CN113547513B - 水平多关节机器人及水平多关节机器人系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供的水平多关节机器人及水平多关节机器人系统不易对可进行的作业施加限制。水平多关节机器人具有：基座；第一臂，与所述基座连接，相对于所述基座沿着第一直动轴移动，并绕与所述第一直动轴平行的第一转动轴转动；第二臂，与所述第一臂连接，相对于所述第一臂沿着与所述第一直动轴不同方向的第二直动轴移动，并绕与所述第一转动轴平行的第二转动轴转动；第三臂，与所述第二臂连接，并绕与所述第一直动轴正交的第三转动轴转动；以及第四臂，与所述第三臂连接，并绕与所述第三转动轴正交的第四转动轴转动。

Description

水平多关节机器人及水平多关节机器人系统

技术领域

本发明涉及水平多关节机器人及水平多关节机器人系统。

背景技术

专利文献1所记载的水平多关节机器人具有基部、以能够绕第一转动轴转动的方式连接在基部上的第一臂、以能够绕与第一转动轴平行的第二转动轴转动的方式连接在第一臂上的第二臂、以能够绕与第一转动轴平行的第三转动轴转动且能够在沿着第三转动轴的方向上移动的方式连接在第二臂上的引导轴、以及连接于引导轴的前端的末端执行器。

专利文献1：日本特开2016-41453号公报

然而，在专利文献1所记载的水平多关节机器人中，由于仅通过第一臂、第二臂以及引导轴的动作来控制末端执行器的位置和姿势，因此，末端执行器能够朝向工件靠近的方向受限。因此，存在容易对水平多关节机器人可进行的作业施加限制这一问题。

发明内容

本发明的应用例涉及的水平多关节机器人具备：基座；第一臂，与所述基座连接，相对于所述基座沿着第一直动轴移动，并绕与所述第一直动轴平行的第一转动轴转动；第二臂，与所述第一臂连接，相对于所述第一臂沿着与所述第一直动轴不同方向的第二直动轴移动，并绕与所述第一转动轴平行的第二转动轴转动；第三臂，与所述第二臂连接，并绕与所述第一直动轴正交的第三转动轴转动；以及第四臂，与所述第三臂连接，并绕与所述第三转动轴正交的第四转动轴转动。

附图说明

图1是表示第一实施方式涉及的水平多关节机器人的侧视图。

图2是表示“中心移动”的铅垂方向观察的示意图。

图3是表示“中心移动”的水平方向观察的示意图。

图4是表示第一驱动机构的剖视图。

图5是表示第二驱动机构和第三驱动机构的剖视图。

图6是表示第四驱动机构、第五驱动机构以及第六驱动机构的剖视图。

图7是表示本发明的第二实施方式涉及的水平多关节机器人的前端部的俯视图。

图8是表示本发明的第三实施方式涉及的水平多关节机器人的前端部的俯视图。

图9是表示本发明的第四实施方式涉及的水平多关节机器人的侧视图。

图10是表示本发明的第五实施方式涉及的水平多关节机器人系统的简图。

附图标记说明

1…水平多关节机器人、3…末端执行器、4…驱动机构、5…机器人控制装置、9…壳体、11…基座、21…第一臂、22…第二臂、23…第三臂、24…第四臂、25…传感器、30…基部、31、32…棘爪部、41…第一驱动机构、42…第二驱动机构、43…第三驱动机构、44…第四驱动机构、45…第五驱动机构、46…第六驱动机构、71…第一罩部、72…第二罩部、73…第三罩部、74…第四罩部、75…第五罩部、76…第六罩部、81…第一密封部件、82…第二密封部件、83…第三密封部件、84…第四密封部件、85…第五密封部件、86…第六密封部件、91…外侧壳体、92…内侧壳体、93…密封部件、100…水平多关节机器人系统、110…显微镜、111…基础部、112…臂部、120…摄像机、130…控制装置、150…作业空间、160…物镜、170…载置台、211…第一移动部、212…第一转动部、213…基础部、214…臂部、221…第二移动部、222…第二转动部、231…臂部、232…第三转动部、241…臂部、242…第四转动部、251…力觉传感器、252…接近传感器、411…压电致动器、411A…压电元件、412…被驱动部、421…压电致动器、421A…压电元件、422…被驱动部、431…压电致动器、431A…压电元件、432…被驱动部、441…压电致动器、441A…压电元件、442…被驱动部、451…压电致动器、451A…压电元件、452…被驱动部、461…压电致动器、461A…压电元件、462…被驱动部、D…分离距离、F…被设置面、GB1…第一导块、GB2…第二导块、GR1…第一导轨、GR2…第二导轨、Jr1…第一直动轴、Jr2…第二直动轴、Jθ1…第一转动轴、Jθ2…第二转动轴、Jθ3…第三转动轴、Jθ4…第四转动轴、S…空间、W…工件。

具体实施方式

以下，根据附图对本发明的水平多关节机器人及水平多关节机器人系统的优选实施方式详细进行说明。

第一实施方式

图1是表示第一实施方式涉及的水平多关节机器人的侧视图。图2是表示“中心移动”的铅垂方向观察的示意图。图3是表示“中心移动”的水平方向观察的示意图。图4是表示第一驱动机构的剖视图。图5是表示第二驱动机构和第三驱动机构的剖视图。另外，图6是表示第四驱动机构、第五驱动机构以及第六驱动机构的剖视图。此外，以下为了便于说明，将图1中的上侧也称为“上”，将下侧也称为“下”。另外，“平行”除了两者完全平行的情况之外，还包括两者以可视为平行的程度倾斜的状态。“正交”也是同样的。

