JP2023095023A - ロボット、製造方法および分散型センサ - Google Patents

Abstract

【課題】 ロボットの動作精度を向上させる。【解決手段】 複数の関節を備えたロボットであって、前記複数の関節のうち、第１関節および第２関節のそれぞれは、第１支持部と、前記第１支持部に対向し前記第１支持部に対して相対的に変位可能な第２支持部と、前記第１支持部と前記第２支持部とを連結する弾性部と、前記第１支持部と前記第２支持部の相対的な変位量を検出する検出部を有するトルクセンサを備え、前記第１関節が備える前記トルクセンサの前記弾性部の個数は、前記第２関節が備える前記トルクセンサの前記弾性部の個数と異なることを特徴とするロボット。【選択図】 図２

Description

本発明は、ロボットに関する。

近年、様々な工業製品の生産ラインにおいてロボット装置が利用されている。この種のロボット装置においては、柔軟物や軽量物、低強度部材等のワークの組付といった動作を高精度に実現することが要求されている。

そこで特許文献１では、ワークに作用する力を検出する方法として、ロボットアームの各関節に、関節にかかるトルクを検出するトルク検出装置を配置した形態が提案されている。

特開平１０－２８６７８９号公報

特許文献１では、全ての関節に同じセンサを備えることが前提となる。しかしながら、多関節ロボットにおいては、関節ごとにモータ、減速機などの周囲の環境が異なるため、全ての関節に同じセンサを備えた場合、多関節ロボットの動作精度が悪化する虞があった。

そこで本発明は、ロボットの動作精度を向上させることを目的とする。

上記課題を解決するための手段は、複数の関節を備えたロボットであって、前記複数の関節のうち、第１関節および第２関節のそれぞれは、第１支持部と、前記第１支持部に対向し前記第１支持部に対して相対的に変位可能な第２支持部と、前記第１支持部と前記第２支持部とを連結する弾性部と、前記第１支持部と前記第２支持部の相対的な変位量を検出する検出部を有するトルクセンサを備え、前記第１関節が備える前記トルクセンサの前記弾性部の個数は、前記第２関節が備える前記トルクセンサの前記弾性部の個数と異なることを特徴とする。

ロボットの動作精度を向上させる上で有利な技術を提供することができる。

（ａ）はトルクセンサの一例を示す図であり、（ｂ）は検出部の拡大図である。 トルクセンサを搭載したロボットを示す図である。 ロボット制御装置のブロック図である。 ロボットの関節の拡大図である。 トルクセンサの変形例を示す図である。 第１実施形態に係る各関節の特性を示した表である。 第２実施形態に係る各関節の特性を示した表である。 第３実施形態に係る各関節の特性を示した表である。 第４実施形態に係る各関節の特性を示した表である。 第５実施形態に係る各関節の特性を示した表である。 分散型トルクセンサを示す図である。 分散型トルクセンサに係るセンサユニットの断面図である。 分散型トルクセンサの構成を示す図である。 センサユニットを配置した分散型トルクセンサを示す図である。 分散型トルクセンサに係るブロック弾性体の断面図である。 センサユニットとブロック弾性体を配置した分散型トルクセンサを示す図である。

以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態を説明する。ただし、以下に説明する形態は、発明の１つの実施形態であって、これに限定されるものではない。そして、共通する構成を複数の図面を相互に参照して説明し、共通の符号を付した構成については適宜説明を省略する。同じ名称で別々の事項については、それぞれ、第一の事項、第二の事項というように、「第〇」を付けて区別することができる。

＜第１実施形態＞
図１を用いて、本実施形態に係る、トルクを検出するセンサ６００の一例としての構成を説明する。

センサ６００は、関節Ｊ１～Ｊ６に備えられており、センサ６００にかかるトルクを検出する検出部６０４と、構造体６１４からなる。構造体６１４は、支持部６０１と、支持部６０１と対向する支持部６０２と、支持部６０１、６０２を連結する弾性部６０３と、を備えた構造物であり得る。構造体６１４は、一体に形成されていても別体を組み合わせたものでもよい。センサ６００は、必ずしも全ての関節Ｊ１～Ｊ６に備えられる必要はなく、２つ以上の関節に備えられていればよい。

