JP4885292B2

JP4885292B2 - Drive device

Info

Publication number: JP4885292B2
Application number: JP2010156930A
Authority: JP
Inventors: 佳也竹村
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2010-07-09
Filing date: 2010-07-09
Publication date: 2012-02-29
Anticipated expiration: 2030-07-09
Also published as: JP2012016799A

Description

本発明は、駆動源により駆動可能な駆動装置に関する。 The present invention relates to a drive device that can be driven by a drive source.

近年、ロボットの関節機構として、モータや油圧アクチュエータなどの回転駆動源からの出力を、ばねなどの弾性部材を介して関節により接続されるリンクに伝達する構成が提案されている。このような関節機構は、ＳＥＡ（ＳｅｒｉａｌＥｌａｓｔｉｃＡｃｔｕａｔｏｒ）と呼ばれ、リンクが障害物などに衝突したときに、弾性部材が変形することで障害物や駆動源を保護したり、弾性部材の変形量に基づいてリンクに掛かる負荷を検出することで、ロボットの適切な制御を行うことが可能となる。 In recent years, as a joint mechanism of a robot, a configuration has been proposed in which an output from a rotational drive source such as a motor or a hydraulic actuator is transmitted to a link connected by a joint via an elastic member such as a spring. Such a joint mechanism is called SEA (Serial Elastic Actuator), and when the link collides with an obstacle or the like, the elastic member is deformed to protect the obstacle or the driving source, or the deformation amount of the elastic member. By detecting the load applied to the link based on this, it becomes possible to perform appropriate control of the robot.

特開２００８−０５５５４１号公報JP 2008-055441 A

ところで、弾性部材の変形量を取得するには、関節により接続される２つのリンクの回転角を検出するが、一方のリンクに回転符号板を設け、他方のリンクでこの回転符号板の回転検出を行う場合、回転符号板に設けたスリットなどによる符号のピッチにより検出角度の分解能の上限が決まり、検出精度を余り高くすることができない。 By the way, in order to obtain the deformation amount of the elastic member, the rotation angle of the two links connected by the joint is detected. A rotation code plate is provided on one link, and the rotation detection of this rotation code plate is performed on the other link. When performing the above, the upper limit of the resolution of the detection angle is determined by the code pitch by the slits or the like provided on the rotary code plate, and the detection accuracy cannot be made too high.

そして、今後、弾性部材のような変形可能な部材を介して駆動力を伝達する装置において、その変形量を検出する手段は、上述したロボットの駆動関節以外の装置においても求められることが予想される。 In the future, in a device that transmits a driving force via a deformable member such as an elastic member, it is expected that a means for detecting the amount of deformation will be required in devices other than the above-described robot joints. The

そこで、本発明は、変形可能な変形機械要素を介して動力が伝達される装置における、変形機械要素の変形量を高精度に取得することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to obtain a deformation amount of a deformation machine element with high accuracy in an apparatus in which power is transmitted via a deformable deformation machine element.

前記した目的を達成するため、本発明の駆動装置は、第１駆動部材、および、当該第１駆動部材と作用することで第１駆動部材との間に駆動力を発生し、第１駆動部材に対し相対的に運動する第２駆動部材を有する駆動源と、前記第１駆動部材と結合された第１部材と、前記第２駆動部材と結合された第２部材と、前記第１駆動部材と前記第１部材の間、または、前記第２駆動部材と前記第２部材の間に設けられて、前記第１部材と前記第２部材の間に掛かる力により変形可能な変形機械要素と、前記第１駆動部材に設けられ、当該第１駆動部材の前記第２駆動部材に対する相対的運動方向に所定ピッチで並んだ符号からなる第１符号群と、前記第１駆動部材に設けられ、当該第１駆動部材の前記第２駆動部材に対する相対的運動方向に所定ピッチで並んだ符号からなる第２符号群と、前記第２駆動部材に設けられ、前記第１符号群の符号を検出する第１検出器と、前記第１部材および前記第２部材のうち、前記変形機械要素を介して前記第１駆動部材または前記第２駆動部材と結合された一方に設けられた、前記第２符号群の符号を検出する第２検出器とを備えたことを特徴とする。 In order to achieve the above-described object, the driving device of the present invention generates a driving force between the first driving member and the first driving member by acting with the first driving member, and the first driving member. A drive source having a second drive member that moves relative to the first drive member; a first member coupled to the first drive member; a second member coupled to the second drive member; and the first drive member. A deformation machine element provided between the first member and the second member or between the second drive member and the second member and capable of being deformed by a force applied between the first member and the second member; A first code group comprising codes arranged at a predetermined pitch in a relative movement direction of the first drive member with respect to the second drive member; and provided on the first drive member, Predetermined in the direction of relative movement of the first drive member with respect to the second drive member A second code group consisting of codes arranged in a row, a first detector provided on the second drive member for detecting the code of the first code group, and the first member and the second member And a second detector for detecting a sign of the second code group provided on one side coupled to the first drive member or the second drive member via the deformation mechanical element. And

このような駆動装置によれば、第１駆動部材に対し第２駆動部材が相対的に運動すると、第１検出器が第１符号群の符号を読み取り、第２検出器が第２符号群の符号を読み取る。この運動の最中に、外力または慣性力により第１駆動部材と第２駆動部材の間に力が掛かると、変形機械要素が変形する。すると、この変形の結果、第１検出器と第２検出器の、第１駆動部材と第２駆動部材の相対的運動方向についての距離（回転運動の場合には位相）が変わることで、第１検出器が読み取った符号によるパルスと、第２検出器が読み取った符号によるパルスには、変形量に応じた時間的なずれが生じる。したがって、このずれ（差）を利用して、変形機械要素の変形量を演算することが可能である。仮に、第１部材と第２部材の一方に符号群を設け、他方にこの符号を読み取る検出器を設けた場合には、符号のピッチ分の変形が生じて初めてそのピッチ分の変形量を取得できるため、符号のピッチが、検出精度の限界となるが、本発明によれば、第１駆動部材と第２駆動部材の相対的な運動により、第１検出部材と第２検出部材は、第１符号群または第２符号群を読み取ってパルスを出力し続け、変形機械要素に、符号群の符号のピッチより小さい変形が生じたときでも、このパルスのタイミングの差から変形量を演算できるため、高精度に変形機械要素の変形量を取得することができる。 According to such a drive device, when the second drive member moves relative to the first drive member, the first detector reads the code of the first code group and the second detector of the second code group. Read the sign. During this movement, when a force is applied between the first drive member and the second drive member by an external force or an inertial force, the deformation mechanical element is deformed. Then, as a result of this deformation, the distance (the phase in the case of rotational movement) of the first detector and the second detector in the relative movement direction of the first drive member and the second drive member changes. A time shift corresponding to the amount of deformation occurs between the pulse with the code read by the first detector and the pulse with the code read by the second detector. Therefore, it is possible to calculate the deformation amount of the deformation machine element by using this deviation (difference). If a code group is provided on one of the first member and the second member, and a detector that reads this code is provided on the other, the deformation amount corresponding to the pitch is obtained only after the deformation corresponding to the pitch of the code occurs. Therefore, the pitch of the code is the limit of the detection accuracy, but according to the present invention, the first detection member and the second detection member are moved to the first detection member by the relative movement of the first drive member and the second drive member. Even when a deformation smaller than the code pitch of the code group occurs in the deformation machine element, the deformation amount can be calculated from the difference in the timing of the pulse even if the first code group or the second code group is read and pulses are continuously output. The deformation amount of the deformation machine element can be acquired with high accuracy.

なお、本発明においていう符号とは、検出装置を用いて位置情報を量子的に検出するために設けられたマークであり、このマークは、光、磁気、音など、如何なる物理的手段を利用した検出装置（第１検出器または第２検出器）により検出されるかは問わない。例えば、符号は、光の反射率の変調によるパターンであったり、形状のパターン（凹凸、穴など）であったり、磁気パターンであったりすることができる。 The reference sign in the present invention is a mark provided to detect the position information in a quantum manner using a detection device, and this mark uses any physical means such as light, magnetism, and sound. It does not matter whether it is detected by a detection device (first detector or second detector). For example, the code may be a pattern by modulation of light reflectance, a shape pattern (irregularities, holes, etc.), or a magnetic pattern.

前記した駆動装置においては、前記駆動源は、回転駆動源であり、前記第１駆動部材は、回転子であり、前記第２駆動部材は、固定子であり、前記第１符号群は、前記回転子と一体に回転する第１回転板に設けられ、前記第２符号群は、前記回転子と一体に回転する第２回転板に設けられた構成とすることが可能である。 In the drive device described above, the drive source is a rotational drive source, the first drive member is a rotor, the second drive member is a stator, and the first code group is The second code group may be provided on a first rotating plate that rotates integrally with the rotor, and the second code group may be provided on a second rotating plate that rotates integrally with the rotor.

このような具体的な構成では、駆動装置を回転駆動装置、例えば、ロボットの駆動関節として利用することができる。 In such a specific configuration, the drive device can be used as a rotary drive device, for example, a drive joint of a robot.

前記した各駆動装置においては、前記第１符号群と前記第２符号群は、所定ピッチで連続して並んだ共通の符号群である構成とすることができる。 In each of the drive devices described above, the first code group and the second code group may be configured as a common code group arranged continuously at a predetermined pitch.

このような構成によれば、符号群の数を減らして、装置の簡素化を図ることができる。 According to such a configuration, the number of code groups can be reduced and the apparatus can be simplified.

前記した回転駆動装置型の駆動装置においては、前記第１回転板と前記第２回転板は、共通の１つの回転符号板であり、前記第１符号群および前記第２符号群は、前記回転符号板上の回転方向に所定ピッチで並ぶ符号からなる構成とすることができる。 In the rotary drive device type drive device described above, the first rotary plate and the second rotary plate are one common rotary code plate, and the first code group and the second code group are the rotation It can be set as the structure which consists of a code | symbol arranged with a predetermined pitch in the rotation direction on a code | symbol plate.

このような構成によれば、回転符号板を一つにすることができるので、駆動装置の小型化を図ることができる。 According to such a configuration, since the rotation code plate can be made one, the size of the drive device can be reduced.

前記した回転駆動装置型の駆動装置においては、前記回転子と第１部材の間に、前記回転子の回転を減速する減速機が設けられた構成とすることができる。 In the rotational drive device type drive device described above, a reduction gear that reduces the rotation of the rotor may be provided between the rotor and the first member.

