CN107363861A - 机器人、控制装置以及机器人系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供能够减小用于使机器人不干扰的空间的机器人、控制装置以及机器人系统。本发明的机器人的特征在于，具备机械手，上述机械手具有能够绕第n转动轴转动的第n臂、能够绕与上述第n转动轴的轴向不同的轴向亦即第(n+1)转动轴转动地设置于上述第n臂的第(n+1)臂、以及能够绕第(n+2)转动轴转动地设置于上述第(n+1)臂的第(n+2)臂，在第一状态下，上述机械手的外形在从上述第n转动轴的轴向观察时，位于以上述第n转动轴为中心、将上述机械手的前端与上述第n转动轴之间的第一长度作为半径的第一圆的内侧或者上述第一圆上。

Description

机器人、控制装置以及机器人系统

技术领域

本发明涉及机器人、控制装置以及机器人系统。

背景技术

以往已知具备机器人臂的机器人。机器人臂的多个臂经由关节部连结，在最前端侧的臂例如安装有手部作为末端执行器。关节部被马达驱动，通过该关节部的驱动，臂转动。而且，机器人例如用手部把持对象物，使该对象物向规定的场所移动，进行组装等规定的作业。

作为这样的机器人，专利文献1中公开了垂直多关节机器人。专利文献1中所记载的机器人为如下的结构：使手部相对于基台移动至绕最基端侧的转动轴(沿垂直方向延伸的转动轴)亦即第一转动轴相差180°的位置时，是使相对于基台最基端侧(基台侧)的臂亦即第一臂绕第一转动轴转动而进行的。

专利文献1：日本特开2014－46401号公报

然而，在专利文献1所记载的机器人中，在使手部相对于基台移动至绕第一转动轴相差180°的位置的情况下，需要用于使机器人不干扰的较大的空间。

发明内容

上述的课题通过下述的本发明来实现。

本发明的机器人的特征在于，具备机械手，上述机械手具有能够绕第n转动轴转动的第n臂、能够绕与上述第n转动轴的轴向不同的轴向亦即第(n+1)转动轴转动地设置于上述第n臂的第(n+1)臂、以及能够绕第(n+2)转动轴转动地设置于上述第(n+1)臂的第(n+2)臂，其中，n为1以上的整数，

在从上述第(n+1)转动轴的轴向观察时，上述第n臂和上述第(n+1)臂能够重叠、以及上述第(n+1)臂和上述第(n+2)臂能够重叠，

在从上述第(n+1)转动轴的轴向观察时，上述第(n+1)转动轴与上述第n转动轴分离，

在从上述第(n+1)转动轴的轴向观察时，上述第(n+1)臂和上述第(n+2)臂重叠，在将上述第(n+1)转动轴和上述第(n+2)转动轴连结的第一线段与上述第n转动轴正交的第一状态下，上述机械手的外形在从上述第n转动轴的轴向观察时，位于以上述第n转动轴为中心、将上述机械手的前端与上述第n转动轴之间的第一长度作为半径的第一圆的内侧或者上述第一圆上。

根据这样的本发明的机器人，能够减小用于使机器人不干扰的空间，即使是比较窄的空间，也能够避免与机器人自身(例如第n臂)或周边设备的干扰，而高效地进行各种作业。

在本发明的机器人中，优选上述机械手具备具有上述第n臂、上述第(n+1)臂以及上述第(n+2)臂的机器人臂和设置在上述机器人臂的末端执行器，

在上述第一状态下，上述机器人臂的外形在从上述第n转动轴的轴向观察时，位于以上述第n转动轴为中心、将上述机器人臂的前端与上述第一转动轴之间的第二长度作为半径的第二圆的内侧或者上述第二圆上。

由此，不管机械手的种类、形状等，都能够避免与机器人自身或周边设备的干扰，而高效地进行各种作业。

在本发明的机器人中，优选上述第n臂的长度比上述第(n+1)臂的长度长。

由此，在从第(n+1)转动轴的轴向观察时，当第n臂和第(n+1)臂重叠时，能够避免第(n+1)臂干扰第n臂。

在本发明的机器人中，优选上述第n臂(n为1)设置在基台上。

由此，能够使第n臂相对于基台转动。另外，由于能够重叠的第n臂以及第(n+1)臂是设置于基台上的第一臂以及与第一臂连接的第二臂，所以尤其能够减小用于使机器人不干扰的空间。

在本发明的机器人中，优选从上述第(n+1)转动轴的轴向观察时的将上述第(n+1)转动轴和上述第n臂与上述基台的连接部分连结的第二线段、和上述第n转动轴所成的角度是大于0°且小于45°。

由此，能够使机械手稳定地动作，并且，能够避免与机器人自身(例如基台、第n臂)或周边设备的干扰，并扩大在基台附近机械手的前端能够移动的范围。

在本发明的机器人中，优选上述角度大于5°且小于30°。

由此，能够使机械手更稳定地动作，并且，能够避免与机器人自身(例如，第n臂)的干扰，并进一步扩大在基台附近机械手的前端能够移动的范围。

在本发明的机器人中，优选上述第(n+1)转动轴与上述第(n+2)转动轴平行。

由此，在从第(n+1)转动轴的轴向观察时，能够高效地使第(n+1)臂和第(n+2)臂重叠，能够避免机器人的干扰，而更高效地进行各种作业。

本发明的控制装置的特征在于，对本发明的机器人的动作进行控制。

根据这样的本发明的控制装置，由于本发明的机器人是即使在比较窄的空间也能够避免与机器人自身、周边设备的干扰，而高效地进行各种作业的结构，所以容易控制，能够使控制装置成为比较简单的结构。