構造体６１４の各部位は、目的のトルク検出範囲およびその必要分解能などに応じた弾性（バネ）係数を有する所定の材質、例えば樹脂や、金属（鋼材、ステンレスなど）の材質から構成される。弾性部６０３は、トルクが作用する回転軸６１３に沿うように複数（この例では１２）個配置する。弾性部６０３の個数、形状（厚み）、材質によって所望の弾性（バネ）係数を有するセンサ６００を構成することができる。構造体６１４は３Ｄプリンタによって製造してもよい。具体的には、構造体６１４の設計データ（例えばＣＡＤデータ）から、３Ｄプリンタ用データであるスライスデータを作成し、そのデータを従来の３Ｄプリンタに入力することにより製造してもよい。

検出部６０４は、略９０°間隔で４つ配置されている。検出部６０４は、本実施形態では４つの検出部であるが、１つでも複数でもよく、１つ以上備えられていればよい。

図１（ｂ）にセンサ６００に設けられた検出部６０４の断面図を示す。検出ヘッド６１１を備えた検出基板６１０は検出基板６１０を固定するためのステイ６０９に接着支持（両面テープでも可）される。ステイ６０９は支持部６０１に接着支持される。検出ヘッド６１１から発せられる光を反射するスケール６１２は支持部６０２に接着支持される。

検出基板６１０は、光学式の位置センサ（エンコーダ）としての機能を有する。また、検出ヘッド６１１は、不図示の発光素子と受光素子を備えた反射型の光学センサから構成される。検出ヘッド６１１に対向するスケール６１２のパターン面には、表面にスケールパターン（詳細不図示）を配置する。このスケールパターンは、例えば規則的に濃淡や反射率を特定のパターンで異ならせて配置することにより構成される。

検出ヘッド６１１は、発光素子から光をスケール６１２に対して照射し、スケール６１２に反射した光を受光素子が受光する。ここで、回転軸６１３まわりのトルクが作用し、構造体６１４がｘ軸方向に変形すると、検出ヘッド６１１とスケール６１２の相対位置が変化するため、スケール６１２に照射されている光の照射位置がスケール６１２上を移動する。このとき、スケール６１２に照射されている光がスケール６１２上に設けられたパターンを通過すると、検出ヘッド６１１の受光素子で検出される光の光量が変化する。この光量の変化から、スケール６１２と検出ヘッド６１１との相対的な変位量を検出する。検出ヘッド６１１が検出した変位量は、制御装置３００が実行する制御ルーチンによって構成されたトルク検出制御部によって構造体６１４に作用したトルクに換算される。

本実施例では、図１に示すように２つの検出部６０４を、回転軸６１３を基準として同じ直径上の対向位置に配置する。この場合、検出ヘッド６１１から出力されるトルク検出値を平均化した平均値の演算処理を行う。これにより、目的のトルク検出方向以外に働く他軸力の影響を軽減することができる。

また、回転軸６１３を中心とする同じ直径上の線ないし点対象位置に配置された検出部６０４から相対変位に係る検出値を得るようにしている。従って複数の検出部６０４の出力を平均化することによって高精度かつ信頼性の高い相対変位情報、ないしこれに基づくトルク検出値を取得することができる。このようにして平均化によってトルク検出値を得るため、検出部６０４の個数が多いほど高精度化を図ることが可能となる。一方で、検出部６０４が増えるほどコストアップとなるため、各関節Ｊ１～Ｊ６のトルクに適した検出部６０４の個数を効率化する必要がある。

次に図２を用いて、上述したセンサ６００を搭載した本実施形態に係るロボット装置１００について説明する。

ロボット装置１００は、多関節ロボットとしてのロボットアーム（ロボット）２００と、ロボットアーム２００を制御する制御装置３００と、ティーチングペンダント４００を備えている。ティーチングペンダント４００は、制御装置３００に複数の教示点のデータを送信する教示装置であり、操作者がロボットアーム２００の動作を指定するのに用いる。

