CN111745633B

CN111745633B - 水平多关节机器人及机器人系统

Info

Publication number: CN111745633B
Application number: CN202010223324.7A
Authority: CN
Inventors: 菊池尊行
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2019-03-29
Filing date: 2020-03-26
Publication date: 2024-03-22
Anticipated expiration: 2040-03-26
Also published as: US20200306963A1; EP3715060A1; US11458625B2; CN111745633A; JP2020163548A; EP3715060B1

Abstract

提供能够实现小型化的水平多关节机器人及机器人系统。水平多关节机器人，其特征在于，具备：基座；第一臂，与所述基座连接并绕第一轴转动；第二臂，与所述第一臂连接并绕与所述第一轴平行的第二轴转动；第三臂，与所述第二臂连接并绕与所述第一轴平行的第三轴转动，且沿所述第三轴移动；电机，设置于所述第二臂并驱动所述第三臂；以及力检测部，设置在所述电机与所述第二臂之间，并检测由所述电机的驱动引起的反作用力。

Description

水平多关节机器人及机器人系统

技术领域

本发明涉及水平多关节机器人及机器人系统。

背景技术

近年来，由于工厂人工费的上涨、人才不足，通过各种机器人、其机器人外部设备作为劳动力进行的作业的自动化正在加速。在该各种机器人中，在简单的输送工序、螺丝拧紧工序中，广泛使用例如专利文献1所示的水平多关节机器人，即SCARA机器人。

专利文献1所记载的SCARA机器人具有：绕第一轴旋转的第一臂、绕第二轴旋转的第二臂、以及绕第三轴旋转且在第三轴向上移动的机械轴。另外，关于机械轴的驱动，能够使用滚珠丝杆花键来实现上述绕第三轴的旋转以及在第三轴向上移动的动作。另外，在第三臂的前端设置有力传感器以及末端执行器(机械手)。基于力传感器检测到的力，来控制机器人的驱动并进行各种作业。

专利文献

专利文献1：日本特开平4-256590号公报

发明内容

然而，在专利文献1所记载的SCARA机器人中，与在机械轴的前端设置力传感器相应地，机械轴实际动作的部分、即从第二臂支承机械轴的部分至末端执行器为止的长度变长，从而导致大型化。

本发明是为了解决前述的技术问题的至少一部分而完成的，能够通过以下内容来实现。

本应用例的水平多关节机器人，其特征在于，具备：基座；第一臂，与所述基座连接并绕第一轴转动；第二臂，与所述第一臂连接并绕与所述第一轴平行的第二轴转动；第三臂，与所述第二臂连接并绕与所述第一轴平行的第三轴转动，且沿着所述第三轴移动；电机，设置在所述第二臂并驱动所述第三臂；以及力检测部，设置在所述电机与所述第二臂之间，并检测由所述电机的驱动引起的反作用力。

本应用例的机器人系统，其特征在于，具备：本发明的水平多关节机器人；以及控制部，基于由所述力检测部检测到的所述反作用力来控制所述第三臂的驱动。

附图说明

图1是示出本发明的水平多关节机器人及机器人系统的实施方式的侧视图。

图2是图1所示的机器人系统的框图。

图3是示出图1所示的水平多关节机器人的第二臂的内部的侧视图。

图4是图3中所示的第二臂的内部的部分放大图。

图5是图4中A-A线剖视图。

图6是由图4中虚线所示的区域的放大剖视图。

附图标记说明

100…机器人系统；1…控制装置；2…机器人；20…机器人臂；21…基座；22…第一臂；23…第二臂；24…第三臂；25…驱动单元；26…驱动单元；27…u驱动单元；28…z驱动单元；29…角速度传感器；3…螺丝用界限量规；31…把持部；32…通规；33…止规；5…力检测部；51…第一板；52…第二板；53…筒状部；54…元件；7…末端执行器；8…固定部件；9…固定部件；11…机器人控制部；12…电机控制部；13…显示控制部；14…存储部；15…受理部；16…判断部；41…显示装置；42…输入装置；71…安装部；72…电机；200…电缆；220…壳体；230…壳体；230A…基部；230B…盖板部件；230C…凹部；231…底板；232…顶板；233…侧壁；234…倾斜部；241…机械轴；242…旋转支承部件；243…滚珠丝杠螺母；243A…内圈；243B…外圈；244…花键螺母；244A…内圈；244B…外圈；245…外筒；246…旋转体；251…电机；252…减速机；253…位置传感器；261…电机；262…减速机；263…位置传感器；271…电机；272…减速机；273…位置传感器；274…带；275…带轮；281…电机；282…减速机；283…位置传感器；284…带；285…带轮；Fu…力；Fz…力；O1…第一轴；O2…第二轴；O3…第三轴；O4…输出轴。

