TW200900210A - Frog-leg arm robot and control method thereof - Google Patents

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TW200900210A
TW200900210A TW96142175A TW96142175A TW200900210A TW 200900210 A TW200900210 A TW 200900210A TW 96142175 A TW96142175 A TW 96142175A TW 96142175 A TW96142175 A TW 96142175A TW 200900210 A TW200900210 A TW 200900210A
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TW
Taiwan
Prior art keywords
portion
arm
shaft portion
torque
rotating shaft
Prior art date
Application number
TW96142175A
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English (en)
Inventor
Kengo Matsuo
Hiroaki Imaizumi
Akio Ueda
Ichiro Yasuzumi
Hiroki Murakami
Hiroyuki Amada
Original Assignee
Ihi Corp
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Publication date
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Priority to JP2007086492 priority
Application filed by Ihi Corp filed Critical Ihi Corp
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/10Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
    • B25J9/106Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements with articulated links
    • B25J9/1065Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements with articulated links with parallelograms
    • B25J9/107Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements with articulated links with parallelograms of the froglegs type
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16Programme controls
    • B25J9/1628Programme controls characterised by the control loop
    • B25J9/1633Programme controls characterised by the control loop compliant, force, torque control, e.g. combined with position control

Description

200900210 九、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種在將搬送對象物載置於手呷 、 態下進行移送的蛙腿型臂式機器人及其控制方法。。之狀 本申請案係針對20〇6年U月9曰 2006- 304002號、2007年3月29日申# 寺願 謂-_號、及雇7年3月29日;;==特願 2007- 86493號主張優先權,並在此引用其内容。特願 【先前技術】 以往,臂式機H人係使用在將預定之搬送對 ^ 於手部之狀態下進行移送。在該種臂式機器人中」 手部被同步移動之2個臂部所支持之。 A (frog-leg arm robot) 〇 腿 W 式機 g :娃腿型臂式機器人之各臂部係由以旋轉轴部❹ 上W及前臂部所構成,藉由設置於本體部 : 部之上臂部進行旋轉驅動,使連結於前臂部之手; 預定=/=型臂式機器人中,有下述情形:臂部為 預疋安勢時,會處於驻 ㈢冲局 勢轉為包含財望姿;達之驅動而可從現在之姿 態。該狀態係被稱為所袖:個女勢中之任-姿勢的狀 時對驅動馬達進行驅動;^㈣° #該機器人為特異點 勢,或轉為不教之姿勢…臂部會賴相希望之姿 —般而言,通過特里ζ3 士而不穩定,無法穩定地進行控制。 由於臂部具有某種程度之速度, 319719 5 200900210 臂仰::停止而可變換為所希望之姿勢,但l ° 在特異點時,即無法控制該機器人。 " 針對於此,在例如專利文獻丨 臂式機器人,其係為了將驅動馬達之一種虫圭腿型 條。根據具備該鏈輪及鏈條之臂 轉矩經由鏈條等供給至連結上臂部二f由將 即可將控制上之特異點予以消除。 …疋轉軸部, 再者,在專利文獻2中記裁右 ^ 人,其係具備彈箬構件,卜=有—種娃腿型臂式機器 部附近的前臂::、及一臂部及前臂部之連結 处日f 口P,及反作用力承受部,係與 之零件相連;俾於特異點附近供應轉矩。 ",J i ^ 構件與反仰力承受部之__ 4 =該彈簧 件之彈屋力即可將控制上之特異錯由彈菁構 •再者,如專利文獻3所示,揭示有藉由追加連 而旨試消除特異點之例。 干構件 而且,在專利文獻4中揭示有下述之例, 機構之特異點視為娃腿型臂式機器人之動作固 為了消除該現象而使用氣缸及#條小歯輪。 係將平連桿 有之現象, (專利文獻】)曰本特開平11-216691號公報 (專利文獻日本特開平2-311237號公報 (專利文獻3)日本特開平2000-42970號公報 (專利文獻4)曰本專利第3682861號公報 【發明内容】- 319719 6 200900210 (發明所欲解決之課題) 然而,利用鏈輪及鏈 轉軸部時,由於有安裝精確疮生核構將轉矩供給至旋 此無法完全消除控制上之特形狀精確度等之誤差,因 例如,當鏈條之張力鬆弛時, 連結上臂部及前臂部之旋韓、,於無法將轉矩供給至 點。因此,會產生臂部在特P f而產生控制上之特異 ^為所希望之姿勢時造成該機器17 ,或在從特異點變換 ' 使用彈簧構件及反作用‘ ?2作不穩定等缺失。 異點之效果。