DE102017105875B4

DE102017105875B4 - Motor und Mechanismus mit der Funktion zur Erhöhung oder Verringerung des Bremsmoments

Info

Publication number: DE102017105875B4
Application number: DE102017105875.3A
Authority: DE
Inventors: Makoto FUNAKUBO; Tougo Nagahata
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2016-03-25
Filing date: 2017-03-20
Publication date: 2022-04-07
Anticipated expiration: 2037-03-21
Also published as: JP6527095B2; CN107231103B; US20170274540A1; US9956694B2; DE102017105875A1; CN107231103A; JP2017175889A

Abstract

Motor, umfassend:eine Ausgangswelle (1);eine Bremse (2), um die Ausgangswelle (1) festzuhalten;einen Sensor (3), um ein von außerhalb des Motors auf die Ausgangswelle (1) ausgeübtes externes Drehmoment (Tm) zu detektieren; undeine Steuereinheit (4), um das Moment (Tb) der Bremse (2) während des Betriebs der Bremse (2) gemäß einer Zunahme oder einer Abnahme des durch den Sensor (3) detektierten externen Drehmoments (Tm), gemäß der folgenden Gleichung zu erhöhen oder zu verringern, wenn der Motor nicht angetrieben werden kann,Tf≦_Tb<Tf+Tm,wobei das Lastmoment (Tf) durch Messen eines Drehmoments (To) der Ausgangswelle, in der Abwesenheit des externen Drehmoments (Tm), detektiert wird.

Description

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Motor und einen Mechanismus, und betrifft insbesondere einen Motor und einen Mechanismus mit der Funktion zur Erhöhung oder Verringerung eines Bremsmoments.
2. Beschreibung des Stands der Technik
Um Ausgangswellen von Motoren im Fall von Notabschaltungen oder Stromausfällen zu sperren, sind die Motoren im Allgemeinen mit Feststellbremsen ausgestattet, die ohne Anregung betätigt werden (zum Beispiel die JP 2005 - 54 843 A ). Von den Feststellbremsen wird ein konstantes und hohes Bremsmoment verlangt. Daher können die Feststellbremsen auch dann ein Haltemoment, das zum Sperren der Ausgangswellen erforderlich ist, liefern, wenn die Feststellbremsen nicht bestromt werden. Wenn die Motoren zum Beispiel verwendet werden, um Gelenke von Robotern anzutreiben, können die Feststellbremsen auch im Fall von Notabschaltungen oder Stromausfällen das Eigengewicht der Roboter tragen, was ein Beibehalten der Lage der Roboter gestattet.
1 ist ein Blockdiagramm eines herkömmlichen Motors mit einer Feststellbremse im Inneren des Motors. Ein Motor 1000 weist eine Ausgangswelle 1001 und eine Feststellbremse (nachstehend auch einfach als „Bremse“ bezeichnet) 1002 auf. In die Bremse 1002 wird lediglich ein Bremsbetriebssignal von einer außerhalb des Motors 1000 angeordneten Steuereinheit 1004 eingegeben. Dabei ist ein Bremsmoment konstant.
2 ist ein Blockdiagramm eines herkömmlichen Mechanismus eines Roboters, bei dem eine Feststellbremse außerhalb eines Motors (im Inneren eines Untersetzungsgetriebes, zwischen einem Arm und dem Untersetzungsgetriebe, oder dergleichen) angeordnet ist. Ein Mechanismus 200 weist ferner eine Ausgangswelle 1001A, eine Bremse 1002A und ein Untersetzungsgetriebe 1006 auf. Ein Motor 1000A ist in einem ersten Arm 1007 angeordnet. Der Mechanismus 2000 ist zwischen dem ersten Arm 1007 und einem zweiten Arm 1008 angeordnet. In die Bremse 1002A wird lediglich ein Bremsbetriebssignal von einer außerhalb des Mechanismus 2000 angeordneten Steuereinheit 1004A eingegeben. Dabei ist ein Bremsmoment konstant.