ロボットアーム２００は、本実施の形態では、６関節ロボットであるが、複数の関節を有していればよい。ロボットアーム２００は、各関節Ｊ１～Ｊ６を各関節軸Ａ１～Ａ６周りにそれぞれ回転駆動する複数のサーボモータ２０１～２０６を有している。ロボットアーム２００は、可動範囲の中であれば任意の３次元位置で任意の３方向の姿勢に、ロボットアーム２００の先端部分を向けることができる。一般に、ロボットアーム２００の位置および姿勢は、座標系で表現することができる。Ｔｏはロボットアーム２００の台座２５０に固定した座標系を表し、Ｔｅはロボットアーム２００の手先に固定した座標系を表す。

本実施の形態では、各サーボモータ２０１～２０６は、電動モータ２１１～２１６と、電動モータ２１１～２１６に接続されたセンサ部２２１～２２６とを備える。各センサ部２２１～２２６には、各関節Ｊ１～Ｊ６の角度を検出する角度センサと、各関節Ｊ１～Ｊ６のトルクを検出できるセンサ６００を含む。各サーボモータ２０１～２０６は、それぞれの関節Ｊ１～Ｊ６で駆動するフレームに接続されている。

ロボットアーム２００は、更に、各サーボモータ２０１～２０６の電動モータ２１１～２１６を駆動制御する駆動制御部としてのサーボ制御部２３０を有している。サーボ制御部２３０は、入力したトルク指令値に基づき、各関節Ｊ１～Ｊ６のトルクが指令トルクに追従するよう、各電動モータ２１１～２１６に電流指令を出力し、各電動モータ２１１～２１６の動作を制御する。なお、本実施の形態では、サーボ制御部２３０を１つの制御装置で構成しているものを説明しているが、各電動モータ２１１～２１６にそれぞれ対応したサーボ制御部を備えていてもよい。

ロボットアーム２００は、先端部分に、たとえばワークを把持するためのハンドを付けることができる。取り付けたハンドを使って、物品を製造する作業、例えばワークを把持し、把持したワークを別のワークに組み付けることによって物品を製造する作業などを行うことができる。ほかにも、先端部分にドライバーを付けてワークのねじ止めを行なうこともでき、ロボットアーム２００の先端部分でワークを加工する作業を主に行なうことができる。ここで加工とは、ワークを把持して移動させる作業等も含む。また、作業者が近くにいる場合でも、協働して作業することが可能である。

次に制御装置３００の概略構成を図３に沿って説明する。制御装置３００は、制御部としての演算装置３０１を備えている。演算装置３０１はＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）あるいはＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）である。また、制御装置３００は、記憶部としてのＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）３０２、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などの主記憶装置３０３を備えている。ＲＯＭ３０２には、ＢＩＯＳ等の演算装置３０１を動作させるためのプログラム３３０が格納されている。主記憶装置３０３は、演算装置３０１の演算処理の結果等、各種データを一時的に記憶する記憶装置である。また、制御装置３００は、記憶部としてＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）やＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）などの補助記憶装置３０４を備えている。補助記憶装置３０４は、演算装置３０１の演算処理の結果や外部から取得したデータを記憶する。ほかにも、制御装置３００は、記録ディスクドライブ（記録媒体）３０５と、各種のインタフェース３０６～３０９と、を備えている。

演算装置３０１には、ＲＯＭ３０２、主記憶装置３０３、補助記憶装置３０４、記録ディスクドライブ３０５および各種のインタフェース３０６～３０９が、バス３１０を介して接続されている。

ティーチングペンダント４００はインタフェース３０６に接続されており、演算装置３０１はインタフェース３０６及びバス３１０を介してティーチングペンダント４００からの教示点のデータの入力を受ける。

モニタ３２１は、インタフェース３０７に接続されており、モニタ３２１には、各種画像が表示される。

外部記憶装置３２２はインタフェース３０８に接続されており、外部記憶装置３２２としては、書き換え可能な不揮発性メモリや外付けＨＤＤ等であり得る。

サーボ制御部２３０は、インタフェース３０９に接続されており、演算装置３０１は、各関節Ｊ１～Ｊ６の目標トルクのデータを所定時間間隔でバス３１０およびインタフェース３０９を介してサーボ制御部２３０に出力する。

