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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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[Technisches Gebiet der Erfindung]
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Die vorliegende Offenbarung betrifft einen Antriebsaktor und einen Roboter.
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[Stand der Technik]
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Bei einem Mehrgelenkroboter ist an jedem Gelenk ein Antriebsaktor angeordnet, um jedes Gelenk drehend anzutreiben. Der Antriebsaktor beinhaltet einen Motor zum Drehen einer Drehachse. Der Motor beinhaltet einen Rotor, der am Außenumfang der Drehachse befestigt ist, und einen Stator, der am Außenumfang des Rotors angeordnet ist. Der Rotor enthält zum Beispiel einen Permanentmagneten und der Stator enthält zum Beispiel einen Elektromagneten. Bei Bestromung des Stators wird ein magnetisches Drehfeld erzeugt. Der Rotor dreht sich aufgrund des magnetischen Drehfeldes. Im Ergebnis rotiert die Drehachse.
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Der Antriebsaktor beinhaltet ferner zusätzlich zu dem Motor ein Untersetzungsgetriebe, um die Drehgeschwindigkeit der Drehachse zu reduzieren, eine Bremsvorrichtung, um die Drehung der Drehachse zu stoppen, und einen Kodierer bzw. Codierer, um die Drehposition der Drehachse zu erfassen. Bei dem Antriebsaktor von Patentliteratur 1 (
JP 2012-35372 A ) sind ein Rotor und ein Stator eines Motors, ein Untersetzungsgetriebe, eine Bremsvorrichtung und ein Codierer in der Achsenrichtung einer Drehachse ausgerichtet. Insbesondere sind ein Untersetzungsgetriebe, ein Rotor und ein Stator, eine Bremsvorrichtung und ein Codierer in dieser Reihenfolge von einer Ausgangsseite zu der gegenüberliegenden Seite in der Achsenrichtung einer Drehachse angeordnet.
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Auch ist das Untersetzungsgetriebe eines Antriebsaktors manchmal mit einem Sensor wie etwa einem Dehnungssensor verbunden (zum Beispiel Patentliteratur 2:
JP 2004-198400 A ).
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Kurzfassung der Erfindung
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In der Zwischenzeit wird gefordert, dass ein Antriebsaktor verkleinert wird, um Platz in einem Roboter zu sparen. Hier bei dem oben beschriebenen Antriebsaktor der Patentliteratur 1 sind das Untersetzungsgetriebe und der Rotor und Stator des Motors benachbart angeordnet. Dies bewirkt, dass das Untersetzungsgetriebe und der Rotor und Stator eng angeordnet sind, wenn eine Verkleinerung des Antriebsaktors versucht wird. Allerdings kann in dem Fall, bei welchem sie eng angeordnet sind und das Untersetzungsgetriebe mit einem Sensor verbunden ist, der Sensor durch ein Magnetfeld beeinflusst werden, welches von dem Rotor und dem Stator erzeugt wird. Beispielsweise kann durch den Einfluss eines Magnetfeldes eine elektromagnetische Induktion im Sensor auftreten, so dass im Ausgangswert des Sensors Rauschen enthalten ist.
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Die vorliegende Offenbarung wurde im Hinblick auf die vorstehend beschriebenen Umstände getätigt und es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen Antriebsaktor, der den Einfluss eines Magnetfelds auf einen Sensor reduzieren kann, der an einem Untersetzungsgetriebe angebracht ist, das in dem Antriebsaktor beinhaltet ist, während der Antriebsaktor verkleinert wird, und einen Roboter, der den Antriebsaktor beinhaltet, bereitzustellen.
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Es ist vorliegend ein Antriebsaktor offenbart, der Folgendes umfasst: einen Motor, der einen Rotor und einen Stator enthält, wobei sich ein Magnetfeld, das durch den Rotor und den Stator erzeugt wird, um eine Drehachse dreht, die an dem Rotor befestigt ist; ein Untersetzungsgetriebe, der eine Drehzahl der Drehachse reduziert; eine Bremsvorrichtung, die eine Drehung der Drehachse beschränkt; und einen Codierer, der eine Drehposition der Drehachse erfasst, wobei das Untersetzungsgetriebe mit einem Sensor verbunden ist und der Rotor und der Stator, das Untersetzungsgetriebe, die Bremsvorrichtung und der Codierer in einer axialen Richtung der Drehachse ausgerichtet sind und sich die Bremsvorrichtung und/oder der Codierer zwischen einem Satz aus dem Rotor und dem Stator und dem Untersetzungsgetriebe befinden.