图1所示的水平多关节机器人1是所谓的SCARA机器人。水平多关节机器人1的用途并无特别限定，例如可以举出精密设备或构成该精密设备的部件等对象物的供料、卸料、输送以及组装等。此外，以下也将水平多关节机器人1简称为“机器人1”。

机器人1具有基座11、连接于基座11上的第一臂21、连接于第一臂21上的第二臂22、连接于第二臂22上的第三臂23、连接于第三臂23上的第四臂24、经由传感器25连接于第四臂24上的末端执行器3、驱动这些各部的驱动机构4、以及控制驱动机构4的驱动的机器人控制装置5。

另外，第一臂21相对于基座11沿第一直动轴Jr1方向移动，并且绕与第一直动轴Jr1平行的第一转动轴Jθ1转动。另外，第二臂22相对于第一臂21沿与第一直动轴Jr1正交的第二直动轴Jr2方向移动，并且绕与第一转动轴Jθ1平行的第二转动轴Jθ2转动。另外，第三臂23相对于第二臂22绕与第一直动轴Jr1正交的第三转动轴Jθ3转动。另外，第四臂24相对于第三臂23绕与第三转动轴Jθ3正交的第四转动轴Jθ4转动。

这样的机器人1通过绕四个转动轴的动作与沿两个直动轴方向的动作的组合，使末端执行器3移动至目标位置。因此，与现有那样的组合绕三个转动轴的动作和沿一个直动轴方向的动作的构成相比，机器人1的可动轴多，与之相应地，末端执行器3的动作不易受到限制，尤其是末端执行器3向工件W的靠近方向不易受到限制。因此，难以对可进行的作业施加限制，成为能够进行符合使用者要求的广泛的作业的机器人1。

另外，由于难以对朝向工件W的靠近方向施加限制，因此，成为适于靠近方向容易受限的狭窄空间作业的机器人1。另外，在使第一臂21绕第一转动轴Jθ1转动时，预先使第二臂22朝向基端侧退避，也可以减小末端执行器3的旋转半径。因此，即使设置于狭窄空间时也不易与障碍物等发生干扰。从这一点来说，也成为适于狭窄空间作业的机器人1。

尤其是，根据这样构成的机器人1，能够容易地使末端执行器3如图2及图3所示那样以末端执行器3的前端或所把持的工件W为中心进行旋转移动。因此，擅长于在保持工件W的位置的同时仅使其姿势变化的作业，成为更适于在有限的狭小视野下的作业，例如后述的显微镜110的视野下组装工件W、检查工件W等作业的机器人1。此外，以下为了便于说明，有时也将这样的动作称为“中心动作”。

另外，通过使第一直动轴Jr1与第二直动轴Jr2正交，从而使机器人1的动作更加简单，与此相应地，各部分的控制变得简单。但是，并不限定于此，也可以使第二直动轴Jr2相对于第一直动轴Jr1倾斜。

此外，第一臂21绕第一转动轴Jθ1的最大转动角、第二臂部22绕第二转动轴Jθ2的最大转动角、第三臂23绕第三转动轴Jθ3的最大转动角以及第四臂24绕第四转动轴Jθ4的最大转动角并无特别限定，例如，分别优选为从图1所示的基准姿势的状态±90°以上，更优选为±135°以上，进一步优选为±180°以上。由此，各臂21、22、23、24的可动范围非常宽，成为能够容易地实现上述中心动作的机器人1。

如图1所示，基座11具有基础部111和设置于基础部111上的臂部112。基础部111固定于被设置面F上。臂部112呈沿第一直动轴Jr1方向延伸的柱状。另外，如图4所示，臂部112的侧面上设有沿第一直动轴Jr1方向延伸的第一导轨GR1。此外，被设置面F并无特别限定，例如可以举出地面、墙壁、天花板、台上、可移动的台车上等。被设置面F并非必须为水平面，例如也可以是垂直面，还可以是相对于水平面及垂直面倾斜的倾斜面。因此，机器人1中“水平”是指与被设置面F平行。

如图1所示，第一臂21具有第一移动部211和第一转动部212，该第一移动部211相对于基座11沿第一直动轴Jr1方向移动，第一转动部212相对于第一移动部211绕第一转动轴Jθ1转动。并且，第一移动部211连接于基座11上，第一转动部212连接于第一移动部211上。由此，第一臂21的构成变得简单。

第一移动部211具有基础部213和臂部214，该基础部213呈以第一转动轴Jθ1方向为厚度方向的板状，臂部214从基础部213朝向下侧延伸。基础部213配置于基座11的上方，具体而言是隔着臂部112、214与基础部111相对而配置。另外，臂部214与臂部112在水平方向上相对而配置。另外，如图4所示，臂部214的与臂部112相对的面上设置有第一导块GB1，该第一导块GB1与第一导轨GR1可滑动地卡合。由此，第一移动部211在第一导轨GR1的引导下沿第一直动轴Jr1方向移动。

如图1所示，第一转动部212位于基础部213的上方，并以能够绕第一转动轴Jθ1转动的方式连接于基础部213上。另外，如图5所示，在第一转动部212的上表面上，设置有与后述的第二导轨GR2可滑动地卡合的第二导块GB2。

另外，在基础部111、213之间，设置有将位于它们之间的臂部112、214覆盖的筒状的壳体9。并且，在形成于壳体9内侧的空间S中，设置有机器人控制装置5、电源等的电子部件。由此，能够有效利用空间S。但是，机器人控制装置5、电源等也可以设置在壳体9的外侧。