然而,特異點附近:::,確實具有消除特 作與彈簧力有报大之相闕性,因此亦即負裁之動 載之重量來調整彈簧力。當未 祕、、-&/動作速度及負 時,負載會在特異點附近受 田進行彈簧力之調整 度變得極快速,而盔 :’ ^僅在特異點附近速 , …便該機盗人進行順媼包从 此’必須進行彈菁構件及反作 ▲動作。因應於 會有抗動作環境變化差之缺失。 又部之更換。亦即, 追加連桿構件時,在機 造會變複雜,從尺寸、重量^士雖了功除特異點,但構 件嚴苛。 本等觀點來看可適用之條 在使用氣缸時,雖具有消除 迴路中’伴隨動作條件之變更等的果,但在空墨 受到依存於空氣配管狀態之覆力損失=:之調整,容易 給源另外必須準1“動作所需之氣體供 ’為了使動作範圍變廣,必須使用行程大之長 319719 7 200900210 、缸體。 斤如上所述,就習知虫圭腿型臂式機器人之特異點因應對 策而言,並未存在實用性者。 本發明係鑑於上述問題點而研創者,其目的在於實用 性地消除虫圭腿型臂式機器人中之控制上的特異點,並且實 現蛙腿型臂式機器人之順暢動作。 、 (解決課題之手段) 。備.成上述目的,本發明之蛙腿型臂式機器人係具 肢心驅動裝置,係設置於前述本體部 藉由前述驅動裝置而旋轉之第心 則述本肢士且可沿著基準平面搖動;第2上臂部, 八一端經介藉由前述驅動 ^ ^ 軸部或另-個第!.旋轉轴部連心;别述第1旋轉 方式被第== 3 ; " 2 ^ -端,並且可沿著,、二被支持在前述第2上臂部之另 旋轉軸部以可旋轉二二::搖f ’·手部,係經介第4 端,且經介第m "皮支持在¥述®1前臂部之另- 2前臂部之另—端專::以:旋轉之方式被支持在前述第 前述第5旋轉轴A 5 H係使前述第4旋轉輛部及 連接在前述=:朝3妓之方向同步旋轉;轉矩馬達,係 者’並將轉矩供之及第5旋轉㈣,之至少任- '〜其本身所連接之前述旋轉軸部;及控 319719 8 2UUW0210 、制部,當前述第i上臂部…一 臂部及前述第2前臂部声^第2上臂部、前述第】前 在之姿勢變換為包含戶心望區動裝置之驅動而可從現 勢時,電性控制前述轉矩J《锼數個姿勢,之任—姿 各腕部變換為前述所希望攻’俾使前述轉矩朝可使前述 部。 ^之方向供給至前述旋料 根據如以上方十 人,當第1 i 之本發明的娃腿型劈4' f 弟1上臂部、第2上臂部— 趴孓,式機器 部藉由驅動裝置之驅動而可:弟1前臂部及第2前臂 望姿勢之複數個姿勢中之任^在=姿勢變換為包含所希 先前技術令稱為特異點的姿勢:勢^,亦即該機器人成為 矩馬達。藉此,將轉矩朝構J機=控制部電性控制轉 所▼望姿勢之方向供給至第2、:二之各腕部可變換為 中之至少任一者。 罘弟4及第5旋轉車由部 在本發明之蛙腿型臂 被供給至前逑第2、/TO ,藉由前述轉矩馬達 -者的前述轉矩,亦可比L =旋轉軸部中之至少任 第〗旋轉軸部之轉矩小。』述驅動裝置而供給至前述 在本發明之蛙腿型臂式機哭人击 前述轉矩馬達抑制成 m中,剛述控制部亦可將 J咬佐f 1/成,在前述年 叮 期間惶常地朝 。月預疋之—方向移動的 切J方向供給前述轉矩。 在本發明之蛙腿型臂式機 收納在前述第!上臂部、前述第述轉起馬達亦可 部及前述第2前 任 〇、前述第】前臂 v任~者的内部。 319719 9 200900210 抑ΐί:明之娃腿型臂式機器人中,前述轉矩馬達h ::根::矩控制信號之轉矩供給至其本身所連接之::: 軸部旋轉:制信號之旋轉速度使前述旋轉 裝置之驅動而旋轉之前述=:::轉: 彳式’將前述旋轉速度控制信號輪人前述轉^ 從發明之娃腿型臂式機器人,當將轉矩控制~ :侧部輪入轉矩馬達時、亦即將轉矩供給至旋轉 ^一同輪入轉矩控制信號與旋轉速度控制信號。計餹 二 以控制轉矩馬達之旋轉速度的信號二 隨於驅動馬達旋::連接轉矩馬達之旋轉轴部依 轉矩供給至旋轉轴部時,旋轉軸部之旋轉迷 又〃轉矩馬達之旋轉速度會同步。 、 依^夕十1νί本發明中,「前述轉矩馬達之旋轉逮度、盥 度π之驅動而旋轉之前述旋轉軸部的旋轉速 ς ,」’、s,連接有轉矩馬達之旋轉軸部依隨於轉矩 旋轉時之旋轉速度、與該旋轉轴部依隨於驅動 馬達之驅動而旋轉時的旋轉速度大致一致。亦即包含:使 轉矩馬達之方疋轉速度及旋轉轴部的旋轉速度其絕對 而、-、工時性邊化(嚴格來說係—致地變化)的情形,亦包含: 轉矩馬達與旋轉軸部兩者之旋轉速度的絕對量雖不同但經 10 319719 200900210 性§周§皆地變化之情形。 在本發明之蛙腿型臂式機器人兹 置而旋轉之第】斿M缸加 Ψ猎由將猎由驅動裝 草種二S 旋轉逮度乗以機構學上設定之 某種比率,即可得知前述第2、 又疋之 夕路絲、^ '第4及第5旋轉轴部 之靛轉速度。例如,若第j 疋轉釉邛 乒声相F1 # ^ ’ σ卩之長度與第2上臂部之 長度相㈣,4 4及第5旋 /旬ί之 轴邻之斿躺、έ^之方疋表'速度係第1旋轉 軸較,疋轉速度的2倍。本發㈣之 疋轉 方式保持機構學上設定之比率 乂」’、曰以上述 而旋轉之第, 比羊的方式,控制藉由驅動裝置 而㈣之弟1旋轉軸部之旋轉速 1 轉之旋轉轴部之旋轉速度。更且體而丄= 馬達之同步係敢> 驅動馬達與轉矩

V < U艾係取決於第L 轉之旋轉軸部的同步。 F與錯由轉矩馬達而旋 在本發明之蛙腿型臂式機器人中, 據前述瓶叙肚》 』^ $工1pJ 亦可根 動裝置之娜,來算出連接有前述轉矩馬達之 别述方疋轉軸部的旋轉速度。 、’、達之 本發明之蛙腿型臂式機器人 速機係介置於 τ设/、備減速機,該減 ,,,,,、轉矩馬達與前述旋轉軸部之間,且將&

述轉矩馬達之旋轉逮度 、月!J 而且,,、+、4 度予以減速並傳達至前述旋轉軸部。 述減速機據 逮機之減速比及藉由前

疋減迷機而減速之前述旋 月J 轉速度控制信號。 σ速度’產生前述旋 在本發明之韻㈣式機器 僅設置1個。 引I知矩馬達亦可 在本發明之麵型臂式機器人中,前述驅動袭置亦可 11 319719 200900210 '具備··第1驅動馬達,係透過前述第1旋轉軸部使前述第 1上臂部搖動,·及第2驅動馬達,係透過前述另一個第i 旋轉軸部使前述第2上臂部搖動。 在本發明之虫圭腿型臂式機器人中,前述驅動裝置亦可 具備··驅動馬達,係透過前述第1旋轉轴部使前述第!上 臂部搖動;及驅動力傳達機構,係設置在前述第i旋轉轴 部與前述第2旋轉軸部之間,且藉由將前述驅動馬達之驅 動力從w述第1旋轉軸部傳達至前述第2旋轉軸部而使前 述第2上臂部搖動。 本發明之适腿型臂, π , 疼式機1 ^人之控制方法係為下述蛙 式機器人之控制方法:該機器人係具備:本體部; 係設置於前述本體部;第】上臂部,其-端經 曰則核動裝置而旋轉之第丨旋轉軸部連結在前述本 :可沿著基準平面搖動;第2上臂部,其一端經介 二:返:動農置而旋轉驅動之前述第"走轉轴部或另一 面搖動Γ第==在前述本體部’且可沿著前述基準平 之$1 則邛,其一端經介第2旋轉轴部以可旋轉 之方式被支持在前述第1 将 述基準平面搖動;第2前臂二:另一端,並且可沿著前 以可旋轉on ί 其一端經介第3旋轉軸部 可沿著前述基準平面_. 