CN109648604B - 机器人以及光传输装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供机器人以及光传输装置，即使光配线弯曲，也能够使用该光配线发挥优秀的通信性能。所述机器人的特征在于，具备：两个连杆；关节部，将所述两个连杆能够相对转动地连结；控制部，控制所述关节部的动作；以及光传输装置，在所述两个连杆间进行光信号的传输，所述光传输装置具有：光配线，穿过所述关节部，传送所述光信号；以及光源部，配置于所述两个连杆中的一个，发出所述光信号，所述控制部根据所述关节部的弯曲量将进行所述光信号的强度调整的信号发送至所述光传输装置。

Description

机器人以及光传输装置
技术领域
本发明涉及机器人以及光传输装置。
背景技术
已知有在光配线中传输光信号的光传输装置(例如，参照专利文献1)。例如，专利文献1中记载的有源光缆具备光缆和在光缆的两端部各自设置的光模块。在此，各光模块具有：发送部，具有发光元件，用于将电信号转换为光信号；接收部，具有受光元件，用于将光信号转换为电信号；光强度检测部，用于检测由接收部的受光元件接受的光的光强度；光强度发送接收部，将由光强度检测部检测的光强度的数据向另一侧的光模块发送，并且，接收来自另一侧的光模块发送的光强度的数据；以及光强度控制部，基于从另一侧的光模块接收的光强度的数据控制发送部的发光元件的光强度。
专利文献1：日本特开2015-8380号公报
但是，专利文献1中记载的有源光缆由于基于另一侧的受光强度调整发光元件的光强度，因此，例如在用于机械臂的关节部的情况下，随着关节部的弯曲动作，因光缆的弯曲而产生光信号的损失时，存在难以调整发光元件的光强度的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种机器人以及光传输装置，即使光配线弯曲，也能够使用该光配线发挥优秀的通信性能。
本发明为解决上述问题的至少一部分，可以作为以下的应用例或者方式实现。
本应用例的机器人，其特征在于，具备：两个连杆；关节部，将所述两个连杆能够相对转动地连结；控制部，控制所述关节部的动作；以及光传输装置，在所述两个连杆间进行光信号的传输，所述光传输装置具有：光配线，穿过所述关节部，传送所述光信号；以及光源部，配置于所述两个连杆中的一个，发出所述光信号，所述控制部根据所述关节部的动作状态将进行所述光信号的强度调整的信号发送至所述光传输装置。
根据这样的机器人，光传输装置能够基于来自控制部的信号根据关节部的动作状态进行光信号的强度调整。因此，即使光配线弯曲，也能够使用该光配线发挥优秀的通信性能。
在本应用例的机器人中，优选具备存储部，所述存储部存储与作为所述关节部的动作状态的所述关节部的弯曲量和所述光信号的强度调整量之间的关系相关的信息。
由此，能够通过比较简单的结构，提高光信号的强度调整的响应性。
在本应用例的机器人中，优选具备包含所述两个连杆的手部。
当在手部的手指部设置光配线时，该光配线的弯曲半径容易变小。因此，容易产生由光配线的弯曲导致的光损失。在这样的情况下，若进行本发明的光信号的强度调整，则其效果更显著。
在本应用例的机器人中，优选所述控制部具有运算部，所述运算部基于作为所述关节部的动作状态的所述关节部的弯曲量来运算所述光信号的强度调整量。
由此，容易提高光信号的强度调整的精度。
在本应用例的机器人中，优选所述光传输装置具有监视部，所述监视部配置于所述两个连杆中的另一个，监视所述光配线传送的所述光信号的光量。
由此，即使机器人的动作环境变化，也能够提高光信号的强度调整的精度。
在本应用例的机器人中，优选所述监视部是接受在所述光配线传送的所述光信号的受光元件。
由此，能够减少部件的数量。
本应用例的光传输装置，其特征在于，具有：光配线，传送光信号；以及光源部，发出所述光信号，根据预测的所述光配线的弯曲量来进行所述光信号的强度调整。
根据这样的光传输装置，通过根据光配线的弯曲量的预测信息进行光信号的强度调整，即使光配线弯曲，也能够使用该光配线发挥优秀的通信性能。
附图说明
图1是示出本发明的第一实施方式的机器人立体图。
图2是示出图1所示的机器人的控制系统框图。
图3是示出图1所示的机器人具备的手部的主视图。
图4是示出图2所示的光传输装置以及控制装置的结构的框图。
图5是示出图3所示的手部具有的指(多个连杆)的侧面图。
图6是示出光配线的弯曲半径和光量之间的关系的图。
图7是示出调整本发明的第一实施方式的光信号的强度的流程图。
图8是示出本发明的第二实施方式的机器人的光传输装置以及控制装置的结构的框图。
