JP2021148518A - 駆動装置、エンコーダユニット、及びロボット装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本実施形態に係る駆動装置10を示す。図1において、駆動装置10は、例えばロボット装置が設置された工場の床面(不図示)に不図示の支持部材(例えばアームなど)を介して固定された広く深い皿状の蓋部材40(保持部材)と、蓋部材40の開口側に固定されたモータケース30を有するモータ部14とを備えている。モータ部14は、細長い円筒状の入力軸(第1軸又はモータ軸)18Aを回転駆動する。以下では、入力軸18Aの中心軸に沿ってZ軸を取り、Z軸に垂直な平面内で図1の紙面に垂直な方向にX軸を、図1の紙面に平行な方向にY軸を取って説明する。入力軸18Aはモータ部14によってZ軸の回りに回転駆動される。さらに、一例として、入力軸18Aの両端部は、それぞれモータケース30のZ方向の両側の端面の外側に突き出ている。
また、図5(A)は本実施形態の駆動装置10の簡易的な力学モデルを示し、図5(A)において、入力軸18Aの回転角が第1検出部44Aで検出される。また、図1のモータ部14で駆動される入力軸18Aの回転が減速機34及び弾性部材36を介して出力軸18Bに伝達され、出力軸18Bの回転角が第2検出部44Bで検出される。第1検出部44A及び第2検出部44Bの検出信号がトルク演算部50に供給され、これらの検出信号を用いてトルク演算部50が出力軸18Bに作用する負荷トルクを求める。この力学モデルにおいて、減速機34と出力軸18Bとの間に弾性部材36が設けられているため、第1検出部44A及び第2検出部44Bの検出信号から求められる入力軸18A及び出力軸18Bの回転角の差分(ねじれ量)が大きくなり、高精度に負荷トルクを求めることができる。また、弾性部材36の弾性率を適宜変更することにより、図5(B)における、出力軸18Bに作用するトルクTと、そのねじれ量との関係を表す直線C1の傾きを、駆動装置の駆動力に合わせて変更することができる。例えば、小さい駆動力の駆動装置においては、弾性体36の弾性率を小さくすることで、小さいトルクに対してもねじれ量を大きくとることができるため、より高精度に負荷トルクを求めることができる。
上述のように、本実施形態の駆動装置10は、モータ部14により駆動される入力軸18A(第1軸)と、入力軸18Aに連動して回転する出力軸18B(第2軸)と、を備える駆動装置であって、モータ部14の駆動による入力軸18Aの回転が出力軸18Bに伝達される入力軸18Aから出力軸18Bまでの経路(入力軸18Aと出力軸18Bとの間)に配置され、出力軸18Bの回転方向(Z軸の回りの方向)に弾性変位する弾性部材36(弾性体)と、弾性部材36の変位量(ねじれ量Δθ)に基づいて出力軸18Bの回転方向への負荷の情報(トルク)を求めるトルク演算部50と、を有し、弾性部材36は、入力軸18Aに連結される外輪部35C(第1回転体)と、外輪部35Cの内周方向に配置されて出力軸18Bに連結され、入力軸18A又は出力軸18Bの回転方向への負荷により外輪部35Cに対し弾性変位する内輪部35A(第2回転体)と、を有する。
まず、上述の実施形態では、弾性部材36の内輪部35Aに出力軸18Bに連結され、外輪部35Cに減速機34を介して入力軸18Aが連結されている。これに対して、例えば内輪部35Aに減速機34を介して入力軸18Aを連結し、外輪部35Cに出力軸18Bを連結してもよい。この場合、弾性部材36は、入力軸18Aに連結される内輪部35A(第1回転体)と、内輪部35Aの外周方向に配置されて出力軸18Bに連結される外輪部35C(第2回転体)とを有することになる。
また、上述の実施形態では、入力軸18Aと出力軸18Bとの間に減速機34が設けられているが、減速機34を設けることなく、入力軸18Aと出力軸18Bとの間に弾性部材36を配置してもよい。
また、上述の実施形態において、検出部44A,44Bとしては、光学式の反射型又は透過型のロータリーエンコーダが使用されている。これに対して、検出部44A,44Bの少なくとも一方として、磁気式又は静電容量式等の任意の形式のロータリーエンコーダを使用してもよい。
