JP2012110971A

JP2012110971A - Robot

Info

Publication number: JP2012110971A
Application number: JP2010259062A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Fujita; 康宏藤田
Original assignee: Yaskawa Electric Corp
Current assignee: Yaskawa Electric Corp
Priority date: 2010-11-19
Filing date: 2010-11-19
Publication date: 2012-06-14

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a robot capable of restraining the lowering of the work amount on the robot due to the relaxation of impact to an external object.SOLUTION: The robot 100 is equipped with: an arm 12 including a first arm section 13, and a second arm section 14 connected bendably toward the first arm section 13; and a motor 11 that is provided on the first arm section 13 side, and drives the arm 12 including the first arm section 13 and second arm section 14. It is so constructed that, at normal times, the arm 12 is driven whilst the second arm section 14 is not bent toward the first arm section 13, whereas, when the arm 12 collides with an external object 200, the second arm section 14 is brought to be bent toward the first arm section 13, while, the second arm section 14 moves in a direction opposite to the moving direction of the arm 12, thereby the impact on the external object 200 is brought to become alleviated.

Description

この発明は、ロボットに関し、特に、アームを備えるロボットに関する。 The present invention relates to a robot, and more particularly to a robot including an arm.

従来、アームを備えるロボットが知られている（たとえば、特許文献１参照）。 Conventionally, a robot provided with an arm is known (see, for example, Patent Document 1).

従来、産業用ロボットでは、産業用ロボットと工場内の作業員とが隔離されているので、産業用ロボットと作業員とが接触する機会が少なかった。一方、家庭内搬送ロボットや介護ロボットなど、生活支援分野において使用されるロボットでは、ロボットと人間などの外部の物体とが接触する機会が多いので、ロボットと人間とが衝突する場合があるという不都合がある。従来では、このような不都合を抑制するために、上記特許文献１に開示されているロボットは、関節と関節に接続されるアームとを備え、アームには、複数の触覚センサが設けられている。そして、アームが移動している最中において、触覚センサが人間などの外部の物体との衝突を検知したとき、アームと外部の物体との衝突を回避するように関節が駆動するように構成されている。 Conventionally, in an industrial robot, the industrial robot and the worker in the factory are isolated from each other, so there are few opportunities for the industrial robot and the worker to contact each other. On the other hand, in robots used in the life support field, such as home transport robots and nursing care robots, there are many opportunities for robots to come into contact with external objects such as humans. There is. Conventionally, in order to suppress such inconvenience, the robot disclosed in Patent Document 1 includes a joint and an arm connected to the joint, and the arm is provided with a plurality of tactile sensors. . And while the arm is moving, when the tactile sensor detects a collision with an external object such as a human, the joint is driven so as to avoid the collision between the arm and the external object. ing.

特開２００３−８９０９１号公報JP 2003-89091 A

しかしながら、上記特許文献１に記載のロボットでは、ロボットが外部の物体に衝突した後から、アームと外部の物体との衝突を回避するように関節が駆動されるまでの間の時間では、ロボットのアームは、外部の物体側に引き続き移動すると考えられる。このため、ロボットが外部の物体に衝突した後の外部の物体への衝撃が大きくなる。その結果、ロボットのアームが外部の物体と衝突しても、衝撃が大きくならないように、通常時におけるロボットのアームの移動速度を小さくする必要がある。このため、所定の時間内に行わせるロボットの作業量が低下してしまうという問題点がある。 However, in the robot described in Patent Document 1, in the time from when the robot collides with an external object until the joint is driven so as to avoid the collision between the arm and the external object, It is considered that the arm continues to move to the external object side. For this reason, the impact on the external object after the robot collides with the external object is increased. As a result, it is necessary to reduce the moving speed of the robot arm in a normal state so that the impact does not increase even if the robot arm collides with an external object. For this reason, there is a problem that the work amount of the robot to be performed within a predetermined time is reduced.

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、外部の物体への衝撃の緩和に起因するロボットの作業量の低下を抑制することが可能なロボットを提供することである。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and one object of the present invention is to suppress a decrease in the amount of work of the robot due to the relaxation of the impact on an external object. It is to provide a possible robot.

Means for Solving the Problems and Effects of the Invention

上記目的を達成するために、この発明の一の局面によるロボットは、第１アーム部と、第１アーム部に対して折れ曲がり可能に接続されている第２アーム部とを含むアームと、第１アーム部側に設けられ、第１アーム部および第２アーム部を含むアームを駆動するモータとを備え、通常時には、第２アーム部が第１アーム部に対して折れ曲がらずに、アームが駆動されるとともに、外部の物体と衝突した時には、第２アーム部が第１アーム部に対して折れ曲がり、第２アーム部がアームの移動方向と逆方向に移動することにより、外部の物体への衝撃を緩和するように構成されている。 In order to achieve the above object, a robot according to one aspect of the present invention includes a first arm part, an arm including a second arm part that is foldably connected to the first arm part, and a first arm part. A motor that drives the arm including the first arm part and the second arm part, and is normally driven without the second arm part being bent with respect to the first arm part. In addition, when it collides with an external object, the second arm part is bent with respect to the first arm part, and the second arm part moves in the direction opposite to the moving direction of the arm, so that an impact on the external object is made. It is configured to relax.