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Wie oben beschrieben, ist wenigstens eine der Bremsvorrichtung und der Codierers zwischen einem Satz des Rotors und des Stators in dem Motor und dem Untersetzungsgetriebe angeordnet. Dies ermöglicht, dass ein Abstand zwischen einem Satz des Rotors und des Stators und dem Untersetzungsgetriebe aufrechterhalten wird, selbst wenn benachbarte Elemente eines Satzes des Rotors und des Stators, des Drehzahlminderers, der Bremsvorrichtung und des Codierers näher zueinander angeordnet sind. Daher kann der Einfluss eines Magnetfelds auf einen Sensor, der an dem Untersetzungsgetriebe angebracht ist, reduziert werden, während der Antriebsaktor verkleinert wird.
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Die Bremsvorrichtung ist eine Bremsvorrichtung vom elektromagnetischen Typ, die ein Gehäuse beinhaltet, und das Gehäuse ist mit einem magnetischen Material ausgebildet und beherbergt eine Bremsspule innerhalb des Gehäuses, und die Bremsvorrichtung ist zwischen dem Untersetzungsgetriebe und dem Satz aus dem Rotor und dem Stator angeordnet.
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Dementsprechend kann ein von dem Rotor und dem Stator erzeugtes Magnetfeld durch eine magnetische Abschirmwirkung, die durch das Gehäuse der Bremsvorrichtung bereitgestellt wird, blockiert werden. Somit kann der Einfluss eines Magnetfeldes auf einen an dem Untersetzungsgetriebe angebrachten Sensor ohne eine zusätzliche Struktur für eine magnetische Abschirmwirkung weiter reduziert werden.
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Das Untersetzungsgetriebe ist in einer ringförmigen Form ausgebildet, die auf der Drehachse zentriert ist, und das Gehäuse ist in einer ringförmigen Form ausgebildet, um die Drehachse zu umgeben, und überlappt mit dem Sensor, wenn es in der axialen Richtung betrachtet wird.
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Auf diese Weise wird der Sensor vom Rotor und Stator aus gesehen durch das Gehäuse abgedeckt. Mit anderen Worten ist das Gehäuse zwischen dem Sensor und dem Satz aus dem Rotor und dem Stator angeordnet. Dies kann die magnetische Abschirmwirkung durch das Gehäuse für ein Magnetfeld, das von dem Rotor und dem Stator erzeugt wird, weiter verstärken.
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Auch als Reaktion auf eine Drehung des ringförmigen Untersetzungsgetriebes in der Umfangsrichtung der Drehachse bewegt sich der Sensor, der an dem Untersetzungsgetriebe angebracht ist, auch drehend in der gleichen Ausrichtung. Da jedoch auch das Gehäuse ringförmig ist, überlappen sich der Sensor und das Gehäuse in axialer Richtung der Drehachse betrachtet, unabhängig von der Position des Sensors in Drehrichtung. Daher kann die magnetische Abschirmwirkung durch das Gehäuse stabil erlangt werden, selbst wenn sich der Sensor drehend bewegt.
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Ein Roboter umfasst den Antriebsaktor, der ein Gelenkteil des Roboters drehend antreibt.
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Entsprechend kann bei dem Roboter, der den oben beschriebenen Antriebsaktor beinhaltet, der Einfluss eines Magnetfelds auf den Sensor, der an dem Untersetzungsgetriebe angebracht ist, reduziert werden, während der Antriebsaktor verkleinert wird. Durch Verkleinerung des Antriebsaktors kann Platz im Roboter eingespart werden.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Es zeigt/es zeigen:
- 1 eine Seitenansicht eines Roboters gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
- 2 eine Querschnittsansicht eines Antriebsaktors gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Nachfolgend wird eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben werden.
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Wie in 1 gezeigt ist, ist ein Roboter 10 ein 6-Achsen-Vertikal-Mehrgelenkroboter, der sechs Gelenke K1 bis K6 aufweist. Der Roboter 10 beinhaltet eine Basis 11, die an einem vorgeschriebenen Installationsort (zum Beispiel einem Boden) angeordnet ist, und eine Vielzahl von Armen (zum Beispiel sechs Arme 12 bis 17), die von der Basis 11 getragen werden. Insbesondere umfassen die Arme einen Arm 12 als Schulterteil, einen Arm 13 als Unterarm, einen Arm 14 als ersten Oberarm, einen Arm 15 als zweiten Oberarm, einen Arm 16 als Handgelenkteil und einen Arm 17 als Flansch.
