JP2018051693A - ロボット、ロボットシステム、及びロボット制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小型化することができるロボットを提供すること。【解決手段】可動部と、前記可動部を駆動する駆動部と、前記駆動部に電力を供給する絶縁電源を有する電源部と、を備え、前記駆動部は、前記可動部に設けられている、ロボット。【選択図】図２

Description

この発明は、ロボット、ロボットシステム、及びロボット制御装置に関する。

電力供給が遮断された場合における寿命の低下であってロボットが備える各部材の寿命の低下を抑制する技術の研究や開発が行われている。

これに関し、サーボモーターの回転速度をフィードバック制御して得られる制御信号に基づいてサーボモーターを駆動するサーボドライブ手段と、サーボドライブ手段に指令を与えるコントローラーと、交流電源を投入する電源投入手段と、電源投入手段に基づいて主回路電源および制御電源を制御する電源制御手段とを備えたモーター駆動装置において、電源制御手段は、サーボモーターにより駆動される負荷を停電検出時に減速停止するのに必要なエネルギー量より算出した容量を有し、かつ停電時に主回路電源および制御電源用の電源電圧を供給する大容量コンデンサーと、電源投入手段で整流された電源電圧と大容量コンデンサーにおける電圧のうち、高い方の電圧がモーター電源電圧に向かって供給されるように作用させる第１ダイオード及び第２ダイオードと、停電時に電源投入手段側より電源供給がなくなっても制御電源を供給するように作用する第３ダイオードと、電源リップルを抑制すると共にサーボモーターからの回生エネルギーを蓄積する平滑コンデンサーと、大容量コンデンサーへの充電電流を抑制するための第１抵抗と、大容量コンデンサーの充放電電流を抑制するための第２抵抗と、大容量コンデンサーの残留電圧の放電手段となるトランジスターとから構成されたモーター駆動装置が知られている（特許文献１参照）。

特開２００２−２１８６７６号公報

このようなモーター駆動装置は、停電時等において交流電源からの電力供給が遮断された場合、自装置の主回路リレーを遮断するとともにダイナミックブレーキリレーがモーター端子間を直結することで、モーターに回生ブレーキをかけて停止させる。しかしながら、当該モーター駆動装置では、回生ブレーキによる減速によってモーターと機械的に結合している減速機に対して負荷が掛かることにより、減速機の寿命が低下してしまう場合があった。また、当該モーター駆動装置は、モータードライバーと一体に構成されており、小型化することが困難な場合があった。その結果、当該モーター駆動装置を備えたロボットの小型化が困難な場合があった。

上記課題の少なくとも一つを解決するために本発明の一態様は、可動部と、前記可動部を駆動する駆動部と、前記駆動部に電力の供給を行う絶縁電源を有する電源部と、を備え、前記駆動部は、前記可動部に設けられている、ロボットである。
この構成により、ロボットでは、可動部を駆動する駆動部に電力の供給を行う絶縁電源を電源部が有し、駆動部が可動部に設けられている。これにより、ロボットは、小型化することができる。

また、本発明の他の態様は、ロボットにおいて、前記電力は、１ｋＷ以下である、構成が用いられてもよい。
この構成により、ロボットでは、可動部を駆動する駆動部に１ｋＷ以下の電力を供給する電源部が絶縁電源を有し、駆動部が可動部に設けられている。これにより、ロボットは、絶縁電源を小さくすることにより、小型化することができる。

また、本発明の他の態様は、ロボットにおいて、前記可動部が設けられた支持部を備え、前記電源部は、前記支持部に設けられている、構成が用いられてもよい。
この構成により、ロボットでは、電源部が、可動部が設けられた支持部に設けられている。これにより、ロボットは、駆動部と電源部とが支持部に設けられている場合と比較して支持部を駆動部の分小さくすることができる。

また、本発明の他の態様は、ロボットにおいて、前記駆動部を制御する制御部を備え、前記制御部は、前記支持部に設けられている、構成が用いられてもよい。
この構成により、ロボットでは、制御部が、支持部に設けられている。これにより、ロボットは、駆動部、電源部、制御部のそれぞれが支持部に設けられている場合と比較して支持部を駆動部の分小さくすることができる。

また、本発明の他の態様は、ロボットにおいて、前記電源部は、前記供給が遮断された場合において前記駆動部及び前記制御部に電力を供給するコンデンサーであって、容量が１０００μＦ以上の前記コンデンサーを有する、構成が用いられてもよい。
この構成により、ロボットでは、駆動部への電力の供給が遮断された場合において駆動部及び制御部に電力を供給し、容量が１０００μＦ以上のコンデンサーを電源部が有する。これにより、ロボットは、電源部への電力供給が遮断された場合であってもコンデンサーから駆動部及び制御部に電力供給を行うことができる。

また、本発明の他の態様は、ロボットにおいて、前記電源部は、前記コンデンサーと前記制御部との間に設けられ、前記コンデンサーから前記制御部に向かって電流を流す第１整流器を有する、構成が用いられてもよい。
この構成により、ロボットでは、第１整流器によりコンデンサーから制御部に向かって電流を流す。これにより、ロボットは、コンデンサーから制御部に向かって流れる電流が逆流してしまうことを抑制することができる。

また、本発明の他の態様は、ロボットにおいて、前記電源部は、前記コンデンサーから前記絶縁電源への電流の逆流を防ぐための第２整流器を有する、構成が用いられてもよい。
この構成により、ロボットでは、第２整流器によりコンデンサーから絶縁電源への電流の逆流を防ぐ。これにより、ロボットは、電源部への電力供給が遮断された場合に、電源部が第２整流器を有さない場合と比較して、コンデンサーから制御部に電力供給をより確実に行うことができる。

また、本発明の他の態様は、ロボットにおいて、前記駆動部と前記制御部は、共通のグラウンド電位に接続されている、構成が用いられてもよい。
この構成により、ロボットでは、駆動部と制御部が、共通のグラウンド電位に接続されている。これにより、ロボットは、コンデンサーから駆動部と制御部との両方への電力供給を行うことができる。