Da das Bremsmoment bei der herkömmlichen Technik konstant und hoch ist, kann die Ausgangswelle des Motors während des Betriebs der Bremse selbst dann nicht leicht gedreht werden, wenn auf die Ausgangswelle des Motors ein externes Drehmoment ausgeübt wird. Auch im Fall des Roboters kann der Roboter natürlich während des Betriebs der Feststellbremse des Motors selbst dann nicht leicht bewegt werden (kann die Lage des Roboters nicht verändert werden), wenn eine Person gegen die Arme des Roboters drückt. Das heißt, wenn der Roboter während des Betriebs angehalten wird und der Motor nicht angetrieben werden kann, kann der Roboter nicht aus der Lage zur Zeit des Anhaltens bewegt werden.
Herkömmlich sperren Bremsen die Drehung von Ausgangswellen von Motoren, wenn die Motoren im Fall von Notabschaltungen oder Stromausfällen angehalten werden. Dabei gilt während des Betriebs der Bremsen die folgende Gleichung: $B r e m s m o m e n t (konstanter Wert) Tb>>Haltemoment Th der Ausgangswelle,$

wobei das „Haltemoment Th der Ausgangswelle“ das Moment darstellt, das zum Sperren der Ausgangswellen der Motoren benötigt wird.
Da das Bremsmoment Tb ausreichend hoch ist, können Personen die Ausgangswellen während des Betriebs der Bremsen nicht drehen. Motoren mit diesem Aufbau werden häufig allgemein zum Antreiben der Gelenke von Robotern verwendet, weshalb es für Personen nicht leicht ist, Arme der Roboter durch Drücken gegen die Arme zu bewegen, wenn die Motoren unter Einsatz der Bremsen angehalten sind.
Aus JP H01 - 274 978 A ist ein Motor zur Bewegung eines Roboterarms bekannt, mit einer Ausgangswelle des Motors, einer Bremse, um die Ausgangswelle festzuhalten und einer Steuereinheit, um das Moment der Bremse während des Betriebs der Steuereinheit in einem Lernmodus so einzustellen, dass der Roboterarm nicht allein durch das Lastmoment, sondern nur durch ein zusätzliches externes Moment bewegt werden kann.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung zielt auf die Bereitstellung eines Motors und eines Mechanismus ab, der einen Roboter selbst dann in eine beliebige Lage bewegen kann, wenn der Motor aufgrund einer Notabschaltung, eines Stromausfalls, oder dergleichen nicht angetrieben werden kann. Diese Aufgabe wird durch einen Motor gemäß Anspruch 1 gelöst.
Ein Motor nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist eine Ausgangswelle, eine Bremse, um die Ausgangswelle festzuhalten, einen Sensor, um ein von außen her auf die Ausgangswelle ausgeübtes externes Drehmoment zu detektieren, und eine Steuereinheit, um das Moment der Bremse während des Betriebs der Bremse gemäß einer Zunahme oder einer Abnahme des durch den Sensor detektierten externen Drehmoments zu erhöhen oder zu verringern, auf.
Ein Mechanismus nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Mechanismus mit einem Antriebsmotor. Der Mechanismus weist eine Ausgangswelle des Mechanismus, eine Bremse, um die Ausgangswelle festzuhalten, einen Sensor, um ein von außen her auf die Ausgangswelle ausgeübtes externes Drehmoment zu detektieren, und eine Steuereinheit, um das Moment der Bremse während des Betriebs der Bremse gemäß einer Zunahme oder einer Abnahme des durch den Sensor detektierten externen Drehmoments zu erhöhen oder zu verringern, auf.
