以下形式或应用示例。

应用示例1

根据本发明的该应用示例的机器人包括：基部；第一臂，第一臂设置在基部上以便能够围绕第一旋转轴旋转；以及第二臂，第二臂设置在第一臂上以便能够围绕第二旋转轴旋转，第二旋转轴的轴向方向不同于第一旋转轴的轴向方向；其中，在沿第二旋转轴的轴向方向观察时，由第一臂和第二臂形成的角度被设置为0°，及在角度为0°时，第二臂不干扰设置基部的附接面。

提供该配置，在第二臂的远端移动到围绕第一旋转轴旋转180°的位置时，可以减小用于避免机器人干扰的空间。

应用示例2

根据本发明的该应用示例的机器人包括：基部；第一臂，第一臂设置在基部上以便能够围绕第一旋转轴旋转；以及第二臂，第二臂设置在第一臂上以便能够围绕第二旋转轴旋转，第二旋转轴的轴向方向不同于第一旋转轴的轴向方向；其中，第一臂的长度大于第二臂的长度。

通过该配置，在第二臂的远端移动到围绕第一旋转轴旋转180°的位置时，可以减小用于避免机器人干扰的空间。

应用示例3

根据本发明的该应用示例的机器人包括：基部；以及机械臂，其中，机械臂包括：第一臂，第一臂设置在基部上以便能够围绕第一旋转轴旋转；第二臂，第二臂设置在第一臂上以便能够围绕第二旋转轴旋转，第二旋转轴的轴向方向不同于第一旋转轴的轴向方向；其中，通过不使第一臂旋转而是使第二臂旋转，机械臂的远端从第一位置通过如下状态移动到围绕第一旋转轴旋转180°的第二位置：在该状态下，在沿第二旋转轴的轴向方向观察时，由第一臂和第二臂形成的角度被设置为0°。

通过该配置，当机械臂的远端从第一位置移动到第二位置时，可以减小用于避免机器人干扰的空间。

应用示例4

在根据应用示例的机器人中，优选地，当机械臂的远端从第一位置移动到第二位置时，在沿第一旋转轴的轴向方向观察时，机械臂的远端在直线上移动。

应用示例5

在根据应用示例的机器人中，优选地，机械臂的远端从第一位置移动到第三位置并且机械臂的远端从第三位置移动到第二位置，第三位置的高度与第一位置的高度相同。

通过该配置，当物体存在于第一位置的上部和下部时，可以在防止干扰物体的同时将设置在第一位置的工件移动到第二位置。

应用示例6

在根据应用示例的机器人中，优选地，机械臂的远端从第二位置移动到第三位置并且机械臂的远端从第三位置移动到第一位置，第三位置的高度与第一位置的高度相同。

通过该配置，当物体存在于第一位置的上部和下部时，可以在防止干扰物体的同时将设置在第二位置的工件移动到第一位置。

应用示例7

根据本发明的该应用示例的机器人包括：基部；第一臂，第一臂设置在基部上以便能够围绕第一旋转轴旋转；以及第二臂，第二臂设置在第一臂上以便能够围绕第二旋转轴旋转，第二旋转轴的轴向方向不同于第一旋转轴的轴向方向；其中，在沿第二旋转轴的轴向方向观察时，第一臂和第二臂彼此交叠。

通过该配置，当第二臂的远端移动到围绕第一旋转轴旋转180°的位置时，可以减小用于避免机器人干扰的空间。

应用示例8

在根据应用示例的机器人中，优选地，第二旋转轴与第一旋转轴分离。

通过该配置，可以将第二臂的远端移动到与第一旋转轴分离的位置，移动第一旋转轴与第二旋转轴之间分离的量。

应用示例9

在根据应用示例的机器人中，优选地，机器人还包括第三臂，第三臂设置在第二臂上以便能够围绕第三旋转轴旋转。

通过该配置，可以容易地实现更复杂的运动。

应用示例10

在根据应用示例的机器人中，优选地，第三旋转轴的轴向方向和第二旋转轴的轴向方向彼此平行。

通过该配置，可以容易地实现更复杂的运动。

应用示例11

在根据应用示例的机器人中，优选地，第三臂的长度大于第二臂的长度。

通过该配置，在沿第二旋转轴的轴向方向观察时，当第二臂和第三臂彼此交叠时，可以使第三臂的远端从第二臂突出。

应用示例12

在根据应用示例的机器人中，优选地，在沿第二旋转轴的轴向方向观察时，第二臂和第三臂彼此交叠。

应用示例13

在根据应用示例的机器人中，优选地，基部设置在顶板上。

通过该配置，可以设置安装在顶板上的机器人。

应用示例14

在根据应用示例的机器人中，优选地，第三臂包括：第一连杆，第一连杆设置在第二臂上以便能够围绕第三旋转轴旋转；第二连杆，第二连杆设置在第一连杆上以便能够围绕第四旋转轴旋转，第四旋转轴的轴向方向不同于第三旋转轴的轴向方向；第三连杆，第三连杆设置在第二连杆上以便能够围绕第五旋转轴旋转，第五旋转轴的轴向方向不同于第四旋转轴的轴向方向；以及第四连杆，第四连杆设置在第三连杆上以便能够围绕第六旋转轴旋转，第六旋转轴的轴向方向不同于第五旋转轴的轴向方向。