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Der Arm 12 als ein Schulterteil ist durch die Basis 11 drehbar um eine Achse J1 gelagert, die vertikal zu der horizontalen Richtung ist. Der Arm 13 als ein unterer Arm ist durch den Arm 12 als ein Schulterteil drehbar um eine Achse J2 gelagert, die senkrecht zu der Achse J1 ist. Der Arm 14 als ein erster oberer Arm ist durch den Arm 13 als ein unterer Arm drehbar um eine J3-Achse gelagert, die parallel zu und in der gleichen Ausrichtung wie die J2-Achse ist. Der Arm 15 als ein zweiter oberer Arm ist durch den Arm 14 als ein erster oberer Arm drehbar um die J4-Achse gelagert, die vertikal zu der J1-Achse und der J3-Achse ist. Das heißt, der Arm 15 ist gegenüber dem Arm 14 verdrehbar gelagert. Der Arm 16 als ein Handgelenkteil ist durch den Arm 15 als ein zweiter oberer Arm drehbar um die J5-Achse gelagert, die in der gleichen Ausrichtung wie die J3-Achse ist. Der Arm 17 als ein Flansch wird durch den Arm 16 als ein Handgelenkteil drehbar um die J6-Achse gelagert, die in der gleichen Ausrichtung wie die J4-Achse ist. Das heißt, daß der Arm 17 gegenüber dem Arm 16 drehbeweglich gelagert ist. Obwohl nicht dargestellt, ist der Arm 17 als Flansch mit einem Endeffektor verbunden.
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Die Gelenke K1 bis K6 des Roboters 10 sind jeweils mit Antriebsaktoren 20 angeordnet, die die Gelenke K1 bis K6 drehend antreiben. In Reaktion darauf, dass die Gelenke K1 bis K6 durch die Antriebsaktoren 20 drehend angetrieben werden, drehen sich die Arme 12 bis 17 jeweils.
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Als nächstes wird die Konfiguration des Antriebsaktors 20 auf Grundlage von 2 beschrieben werden. Es ist zu beachten, dass die Antriebsaktoren 20 der Gelenke K1 bis K6 grundsätzlich gleich ausgebildet sind.
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Wie in 2 veranschaulicht wird, beinhaltet der Antriebsaktor 20 einen Motor 21, eine Bremsvorrichtung 22, ein Untersetzungsgetriebe 23 und einen Codierer 24. Der Motor 21 beinhaltet eine Drehachse 31 sowie einen Rotor 32 und einen Stator 33. Es ist zu beachten, dass eine Richtung der axialen Richtung der Drehachse 31 eine Ausgangsseite ist, von der die Drehung der Drehachse 31 ausgegeben wird. In 2 ist die Ausgangsseite die Oberseite.
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Der Rotor 32 enthält einen Permanentmagneten und ist in einer ringförmigen Form ausgebildet und am Außenumfang der Drehachse 31 fixiert. Insbesondere weist die Drehachse 31 einen Abschnitt 31 a mit großem Durchmesser auf, der einen größeren Außendurchmesser als andere Abschnitte aufweist, und der Rotor 32 ist an dem Abschnitt 31a mit großem Durchmesser befestigt. Der Stator 33 enthält einen Elektromagneten, der durch eine Spule, einen Kern und dergleichen gebildet ist und in einer ringförmigen Form ausgebildet ist. Der Stator 33 ist so angeordnet, dass er den Rotor 32 am Außenumfang des Rotors 32 umgibt. Der Rotor 32 und der Stator 33 sind koaxial zu der Drehachse 31 angeordnet.
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Der Stator 33 ist zusammen mit dem Rotor 32 innerhalb eines Gehäuses 25 untergebracht. Das Gehäuse 25 beinhaltet einen zylindrischen Gehäusekörper 26 und ein Paar Abdeckungen 27 und 28, die eine im Wesentlichen Scheibenform aufweisen und angeordnet sind, um einzelne Öffnungen an beiden Enden des Gehäusekörpers 26 teilweise zu verschließen. Der Gehäusekörper 26 ist koaxial zu der Drehachse 31 angeordnet, und das Paar von Abdeckungen 27 und 28 ist an dem Gehäusekörper 26 befestigt. Außerdem wird die Drehachse 31 durch das Zentrum des Paars Abdeckungen 27 und 28 eingeführt. Es ist zu beachten, dass von dem Paar Abdeckungen 27 und 28 die Abdeckung 27 auf der Ausgangsseite der Drehachse 31 angeordnet ist und die Abdeckung 28 gegenüber der Ausgangsseite (der unteren Seite in 2) angeordnet ist. Im Folgenden wird die Ausgangsseite, von welcher die Drehung der Drehachse 31 ausgegeben wird, auch als die obere Seite bezeichnet, und eine der Ausgangsseite gegenüberliegende Seite wird auch als die untere Seite bezeichnet.
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Der Stator 33 wird durch Presspassung in den Gehäusekörper 26 eingepasst und durch die Presspassung an dem Gehäusekörper 26 befestigt. Bei Erregung der Spule des Stators 33 tritt im Stator 33 ein magnetisches Drehfeld auf. Das drehende Magnetfeld bewirkt eine Drehung des Rotors 32, der einen Permanentmagneten enthält, und die Drehachse 31 dreht sich dementsprechend. Kurz gesagt dreht sich die Drehachse 31 aufgrund des Magnetfelds, das durch den Rotor 32 und den Stator 33 erzeugt wird.