この一の局面によるロボットでは、上記のように、外部の物体と衝突した時に、第２アーム部が第１アーム部に対して折れ曲がり、第２アーム部がアームの移動方向と逆方向に移動することにより、外部の物体への衝撃を緩和するように構成することによって、外部の物体と衝突した時に、第２アーム部が第１アーム部に対して折れ曲がるので、外部の物体と衝突した時の衝撃を緩和するように関節（モータ）が駆動してアームを移動させる場合と比べて、迅速に外部の物体への衝撃を緩和することができる。これにより、外部の物体への衝撃を緩和するために、通常時におけるアームの移動速度を小さくする必要がないので、外部の物体への衝撃の緩和に起因するロボットの作業量の低下を抑制することができる。 In the robot according to this aspect, as described above, when the robot collides with an external object, the second arm portion is bent with respect to the first arm portion, and the second arm portion moves in a direction opposite to the moving direction of the arm. Therefore, when the second arm part is bent with respect to the first arm part when it collides with the external object, it is configured so as to reduce the impact on the external object. Compared with the case where the joint (motor) is driven to move the arm so as to reduce the impact, the impact on the external object can be quickly reduced. As a result, it is not necessary to reduce the moving speed of the arm in the normal state in order to reduce the impact on the external object, so that the reduction in the work amount of the robot due to the relaxation of the impact on the external object is suppressed. be able to.

本発明の一実施形態によるロボットの全体構成を示す図である。It is a figure showing the whole robot composition by one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態によるロボットの側面図である。It is a side view of the robot by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態によるロボットの上面図である。It is a top view of the robot by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態によるロボットのアームが外部の物体と衝突した状態を示す図である。It is a figure which shows the state which the arm of the robot by one Embodiment of this invention collided with the external object. 本発明の一実施形態によるロボットのアームが外部の物体と衝突した状態における側面図である。It is a side view in the state where the arm of the robot by one embodiment of the present invention collided with an external object. 本発明の一実施形態によるロボットのアームの外部の物体への衝撃を緩和する動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the operation | movement which relieve | moderates the impact to the object outside the arm of the robot by one Embodiment of this invention. 図６に示すロボットのアームの外部の物体への衝撃を緩和する状態における側面図である。It is a side view in the state which relieves | impacts the impact to the object outside the arm of the robot shown in FIG. 図６に示すロボットのアームの外部の物体への衝撃を緩和する動作を説明するためのフローチャートである。7 is a flowchart for explaining an operation of mitigating an impact on an object outside the arm of the robot shown in FIG. 6. 比較例によるロボットのアームが外部の物体と衝突した状態を示す図である。It is a figure which shows the state which the arm of the robot by a comparative example collided with the external object.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

まず、図１および図２を参照して、本発明の一実施形態によるロボット１００の構成について説明する。 First, with reference to FIG. 1 and FIG. 2, the structure of the robot 100 by one Embodiment of this invention is demonstrated.

図１に示すように、本実施形態によるロボット１００は、ロボット本体部１０と、ロボット本体部１０を制御する制御装置３０と、後述するモータ１１を駆動するサーボドライブ４０とを備えている。なお、制御装置３０は、本発明の「制御部」の一例である。 As shown in FIG. 1, the robot 100 according to the present embodiment includes a robot body 10, a control device 30 that controls the robot body 10, and a servo drive 40 that drives a motor 11 described later. The control device 30 is an example of the “control unit” in the present invention.

図１および図２に示すように、ロボット本体部１０には、モータ１１と、アーム１２（第１アーム部１３および第２アーム部１４）とがクラッチ１５を介して接続されている。モータ１１は、モータ本体部１１ａとモータ回転部１１ｂとを含んでいる。具体的には、アーム１２（後述する第１アーム部１３の根元部１３ａ）は、モータ１１に含まれるモータ回転部１１ｂとクラッチ１５を介して接続されている。クラッチ１５は、モータ１１とアーム１２とを接続状態または非接続状態にする機能を有する。なお、クラッチ１５は、本発明の「第２クラッチ」の一例である。 As shown in FIGS. 1 and 2, the robot body 10 is connected to a motor 11 and an arm 12 (a first arm 13 and a second arm 14) via a clutch 15. The motor 11 includes a motor main body portion 11a and a motor rotating portion 11b. Specifically, the arm 12 (the base portion 13 a of the first arm portion 13 described later) is connected to the motor rotating portion 11 b included in the motor 11 via the clutch 15. The clutch 15 has a function of bringing the motor 11 and the arm 12 into a connected state or a disconnected state. The clutch 15 is an example of the “second clutch” in the present invention.

また、アーム１２は、アーム１２のモータ１１側（矢印Ｘ１方向側）に設けられる第１アーム部１３と、アーム１２の先端側（矢印Ｘ２方向側）に設けられる第２アーム部１４とを含んでいる。ここで、本実施形態では、第２アーム部１４のアーム１２が延びる方向の長さＬ１は、第１アーム部１３のアーム１２が延びる方向の長さＬ２よりも小さい（Ｌ１＜Ｌ２）。また、第１アーム部１３の先端部１３ｂと、第２アーム部１４の根元部１４ａとは、クラッチ１６を介して接続されている。なお、クラッチ１６は、本発明の「第１クラッチ」の一例である。また、クラッチ１６は、第１アーム部１３と第２アーム部１４とを接続状態または非接続状態にする機能を有する。なお、クラッチ１５およびクラッチ１６は、通常時（モータ１１によって、アーム１２が回転駆動されている時）には、接続された状態となっている。 The arm 12 includes a first arm portion 13 provided on the motor 11 side (arrow X1 direction side) of the arm 12 and a second arm portion 14 provided on the distal end side (arrow X2 direction side) of the arm 12. It is out. Here, in the present embodiment, the length L1 of the second arm portion 14 in the direction in which the arm 12 extends is smaller than the length L2 of the first arm portion 13 in the direction in which the arm 12 extends (L1 <L2). Further, the tip end portion 13 b of the first arm portion 13 and the root portion 14 a of the second arm portion 14 are connected via a clutch 16. The clutch 16 is an example of the “first clutch” in the present invention. The clutch 16 has a function of bringing the first arm portion 13 and the second arm portion 14 into a connected state or a disconnected state. Note that the clutch 15 and the clutch 16 are in a connected state at normal times (when the arm 12 is rotationally driven by the motor 11).