また、本発明の他の態様は、ロボットにおいて、前記支持部は、基台を有し、前記制御部は、前記基台に設けられている、構成が用いられてもよい。
この構成により、ロボットでは、制御部が基台に設けられている。これにより、ロボットは、駆動部と制御部とが基台に設けられている場合と比較して基台を駆動部の分小さくすることができる。

また、本発明の他の態様は、ロボットにおいて、前記支持部は、前記基台に設けられた第１筐体を有し、前記電源部は、前記第１筐体に設けられている、構成が用いられてもよい。
この構成により、ロボットでは、電源部が、第１筐体に設けられている。これにより、ロボットは、電源部と制御部とが基台に設けられている場合と比較して基台を電源部の分小さくすることができる。

また、本発明の他の態様は、ロボットにおいて、前記可動部は、アンプ一体型モーターによって駆動されるアームを含む、構成が用いられてもよい。
この構成により、ロボットでは、可動部が、アンプ一体型モーターによって駆動されるアームを含む。これにより、ロボットは、アンプと別体のモーターによって駆動されるアームを含む場合と比較して、可動部を小さくすることができる。

また、本発明の他の態様は、上記に記載のロボットと、前記ロボットを制御するロボット制御装置と、を備えるロボットシステムである。
この構成により、ロボットシステムでは、可動部を駆動する駆動部に電力の供給を行う絶縁電源を電源部が有し、駆動部が可動部に設けられている。これにより、ロボットシステムは、ロボットを小型化することができる。

また、本発明の他の態様は、ロボットが備える可動部に設けられた駆動部であって前記可動部を駆動する前記駆動部に電力の供給を行う絶縁電源を有する電源部を備える、ロボット制御装置である。
この構成により、ロボット制御装置では、可動部を駆動する駆動部に電力の供給を行う絶縁電源を電源部が有し、駆動部が可動部に設けられている。これにより、ロボット制御装置は、ロボットを小型化することができる。

以上により、ロボットは、可動部を駆動する駆動部に電力の供給を行う絶縁電源を電源部が有し、駆動部が可動部に設けられている。これにより、ロボットは、小型化することができる。
また、ロボットシステム、及びロボット制御装置は、可動部を駆動する駆動部に電力の供給を行う絶縁電源を電源部が有し、駆動部が可動部に設けられている。これにより、ロボットシステム、及びロボット制御装置は、ロボットを小型化することができる。

実施形態に係るロボット１の構成の一例を示す図である。 電力供給回路の構成の一例を示す図である。

＜実施形態＞
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。

＜ロボットの構成＞
まず、ロボット１の構成について説明する。
図１は、実施形態に係るロボット１の構成の一例を示す図である。ロボット１は、支持部Ｂと、支持部Ｂにより支持された可動部Ａを備えるスカラロボット（水平多関節ロボット）である。なお、ロボット１は、スカラロボットに代えて、垂直多関節ロボットや直角座標ロボット等の他のロボットであってもよい。なお、垂直多関節ロボットは、１つの腕を備える単腕ロボットであってもよく、２つの腕を備える双腕ロボット（２つの腕を備える複腕ロボット）であってもよく、３以上の腕を備える複腕ロボットであってもよい。また、直角座標ロボットは、例えば、ガントリロボットである。

支持部Ｂは、２つの部位から構成されている。当該部位のうちの一方が基台Ｂ１であり、他方が第１筐体Ｂ２である。なお、基台Ｂ１の内側の空間は、第１筐体Ｂ２の内側の空間と繋がっている。

基台Ｂ１は、床面や壁面等の設置面に設置される。基台Ｂ１は、外形として、ほぼ直方体（又は、立方体でもよい）の形状を有しており、板状の面から構成されていて、中空となっている。基台Ｂ１の上面の一部である第１上面には、第１筐体Ｂ２が固定されている。当該上面は、基台Ｂ１が有する面のうち設置面と反対側の面である。また、基台Ｂ１の上面のうち第１上面以外の部分である第２上面と設置面との間の距離は、第１上面と設置面との間の距離と比べて短い。このため、第２上面と第１筐体Ｂ２との間には、間隙が存在する。また、第２上面には、可動部Ａが設けられている。すなわち、基台Ｂ１は、可動部Ａを支持している。なお、基台Ｂ１の形状は、このような形状に代えて、基台Ｂ１の上面の一部に第１筐体Ｂ２が固定可能な形状であれば他の形状であってもよい。

第１筐体Ｂ２は、外形として、直方体（又は、立方体でもよい）を構成する互いに対向する２つの面に対して垂直な方向に、これら２つの面のそれぞれにおける１個の頂点を含む三角形の部分が除かれるように切り落とした形状を有している。ここで、当該部分を切り落とした形状は、必ずしも当該部分を切り落とす加工によって構成されなくてもよく、例えば、初めから同様な形状を形成する加工によって構成されてもよい。第１筐体Ｂ２は、外形としてこのような多面体の形状を有しており、板状の面から構成されていて、中空となっている。なお、第１筐体Ｂ２の形状は、このような形状に代えて、基台Ｂ１の上面の一部に第１筐体Ｂ２が固定可能な形状であれば他の形状であってもよい。

可動部Ａは、基台Ｂ１によって第１軸ＡＸ１周りに回動可能に支持された第１アームＡ１と、第１アームＡ１によって第２軸ＡＸ２周りに回動可能に支持された第２アームＡ２と、第２アームＡ２によって第３軸ＡＸ３周りに回動可能且つ第３軸ＡＸ３の軸方向に並進可能に支持されたシャフトＳを備える。

シャフトＳは、円柱形状の軸体である。シャフトＳの周表面には、図示しないボールねじ溝とスプライン溝とがそれぞれ形成されている。シャフトＳは、この一例において、第２アームＡ２の端部のうちの第１アームＡ１と反対側の端部を、支持部Ｂが設置された設置面に対して垂直な方向である第１方向に貫通し、設けられる。また、シャフトＳの端部のうちの当該設置面側の端部は、エンドエフェクターを取り付け可能である。当該エンドエフェクターは、物体を把持可能なエンドエフェクターであってもよく、空気や磁気等によって物体を吸着可能なエンドエフェクターであってもよく、他のエンドエフェクターであってもよい。