通过该配置，可以容易地实现更复杂的运动。

应用示例15

根据本发明的该应用示例的机器人系统包括：机器人；以及其中设置有机器人的机器人单元，其中，机器人单元的高度等于或小于1,700mm。

通过该配置，当使用机器人单元替换单元时，机器人单元的高度小于相关技术的单元的高度，并且因此可以检查在其他单元中操作的操作者。

应用示例16

在根据应用示例的机器人系统中，优选地，机器人单元的高度为1,000 mm至1,650mm。

通过该配置，当机器人在机器人单元中操作时，可以防止振动的影响。

应用示例17

在根据应用示例的机器人系统中，优选地，机器人单元的安装面积小于637,500mm²。

通过该配置，可以增加生产线的数量并防止长的生产线。

应用示例18

在根据应用示例的机器人系统中，优选地，机器人单元的安装面积等于或小于500,000mm²。

通过该配置，可以进一步防止长的生产线。

应用示例19

在根据应用示例的机器人系统中，优选地，机器人单元的安装面积等于或小于400,000mm²。

通过该配置，机器人单元的安装面积变为与用于操作者操作的单元具有基本上相同或相等或更小的安装面积，并且因此可以容易地将用于操作者操作的单元替换为机器人单元。

应用示例20

在根据应用示例的机器人系统中，优选地，机器人相对于机器人单元的体积的体积比为0.01至0.5。

通过该配置，由于相关技术的体积比等于或小于0.01，所以通过增大等于或大于0.01的体积比，可以实现机器人单元的空间节省，并且使得操作高效。

应用示例21

在根据应用示例的机器人系统中，优选地，机器人相对于机器人单元的体积的体积比为0.01至0.1。

通过该配置，与体积比等于或小于0.5的情况相比，可以扩大机器人的可动范围。

应用示例22

在根据应用示例的机器人系统中，优选地，机器人的重量等于或小于 20kg。

通过该配置，当机器人在机器人单元中操作时可以防止振动的影响。

应用示例23

在根据应用示例的机器人系统中，优选地，机器人包括设置在机器人单元中的基部；第一臂，第一臂设置在基部上以便能够围绕第一旋转轴旋转；以及第二臂，第二臂设置在第一臂上以便能够围绕第二旋转轴旋转，第二旋转轴的轴向方向不同于第一旋转轴的轴向方向；及第一臂的长度大于第二臂的长度。

通过该配置，可以在诸如机器人单元的小空间中高效地执行操作。

附图说明

图1是示出根据本发明的机器人的第一实施方式的立体图。

图2是图1所示的机器人的示意图。

图3是图1所示的机器人的主视图。

图4是图1所示的机器人的主视图。

图5是用于示出图1所示的机器人在操作时的运动的图示。

图6是用于示出图1所示的机器人在操作时的运动的图示。

图7A是用于示出图1所示的机器人在操作时的运动的图示。

图7B是用于示出图1所示的机器人在操作时的运动的图示。

图7C是用于示出图1所示的机器人在操作时的运动的图示。

图7D是用于示出图1所示的机器人在操作时的运动的图示。

图7E是用于示出图1所示的机器人在操作时的运动的图示。

图8是示出根据本发明的机器人的第二实施方式的主视图。

图9是示出根据本发明的机器人的第三实施方式的立体图。

图10是图9所示的机器人的侧视图。

图11是示出根据本发明的机器人的第四实施方式的立体图。

图12A是用于示出第五实施方式中根据本发明的机器人的运动的图示。

图12B是用于示出第五实施方式中根据本发明的机器人的运动的图示。

图12C是用于示出第五实施方式中根据本发明的机器人的运动的图示。

图13A是用于示出第六实施方式中根据本发明的机器人的运动的图示。

图13B是用于示出第六实施方式中根据本发明的机器人的运动的图示。

图14是示出根据本发明的机器人的第七实施方式的主视图。

图15是示出根据本发明的机器人系统的第八实施方式的立体图。

图16是示出根据本发明的机器人系统的第八实施方式的主视图。

图17是示出根据本发明的机器人系统的第八实施方式的俯视图。

图18是示出根据本发明的机器人系统的第八实施方式的平面图。

图19是示出根据本发明的机器人系统的第八实施方式的立体图。

具体实施方式

在下文中，将基于附图中所示的优选实施方式详细描述根据本发明的机器人。

第一实施方式

图1是示出根据本发明的机器人的第一实施方式的立体图。图2是图1所示的机器人的示意图。图3和图4是图1所示的机器人的主视图。图 5、图6和图7分别是用于示出图1所示的机器人在操作时的运动的图示。

下文中，为便于描述，图1、图2、图3至图5和图7中的上侧通过术语“在……上方”或“上部”来描述，以及图1、图2、图3至图5和图7中的下侧通过术语“在……下方”或“下部”来描述(同样也适用于其他实施方式的图8至图14的情况)，以及图1、图2、图3至图5和图 7中的基部侧通过术语“近端”或“上游”来描述，并且其相对侧(手侧) 通过术语“远端”或“下游”来描述(同样也适用于其他实施方式的图8 至图14的情况)。

图1至图4所示的机器人(工业机器人)1包括机器人主体(主体部) 10和用于对机器人主体10(机器人1)的操作进行控制的机器人控制装置(控制单元)(未图示)。机器人1例如可以在制造精密仪器诸如钟表的制造步骤中使用。机器人控制装置可以嵌入在机器人主体10(机器人1) 中，或者可以与机器人主体10分离。此外，机器人控制装置例如可以被配置成嵌入有中央处理单元(CPU)的个人计算机(PC)。

