CN109571447A - 机器人 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种能够实现机器人小型化的机器人。所述机器人的特征在于包括:基座;臂,在所述基座设置成能够绕转动轴转动;控制基板,设置在所述基座的内部,控制所述臂的驱动;电源基板,设置在所述基座的内部,向所述控制基板供给电力;以及支承部件,以能够相对于所述基座装拆的方式设置在所述基座的内部,支承所述控制基板和所述电源基板。此外,所述支承部件具有呈板状的板状部,所述支承部件配置成所述板状部沿着所述转动轴的轴向。

Description

机器人
技术领域
本发明涉及一种机器人。
背景技术
公知一种机器人,其包括基座和具有多个臂(连杆)的机械臂。机械臂相邻的两个臂中的一个臂通过关节部与另一个臂连接成能够转动,最基端侧(最上游侧)的臂通过关节部与基座连接成能够转动。由电动机驱动关节部,利用该关节部的驱动,臂进行转动。此外,例如,手作为末端执行器能够装拆地安装于最前端侧(最下游侧)的臂。并且,机器人例如用手把持对象物,并且使该对象物向规定的地方移动来进行组装等规定作业。
此外,在专利文献1中公开了一种SCARA(Selective Compliance Assembly RobotArm:选择顺应性装配机器手臂)机器人。在专利文献1记载的机器人中,机器人和机器人控制器由单独个体构成,该机器人控制器具有控制机器人的驱动的控制基板等。
专利文献1:日本特开2011-177845号公报
在专利文献1记载的机器人中,由于机器人和机器人控制器由单独个体构成,所以导致机器人(机器人系统)大型化。
发明内容
为了解决上述课题的至少一部分,本发明能够通过以下的方式或应用例来实现。
本发明供给一种机器人,其特征在于包括:基座;臂,在所述基座设置成能够绕转动轴转动;控制基板,设置在所述基座的内部,控制所述臂的驱动;电源基板,设置在所述基座的内部,向所述控制基板供给电力;以及支承部件,以能够相对于所述基座装拆的方式设置在所述基座的内部,支承所述控制基板和所述电源基板。
根据这样的本发明的机器人,由于机器人与控制基板和电源基板(控制装置)一体化,所以能够实现机器人的小型化。
此外,由于支承部件能够相对于基座装拆,所以能够容易且迅速地进行机器人的组装(制造)、控制基板和电源基板的维护等。
在本发明的机器人中,优选的是,所述支承部件具有呈板状的板状部,所述支承部件配置成所述板状部沿着所述转动轴的轴向。
由此,能够将控制基板和电源基板配置成沿着铅垂方向,因此,能够抑制粉尘等滞留在控制基板和电源基板上。
在本发明的机器人中,优选的是,在所述基座的内部设置有限制所述支承部件姿势的姿势限制部。
由此,能够使支承部件的姿势稳定。
在本发明的机器人中,优选的是,所述姿势限制部具有供所述支承部件插入的槽。
由此,能够使支承部件的姿势稳定。此外,在将支承部件安装在基座上时,通过将支承部件插入槽内,能够使支承部件的姿势稳定,并且能够容易且迅速地进行支承部件的安装作业。
在本发明的机器人中,优选的是,在所述臂设置有使所述臂转动的电动机。
由此,与作为热源的电动机设置在基座的内部的情况相比,能够降低基座的内部的温度,因此,能够降低由控制基板的热量产生的影响。
在本发明的机器人中,优选的是,所述机器人具有基于所述控制基板的指令来驱动所述电动机的驱动基板,所述驱动基板设置于所述臂。
由此,与作为热源的驱动基板设置在基座的内部的情况相比,能够降低基座的内部的温度,因此,能够降低由控制基板的热量产生的影响。
在本发明的机器人中,优选的是,所述机器人具有电连接所述控制基板和所述驱动基板的第一布线,所述第一布线设置有富余长度,所述富余长度比设置于所述基座的状态的所述支承部件与被从所述基座取出的状态的所述支承部件之间的距离长。
由此,能够容易且迅速地相对于基座装拆支承部件。
在本发明的机器人中,优选的是,向所述电动机供给的电压在1V以上且100V以下。
由此,可以使电动机和电源基板小型化,因此,能够实现机器人的小型化。
在本发明的机器人中,优选的是,所述控制基板和所述电源基板分别能够装拆地被所述支承部件支承,所述支承部件能够在第一位置和与所述第一位置不同的第二位置支承所述控制基板。
由此,能够根据目的和用途等,将控制基板配置在第一位置和第二位置中的任意一方(改变基座中的位置)。此外,改变基座中的控制基板的位置时,由于与改变支承部件相对于基座的位置相比,改变控制基板相对于支承部件的位置,所以能够容易且迅速地进行作业。
在本发明的机器人中,优选的是,所述机器人具有电连接所述控制基板和所述电源基板的第二布线,所述第二布线设置有比所述第一位置与所述第二位置之间的距离长的富余长度。
由此,能够容易且迅速地将控制基板的位置从第一位置和第二位置中的一方变更为另一方。
在本发明的机器人中,优选的是,在所述基座未设置风扇。
由此,能够削减部件个数,能够使结构简单化,此外,能够使基座小型化,因此,能够实现机器人的小型化。
附图说明
图1是表示本发明的机器人的实施方式的立体图。
图2是图1所示的机器人的示意图。
图3是表示图1所示的机器人的主要部分的框图。
图4是表示图1所示的机器人的基座和第一臂的立体图。