第１アームＡ１は、この一例において、第１軸ＡＸ１周りに回動するので、第２方向に移動する。第２方向は、前述の第１方向に直交する方向である。第２方向は、例えば、ワールド座標系やロボット座標系におけるＸＹ平面に沿った方向である。第１アームＡ１は、支持部Ｂが備える図示しない第１モーター部２１によって第１軸ＡＸ１周りに回動させられる。すなわち、第１軸ＡＸ１は、第１モーター部２１の回動軸である。

第２アームＡ２は、この一例において、第２軸ＡＸ２周りに回動するので、第２方向に移動する。第２アームＡ２は、第２アームＡ２が備える図示しない第２モーター部２２によって第２軸ＡＸ２周りに回動させられる。すなわち、第２軸ＡＸ２は、第２モーター部２２の回動軸である。また、第２アームＡ２は、図示しない第３モーター部２３及び図示しない第４モーター部２４を備え、シャフトＳを支持する。第３モーター部２３は、シャフトＳのボールねじ溝の外周部に設けられたボールねじナットをタイミングベルト等で回動させることにより、シャフトＳを第１方向に移動（昇降）させる。第４モーター部２４は、シャフトＳのスプライン溝の外周部に設けられたボールスプラインナットをタイミングベルト等で回動させることにより、シャフトＳを第３軸ＡＸ３周りに回動させる。

以下では、一例として、第１モーター部２１〜第４モーター部２４のそれぞれが、すべて同じ構成を有している場合について説明する。なお、第１モーター部２１〜第４モーター部２４のうちの一部又は全部は、互いに異なる構成を有するモーターであってもよい。以下では、第１モーター部２１〜第４モーター部２４のそれぞれを区別する必要がない限り、これらをまとめてモーター部２と称して説明する。

また、ロボット１は、図示しないロボット制御装置３０の一部を基台Ｂ１の内側の空間に内蔵し、ロボット制御装置３０の残りの一部を第１筐体Ｂ２の内側の空間に内蔵する。

ロボット制御装置３０は、ロボット１を制御するコントローラーである。なお、ロボット制御装置３０は、ロボット１に内蔵される構成に代えて、ロボット１と別体の外付けである構成であってもよい。ロボット１と別体の外付けである場合、ロボット制御装置３０は、ロボット１と有線又は無線によって通信可能に接続される。

また、ロボット制御装置３０は、停電、断線等によってロボット制御装置３０への電力の供給が遮断された場合、モーター部２のそれぞれを制動させて停止させる。この際、ロボット制御装置３０は、例えば、ダイナミックブレーキリレーによってモーター部２が有するモーター端子間を直結することにより、モーター部２に回生ブレーキをかけて停止させることができる。しかし、このような場合、ロボット制御装置３０は、回生ブレーキによる減速によってモーター部２と機械的に結合している減速機に対して負荷を掛かることになり、減速機の寿命を低下させてしまうことがある。

そこで、この一例におけるロボット制御装置３０は、ロボット制御装置３０への電力の供給が遮断された場合、モーター部２の回生電流を利用し、モーター部２に機械的に結合している機械式制動機（メカニカルブレーキ）によってモーター部２の回動軸の回動を制動させる。その後、ロボット制御装置３０は、モーター部２の回動軸の回動速度が所定速度未満に達した場合において、モーター部２が有するダイナミックブレーキリレーによってモーター部２が有するモーター端子間を直結する。これにより、ロボット制御装置３０は、モーター部２に機械的に結合している減速機に対して掛ける負荷を抑制し、その結果、当該減速機の寿命の低下を抑制することができる。以下では、ロボット１が有する回路であってロボット制御装置３０がモーター部２の回動軸の回動を制動させる処理を行うための電力供給回路の構成について説明する。

＜ロボットが有する電力供給回路の構成＞
以下、図２を参照し、電力供給回路の構成について説明する。図２は、電力供給回路の構成の一例を示す図である。なお、図２では、ロボット１が備える回路のうち電力供給回路以外の回路については、省略している。

図２に示したように、電力供給回路は、ロボット制御装置３０が有する第１部分回路ＢＣ１と、可動部Ａが備える第２部分回路ＢＣ２とによって構成される。

第１部分回路ＢＣ１は、電源部ＢＡと、制御部ＲＣを有する。また、電源部ＢＡは、絶縁型電源ＡＤと、電力保持回路ＣＣを有する。ここで、電源部ＢＡは、この一例において、前述の第１筐体Ｂ２（の内側の空間）に設けられており、制御部ＲＣは、前述の基台Ｂ１（の内側の空間）に設けられている。これにより、ロボット１は、電源部ＢＡ及び制御部ＲＣの両方が基台Ｂ１又は第１筐体Ｂ２のいずれか一方（の内側の空間）にまとめて設けられている場合と比較して、小型化することができる。なお、電源部ＢＡは、基台Ｂ１（の内側の空間）に設けられる構成であってもよい。また、制御部ＲＣは、第１筐体Ｂ２（の内側の空間）に設けられる構成であってもよい。また、電源部ＢＡ及び制御部ＲＣの両方は、基台Ｂ１又は第１筐体Ｂ２のいずれか一方（の内側の空間）にまとめて設けられる構成であってもよい。

絶縁型電源ＡＤは、絶縁型電源ＡＤが内部に有する回路のうち絶縁型電源ＡＤに電力を供給する装置側である入力側の回路と、絶縁型電源ＡＤが電力を供給する装置側である出力側の回路とが絶縁トランス等によって電気的に接続されていない（すなわち、絶縁されている）電源であり、例えば、絶縁トランスを有するＡＣ／ＤＣコンバーターである。