Figurenliste
Die Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsformen in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen offensichtlicher werden, wobei

1 ein Blockdiagramm eines herkömmlichen Motors mit einer Feststellbremse im Inneren des Motors ist;
2 ein Blockdiagramm eines herkömmlichen Mechanismus eines Roboters ist, wobei eine Feststellbremse außerhalb eines Motors angeordnet ist;
3 ein Blockdiagramm eines Motors nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
4 ein Diagramm ist, das zeitliche Veränderungen bei einem Motordrehmoment, einem Lastmoment, einem Bremsmoment und einem externen Drehmoment zeigt;
5 ein Blockdiagramm eines Motors nach einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
6 ein Blockdiagramm von Armen eines Roboters nach einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
7 ein Blockdiagramm eines Mechanismus nach einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
8 ein Blockdiagramm eines Mechanismus nach einem Abwandlungsbeispiel der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
9 ein Blockdiagramm eines Mechanismus nach einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
10 ein Blockdiagramm eines Mechanismus nach einem Abwandlungsbeispiel der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist; und
11 ein Blockdiagramm von Armen eines Roboters nach einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen werden nachstehend ein Motor und ein Mechanismus nach der vorliegenden Erfindung beschrieben werden.
Erste Ausführungsform
Nun wird ein Motor nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben werden. 3 ist ein Blockdiagramm des Motors nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Ein Motor 101 nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist eine Ausgangswelle 1, eine Bremse 2, einen Sensor 3 und eine Steuereinheit 4 auf.
Die Bremse 2 hält die Ausgangswelle 1. Als Bremse 2 kann eine Pulverbremse, eine elektromagnetische Bremse, eine Magnethysteresebremse oder dergleichen verwendet werden. Die elektromagnetische Bremse ist eine Bremse, die einen Spalt unter Verwendung eines Stromwerts steuert. Es besteht jedoch keine Beschränkung darauf, und es kann eine andere Bremse verwendet werden.
Der Sensor 3 detektiert ein externes Drehmoment, das von außen her auf die Ausgangswelle 1 ausgeübt wird. Die Daten hinsichtlich des externen Drehmoments, die durch den Sensor 3 detektiert werden, werden an die Steuereinheit 4 ausgegeben. Als Sensor 3 kann ein Beschleunigungssensor, ein Dehnungssensor oder dergleichen verwendet werden. Es besteht jedoch keine Beschränkung darauf, und es kann ein anderer Sensor verwendet werden.
Die Steuereinheit 4 erhöht oder verringert das Moment der Bremse 2 während des Betriebs der Bremse 2 gemäß einer Zunahme oder einer Abnahme des durch den Sensor 3 detektierten externen Drehmoments. Um das Moment der Bremse 2 zu erhöhen oder zu verringern, gibt die Steuereinheit 4 ein Bremsmomentsteuersignal an die Bremse 2 aus.
3 zeigt ein Beispiel des Motors nach der ersten Ausführungsform, bei dem die Bremse 2,der Sensor 3 und die Steuereinheit 4 im Inneren des Motors 101 angeordnet sind, doch kann ein Teil dieser Komponenten oder können alle davon außerhalb des Motors 101 angeordnet sein. Darüber hinaus kann die Ausgangswelle 1 später an dem Motor 101 angebracht werden.
Als nächstes wird ein Verfahren zur Steuerung des Moments der Bremse 2 durch die Steuereinheit 4 bei dem Motor nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben werden.