图5是表示图1所示的机器人的基座的立体图。
图6是表示图1所示的机器人的基座的立体图。
图7是表示图1所示的机器人的基座的立体图。
图8是表示图1所示的机器人的基座和第一臂的立体图。
图9是表示图1所示的机器人的基座的剖视图。
图10是切开图1所示的机器人的基座的一部分的切开图。
图11是切开图1所示的机器人的基座的一部分的切开图。
图12是切开图1所示的机器人的基座和第一臂的一部分的切开图。
图13是表示图1所示的机器人的基座的立体图。
附图标记说明
1…机器人,2…机器人主体,4…基座,5…支承部件,6…减速机,10…机械臂,11…第一臂,12…第二臂,13…第三臂,14…第四臂,15…第五臂,16…第六臂,41…侧壁,42…收纳空间,43…主体部,44…盖体,45…肋,46…前壁,47…姿势限制部,51…主基板,52…后基板,71…带,72…带轮,73…带轮,81…控制基板,82…电源基板,91…布线,101…地板,171…关节,172…关节,173…关节,174…关节,175…关节,176…关节,301…电动机驱动器,302…电动机驱动器,303…电动机驱动器,304…电动机驱动器,305…电动机驱动器,306…电动机驱动器,401…第一驱动源,401M…第一电动机,402…第二驱动源,402M…第二电动机,403…第三驱动源,403M…第三电动机,404…第四驱动源,404M…第四电动机,405…第五驱动源,405M…第五电动机,406…第六驱动源,406M…第六电动机,411…第一角度传感器,412…第二角度传感器,413…第三角度传感器,414…第四角度传感器,415…第五角度传感器,416…第六角度传感器,431…后端面,451…内螺纹,471…槽,511…长边,512…短边,513…内螺纹,514…内螺纹,521…贯通孔,811…贯通孔,831…驱动基板,832…驱动基板,833…驱动基板,834…驱动基板,835…驱动基板,836…驱动基板,921…布线,922…布线,5130…第一内螺纹组,5140…第二内螺纹组,8110…贯通孔组,L1…距离,L2…距离,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。
具体实施方式
以下,基于附图所示的实施方式,对本发明的机器人进行详细说明。
<实施方式>
图1是表示本发明的机器人的实施方式的立体图。图2是图1所示的机器人的示意图。图3是表示图1所示的机器人的主要部分的框图。图4是表示图1所示的机器人的基座和第一臂的立体图。图5是表示图1所示的机器人的基座的立体图。图6是表示图1所示的机器人的基座的立体图。图7是表示图1所示的机器人的基座的立体图。图8是表示图1所示的机器人的基座和第一臂的立体图。图9是表示图1所示的机器人的基座的剖视图。图10是切开图1所示的机器人的基座的一部分的切开图。图11是切开图1所示的机器人的基座的一部分的切开图。图12是切开图1所示的机器人的基座和第一臂的一部分的切开图。图13是表示图1所示的机器人的基座的立体图。另外,图3中代表性地图示了两个控制基板中的一个,并且代表性地图示了两个电源基板中的一个。
此外,以下为了便于说明,将图1和图2中的上侧称为“上”或“上方”,并且将下侧称为“下”或“下方”。另外,将图1和图2中的基座侧称为“基端”或“上游”,并且将其相反侧称为“前端”或“下游”。此外,图1和图2中的上下方向是铅垂方向。
此外,如图1所示,作为相互垂直的三个轴图示了X轴、Y轴和Z轴。将表示各轴的箭头的前端侧作为“+(正)”,并且将基端侧作为“-(负)”。此外,将Z轴方向作为“铅垂方向”。另外,将包含X轴和Y轴的X-Y平面作为“水平面”,并且将X-Y平面内的方向(沿X-Y平面的方向)作为“水平方向”。此外,将与X轴平行的方向也称为“X方向(X轴方向)”,将与Y轴平行的方向也称为“Y方向(Y轴方向)”,并且将与Z轴平行的方向也称为“Z方向(Z轴方向)”。
此外,在本说明书中,“水平”不仅是指完全水平的情况,也包含相对于水平倾斜±5°以内的情况。同样,在本说明书中,“铅垂”不仅是指完全铅垂的情况,也包含相对于铅垂倾斜±5°以内的情况。另外,在本说明书中,“平行”不仅是指两条线(包含轴)或面相互完全平行的情况,也包含倾斜±5°以内的情况。此外,在本说明书中,“垂直”不仅是指两条线(包含轴)或面相互完全垂直的情况,也包含倾斜±5°以内的情况。
图1所示的机器人1例如可以用于各种工件(对象物)的输送、组装和检查等各作业。
如图1~图3所示,机器人1包括:机器人主体2、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、以及控制基板81、电源基板82、驱动基板831、832、833、834、835、836,该机器人主体2具有基座4和与基座4连结(设置)成能够位移的机械臂10。
此外,机械臂10包括:第一臂11、第二臂12、第三臂13、第四臂14、第五臂15和第六臂16。另外,由第五臂15和第六臂16构成手腕,可以在第六臂16的前端以能够装拆的方式安装(连接)例如手等末端执行器(未图示),可以由该末端执行器把持(保持)对象物(未图示)。由末端执行器把持(保持)的对象物没有特别限定,例如可以是电子组件、电子设备等和各种部件。