また、絶縁型電源ＡＤが供給可能な電力は、１ｋＷ以下である。絶縁型電源ＡＤが供給可能な電力が１ｋＷ以下である場合、１ｋＷを超える電力を供給可能な絶縁型電源や、ブリッジ等を用いた非絶縁型電源と比べて、絶縁型電源ＡＤを小さくすることができる。その結果、絶縁型電源ＡＤを備えるロボット１は、１ｋＷを超える電力を供給可能な絶縁型電源やブリッジ等を用いた非絶縁型電源よりも絶縁型電源ＡＤが小さくなる分小型化することができる。１ｋＷを超える電力を供給可能な絶縁型電源と比べて絶縁型電源ＡＤを小さくすることが可能な理由は、１ｋＷを超える電力を供給可能な絶縁型電源が有する絶縁トランスよりも、絶縁型電源ＡＤが有する絶縁トランスを小さくすることが可能なためである。

また、絶縁型電源ＡＤは、グラウンドＧに接続されている。グラウンドＧは、グラウンド電位が電位Ｇ０のグラウンドである。なお、絶縁型電源ＡＤは、ＡＣ／ＤＣコンバーターに代えて、絶縁トランスを備えたＤＣ／ＤＣコンバーター等の他の電源であってもよい。絶縁型電源ＡＤが当該ＤＣ／ＤＣコンバーターの場合、第１部分回路ＢＣ１は、絶縁型電源ＡＤとは別に交流電流を直流電流に変換する電源を備える。

絶縁型電源ＡＤから出力される直流電流は、電力保持回路ＣＣに供給される。
電力保持回路ＣＣは、主回路リレーＭＲと、第１整流器ＤＯ１と、第２整流器ＤＯ２と、第３整流器ＤＯ３と、コンデンサー部Ｃを有する。また、電力保持回路ＣＣは、第１経路と、第２経路と、第３経路の３つの経路を有する。第１経路は、絶縁型電源ＡＤとコンデンサー部Ｃとの間を結ぶ経路である。第２経路は、絶縁型電源ＡＤと制御部ＲＣとを結ぶ経路である。第３経路については、後述する。

絶縁型電源ＡＤから供給された直流電流は、第１経路を流れて可動部Ａが備えるモーター部２に供給されるとともに、第２経路を流れて制御部ＲＣに供給される。

第１経路には、絶縁型電源ＡＤとモーター部２との間に、絶縁型電源ＡＤ側から順に主回路リレーＭＲ、第２整流器ＤＯ２、コンデンサー部Ｃのそれぞれが設けられる。

主回路リレーＭＲは、ロボット制御装置３０への電力の供給の遮断が発生した場合に制御部ＲＣから出力される信号に応じて、絶縁型電源ＡＤと第２整流器ＤＯ２との間の電気的な接続を遮断することにより、絶縁型電源ＡＤからモーター部２への電力の供給を遮断するリレースイッチである。
第２整流器ＤＯ２は、絶縁型電源ＡＤからモーター部２へ流れる直流電流の逆流を防ぐ。第２整流器ＤＯ２は、例えば、ダイオードである。なお、第２整流器ＤＯ２は、ダイオードに代えて、ＦＥＴ（Field Effect Transistor）等の当該逆流を防ぐ他の電子部品であってもよい。

コンデンサー部Ｃは、容量の合計が１０００μＦ以上である１以上の電解コンデンサーを有する。以下では、一例として、コンデンサー部Ｃが、容量の合計が１０００μＦ以上である３つの電解コンデンサーである電解コンデンサーＣ１、電解コンデンサーＣ２、電解コンデンサーＣ３のそれぞれを有する場合について説明する。また、コンデンサー部Ｃは、グラウンドＧに接続されている。すなわち、コンデンサー部Ｃが接続されているグラウンド電位は、絶縁型電源ＡＤが接続されているグラウンド電位と共通のグラウンド電位（すなわち、電位Ｇ０）である。なお、コンデンサー部Ｃが有するこれら３つの電解コンデンサーのうちの一部又は全部は、電解コンデンサーに代えて、セラミックコンデンサー等の他のコンデンサーであってもよい。

コンデンサー部Ｃが有するこれら３つの電解コンデンサーは、ロボット制御装置３０への電力の供給の遮断が発生した場合において、蓄えた電荷を制御部ＲＣに放電することにより供給し、当該電荷に応じた時間、制御部ＲＣを稼働させる。すなわち、当該電解コンデンサーは、当該場合において制御部ＲＣに供給される電力を保持する。また、当該電解コンデンサーは、この一例において、モーター部２のＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御における直流電流の波形整形にも用いられる。

コンデンサー部Ｃが有するこれら３つの電解コンデンサーは、ロボット制御装置３０への電力の供給の遮断が発生していない場合において、絶縁型電源ＡＤから供給される直流電流の少なくとも一部によって充電される。また、当該電解コンデンサーは、ロボット制御装置３０への電力の供給の遮断が発生した場合において、モーター部２の回生電流によって充電される。当該回生電流は、モーター部２の回動軸が回動中にモーター部２への電力の供給が遮断した場合において、当該回動軸の慣性（惰性）による回動によって生じる電流である。

ここで、第１経路に第２整流器ＤＯ２及びコンデンサー部Ｃのそれぞれが設けられていることにより、ロボット１は、ロボット制御装置３０への電力供給が遮断された場合に、電源部ＢＡが第２整流器ＤＯ２を有さない場合と比較して、コンデンサー部Ｃが有する各電解コンデンサーから制御部ＲＣに電力供給をより確実に行うことができる。

第２経路には、絶縁型電源ＡＤと制御部ＲＣとの間に第３整流器ＤＯ３が設けられる。第３整流器ＤＯ３は、絶縁型電源ＡＤから制御部ＲＣへ流れる直流電流の逆流を防ぐ。第３整流器ＤＯ３は、例えば、ダイオードである。なお、第３整流器ＤＯ３は、ダイオードに代えて、ＦＥＴ等の当該逆流を防ぐ他の電子部品であってもよい。