記録ディスクドライブ３０５は、記録ディスク（記録媒体）３３１に記録された各種データやプログラム等を読み出すことができる。尚、本発明に係るプログラムが記録される記録媒体としては、記録ディスク３３１だけに限らず、外部記憶装置３２２等の不揮発性メモリや外付けＨＤＤ等も含まれる。

図４にセンサ６００が設けられた各関節Ｊ１～Ｊ６の拡大図を示す。

センサ６００は、センサ取付部１１０３を介して減速機１１０１と接続し、減速機１１０１はサーボモータ２０１～２０６に接続している。

センサ６００は、サーボモータ２０１～２０６と、それに接続した減速機１０１１の回転振動の影響で、センサ６００の構造体６１４が楕円変形する。構造体６１４が楕円変形すると、ステイ６０９が変形し、検出ヘッド６１１が変位し、結果的にトルクの誤検知をしてしまう虞がある。そのため、減速機１０１１の変形がセンサ６００へ伝達しやすいほど影響が強くなる。

つまり、減速機１０１１の剛性またはセンサ取付部１１０３の剛性が低いほど発生しやすい。よって、減速機１０１１の剛性またはセンサ取付部１１０３の剛性が低いほど、センサ６００の検出部６０４の個数を多くすることで、楕円変形が生じた際のトルクの誤検知を緩和できる。それにより、各関節Ｊ１～Ｊ６において、高精度なトルクの検出が可能となる。

この時、各関節Ｊ１～Ｊ６に適したサーボモータ２０１～２０６または減速機１０１１が用いられる。例えば、サーボモータ２０１～２０６または減速機１０１１の定格は関節間で異なるものが使用される。制御装置３００は、各関節Ｊ１～Ｊ６のサーボモータ２０１～２０６に基づいて力制御または位置制御するため、センサ６００はサーボモータ２０１～２０６の定格範囲をカバーすることが好ましい。一方で必要以上にセンサ６００の定格範囲を大きくしすぎると必要な分解能が得られなくなる虞がある。よって、各関節Ｊ１～Ｊ６に搭載されるセンサ６００も、各関節Ｊ１～Ｊ６に適した剛性とすることで、ロボットアーム２００の動作精度の向上に繋がる。

また、減速機１０１１の変形がセンサ６００へ伝達しやすい要因として減速機１０１１とセンサ６００の距離が影響する。減速機１１０１とセンサ６００は、ロボットアーム２００の各関節Ｊ１～Ｊ６の設計によっては、設置距離が近い場合と遠い場合があり、距離が近い場合は、センサ６００への減速機１０１１の変形の影響が強くなる。

そこで本実施形態では、減速機１０１１の剛性、トルクセンサ取り付け部１１０３の剛性、減速機１１０１とトルクセンサ距離の違いに応じて検出部６０４の個数を調整する。各関節Ｊ１～Ｊ６に適したセンサ６００を搭載することで、動作精度が向上したロボットアームを提供することができる。

たとえば、減速機１０１１とセンサ６００の距離が近い場合、検出部６０４の個数を増やすことで、ロボットアーム２００の動作精度を維持することができる。

また、ロボットアーム２００の各関節Ｊ１～Ｊ６に搭載されるセンサ６００には、上述した剛性の他にもトルク検出精度が求められる。平均化効果により検出部６０４の個数が多いほど高い精度が得られるが、コスト、サイズ等のバランスを鑑みて、各関節Ｊ１～Ｊ６に適した検出部６０４の個数にすることが望ましい。

例えば、他軸方向の力の影響を受けにくい関節のトルクセンサであれば検出部６０４は１つでも良く、減速機変形の影響を強く受ける関節のトルクセンサであれば検出部６０４は４つ以上が好ましい。

次に図５を用いて、本実施形態に係るセンサ６００のうち、図１で示したセンサ６００とは異なる構造のセンサ６００を説明する。

図５のセンサ６００は、図１のセンサ６００に比べて、検出部６０４の個数が４個から２個、弾性部６０３が１２個から８個に変更している点で異なる。

本実施形態では、弾性部６０３の個数を減少させることで剛性を低下させ、分解能を向上させたセンサ６００としている。これにより各関節Ｊ１～Ｊ６に適した剛性を有するセンサ６００を提供でき、ロボットアーム２００の動作精度を向上させることができる。さらに、弾性部６０３の厚み、材質は各関節Ｊ１～Ｊ６で共通化したものとすれば、簡易に各関節Ｊ１～Ｊ６に適した剛性を有するセンサ６００を提供することできる。剛性を低下させる方法としては、センサ６００の大きさを小さくすることによっても、低下させることができる。