此外,末端执行器没有特别限定,只要能够保持对象物即可,例如可以是能够把持(抓住)对象物的手、以及能够通过吸附来保持对象物的吸附头(吸附手)等。
另外,可以在第六臂16与末端执行器之间设置未图示的力检测部(力检测装置)。力检测部检测向末端执行器施加的力(包含平移力、力矩)。此外,力检测部没有特别限定,例如使用六轴力觉传感器等,该六轴力觉传感器能够检测相互垂直的三轴的各轴向的力成分(平移力成分)和上述三轴的绕各轴的力成分(转动力成分)。
机器人1是单臂六轴垂直多关节机器人,从基端侧朝向前端侧依次连接有:基座4、第一臂11、第二臂12、第三臂13、第四臂14、第五臂15和第六臂16。以下,将第一臂11、第二臂12、第三臂13、第四臂14、第五臂15、第六臂16也分别称为“臂”。此外,将第一驱动源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也分别称为“驱动源”。另外,各臂11~16的长度没有特别限定,能够适当设定。
基座4与第一臂11通过关节(连接部)171连接。并且,第一臂11能够以与铅垂方向平行的第一转动轴O1为转动中心,相对于基座4绕该第一转动轴O1转动。此外,第一转动轴O1与作为基座4的设置面的地板101上表面的法线一致。此外,第一转动轴O1是位于机器人1最上游侧的转动轴。该第一臂11利用具有电动机(第一电动机)401M和减速机6(图8参照)的第一驱动源401的驱动而转动。此外,通过驱动基板831(第一驱动基板)的电动机驱动器301(第一电动机驱动器)并利用控制基板81来控制电动机401M。另外,可以省略所述减速机6。
第一臂11和第二臂12通过关节(连接部)172连结。并且,第二臂12能够以与水平方向平行的第二转动轴O2为转动中心相对于第一臂11转动。此外,第二臂12悬臂支承在第一臂11的前端部上。由此,能够实现机器人1的小型化和轻量化。此外,第二转动轴O2与垂直于第一转动轴O1的轴平行。该第二臂12利用具有电动机(第二电动机)402M和减速机(未图示)的第二驱动源402的驱动而转动。此外,通过驱动基板832(第二驱动基板)的电动机驱动器302(第二电动机驱动器)并利用控制基板81来控制电动机402M。另外,可以省略所述减速机。此外,第二转动轴O2可以与第一转动轴O1垂直。
第二臂12和第三臂13通过关节(连接部)173连结。并且,第三臂13能够以与水平方向平行的第三转动轴O3为转动中心,相对于第二臂12绕该第三转动轴O3转动。此外,第三臂13悬臂支承于第二臂12的前端部。由此,能够实现机器人1的小型化和轻量化。此外,第三转动轴O3与第二转动轴O2平行。该第三臂13利用具有电动机(第三电动机)403M和减速机(未图示)的第三驱动源403的驱动而转动。此外,通过驱动基板833(第三驱动基板)的电动机驱动器303(第三电动机驱动器)并利用控制基板81来控制电动机403M。另外,可以省略所述减速机。
第三臂13和第四臂14通过关节(连接部)174连接。并且,第四臂14能够以与第三臂13的中心轴方向平行的第四转动轴O4为转动中心,相对于第三臂13绕该第四转动轴O4转动。第四转动轴O4与第三转动轴O3垂直。该第四臂14利用具有电动机(第四电动机)404M和减速机(未图示)的第四驱动源404的驱动而转动。此外,通过驱动基板834(第四驱动基板)的电动机驱动器304(第四电动机驱动器)并利用控制基板81来控制电动机404M。另外,可以省略所述减速机。此外,第四转动轴O4可以与垂直于第三转动轴O3的轴平行。
第四臂14和第五臂15通过关节(连接部)175连接。并且,第五臂15能够以第五转动轴O5为转动中心,相对于第四臂14绕该第五转动轴O5转动。此外,第五臂15悬臂支承于第四臂14的前端部。由此,能够实现机器人1的小型化和轻量化。此外,第五转动轴O5与第四转动轴O4垂直。该第五臂15利用具有电动机(第五电动机)405M和减速机(未图示)的第五驱动源405的驱动而转动。此外,通过驱动基板835(第五驱动基板)的电动机驱动器305(第五电动机驱动器)并利用控制基板81来控制电动机405M。另外,可以省略所述减速机。此外,第五转动轴O5可以与垂直于第四转动轴O4的轴平行。
第五臂15和第六臂16通过关节(连接部)176连接。并且,第六臂16能够以第六转动轴O6为转动中心,相对于第五臂15绕该第六转动轴O6转动。此外,第六转动轴O6与第五转动轴O5垂直。该第六臂16利用具有电动机(第六电动机)406M和减速机(未图示)的第六驱动源406的驱动而转动。此外,通过驱动基板836(第六驱动基板)的电动机驱动器306(第六电动机驱动器)并利用控制基板81来控制电动机406M。另外,可以省略所述减速机。此外,第六转动轴O6可以与垂直于第五转动轴O5的轴平行。
在驱动源401~406中,在各电动机或减速机上设置有:第一角度传感器411、第二角度传感器412、第三角度传感器413、第四角度传感器414、第五角度传感器415和第六角度传感器416。以下,将第一角度传感器411、第二角度传感器412、第三角度传感器413、第四角度传感器414、第五角度传感器415和第六角度传感器416也分别称为“角度传感器”。上述角度传感器没有特别限定,例如可以使用旋转编码器等编码器等。利用上述角度传感器411~416分别检测驱动源401~406的电动机或减速机的转动轴(旋转轴)的转动(旋转)角度。