第３経路は、第１経路のうちの第２整流器ＤＯ２とコンデンサー部Ｃとの間と、第２経路のうちの第３整流器ＤＯ３と制御部ＲＣとの間とを短絡させる経路である。第３経路には、コンデンサー部Ｃと制御部ＲＣとの間に第１整流器ＤＯ１が設けられる。
第１整流器ＤＯ１は、ロボット制御装置３０への電力の供給の遮断が発生した場合において、コンデンサー部Ｃが有する各電解コンデンサーから制御部ＲＣに向かって電流を流す。第１整流器ＤＯ１は、例えば、ダイオードである。なお、第１整流器ＤＯ１は、ダイオードに代えて、ＦＥＴ等の当該逆流を防ぐ他の電子部品であってもよい。第３経路に第１整流器ＤＯ１が設けられていることにより、ロボット１は、コンデンサー部Ｃが有する各電解コンデンサーから制御部ＲＣに向かって流れる電流が逆流してしまうことを抑制することができる。

制御部ＲＣは、モーター部２を制御する制御回路である。制御部ＲＣは、ロボット制御装置３０への電力の供給の遮断が発生していない場合において、絶縁型電源ＡＤから電力が供給される。また、制御部ＲＣは、ロボット制御装置３０への電力の供給の遮断が発生した場合において、コンデンサー部Ｃが有する各電解コンデンサーから電力が供給される。制御部ＲＣは、当該場合において当該各電解コンデンサーから供給される電力によって稼働し、モーター部２の回動軸の回動を制動させる機械式制動機を動作させる。これにより、制御部ＲＣは、当該回動部の回動を制動させる。そして、制御部ＲＣは、当該回動部の回動速度が所定速度未満に達した場合において、モーター部２が有するダイナミックブレーキリレーによってモーター部２が有するモーター端子間を直結する。当該モーター端子間が直結されたモーター部２の回動軸の回動は、回生ブレーキによって停止する。これにより、制御部ＲＣは、モーター部２に機械的に結合している減速機に対して掛ける負荷を抑制し、その結果、当該減速機の寿命の低下を抑制することができる。また、制御部ＲＣは、グラウンドＧに接続されている。すなわち、制御部ＲＣが接続されているグラウンド電位は、絶縁型電源ＡＤが接続されているグラウンド電位、及びコンデンサー部Ｃが接続されているグラウンド電位と共通のグラウンド電位（すなわち、電位Ｇ０）である。

可動部Ａに備えられた第２部分回路ＢＣ２は、モーター部２、すなわち第１モーター部２１〜第４モーター部２４のそれぞれを有する。この一例では、第１モーター部２１〜第４モーター部２４それぞれの内部の回路の構成が互いに同じ構成である。このため、図２に示した例では、第１モーター部２１の内部の回路の構成のみを示し、第２モーター部２２〜第４モーター部２４それぞれの内部の回路の構成を省略している。

第１モーター部２１は、モーターＭ１と、駆動部Ｄ１と、ダイナミックブレーキリレーＷ１を有するアンプ一体型モーターである。

モーターＭ１は、サーボモーターである。モーターＭ１は、駆動部Ｄ１により駆動される。モーターＭ１がロボット１に備えられている状態において、モーターＭ１の回動軸は、当該回動軸の回動速度を減速させる減速機Ｖ１と、当該回動軸の回動を制動させる機械式制動機（メカニカルブレーキ）ＢＢ１とのそれぞれに結合されている。

駆動部Ｄ１は、モーターＭ１を駆動する駆動回路（モータードライバー）を有するアンプである。駆動部Ｄ１は、前述の制御部ＲＣにより制御される。ここで、以下では、説明の便宜上、コンデンサー部Ｃが有する各電解コンデンサーが有する２つの端子のうちグラウンドＧと接続されている端子を負端子と称し、当該２つの端子のうち負端子ではない端子を正端子と称して説明する。

駆動部Ｄ１には、コンデンサー部Ｃが有する各電解コンデンサーの正端子及び負端子のそれぞれが電気的に接続される。これにより、駆動部Ｄ１には、絶縁型電源ＡＤから電力が供給される。また、駆動部Ｄ１には、ロボット制御装置３０への電力供給が遮断された場合、当該各電解コンデンサーから電力が供給される。また、これにより、駆動部Ｄ１は、グラウンドＧに接続される。すなわち、駆動部Ｄ１が接続されているグラウンド電位は、絶縁型電源ＡＤが接続されているグラウンド電位、コンデンサー部Ｃが接続されているグラウンド電位、制御部ＲＣが接続されているグラウンド電位と共通のグラウンド電位（すなわち、電位Ｇ０）である。駆動部Ｄ１は、制御部ＲＣから出力された信号に応じて、モーターＭ１の回動軸を回動させる。駆動部Ｄ１は、モーターＭ１と３本の導線によって電気的に接続されている。当該導線のそれぞれは、モーターＭ１のモーター端子に接続される。そして、当該導線には、ダイナミックブレーキリレーＷ１が設けられている。

ダイナミックブレーキリレーＷ１は、制御部ＲＣから出力された信号に応じて、駆動部Ｄ１とモーターＭ１とを電気的に接続する３本の導線のそれぞれを互いに直結することにより、モーターＭ１のモーター端子間を直結するリレースイッチである。

機械式制動機ＢＢ１は、例えば、モーターＭ１の回動軸に取り付けられたブレーキディスクをブレーキパッドによって挟むことにより発生する摩擦によって当該回動軸の回動を制動させる。機械式制動機ＢＢ１は、制御部ＲＣから出力された信号に応じてモーターＭ１の回動軸の回動を制動させる。なお、機械式制動機ＢＢ１は、これに代えて、他の方法によって当該回動軸の回動を制動させる構成であってもよい。

第２モーター部２２は、モーターＭ２と、駆動部Ｄ２と、ダイナミックブレーキリレーＷ２を有するアンプ一体型モーターである。

モーターＭ２は、サーボモーターである。モーターＭ２は、駆動部Ｄ２により駆動される。モーターＭ２がロボット１に備えられている状態において、モーターＭ２の回動軸は、当該回動軸の回動速度を減速させる減速機Ｖ２と、当該回動軸の回動を制動させる機械式制動機（メカニカルブレーキ）ＢＢ２とのそれぞれに結合されている。