弟上^之另一立而,並且 可旋轉之方4 ^ +搖動,手部,係經介第4旋轉轴部以 第5旋轉軸前述第1前臂部之另-端,且經介 另一端;乱丰Π 軺之方式被支持在前述第2前臂部之 5 ^手奴,係使珂述第4旋轉軸部及前述第5旋 319719 12 200900210 二方向同步旋轉;及轉_,係連接在前 第4及弟〕旋轉軸部中之至少任— 轉矩供給至其本身所璀接之前 者,亚將 當前述第1上臂、十 轉轴部;該控制方法係 、 氺 P則述弟2上臂部、前诚笛1义辟 别述第2前臂部藉由前述驅動⑴^及 勢變換為包含所希望姿勢之複數個: = 姿 電性控制前述轉矩馬達,俾使 , r變換為前述所希望姿勢之方 ^月=前述各腕部 1 ㈣如以上方式構成之本;:㈣終 之控制方法,當。上二式機器人 第2前臂部藉由驅動裳置之驅動而可從現在臂部及 包含所希望姿勢之複數個姿勢中之任 日士 1變換為 ,人的姿勢成為先前技術中稱為特異職能^,,㈣該機 邻電性控制轉矩馬達。_ =" 碏由控制 腕:可變換為所希望姿;:方器人之各 及第5旋轉轴部中之至少任_者。 弟3、第4 在本發明之㈣型臂式機器人之控制方 心,專矩馬達被供給至前述 ’猎由則 中之至少任一者的前述轉=弟3比。及第5旋轉轴部 供給至前述第1旋轉軸部之轉匕精由前迷藥動裝置而 在本發明之蛙腿型。 前述手部朝預定之一方白=…控制方法中,亦可在 給前述轉矩。 向和動的期間恆常地朝同—方向供 ’让本發明之虫圭腿刑.辟.斗、地 ^式機器人之控制方法中,前述轉 319719 13 200900210 接之旋韓根據轉矩控制信號之轉矩供給至其本身所連 使前述旋’亚且以根據旋轉速度控制信號之旋轉速度 控制心::導而且,前述控制部亦可將前述轉矩 =賴^述轉矩馬達,並且以令前述轉矩馬達 部的旋轉速度同步之方/疋轉之前述旋轉車由 前述轉矩馬達。方式,^述旋轉速度控制信號輪入 根據本發明之㈣型臂式機器人之控 矩控制信號從控制部輸 J方法胃將轉 連接右Mu ▲ #馬柄、亦即將轉矩供給至 轉矩控制^轉轴部時,將旋轉速度控制信號與該 用以輪人轉矩馬達。該旋轉速度控制信號係 用以控制轉矩馬達之旋轉速度的信號,俾 ; = 連接有轉矩馬達之旋轉轴部藉由驅= 旋轉速度同步。 #轴狀㈣速度與轉矩馬達之 在本發明之娃腿型臂式 據前述驅動裝置之控制倍, 洳述旋轉轴部的旋轉速度。 機器人之控制方法中,亦可根 來异出連接有前述轉矩馬達之 攄读^發明之㈣型f式機器人之控制方法中,亦可根 據減速機之減速比及藉由 部之旋## m 減相而減速之前述旋轉軸 介在於^、+、絲 疋轉達度控唬。該減速機係 馬達與前述旋轉軸部之間,且將前述轉矩 馬達之㈣速度予以減速並傳達至前述旋軸部。 319719 14 200900210 . 在本發明之蛙腿型臂式機器人中,前述轉 給至前述第2、第3、M 4 轉£亦可被供 (發明之效果)¥及弟5旋轉轴部中之至少任—者。 根據本發明之虫圭腿型臂式機器 人之控制方法,告兮她。u H ’式機器 異點的狀態時,亦即杏筮彳竹中%為特 臂部及請臂二第2上臂部、第1前 變換為包含所希發驅動袭置之驅動而可從現在之姿勢 k換為包含所布望姿勢之-勢 性控制轉矩馬達,而㈣任*勢時,電 換為所希饮t執 :T矩朝構成該機器人之各腕部可變 換為所希望安勢之方向供給 y文 軸部中之至少任-者。亦即,在本二=二旋轉 安裝精確度或形妝竽放危 無肩進仃依賴 ^ q確/又之機械控制,僅藉由電性_ ~ gp 可將轉矩供給至旋轉軸部。 1性控d即 ::本發明’即使娃腿型臂式機器人之 化,亦無須更換板簧之類的機械性補助手段(彈箬構件 只要變更電性指令即可調整轉矩馬達之轉:量等= 可進行虫圭腿型臂式機哭,站 逆〈和矩里#。猎此, 之知異點附近的順暢動作。 ㈣由於不需要追加連桿構件,因此本發明之娃腿 再者,與使用“! 解決特異點之問題。 等電性之轉矩供給;段之二目比較,由於使用電動馬達 無關連地使所希望之:矩:::=乎與電氣配線之狀態 動馬達相同之電源,益纟°而且’可使用與驅 器。此外,由於無須使用、供給源之類的機 乳缸及固·‘·丨条小齒輪之類的長構件, 319719 15 200900210 •因此放寬了有關尺寸之限制。 如此,就先前技術被稱為特異點之姿勢而言 用可電性控制之轉矩馬達,將轉矩朝虫圭腿型 = 變換為所希望姿勢之方向供給至第2、第3、第 旋轉軸部中之至少任一者,即可實㈣消 ^ 器人中之控制上的特異點。 札生#式機 根據本發明之蛙腿型臂 人之捭Φ丨古本^ f式械裔人及蛙腿型臂式機器 人之扰制方法,在將轉矩供給至旋轉 旋轉速度、與連接有轉矩g軲矩馬達的 之驅動而旋轉時的該旋轉軸 動馬達 _矩馬達之旋轉』:: = =步:即’連 之旋轉速度、與該旋轉輛 ^ ^疋轉4 時的旋轉逮度大致—致。莽此= 動馬達之驅動而旋轉 邛把加不必要之負载。蛀 X疋早寻季由 人之特豈龍Μ ,*除了可進㈣腿型臂式機器 防:起因於旋轉輛部之旋轉速 :二中 —致所產生之振動。 及灰知迷度不 【實施方式】 控制方圖式㈣本發明之娃腿型臂式機器人及呈 徑W方法的一實施形態。 久- 各構件成為可辨識之大丨 纟乂下之圖式中,為了使 (第】告 大小’適當變更各構件之縮尺。 、乐1貫施形態) 苐〗圖係本發明—隹;Α 时構成的平面醫。第:圖=腿型臂式機器人R的 -因,糸本智明一實施形態之蛙腿型 319719 36 200900210 實 孑式杈σσ人R之概略構成的侧面圖。第3圖係本發明 施形態之虫圭腿刮卷斗 。 ^’式機盗人R之功能構成的方塊圖。 如各圖所+ — 本貫施形態之蛙腿型臂式機器人R俜且 備本體部卜臂部2、手部3、控制部4。 糸z、 本體部1係以可旋轉之方式設置在例如堆置式起 (Stacker crane ) ^ ά rt-, 目(ca§e )等基部B上。在本體部j 上δ又置有驅動劈罢 < 3., ^ 乂 ,该驅動裝置5係藉由分別使臂部2 搖動而使手部3或u τ 穿置5…之 面(基準平面)前後移動。驅動 f置5具傷驅動馬達51、52、 : 轉轴部6a (第!旋轉軸 丁連接在肩凝 軸部以(第!旋轉㈣)。/動馬達^連接在肩旋轉 臂部2係由夹著手部3之 之-對臂部2〗、22所構成。再者,在::左右對稱地配置 部21稱為第】臂部21 $在以下之說明中,將臂 望… 將臂部22稱為第2臂部22。 弟Ϊ臂部21係由上臂部 1 24 Γ禁1上辟如、 P 3 (弟1上臂部)及前臂邱 (…臂部)所構成。上臂部23之一㈣: J “ 軸部㈣結在砂本體部!之驅 肩旋轉 藉由驅動馬達51之旋轉驅:。上ί部23係 24之-端係經介肘旋轉轴 了水平面搖動。前臂部 之方式被支持在上臂部23之另一山=轉軸部)以可旋轉 隨上臂部23之搖動的財旋轉'臂部24係藉由伴 平面搖動。 之方疋轉’而可沿著水 第2煮部22係由上臂部2 2Κ第2前臂部 >所構成。 、弟2上臂部)及前臂部 "5之一端係經介肩旋輯 17 ' 319719 200900210 軸部6c連結在設於本體 、 藉由驅動馬達52之旋轉驅叙驅動馬達52。上臂部25係 26之-端係經介肘亀部二搖動。前臂部 之方式被支持在上臂部2 ($从軸部)以可旋轉 隨上臂部25之搖動的財旋 #㈤臂部26係藉由伴 平面搖動。 疋轉轴部^之旋轉,而可沿著水 手。