具体实施方式

以下，基于附图所示的优选的实施方式对本发明的水平多关节机器人及机器人系统进行详细地说明。

实施方式

图1是示出本发明的水平多关节机器人及机器人系统的实施方式的侧视图。图2是图1所示的机器人系统的框图。图3是示出图1所示的水平多关节机器人的第二臂的内部的侧视图。图4是图3中所示的第二臂的内部的部分放大图。图5是图4中A-A线剖视图。图6是由图4中虚线所示的区域的放大剖视图。

另外，在图1、图3及图4中，为了便于说明，作为互相正交的三轴，图示了x轴、y轴以及z轴。另外，在下面，将与x轴平行的方向也称为“x轴向”，将与y轴平行的方向也称为“y轴向”，将与z轴平行的方向也称为“z轴向”。另外，在下面，将图示的各箭头的前端侧称为“+(正)”、基端侧称为“-(负)”，将与+x轴向平行的方向也称为“+x轴向”，将与-x轴向平行的方向也称为“-x轴向”，将与+y轴向平行的方向也称为“+y轴向”，将与-y轴向平行的方向也称为“-y轴向”，将与+z轴向平行的方向也称为“+z轴向”，将与-z轴向平行的方向也称为“-z轴向”。另外，将绕z轴的方向以及绕与z轴平行的轴的方向也称为“u轴向”。

另外，在下面，为了便于说明，将图1中的+z轴向即上侧也称为“上”，将-z轴向即下侧也称为“下”。另外，对于机器人臂20，将图1中的基座21侧称为“基端”，将其相反侧即末端执行器7侧称为“前端”。另外，将图1中的z轴向即上下方向设为“铅直方向”，将x轴向以及y轴向即左右方向设为“水平方向”。

图1以及图2所示的机器人系统100例如为用于电子部品以及电子设备等工件(对象物)的保持、输送、组装以及检查等作业的装置。机器人系统100具备：控制装置1、机器人2、末端执行器7、显示装置41以及输入装置42。

另外，在图示的结构中，控制装置1配置在机器人2的外侧，但不限于此，也可以内置于机器人2。

另外，在图示的结构中，机器人2和控制装置1由电缆200电连接(以下，简称为“连接”)，但不限于此，也可以为省略电缆200而以无线方式进行通信。即，机器人2和控制装置1可以通过有线通信连接，另外，也可以通过无线通信连接。

机器人2为水平多关节机器人，即SCARA机器人。

如图1所示，机器人2具备：基座21、第一臂22、第二臂23、作业头即第三臂24以及力检测部5。由第一臂22、第二臂23以及第三臂24等构成机器人臂20。

另外，机器人2具备：使第一臂22相对于基座21旋转的驱动单元25；使第二臂23相对于第一臂22旋转的驱动单元26；使第三臂24的机械轴241相对于第二臂23旋转的u驱动单元27；使机械轴241相对于第二臂23在z轴向上移动的z驱动单元28；以及角速度传感器29。

如图1以及图2所示，驱动单元25内置在第一臂22的壳体220内，并具有：产生驱动力的电机251；使电机251的驱动力减速的减速机252；以及检测电机251或者减速机252的旋转轴的旋转角度的位置传感器253。

驱动单元26内置于第二臂23的壳体230，并具有：产生驱动力的电机261；使电机261的驱动力减速的减速机262；以及检测电机261或者减速机262的旋转轴的旋转角度的位置传感器263。

u驱动单元27内置于第二臂23的壳体230，并具有：产生驱动力的电机271；使电机271的驱动力减速的减速机272；以及检测电机271或者减速机272的旋转轴的旋转角度的位置传感器273。

z驱动单元28内置于第二臂23的壳体230，并具有：产生驱动力的电机281；使电机281的驱动力减速的减速机282；以及检测电机281或者减速机282的旋转轴的旋转角度的位置传感器283。