壳体9根据第一臂21沿第一直动轴Jr1方向的移动而伸缩。具体而言，壳体9具有外侧壳体91和内侧壳体92，该外侧壳体91在下端部固定于基础部111上，内侧壳体92设置于外侧壳体91的内侧并在上端部固定于基础部213上。另外，在外侧壳体91与内侧壳体92之间配置有密封部件93，将空间S气密和液密性地密封。由此，能够有效地保护配置于空间S的机器人控制装置5免受外部环境、尤其是湿气、尘埃等的影响。但是，壳体9的构成并无特别限定，例如，也可以省略密封部件93。另外，也可以将壳体9形成为可伸缩的波纹管状。另外，也可以省略壳体9。

如图1所示，第二臂22具有第二移动部221和第二转动部222，该第二移动部221相对于第一臂21沿第二直动轴Jr2方向移动，第二转动部222相对于第二移动部221绕第二转动轴Jθ2转动。并且，第二移动部221连接于第一转动部212上，第二转动部222连接于第二移动部221上。由此，第二臂部22的构成变得简单。

第二移动部221呈沿第二直动轴Jr2方向延伸的长条形状。另外，如图5所示，第二移动部221的下表面上设置有沿着第二直动轴Jr2的第二导轨GR2，第二导轨GR2与第二导块GB2可滑动地卡合。因此，第二移动部221在第二导轨GR2的引导下沿第二直动轴Jr2方向移动。此外，第二直动轴Jr2与第一转动轴Jθ1正交，并随着第一转动部212绕第一转动轴Jθ1转动而绕第一转动轴Jθ1转动。

如图1所示，第二转动部222位于第二移动部221的前端部，并以能够绕第二转动轴Jθ2转动的方式连接于第二移动部221上。此外，第二转动轴Jθ2与第一转动轴Jθ1平行，并且，随着第二移动部221沿第二直动轴Jr2方向移动，第二转动轴Jθ2与第一转动轴Jθ1的分离距离D发生变化。

如图1所示，第三臂23具有臂部231和第三转动部232，该臂部231连接于第二转动部222上，第三转动部232以能够绕第三转动轴Jθ3转动的方式连接于臂部231上。另外，臂部231呈中途大致直角地弯曲的大致L字状，基端部连接有第二转动部222，前端部连接有第三转动部232。另外，第三转动部232在沿第二转动轴Jθ2俯视时与第二转动部222不重叠，而是在水平方向上错开配置。此外，第三转动轴Jθ3与第二转动轴Jθ2正交，并随着第二转动部222绕第二转动轴Jθ2转动而绕第二转动轴Jθ2转动。

如图1所示，第四臂24具有臂部241和第四转动部242，该臂部241连接于第三转动部232上，第四转动部242以能够绕第四转动轴Jθ4转动的方式连接于臂部241上。另外，臂部231呈中途大致直角地弯曲的大致L字状，基端部连接有第三转动部232，前端部连接有第四转动部242。此外，第四转动轴Jθ4与第三转动轴Jθ3正交，并随着第三转动部232绕第三转动轴Jθ3转动而绕第三转动轴Jθ3转动。

另外，第四转动部242与第二转动部222沿第二转动轴Jθ2方向排列配置。另外，第四转动部242与第三转动部232沿第三转动轴Jθ3方向排列配置。由此，在从图1所示的姿势使第三转动部232绕第三转动轴Jθ3转动90°，使末端执行器3的前端朝向水平方向的姿势下，容易缩短从第二转动轴Jθ2至末端执行器3的前端为止的分离距离。因此，能够提高绕第二转动轴Jθ2时的末端执行器3的位置精度。另外，容易缩短从第三转动轴Jθ3至末端执行器3的前端为止的分离距离。因此，能够提高绕第三转动轴Jθ3时的末端执行器3的位置精度。尤其是，在本实施方式中，第四转动部242在任何姿势下均位于第二转动轴Jθ2及第三转动轴Jθ3上。由此，上述效果更加显著。

如图1所示，传感器25检测机器人1与物体的接触及机器人1与物体的靠近。传感器25具有检测机器人1与物体的接触的力觉传感器251、检测机器人1与物体的靠近的接近传感器252、以及未图示的视觉传感器。

力觉传感器251设置于第四转动部242与末端执行器3之间，检测施加于末端执行器3上的力。因此，能够根据力觉传感器251的输出来检测末端执行器3对工件W的把持状态、或者末端执行器3与周围的物体，例如其他的机器人、墙壁、天花板等结构体、共存的作业人员等的接触。因此，能够更高精度地驱动机器人1。虽未图示，但力觉传感器251构成为具有受压部和电极，并作为检测信号而从电极取出根据受到的应力在受压部产生的电荷，其中，该受压部由水晶等的压电体构成，施加于末端执行器3的应力传递至该受压部，该电极形成于该受压部上。由此，成为构成比较简单且具有高检测精度的力觉传感器251。

但是，力觉传感器251的构成只要能够检测施加于末端执行器3上的应力，便无特别限定。另外，力觉传感器251的配置只要能够检测施加于末端执行器3上的应力，便无特别限定，例如也可以是末端执行器3上、第三臂23与第四臂24之间、第二臂22与第三臂23之间、第一臂21与第二臂22之间，等等。另外，力觉传感器251的数量并无特别限定，也可以是两个以上。另外，也可以省略力觉传感器251。