卩3係經介手腕旋 — 旋轉之方式被支持在第p 旋轉轴部)以可 且經介手腕旋轉軸部6f(===-端, 被支持在第2臂部22之前臂部專之方式 載置搬送對象物(例 $ &°手43係可 等)。 离基板或收納破璃基板之匣盒 再者,在第1臂部2 i之 臂部22之前臂部 之另-端、及第2 72(同步手段) 另—為,分別設置有同步齒輪71、 輪71係設置在前臂部24之另—端係成對方-方之同步齒 係設置在前臂邱% 鳊另一方之同步齒輪72 朝雙方相 ;m㈣輪係藉由相互哺合而可 臂部u會同牛相:步旋轉。藉此,第1臂部21與第2 再者,/本動作’因此可使手部3直線性移動。 馬達係連接^娃腿㈣式機器人^,轉矩 3之:腕旋轉=連接第丨臂部21之前…與手部 者。藉由後述之控制部4而電性控制 °將根據從控.制部4輸入之轉矩控制信號 319719 18 200900210 : = 面之方向供給•馬達係只要為可 種形式^起者即可,亦可為甸服式、感應式、或其^ 再者,藉由轉矩馬達〗〇而佴衿 轉矩,係設定成比藉由驅動馬達^ 丁腕旋轉軸部心之 軸部I 6c之轉矩小。例如,使用为別供給至肩旋轉 為驅動馬達51、β丰,I f 别、、lkW之馬達作 60〇w之馬達即可。 運10係使用輪出為400至 控制部4係總括蛙腿型臂 具傷運算處理部41、記憶部42、動°人^整體動作者, 及輪入輪出部44。運管卢_邱4 θ不貝矾記憶部43 訊來求出㈣U 1係根據從外部輪入之資 +水出駆動馬達51、52及轉矩 和八之貝 記憶部4 2 #宁籽、w、、、運10的動作指示資訊。 丨W係5己拖運异處理部4 貝訊 _貝料°動作指示資訊記憶部43係應用程式及 41所求出之動作指示資訊。輸人輸曰;^由運算處理部 52及轉矩馬達10、盥運曾 于隹軀動馬達 輸入輪出。 4理部41之間進行信號之 馬達5 上牛述構成之控制部4係藉由使·動馬達51 2问步驅動而使第i f部21 軀動 此使手部3往前後移動。 〃 # $ 22搖動,藉 再者,若當僅對驅動馬達Η」 :可從現在之姿勢變換為包含所希望次:動時,臂部 中之任—姿勢的話,則控 勢之複數個姿勢 τ使4矩朝臂部2可變換為所希 車專矩馬達10, 為所希“勢之方‘向供給至手月宛 ]9 319719 200900210 •旋轉軸部6e。 之複=姿從現在之姿勢變換為包含所希望姿勢 臂部之上 姿勢的姿勢係如第4圖所示,第1 ’ 4 23與前臂部24重疊,笙。思在 臂部25與前臂部2 ’部22之上 處於如同位在苴古,且且弟1 2!與第2臂部21 中,將第直線上之位置的姿勢。此外,以下之說明 第5圖及第6圖Γ 為特殊之姿勢。且在第4圉、 3及控制部4。為了使圖式之辨視性提高,省略手部 朝推出方向移動而二二之=勢,’為了使手部3 時,有第1臂部21 … 2 τ月前碩方向進行驅動 第2臂部22之 ’ 23與則臂部24相互張開、且 望地朝推出手部3=與前臂部26相互張開,而如所希 (參照第5圖)。 向使臂部2之姿勢進行變換之情形 重疊、且第2臂;第臂邻21之上臂部23與前臂部24 持在此狀態下,朝不使4;#3t25與前臂部%重疊,並維 2臂部U旋動之方向使1 ^動而僅使第1臂部及第 照第6圖)。 之姿勢進行變換之情形(參 因此,當臂 變換為所希望之勢停止時,臂部2不—定是 :穩定。在習知之希望之練^ 、即不—定是變換為包含所希望特殊之姿勢、 欠勢之稷數俩姿勢中之任. 319719 20 200900210 姿勢的姿勢,視為控制上之特異點。 匕外,即使為從特殊之姿 時,若是僅藉由驅動馬達515…3朝拉出方向移毫 朝推出方向移動時同樣地,特則與使手部: 型臂式機器人中之控制上的特異=勢亦成為習知之虫圭觸 機器===構成之本實施形態的娃腿型臂式 R之動作(蛙腿型臂式機器人 广式 f |先,控制部4係使用運算處理邻4 7 / 。 達51、52、轉矩$達1〇 ^免里41,根據自驅動馬 入之資訊、及= 腿型臂式機器“之外部輪 手部3移動之方向(推出之應用程式及資料,求出使 並將其作為動作指示資訊記憶在動mu其移動量, 接著’控制部4係在預二日士二貝訊§己憶部43。 二部43導出動作指示資訊,並將J作;動:指不資訊記 出部44輸入至驅動馬達曰不㈣經由輪入輪 •—例如,從控制部4輸出使手部1〇° ―量的動作指令信號時,驅動馬達Μ推以向移動預定 弟】圖中之右迴轉方向旋 達月才疋轉軸部6a朝 心朝第1圖中之左迴轉方向旋轉動馬達52係使肩旋轉車由部 如此’藉由使肩旋轉軸部6a朝第 向旋轉.,* 1臂部21之上臂部23 圖_之右迴轉方 中之右旋轉方向搖動。同時:-端為中心朝第 第1圖中之左迴轉方向旋 I “疋轉軸部6c朝 凝轉方向搖動。-該種上臂 319719 21 200900210 口P 2 3之搖動係經由財旋 、 臂部21之前臂^24即 σ ㈣㈣臂部24 ’第 向搖勤π主 走轉抽部的為中心朝左旋轉方 向搖動。同時,該種上臂部乃 足备方 6 d傳達至前臂部2 6,第2 H以財旋轉輪部 釉π 6d為令心朝右旋轉方向搖動。 丁奴轉 士在此,弟1臂部21之動作及第2臂部22之動作 由同步齒輪71、72相互嚙人 動作係藉 之前臂部㈣搖動與第2臂; 而且,第1臂部2Ϊ Λ 臂部26的搖動同步。 轉軸部6e傳達至手部=·ζ24 έ_係經由手腕旋 係經由手腕旋轉軸部642/=232之前臂部%的抵動 出方向移動。 精此手部3即朝推 、再者,手部3之移動量係由肩 夏所決定,因此驅動馬達51、 ^ 6a、6c之旋轉 心分別旋轉達使手邻m 由使肩旋轉軸部6a、 達預定移動量M移動預定量的量,而使手部3移動 # I另方面,從控制部4輸出用以使手邻3 山 私動預定量之動作指示信號^ 吏手^ 3朝拉出方向 一第^圖中之左迴轉方向旋:馬吏肩物 ㈣第^圖中之右迴轉方向使肩 如此,错由使肩旋轉轴部以朝 向灰轉1 !臂部21之上臂部23即以龙圖中之左迴轉方 圖令之左旋轉方向搖動。同時,藉了端為中心朝第 Μ圖中之右迴轉方—向旋轉用旋轉軸部6C朝 牙4 22之上臂部25即 319719 22 200900210 立2'3一之搖動/㈣1时之錢轉方向㈣。該種上臂