以上のように、各関節Ｊ１～Ｊ６に搭載されるサーボモータ２０１～２０６または、減速機１０１１の定格出力が大きいほど、センサ６００の弾性部６０３の個数を増やす。さらには、各関節Ｊ１～Ｊ６に搭載されるサーボモータ２０１～２０６、または減速機１０１１の定格出力が小さいほどセンサ６００の弾性部６０３の個数を減らす。それにより、センサ６００の設計時間が短縮でき、各関節Ｊ１～Ｊ６に適したセンサ６００を提供できる。

また、ロボットアーム２００の各関節Ｊ１～Ｊ６に搭載されるサーボモータ２０１～２０６はロボットアーム２００の先端になるにつれて小さくなる。それに伴い、センサ６００に要求される剛性も小さくなってくる。よって、センサ６００の弾性部６０３の個数は、ロボットアーム２００の先端に配置されたセンサ６００ほど少なくすることが好ましい。すなわち、台座２５０に近い側の関節は、ロボットアーム２００の先端側の関節よりも、センサ６００の弾性部６０３の個数が多いことが好ましい。

例えば図６に示すように、ロボットアーム２００のＪ１に搭載されるセンサ６００の弾性部６０３は１２個であり、Ｊ２、Ｊ３に搭載されるセンサ６００の弾性部６０３は８個～１２個である。たとえば、Ｊ４、Ｊ５に搭載されるセンサ６００の弾性部６０３は４個～８個であり、Ｊ６に搭載されるセンサ６００の弾性部６０３は４個であり、各関節Ｊ１～Ｊ６における弾性部６０３の個数差は、８個以内である。

また、ロボットアーム２００のＪ１に搭載されるセンサ６００の検出部６０４は８個であり、Ｊ２、Ｊ３に搭載されるセンサ６００の弾性部６０３は４個～８個である。たとえば、Ｊ４、Ｊ５に搭載されるセンサ６００の弾性部６０３は２個～４個であり、Ｊ６に搭載されるセンサ６００の弾性部６０３は１個であり、各関節Ｊ１～Ｊ６における弾性部６０３の個数差は、７個以内である。

ロボットアーム２００の関節Ｊ６の分解能および精度を、他の関節Ｊ１～Ｊ５よりも良好なものとすることで、ロボットアーム２００がワークに対して高精度に動作することが可能となる。

たとえば、特許請求の範囲に記載の第１関節は、関節Ｊ１に限定されるものではなく、関節Ｊ１～Ｊ６のうちどの関節であってもよい。同様に、特許請求の範囲に記載の第〇関節は、関節Ｊ１～Ｊ６のうちどの関節であってもよい。

＜第２実施形態＞
次に、図７を用いて本実施形態に係るロボットアーム２００の各関節Ｊ１～Ｊ６の構成について説明する。本実施形態は、各関節Ｊ１～Ｊ６において、弾性部６０３の個数および検出部６０４の個数を第１実施形態とは異ならせている。

ロボットアーム２００の関節Ｊ６の弾性部６０３の個数を多くすることで、剛性を大きくする構成となっている。それにより、関節Ｊ６の分解能および精度が必要ない作業においても、問題なくロボットアーム２００を適用することができ、コストの増加も抑制することができる。

＜第３実施形態＞
次に、図８を用いて本実施形態に係るロボットアーム２００の各関節Ｊ１～Ｊ６の構成について説明する。本実施形態は、各関節Ｊ１～Ｊ６において、弾性部６０３の個数および検出部６０４の個数を第１、第２実施形態とは異ならせている。

ロボットアーム２００の関節Ｊ２～Ｊ５の弾性部６０３の個数および検出部６０４の個数を交互に異ならせている。本実施形態のように、分解能および精度を向上させたい関節の剛性を小さくすることも可能である。

