CN109773764B

CN109773764B - 机器人

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Publication number: CN109773764B
Application number: CN201811346177.1A
Authority: CN
Inventors: 宫泽康永; 山村光宏; 冈秀明; 神谷俊幸; 小林一
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2017-11-15
Filing date: 2018-11-13
Publication date: 2023-11-07
Anticipated expiration: 2038-11-13
Also published as: JP7151072B2; JP2019089168A; CN109773764A; US20190143522A1; US11154987B2

Abstract

本发明提供一种机器人，能够降低碰撞时的危险性。该机器人的特征在于具有：机器人主体部，具备基座、设置为相对于所述基座能够转动的第一可动部以及设置为相对于所述第一可动部能够转动的第二可动部；第一接近传感器，用于检测物体相对于所述第一可动部的接触或靠近；以及第二接近传感器，用于检测物体相对于所述第二可动部的接触或靠近，所述第一接近传感器具备静电电容随着所述物体的接触或靠近而变化的第一电极部以及用于检测所述第一电极部的静电电容的第一电路部，所述第二接近传感器具备静电电容随着所述物体的接触或靠近而变化的第二电极部以及用于检测所述第二电极部的静电电容的第二电路部。

Description

机器人

技术领域

本发明涉及机器人。

背景技术

目前，已知有一种进行作业对象物的握持作业等的工业用机器人。这种工业用机器人例如具有基座以及与基座可转动地连接且包含多个臂的机械臂，通常，在机械臂的前端安装有握持作业对象物的手等的末端执行器。

另外，近年来，为了防止工业用机器人与人体等物体发生碰撞而引起事故，开发出了在臂表面侧设置静电电容式接近传感器，并利用该接近传感器检测靠近的物体，从而使机器人进行回避动作或者停止动作的技术。例如，专利文献1中公开了一种具备接近传感器的机器人，该接近传感器具有配置于臂表面上的检测电极以及根据来自检测电极的信号输出与由于物体的靠近引起的静电电容的变化相对应的信息的检测电路。

专利文献1：日本专利特开2010-10116号公报

但是，在专利文献1公开的机器人中，由于仅在一个臂上设有检测电极和检测电路，因而难以检测物体相对于其他臂的靠近。另外，在该机器人中，即使在各臂上都设置检测电极，由于检测电路只有一个，因而存在由于机器人的动作导致检测电极彼此间的距离发生变化而输出发生变化，从而发生误检测这一问题。由此，在现有的机器人中，很难充分降低碰撞时的危险性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够降低碰撞时的危险性的机器人。

本发明是为了解决上述问题的至少一部分而完成的，能够以以下的应用例或形态实现。

本应用例的机器人的特征在于具有：机器人主体部，具备基座、设置为相对于所述基座能够转动的第一可动部以及设置为相对于所述第一可动部能够转动的第二可动部；第一接近传感器，用于检测物体相对于所述第一可动部的接触或靠近；以及第二接近传感器，用于检测物体相对于所述第二可动部的接触或靠近，所述第一接近传感器具备静电电容随着所述物体的接触或靠近而变化的第一电极部以及用于检测所述第一电极部的静电电容的第一电路部，所述第二接近传感器具备静电电容随着所述物体的接触或靠近而变化的第二电极部以及用于检测所述第二电极部的静电电容的第二电路部。

根据这样的机器人，能够减少误检测，且增大物体对机器人主体部的接触或靠近的可检测范围，因而能够降低碰撞时的危险性。因此，能够适当地将该机器人作为能够与人协作作业的协作机器人来使用。

本应用例的机器人优选第一检测时间与第二检测时间在时间上不同，所述第一检测时间是所述第一电路部的检测时间，所述第二检测时间是所述第二电路部的检测时间。

由此，能够通过比较简单的结构减少因为检测电极彼此间的距离靠近而引起的误检测，因而能够降低碰撞时的危险性。

本应用例的机器人优选第一阈值与第二阈值不同，所述第一阈值是所述第一电路部用于判定靠近的阈值，所述第二阈值是所述第二电路部用于判定靠近的阈值。

因此，无论各臂的动作速度如何，均可以降低物体与机械臂发生碰撞的危险性。

本应用例的机器人具有：机器人主体部，具备基座以及设置为相对于所述基座能够转动的第三可动部；第三接近传感器，用于检测物体相对于所述第三可动部的接触或靠近；以及第四接近传感器，用于检测物体相对于所述第三可动部的接触或靠近，所述第三接近传感器具备静电电容随着所述物体的接触或靠近而变化的第三电极部以及用于检测所述第三电极部的静电电容的第三电路部，所述第四接近传感器具备静电电容随着所述物体的接触或靠近而变化的第四电极部以及用于检测所述第四电极部的静电电容的第四电路部。

根据这样的机器人，能够防止机器人的工作效率降低，且能够适当地检测物体的接触或靠近。

本应用例的机器人优选第三阈值与第四阈值不同，所述第三阈值是所述第三电路部用于判定靠近的阈值，所述第四阈值是所述第四电路部用于判定靠近的阈值。

本应用例的机器人具有：机器人主体部，具备基座以及设置为相对于所述基座能够转动的第四可动部；以及第五接近传感器，用于检测物体相对于所述第四可动部的接触或靠近，所述第五接近传感器具备静电电容随着所述物体的接触或靠近而变化的第五电极部以及用于检测所述第五电极部的静电电容的第五电路部，第五阈值随着所述机器人的动作而变化，所述第五阈值是所述第五电路部用于判定靠近的阈值。