Wenn der Motor 101 unter Betätigung der Bremse 2 angehalten wird, wird ein Motordrehmoment To, das heißt, ein auf die Ausgangswelle 1 des Motors ausgeübtes Drehmoment, unter Verwendung eines Lastmoments Tf, das von Maschinenbedingungen abhängt, und eines externen Drehmoments Tm durch die folgende Gleichung (1) ausgedrückt: $To = Tf + Tm$
Wenn Tb ein Bremsmoment, das heißt, das Moment der Bremse 2, um die Ausgangswelle 1 des Motors festzuhalten, darstellt, muss die folgende Gleichung (2) erfüllt werden, um die Ausgangswelle 1 des Motors zu drehen: $To > Tb$
Andererseits muss zum Sperren der Ausgangswelle 1 des Motors die folgende Gleichung (3) erfüllt werden: $To \leq Tb$
Wenn die Bremse betätigt wird, gelten allgemein die folgenden Gleichungen, um sicherzustellen, dass die Ausgangswelle 1 des Motors gesperrt wird: $\begin{array}{l} Tb > > Tf \\ TB - Tf > > 0 \end{array}$
Aus den Gleichungen (1), (2) und (4) werden die folgenden Gleichungen erhalten: $\begin{array}{l} To = Tf + Tm > Tb \\ Tm > Tb - Tf (> > 0) \end{array}$
Das heißt, während des Betriebs der Bremse 2 ist ein äußerst hohes externes Drehmoment Tm nötig, um die Ausgangswelle 1 des Motors zu drehen.
Die vorliegende Erfindung schlägt ein Verfahren vor, um die Ausgangswelle 1 des Motors selbst während des Betriebs der Bremse 2 durch das externe Drehmoment zu drehen.
Zunächst ist das Folgende eine Bedingung, um die Ausgangswelle 1 des Motors durch ein Drehmoment, das gleich oder geringer als das externe Drehmoment Tm ist, zu drehen. $To - Tb \leq Tm$
Aus den Gleichungen (1) und (6) werden die folgenden Gleichungen erhalten: $\begin{array}{l} To - Tb = Tf + Tm - Tb \leq Tm \\ Tf \leq Tb \end{array}$
Aus den Gleichungen (2) und (7) ist die folgende Bedingung nötig, um die Ausgangswelle 1 des Motors durch das externe Drehmoment zu drehen: $Tf \leq Tb < To$
oder $Tf \leq Tb < Tf + Tm$
Das heißt, „das Bremsmoment“ wird gemäß „einer Zunahme oder Abnahme des Lastmoments Tf“ oder „einer Abnahme oder Zunahme des externen Drehmoments Tm“ „erhöht oder verringert“. Dies wird unter Bezugnahme auf ein Diagramm, das zeitliche Veränderungen jedes Moments zeigt, konkret beschrieben werden.
4 zeigt zeitliche Veränderungen des Motordrehmoments To, des Lastmoments Tf, des Bremsmoments Tb und des externen Drehmoments Tm. In 4 führt der Motor zwischen einer Zeit 0 und einer Zeit t₁ einen normalen Betrieb aus. In diesem Zeitraum weisen das Motordrehmoment To und das Lastmoment Tf Momentwerte mit bestimmten Größen auf, während das Bremsmoment Tb null beträgt.
Zu der Zeit t₁ erfolgt eine Notabschaltung des Motors. Nach der Zeit t₁, zu der die Notabschaltung vorgenommen wurde, wird das Motordrehmoment To null. Andererseits weist das Bremsmoment Tb nach der Notabschaltung einen Momentwert mit einer vorherbestimmten Größe auf.
Wenn zu einer Zeit t₂ das externe Drehmoment Tm ausgeübt wird, steuert die Steuereinheit 4 wie in 4 gezeigt das Bremsmoment Tb so, dass es dem Lastmoment Tf und dem externen Drehmoment Tm folgt. Auf diese Weise verringert oder erhöht die Steuereinheit 4 das Bremsmoment Tb der Bremse 2 während des Betriebs der Bremse 2 (nach der Zeit t₂) gemäß einer Zunahme oder Abnahme des durch den Sensor 3 detektierten externen Drehmoments Tm.
Um den oben beschriebenen Betrieb zu erreichen, weist der Motor nach der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die folgenden Merkmale auf:

(i) Der Motor verändert das Bremsmoment Tb der Bremse 2.
(ii) Der Motor weist den Sensor 3 auf, um das Motordrehmoment To der Ausgangswelle 1 des Motors zu messen.