＜第４実施形態＞
次に、図９を用いて本実施形態に係るロボットアーム２００の各関節Ｊ１～Ｊ６の構成について説明する。本実施形態は、各関節Ｊ１～Ｊ６において、弾性部６０３の個数および検出部６０４の個数を第１乃至第３実施形態とは異ならせている。

本実施形態では、ロボットアーム２００の関節Ｊ１～Ｊ６の順に弾性部６０３および検出部６０４の個数を増加させている。それにより、関節Ｊ１の分解能および精度を最も向上させたいロボットアーム２００においても、適用することが可能である。

第１乃至第４実施形態に限らず、各関節Ｊ１～Ｊ６の弾性部６０３および検出部６０４は、所望の性能に応じて任意に設定が可能である。

＜第５実施形態＞
次に図１０を用いて、ロボットアーム２００の関節の個数が３つ（関節Ａ、関節Ｂ、関節Ｃ）の場合を説明する。関節Ａが台座２５０側で、関節Ｃが、ロボットアーム２００の先端部分の関節とする。

本実施形態は、関節Ａ～Ｃの中で、剛性の大小を異ならせている。たとえば、図１０の一番上の表の場合、剛性の大きさは関節Ａ、関節Ｂ、関節Ｃの順で小さくなっている。それに対して、図１０の一番下の表の場合、剛性の大きさは関節Ａ、関節Ｂ、関節Ｃの順で大きくなっている。

その他の表にあるように、剛性の大きさは、関節Ａ、関節Ｂ、関節Ｃを任意の順番に並び替えることができる。

本実施形態では、関節Ａ～Ｃの３つの場合を説明するが、２つの関節でも４つ以上の関節でも構わない。

＜第６実施形態＞
次に図１１～図１６を用いて、本実施形態に係るセンサ６００について説明する。

本実施形態に係るセンサ６００は、検出部を備えたセンサユニット８０４が別体で構成され、弾性部６０３が分散した分散型センサ８００である点で、第１実施形態に係るセンサ６００と異なる。

分散型センサ８００は、センサユニット８０４を複数備えている。複数のセンサユニット８０４は互いに対向して配置されることが好ましい。

図１２にセンサユニット８０４の構成を示す。センサユニット８０４は、第１実施形態の検出部６０４と同様に検出基板９１０、検出ヘッド９１１、スケール９１２を備える。本実施形態ではステイ９０６は、スケール９１２を支持するが、検出ヘッド９１１を支持してもよい。また、センサユニット８０４が支持部６０１、支持部６０２、１対の弾性部９０３を備えており、弾性部９０３の変位を検出ヘッド９１１およびスケール９１２で検出する。

ロボットアーム２００の各関節Ｊ１～Ｊ６に分散型センサ８００を搭載する際には、たとえば図１３に示すようにリンク部材８０１、リンク部材８０２を用いることができる。リンク部材８０１、８０２はそれぞれ、センサユニット８０４と嵌合するための位置決め部１００１、１００２を備える。

図１４は、センサユニット８０４を８個設けた分散型センサ８００の上面図である。所望の剛性、分解能に応じて、センサユニット８０４の個数を調整することで、各関節Ｊ１～Ｊ６に適した分散型センサ８００を簡易に配置することができる。センサユニット８０４は、中央部に凹部を有した形状であるが、すべて同じ形状である必要はなく、各関節Ｊ１～Ｊ６で異なる形状のセンサユニット８０４を用いることができる。また、回転軸８１３から各センサユニット８０４までの距離は、すべて等しい必要はなく、配線の通路に応じて距離を変動させることもできる。同様の理由で、各センサユニット８０４をＺ方向にずらす、すなわち同一平面上に配置しないことも可能である。

図１５は、センサユニット８０４の検出部を外したユニットであるブロック弾性体９００である。ブロック弾性体９００は、上述したセンサユニット８０４と異なり、トルクを検出することができない構成となっている。