由此，在机器人的动作期间，无论何时都能够降低碰撞时的危险性。

本应用例的机器人优选所述第五阈值按照机器人的每一动作步骤而变化。

由此，能够更加确实地降低碰撞时的危险性。

本应用例的机器人优选所述第五阈值随着机器人的动作速度而变化。

由此，能够减少机器人的作业效率的降低，且能够降低碰撞时的危险性。

本应用例的机器人优选所述第五阈值根据机器人的姿态而设定。

由此，能够进一步减少机器人的作业效率的降低，且能够进一步降低碰撞时的危险性。

本应用例的机器人优选所述第五阈值根据相对于周围的所述物体的距离而设定。

由此，能够进一步提高防止碰撞的安全性和作业效率。

本应用例的机器人优选所述第五阈值随着相对于周围的所述物体的距离而变化。

由此，能够进一步提高防止碰撞的安全性和作业效率。

本应用例的机器人优选所述第五阈值为机器人的示教的设定项目。

由此，在机械臂的动作时，与逐步变更接近传感器的接近检测的阈值的设定的方法相比较，能够减少控制机械臂的驱动的控制装置(控制器)的运算量。

附图说明

图1是示出第一实施方式涉及的机器人的立体图。

图2是图1所示的机器人的框图。

图3是用于说明接近传感器的结构的简图。

图4是示出第一电极(检测电极)以及第二电极(驱动电极)的配置的一个例子的图。

图5是示出机器人主体部中的电极部和检测电路部的配置的图。

图6是示出设置于两个臂的各接近传感器的检测定时的图。

图7是示出第二实施方式涉及的机器人所具有的接近传感器的配置的图。

图8是示出两个臂上设有的各接近传感器的检测定时的图。

图9是用于说明第三实施方式涉及的机器人的动作的一个例子的图。

图10是示出接近传感器的输出值与检测距离的关系的图。

图11是示出机械臂的姿态发生变化的例子的图。

图12是示出机械臂所具有的一部分的臂进行动作的例子的图。

图13是概略示出臂的剖面的图。

图14是示出机械臂和末端执行器的动作范围的图。

图15是示出利用第四实施方式涉及的机器人进行的作业的一个例子的图。

图16是示出利用图15所示的机器人进行的作业的一个例子的图。

图17是概略示出臂的动作方向的一个例子的图。

附图标记说明

1…机器人主体部；5…控制装置；10…机械臂；11…臂；12…臂；13…臂；14…臂；15…臂；16…臂；20…角度传感器；30…接近传感器；30a…接近传感器；30b…接近传感器；30c…接近传感器；30d…接近传感器；30e…接近传感器；30f…接近传感器；35…电路部；35c…电路部；35d…电路部；35e…电路部；35f…电路部；36…检测电路部；51…处理器；52…存储器；53…I/F；80…作业对象物；81…传送带；82…载置台；90…末端执行器；100…机器人；100A…机器人；100B…机器人；100C…机器人；110…基座；120…前端部分；149…连接器插入部；170…驱动部；310…电极部；310c…电极部；310d…电极部；310e…电极部；310f…电极部；311…第一电极；312…第二电极；313…接地电极；320…绝缘层；331…布线；361…电荷放大器；362…AD转换器；A…电路；A1…箭头；A2…箭头；A3…箭头；A4…箭头；A5…箭头；S1…动作范围；X…装置；d1…距离；d2…距离。

具体实施方式

以下，根据附图所示的优选实施方式对本发明的机器人详细进行说明。

＜第一实施方式＞

＜＜机器人的基本结构＞＞

图1是示出第一实施方式涉及的机器人的立体图。图2是图1所示的机器人的框图。图3是用于说明接近传感器的结构的简图。图4是示出第一电极(检测电极)和第二电极(驱动电极)的配置的一个例子的图。图5是示出机器人主体部中的电极部以及检测电路部的配置的图。此外，以下为了便于说明，将图1中的上侧称为“上”，下侧称为“下”。另外，将图1中的基座110侧称为“基端侧”，将其相反侧(末端执行器90侧)称为“前端侧”。另外，将图1的上下方向设为“铅垂方向”，将左右方向设为“水平方向”。

图1所示的机器人100是所谓的六轴垂直多关节机器人，可以进行例如精密设备或构成该精密设备的部件(工件)的供料、卸料、输送以及组装等作业。

如图1所示，机器人100具有：机器人主体部1，具有基座110和机械臂10；以及控制装置5(控制器)，控制机械臂10的动作。另外，机器人100具有设置于机器人主体部1上的多个驱动部170、多个角度传感器20以及多个接近传感器30(参照图1和图2)。此外，角度传感器20和接近传感器30的设置数量和设置位置并不限定于后述的实施方式。

[机器人主体部]

〈基座〉

基座110固定在例如地面、墙壁、天花板、可移动的平板车等上。此外，虽未详细图示，但基座110的构成包括外装部件(壳体或盖子等)，通过该外装部件形成的内部空间中收纳有控制装置5。