机器人主体10包括基部(支承件)11和机械臂5。机械臂5包括：包括一个连杆的第一臂(第一臂构件)(臂部)12，包括一个连杆的第二臂(第二臂构件)(臂部)13，包括第一连杆61、第二连杆62、第三连杆 63和第四连杆64(四个连杆)的第三臂(第三臂构件)(臂部)14，第一驱动源401，第二驱动源402，第三驱动源403，第四驱动源404，第五驱动源405和第六驱动源406(六个驱动源)。例如(参见图1)，腕部由第三臂的第三连杆63和第四连杆64构成，并且诸如手91等的末端执行器可以从第三臂的第四连杆64的远端拆卸。也就是说，机器人1是竖直铰接式(六轴)机器人，其中基部11、第一臂12、第二臂13、第一连杆61、第二连杆62、第三连杆63和第四连杆64从近端侧到远端侧以该顺序彼此连接。在下文中，第一臂12、第二臂13和第三臂14还分别被称为“臂”。此外，第一连杆61、第二连杆62、第三连杆63和第四连杆64还分别被称为“连杆”。此外，第一驱动源401、第二驱动源402、第三驱动源403、第四驱动源404、第五驱动源405和第六驱动源406还分别被称为“驱动源”。

如图1、图2和图3所示，在机器人1是竖直铰接式机器人的情况下，基部11位于竖直铰接式机器人的最上侧并且是固定到(附接到)附接面 102的部分(构件)，附接面102是安装空间的顶板101的下表面。固定方法没有特别限制，例如，可以使用采用多个螺栓进行的固定方法。

附接至附接面102的基部11的位置没有特别限定，而是在该实施方式中，可以使用被设置在基部11的下部和基部11的上表面的板状法兰111 的任何部分。

其中固定基部11的部分不特别限于安装空间的顶板，并且除此之外，例如，使用安装空间的壁、地板或地面。

稍后将描述的第一关节171可以被包含或不被包含在基部11中。

第一臂12、第二臂13、第一连杆61、第二连杆62、第三连杆63和第四连杆64被分别支承以相对于基部11独立地移位。

如图1、图2和图3所示，基部11和第一臂12通过关节171彼此连接。关节171具有支承被连接到基部11以相对于基部可旋转的第一臂12 的机构。因此，第一臂12能够围绕平行于竖直方向的第一旋转轴O1相对于基部11旋转。第一旋转轴O1与顶板101的附接有基部11的下表面，即顶板101的附接面102的法线一致。第一旋转轴O1是机器人1的最上游的旋转轴。通过包括电机401M的第一驱动源401的驱动来进行围绕第一旋转轴O1的旋转。第一驱动源401由电机401M和线缆(未图示)驱动，并且该电机401M由机器人控制装置通过电连接的电机驱动器301进行控制。第一驱动源401可以被配置为通过与电机401M一起设置的减速齿轮(未图示)来传递电机401M的驱动力，并且可以省略减速齿轮。

第一臂12和第二臂13通过关节172彼此连接。关节172具有支承彼此连接的第一臂12和第二臂13中的一个臂相对于另一个臂可旋转的机构。因此，第二臂13能够围绕平行于水平方向的第二旋转轴O2相对于第一臂12旋转。第二旋转轴O2与第一旋转轴O1正交。通过包括电机 402M的第二驱动源402的驱动来进行围绕第二旋转轴O2的旋转。第二驱动源402由电机402M和线缆(未图示)驱动，并且该电机402M由机器人控制装置通过电连接的电机驱动器302进行控制。第二驱动源402 可以被配置为通过与电机402M一起设置的减速齿轮(未图示)来传递来自电机402M的驱动力，并且可以省略减速齿轮。第二旋转轴O2可以平行于与第一旋转轴O1正交的轴，或者当第二旋转轴O2与第一旋转轴O1 不正交时，第一旋转轴O1的轴向方向和第二旋转轴O2的轴向方向可以彼此不同。

第二臂13和第三臂14的第一连杆61通过关节173彼此连接。关节 173具有支承彼此连接的第二臂13和第一连杆61中的一个相对于另一个可旋转的机构。因此，第一连杆61能够围绕平行于水平方向的第三旋转轴O3相对于第二臂13旋转。第三旋转轴O3平行于第二旋转轴O2。通过第三驱动源403的驱动来进行围绕第三旋转轴O3的旋转。第三驱动源 403由电机403M和线缆(未图示)驱动，并且电机403M由机器人控制装置通过电连接的电机驱动器303进行控制。第三驱动源403可以被配置为通过与电机403M一起设置的减速齿轮(未图示)来传递来自电机403M 的驱动力，并且可以省略减速齿轮。

第一连杆61和第二连杆62通过关节174彼此连接。关节174具有支承彼此连接的第一连杆61和第二连杆62中的一个连杆相对于另一个连杆可旋转的机构。因此，第二连杆62能够围绕平行于第一连杆61的中心轴向方向的第四旋转轴O4相对于第一连杆61(基部11)旋转。第四旋转轴O4与第三旋转轴O3正交。通过第四驱动源404的驱动来进行围绕第四旋转轴O4的旋转。第四驱动源404由电机404M和线缆(未图示)驱动，并且电机404M由机器人控制装置通过电连接的电机驱动器304进行控制。第四驱动源404可以被配置为通过与电机404M一起设置的减速齿轮(未图示)来传递来自电机404M的驱动力，并且可以省略减速齿轮。第四旋转轴O4可以平行于与第三旋转轴O3正交的轴，或者当第四旋转轴O4与第三旋转轴O3不正交时，第三旋转轴O3的轴向方向和第四旋转轴O4的轴向方向可以彼此不同。

第二连杆62和第三连杆63通过关节175彼此连接。关节175具有支承彼此连接的第二连杆62和第三连杆63中的一个连杆相对于另一个连杆可旋转的机构。因此，第三连杆63能够围绕与第二连杆62的中心轴向方向正交的第五旋转轴O5相对于第二连杆62旋转。第五旋转轴O5与第四旋转轴O4正交。通过第五驱动源405的驱动来进行围绕第五旋转轴O5 的旋转。第五驱动源405由电机405M和线缆(未图示)驱动，并且电机405M由机器人控制装置通过电连接的电机驱动器305进行控制。第五驱动源405可以被配置为通过与电机405M一起设置的减速齿轮(未图示) 来传递来自电机405M的驱动力，并且可以省略减速齿轮。第五旋转轴O5可以平行于与第四旋转轴O4正交的轴，或者当第五旋转轴O5与第四旋转轴O4不正交时，第五旋转轴O5的轴向方向和第四旋转轴O4的轴向方向可以彼此不同。