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Die Drehachse 31 ist durch Lager 36 und 37 drehbar gelagert, die in der axialen Richtung der Drehachse 31 beabstandet sind. Von den Lagern 36 und 37 ist das in der oben beschriebenen axialen Richtung auf der Oberseite angeordnete Lager 36 durch den Deckel 27 des Gehäuses 25 abgestützt. Auch das in der oben beschriebenen axialen Richtung an der Unterseite angeordnete Lager 37 wird durch den Deckel 28 des Gehäuses 25 gelagert.
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Die Bremsvorrichtung 22 hemmt die Drehung der Drehachse 31, um sie zu stoppen. Die Bremsvorrichtung 22 ist zum Beispiel eine Bremsvorrichtung des elektromagnetischen Typs. Die Bremsvorrichtung 22 ist in einer ringförmigen Form ausgebildet und die Drehachse 31 ist in die Bremsvorrichtung 22 eingesetzt. Außerdem ist die Bremsvorrichtung 22 in der axialen Richtung der Drehachse 31 weiter an der Oberseite angeordnet als der Rotor 32 und der Stator 33 des Motors 21.
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Die Bremsvorrichtung 22 ist zusammen mit dem Rotor 32 und dem Stator 33 in dem Gehäuse 25 untergebracht. Die Bremsvorrichtung 22 ist beispielsweise über eine Schraube an dem Deckel 27 des Gehäuses 25 befestigt.
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Die Bremsvorrichtung 22 beinhaltet eine Bremsspule 51, ein Gehäuse 52, das die Bremsspule 51 aufnimmt, eine bewegliche Platte 53, eine Reibungsplatte 54 und eine Befestigungsplatte 55. Das Gehäuse 52 ist in einer ringförmigen Form ausgebildet und die Drehachse 31 ist in das Gehäuse 52 eingesetzt. Das Gehäuse 52 ist koaxial zu der Drehachse 31 angeordnet. Außerdem ist das Gehäuse 52 aus einem magnetischen Material wie beispielsweise Eisen oder Stahl hergestellt. Das magnetische Material ist zum Beispiel kohlenstoffarmer Stahl. Die Bremsspule 51 ist in Umfangsrichtung des Gehäuses 52 gewickelt und durch das Gehäuse 52 abgedeckt. Dementsprechend ist ein Pfad eines magnetischen Flusses, der während der Erregung der Bremsspule 51 erzeugt wird, durch das Gehäuse 52 ausgebildet. Außerdem wird verhindert, dass der erzeugte magnetische Fluss aus dem Gehäuse 52 austritt.
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Die bewegliche Platte 53, die Reibungsplatte 54 und die Befestigungsplatte 55 sind in einer Scheibenform ausgebildet und in Bezug auf das Gehäuse 52 an der Unterseite (d. h. an der Seite des Rotors 32 und des Stators 33) angeordnet. Die bewegliche Platte 53, die Reibungsplatte 54 und die Befestigungsplatte 55 sind derart angeordnet, dass ihre Plattendickenrichtungen in der axialen Richtung der Drehachse 31 ausgerichtet sind. Die bewegliche Platte 53, die Reibungsplatte 54 und die Befestigungsplatte 55 sind in dieser Reihenfolge von der Seite des Gehäuses 52 (d. h. der oberen Seite) zu der unteren Seite in der axialen Richtung der Drehachse 31 ausgerichtet. Außerdem ist die Drehachse 31 durch die Mitten der beweglichen Platte 53, der Reibungsplatte 54 und der Befestigungsplatte 55 eingeführt.
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Die bewegliche Platte 53 ist so angeordnet, dass sie in der axialen Richtung der Drehachse 31 verschiebbar ist. Die bewegliche Platte 53 ist stets über ein nicht dargestelltes Federmaterial gegen die Reibungsplatte 54 vorgespannt. Außerdem ist die bewegliche Platte 53 aus einem magnetischen Material wie beispielsweise Eisen oder Stahl hergestellt. Der Innenumfang der Reibungsplatte 54 ist an der Drehachse 31 befestigt. Außerdem ist der Außenumfang der Befestigungsplatte 55 über einen Abstandshalter (nicht dargestellt) an dem Gehäuse 52 befestigt.
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In der Bremsvorrichtung 22 der oben beschriebenen Konfiguration tritt ein Magnetfeld als Reaktion auf die Erregung der Bremsspule 51 auf. Dementsprechend wird die bewegliche Platte 53 entgegen der Vorspannkraft des Federmaterials zu der Seite des Gehäuses 52 gezogen. Das heißt, die bewegliche Platte 53 und die Reibungsplatte 54 sind voneinander beabstandet. Dies bewirkt, dass die Reibungsplatte 54 drehbar wird und die Drehachse 31 drehbar wird. Dies ist ein Brems-Aus-Zustand (das heißt, ein Zustand, der in 2 gezeigt ist).