本发明的机器人系统的特征在于，具备本发明的机器人、和控制上述机器人的动作的控制装置。

根据这样的本发明的机器人系统，由于具备本发明的机器人，所以即使是比较窄的空间也能够避免与机器人自身或周边设备的干扰，而高效地进行各种作业。

附图说明

图1是表示本发明的第一实施方式所涉及的机器人系统的示意立体图。

图2是图1所示的机器人系统的示意主视图。

图3是图1所示的机器人的示意图。

图4是图1所示的机器人的第一臂、第二臂以及第三臂不重叠的状态的示意侧视图。

图5是图1所示的机器人的第一臂、第二臂以及第三臂重叠的状态的示意侧视图。

图6是图1所示的机器人的第一臂、第二臂以及第三臂不重叠的状态的示意侧视图。

图7是表示图4～图6所示的机器人的动作中的机器人臂的前端的移动路径的图。

图8是表示图1所示的机器人的第一状态的示意侧视图。

图9是表示图1所示的机器人的第一状态的示意俯视图。

图10用于说明图1所示的机器人的作业区域的示意侧视图。

图11是用于说明图1所示的机器人的作业区域的示意侧视图。

图12是用于说明图1所示的机器人的作业区域的示意侧视图。

图13是表示参考例的机器人的示意侧视图。

图14是图13所示的参考例的机器人的示意俯视图。

图15是图13所示的参考例的机器人的示意侧视图。

图16是表示本发明的第二实施方式所涉及的机器人的第一状态的示意侧视图。

图17是表示本发明的第二实施方式所涉及的机器人的第一状态的示意俯视图。

图18是用于说明图16所示的机器人的作业区域的示意侧视图。

图19是用于说明图16所示的机器人的作业区域的示意侧视图。

具体实施方式

以下，基于附图所示的优选的实施方式，详细地对本发明的机器人、控制装置以及机器人系统进行说明。

《机器人系统》

[第一实施方式]

图1是表示本发明的第一实施方式所涉及的机器人系统的示意立体图。图2是图1所示的机器人系统的示意主视图。图3是图1所示的机器人的示意图。图4是图1所示的机器人的第一臂、第二臂以及第三臂不重叠的状态的示意侧视图。图5是图1所示的机器人的第一臂、第二臂以及第三臂重叠的状态的示意侧视图。图6是图1所示的机器人的第一臂、第二臂以及第三臂不重叠的状态的示意侧视图。

此外，以下，为了便于说明，将图2～图6中的上侧称为“上”或者“上方”、将下侧称为“下”或者“下方”。另外，将图2～图6中的上下方向设为“垂直方向”，将左右方向设为“水平方向”。另外，将图1～图6中的基台侧称为“基端”，将其相反侧(手部侧)称为“前端”。此外，后述的图8、图10～图13、图15、图16、图18以及图19也相同。另外，在图1、图3～图6中省略手部91的图示。后述的图8、图10～图13、图15、图16、图18以及图19也同样地省略手部91的图示。

另外，在本说明书中，2个轴相互“平行”也包括这2个轴中的一个轴相对于另一个轴在5°以下的范围内倾斜的情况。另外，在本说明书中，“转动轴”是包含其延长线的意思。

图1所示的机器人系统100例如能够在制造手表那样的精密设备等的制造工序等中使用。

机器人系统100具备机器人1、和机器人控制装置50(控制部)。

[机器人控制装置]

机器人控制装置50控制机器人1的各部的动作。机器人控制装置50例如能够由内置了CPU(Central Processing Unit：中央处理器)的个人计算机(PC)等构成。而且，机器人控制装置50例如能够按照预先决定的程序，连续地控制机器人1的各部的作业。

在本实施方式中，机器人控制装置50被内置在后述的机器人1的基台11。此外，机器人控制装置50可以设置在机器人1的基台11以外的地方，另外，也可以与机器人1分体设置。

作为这样的本发明的控制装置的一个例子的机器人控制装置50控制作为本发明的机器人的一个例子的机器人1的动作。根据该机器人控制装置50，能够适当地控制后述的机器人1。并且，由于机器人1是容易控制的结构，所以能够使机器人控制装置50的结构比较简单。

[机器人]

机器人1能够进行精密设备、构成该精密设备的部件(对象物)的供料、除料、搬运以及组装等各种作业。

如图2所示，机器人1具备基台11和机械手110。机械手110具有机器人臂10、和设置在机器人臂10的前端的作为末端执行器的手部91。

机器人臂10具备第一臂12(第n臂)、第二臂13(第(n+1)臂)、第三臂14(第(n+2)臂)、第四臂15、第五臂16以及第六臂17。即，机器人1是从基端侧朝向前端侧依次连结有基台11、第一臂12、第二臂13、第三臂14、第四臂15、第五臂16、和第六臂17的垂直多关节(6轴)机器人。此外，以下，将第一臂12、第二臂13、第三臂14、第四臂15、第五臂16以及第六臂17分别称为“臂”。

(基台)

在本实施方式中，机器人1被设置在作为设置面的地板面上，基台11位于机器人1的最下方。即，机器人1是基台11位于比机器人臂10靠垂直方向下方的落地型的垂直多关节机器人。

如图1所示，基台11是固定于机器人1的安装部件60的部分(被安装的部件)。安装部件60组合多个板状或者棒状的支承部件而构成。在本实施方式中，在该安装部件60的上部固定有设置于基台11的上部的板状的凸缘111。由此，机器人1被设置在地板面上。

此外，基台11的固定于安装部件60的部分并不限于凸缘111，例如也可以是基台11的下表面。另外，作为向安装部件60的固定方法，并未特别限定，例如能够采用利用多根螺栓的固定方法等。另外，基台11的固定位置并不限于地板面，例如可以是顶棚、壁等。机器人1是落地型的垂直多关节机器人，但例如也可以是悬吊的垂直多关节机器人。

(机械手)

机械手110如前述，具有机器人臂10和手部91。

如图2所示，机器人臂10相对于基台11以能够转动的方式被支承。臂12～17分别相对于基台11以能够独立地位移的方式被支承。

如图2所示，第一臂12呈弯曲的形状。另外，如图4所示，第一臂12具有相对于后述的第一转动轴O1倾斜的部分。

第一臂12具有第一部分121，被设置在基台11上，并沿水平方向(第一方向)延伸；第二部分122，被设置在第二臂13，并沿相对于水平方向以及垂直方向倾斜的方向(与第一方向不同的第二方向)延伸；以及第三部分123，位于第一部分121与第二部分122之间，并沿相对于水平方向以及垂直方向倾斜的方向(与第一方向以及第二方向不同的方向)延伸。更具体而言，第一臂12具有第一部分121，与基台11连接，并从基台11向铅锤方向上方延伸突出之后再向水平方向延伸突出；第三部分123，从第一部分121的同与基台11的连接部相反侧的端部向远离第一部分121的方向倾斜并且向比第一部分121靠上方侧延伸突出；以及第二部分122，从第三部分123的前端在比第三部分123靠上方侧向相对于第一转动轴O1倾斜的方向延伸突出。此外，这些第一部分121、第二部分122以及第三部分123一体地形成。另外，第一部分121和第二部分122在从图2的纸面近前观察时(后述的与第一转动轴O1以及第二转动轴O2双方正交的正面观察时)，大致正交(交叉)。