センサユニット８０４と弾性体９００は、リンク部材８０１、８０２にたとえばねじで固定することができ、簡単に取り外すことが可能であり、交換することも可能である。

図１６は、２個のブロック弾性体９００と６個のセンサユニット８０４からなる分散型センサ８００の上面図である。トルクを検出しない非検出部としてのブロック弾性体９００を備えた分散型センサ８００としている。それにより、センサユニット８０４の個数を調整することによる、リンク部材８０１、８０２の位置決め部１００１、１００２の数の変更をする必要がなく、剛性、分解能を調整することができる。よって、ロボットアーム２００の動作精度を維持しつつ、各関節Ｊ１～Ｊ６に適した分散型センサ８００を簡易に配置できる。たとえば、関節Ｊ６のセンサユニット８０４またはブロック弾性体９００の弾性部９０３の厚みや高さを変更することで、ロボットアーム２００の先端部分の軽量化を図ることもできる。

以上、説明した実施形態は、技術思想を逸脱しない範囲において適宜変更が可能である。

たとえば複数の実施形態を組み合わせることができる。また、少なくとも１つの実施形態の一部の事項の削除あるいは置換を行うことができる。

また、少なくとも１つの実施形態に新たな事項の追加を行うことができる。なお、本明細書の開示内容は、本明細書に明示的に記載したことのみならず、本明細書および本明細書に添付した図面から把握可能な全ての事項を含む。

また本明細書の開示内容は、本明細書に記載した個別の概念の補集合を含んでいる。すなわち、本明細書に例えば「ＡはＢよりも大きい」旨の記載があれば、たとえ「ＡはＢよりも大きくない」旨の記載を省略していたとしても、本明細書は「ＡはＢよりも大きくない」旨を開示していると云える。なぜなら、「ＡはＢよりも大きい」旨を記載している場合には、「ＡはＢよりも大きくない」場合を考慮していることが前提だからである。

２００ 多関節ロボット
６０１ 第１支持部
６０２ 第２支持部
６０３、９０３ 弾性部
６０４ 検出部
６００、８００ トルクセンサ
Ｊ１～Ｊ６ 関節

Claims (22)