作为电机251、电机261、电机271以及电机281，例如，可以使用AC伺服电机、DC伺服电机等伺服电机。

另外，作为减速机252、减速机262、减速机272以及减速机282，例如，可以使用行星齿轮型的减速机、波动齿轮装置等。另外，位置传感器253、位置传感器263、位置传感器273以及位置传感器283例如可以设为角度传感器。

驱动单元25、驱动单元26、u驱动单元27以及z驱动单元28分别与对应的未图示的电机驱动器连接，并经由电机驱动器被控制装置1的机器人控制部11控制。此外，也可以省略各减速机。

另外，角速度传感器29内置于第二臂23。因此，能够检测第二臂23的角速度。基于该检测到的角速度的信息，控制装置1进行机器人2的控制。另外，角速度传感器29设置在驱动单元26～28的-y轴侧，即基座21的远侧。

基座21例如通过螺栓等固定在未图示的地面上。在基座21的上端部连结有第一臂22。第一臂22相对于基座21能够绕沿着铅直方向的第一轴O1旋转。若驱动使第一臂22旋转的驱动单元25，则第一臂22相对于基座21绕第一轴O1在水平面内旋转。另外，通过位置传感器253，能够检测第一臂22相对于基座21的旋转量。

另外，在第一臂22的前端部连结有第二臂23。第二臂23相对于第一臂22能够绕沿着铅直方向的第二轴O2旋转。第一轴O1的轴向与第二轴O2的轴向是相同的。即，第二轴O2与第一轴O1平行。若驱动使第二臂23旋转的驱动单元26，则第二臂23相对于第一臂22绕第二轴O2在水平面内旋转。另外，通过位置传感器263，能够检测第二臂23相对于第一臂22的驱动，具体而言为旋转量。

另外，第二臂23具有壳体230，壳体230具有：底板231、顶板232以及连结这些的侧壁233。在该壳体230的内部，即底板231上，从+y轴侧起依次排列有驱动单元26、u驱动单元27、z驱动单元28以及角速度传感器29。

另外，壳体230具有位于顶板232与侧壁233之间的倾斜部234。该倾斜部234设置在顶板232的-y轴侧。另外，该倾斜部234设为相对于z轴倾斜。

另外，如图3以及图4所示，在第二臂23的前端部设置有第三臂24。第三臂24具有：机械轴241和将机械轴241支承为能够旋转的旋转支承部件242。

机械轴241相对于第二臂23，能够绕沿着铅直方向的第三轴O3旋转，且能够在上下方向上移动(升降)。该机械轴241为机器人臂20的第三臂，即机器人臂20的最前端的臂。

另外，在机械轴241的长边方向的中途，设置有滚珠丝杠螺母243和花键螺母244，机械轴241被这些支承。这些滚珠丝杠螺母243以及花键螺母244按照该顺序从+z轴侧起分开配置。

滚珠丝杠螺母243具有：内圈243A和同心配置于内圈243A的外周侧的外圈243B。在这些内圈243A以及外圈243B之间，配置有未图示的多个滚珠，随着滚珠的移动，内圈243A以及外圈243B互相相对地旋转。

另外，内圈243A具有从外圈243B露出的部分，并在该露出的部分上挂绕有后述的带284。另外，内圈243A在其内部插通有机械轴241，如后所述，将机械轴241支承为能够沿着z轴向移动。

花键螺母244具有：内圈244A和同心配置于内圈244A的外周侧的外圈244B。在这些内圈244A以及外圈244B之间，配置有未图示的多个滚珠，随着滚珠的移动，内圈244A以及外圈244B互相相对地旋转。

另外，内圈244A具有从外圈244B露出的部分，并在该露出的部分上挂绕有后述的带274。另外，内圈244A在其内部插通有机械轴241，将机械轴241支承为能够绕z轴即在u轴向上旋转。

另外，在花键螺母244的-z轴侧，设置有旋转支承部件242。该旋转支承部件242具有：外筒245和设置在外筒245的内侧的旋转体246。外筒245固定在第二臂23的壳体230内的底板231上。另一方面，旋转体246固定在机械轴241上，但与机械轴241一起被外筒245支承为能够绕z轴旋转。

若驱动使机械轴241旋转的u驱动单元27，则机械轴241绕z轴正反旋转，即进行旋转。另外，通过位置传感器273，能够检测机械轴241相对于第二臂23的旋转量。

另外，若驱动使机械轴241在z轴向上移动的z驱动单元28，则机械轴241在上下方向即z轴向上移动。另外，通过位置传感器283，能够检测机械轴241相对于第二臂23的在z轴向上的移动量。