如图2所示，第二臂13呈长条形状，与第一臂12的前端部(第二部分122的与第三部分123相反的端部)连接。

第三臂14呈长条形状，与第二臂13的与连接有第一臂12的端部相反的端部连接。第三臂14与第二臂13连接，并具有从第二臂13向水平方向延伸突出的第一部分141、和从第一部分141向垂直方向延伸突出的第二部分142。此外，这些第一部分141以及第二部分142一体地形成。另外，第一部分141和第二部分142在从图2的纸面近前观察时(与后述的第三转动轴O3以及第四转动轴O4双方正交的正面观察时)，大致正交(交叉)。

第四臂15与第三臂14的与连接有第二臂13的端部相反的端部连接。第四臂15具有相互对置的一对支承部151、152。支承部151、152被使用于与第五臂16的连接。

第五臂16位于支承部151、152之间，通过与支承部151、152连接而与第四臂15连结。此外，第四臂15并不限于该结构，例如支承部可以是一个(悬臂)。

第六臂17呈平板状，与第五臂16的前端部连接。

手部91可装卸地被安装在第六臂17的前端部(与第五臂16相反侧的端部)。作为手部91，并未特别限定，例如列举具有多根指部(finger)的结构。另外，在本实施方式中，作为末端执行器的一个例子，使用手部91，但作为末端执行器，并不限于此，例如可以是具有吸附部件等的机构的结构等。

此外，前述的各臂12～17的封装(构成外形的部件)分别可以由一个部件构成，也可以由多个部件构成。

这样的各臂12～17彼此经由关节171～176(关节部)连接。

如图3所示，基台11和第一臂12经由关节171连结。关节171具有将第一臂12相对于基台11以能够转动的方式支承的机构(转动轴部件)。由此，第一臂12能够相对于基台11以与垂直方向平行的第一转动轴O1(第n转动轴)为中心绕第一转动轴O1转动。

第一臂12和第二臂13经由关节172连结。关节172具有将相互连结的第一臂12和第二臂13中的一个以能够相对于另一个转动的方式支承的机构(转动轴部件)。由此，第二臂13能够相对于第一臂12以与水平方向平行的第二转动轴O2(第(n+1)转动轴)为中心绕第二转动轴O2转动。另外，第二转动轴O2和第一转动轴O1处于扭转的位置。因此，如图4所示，第二转动轴O2在从第二转动轴O2的轴向观察时，与第一转动轴O1分离距离D0。

如图3所示，第二臂13和第三臂14经由关节173连结。关节173具有将相互连结的第二臂13和第三臂14中的一个以能够相对于另一个转动的方式支承的机构(转动轴部件)。由此，第三臂14能够相对于第二臂13以与水平方向平行的第三转动轴O3为中心绕第三转动轴O3转动。另外，在本实施方式中，第三转动轴O3和第二转动轴O2平行。

第三臂14和第四臂15经由关节174连结。关节174具有将相互连结的第三臂14和第四臂15中的一个以能够相对于另一个转动的方式支承的机构(转动轴部件)。由此，第四臂15能够相对于第三臂14以与第三臂14的中心轴向平行的第四转动轴O4为中心绕第四转动轴O4转动。此外，第四转动轴O4即使不与第三转动轴O3正交，轴向相互不同即可。

第四臂15和第五臂16经由关节175连结。关节175具有将相互连结的第四臂15和第五臂16中的一个以能够相对于另一个转动方式支承的机构(转动轴部件)。由此，第五臂16能够相对于第四臂15以与第四臂15的中心轴向正交的第五转动轴O5为中心绕第五转动轴O5转动。此外，第五转动轴O5即使不与第四转动轴O4正交，轴向相互不同即可。

第五臂16和第六臂17经由关节176连结。关节176具有将相互连结的第五臂16和第六臂17中的一个以能够相对于另一个转动的方式支承的机构(转动轴部件)。由此，第六臂17能够相对于第五臂16以与第五转动轴O5正交的第六转动轴O6为中心绕第六转动轴O6转动。此外，第六转动轴O6即使不与第五转动轴O5正交，轴向相互不同即可。

另外，在各关节171～176中，虽然未图示，但分别设置有具有伺服马达等马达以及减速机的驱动部。即，机器人1具有与臂12～17对应的数目(在本实施方式中为6个)的驱动部。而且，虽然未图示，但各臂12～17分别经由与对应的驱动部电连接的多个(在本实施方式中为6个)马达驱动器被机器人控制装置50控制。此外，马达驱动器(未图示)例如内置在基台11。

以上，对机器人1的基本构成进行了说明。这样的结构的机器人1如前述，由于是具有6个(多个)臂12～17的垂直多关节机器人，所以驱动范围较宽，能够发挥较高的作业性。另外，机器人1如前述，由于是落地型的垂直多关节机器人，所以在比机器人1靠垂直下方侧的地板面侧以及侧面侧中，尤其能够发挥较高的作业性。

接下来，参照图4～图12，更具体地对机器人臂10的结构进行说明。

图7是表示图4～图6所示的机器人的动作中的机器人臂的前端的移动路径的图。图8是表示图1所示的机器人的第一状态的示意侧视图。图9是表示图1所示的机器人的第一状态的示意俯视图。图10、图11以及图12分别是用于说明图1所示的机器人的作业区域的示意侧视图。

如图4所示，第一臂12的长度被设定得比第二臂13的长度长。此处，第一臂12的长度是在从第二转动轴O2的轴向观察时，第二转动轴O2与第一臂12和基台11的连接面(连接部分)同第一转动轴O1的交点P1之间的距离。另外，第二臂13的长度是在从第二转动轴O2的轴向观察时，第二转动轴O2与第三转动轴O3之间的距离。因此，在机器人1中，在从第二转动轴O2的轴向观察时，将第二转动轴O2和交点P1连结的线段亦即第二线段L1的长度可以说被设定得比将第二转动轴O2和第三转动轴O3连结的线段亦即第一线段L2的长度长。