1. 複数の関節を備えたロボットであって、
   前記複数の関節のうち、第１関節および第２関節のそれぞれは、
   第１支持部と、前記第１支持部に対向し前記第１支持部に対して相対的に変位可能な第２支持部と、前記第１支持部と前記第２支持部とを連結する弾性部と、前記第１支持部と前記第２支持部の相対的な変位量を検出する検出部を有するトルクセンサを備え、
   前記第１関節が備える前記トルクセンサの前記弾性部の個数は、
   前記第２関節が備える前記トルクセンサの前記弾性部の個数と異なることを特徴とするロボット。
2. 前記第１関節の前記検出部の個数は、前記第２関節の前記検出部の個数と異なることを特徴とする請求項１に記載のロボット。
3. 複数の関節を備えたロボットであって、
   前記複数の関節のうち、第１関節および第２関節のそれぞれは、
   第１支持部と、前記第１支持部に対向し前記第１支持部に対して相対的に変位可能な第２支持部と、前記第１支持部と前記第２支持部とを連結する弾性部と、前記第１支持部と前記第２支持部の相対的な変位量を検出する検出部を有するトルクセンサを備え、
   前記第１関節が備える前記トルクセンサの前記検出部の個数は、
   前記第２関節が備える前記トルクセンサの前記検出部の個数と異なることを特徴とするロボット。
4. 前記第１関節に設置されたモータの定格出力は、前記第２関節に設置されたモータの定格出力より小さく、
   前記第１関節の前記弾性部の個数は、前記第２関節の前記弾性部の個数より少ないことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のロボット。
5. 前記第１関節に設置された減速機の定格出力は、前記第２関節に設置された減速機の定格出力より小さく、
   前記第１関節の前記弾性部の個数は、前記第２関節の前記弾性部の個数より少ないことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のロボット。
6. 台座に固定された前記ロボットであって、
   前記複数の関節のうち、第３関節は、前記第３関節よりも前記台座の側の関節である第４関節よりも、前記弾性部の個数が少ないことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のロボット。
7. 前記複数の関節のうち、第５関節の前記弾性部の個数は、前記第５関節よりも前記ロボットの先端部分の側の関節である第６関節の個数よりも多いことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のロボット。
8. 前記複数の関節のうち、第７関節および前記第７関節とは異なる第８関節は、減速機を備え、
   前記第７関節に設置した減速機の剛性は、前記第８関節に設置した減速機の剛性よりも大きく、
   前記第７関節の前記検出部の個数は、前記第８関節の前記検出部の個数よりも少ないことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のロボット。
9. 前記複数の関節のうち、第９関節および前記第９関節とは異なる第１０関節は、前記トルクセンサを取り付けるトルクセンサ取付部を備え、
   前記第９関節に設置したトルクセンサ取付部の剛性は、前記第１０関節に設置したトルクセンサ取付部の剛性よりも大きく、
   前記第９関節の前記検出部の個数は、前記第１０関節の前記検出部の個数よりも少ないことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のロボット。
10. 前記複数の関節のうち、第１１関節および前記第１１関節とは異なる第１２関節は、減速機と前記トルクセンサを取り付けるトルクセンサ取付部を備え、
    前記第１１関節に設置した減速機の剛性と前記第１１関節に設置したトルクセンサ取付部の剛性との和は、前記第１２関節に設置した減速機の剛性と前記第１２関節に設置したトルクセンサ取付部の剛性との和よりも大きく、
    前記第１１関節の前記検出部の個数は、前記第１２関節の前記検出部の個数よりも少ないことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のロボット。
11. 前記複数の関節のうち、第１３関節および前記第１３関節とは異なる第１４関節は、減速機とトルクセンサを備え、
    前記第１３関節における減速機とトルクセンサとの距離は、前記第１４関節における減速機とトルクセンサの距離より大きく、
    前記第１３関節の前記検出部の個数は、前記第１４関節の前記検出部の個数よりも少ないことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のロボット。
12. 前記トルクセンサは、１対の前記弾性部と１つの検出部から構成されたセンサユニットを複数備え、複数の前記センサユニットはそれぞれ別体で形成され、前記複数の関節のうち、第１５関節と、前記第１５関節と異なる第１６関節とは、前記センサユニットの個数が異なることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のロボット。
13. 前記第１５関節の前記センサユニットと前記第１６関節の前記センサユニットは、同じ形状であることを特徴とする請求項１２に記載のロボット。
14. 前記第１５関節の前記センサユニットと前記第１６関節の前記センサユニットは、前記弾性部の厚みが異なることを特徴とする請求項１２に記載のロボット。
15. 前記トルクセンサは、１対の前記弾性部を有した弾性体を備え、前記弾性体は、前記変位量を検出しない非検出部であり、前記弾性体は、前記センサユニットと前記弾性部の厚みが異なることを特徴とする請求項１２乃至１４のいずれか１項に記載のロボット。
16. 前記トルクセンサは、第１構造部と、前記第１構造部に対向する第２構造部を備え、前記弾性体と、前記第１構造部および前記第２構造部とは嵌合していることを特徴とする請求項１５に記載のロボット。
17. 前記トルクセンサは、第１構造部と、前記第１構造部に対向する第２構造部を備え、前記センサユニットと、前記第１構造部および前記第２構造部とは嵌合していることを特徴とする請求項１２乃至１６のいずれか１項に記載のロボット。
18. 前記複数の関節のうち、第１７関節における前記弾性部の個数と、前記第１７関節とは異なる第１８関節における前記弾性部の個数との差は、８個以下であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のロボット。
19. 前記複数の関節のうち、第１９関節における前記検出部の個数と、前記第１９関節とは異なる第２０関節における前記検出部の個数との差は、７個以下であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のロボット。
20. 前記検出部は、検出ヘッドと、前記検出ヘッドに対向するスケールから構成されることを特徴とする請求項１乃至１９のいずれか１項に記載のロボット。
21. 前記弾性部は、前記第１支持部に対する前記第２支持部の回転の軸に沿う方向に、前記第１支持部と前記第２支持部を連結することを特徴とする請求項１乃至２０のいずれか１項に記載のロボット。
22. 請求項１乃至２１のいずれか１項に記載のロボットが製造する物品の製造方法であって、前記ロボットの先端部分でワークを把持、または加工することを特徴とする製造方法。

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