第三连杆63和第四连杆64通过关节176彼此连接。关节176具有支承彼此连接的第三连杆63和第四连杆64中的一个连杆相对于另一个连杆可旋转的机构。因此，第四连杆64能够围绕第六旋转轴O6相对于第三连杆63旋转。第六旋转轴O6与第五旋转轴O5正交。通过第六驱动源 406的驱动来进行围绕第六旋转轴O6的旋转。第六驱动源406由电机 406M和线缆(未图示)驱动，并且电机406M由机器人控制装置通过电连接的电机驱动器306进行控制。第六驱动源406可以被配置为通过与电机406M一起设置的减速齿轮(未图示)来传递来自电机406M的驱动力，或者可以省略减速齿轮。第五旋转轴O5可以平行于与第四旋转轴O4正交的轴，第六旋转轴O6可以平行于与第五旋转轴O5正交的轴，或者当第六旋转轴O6与第五旋转轴O5不正交时，第六旋转轴O6的轴向方向和第五旋转轴O5的轴向方向可以彼此不同。

例如，用于抓取精密设备或部件诸如钟表的手91可拆卸地附接至第四连杆64的远端部(与第三连杆63相对侧的端部)作为末端执行器。对该手91的驱动由机器人控制装置进行控制。手91的配置没有特别限制，并且使用包括多个手指的配置。机器人1能够通过在用手91抓取精密设备或部件的同时对臂12至臂14的运动进行控制来执行输送精密设备或部件的每个操作。

接下来，将描述第一臂12、第二臂13和第三臂14之间的关系，通过改变表述从各种视角来进行描述。此外，第三臂14被认为处于第三臂 14直线延伸的状态，即第三臂14延伸到最大长度的状态，也就是第四旋转轴O4和第六旋转轴O6彼此一致或彼此平行的状态。

首先，如图3所示，第一臂12的长度L1被设置为大于第二臂13的长度L2。

文中，在沿第二旋转轴O2的轴向方向观察时，第一臂12的长度L1 是第二旋转轴O2与可旋转地支承第一臂12的轴承52的中心线521之间的距离，第一臂12沿图3的竖直方向延伸。

在沿第二旋转轴O2的轴向方向观察时，第二臂13的长度L2是第二旋转轴O2与第三旋转轴O3之间的距离。

如图4所示，在沿第二旋转轴O2的轴向方向观察时，第一臂12和第二臂13形成的角度θ被设置为0°。也就是说，在沿第二旋转轴O2的轴向方向观察时，第一臂12和第二臂13被配置成彼此交叠。

当第二臂13的角度θ为0°时，即当第一臂12和第二臂13彼此交叠时，在沿第二旋转轴O2的轴向方向观察时，顶板101的其上设置基部11 的附接面102不会引起干扰。

文中，在沿第二旋转轴O2的轴向方向观察时，由第一臂12和第二臂13形成的角度θ是由通过第二旋转轴O2和第三旋转轴O3的直线(在沿第二旋转轴O2的轴向方向观察时，第二臂13的中心轴)51与第一旋转轴O1形成的角度。

通过不使第一臂12旋转而是使第二臂13旋转，第二臂13的远端可以通过在沿第二旋转轴O2的轴向方向观察时角度θ被设置为0的状态(第一臂12和第二臂13彼此交叠的状态)移动到围绕第一旋转轴O1旋转180°的位置(参见图7A至图7E)。也就是说，通过不使第一臂12旋转而是使第二臂13旋转，机械臂5的远端(第三臂14的第四连杆64的远端) 可以从图7A所示的第一位置通过角度θ被设置为0°的状态移动到图7E 所示的围绕第一旋转轴O1旋转180°的第二位置(参见图7A至图7E)。如果需要，第三臂14的第一连杆61、第二连杆62、第三连杆63和第四连杆64可以分别旋转。

在将第二臂13的远端移动到围绕第一旋转轴O1旋转180°的位置时 (在将机械臂5的远端从第一位置移动到第二位置时)，当沿第一旋转轴 O1的轴向方向观察时，第二臂13的远端和机械臂5的远端在直线上移动。

第三臂14的长度L3被设置为大于第二臂13的长度L2。

因此，当第二臂13和第三臂14彼此交叠时，在沿第二旋转轴O2的轴向方向观察时，第三臂14的远端即第四连杆64的远端可以从第二臂 13突出。因此，可以防止手91干扰第一臂12和第二臂13。

文中，如图4所示，在沿第二旋转轴O2的轴向方向观察时，第三臂 14的长度L3是第三旋转轴O3与第三臂14的远端(第四连杆64的远端) 之间的距离。在这种情况下第三臂14的状态是第三臂14延伸到最大长度的状态，即，第四旋转轴O4和第六旋转轴O6彼此一致或彼此平行的状态，即第三臂14直线延伸的状态。

如图4所示，当沿第二旋转轴O2的轴向方向观察时，第二臂13和第三臂14可以彼此交叠。

也就是说，当沿第二旋转轴O2的轴向方向观察时，第一臂12、第二臂13和第三臂14可以同时彼此交叠。

在机器人1中，通过满足上述关系，通过使第一臂12不旋转而是使第二臂13和第三臂14旋转，手91(第三臂14的远端)能够通过在沿第二旋转轴O2的轴向方向观察时由第一臂12和第二臂13形成的角度θ被设置为0°的状态(第一臂12和第二臂13彼此交叠的状态)移动到围绕第一旋转轴O1旋转180°的位置。通过使用该操作，可以以良好的效率驱动机器人1，并且减小为避免干扰机器人1所设置的空间，并且获得稍后描述的各种优点。

