JP6953806B2

JP6953806B2 - Drives and robots

Info

Publication number: JP6953806B2
Application number: JP2017110477A
Authority: JP
Inventors: 見上　康臣; 康臣見上; 友宏泉川; 拓北原; 鎌田　照己; 照己鎌田; 泰孝鎌田; 小池　孝尚; 孝尚小池
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2017-06-02
Filing date: 2017-06-02
Publication date: 2021-10-27
Anticipated expiration: 2037-06-02
Also published as: JP2018202545A

Description

本発明は、駆動装置およびロボットに関する。 The present invention relates to a drive device and a robot.

従来、モータおよび駆動伝達系を一体化した駆動装置が知られており、このような駆動装置は、例えば、ロボットの関節等を動作させるために使用される。また、このような駆動装置において、ブレーキ機構によって駆動伝達系の回転を制動させることができるようにした技術が知られている（例えば、下記特許文献１〜３参照）。 Conventionally, a drive device in which a motor and a drive transmission system are integrated is known, and such a drive device is used, for example, to operate a joint of a robot or the like. Further, in such a drive device, a technique is known in which the rotation of the drive transmission system can be braked by a brake mechanism (see, for example, Patent Documents 1 to 3 below).

しかしながら、従来の駆動装置では、モータの回転軸および駆動伝達系の回転軸と平行なブレーキ軸を追加で設ける必要があるため、駆動装置の全体的なサイズを横幅方向（各回転軸の軸方向と直交する方向）に拡大する必要があった。このようなことから、従来、駆動装置の全体的なサイズの大型化を抑制しつつ、駆動装置にブレーキ機構を設けることは困難であった。 However, in the conventional drive device, since it is necessary to additionally provide the rotation axis of the motor and the brake axis parallel to the rotation axis of the drive transmission system, the overall size of the drive device is set in the width direction (axial direction of each rotation axis). It was necessary to expand in the direction orthogonal to). For this reason, conventionally, it has been difficult to provide a brake mechanism in the drive device while suppressing an increase in the overall size of the drive device.

本発明は、上述した従来技術の課題を解決するため、駆動装置の全体的なサイズの大型化を抑制しつつ、駆動装置にブレーキ機構を設けることを目的とする。 An object of the present invention is to provide a brake mechanism in a drive device while suppressing an increase in the overall size of the drive device in order to solve the above-mentioned problems of the prior art.

上述した課題を解決するために、本発明の駆動装置は、モータからの回転力を出力することによって駆動対象を駆動する駆動装置であって、前記モータと、前記モータの回転を複数段のギヤによって減速する駆動伝達系と、前記駆動伝達系の回転を制動するためのブレーキ機構と、を備え、前記ブレーキ機構は、前記駆動伝達系が備える前記複数段のギヤのうちの、いずれか一のギヤの回転軸上に設けられている。 In order to solve the above-mentioned problems, the drive device of the present invention is a drive device that drives a drive target by outputting a rotational force from a motor, and the motor and a gear that rotates the motor in a plurality of stages. A drive transmission system for decelerating by means of a drive transmission system and a brake mechanism for braking the rotation of the drive transmission system are provided, and the brake mechanism is any one of the plurality of gears provided in the drive transmission system. It is provided on the rotating shaft of the gear.

本発明によれば、駆動装置の全体的なサイズの大型化を抑制しつつ、駆動装置にブレーキ機構を設けることができる。 According to the present invention, the drive device can be provided with a brake mechanism while suppressing an increase in the overall size of the drive device.

本発明の第１実施形態に係る駆動装置の構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of the drive device which concerns on 1st Embodiment of this invention. （ａ）は、図１に示す駆動装置のＡ−Ａ断面図である。（ｂ）は、図２（ａ）に示すブレーキ機構の拡大断面図である。(A) is a cross-sectional view taken along the line AA of the drive device shown in FIG. (B) is an enlarged cross-sectional view of the brake mechanism shown in FIG. 2 (a). 本発明の第１実施形態に係る制御基板の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the control board which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第２実施形態に係る駆動装置の構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of the drive device which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 図４に示す駆動装置のＡ−Ａ断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line AA of the drive device shown in FIG. 本発明の第３実施形態に係る駆動装置の構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of the drive device which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第３実施形態に係る制御基板の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the control board which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第３実施形態に係る位置・速度制御部によるオフセット制御の具体例を表すグラフである。It is a graph which shows the specific example of the offset control by the position / speed control unit which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第３実施形態に係る位置・速度制御部の機能構成を示す図である。It is a figure which shows the functional structure of the position / speed control part which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第３実施形態に係る位置・速度制御部が備えるＭＭＣの機能構成を示す図である。It is a figure which shows the functional structure of the MMC provided in the position / speed control part which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第３実施形態に係る位置・速度制御部が備える第１選択部の機能構成を示す図である。It is a figure which shows the functional structure of the 1st selection part provided in the position / speed control part which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 本発明の実施例に係るロボットの一部概略構成を示す図である。It is a figure which shows the partial schematic structure of the robot which concerns on embodiment of this invention. 本発明の第１実施形態に係る駆動装置における制御基板の配置の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of the arrangement of the control board in the drive device which concerns on 1st Embodiment of this invention.

〔第１実施形態〕
以下、図面を参照して、本発明の第１実施形態について説明する。 [First Embodiment]
Hereinafter, the first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

（駆動装置１００の構成）
図１は、本発明の第１実施形態に係る駆動装置１００の構成を示す平面図である。図２（ａ）は、図１に示す駆動装置１００のＡ−Ａ断面図である。なお、以下の説明では、便宜上、図中Ｘ軸方向（各回転軸の軸方向）を上下方向としているが、駆動装置１００の取り付け方向や駆動対象の動作等によって、必ずしも図中Ｘ軸方向が上下方向になるとは限らない。 (Structure of drive device 100)
FIG. 1 is a plan view showing the configuration of the drive device 100 according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2A is a cross-sectional view taken along the line AA of the drive device 100 shown in FIG. In the following description, for convenience, the X-axis direction in the figure (the axial direction of each rotation axis) is the vertical direction, but the X-axis direction in the figure does not necessarily change depending on the mounting direction of the drive device 100, the operation of the drive target, and the like. It is not always in the vertical direction.

駆動装置１００は、モータ１０１の回転を複数段のギヤによって減速し、出力軸１０６から出力する装置である。本実施形態では、モータ１０１にＤＣブラシレスモータを用いているが、本発明は、ＤＣモータであっても転用可能である。図１および図２（ａ）に示すように、駆動装置１００は、モータ１０１、第１ピニオン軸１０２、第１ギヤ１０３、第２ピニオン軸１０４、第２ギヤ１０５、出力軸１０６、出力ギヤ１０７、出力フランジ１０８、およびハウジング１２０を備えている。このうち、第１ピニオン軸１０２、第１ギヤ１０３、第２ピニオン軸１０４、第２ギヤ１０５、出力軸１０６、および出力ギヤ１０７は、特許請求の範囲に記載の「駆動伝達系」を構成する。 The drive device 100 is a device that reduces the rotation of the motor 101 by a plurality of gears and outputs the motor 101 from the output shaft 106. In the present embodiment, a DC brushless motor is used as the motor 101, but the present invention can be diverted even if it is a DC motor. As shown in FIGS. 1 and 2A, the drive device 100 includes a motor 101, a first pinion shaft 102, a first gear 103, a second pinion shaft 104, a second gear 105, an output shaft 106, and an output gear 107. , Output flange 108, and housing 120. Of these, the first pinion shaft 102, the first gear 103, the second pinion shaft 104, the second gear 105, the output shaft 106, and the output gear 107 constitute the "drive transmission system" described in the claims. ..

図２（ａ）に示すように、駆動装置１００は、ハウジング１２０内において、４つの回転軸（モータ１０１が有する駆動軸１０１Ａ、第１ピニオン軸１０２、第２ピニオン軸１０４、出力軸１０６）が、いずれも上下方向（図中Ｚ軸方向）を軸方向として、互いに並行かつ同一直線上に並べて設けられている。駆動軸１０１Ａは、モータ１０１が有する回転軸であり、ハウジング１２０の底面に取り付けられたモータ１０１から、ハウジング１２０の内部へと挿入されている。第１ピニオン軸１０２、第２ピニオン軸１０４、および出力軸１０６の各々は、ハウジング１２０内に固設された上下一対のベアリング１０９によって、両端が回転自在に支持されている。これにより、各回転軸間は、所定の距離精度が保たれている。 As shown in FIG. 2A, the drive device 100 has four rotation shafts (drive shaft 101A, first pinion shaft 102, second pinion shaft 104, output shaft 106 included in the motor 101) in the housing 120. , All are provided side by side in parallel with each other and on the same straight line with the vertical direction (Z-axis direction in the figure) as the axial direction. The drive shaft 101A is a rotation shaft of the motor 101, and is inserted into the inside of the housing 120 from the motor 101 attached to the bottom surface of the housing 120. Both ends of the first pinion shaft 102, the second pinion shaft 104, and the output shaft 106 are rotatably supported by a pair of upper and lower bearings 109 fixed in the housing 120. As a result, a predetermined distance accuracy is maintained between the rotation axes.

また、ハウジング１２０内において、３つのギヤ（第１ギヤ１０３、第２ギヤ１０５、および出力ギヤ１０７）が配置されている。第１ギヤ１０３は、第１ピニオン軸１０２に圧入されており、駆動軸１０１Ａに形成されているギヤと噛み合う。第２ギヤ１０５は、第２ピニオン軸１０４に圧入されており、第１ピニオン軸１０２に形成されているギヤと噛み合う。出力ギヤ１０７は、出力軸１０６に圧入されており、第２ピニオン軸１０４に形成されているギヤと噛み合う。 Further, three gears (first gear 103, second gear 105, and output gear 107) are arranged in the housing 120. The first gear 103 is press-fitted into the first pinion shaft 102 and meshes with the gear formed on the drive shaft 101A. The second gear 105 is press-fitted into the second pinion shaft 104 and meshes with the gear formed on the first pinion shaft 102. The output gear 107 is press-fitted into the output shaft 106 and meshes with a gear formed on the second pinion shaft 104.