另外，在机械轴241的前端部上，可拆装地连结各种末端执行器。作为末端执行器，没有特别地限定，例如，列举把持被输送物的末端执行器、加工被加工物的末端执行器、以及用于检查的末端执行器等。在本实施方式中，以可拆装的方式连结末端执行器7。对于末端执行器7，在后面进行详述。

此外，在本实施方式中，末端执行器7未成为机器人2的结构要素，但是末端执行器7的一部分或者全部也可以成为机器人2的结构要素。另外，在本实施方式中，末端执行器7未成为机器人臂20的结构要素，但是末端执行器7的一部分或者全部也可以成为机器人臂20的结构要素。

如图1所示，末端执行器7具有：安装于机械轴241的安装部71、设置在安装部71的电机72、以及可拆装地同心安装于电机72的旋转轴的螺丝用界限量规3。该末端执行器7可拆装地与机械轴241的前端部连结。另外，机械轴241的中心轴即第三轴O3、电机72的旋转轴以及螺丝用界限量规3的中心轴是一致的。即，从第三轴O3的轴向观察，第三轴O3、电机72以及螺丝用界限量规3重叠。

另外，螺丝用界限量规3为螺丝量规的一例，具有：柱状的把持部31、设置在把持部31的一端部并形成有外螺纹的通规32、以及设置在把持部31的另一端部并形成有外螺纹的止规33。该螺丝用界限量规3在使用通规32时，将设置有止规33的把持部31的端部安装在电机72的旋转轴上，而将通规32配置在前端侧。另外，在使用止规33时，将设置有通规32的把持部31的端部安装在电机72的旋转轴上，而将止规33配置在前端侧。

另外，作为电机72，没有特别地限定，例如，可以采用AC伺服电机、DC伺服电机等伺服电机、步进电机等。

另外，末端执行器7具有检测电机72的旋转轴的旋转角度的未图示的角度传感器，通过其角度传感器能够检测电机72的旋转轴的旋转角度。

在该末端执行器7中，与在电机72的旋转轴与螺丝用界限量规3之间夹装有齿轮、带等动力传递机构相比，能够抑制由背隙引起的旋转精度的下降。

此外，螺丝用界限量规3并非限于这样结构，例如，也可以是更换仅具有通规的螺丝用界限量规和仅具有止规的螺丝用界限量规而使用的结构。

另外，在本实施方式中，末端执行器7相对于机器人臂20可拆装，但不限于此，例如，末端执行器7也可以为不能从机器人臂20脱离。

另外，力检测部5检测由电机271的驱动引起的反作用力，并将其检测结果发送至控制装置1。

另外，如后所述，力检测部5设置在第二臂23，即基部230A与电机271之间。由此，由电机271的驱动产生的反作用力传递到力检测部5。因此，能够检测该反作用力。

如图2所示，控制装置1具备：机器人控制部11、电机控制部12(末端执行器控制部)、显示控制部13、存储部14、受理部15以及判断部16，并分别控制机器人2、末端执行器7的电机72以及显示装置41等机器人系统100的各部分的驱动。

另外，控制装置1构成为：能够分别在机器人控制部11、电机控制部12、显示控制部13、存储部14、受理部15以及判断部16之间进行通信。即，机器人控制部11、电机控制部12、显示控制部13、存储部14、受理部15以及判断部16互相通过有线或者无线通信连接。

另外，机器人2、显示装置41、输入装置42以及末端执行器7分别通过有线或者无线通信与控制装置1连接。

机器人控制部11控制机器人2的驱动，即机器人臂20等的驱动。机器人控制部11为安装有OS等程序的计算机。该机器人控制部11例如具有：作为处理器的CPU、RAM以及存储程序的ROM。另外，机器人控制部11的功能例如能够通过CPU执行各种程序来实现。