また、第２アーム部１４の先端部１４ｂ（矢印Ｘ２方向側）の矢印Ｙ１方向側の側面には、接触センサ１７が設けられている。なお、接触センサ１７は、本発明の「センサ」の一例である。ここで、本実施形態では、アーム１２と外部の物体２００との衝突を接触センサ１７が検知した時、制御装置３０が、クラッチ１５およびクラッチ１６を非接続状態にすることにより、第２アーム部１４がアーム１２の回転方向である矢印Ｒ１方向と逆方向の矢印Ｒ２方向に移動することによって、外部の物体２００（図３参照）への衝撃を緩和するように構成されている。また、ロボット本体部１０には、モータ１１の駆動および第１アーム部１３の移動を停止させるための外部ブレーキ１８が設けられている。そして、アーム１２と外部の物体２００との衝突を接触センサ１７が検知した時、モータ１１の回生ブレーキと外部ブレーキ１８とによって、モータ１１の駆動を停止するように構成されている。 Further, a contact sensor 17 is provided on the side surface of the distal end portion 14b (arrow X2 direction side) of the second arm portion 14 on the arrow Y1 direction side. The contact sensor 17 is an example of the “sensor” in the present invention. Here, in the present embodiment, when the contact sensor 17 detects a collision between the arm 12 and the external object 200, the control device 30 causes the clutch 15 and the clutch 16 to be in a non-connected state, whereby the second arm unit. 14 is configured to relieve an impact on an external object 200 (see FIG. 3) by moving in the direction of arrow R1 opposite to the direction of arrow R1 that is the rotation direction of the arm 12. The robot body 10 is provided with an external brake 18 for stopping the driving of the motor 11 and the movement of the first arm 13. And when the contact sensor 17 detects the collision with the arm 12 and the external object 200, the drive of the motor 11 is stopped by the regenerative brake of the motor 11 and the external brake 18.

また、図２に示すように、ロボット本体部１０のモータ回転部１１ｂの矢印Ｙ２方向側の側面には、Ｙ方向に延びるように棒状の固定部１９が設けられている。固定部１９は、モータ回転部１１ｂの回転に伴って回転するように構成されている。また、第２アーム部１４の下面（矢印Ｚ１方向側）には、矢印Ｚ１方向側に延びるように棒状の固定部２０が設けられている。固定部２０は、第２アーム部１４の移動に伴って移動するように構成されている。また、第１アーム部１３の根元部１３ａの矢印Ｙ２方向側の側面には、たとえばリング状の部材からなるガイド部２１が設けられている。また、第１アーム部１３の先端部１３ｂの矢印Ｙ２方向側の側面にも、たとえばリング状の部材からなるガイド部２２が設けられている。 Further, as shown in FIG. 2, a rod-like fixing portion 19 is provided on the side surface of the motor rotating portion 11b of the robot body portion 10 on the arrow Y2 direction side so as to extend in the Y direction. The fixed part 19 is configured to rotate with the rotation of the motor rotating part 11b. Further, a rod-shaped fixing portion 20 is provided on the lower surface (arrow Z1 direction side) of the second arm portion 14 so as to extend in the arrow Z1 direction side. The fixed portion 20 is configured to move as the second arm portion 14 moves. Further, a guide portion 21 made of, for example, a ring-shaped member is provided on the side surface of the root portion 13a of the first arm portion 13 on the arrow Y2 direction side. Further, a guide portion 22 made of, for example, a ring-shaped member is also provided on the side surface on the arrow Y2 direction side of the distal end portion 13b of the first arm portion 13.

ここで、本実施形態では、ロボット本体部１０には、モータ回転部１１ｂに設けられる固定部１９に一方端が接続され、第２アーム部１４に設けられる固定部２０に他方端が接続されるワイヤ２３が取り付けられている。なお、ワイヤ２３は、本発明の「接続部材」の一例である。また、ワイヤ２３は、ガイド部２１およびガイド部２２を介して、固定部１９と固定部２０とに接続されている。そして、アーム１２と外部の物体２００との衝突を接触センサ１７が検知した時、制御装置３０によりクラッチ１５およびクラッチ１６が非接続状態にされるとともに、第１アーム部１３が外部の物体２００側に移動することにより、第２アーム部１４がワイヤ２３により引っ張られて、第２アーム部１４が矢印Ｒ２方向（図３参照）に移動することによって、外部の物体２００への衝撃を緩和するように構成されている。 Here, in the present embodiment, one end of the robot body 10 is connected to the fixed portion 19 provided in the motor rotating portion 11b, and the other end is connected to the fixed portion 20 provided in the second arm portion 14. A wire 23 is attached. The wire 23 is an example of the “connecting member” in the present invention. The wire 23 is connected to the fixed portion 19 and the fixed portion 20 via the guide portion 21 and the guide portion 22. When the contact sensor 17 detects a collision between the arm 12 and the external object 200, the control device 30 causes the clutch 15 and the clutch 16 to be disconnected, and the first arm unit 13 is connected to the external object 200 side. The second arm portion 14 is pulled by the wire 23 by moving to the second position, and the second arm portion 14 moves in the direction of the arrow R2 (see FIG. 3), so that the impact on the external object 200 is reduced. It is configured.

また、図１に示すように、制御装置３０は、ＣＰＵ３１と、メモリ３２と、通信インターフェイス３３と、入出力信号インターフェイス３４とを備えている。メモリ３２は、ＣＰＵ３１に接続されている。通信インターフェイス３３は、ＣＰＵ３１に接続されているとともに、サーボドライブ４０に接続されている。入出力信号インターフェイス３４は、ＣＰＵ３１に接続されている。また、入出力信号インターフェイス３４は、外部ブレーキ１８と、クラッチ１５と、クラッチ１６と、接触センサ１７とに接続されている。また、サーボドライブ４０は、モータ１１に接続されている。 As shown in FIG. 1, the control device 30 includes a CPU 31, a memory 32, a communication interface 33, and an input / output signal interface 34. The memory 32 is connected to the CPU 31. The communication interface 33 is connected to the CPU 31 and to the servo drive 40. The input / output signal interface 34 is connected to the CPU 31. The input / output signal interface 34 is connected to the external brake 18, the clutch 15, the clutch 16, and the contact sensor 17. The servo drive 40 is connected to the motor 11.