このように構成された駆動装置１００は、モータ１０１が、図３で後述する制御基板１４０の制御によって駆動されると、モータ１０１の駆動軸１０１Ａが回転する。駆動軸１０１Ａは、そのギヤ部分において第１ギヤ１０３と噛み合いつつ、回転することによって、第１ギヤ１０３に回転力を伝える。 In the drive device 100 configured in this way, when the motor 101 is driven by the control of the control board 140 described later in FIG. 3, the drive shaft 101A of the motor 101 rotates. The drive shaft 101A transmits a rotational force to the first gear 103 by rotating while meshing with the first gear 103 in the gear portion thereof.

第１ギヤ１０３は、第１ピニオン軸１０２とともに回転する。第１ピニオン軸１０２は、そのギヤ部分において第２ギヤ１０５と噛み合いつつ、回転することによって、第２ギヤ１０５および第２ピニオン軸１０４に回転力を伝える。 The first gear 103 rotates together with the first pinion shaft 102. The first pinion shaft 102 rotates while meshing with the second gear 105 in its gear portion, thereby transmitting a rotational force to the second gear 105 and the second pinion shaft 104.

第２ギヤ１０５は、第２ピニオン軸１０４とともに回転する、第２ピニオン軸１０４は、そのギヤ部分において出力ギヤ１０７と噛み合いつつ回転することによって、出力ギヤ１０７および出力軸１０６に回転力を伝える。 The second gear 105 rotates together with the second pinion shaft 104. The second pinion shaft 104 transmits a rotational force to the output gear 107 and the output shaft 106 by rotating while meshing with the output gear 107 in the gear portion thereof.

出力ギヤ１０７は、出力軸１０６とともに回転する。出力軸１０６は、その一部がハウジング１２０の上面から突出しており、この突出部分には、円盤状の出力フランジ１０８が装着されている。出力フランジ１０８は、出力軸１０６とともに回転する。出力フランジ１０８は、駆動装置１００から出力される回転力を、当該回転力を利用する装置に伝えるための部材である。 The output gear 107 rotates together with the output shaft 106. A part of the output shaft 106 protrudes from the upper surface of the housing 120, and a disk-shaped output flange 108 is attached to the protruding portion. The output flange 108 rotates together with the output shaft 106. The output flange 108 is a member for transmitting the rotational force output from the drive device 100 to the device using the rotational force.

出力フランジ１０８の回転速度は、モータ１０１の回転速度に対し、３つのギヤ（第１ギヤ１０３、第２ギヤ１０５、および出力ギヤ１０７）によって減速されたものとなる。したがって、これら３つのギヤの歯数を調整して、減速比を調整することにより、出力フランジ１０８の回転速度を、所望の回転速度まで減速させることができる。なお、図１および図２（ａ）に示す例では、各ギヤが前段の回転軸と噛み合う構成を採用している関係上、第１ギヤ１０３よりも第２ギヤ１０５の直径を大きくしており、第２ギヤ１０５よりも出力ギヤ１０７の直径を大きくしている。各ギヤの厚みも、入力側よりも出力側を大きくしており、これにより、各ギヤのギヤは、増大したトルクに十分に耐えられるようになっている。 The rotation speed of the output flange 108 is reduced by three gears (first gear 103, second gear 105, and output gear 107) with respect to the rotation speed of the motor 101. Therefore, by adjusting the number of teeth of these three gears and adjusting the reduction ratio, the rotation speed of the output flange 108 can be reduced to a desired rotation speed. In the examples shown in FIGS. 1 and 2A, the diameter of the second gear 105 is larger than that of the first gear 103 because each gear adopts a configuration in which it meshes with the rotation shaft of the previous stage. , The diameter of the output gear 107 is larger than that of the second gear 105. The thickness of each gear is also larger on the output side than on the input side, so that the gears of each gear can sufficiently withstand the increased torque.

出力フランジ１０８の回転力は、当該回転力を利用する装置に伝えられる。例えば、出力フランジ１０８の回転力を、ロボットアームの回転に使用する場合、出力フランジ１０８を、ロボットアームの関節の回転軸と接続することで、ロボットアームを回転させることが可能となる。この際、出力フランジ１０８の表面から突出したピン１０８Ａを、ロボットアームの関節の回転軸にはめ込むことで、当該回転軸の位置合わせおよび滑り止めが可能となる。 The rotational force of the output flange 108 is transmitted to a device that utilizes the rotational force. For example, when the rotational force of the output flange 108 is used for the rotation of the robot arm, the robot arm can be rotated by connecting the output flange 108 to the rotation axis of the joint of the robot arm. At this time, by fitting the pin 108A protruding from the surface of the output flange 108 into the rotation shaft of the joint of the robot arm, the rotation shaft can be aligned and prevented from slipping.

制御基板１４０は、モータ１０１の内部に設けられたエンコーダ１０１Ｂ（回転角検知センサ）によって検知されたモータ１０１の回転角から、ロボットアームの動作角度を算出することが可能である。すなわち、制御基板１４０は、エンコーダ１０１Ｂの出力値に基づいて、モータ１０１の回転角を制御することにより、ロボットアームの動作角度を、所望の角度とすることができる。 The control board 140 can calculate the operating angle of the robot arm from the rotation angle of the motor 101 detected by the encoder 101B (rotation angle detection sensor) provided inside the motor 101. That is, the control board 140 can set the operating angle of the robot arm to a desired angle by controlling the rotation angle of the motor 101 based on the output value of the encoder 101B.

なお、ロボットアームの動作角度をより正確に検出するために、例えば、図２に示すように、制御基板１４０の出力軸１０６の端部と対向する位置に、出力フランジ１０８（出力軸１０６）の回転角を検出する角度センサ１４２を設けるようにしてもよい。この角度センサ１４２として、例えば、磁気式エンコーダを用いる場合、出力軸１０６の端部に円形の永久磁石を埋め込み、角度センサ１４２のホールＩＣによって、出力軸１０６の回転に伴う永久磁石のＳ極とＮ極との切り替わりを検知することで、出力フランジ１０８（出力軸１０６）の回転角を検知することが可能となる。制御基板１４０は、角度センサ１４２によって検知された出力フランジ１０８（出力軸１０６）の回転角に基づいて、モータ１０１を制御することにより、ロボットアームの動作角度を、より正確に所望の角度とすることができる。 In order to detect the operating angle of the robot arm more accurately, for example, as shown in FIG. 2, the output flange 108 (output shaft 106) is located at a position facing the end of the output shaft 106 of the control board 140. An angle sensor 142 for detecting the rotation angle may be provided. When a magnetic encoder is used as the angle sensor 142, for example, a circular permanent magnet is embedded in the end of the output shaft 106, and the Hall IC of the angle sensor 142 is used to connect the S pole of the permanent magnet with the rotation of the output shaft 106. By detecting the switching with the N pole, it is possible to detect the rotation angle of the output flange 108 (output shaft 106). The control board 140 controls the motor 101 based on the rotation angle of the output flange 108 (output shaft 106) detected by the angle sensor 142 to more accurately set the operating angle of the robot arm to a desired angle. be able to.

（ブレーキ機構１３０）
ここで、本実施形態の駆動装置１００は、ブレーキ機構１３０をさらに備える。ブレーキ機構１３０は、駆動伝達系（駆動軸１０１Ａ、第１ピニオン軸１０２、第２ピニオン軸１０４、および出力軸１０６）の回転を制動する。これにより、例えば、モータ１０１の回転を停止させたときに、ブレーキ機構１３０によって駆動伝達系の回転を制動することで、駆動装置１００による駆動対象（例えば、ロボットアーム）が、重力等の影響によって自動的に降下してしまうことを防止することができる。 (Brake mechanism 130)
Here, the drive device 100 of the present embodiment further includes a brake mechanism 130. The brake mechanism 130 brakes the rotation of the drive transmission system (drive shaft 101A, first pinion shaft 102, second pinion shaft 104, and output shaft 106). As a result, for example, when the rotation of the motor 101 is stopped, the rotation of the drive transmission system is braked by the brake mechanism 130, so that the drive target (for example, the robot arm) by the drive device 100 is affected by gravity or the like. It is possible to prevent the vehicle from automatically descending.

図１および図２（ａ）に示すように、ブレーキ機構１３０は、第１ピニオン軸１０２と同軸上に設けられている。具体的には、ブレーキ機構１３０は、第１ピニオン軸１０２における、ハウジング１２０の上面から突出した部分に設けられている。 As shown in FIGS. 1 and 2A, the brake mechanism 130 is provided coaxially with the first pinion shaft 102. Specifically, the brake mechanism 130 is provided at a portion of the first pinion shaft 102 that protrudes from the upper surface of the housing 120.

ブレーキ機構１３０としては、第１ピニオン軸１０２の回転を制動するための、公知の様々なブレーキ機構を採用することが可能であるが、例えば、本実施形態では、図２（ｂ）に示す構成を採用している。 As the brake mechanism 130, various known brake mechanisms for braking the rotation of the first pinion shaft 102 can be adopted. For example, in the present embodiment, the configuration shown in FIG. 2B can be adopted. Is adopted.

図２（ｂ）は、図２（ａ）に示すブレーキ機構１３０の拡大断面図である。図２（ｂ）に示すように、ブレーキ機構１３０は、ハウジング１３１、ロータハブ１３２、およびブレーキ本体１３３を有して構成されている。 FIG. 2B is an enlarged cross-sectional view of the brake mechanism 130 shown in FIG. 2A. As shown in FIG. 2B, the brake mechanism 130 includes a housing 131, a rotor hub 132, and a brake body 133.

第１ピニオン軸１０２は、その一部がハウジング１２０の上面から、ハウジング１３１の内部へと突出している。ハウジング１３１の内部において、第１ピニオン軸１０２の先端には、ロータハブ１３２が装着されている。ロータハブ１３２は、ピンにより力を伝達し、抜け止めのネジによって第１ピニオン軸１０２に固定されている。これにより、ロータハブ１３２は、第１ピニオン軸１０２とともに回転する。 A part of the first pinion shaft 102 projects from the upper surface of the housing 120 to the inside of the housing 131. Inside the housing 131, a rotor hub 132 is attached to the tip of the first pinion shaft 102. The rotor hub 132 transmits a force by a pin and is fixed to the first pinion shaft 102 by a retaining screw. As a result, the rotor hub 132 rotates together with the first pinion shaft 102.

ロータハブ１３２は、ブレーキ本体１３３の内部の摩擦板と噛み合うように正方形になっている。これにより、第１ピニオン軸１０２が回転すると、その回転はロータハブ１３２を介して、ブレーキ本体１３３の内部の摩擦板に伝わり、これにより、当該摩擦板が回転するようになっている。 The rotor hub 132 is square so as to mesh with the friction plate inside the brake body 133. As a result, when the first pinion shaft 102 rotates, the rotation is transmitted to the friction plate inside the brake body 133 via the rotor hub 132, whereby the friction plate rotates.