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Andererseits tritt kein Magnetfeld auf, wenn die Bremsspule 51 nicht erregt ist. Daher wird die bewegliche Platte 53 durch die Vorspannkraft des Federmaterials gegen die Reibungsplatte 54 gedrückt, und die Reibungsplatte 54 ist zwischen der beweglichen Platte 53 und der Befestigungsplatte 55 eingeklemmt. Das heißt, Reibung tritt an der Reibungsplatte 54 auf und die Reibung bremst die Drehung der Reibungsplatte 54 ab. Dementsprechend wird die Drehung der Drehachse 31 abgebremst. Dies ist ein Bremszustand.
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Das Untersetzungsgetriebe 23 verlangsamt die Drehung der Drehachse 31 mit einem vorgeschriebenen Untersetzungsverhältnis. Das Untersetzungsgetriebe 23 ist in einer ringförmigen (d. h. zylindrischen) Form ausgebildet und koaxial zu der Drehachse 31 angeordnet. Das Untersetzungsgetriebe 23 ist weiter an der Oberseite angeordnet als die Bremsvorrichtung 22 in der axialen Richtung der Drehachse 31 und benachbart zu der Bremsvorrichtung 22, wobei die Abdeckung 27 des Gehäuses 25 sandwichartig dazwischen angeordnet ist.
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Das Untersetzungsgetriebe 23 ist ein Wellgetriebe und weist beispielsweise eine Harmonic-Drive-Struktur (eingetragene Marke) auf. Insbesondere beinhaltet das Untersetzungsgetriebe 23 einen Wellengenerator 61, eine flexiblen Verzahnung 62 und eine kreisförmigen Verzahnung 63. Im Wellengenerator 61 ist ein Kugellager am Außenumfang eines ovalen Nockens montiert. Der Wellengenerator 61 ist am oberen Ende der Drehachse 31 befestigt.
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Die flexible Verzahnung 62 ist durch einen elastischen Körper gebildet und dünn ausgebildet. Die flexible Verzahnung 62 beinhaltet einen zylindrischen Körperteil 62a und einen ringförmigen Flanschteil 62b, der sich von einem Ende in der axialen Richtung des Körperteils 62a zur Außenseite des Körperteils 62a erstreckt. Das Körperteil 62a ist am Außenumfang des Wellengenerators 61 angeordnet und das Flanschteil 62b ist in Bezug auf das Körperteil 62a auf der unteren Seite (d. h. der Seite der Bremsvorrichtung 22) angeordnet. Auch wird das Körperteil 62a durch den Wellengenerator 61 in eine ovale Form gebogen.
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Die kreisförmige Verzahnung 63 ist in einer Ringform ausgebildet und auf dem Außenumfang des Körperteils 62a der flexiblen Verzahnung 62 angeordnet. Beispielsweise kann die kreisförmige Verzahnung 63 mit einem Material ausgebildet sein, das eine höhere Steifigkeit als das Material der flexiblen Verzahnung 62 aufweist. Am Außenumfang des Körperteils 62a sind mehrere Außenzähne (nicht dargestellt) ausgebildet. Auf dem Innenumfang des Zahnkranzes 63 sind mehrere Innenverzahnungen (nicht dargestellt) ausgebildet. Die Anzahl der Innenzähne ist um eine vorgeschriebene Anzahl (zum Beispiel 2) höher als die Anzahl der Außenzähne. Da das Körperteil 62a in einer ovalen Form gebogen ist, greifen die Innenzähne der kreisförmigen Verzahnung 63 und die Außenzähne des Körperteils 62a nur in einem Abschnitt der Hauptachse des Ovals ineinander.
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Ein Lager 65 ist am äußeren Umfang der kreisförmigen Verzahnung 63 angeordnet. Das Lager 65 ist zum Beispiel ein Kreuzrollenlager und am Deckel 27 des Gehäuses 25 befestigt.
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Bei dem Untersetzungsgetriebe 23 der vorstehend beschriebenen Konfiguration dreht sich der Wellengenerator 61, der an der Drehachse 31 fixiert ist, wenn sich die Drehachse 31 dreht. Die Drehung wird durch die flexible Verzahnung 62 auf die kreisförmige Verzahnung 63 übertragen. Die kreisförmige Verzahnung 63 dreht sich mit einer Drehzahl, die sich aus der Verringerung der Drehzahl der Drehachse 31 mit einem vorgeschriebenen Drehzahlverringerungsverhältnis ergibt. Die reduzierte Drehung wird ausgegeben.
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Die flexible Verzahnung 62 des Untersetzungsgetriebes 23 ist mit einem oder mehreren Dehnungssensoren 68 (d. h. Dehnungsmessstreifen) verbunden. Die flexible Verzahnung 62 wird durch das Übertragungsdrehmoment, das vom Wellengenerator 61 auf die kreisförmigen Verzahnung 63 übertragen wird, torsionsverformt. Der eine oder die mehreren Dehnungssensoren 68 erfassen eine Dehnung, die in derflexiblen Verzahnung 62 durch die Torsionsverformung auftritt.