次に、図３を参照して、本発明のロボット１００の通常時の動作について説明する。 Next, the normal operation of the robot 100 of the present invention will be described with reference to FIG.

まず、制御装置３０から生成されたモーション指令が、通信インターフェイス３３を介して、サーボドライブ４０に伝達される。次に、サーボドライブ４０では、モーション指令に応じたモータ電流が生成されるとともに、モータ１１に出力される。そして、このモータ電流により、モータ１１（モータ回転部１１ｂ）が駆動される。このとき、クラッチ１５およびクラッチ１６は、接続状態にされており、アーム１２の第１アーム部１３および第２アーム部１４は、一体となって、クラッチ１５を回転中心としてモータ回転部１１ｂとともに回転方向Ｒに回転する。なお、固定部１９および固定部２０は、それぞれ、モータ回転部１１ｂおよび第２アーム部１４に固定されているので、クラッチ１５およびクラッチ１６が接続状態である通常時には、アーム１２が移動している間にワイヤ２３に張力はかからない。 First, the motion command generated from the control device 30 is transmitted to the servo drive 40 via the communication interface 33. Next, in the servo drive 40, a motor current corresponding to the motion command is generated and output to the motor 11. The motor 11 (motor rotating portion 11b) is driven by this motor current. At this time, the clutch 15 and the clutch 16 are in a connected state, and the first arm portion 13 and the second arm portion 14 of the arm 12 are integrally rotated together with the motor rotating portion 11b with the clutch 15 as a rotation center. Rotate in direction R. Note that, since the fixed portion 19 and the fixed portion 20 are fixed to the motor rotating portion 11b and the second arm portion 14, respectively, the arm 12 is moved during normal times when the clutch 15 and the clutch 16 are in the connected state. No tension is applied to the wire 23 therebetween.

次に、図３〜図８を参照して、本実施形態によるロボット１００のアーム１２が外部の物体２００と衝突した時の制御装置３０の動作について説明する。 Next, the operation of the control device 30 when the arm 12 of the robot 100 according to the present embodiment collides with the external object 200 will be described with reference to FIGS.

まず、図３に示すように、アーム１２がモータ１１によって回転方向Ｒ（たとえば矢印Ｒ１方向）に沿って駆動される。このとき、図８のステップＳ１に示すように、接触センサ１７が外部の物体２００との接触（衝突）を検知したか否かが判断される。なお、接触センサ１７が外部の物体２００との接触を検知するまで、ステップＳ１の判断は、繰り返される。 First, as shown in FIG. 3, the arm 12 is driven by the motor 11 along the rotation direction R (for example, the direction of the arrow R1). At this time, as shown in step S 1 of FIG. 8, it is determined whether or not the contact sensor 17 has detected contact (collision) with the external object 200. Note that the determination in step S1 is repeated until the contact sensor 17 detects contact with the external object 200.

次に、図４に示すように、アーム１２が外部の物体２００と衝突する。このとき、ステップＳ１において、接触センサ１７が外部の物体２００との接触（衝突）を検知したと判断される。そして、ステップＳ２に進む。ステップＳ２では、制御装置３０から、通信インターフェイス３３を介して、サーボドライブ４０にモータ１１のモーション制御処理が指令される。これにより、サーボドライブ４０では、モータ電流の生成が停止される。その結果、モータ１１の回転は、回生ブレーキによって減速する。そして、ステップＳ３に進む。 Next, as shown in FIG. 4, the arm 12 collides with an external object 200. At this time, in step S1, it is determined that the contact sensor 17 has detected contact (collision) with the external object 200. Then, the process proceeds to step S2. In step S 2, a motion control process for the motor 11 is commanded from the control device 30 to the servo drive 40 via the communication interface 33. Thereby, in the servo drive 40, the generation of the motor current is stopped. As a result, the rotation of the motor 11 is decelerated by the regenerative brake. Then, the process proceeds to step S3.

ステップＳ３では、制御装置３０から、入出力信号インターフェイス３４を介して、クラッチ１５およびクラッチ１６に接続の解除が指令される。これにより、クラッチ１５およびクラッチ１６が、接続状態から非接続状態になる。そして、ステップＳ４に進む。 In step S 3, the control device 30 commands the clutch 15 and the clutch 16 to be disconnected via the input / output signal interface 34. As a result, the clutch 15 and the clutch 16 are changed from the connected state to the disconnected state. Then, the process proceeds to step S4.

ステップＳ４では、制御装置３０から、入出力信号インターフェイス３４を介して、外部ブレーキ１８に制動が指令される。これにより、モータ１１の駆動が、外部ブレーキ１８により制動（停止）される。なお、モータ１１の停止は、上記ステップＳ２におけるモータ１１の回生ブレーキと、ステップＳ４における外部ブレーキ１８との両方によって行われる。また、上記ステップＳ３において、クラッチ１５が解除されており、アーム１２とモータ１１とが非接続状態になっているので、モータ１１にアーム１２の慣性力が伝達されない。これにより、アーム１２がモータ１１に接続されている場合と比べて、より短い回転距離（時間）でモータ回転部１１ｂが停止される。 In step S 4, braking is commanded from the control device 30 to the external brake 18 via the input / output signal interface 34. Thereby, the drive of the motor 11 is braked (stopped) by the external brake 18. The motor 11 is stopped by both the regenerative braking of the motor 11 in step S2 and the external brake 18 in step S4. In step S 3, the clutch 15 is released and the arm 12 and the motor 11 are not connected. Therefore, the inertia force of the arm 12 is not transmitted to the motor 11. Thereby, compared with the case where the arm 12 is connected to the motor 11, the motor rotation part 11b is stopped by shorter rotation distance (time).