接下来，将描述由机器人1执行的关于材料的诸如供给、移除、输送、组装等的操作以及机器人1在操作时的运动的示例。文中，将描述当机器人1执行将布置在部件供给部中的部件(工件)插入到由带式输送机输送的部件(工件)的组装操作时的机器人1的运动。

如图6所示，在机器人1中，基部11附接至顶板101以便位于带式输送机71的附近。带式输送机71可以是用于带驱动或滚珠丝杠驱动的直接线性运动轴承。

如图5和图6所示，在操作时通过带式输送机71输送预定部件42。机器人1将设置在部件供给部72中的部件41插入由带式输送机71输送的部件42。

此时，首先，如图5所示，机器人1使用手91抓取被设置在部件供给部72中的部件41。

接下来，如图7A至图7E所示，通过不使第一臂12旋转(不执行由图6的箭头57和箭头58所示的操作)而是使第二臂13和第三臂14旋转 (执行由图6的箭头56所示的操作)，手91能够通过在沿第二旋转轴O2 的轴向方向观察时由第一臂12和第二臂13形成的角度θ被设置为0°的状态(第一臂12和第二臂13彼此交叠的状态)(参见图7C)移动到围绕第一旋转轴O1旋转180°的位置，即插入部73。此时，第二臂13的远端和手91(第三臂14的远端)在直线上移动。此时，第一臂12还可以旋转，作为微调的操作。

如图5所示，部件41插入到插入部73中的部件42中。此时，第一臂12还可以旋转，作为微调的操作。随后，重复该操作。

在机器人1中，通过不使第一臂12旋转而是使第二臂13旋转，手 91通过在沿第二旋转轴O2的轴向方向观察时由第一臂12和第二臂13 形成的角度θ被设置为0°的状态能够移动到围绕第一旋转轴O1旋转180°的位置，并且因此，如图6所示，机器人1的安装空间的宽度W可以被设置为比相关技术的W1小的W2。W2例如比W1小至少80％。通过与上述相同的方式，机器人1的安装空间的高度(竖直方向的高度)可以被设置为小于相关技术的高度，并且特别地，机器人1的安装空间的高度可以为比相关技术的高度小至少80％。

如上所述，在机器人1中，通过不使第一臂12旋转而是使第二臂13 和第三臂14旋转，手91(第三臂14的远端)通过在沿第二旋转轴O2 的轴向方向观察时由第一臂12和第二臂13形成的角度θ被设置为0°的状态(第一臂12和第二臂13彼此交叠的状态)能够移动到围绕第一旋转轴O1旋转180°的位置。

因此，可以减少为避免干扰机器人1所设置的空间。

也就是说，首先，可以降低顶板101，并且因此，机器人1的重心位置降低，并且可以防止由于由机器人1的运动产生的反作用力而发生的振动。

此外，可以减小机器人1在宽度方向(生产线的方向)的作业区域，并且因此可以沿着生产线在单位长度设置大量的机器人1，缩短生产线。

当手91移动时，机器人1的运动可以被最小化。例如，可以不使第一臂12旋转或减小第一臂12的旋转角度，并且因此，可以缩短周期时间并提高操作效率。

第二实施方式

图8是示出根据本发明的机器人的第二实施方式的主视图。

在下文中，将描述第二实施方式，但是描述集中在第二实施方式与上述第一实施方式的不同点上，并且将省略对相同事项的描述。

如图8所示，在第二实施方式的机器人1A中，第二臂13的长度L2 被设置为大于第一臂12的长度L1。因此，在机器人1A中，手91能够移动更远，并且可以增大手91的竖直运动的范围。

即使在第二实施方式中也能呈现出与上述第一实施方式中相同的效果。

第三实施方式

图9是示出根据本发明的机器人的第三实施方式的立体图。图10是图9所示的机器人的侧视图。图9和图10中省略了手91。

在下文中，将描述第三实施方式，但是描述集中在第三实施方式与上述第一实施方式的不同点上，并且将省略对相同事项的描述。

如图9和图10所示，在第三实施方式的机器人1B中，第一臂12和第二臂13分别弯曲，并且第一臂12和第二臂13的一部分相对于基部11 沿水平方向突出(图10的左侧)。

第三臂14的第二连杆62包括彼此相对的一对支承件即支承件621 和支承件622，并且第三连杆63连接在支承件621与支承件622之间。

即使在第三实施方式中也能呈现出与上述第一实施方式中相同的效果。

第四实施方式

图11是示出根据本发明的机器人的第四实施方式的立体图。图11中省略了手91。

在下文中，将描述第四实施方式，但是描述集中在第四实施方式与上述第一实施方式的不同点上，并且将省略对相同事项的描述。

如图11所示，在第四实施方式的机器人1C中，第一臂12包括彼此相对的一对支承件即支承件121和支承件122，并且第二臂13连接在支承件121与支承件122之间。支承件121和支承件122相对于基部11沿水平方向(图11的水平方向)突出。

以与上述相同的方式，第二臂13包括彼此相对的一对支承件即支承件131和支承件132，并且第三臂14连接在支承件131与支承件132之间。

即使在第四实施方式中也能呈现出与上述第一实施方式中相同的效果。

第五实施方式

图12A至图12C是用于示出第五实施方式中根据本发明的机器人的运动的图示。

在下文中，将描述第五实施方式，但是描述集中在第五实施方式与上述第一实施方式的不同点上，并且将省略对相同事项的描述。在第五实施方式中，使用第一实施方式的机器人1进行说明，同时该配置能够以相同的方式应用于第二实施方式至第四实施方式的机器人1A至机器人1C以及后述的第七实施方式的机器人1D。