(iii) Der Motor detektiert das Lastmoment Tf durch Messen des Motordrehmoments (des Drehmoments der Ausgangswelle) To bei Abwesenheit des externen Drehmoments Tm (einer externen Kraft), oder berechnet das Lastmoment Tf aus einem Drehmomentbefehl oder dergleichen in der Steuereinheit 4 (im Fall eines Roboters wird das Lastmoment Tf aus dem Gewicht eines Werkstücks oder der Lage des Roboters berechnet).
(iv) Um (i) bis (iii) selbst im Fall eines Stromausfalls zu erreichen, ist der Motor vorzugsweise mit einer wiederaufladbaren Stromversorgung (später beschrieben) versehen.

Nach dem Motor der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Lage eines Roboters selbst dann beliebig zu verändern, wenn der Motor aufgrund einer Notabschaltung, eines Stromausfalls oder dergleichen nicht angehalten werden kann.
Zweite Ausführungsform
Als nächstes wird ein Motor nach einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben werden. 5 ist ein Blockdiagramm des Motors nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Unterschied zwischen einem Motor 102 nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und dem Motor 101 (3) nach der ersten Ausführungsform besteht darin, dass der Motor 102 ferner eine wiederaufladbare Stromversorgung 5 aufweist, um der Bremse 2, dem Sensor 3 und der Steuereinheit 4 Strom zu liefern. Der sonstige Aufbau des Motors nach der zweiten Ausführungsform ist jenem des Motors nach der ersten Ausführungsform gleich, so dass auf eine ausführliche Beschreibung verzichtet wird.
Als Beispiel für die Stromversorgung 5 kann eine Speicherbatterie, ein Elektrolytkondensator oder dergleichen verwendet werden. Es besteht jedoch keine Beschränkung darauf, und es kann eine andere Stromversorgung verwendet werden.
Bei dem Motor nach der zweiten Ausführungsform sind wie in 5 gezeigt die Bremse 2,der Sensor 3, die Steuereinheit 4 und die Stromversorgung 5 im Inneren des Motors 102 angeordnet, doch kann ein Teil dieser Komponenten oder können alle davon außerhalb des Motors 102 angeordnet sein. Darüber hinaus kann die Ausgangswelle 1 später an dem Motor 101 angebracht werden.
Nach dem Motor der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gestattet die Bereitstellung der Stromversorgung, dass selbst im Fall eines Stromausfalls jedes aus der Bremse, dem Sensor und der Steuereinheit mit Strom versorgt wird.
Dritte Ausführungsform
Als nächstes wird ein Roboter nach einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben werden. 6 ist ein Blockdiagramm von Armen des Roboters nach der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Ein Roboter 301 nach der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist den Motor nach der ersten oder der zweiten Ausführungsform auf.
Als Beispiel für den Roboter 301 wird ein Knickarmroboter herangezogen. Wie in 6 gezeigt sind in den Armen des Roboters 301 mehrere (101-1 und 101-2) Motoren 101 nach der ersten Ausführungsform bereitgestellt. Ein erster Motor 101-1 ist in einem ersten Arm 7 angeordnet. Ein zweiter Motor 101-2 ist in einem zweiten Arm 5 angeordnet. Ein erster Mechanismus 200-1 ist zwischen dem ersten Arm 7 und dem zweiten Arm 8 angeordnet. Ein zweiter Mechanismus 200-2 ist zwischen dem zweiten Arm 8 und einem dritten Arm 9 angeordnet.
6 zeigt beispielhaft den Roboter 301 mit den zwei Motoren, doch besteht keine Beschränkung darauf und kann die Anzahl der Motoren eins oder drei oder mehr betragen. Darüber hinaus zeigt 6 beispielhaft den Roboter 301 mit den mehreren (101-1 und 101-2) Motoren 101 nach der ersten Ausführungsform, doch kann der Roboter 301 einen oder mehrere Motoren 102 nach der zweiten Ausführungsform aufweisen.