また、アーム１２（第１アーム部１３）の移動も外部ブレーキ１８によって停止される一方、回転が停止されるモータ回転部１１ｂと異なり、図６に示すように、第１アーム部１３は、慣性力によって矢印Ｒ１方向に微小な距離だけ移動する。すなわち、平面的に見て（上方から見て）、モータ回転部１１ｂ側の固定部１９と第１アーム部１３のガイド部２１とが重なっている状態（図４および図５参照）から、第１アーム部１３のガイド部２１がモータ回転部１１ｂ側の固定部１９より矢印Ｒ１方向に移動した状態（図６および図７参照）となる。そして、ワイヤ２３の他方端は、モータ回転部１１ｂの固定部１９に固定されているので、第２アーム部１４の固定部２０は、ガイド部２２側に引っ張られる。その結果、第２アーム部１４は、ワイヤ２３により、矢印Ｒ２方向に引っ張られる。これにより、アーム１２が外部の物体２００に衝突した後の外部の物体２００への衝撃が緩和される。 Further, the movement of the arm 12 (first arm portion 13) is also stopped by the external brake 18, whereas, unlike the motor rotating portion 11b in which the rotation is stopped, as shown in FIG. It moves by a minute distance in the direction of arrow R1 due to the force. That is, when viewed in plan (viewed from above), the fixing portion 19 on the motor rotating portion 11b side and the guide portion 21 of the first arm portion 13 overlap each other (see FIGS. 4 and 5). The guide portion 21 of the one arm portion 13 is moved in the arrow R1 direction from the fixing portion 19 on the motor rotating portion 11b side (see FIGS. 6 and 7). And since the other end of the wire 23 is being fixed to the fixing | fixed part 19 of the motor rotation part 11b, the fixing | fixed part 20 of the 2nd arm part 14 is pulled by the guide part 22 side. As a result, the second arm portion 14 is pulled by the wire 23 in the arrow R2 direction. Thereby, the impact on the external object 200 after the arm 12 collides with the external object 200 is alleviated.

次に、図９を参照して、上記した実施形態との比較のために、アーム３０２にクラッチが設けられていない比較例によるロボット３００が外部の物体２００と衝突した時の動作について説明する。 Next, for comparison with the above-described embodiment, an operation when the robot 300 according to a comparative example in which the arm 302 is not provided with a clutch collides with an external object 200 will be described with reference to FIG.

図９に示すように、比較例によるロボット３００は、モータ３０１と、モータ３０１に接続されるアーム３０２と、接触センサ３０３とを備えている。このロボット３００では、モータ３０１とアーム３０２との間には、本実施形態と異なり、クラッチは、設けられていない。また、アーム３０２は、本実施形態と異なり、クラッチは設けられておらず、折り曲げ不可能に構成されている。また、外部ブレーキも設けられていない。このため、アーム３０２が外部の物体２００に衝突した後、アーム３０２がモータ３０１の回生ブレーキによって停止されるまでの間に、アーム３０２は、点線で示すアーム３０２ａのように矢印Ｒ１方向に移動する。その結果、本実施形態と異なり、アーム３０２が外部の物体２００に衝突した後の外部の物体２００への衝撃は、比較的大きくなる。 As shown in FIG. 9, the robot 300 according to the comparative example includes a motor 301, an arm 302 connected to the motor 301, and a contact sensor 303. In this robot 300, unlike the present embodiment, no clutch is provided between the motor 301 and the arm 302. Further, unlike the present embodiment, the arm 302 is not provided with a clutch and is configured so that it cannot be bent. Also, no external brake is provided. For this reason, after the arm 302 collides with the external object 200 and before the arm 302 is stopped by the regenerative brake of the motor 301, the arm 302 moves in the direction of the arrow R1 like the arm 302a indicated by the dotted line. . As a result, unlike the present embodiment, the impact on the external object 200 after the arm 302 collides with the external object 200 is relatively large.

本実施形態では、上記のように、外部の物体２００と衝突した時に、第２アーム部１４が第１アーム部１３に対して折れ曲がるので、外部の物体２００と衝突した時の衝撃を緩和するように関節（モータ１１）が駆動してアーム１２を移動させる場合と比べて、迅速に外部の物体２００への衝撃を緩和することができる。これにより、外部の物体２００への衝撃を緩和するために、通常時におけるアーム１２の移動速度を小さくする必要がないので、外部の物体２００への衝撃の緩和に起因するロボット１００の作業量の低下を抑制することができる。 In the present embodiment, as described above, the second arm portion 14 is bent with respect to the first arm portion 13 when colliding with the external object 200, so that the impact when colliding with the external object 200 is reduced. Compared with the case where the joint (motor 11) is driven to move the arm 12, the impact on the external object 200 can be alleviated more quickly. Thus, since it is not necessary to reduce the moving speed of the arm 12 in the normal state in order to reduce the impact on the external object 200, the work amount of the robot 100 resulting from the reduction of the impact on the external object 200 is reduced. The decrease can be suppressed.

また、本実施形態では、上記のように、第１アーム部１３と第２アーム部１４との間に、第１アーム部１３と第２アーム部１４とを接続または非接続状態にするクラッチ１６と、クラッチ１６の接続または非接続状態を制御する制御装置３０とを設ける。そして、アーム１２が外部の物体２００と衝突した時に、制御装置３０によりクラッチ１６を非接続状態にすることにより、第２アーム部１４をアーム１２の移動方向（矢印Ｒ１方向）と逆方向（矢印Ｒ２方向）に移動させることによって、外部の物体２００への衝撃を緩和するように構成する。これにより、アーム１２が外部の物体２００と衝突した時に、クラッチ１６が非接続状態になるので、容易に、第１アーム部１３を移動方向（矢印Ｒ１方向）と逆方向（矢印Ｒ２方向）に移動させることができる。 In the present embodiment, as described above, the clutch 16 that connects or disconnects the first arm portion 13 and the second arm portion 14 between the first arm portion 13 and the second arm portion 14. And a control device 30 for controlling the connected or disconnected state of the clutch 16. Then, when the arm 12 collides with the external object 200, the control device 30 causes the clutch 16 to be disconnected so that the second arm portion 14 moves in the direction opposite to the movement direction (arrow R1 direction) of the arm 12 (arrow arrow). By moving in the R2 direction), the impact on the external object 200 is reduced. Thus, when the arm 12 collides with the external object 200, the clutch 16 is disconnected, so that the first arm portion 13 can be easily moved in the direction opposite to the moving direction (arrow R1 direction) (arrow R2 direction). Can be moved.