ブレーキ本体１３３は、摩擦板、パッド、ばね、ソレノイドを有する。ブレーキの使用時には、パッドが、ばねの力によって、摩擦板に押し付けられる。これにより、パッドと摩擦板との間の摩擦力により、第１ピニオン軸１０２の回転が制動される。ソレノイドは、ブレーキの未使用時には、通電されることによって、パッドが摩擦板に当接しないように、パッドを吸引する。すなわち、ソレノイドは、ブレーキの未使用時には、常に所定の電流が流れるため、発熱源となる。 The brake body 133 has a friction plate, a pad, a spring, and a solenoid. When using the brake, the pad is pressed against the friction plate by the force of the spring. As a result, the rotation of the first pinion shaft 102 is braked by the frictional force between the pad and the friction plate. When the brake is not in use, the solenoid is energized to suck the pad so that the pad does not come into contact with the friction plate. That is, the solenoid is a heat source because a predetermined current always flows when the brake is not in use.

ハウジング１３１には、ブレーキ本体１３３の発熱を逃がすための、ヒートシングが設けられてもよい。これにより、ブレーキ本体１３３の発熱がモータ１０１に伝わり難くし、モータ１０１が温度上昇により異常停止してしまうことを抑制することができる。他の構成例として、例えば、ハウジング１３１を駆動対象（例えば、ロボットアーム等）に接触させて、当該駆動対象を介して、ハウジング１３１の発熱を逃がすようにしてもよい。 The housing 131 may be provided with heating to dissipate heat generated by the brake body 133. As a result, the heat generated by the brake body 133 is less likely to be transmitted to the motor 101, and it is possible to prevent the motor 101 from abnormally stopping due to a temperature rise. As another configuration example, for example, the housing 131 may be brought into contact with a drive target (for example, a robot arm or the like) so that heat generated by the housing 131 is released through the drive target.

なお、ブレーキ機構１３０は、図２（ｂ）に示す構成以外の構成であってもよい。例えば、ロータハブ１３２の代わりに、円板に穴が開いた形状のストップ板を取り付け、その穴にソレノイドの軸を差し込むことで、第１ピニオン軸１０２の回転を制動する構成を採用してもよい。この場合、摩擦板にパッドを押し付ける構成よりも、小さな力でブレーキをかけることが可能となり、上述したブレーキ本体１３３の発熱の観点からも、有利な方法と言える。 The brake mechanism 130 may have a configuration other than that shown in FIG. 2B. For example, instead of the rotor hub 132, a stop plate having a hole in the disk may be attached, and a solenoid shaft may be inserted into the hole to brake the rotation of the first pinion shaft 102. .. In this case, the brake can be applied with a smaller force than the configuration in which the pad is pressed against the friction plate, which is an advantageous method from the viewpoint of heat generation of the brake body 133 described above.

（制御基板１４０）
また、本実施形態の駆動装置１００は、制御基板１４０をさらに備える。制御基板１４０は、モータ１０１の駆動制御を行う装置である。制御基板１４０は、コネクタ１４０Ａを介して、上位コントローラから位置目標値ｘｔｇｔおよび速度目標値ｖｔｇｔが入力される。そして、制御基板１４０は、コネクタ１４０Ａを介して、モータ１０１を駆動するための制御信号をモータ１０１へ出力する。図２（ａ）に示すように、制御基板１４０は、ハウジング１２０の底面、且つ、出力軸１０６の下方に設けられている。すなわち、図２（ａ）に示すように、ハウジング１２０の底面には、モータ１０１および制御基板１４０が設けられており、モータ１０１は、入力側（駆動軸１０１Ａ上）に配置されており、制御基板１４０は、出力側（出力軸１０６上）に配置されている。 (Control board 140)
Further, the drive device 100 of the present embodiment further includes a control board 140. The control board 140 is a device that controls the drive of the motor 101. In the control board 140, the position target value xtgt and the speed target value vtgt are input from the host controller via the connector 140A. Then, the control board 140 outputs a control signal for driving the motor 101 to the motor 101 via the connector 140A. As shown in FIG. 2A, the control board 140 is provided on the bottom surface of the housing 120 and below the output shaft 106. That is, as shown in FIG. 2A, a motor 101 and a control board 140 are provided on the bottom surface of the housing 120, and the motor 101 is arranged on the input side (on the drive shaft 101A) for control. The substrate 140 is arranged on the output side (on the output shaft 106).

（制御基板１４０の構成）
図３は、本発明の第１実施形態に係る制御基板１４０の構成を示す図である。図３に示すように、制御基板１４０は、位置・速度制御部１４１およびドライバ１４３を備えている。制御基板１４０は全ての機能を回路で実行する他、それらの機能の一部をソフトウェア（ＣＰＵ）によって実行するものであっても良い。また、制御基板１４０は、複数の回路又は複数のソフトウェアによって実行されるものであっても良い。 (Structure of control board 140)
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a control board 140 according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, the control board 140 includes a position / speed control unit 141 and a driver 143. In addition to executing all the functions in the circuit, the control board 140 may execute some of the functions by software (CPU). Further, the control board 140 may be executed by a plurality of circuits or a plurality of software.

ここで、図３に示すように、モータ１０１は、エンコーダ１０１Ｂを有している。具体的には、エンコーダ１０１Ｂは、モータ１０１の駆動軸１０１Ａに設けられており、モータ１０１のエンコーダ信号ｅｎｃ１を出力する。エンコーダ信号ｅｎｃ１は、制御基板１４０の位置・速度制御部１４１に供給され、位置・速度制御部１４１によってモータ１０１の位置および速度のＰＩＤ（Proportional Integral Differential）制御に用いられる。 Here, as shown in FIG. 3, the motor 101 has an encoder 101B. Specifically, the encoder 101B is provided on the drive shaft 101A of the motor 101, and outputs the encoder signal enc1 of the motor 101. The encoder signal enc1 is supplied to the position / speed control unit 141 of the control board 140, and is used by the position / speed control unit 141 for PID (Proportional Integral Differential) control of the position and speed of the motor 101.

位置・速度制御部１４１は、上位コントローラから入力される位置目標値ｘｔｇｔおよび速度目標値ｖｔｇｔと、エンコーダ１０１Ｂから出力されるモータ１０１のエンコード信号ｅｎｃ１とに基づき、モータ１０１のＰＩＤ制御を行う。その結果、位置・速度制御部１４１は、モータ１０１の駆動軸１０１Ａの位置および速度を、位置目標値ｘｔｇｔおよび速度目標値ｖｔｇｔに一致させるための、モータ１０１の電圧指令値ｄｒｖｏｕｔをドライバ１４３へ出力する。ドライバ１４３は、入力された電圧指令値ｄｒｖｏｕｔに応じて、モータ１０１の駆動信号（ＤＣモータ、ＤＣブラシレスモータ等、モータ形態に合わせた駆動信号）を生成し、当該駆動信号をモータ１０１へ出力する。これにより、モータ１０１の駆動軸１０１Ａが回転することとなる。位置目標値ｘｔｇｔ、速度目標値ｖｔｇｔ、および電圧指令値はデジタル値であり、例えば−２５５〜２５５までの数値で表される。これらの数値はそれぞれ下限と上限が異なるものであっても良い。 The position / speed control unit 141 performs PID control of the motor 101 based on the position target value xtgt and the speed target value vtgt input from the host controller and the encode signal enc1 of the motor 101 output from the encoder 101B. As a result, the position / speed control unit 141 outputs the voltage command value drvout of the motor 101 to the driver 143 in order to match the position and speed of the drive shaft 101A of the motor 101 with the position target value xtgt and the speed target value vtgt. do. The driver 143 generates a drive signal of the motor 101 (a drive signal according to the motor form such as a DC motor or a DC brushless motor) according to the input voltage command value drvout, and outputs the drive signal to the motor 101. .. As a result, the drive shaft 101A of the motor 101 rotates. The position target value xtgt, the speed target value vtgt, and the voltage command value are digital values, and are represented by numerical values from -255 to 255, for example. These numerical values may have different lower and upper limits.

以上説明したように、本実施形態の駆動装置１００によれば、ブレーキ機構１３０が、３つのギヤ（第１ギヤ１０３、第２ギヤ１０５、および出力ギヤ１０７）のうちの、いずれか一のギヤの回転軸上に設けられている。すなわち、本実施形態の駆動装置１００によれば、ブレーキ軸を別途設ける必要がないため、ハウジング１２０の縦横幅（図中Ｘ軸方向およびＹ軸方向の幅）を拡大することなく、ブレーキ機構１３０を設けることができる。したがって、本実施形態の駆動装置１００によれば、当該駆動装置１００の全体的なサイズの大型化を抑制しつつ、ブレーキ機構１３０を設けることができる。 As described above, according to the drive device 100 of the present embodiment, the brake mechanism 130 is the gear of any one of the three gears (first gear 103, second gear 105, and output gear 107). It is provided on the rotation axis of. That is, according to the drive device 100 of the present embodiment, since it is not necessary to separately provide the brake shaft, the brake mechanism 130 does not increase the vertical and horizontal widths (widths in the X-axis direction and Y-axis direction in the drawing) of the housing 120. Can be provided. Therefore, according to the drive device 100 of the present embodiment, the brake mechanism 130 can be provided while suppressing an increase in the overall size of the drive device 100.

特に、本実施形態の駆動装置１００によれば、ブレーキ機構１３０が、モータ１０１の駆動軸１０１Ａに最も近いギヤである第１ギヤ１０３の回転軸（すなわち、第１ピニオン軸１０２）上に設けられている。すなわち、本実施形態の駆動装置１００によれば、回転トルクが比較的小さい回転軸上に、ブレーキ機構１３０が設けられているため、比較的弱い制動力（パッドを押し付けるバネの押し付け力）で、駆動伝達系の回転を制動することができる。このため、本実施形態の駆動装置１００によれば、ブレーキ機構１３０として、比較的小型のものを採用することができる。したがって、本実施形態の駆動装置１００によれば、当該駆動装置１００の全体的なサイズの大型化を抑制しつつ、ブレーキ機構１３０を設けることができる。 In particular, according to the drive device 100 of the present embodiment, the brake mechanism 130 is provided on the rotation shaft (that is, the first pinion shaft 102) of the first gear 103, which is the gear closest to the drive shaft 101A of the motor 101. ing. That is, according to the drive device 100 of the present embodiment, since the brake mechanism 130 is provided on the rotation shaft having a relatively small rotational torque, a relatively weak braking force (pressing force of the spring that presses the pad) is used. The rotation of the drive transmission system can be braked. Therefore, according to the drive device 100 of the present embodiment, a relatively small brake mechanism 130 can be adopted. Therefore, according to the drive device 100 of the present embodiment, the brake mechanism 130 can be provided while suppressing an increase in the overall size of the drive device 100.