此外，可以将第一臂12的长度捕捉为在从第二转动轴O2的轴向观察时，第二转动轴O2与将第一臂12以能够转动的方式支承的轴承部61(关节171具有的部件)的沿图4中的左右方向延伸的中心线611之间的距离。另外，也可以将第一臂12的长度捕捉为在从第二转动轴O2的轴向观察时，第一臂12的前端面(与基台11相反侧的端面)与第一臂12和基台11的连接面之间的距离。另外，还可以将第二臂13的长度捕捉为在从第二转动轴O2的轴向观察时，第二臂13的前端面与第二臂13的基端面之间的距离。

如图5所示，机器人1构成为在从第二转动轴O2的轴向观察时，第一臂12和第二臂13能够重叠。即，机器人1构成为在从第二转动轴O2的轴向观察时，能够使图4所示的第一臂12和第二臂13所成的角度θ1为0°。此处，角度θ1是指从第二转动轴O2观察时的第一线段L2和第二线段L1所成的角度。另外，机器人1能够使从第二转动轴O2观察的情况下的第二臂13的中心轴A13和从第二转动轴O2观察的情况下的第一臂12具有的第二部分122的中心轴A12所成的角度θ12为0°。

如图5所示，机器人1构成为在从第二转动轴O2的轴向观察时，第二臂13和第三臂14能够重叠。即，机器人1构成为能够使从图4所示的第二转动轴O2的轴向观察的情况下的第二臂13的中心轴A13和从第二转动轴O2的轴向观察的情况下的第三臂14的中心轴A14所成的角度为0°。因此，机器人1在从第二转动轴O2的轴向观察时，第一臂12、第二臂13、以及第三臂14能够同时重叠。

如图4所示，第三臂14、第四臂15以及第五臂16的合计长度被设定得比第二臂13的长度长。此处，第三臂14、第四臂15以及第五臂16的合计长度是在从第二转动轴O2的轴向观察时，第三转动轴O3与第五转动轴O5之间的距离。因此，也可以说在从第二转动轴O2的轴向观察时，将第三转动轴O3和第五转动轴O5连结的线段亦即第三线段L3被设定得比第一线段L2长。此外，第三臂14、第四臂15以及第五臂16的合计长度、以及第三线段L3的长度分别如图4所示，是第四转动轴O4和第六转动轴O6一致的状态下的长度。

具有这样的机器人臂10的机器人1如前述，在从第二转动轴O2的轴向观察时，第一臂12、第二臂13以及第三臂14能够重叠。因此，如图4～图6所示，不使第一臂12转动而使第二臂13、第三臂14转动，从而能够使机器人臂10的前端移动至绕第一转动轴O1相差180°的位置。具体而言，机器人1能够使机器人臂10从如图4所示，第一臂12、第二臂13以及第三臂14不重叠的状态，经由如图5所示，从第二转动轴O2的轴向观察时第一臂12和第二臂13重叠的状态，向如图6所示，第一臂12、第二臂13以及第三臂14不重叠的状态驱动。由此，机器人1如图7所示，不进行使机器人臂10的前端如箭头62、63所示那样移动的动作而能够进行使机器人臂10的前端如箭头64所示那样移动的动作。即，机器人1在从第一转动轴O1的轴向观察时，能够进行使机器人臂10的前端在直线上移动的动作。因此，能够减小用于使机器人1的各部不干扰的空间。

这样，由于能够减小用于使机器人1的各部不干扰的空间，所以能够使用于设置机器人系统100的设置空间的面积S(设置面积)比以往的设置空间的面积SX(用双点划线表示)小。具体而言，如图7所示，能够使机器人系统100的设置空间的宽度W比以往的设置空间的宽度WX小，例如为宽度WX的80％以下，特别是70％以下。因此，能够减小机器人系统100的宽度方向(生产线的方向)的运转区域。由此，能够沿生产线在每个单位长度较多地配置机器人系统100，而能够缩短生产线。

另外，同样地，能够使机器人系统100的设置空间的高度(垂直方向的长度)比以往的高度低，具体而言，例如为以往的高度的80％以下。

另外，如前述那样，第三臂14、第四臂15以及第五臂16的合计长度被设定得比第二臂13的长度长。因此，在从第二转动轴O2的轴向观察时，在臂12～14重叠的状态下，能够使机器人臂10的前端从第二臂13突出。由此，能够防止手部91与第一臂12以及第二臂13干扰。

另外，如前述，第一臂12(第n臂)的长度比第二臂13(第(n+1)臂)的长度长。因此，在从第二转动轴O2的轴向观察时，当第一臂12与第二臂13重叠时，能够避免第二臂13与第一臂12干扰。

另外，如前述，第一臂12(第n臂(n为1))被设置在基台11上，第一臂12和基台11连接。由此，能够使第一臂相对于基台11转动。另外，由于能够重叠的臂彼此是设置在基台11上的第一臂12以及与第一臂12连接的第二臂13，所以尤其能够减小用于使机器人1不干扰的空间。

另外，如图8所示，机器人1能够采取在从第二转动轴O2的轴向观察时，第二臂13和第三臂14重叠，第一线段L2与第一转动轴O1正交的状态。将该图8所示的状态作为第一状态。

如图9所示，在机器人1中，在第一状态下，机械手110在从第一转动轴O1的轴向观察时位于第一圆S10的内侧。第一圆S10在从第一转动轴O1的轴向观察时，位于以第一转动轴O1为中心、将机械手110的前端(在本实施方式中，手部91的两个手指之间)与第一转动轴O1之间的第一长度A1作为半径的圆。