Bei dem Roboter 301 nach der dritten Ausführungsform kann ein Drucksensor, ein piezoelektrischer Sensor oder dergleichen als Sensor verwendet werden. Es besteht jedoch keine Beschränkung darauf, und es kann ein anderer Sensor verwendet werden.
Nach dem Roboter der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Lage des Roboters selbst dann beliebig zu verändern, wenn der Motor aufgrund einer Notabschaltung, eines Stromausfalls oder dergleichen nicht angetrieben werden kann.
Vierte Ausführungsform
Als nächstes wird ein Mechanismus nach einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben werden. 7 ist ein Blockdiagramm des Mechanismus nach der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Ein Mechanismus 201 nach der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Mechanismus mit einem Antriebsmotor 100. Der Mechanismus 201 weist eine Ausgangswelle 1A, eine Bremse 2A, einen Sensor 3A und eine Steuereinheit 4A auf.
Der Mechanismus 201 ist über ein Untersetzungsgetriebe 6 zwischen dem ersten Arm 7 und dem zweiten Arm 8 angeordnet.
Die Bremse 2A hält die Ausgangswelle 1A fest. Als Bremse 2A kann eine Pulverbremse, eine elektromagnetische Bremse, eine Magnethysteresebremse oder dergleichen verwendet werden. Die elektromagnetische Bremse ist eine Bremse, die einen Spalt unter Verwendung eines Stromwerts steuert. Es besteht jedoch keine Beschränkung darauf, und es kann eine andere Bremse verwendet werden.
Die Bremse 2A kann in einem beliebigen aus [1] innerhalb des Untersetzungsgetriebes 6, [2] zwischen dem Arm 7 oder 8 und dem Untersetzungsgetriebe 6, und [3] zwischen dem Motor 100 und dem Untersetzungsgetriebe 6 angeordnet sein. 7 zeigt ein Beispiel, bei dem die Bremse zwischen dem zweiten Arm 8 und dem Untersetzungsgetriebe 6 (der Fall des obigen Punkts [2]) angeordnet ist, doch besteht keine Beschränkung darauf, und kann sie auch an der Position des obigen Punkts [1] oder [3] angeordnet sein.
Der Sensor 3A detektiert ein externes Drehmoment, das von außen her auf die Ausgangswelle 1A ausgeübt wird. Die Daten hinsichtlich des externen Drehmoments, die durch den Sensor 3A detektiert werden, werden an die Steuereinheit 4A ausgegeben. Als Sensor 3A kann ein Beschleunigungssensor, ein Dehnungssensor oder dergleichen verwendet werden. Es besteht jedoch keine Beschränkung darauf, und es kann ein anderer Sensor verwendet werden. Der Sensor 3A ist bei dem Beispiel von 7 in dem Mechanismus 201 angeordnet, doch besteht keine Beschränkung darauf und kann er auch in der Steuereinheit 4A angeordnet sein.
Die Steuereinheit 4A erhöht oder verringert das Moment der Bremse 2A während des Betriebs der Bremse 2A gemäß einer Zunahme oder einer Abnahme des durch den Sensor 3A detektierten externen Drehmoments. Um das Moment der Bremse 2A zu erhöhen oder zu verringern, gibt die Steuereinheit 4A ein Bremsmomentsteuersignal an die Bremse 2A aus.
Bei dem wie in 7 gezeigten Mechanismus nach der vierten Ausführungsform kann die Steuereinheit 4A in dem Untersetzungsgetriebe 6, dem ersten Arm 7 oder dem zweiten Arm 8 enthalten sein.