图9是示出调整本发明的第二实施方式的光信号的强度的流程图。
图10是示出本发明的第三实施方式的机器人的光传输装置以及控制装置的结构的框图。
图11是示出调整本发明的第三实施方式的光信号的强度的流程图。
附图标记说明
1…机器人；10…基台；11…支承部；12…柱部；20…躯干部；30…机械臂；31…臂；32…臂；33…臂；34…臂；35…臂；36…臂；37…臂；38a…关节部；38b…关节部；38c…关节部；38d…关节部；38e…关节部；38f…关节部；38g…关节部；39a…驱动部；39b…驱动部；39c…驱动部；39d…驱动部；39e…驱动部；39f…驱动部；39g…驱动部；40…手部；41…掌部；42…手指部；43…驱动部；44…传感器；50…控制装置；51…处理器；52…存储器；53…接口；60…光传输装置；61a…光模块；61b…光模块；61c…光模块；61d…光模块；61e…光模块；61f…光模块；61g…光模块；61h…光模块；61i…光模块；62…光配线；391…马达；392…角度传感器；421…连杆；422…连杆；423…连杆；424…关节部；425…关节部；426…关节部；431…马达；432…驱动器；511…运算部；521…LUT(LookUp Table，显示查找表)；611h…发光元件；611i…发光元件；612h…受光元件；612i…受光元件；613h…发送电路；613i…发送电路；614h…接收电路；614i…接收电路；615h…控制器；615i…控制器；616…监视部；621…光配线；622…光配线；S11…步骤；S12…步骤；S13…步骤；S14…步骤；S15…步骤；S16…步骤；S17…步骤；S18…步骤。
具体实施方式
以下，基于附图所示的具体实施方式，详细地对本发明的机器人以及光传输装置进行说明。
第一实施方式
图1是示出本发明的第一实施方式的机器人立体图。图2是示出图1所示的机器人的控制系统框图。需要说明的是，以下，为方便说明，将机器人1的基台10侧称为“基端侧”，其相反的一侧(手部40侧)称为“前端侧”。
机器人
图1所示的机器人1是所谓的双臂机器人，例如，能够进行对精密设备或构成精密设备的部件(对象物)的材料供给、材料去除、输送以及组装等作业。该机器人1具有：基台10；躯干部20，被基台10支承；两个机械臂30，连结于躯干部20的左右；手部40，连接于各机械臂30的前端部；控制装置50，控制机器人1的各部分；以及光传输装置60(图2参照)，进行机器人1内的光传输。该机器人1具有以光传输装置60的光信号的强度调整为主的特征，在对其说明之前，以下，首先对机器人1的各部分的概要进行说明。
基台10具有：支承部11，固定于地面、壁、天花板以及可以移动的板车上等；以及柱部12，由支承部11支承。该柱部12的上部连接有躯干部20。并且，躯干部20的两侧连接有一对机械臂30。
各机械臂30具有臂31(连杆)、臂32(连杆)、臂33(连杆)、臂34(连杆)、臂35(连杆)、臂36(连杆)以及臂37(连杆)，并且这些以该顺序从基端侧朝向前端侧连结。在此，臂31对于躯干部20(连杆)通过关节部38a可转动地连结。臂32对于臂31通过关节部38b可转动地连结。臂33对于臂32通过关节部38c可转动地连结。臂34对于臂33通过关节部38d可转动地连结。臂35对于臂34通过关节部38e可转动地连结。臂36对于臂35通过关节部38f可转动地连结。臂37对于臂36通过关节部38g可转动地连结。
这样的各机械臂30的臂36上安装有手部40。该手部40是多指手部，构成为可以握持对象物。需要说明的是，关于手部40，将与光传输装置60的光信号的强度调整的说明一并在之后详述。并且，手部40也可以对于臂36通过力觉传感器等连接。需要说明的是，多指手部是指具有关节的多个指的手部。
并且，机器人1如图2所示，具有：驱动部39a～39g，驱动关节部38a～38g；驱动部43，驱动手部40；以及传感器44，设置于手部40。需要说明的是，在驱动部39a～39g、43以及传感器44上，通过未图示的电气配线进行必需的电力通信或者电力供给。
驱动部39a设置于前述的关节部38a，使臂31对于躯干部20转动。同样地，各个驱动部39b～39g设置于前述的关节部38b～38g，使臂32～37转动。这样的各个驱动部39a～39g构成为含有马达391、角度传感器392以及减速机(未图示)。
马达391例如是AC伺服电机、DC伺服电机等伺服电机，产生使前述的各臂31～37转动的驱动力。角度传感器392例如是磁式或者光学式的旋转编码器，检测对应关节部的转动状态(例如旋转角度)。