図10は、上記の実施形態の駆動装置10と同様の駆動装置10C,10D,10Eが使用されたロボット装置RBTを示す斜視図である。なお、図10において、上記した実施形態と同一または同等の構成部分については同一符号を付してその説明を省略する。
Claims (21)
- モータにより駆動される第1軸と、前記第1軸に連動して回転する第2軸と、を備える駆動装置であって、
前記モータの駆動による前記第1軸の回転が前記第2軸に伝達される前記第1軸から前記第2軸までの経路に配置され、前記第2軸の回転方向に弾性変位する弾性体と、
前記弾性体の変位量に基づいて前記第2軸の回転方向への負荷の情報を求める演算部と、を有し、
前記弾性体は、前記第1軸に連結される第1回転体と、前記第1回転体の外周方向又は内周方向に配置されて前記第2軸に連結され、前記第1軸又は前記第2軸の回転方向への負荷により前記第1回転体に対し弾性変位する第2回転体と、を有する、駆動装置。 - 前記第1回転体の前記第2回転体と対向する面には、前記第2回転体側を押圧する少なくとも1つの第1凸部が形成され、及び/又は、前記第2回転体の前記第1回転体と対向する面には、前記第1回転体を押圧する少なくとも1つの第2凸部が形成されている、請求項1に記載の駆動装置。
- 前記第2回転体の前記第1回転体と対向する面には、少なくとも1つの凹部が形成され、前記第1回転体の前記第2回転体と対向する面には、前記凹部を押圧する少なくとも1つの凸部が形成されている、請求項1に記載の駆動装置。
- 前記第1回転体の前記第2回転体と対向する面には、少なくとも1つの凹部が形成され、前記第2回転体の前記第1回転体と対向する面には、前記凹部を押圧するすくなくとも1つの凸部が形成さている、請求項1に記載の駆動装置。
- 前記第1回転体には、前記第1軸の回転軸回りに少なくとも3つの前記凸部又は凹部が形成され、及び/又は、前記第2回転体には、前記第2軸の回転軸回りに少なくとも3つの前記凸部又は凹部が形成されている、請求項2から4のいずれか一項に記載の駆動装置。
- 前記第1回転体の少なくとも一部を加圧して、前記凸部又は凹部を形成するための第1加圧部、及び/又は、前記第2回転体の少なくとも1部を加圧して、前記凸部又は凹部を形成するための第2加圧部を有する、請求項2から5のいずれか一項に記載の駆動装置。
- 前記第1回転体の前記第2回転体と対向する面は、前記第1軸の回転軸に対して非回転対称な形状を有し、前記第2回転体の前記第1回転体と対向する面は、前記第2軸の回転軸に対して非回転対称な形状を有する、請求項1から6のいずれか一項に記載の駆動装置。
- 前記第1回転体の前記第2回転体と対向する面、及び、前記第2回転体の前記第1回転体と対向する面のそれぞれは、楕円形又は多角形である、請求項1から6のいずれか一項に記載の駆動装置。
- 前記弾性体は、回転軸受から構成され、前記第1回転体は、前記回転軸受の内輪又は外輪であり、前記第2回転体は、前記回転軸受の外輪又は内輪である、請求項1から8のいずれか一項に記載の駆動装置。
- 前記弾性体は、前記第1回転体と前記第2回転体とを連結する弾性軸を有し、前記弾性軸は、回転軸に垂直な方向に前記第1回転体と前記第2回転体とを挿通し、前記第2軸に対する負荷による前記弾性軸の弾性変形により、前記第2回転体が前記第1回転体に対して弾性変位する、請求項1に記載の駆動装置。
- 前記第1軸の回転量を変換して前記第2軸に伝達する伝達部を備え、前記弾性体は、前記モータの駆動による前記伝達部の回転が前記第2軸に伝達される前記伝達部から前記第2軸までの経路、又は、前記モータの駆動による第1軸の回転が前記伝達部に伝達される前記第1軸から前記伝達部までの経路に配置される請求項1から10のいずれか一項に記載の駆動装置。
- 前記第1軸の第1回転情報を検出する第1検出部と、
前記第2軸の第2回転情報を検出する第2検出部と、を備え、
前記演算部は、前記第1回転情報及び前記第2回転情報を用いて前記第2軸の回転方向の負荷の情報を求める請求項1から11のいずれか一項に記載の駆動装置。 - 前記負荷はトルクである請求項1から12のいずれか一項に記載の駆動装置。
- モータに駆動される第1軸と、前記第1軸に連動して回転する第2軸と、を備える駆動装置に設けられるエンコーダユニットであって、