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Der eine oder die mehreren Dehnungssensoren 68 sind an dem Flanschteil 62b der flexiblen Verzahnung 62 angebracht. Der eine oder die mehreren Dehnungssensoren 68 sind an einer Position angebracht, die sich am Außenumfang des Untersetzungsgetriebes 23 und am Ende auf der Seite der Bremsvorrichtung 22 des Untersetzungsgetriebes 23 befindet. Der eine oder die mehreren Dehnungssensoren 68 sind in einem vorgeschriebenen Intervall (zum Beispiel in einem gleichen Intervall) in der Umfangsrichtung des Flanschteils 62b voneinander beabstandet. Der eine oder die mehreren Dehnungssensoren 68 sind jeweils mit einer Steuerung (nicht dargestellt) verbunden, die in den Roboter 10 integriert ist. Ergebnisse, die von dem einen oder den mehreren Dehnungssensoren 68 erfasst werden, werden an die Steuerung ausgegeben. Bei der Steuerung werden das vorstehend beschriebene Getriebedrehmoment und Ausgangsdrehmoment auf Grundlage der Ausgangserfassungsergebnisse (zum Beispiel Belastungsbetrag) erfasst.
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Der Codierer 24 erfasst die Drehposition der Drehachse 31. Der Codierer 24 ist zum Beispiel ein optischer Drehcodierer. Der Codierer 24 ist weiter an der unteren Seite als der Rotor 32 angeordnet und der Stator 33 ist in der axialen Richtung der Drehachse 31 angeordnet. Der Codierer 24 beinhaltet eine Codierscheibe 71, die an dem Ende an der unteren Seite der Drehachse 31 angebracht ist, und ein Abdeckteil 72, das derart angeordnet ist, dass es die Codierscheibe 71 umgibt. Der Codierer 71 ist in einer Scheibenform ausgebildet und koaxial zu der Drehachse 31 angeordnet.
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Bei dem vorstehend beschriebenen Antriebsaktor 20 sind das Untersetzungsgetriebe 23, die Bremsvorrichtung 22, der Rotor 32 und der Stator 33 des Motors 21 und der Codierer 24 von der oberen Seite zu der unteren Seite in der axialen Richtung der Drehachse 31 ausgerichtet. Die Bremsvorrichtung 22 ist zwischen dem Untersetzungsgetriebe 23 und dem Satz aus dem Rotor 32 und dem Stator 33 angeordnet. Das heißt, das Untersetzungsgetriebe 23 und der Satz aus dem Rotor 32 und dem Stator 33 sind voneinander beabstandet, wobei die Bremsvorrichtung 22 dazwischen angeordnet ist.
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Das Gehäuse 52 der Bremsvorrichtung 22 befindet sich zwischen dem einen oder den mehreren Dehnungssensoren 68, die an dem Untersetzungsgetriebe 23 (d. h. der flexiblen Verzahnung 62) angebracht sind, und dem Satz aus dem Rotor 32 und dem Stator 33. Die äußere Umfangsoberfläche des Gehäuses 52 ist weiter zu der äußeren Seite in der radialen Richtung angeordnet als der eine oder die mehreren Dehnungssensoren 68 ist, und die innere Umfangsoberfläche ist weiter zu der inneren Seite in der radialen Richtung angeordnet als der eine oder die mehreren Dehnungssensoren 68 ist. Daher überlappt das Gehäuse 52 mit dem einen oder den mehreren Dehnungssensoren 68, wenn es in der axialen Richtung der Drehachse 31 betrachtet wird.
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Gemäß der oben beschriebenen Konfiguration der vorliegenden Ausführungsform können die folgenden ausgezeichneten Effekte erhalten werden.
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Bei dem Antriebsaktor 20 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist die Bremsvorrichtung 22 zwischen dem Untersetzungsgetriebe 23 und dem Satz aus dem Rotor 32 und dem Stator 33 des Motors 21 angeordnet. Dies ermöglicht, dass ein Abstand zwischen dem Untersetzungsgetriebe 23 und dem Satz aus dem Rotor 32 und dem Stator 33 aufrechterhalten werden kann, selbst wenn benachbarte Elemente des Satzes aus dem Rotor 32 und dem Stator 33, dem Untersetzungsgetriebe 23 und der Bremsvorrichtung 22 oder dem Codierer 24 näher zueinander angeordnet sind. Daher kann der Einfluss eines Magnetfelds auf den Dehnungssensor 68, der an dem Untersetzungsgetriebe 23 angebracht ist, reduziert werden, während der Antriebsaktor 20 verkleinert wird. Außerdem können das Untersetzungsgetriebe 23 und der Satz aus dem Rotor 32 und dem Stator 33 getrennt gehalten werden, indem die Bremsvorrichtung 22 oder der Codierer 24 dazwischen angeordnet werden.