回転子と第１部材の間に減速機が設けられると、第１部材と第２部材の相対回転角に対して、回転子の固定子に対する回転角が大きくなる。このため、第１部材と第２部材を互いに所定角度回転させる間に第１検出器が回転符号板の符号を検出する回数が多くなる。そして、第１部材と第２部材が所定角度回転する間に回転子が回転する回数が、減速機が無い場合に比較して多くなることにより、第１部材と第２部材が所定角度回転する間に第２検出器が回転符号板の符号を検出する回数も多くなる。このように、減速機で減速した分、第１部材と第２部材が所定角度回転する間に、第１検出器と第２検出器で回転符号板の符号を検出する回数が増えるので、第１検出器で検出した回転符号板の回転と第２検出器で検出した回転符号板の回転との比較による変形機械要素の変形量の検出分解能（回転子が回転している最中に検出できる分解能）が高くなる。 When a speed reducer is provided between the rotor and the first member, the rotation angle of the rotor with respect to the stator becomes larger than the relative rotation angle of the first member and the second member. For this reason, the number of times that the first detector detects the code of the rotary code plate increases while the first member and the second member are rotated by a predetermined angle. Then, the number of times the rotor rotates while the first member and the second member rotate by a predetermined angle increases as compared with the case where there is no speed reducer, so that the first member and the second member rotate by a predetermined angle. In the meantime, the number of times the second detector detects the code of the rotary code plate also increases. Thus, the number of times the first detector and the second detector detect the code of the rotation code plate increases while the first member and the second member rotate by a predetermined angle by the amount reduced by the speed reducer. Detection resolution of deformation amount of the deforming machine element by comparing the rotation of the rotation code plate detected by the first detector and the rotation of the rotation code plate detected by the second detector (can be detected while the rotor is rotating) Resolution).

前記した回転駆動装置型の駆動装置においては、前記減速機は、第１回転伝達体、第２回転伝達体および第３回転伝達体が互いに係合することで構成され、前記第１回転伝達体は、前記回転子に結合され、前記第２回転伝達体は、前記第１部材に結合され、前記第３回転伝達体は、前記固定子に結合された構成とすることができる。
または、回転駆動装置型の駆動装置において、前記減速機は、第１回転伝達体、第２回転伝達体が互いに係合することで構成され、前記第１回転伝達体は、前記回転子に結合され、前記第２回転伝達体は、前記第１部材に結合されるとともに前記固定子に回転が支持された構成とすることができる。 In the rotational drive device type drive device described above, the speed reducer is configured by engaging a first rotation transmission body, a second rotation transmission body, and a third rotation transmission body with each other, and the first rotation transmission body. Are coupled to the rotor, the second rotation transmission body is coupled to the first member, and the third rotation transmission body is coupled to the stator.
Alternatively, in the rotation drive device type drive device, the speed reducer is configured by engaging a first rotation transmission body and a second rotation transmission body with each other, and the first rotation transmission body is coupled to the rotor. The second rotation transmission body can be coupled to the first member and supported by the stator for rotation.

前記した回転駆動装置型の駆動装置においては、前記第１検出器および前記第２検出器は、共に、前記回転符号板に対し、一方側に配置されることが望ましい。 In the rotary drive type drive device described above, it is desirable that the first detector and the second detector are both disposed on one side with respect to the rotary code plate.

このように、第１検出器と第２検出器を回転符号板に対し一方側に配置することで、回転符号板の両側に第１検出器と第２検出器を振り分けて配置する場合に比較して、駆動装置の大きさを回転子の軸方向に関してコンパクトにすることができる。 In this way, the first detector and the second detector are arranged on one side with respect to the rotation code plate, and compared with the case where the first detector and the second detector are arranged separately on both sides of the rotation code plate. Thus, the size of the drive device can be made compact with respect to the axial direction of the rotor.

前記した回転駆動装置型の駆動装置においては、前記変形機械要素の変形をする部分が、前記回転子の軸方向において、当該回転子の動力発生源の一端から他端まで延びていることが望ましい。 In the rotary drive device type drive device described above, it is desirable that the portion of the deformation mechanical element that deforms extends from one end of the power generation source of the rotor to the other end in the axial direction of the rotor. .

このように、回転子の動力発生源の一端から他端に渡るように変形機械要素の変形する部分を配置することで、変形機械要素の変形をする部分の長さを長くすることができ、変形機械要素の強度を保ちつつ、大きな変形量を得ることができる。 In this way, by arranging the part of the deformation machine element to be deformed so as to extend from one end of the power generation source of the rotor to the other end, the length of the part to be deformed of the deformation machine element can be increased. A large amount of deformation can be obtained while maintaining the strength of the deformation machine element.

前記した回転駆動装置型の駆動装置においては、前記回転子と前記変形機械要素の一方は筒状に形成され、他方が一方の内側を通っている構成とするのが望ましい。 In the rotary drive type drive device described above, it is desirable that one of the rotor and the deformation machine element is formed in a cylindrical shape and the other passes through the inside of the one.

このように構成することで、変形機械要素の変形可能な部分を十分な大きさで構成しつつ、全体としてコンパクトな駆動装置とすることができる。 By comprising in this way, it can be set as a compact drive device as a whole, comprising a deformable part of a deformation machine element with sufficient size.

前記した回転駆動装置型の駆動装置においては、前記第１部材および前記第２部材のうち、前記第２検出器が設けられた部材には、カップリングで係合されることで当該部材と一体に回動するセンサ取付板が設けられ、前記第２検出器は、前記センサ取付板に固定された構成とすることが望ましい。 In the rotary drive device type drive device described above, the member provided with the second detector of the first member and the second member is coupled with the member by being engaged by a coupling. It is preferable that a sensor mounting plate that rotates is provided, and the second detector is fixed to the sensor mounting plate.

このように、センサ取付板を、回転を結合するカップリングにより第２検出器が設けられた第１または第２部材と係合することで、センサ取付板には、第１または第２部材に掛かるモーメントがほとんど伝わらないため、第２検出器に外力が掛からず、第２検出器が取り付けられる部材の歪による検出の誤差を小さくすることができる。 Thus, by engaging the sensor mounting plate with the first or second member provided with the second detector by the coupling that couples the rotation, the sensor mounting plate is connected to the first or second member. Since the applied moment is hardly transmitted, no external force is applied to the second detector, and the detection error due to the distortion of the member to which the second detector is attached can be reduced.

本発明の駆動装置によれば、第１検出器が読み取った第１符号群の符号によるパルスと、第２検出器が読み取った第２符号群の符号によるパルスとを利用することで、変形機械要素の変形量を高精度に取得することが可能となる。 According to the driving device of the present invention, the deformation machine is used by using the pulse by the code of the first code group read by the first detector and the pulse by the code of the second code group read by the second detector. It becomes possible to acquire the deformation amount of the element with high accuracy.

実施形態に係るロボットの駆動関節が設けられる、ロボットのアームの全体斜視図である。It is the whole robot arm perspective view provided with the drive joint of the robot concerning an embodiment. 第１実施形態に係るロボットの駆動関節の、図１におけるII−II線断面図である。It is the II-II sectional view taken on the line of FIG. 1 of the drive joint of the robot which concerns on 1st Embodiment. 第１実施形態に係るロボットの駆動関節の模式図である。It is a schematic diagram of the drive joint of the robot according to the first embodiment. エンコーダ板と光検出器の位置関係を示す図であり、（ａ）アームに負荷が掛かる前と、（ｂ）アームに負荷が掛かった後を示す。It is a figure which shows the positional relationship of an encoder board and a photodetector, (a) Before a load is applied to an arm, (b) After a load is applied to an arm is shown. （ａ）各光検出器による符号のカウントと各検出器のカウントの差を示す図と、（ｂ）一つの光検出器で変形量を検出しようとした場合の光検出器のカウントを示す図である。(A) The figure which shows the difference of the count of the code | symbol by each photodetector, and the count of each detector, (b) The figure which shows the count of the photodetector at the time of trying to detect deformation amount with one photodetector. It is. ロボットアームを回動させながら負荷を掛けた場合の時間と弾性部材の回転角度（変形量）の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship at the time of applying a load, rotating a robot arm, and the rotation angle (deformation amount) of an elastic member. 第１実施形態に係るロボットの駆動関節の変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the modification of the drive joint of the robot which concerns on 1st Embodiment. 第２実施形態に係るロボットの駆動関節の、図１におけるII−II線断面図である。It is the II-II sectional view taken on the line of FIG. 1 of the drive joint of the robot which concerns on 2nd Embodiment. 第２実施形態に係るロボットの駆動関節の模式図である。It is a schematic diagram of the drive joint of the robot which concerns on 2nd Embodiment. 第３実施形態に係るロボットの駆動関節の模式図である。It is a schematic diagram of the drive joint of the robot which concerns on 3rd Embodiment. 第４実施形態に係るロボットの駆動関節の模式図である。It is a schematic diagram of the drive joint of the robot which concerns on 4th Embodiment. 第５実施形態に係るロボットの駆動関節の模式図である。It is a schematic diagram of the drive joint of the robot which concerns on 5th Embodiment. 第６実施形態に係るロボットの駆動関節の模式図である。It is a schematic diagram of the drive joint of the robot which concerns on 6th Embodiment. 第７実施形態に係るロボットの駆動関節の模式図である。It is a schematic diagram of the drive joint of the robot which concerns on 7th Embodiment. 第８実施形態に係るリニアモーターカーの構成図である。It is a block diagram of the linear motor car which concerns on 8th Embodiment.

次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。以下の説明において、第１から第７実施形態においては、駆動装置として、回転駆動装置型の駆動装置の例であるロボットの駆動関節を例示し、第８実施形態においては、リニア型の駆動装置の例であるリニアモーターカーを例示する。なお、第８実施形態は、本発明を最もシンプルに実現した形態であるので、本発明の理解に好適と思われる。 Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate. In the following description, in the first to seventh embodiments, a driving joint of a robot that is an example of a rotational driving device type driving device is illustrated as a driving device, and in the eighth embodiment, a linear driving device is illustrated. The linear motor car which is an example of is illustrated. It should be noted that the eighth embodiment is a form in which the present invention is realized most simply, and is considered suitable for understanding the present invention.

図１に示すように、ロボットの駆動関節Ａは、ロボットの第１アーム１と第２アーム２とを、関節部４において互いに回動可能に係合しているとともに、モータにより互いを回動駆動するように構成されている。なお、第１アーム１は第１部材の一例であり、第２アーム２は第２部材の一例である。 As shown in FIG. 1, the drive joint A of the robot engages the first arm 1 and the second arm 2 of the robot so as to be able to rotate with each other at the joint portion 4, and rotate with each other by a motor. It is configured to drive. The first arm 1 is an example of a first member, and the second arm 2 is an example of a second member.