Als nächstes wird ein Mechanismus nach einem Abwandlungsbeispiel der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben werden. 8 ist ein Blockdiagramm des Mechanismus nach dem Abwandlungsbeispiel der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Unterschied zwischen einem Mechanismus 201A nach dem Abwandlungsbeispiel der vierten Ausführungsform und dem Mechanismus 201 nach der vierten Ausführungsform besteht darin, dass anstelle des Sensors, der in dem Mechanismus angeordnet ist, Sensoren in den Armen angeordnet sind. 8 zeigt ein Beispiel, bei dem anstelle des Sensors 3A ( 7) ein erster Sensor 3B in dem ersten Arm 7 angeordnet ist und ein zweiter Sensor 3C in dem zweiten Arm 8 angeordnet ist. Die Daten hinsichtlich des externen Drehmoments, die durch den ersten Sensor 3B und den zweiten Sensor 3C detektiert werden, werden an die Steuereinheit 4A ausgegeben.
Nach dem Mechanismus der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Lage des Roboters selbst dann beliebig zu verändern, wenn der Motor aufgrund einer Notabschaltung, eines Stromausfalls oder dergleichen nicht angetrieben werden kann.
Fünfte Ausführungsform
Als nächstes wird ein Mechanismus nach einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben werden. 9 ist ein Blockdiagramm des Mechanismus nach der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Unterschied zwischen einem Mechanismus 202 nach der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und dem Mechanismus 201 (7) nach der vierten Ausführungsform besteht darin, dass der Mechanismus 202 eine wiederaufladbare Stromversorgung 5A aufweist, um der Bremse 2A, dem Sensor 3A und der Steuereinheit 4A Strom zu liefern. Der sonstige Aufbau des Mechanismus nach der fünften Ausführungsform ist jenem des Mechanismus nach der vierten Ausführungsform gleich, so dass auf eine ausführliche Beschreibung verzichtet wird.
Als Beispiel für die Stromversorgung 5A kann eine Speicherbatterie, ein Elektrolytkondensator oder dergleichen verwendet werden. Es besteht jedoch keine Beschränkung darauf, und es kann eine andere Stromversorgung verwendet werden.
Wie in 9 gezeigt ist die Stromversorgung 5A bei dem Mechanismus 202 nach der fünften Ausführungsform im Inneren der Steuereinheit 4A angeordnet. Die Stromversorgung 5A kann jedoch in dem Untersetzungsgetriebe 6, dem ersten Arm 7 oder dem zweiten Arm 8 angeordnet sein.
Als nächstes wird ein Mechanismus nach einem Abwandlungsbeispiel der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben werden. 10 ist ein Blockdiagramm des Mechanismus nach dem Abwandlungsbeispiel der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Unterschied zwischen einem Mechanismus 202A nach dem Abwandlungsbeispiel der fünften Ausführungsform und dem Mechanismus 202 nach dem fünften Ausführungsbeispiel besteht darin, dass anstelle des Sensors, der in dem Mechanismus angeordnet ist, Sensoren in den Armen angeordnet sind. 10 zeigt ein Beispiel, bei dem anstelle des Sensors 3A ( 9) der erste Sensor 3B in dem ersten Arm 7 angeordnet ist und der zweite Sensor 3C in dem zweiten Arm 8 angeordnet ist. Die Daten hinsichtlich des externen Drehmoments, die durch den ersten Sensor 3B und den zweiten Sensor 3C detektiert werden, werden an die Steuereinheit 4A ausgegeben.
Nach dem Mechanismus der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gestattet die Bereitstellung der Stromversorgung, dass selbst im Fall eines Stromausfalls jedes aus der Bremse, dem Sensor und der Steuereinheit mit Strom versorgt wird.
Sechste Ausführungsform
Als nächstes wird ein Roboter nach einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben werden. 11 ist ein Blockdiagramm von Armen des Roboters nach der sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Ein Roboter 302 nach der sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist den Mechanismus nach der vierten oder der fünften Ausführungsform auf.