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Außerdem kann der Codierer 24 zwischen dem Untersetzungsgetriebe 23 und dem Satz aus dem Rotor 32 und dem Stator 33 angeordnet sein. Dies ermöglicht es, einen Abstand zwischen dem Untersetzungsgetriebe 23 und dem Satz aus dem Rotor 32 und dem Stator 33 aufrechtzuerhalten. Es ist zu beachten, dass der Rotor 32, der Stator 33 und das Untersetzungsgetriebe 23 eine Wärmeerzeugungsquelle sind. Daher kann in dem Fall, bei welchem der Codierer 24 zwischen dem Untersetzungsgetriebe 23 und dem Satz aus dem Rotor 32 und dem Stator 33 angeordnet ist, der Codierer 24 durch Wärme beeinflusst sein und es kann eine fehlerhafte Erfassung verursacht sein. In einem derartigen Fall kann die Bremsvorrichtung 22 anstelle des Codierers 24 angeordnet sein.
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Durch Verkleinern des Antriebsaktors 20 kann auch Platz in dem Roboter 10 eingespart werden.
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Bei der elektromagnetischen Bremsvorrichtung 22 besteht das Gehäuse 52 zur Aufnahme der Bremsspule 51 aus einem magnetischen Material wie Eisen oder Stahl, um zu verhindern, daß der bei der Erregung der Bremsspule 51 entstehende magnetische Fluß außerhalb der Bremsvorrichtung 22 undicht wird. Unter Berücksichtigung dieses Punkts ist die Bremsvorrichtung 22 des elektromagnetischen Typs in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform zwischen dem Untersetzungsgetriebe 23 und dem Satz aus dem Rotor 32 und dem Stator 33 angeordnet. Dementsprechend kann ein Magnetfeld, das von dem Rotor 32 und dem Stator 33 erzeugt wird, durch eine magnetische Abschirmwirkung blockiert werden, die durch das Gehäuse 52 der Bremsvorrichtung 22 bereitgestellt wird. Dies kann den Einfluss eines Magnetfelds auf den Dehnungssensor 68, der an dem Untersetzungsgetriebe 23 angebracht ist, weiter reduzieren, ohne ein magnetisches Abschirmelement hinzuzufügen. Es ist zu beachten, dass die Kosten reduziert werden, da kein zusätzliches magnetisches Abschirmelement vorhanden ist.
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Das Gehäuse 52 der Bremsvorrichtung 22 ist in einer ringförmigen Form ausgebildet, die die Drehachse 31 umgibt. Auch überlappt das Gehäuse 52 mit dem Dehnungssensor 68, der an dem ringförmigen Untersetzungsgetriebe 23 angebracht ist, wenn es in der axialen Richtung der Drehachse 31 betrachtet wird. Auf diese Weise ist der Dehnungssensor 68, vom Rotor 32 und vom Stator 33 aus gesehen, durch das Gehäuse abgedeckt. Dies kann die magnetische Abschirmwirkung durch das Gehäuse 52 gegenüber einem Magnetfeld, das von dem Rotor 32 und dem Stator 33 erzeugt wird, weiter verbessern.
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Auch als Reaktion auf eine Drehung des ringförmigen Unteretzungsgetriebes 23 in der Umfangsrichtung der Drehachse 31 bewegt sich der Dehnungssensor 68, der an dem Geschwindigkeitsreduzierer 23 angebracht ist, auch drehend in der gleichen Richtung. Da das Gehäuse 52 jedoch ringförmig ist, überlappen der Dehnungssensor 68 und das Gehäuse 52 einander, wenn sie in der axialen Richtung der Drehachse 31 betrachtet werden, unabhängig von der Position des Dehnungssensors 68 in der Drehrichtung. Daher kann die magnetische Abschirmwirkung durch das Gehäuse 52 stabil erlangt werden, selbst wenn sich der Dehnungssensor 68 drehend bewegt. Es ist zu beachten, dass das Untersetzungsgetriebe 23 einen nicht drehenden Teil umfassen kann und der Dehnungssensor 68 an dem nicht drehenden Teil angebracht sein kann. In diesem Fall bewegt sich der Dehnungssensor 68 nicht rotierend, selbst wenn das Untersetzungsgetriebe 23 rotiert.
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Bei dem Untersetzungsgetriebe 23 überträgt die flexible Verzahnung 62 ein Drehmoment von dem Wellengenerator 61 an den kreisförmigen Keil 63, und das übertragene Drehmoment bewirkt, dass die flexible Verzahnung 62 durch Torsion verformt wird. Daher ist die flexible Verzahnung 62 an dem Dehnungssensor 68 angebracht, der eine durch die Torsion erzeugte Dehnung erfasst. Genauer beinhaltet die flexible Verzahnung 62 das Folgende: einen zylindrischen Körperteil 62a, welcher die gleiche Achse wie die Drehachse 31 aufweist; und einen Flanschteil 62b, welcher sich von einem Ende des Körperteils 62a auf der Seite der Bremsvorrichtung 22 (d. h. auf der Seite des Rotors 32 und des Stators 33) in der axialen Richtung der Drehachse 31 in Richtung der Seite erstreckt. Das Flanschteil 62b ist mit dem Dehnungssensor 68 verbunden.