因此，在第一状态下，在从第一转动轴O1观察时，第一臂12的最外径(第一臂12的外形中的最远离第一转动轴O1的位置)、第二臂13的最外径(第二臂13的外形中的最远离第一转动轴O1的位置)、以及第三臂14的最外径(第三臂14的外形中的最远离第一转动轴O1的位置)分别位于第一圆S10的内侧。因此，图9所示，在第一状态下，在从第一转动轴O1观察时，第一转动轴O1与第一臂12的最外径之间的第三长度B、第一转动轴O1与第二臂13的最外径之间的第四长度C、以及第一转动轴O1与第三臂14的最外径之间的第五长度D分别比第一长度A1短。

这样，由于在第一状态下，机械手110在从第一转动轴O1的轴向观察时，位于第一圆S10的内侧，所以例如即使使第一臂12绕第一转动轴O1转动180°，也能够避免机械手110与周边设备等干扰。因此，不必考虑机器人臂10的干扰，即使是比较窄的空间也能够高效地进行各种作业。另外，由于能够避免机器人臂10的干扰，所以不论机器人1的设置位置、第一臂12的转动范围等，都能够容易地进行机器人1和周边设备等的布局。

此外，在第一状态下，在从第二转动轴O2观察时，如果机械手110的外形位于第一圆S10的内侧或者第一圆S10上，则能够显著地发挥可避免机械手110干扰周边设备等的效果。换言之，如果机械手110位于第一圆S10的内侧或与第一圆S10相接，则能够显著地发挥上述效果。

另外，如前述，机械手110具备具有第一臂12(第n臂)、第二臂13(第(n+1)臂)以及第三臂14(第(n+2)臂)的机器人臂10、以及设置于机器人臂10的作为末端执行器的手部91。而且，在本实施方式中，如图9所示，在第一状态下，机械手110具有的机器人臂10的外形在从第一转动轴O1(第n转动轴)的轴向观察时，位于第二圆S1上以及第二圆S1的内侧。第二圆S1是在从第一转动轴O1的轴向观察时，以第一转动轴O1为中心、将机器人臂10的前端(在本实施方式中，第六臂17的前端面的中心)与第一转动轴O1之间的第二长度A作为半径的圆。

具体而言，在本实施方式中，在第一状态下，在从第一转动轴O1观察时，第一臂12的最外径以及第二臂13的最外径分别位于第二圆S1上，第三臂14的最外径位于第二圆S1的内侧。因此，在第一状态下，在从第一转动轴O1观察时，第三长度B以及第四长度C分别与第二长度A相等，第五长度D比第二长度A短。

这样，由于机器人臂10的外形在从第一转动轴O1的轴向观察时，位于第二圆S1上以及第二圆S1的内侧，所以不管手部91等末端执行器的种类、形状等，都在使第一臂12转动时，能够避免机械手110干扰周边设备等。换言之，如果机器人臂10位于第二圆S1的内侧或与第二圆S1相接，则能够显著地发挥上述效果。

特别是由于第三长度B与第二长度A大致相等，所以例如即使使第一臂12绕第一转动轴O1转动180°，也能够避免机械手110干扰周边设备等。另外，能够扩大机器人臂10的可动范围，并能够使机器人臂10的前端在较宽范围内移动。并且，能够容易掌握机器人臂10的可动范围，并容易地设定机器人1和周边设备等的布局。此外，如果第三长度B为第二长度A以下，则能够显著地发挥前述的效果。另外，从容易地设定机器人1和周边设备等的布局，或扩大机器人臂10的可动范围这些观点来看，优选满足第三长度B≥0.5×第二长度A，更优选满足第三长度B≥0.7×第二长度A。另外，在与前述的第一长度A1的关系上，优选满足第三长度B≥0.5×第一长度A1，更优选满足第三长度B≥0.7×第一长度A1。

另外，如前述，由于第四长度C与第二长度A大致相等，所以能够避免与周边设备等的干扰，并且延长第二臂13的长度，并能够进一步扩大机器人臂10的前端能够移动的范围。另外，能够容易掌握机器人臂10的可动范围，并容易地设定机器人1和周边设备等的布局。此外，如果第四长度C为第二长度A以下，则能够显著地发挥前述的效果。另外，从进一步扩大机器人臂10的前端能够移动的范围这个观点来看，优选满足第四长度C≥0.5×第二长度A，更优选满足第四长度C≥0.7×第二长度A。另外，在与前述的第一长度A1的关系上，也优选满足第四长度C≥0.5×第一长度A1，更优选满足第四长度C≥0.7×第一长度A1。

另外，如前述，由于第五长度D比第二长度A短，所以能够避免与周边设备等的干扰，并且延长第三臂14的长度，并能够进一步扩大机器人臂10的前端能够移动的范围。但是，在本实施方式中，由于通过延长第二臂13来进一步扩大机器人臂10的前端能够移动的范围，所以即使不使第三臂14的长度延长到必要以上，也能够充分地扩大机器人臂10的前端能够移动的范围。此外，如果第五长度D为第二长度A以下，则能够显著地发挥前述的效果。另外，从进一步扩大机器人臂10的前端能够移动的范围的观点来看，优选满足第五长度D≥0.5×第二长度A，更优选满足第五长度D≥0.7×第二长度A。另外，在与前述的第一长度A1的关系上，也优选满足第五长度D≥0.5×第一长度A1，更优选满足第五长度D≥0.7×第一长度A1。

另外，如前述，第一转动轴O1和第二转动轴O2处于扭转的位置。因此，如图4所示，第二转动轴O2在从第二转动轴O2的轴向观察时，与第一转动轴O1分离距离D0。因此，能够特别容易地进行对机器人1的侧方以及机器人1的设置面侧(基台11侧)的操作。因此，能够将机器人1使用于与用途或目的等对应的多种多样的作业。

此处，第二线段L1和第一转动轴O1(第n转动轴)所成的角度θ优选大于0°且小于45°，更优选大于5°且小于30°。由此，能够使机械手110稳定地动作，并且，能够避免与机器人1自身(例如，基台11、第一臂12)或周边设备的干扰，并扩大机器人1的侧方以及基台11附近中机械手110的前端能够移动的范围。此外，第二线段L1如前述，是从第二转动轴O2(第(n+1)转动轴)的轴向观察时的将第二转动轴O2、和第一臂12(第n臂)与基台11的连接面(连接部分)连结的线段，在本实施方式中，第二线段L1尤其是指从第二转动轴O2的轴向观察时的将第二转动轴O2和交点P1连结的线段。