［第１実施形態］
図２および図３に示すように、第１実施形態に係る駆動関節Ａは、主に、回転駆動源の一例としてのモータＭ、減速機の一例としてのハーモニックドライブ減速機Ｒ、変形機械要素の一例としての弾性部材３０を備えている。ここでは、駆動関節Ａの理解を容易にするため、まず、図３を参照して構造および動作原理の概略を説明する。なお、以下の説明において、左右は、参照する図面を基準とする。 [First Embodiment]
As shown in FIGS. 2 and 3, the drive joint A according to the first embodiment mainly includes a motor M as an example of a rotational drive source, a harmonic drive reducer R as an example of a speed reducer, and deformation machine elements. An elastic member 30 as an example is provided. Here, in order to facilitate understanding of the drive joint A, first, an outline of the structure and operation principle will be described with reference to FIG. In the following description, the left and right are based on the referenced drawings.

図３に示すように、モータＭは、公知のモータと同様に第２駆動部材の一例としての固定子１０および第１駆動部材の一例としての回転子２０を有し、固定子１０に対して回転子２０が回転駆動するように構成されている。回転子２０は、回転軸２１にコイル２２、回転符号板の一例としてのエンコーダ板Ｅ、ウェーブジェネレータ２３が設けられている。 As shown in FIG. 3, the motor M includes a stator 10 as an example of a second drive member and a rotor 20 as an example of a first drive member, similar to a known motor. The rotor 20 is configured to be driven to rotate. In the rotor 20, a coil 22, an encoder plate E as an example of a rotary code plate, and a wave generator 23 are provided on a rotary shaft 21.

コイル２２は、モータＭにおける動力発生源の一例であり、電流が適宜なタイミングで供給されることで、固定子１０に設けられた磁石との相互作用により回転駆動力を発生する。エンコーダ板Ｅは、図４に示すように、周方向に一定のピッチで符号の一例としてのスリットＳＬが設けられた円板である。このエンコーダ板Ｅは、第１符号群および第２符号群が所定ピッチで周方向に連続して並んだ共通の符号群の一例であり、また、第１回転板と第２回転板を共通の１つの回転符号板としたものである。 The coil 22 is an example of a power generation source in the motor M, and generates a rotational driving force by interaction with a magnet provided in the stator 10 by supplying current at an appropriate timing. As shown in FIG. 4, the encoder plate E is a disc provided with slits SL as an example of symbols at a constant pitch in the circumferential direction. The encoder plate E is an example of a common code group in which the first code group and the second code group are continuously arranged in the circumferential direction at a predetermined pitch, and the first rotary plate and the second rotary plate are shared. One rotating code plate is used.

ハーモニックドライブ減速機Ｒは、大きな減速比を実現する公知の減速機構であり、第１回転伝達体の一例としてのウェーブジェネレータ２３と、第３回転伝達体の一例としてのフレクスプライン３５と、第２回転伝達体の一例としてのサーキュラスプライン４１とを備えて構成されている。フレクスプライン３５は、固定子１０に結合され、サーキュラスプライン４１は、モータＭの回転出力を受ける第１アーム１の根本部分である関節接続部４０に結合されている。すなわち、ハーモニックドライブ減速機Ｒは、回転子２０と第１アーム１（第１部材）の間に配置されている。 The harmonic drive speed reducer R is a known reduction mechanism that realizes a large reduction ratio, and includes a wave generator 23 as an example of a first rotation transmission body, a flex spline 35 as an example of a third rotation transmission body, A circular spline 41 as an example of a rotation transmission body is provided. The flex spline 35 is coupled to the stator 10, and the circular spline 41 is coupled to a joint connection portion 40 that is a base portion of the first arm 1 that receives the rotational output of the motor M. That is, the harmonic drive reduction gear R is disposed between the rotor 20 and the first arm 1 (first member).

第２アーム２は、弾性部材３０を介して固定子１０の左端付近に結合されている。弾性部材３０は、第２アーム２と第１アーム１の間に掛かるモーメントによりモータＭの回転軸２１と同軸周りで捩れ変形可能な部材である。 The second arm 2 is coupled to the vicinity of the left end of the stator 10 via an elastic member 30. The elastic member 30 is a member that can be torsionally deformed about the same axis as the rotation shaft 21 of the motor M by a moment applied between the second arm 2 and the first arm 1.

エンコーダ板Ｅの左側には、エンコーダ板Ｅに対面してスリットＳＬを検出する第１検出器の一例としての第１フォトセンサＳ１が配置され、エンコーダ板Ｅの右側には、エンコーダ板Ｅに対面してスリットＳＬを検出する第２検出器の一例としての第２フォトセンサＳ２が配置されている。第１フォトセンサＳ１は固定子１０に設けられ、第２フォトセンサＳ２は、第２アーム２に設けられている。すなわち、第２フォトセンサＳ２は、第２アーム２と第１アーム１のうち、弾性部材３０を介して固定子１０に結合された一方である第２アーム２に設けられている。 A first photosensor S1 as an example of a first detector that detects the slit SL while facing the encoder plate E is disposed on the left side of the encoder plate E, and the encoder plate E faces the encoder plate E on the right side. Then, a second photosensor S2 as an example of a second detector that detects the slit SL is disposed. The first photosensor S 1 is provided on the stator 10, and the second photosensor S 2 is provided on the second arm 2. That is, the second photosensor S 2 is provided on the second arm 2 that is one of the second arm 2 and the first arm 1 that is coupled to the stator 10 via the elastic member 30.

このような構成により、駆動関節Ａは、モータＭの回転子２０が回転すると、ハーモニックドライブ減速機Ｒによりこの回転が大きく減速されて固定子１０に伝わり、第１アーム１に対し固定子１０が少しずつ回転する。固定子１０が回転すると、弾性部材３０を介して結合されている第２アーム２が固定子１０と一体に回転する。第２アーム２または第１アーム１が、何か他の物に当たった場合や、加速した場合など、何らかの負荷が掛かった場合には、この負荷に応じて弾性部材３０が捩れ変形し、駆動関節Ａに適度な柔軟性を持たせることができるようになっている。 With such a configuration, when the rotor 20 of the motor M rotates, the drive joint A is greatly decelerated by the harmonic drive speed reducer R and transmitted to the stator 10, and the stator 10 is moved relative to the first arm 1. Rotate little by little. When the stator 10 rotates, the second arm 2 coupled via the elastic member 30 rotates integrally with the stator 10. When some load is applied such as when the second arm 2 or the first arm 1 hits something else or when it is accelerated, the elastic member 30 is twisted and deformed in response to this load. The joint A can be provided with appropriate flexibility.

図２に戻り、駆動関節Ａの具体的な構造について説明する。
第２アーム２は、右側においてベアリング８１により第１アーム１に回動可能に支持されている。また、第２アーム２は、左側においてベアリングローラ８２を介して支持リング８９に回動可能に支持され、支持リング８９は、ベアリングローラ８３を介してリング状のサーキュラスプライン４１に回動可能に支持されている。そして、サーキュラスプライン４１は、ボルト９１により第１アーム１の関節接続部４０に固定されている。このように、第２アーム２の左端は、ベアリングローラ８２，８３を介して第１アーム１に回動可能に支持されている。 Returning to FIG. 2, the specific structure of the drive joint A will be described.
The second arm 2 is rotatably supported on the first arm 1 by a bearing 81 on the right side. The second arm 2 is rotatably supported on the support ring 89 via the bearing roller 82 on the left side, and the support ring 89 is rotatably supported on the ring-shaped circular spline 41 via the bearing roller 83. Has been. The circular spline 41 is fixed to the joint connection portion 40 of the first arm 1 with a bolt 91. Thus, the left end of the second arm 2 is rotatably supported by the first arm 1 via the bearing rollers 82 and 83.

弾性部材３０は、左支持部３１と右支持部３２を有し、左支持部３１と右支持部３２が、弾性変形可能なバネ部３３により結合されている。バネ部３３は、詳細は図示しないが変形可能な金属製のワイヤまたは棒状の部材が筒状に並んで構成されている。前記した回転子２０を含むモータＭは、この筒状に形成されたバネ部３３の内側に配置されていることで、駆動関節Ａが全体としてコンパクトに構成されている。 The elastic member 30 has a left support part 31 and a right support part 32, and the left support part 31 and the right support part 32 are coupled by a spring part 33 that can be elastically deformed. Although not shown in detail, the spring portion 33 is configured by deformable metal wires or rod-shaped members arranged in a cylindrical shape. The motor M including the rotor 20 described above is arranged inside the spring portion 33 formed in this cylindrical shape, so that the drive joint A is configured compactly as a whole.

フレクスプライン３５は外側にスプライン（ギヤ歯）を有する薄肉のギヤであり、弾性部材３０の左支持部３１から左方に延びるように左支持部３１と一体に構成されている。フレクスプライン３５の外歯の数はサーキュラスプライン４１の内歯の数よりも僅かに少ない。左支持部３１は、ボルト９２により支持リング８９に固定され、右支持部３２は、ボルト９３により第２アーム２に固定されている。また、左支持部３１は、固定子１０の外側に、圧入、接着または係合により結合され、固定子１０が第１アーム１に対し回動するのに伴い固定子１０と一体に回動するようになっている。 The flex spline 35 is a thin gear having splines (gear teeth) on the outside, and is configured integrally with the left support portion 31 so as to extend leftward from the left support portion 31 of the elastic member 30. The number of external teeth of the flex spline 35 is slightly smaller than the number of internal teeth of the circular spline 41. The left support portion 31 is fixed to the support ring 89 by a bolt 92, and the right support portion 32 is fixed to the second arm 2 by a bolt 93. Further, the left support portion 31 is coupled to the outside of the stator 10 by press-fitting, adhesion, or engagement, and rotates integrally with the stator 10 as the stator 10 rotates with respect to the first arm 1. It is like that.

ウェーブジェネレータ２３は、薄肉のベアリング２３ａを外周に有しており、外周形状が楕円となっている（図示せず）。ウェーブジェネレータ２３の楕円の長軸方向の部分は、サーキュラスプライン４１との間でフレクスプライン３５を挟持している。そのため、ウェーブジェネレータ２３が回転すると、ウェーブジェネレータ２３とサーキュラスプライン４１によるフレクスプライン３５の挟持位置、つまり、サーキュラスプライン４１とフレクスプライン３５の歯合箇所が周方向に移動し、これにより、ウェーブジェネレータ２３が一回転するとサーキュラスプライン４１の内歯とフレクスプライン３５の外歯の歯数の差に対応する角度だけサーキュラスプライン４１に対してフレクスプライン３５が回転するようになっている。 The wave generator 23 has a thin bearing 23a on the outer periphery, and the outer peripheral shape is an ellipse (not shown). The portion of the ellipse of the wave generator 23 in the major axis direction sandwiches the flex spline 35 with the circular spline 41. Therefore, when the wave generator 23 rotates, the holding position of the flex spline 35 by the wave generator 23 and the circular spline 41, that is, the meshing position of the circular spline 41 and the flex spline 35 moves in the circumferential direction. Is rotated with respect to the circular spline 41 by an angle corresponding to the difference in the number of teeth between the inner teeth of the circular spline 41 and the outer teeth of the flexspline 35.