此外,各驱动源401~406的电动机没有特别限定,但是优选例如AC伺服电动机、DC伺服电动机等伺服电动机。
此外,各驱动源401~406的减速机没有特别限定,例如是由多个齿轮构成的所谓“行星齿轮式”减速机、被称为谐波驱动(“谐波驱动”是注册商标)的谐波减速机(谐波齿轮装置)等,上述减速机中优选谐波减速机。
此外,驱动源401~406和角度传感器411~416分别与控制基板81电连接。
并且,控制基板81可以分别使臂11~16独立动作,即,可以通过电动机驱动器301~306分别独立控制驱动源401~406。在这种情况下,控制基板81利用角度传感器411~416、力检测部(未图示)来进行检测,并且基于它们的检测结果(检测信息),分别控制驱动源401~406的驱动、例如角速度或转动角度等。上述控制程序可以预先存储在控制基板81的ROM等中。
在本实施方式中,基座4位于机器人1铅垂方向的最下方,并且固定(设置)在设置空间的地板101等上。上述固定方法没有特别限定,例如是利用多根螺栓的固定方法等。此外,固定基座4部分的地板101是与水平面平行的平面(面),但是并不限定于此。
在作业过程中,这种机器人1的控制基板81基于角度传感器411~416和力检测部(未图示)的输出、即角度传感器411~416的检测结果(检测的角度)和力检测部的检测结果(检测的力)等,利用位置控制和力控制等来控制对机器人1的驱动(动作)。
位置控制是指如下机器人1的动作控制:基于与机器人1的末端执行器的位置或姿势相关的信息,使末端执行器以成为目标姿势的方式移动至目标位置。代替所述末端执行器,可以是机械臂10的前端部或末端执行器把持的对象物等。此外,可以基于角度传感器411~416的检测结果等来取得与末端执行器的位置或姿势相关的信息。
此外,力控制是指如下的机器人1的动作控制:基于力检测部的检测结果来改变末端执行器的位置或姿势,或者是按压或牵引末端执行器或使其转动等。力控制包含例如阻抗控制和强制触发控制。
在强制触发控制中,利用力检测部进行检测,使机械臂10移动(也包含姿势的变更)、即动作,直到利用该力检测部检测到规定的力为止。
阻抗控制包含仿形控制。首先进行简单说明,在阻抗控制中控制机械臂10(机器人1)的动作,将向机械臂10的前端部施加的力尽可能保持为规定的力、即将利用力检测部检测的规定方向的力尽可能保持为目标值(包含0)。由此,例如,如果对机械臂10进行阻抗控制,则机械臂10使由末端执行器把持的对象物(未图示)相对于其他对象物(未图示)沿所述规定方向进行仿形动作。
以上,对机器人1进行了简单说明。以下,进行详细说明。
如图4~图8所示,基座4呈箱状,在内部具有能够收纳(配置)物体的收纳空间42。在这种情况下,可以将基座4的内部空间(内部)的整体作为收纳空间42,此外,可以将一部分作为收纳空间42。该基座4包括主体部43和盖体44,盖体44安装成能够相对于主体部43的后端面431(Y方向负侧的面)装拆。在本实施方式中,盖体44通过螺钉固定能够装拆地安装在主体部43上。另外,将盖体44安装在主体部43上的方法并不限定于螺钉固定,例如可以是嵌合等。
此外,机器人1包括控制机器人主体2的驱动的控制基板81和向控制基板81供给电力的电源基板82(参照图10)。
控制基板81的数量没有特别限定,根据各种条件来适当设定,但是在本实施方式中是两个,上述两个控制基板81配置成隔开规定的间隔且从X方向观察重合,并且相互电连接。此外,各控制基板81可以是相同的结构,也可以是不同的结构,但是在本实施方式中具有相互不同的功能。在以下的说明中,代表性地对两个控制基板81中的一个进行说明。另外,控制基板81的数量可以是一个,也可以是三个以上。
此外,电源基板82的数量没有特别限定,根据各种条件适当设定,但是在本实施方式中是两个,上述两个电源基板82隔开规定的间隔沿Z方向排列,并且相互电连接。此外,各电源基板82可以是相同的结构,也可以是不同的结构。在以下的说明中,代表性地对两个电源基板82中的一个进行说明。另外,电源基板82的数量可以是一个,也可以是三个以上。
控制基板81包括:设置有布线的基板、设置在该基板上作为处理器一例的CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、以及存储有程序的ROM(ReadOnly Memory)等。在本实施方式中,通过由CPU执行各种程序,达成控制机器人主体2的驱动的控制部的功能,此外,利用RAM、ROM达成存储各种信息(包含数据和程序等)的存储部的功能。
此外,电源基板82包括设置有布线的基板和电路等,该电路设置在该基板上,将外部供给的电压(电力)转换(例如降压)成规定的值。
此外,驱动基板831是电路基板,基于控制基板81的指令来驱动电动机401M,其包括设置有布线的基板和设置在该基板上的电动机驱动器301等。
另外,驱动基板832是电路基板,基于控制基板81的指令来驱动电动机402M,其包括设置有布线的基板和设置在该基板上的电动机驱动器302等。