另外，如图8所示，第二臂13被设定为从第一状态以第二转动轴O2为中心绕第二转动轴O2沿箭头R11方向(图8中逆时针方向)转动可动180°、且沿箭头R12方向(图8中顺时针方向)转动可动180°。此处，圆R1表示以第二转动轴O2为中心的第三转动轴O3的可动范围。因此，第二臂13能够在圆R1的内侧的范围中移动。

这样，在机器人1中，设定为将第一状态的第二臂13的位置作为基准，将第二臂13以第二转动轴O2为中心沿箭头R11方向以及箭头R12方向分别转动可动180°。因此，在从图8所示的第一状态起，如图10所示，在从第二转动轴O2的轴向观察时，能够采取第三臂14与第一臂12交叉的状态。另外，从图10所示的状态起，如图11所示，在从第二转动轴O2的轴向观察时，能够采取第一臂12、第二臂13以及第三臂14不重叠的状态。并且，通过从图11所示的状态使第二臂13沿图8中的箭头R11方向转动，如图12所示，在从第二转动轴O2的轴向观察时，能够采取第一臂12的第二部分122以及臂13～15位于一直线上的状态。

由于采取这样的各状态，所以例如能够使机器人臂10的前端在图10～图12所示那样的机器人1的侧方中的作业区域71内移动。图10～图12所示那样的作业区域71能够以图8所示的第一状态中的机器人臂10的前端的位置为基准来决定，根据该决定方法，能够进一步扩大机器人1的侧方中机器人臂10的前端能够移动的范围亦即作业区域71。

图13～图15表示作为参考例的机器人1X。

图13是表示参考例的机器人的示意侧视图。图14是图13所示的参考例的机器人的示意俯视图。图15是图13所示的参考例的机器人的示意侧视图。图13与图8对应，图14与图9对应，图15与图12对应。

作为参考例的机器人1X是具有第一臂12X、第二臂13X、第三臂14X、第四臂15、第五臂16以及第六臂17的垂直多关节(6轴)机器人。该机器人1X在从第二转动轴O2观察时，第一臂12X不具有倾斜的部分，第二转动轴O2和第一转动轴O1交叉。因此，在机器人1X中，在从第二转动轴O2观察时，第二转动轴O2位于第一转动轴O1上，在从第二转动轴O2观察时，第一转动轴O1和第二转动轴O2不分离。

在这样的结构的机器人1X中，如图14所示，若想要在从第一转动轴O1观察时使机械手110X位于第一圆S10X(与第一圆S10对应的圆)的内侧，则第一线段L2X(与第一线段L2对应的长度)为第一圆S10X的半径以下。同样地，若想要在从第二转动轴O2观察时使机器人臂10X位于第二圆S1X(与第二圆S1对应的圆)的内侧，则第一线段L2X为第二圆S1X的半径以下。因此，从比较图9和图14可知，第一线段L2X比第一线段L2短，机器人1X的第二臂13X的长度比机器人1的第二臂13的长度短。

因此，根据本实施方式中的机器人1，与机器人1X相比，能够扩大机器人臂10的可动范围。因而，能够使作业区域71比图15所示的机器人1X中的作业区域72(在机器人1X的侧方中机器人臂10X的前端能够移动的范围)扩大。特别是能够扩大比作业区域72靠上侧的区域X1以及下侧的区域X2。上侧的区域X1大于第二臂13的长度与第二臂13X的长度的差。这是因为机器人1不光是第二臂13的长度，第一臂12具有相对于第一转动轴O1倾斜的部分。即，下侧的区域X2除了第二臂13的长度长之外，图12所示的机器人1的第二转动轴O2与作业区域71的距离D1比图15所示的机器人1X的第二转动轴O2与作业区域72的距离D2短。另外，下侧的区域X2是因为机器人1具有的第一臂12具有相对于第一转动轴O1倾斜的部分。在机器人1中，由于第一臂12具有相对于第一转动轴O1倾斜的部分，所以在下侧的区域X2(基台11侧的区域)中，也能够避免机器人臂10的干扰，并且进行作业。

以上，对本发明的机器人1进行了说明。

以上说明的作为本发明的机器人的一个例子的机器人1具备机械手110，该机械手110具有能够绕第一转动轴O1(第n(n是1以上的整数)转动轴)转动的第一臂12(第n臂)、能够绕与第一转动轴O1的轴向不同的轴向亦即第二转动轴O2(第(n+1)转动轴)转动地设置于第一臂12的第二臂13(第(n+1)臂)、以及能够绕第三转动轴O3(第(n+2)转动轴)转动地设置于第二臂13的第三臂14(第(n+2)臂)。另外，机器人1在从第二转动轴O2的轴向观察时，第一臂12和第二臂13能够重叠、以及第二臂13和第三臂14能够重叠。另外，在机器人1中，在从第二转动轴O2的轴向观察时，第二转动轴O2与第一转动轴O1分离。而且，在机器人1中，在第一状态下，从第一转动轴O1的轴向观察的机械手110的外形位于以第一转动轴O1为中心、将机械手110的前端与第一转动轴O1之间的第一长度A1作为半径的第一圆S10的内侧或者第一圆S10上。此外，如前述，第一状态是在从第二转动轴O2的轴向观察时，第二臂13和第三臂14重叠、且第一线段L2与第一转动轴O1正交的状态。另外，第一线段L2是从第一转动轴O1的轴向观察时的将第二臂13上的第二转动轴O2和第三转动轴O3连结的线段。

根据这样的机器人1，能够减小用于使机器人1不干扰的空间，即使是比较窄的空间也能够避免机械手110的干扰，并高效地进行各种作业。

另外，如前述，第二转动轴O2(第(n+1)转动轴)与第三转动轴O3(第(n+2)转动轴)平行。由此，在从第二转动轴O2的轴向观察时，能够高效地使第一臂12、第二臂13以及第三臂14重叠，并能够避免机器人1的干扰，更高效地进行各种作业。

另外，机器人1如前述，由于能够进行使手部91如箭头64所示那样移动的动作，所以在使手部91移动至绕第一转动轴O1相差180°的位置时，例如能够不使第一臂12转动或者减小第一臂12的转动角(转动量)。通过减小第一臂12绕第一转动轴O1的转动角，能够在从第一转动轴O1的轴向观察时，减小具有比基台11向外侧伸出的部分(第二部分122以及第三部分123)的第一臂12的转动，所以能够减少与机器人1的周边设备的干扰。