モータＭは、中空の固定子１０内に回転子２０が回転可能に支持されている。回転子２０の回転軸２１の右端にはエンコーダ板Ｅが固定されている。エンコーダ板ＥのスリットＳＬを検出する第１フォトセンサＳ１は、固定子１０の内壁に固定されている。第１フォトセンサＳ１は、図示しない発光部および受光部を有し、発光部と受光部がエンコーダ板Ｅを挟んで両側に配置されている。これにより、エンコーダ板Ｅの回転に伴い、発光部と受光部の間をスリットＳＬが通過する度に発光部が発した光を受光部が受光することで、第１フォトセンサＳ１に対するスリットＳＬの通過を検出することができる。 In the motor M, a rotor 20 is rotatably supported in a hollow stator 10. An encoder plate E is fixed to the right end of the rotating shaft 21 of the rotor 20. The first photosensor S 1 that detects the slit SL of the encoder plate E is fixed to the inner wall of the stator 10. The first photosensor S1 has a light emitting part and a light receiving part (not shown), and the light emitting part and the light receiving part are arranged on both sides of the encoder plate E. Accordingly, the light receiving unit receives light emitted from the light emitting unit every time the slit SL passes between the light emitting unit and the light receiving unit with the rotation of the encoder plate E, so that the slit SL with respect to the first photosensor S1 is Passage can be detected.

一方、エンコーダ板ＥのスリットＳＬを検出する第２フォトセンサＳ２は、カバー５１およびカップリング部材５２を介して第２アーム２に結合されたセンサ取付板５３に固定されている。カバー５１は、ボルト９３により第２アーム２に固定され、関節部４の右側を覆っている。カバー５１の中心には、回転子２０の回転軸２１と同軸位置に突起５１ａが内側に突出するように設けられている。センサ取付板５３は円板形状を有し、外周部分でベアリング８４により固定子１０に回転可能に支持されている。センサ取付板５３の中心には、回転子２０の回転軸２１と同軸位置に突起５３ａが外側に突出するように設けられ、突起５３ａと突起５１ａが、筒状のカップリング部材５２によりカバー５１とセンサ取付板５３の回転を伝えるように繋いでいる。カップリング部材５２は、例えば、キーやセレーションなどにより突起５１ａおよび突起５３ａと係合しており、センサ取付板５３は、カバー５１と一体に回転するようになっている。 On the other hand, the second photosensor S 2 that detects the slit SL of the encoder plate E is fixed to a sensor mounting plate 53 that is coupled to the second arm 2 via a cover 51 and a coupling member 52. The cover 51 is fixed to the second arm 2 by a bolt 93 and covers the right side of the joint portion 4. At the center of the cover 51, a protrusion 51 a is provided at a position coaxial with the rotation shaft 21 of the rotor 20 so as to protrude inward. The sensor mounting plate 53 has a disk shape and is rotatably supported on the stator 10 by a bearing 84 at the outer peripheral portion. At the center of the sensor mounting plate 53, a projection 53a is provided at a position coaxial with the rotating shaft 21 of the rotor 20 so as to protrude outward. The projection 53a and the projection 51a are connected to the cover 51 by a cylindrical coupling member 52. The sensor attachment plate 53 is connected to transmit the rotation. The coupling member 52 is engaged with the protrusion 51 a and the protrusion 53 a by, for example, a key or a serration, and the sensor mounting plate 53 rotates integrally with the cover 51.

ここで、仮に、第２フォトセンサＳ２がカバー５１に直接取り付けられていた場合には、第２アーム２に掛かる負荷によりカバー５１が歪んで第２フォトセンサＳ２による検出に誤差が生じるおそれがある。しかし、本実施形態では、センサ取付板５３は、回転を伝えるカップリング部材５２で第２アーム２（カバー５１）と係合していることにより、第２アーム２に掛かる負荷により歪むことなく第２アーム２と一体に回転することができる。そして、第２フォトセンサＳ２は、第２アーム２に掛かる負荷により歪むことがないセンサ取付板５３に固定されることで、エンコーダ板Ｅの回転の検出誤差が小さくなっている。なお、本実施形態では、製作を容易にするため、筒状のカップリング部材５２を用いて第２アーム２（カバー５１）とセンサ取付板５３の回転を結合していたが、突起５１ａをセレーション軸とし、センサ取付板５３にセレーション穴を設け、このセレーション軸とセレーション穴のカップリングによりカバー５１とセンサ取付板５３の回転を結合してもよい。 Here, if the second photosensor S2 is directly attached to the cover 51, the cover 51 may be distorted by a load applied to the second arm 2, and an error may occur in detection by the second photosensor S2. . However, in the present embodiment, the sensor mounting plate 53 is engaged with the second arm 2 (cover 51) by the coupling member 52 that transmits the rotation, so that the sensor mounting plate 53 is not distorted by the load applied to the second arm 2. The two arms 2 can rotate together. The second photosensor S2 is fixed to the sensor mounting plate 53 that is not distorted by the load applied to the second arm 2, so that the rotation detection error of the encoder plate E is reduced. In this embodiment, in order to facilitate the manufacture, the rotation of the second arm 2 (cover 51) and the sensor mounting plate 53 is coupled using the cylindrical coupling member 52, but the protrusion 51a is serrated. A serration hole may be provided in the sensor mounting plate 53, and the rotation of the cover 51 and the sensor mounting plate 53 may be coupled by coupling the serration shaft and the serration hole.

第１フォトセンサＳ１の検出結果と第２フォトセンサＳ２の検出結果は、図示しないモータ制御装置に出力されている。モータ制御装置は、第１フォトセンサＳ１の検出結果により、固定子１０に対する回転子２０の回転角を演算し、これによりモータＭの動作および停止を制御することで、ロボットの制御装置が所望する回転角だけ第１アーム１に対し第２アーム２を回動させる。また、モータ制御装置は、第１フォトセンサＳ１の検出結果から求まる固定子１０に対する回転子２０の回転量と、第２フォトセンサＳ２の検出結果から求まる第２アーム２に対する回転子２０の回転量の比較に基づき弾性部材３０の捩れ変形量を求める。この具体的な方法の一例は後述する。 The detection result of the first photosensor S1 and the detection result of the second photosensor S2 are output to a motor control device (not shown). The motor control device calculates the rotation angle of the rotor 20 with respect to the stator 10 based on the detection result of the first photosensor S1, thereby controlling the operation and stop of the motor M, so that the robot control device desires. The second arm 2 is rotated relative to the first arm 1 by the rotation angle. In addition, the motor control device determines the rotation amount of the rotor 20 with respect to the stator 10 obtained from the detection result of the first photosensor S1, and the rotation amount of the rotor 20 with respect to the second arm 2 obtained from the detection result of the second photosensor S2. Based on the comparison, the amount of torsional deformation of the elastic member 30 is obtained. An example of this specific method will be described later.

以上のように構成されたロボットの駆動関節Ａは、モータＭが回転すると、固定子１０に対して回転子２０が回転し、回転子２０の高速回転がハーモニックドライブ減速機Ｒにより大きく減速されて第１アーム１に対する固定子１０のゆっくりとした回転へと伝えられる。固定子１０は、弾性部材３０を介して第２アーム２に結合されているので、固定子１０の回転とともに第２アーム２がゆっくりと回転する。 When the motor M rotates in the driving joint A of the robot configured as described above, the rotor 20 rotates with respect to the stator 10, and the high-speed rotation of the rotor 20 is greatly decelerated by the harmonic drive speed reducer R. A slow rotation of the stator 10 relative to the first arm 1 is transmitted. Since the stator 10 is coupled to the second arm 2 via the elastic member 30, the second arm 2 rotates slowly with the rotation of the stator 10.

このようにして第２アーム２が第１アーム１に対し回転すると、第２アーム２が何かの物体に当たることがある。第２アーム２に外力や慣性力が加わっていないとき、図４（ａ）に示すように、第１フォトセンサＳ１は回転軸２１を挟んで第２フォトセンサＳ２と反対側に位置するが、第２アーム２に外力や慣性力が加わると、弾性部材３０が捩れ変形することで、例えば図４（ｂ）に示すように、第２フォトセンサＳ２は第１フォトセンサＳ１に対し図４の時計回りに変位する。この第１フォトセンサＳ１に対する第２フォトセンサＳ２の回転変位は弾性部材３０の捩れ変形量に相当するので、第１フォトセンサＳ１で検出したエンコーダ板Ｅの回転量と第２フォトセンサＳ２で検出したエンコーダ板Ｅの回転量の差が弾性部材３０の捩れ変形量に相当する。 When the second arm 2 rotates with respect to the first arm 1 in this manner, the second arm 2 may hit an object. When no external force or inertial force is applied to the second arm 2, as shown in FIG. 4A, the first photosensor S1 is located on the opposite side of the second photosensor S2 across the rotation shaft 21, When an external force or an inertial force is applied to the second arm 2, the elastic member 30 is torsionally deformed, for example, as shown in FIG. 4B, the second photosensor S2 is compared with the first photosensor S1 in FIG. Displaces clockwise. Since the rotational displacement of the second photosensor S2 relative to the first photosensor S1 corresponds to the amount of torsional deformation of the elastic member 30, the rotation amount of the encoder plate E detected by the first photosensor S1 and the second photosensor S2 are detected. The difference in the rotation amount of the encoder plate E corresponds to the torsional deformation amount of the elastic member 30.

この捩れ変形量を高精度に算出する場合、図５（ａ）に示すように、第１フォトセンサＳ１で検出したスリットＳＬのカウントＣ_Ａと第２フォトセンサＳ２で検出したスリットＳＬのカウントＣ_Ｂの差ΔＣを適宜な短い時間間隔で求め、過去の複数個のΔＣの平均を算出するとよい。すなわち、ΔＣの所定時間中の平均を求めるとよい。このようにΔＣの時間的平均を求めると、ΔＣが徐々に増加していくことを算出できるので、弾性部材３０の変形量を高い分解能で取得することができる。 When calculating this torsional deformation of high precision, as shown in FIG. 5 (a), the count C of the counter C _A and the slit SL detected by the second photo sensor S2 of the slit SL detected by the first photo sensor S1 A difference ΔC between _B may be obtained at an appropriate short time interval, and an average of a plurality of past ΔCs may be calculated. That is, an average of ΔC during a predetermined time may be obtained. When the temporal average of ΔC is obtained in this way, it can be calculated that ΔC gradually increases, so that the deformation amount of the elastic member 30 can be acquired with high resolution.