Als Beispiel für den Roboter 302 wird ein Knickarmroboter herangezogen. Wie in 11 gezeigt sind in den Armen des Roboters 302 mehrere (201-1 und 201-2) Mechanismen 201 nach der vierten Ausführungsform bereitgestellt. Ein dritter Mechanismus 201-1 ist zwischen dem ersten Arm 7 und dem zweiten Arm 8 bereitgestellt. Ein vierter Mechanismus 201-2 ist zwischen dem zweiten Arm 8 und dem dritten Arm 9 bereitgestellt. Ein dritter Motor 100-1 ist in dem ersten Arm 7 angeordnet. Ein vierter Motor 100-2 ist in dem zweiten Motor 8 angeordnet.
11 zeigt beispielhaft den Roboter 302 mit den zwei Motoren, doch besteht keine Beschränkung darauf und kann die Anzahl der Motoren eins oder drei oder mehr betragen. Darüber hinaus zeigt 11 beispielhaft den Roboter 302 mit den mehreren (201-1 und 201-2) Mechanismen 201 nach der vierten Ausführungsform, doch kann der Roboter 302 einen oder mehrere Mechanismen 202 nach der fünften Ausführungsform aufweisen.
Bei dem Roboter 302 nach der sechsten Ausführungsform kann ein Drucksensor, ein piezoelektrischer Sensor oder dergleichen als Sensor verwendet werden. Es besteht jedoch keine Beschränkung darauf, und es kann ein anderer Sensor verwendet werden.
Nach dem Roboter der sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Lage des Roboters selbst dann beliebig zu verändern, wenn der Motor aufgrund einer Notabschaltung, eines Stromausfalls oder dergleichen nicht angetrieben werden kann.

Claims

Motor, umfassend: eine Ausgangswelle (1); eine Bremse (2), um die Ausgangswelle (1) festzuhalten; einen Sensor (3), um ein von außerhalb des Motors auf die Ausgangswelle (1) ausgeübtes externes Drehmoment (Tm) zu detektieren; und eine Steuereinheit (4), um das Moment (Tb) der Bremse (2) während des Betriebs der Bremse (2) gemäß einer Zunahme oder einer Abnahme des durch den Sensor (3) detektierten externen Drehmoments (Tm), gemäß der folgenden Gleichung zu erhöhen oder zu verringern, wenn der Motor nicht angetrieben werden kann, $Tf \underline{≦} Tb < Tf + Tm,$
wobei das Lastmoment (Tf) durch Messen eines Drehmoments (To) der Ausgangswelle, in der Abwesenheit des externen Drehmoments (Tm), detektiert wird.
Motor nach Anspruch 1, ferner umfassend eine wiederaufladbare Stromversorgung (5), um der Bremse (2), dem Sensor (3) und der Steuereinheit (4) Strom zu liefern.
Roboter, umfassend den Motor nach Anspruch 1 oder 2.
Mechanismus mit einem Antriebsmotor, umfassend: eine Ausgangswelle (1A); eine Bremse (2A), um die Ausgangswelle (1A) festzuhalten; einen Sensor (3A), um ein von außerhalb des Mechanismus auf die Ausgangswelle (1A) ausgeübtes externes Drehmoment (Tm) zu detektieren; und eine Steuereinheit (4A), um das Moment (Tb) der Bremse (2A) während des Betriebs der Bremse (2A) gemäß einer Zunahme oder einer Abnahme des durch den Sensor (3A) detektierten externen Drehmoments (Tm), gemäß der folgenden Gleichung zu erhöhen oder zu verringern, wenn der Motor nicht angetrieben werden kann, $Tf \underline{≦} Tb < Tf + Tm,$
wobei das Lastmoment (Tf) durch Messen eines Drehmoments (To) der Ausgangswelle, in der Abwesenheit des externen Drehmoments (Tm), detektiert wird.
Mechanismus nach Anspruch 4, ferner umfassend eine wiederaufladbare Stromversorgung (5A), um der Bremse (2A), dem Sensor (3A) und der Steuereinheit (4A) Strom zu liefern.
Roboter, umfassend den Mechanismus nach Anspruch 4 oder 5.