さらに、本実施形態の駆動装置１００によれば、制御基板１４０が、ハウジング１２０のモータ１０１が配置されている面と同一面上、且つ、モータ１０１の駆動軸１０１Ａから最も遠いギヤである出力ギヤ１０７の回転軸（出力軸１０６）上に設けられている。このため、本実施形態の駆動装置１００によれば、ハウジング１２０の縦横幅（図中Ｘ軸方向およびＹ軸方向の幅）を拡大することなく、ハウジング１２０の表面上に制御基板１４０を設けることができる。したがって、本実施形態の駆動装置１００によれば、当該駆動装置１００の全体的なサイズの大型化を抑制することができる。 Further, according to the drive device 100 of the present embodiment, the control board 140 is on the same surface as the surface of the housing 120 on which the motor 101 is arranged, and the output gear is the gear farthest from the drive shaft 101A of the motor 101. It is provided on the rotation shaft (output shaft 106) of 107. Therefore, according to the drive device 100 of the present embodiment, the control board 140 is provided on the surface of the housing 120 without increasing the vertical and horizontal widths (widths in the X-axis direction and the Y-axis direction in the drawing) of the housing 120. Can be done. Therefore, according to the drive device 100 of the present embodiment, it is possible to suppress an increase in the overall size of the drive device 100.

〔第２実施形態〕
次に、図４および図５を参照して、本発明の第２実施形態について説明する。 [Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 and 5.

（駆動装置１５０の構成）
図４は、本発明の第２実施形態に係る駆動装置１５０の構成を示す平面図である。図５は、図４に示す駆動装置１５０のＡ−Ａ断面図である。なお、第２実施形態の駆動装置１５０において、第１実施形態の駆動装置１００と同様の構成要素については、駆動装置１００と同一の符号を付し、ここでの説明を省略する。 (Structure of drive device 150)
FIG. 4 is a plan view showing the configuration of the drive device 150 according to the second embodiment of the present invention. FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line AA of the drive device 150 shown in FIG. In the drive device 150 of the second embodiment, the same components as those of the drive device 100 of the first embodiment are designated by the same reference numerals as those of the drive device 100, and the description thereof will be omitted here.

図４および図５に示すように、第２実施形態の駆動装置１５０は、駆動伝達系の最終段として、出力軸１０６の代わりに、遊星（プラネタリ）ギヤユニット１６０が設けられている点で、第１実施形態の駆動装置１００と異なる。遊星ギヤユニット１６０は、太陽ギヤ１６１、複数の遊星ギヤ１６２、外輪ギヤ１６３、および遊星キャリヤ１６４を備えて構成されている。 As shown in FIGS. 4 and 5, the drive device 150 of the second embodiment is provided with a planetary gear unit 160 instead of the output shaft 106 as the final stage of the drive transmission system. It is different from the drive device 100 of the first embodiment. The planetary gear unit 160 includes a sun gear 161, a plurality of planetary gears 162, an outer ring gear 163, and a planetary carrier 164.

太陽ギヤ１６１は、出力ギヤ１０７および出力フランジ１０８と同軸上に配置されており、出力ギヤ１０７とともに回転する。各遊星ギヤ１６２は、遊星キャリヤ１６４の底面に形成されている軸に圧入されており、且つ、太陽ギヤ１６１と、ハウジング１２０に固定された外輪ギヤ１６３とに噛み合っている。 The sun gear 161 is arranged coaxially with the output gear 107 and the output flange 108, and rotates together with the output gear 107. Each planetary gear 162 is press-fitted into a shaft formed on the bottom surface of the planetary carrier 164, and meshes with the sun gear 161 and the outer ring gear 163 fixed to the housing 120.

駆動装置１５０は、第１実施形態の駆動装置１００と同様に、モータ１０１の回転が、３つのギヤ（第１ギヤ１０３、第２ギヤ１０５、および出力ギヤ１０７）を介して、減速されつつ太陽ギヤ１６１に伝達されると、太陽ギヤ１６１の回転が、複数の遊星ギヤ１６２に伝達される。そして、各遊星ギヤ１６２は、外輪ギヤ１６３と太陽ギヤ１６１との間を、自転しながら遊星キャリヤ１６４とともに公転する。これにより、複数の遊星ギヤ１６２が、遊星キャリヤ１６４を介して出力フランジ１０８を回転させる。 In the drive device 150, similarly to the drive device 100 of the first embodiment, the rotation of the motor 101 is decelerated via three gears (first gear 103, second gear 105, and output gear 107) while the sun is decelerated. When transmitted to the gear 161 the rotation of the sun gear 161 is transmitted to the plurality of planetary gears 162. Then, each planetary gear 162 revolves between the outer ring gear 163 and the sun gear 161 together with the planetary carrier 164 while rotating. As a result, the plurality of planetary gears 162 rotate the output flange 108 via the planetary carrier 164.

なお、第２実施形態の駆動装置１５０は、第１実施形態の駆動装置１００と同様に、第１ピニオン軸１０２と同軸上にブレーキ機構１３０が設けられている。したがって、第２実施形態の駆動装置１５０によれば、ブレーキ機構１３０に関し、第１実施形態のブレーキ機構１３０と同様の効果を奏することができる。 The drive device 150 of the second embodiment is provided with the brake mechanism 130 coaxially with the first pinion shaft 102, similarly to the drive device 100 of the first embodiment. Therefore, according to the drive device 150 of the second embodiment, the same effect as that of the brake mechanism 130 of the first embodiment can be obtained with respect to the brake mechanism 130.

加えて、第２実施形態の駆動装置１５０は、出力軸１０６の代わりに、遊星ギヤユニット１６０が設けられているため、駆動伝達系の最終段のギヤ（太陽ギヤ１６１）にかかる負荷を、複数の遊星ギヤ１６２に分散することができる。すなわち、駆動伝達系の最終段のギヤ（太陽ギヤ１６１）の一歯当たりにかかる負荷を低下させることができるため、当該ギヤの長寿命化を図ることができる。特に、本構成は、出力トルクが比較的大きいモータ１０１を用いた場合に、より有用である。 In addition, since the drive device 150 of the second embodiment is provided with the planetary gear unit 160 instead of the output shaft 106, a plurality of loads applied to the final gear (sun gear 161) of the drive transmission system are applied. Can be dispersed in planetary gears 162. That is, since the load applied to each tooth of the gear (sun gear 161) in the final stage of the drive transmission system can be reduced, the life of the gear can be extended. In particular, this configuration is more useful when a motor 101 having a relatively large output torque is used.

〔第３実施形態〕
次に、図６〜図１１を参照して、本発明の第３実施形態について説明する。 [Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 to 11.

（駆動装置６００の構成）
図６は、本発明の第３実施形態に係る駆動装置６００の構成を示す平面図である。図６に示す駆動装置６００は、２つのモータ（第１のモータ６０１および第２のモータ６５１）を備えており、これら２つのモータの回転を、第１の駆動伝達系および第２の駆動伝達系によって出力ギヤ６０８に伝達し、当該出力ギヤ６０８を回転させる構成を有している。 (Configuration of drive device 600)
FIG. 6 is a plan view showing the configuration of the drive device 600 according to the third embodiment of the present invention. The drive device 600 shown in FIG. 6 includes two motors (first motor 601 and second motor 651), and the rotation of these two motors is transmitted to the first drive transmission system and the second drive transmission system. The system has a configuration in which the output gear 608 is transmitted to the output gear 608 to rotate the output gear 608.

駆動装置６００において、第１のモータ６０１の駆動軸６０１Ａの回転は、第１の駆動伝達系によって減速され、出力ギヤ６０８へと伝わる。第１の駆動伝達系は、第１実施形態の駆動伝達系と同様に、複数段のギヤおよび複数の回転軸（第１ピニオン軸６０２、第１ギヤ６０３、第２ピニオン軸６０４、第２ギヤ６０５、第３ピニオン軸６０６、および第３ギヤ６０７）を有して構成されている。第１の駆動伝達系は、駆動軸６０１Ａとともに、ハウジング６２０内に収容されている。駆動軸６０１Ａは、ハウジング６２０の底面に取り付けられた第１のモータ６０１から、ハウジング６２０の内部へと挿入されている。 In the drive device 600, the rotation of the drive shaft 601A of the first motor 601 is decelerated by the first drive transmission system and transmitted to the output gear 608. Similar to the drive transmission system of the first embodiment, the first drive transmission system has a plurality of gears and a plurality of rotation shafts (first pinion shaft 602, first gear 603, second pinion shaft 604, second gear). It is configured to have 605, a third pinion shaft 606, and a third gear 607). The first drive transmission system is housed in the housing 620 together with the drive shaft 601A. The drive shaft 601A is inserted into the inside of the housing 620 from the first motor 601 attached to the bottom surface of the housing 620.

また、駆動装置６００において、第１の駆動伝達系に対しては、当該第１の駆動伝達系の回転を制動するためのブレーキ機構６３０が設けられている。ブレーキ機構６３０は、第１実施形態と同様に、第１ピニオン軸６０２と同軸上（第１ピニオン軸６０２のハウジング６２０の上面から突出した部分）に設けられている。すなわち、第３実施形態の駆動装置６００によれば、第１実施形態のブレーキ機構１３０による効果と同様の効果を奏することができる。 Further, in the drive device 600, the first drive transmission system is provided with a brake mechanism 630 for braking the rotation of the first drive transmission system. The brake mechanism 630 is provided coaxially with the first pinion shaft 602 (a portion of the first pinion shaft 602 protruding from the upper surface of the housing 620), as in the first embodiment. That is, according to the drive device 600 of the third embodiment, the same effect as that of the brake mechanism 130 of the first embodiment can be obtained.