この効果は、第１フォトセンサＳ１の検出結果と第２フォトセンサＳ２の検出結果を比較することにより顕著に得られるもので、例えば、比較例として、固定子１０に設けられたエンコーダ板を第２アーム２に固定されたフォトセンサで検出し、この一つのフォトセンサの検出結果から弾性部材３０の変形量を求めようとする場合には、エンコーダ板に設けられた符号（スリットなど）の分解能（角度方向の細かさ）とほぼ同じ分解能しか得られない。この１つのフォトセンサにより検出される符号のカウントＣ_Ｃを図５（ａ）と同じ時間スケールで図示すると図５（ｂ）のようになる。 This effect is remarkably obtained by comparing the detection result of the first photosensor S1 and the detection result of the second photosensor S2. For example, as a comparative example, an encoder plate provided on the stator 10 is used as a first example. When detecting with the photosensor fixed to the two arms 2 and trying to obtain the deformation amount of the elastic member 30 from the detection result of this one photosensor, the resolution of the code (slit, etc.) provided on the encoder plate Only approximately the same resolution as (fineness in the angular direction) can be obtained. When the count C _C code detected by this single photosensor shown in the same time scale as FIGS. 5 (a) is shown in FIG. 5 (b).

この図５（ａ），（ｂ）の２つの例において、過去８回分のΔＣの平均またはＣ_Ｃの平均から弾性部材３０の変形量を算出した結果が図６である。図６に示すように、２つのフォトセンサのカウントの差ΔＣから弾性部材３０の変形量（捩れによる回転角度で縦軸に示す）を求めた場合には、変形量の計算値（回転角）は、弾性部材３０の実際の変形量（横軸の時間）に応じておよそ線形に変化し、高い分解能で計算結果を得られることが分かる。一方、１つのフォトセンサの検出結果の時間的平均を取っても、およそ段階的にしか変形量（回転角度）を求められないことが分かる。 The FIG. 5 (a), in two examples (b), the result of calculating the deformation amount of the elastic member 30 from the average of the mean or C _C Past eight of ΔC is FIG. As shown in FIG. 6, when the deformation amount of the elastic member 30 (represented on the vertical axis by the rotation angle due to torsion) is obtained from the difference ΔC between the two photosensors, the calculated deformation amount (rotation angle). Changes approximately linearly in accordance with the actual deformation amount (time on the horizontal axis) of the elastic member 30, and it can be seen that the calculation result can be obtained with high resolution. On the other hand, even if the temporal average of the detection results of one photosensor is taken, it can be seen that the deformation amount (rotation angle) can be obtained only in a stepwise manner.

以上のように、本実施形態のロボットの駆動関節Ａによれば、主としてモータＭの回転角の検出のために第１フォトセンサＳ１と、弾性部材３０の変形量の検出のための第２フォトセンサＳ２とを、回転子２０に設けた１つのエンコーダ板Ｅに対面させ、スリットＳＬを検出させることで、モータＭの回転角の検出と弾性部材３０の変形量の検出のために２つのエンコーダ板Ｅを設ける場合に比較して、エンコーダ板Ｅが１つで済む分、スペース効率が良くなり、駆動関節Ａの回動軸方向の大きさを小さくすることができる。 As described above, according to the drive joint A of the robot of the present embodiment, the first photosensor S1 mainly for detecting the rotation angle of the motor M and the second photo for detecting the deformation amount of the elastic member 30. Two encoders are used for detecting the rotation angle of the motor M and detecting the deformation amount of the elastic member 30 by causing the sensor S2 to face one encoder plate E provided on the rotor 20 and detecting the slit SL. Compared with the case where the plate E is provided, the space efficiency is improved because only one encoder plate E is required, and the size of the drive joint A in the rotation axis direction can be reduced.

そして、本実施形態の駆動関節Ａでは、回転子２０の回転は、ハーモニックドライブ減速機Ｒを介して第１アーム１に対する第２アーム２の回転へと伝えられるため、第２アーム２と第１アーム１が所定角度回動する間に、回転子２０はその所定角度より大きな角度だけ回転する。そのため、第２アーム２と第１アーム１が所定角度回動する間に、第１フォトセンサＳ１と第２フォトセンサＳ２で多くのスリットＳＬを検出することができるので、高い分解能で弾性部材３０の変形量を算出することが可能である。 In the drive joint A of the present embodiment, the rotation of the rotor 20 is transmitted to the rotation of the second arm 2 with respect to the first arm 1 via the harmonic drive speed reducer R. While the arm 1 rotates by a predetermined angle, the rotor 20 rotates by an angle larger than the predetermined angle. Therefore, many slits SL can be detected by the first photosensor S1 and the second photosensor S2 while the second arm 2 and the first arm 1 are rotated by a predetermined angle, so that the elastic member 30 has high resolution. It is possible to calculate the deformation amount.

また、弾性部材３０の捩れ変形をする部分であるバネ部３３が、回転軸２１の軸方向において、回転子２０の動力発生源であるコイル２２の左端から右端へ渡るように延びているので、バネ部３３を左右に長くとることができ、バネ部３３の強度を保ちながら、変形量、すなわち、ロボットの関節の柔軟性を高くすることができる。 In addition, since the spring portion 33 that is a portion that undergoes torsional deformation of the elastic member 30 extends from the left end to the right end of the coil 22 that is the power generation source of the rotor 20 in the axial direction of the rotating shaft 21, The spring portion 33 can be made long to the left and right, and the deformation amount, that is, the flexibility of the joint of the robot can be increased while maintaining the strength of the spring portion 33.

そして、弾性部材３０は、筒状に形成され、この筒状の弾性部材３０の内側にモータＭが入っていることで、弾性部材３０の捩れ変形可能な部分であるバネ部３３を十分な大きさで構成しつつ、駆動関節Ａをコンパクトにすることができる。 The elastic member 30 is formed in a cylindrical shape, and the motor M is placed inside the cylindrical elastic member 30, so that the spring portion 33 that is a torsionally deformable portion of the elastic member 30 is sufficiently large. The drive joint A can be made compact while being configured.

以上に本発明の第１実施形態について説明したが、第１実施形態に第１フォトセンサＳ１と第２フォトセンサＳ２による符号の読み取りを、エンコーダ板Ｅの透過によるのではなく、エンコーダ板Ｅでの反射により検出するようにすれば、駆動関節Ａをよりコンパクトにすることができる。反射型のフォトセンサを用いる場合には、例えば、図７に示す駆動関節Ａ′のように、第１フォトセンサＳ１′および第２フォトセンサＳ２′を共にエンコーダ板Ｅの右側（左右の一方側のみ）に配置する。このようにすると、エンコーダ板Ｅの左側にフォトセンサの一部ないし全部を配置する必要がないので、その分、駆動関節Ａ′を駆動軸（回転軸２１）の軸方向に短くすることができる。 Although the first embodiment of the present invention has been described above, the code reading by the first photosensor S1 and the second photosensor S2 in the first embodiment is not performed by transmission of the encoder plate E but by the encoder plate E. If the detection is performed by the reflection, the driving joint A can be made more compact. When a reflective photosensor is used, for example, the first photosensor S1 ′ and the second photosensor S2 ′ are both on the right side of the encoder plate E (one side of the left and right sides) as in the drive joint A ′ shown in FIG. Only). In this way, it is not necessary to dispose some or all of the photosensors on the left side of the encoder plate E, and accordingly, the drive joint A ′ can be shortened in the axial direction of the drive shaft (rotary shaft 21). .

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態においては、第１実施形態と同じ機能を有する部材については、配置や形状が異なる場合にもできるだけ第１実施形態と同じ符号を付して詳細な説明を省略する。本実施形態においても、まず、図９の模式図を参照して全体構造を説明した後、図８を参照して詳細な構造を説明する。 [Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the second embodiment, members having the same functions as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals as in the first embodiment as much as possible even when the arrangement and shape are different, and detailed description thereof is omitted. Also in this embodiment, first, the overall structure will be described with reference to the schematic diagram of FIG. 9, and then the detailed structure will be described with reference to FIG.

図９に示すように、第２実施形態に係るロボットの駆動関節１００は、回転子１２０を中空に形成し、弾性部材１３０を回転子１２０の内側を通して左端から右端へ延ばした形態である。駆動関節１００において、固定子１０は、第２アーム２に固定され、また、固定子１０に第３回転伝達体の一例としてのサーキュラスプライン４１が結合されている。 As shown in FIG. 9, the driving joint 100 of the robot according to the second embodiment has a configuration in which a rotor 120 is formed hollow and an elastic member 130 extends from the left end to the right end through the inside of the rotor 120. In the driving joint 100, the stator 10 is fixed to the second arm 2, and a circular spline 41 as an example of a third rotation transmission body is coupled to the stator 10.

回転子１２０は、回転軸１２１が貫通した中空部分を有する円筒状に形成され、左端に第１回転伝達体の一例としてのウェーブジェネレータ１２３が結合されている。 The rotor 120 is formed in a cylindrical shape having a hollow portion through which the rotating shaft 121 passes, and a wave generator 123 as an example of a first rotation transmission body is coupled to the left end.

弾性部材１３０は、左端部１３１と、第１アーム１と接続する部分である右端部１３２と、左端部１３１および右端部１３２を接続し、弾性変形可能な細軸状のバネ部１３３とを有している。左端部１３１には、第２回転伝達体の一例としてのフレクスプライン３５が結合されている。 The elastic member 130 includes a left end portion 131, a right end portion 132 that is a portion connected to the first arm 1, and a thin shaft spring portion 133 that connects the left end portion 131 and the right end portion 132 and is elastically deformable. is doing. A flexspline 35 as an example of a second rotation transmission body is coupled to the left end 131.