また、本実施形態では、上記のように、第２アーム部１４に一方端を固定し、モータ１１側に他方端を固定したワイヤ２３を設ける。そして、アーム１２が外部の物体２００と衝突した時に、制御装置３０によりクラッチ１６を非接続状態にするとともに、第１アーム部１３を外部の物体２００側に移動させる。また、第２アーム部１４がワイヤ２３により引っ張られて、第２アーム部１４がアーム１２の移動方向（矢印Ｒ１方向）と逆方向（矢印Ｒ２方向）に移動することによって、外部の物体２００への衝撃を緩和するように構成する。これにより、第２アーム部１４がワイヤ２３により引っ張られるので、第２アーム部１４を移動方向（矢印Ｒ１方向）と逆方向（矢印Ｒ２方向）に迅速に移動させることができる。 In the present embodiment, as described above, the wire 23 having one end fixed to the second arm portion 14 and the other end fixed to the motor 11 side is provided. Then, when the arm 12 collides with the external object 200, the control device 30 causes the clutch 16 to be disconnected and moves the first arm unit 13 to the external object 200 side. In addition, when the second arm portion 14 is pulled by the wire 23 and the second arm portion 14 moves in the opposite direction (arrow R2 direction) to the movement direction of the arm 12 (arrow R1 direction), the external object 200 is moved to. It is configured to reduce the impact. Thereby, since the 2nd arm part 14 is pulled by the wire 23, the 2nd arm part 14 can be rapidly moved to a moving direction (arrow R1 direction) and a reverse direction (arrow R2 direction).

また、本実施形態では、上記のように、第２アーム部１４（固定部２０）と、モータ１１側（固定部１９）とをワイヤ２３により接続する。これにより、第１アーム部１３の移動に伴ってワイヤ２３が引っ張られることにより、容易に、第２アーム部１４を移動方向（矢印Ｒ１方向）と逆方向（矢印Ｒ２方向）に移動させることができる。 In the present embodiment, as described above, the second arm portion 14 (fixed portion 20) and the motor 11 side (fixed portion 19) are connected by the wire 23. As a result, the wire 23 is pulled along with the movement of the first arm portion 13, whereby the second arm portion 14 can be easily moved in the direction opposite to the movement direction (arrow R1 direction) (arrow R2 direction). it can.

また、本実施形態では、上記のように、ワイヤ２３の他方端を、第１アーム部１３と接続され第１アーム部１３を回転駆動するモータ回転部１１ｂに固定する。これにより、モータ回転部１１ｂはアーム１２の移動に伴って回転するので、クラッチ１５およびクラッチ１６が接続状態である通常時において、アーム１２が移動している間にワイヤ２３に張力がかかるのを抑制することができる。 In the present embodiment, as described above, the other end of the wire 23 is fixed to the motor rotating portion 11b that is connected to the first arm portion 13 and rotationally drives the first arm portion 13. As a result, since the motor rotating portion 11b rotates with the movement of the arm 12, the tension is applied to the wire 23 while the arm 12 is moving in the normal time when the clutch 15 and the clutch 16 are in the connected state. Can be suppressed.

また、本実施形態では、上記のように、アーム１２に取り付けられ外部の物体２００との衝突を検知する接触センサ１７を設ける。そして、外部の物体２００との衝突を接触センサ１７が検知した際に、制御装置３０によってクラッチ１６を非接続状態にすることにより、第２アーム部１４をアーム１２の移動方向（矢印Ｒ１方向）と逆方向（矢印Ｒ２方向）に移動させることによって、外部の物体２００への衝撃を緩和するように構成する。これにより、外部の物体２００との衝突が接触センサ１７により検知されるので、容易に、クラッチ１６を非接続状態にして、外部の物体２００への衝撃を緩和することができる。 In the present embodiment, as described above, the contact sensor 17 that is attached to the arm 12 and detects a collision with the external object 200 is provided. When the contact sensor 17 detects a collision with an external object 200, the control device 30 causes the clutch 16 to be disconnected, thereby moving the second arm portion 14 in the moving direction of the arm 12 (arrow R1 direction). By moving in the opposite direction (arrow R2 direction), the impact on the external object 200 is mitigated. Thereby, since the collision with the external object 200 is detected by the contact sensor 17, the clutch 16 can be easily disconnected and the impact on the external object 200 can be reduced.