駆動部Ｄ２は、モーターＭ２を駆動する駆動回路（モータードライバー）を有するアンプである。駆動部Ｄ２は、制御部ＲＣにより制御される。駆動部Ｄ２には、コンデンサー部Ｃが有する各電解コンデンサーの正端子及び負端子のそれぞれが電気的に接続される。これにより、駆動部Ｄ２には、絶縁型電源ＡＤから電力が供給される。また、駆動部Ｄ２には、ロボット制御装置３０への電力供給が遮断された場合、当該各電解コンデンサーから電力が供給される。また、これにより、駆動部Ｄ２は、グラウンドＧに接続される。すなわち、駆動部Ｄ２が接続されているグラウンド電位は、絶縁型電源ＡＤが接続されているグラウンド電位、コンデンサー部Ｃが接続されているグラウンド電位、制御部ＲＣが接続されているグラウンド電位と共通のグラウンド電位（すなわち、電位Ｇ０）である。駆動部Ｄ２は、制御部ＲＣから出力された信号に応じて、モーターＭ２の回動軸を回動させる。駆動部Ｄ２は、モーターＭ２と３本の導線によって電気的に接続されている。当該導線のそれぞれは、モーターＭ２のモーター端子に接続される。そして、当該導線には、ダイナミックブレーキリレーＷ２が設けられている。

ダイナミックブレーキリレーＷ２は、制御部ＲＣから出力された信号に応じて、駆動部Ｄ２とモーターＭ２とを電気的に接続する３本の導線のそれぞれを互いに直結することにより、モーターＭ２のモーター端子間を直結するリレースイッチである。

機械式制動機ＢＢ２は、例えば、モーターＭ２の回動軸に取り付けられたブレーキディスクをブレーキパッドによって挟むことにより発生する摩擦によって当該回動軸の回動を制動させる。機械式制動機ＢＢ２は、制御部ＲＣから出力された信号に応じてモーターＭ２の回動軸の回動を制動させる。なお、機械式制動機ＢＢ２は、これに代えて、他の方法によって当該回動軸の回動を制動させる構成であってもよい。また、図２では、図の簡略化のため、制御部ＲＣと機械式制動機ＢＢ２との電気的な接続を表す線を省略している。

第３モーター部２３は、モーターＭ３と、駆動部Ｄ３と、ダイナミックブレーキリレーＷ３を有するアンプ一体型モーターである。

モーターＭ３は、サーボモーターである。モーターＭ３は、駆動部Ｄ３により駆動される。モーターＭ３がロボット１に備えられている状態において、モーターＭ３の回動軸は、当該回動軸の回動速度を減速させる減速機Ｖ３と、当該回動軸の回動を制動させる機械式制動機（メカニカルブレーキ）ＢＢ３とのそれぞれに結合されている。

駆動部Ｄ３は、モーターＭ３を駆動する駆動回路（モータードライバー）を有するアンプである。駆動部Ｄ３は、制御部ＲＣにより制御される。駆動部Ｄ３には、コンデンサー部Ｃが有する各電解コンデンサーの正端子及び負端子のそれぞれが電気的に接続される。これにより、駆動部Ｄ３には、絶縁型電源ＡＤから電力が供給される。また、駆動部Ｄ３には、ロボット制御装置３０への電力供給が遮断された場合、当該各電解コンデンサーから電力が供給される。また、これにより、駆動部Ｄ３は、グラウンドＧに接続される。すなわち、駆動部Ｄ３が接続されているグラウンド電位は、絶縁型電源ＡＤが接続されているグラウンド電位、コンデンサー部Ｃが接続されているグラウンド電位、制御部ＲＣが接続されているグラウンド電位と共通のグラウンド電位（すなわち、電位Ｇ０）である。駆動部Ｄ３は、制御部ＲＣから出力された信号に応じて、モーターＭ３の回動軸を回動させる。駆動部Ｄ３は、モーターＭ３と３本の導線によって電気的に接続されている。当該導線のそれぞれは、モーターＭ３のモーター端子に接続される。そして、当該導線には、ダイナミックブレーキリレーＷ３が設けられている。

ダイナミックブレーキリレーＷ３は、制御部ＲＣから出力された信号に応じて、駆動部Ｄ３とモーターＭ３とを電気的に接続する３本の導線のそれぞれを互いに直結することにより、モーターＭ３のモーター端子間を直結するリレースイッチである。

機械式制動機ＢＢ３は、例えば、モーターＭ３の回動軸に取り付けられたブレーキディスクをブレーキパッドによって挟むことにより発生する摩擦によって当該回動軸の回動を制動させる。機械式制動機ＢＢ３は、制御部ＲＣから出力された信号に応じてモーターＭ３の回動軸の回動を制動させる。なお、機械式制動機ＢＢ３は、これに代えて、他の方法によって当該回動軸の回動を制動させる構成であってもよい。また、図２では、図の簡略化のため、制御部ＲＣと機械式制動機ＢＢ３との電気的な接続を表す線を省略している。

第４モーター部２４は、モーターＭ４と、駆動部Ｄ４と、ダイナミックブレーキリレーＷ４を有するアンプ一体型モーターである。

モーターＭ４は、サーボモーターである。モーターＭ４は、駆動部Ｄ４により駆動される。モーターＭ４がロボット１に備えられている状態において、モーターＭ４の回動軸は、当該回動軸の回動速度を減速させる減速機Ｖ４と、当該回動軸の回動を制動させる機械式制動機（メカニカルブレーキ）ＢＢ４とのそれぞれに結合されている。