前記モータの駆動による前記第1軸の回転が前記第2軸に伝達される前記第1軸から前記第2軸までの経路に配置され、前記第2軸の回転方向に弾性変位する弾性体と、
前記第1軸の第1回転情報を検出する第1検出部と、
前記第2軸の第2回転情報を検出する第2検出部と、
前記第1回転情報及び前記第2回転情報を用いて前記第2軸の回転方向の負荷の情報を求める演算部と、を備え、
前記弾性体は、前記第1軸に連結される第1回転体と、前記第1回転体の外周方向又は内周方向に配置されて前記第2軸に連結され、前記第1軸又は前記第2軸の回転方向への負荷により前記第1回転体に対し弾性変位する第2回転体を有する、エンコーダユニット。 - 前記弾性体は、前記第1回転体の前記第2回転体と対向する面の少なくとも一部は、前記第2回転体側に突出する第1凸部を有し、及び/又は、前記第2回転体の前記第1回転体と対向する面の少なくとも一部は、前記第1回転体側に突出する第2凸部を有する、請求項14に記載のエンコーダユニット。
- 前記第1回転体の少なくとも一部を加圧して、前記第1凸部を形成するための第1加圧部、及び/又は、前記第2回転体の少なくとも1部を加圧して、前記第2凸部を形成するための第2加圧部を有する、請求項15に記載のエンコーダユニット。
- 前記第1回転体の前記第2回転体と対向する面は、前記第1軸の回転軸に対して非回転対称な形状を有し、前記第2回転体の前記第1回転体と対向する面は、前記第2軸の回転軸に対して非回転対称な形状を有する、請求項14から16のいずれか一項に記載のエンコーダユニット。
- 前記第1回転体の前記第2回転体と対向する面、及び、前記第2回転体の前記第1回転体と対向する面のそれぞれは、楕円形又は多角形である、請求項14から16のいずれか一項に記載のエンコーダユニット。
- 前記弾性体は、前記第1回転体と前記第2回転体とを連結する弾性軸を有し、前記弾性軸は、回転軸に垂直な方向に前記第1回転体と前記第2回転体とを挿通し、前記第1軸又は前記第2軸の回転方向への負荷による前記弾性軸の弾性変形により、前記第2回転体が前記第1回転体に対して弾性変位する、請求項14に記載のエンコーダユニット。
- 前記負荷はトルクである請求項14から19のいずれか一項に記載のエンコーダユニット。
- 請求項1から13のいずれか一項に記載の駆動装置と、前記駆動装置によって駆動されるアームと、前記駆動装置を制御するロボット制御部と、を備えるロボット装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2020047022A JP2021148518A (ja) | 2020-03-17 | 2020-03-17 | 駆動装置、エンコーダユニット、及びロボット装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2020047022A JP2021148518A (ja) | 2020-03-17 | 2020-03-17 | 駆動装置、エンコーダユニット、及びロボット装置 |
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JP2020047022A Pending JP2021148518A (ja) | 2020-03-17 | 2020-03-17 | 駆動装置、エンコーダユニット、及びロボット装置 |
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JP (1) | JP2021148518A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US11291195B2 (en) * | 2020-01-15 | 2022-04-05 | Shimano Inc. | Fishing reel |
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2020
- 2020-03-17 JP JP2020047022A patent/JP2021148518A/ja active Pending
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