〈机械臂〉

机械臂10可转动地支撑在基座110上，包括臂11(第一臂)、臂12(第二臂)、臂13(第三臂)、臂14(第四臂)、臂15(第五臂)、臂16(第六臂、前端臂)。这些臂11～16从基端侧朝向前端侧依次相连，且被构成为能够相对于相邻的基端侧的臂或者基座110进行转动。此外，将基座110以及臂11～16中相互连接的两个部件彼此间可转动地连接的连接部分构成“关节部”。此外，虽未详细图示，各臂11～16分别构成为包括外装部件(壳体或盖子等)，在由该外装部件形成的内部空间中收纳有驱动部170或角度传感器20。

另外，臂16的前端部安装有例如由能够握持对象物的手构成的末端执行器90。此外，与末端执行器90连接的电缆(未图示)所具有的连接器(未图示)与设置于臂14上的连接器插入部149连接。由此，末端执行器90经由设置于机械臂10内的布线(未图示)与控制装置5电连接。

[驱动部]

如图2所示，机器人100具有与臂11～16相同数量(本实施方式中为六个)的驱动部170。多个驱动部170分别具备使对应的臂相对于位于其基端侧的臂(或者基座110)转动的功能，即驱动机械臂10的各关节部的功能，其具备包含电机和制动器的电机单元(未图示)以及包含减速器或皮带以及滑轮等的动力传递机构(未图示)。此外，驱动部170也可以具备与控制装置5电连接的电机驱动器(未图示)。

[角度传感器]

如图2所示，机器人100具有与驱动部170相同数量(本实施方式中为六个)的角度传感器20，相对于一个驱动部170设置一个角度传感器20。角度传感器20检测电机或减速器的旋转轴的旋转角度。由此，能够得到前端侧的臂相对于基端侧的臂的角度(姿态)等的信息(各关节部的驱动状态的信息)。作为上述各角度传感器20，可以使用例如磁气式或光学式的旋转编码器等。此外，各角度传感器20与后述的控制装置5电连接。

[接近传感器]

如图1和图2所示，机器人100具有五个接近传感器30。具体而言，接近传感器30在基座110和臂11～14上各设有一个。

接近传感器30例如是检测随着机器人100的周围存在的人等物体的接触或靠近而发生的静电电容的变化的静电电容式传感器。尤其在本实施方式中，接近传感器30是互电容式的静电电容式传感器。

如图3所示，接近传感器30具有：电极部310，根据随着物体的接触或靠近而发生的静电电容的变化而输出信号(电荷)；电路部35，包含对来自电极部310的信号(电荷)进行处理对检测电路部36；以及布线331，将电极部310与电路部35电连接的。此外，虽未图示，布线331具有将电路部35与第二电极312电连接的驱动类的布线以及将电路部35(检测电路部36)与第一电极311电连接的信号类的布线。

电极部310具有第一电极311(检测电极)、被施加交变电压的第二电极312(驱动电极)以及作为基准电位的接地电极313。

如图3所示，第一电极311和第二电极312相互分离而设置。另外，如图4所示，第一电极311和第二电极312分别在俯视时呈梳齿状，第一电极311的梳齿与第二电极312的梳齿以相互分离且啮合的方式配置。另外，如图3所示，接地电极313相对于第一电极311和第二电极312隔着绝缘层320而配置。

在这样的电极部310中，对第二电极312施加交变电压而在第一电极311与第二电极312之间产生电场，在该状态下，当物体靠近电极部310时，第一电极311与第二电极312之间的电场发生变化。通过利用第一电极311检测由于该电场的变化而引起的静电电容的变化，从而能够检测到物体的接触或靠近。此外，接地电极313作为电磁屏蔽发挥作用。

另外，第一电极311、第二电极312以及接地电极313的配置并不限定于图示例子，可以为任意配置。例如，也可以设置于与绝缘层320的第一电极311等相同侧的面，该情况下，也可以以俯视时将第一电极311包围的方式设置接地电极313。

如图3所示，电路部35具备：检测电路部36，对从电极部310(具体为第一电极311)接收的电荷进行处理；以及驱动电路(未图示)，对第二电极312供给电力。检测电路部36具有电荷放大器361(增幅电路)和AD转换器362(转换输出电路)。电荷放大器361将从第一电极311输出的电荷转换为电压。AD转换器362将从电荷放大器361输出的电压以预定的采样频率从模拟信号转换为数字信号。由AD转换器362转换的电压信息(数字信号)被转送至控制装置5。

如图5所示，上述接近传感器30分别设置于基座110和臂11～14。接近传感器30所具有的电极部310设置于例如图5中的阴影所示的位置处，且配置在基座110以及臂11～14各自的外表面侧(外装部件的外表面)上。另外，电路部35(具体为搭载电路部35的电路板)设置于例如图5中的虚线所示的位置处，与电极部310同样地配置在基座110以及臂11～14各自的外表面侧(外装部件的外表面)上。由此，在机器人100中，基座110以及臂11～14中分别设有一个电极部310和一个电路部35，从而能够在机械臂10的大范围内进行接近检测。此外，在本实施方式中，臂15、16中未设置接近传感器30，但也可以在臂15、16中也设有接近传感器30。即，也可以在机械臂10所具有的所有的臂11～16中分别设置接近传感器30。由此，可以在更大范围内进行接近检测。