驱动部43设置于手部40，并驱动手部40。该驱动部43构成为含有马达431以及驱动器432。马达431例如是压电马达，驱动后述的手部40的手指部42。驱动器432是驱动马达431的电路，向马达431输入预定的驱动信号。
传感器44设置于手部40(在本实施方式中，设置于后述的手指部42的前端部)。作为该传感器44，并无特别限定，例如可以列举摄像元件、深度传感器、触觉传感器、压力传感器、编码器等。需要说明的是，传感器44的设置位置不限于手指部42，也可以设置于后述的掌部41。
光传输装置60如图2所示，具有光模块61a～61i以及光配线62。光模块61a与前述的驱动部39a(例如角度传感器392)电(可电传导地)连接，具有将来自驱动部39a的电信号(例如关于角度信息的信号)转换为光信号并输出的功能(发送功能)。同样地，各个光模块61b～61g与驱动部39b～39g(例如角度传感器392)电(可电传导地)连接，具有将来自驱动部39b～39g的电信号(例如角度信息关于信号)转换为光信号并输出的功能。光模块61h与前述的传感器44(可电传导地)连接，具有将来自传感器44的电信号转换为光信号并输出的功能(发送功能)。光模块61i通过光配线62与光模块61a～61h连接，具有将来自光模块61a～61h的光信号转换为电信号控制装置50并输出的功能(接收功能)。
需要说明的是，也可以使每个光模块61a～61h具有接收功能，且光模块61i具有发送功能。在该情况下，能够在光模块61h中将来自控制装置50的电信号转换为光信号并向光模块61a～61h输出，在光模块61a～61h中将来自光模块61i的光信号转换为电信号并向驱动部39a～39g、43输出。由此，能够进行使用光通信的驱动部39a～39g、43的驱动控制。
各个这样的光模块61a～61i例如构成为含有光发射次模块(TOSA：TransmittingOptical Sub-Assembly)以及光接收次模块(ROSA：Receiving Optical Sub-Assembly)。光模块61a～61i可以是互相不同的结构，也可以是互相相同的结构。需要说明的是，关于光模块61h、61i的结构，将与后述的光传输装置60的光信号的强度调整的说明一并在之后详述。
光配线62将光模块61a～61h与光模块61i能够进行光通信地连接。光配线62从躯干部20开始穿过机械臂30的内部引导至手部40。从而，光配线62穿过各个前述的关节部38a～38g以及手部40(更具体地，后述的手指部42的关节部424～426)的内部。这样的光配线62构成为具有例如光纤、光波导。需要说明的是，光配线62中可以根据需要设置光耦合器、光开关等。并且，在图示中，光配线62可以在途中分路并与光模块61a～61h连接，但并不限于此，也可以将每个光模块61a～61h对于光模块61i通过单独的光配线连接。
图1以及图2所示的控制装置50具有控制机器人1的各部分的驱动的功能。特别地，会在之后详述控制装置50具有控制光传输装置60的动作的功能，以调整光传输装置60的光信号的强度。该控制装置50具有CPU(Central Processing Unit)等处理器51、ROM(ReadOnly Memory)、RAM(Random Access Memory)等存储器52以及接口53。并且，控制装置50通过适当地读入并执行在存储器52中存储的程序，实现机器人1的动作的控制、各种运算以及判断等处理。
需要说明的是，在图示中，控制装置50配置于机器人1的基台10内，但并不限于此，例如可以配置于躯干部20，也可以配置于基台10以及躯干部20的外部。并且，控制装置50也可以与具备显示器等监视器的显示装置以及具备例如鼠标或键盘等的输入装置等连接。
以上，对机器人100的各部分的概要进行了说明。以下，对光传输装置60的光信号的强度调整进行详述。需要说明的是，以下，以光模块61h、61i间的光传输为代表进行说明。
光传输装置的光信号的强度调整
图3是示出图1所示的机器人具备的手部的主视图。图4是示出图2所示的光传输装置以及控制装置的结构的框图。图5是示出图3所示的手部具有的指(多个连杆)的侧面图。图6是示出光配线的弯曲半径和光量之间的关系的图。图7是示出调整本发明的第一实施方式的光信号的强度的流程图。需要说明的是，在图4中，为方便说明，以手部40具有的一根手指部42的一部分的结构为代表进行图示。