此外,驱动基板833是电路基板,基于控制基板81的指令来驱动电动机403M,其包括设置有布线的基板和设置在该基板上的电动机驱动器303等。
此外,驱动基板834是电路基板,基于控制基板81的指令来驱动电动机404M,其包括设置有布线的基板和设置在该基板上的电动机驱动器304等。
另外,驱动基板835是电路基板,基于控制基板81的指令来驱动电动机405M,其包括设置有布线的基板和设置在该基板上的电动机驱动器305等。
此外,驱动基板836是电路基板,基于控制基板81的指令来驱动电动机406M,其包括设置有布线的基板和设置在该基板上的电动机驱动器306等。
另外,如图10和图11所示,控制基板81和电源基板82通过布线921(第二布线)电连接(以下也仅称为“连接”)并通过布线922(第二布线)连接。布线921是电源线,用于将从外部输入控制基板81的电压(电力)从控制基板81向电源基板82送出。此外,布线922是电源线,用于将由电源基板82转换的电压(例如降压后的电压)从电源基板82向控制基板81送出。在本实施方式中,布线921、922例如分别设置为具有绝缘性的管的线缆。
此外,如图12所示,控制基板81和驱动基板831通过布线91(第一布线)连接。布线91是电源线,用于将驱动电动机401M的电压(指令)从控制基板81向驱动基板831送出。此外,控制基板81和各驱动基板832~836同样分别通过布线(未图示)连接。在本实施方式中,布线91和与所述驱动基板832~836连接的布线例如分别设置为具有绝缘性的管的线缆。
另外,如图4~图6所示,机器人1包括支承部件5,该支承部件5分别能够装拆地支承控制基板81和电源基板82。支承部件5以能够相对于基座4装拆的方式设置在收纳空间42内。由此,控制基板81和电源基板82分别设置在收纳空间42内。此外,在本实施方式中,支承部件5通过螺钉固定能够装拆地安装在基座4上。另外,将支承部件5安装在基座4上的方法并不限定于螺钉固定,例如可以是嵌合等。
由此,由于机器人1与控制基板81和电源基板82(控制装置)一体化,所以能够实现机器人1的小型化(机器人系统整体的小型化)。此外,由于支承部件5能够相对于基座4装拆,所以能够容易且迅速地进行机器人1的组装(制造)、控制基板81和电源基板82的维护等。另外,支承部件5可以具有其他结构,此外,也可以不能从基座4移除。
此外,支承部件5的整体形状呈板状。即,支承部件5具有呈板状的主基板51(板状部)。主基板51的形状没有特别限定,但是在本实施方式中俯视主基板51是长方形(四边形)。另外,主基板51的形状除了四边形以外,例如可以是三角形、五边形、六边形等多边形、圆、椭圆等。
此外,在主基板51的后部(Y方向的负侧)设置有后基板52。此外,后基板52设置为与主基板51成直角。此外,在本实施方式中,主基板51和后基板52通过弯折一个基板而形成,但是并不限定于此,例如可以由单个部件形成。
后基板52是利用螺钉固定在基座4上的部件,在后基板52上形成有两个贯通孔521。
此外,在基座4的主体部43的收纳空间42内的一个(X方向的正侧)侧壁41上形成有两个肋45。各肋45分别沿Y方向延伸。另外,各肋45隔开规定的间隔沿Z方向排列。
此外,在各肋45中的Y方向的负侧的端面上分别形成有内螺纹451。支承部件5通过将两个外螺纹(未图示)分别插入对应的贯通孔521,并且与对应的肋45的内螺纹451螺纹连接,安装成能够相对于基座4装拆。另外,支承部件5并不限定于能够相对于主体部43装拆,例如也可以安装成能够相对于盖体44装拆。
此外,支承部件5配置成主基板51沿着第一转动轴O1的轴向(铅垂方向)。在本实施方式中,主基板51与Z轴(铅垂线)平行,具体而言,主基板51的短边512配置成与Z轴平行,长边511配置成与Y轴平行。由此,可以将控制基板81和电源基板82配置成沿着铅垂方向,由此,能够抑制粉尘等滞留在控制基板81和电源基板82上。
另外,支承部件5也可以配置成其他姿势,例如,主基板51相对于铅垂方向倾斜的姿势、主基板51与X-Y平面(水平面)平行的姿势等。
此外,如图7和图9所示,基座4具有姿势限制部47,该姿势限制部47限制安装(设置)在收纳空间42内的支承部件5的姿势。在本实施方式中,姿势限制部47由肋构成,该肋形成在主体部43的收纳空间42内的前壁46上。
该姿势限制部47配置在收纳空间42的上部(Z方向的正侧),沿X方向延伸。此外,姿势限制部47具有支承部件5的主基板51的前端部插入的槽471。此外,槽471沿Z方向延伸,并且朝向Y方向的负侧和Z方向的负侧敞开。因此,姿势限制部47从X方向的正侧和负侧、Y方向的正侧和Z方向的正侧,对支承部件5的主基板51的前端部进行支承,由此,限制支承部件5的姿势。由此,可以使支承部件5的姿势稳定。此外,将支承部件5安装在基座4上时,通过将支承部件5插入槽471内,可以使支承部件5的姿势稳定,从而能够容易且迅速地进行支承部件5的安装作业。另外,槽471可以无底、即朝向Y方向的正侧敞开,此外,也可以朝向Z方向的正侧敞开。
此外,支承部件5的构成材料没有特别限定,优选金属材料(包含合金),例如优选使用铝、铝合金等热导率高的材料。通过使用热导率高的材料,可以有效地将由控制基板81和电源基板82产生的热量从支承部件5向基座4释放。