駆動装置６００において、第２のモータ６５１の駆動軸６５１Ａの回転は、第２の駆動伝達系によって減速され、出力フランジ１０８へと伝わる。第２の駆動伝達系は、第１実施形態の駆動伝達系と同様に、複数段のギヤおよび複数の回転軸（第１ピニオン軸６５２、第１ギヤ６５３、第２ピニオン軸６５４、第２ギヤ６５５、第３ピニオン軸６５６、および第３ギヤ６５７）を有して構成されている。第２の駆動伝達系は、駆動軸６５１Ａとともに、ハウジング６２０内に収容されている。駆動軸６５１Ａは、ハウジング６２０の底面に取り付けられた第２のモータ６５１から、ハウジング６２０の内部へと挿入されている。 In the drive device 600, the rotation of the drive shaft 651A of the second motor 651 is decelerated by the second drive transmission system and transmitted to the output flange 108. The second drive transmission system has a plurality of gears and a plurality of rotation shafts (first pinion shaft 652, first gear 653, second pinion shaft 654, second gear), similarly to the drive transmission system of the first embodiment. It has 655, a third pinion shaft 656, and a third gear 657). The second drive transmission system is housed in the housing 620 together with the drive shaft 651A. The drive shaft 651A is inserted into the inside of the housing 620 from the second motor 651 attached to the bottom surface of the housing 620.

また、駆動装置６００において、第２の駆動伝達系に対しては、当該第２の駆動伝達系の回転を制動するためのブレーキ機構６８０が設けられている。ブレーキ機構６８０は、第１実施形態と同様に、第１ピニオン軸６５２と同軸上（第１ピニオン軸６５２のハウジング６２０の上面から突出した部分）に設けられている。すなわち、第３実施形態の駆動装置６００によれば、第１実施形態のブレーキ機構１３０による効果と同様の効果を奏することができる。 Further, in the drive device 600, the second drive transmission system is provided with a brake mechanism 680 for braking the rotation of the second drive transmission system. The brake mechanism 680 is provided coaxially with the first pinion shaft 652 (a portion of the first pinion shaft 652 protruding from the upper surface of the housing 620), as in the first embodiment. That is, according to the drive device 600 of the third embodiment, the same effect as that of the brake mechanism 130 of the first embodiment can be obtained.

なお、第１の駆動伝達系および第２の駆動伝達系の具体的な構成は、第１実施形態の駆動伝達系（図２参照）と同様であるため、説明を省略する。但し、この第３実施形態では、第１の駆動伝達系および第２の駆動伝達系を４軸構成としている点で、３軸構成を採用している第１実施形態と異なる。 Since the specific configurations of the first drive transmission system and the second drive transmission system are the same as those of the drive transmission system of the first embodiment (see FIG. 2), the description thereof will be omitted. However, this third embodiment is different from the first embodiment in that the first drive transmission system and the second drive transmission system have a four-axis configuration.

このように構成された駆動装置６００は、例えば、第１のモータ６０１の駆動軸６０１Ａの回転方向と、第２のモータ６５１の駆動軸６５１Ａの回転方向とを互いに異ならせることにより、出力ギヤ６０８のバックラッシュ（ギヤ間の隙間）を低減することができる。 The drive device 600 configured in this way has, for example, an output gear 608 by causing the rotation direction of the drive shaft 601A of the first motor 601 and the rotation direction of the drive shaft 651A of the second motor 651 to be different from each other. Backlash (gap between gears) can be reduced.

また、駆動装置６００は、例えば、第１のモータ６０１の駆動軸６０１Ａの回転方向と、第２のモータ６５１の駆動軸６５１Ａの回転方向とを互いに一致させることにより、出力ギヤ６０８を高トルク（２つのモータ６０１，６５１の出力トルクの合成トルク）で回転駆動することができる。 Further, the drive device 600 makes the output gear 608 a high torque (for example, by making the rotation direction of the drive shaft 601A of the first motor 601 and the rotation direction of the drive shaft 651A of the second motor 651 coincide with each other. It can be rotationally driven by the combined torque of the output torques of the two motors 601,651.

ここで、駆動装置６００は、第１のモータ６０１および第２のモータ６５１の各々の電圧指令値を制御するオフセット制御を行うことで、これら２つのモータ６０１，６５１と出力ギヤ６０８との間のバックラッシュを解消しつつ、これら２つのモータ６０１，６５１を駆動することができる。すなわち、駆動装置６００によれば、電圧制御によりバックラッシュを解消させることができるため、従来の電流制御によるバックラッシュを解消させる方法と比較して、低コストでバックラッシュを解消することができる。以下、これらの点について、具体的に説明する。 Here, the drive device 600 performs offset control for controlling the voltage command values of the first motor 601 and the second motor 651, thereby between the two motors 601, 651 and the output gear 608. These two motors 601, 651 can be driven while eliminating backlash. That is, according to the drive device 600, since the back crash can be eliminated by the voltage control, the back crash can be eliminated at a lower cost as compared with the conventional method of eliminating the back crash by the current control. Hereinafter, these points will be specifically described.

（制御基板２１０の構成）
図７は、本発明の第３実施形態に係る制御基板２１０の構成を示す図である。図７に示すように、制御基板２１０は、位置・速度制御部２１３、ドライバ２２３、およびドライバ２２４を備えている。制御基板２１０は全ての機能を回路で実行する他、それらの機能の一部をソフトウェア（ＣＰＵ）によって実行するものであっても良い。また、制御基板２１０は、複数の回路又は複数のソフトウェアによって実行されるものであっても良い。 (Structure of control board 210)
FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a control board 210 according to a third embodiment of the present invention. As shown in FIG. 7, the control board 210 includes a position / speed control unit 213, a driver 223, and a driver 224. In addition to executing all the functions in the circuit, the control board 210 may execute some of the functions by software (CPU). Further, the control board 210 may be executed by a plurality of circuits or a plurality of software.

ここで、図７に示すように、第１のモータ６０１は、エンコーダ６０１Ｂを有している。具体的には、エンコーダ６０１Ｂは、第１のモータ６０１の駆動軸６０１Ａに設けられており、第１のモータ６０１のエンコーダ信号ｅｎｃ１を出力する。エンコーダ信号ｅｎｃ１は、制御基板２１０の位置・速度制御部２１３に供給され、位置・速度制御部２１３によって第１のモータ６０１の位置および速度のＰＩＤ制御に用いられる。 Here, as shown in FIG. 7, the first motor 601 has an encoder 601B. Specifically, the encoder 601B is provided on the drive shaft 601A of the first motor 601 and outputs the encoder signal enc1 of the first motor 601. The encoder signal enc1 is supplied to the position / speed control unit 213 of the control board 210, and is used by the position / speed control unit 213 for PID control of the position and speed of the first motor 601.

また、図７に示すように、第２のモータ６５１は、エンコーダ６５１Ｂを有している。具体的には、エンコーダ６５１Ｂは、第２のモータ６５１の駆動軸６５１Ａに設けられており、第２のモータ６５１のエンコーダ信号ｅｎｃ２を出力する。エンコーダ信号ｅｎｃ２は、制御基板２１０の位置・速度制御部２１３に供給され、位置・速度制御部２１３によって第２のモータ６５１の位置および速度のＰＩＤ制御に用いられる。 Further, as shown in FIG. 7, the second motor 651 has an encoder 651B. Specifically, the encoder 651B is provided on the drive shaft 651A of the second motor 651, and outputs the encoder signal enc2 of the second motor 651. The encoder signal enc2 is supplied to the position / speed control unit 213 of the control board 210, and is used by the position / speed control unit 213 for PID control of the position and speed of the second motor 651.

位置・速度制御部２１３は、上位コントローラから入力される位置目標値ｘｔｇｔおよび速度目標値ｖｔｇｔと、エンコーダ６０１Ｂから出力される第１のモータ６０１のエンコード信号ｅｎｃ１とに基づき、第１のモータ６０１のＰＩＤ制御を行う。その結果、位置・速度制御部２１３は、第１のモータ６０１の駆動軸６０１Ａの位置および速度を、位置目標値ｘｔｇｔおよび速度目標値ｖｔｇｔに一致させるための、第１のモータ６０１の電圧指令値ｄｒｖｏｕｔをドライバ２２３へ出力する。ドライバ２２３は、入力された電圧指令値ｄｒｖｏｕｔに応じて、第１のモータ６０１の駆動信号（ＤＣモータ、ＤＣブラシレスモータ等、モータ形態に合わせた駆動信号）を生成し、当該駆動信号を第１のモータ６０１へ出力する。これにより、第１のモータ６０１の駆動軸６０１Ａが回転することとなる。 The position / speed control unit 213 of the first motor 601 is based on the position target value xtgt and the speed target value vtgt input from the host controller and the encode signal enc1 of the first motor 601 output from the encoder 601B. PID control is performed. As a result, the position / speed control unit 213 uses the voltage command value of the first motor 601 to match the position and speed of the drive shaft 601A of the first motor 601 with the position target value xtgt and the speed target value vtgt. Output drvout to driver 223. The driver 223 generates a drive signal of the first motor 601 (a drive signal suitable for the motor form such as a DC motor or a DC brushless motor) according to the input voltage command value drvout, and generates the drive signal for the first motor. Output to the motor 601 of. As a result, the drive shaft 601A of the first motor 601 will rotate.

また、位置・速度制御部２１３は、上位コントローラから入力される位置目標値ｘｔｇｔおよび速度目標値ｖｔｇｔと、エンコーダ６５１Ｂから出力される第２のモータ６５１のエンコード信号ｅｎｃ２とに基づき、第２のモータ６５１のＰＩＤ制御を行う。その結果、位置・速度制御部２１３は、第２のモータ６５１の駆動軸６５１Ａの位置および速度を、位置目標値ｘｔｇｔおよび速度目標値ｖｔｇｔに一致させるための、第２のモータ６５１の電圧指令値ｄｒｖｏｕｔをドライバ２２４へ出力する。ドライバ２２４は、入力された電圧指令値ｄｒｖｏｕｔに応じて、第２のモータ６５１の駆動信号（ＤＣモータ、ＤＣブラシレスモータ等、モータ形態に合わせた駆動信号）を生成し、当該駆動信号を第２のモータ６５１へ出力する。これにより、第２のモータ６５１の駆動軸６５１Ａが回転することとなる。 Further, the position / speed control unit 213 is based on the position target value xtgt and the speed target value vtgt input from the host controller and the encode signal enc2 of the second motor 651 output from the encoder 651B to the second motor. 651 PID control is performed. As a result, the position / speed control unit 213 has a voltage command value of the second motor 651 for matching the position and speed of the drive shaft 651A of the second motor 651 with the position target value xtgt and the speed target value vtgt. Output drvout to driver 224. The driver 224 generates a drive signal for the second motor 651 (a drive signal according to the motor form such as a DC motor or a DC brushless motor) according to the input voltage command value drvout, and generates the drive signal for the second motor. Output to the motor 651 of. As a result, the drive shaft 651A of the second motor 651 will rotate.