如图3所示，手部40具有与臂37连接的掌部41和与掌部41连接的五根手指部42，构成为能够做与人类的手部类似的动作。在此，各手指部42具有连杆421、连杆422和连杆423，并且这些以该顺序从基端侧朝向前端侧连结。在此，连杆421对于掌部41(连杆)通过关节部424可转动地连结。连杆422对于连杆421通过关节部425可转动地连结。连杆423对于连杆422通过关节部426可转动地连结。各关节部424～426构成为手指部42朝向掌部41侧弯曲(参照图5)。
位于这样的手部40的至少一根手指部42的最前端侧的连杆423配置有传感器44以及光模块61h。并且，虽未图示，但手指部42配置有驱动各关节部424～426的驱动部43。驱动部43将各手指部42每个独立驱动。但是，驱动部43也可以使各手指部42具有一定的关联性而驱动(例如联动)。
光模块61h如图4所示，具有发光元件611h、受光元件612h、发送电路613h、接收电路614h和控制器615h。
发光元件611h例如是半导体激光器、发光二极管等，通过通电(驱动信号)发出光。受光元件612h例如是光敏二极管，通过受光输出与其受光量对应的电流信号。发送电路613h例如构成为包含驱动发光元件611h的驱动器，将驱动发光元件611h的驱动信号(更具体地，在直流电压上重叠有交流电压的)输入至发光元件611h。接收电路614h例如构成为包含放大电路、解调电路、电流电压转换电路等，将来自受光元件的电流信号转换为预定的电压信号。控制器615h例如由ASIC(ApplicationSpecific Integrated Circuit)或者FPGA(Field-Programmable Gate Array)构成，进行光模块61h的各部分的动作控制以及各种处理。
这样的光模块61h通过光配线62与光模块61i能够进行光通信地连接。光模块61i具有和光模块61h同样的结构。即，光模块61i具有发光元件611i、受光元件612i、发送电路613i、接收电路614i以及控制器615i。
发光元件611i例如是半导体激光器、发光二极管等，通过通电(驱动信号)而发出光。受光元件612i例如是光敏二极管，通过受光输出与其受光量相对应的电流信号。发送电路613i例如构成为包含驱动发光元件611i的驱动器，将驱动发光元件611i的驱动信号(更具体地在直流电压上重叠有交流电压的)输入至发光元件611i。接收电路614i例如构成为包含放大电路、解调电路、电流电压转换电路等，将来自受光元件612i的电流信号转换为预定的电压信号。控制器615i例如由ASIC(Application Specific Integrated Circuit)或者FPGA(Field-Programmable Gate Array)构成，进行光模块61i的各部分的动作控制以及各种处理。
光配线62具有两个光配线621、622。光配线621将光模块61h的发光元件611h和光模块61i的受光元件612i能够进行光通信地连接。由此，能够通过光配线621进行从光模块61h至光模块61i的光传输(光信号的传输)。并且，光配线622将光模块61h的受光元件612h和光模块61i的发光元件611i能够进行光通信地连接。由此，能够通过光配线622进行从光模块61i至光模块61h的光传输(光信号的传输)。
这样的光配线62如图5所示，具有配置于手指部42的内部且穿过关节部424～426的部分。从而，随着手指部42的关节部424～426弯曲进而光配线62的该部分成为弯曲。在此，若光配线62(例如光纤)弯曲，则在该光配线62内传送的光信号向外部漏出。特别地，这样的光信号的漏出的量随光配线62的弯曲半径变小而呈指数函数增加。因此，当输入至光配线62的光信号的强度为一定时，如图6中点划线(无光量控制)所示，光配线62中传送的光信号的光量随光配线62的弯曲半径减小而急剧减少。
特别地，在手指部42的关节部424～426中，与机械臂30具有的其他关节部相比，由于光配线62的弯曲半径容易变小，所以在光配线62中的光信号的损失容易变大。若光配线62中的光信号的损失过大，则光配线62传送的光信号的强度低于能够进行光通信的阈值(下限值)，有可能在光模块61h、61i间的光通信产生错误。
因此，在机器人1中，根据光配线62的弯曲量(弯曲的程度)例如弯曲半径进行光模块61h、61i输出的光信号的强度调整。由此，即使光配线62穿过关节部424～426，如图6中实线(有光量控制)所示，也能够减轻光配线62中传送的光信号的强度低于能够进行光通信的阈值(下限值)。以下，以光模块61i中的光信号的强度调整为代表进行说明。需要说明的是，光模块61a～61h中的光信号的强度调整也能够与光模块61i中的光信号的强度调整同样地进行。