經由肘旋轉軸部的傳達至前臂部24,第I 向搖=Γ:Γ即以肘旋轉轴部6b為中術 ^ m 1」時,該種上臂部25之 6d傳達至”部26,第^部22==經由肘旋轉轴部 轴部6d為中心朝左旋轉方向搖動。°p 26即以肘旋轉 ,轉軸::二;2;= f㈣係經由手腕旋轉二 朝被拉出之方向移動。 手。卩猎此手部3即 二腿型臂式機器人”,控制 恆常地將轉矩朝侧1由控制轉矩馬達1。, 姿勢之方向供給至手腕旋轉珠安勢變換為所希望 具體而言,控制部4係在 時,藉由電性控制馬達轉㈣ :3 _出方向移動 轉方向供給至手腕旋轉軸部“。而:卞1圖中之左旋 方向移動時,藉由電性使手部3朝拉出 中之=旋轉方向供給至手腕將轉矩朝第1圖 亦即,在使手部3朝推出 2經過第4圖所示之特殊姿勢:向移動的過財,當臂部 左旋轉方向(可變換為所希饮-I系將轉矩朝第】圖中之 :r:6e。因此’不“二向=至:腕旋 王文勢,而可順暢地變換為 文換為弟6圖之非所希 5圖所示之所希望姿勢。 329719 23 200900210 .經過第另:圖方:示:::::,方向移動的過程中’當 旋轉方向(可變換為:;!!#亦將轉起朝第1圖中之右 轴部“。因此= 勢之方向)供給至手腕旋轉 可順暢地變換為所希望姿勢。、為非所希望姿勢,而 亦即,根據本實施形態哭 制方法,即使臂部2 式機益人厌及其控 解決控制上之^點會變換為所希望姿勢。因此,得 再者,根據本實施形態之蛙 制方法’無須進行依存於 =人二及:控 6叫僅藉…控制便將轉矩供二= 轉绝量等之變要控制電性指令即可進行 再者,無嘴、自力、鱼曰订在4寸異點附近之順暢動作。 臂式機器人下消除特異點。卩了在構^早之蛙腿型 再者,與使用氣缸之情形相 等電性轉矩供給手段的情形下, 動馬達 可使所希望之轉矩穩定地產生:、而 同二Γ,無須另外準備氣體供給源之類的、機 二:之=r條小齒輪及氣…的長構件, 319719 24 200900210 . 如此,就習知特異點之姿勢(第4 而言,藉由使用可電性控制之轉矩馬達ι〇不之特殊姿勢) 型臂式機器人的姿勢可變換為所希望,將轉矩朝虫圭腿 =:=6e’即可實用地消除竣腿;臂= : = : 制上的特異點。 、T <控 此外,在本實施形態之埋腿型臂式 方 ^中,㈣未具備用以將轉矩供給至手m ,構(鏈條或鏈輪等),因此可使装置冓= =於未具備機械性機構,因此裝置之 而可抑制粉塵從裝置產生。因此,本實日心, 式機器人及其控制方法係適用於無塵室内者Γ 土腿型臂 再者’若僅要消除控制上之特異,點 勢下將轉矩供給至手腕旋轉袖 =殊= 實施形態之娃腿型臂十機哭乂 " 相對於此’在本 將轉矩供給至手腕旋轉軸部°6e/、控制方法中,係怪常地 中 部 果 ====型臂式機器人及其控制方法 之安赛牲^又地被限制。因此可抑制因臂部2或手 可使手 度與形狀精密度之誤差所造成之振動。結 予°卩3之位置精密度提升。 往更::驅亙常過度地被限制’因此必須比以 達51、52之私1 、52之輸出。然而,若難以使驅動馬 轉矩供认至丰比以往增加的話,則僅在特殊之姿勢下將 手腕旋轉輛部&即可。 此外,在太脊 貫施形態之蛙腿型臂式機器人及其控制方 319719 25 200900210 法中#矩馬達1 〇供給至手腕旋轉轴部6e之轉矩,係比 動焉達51 52供給至肩旋轉轴部以、6c的轉矩小。因 itb即使在將轉矩供給至手腕旋轉軸部&時,藉由驅動馬 達51、52將轉矩供給至肩旋轉軸部6&、以,藉此即可使 ’。卩2及手部3順暢地移動。 (第2實施形態) ^ 接著,祝明本發明之第2實施形態。再者,在本實施 (开讀、之祝明中,對於與上述第1實施形態相同之部分,係 省略其說明或予以簡略化。 第7圖係顯不本實施形態之蛙腿型臂式機器人之概略 構成的側面圖。如第7圖所示,在本實施形態之虫圭腿型臂 式機為人中,轉矩馬達丨〇係收納在前臂部24之内部。 ^根據本實施形態之蛙腿型臂式機器人,轉矩馬達1〇 係收、.,内在^臂部24之内部,因此可消除突出於娃腿型臂式 機器人之外部的構件。因此,無須在蛙腿型臂式機器人之 (外部確保轉矩馬達之移動空間,即可在與習知之蛙腿型臂 式機器人相同之設置空間下設置本實施形態之蛙腿型臂式 機器人。 八 再者,轉矩馬達1〇並不一定為以收納在前臂部以之 内部的狀態配置者。例如,轉矩馬達1〇與手腕旋轉轴部 =連接時,轉矩馬達10係以收納在前臂部24之内部的狀 態配置。此外,轉矩馬達10與肘旋轉軸部讣連接時,轉 矩馬達1 〇係以收納在前臂部24、上臂部中任一者之内 σ,或兩者間之内部的狀態配置。再者,轉矩馬達10與紂旋 3197J9 26 200900210 轉軸部6 d連接時,棘拓 轉矩馬達10係以收納在前臂部26、上 霄邵25中任—去夕1 者之内。卩或兩者間之内部的狀態配置。 (弟3貫施形態) 接著,說明本發明之第3實施形態。再者,在本實施 形恕之說明中,對於盥 + /、迷弟1貫施形態相同之部分,係 名略其說明或予以簡略化。 弟8圖係顯示本會祐犯At > ^ 悲之蛙腿型臂式機器人R之概 略構成的侧面圖。如箆8 臂式機器人R中,轉矩馬:1〇Τ:/在本實施形態之賴型 以連接第!臂部21之前減速機11連接在用 心。此外,驅動馬達51係二咸:3之手腕旋轉軸部 部6a,驅動由減速機53連接在肩旋轉軸 焉動馬達52係經由另一個減速機(省 接在肩旋轉軸部6c 〇減速撫 ;連 減速比為相同。 機53減速比與另一個減速機之 制係將根據從控制部4所輸入之轉矩控 轉矩朝沿著水平面之方向供給至手腕旋轉軸部 .^ 矩馬達1〇係以根據從控制部4所輸入之旋轉 速度控制信號的旋轉速度旋 之鉍轉 及-Γ、* 03 , 不Λ知形態之轉矩馬達1 〇 係可適用伺服式之轉矩馬達。 ^施形態之㈣型臂式機器人^,運算處理部Ο 係產生用以控制轉矩馬達1 〇 产啼 ^ 之%轉速度的旋轉速度栌制 仏號,以作為轉矩馬達10之動 工 部42記憶有從驅動馬達51、5 —、S 者,在記憶 部心之旋將度㈣運衫H㈣算出手腕旋轉軸 逐減速機11之減速比。 319719 27 200900210 手腕二二:空制部4係在利用轉矩馬達10將轉矩供必至 手腕奴轉軸部6e時,使 了 w料…至 馬達51、52之is ^ a才之速度、與藉由驅動 同步。 手腕凝轉軸部6e的旋轉速度 控制部4係在使手部1 # 馬達10,值常地將轉矩朝 中’糈由控制轉矩 了攸乐4圖所示之特殊姿勢變換 為所希望姿勢之方向供給至手腕旋轉軸部6e。 具體而言,控制部4係在使 時,藉由批制& 朝推出方向移動 朝第1圖中之力祐鐘士 “ 7轉矩控制k#u,將轉矩 在使手部場出方向移動時,藉由二=?。而且, 10之轉矩丨錯由幺制輪入至馬達轉矩 至手腕旋轉㈣6e。. ®中之右旋轉方向供給 根據本實施形態之蛙 法,如卜H 一 尘’式機為人R及其控制方 姿勢,亦=丄貫Γ態所說明,即使臂部2成為特殊之 為所希望:;:Γΐ換為非所希望姿勢,必定會變換 勢。因此,得解決控制上之特異點。 在本實施形態之蛙腿型臂式機器人中,押 利用轉矩馬達10將轉矩供仏 邛4係在 矩民、去以 得1—至手腕旋轉轴部6e時,使韓 …、〇之速度、與藉由驅動馬達 之手腕旋轉軸部㈣旋轉速度同步。在本而旋轉 型臂式機器人Μ其控制方法中二娃腿 :移動時’或使手部.3朝拉出方向移動時手:= 】〇將轉《常地供給至手腕旋料部6eJ此 28 319719 200^00210 ’實施形態之蛙腿型臂式機器人 達10之速度、與依存於驅動;、控制方法中,轉矩馬 手腕旋轉軸部6e的旋轉速度恆常地同了之驅動而旋轉之 此外,在本實施形態中,「使同1 與依存於驅動裝置51、52 矩馬達10之旋轉速度、 6e的旋轉速度同步」係俨,^動而旋轉之手腕旋轉軸部 腕旋轉軸部6e之轉矩馬㈣^由轉咸速機11而賦予至手 馬達5卜52之驅動力而經由;=、崎於驅動 6e的旋轉速度一致。 至手腕叙轉軸部 具體而言,控制部4係利 制値算出手腕旋韓纟 憶於記憶部42之控 動馬達 …=度。 之減速比,產生旋轉速度控制信號。並且 1 = 轉速度控制信號輸入轉矩馬.達1〇。 …之釭 例ΓΙ’利用數式說明產生旋轉速度控制信號之以- 速度方:說::過:述特殊姿勢時之旋轉 雖說明絕對空間中之各馬達及各旋轉 以下係說明相對办門由 、 - 产。 