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In dem Fall, dass in dem Antriebsaktor, in dem das Untersetzungsgetriebe und der Satz aus dem Rotor und dem Stator wie in Patentliteratur 1 benachbart angeordnet sind, der Dehnungssensor wie oben beschrieben an dem Untersetzungsgetriebe angebracht ist, kommt der Dehnungssensor dazu, äußerst benachbart zu dem Rotor und dem Stator angeordnet zu sein. Daher kann der Dehnungssensor durch das Magnetfeld von Rotor und Stator extrem beeinflusst werden. In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist die Bremsvorrichtung 22 jedoch zwischen dem Untersetzungsgetriebe 23 und dem Satz aus dem Rotor 32 und dem Stator 33 angeordnet, und somit wird ein Abstand zwischen dem Drehzahlminderer 23 und dem Satz aus dem Rotor 32 und dem Stator 33 beibehalten. Daher kann der Einfluss des Magnetfelds auf den Dehnungssensor 68 reduziert werden, selbst wenn der Dehnungssensor 68 an dem Untersetzungsgetriebe 23 angebracht ist, wie oben beschrieben.
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Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt und kann beispielsweise wie unten beschrieben modifiziert werden.
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In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist die Bremsvorrichtung 22 zwischen dem Untersetzungsgetriebe 23 und dem Satz aus dem Rotor 32 und dem Stator 33 des Motors 21 angeordnet. Dies kann jedoch derart geändert werden, dass der Codierer 24 zwischen dem Untersetzungsgetriebe 23 und dem Satz aus dem Rotor 32 und dem Stator 33 angeordnet ist. In diesem Fall kann auch ein Abstand zwischen dem Satz aus dem Rotor 32 und dem Stator 33, die eine Quelle zur Erzeugung eines Magnetfelds sind, und dem Untersetzungsgetriebe 23 aufrechterhalten werden. Daher kann der Einfluss des Magnetfelds auf den Dehnungssensor 68, der an dem Untersetzungsgetriebe 23 angebracht ist, reduziert werden.
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In dem vorstehend beschriebenen Fall kann die Codierscheibe 71 des Codierers 24 auch aus einem magnetischen Material wie beispielsweise Eisen hergestellt sein. Dementsprechend kann der Codierer 71 einen magnetischen Abschirmeffekt bereitstellen, und somit kann der Einfluss eines Magnetfelds auf den Dehnungssensor 68 ohne eine zusätzliche Konfiguration für einen magnetischen Abschirmeffekt reduziert werden.
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Sowohl die Bremsvorrichtung 22 als auch der Codierer 24 können zwischen dem Untersetzungsgetriebe 23 und dem Satz aus dem Rotor 32 und dem Stator 33 angeordnet sein. Dementsprechend kann ein Abstand zwischen dem Untersetzungsgetriebe 23 und dem Satz aus dem Rotor 32 und dem Stator 33 verlängert werden.
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Das Untersetzungsgetriebe 23 kann mit einem anderen Sensor (zum Beispiel einem Beschleunigungssensor, einem Temperatursensor usw.) als dem Dehnungssensor 68 verbunden sein. Dementsprechend kann der Einfluss eines Magnetfelds auf verschiedene Sensoren, die an dem Untersetzungsgetriebe 23 angebracht sind, reduziert werden. Es ist zu beachten, dass in dem Untersetzungsgetriebe 23 ein Sensor an einem anderen Element (zum Beispiel dem Wellengenerator 61, dem kreisförmigen Keil 63 usw.) als die flexiblen Verzahnung 62 angebracht sein kann.
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Der Antriebsaktor 20 gemäß der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist ein Antriebsaktor, der Gelenke K1 bis K6 des Roboters 10 drehend antreibt. Allerdings kann der Antriebsaktor 20 ein Antriebsaktor sein, der in einem anderen als dem Roboter 10 verwendet wird (zum Beispiel ein Antriebsaktor, der eine Drehplattform drehend antreibt).
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Der Roboter 10 gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform ist ein 6-Achsen-Mehrgelenkroboter, der sechs Gelenke K1 bis K6 beinhaltet. Allerdings kann der Roboter 10 ein Roboter sein, der 5 oder weniger oder 7 oder mehr Gelenke beinhaltet. Auch kann der Roboter 10 ein 1-Achsen-Gelenkroboter sein, der nur ein Gelenk beinhaltet. Auch ist der Roboter 10 nicht auf einen vertikalen mehrgelenkigen Roboter beschränkt und kann ein horizontaler mehrgelenkiger Roboter sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2012035372 A [0003]
- JP 2004198400 A [0004]