[控制装置]

图1和图2所示的控制装置5(控制器)，具有根据角度传感器20和接近传感器30的检测结果控制机械臂10的动作的功能。该控制装置5具有CPU(Central Processing Unit：中央处理器)等处理器51、ROM(Read Only Memory：只读存储器)、RAM(Random AccessMemory：随机存取存储器)等存储器52以及I/F(接口电路)53。该控制装置5通过由处理器51适当地读取并执行存储器52中存储的程序，从而实现机器人100的驱动的控制、各种运算以及判断等处理。另外，I/F53被构成为能够与驱动部170、角度传感器20、接近传感器30以及末端执行器90进行通信。另外，虽未图示，但控制装置5具备相对于控制装置5的各部或驱动部170(电机驱动器)产生所需电力的电源电路。

此外，在图示中，控制装置5配置于机器人主体部1的基座110的内部，但并不限定于此，例如也可以配置于机器人主体部1的外部。另外，控制装置5上也可以连接具有显示器等的监视器的显示装置，例如具备鼠标和键盘等的输入装置等。

以上，对机器人100的基本构成进行了说明。在上述机器人100中，控制装置5的存储器52中存储有预先通过示教作业而生成的动作顺序，控制装置5(具体为处理器51)按照该动作顺序向各驱动部170发送关于旋转速度和旋转时间的信号，从而驱动各驱动部170。由此，驱动机械臂10。另外，控制装置5接收来自角度传感器20的信号，并根据该信号进行反馈控制。

通过利用上述控制装置5控制机械臂10的动作，机器人100能够确实地进行与预先示教生成的动作顺序相对应的作业。

另外，控制装置5对这样的机械臂10的动作进行控制，且与各接近传感器30进行信号的交换。具体而言，例如控制装置5对接近传感器30发送驱动信号和调整各接近传感器30的灵敏度的强弱的信号，且从接近传感器30接收与静电电容的变化对应的信号，并根据该信号判断有无物体接触或靠近机器人主体部1。例如，在来自接近传感器30的输出值在阈值(预先设定的接近检测的阈值)以上时，控制装置5判断为有物体接触或靠近机器人主体部1。在判断为有物体接触或靠近机器人主体部1时，控制装置5向各驱动部170发送信号，从而使机械臂10的动作速度降低、使其停止动作或者切换(反转)移动方向。由此，控制装置5根据各接近传感器30的信号，使机械臂10进行相对于物体的回避动作或者停止动作。

由此，控制装置5能够根据来自接近传感器30的信号，使机械臂10进行相对于物体的回避动作或者停止动作。

以上，对机器人100的基本构成进行了说明。如上所述，机器人100具有：机器人主体部1，包括基座110和机器臂10；以及接近传感器30，用于检测物体相对于机器人主体部1的接触或靠近，其中，机器臂10以相对于基座110能够转动的方式设置，且具有多个臂11～16，而且能够安装末端执行器90。另外，接近传感器30具有：电极部310，根据随着物体的接触或靠近而产生的静电电容的变化输出信号；以及电路部35，用于处理信号。而且，电极部310和电路部35设置于多个臂11～16中的至少两个臂(本实施方式中为四个臂11～14)。

根据上述机器人100，由于在多个臂11～14上分别设有接近传感器30，因而能够增大可检测物体相对于机器人主体部1的接触或靠近的范围。另外，一个电路部35承担来自一个电极部310的信号的处理，且该电路部35和电极部310设置于同一个臂上，因而它们的位置关系不会变动，从而能够减少误检测。由此，能够降低碰撞时的危险性。因此，可以适当地将机器人100作为能够与人协作作业的协作机器人来使用。

《接近传感器的详细说明》

接着，对接近传感器30详细进行说明。具体而言，对接近传感器30的检测定时进行说明。

图6是示出设置于两个臂的各接近传感器的检测定时的图。

在本实施方式的机器人100中，设置于臂12的接近传感器30(以下，也称为“接近传感器30a”)与设置于臂13的接近传感器30(以下，也称为“接近传感器30b”)通过电路部35进行的检测定时不同(参照图5和图6)。

具体而言，上述控制装置5具有：开关元件(未图示)，用于切换朝向接近传感器30a所具有的电路部35和接近传感器30b所具有的电路部35的电流路径的接通和断开；以及电路(未图示)，根据预定的控制信号来控制开关元件的接通和断开的切换。例如，如图6所示，控制装置5按照预定的等间隔的周期切换朝向各电路部35的电流路径的接通和断开。图6中的“电路A”是接近传感器30a所具有的电路部35，“电路B”是接近传感器30b所具有的电路部35。在使朝向接近传感器30a所具有的电路部35的电流路径的接通呈接通状态(有效)时，控制装置5使朝向接近传感器30b所具有的电路部35的电流路径的接通呈断开状态(无效)。反之，在使朝向接近传感器30b所具有的电路部35的电流路径的接通呈接通状态(有效)时，控制装置5使朝向接近传感器30a所具有的电路部35的电流路径的接通呈断开状态(无效)。