接近传感器252配置于第四转动部242的侧面，检测机器人1与物体的靠近。由此，能够在机器人1与周围的物体接触之前，使机器人1采取避免与物体接触、或者将因为接触而产生的冲击或损伤抑制为最小限度的回避动作。因此，成为安全的机器人1。因此，能够适当地将机器人1作为例如与作业人员共存的人共存型机器人进行使用。虽未图示，但接近传感器252构成为具有电位不同且相互之间形成有静电电容的一对电极，并作为检测信号而取出因为物体的靠近而引起的静电电容的变化。由此，成为构成比较简单且具有高检测精度的接近传感器252。

但是，接近传感器252的构成只要能够检测机器人1与物体的靠近，便无特别限定。另外，接近传感器252的配置只要能够检测机器人1与物体的靠近便无特别限定，但优选配置于第一臂21、第二臂22、第三臂23以及第四臂24的各臂上。由此，能够在更广的范围内检测物体的靠近。另外，也可以省略接近传感器252。

视觉传感器具备摄像机。并且，该摄像机配置于机器人1的正上方，拍摄包含机器人1的区域。然后，根据摄像机拍摄的图像，检测机器人1与周围物体的接触或机器人1与物体的靠近。另外，也可以从摄像机拍摄到的图像检测周围的物体，对各臂21、22、23、24的可动区域加以限制，以避免与物体接触。由此，成为安全的机器人1。因此，能够适当地将机器人1作为例如与作业人员共存的人共存型机器人进行使用。

如图1所示，末端执行器3经由力觉传感器251连接于第四转动部242上。末端执行器3是用于使机器人1执行规定作业的机构，可以为任何构成，如把持工件W的机构、吸附工件W的机构、向工件W涂敷粘接剂等的机构，等等。本实施方式的末端执行器3是把持工件W的机构，具有基部30和连接于基部30的一对爪部31、32。根据这样构成的末端执行器3，可以通过使一对爪部31、32的前端部靠近而把持工件W，可以通过使一对爪部31、32的前端部分离而放开所把持的工件W。

如图1所示，驱动机构4具有：使第一移动部211相对于基座11沿第一直动轴Jr1方向移动的第一驱动机构41；使第一转动部212相对于第一移动部211绕第一转动轴Jθ1转动的第二驱动机构42；使第二移动部221相对于第一转动部212沿第二直动轴Jr2方向移动的第三驱动机构43；使第二转动部222相对于第二移动部221绕第二转动轴Jθ2转动的第四驱动机构44；使第三转动部232相对于第二转动部222绕第三转动轴Jθ3转动的第五驱动机构45；以及使第四转动部242相对于第三转动部232绕第四转动轴Jθ4转动的第六驱动机构46。

如图4所示，第一驱动机构41具有压电致动器411、从压电致动器411接受驱动力而位移的被驱动部412、以及检测被驱动部412的位移量的未图示的编码器。被驱动部412是沿第一直动轴Jr1延伸的长条体，并被固定于第一移动部211上。压电致动器411被施加朝向被驱动部412侧的作用力，以被按压在被驱动部412上的状态支撑在臂部112上。另外，压电致动器411包括压电元件411A，通过通电而使压电元件411A振动，从而产生沿第一直动轴Jr1的方向推动被驱动部412的驱动力。由此，第一臂21沿着第一直动轴Jr1移动。

另外，在第一移动部211与臂部112之间配置有与它们接触的第一密封部件81，通过第一移动部211、臂部112以及第一密封部件81构成将第一驱动机构41气密和液密性地覆盖的第一罩部71。由此，能够有效地抑制因为压电致动器411与被驱动部412摩擦而产生的磨损粉飞散、或者来自外部的液体等侵入。

如图5所示，第二驱动机构42具有压电致动器421、从压电致动器421接受驱动力而位移的被驱动部422、以及检测被驱动部422的位移量的未图示的编码器。

被驱动部422是圆盘状的转子，以能够绕第一转动轴Jθ1转动的方式轴支撑于第一移动部211上。而且，在该被驱动部422上固定有第一转动部212。此外，被驱动部422也可以兼作为第一转动部212。压电致动器421被施加朝向被驱动部422侧的作用力，以被按压在被驱动部422上的状态支撑在第一移动部211上。另外，压电致动器421包括压电元件421A，通过通电而使压电元件421A振动，从而产生围绕第一转动轴Jθ1推动被驱动部422的驱动力。由此，第一转动部212绕第一转动轴Jθ1转动。

另外，在第一移动部211与第一转动部212之间配置有与它们接触的第二密封部件82，通过第一移动部211、第一转动部212以及第二密封部件82构成将第二驱动机构42气密和液密性地覆盖的第二罩部72。由此，能够有效地抑制因为压电致动器421与被驱动部422摩擦而产生的磨损粉飞散、或者来自外部的液体等侵入。

第三驱动机构43的构成与第一驱动机构41相同。如图5所示，第三驱动机构43具有压电致动器431、从压电致动器431接受驱动力而位移的被驱动部432、以及检测被驱动部432的位移量的未图示的编码器。

被驱动部432是沿第二直动轴Jr2方向延伸的长条体，并被固定于第二移动部221的下表面上。压电致动器431被施加朝向被驱动部432侧的作用力，以被按压在被驱动部432上的状态支撑在第一转动部212上。压电致动器431包括压电元件431A，通过通电而使压电元件431A振动，从而产生沿第二直动轴Jr2方向推动被驱动部432的驱动力。由此，第二臂22沿第二直动轴Jr2方向移动。