另外，机器人控制部11与力检测部5电连接，并且将从力检测部5接收到的电信号看作为对第三臂24施加的外力并转换为力。即，从由力检测部5检测到的电机271的驱动的反作用力的变化量来换算为对第三臂24施加的外力。然后基于该计算的外力，控制发至在u轴向上驱动第三臂24的u驱动单元27的电机271的指令值，并且控制发至在z轴向上驱动第三臂24的z驱动单元28的电机281的指令值。由此，根据施加的外力，能够使第三臂24在u轴向以及z轴向上移动。因此，例如，能够通过力控制来进行螺丝拧紧作业，或者若对第三臂24施加超过阈值的外力，则能够使末端执行器7向+z轴向退避等。另外，即使没有施加外力，也可以将机器人控制部11用于使电机271旋转之际的初始加速时、正常运转时以及减速时的各种控制。

如此，在机器人系统100中，基于由力检测部5检测到的反作用力，来控制施加于第三臂24的在第三轴O3的方向上的力。

电机控制部12控制电机72的驱动。电机控制部12为安装有OS等程序的计算机。该电机控制部12例如具有：作为处理器的CPU、RAM以及存储程序的ROM。另外，电机控制部12的功能例如能够通过CPU执行各种程序来实现。

显示控制部13具有使显示装置41显示窗口等各种的画面、字符等的功能。即，显示控制部13控制显示装置41的驱动。该显示控制部13的功能例如能够通过GPU等实现。

存储部14具有存储各种信息(包括数据、程序等)的功能。该存储部14存储控制程序等。存储部14的功能能够通过ROM等所谓外部存储装置(未图示)来实现。

受理部15具有受理来自输入装置42的输入的功能。该受理部15的功能例如能够通过接口电路来实现。此外，例如在使用触摸面板时，受理部15具有作为输入检测部的功能，所述输入检测部检测用户的手指对触摸面板的接触等。

显示装置41例如具备由液晶显示器、EL显示器等构成的未图示的监视器，例如，具有显示包括窗口等各种画面等的各种图像、字符等的功能。

输入装置42例如由鼠标、键盘等构成。因此，用户通过操作输入装置42，能够对控制装置1进行各种处理等的指示。

具体而言，用户通过对显示装置41所显示的窗口等各种画面用输入装置42的鼠标点击的操作、用输入装置42的键盘输入字符、数字等的操作，能够进行针对控制装置1的指示。

此外，在本实施方式中，也可以代替显示装置41以及输入装置42，而设置兼具显示装置41以及输入装置42的显示输入装置。作为显示输入装置，例如可以使用静电式触摸面板、压感式触摸面板等触摸面板。另外，输入装置42也可以为识别语音等声音的结构。

接下来，对第二臂23的内部进行说明。

在机器人2中，如图3所示，在第二臂23的壳体230内设置有：使第三臂24绕z轴旋转的u驱动单元27、使第三臂24在z轴向上移动的z驱动单元28、带274以及带284。

另外，第二臂23的壳体230具有：基部230A、覆盖基部230A的+z轴侧的盖板部件230B。基部230A为刚体，例如，由金属材料、各种硬质树脂材料中的任意材料等构成。此外，基部230A构成第二臂23，因此在下面，也将第二臂23称为基部230A。

如图3所示，u驱动单元27除了前述的电机271、减速机272以及位置传感器273之外，还具有带轮275。这些按照带轮275、减速机272以及电机271的顺序从+z轴侧起被配置，并且固定在基部230A上。带轮275固定在减速机272的核心上，并且电机271的旋转力由减速机272减速，并传递到带轮275。

另外，带轮275通过带274与设置在机械轴241的花键螺母244的内圈244A连结。带274为挂绕于带轮275以及内圈244A的环形带，并在其内侧，即带轮275以及内圈244A侧具有未图示的齿部。带274的齿部分别与带轮275以及内圈244A的露出部分的未图示的齿部啮合。

在这样的u驱动单元27中，电机271的旋转力经由减速机272以及带轮275传递到带274，并且带274旋转。通过该带274的旋转，其旋转力经由花键螺母244传递到机械轴241。该旋转力经由内圈244A的内周部以及机械轴241的花键槽传递到机械轴241，从而机械轴241能够在u轴向上移动，即旋转。

如此，第三臂24具有：机械轴241和设置在机械轴241的花键螺母244。另外，机器人2还具有：电机271和与花键螺母244连结的带274。由此，对机械轴241施加的外力经由带274、花键螺母244以及电机271传递到力检测部5。因此，力检测部5能够检测对机械轴241施加的外力。