在第五实施方式中，在机器人1中，机械臂5的远端能够从第一位置移动到与第一位置具有相同高度(竖直方向上的位置)的第三位置，并且将其端部从第三位置移动到第二位置，还可以执行相反操作，即，执行将机械臂5的远端从第二位置移动到第三位置，以及从第三位置移动到第一位置的操作。如图12A至图12C所示，通过使用该功能，机器人1执行提取被布置在搁板76上的工件46，将工件输送到工作台77并将工件布置在工作台77上的操作。

工作台77设置在从搁板76围绕机器人1的第一旋转轴O1移动180°的位置。

工件46的形状没有特别限定，在本实施方式中，使用板形状。

当机器人1从搁板76提取工件46时，搁板76的位于工件46的上部和下部的部分是障碍物。在本实施方式中，搁板被描述作为机器人1在运动时的障碍物，但是障碍物不限于搁板，例如可以假设是位于诸如设备的工件46的上部和下部的各种部件。

在该操作中，首先，如图12A所示，机器人1使用手91抓取并提升被布置在搁板76上的工件46。图12A是第一位置。

接下来，如图12B所示，机器人1在保持工件46(机械臂5的远端) 的高度(竖直方向上的位置)恒定的同时沿水平方向移动工件46，并且从搁板76提取工件46。此时，机器人1不使第一臂12旋转而是使第二臂13和第三臂14的第一连杆61和第三连杆63旋转。因此，在沿第一旋转轴O1的轴向方向观察时，第二臂13的远端和机械臂5的远端在直线上移动。如果需要，可以通过旋转第一臂12以及第三臂14的第二连杆 62和第四连杆64中的任意部件来进行微调。图12B所示的机械臂5的远端的位置是第三位置。第一位置的高度和第三位置的高度(竖直方向上的位置)彼此相等。

接下来，如图12C所示，机器人1将工件46输送到工作台77，并将工件布置在工作台77上。此时，机器人1不使第一臂12旋转，并且使第二臂13以及第三臂14的第一连杆61和第三连杆63旋转。因此，在沿第一旋转轴O1的轴向方向观察时，第二臂13的远端和机械臂5的远端在直线上移动。如果需要，可以通过旋转第一臂12以及第三臂14的第二连杆62和第四连杆64中的任意部件来进行微调。图12C所示的机械臂5 的远端的位置是第二位置。第二位置的高度、第一位置的高度以及第三位置的高度可以彼此相等或者可以彼此不同。

机器人1可以执行相反操作，即将布置在工作台77上的工件46输送到搁板76并将工件布置在搁板76上的操作。下面将描述该操作。

在该操作中，首先，如图12C所示，机器人1使用手91抓取被布置在工作台77上的工件46。

接下来，如图12B所示，机器人1将工件46输送到搁板76的附近。此时，机器人1不使第一臂12旋转而是使第二臂13以及第三臂14的第一连杆61和第三连杆63旋转。因此，当沿第一旋转轴O1的轴向方向观察时，第二臂13的远端和机械臂5的远端在直线上移动。如果需要，可以通过旋转第一臂12以及第三臂14的第二连杆62和第四连杆64中的任意部件来进行微调。

接下来，如图12A所示，机器人1在保持工件46(机械臂5的远端) 的高度(竖直方向上的位置)恒定的同时沿水平方向移动工件46，并且在搁板76中移动工件46。此时，机器人1不使第一臂12旋转而是使第二臂13以及第三臂14的第一连杆61和第三连杆63旋转。因此，当沿第一旋转轴O1的轴向方向观察时，第二臂13的远端和机械臂5的远端在直线上移动。如果需要，可以通过旋转第一臂12以及第三臂14的第二连杆62和第四连杆64中的任意部件来进行微调。接下来，机器人1降低并释放工件46，并且将工件布置在搁板76上。

如上所述，在机器人1中，可以在防止干扰搁板76的情况下从搁板 76提取工件46或者将工件46布置在搁板76上。

在不使第一旋转轴O1旋转的情况下，机械臂5的远端能够在第一旋转轴O1的位置与远离第一旋转轴O1的位置之间的宽范围内移动，并且因此，如图12C所示，可以在从接近第一旋转轴O1的部分到远离部分的宽范围内输送工件46。

由于可以在不使第一臂12旋转的情况下将机械臂5的远端从第一位置和第二位置中的一个位置移动到另一个位置，所以可以减小机器人的安装空间的区域。例如，当工件46具有诸如基板或平板的长的形状(大尺寸)时，可以防止由于工件46的尺寸而对机器人1的安装空间的尺寸的影响。

第六实施方式

图13A和图13B是用于示出第六实施方式中根据本发明的机器人的运动的图示。

在下文中，将描述第六实施方式，但是描述集中在第六实施方式与上述第一实施方式的不同点上，并且将省略对相同事项的描述。在第六实施方式中，使用第一实施方式的机器人1进行说明，同时该结构能够以相同的方式应用于第二实施方式至第四实施方式的机器人1A至机器人1C和后述的第七实施方式的机器人1D。

如图13A所示，在第六实施方式中，机器人1执行将布置在面板78 上的工件47输送到搁板76并将工件布置在搁板76上的操作。

面板78设置在从搁板76围绕机器人1的第一旋转轴O1移动180°的位置。

在该操作中，首先，如图13A所示，机器人1使用手91抓取被布置在面板78上的工件47。

接下来，机器人1以与第五实施方式相同的方式在不使第一臂12旋转的情况下将工件47输送到接近搁板76的部分，在搁板76中移动工件，降低、释放工件47并且将工件47布置在搁板76上。