另外，在第一转动部212与第二移动部221之间配置有与它们接触的第三密封部件83，通过第一转动部212、第二移动部221以及第三密封部件83构成将第三驱动机构43气密和液密性地覆盖的第三罩部73。由此，能够有效地抑制因为压电致动器431与被驱动部432摩擦而产生的磨损粉飞散、或者来自外部的液体等侵入。

第四驱动机构44的构成与第二驱动机构42相同。如图6所示，第四驱动机构44具有压电致动器441、从压电致动器441接受驱动力而位移的被驱动部442、以及检测被驱动部442的位移量的未图示的编码器。

被驱动部442是圆盘状的转子，以能够绕第二转动轴Jθ2转动的方式轴支撑于第二移动部221上。而且，在该被驱动部442上固定有第二转动部222。此外，被驱动部442既可以是第二转动部222的一部分，也可以呈一体地形成被驱动部442和第二转动部222。压电致动器441被施加朝向被驱动部442侧的作用力，以被按压在被驱动部442上的状态支撑在第二移动部221上。另外，压电致动器441包括压电元件441A，通过通电而使压电元件441A振动，从而产生围绕第二转动轴Jθ2推动被驱动部442的驱动力。由此，第二转动部222绕第二转动轴Jθ2转动。

另外，在第二移动部221与第二转动部222之间配置有与它们接触的第四密封部件84，通过第二移动部221、第二转动部222以及第四密封部件84构成将第四驱动机构44气密和液密性地覆盖的第四罩部74。由此，能够有效地抑制因为压电致动器441与被驱动部442摩擦而产生的磨损粉飞散、或者来自外部的液体等侵入。

第五驱动机构45的构成与第二驱动机构42相同。如图6所示，第五驱动机构45具有压电致动器451、从压电致动器451接受驱动力而位移的被驱动部452、以及检测被驱动部452的位移量的未图示的编码器。

被驱动部452是圆盘状的转子，以能够绕第三转动轴Jθ3转动的方式轴支撑于臂部231上。并且，该被驱动部452上固定有第三转动部232。此外，被驱动部452既可以是第三转动部232的一部分，也可以呈一体地形成被驱动部452和第三转动部232。压电致动器451被施加朝向被驱动部452侧的作用力，以被按压在被驱动部452上的状态支撑在臂部231上。另外，压电致动器451包括压电元件451A，通过通电而使压电元件451A振动，从而产生围绕第三转动轴Jθ3推动被驱动部452的驱动力。由此，第三转动部232绕第三转动轴Jθ3转动。

另外，在臂部231与第三转动部232之间配置有与它们接触的第五密封部件85，通过臂部231、第三转动部232以及第五密封部件85构成将第五驱动机构45气密或液密性地覆盖的第五罩部75。由此，能够有效地抑制因为压电致动器451与被驱动部452摩擦而产生的磨损粉飞散、或者来自外部的液体等侵入。

第六驱动机构46的构成与第二驱动机构42相同。如图6所示，第六驱动机构46具有压电致动器461、从压电致动器461接受驱动力而位移的被驱动部462、以及检测被驱动部462的位移量的未图示的编码器。

被驱动部462是圆盘状的转子，以能够绕第四转动轴Jθ4转动的方式轴支撑于臂部241上。而且，在该被驱动部462上固定有第四转动部242。此外，被驱动部462既可以是第四转动部242的一部分，也可以呈一体地形成被驱动部462和第四转动部242。压电致动器461被施加朝向被驱动部462侧的作用力，以被按压在被驱动部462上的状态支撑在臂部241上。另外，压电致动器461包括压电元件461A，通过通电而使压电元件461A振动，从而产生围绕第四转动轴Jθ4推动被驱动部462的驱动力。由此，第四转动部242绕第四转动轴Jθ4转动。

另外，在臂部241与第四转动部242之间配置有与它们接触的第六密封部件86，通过臂部241、第四转动部242以及第六密封部件86构成将第六驱动机构46气密和液密性地覆盖的第六罩部76。由此，能够有效地抑制因为压电致动器461与被驱动部462摩擦而产生的磨损粉飞散、或者来自外部的液体等侵入。

如上所述，各驱动机构41、42、43、44、45、46是采用了压电元件411A、421A、431A、441A、451A、461A的压电方式。因此，来自压电致动器411、421、431、441、451、461的驱动力直接传递至被驱动部412、422、432、442、452、462。也就是说，不需要中继传递驱动力的中继机构，能够实现各驱动机构41、42、43、44、45、46的结构的简单化和小型化。另外，实质上不存在减速器等中继机构中成为问题的齿隙或刚性不足所引起的机器人1的精度降低，成为具有优异的精度的机器人1。

尤其是，通过将位于最靠近末端执行器3侧的第六驱动机构46设为压电方式，能够实现机器人1的前端部的小型化，从而在末端执行器3向工件W靠近时，机器人1不易与周围的障碍物干扰。因此，成为适合于狭窄空间作业的机器人1。但是，各驱动机构41、42、43、44、45、46并无特别限定，例如，至少一个具有中继机构亦可，使用了电磁马达的电磁方式或其他方式亦可。

另外，如上所述，在各驱动机构41、42、43、44、45、46上，设置有抑制磨损粉飞散的罩部71、72、73、74、75、76。因此，能够抑制磨损粉附着于末端执行器3或工件W上，而阻碍机器人1的作业、或者导致工件W的品质下降、受损。尤其是，通过具有将最靠近末端执行器3的第六驱动机构46覆盖的第六罩部76，上述效果变得显著。另外，能够抑制液体从外部侵入，从而能够保护各驱动机构41、42、43、44、45、46免受该液体的影响。因此，能够更稳定地驱动。另外，成为适合于有可能接触液体的作业的机器人1。