また、本実施形態では、上記のように、モータ１１と第１アーム部１３との間にモータ１１と第１アーム部１３とを接続または非接続状態にするクラッチ１５を設ける。そして、アーム１２と外部の物体２００との衝突を接触センサ１７が検知した際に、制御装置３０によってクラッチ１５およびクラッチ１６を非接続状態にして、第１アーム部１３を外部の物体２００側（矢印Ｒ１方向）に移動させる。また、第２アーム部１４がワイヤ２３により引っ張られて、第２アーム部１４がアーム１２の移動方向（矢印Ｒ１方向）と逆方向（矢印Ｒ２方向）に移動することによって、外部の物体２００への衝撃を緩和するように構成する。これにより、クラッチ１５が非接続状態になっているので、容易に、第１アーム部１３がワイヤ２３を引っ張ることができるとともに、クラッチ１６が非接続状態になっているので、容易に、第２アーム部１４をアーム１２の移動方向（矢印Ｒ１方向）と逆方向（矢印Ｒ２方向）に移動させることができる。また、アーム１２と外部の物体２００との衝突を接触センサ１７が検知した際に、制御装置３０によってクラッチ１５を非接続状態にすることにより、モータ１１や第２アーム部１４に対して慣性モーメントの大きい第１アーム部１３の慣性力が伝達されないので、クラッチ１５によりアーム１２がモータ１１に接続されている通常時に比べて、より短い回転距離（時間）でモータ回転部１１ｂの回転を停止させることができる。 In the present embodiment, as described above, the clutch 15 that connects or disconnects the motor 11 and the first arm portion 13 is provided between the motor 11 and the first arm portion 13. When the contact sensor 17 detects a collision between the arm 12 and the external object 200, the control device 30 causes the clutch 15 and the clutch 16 to be disconnected, and the first arm unit 13 is moved to the external object 200 side ( Move in the direction of arrow R1). In addition, when the second arm portion 14 is pulled by the wire 23 and the second arm portion 14 moves in the opposite direction (arrow R2 direction) to the movement direction of the arm 12 (arrow R1 direction), the external object 200 is moved to. It is configured to reduce the impact. Thereby, since the clutch 15 is in a non-connected state, the first arm portion 13 can easily pull the wire 23 and the clutch 16 is in a non-connected state. The arm part 14 can be moved in the direction (arrow R2 direction) opposite to the movement direction of the arm 12 (arrow R1 direction). Further, when the contact sensor 17 detects a collision between the arm 12 and the external object 200, the control device 30 causes the clutch 15 to be disconnected so that the moment of inertia with respect to the motor 11 and the second arm portion 14 is achieved. Since the inertia force of the first arm portion 13 having a large value is not transmitted, the rotation of the motor rotation portion 11b is stopped at a shorter rotation distance (time) than in the normal time when the arm 12 is connected to the motor 11 by the clutch 15. be able to.

また、本実施形態では、上記のように、モータ１１と別個にモータ１１に取り付けられる外部ブレーキ１８を設ける。そして、アーム１２と外部の物体２００との衝突を接触センサ１７が検知した際に、制御装置３０によりモータ１１の回生ブレーキと外部ブレーキ１８とによって、モータ１１の駆動を停止するように構成する。これにより、モータ１１が回生ブレーキのみならず外部ブレーキ１８によっても停止されるので、モータ１１をより迅速に停止させることができる。その結果、外部の物体２００への衝撃を、より緩和することができる。 In the present embodiment, as described above, the external brake 18 attached to the motor 11 is provided separately from the motor 11. When the contact sensor 17 detects a collision between the arm 12 and the external object 200, the controller 30 is configured to stop the driving of the motor 11 by the regenerative brake of the motor 11 and the external brake 18. Thereby, since the motor 11 is stopped not only by the regenerative brake but also by the external brake 18, the motor 11 can be stopped more quickly. As a result, the impact on the external object 200 can be further reduced.

また、本実施形態では、上記のように、第２アーム部１４が延びる方向の長さＬ１を、第１アーム部１３が延びる方向の長さＬ２よりも小さくなるように構成する。これにより、第２アーム部１４の重量（慣性力）が小さくなるので、第２アーム部１４を移動方向（矢印Ｒ１方向）と逆方向（矢印Ｒ２方向）により迅速に移動させることができる。その結果、外部の物体２００への衝撃を、さらに緩和することができる。 Further, in the present embodiment, as described above, the length L1 in the direction in which the second arm portion 14 extends is configured to be smaller than the length L2 in the direction in which the first arm portion 13 extends. Thereby, since the weight (inertial force) of the second arm portion 14 is reduced, the second arm portion 14 can be quickly moved in the moving direction (arrow R1 direction) and the reverse direction (arrow R2 direction). As a result, the impact on the external object 200 can be further mitigated.

なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of claims for patent, and further includes all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims for patent.

たとえば、上記実施形態では、第１アーム部１３と第２アーム部１４とがクラッチ１６により接続されている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、第１アーム部１３と第２アーム部１４とが弾性変形可能なバネ部材により接続されていてもよい。 For example, in the said embodiment, although the 1st arm part 13 and the 2nd arm part 14 showed the example connected by the clutch 16, this invention is not limited to this. For example, the 1st arm part 13 and the 2nd arm part 14 may be connected by the spring member which can be elastically deformed.

また、上記実施形態では、ロボット１００にアーム１２が１つ設けられる例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、ロボット１００に複数のアーム１２が設けられていてもよい。 In the above embodiment, an example in which one arm 12 is provided in the robot 100 has been described, but the present invention is not limited to this. In the present invention, the robot 100 may be provided with a plurality of arms 12.

また、上記実施形態では、アーム１２と外部の物体２００との接触（衝突）を接触センサ１７により検知する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、アーム１２と外部の物体２００とが接近するのを赤外線センサなどの非接触センサにより検知してもよい。これにより、アーム１２と外部の物体２００とが接触（衝突）する前に、モータ１１の駆動の停止動作を開始することができるので、外部の物体２００への衝撃をより緩和（回避）することができる。 Moreover, although the example which detects the contact (collision) with the arm 12 and the external object 200 with the contact sensor 17 was shown in the said embodiment, this invention is not limited to this. For example, the approach of the arm 12 and the external object 200 may be detected by a non-contact sensor such as an infrared sensor. Thus, before the arm 12 and the external object 200 come into contact (collision), the driving stop operation of the motor 11 can be started, so that the impact on the external object 200 can be further reduced (avoided). Can do.