在本实施方式的控制装置50的存储器52中作为关于关节部424～426的动作状态即弯曲量(弯曲角度)和光配线62的弯曲量之间关系的信息以及关于光配线62的弯曲量和来自发光元件611i的光信号的强度调整量之间的关系信息而存储有LUT521。而且，控制装置50取得关节部424～426的动作信息，并使用该取得的动作信息和存储在存储器52中的LUT521进行对来自发光元件611i的光信号的强度调整。
更具体地说明，如图7所示，首先，控制装置50取得马达431的动作信息(步骤S11)。该动作信息是与关节部424～426的弯曲量相对应的信息，例如是能够从控制驱动器432的控制信号中获得的预测关节部424～426的弯曲量的信息。需要说明的是，也可以设置检测关节部424～426的动作状态的传感器(例如旋转编码器)，使用该传感器的检测结果获得关节部424～426的动作信息。
接下来，控制装置50基于取得的动作信息和存储器52的LUT521，预测来自发光元件611i的光信号的光量变化，并决定强度调整量(步骤S12)。在此，例如能够在预先使发光元件611i的发光强度为一定的状态下，通过受光元件612h监视受光量并且使手指部42做动作，取得关节部424～426的动作状态(弯曲量)和受光元件612h上的受光量(光信号的衰减量)之间的关系，并利用该关系获得存储器52中存储的LUT521。
之后，控制装置50将关于所决定的强度调整量的信息的信号输入至光模块61i的控制器615i，并控制发送电路613i，使光量变化变小(步骤S13)。具体地，关节部424～426的弯曲量越大，即光配线62的弯曲半径越小，发光元件611i的发光强度越大。另一方面，关节部424～426的弯曲量越小，即光配线62的弯曲半径越大，发光元件611i的发光强度越小。
在此，发光元件611i接受来自发送电路613i的驱动信号而驱动。该驱动信号例如是直流电压(偏置电流)与交流电压(调制电流)重叠的信号(具有直流成分和交流成分的信号)。调整发光元件611i的发光强度时，优选调整驱动信号的直流成分以及交流成分双方(增加或者减少)，即，将前述的强度调整量部分的电压值施加至各个驱动信号的直流成分以及交流成分并进行发光元件611i的驱动。由此，即使调整发光元件611i的发光强度，也能够保证良好的通信。
如上所述，机器人1具备：关节部424～426，将掌部41(连杆)以及连杆421～423中的两个连杆能够相对转动地连接；控制装置50，即控制关节部424～426的动作的控制部即；以及光传输装置60在掌部41(连杆)以及连杆421～423中的两个连杆间进行光信号的传输。并且，光传输装置60具有：光配线62，配置为穿过关节部424～426，并传送光信号；以及发光元件611i，即光源部，配置于掌部41(连杆)以及连杆421～423中的两个连杆中的一侧，并发出光信号。特别地，控制装置50(控制部)根据关节部424～426的动作状态，将进行光信号的强度调整的信号向光传输装置60发送。
在此，光传输装置60具有传送光信号的光配线62和发出光信号的光源部即发光元件611i，也可以说是根据预测的光配线62的弯曲量进行光信号的强度调整的装置。
根据这样的机器人1，光传输装置60能够基于来自控制装置50的信号根据关节部424～426的动作状态进行光信号的强度调整。因此，即使光配线62弯曲也能够使用该光配线62发挥优秀的通信性能。并且，没有必要将因弯曲导致损失更少的高价光纤用于光配线62，能够达到光传输装置60低成本化的目的。并且，作为预测光配线62的弯曲量(例如弯曲半径)的信息的一例，由于使用关节部424～426的动作信息预先进行光信号的强度调整，因此与基于从光配线62输出的光信号的强度进行光信号的强度调整(反馈控制)的情况相比，具有能够提高光信号的强度调整的响应性的优点。
在此，机器人1具备手部40，所述手部40具有手指部42，所述手指部42含有连杆421～423中的两个连杆。当在手部40的手指部42设置光配线62时，该光配线62的弯曲半径容易变小。因此，容易产生由光配线62的弯曲导致的光损失。在这样的情况下，若进行本发明的光信号的强度调整，则其效果更显著。
并且，在机器人1中，光信号的强度调整量可以基于一个关节部的驱动状态而决定，也可以基于多个关节部的驱动状态而决定。在光配线62穿过多个关节的情况下，由于随着关节的弯曲而光量的损失变大，甚至机器人1有出现动作故障的可能，在这样的情况下，若进行本发明的光信号的强度调整，则其效果更显著。
本实施方式的机器人1具备存储部即存储器52，所述存储器52存储关于关节部424～426的弯曲量和光信号的强度调整量之间的关系的信息即LUT521。然后，控制装置50(控制部)进行使用关节部424～426的动作信息以及LUT521的光信号的强度调整。由此，能够通过比较简单的结构提高光信号的强度调整的响应性。