此外,在本实施方式中,控制基板81和电源基板82分别通过螺钉固定,能够装拆地安装在支承部件5的主基板51上。此外,在主基板51的一面上安装有控制基板81,在另一面上安装有电源基板82。另外,将控制基板81和电源基板82安装在支承部件5上的方法并不限定于螺钉固定。
此外,支承部件5能够将控制基板81支承在图4、图9所示的第一位置(控制基板81的各贯通孔811与支承部件5的第一内螺纹组5130对应的各内螺纹513一致的位置)和与第一位置不同的第二位置(控制基板81的各贯通孔811与支承部件5的第二内螺纹组5140对应的各内螺纹514一致的位置)上。即,支承部件5上的控制基板81的位置(支承位置)能够变更为第一位置和第二位置。在本实施方式中,第一位置与第二位置相比位于Y方向的负侧。由此,可以根据目的和用途等,将控制基板81配置在第一位置和第二位置中的一方上(改变基座4中的位置)。此外,改变基座4中的控制基板81的位置时,由于与改变支承部件5相对于基座4的位置相比,改变控制基板81相对于支承部件5的位置,所以能够容易且迅速地进行作业。
具体而言,如图5所示,在支承部件5的主基板51上形成有由多个内螺纹513构成的第一内螺纹组5130和由多个内螺纹514构成的第二内螺纹组5140。
第一内螺纹组5130中的各内螺纹513的配置和第二内螺纹组5140中的各内螺纹514的配置相同,第一内螺纹组5130与第二内螺纹组5140相比位于Y方向的负侧。
另一方面,如图4和图9所示,控制基板81上形成有由多个贯通孔811构成的贯通孔组8110,上述多个贯通孔811能够选择地配置在各内螺纹513的位置和各内螺纹514的位置的一方上。
在将控制基板81安装在支承部件5的第一位置上时,使控制基板81的各贯通孔811与支承部件5的第一内螺纹组5130对应的各内螺纹513一致,将多个外螺纹(未图示)分别插入对应的贯通孔811并与对应的内螺纹513螺纹连接。在控制基板81配置在第一位置上时,控制基板81的连接器从基座4的盖体44的开口向外部突出。
此外,在将控制基板81安装在支承部件5的第二位置上时,使控制基板81的各贯通孔811与支承部件5的第二内螺纹组5140对应的各内螺纹514一致,将多个外螺纹(未图示)分别插入对应的贯通孔811内并与对应的内螺纹514螺纹连接。在控制基板81配置在第二位置上时,控制基板81的连接器配置在基座4的收纳空间42内。
在此,对具体的使用例进行说明,在将控制基板81配置在第一位置上时,机器人1正常使用。
此外,将控制基板81配置在第二位置上时,通过布线使防水连接器与控制基板81的连接器电连接,使该防水连接器从基座4的盖体44的开口向外部突出。此外,在基座4的主体部43与盖体44之间等必要部位上设置密封部件(未图示),以液密方式对收纳空间42进行密封。此外,在机器人1其他必要部位也设置密封部件(未图示),以液密方式对对应的部分进行密封。由此,例如能够实现具有防水功能的机器人1。
另外,控制基板81相对于支承部件5的位置并不限定于第一位置和第二位置,例如可以使控制基板81能够变更为三个以上的位置。此外,也可以不能改变控制基板81相对于支承部件5的位置。
此外,如上所述,第一臂11能够以第一转动轴O1为转动中心,相对于基座4绕该第一转动轴O1转动。
如图8所示,使该第一臂11转动的第一驱动源401具有:电动机401M、减速机6、带轮72(驱动轮)、带轮73(从动轮)和带71(同步带),该带71通过减速机6将电动机401M的驱动力向基座4传递。
带轮72与电动机401M的转动轴(输出轴)连接(联接)。此外,带轮73与减速机6的输入轴连接。此外,带71是环形带,架设在带轮72和带轮73上。此外,减速机6的输出轴与基座4连接。并且,通过带轮72、73和带71将电动机401M的驱动力(转动)向减速机6传递,利用减速机6对转动速度进行减速并向基座4传递。
由此,由于第一驱动源401具有传递电动机401M的驱动力的带71,所以能够在离开连接基座4和第一臂11的关节的位置上配置电动机401M,由此,能够将电动机401M配置在第一臂11的所希望的位置上。
此外,第一驱动源401设置在第一臂11的内部。具体而言,第一驱动源401的第一电动机401M、带71、带轮72、73和减速机6的一部分设置在第一臂11的内部。由此,与将作为热源的第一驱动源401设置在基座4的收纳空间42内的情况相比,能够降低收纳空间42的温度,由此,能够降低由控制基板81的热量产生的影响。另外,只要将第一驱动源401中的第一电动机401M设置在第一臂11上即可,带71、带轮72、73和减速机6的全部或一部分例如可以分别设置在基座4的收纳空间42内。
此外,驱动基板831设置在第一臂11的内部。此外,在本实施方式中,驱动基板831安装在电动机401M的外壳内。由此,与作为热源的驱动基板831设置在基座4的收纳空间42内的情况相比,能够降低收纳空间42的温度,由此,能够降低由控制基板81的热量产生的影响。
此外,向第一电动机401M供给的电压没有特别限定,但是优选在1V以上且100V以下,更优选在10V以上且100V以下,进一步优选在50V以上且60V以下。由此,可以使第一电动机401M和电源基板82小型化,由此,能够实现机器人1的小型化。