但是，机器人1并不限定于此，也可以省略罩部71、72、73、74、75、76中的至少一个。另外，机器人1也可以取代各罩部71、72、73、74、75、76或者在此基础上具有回收磨损粉的回收机构。由此，能够抑制磨损粉飞散，从而能够抑制因为磨损粉附着于驱动机构41、42、43、44、45、46而导致驱动稳定性降低。因此，成为能够更高精度地控制的机器人1。此外，回收机构并无特别限定，例如，可以采用通过吸引喷嘴吸引磨损粉的构成、通过静电使磨损粉吸附于吸附板的构成、设有回收、储存磨损粉并带有止回阀的回收库的构成，等等。

另外，优选机器人1具有耐化学性。具体而言，优选至少在作业中可能与药品接触的部位、例如第四臂24呈其表面由相对于所处理的药品具有耐久性、耐腐蚀性的材料构成、或者利用由这样的材料构成的框体覆盖等的构成。此外，具有耐化学性的材料并无特别限定，根据所处理的药品而不同，例如，可以举出铝、不锈钢等各种金属材料；碳、氧化铝、碳化钨、碳化硅等的非金属材料；氯乙烯、ABS、聚乙烯、聚丙烯等的树脂材料。

机器人控制装置5从未图示的主计算机接收机器人1的位置指令，并根据该位置指令分别独立地控制各驱动机构41～46。这样的机器人控制装置5例如由计算机构成，具有处理信息的处理器、与处理器可通信地连接的存储器、以及外部接口。另外，存储器中保存有能够通过处理器执行的各种程序，处理器能够读取并执行存储于存储器中的各种程序等。

以上，对机器人1进行了说明。如上所述，这样的机器人1具有：基座11；第一臂21，与基座11连接，相对于基座11沿第一直动轴Jr1移动，并绕与第一直动轴Jr1平行的第一转动轴Jθ1转动；第二臂22，与第一臂21连接，相对于第一臂21沿与第一直动轴Jr1不同方向的第二直动轴Jr2移动，并绕与第一转动轴Jθ1平行的第二转动轴Jθ2转动；第三臂23，与第二臂22连接，并绕与第一直动轴Jr1正交的第三转动轴Jθ3转动；以及第四臂24，与第三臂23连接，并绕与第三转动轴Jθ3正交的第四转动轴Jθ4转动。

由此，通过组合围绕四个转动轴的动作和两个直动轴方向的动作，从而使末端执行器3移动到目标位置。因此，与现有那样的组合围绕三个转动轴的动作和一个直动轴方向的动作的构成相比，可动轴多，与之相应地，末端执行器3的动作不易受到限制，尤其是末端执行器3能够靠近工件W的方向不易受到限制。因此，难以对可进行的作业施加限制，成为能够进行符合使用者要求的广泛的作业的机器人1。尤其是，根据这样构成的机器人1，也能够容易地实现中心动作。另外，与不易对靠近方向施加限制相应地，成为适合于靠近方向容易受到限制的狭窄空间作业的机器人1。另外，在绕第一转动轴Jθ1移动时，通过预先使第二臂22向基端侧退避，也能够减小末端执行器3的旋转半径。因此，即使在设置于狭窄空间的情况下，也不易与障碍物等干扰。从这一点来说，也成为适于狭窄空间作业的机器人1。

另外，如上所述，第一直动轴Jr1与第二直动轴Jr2正交。由此，机器人1的动作变得更加简单，与此相应地，各部分的控制变得简单。

另外，如上所述，第一臂21具有第一移动部211和第一转动部212，该第一移动部211相对于基座11沿着第一直动轴Jr1移动；第一转动部212相对于第一移动部211绕第一转动轴Jθ1转动。并且，第一移动部211连接于基座11上，第一转动部212连接于第一移动部211上，第二臂22连接于第一转动部212上。由此，第一臂21的构成变得简单。

另外，如上所述，第二臂22具有第二移动部221和第二转动部222，该第二移动部221相对于第一臂21沿着第二直动轴Jr2移动，第二转动部222相对于第二移动部221绕第二转动轴Jθ2转动。并且，第二移动部221连接于第一臂21上，第二转动部222连接于第二移动部221上。由此，第二臂部22的构成变得简单。

另外，如上所述，第二臂22具有相对于第一臂21绕第二转动轴Jθ2转动的第二转动部222。另外，第三臂23具有相对于第二臂22绕第三转动轴Jθ3转动的第三转动部232。另外，第四臂24具有相对于第三臂23绕第四转动轴Jθ4转动的第四转动部242。并且，第二转动部222和第四转动部242沿第二转动轴Jθ2方向排列，第三转动部232和第四转动部242沿第三转动轴Jθ3方向排列。由此，容易缩短从第二转动轴Jθ2至末端执行器3的前端为止的分离距离。因此，能够提高绕第二转动轴Jθ2时的末端执行器3的位置精度。另外，容易缩短从第三转动轴Jθ3至末端执行器3的前端为止的分离距离。因此，能够提高绕第三转动轴Jθ3时的末端执行器3的位置精度。

另外，如上所述，机器人1具有使第四臂24相对于第三臂23绕第四旋转轴Jθ4转动的作为驱动机构的第六驱动机构46。另外，第六驱动机构46具有具备压电元件461A的作为驱动源的压电致动器461。由此，能够实现第六驱动机构46的小型化。