このような構成により、駆動関節１００は、モータＭの回転子１２０が回転すると、ハーモニックドライブ減速機Ｒによりこの回転が大きく減速されてフレクスプライン３５に伝わり、固定子１０に対し第１アーム１が少しずつ回転する。そして、第１アーム１が何か他の物に当たった場合など、何らかの負荷が掛かった場合には、この負荷に応じて弾性部材１３０が捩れ変形し、駆動関節１００に適度な柔軟性を持たせることができるようになっている。 With this configuration, when the rotor 120 of the motor M rotates, the drive joint 100 is greatly decelerated by the harmonic drive speed reducer R and transmitted to the flex spline 35, so that the first arm 1 moves relative to the stator 10. Rotate little by little. When some load is applied, such as when the first arm 1 hits something else, the elastic member 130 is twisted and deformed according to this load, and the drive joint 100 has appropriate flexibility. Can be made.

図８に戻り、駆動関節１００の具体的な構造について説明する。
第１アーム１は、右端においてベアリング１８１により第２アーム２に回動可能に支持されている。また、第１アーム１は、左端においてベアリング１８２を介して第２アーム２に回動可能に支持されている。 Returning to FIG. 8, the specific structure of the drive joint 100 will be described.
The first arm 1 is rotatably supported by the second arm 2 by a bearing 181 at the right end. The first arm 1 is rotatably supported by the second arm 2 via a bearing 182 at the left end.

弾性部材３０の右端部１３２は、バネ部１３３よりも太軸状に形成され、第１アーム１に形成された嵌合孔３ａ内に圧入されて第１アーム１と一体に回動するようになっている。弾性部材３０のバネ部１３３は、回転子１２０の中空の回転軸１２１内を通って回転子１２０の左端から右端へと貫通しているので、駆動関節１００の全体をコンパクトに構成しながら、バネ部１３３は左右に長く構成されることで変形量を大きくとることができる。 The right end portion 132 of the elastic member 30 is formed in a thicker shaft shape than the spring portion 133 and is press-fitted into the fitting hole 3 a formed in the first arm 1 so as to rotate integrally with the first arm 1. It has become. Since the spring portion 133 of the elastic member 30 passes through the hollow rotating shaft 121 of the rotor 120 from the left end to the right end of the rotor 120, The portion 133 is configured to be long on the left and right, so that the amount of deformation can be increased.

弾性部材３０の左端部１３１には、ボルト１９２によりフレクスプライン３５が固定されている。また、左端部１３１は、その外周において、ベアリング１８３により第２アーム２に回転可能に支持されている。 A flex spline 35 is fixed to the left end 131 of the elastic member 30 by a bolt 192. The left end 131 is rotatably supported by the second arm 2 by a bearing 183 on the outer periphery thereof.

回転子１２０の回転軸１２１の左端には、外周にベアリング２３ａを有するウェーブジェネレータ１２３が設けられている。さらに、第２アーム２には、ボルト１９１によりサーキュラスプライン４１が固定されている。サーキュラスプライン４１はまた、固定子１０とも接着や嵌合などにより結合されて、これにより、固定子１０、サーキュラスプライン４１および第２アーム２は一体となっている。サーキュラスプライン４１とウェーブジェネレータ１２３は、フレクスプライン３５を挟持して、これら３つの部材でハーモニックドライブ減速機Ｒを構成している。
なお、回転子１２０は、ベアリング１８４，１８５により固定子１０の内側において回転可能に支持されている。 At the left end of the rotating shaft 121 of the rotor 120, a wave generator 123 having a bearing 23a on the outer periphery is provided. Further, a circular spline 41 is fixed to the second arm 2 by a bolt 191. The circular spline 41 is also coupled to the stator 10 by adhesion, fitting, or the like, whereby the stator 10, the circular spline 41, and the second arm 2 are integrated. The circular spline 41 and the wave generator 123 sandwich the flex spline 35, and these three members constitute a harmonic drive speed reducer R.
The rotor 120 is rotatably supported inside the stator 10 by bearings 184 and 185.

第１実施形態と同様に、第１フォトセンサＳ１は固定子１０に固定され、第２フォトセンサＳ２はセンサ取付板５３に固定されている。また、センサ取付板５３がカップリング部材５２を介して第１アーム１に結合されている点も第１実施形態と同様である。 Similar to the first embodiment, the first photosensor S 1 is fixed to the stator 10, and the second photosensor S 2 is fixed to the sensor mounting plate 53. Further, the point that the sensor mounting plate 53 is coupled to the first arm 1 via the coupling member 52 is the same as in the first embodiment.

以上のように構成された本実施形態の駆動関節１００によっても、第１実施形態の駆動関節Ａと同様に、モータＭの回転子１２０が回転すると、この回転がハーモニックドライブ減速機Ｒで減速されて固定子１０および第２アーム２に対し第１アーム１がゆっくりと回転する。そして、第１アーム１は、弾性部材１３０を介してフレクスプライン３５の回転が伝えられるため、第１アーム１に物が当たるなどの負荷が掛かると、弾性部材１３０のバネ部１３３が捩れ変形して駆動関節１００の柔軟性が発揮される。そして、回転子１２０の回転は、ハーモニックドライブ減速機Ｒを介して第２アーム２に対する第１アーム１の回転へと伝えられるため、第２アーム２に対して第１アーム１が所定角度回動する間に、第１フォトセンサＳ１と第２フォトセンサＳ２で多くのスリットＳＬを検出することができるので、高い分解能で弾性部材３０の変形量を算出することが可能である。 Also with the drive joint 100 of the present embodiment configured as described above, when the rotor 120 of the motor M rotates, this rotation is decelerated by the harmonic drive speed reducer R, similarly to the drive joint A of the first embodiment. Thus, the first arm 1 rotates slowly with respect to the stator 10 and the second arm 2. Since the rotation of the flex spline 35 is transmitted to the first arm 1 via the elastic member 130, the spring portion 133 of the elastic member 130 is twisted and deformed when a load such as an object hitting the first arm 1 is applied. Thus, the flexibility of the drive joint 100 is exhibited. The rotation of the rotor 120 is transmitted to the rotation of the first arm 1 with respect to the second arm 2 via the harmonic drive speed reducer R, so that the first arm 1 rotates by a predetermined angle with respect to the second arm 2. In the meantime, since many slits SL can be detected by the first photosensor S1 and the second photosensor S2, the deformation amount of the elastic member 30 can be calculated with high resolution.

また、弾性部材１３０の捩れ変形をする部分であるバネ部１３３が、回転軸１２１の軸方向において、回転子１２０の動力発生源であるコイル２２の左端から右端へ渡るように延びているので、バネ部３３を左右に長くとることができ、バネ部１３３の強度を保ちながら、ロボットの関節の柔軟性を高くすることができる。 In addition, since the spring portion 133 that is a portion that undergoes torsional deformation of the elastic member 130 extends from the left end to the right end of the coil 22 that is the power generation source of the rotor 120 in the axial direction of the rotating shaft 121, The spring portion 33 can be made longer to the left and right, and the flexibility of the joints of the robot can be increased while maintaining the strength of the spring portion 133.

そして、バネ部１３３が細軸に形成され、回転子１２０の回転軸１２１が筒状に形成され、回転子１２０の内側にバネ部１３３が入っていることで、駆動関節１００をコンパクトにすることができる。 And the spring part 133 is formed in a thin axis | shaft, the rotating shaft 121 of the rotor 120 is formed in a cylinder shape, and the spring part 133 is contained inside the rotor 120, so that the drive joint 100 is made compact. Can do.

以上には、減速機としてハーモニックドライブ減速機Ｒを用いる場合を例示したが、本発明のロボットの駆動関節は、以下の第３から第５実施形態のように、減速機を用いずに構成することもできるし、他の減速機を用いて構成することもできる。 Although the case where the harmonic drive speed reducer R is used as the speed reducer has been illustrated above, the drive joint of the robot of the present invention is configured without using the speed reducer as in the following third to fifth embodiments. It can also be configured using other speed reducers.

［第３実施形態］
図１０に示すロボットの駆動関節２００は、減速機を用いずに構成した例である。駆動関節２００は、回転子２０の右端にエンコーダ板Ｅを有し、エンコーダ板Ｅのさらに右側に回転軸２１と同軸で弾性部材３０が延び、弾性部材３０の右端に第１アーム１が固定されている。これにより、回転子２０の回転は、弾性部材３０を介して第１アーム１に伝えられるようになっている。そして、第１フォトセンサＳ１はエンコーダ板Ｅの左側に位置するように固定子１０の内周に固定され、第２フォトセンサＳ２はエンコーダ板Ｅの右側に位置するように第１アーム１に固定されている。このような駆動関節２００においても、モータＭの回転を第１フォトセンサＳ１で検出できるとともに、弾性部材３０の変形量を第１フォトセンサＳ１の検出結果と第２フォトセンサＳ２の検出結果を比較することで取得することができる。そして、第１フォトセンサＳ１と第２フォトセンサＳ２が共通のエンコーダ板Ｅの回転を検出するように配置されることで、駆動関節２００のコンパクト化が図られている。 [Third Embodiment]
The driving joint 200 of the robot shown in FIG. 10 is an example configured without using a speed reducer. The drive joint 200 has an encoder plate E at the right end of the rotor 20. An elastic member 30 extends coaxially with the rotary shaft 21 on the right side of the encoder plate E, and the first arm 1 is fixed to the right end of the elastic member 30. ing. Thereby, the rotation of the rotor 20 is transmitted to the first arm 1 via the elastic member 30. The first photosensor S1 is fixed to the inner periphery of the stator 10 so as to be positioned on the left side of the encoder plate E, and the second photosensor S2 is fixed to the first arm 1 so as to be positioned on the right side of the encoder plate E. Has been. Even in such a driving joint 200, the rotation of the motor M can be detected by the first photosensor S1, and the deformation amount of the elastic member 30 is compared between the detection result of the first photosensor S1 and the detection result of the second photosensor S2. You can get it. The drive joint 200 is made compact by arranging the first photosensor S1 and the second photosensor S2 so as to detect the rotation of the common encoder plate E.

［第４実施形態］
図１１に示すロボットの駆動関節３００は、減速機として遊星ギヤ機構Ｒ１を用いたものである。駆動関節３００は、回転子２０の回転軸２１の左端に第１回転伝達体の一例としてのサンギヤ３４１が結合され、固定子１０に第３回転伝達体の一例としてのリングギヤ３４３が結合され、キャリア３４０に第２回転伝達体の一例としてのプラネタリギヤ３４２が回転可能に設けられている。そして、キャリア３４０が、駆動関節３００の左端から右端まで延びる弾性部材３０を介して第１アーム１に結合されている。そして、第３実施形態と同様に、第１フォトセンサＳ１はエンコーダ板Ｅの左側に位置するように固定子１０の内周に固定され、第２フォトセンサＳ２はエンコーダ板Ｅの右側に位置するように第１アーム１に固定されている。 [Fourth Embodiment]
A driving joint 300 of the robot shown in FIG. 11 uses a planetary gear mechanism R1 as a speed reducer. In the drive joint 300, a sun gear 341 as an example of a first rotation transmission body is coupled to the left end of the rotation shaft 21 of the rotor 20, a ring gear 343 as an example of a third rotation transmission body is coupled to the stator 10, and the carrier A planetary gear 342 as an example of a second rotation transmission body is rotatably provided at 340. The carrier 340 is coupled to the first arm 1 via the elastic member 30 extending from the left end to the right end of the drive joint 300. As in the third embodiment, the first photosensor S1 is fixed to the inner periphery of the stator 10 so as to be located on the left side of the encoder plate E, and the second photosensor S2 is located on the right side of the encoder plate E. Thus, the first arm 1 is fixed.