另外，机器人1如前述，由于能够进行使机器人臂10的前端在从第一转动轴O1的轴向观察时在直线上移动的动作，所以能够减少机器人1的活动，因此，能够高效地驱动机器人1。因此，能够缩短生产间隔时间，提高作业效率。另外，由于能够使机器人臂10的前端在直线上移动，所以容易掌握机器人1的活动。

此处，若想要如以往的机器人那样单纯地使第一臂12绕第一转动轴O1转动来执行使机器人臂10的前端移动至绕第一转动轴O1相差180°的位置的动作，则机器人1有可能干扰周边装置(周边设备)，所以需要对机器人1示教用于避免该干扰的退避点。例如，若仅使第一臂12绕第一转动轴O1转动90°则机器人1也干扰周边装置的情况下，为了不干扰周边装置，需要对机器人1示教多个退避点。这样在以往的机器人中需要示教多个退避点，需要庞大的数量的退避点，示教需要较多的功夫以及较长的时间。

与此相对，在机器人1中，在执行使机器人臂10的前端移动至绕第一转动轴O1相差180°的位置的动作的情况下，由于能够进行使机器人臂10的前端在从第一转动轴O1的轴向观察时在直线上移动的动作，所以能够使有可能干扰的区域或部分非常少。因此，能够减少示教的退避点的数量，并能够减少示教所需的功夫以及时间。即，在机器人1中，示教的退避点的数量例如变为以往的机器人的1/3左右，示教显著地变得容易。

另外，在机器人1中，第三臂14以及第四臂15的由图2中的左侧的双点划线围起的区域(部分)105是机器人1不干扰机器人1自身以及其它部件，或者难以干扰到的区域(部分)。因此，在上述区域105中搭载了规定的部件的情况下，该部件难以干扰到机器人1以及周边装置等。因此，在机器人1中，可以在区域105中搭载规定的部件。

作为可在区域105中搭载的装置，例如列举手部、手眼相机等控制传感器的驱动的控制装置、吸附机构的电磁阀等。

作为具体例，例如在手部设置吸附机构的情况下，若在区域105中设置电磁阀等，则在机器人1驱动时，上述电磁阀不会妨碍。这样，区域105的便利性高。

另外，在机器人1中，在地板面与第一臂12之间，由图2中的右下侧的双点划线围起的区域(部分)106也与前述的区域105同样地，是机器人1不干扰机器人1自身以及其它部件，或者难以干扰到的区域(部分)。因为该区域106是第一臂12具有第三部分123的结构。因此，在机器人1中，在区域106中也与区域105同样地能够搭载规定的部件。

以上，对机器人系统100进行了说明。作为本发明的机器人系统的一个例子的机器人系统100如前述，具备作为本发明的机器人的一个例子的机器人1、和作为控制机器人1的动作的控制装置的一个例子的机器人控制装置50。根据这样的机器人系统100，由于具备前述的结构的机器人1，即使是比较窄的空间也能够避免与机器人1自身或周边设备的干扰，并高效地进行各种作业。

＜第二实施方式＞

接下来，对本发明的第二实施方式进行说明。

图16是表示本发明的第二实施方式所涉及的机器人的第一状态的示意侧视图。图17是表示本发明的第二实施方式所涉及的机器人的第一状态的示意俯视图。图18以及图19分别是用于说明图16所示的机器人的作业区域的示意侧视图。

本实施方式所涉及的机器人除了机器人臂的结构不同以外，与前述的第一实施方式相同。

此外，在以下的说明中，关于第二实施方式，以与前述的实施方式的不同点为中心进行说明，关于同样的事项，省略其说明。另外，在图16～图19中，对于与前述的实施方式相同的结构，附加同一符号。

对于图16所示的机器人1A具有的机器人臂10A而言，第一臂12A、第二臂13A以及第三臂14A比对应的第一实施方式中的机器人1具有的第一臂12、第二臂13以及第三臂14长。

第一臂12A具有第一部分121、第二部分122A以及第三部分123，第二部分122A比第一实施方式中的第二部分122长。另外，在从第二转动轴O2的轴向观察时，第一转动轴O1与第二转动轴O2之间的距离D0比第一实施方式中的距离D0长。由此，能够在第一状态下，使机械手110A位于第一圆S10内，并且延长第二臂13A的长度(延长第一线段L2的长度)。因此，如图16所示，能够使示出以第二转动轴O2为中心的第三转动轴O3的可动范围的圆R1A的大小比参考例的机器人1X中的圆R1X大，还比第一实施方式的机器人1中的圆R1大。即，能够使第二臂13A的可动范围比参考例的机器人1X的第二臂13X的可动范围大，进而比第一实施方式的机器人1的第二臂13的可动范围扩大。因此，能够进一步扩大机器人臂10A的可动范围，因而，能够进一步扩大机器人臂10A的前端能够移动的范围。

此外，如图17所示，根据机器人1A，在从第一转动轴O1观察时，机械手110A位于第一圆S10内。因此，即使是比较窄的空间也能够避免机械手110A的干扰，并进一步扩大机器人臂10A的前端能够移动的范围。特别是在本实施方式中，在从第一转动轴O1观察时，由于机器人臂10A的外形位于第二圆S1上或者第二圆S1的内侧，所以不管手部91等末端执行器的种类、形状等，都能够显著地发挥上述效果。

另外，因能够延长第二臂13A的长度，所以能够使第三臂14A的长度比第一实施方式中的第三臂14长。因此，能够进一步扩大机器人臂10的可动范围。

另外，在机器人1A中，如图17所示，在从第一转动轴O1观察时，第一臂12A与第二臂13A的连接面(连接部分)不与基台11重叠而位于基台11的外侧。因此，如图18所示，能够特别容易地进行向机器人1A的设置面侧(基台11侧)的操作。

另外，在从图18所示的状态返回到图16所示的第一状态时，如图19所示，即使使第二臂13A以及第三臂14A同时转动，由于第一臂12A具有相对于第一转动轴O1倾斜的部分，所以能够避免第二臂13A以及第三臂14A干扰第一臂12A。因此，能够高效地使第二臂13A以及第三臂14A重叠。