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8是示出本发明的第二实施方式的机器人的光传输装置以及控制装置的结构的框图。图9是示出调整本发明的第二实施方式的光信号的强度的流程图。
本实施方式除了光传输装置的光信号的强度调整方法不同以外与前述的第一实施方式相同。需要说明的是，在以下的说明中，对于本实施方式，以与前述的第一实施方式之间的不同点为中心进行说明，并且，关于相同的事项省略其说明。
图8所示的本实施方式的控制装置50的处理器51具有基于关节部424～426的动作状态运算来自发光元件611i的光信号的强度调整量的运算部511。这样的控制装置50取得关节部424～426的动作信息，并基于其取得的动作信息，运算来自发光元件611i的光信号的强度调整量，并使用该运算结果，进行来自发光元件611i的光信号的强度调整。
若更具体地说明，如图9所示，首先，控制装置50与前述的第一实施方式相同，执行步骤S11。
接下来，控制装置50(运算部511)基于取得的动作信息，预测来自发光元件611i的光信号的光量变化，并算出强度调整量(步骤S14)。在此，运算部511使用关节部424～426的弯曲量和来自发光元件611i的光信号的强度调整量之间的关系式进行运算。所涉及的关系式例如可以基于预先的实验、光纤产品目录、文献等决定。
之后，控制装置50和前述的第一实施方式相同，执行步骤S13。
如上所述，本实施方式的控制装置50(控制部)具有基于关节部424～426的动作状态运算光信号的强度调整量的运算部511。由此，能够提高光信号的强度调整分辨率，其结果为，使提高光信号的强度调整的精度变更容易。
通过如上的第二实施方式，也能够发挥和前述的第一实施方式同样的效果。
第三实施方式
接下来，对本发明的第三实施方式进行说明。
图10是示出本发明的第三实施方式的机器人的光传输装置以及控制装置的结构的框图。图11是示出调整本发明的第三实施方式的光信号的强度的流程图。
本实施方式除了光传输装置的光信号的强度调整的方法不同的以外，和前述的第一实施方式相同。需要说明的是，在以下的说明中，对于本实施方式，以前述的第一实施方式之间的不同点为中心进行说明，关于同样的事项省略其说明。
在本实施方式中，除了前述的第一实施方式的光信号的强度调整以外，光模块61i还基于光模块61h的受光元件612h的受光量进行对来自发光元件611i的光信号的强度调整。即，受光元件612h构成有监视来自发光元件611i的光信号的强度的监视部616。
若更具体地说明，如图11所示，首先，控制装置50和前述的第一实施方式相同，执行步骤S11～S13。
然后，光模块61h的控制器615h判断监视部616的受光量是否在设定范围内(步骤S15)。当监视部616的受光量在设定范围内时(步骤S15的是)，则结束。另一方面，当监视部616的受光量不在设定范围内时(步骤S15的否)，控制器615h判断监视部616的受光量是否超过上限值(步骤S16)。
当监视部616的受光量没有超过上限值时(步骤S16的否)，该受光量低于设定范围内的下限值，控制器615h为对此进行调整而驱动发光元件611h，将提高光量的调整信息发送至光模块61i(步骤S17)。然后，转移至前述的步骤S15。
另一方面，当监视部616的受光量超过上限值时(步骤S16的是)，控制器615h为对此进行调整而驱动发光元件611h，将降低光量调整信息发送至光模块61i(步骤S18)。然后，转移至前述的步骤S15。
这样的步骤S17、S18在步骤S15中重复，直至监视部616的受光量成为设定范围内。
需要说明的是，在本实施方式中，虽然将受光元件612h作为监视部616利用，但并不限于此，也可以将与受光元件612h分开的传感器作为监视部616，并监视来自发光元件611i的光信号的强度。并且，光模块61i也可以将从光模块61h接收的调整信息发送至控制装置50，并调整(更新)控制装置50的LUT521。
如上所述，本实施方式的光传输装置60具有配置于掌部41(连杆)以及连杆421～423中的两个连杆中的另一侧(在本实施方式中的连杆423)、监视光配线62中传送的光信号的光量的监视部616(受光元件612h)。由此，即使机器人1的动作环境变化，也能够提高光信号的强度调整的精度。
在此，监视部616是接受光配线62中传送的光信号的受光元件612h。由此，与使用与受光元件612h不同的元件构成监视部616的情况相比，能够减少部件的数量。