另外，如上所述，机器人1具有将第六驱动机构46覆盖的作为罩部的第六罩部76。因此，能够有效地抑制磨损粉附着于末端执行器3或工件W上，而阻碍机器人1的作业、或者导致工件W的品质下降、受损。

另外，如上所述，机器人1具有检测物体的靠近或接触的传感器25。由此，成为安全的机器人1。

第二实施方式

图7是表示本发明的第二实施方式涉及的水平多关节机器人的前端部的俯视图。

本实施方式涉及的机器人1除了第三臂23和第四臂24的配置不同以外，与上述第一实施方式的机器人1相同。因此，在以下的说明中，对于第二实施方式的机器人1，以与上述第一实施方式的不同点为中心进行说明，省略相同事项的说明。另外，在图7中，对于与上述第一实施方式相同的构成赋予同一附图标记。

如图7所示，在本实施方式的机器人1中，第二转动部222、第三转动部232以及第四转动部242在上下方向上排成一列而配置。即，第三转动部232与第二转动部222沿第二转动轴Jθ2方向排列配置，第四转动部242与第三转动部232沿第四转动轴Jθ4方向排列配置。由此，例如与上述第一实施方式的构成相比较，能够使包含第三臂23和第四臂24的机器人1的前端部在上下方向上变得细长。因此，容易在横向有限的狭窄空间内进行作业。尤其是，在本实施方式中，第三转动部232在任何姿态下都位于第二转动轴Jθ2和第四转动轴Jθ4上。由此，上述效果更加显著。

如上所述，在本实施方式的机器人1中，第二臂22具有相对于第一臂21绕第二转动轴Jθ2转动的第二转动部222。另外，第三臂23具有相对于第二臂22绕第三转动轴Jθ3转动的第三转动部232。另外，第四臂24具有相对于第三臂23绕第四转动轴Jθ4转动的第四转动部242。并且，第二转动部222和第三转动部232沿第二转动轴Jθ2方向排列，第三转动部232和第四转动部242沿第四转动轴Jθ4方向排列。由此，例如与上述第一实施方式的构成相比较，能够使包含第三臂23和第四臂24的机器人1前端部变得细长，与此相应地，变得容易在狭窄空间内进行作业。

根据上述那样的第二实施方式，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8是表示本发明的第三实施方式涉及的水平多关节机器人的前端部的俯视图。

本实施方式涉及的机器人1除了第三臂23和第四臂24的配置不同以外，与上述第一实施方式的机器人1相同。因此，在以下的说明中，对于第三实施方式的机器人1，以与上述第一实施方式的不同点为中心进行说明，省略相同事项的说明。另外，在图8中，对于与上述第一实施方式相同的构成赋予同一附图标记。

如图8所示，在本实施方式的机器人1中，第二转动部222、第三转动部232以及第四转动部242横向排成一列而配置。即，第三转动部232与第二转动部222沿着与第二转动轴Jθ2正交的方向排列配置，第四转动部242与第三转动部232沿第四转动轴Jθ4方向排列配置。由此，例如与上述第一实施方式的构成相比较，能够抑制第二臂22、第三臂23以及第四臂24的高度，能够使机器人1的前端部在横向上变得细长。因此，例如容易在高度方向有限的狭窄空间内进行作业。尤其是，在本实施方式中，第三转动部232在任何姿态下都位于第二直动轴Jr2和第四转动轴J04上。因此，上述效果更加显著。

此外，在本实施方式的情况下，优选在第三转动部232上配置第五驱动机构的压电致动器451和第六驱动机构的压电致动器461。由此，能够使机器人1的前端部更加小型化，上述效果变得显著。

根据上述那样的第三实施方式，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9是表示本发明的第四实施方式涉及的水平多关节机器人的侧视图。

本实施方式涉及的机器人1除了第一臂21的构成不同以外，与上述第一实施方式的机器人1相同。因此，在以下的说明中，对于第四实施方式的机器人1，以与上述第一实施方式的不同点为中心进行说明，省略相同事项的说明。另外，在图9中，对于与上述第一实施方式相同的构成赋予同一附图标记。

如图9所示，第一臂21具有第一移动部211和第一转动部212。并且，第一转动部212连接于基座11，第一移动部211连接于第一转动部212，第二臂部22连接于第一移动部211上。即，第一移动部211与第一转动部212的配置与上述第一实施方式相反。由此，与上述第一实施方式相比，施加于使第一移动部211沿第一直动轴Jr1方向移动的第一驱动机构41上的质量变小。因此，能够更加顺畅地使第一移动部211移动。在第一驱动机构41中，利用压电致动器411与被驱动部412之间产生的摩擦力保持第一移动部211的位置。因此，由于施加于第一驱动机构41上的质量变小，从而摩擦力足以抵抗上述质量，能够更可靠地将第一移动部211保持在规定的位置。

另外，在从图示的方向来看，即，从与第一直动轴Jr1和第二直动轴Jr2正交的方向来看，第二臂部22的第二移动部221与第一移动部211或第一转动部212重叠配置。即，从图示的方向来看，第二移动部221与第一移动部211或第一转动部212交叉。因此，例如与第二移动部221位于第一移动部211上侧的第一实施方式的构成相比，能够抑制机器人1的高度，从而能够实现机器人1的小型化。另外，能够使第二臂22向下方移动且不会对第一臂21造成障碍，从而末端执行器3在上下方向上的可动范围变宽。另外，也容易确保第一移动部211和第二移动部221的行程较长。