通过如此切换朝向接近传感器30a的电路部35和接近传感器30b的电路部35的电流路径的接通和断开，从而能够使朝向接近传感器30a所具有的电极部310(具体为第二电极312)和接近传感器30b所具有的电极部310(具体为第二电极312)的电流供给的定时错开。其结果为，能够使从接近传感器30a、30b的各电路部35向控制装置5输出的信号的定时，即检测定时错开。此外，利用接近传感器30a、30b的各电路部35(具体为检测电路部36)的检测定时与图6所示的朝向各电路部35的电流路径的接通和断开的定时相同。

由此，在本实施方式的机器人100中，利用电路部35进行的检测定时在臂12、13中各不相同。

由此，通过比较简单的结构，即使臂13靠近臂12也能够减少因为电极部310彼此间的距离靠近而引起的误检测，即因为电极部310彼此干扰而引起的误检测，因而能够降低碰撞时的危险性。具体来说，如上所述，由于能够使朝向接近传感器30a所具有的电极部310和接近传感器30b所具有的电极部310的电流供给的定时错开，因而即使例如图5所示的臂13朝向箭头A1方向移动而靠近臂12，也能够减少或防止设置于臂12、13的各电极部310相互干扰。因此，能够减少或防止因各电极部310相互干扰而导致的寄生电容的变化，因而能够减少误检测。因此，能够防止因为各电极部310彼此干扰而导致机器人100进行回避动作或停止动作，因而能够防止机器人100的工作效率降低。

此外，在本实施方式中，利用电路部35进行的检测定时在臂12、13中各不相同，但是，利用电路部35进行的检测定时也可以在其他各臂均不同。该情况下，优选使例如相邻的臂彼此或者相互干扰的臂彼此的检测定时错开。相互干扰的臂是指在机械臂10动作时相互靠近的臂。另外，检测定时的切换方法并不限定于利用上述控制装置5的方法，只要能够切换检测定时，也可以为其他方法。

＜第二实施方式＞

图7是示出第二实施方式涉及的机器人所具有的接近传感器的配置的图。图8是示出设置于两个臂的各接近传感器的检测定时的图。此外，图7中省略了末端执行器90的图示。

以下，对第二实施方式进行说明，但以与上述实施方式的不同点为中心进行说明，省略相同事项的说明。

本实施方式中的接近传感器的配置和检测定时与上述第一实施方式不同。

如图7所示，机器人100A所具有的臂12和臂13中分别设有两个接近传感器30。具体而言，臂12上设有具有电极部310c和电路部35c的接近传感器30c以及具有电极部310d和电路部35d的接近传感器30d，臂13上设有具有电极部310e和电路部35e的接近传感器30e以及具有电极部310f和电路部35f的接近传感器30f。

在本实施方式的机器人100A中，利用电路部35c和电路部35e进行的检测定时不同。另一方面，在电路部35d和电路部35f中始终能够进行接近检测。

具体而言，虽未详细图示，但控制装置5具有：开关元件，用于切换朝向电路部35c和电路部35e的电流路径的接通和断开；以及电路，控制开关元件的接通和断开的切换。例如，如图8所示，控制装置5按照预定的等间隔周期切换朝向电路部35c和电路部35e的电流路径的接通和断开。此外，图8中的“电路C”为电路部35c，“电路D”为电路部35d，“电路E”为电路部35e，“电路F”为电路部35f。另一方面，如图8所示，朝向电路部35d和电路部35f的电流的路径始终接通。

通过如此切换朝向电路部35c和电路部35e的电流路径的接通和断开，能够使朝向电极部310c和电极部310e的电流供给的定时错开。其结果为，能够使利用电路部35c、35e的检测定时错开。此外，电路部35c、35e的检测定时与图8所示的朝向电路部35c、35e的电流路径的接通和断开的定时相同。

由此，在本实施方式的机器人100A中，利用设置于臂12的电路部35c的检测定时与利用设置于臂13的电路部35e的检测定时不同。由此，与上述第一实施方式同样地，即使臂13靠近臂12，也能够减少由于电极部310c与电极部310e之间的距离靠近而引起的误检测，因而能够降低碰撞时的危险性。

另外，在本实施方式的机器人100A中，相对于一个臂12设置有多个接近传感器30c、30d。即，相对于一个臂12设有多个电极部310c、310d以及多个电路部35c、35d。而且，利用设置于一个臂12的多个电路部35c、35d的检测定时在电路部35c、35d中各不相同。在本实施方式中，电路部35c有时进行接近检测，有时不进行接近检测，而电路部35d始终进行接近检测。这样，利用电路部35c、35d的检测定时不同。

另外，同样地，相对于一个臂13设置有多个接近传感器30e、30f。即，相对于一个臂13设有多个电极部310e、310f以及多个电路部35e、35f。而且，利用设置于一个臂13上的多个电路部35e、35f的检测定时不同。在本实施方式中，电路部35e有时进行接近检测，有时不进行接近检测，而电路部35f始终进行接近检测。这样，利用电路部35e、35f的检测定时不同。

这样，设置于臂12、13彼此会发生干扰的位置处的电路部35c、35e以防相互干扰，以预定周期切换接近检测的接通和断开。另一方面，设置于臂12、13彼此不会干扰的位置处的电路部35d、35f始终进行接近检测。由此，能够防止机器人100的工作效率降低且能够适当地检测物体的接触或靠近。