如图3所示，z驱动单元28除了前述的电机281、减速机282以及位置传感器283之外，还具有带轮285。这些按照电机281、带轮285以及减速机282的顺序从+z轴侧起被配置。带轮285固定在减速机282的核心上，并且电机281的旋转力由减速机282减速，并传递到带轮285。另外，减速机282隔着未图示的垫片固定在基部230A上。

另外，带轮285经由带284与设置在机械轴241的滚珠丝杠螺母243的内圈243A的露出部分连结。带284为挂绕于带轮285以及内圈243A的环形带，并在其内侧，即带轮285以及内圈243A侧具有未图示的齿部。带284的齿部分别与带轮285以及内圈243A的未图示的齿部啮合。

在这样的z驱动单元28中，电机281的旋转力经由减速机282以及带轮285传递到带284，并且带284旋转。通过该带284的旋转，其旋转力经由滚珠丝杠螺母243的内圈243A传递到机械轴241。该旋转力通过内圈243A的内周部以及机械轴241的滚珠螺丝槽转换方向，从而机械轴241能够在z轴向上移动，即上下移动。

接下来，对力检测部5进行说明。

如图3以及图4所示，力检测部5如上所述，为检测对第三臂24施加的力的传感器。在本实施方式中，设置在滚珠丝杠螺母243与基部230A之间，被它们固定并夹持。另外，如图6所示，力检测部5具有第一板51、第二板52、配置在第一板51与第二板52之间的筒状部53以及多个元件54，在本实施方式中，元件54为两个。另外，两个元件54被夹持在第一板51与第二板52之间。

如此，力检测部5具有：第一板51、第二板52、被第一板51和第二板52夹持的多个元件54，在本实施方式中，元件54为两个。由此，如后所述，元件54能够检测由于电机271的旋转产生的反作用力。

第一板51呈圆板状，并且其+z轴侧的面固定在电机271的壳体上。在图示的结构中，第一板51以及电机271通过螺丝、螺钉等固定部件8被固定。第二板52呈圆板状，并且其-z轴侧的面固定在基部230A的+z轴侧的面上。在图示的结构中，第二板52以及基部230A通过螺丝、螺钉等固定部件9被固定。

在本实施方式中，筒状部53呈圆筒状，并具有保护元件54的功能。

如图5所示，各元件54隔着电机271的输出轴O4对置配置。即，从第三轴O3的轴向观察，电机271的输出轴O4处于多个元件54之间。由此，对各元件54施加的力尽可能地变为均匀，能够精确地检测力。

此外，元件54的个数不限定于图示那样的两个，例如，也可以为三个以上，但元件54的数量优选为四个。这种情况下，优选各元件54沿着输出轴O4的周向等间隔设置，即配置为隔着输出轴O4配置的对为两对。

各元件54例如由水晶等压电体构成，可以使用若受到外力则输出电荷的物体。另外，控制装置1能够根据该电荷量将电荷转换为受到的外力。另外，若为这样的压电体，则根据设置的方向，可以调整在受到外力时能够产生电荷的方向。在本实施方式中，如图5所示，各元件54能够检测铅直方向上的分量的力Fz和绕z轴即u轴向上的力Fu。

在这样的力检测部5中，如上所述，第一板51固定在电机271上，第二板52固定在基部230A上。通过这样的结构，若驱动u驱动单元27的电机271并且内部的未图示的转子旋转，则其反作用力经由电机271的壳体传递到力检测部5。然后，通过力检测部5检测该传递的力，并将反作用力的信息转换为电信号发送至图2所示的控制装置1的机器人控制部11，可以进行后述那样的控制。因此，基于力检测部5的检测结果，能够驱动第三臂24。

特别是，在以往中，在相当于第三臂24的臂的前端设置了力检测部。然而，在这样的结构中，会引起臂的实质上的可动部分，即从臂的根部到末端执行器为止的长度变长。相对于此，在本发明中，成为如下的结构：在第二臂23与电机271之间设置力检测部5，来检测由电机271的驱动引起的反作用力。即，成为如下的结构：将力检测部5内置于第二臂23，而省略了在第三臂24设置力检测部5。由此，能够使第三臂24的实质上的可动部分变短。因此，例如，使第三臂24向-z轴侧移动到最大限度为止时的末端执行器7的前端比以往更位于-z轴侧，从而能够实现小型化。而且，与以往相比，能够更充分地确保第三臂24的承重能力。