文中，在相关技术的机器人中，当相对于第一旋转轴O1输送被布置在搁板76侧的面板78的区域R1中的工件47时，第一臂不旋转，然而，当输送被布置在搁板76的相对侧上的区域R2中的工件47时，第一臂旋转180°。因此，在相关技术的机器人中，如图13B所示，需要在面板78 的区域R1和区域R2中将工件47的方向改变180°。或者，在相关技术的机器人中，在工件47的方向在面板78的区域R1和区域R2中一致的情况下，当输送被布置在面板78的区域R2中的工件47时，需要将远端侧的臂(连杆)旋转180°以使工件47的方向返回到原始方向。

鉴于此，在机器人1中，即使当输送被设置在面板78的区域R1和 R2中任一区域中的工件47时，第一臂12也不旋转，并且因此，不需要执行诸如在相关技术的机器人的情况下的复杂的操作或控制，并且可以简化操作和控制。

第七实施方式

图14是示出根据本发明的机器人的第七实施方式的主视图。

在下文中，将描述第七实施方式，但是描述集中在第七实施方式与上述第一实施方式的不同点上，并且将省略对相同事项的描述。

如图14所示，在第七实施方式的机器人1D中，第一臂12相对于第一旋转轴O1(竖直方向)倾斜。因此，第二旋转轴O2与第一旋转轴O1 分离距离L4。

在机器人1D中，与第二旋转轴O2和第一旋转轴O1彼此未分离的情况相比，第二臂13的远端能够移动到与第一旋转轴O1进一步分开距离L4的位置，也就是说，机械臂5的远端能够移动到与第一旋转轴O1 分开距离L4的位置。

即使在第七实施方式中也能呈现出与上述第一实施方式中相同的效果。

第八实施方式

图15是示出根据本发明的机器人系统的第八实施方式的立体图。图 16是示出根据本发明的机器人系统的第八实施方式的主视图。图17是示出根据本发明的机器人系统的第八实施方式的俯视图。图18是示出根据本发明的机器人系统的第八实施方式的平面图。图19是示出根据本发明的机器人系统的第八实施方式的立体图。在图15至图19中，示出相关技术的机器人单元7作为参考，以便对机器人单元7的尺寸与本实施方式的机器人单元6的尺寸进行比较。以相同的方式示出高165cm和宽60cm 的操作者作为参考。机器人系统包括机器人和设置有机器人的机器人单元。

在下文中，将描述第八实施方式。在第八实施方式中，使用第三实施方式的机器人1B进行说明，但不限于机器人1B，只要是具有比机器人单元6的尺寸小的尺寸的机器人，就可以以相同的方式应用本实施方式。

图15示出了机器人单元7设置在机器人单元6的旁边的情况。如图 16和图17所示，机器人单元7的高度为1,860mm，宽度为750mm，深度为850mm。因此，机器人单元7的安装面积为637,500mm²，机器人单元7的体积为1,185,750,000mm³。

同时，机器人单元6的高度为1,600mm，宽度为600mm，深度为 600mm。因此，机器人单元6的安装面积为360,000mm²，机器人单元6 的体积为576,000,000mm³。

如图18所示，当采用机器人单元7替换一部分用于操作者操作的单元时，机器人单元7大于用于操作者操作的单元，并且因此，生产线变长。同时，当采用机器人单元6替换一部分用于操作者操作的单元时，机器人单元6的尺寸与用于操作者操作的单元相同，并且因此，可以防止长的生产线。

特别地，通过将机器人单元的安装面积设置为小于为机器人单元7 的安装面积637,500mm²，可以增加生产线的数量并且防止长的生产线。

通过将机器人单元的安装面积设置为等于或小于500,000mm²，可以进一步防止长的生产线。

通过将机器人单元的安装面积设置为等于或小于400,000mm²，机器人单元的安装面积变为具有与用于操作者操作的单元基本相同或相等或更小的安装面积，因此，可以容易地将用于操作者操作的单元替换为机器人单元。

机器人单元6的高度等于或小于1,700mm。因此，当采用机器人单元6替换用于操作者操作的单元时，机器人单元6的高度小于机器人单元 7的高度，可以检查在其它单元中操作的操作者，如图19所示。

机器人单元6的高度优选为1,000mm至1,650mm。因此，当机器人 1B在机器人单元6中操作时可以防止振动的影响。

在机器人单元6中，机器人1B相对于机器人单元6的体积的体积比 (机器人1B的体积/机器人单元6的体积)优选为0.01至0.5。例如，当机器人1B的体积为7,000,000mm³并且机器人单元6的体积为 576,000,000mm³时，(机器人1B的体积/机器人单元6的体积)的值等于或大于0.01。因此，因为相关技术的体积比等于或小于0.01，所以通过增加等于或大于0.01的体积比，可以实现机器人单元6的空间节省并且使得操作高效。

此外，在机器人单元6中，机器人1B相对于机器人单元6的体积的体积比(机器人1B的体积/机器人单元6的体积)为0.01至0.1。因此，与体积比等于或小于0.5的情况相比，可以扩大机器人1B的可动范围。

在机器人单元6中，机器人1B的重量优选地等于或小于20kg。因此，当机器人1B在机器人单元6中操作时可以防止振动的影响。

在机器人单元6中，机器人1B包括设置在机器人单元6上的基部11、设置在基部11上以便能够围绕第一旋转轴O1旋转的第一臂12、以及设置在第一臂12上以便能够围绕具有与第一旋转轴O1的轴向方向不同的轴向方向的第二旋转轴O2旋转的第二臂13，并且第一臂12的长度优选地大于第二臂13的长度。因此，可以在机器人单元6的小空间中高效地执行操作。