また、上記実施形態では、アーム１２が外部の物体２００と衝突した時に、クラッチ１５とクラッチ１６との両方が非接続状態になる例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、アーム１２が外部の物体２００と衝突した時に、少なくとも第１アーム部１３と第２アーム部１４とを接続するクラッチ１６が非接続状態になれば、外部の物体２００との衝突により第２アーム部１４がアーム１２の移動方向と逆方向に移動することによって、外部の物体２００への衝撃を緩和することが可能である。 In the above-described embodiment, when the arm 12 collides with the external object 200, both the clutch 15 and the clutch 16 are disconnected. However, the present invention is not limited to this. In the present invention, when the arm 12 collides with the external object 200, if at least the clutch 16 that connects the first arm portion 13 and the second arm portion 14 is disconnected, the collision with the external object 200 occurs. By moving the second arm portion 14 in the direction opposite to the moving direction of the arm 12, it is possible to mitigate the impact on the external object 200.

また、上記実施形態では、モータ回転部１１ｂの固定部１９と第２アーム部１４の固定部２０とに本発明の接続部材の一例としてワイヤ２３が接続される例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、ワイヤ２３に変えて、モータ回転部１１ｂの固定部１９と第２アーム部１４の固定部２０とに帯状や板バネ状の接続部材を接続してもよい。 Moreover, in the said embodiment, although the wire 23 was shown as an example of the connection member of this invention to the fixing | fixed part 19 of the motor rotation part 11b, and the fixing | fixed part 20 of the 2nd arm part 14, the present invention showed It is not limited to this. For example, instead of the wire 23, a belt-like or leaf spring-like connecting member may be connected to the fixing part 19 of the motor rotating part 11b and the fixing part 20 of the second arm part 14.

また、上記実施形態では、第２アーム部１４が延びる方向の長さＬ１が、第１アーム部１３が延びる方向の長さＬ２よりも小さくなる例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、第２アーム部１４が延びる方向の長さを、第１アーム部１３が延びる方向の長さ以上にしてもよい。 In the above embodiment, the example in which the length L1 in the direction in which the second arm portion 14 extends is smaller than the length L2 in the direction in which the first arm portion 13 extends is shown, but the present invention is not limited to this. Absent. For example, the length in the direction in which the second arm portion 14 extends may be longer than the length in the direction in which the first arm portion 13 extends.

また、上記実施形態では、ワイヤ２３の一方端が第２アーム部１４の固定部２０に固定されるとともに、他方端がモータ回転部１１ｂの固定部１９に固定されている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、ワイヤ２３の一方端を第２アーム部１４に直接固定するとともに、他方端をモータ回転部１１ｂに直接固定してもよい。 Moreover, in the said embodiment, although the one end of the wire 23 was fixed to the fixing | fixed part 20 of the 2nd arm part 14, the other end was shown to the fixing | fixed part 19 of the motor rotation part 11b, but the example was shown, The present invention is not limited to this. For example, one end of the wire 23 may be directly fixed to the second arm portion 14 and the other end may be directly fixed to the motor rotating portion 11b.

１１モータ
１１ｂモータ回転部
１２アーム
１３第１アーム部
１４第２アーム部
１５クラッチ（第２クラッチ）
１６クラッチ（第１クラッチ）
１７接触センサ（センサ）
１８外部ブレーキ
２３ワイヤ（接続部材）
３０制御装置（制御部）
１００ロボット DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Motor 11b Motor rotation part 12 Arm 13 1st arm part 14 2nd arm part 15 Clutch (2nd clutch)
16 Clutch (first clutch)
17 Contact sensor (sensor)
18 External brake 23 Wire (connection member)
30 Control device (control unit)
100 robot

Claims

An arm including a first arm part and a second arm part connected to the first arm part so as to be bent;
A motor that is provided on the first arm portion side and that drives the arm including the first arm portion and the second arm portion;
In a normal state, the second arm portion is not bent with respect to the first arm portion, and the arm is driven. When the second arm portion collides with an external object, the second arm portion is brought into contact with the first arm portion. A robot that is bent with respect to the second arm and moves in a direction opposite to the moving direction of the arm, thereby reducing the impact on the external object.

A first clutch that is provided between the first arm portion and the second arm portion and connects or disconnects the first arm portion and the second arm portion;
A control unit for controlling the connected or disconnected state of the first clutch;
When the arm collides with the external object, the control unit disengages the first clutch, so that the second arm unit moves in a direction opposite to the moving direction of the arm, The robot according to claim 1, wherein the robot is configured to mitigate an impact on the external object.

A connection member having one end fixed to the second arm portion and the other end fixed to the motor side;
When the arm collides with the external object, the control unit disengages the first clutch, and the first arm unit moves to the external object side, whereby the second arm The structure is configured such that an impact on the external object is mitigated by a portion being pulled by the connecting member and the second arm portion moving in a direction opposite to the moving direction of the arm. The robot described in 1.

The robot according to claim 3, wherein the connection member includes a wire-like connection member having one end fixed to the second arm portion and the other end fixed to the motor side.

The motor includes a motor rotating unit that is connected to the first arm unit and rotationally drives the first arm unit,
The robot according to claim 3 or 4, wherein the other end of the connecting member is fixed to the motor rotating portion.

A sensor attached to the arm and detecting a collision with the external object;
When the collision with the external object is detected by the sensor, the control unit puts the first clutch in a disconnected state, so that the second arm unit is in a direction opposite to the moving direction of the arm. The robot according to claim 2, wherein the robot is configured to reduce an impact on the external object by moving.

A second clutch provided between the motor and the first arm portion, and connected to or disconnected from the motor and the first arm portion;
When a collision between the arm unit and the external object is detected by the sensor, the control unit disconnects the first clutch and the second clutch, and the first arm unit is The second arm part is pulled by the connecting member by moving toward the object side of the object, and the second arm part moves in a direction opposite to the moving direction of the arm, thereby impacting the external object. The robot of claim 6, wherein the robot is configured to mitigate.

An external brake provided separately from the motor and attached to the motor;
When the collision between the arm and the external object is detected by the sensor, the control unit is configured to stop the driving of the motor by the regenerative brake of the motor and the external brake. The robot according to claim 6 or 7.

9. The length of the second arm portion in the extending direction of the arm is configured to be smaller than the length of the first arm portion in the extending direction of the arm. The robot described in 1.