另外，力检测部5设置在第二轴O2与第三轴O3之间。即，力检测部5从第三轴O3偏向存在于第二轴O2侧。由此，与力检测部5设置在第三臂24的结构相比，能够使第二臂23的前端侧的重量变轻。因此，能够使驱动第二臂23时的惯性力矩变小，能够使驱动第二臂23时的驱动力相对变小，并且能够减轻驱动第二臂23的电机261的负荷。

另外，如图3所示，优选从第二轴O2至输出轴O4为止的距离L2比从第三轴O3至输出轴O4为止的距离L1小。由此，能够更显著地获得可以减轻驱动前述的第二臂23的电机261的负荷这一效果。

如上所述，机器人2具备：基座21；与基座21连接并绕第一轴O1转动的第一臂22；与第一臂22连接并绕与第一轴O1平行的第二轴O2转动的第二臂23；与第二臂23连接并绕与第一轴O1平行的第三轴O3转动，且沿着第三轴O3移动的第三臂24；设置在第二臂23并驱动第三臂24的电机271；以及设置在电机271与第二臂23之间，并检测由电机271的驱动引起的反作用力的力检测部5。由此，可以设为如下的结构：将力检测部5内置于第二臂23，而省略了在第三臂24设置力检测部5。因此，能够使第三臂24的实质上的可动部分变短，从而能够实现小型化。

另外，如上所述，机器人系统100具备：机器人2；以及作为控制部的控制装置1，所述控制部基于由力检测部5检测到的由电机271的驱动引起的反作用力，来控制第三臂24的驱动。由此，能够一边享有前述的机器人2的优点，一边根据施加的外力来控制第三臂24的动作。例如，能够进行使电机271旋转之际的初始加速时、正常运转时以及减速时的各种控制。另外，根据由力检测部5检测到的电机271的驱动的反作用力的变化量，换算为对第三臂24施加的外力(特别是在z轴向上的外力)，并根据该外力，使第三臂24在u轴向以及z轴向上移动，或者也可以用于末端执行器7的力控制。

以上，基于图示的实施方式对本发明的水平多关节机器人及机器人系统进行了说明，但本发明不限于此，各部分的结构可以替换为具有同样的功能的任意的结构。另外，也可以附加其他的任意的结构物体。

另外，在上述实施方式中，机器人臂的旋转轴的数量为三个，但在本发明中不限于此，机器人臂的旋转轴的数量例如也可以为两个或者四个以上。即，在所述实施方式中，臂的数量为三个，但在本发明中不限于此，臂的数量例如也可以为两个或者四个以上。

另外，在上述实施方式中，电机271和力检测部5为固定的结构，但在本发明中不限于此，例如，在电机271与力检测部5之间也可以夹装例如减速机等。

另外，在上述实施方式中，力检测部5为设置在电机271与基部230A之间的结构，但在本发明中不限于此，例如，也可以设置在电机281与基部230A之间。在这种情况下，也能够获得本发明的效果。另外，也可以设置在电机271与基部230A之间、电机281与基部230A之间这双方。

Claims

1.一种水平多关节机器人，其特征在于，具备：

基座；

第一臂，与所述基座连接并绕第一轴转动；

第二臂，与所述第一臂连接，绕与所述第一轴平行的第二轴转动；

第三臂，与所述第二臂连接，绕与所述第一轴平行的第三轴转动，并且沿所述第三轴移动；

电机，设置于所述第二臂，并驱动所述第三臂；以及

力检测部，设置在所述电机与所述第二臂之间，并检测由所述电机的驱动引起的反作用力，

所述力检测部通过检测经由所述电机传递到所述力检测部的所述反作用力，来检测施加到所述第三臂的外力，

所述力检测部设置在所述第二轴与所述第三轴之间，且所述力检测部从所述第三轴偏向存在于所述第二轴侧。

2.根据权利要求1所述的水平多关节机器人，其特征在于，

所述力检测部具有：第一板、第二板以及被所述第一板和所述第二板夹持的多个元件，

所述第一板固定在所述电机上，

所述第二板固定在所述第二臂上。

3.根据权利要求2所述的水平多关节机器人，其特征在于，

从所述第三轴的轴向观察，所述电机的输出轴位于所述多个元件之间。

4.一种机器人系统，其特征在于，具备：

权利要求1至3中任一项所述的水平多关节机器人；以及

控制部，基于由所述力检测部检测到的所述反作用力来控制所述第三臂的驱动。