位置・速度制御部２１３は、第１のモータ６０１および第２のモータ６５１の各々の電圧指令値を制御するオフセット制御を行うことで、これら２つのモータ６０１，６５１と出力ギヤ６０８（図６参照）との間のバックラッシュを解消しつつ、これら２つのモータ６０１，６５１を駆動できるようにする。なお、位置・速度制御部２１３によるオフセット制御の詳細については、図８以降に説明する。 The position / speed control unit 213 performs offset control for controlling the voltage command values of the first motor 601 and the second motor 651, thereby performing these two motors 601, 651 and the output gear 608 (see FIG. 6). ), While eliminating the backlash, these two motors 601, 651 can be driven. The details of the offset control by the position / speed control unit 213 will be described later in FIG.

（位置・速度制御部２１３によるオフセット制御）
続いて、図８〜図１１を参照して、位置・速度制御部２１３によるオフセット制御について説明する。このオフセット制御は、第１のモータ６０１および第２のモータ６５１を駆動する際に、これら２つのモータ６０１，６５１の電圧指令値を制御することにより、これら２つのモータ６０１，６５１と出力ギヤ６０８との間のバックラッシュを解消させるためのものであり、制御基板２１０が備える位置・速度制御部２１３（図７参照）によって行われる。 (Offset control by position / speed control unit 213)
Subsequently, with reference to FIGS. 8 to 11, offset control by the position / speed control unit 213 will be described. This offset control controls the voltage command values of these two motors 601, 651 when driving the first motor 601 and the second motor 651, thereby controlling these two motors 601, 651 and the output gear 608. This is for eliminating the backlash between the two and the position / speed control unit 213 (see FIG. 7) provided in the control board 210.

（オフセット制御の具体例）
図８は、本発明の第３実施形態に係る位置・速度制御部２１３によるオフセット制御の具体例を表すグラフである。図８のグラフにおいて、横軸は、オフセット制御による制御前の入力電圧指令値ｄｒｖｉｎを表しており、縦軸は、オフセット制御による制御後の出力電圧指令値ｄｒｖｏｕｔを表している。また、図８のグラフにおいて、実線は、第１のモータ６０１の電圧指令値を表しており、点線は、第２のモータ６５１の電圧指令値を表している。 (Specific example of offset control)
FIG. 8 is a graph showing a specific example of offset control by the position / speed control unit 213 according to the third embodiment of the present invention. In the graph of FIG. 8, the horizontal axis represents the input voltage command value drvin before the control by the offset control, and the vertical axis represents the output voltage command value drvout after the control by the offset control. Further, in the graph of FIG. 8, the solid line represents the voltage command value of the first motor 601 and the dotted line represents the voltage command value of the second motor 651.

図８の例において、まず、位置・速度制御部２１３は、図中Ａに示すように、第１のモータ６０１に対して、出力ギヤ６０８を駆動方向とは逆方向に駆動させるオフセット電圧ｏｆｆｓｅｔが加わるように、第１のモータ６０１の電圧指令値（オフセット電圧指令値）を出力する。その状態で、位置・速度制御部２１３は、第２のモータ６５１に対して、オフセット電圧ｏｆｆｓｅｔの絶対値と同値の電圧が加わりつつ、出力ギヤ６０８を駆動方向に駆動させる駆動電圧が徐々に加わるように、第２のモータ６５１の電圧指令値を制御する。これにより、出力ギヤ６０８に対し、２つのモータ６０１，６５１の双方から互いに逆方向の駆動力が加えられるため、出力ギヤ６０８と２つのモータ６０１，６５１との間のバックラッシュが解消されることとなる。なお、オフセット電圧ｏｆｆｓｅｔは、ギヤ間の隙間を解消するためのものであり、外部負荷がかからないため、駆動電圧の５％程度で十分である。 In the example of FIG. 8, first, as shown in A in the figure, the position / speed control unit 213 has an offset voltage offset that drives the output gear 608 in the direction opposite to the drive direction with respect to the first motor 601. The voltage command value (offset voltage command value) of the first motor 601 is output so as to be added. In that state, the position / speed control unit 213 gradually applies a drive voltage for driving the output gear 608 in the drive direction while applying a voltage having the same value as the absolute value of the offset voltage offset to the second motor 651. As described above, the voltage command value of the second motor 651 is controlled. As a result, driving forces in opposite directions are applied to the output gear 608 from both of the two motors 601, 651, so that the backlash between the output gear 608 and the two motors 601, 651 is eliminated. It becomes. The offset voltage offset is for eliminating the gap between the gears, and since no external load is applied, about 5% of the drive voltage is sufficient.

次に、位置・速度制御部２１３は、図中Ｂに示すように、駆動電圧ｄｒｖｌｉｍｉｔにおいて、第２のモータ６５１の出力が限界値に達すると、第２のモータ６５１に駆動電圧ｄｒｖｌｉｍｉｔが印加された状態を維持するように、第２のモータ６５１の電圧指令値を制御する。その状態で、位置・速度制御部２１３は、第１のモータ６０１に対して、出力ギヤ６０８を駆動方向に駆動させる駆動電圧が徐々に加わるように、第１のモータ６０１の電圧指令値を制御する。これにより、出力ギヤ６０８に対し、２つのモータ６０１，６５１の双方から互いに同方向の駆動力が加えられるため、出力ギヤ６０８の駆動トルクを高めることができる。このとき、図中Ａで第２のモータ６５１の駆動電圧を上昇させるときと同じ上昇率で、第１のモータ６０１の駆動電圧を上昇させるようにするとよい。 Next, as shown in B in the figure, the position / speed control unit 213 applies the drive voltage drvlimit to the second motor 651 when the output of the second motor 651 reaches the limit value in the drive voltage drvlimit. The voltage command value of the second motor 651 is controlled so as to maintain the state. In that state, the position / speed control unit 213 controls the voltage command value of the first motor 601 so that the drive voltage for driving the output gear 608 in the drive direction is gradually applied to the first motor 601. do. As a result, driving forces in the same direction are applied to the output gear 608 from both of the two motors 601, 651, so that the driving torque of the output gear 608 can be increased. At this time, it is preferable to raise the drive voltage of the first motor 601 at the same rate of increase as when the drive voltage of the second motor 651 is increased in A in the figure.

そして、位置・速度制御部２１３は、図中Ｃに示すように、駆動電圧ｄｒｖｌｉｍｉｔにおいて、２つのモータ６０１，６５１の双方の出力が限界値に達すると、２つのモータ６０１，６５１の双方に対して、駆動電圧ｄｒｖｌｉｍｉｔが印加された状態を維持するように、これら２つのモータ６０１，６５１の各々の電圧指令値を制御する。 Then, as shown in C in the figure, the position / speed control unit 213 transfers the output of both of the two motors 601, 651 to the limit value with respect to both of the two motors 601, 651 at the drive voltage drvrimit. Therefore, the voltage command value of each of these two motors 601, 651 is controlled so as to maintain the state in which the drive voltage drvrimit is applied.

なお、図８の例において、図中Ａ'〜Ｃ'は、図中Ａ〜Ｃと逆方向に各モータを駆動する例を表しており、図中Ａ〜Ｃと対称的である。 In the example of FIG. 8, A'to C'in the figure represents an example of driving each motor in the direction opposite to A to C in the figure, and is symmetrical with A to C in the figure.

（位置・速度制御部２１３の機能構成）
図９は、本発明の第３実施形態に係る位置・速度制御部２１３の機能構成を示す図である。 (Functional configuration of position / speed control unit 213)
FIG. 9 is a diagram showing a functional configuration of the position / speed control unit 213 according to the third embodiment of the present invention.

図９に示すように、位置・速度制御部２１３は、第１選択部４０１、第２選択部４０２、ＭＭＣ（マルチモータ制御部）４０３、およびＭＭＣ４０４を備えている。 As shown in FIG. 9, the position / speed control unit 213 includes a first selection unit 401, a second selection unit 402, an MMC (multimotor control unit) 403, and an MMC 404.

第１選択部４０１および第２選択部４０２は、それぞれ、エンコーダ６０１Ｂから出力された第１のモータ６０１のエンコーダ信号ｅｎｃ１、および、エンコーダ６５１Ｂから出力された第２のモータ６５１のエンコーダ信号ｅｎｃ２が入力される。そして、第１選択部４０１および第２選択部４０２は、それぞれ、エンコーダ信号ｅｎｃ１、エンコーダ信号ｅｎｃ２、または、エンコーダ信号ｅｎｃ１とエンコーダｅｎｃ２との平均値を選択し、選択された信号に応じた、位置検知信号ｘｄｅｔおよび速度検知信号ｖｄｅｔを出力する。 The first selection unit 401 and the second selection unit 402 are input with the encoder signal ench1 of the first motor 601 output from the encoder 601B and the encoder signal enc2 of the second motor 651 output from the encoder 651B, respectively. Will be done. Then, the first selection unit 401 and the second selection unit 402 select the encoder signal enc1, the encoder signal enc2, or the average value of the encoder signal enc1 and the encoder enc2, respectively, and position the position according to the selected signal. The detection signal xdet and the speed detection signal vdet are output.