このような駆動関節３００においても、モータＭの回転を第１フォトセンサＳ１で検出できるとともに、弾性部材３０の変形量を第１フォトセンサＳ１の検出結果と第２フォトセンサＳ２の検出結果を比較することで取得することができる。そして、第１フォトセンサＳ１と第２フォトセンサＳ２が共通のエンコーダ板Ｅの回転を検出するように配置されることで、駆動関節３００のコンパクト化が図られている。 Also in such a drive joint 300, the rotation of the motor M can be detected by the first photosensor S1, and the deformation amount of the elastic member 30 is compared between the detection result of the first photosensor S1 and the detection result of the second photosensor S2. You can get it. The drive joint 300 is made compact by arranging the first photosensor S1 and the second photosensor S2 to detect the rotation of the common encoder plate E.

［第５実施形態］
図１２に示すロボットの駆動関節４００は、回転子２０の回転軸２１の左端に第１回転伝達体の一例としての第１平歯車４４１が結合され、第１アーム１の関節接続部４０に、第２平歯車４４３が設けられている。第２平歯車４４３は、固定子１０に回転可能に支持されている。第１平歯車４４１は第２平歯車４４３と係合していることで、第１平歯車４４１の回転が第２平歯車４４３を介して第１アーム１に伝わるようになっている。 [Fifth Embodiment]
A drive joint 400 of the robot shown in FIG. 12 has a first spur gear 441 as an example of a first rotation transmission body coupled to the left end of the rotation shaft 21 of the rotor 20, and the joint connection portion 40 of the first arm 1 A second spur gear 443 is provided. The second spur gear 443 is rotatably supported by the stator 10. Since the first spur gear 441 is engaged with the second spur gear 443, the rotation of the first spur gear 441 is transmitted to the first arm 1 via the second spur gear 443.

そして、第１実施形態と同様に、筒状で、モータＭの回転軸２１と同軸で捩れ変形可能な弾性部材３０が用いられ、固定子１０の左端部付近には弾性部材３０の左端が結合され、弾性部材３０の右端は第２アーム２に結合されている。また、第１実施形態と同様に、第１フォトセンサＳ１はエンコーダ板Ｅの左側に位置するように固定子１０の内周に固定され、第２フォトセンサＳ２はエンコーダ板Ｅの右側に位置するように第２アーム２に固定されている。 As in the first embodiment, an elastic member 30 that is cylindrical and can be torsionally deformed coaxially with the rotation shaft 21 of the motor M is used, and the left end of the elastic member 30 is coupled to the vicinity of the left end of the stator 10. The right end of the elastic member 30 is coupled to the second arm 2. Similarly to the first embodiment, the first photosensor S1 is fixed to the inner periphery of the stator 10 so as to be positioned on the left side of the encoder plate E, and the second photosensor S2 is positioned on the right side of the encoder plate E. Thus, the second arm 2 is fixed.

このような駆動関節４００においても、モータＭの回転を第１フォトセンサＳ１で検出できるとともに、弾性部材３０の変形量を第１フォトセンサＳ１の検出結果と第２フォトセンサＳ２の検出結果を比較することで取得することができる。そして、第１フォトセンサＳ１と第２フォトセンサＳ２が共通のエンコーダ板Ｅの回転を検出するように配置されることで、駆動関節４００のコンパクト化が図られている。 Also in such a drive joint 400, the rotation of the motor M can be detected by the first photosensor S1, and the deformation amount of the elastic member 30 is compared between the detection result of the first photosensor S1 and the detection result of the second photosensor S2. You can get it. The drive joint 400 is made compact by arranging the first photosensor S1 and the second photosensor S2 to detect the rotation of the common encoder plate E.

［第６実施形態］
以上においては、符号群が１つの場合について説明したが、本発明は、第６および第７実施形態のように、第１符号群と第２符号群を設け、第１符号群の符号を第１フォトセンサＳ１で検出し、第２符号群の符号を第２フォトセンサＳ２で検出するように構成することもできる。 [Sixth Embodiment]
The case where there is one code group has been described above, but the present invention provides the first code group and the second code group as in the sixth and seventh embodiments. It can also be configured to detect with one photosensor S1 and detect the code of the second code group with the second photosensor S2.

図１３に示すロボットの駆動関節５００は、回転子２０の回転軸２１の右端に第１回転伝達体の一例としてのウェーブジェネレータ２３が結合されている。第１アーム１には、フレクスプライン３５が結合され、フレクスプライン３５は薄肉に形成されることで、バネ部３３としても機能している。固定子１０には、サーキュラスプライン４１が結合されている。 A drive joint 500 of the robot shown in FIG. 13 has a wave generator 23 as an example of a first rotation transmission body coupled to the right end of the rotation shaft 21 of the rotor 20. A flex spline 35 is coupled to the first arm 1, and the flex spline 35 is formed to be thin, so that it also functions as the spring portion 33. A circular spline 41 is coupled to the stator 10.

回転子２０の回転軸２１には、左端に第１符号群を有する第１エンコーダ板Ｅ１が設けられ、右端に第２符号群を有する第２エンコーダ板Ｅ２が設けられている。そして、第１フォトセンサＳ１は固定子１０において第１エンコーダ板Ｅ１の右側に位置するように設けられ、第２フォトセンサＳ２は第１アーム１において第２エンコーダ板Ｅ２の右側に位置するように設けられている。 The rotary shaft 21 of the rotor 20 is provided with a first encoder plate E1 having a first code group at the left end and a second encoder plate E2 having a second code group at the right end. The first photosensor S1 is provided on the stator 10 so as to be positioned on the right side of the first encoder plate E1, and the second photosensor S2 is positioned on the first arm 1 so as to be positioned on the right side of the second encoder plate E2. Is provided.

このような駆動関節５００においても、モータＭの回転を第１フォトセンサＳ１で検出できるとともに、第１フォトセンサＳ１の検出結果と第２フォトセンサＳ２の検出結果を比較することで、弾性部材３０の変形量を高精度に取得することができる。 Even in such a drive joint 500, the rotation of the motor M can be detected by the first photosensor S1, and the elastic member 30 is compared by comparing the detection result of the first photosensor S1 and the detection result of the second photosensor S2. Can be obtained with high accuracy.

［第７実施形態］
図１４に示すロボットの駆動関節６００は、回転子２０の回転軸２１の右端にウェーブジェネレータ２３が設けられている。ウェーブジェネレータ２３の左面には、第１符号群を有する第１エンコーダ板Ｅ１が貼り付けられ、右面には、第２符号群を有する第２エンコーダ板Ｅ２が貼り付けられている。そして、第１アーム１には、カップ状のフレクスプライン３５が結合され、フレクスプライン３５は薄肉に形成されることで、バネ部３３としても機能している。固定子１０には、サーキュラスプライン４１が結合されている。 [Seventh Embodiment]
The drive joint 600 of the robot shown in FIG. 14 is provided with a wave generator 23 at the right end of the rotation shaft 21 of the rotor 20. A first encoder plate E1 having a first code group is attached to the left surface of the wave generator 23, and a second encoder plate E2 having a second code group is attached to the right surface. A cup-shaped flexspline 35 is coupled to the first arm 1, and the flexspline 35 is also formed as a thin wall, thereby functioning as the spring portion 33. A circular spline 41 is coupled to the stator 10.

第１フォトセンサＳ１は固定子１０において第１エンコーダ板Ｅ１の左側に位置するように設けられ、第２フォトセンサＳ２は、第１アーム１において第２エンコーダ板Ｅ２の右側に位置するように設けられている。また、第２フォトセンサＳ２は、カップ状のフレクスプライン３５の中に収まるように配置されている。 The first photosensor S1 is provided on the stator 10 so as to be positioned on the left side of the first encoder plate E1, and the second photosensor S2 is provided on the first arm 1 so as to be positioned on the right side of the second encoder plate E2. It has been. The second photosensor S2 is disposed so as to be accommodated in the cup-shaped flexspline 35.

このような駆動関節６００においても、モータＭの回転を第１フォトセンサＳ１で検出できるとともに、第１フォトセンサＳ１の検出結果と第２フォトセンサＳ２の検出結果を比較することで、弾性部材３０の変形量を高精度に取得することができる。また、カップ状のフレクスプライン３５の中に第２フォトセンサＳ２を配置することで、スペース効率が向上されている。 Also in such a drive joint 600, the rotation of the motor M can be detected by the first photosensor S1, and the elastic member 30 is compared by comparing the detection result of the first photosensor S1 and the detection result of the second photosensor S2. Can be obtained with high accuracy. Moreover, space efficiency is improved by arrange | positioning 2nd photosensor S2 in the cup-shaped flexspline 35. FIG.

［第８実施形態］
第８実施形態で説明する駆動装置の一例としてのリニアモーターカーは、本発明を最もシンプルに実現した形態である。
図１５に示すように、リニアモーターカー７００は、第１部材の一例としての軌道７０１上を、２両編成の車両ＬＭが走行するように構成されている。軌道７０１には、第１駆動部材の一例としての複数の電磁石７２０が軌道７０１の延びる方向に沿って所定ピッチで設けられている。また、軌道７０１の、車両ＬＭに対向する面には、連続的に、所定ピッチの符号を表示した符号ラインＥ′が表示されている。この符号ラインＥ′は、第１符号群および第２符号群が所定ピッチで軌道７０１の長手方向に連続して並んだ共通の符号群の一例である。車両ＬＭは、第２駆動部材の一例としての牽引車両７１０と、第２部材の一例としての客車車両７０２とを備えている。客車車両７０２は変形機械要素の一例としての連結器７３３を介して牽引車両７１０に連結されている。連結器７３３は、牽引車両７１０の加速、減速を、緩やかに客車車両７０２に伝達するため、金属バネや、エアシリンダなどのクッション性を備えた機械要素を含んでいる。 [Eighth Embodiment]
A linear motor car as an example of a driving apparatus described in the eighth embodiment is a form in which the present invention is realized most simply.
As shown in FIG. 15, the linear motor car 700 is configured such that a two-car train vehicle LM travels on a track 701 as an example of a first member. On the track 701, a plurality of electromagnets 720 as an example of a first drive member are provided at a predetermined pitch along the direction in which the track 701 extends. In addition, a sign line E ′ displaying a sign of a predetermined pitch is continuously displayed on the surface of the track 701 facing the vehicle LM. The code line E ′ is an example of a common code group in which the first code group and the second code group are continuously arranged in the longitudinal direction of the track 701 at a predetermined pitch. The vehicle LM includes a tow vehicle 710 as an example of a second drive member and a passenger vehicle 702 as an example of a second member. The passenger vehicle 702 is connected to the towing vehicle 710 via a connector 733 as an example of a deformation machine element. The coupler 733 includes mechanical elements having cushioning properties such as a metal spring and an air cylinder in order to gently transmit acceleration and deceleration of the towing vehicle 710 to the passenger vehicle 702.