駆動部Ｄ４は、モーターＭ４を駆動する駆動回路（モータードライバー）を有するアンプである。駆動部Ｄ４は、制御部ＲＣにより制御される。駆動部Ｄ４には、コンデンサー部Ｃが有する各電解コンデンサーの正端子及び負端子のそれぞれが電気的に接続される。これにより、駆動部Ｄ４には、絶縁型電源ＡＤから電力が供給される。また、駆動部Ｄ４には、ロボット制御装置３０への電力供給が遮断された場合、当該各電解コンデンサーから電力が供給される。また、これにより、駆動部Ｄ４は、グラウンドＧに接続される。すなわち、駆動部Ｄ４が接続されているグラウンド電位は、絶縁型電源ＡＤが接続されているグラウンド電位、コンデンサー部Ｃが接続されているグラウンド電位、制御部ＲＣが接続されているグラウンド電位と共通のグラウンド電位（すなわち、電位Ｇ０）である。駆動部Ｄ４は、制御部ＲＣから出力された信号に応じて、モーターＭ４の回動軸を回動させる。駆動部Ｄ４は、モーターＭ４と３本の導線によって電気的に接続されている。当該導線のそれぞれは、モーターＭ４のモーター端子に接続される。そして、当該導線には、ダイナミックブレーキリレーＷ４が設けられている。

ダイナミックブレーキリレーＷ４は、制御部ＲＣから出力された信号に応じて、駆動部Ｄ４とモーターＭ４とを電気的に接続する３本の導線のそれぞれを互いに直結することにより、モーターＭ４のモーター端子間を直結するリレースイッチである。

機械式制動機ＢＢ４は、例えば、モーターＭ４の回動軸に取り付けられたブレーキディスクをブレーキパッドによって挟むことにより発生する摩擦によって当該回動軸の回動を制動させる。機械式制動機ＢＢ４は、制御部ＲＣから出力された信号に応じてモーターＭ４の回動軸の回動を制動させる。なお、機械式制動機ＢＢ４は、これに代えて、他の方法によって当該回動軸の回動を制動させる構成であってもよい。また、図２では、図の簡略化のため、制御部ＲＣと機械式制動機ＢＢ２との電気的な接続を表す線を省略している。

このように、ロボット１では、可動部Ａを駆動する駆動部（すなわち、駆動部Ｄ１〜駆動部Ｄ４のそれぞれ）に電力の供給を行う絶縁電源（この一例において、絶縁型電源ＡＤ）を電源部ＢＡが有し、当該駆動部が可動部Ａに設けられている。これにより、ロボットは、支持部Ｂの内側の空間に電源部ＢＡとともに当該駆動部が設けられている場合と比較して、小型化することができる。

また、ロボット１では、駆動部（すなわち、駆動部Ｄ１〜駆動部Ｄ４のそれぞれ）と制御部ＲＣが、共通のグラウンド電位（この一例において、電位Ｇ０）に接続されている。これにより、ロボット１は、コンデンサー部Ｃが有する各電解コンデンサーから当該駆動部と制御部ＲＣとの両方への電力供給を行うことができる。

また、ロボット１では、制御部ＲＣが基台Ｂ１（の内側の空間）に設けられている。これにより、ロボット１は、駆動部（すなわち、駆動部Ｄ１〜駆動部Ｄ４のそれぞれ）と制御部ＲＣとが基台Ｂ１に設けられている場合と比較して基台Ｂ１を当該駆動部の分小さくすることができる。

また、ロボット１では、電源部ＢＡが、第１筐体Ｂ２（の内側の空間）に設けられている。これにより、ロボット１は、電源部ＢＡと制御部ＲＣとが基台Ｂ１に設けられている場合と比較して基台Ｂ１を電源部ＢＡの分小さくすることができる。

また、ロボット１では、可動部Ａが、アンプ一体型モーターであるモーター部２のそれぞれによって駆動される第１アーム及び第２アームを含む。これにより、ロボット１は、アンプと別体のモーターによって駆動されるアームを含む場合と比較して、可動部Ａを小さくすることができる。

＜ロボット制御装置への電力供給が遮断された場合における電力供給回路の動作＞
以下、ロボット制御装置３０への電力供給が遮断された場合における電力供給回路の動作について説明する。

ロボット制御装置３０への電力供給が遮断された場合、ロボット制御装置３０が備える制御部ＲＣは、主回路リレーＭＲを動作させ、絶縁型電源ＡＤと第２整流器ＤＯ２との間の電気的な接続を遮断させる。これにより、モーター部２のそれぞれが有するモーター（すなわち、モーターＭ１〜モーターＭ４のそれぞれ）への電力の供給が遮断されるため、当該モーターのそれぞれは、当該モーターのそれぞれの回動軸を慣性（惰性）によって回動させる。当該モーターのそれぞれは、この回動によって回生電流を生じさせる。生じた当該回生電流は、駆動部を中継してコンデンサー部Ｃが有する各電解コンデンサーに充電される。このコンデンサー部Ｃが有する各電解コンデンサーに充電された回生電流は、絶縁型電源ＡＤからの電力供給が遮断された制御部ＲＣへ前述の第３経路を通って供給される。

制御部ＲＣは、コンデンサー部Ｃが有する各電解コンデンサーから供給された電流によって稼働し、モーターを停止制御し、同時に、モーター部２のそれぞれが有するモーターの回動軸に結合された機械式制動機（すなわち、機械式制動機ＢＢ１〜機械式制動機ＢＢ４のそれぞれ）を動作させ、当該回動軸のそれぞれの回動を制動させる。なお、このモーターを停止制御する方法は、既知の方法であってもよく、これから開発される方法であってもよい。そして、制御部ＲＣは、回動速度が所定速度未満となった当該回動軸を有するモーターが備えるダイナミックブレーキリレーを動作させ、当該モーターの回動軸を停止させる。これにより、ロボット１は、ロボット制御装置３０への電力供給が遮断された場合であっても、ロボット１が備える各モーターの回動軸に結合された減速機に掛かる負荷を抑制しながら当該各モーターを制動させることができ、その結果、当該減速機の寿命の低下を抑制することができる。

以上のように、ロボット１では、可動部（この一例において、可動部Ａ）を駆動する駆動部（この一例において、駆動部Ｄ１〜駆動部Ｄ４のそれぞれ）に電力の供給を行う絶縁電源（この一例において、絶縁型電源ＡＤ）を電源部（この一例において、電源部ＢＡ）が有し、駆動部が可動部に設けられている。これにより、ロボット１は、小型化することができる。