卫3中之各馬達及各旋轉軸部之旋轉速 在乂下之數式中,上臂部23、25之長度及前臂部24、 將糸^為全部相同,並將該長度設為L(m)。再者, :月,疋·^ 丁由邛6a、6c之旋轉速度設為〇 & ( rpm ),將手腕 319719 29 200900210 旋轉軸部6e之旋轉速度設為〇 ( A r 、 C P111),將轉矩馬達1〇之 疋轉速度(啊),將減速機u 將轉矩馬達10之最大旋轉速度設 又為^ 4 〇 tmmax C rpm ),將棘 矩馬達速度指令設為y ( % )。 、首先,將在通過特殊姿勢時輪入至驅動馬達51、52 之速度指令设為V ( m/mjn )時亲 y ψ逑度指令V (輪入驅動馬 達之控制値)係如下式(1 )表示。 【數式1】 (1) 6a、6c之旋轉速度〇3係如下式(2) V&2 L<Da · 2π 因此’肩旋轉軸部 表示。 【數式2】 ① a々V/4Lir (2) 在此’肩旋轉軸部6a、6c之旋轉速度與手腕旋轉 軸部6e之旋轉速度ω t在原理上應為同步。因此,考慮減 速比々1日守’肩旋轉軸部6a、6c之旋轉速度0 a進一步係如 下式ι( 3 )表示。 [數式3】 因此’轉矩馬達10之旋轉速度6Jtm可如下式(4)表 系。而且,藉由將上式(2)代入下式(4),巧*得下式(5) ί數式4】 319719 30 (4)200900210 數式 Φ tm V/4L^ % (5) 轉矩馬達速度指令y、 馬達10相對於最大旋轉速度;^控制信號係以轉矩 不0 【數式6】 卞表不,如下式(6)表 y =ω tm ’ 1 Ο Ο / ① tinmax (6) 藉由將上式f ς、/1; 屬於欲求出之旋轉 表示。 (5)代入上式(6) 速度控制信號的轉矩馬達 上6),…本出 【數式7】 $運逮度才曰令y係如下式⑺ (7) y=v.100、〜u 以上係設置有驅動 之理論式。然而, 52之座標糸中可推想: 上述臂機構”接馬達51、52係經〗 51、52觀看時相對 γ達1G係設置在從驅動馬; in 轉之二間。因此,當考慮機構學時 轉矩=。之旋轉速度控制指令係實質上成為2倍。 法,it形態之叫式機器…其控制; 田將轉矩供給至手腕 旋轉速度係與藉由 …-轉矩馬達10 - 、’、違51、5 ^之驅動而旋轉之手腕、 319719 31 轉轴部6e的旋轉逮度同步 _ 至手腕旋轉軸部6e之 ’、即,經由減速機11而賦予 動馬達51、52之,驅動力E馬達10的旋轉速度、與藉由驅 邙6e的旋轉速度—致。 4 2而賦予至手腕旋轉轴 旋轉軸部6e施加不必要之^盡不會,轉矩馬達1〇及手腕 式機器人厌產生振動。、、。結果,可防止在蛙腿型臂 式機器人中,可防正因轉矩…〇:/二1 軸部6e的旋轉速度 、疋度與手腕旋轉 所引起的產生振動。 方法中,包含該機器人為特殊⑦勢其控制 信號從控制部4輸入轉矩:勢之情形,係將轉矩控制 為所希望姿勢之方向供給:〇信號’俾將轉矩朝可變換 殊姿;)此中在視為特異點之姿勢(第4圖所示之特 ^ ; ?可將轉矩朝可變換為所杀贫次敍 至手腕旋轉軸部6e。,士果,所希望安勢之方向供給 控制上的特異點。 ^除娃腿型臂式機器人中之 (實施例) :下-兄明本發明第3實施形態之具體實施例。 弟=圖係驅動馬達51之旋轉速度的經時性變化之 之:。I圖係驅動馬達U所產生之轉矩的經時性變化 之:二弟U圖係連接有驅動馬達51之肩旋轉軸部6a 之%轉速度的經時性變化之西線圖。 319719 32 200900210 ’第12 _動馬達52之之旋轉速度的經時性變化之 曲線圖。第13圖係驅動馬達52所產 ,^ ^ Ί/Ι m . 之轉矩的經時性變 化之曲線圖。第u圖係連接有驅動馬達52之肩旋轉μ 6c之旋轉速度的經時性變化之曲線圖。 第15圖係連接轉矩馬達1G的手腕旋轉軸部6e之於 轉速度的經時性變化之曲線圖。第16圖係轉矩馬達 旋轉速度的經時性變化之曲線圖。第17圖係轉矩馬達Μ 所產生之轉矩的經時性變化之曲線圖。 再者,所有之曲線圖係表示使起點在同一時間軸上相 同並調査各旋轉速度之變化的結果。 ^比較第9圖之曲線圖及第11圖之曲線圖,驅動馬達 51係、’二由減速機53而連接在肩旋轉軸部6a,因此肩旋轉 軸部6a之旋轉速度係比驅動馬達51之旋轉速度更為減 速。因此,肩旋轉軸部6a之任意時間點的旋轉速度的大 小,雖與驅動馬達51之相同時間點的旋轉速度之大小不一 致,但肩旋轉軸部6a之旋轉速度係隨著驅動馬達51之旋 轉速度的變化經時性變動。 士同樣地’當比較第12圖之曲線圖及第14圖之曲線圖 ^驅動馬達52係經由與減速機53相同減速比之減速機 ("示)而連接在肩旋轉軸部6c,因此肩旋轉轴部6c之旋 H X係比驅動馬達5 2之旋轉速度更為減速。因此,肩旋 1轴。卩6c之任意時間點的旋轉速度的大小’雖與驅動馬達 52之相同時間點的旋轉速度之大小不一致’但肩旋轉軸部 6C之$疋轉速度係隨著驅動馬達52之旋轉速度的變化而經 33 319719 200900210 •時性變動。 比車父弟11圖之曲線圖及弟14圖之曲線圖日$,由 了 1¾於焉區 動馬達51與驅動馬達52同步驅動,因此肩旋轉幸由部6 之旋轉速度係與肩旋轉軸部6c之旋轉速度大致一致= 時性變動。 比較第11圖之曲線圖及第15圖之曲線圖時,由於本 實施形態之臂部21之上臂部23之長度與前臂部24之長度 相同,因此經由上臂部23及前臂部24而與肩旋轉軸部二 連結之手腕旋轉軸部6e的旋轉速度,係與連接有驅動馬達 5 1之肩旋轉軸部6a的旋轉速度大一致而經時性變動。 比較第14圖之曲線圖及第15圖之曲線圖時,由於本 貫施形態之臂部22之上臂部25之長度與前臂部%之長度 相同,因此經由上臂部25、前臂部26及同步齒輪7ΐ、Μ 而與肩旋轉軸部6c連結之手腕旋轉軸部6e的旋轉速度, 係〃、連接有驅動馬達52之肩旋轉軸部6c的旋轉速度大一 致而經時性變動。 因此,可將肩旋轉轴部6a之旋轉速度或肩旋轉軸部 6c之旋轉逮度視為手腕旋轉軸部^之旋轉速度。 比較第15圖之曲線圖及第16圖之曲線圖時,轉矩馬 達10係、’二由減逮機n連接在手腕旋轉軸部以,因此手腕 方疋轉軸# 6e之旋轉速度係比轉矩馬達丨〇之旋轉速度更為 減速。因此’手腕旋轉軸部6e之任意時間點的旋轉速度之 大小雖與轉矩馬達W之同時間點的旋轉速度之大小不一 致,但手腕旋轉軸部6e之旋轉逮度係隨著轉矩馬達將 319719 200900210 旋轉速度的變化而經時性變動。 比較第H)圖之曲線圖及㈣圖之曲線圖時, 達10所產生之轉矩,係比驅動馬達5 馬 而且,即使比較第13圖之曲線圖及第17圖小。 矩馬達10所產生之轉矩,係比驅動馬達52所產;轉 小。 ,運U所產生之轉矩 使轉態之控制部4係藉由電性控制轉矩馬達1。, 吏轉矩馬達10之碇轉速度、與依存於驅動馬達5 IT::之手腕旋轉軸部㈣旋轉速度同步。如此,顯 '、、、错由進仃轉矩馬達10之控制,即不會對轉矩馬 10及手腕旋轉軸部6e施加不必要之負載確 :使用於上述實施例之娃腿型臂式機器人“难以產:: 出比::馬:=態二轉=^ 以Η 1 之型馬達亦可充分發揮功能。 _制方^照圖式說明本發明之娃腿型臂式機器人及 之㈣實施形態,但本發明並非限定上述 ::::等:上述實施形態中所示之各構成構件之各種形 、、口寺為一例,只要在不脫離本發明主 可根據設計要求等進行各種變更。 , 矩馬=,在上述第卜第2及第3之各實施形態中,轉 A係連接在手腕旋轉軸部6e,並將轉矩僅 =轉轴部6e。然而,本發明並非限定於此。= ㈣軸n6d及手腕旋轉軸“e、6f中之任—者= 319719 35 200900210 轉矩馬達ι ο ’即可發揮同樣之效果。 再者,轉矩馬達10並非只限定於i個。亦可在肘旋 轉軸部6b、6d及手腕旋轉軸部6e、6f中之任二個以上, 为别連接轉矩馬達。然而,設置複數個轉矩馬達時,臂部 2會過度地被限制’而有妨礙臂苦"及手部3之順暢動作 之虞。因此’轉矩馬達較佳為只設置1個。即使在該情形 下’亦谋求轉矩馬達之旋轉速度、與依存於驅動馬 動之旋轉軸部的旋轉速度之同步。 在上述之各實施形態中,係針對臂部2沿著水 搖動之構成。然而,本發明並非限定於此,亦適

2沿著盥水平而τ闩> & > 此# 口P ㈣m 平面(基準平面)而擺動的蛙 腿型臂式機器人及其控制方法。 土 邻6 t述各實施形態中’第1臂部21係經由肩旋轉軸 。a連結在本體部丨,第2臂部22係 6c而連結在束髀^ 巧疋得軸 ΐ. \ 置2個。麸而二’、即’本發明之第1旋轉軸部係設 軸二本發明並非限定於此。請部21及第2 第由共同之肩旋轉軸部連接在本體部卜且 乐1牙口 P 21及第2臂邱 上' 本發明之第 軸部==,驅動裝置-具備透過肩旋轉 車由部6 c而使上臂;動之驅動馬達Η、及透過肩旋轉 馬達Η所驅動之肩旋#2之驅動馬達52。藉由使由驅動 之肩旋轉轴部6c同步/= 6&、與由驅動馬達52所驅動 美,即可使手部3直線性移動。然 36 319719 200900210 -而,如第18圖所+ 部6a而使上^:驅動裝置5亦可具備··透過肩旋轉轴 軸部6a與肩旋韓—搖動之驅動馬達5!’·及設置在肩旋轉 , 昝軸邙6c之間,並藉由將驅動馬達51 助力經由肩旋轉輛部6a及肩旋轉轴部6c傳達至I;1:; 而使上劈邮9 ς< -11 « ^5 構8 〇係由^固同Γ Γ Γ動力傳達機構8 0。驅動力傳達機 態之同步裔輪二 =卜82所構成,並與… 達51所酿# 為相同構造。此外,藉由使由驅動馬 而出。私 肩旋轉軸部以、及經由驅動力傳達機構80

驅馬達51所驅動之肩旋轉軸部6c同步旋轉,即可 使手部3移動。 1 J 在二述第3實施形態中’轉矩馬達ι〇係經由減速機 而連接於手腕旋轉軸部&。然而,本發明並非限定於 轉矩馬達1Q亦可直接連接在手腕旋轉軸部6e。在此 障形下#須考慮減速比,藉由使轉矩馬達^〇 Ξ旋驅動馬達51、52之驅動之手腕旋轉轴部& ^^致,即可防止不必要之負載施加在轉矩馬達 10或手腕旋轉軸部6e。結果,可防止在蛙腿型 中產生振動。 (產業上之利用可能性) 本發明係關於一種蛙腿型臂式機器人,係具備:本體 邛,驅動裝置,係設置於前述本體部;第i上臂部,其一 立而經介藉由前述驅動裝置而旋轉之第丨旋轉轴部連妗在前 述本體部,且可沿著基準平面搖動;第2上臂部,=一: 經介籍由前述驅動裝置而旋轉驅動之前述第i旋轉軸部或 319719 37 200900210 ’個第1旋轉軸部連結在前 準平面搖動;第t前臂部,苴…:’且可沿箸前述基 方式被支持在前述第;、上::;2?轉輪可 ::述基準平面搖動;第另:知,並且可沿 軸部以可旋轉之方式被支持在前述第;、2經介第3旋轉 並且可沿著前述基準 弟2上#部之另一端, 部以可旋轉之方式 述二二=介第4旋轉軸 =5旋轉軸部,轉之 5旋轉軸部朝相反爾4旋轉軸部及前述第 前述第2、第3、第4 ^ 5二凝轉,轉矩馬達,係連接在 將轉矩供給至1本1 5&轉㈣中之至少任-者,並 當前述第!上臂部、I:妾之前述旋轉綠及控制部, ^ „ 别述弟2上臂部、前述第I前臂邱β “弟部藉*前述驅動裝置之^二:公及 勢變換為包含所希望姿勢之複數::::而可爾之姿 電性控制前述轉矩馬lit安勢中之任-姿勢時, 變換為,、' 皁使别述轉矩朝可使前述各腕部 t:述所希望姿勢之方向供給至前述旋轉軸部。 ’可實祕地祕㈣㈣式卿 控-上的特異點。 〜 【圖式簡單說明】 =圖係本發明之虫圭腿型臂式機器人之第1實施形 曰v十面圖。 的倒=圖係本發明之㈣型臂式機器人之第丨實施形態 319719 38 200900210 ’第3圖係本發明之虫圭腿型臂“ μ — 的功能方塊圖。 幾σ°人之第1貫施形態 第4圖係用以說明本發 實施形態之特殊姿勢的平面圖。U式.人之弟1 第5圖係用以嘮明+ 與施开本努明之蛙腿型臂式機器人之第1 Ί態之所希望姿勢的平面圖。 弟 第6圖係用以古穿日 _ A , At °兒月本發明之娃腿型臂式機哭人之坌1 貫施形態之非所希望姿勢的平面圖。U之弟1 第7圖係本於明 的側面圖。X月之、腿型臂式機器人之第2實施形態 第8圖係本發明之蛙腿型臂 的侧面圖。 U式機益人之弟3實施形態 —第9圖係用以說明本發明之娃腿型臂式機器人之 態相關之實施例的曲線圖,且為-方驅動馬達之旋 轉速度的經時性變化之曲線圖。 疋 •二= 系用以說明本發明之蛙腿型臂式機器人之第3 只%形_之實施例的曲線圖,且為一方驅動 生之轉矩的經時性變化之曲線圖。 第11圖係用以說明本發明之蛙腿型臂式機器人之第3 :施形態相關之實施例的曲線圖,且為連接有―;驅動馬 達之肩旋轉軸部之旋轉速度的經時性變化之曲線圖。 〜第12圖係用以說明本發明之蛙腿型臂式機器人之第3 貫施形態相關之實施例的曲線圖,且為另一方驅動馬達之 旋轉速度的經時性變化之曲線圖。 319719 39 200900210

產生之轉矩的經時性變化之曲線圖。 第

實施形I 第14圖係用以說明本發明之蛙腿型臂式機哭人之第 實施形態㈣之實_的曲線®,且為逹接有方驅動 馬達之肩旋轉軸部之旋轉速度的經時性變化之曲線圖。 一第15圖係用以說明本發明之蛙腿型臂式機器人之第3 實施形態相關之實施例的曲線圖,且為藉由驅動裝置之驅 動而旋轉的手腕旋轉軸部之旋轉速度的經時性變化之曲 圖。 、、' 第16圖係用以說明本發明之蛙腿型臂式機器人之第3 實施形態相關之實施例的曲線圖,且為轉矩馬達的經時性 變化之曲線圖。 第17圖係用以說明本發明之蛙腿型臂式機器人之第1 貫施形態相關之實施例的曲線圖,且為轉矩馬達所產生之 轉矩的經時性變化之曲線圖。 第1 8圖係顯示可適用於本發明之蛙腿型臂式機器人 之第1、第2及第3實施形態中任一者之變形例的平面圖。 【主要元件符號說明】 本體部 臂部 手部 控制部 驅動裝置 200900210 ' 6a ' 6c 肩旋轉轴部(第1旋轉軸部) 6b 肘旋轉軸部(第2旋轉轴部) 6 d 肘旋轉轴部(第3旋轉轴部) 6e 手腕旋轉轴部(第4旋轉轴部) 6 f 手腕旋轉轴部(第5旋轉軸部) 10 轉矩馬達 11、53 減速機 21 第1臂部 22 第2臂部 23 上臂部(第1上臂部) 24 前臂部(第1前臂部) 25 上臂部(第2上臂部) 26 前臂部(第2前臂部) 41 運算處理部 42 記憶部 43 動作指示資訊記憶部 44 輸入輸出部 51、5 2 驅動馬達 71、72 同步齒輪(同步手段) B 基部 R 蛙腿型臂式機器人 41 319719