此外,如图1所示,驱动源402~406和驱动基板832~836(参照图3)分别设置在机械臂10的规定臂的内部。由此,与作为热源的驱动基板832~836设置在基座4的收纳空间42内的情况相比,能够降低收纳空间42的温度,由此,能够降低由控制基板81的热量产生的影响。在本实施方式中,第二电动机402M和第三电动机403M设置在第二臂12的内部。此外,第四电动机404M设置在第三臂13的内部。此外,第五电动机405M和第六电动机406M设置在第四臂14的内部。另外,第二电动机402M~第六电动机406M可以分别配置在其他位置上。
此外,向电动机402M~406M供给的电压分别没有特别限定,但是优选在1V以上且100V以下,更优选在10V以上且100V以下,进一步优选在50V以上且60V以下。由此,可以使电动机402M~406M和电源基板82小型化,由此,能够实现机器人1的小型化。
此外,在基座4上未设置风扇等冷却装置。由此,可以削减部件个数,可以使结构简单化,此外,可以使基座4小型化,由此,能够实现机器人1的小型化。另外,在机器人1中,如上所述,由于通过不将第一驱动源401和驱动基板831~836设置在收纳空间42内,能够降低收纳空间42的温度,所以即使在基座4上未设置风扇等冷却装置也不存在问题。
另外,第一电动机401M(第一驱动源401)并不限定于设置在第一臂11上,例如可以设置在基座4上。此外,驱动基板831并不限定于设置在第一臂11上,例如可以设置在基座4上。此外,驱动基板832~836的一部分或全部并不限定于设置在机械臂10上,例如可以设置在基座4上。此外,可以在基座4上设置风扇等冷却装置。
此外,如图12所示,相对于不能活动的长度,布线91设置有富余长度,该富余长度长于设置在基座4上的状态的支承部件5与从基座4取出的状态的支承部件5的距离L1(参照图13)。该布线91的富余长度没有特别限定,可以根据各种条件适当设定,但是优选在距离L1的1.2倍以上,更优选在距离L1的1.5倍以上,进一步优选在距离L1的2倍以上且3倍以下。由此,能够容易地相对于基座4装拆支承部件5。在此,支承部件5从基座4取出的状态是指如下状态:如图13所示支承部件5位于安装在基座4的主体部43的后端面431上的盖体44的位置上。
此外,如图10和图11所示,相对于不能活动的长度,布线921、922分别设置有比第一位置与第二位置的距离L2(内螺纹513与对应于该内螺纹513的内螺纹514的中心间距离)(参照图13)长的富余长度。上述布线921、922的富余长度分别没有特别限定,根据各种条件适当设定,但是优选在距离L2的1.2倍以上,更优选在距离L2的1.5倍以上,进一步优选在距离L2的2倍以上、3倍以下。由此,能够容易且迅速地将控制基板81的位置从第一位置和第二位置的一方变更为另一方。另外,布线921的富余长度和布线922的富余长度可以相同,也可以不同。
如上所述,根据机器人1,由于机器人1与控制基板81和电源基板82(控制装置)一体化,所以能够实现机器人1的小型化(机器人系统整体的小型化)。
此外,由于支承部件5能够相对于基座4装拆,所以能够容易且迅速地进行机器人1的组装(制造)、控制基板81和电源基板82的维护等。
如上所述,机器人1包括:基座4;臂11,在基座4上设置成能够绕第一转动轴O1转动;控制基板81,设置在基座4的收纳空间42内(内部),控制机器人主体2(臂11)的驱动;电源基板82,设置在基座4的收纳空间42内(内部),向控制基板81供给电力;以及支承部件5,以能够相对于基座4装拆的方式设置在基座4的收纳空间42内(内部),支承控制基板81和电源基板82。
根据这种机器人1,由于机器人1与控制基板81和电源基板82(控制装置)一体化,所以能够实现机器人1的小型化。
此外,由于支承部件5能够相对于基座4装拆,所以能够容易且迅速地进行机器人1的组装(制造)、控制基板81和电源基板82的维护等。
此外,支承部件5具有呈板状的主基板51(板状部),支承部件5配置成主基板51(板状部)沿着第一转动轴O1的轴向。由此,能够将控制基板81和电源基板82配置成沿着铅垂方向,由此,能够抑制粉尘等滞留在控制基板81和电源基板82上。
此外,在基座4的收纳空间42(内部)设置有限制支承部件5姿势的姿势限制部47。由此,能够使支承部件5的姿势稳定。
此外,姿势限制部47具有支承部件5插入的槽471。由此,能够使支承部件5的姿势稳定。此外,将支承部件5安装在基座4上时,通过将支承部件5插入槽471内,能够使支承部件5的姿势稳定,能够容易且迅速地进行支承部件5的安装作业。
此外,在臂11上设置有使臂11转动的电动机401M。由此,与作为热源的电动机401M设置在基座4的收纳空间42内的情况相比,能够降低收纳空间42的温度,由此,能够降低由控制基板81的热量产生的影响。
此外,机器人1具有基于控制基板81的指令来驱动电动机401M的驱动基板831,驱动基板831设置在臂11上。由此,与作为热源的驱动基板831设置在基座4的收纳空间42内的情况相比,能够降低收纳空间42的温度,由此,能够降低由控制基板81的热量产生的影响。