通过以上的第二实施方式，也能够发挥与上述第一实施方式相同的效果。

＜第三实施方式＞

图10是示出接近传感器的输出值与检测距离的关系的图。图11是示出机械臂的姿态发生变化的例子的图。图12是示出机械臂所具有的一部分的臂进行动作的例子的图。图13是概略示出臂的剖面的图。图14是示出机械臂和末端执行器的动作范围的图。此外，图9、图11以及图12中省略了末端执行器90的图示。

以下，对第三实施方式进行说明，但以与上述实施方式的不同点为中心进行说明，省略相同事项的说明。

本实施方式与上述第一实施方式的不同点在于：设置于各臂上的接近传感器的接近检测的阈值(检测灵敏度)在各接近传感器中不同。

在本实施方式的机器人100B中，设置于臂11、臂12、臂13以及臂14上的各接近传感器30的接近检测的阈值(检测灵敏度)依次增大。因此，设置于臂11上的各接近传感器30的接近检测的阈值被设定为最小，设置于臂14上的各接近传感器30的接近检测的阈值被设定为最大。此外，在图9中，省略了接近传感器30所具有的电极部310和电路部35的图示，但这些的配置与第一实施方式相同。

在此，例如在从图9的双点划线所示的机械臂10的状态起，保持机械臂10的姿态不变而相对于基座110使机械臂10朝向箭头A2方向水平旋转，从而变为图9中的实线所示的机械臂10的状态时，臂14的动作速度比臂11的动作速度快。例如，当从铅垂方向观察时臂14与基座110之间的距离为臂11与基座110之间的距离的10倍时，臂14的动作速度快至臂11的动作速度的10倍。该情况下，从接近传感器30检测到物体靠近至控制装置5使机械臂10的驱动停止等为止，设置于臂14上的接近传感器30需要以比设置于臂11上的接近传感器30远10倍的距离检测物体。因此，在机器人100B中，设定与各臂11～16的动作速度对应的检测距离。

与各臂11～16的动作速度对应的检测距离的设定，例如通过下述方法进行。

臂11～16(例如臂11～16的前端部)的动作速度可以根据与臂11～16对应的各驱动部170的电机的转速以及各驱动部170的旋转轴彼此间的距离而确定。例如，由于机器人100B的动作预先进行示教，因而可以算出当前的各臂11～16的动作速度。另外，也可以根据来自角度传感器20的信号算出当前的各臂11～16的动作速度。另外，也可以在机器人100B上安装三轴加速度传感器(未图示)，并根据三轴加速度传感器的输出的时间积分而算出当前的各臂11～16的动作速度。

另外，使检测距离与来自接近传感器30的输出值对应，从而可以通过设定输出值的阈值来设定检测距离。图10所示的实线的曲线表示相对于检测距离的接近传感器30的输出值的特性。例如如图10所示，当将接近传感器30的输出值的阈值设定为“A”时，可以将检测距离设定为50mm，当将接近传感器30的输出值的阈值设定为“B”时，可以将检测距离设定为10mm。

而且，控制装置5根据利用上述方法算出的动作速度、来自接近传感器30的输出值以及检测距离，设定与各臂11～16的动作速度对应的检测距离。

这样，在本实施方式的机器人100B中，能够设定多个接近传感器30中检测物体的接触或靠近的接近检测的阈值。

由此，即使物体以无需停止的距离靠近，也能够使机械臂10停止动作，从而降低工作效率。反之，能够防止制动距离不足而机械臂10与人等物体发生碰撞。

另外，如上所述，接近检测的阈值在多个臂11～14中各不相同。

由此，即使在动作速度不同的臂11～14中，也可以在检测到物体后使其停止，以防与各部位(各臂11～14)发生碰撞。因此，无论各臂的动作速度如何，均可以降低物体与机械臂10发生碰撞的危险性。另外，通过根据各臂11～14的动作速度设定各接近传感器30的接近检测的阈值(来自接近传感器30的输出值的阈值)，与物体靠近动作速度快的臂14时相比，能够缩短物体靠近动作速度慢的臂11时的靠近距离，因而作业人员能够在靠近臂11的位置处进行作业。

另外，如图11所示，与以图11中的双点划线所示的机械臂10的姿态使机械臂10相对于基座110水平旋转时相比，以图11中的实线所示的机械臂10的姿态使机械臂10相对于基座110水平旋转时臂16相对于臂11的动作速度更快。因此，优选根据机械臂10的姿态设定上述接近检测的阈值。

由此，通过根据机械臂10的姿态以及与该机械臂10的姿态对应的各臂11～16的动作速度来设定接近检测的阈值，能够进一步减少机器人100B的作业效率的降低，且进一步降低碰撞时的危险性。

另外，如图12所示，在从图12中的双点划线所示的机械臂10的状态起使臂13～16朝向箭头A3方向旋转，成为图12中的实线所示的机械臂10的状态时，臂13～16进行动作，而臂11以及臂12不进行动作。该情况下，臂11以及臂12不会与周围的物体发生碰撞。因此，优选将设置于臂11、12的各接近传感器30中的检测距离设为0(零)，从而将接近检测的阈值设定为如果臂11、12与物体接触则停止。