Claims (1)

  1. 200900210 十、申請專利範圍: 1. 一種蛙腿型臂式機器人,係具備: 本體部; 驅動裝置,係設置於前述本體部 述驅動裝置而旋 ,且可沿著基準 第1上臂部,其一端經介藉由前 轉之第1旋轉軸部連結在前述本體部 平面搖動; 轉骚動^ 經介藉由前述驅動展置而旋 ,之剛述第1旋轉軸部或另-個第1旋轉軸部連 、,在崎體部,且可沿著前述基準平面搖動; 之方部,其一端經介第2旋轉軸部以可旋轉 之方式被支持在前述第丨上臂部之另一螃, K 著前述基準平面搖動; 口 w 可 端經介第3旋轉軸部以可旋轉 2上臂部之另一端,並且可沿 第2前臂部,其一 之方式被支持在前述第 著前述基準平面搖動; 。,糸經介第4旋轉軸部以可旋轉之方式被戈 持在前述第1前臂邱^ 夫 以可⑼上: 端,且經介第5旋轉軸部 疋轉之方式被支持在前述第2前臂部之另一端. 轉手段’係使前述第4旋轉軸部及前述第5旋 專軸邛朝相反之方向同步旋轉; 旋輕::巨馬達’係連接在前述第2、第3、第4及第5 :^中之至少任-者’並將轉矩供給至其本身所 迷接之Μ述旋棒軸部;及 319719 42 200900210 控制部,當前述第1上臂^ 前述第1前臂邻及fr、+、^ Q 剛乂第2上臂部、 刖U及刖述第2前臂部藉由命、+、 之驅動而可從現在之姿勢變換為包含所希Γ區動裝置 :個姿勢中之任一姿勢時,電性控制前述==複 俾使前述轉矩朝可使前述 馬達, 2. 勢之方向供給至前述旋轉轴部。又換為則麵希望姿 如申請專利範圍第i項之娃腿型臂式機 藉由前述轉矩馬達被供給至 ',,、中’ 5旋轉軸部中之至少任 第2弟3、弟、及第 - + j处轉矩,係比藉由前述 3. 如=而供給至賴1旋轉轴部之轉矩小。 :申咖範圍第“貝之蛙腿型臂式 前述控制部係將前述轉矩馬達控制 、、一, 預定之—古a # & ^ 成在别述手部朝 轉矩。 動的期間恆常地朝同-方向供給前述 4. ==專利範圍第i項之_㈣式機器人, =轉收納在前述第1上臂部、前述第2上 # #、則述第1前臂部及前过篦 —者的内部。 Μ弟2則臂部中之至少任 5. ^請專利範圍第1項之埋腿型臂式機器人,且中, ==馬達係將根據轉矩控制信號之轉矩供給至其 梦之rJT走轉軸部’並且以根據旋轉速度控制信 &疋轉逮度使前述旋轉軸部旋轉, 前,控制部係將前述轉矩控制信號輸入前述轉矩 〜且以令前述轉矩馬達之旋轉速度、與依隨前 319719 43 200900210 述驅動裝置之驅動而、 同步之方式,將前述:述旋轉轴部的旋轉速度 馬達。 "逯度控制信號輸入前述轉矩 6. 如申請專利範圍第5項 前述控制部係根據前述驅器人’其中, 接有前述轉矩馬達之前述旋;二=、二算出連 如申請專利範圍第5 f車由㈣方疋轉速度。 仅具備減連機,該減速 ”中, 述旋轉軸部之間,且將前^置於别述轉矩馬達與前 減速並傳達至H絲&轉矩馬達之旋轉速度予以 丨号運至則述旋轉軸部, 月ί述控制部係根據前述 述減速機而減速之前述藉由前 述旋轉速度控制信號。Ρ之旋轉速度’產生前 8. 利範圍第1項之娃腿型臂式機器人,1中, 9. 別述轉矩馬達係僅設置1個。 ,、τ ==利範圍第1項之娃腿型臂式機器人,其中, 月!J述驅動裝署在g供. # 1驅動馬達,係透過前述第1 %轉軸部使前述第丨上臂 係土秀禍义、+、w 1茶動,及弟2驅動馬達, 動。°則述另—個第1旋轉軸部使前述第2上臂部搖 1〇· Ϊ申請專利範圍第1項之㈣型臂式機器人,其中, 月)述驅動u係具備:驅動馬達,係透 =前述第i上臂部搖動;及驅動力傳: 係a又置在丽述第i旋轉軸部與前述第2旋轉軸部之 319719 44 200900210 ' 間,且藉由將前述驅動馬達之驅動力透過前述m ]及 第2旋轉轴部傳達至前述第2上臂部而使前 臂部搖動。 11· -㈣腿型臂式機器人之控制方法,該娃 器人係具備: 本體部; 驅動裝置,係設置於前述本體部; (: 第1上f部,其-端經介藉由前述驅動裝置而旋 轉之第1旋轉軸部連結在前述本體部,且可沿 平面搖動; 土 第2上#。卩,其一端經介藉由前述驅動裝置而旋 軺驅=之月y述第1旋轉軸部或另一個第工旋轉轴部連 結在f述本體部’且可沿著前述基準平面搖動; 第1七#。卩,其一端經介第2旋轉軸部以可旋轉 =式被支持在前述第U臂部之另—端,並且可沿 (考前述基準平面搖動; 第、2剛臂部,其一端經介第3旋轉軸部以可旋轉 式被支持在前述第2上臂部之另一端,並且可沿 考前述基準平面搖動; ° 牲 ^ ^係、纟二"第4旋轉軸部以可旋轉之方式被支 以f前述第1前臂部之另一端,且經介第5旋轉轴部 可之方式被支持在前述第2前臂部之另一端; — 同步手#又,係使前述第4旋轉軸部及前述第5旋 轉幸由部朝相反之方向同步旋轉;及二 45 319719 200900210 p轉矩馬達’係連接在前述第2、第3、當# 方疋轉軸部中之至少任—者,並將轉矩供及乐! 連接之刖述旋轉軸部 °八本身所 當前述第1上臂部ί =之特徵為: 前臂部及前述第2前臂二弟上臂部、前述第1 可從現在之姿勢變換為:^由料驅動裝置之驅動而 中之任一姿勢勢之複數個姿勢 =朝:使前述各臂部變換為前述所希ί姿:1= 供給至則述旋轉軸部。 勢之方向 12.如申請專利筋圍笛η 法,其中,夢腿型臂式機器人之控制方 Li:、軸部中之至少任-者的前述轉矩,係 比藉由則述驅動梦番品糾▲人, ’、 矩小。置而供給至前述第1旋轉軸部之轉 13.如申請專利筋圍笛η tS >丄 法,其中,=弟11項之蛙腿型臂式機器人之控制方 在剧述手部朝預定之一方向 係恆常地朝同-方向供給前述轉矩。動的期間, 14:申2利f、圍第11項之娃腿型臂式機器人之控制方 矩供I至2述轉矩馬達係將根據轉矩控制信號之轉 速度:制;ί身?連接之,軸部,並且以根據旋轉 。k之凝轉速度使前述旋轉轴部旋轉, 人义將剧述轉矩控制信號輸入前述轉矩馬達,並且以 驅t//轉起馬達之旋轉速度、與依隨前述驅動裝置之 ^而疑轉之前述旋轉軸部的旋轉速度同步之方式, 319719 46 200900210 ' 將前述旋轉速度控制信號輸入前述轉矩馬達。 15. 如申請專利範圍第14項之蛙腿型臂式機器人之控制方 法,其中,根據前述驅動裝置之控制値,來算出 有别述轉矩馬達之前述旋轉軸部的旋轉速度。 16. :申::利範圍第14項之蛙腿型臂式機器人之控制方 減速二: = 比及藉由前述減速機而 控制信就,其中、疋轉逮度’產生前述旋轉速度 前述旋轉轴部之間^減逮,係介置於前述轉矩馬達與 以減速並傳達至 ^將則述轉矩馬達之旋轉速度予 -如申請專利範心、 法,其中,將前述你蛙腿型臂式機器人之控制方 第5旋轉軸部中 /、给至前述第2 1 r之至少任— 年0 319719 47
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