通过如上的第三实施方式，也能够发挥和前述的第一实施方式同样的效果。
以上，对本发明的机器人基于图示的实施方式进行了说明，但本发明并非限定于此，各部分的结构可以置换为具有同样功能的任意的结构。并且，本发明也可以附加其他任意的结构物。并且，也可以将各实施方式适当组合。
在前述的实施方式中，对于穿过手部的手指部的关节部的光配线的光信号，以根据该关节部的驱动状态进行强度调整的情况为例进行了说明，但本发明并不限于此，例如，对于穿过手部的手指部的关节部以外的关节部(机械臂的关节部)的光配线的光信号也可以根据该关节部的驱动状态进行强度调整。
并且，在前述的实施方式中，以关于光信号的强度调整的控制部以及存储部嵌入位于机械臂外部的控制装置的情况为例进行了说明，但并不限于此，例如，控制部以及存储部也可以嵌入位于机械臂的内部的光模块(例如控制器)。在该情况下，使光模块构成为能够从控制装置取得必需的信息即可。
并且，在前述的实施方式中，以机器人具有的手部是具有五根手指部的情况为例进行了说明，但手部的方式不限于前述的实施方式，例如，手部具有的手指部的数量也可以是两根以上四根以下或者六根以上。
并且，在前述的实施方式中，对机器人是双臂机器人(七轴多关节机器人)的结构进行了说明，但作为机器人，并无特别限定，例如也可以是除了七轴以外(六轴以下或者八轴以上)的多关节机器人、单臂机器人、SCARA机器人等。
并且，在前述的实施方式中，以将光传输装置嵌入机器人的情况为例进行了说明，但可以嵌入机器人以外的设备，特别地，在被嵌入为光配线的弯折状态产生变化的设备中，能够获得前述的效果。

Claims (5)

1.一种机器人，其特征在于，具备：
两个连杆；
关节部，将所述两个连杆能够相对转动地连结；
控制部，控制所述关节部的动作；
光传输装置，在所述两个连杆间进行光信号的传输；以及
存储部，所述存储部存储与所述关节部的弯曲量和所述光信号的强度调整量之间的关系相关的信息，
所述光传输装置具有：
光配线，穿过所述关节部，传送所述光信号；
光源部，配置于所述两个连杆中的一个，发出所述光信号；以及
监视部，所述监视部配置于所述两个连杆中的另一个，监视在所述光配线传送的所述光信号的光量，
所述控制部根据所述关节部的弯曲量决定所述光信号的强度调整量，将表示与所述强度调整量相关的信息的信号发送至所述光传输装置，
所述光传输装置基于所述光信号的强度调整量，进行所述光信号的强度调整，并且通过所述监视部检测所述光信号的光量，在由所述监视部检测到的所述光信号的光量小于设定范围的下限值的情况下，提高所述光信号的光量，在由所述监视部检测到的所述光信号的光量大于所述设定范围的上限值的情况下，降低所述光信号的光量。
2.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，
所述机器人具备包含所述两个连杆的手部。
3.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，
所述控制部具有运算部，所述运算部基于所述关节部的弯曲量来运算所述光信号的强度调整量。
4.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，
所述监视部是接受在所述光配线传送的所述光信号的受光元件。
5.一种光传输装置，其特征在于，具有：
光配线，传送光信号；
光源部，发出所述光信号；
存储部，所述存储部存储与所述光配线的弯曲量和所述光信号的强度调整量之间的关系相关的信息；以及
监视部，监视在所述光配线传送的所述光信号的光量，
根据预测的所述光配线的弯曲量来进行所述光信号的强度调整，并且通过所述监视部检测所述光信号的光量，在由所述监视部检测到的所述光信号的光量小于设定范围的下限值的情况下，提高所述光信号的光量，在由所述监视部检测到的所述光信号的光量大于所述设定范围的上限值的情况下，降低所述光信号的光量。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3663054A1 (de) * 2018-12-05 2020-06-10 Siemens Aktiengesellschaft Gelenkarmroboter
CN111113444A (zh) * 2019-12-26 2020-05-08 江苏通鼎宽带有限公司 光配线机房机器人

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09329670A (ja) * 1996-06-11 1997-12-22 Omron Corp 物体検出装置