另外，如图13所示，在接近传感器30安装在一个臂(例如臂12)的外周面的四个位置处的情况下，当臂12朝向箭头A4方向动作时，臂12不会从图13中的上侧、下侧以及左侧与周围的物体发生接触。因此，优选将位于臂12的图13中上侧、下侧以及左侧的接近传感器30中的检测距离设为0(零)，从而将接近检测的阈值设定为如果臂12与物体接触则停止。这样，由于考虑到臂12的动作方向、接近传感器30的设置位置而设定各接近传感器30中的检测距离，能够进一步降低作业效率的降低，且进一步降低碰撞时的危险性。

另外，如图14所示，在物体位于机械臂10和末端执行器90的动作范围S1之外时，该物体与机械臂10和末端执行器90发生碰撞的危险性低。因此，当动作范围S1之外存在物体时，在机器人100B动作期间，无需使机器人100B停止。因此，该情况下，例如将设置于机器人主体部1上的所有接近传感器30的检测距离设定为0(零)，从而将接近检测的阈值设定为如果机器人主体部1与物体接触则停止。或者，也可以设定为不进行检测。另一方面，在物体位于动作范围S1内时，该物体与机械臂10以及末端执行器90发生碰撞的危险性高，因而以比通常更早检测到物体的方式设定接近检测的阈值。

由此，根据相对于周围的物体的距离而设定接近检测的阈值。即，针对预先知道相对于机器人100B的大概位置关系的物体，优选如上所述那样设定阈值。

由此，能够进一步提高防止碰撞的安全性和作业效率。

在此，作为测量机器人100B与物体的大概位置关系的单元，可以使用与机器人100B分开设置的传感器。作为该传感器，可以使用例如照相机、激光扫描仪、压力垫、超声波传感器等的各种传感器。此外，机器人100B所具有的控制装置5只要构成为能够获得来自该传感器的信号即可。

通过以上的第三实施方式，也能够发挥与上述第一实施方式相同的效果。

＜第四实施方式＞

图15是示出第四实施方式涉及的机器人所进行的作业的一个例子的图。图16是示出图15所示的机器人所进行的作业的一个例子的图。图17是概略示出臂的动作方向的一个例子的图。

以下，对第四实施方式进行说明，但以与上述实施方式的不同点为中心进行说明，省略相同事项的说明。

本实施方式与上述第一实施方式的不同点在于：接近传感器的接近检测的阈值会变化。

本实施方式中的机器人100C在进行作业时，随着时间的经过而进行各种动作(参照图15以及图16)。例如，机器人100C在如图15所示利用末端执行器90将载置于传送带81上的作业对象物80握持之后驱动机械臂10，从而如图16所示将作业对象物80载置于载置台82上。在这样的作业中，与传送带81上的握持作业和载置台82上的载置作业相比，从传送带81朝向载置台82的移动作业中各臂11～16的动作速度更快。因此，使各接近传感器30的接近检测的阈值逐步变化，从而无论何时都不会与物体发生碰撞。

这样，在本实施方式中，在利用上述机器人100C的一系列作业(握持作业、移动作业以及载置作业)中，各接近传感器30的阈值并非固定不变，各接近传感器30的接近检测的阈值随时间变化。即，在本实施方式的机器人100C中，接近检测的阈值根据机械臂10的动作状态(例如上述各臂11～16的动作速度的变化)而变化。作为机器人100C的动作状态，例如除了上述各臂11～16的动作速度的变化之外，还可以举出作业期间的机械臂10的姿态的变化、作业期间与物体的相对位置的变化等。

通过如此使阈值根据机器人100C的动作状态而变化，从而在机器人100C的动作期间，无论何时都能够降低碰撞时的危险性。

尤其是，如上所述，优选接近检测的阈值根据臂11～16的动作速度的变化而变化。

由此，能够减少机器人100C的作业效率的降低，且降低碰撞时的危险性。

在此，利用接近传感器30的接近检测的阈值的设定，也可以在示教机器人100C所具有的机械臂10的动作时设定。示教时设定在不想使阈值在机器人100C动作期间变化的情况下尤为有效。

例如，可以在示教上述机器人100C的一系列作业时，设定各接近传感器30的接近检测的阈值。该示教时，由于机器人100C的各驱动部170所具有的电机的转速、各臂11～16的姿态以及各臂11～16的位置已知，因而可知利用机器人100C的一系列作业中各臂11～16的动作速度和动作方向。因此，可以根据各作业中的各臂11～16的动作速度和动作方向，以接近传感器30的接近检测的阈值变动的方式设定阈值。

这样，优选在机械臂10的动作示教中设定接近检测的阈值。

由此，与在机械臂10的动作时逐步变更接近传感器30的接近检测的阈值的设定的方法相比较，能够减少控制装置5的运算量。因此，能够使控制装置5的结构变得简单且廉价。

另外，在设定该阈值时，根据各臂11～16的形状、接近传感器30的设置位置以及各臂11～16的动作方向来设定各接近传感器30的接近检测的阈值。例如，如图17所示，根据臂12的形状、设置于臂12上的接近传感器30的设置位置以及臂12的动作方向，以最先与装置X等物体碰撞的部分为基准，设定接近传感器30的接近检测的阈值。在图17中，假定在接近传感器30与装置X之间的距离d2比臂12的前端部分120与装置X之间的距离d1长，且从如图17所示的臂12的位置朝向箭头A5方向移动时，臂12的前端部分120比接近传感器30先与装置X接触。因此，以最先与装置X碰撞的臂12的前端部分120为基准而设定接近传感器30的接近检测的阈值。