ＭＭＣ４０３は、上位コントローラから、速度目標値ｖｔｇｔおよび位置目標値ｘｔｇｔが入力される。また、ＭＭＣ４０３は、第１選択部４０１から出力された位置検知信号ｘｄｅｔおよび速度検知信号ｖｄｅｔが入力される。そして、ＭＭＣ４０３は、入力された各信号に基づいてＰＩＤ制御行うことによって入力電圧指令値ｄｒｖｉｎを生成し、図８に示したように、入力電圧指令値ｄｒｖｉｎから出力電圧指令値ｄｒｖｏｕｔへの変換を行い、第１のモータ６０１のための出力電圧指令値ｄｒｖｏｕｔをドライバ２２３へ出力する。また、ＭＭＣ４０３は、生成された入力電圧指令値ｄｒｖｉｎを、制御電圧ｃｏｎｔｏｕｔ２として、ＭＭＣ４０４に出力する。また、ＭＭＣ４０３は、入力電圧指令値ｄｒｖｉｎの代わりに、ＭＭＣ４０４から出力された制御電圧ｃｏｎｔｏｕｔ２を用いて、出力電圧指令値ｄｒｖｏｕｔへの変換を行うことができる。 The speed target value vtgt and the position target value xtgt are input to the MMC403 from the host controller. Further, the MMC 403 is input with the position detection signal xdet and the speed detection signal vdet output from the first selection unit 401. Then, the MMC 403 generates an input voltage command value drvin by performing PID control based on each input signal, and converts the input voltage command value drvin to the output voltage command value drvout as shown in FIG. Then, the output voltage command value drvout for the first motor 601 is output to the driver 223. Further, the MMC 403 outputs the generated input voltage command value drvin to the MMC 404 as the control voltage control2. Further, the MMC 403 can convert to the output voltage command value drvout by using the control voltage contour2 output from the MMC 404 instead of the input voltage command value drvin.

ＭＭＣ４０４は、上位コントローラから、速度目標値ｖｔｇｔおよび位置目標値ｘｔｇｔが入力される。また、ＭＭＣ４０４は、第２選択部４０２から出力された位置検知信号ｘｄｅｔおよび速度検知信号ｖｄｅｔが入力される。そして、ＭＭＣ４０４は、入力された各信号に基づいてＰＩＤ制御行うことによって入力電圧指令値ｄｒｖｉｎを生成し、図８に示したように、入力電圧指令値ｄｒｖｉｎから出力電圧指令値ｄｒｖｏｕｔへの変換を行い、第２のモータ６５１のための出力電圧指令値ｄｒｖｏｕｔをドライバ２２４へ出力する。また、ＭＭＣ４０４は、生成された入力電圧指令値ｄｒｖｉｎを、制御電圧ｃｏｎｔｏｕｔ１として、ＭＭＣ４０３に出力する。また、ＭＭＣ４０４は、入力電圧指令値ｄｒｖｉｎの代わりに、ＭＭＣ４０３から出力された制御電圧ｃｏｎｔｏｕｔ１を用いて、出力電圧指令値ｄｒｖｏｕｔへの変換を行うことができる。 The speed target value vtgt and the position target value xtgt are input to the MMC404 from the host controller. Further, the position detection signal xdet and the speed detection signal vdet output from the second selection unit 402 are input to the MMC404. Then, the MMC404 generates an input voltage command value drvin by performing PID control based on each input signal, and converts the input voltage command value drvin to the output voltage command value drvout as shown in FIG. Then, the output voltage command value drvout for the second motor 651 is output to the driver 224. Further, the MMC404 outputs the generated input voltage command value drvin to the MMC403 as the control voltage control1. Further, the MMC404 can convert to the output voltage command value drvout by using the control voltage contour1 output from the MMC403 instead of the input voltage command value drvin.

（ＭＭＣ４０３の機能構成）
図１０は、本発明の第３実施形態に係る位置・速度制御部２１３が備えるＭＭＣ４０３の機能構成を示す図である。なお、ＭＭＣ４０４の機能構成は、ＭＭＣ４０３の機能構成と同様であるため、図示および説明を省略する。 (Functional configuration of MMC403)
FIG. 10 is a diagram showing a functional configuration of the MMC 403 included in the position / speed control unit 213 according to the third embodiment of the present invention. Since the functional configuration of the MMC404 is the same as the functional configuration of the MMC403, illustration and description thereof will be omitted.

図１０に示すように、ＭＭＣ４０３は、ＰＩＤコントローラ４１１、ＭＵＸ（マルチプレクサ）４１２、オフセットコンバータ４１３を備えている。 As shown in FIG. 10, the MMC 403 includes a PID controller 411, a MUX (multiplexer) 412, and an offset converter 413.

ＰＩＤコントローラ４１１は、速度目標値ｖｔｇｔ、位置目標値ｘｔｇｔ、位置検知信号ｘｄｅｔ、速度検知信号ｖｄｅｔが入力される。そして、ＰＩＤコントローラ４１１は、これら各信号に基づいてＰＩＤ制御行うことによって入力電圧指令値ｄｒｖｉｎを生成し、当該入力電圧指令値ｄｒｖｉｎをＭＵＸ４１２へ出力する。 The speed target value vtgt, the position target value xtgt, the position detection signal xdet, and the speed detection signal vdet are input to the PID controller 411. Then, the PID controller 411 generates an input voltage command value drvin by performing PID control based on each of these signals, and outputs the input voltage command value drvin to the MUX 412.

ＭＵＸ４１２は、外部入力信号ｐｗｍ＿ｅｘｇに基づいて、ＰＩＤコントローラ４１１から出力された入力電圧指令値ｄｒｖｉｎ、または、ＭＭＣ４０４から出力された制御電圧ｃｏｎｔｏｕｔ２を選択して出力する。 The MUX412 selects and outputs the input voltage command value drvin output from the PID controller 411 or the control voltage contour2 output from the MMC404 based on the external input signal pwm_exg.

オフセットコンバータ４１３は、図８に示したように、入力電圧指令値ｄｒｖｉｎ（または制御電圧ｃｏｎｔｏｕｔ２）から出力電圧指令値ｄｒｖｏｕｔへの変換を行い、当該出力電圧指令値ｄｒｖｏｕｔをドライバ２２３へ出力する。 As shown in FIG. 8, the offset converter 413 converts the input voltage command value drvin (or control voltage contour2) to the output voltage command value drvout, and outputs the output voltage command value drvout to the driver 223.

なお、オフセットコンバータ４１３には、各種パラメータとして、ｄｒｖｌｉｍｉｔ、ｏｆｆｓｅｔ、ｏｆｆｓｅｔ＿ｓｅｌ、ｏｆｆｓｅｔ＿ｏｎが入力される。ｄｒｖｌｉｍｉｔは、モータの出力が限界値に達するときの電圧である。ｏｆｆｓｅｔは、駆動電圧とは反対側にかけるオフセット電圧値である。ｏｆｆｓｅｔ＿ｓｅｌは、正側に駆動電圧を印加するか、負側に駆動電圧を印加するかの選択値である。ｏｆｆｓｅｔ＿ｏｎは、オフセット制御を行うか否かの選択値である。これらのパラメータは、例えば、制御基板２１０が備えるメモリ等に予め格納されている。 In addition, drvrimit, offset, offset_sel, and offset_on are input to the offset converter 413 as various parameters. The drvrimit is the voltage at which the output of the motor reaches the limit value. The offset is an offset voltage value applied to the side opposite to the drive voltage. offset_sel is a selection value of whether to apply the drive voltage on the positive side or the drive voltage on the negative side. offset_on is a selection value for whether or not to perform offset control. These parameters are stored in advance in, for example, a memory included in the control board 210.

（第１選択部４０１の機能構成）
図１１は、本発明の第３実施形態に係る位置・速度制御部２１３が備える第１選択部４０１の機能構成を示す図である。なお、第２選択部４０２の機能構成は、第１選択部４０１の機能構成と同様であるため、図示および説明を省略する。 (Functional configuration of first selection unit 401)
FIG. 11 is a diagram showing a functional configuration of the first selection unit 401 included in the position / speed control unit 213 according to the third embodiment of the present invention. Since the functional configuration of the second selection unit 402 is the same as the functional configuration of the first selection unit 401, illustration and description thereof will be omitted.

図１１に示すように、第１選択部４０１は、検出部４２１、検出部４２２、ＭＵＸ４２３、およびＭＵＸ４２４を備えている。 As shown in FIG. 11, the first selection unit 401 includes a detection unit 421, a detection unit 422, a MUX 423, and a MUX 424.

検出部４２１は、第１のモータ６０１のエンコーダ６０１Ｂから出力されたエンコーダ信号ｅｎｃ１が入力される。このエンコーダ信号ｅｎｃ１は、互いに位相差（例えば、９０度）をもつエンコーダ信号ｅｎｃ１ａおよびエンコーダ信号ｅｎｃ１ｂを含んでいる。そして、検出部４２１は、エンコーダ信号ｅｎｃ１ａおよびエンコーダ信号ｅｎｃ１ｂに基づいて、位置検知信号ｘｄｅｔおよび速度検知信号ｖｄｅｔを生成して、これら２つの信号をＭＵＸ４２３およびＭＵＸ４２４の各々に出力する。 The detection unit 421 receives the encoder signal enc1 output from the encoder 601B of the first motor 601. The encoder signal enc1 includes an encoder signal enc1a and an encoder signal enc1b having a phase difference (for example, 90 degrees) from each other. Then, the detection unit 421 generates a position detection signal xdet and a speed detection signal vdet based on the encoder signal ench1a and the encoder signal ench1b, and outputs these two signals to each of the MUX 423 and the MUX 424.

検出部４２２は、第２のモータ６５１のエンコーダ６５１Ｂから出力されたエンコーダ信号ｅｎｃ２が入力される。このエンコーダ信号ｅｎｃ２は、互いに位相差（例えば、９０度）をもつエンコーダ信号ｅｎｃ２ａおよびエンコーダ信号ｅｎｃ２ｂを含んでいる。そして、検出部４２２は、エンコーダ信号ｅｎｃ２ａおよびエンコーダ信号ｅｎｃ２ｂに基づいて、位置検知信号ｘｄｅｔおよび速度検知信号ｖｄｅｔを生成して、これら２つの信号をＭＵＸ４２３およびＭＵＸ４２４の各々に出力する。 The detection unit 422 receives the encoder signal enc2 output from the encoder 651B of the second motor 651. The encoder signal enc2 includes an encoder signal enc2a and an encoder signal enc2b having a phase difference (for example, 90 degrees) from each other. Then, the detection unit 422 generates a position detection signal xdet and a speed detection signal vdet based on the encoder signal enc2a and the encoder signal ench2b, and outputs these two signals to each of the MUX 423 and the MUX 424.