此外，在本实施方式的情况下，驱动第一移动部211的第一驱动机构41优选将第一导轨GR1设置于第一移动部212上，将第一导块GB1设置于第一移动部211上。由此，与配置相反时相比，能够实现第一移动部211的小型化。

如上所述，在本实施方式的机器人1中，第一臂21具有第一移动部211和第一转动部212，该第一移动部211相对于基座11沿着第一直动轴Jr1移动，第一转动部212相对于基座11绕第一转动轴Jθ1转动。并且，第一转动部212连接于基座11，第一移动部211连接于第一转动部212，第二臂部22连接于第一移动部211上。由此，能够减少施加于第一移动部211上的负荷。另外，也能够实现机器人1的小型化。另外，能够使第二臂22向下方移动且不会对第一臂21造成障碍，从而末端执行器3在上下方向上的可动范围变宽。另外，也容易确保第一移动部211和第二移动部221的行程较长。

根据上述那样的第四实施方式，也能够发挥与上述第一实施方式相同的效果。

第五实施方式

图10是表示本发明的第五实施方式涉及的水平多关节机器人系统的简图。

如图10所示，水平多关节机器人系统100具有机器人1、作为放大镜的显微镜110、连接于显微镜110上并对显微镜110的视野内进行拍摄的摄像机120、根据摄像机120拍摄的图像控制机器人1的驱动的控制装置130。显微镜110的视野非常窄，而且物镜160与载置台170之间的作业空间150非常狭小。因此，如上所述，通过组合适合于狭窄空间内的作业的机器人1，能够顺畅且准确地进行作业。

如上所述，本实施方式的水平多关节机器人系统100具有机器人1、作为放大镜的显微镜110、以及根据通过显微镜110得到的图像控制机器人1的驱动的控制装置130。由此，能够获得上述机器人1的效果，即使在显微镜110的视野下，也能够顺畅且准确地进行作业。此外，放大镜并无特别限定，例如也可以是凸透镜等。

以上，根据图示的实施方式对本发明的水平多关节机器人及水平多关节机器人系统进行了说明，但本发明并不限定于此，各部分的构成可以替换为具有相同功能的任意构成。另外，也可以对上述实施方式附加其他任意的构成物。另外，也可以适当组合上述各实施方式。

Claims (10)

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，相对于所述基座沿着第一直动轴移动，并绕与所述第一直动轴平行的第一转动轴转动；

第二臂，与所述第一臂连接，相对于所述第一臂沿着与所述第一直动轴不同方向的第二直动轴移动，并绕与所述第一转动轴平行的第二转动轴转动；

第三臂，与所述第二臂连接，并绕与所述第一直动轴正交的第三转动轴转动；以及

第四臂，与所述第三臂连接，并绕与所述第三转动轴正交的第四转动轴转动，

所述第二臂具有第二移动部和第二转动部，所述第二移动部相对于所述第一臂沿所述第二直动轴移动，所述第二转动部相对于所述第一臂绕所述第二转动轴转动，

所述第二移动部连接于所述第一臂，

所述第二转动部经由第一驱动机构连接于所述第二移动部，

所述第三臂具有与所述第二转动部连接的第一臂部和绕所述第三转动轴转动并经由第二驱动机构与所述第一臂部连接的第三转动部，

所述第四臂具有与所述第三转动部连接的第二臂部和相对于所述第三臂绕所述第四转动轴转动并经由第三驱动机构与所述第二臂部连接的第四转动部。

2.根据权利要求1所述的水平多关节机器人，其特征在于，

所述第一直动轴与所述第二直动轴正交。

3.根据权利要求1或2所述的水平多关节机器人，其特征在于，

所述第一臂具有第一移动部和第一转动部，所述第一移动部相对于所述基座沿所述第一直动轴移动，所述第一转动部相对于所述基座绕所述第一转动轴转动，

所述第一移动部连接于所述基座，

所述第一转动部连接于所述第一移动部，

所述第二臂连接于所述第一转动部。

4.根据权利要求1或2所述的水平多关节机器人，其特征在于，

所述第一臂具有第一移动部和第一转动部，所述第一移动部相对于所述基座沿所述第一直动轴移动，所述第一转动部相对于所述基座绕所述第一转动轴转动，

所述第一转动部连接于所述基座，

所述第一移动部连接于所述第一转动部，

所述第二臂连接于所述第一移动部。

5.根据权利要求1或2所述的水平多关节机器人，其特征在于，

所述第二转动部和所述第四转动部沿所述第二转动轴的方向排列，

所述第三转动部和所述第四转动部沿所述第三转动轴的方向排列。

6.根据权利要求1或2所述的水平多关节机器人，其特征在于，

所述第二转动部和所述第三转动部沿所述第二转动轴的方向排列，

所述第三转动部和所述第四转动部沿所述第四转动轴的方向排列。

7.根据权利要求1或2所述的水平多关节机器人，其特征在于，

所述第三驱动机构使所述第四臂相对于所述第三臂绕所述第四转动轴转动，

所述第三驱动机构具有驱动源，所述驱动源具备压电元件。

8.根据权利要求7所述的水平多关节机器人，其特征在于，

所述水平多关节机器人具有覆盖所述驱动机构的罩部。

9.根据权利要求1或2所述的水平多关节机器人，其特征在于，

所述水平多关节机器人具有检测物体的靠近或接触的传感器。

10.一种水平多关节机器人系统，其特征在于，具有：

权利要求1至9中任一项所述的水平多关节机器人；

放大镜；以及

控制装置，根据通过所述放大镜获得的图像来控制所述水平多关节机器人的驱动。