这样，接近检测的阈值根据臂12的形状、设置于臂12上的接近传感器30的设置位置以及臂12的动作方向中的至少一个(本实施方式中为全部)而设定。

由此，能够特别有效地降低碰撞的危险性。尤其是为了进一步降低碰撞的危险性，优选根据臂12的形状、设置于臂12上的接近传感器30的设置位置以及臂12的动作方向所有信息设定阈值。此外，并不限于臂12，其他臂11、13～16也是相同的。

以上，根据图示的优选实施方式对本发明的机器人进行了说明，但本发明并不限定于此，各部的结构可以替换为具有同样功能的任意结构。另外，也可以附加其他任意的构成物。另外，也可以将上述两种以上的实施方式的结构加以组合。

另外，在上述实施方式中，机械臂的数量在上述实施方式中的数量为一个，但机械臂的数量并不限定于此，例如也可以为两个以上。即，本发明的机器人也可以为例如双臂机器人等的多臂机器人。

另外，在上述实施方式中，机械臂所具有的臂的数量并不限定于上述实施方式的数量，例如也可以为三个以上且五个以下，或者七个以上。

另外，本发明的机器人并不限定于所谓的六轴垂直多关节机器人，例如也可以为水平多关节机器人等其他的机器人。

Claims

1.一种机器人，其特征在于，具有：

机器人主体部，具备基座、设置为相对于所述基座能够转动的第一可动部以及设置为相对于所述第一可动部能够转动的第二可动部；

第一接近传感器，用于检测物体相对于所述第一可动部的接触或靠近；以及

第二接近传感器，用于检测物体相对于所述第二可动部的接触或靠近，

所述第一接近传感器具备静电电容随着所述物体的接触或靠近而变化的第一电极部以及用于检测所述第一电极部的静电电容的第一电路部，

所述第二接近传感器具备静电电容随着所述物体的接触或靠近而变化的第二电极部以及用于检测所述第二电极部的静电电容的第二电路部，

所述第一电极部具有驱动电极以及检测电极，所述第一电极部的驱动电极以及检测电极分别呈梳齿状，所述第一电极部的驱动电极的梳齿与所述第一电极部的检测电极的梳齿以相互分离且啮合的方式配置，

所述第二电极部具有驱动电极以及检测电极，所述第二电极部的驱动电极以及检测电极分别呈梳齿状，所述第二电极部的驱动电极的梳齿与所述第二电极部的检测电极的梳齿以相互分离且啮合的方式配置，

所述第一电极部配置在所述第一可动部的外表面侧，所述第一电路部设置于与所述第一电极部同一个可动部，

所述第二电极部配置在所述第二可动部的外表面侧，所述第二电路部设置于与所述第二电极部同一个可动部。

2.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，

第一检测时间与第二检测时间在时间上不同，所述第一检测时间是所述第一电路部的检测时间，所述第二检测时间是所述第二电路部的检测时间。

3.根据权利要求1或2所述的机器人，其特征在于，

第一阈值与第二阈值不同，所述第一阈值是所述第一电路部用于判定靠近的阈值，所述第二阈值是所述第二电路部用于判定靠近的阈值。

4.一种机器人，其特征在于，具有：

机器人主体部，具备基座以及设置为相对于所述基座能够转动的可动部；

第一接近传感器，用于检测物体相对于所述可动部的接触或靠近；以及

第二接近传感器，用于检测物体相对于所述可动部的接触或靠近，

所述第二电极部具有驱动电极以及检测电极，所述第二电极部的驱动电极以及检测电极分别呈梳齿状，所述第二电极部的驱动电极的梳齿与所述第二电极部的检测电极的梳齿以相互分离且啮合的方式配置,

所述第一电极部和所述第二电极部配置在所述可动部的外表面侧。

5.根据权利要求4所述的机器人，其特征在于，

6.一种机器人，其特征在于，具有：

机器人主体部，具备基座以及设置为相对于所述基座能够转动的可动部；以及

接近传感器，用于检测物体相对于所述可动部的接触或靠近，

所述接近传感器具备静电电容随着所述物体的接触或靠近而变化的电极部以及用于检测所述电极部的静电电容的电路部，

所述电路部用于判定靠近的阈值随着所述机器人的动作而变化，

所述电极部具有驱动电极以及检测电极，所述驱动电极以及所述检测电极分别呈梳齿状，所述驱动电极的梳齿与所述检测电极的梳齿以相互分离且啮合的方式配置，

所述电极部配置在所述可动部的外表面侧。

7.根据权利要求6所述的机器人，其特征在于，

所述阈值按照机器人的每一动作步骤而变化。

8.根据权利要求6或7所述的机器人，其特征在于，

所述阈值随着机器人的动作速度而变化。

9.根据权利要求6或7所述的机器人，其特征在于，

所述阈值根据机器人的姿态而设定。

10.根据权利要求6或7所述的机器人，其特征在于，

所述阈值根据相对于周围的所述物体的距离而设定。

11.根据权利要求6或7所述的机器人，其特征在于，

所述阈值随着相对于周围的所述物体的距离而变化。

12.根据权利要求6或7所述的机器人，其特征在于，

所述阈值为机器人的示教的设定项目。