根据这样的结构的机器人1A，即使是比较窄的空间也能够避免机械手110A的干扰，并高效地进行各种作业。

以上，基于图示的实施方式，对本发明的机器人、控制装置以及机器人系统进行了说明，但本发明并不限于此，各部的构成能够置换为具有同样的功能的任意构成。另外，也可以附加其它的任意的构成物。另外，本发明也可以组合上述各实施方式中的任意两个以上的结构(特征)。

另外，在上述实施方式中，机器人具有的机器人臂的转动轴的数量是6个，但在本发明中并不限于此，机器人臂的转动轴的数量例如可以是2个、3个、4个、5个或者7个以上。另外，在上述实施方式中，机器人具有的臂是6个，但在本发明中并不限于此，机器人具有的臂的数量例如也可以是2个、3个、4个、5个或者7个以上。

另外，在上述实施方式中，机器人具有的机械手的数量是一个，但在本发明中并不限于此，机器人具有的机械手的数量例如可以是2个以上。即，机器人例如可以是双臂机器人等多臂机器人。

另外，在上述实施方式中，关于第n转动轴、第n臂、第(n+1)转动轴、第(n+1)臂的条件(关系)，说明了在n为1的情况下，即，在第一转动轴、第一臂、第二转动轴、第二臂中满足其条件的情况，但在本发明中并不限于此，n为1以上的整数，在n为1以上的任意的整数时，满足与上述n为1的情况相同的条件即可。因此，例如，在n为2的情况下，即，在第二转动轴、第二臂、第三转动轴、第三臂中，可以满足与上述n为1的情况相同的条件，另外，在n为3的情况下，即，在第三转动轴、第三臂、第四转动轴、第四臂中可以满足与上述n为1的情况相同的条件，另外，在n为4的情况下，即，在第四转动轴、第四臂、第五转动轴、第五臂中可以满足与上述n为1的情况相同的条件，另外，在n为5的情况下，即，在第五转动轴、第五臂、第六转动轴、第六臂中可以满足与上述n为1的情况相同的条件。

符号说明

1…机器人，1A…机器人，1X…机器人，10…机器人臂，10A…机器人臂，10X…机器人臂，11…基台，12…第一臂，12A…第一臂，12X…第一臂，13…第二臂，13A…第二臂，13X…第二臂，14…第三臂，14A…第三臂，14X…第三臂，15…第四臂，16…第五臂，17…第六臂，50…机器人控制装置，60…安装部件，61…轴承部，62…箭头，63…箭头，64…箭头，71…作业区域，72…作业区域，91…手部，100…机器人系统，105…区域，106…区域，110…机械手，110A…机械手，110X…机械手，111…凸缘，121…第一部分，122…第二部分，122A…第二部分，123…第三部分，141…第一部分，142…第二部分，151…支承部，152…支承部，171…关节，172…关节，173…关节，174…关节，175…关节，176…关节，611…中心线，A12…中心轴，A13…中心轴，A14…中心轴，D0…距离，D1…距离，D2…距离，L1…第二线段，L2…第一线段，L3…第三线段，O1…第一转动轴，O2…第二转动轴，O3…第三转动轴，O4…第四转动轴，O5…第五转动轴，O6…第六转动轴，P1…交点，R1…圆，R11…箭头，R12…箭头，R1A…圆，R1X…圆，S…面积，S1…第二圆，S1X…第二圆，S10…第一圆，S10X…第一圆，X1…区域，X2…区域，θ…角度，θ1…角度，θ12…角度，A1…第一长度，A…第二长度，B…第三长度，C…第四长度，D…第五长度，L2X…第一线段，W…宽度，WX…宽度，SX…面积。

Claims (9)

1.一种机器人，其特征在于，

具备机械手，上述机械手具有能够绕第n转动轴转动的第n臂、能够绕与上述第n转动轴的轴向不同的轴向亦即第n+1转动轴转动地设置于上述第n臂的第n+1臂、以及能够绕第n+2转动轴转动地设置于上述第n+1臂的第n+2臂，其中，n为1以上的整数，

在从上述第n+1转动轴的轴向观察时，上述第n臂和上述第n+1臂能够重叠、以及上述第n+1臂和上述第n+2臂能够重叠，

在从上述第n+1转动轴的轴向观察时，上述第n+1转动轴与上述第n转动轴分离，

在从上述第n+1转动轴的轴向观察时，上述第n+1臂和上述第n+2臂重叠，在将上述第n+1转动轴和上述第n+2转动轴连结的第一线段与上述第n转动轴正交的第一状态下，上述机械手的外形在从上述第n转动轴的轴向观察时，位于以上述第n转动轴为中心、将上述机械手的前端与上述第n转动轴之间的第一长度作为半径的第一圆的内侧或者上述第一圆上。

2.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，

上述机械手具备具有上述第n臂、上述第n+1臂以及上述第n+2臂的机器人臂和设置在上述机器人臂的末端执行器，

在上述第一状态下，上述机器人臂的外形在从上述第n转动轴的轴向观察时，位于以上述第n转动轴为中心、将上述机器人臂的前端与上述第一转动轴之间的第二长度作为半径的第二圆的内侧或者上述第二圆上。

3.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，

上述第n臂的长度比上述第n+1臂的长度长。

4.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，

上述第n臂设置在基台上，其中，n为1。

5.根据权利要求4所述的机器人，其特征在于，

从上述第n+1转动轴的轴向观察时的将上述第n+1转动轴和上述第n臂与上述基台的连接部分连结的第二线段、和上述第n转动轴所成的角度是大于0°且小于45°。

6.根据权利要求5所述的机器人，其特征在于，

上述角度大于5°且小于30°。

7.根据权利要求1～6中任意一项所述的机器人，其特征在于，

上述第n+1转动轴与上述第n+2转动轴平行。

8.一种控制装置，其特征在于，

对权利要求1～7中任意一项所述的机器人的动作进行控制。

9.一种机器人系统，其特征在于，

具备权利要求1～7中任意一项所述的机器人、和控制上述机器人的动作的控制装置。