JPH11277484A (ja) * 1998-03-31 1999-10-12 Tokico Ltd 工業用ロボット
JP2009066678A (ja) * 2007-09-11 2009-04-02 Yaskawa Electric Corp ロボットハンドおよびロボットハンドシステム
JP2011050417A (ja) * 2009-08-31 2011-03-17 Hoya Corp 走査型医療用プローブ、及び医療用観察システム

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58502189A (ja) * 1981-12-24 1983-12-22 ブロンベルグ　ロボテルテクニ−ク　ジ−エム　ビ−　エイチ 組立用ロボット
US6312398B1 (en) * 1996-12-26 2001-11-06 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Actuator for flexing a resilient covering
AU2003278994A1 (en) * 2002-09-26 2004-04-19 Barrett Technology, Inc. Intelligent, self-contained robotic hand
JP2006055954A (ja) * 2004-08-20 2006-03-02 Fanuc Ltd レーザ加工用ロボット及びロボットシステム
JP4792901B2 (ja) * 2005-09-30 2011-10-12 日産自動車株式会社 レーザ溶接装置およびその方法、ならびに照射装置
US8805579B2 (en) * 2011-02-19 2014-08-12 Richard Arthur Skrinde Submersible robotically operable vehicle system for infrastructure maintenance and inspection
US9427876B2 (en) * 2011-12-19 2016-08-30 Irobot Corporation Inflatable robots, robotic components and assemblies and methods including same
US9605952B2 (en) * 2012-03-08 2017-03-28 Quality Manufacturing Inc. Touch sensitive robotic gripper
JP2015008380A (ja) 2013-06-25 2015-01-15 日立金属株式会社 光アクティブケーブルおよび光伝送システム
WO2017209989A1 (en) * 2016-06-02 2017-12-07 Imra America, Inc. Stable difference frequency generation using fiber lasers
US10466077B2 (en) * 2016-07-29 2019-11-05 Seiko Epson Corporation Optical connection device, optical communication device, displacement detection device, and robot
JP2018094703A (ja) * 2016-12-16 2018-06-21 セイコーエプソン株式会社 ロボット

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09329670A (ja) * 1996-06-11 1997-12-22 Omron Corp 物体検出装置
JPH11277484A (ja) * 1998-03-31 1999-10-12 Tokico Ltd 工業用ロボット
JP2009066678A (ja) * 2007-09-11 2009-04-02 Yaskawa Electric Corp ロボットハンドおよびロボットハンドシステム
JP2011050417A (ja) * 2009-08-31 2011-03-17 Hoya Corp 走査型医療用プローブ、及び医療用観察システム

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