此外,机器人1具有电连接控制基板81和驱动基板831的布线91(第一布线),布线91(第一布线)设置有富余长度,该富余长度长于设置在基座4上的状态的支承部件5与从基座4取出的状态的支承部件5的距离L1。由此,能够容易且迅速地相对于基座4装拆支承部件5。
此外,向电动机401M供给的电压在1V以上且100V以下。由此,能够使电动机401M和电源基板82小型化,因此,能够实现机器人1的小型化。
此外,支承部件5分别能够装拆地支承控制基板81和电源基板82,支承部件5能够将控制基板81支承在第一位置和与第一位置不同的第二位置上。由此,可以根据目的和用途等,将控制基板81配置在第一位置和第二位置中的任意一方(改变基座4中的位置)。此外,改变基座4中的控制基板81的位置时,由于与改变支承部件5相对于基座4的位置相比,改变控制基板81相对于支承部件5的位置,所以能够容易且迅速地进行作业。
此外,机器人1具有电连接控制基板81和电源基板82的布线921、922(第二布线),上述布线921、922(第二布线)设置有比第一位置和第二位置的距离L2长的富余长度。由此,能够容易且迅速地将控制基板81的位置从第一位置和第二位置中的一方变更为另一方。
此外,在基座4上未设置风扇。由此,可以削减部件个数,可以使结构简单化,此外,可以使基座4小型化,由此,能够实现机器人1的小型化。
以上,基于图示的实施方式对发明的机器人进行了说明,但是本发明并不限定于此,各部分的结构可以置换为具有同样功能的任意结构。此外,可以附加其他任意的结构。
此外,在所述实施方式中,机器人的基座的固定部位例如是设置空间中的地板,但是本发明并不限定于此,此外,例如可以是天花板、墙壁、工作台和地上等。此外,可以使基座自身能够移动。
另外,在本发明中,机器人可以设置在小区内。在这种情况下,机器人的基座的固定部位例如是小区内的地板部、天花板部、墙壁部和工作台等。
此外,在所述实施方式中,作为固定机器人(基座)的平面(面)的第一面是与水平面平行的平面(面),但是本发明并不限定于此,例如可以是相对于水平面或铅垂面倾斜的平面(面),此外,可以是与铅垂面平行的平面(面)。即,第一转动轴可以相对于铅垂方向或水平方向倾斜,此外,可以与水平方向平行,也可以与铅垂方向平行。
此外,在所述实施方式中,机械臂的转动轴的数量是六个,但是本发明并不限定于此,机械臂的转动轴的数量例如可以是一个、两个、三个、四个、五个或七个以上。即,在所述实施方式中,臂(连杆)的数量是六个,但是本发明并不限定于此,臂的数量例如可以是一个、两个、三个、四个、五个或七个以上。在这种情况下,例如,在所述实施方式的机器人中,通过在第二臂和第三臂之间追加臂,能够实现臂的数量为七个的机器人。
此外,在所述实施方式中,机械臂的数量是一个,但是本发明并不限定于此,机械臂的数量例如可以是两个以上。即,机器人(机器人主体)例如可以是双臂机器人等多臂机器人。
此外,在本发明中,机器人可以是其他形式的机器人。作为具体例,例如可以是具有脚部的脚式步行(行走)机器人、SCARA机器人等水平多关节机器人等。

Claims (11)

1.一种机器人,其特征在于,包括:
基座;
臂,在所述基座设置成能够绕转动轴转动;
控制基板,设置在所述基座的内部,控制所述臂的驱动;
电源基板,设置在所述基座的内部,向所述控制基板供给电力;以及
支承部件,以能够相对于所述基座装拆的方式设置在所述基座的内部,支承所述控制基板和所述电源基板。
2.根据权利要求1所述的机器人,其特征在于,
所述支承部件具有呈板状的板状部,
所述支承部件配置成所述板状部沿着所述转动轴的轴向。
3.根据权利要求2所述的机器人,其特征在于,
在所述基座的内部设置有限制所述支承部件姿势的姿势限制部。
4.根据权利要求3所述的机器人,其特征在于,
所述姿势限制部具有供所述支承部件插入的槽。
5.根据权利要求4所述的机器人,其特征在于,
在所述臂设置有使所述臂转动的电动机。
6.根据权利要求5所述的机器人,其特征在于,
所述机器人具有基于所述控制基板的指令来驱动所述电动机的驱动基板,
所述驱动基板设置于所述臂。
7.根据权利要求6所述的机器人,其特征在于,
所述机器人具有电连接所述控制基板和所述驱动基板的第一布线,
所述第一布线设置有富余长度,所述富余长度比设置于所述基座的状态的所述支承部件与被从所述基座取出的状态的所述支承部件之间的距离长。
8.根据权利要求5所述的机器人,其特征在于,
向所述电动机供给的电压为1V以上且100V以下。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的机器人,其特征在于,
所述控制基板和所述电源基板分别能够装拆地被所述支承部件支承,
所述支承部件能够在第一位置和与所述第一位置不同的第二位置支承所述控制基板。
10.根据权利要求9所述的机器人,其特征在于,
所述机器人具有电连接所述控制基板和所述电源基板的第二布线,
所述第二布线设置有比所述第一位置与所述第二位置之间的距离长的富余长度。
11.根据权利要求1所述的机器人,其特征在于,
在所述基座未设置风扇。
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