また、ロボット１では、可動部を駆動する駆動部に１ｋＷ以下の電力を供給する電源部が絶縁電源を有し、駆動部が可動部に設けられている。これにより、ロボット１は、絶縁電源を小さくすることにより、小型化することができる。

また、ロボット１では、電源部が、可動部が設けられた支持部（この一例において、支持部Ｂ）に設けられている。これにより、ロボット１は、駆動部と電源部とが支持部に設けられている場合と比較して支持部を駆動部の分小さくすることができる。

また、ロボット１では、制御部（この一例において、制御部ＲＣ）が、支持部に設けられている。これにより、ロボット１は、駆動部、電源部、制御部のそれぞれが支持部に設けられている場合と比較して支持部を駆動部の分小さくすることができる。

また、ロボット１では、駆動部への電力の供給が遮断された場合において駆動部及び制御部に電力を供給し、容量が１０００μＦ以上のコンデンサー（この一例において、電解コンデンサーＣ１〜電解コンデンサーＣ３）を電源部が有する。これにより、ロボット１は、電源部への電力供給が遮断された場合であってもコンデンサーから駆動部及び制御部に電力供給を行うことができる。

また、ロボット１では、第１整流器（この一例において、第１整流器ＤＯ１）によりコンデンサーから制御部に向かって電流を流す。これにより、ロボット１は、コンデンサーから制御部に向かって流れる電流が逆流してしまうことを抑制することができる。

また、ロボット１では、第２整流器（この一例において、第２整流器ＤＯ２）によりコンデンサーから絶縁電源への電流の逆流を防ぐ。これにより、ロボット１は、電源部への電力供給が遮断された場合に、電源部が第２整流器を有さない場合と比較して、コンデンサーから制御部に電力供給をより確実に行うことができる。

また、ロボット１では、駆動部と制御部が、共通のグラウンド電位（この一例において、電位Ｇ０）に接続されている。これにより、ロボット１は、コンデンサーから駆動部と制御部との両方への電力供給を行うことができる。

また、ロボット１では、制御部が基台（この一例において、基台Ｂ１）に設けられている。これにより、ロボット１は、駆動部と制御部とが基台に設けられている場合と比較して基台を駆動部の分小さくすることができる。

また、ロボット１では、電源部が、第１筐体（この一例において、第１筐体Ｂ２）に設けられている。これにより、ロボット１は、電源部と制御部とが基台に設けられている場合と比較して基台を電源部の分小さくすることができる。

また、ロボット１では、可動部が、アンプ一体型モーター（この一例において、モーター部２のそれぞれ）によって駆動されるアーム（この一例において、第１アームＡ１又は第２アームＡ２）を含む。これにより、ロボット１は、アンプと別体のモーターによって駆動されるアームを含む場合と比較して、可動部を小さくすることができる。

以上、この発明の実施形態を、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない限り、変更、置換、削除等されてもよい。

１…ロボット、２…モーター部、２１…第１モーター部、２２…第２モーター部、２３…第３モーター部、２４…第４モーター部、３０…ロボット制御装置、Ａ…可動部、Ａ１…第１アーム、Ａ２…第２アーム、ＡＤ…絶縁型電源、ＡＸ１…第１軸、ＡＸ２…第２軸、ＡＸ３…第３軸、Ｂ…支持部、Ｂ１…基台、Ｂ２…第１筐体、ＢＢ１〜ＢＢ４…機械式制動機、ＢＣ１…第１部分回路、ＢＣ２…第２部分回路、Ｃ…コンデンサー部、Ｃ１〜Ｃ３…電解コンデンサー、ＣＣ…電力保持回路、Ｄ１〜Ｄ４…駆動部、ＤＯ１…第１整流器、ＤＯ２…第２整流器、ＤＯ３…第３整流器、Ｍ１〜Ｍ４…モーター、ＭＲ…主回路リレー、Ｓ…シャフト、Ｖ１〜Ｖ４…減速機、Ｗ１〜Ｗ４…ダイナミックブレーキリレー

Claims (13)

1. 可動部と、
   前記可動部を駆動する駆動部と、
   前記駆動部に電力の供給を行う絶縁電源を有する電源部と、
   を備え、
   前記駆動部は、前記可動部に設けられている、
   ロボット。
2. 前記電力は、１ｋＷ以下である、
   請求項１に記載のロボット。
3. 前記可動部が設けられた支持部を備え、
   前記電源部は、前記支持部に設けられている、
   請求項１又は２に記載のロボット。
4. 前記駆動部を制御する制御部を備え、
   前記制御部は、前記支持部に設けられている、
   請求項３に記載のロボット。
5. 前記電源部は、前記供給が遮断された場合において前記駆動部及び前記制御部に電力を供給するコンデンサーであって容量が１０００μＦ以上の前記コンデンサーを有する、
   請求項４に記載のロボット。
6. 前記電源部は、前記コンデンサーと前記制御部との間に設けられ、前記コンデンサーから前記制御部に向かって電流を流す第１整流器を有する、
   請求項５に記載のロボット。
7. 前記電源部は、前記コンデンサーから前記絶縁電源への電流の逆流を防ぐための第２整流器を有する、
   請求項５又は６に記載のロボット。
8. 前記駆動部と前記制御部は、共通のグラウンド電位に接続されている、
   請求項４から７のうちいずれか一項に記載のロボット。
9. 前記支持部は、基台を有し、
   前記制御部は、前記基台に設けられている、
   請求項４から８のうちいずれか一項に記載のロボット。
10. 前記支持部は、前記基台に設けられた第１筐体を有し、
    前記電源部は、前記第１筐体に設けられている、
    請求項９に記載のロボット。
11. 前記可動部は、アンプ一体型モーターによって駆動されるアームを含む、
    請求項１から１０のうちいずれか一項に記載のロボット。
12. 請求項１から１１のうちいずれか一項に記載のロボットと、
    前記ロボットを制御するロボット制御装置と、
    を備えるロボットシステム。
13. ロボットが備える可動部に設けられた駆動部であって前記可動部を駆動する前記駆動部に電力の供給を行う絶縁電源を有する電源部を備える、
    ロボット制御装置。

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