牽引車両７１０は、公知のリニアモーターカーの車両と同様に、電磁石７２０と作用する永久磁石７１１を備えている。また、牽引車両７１０の右側壁には、第１検出器の一例として、符号ラインＥ′の符号を読み取る反射型の第１フォトセンサＳ１′が設けられ、客車車両７０２の右側壁には、第２検出器の一例として、符号ラインＥ′の符号を読み取る第２フォトセンサＳ２′が設けられている。 The tow vehicle 710 includes a permanent magnet 711 that acts on the electromagnet 720 in the same manner as a known linear motor car vehicle. The right side wall of the tow vehicle 710 is provided with a reflective first photosensor S1 ′ that reads the code of the code line E ′ as an example of the first detector, and the right side wall of the passenger vehicle 702 has a first photosensor S1 ′. As an example of the two detectors, a second photosensor S2 ′ that reads the code of the code line E ′ is provided.

このようなリニアモーターカー７００によれば、電磁石７２０と永久磁石７１１との作用により、車両ＬＭが走行すると、第１フォトセンサＳ１′と第２フォトセンサＳ２′が、次々と符号ラインＥ′の符号を読み取って、パルスを出力する。そして、牽引車両７１０の加速または減速により、牽引車両７１０と客車車両７０２の間に力が掛かると連結器７３３が変形する。この変形により、第１フォトセンサＳ１′からのパルスと第２フォトセンサＳ２′からのパルスには時間的なずれが生じるので、このずれに基づき、高精度に連結器７３３の変形量を演算することができる。この変形量の精度につき補足すると、仮に、連結器７３３の牽引車両７１０側の部分に符号ラインを設け、連結器７３３の客車車両７０２側でこの符号ラインを読み取る検出器を設けたとすると、符号ラインの符号ピッチ以上の変形が生じなければ変形量を求めることができない。すなわち、符号ピッチの細かさ以上の精度で変形量を求めることができない。しかし、本実施形態では、車両ＬＭが高速で走行し、第１フォトセンサＳ１′と第２フォトセンサＳ２′が次々と軌道７０１の符号ラインＥ′の符号を読み取るので、図５を参照して第１実施形態において説明したように、僅かな変形でもその変形量を取得することが可能である。 According to such a linear motor car 700, when the vehicle LM travels due to the action of the electromagnet 720 and the permanent magnet 711, the first photosensor S1 ′ and the second photosensor S2 ′ are successively connected to the sign line E ′. Read the code and output a pulse. When the force is applied between the tow vehicle 710 and the passenger vehicle 702 due to acceleration or deceleration of the tow vehicle 710, the coupler 733 is deformed. Due to this deformation, a time lag occurs between the pulse from the first photosensor S1 ′ and the pulse from the second photosensor S2 ′. Based on this lag, the deformation amount of the coupler 733 is calculated with high accuracy. be able to. To supplement the accuracy of the amount of deformation, suppose that a code line is provided in the portion of the coupler 733 on the tow vehicle 710 side, and a detector that reads this code line is provided on the passenger vehicle 702 side of the coupler 733. The deformation amount cannot be obtained unless deformation equal to or greater than the code pitch is generated. That is, the amount of deformation cannot be obtained with an accuracy greater than the fineness of the code pitch. However, in this embodiment, the vehicle LM travels at a high speed, and the first photosensor S1 ′ and the second photosensor S2 ′ read the code of the code line E ′ of the track 701 one after another, so refer to FIG. As described in the first embodiment, it is possible to acquire the deformation amount even with a slight deformation.

なお、第１フォトセンサＳ１′から得られるパルスは、牽引車両７１０の速度を求めるのにも利用することができ、第２フォトセンサＳ２′から得られるパルスは、客車車両７０２の速度を求めるのにも利用することができる。 The pulse obtained from the first photosensor S1 ′ can also be used to determine the speed of the tow vehicle 710, and the pulse obtained from the second photosensor S2 ′ determines the speed of the passenger vehicle 702. Can also be used.

以上に本発明の実施形態について説明したが、本発明は、前記した各実施形態に限定されることなく適宜変形して実施することが可能である。
例えば、第１部材、第２部材として、ロボットの部分としてアームを例示したが、第１部材および第２部材は、必ずしもアーム形状でなくてもよい。例えば、本発明は、ロボットの首関節に用いることも可能である。この場合には、第１部材または第２部材はロボットの頭部分となる。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be appropriately modified and implemented.
For example, as the first member and the second member, the arm is illustrated as a part of the robot, but the first member and the second member do not necessarily have an arm shape. For example, the present invention can be used for a neck joint of a robot. In this case, the first member or the second member is the head portion of the robot.

また、変形機械要素として、弾性部材を例示したが、変形機械要素は、変形可能であれば、弾性とともに粘性の性質を有する粘弾性体であってもよいし、エアシリンダやオイルシリンダなどの機械部品であってもよい。 Further, the elastic member is exemplified as the deforming machine element. However, the deforming machine element may be a viscoelastic body having elasticity and viscosity as long as it can be deformed, or a machine such as an air cylinder or an oil cylinder. It may be a part.

さらに、回転符号板として、スリットＳＬを有するエンコーダ板Ｅを例示したが、回転符号板は、スリットＳＬに相当する位置に、符号として黒色の線やミラーを配置したものであってもよい。 Furthermore, although the encoder plate E having the slit SL is illustrated as the rotation code plate, the rotation code plate may be a plate in which a black line or a mirror is arranged as a code at a position corresponding to the slit SL.

また、回転駆動源の一例として、電動のモータを例示したが、流体によりタービンを回転させるような駆動源であってもよい。この場合、回転子の動力発生源はタービンとなる。 Moreover, although the electric motor was illustrated as an example of the rotational drive source, a drive source that rotates the turbine with a fluid may be used. In this case, the power generation source of the rotor is a turbine.

１駆動関節
２第１アーム
３第２アーム
４関節部
１０固定子
２０回転子
２１回転軸
２２コイル
２３ウェーブジェネレータ
３０弾性部材
３１左支持部
３２右支持部
３３バネ部
３５フレクスプライン
４０関節接続部
４１サーキュラスプライン
５１カバー
５２カップリング部材
５３センサ取付板
Ｅエンコーダ板
ＳＬスリット
Ｍモータ
Ｒハーモニックドライブ減速機
Ｓ１第１フォトセンサ
Ｓ２第２フォトセンサ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Drive joint 2 1st arm 3 2nd arm 4 Joint part 10 Stator 20 Rotor 21 Rotating shaft 22 Coil 23 Wave generator 30 Elastic member 31 Left support part 32 Right support part 33 Spring part 35 Flex spline 40 Joint connection part 41 Circular spline 51 Cover 52 Coupling member 53 Sensor mounting plate E Encoder plate SL Slit M Motor R Harmonic drive reducer S1 First photosensor S2 Second photosensor

Claims

A driving device comprising:
A drive source having a first drive member and a second drive member that operates with the first drive member to generate a drive force between the first drive member and move relative to the first drive member When,
A first member coupled to the first drive member;
A second member coupled to the second drive member;
It is provided between the first drive member and the first member or between the second drive member and the second member and can be deformed by a force applied between the first member and the second member. A deformation machine element;
A first code group comprising codes arranged on the first drive member and arranged at a predetermined pitch in a relative movement direction of the first drive member with respect to the second drive member;
A second code group comprising codes arranged on the first drive member and arranged at a predetermined pitch in a relative movement direction of the first drive member with respect to the second drive member;
A first detector provided on the second drive member for detecting a code of the first code group;
The sign of the second code group provided on one of the first member and the second member that is coupled to the first drive member or the second drive member via the deformation machine element is detected. A drive device comprising: a second detector.

The drive source is a rotational drive source;
The first driving member is a rotor;
The second driving member is a stator;
The first code group is provided on a first rotating plate that rotates integrally with the rotor,
The drive device according to claim 1, wherein the second code group is provided on a second rotating plate that rotates integrally with the rotor.

3. The driving device according to claim 1, wherein the first code group and the second code group are a common code group arranged continuously at a predetermined pitch. 4.

The first rotating plate and the second rotating plate are a common rotating code plate, and the first code group and the second code group are arranged at a predetermined pitch in the rotation direction on the rotating code plate. The drive device according to claim 2, wherein

The drive device according to claim 4, wherein a speed reducer that decelerates the rotation of the rotor is provided between the rotor and the first member.

The speed reducer is configured by engaging a first rotation transmission body, a second rotation transmission body, and a third rotation transmission body with each other,
The first rotation transmission body is coupled to the rotor;
The second rotation transmission body is coupled to the first member;
The driving apparatus according to claim 5, wherein the third rotation transmission body is coupled to the stator.

The speed reducer is configured by engaging a first rotation transmission body and a second rotation transmission body with each other,
The first rotation transmission body is coupled to the rotor;
The drive device according to claim 5, wherein the second rotation transmission body is coupled to the first member and supported by the stator for rotation.

The drive device according to any one of claims 4 to 7, wherein the first detector and the second detector are both disposed on one side with respect to the rotary code plate. .

The part which deform | transforms the said deformation | transformation machine element is extended in the axial direction of the said rotor from the one end of the power generation source of the said rotor to the other end. 2. The drive device according to item 1.

10. The drive device according to claim 4, wherein one of the rotor and the deformation machine element is formed in a cylindrical shape, and the other passes through the inside of the one.

Of the first member and the second member, a member provided with the second detector is provided with a sensor mounting plate that rotates together with the member by being engaged by a coupling. The drive device according to claim 4, wherein the second detector is fixed to the sensor mounting plate.