ＭＵＸ４２３およびＭＵＸ４２４は、それぞれ、エンコーダ信号ｅｎｃ１、エンコーダ信号ｅｎｃ２、または、エンコーダ信号ｅｎｃ１とエンコーダｅｎｃ２との平均値を選択し、選択された信号に応じた、位置検知信号ｘｄｅｔおよび速度検知信号ｖｄｅｔを出力する。この際、位置検知信号ｘｄｅｔの選択は、外部入力信号ｘｄｅｔｓｅｌに基づいて行われる。また、速度検知信号ｖｄｅｔの選択は、外部入力信号ｖｄｅｔｓｅｌに基づいて行われる。 The MUX 423 and MUX 424 select the encoder signal enc1, the encoder signal enc2, or the average value of the encoder signal ench1 and the encoder ench2, respectively, and output the position detection signal xdet and the speed detection signal vdet according to the selected signals. do. At this time, the position detection signal xdet is selected based on the external input signal xdetsel. Further, the selection of the speed detection signal vdet is performed based on the external input signal vdetsel.

〔実施例〕
図１２は、本発明の実施例に係るロボット７００の一部概略構成を示す図である。図１２にその一部（ロボットアームの関節部分）を示すロボット７００は、産業用ロボット、家庭用ロボット等、ロボットアームを備える様々な用途のロボットが対象となり得る。図１２に示すように、ロボット７００は、支持体７１０、駆動装置７２０、およびアーム本体７３０を備えている。〔Example〕
FIG. 12 is a diagram showing a partial schematic configuration of the robot 700 according to the embodiment of the present invention. The robot 700 whose part (joint portion of the robot arm) is shown in FIG. 12 can be a robot for various purposes including an industrial robot, a domestic robot, and the like. As shown in FIG. 12, the robot 700 includes a support 710, a drive device 720, and an arm body 730.

アーム本体７３０は、「駆動対象」の一例であり、その末端部分に有する回転軸７１０Ａにおいて、支持体７１０によって回転自在に軸支されている。アーム本体７３０は、駆動装置７２０から出力される回転力によって、回転軸７１０Ａを中心として回転可能である。 The arm body 730 is an example of a “drive target”, and is rotatably supported by a support 710 on a rotation shaft 710A at the end thereof. The arm body 730 can rotate about the rotation shaft 710A by the rotational force output from the drive device 720.

駆動装置７２０は、モータ７２１の回転を駆動伝達系によって出力フランジ７２２へ伝達し、出力フランジ７２２を回転させる装置である。図１２に示すように、駆動装置７２０は、出力フランジ７２２の回転軸が、アーム本体７３０の回転軸７１０Ａと一致するように、支持体７１０の内部に配置され、複数の固定ネジ７１１によって、支持体７１０の内側に固定される。 The drive device 720 is a device that transmits the rotation of the motor 721 to the output flange 722 by the drive transmission system and rotates the output flange 722. As shown in FIG. 12, the drive device 720 is arranged inside the support 710 so that the rotation axis of the output flange 722 coincides with the rotation axis 710A of the arm body 730, and is supported by a plurality of fixing screws 711. It is fixed inside the body 710.

出力フランジ７２２は、複数の固定ネジ７１２によって、アーム本体７３０に固定される。これにより、出力フランジ７２２が回転すると、当該出力フランジ７２２に固定されたアーム本体７３０が回転することとなる。アーム本体７３０の回転方向および回転量（回転角度）の制御は、上位コントローラからモータ７２１の回転方向および回転量（回転角度）を制御することによって、実現される。 The output flange 722 is fixed to the arm body 730 by a plurality of fixing screws 712. As a result, when the output flange 722 rotates, the arm body 730 fixed to the output flange 722 rotates. The control of the rotation direction and the rotation amount (rotation angle) of the arm body 730 is realized by controlling the rotation direction and the rotation amount (rotation angle) of the motor 721 from the host controller.

出力フランジ７２２の先端には、インロー７２３が取り付けられており、当該インロー７２３がアーム本体７３０の凹み部に嵌め込まれることにより、出力フランジ７２２の中心が位置決めされる。また、出力フランジ７２２の表面から突出したピン７２４を、アーム本体７３０の他の凹み部にはめ込むことで、出力フランジ７２２の回転方向の位置決めおよび滑り止めがなされる。 An in-row 723 is attached to the tip of the output flange 722, and the center of the output flange 722 is positioned by fitting the in-row 723 into the recessed portion of the arm body 730. Further, by fitting the pin 724 protruding from the surface of the output flange 722 into the other recessed portion of the arm body 730, the output flange 722 is positioned in the rotational direction and is prevented from slipping.

例えば、このように構成された本実施例のロボット７００において、駆動装置７２０の構成として、第１〜第３実施形態の駆動装置１００，１５０，６００のいずれかと同様の構成を採用することができる。これにより、アーム本体７３０の回転をブレーキ機構によって制動可能としつつ、駆動装置７２０の全体サイズの大型化を抑制することができるため、例えば、支持体７１０の比較的狭いスペース内に駆動装置７２０を設置することができる等、駆動装置７２０の設置位置に関する柔軟性を高めることが可能となる。 For example, in the robot 700 of the present embodiment configured in this way, as the configuration of the drive device 720, the same configuration as any of the drive devices 100, 150, 600 of the first to third embodiments can be adopted. .. As a result, the rotation of the arm body 730 can be braked by the brake mechanism, and the increase in the overall size of the drive device 720 can be suppressed. Therefore, for example, the drive device 720 can be placed in a relatively narrow space of the support 710. It is possible to increase the flexibility regarding the installation position of the drive device 720, such as being able to install it.

以上、本発明の好ましい実施形態および実施例について詳述したが、本発明はこれらの実施形態および実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形又は変更が可能である。 Although the preferred embodiments and examples of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to these embodiments and examples, and is within the scope of the gist of the present invention described in the claims. In, various modifications or changes are possible.

例えば、上記実施例では、本発明の駆動装置をロボットアームの駆動に適用する例を説明したが、本発明の駆動装置は、当該駆動装置から出力される回転力を利用して動作するものであれば、如何なる駆動対象にも適用することが可能である。 For example, in the above embodiment, an example in which the drive device of the present invention is applied to drive a robot arm has been described, but the drive device of the present invention operates by utilizing the rotational force output from the drive device. If so, it can be applied to any drive target.

一例として、本発明は、ＭＦＰ（MultiFunction Peripheral）等の画像形成装置において、各種ローラ（例えば、給紙ローラ、紙搬送ローラ等）を駆動する構成に適用することができる。また、他の一例として、本発明は、シート状のプリプレグや、紙幣等を搬送する搬送装置において、搬送ローラを駆動する構成に適用することができる。その他、本発明は、例えば自動車やロボットやアミューズメント機器等において、２つのモータによって駆動される回転軸の回転運動により、動力を得ることを目的とする構成に適用することができる。 As an example, the present invention can be applied to a configuration for driving various rollers (for example, a paper feed roller, a paper transport roller, etc.) in an image forming apparatus such as an MFP (MultiFunction Peripheral). Further, as another example, the present invention can be applied to a configuration for driving a transport roller in a transport device for transporting a sheet-shaped prepreg, bills, or the like. In addition, the present invention can be applied to a configuration for the purpose of obtaining power by the rotational movement of a rotating shaft driven by two motors, for example, in an automobile, a robot, an amusement device, or the like.

また、上記各実施形態において、制御基板の配置を、例えば図１３に示すように変形してもよい。図１３は、本発明の第１実施形態に係る駆動装置１００における制御基板１４０の配置の変形例を示す図である。図１３に示す例では、制御基板１４０が駆動装置１００の本体の外部に設けられている。この変更に伴い、制御基板１４０が設けられていた位置には、センサ基板１７０が設けられている。そして、角度センサ１４２は、センサ基板１７０の出力軸１０６の端部と対向する位置に設けられている。角度センサ１４２の検出信号は、センサ基板１７０に設けられているコネクタ１７０Ａを介して、制御基板１４０へ出力される。 Further, in each of the above embodiments, the arrangement of the control board may be modified as shown in FIG. 13, for example. FIG. 13 is a diagram showing a modified example of the arrangement of the control board 140 in the drive device 100 according to the first embodiment of the present invention. In the example shown in FIG. 13, the control board 140 is provided outside the main body of the drive device 100. Along with this change, the sensor board 170 is provided at the position where the control board 140 was provided. The angle sensor 142 is provided at a position facing the end of the output shaft 106 of the sensor substrate 170. The detection signal of the angle sensor 142 is output to the control board 140 via the connector 170A provided on the sensor board 170.

１００駆動装置
１０１モータ
１０２第１ピニオン軸
１０３第１ギヤ
１０４第２ピニオン軸
１０５第２ギヤ
１０６出力軸
１０７出力ギヤ
１０８出力フランジ
１２０ハウジング
１３０ブレーキ機構
１４０制御基板
１４３ドライバ
７００ロボット
７１０支持体
７２０駆動装置
７３０アーム本体（駆動対象） 100 Drive device 101 Motor 102 1st pinion shaft 103 1st gear 104 2nd pinion shaft 105 2nd gear 106 Output shaft 107 Output gear 108 Output flange 120 Housing 130 Brake mechanism 140 Control board 143 Driver 700 Robot 710 Support 720 Drive device 730 Arm body (drive target)

特許第５５４９９５０号公報Japanese Patent No. 5549950 特許第５５７３９８７号公報Japanese Patent No. 5573987 特許第５９７６４００号公報Japanese Patent No. 5976400

Claims

A drive device that drives a drive target by outputting a rotational force from a motor.
With the motor
A drive transmission system that reduces the rotation of the motor by means of multiple gears,
A brake mechanism for braking the rotation of the drive transmission system is provided.
The brake mechanism is provided on the rotation shaft of any one of the plurality of gears provided in the drive transmission system .
The multi-stage gear
In order from the input side, the first gear, the second gear, and the output gear are included.
The diameter and thickness of the second gear are larger than those of the first gear.
A drive device having a larger diameter and thickness of the output gear than the second gear.

The drive device according to claim 1, wherein the brake mechanism is provided on a rotation shaft of a gear closest to the rotation shaft of the motor.

A housing that houses the drive transmission system and
A control board for controlling the drive of the motor is further provided.
The first or second aspect of the present invention, wherein the control board is provided on the same surface as the surface of the housing on which the motor is arranged and on the rotation axis of the gear farthest from the rotation axis of the motor. Drive device.

The drive device according to any one of claims 1 to 3, further comprising a planetary gear unit in the final stage of the drive transmission system.

A plurality of the motors for driving the same drive target are provided.
The drive device according to any one of claims 1 to 4, further comprising the drive transmission system and the brake mechanism for each of the motors.

The drive device according to any one of claims 1 to 5.
A robot including a drive target driven by a rotational force output from the drive device.