在上文中，基于附图中所示的实施方式描述了根据本发明的机器人和机器人系统，但是本发明不限于此，并且每个单元的配置可以被具有相同功能的任意配置所替换。可以添加其他任意部件。

在本发明中，实施方式中的两个或更多个任意配置(特征)可以彼此组合。

在本实施方式中，机械臂的旋转轴的数量为六个，但本发明不限于此，机械臂的旋转轴的数量例如可以为二个、三个、四个、五个或七个或者更多个。也就是说，在本实施方式中，连杆的数量是六个，但是本发明不限于此，连杆的数量可以是例如两个、三个、四个、五个或七个或更多个。

特别地，在本实施方式中，第一臂由一个连杆构成，但本发明不限于此，例如第一臂可以由多个连杆构成。

在本实施方式中，第二臂由一个连杆构成，但本发明不限于此，例如第二臂可以由多个连杆构成。

在实施方式中，第三臂由四个连杆构成，但是本发明不限于此，例如，第三臂可以由一个、两个、三个或五个或更多个连杆构成。

在本发明中，可以省略第三臂。在这种情况下，例如，末端执行器可拆卸地附接到第二臂的远端。

在本实施方式中，机械臂的数量为一个，但本发明不限于此，例如机械臂的数量可以是两个或更多个。也就是说，机器人(机器人主体)可以是具有多个臂的机器人，例如双臂机器人。

在本发明中，机器人(机器人主体)可以是具有其他系统的机器人。作为具体示例，例如使用包括腿部的腿式步行(行走)机器人。

附图标记列表

1，1A，1B，1C，1D：机器人

5：机械臂

6，7：机器人单元

10：机器人主体

11：基部

12，13，14：臂

41，42：部件

46，47：工件

51：直线

52：轴承

56，57，58：箭头

61，62，63，64：连杆

71：带式输送机

72：部件供给部

73：插入部

76：搁板

77：工作台

78：面板

91：手

101：顶板

102：附接面

111：法兰

121，122，131，132：支承件

171，172，173，174，175，176：关节

301，302，303，304，305，306：电机驱动器

401，402，403，404，405，406：驱动源

401M，402M，403M，404M，405M，406M：电机

521：中心线

621，622：支承件

O1，O2，O3，O4，O5，O6：旋转轴

R1，R2：区域

Claims

1.一种机器人，包括：

基部；以及

机械臂，

其中，所述机械臂包括：

第一臂，所述第一臂设置在所述基部上以便能够围绕第一旋转轴旋转；

第二臂，所述第二臂设置在所述第一臂上以便能够围绕第二旋转轴旋转，所述第二旋转轴的轴向方向不同于所述第一旋转轴的轴向方向；以及

第三臂，所述第三臂设置在所述第二臂上以便能够围绕第三旋转轴旋转，

其中，在沿所述第二旋转轴的轴向方向观察时，所述第一臂、所述第二臂和所述第三臂彼此交叠，

其中，所述第一臂的长度被设置为大于所述第二臂的长度，并且所述第三臂的长度被设置为大于所述第二臂的长度，

其中，当在沿所述第二旋转轴的轴向方向观察时，所述第一臂、所述第二臂和所述第三臂交叠时，所述第三臂较之所述第二臂更靠近所述第一旋转轴，以及

其中，所述第三臂包括：

第一连杆，所述第一连杆设置在所述第二臂上以便能够围绕所述第三旋转轴旋转，

第二连杆，所述第二连杆设置在所述第一连杆上以便能够围绕第四旋转轴旋转，所述第四旋转轴的轴向方向不同于所述第三旋转轴的轴向方向，

第三连杆，所述第三连杆设置在所述第二连杆上以便能够围绕第五旋转轴旋转，所述第五旋转轴的轴向方向不同于所述第四旋转轴的轴向方向，以及

第四连杆，所述第四连杆设置在所述第三连杆上以便能够围绕第六旋转轴旋转，所述第六旋转轴的轴向方向不同于所述第五旋转轴的轴向方向。

2.根据权利要求1所述的机器人，

其中，所述第二旋转轴与所述第一旋转轴分离。

3.根据权利要求1或2所述的机器人，

其中，所述第三旋转轴的轴向方向与所述第二旋转轴的轴向方向彼此平行。

4.根据权利要求1所述的机器人，

其中，在沿所述第二旋转轴的轴向方向观察时，由所述第一臂和所述第二臂形成的角度被设置为0°，以及

在所述角度为0°时，所述第二臂不干扰设置所述基部的附接面。

5.根据权利要求1所述的机器人，

其中，通过不使所述第一臂旋转而是使所述第二臂旋转，所述机械臂的远端从第一位置通过轴如下状态移动到围绕所述第一旋转轴旋转180°的第二位置：在所述状态下，在沿所述第二旋转轴的轴向方向观察时，由所述第一臂和所述第二臂形成的角度被设置为0°。

6.根据权利要求5所述的机器人，

其中，当所述机械臂的远端从所述第一位置移动到所述第二位置时，在沿所述第一旋转轴的轴向方向观察时，所述机械臂的远端在直线上移动。

7.根据权利要求5或6所述的机器人，

其中，所述机械臂的远端从所述第一位置移动到第三位置并且所述机械臂的远端从所述第三位置移动到所述第二位置，所述第三位置的高度与所述第一位置的高度相同。

8.根据权利要求5所述的机器人，

其中，所述机械臂的远端从所述第二位置移动到第三位置并且所述机械臂的远端从所述第三位置移动到所述第一位置，所述第三位置的高度与所述第一位置的高度相同。