TWI669199B

TWI669199B - robot

Info

Publication number: TWI669199B
Application number: TW106140538A
Authority: TW
Inventors: 秋田智司; 久保至; 松尾惠介; 戶塚善三
Original assignee: 日商新明工業股份有限公司; 日商量子電器股份有限公司; 日商伊藤忠機械技術股份有限公司; 日商金井電器產業股份有限公司
Priority date: 2017-01-19
Filing date: 2017-11-22
Publication date: 2019-08-21
Also published as: WO2018135012A1; JP6837644B2; CN108235698B; JPWO2018135012A1; TW201827187A; CN108235698A

Abstract

本發明提供一種能夠提高安全性的機器人。該機器人具備膜感測器，前述膜感測器構成為具有感測器本體，前述感測器本體包含內外電阻膜和間隔件，前述內外電阻膜彼此相對，前述間隔件是絕緣體，位於前述內外電阻膜之間，用來使處於未受到外部接觸的狀態的前述內外電阻膜相互分隔，一旦受到外部接觸，隨著該接觸被壓入的外側電阻膜就會和內側電阻膜接觸而通電，藉由檢測其電信號，就能偵測出已受到接觸。

Description

機器人

本發明是有關於一種例如機械臂等機器人。

近年來，在作業人員附近作動的機械臂正在不斷普及。

發明概要

然而，作業人員一旦接觸機械臂就會有危險。對此，考慮以低推力啟動機械臂，但即便這樣也存在安全性問題。而且，不僅是機械臂，其它機器人也存在這種問題。

本發明是鑒於前述情況而完成的，目的在於提供一種能夠提高安全性的機器人。

為了達成前述目的，本發明的機器人具備膜感測器，前述膜感測器構成為具有感測器本體，前述感測器本體包含內外電阻膜和間隔件，前述內外電阻膜彼此相對，前述間隔件是絕緣體，位於前述內外電阻膜之間，用來使處於未受到外部接觸的狀態的前述內外電阻膜相互分隔，一旦受到外部接觸，隨著該接觸被壓入的外側電阻膜就會和內側電阻膜接觸而通電，藉由檢測其電信號，就能偵測出已受到接觸。

另外，在前述機器人中，前述內外電阻膜可均為筒狀。

另外，在前述機器人中，前述間隔件可具有複數個環繞部和位於前述複數個環繞部間的非環繞部，前述複數個環繞部沿著前述內側電阻膜的外表面環繞。

另外，在前述機器人中，在前述內外電阻膜之間可散佈有複數個前述間隔件。

本案發明可獲得能夠提高安全性的機器人。

也就是說，本案各請求項之發明的機器人可以構成為當作業人員接觸感測器本體時就立即停止機器人，從而能夠提高其安全性。

在更佳的樣態中，本發明的機器人特別適合應用在適於安裝筒狀膜感測器的機械臂等。

在更佳的樣態中，根據本發明的機器人，藉由加厚設於外側電阻膜外側的片材以提升強度，以及提升對人對物適性，並且藉由增大內外電阻膜間的間隙，以能抑制用來接通膜感測器的荷重的增大，同時還能確切地防止誤作動。

在更佳的樣態中，根據本發明的機器人，藉由在內外電阻膜間散佈複數個間隔件，不但膜感測器變薄，而且輕輕接觸就能導通。

用以實施發明之形態以下，一邊參照圖式一邊說明本發明的實施形態。

圖1所示的機械臂(機器人的一例) 1是垂直多關節機器人(例如六軸垂直多關節機器人)，能在各關節部進行旋動或扭轉動作。另外，在各關節部設有圖未示的馬達、減速機、旋轉角檢測器等，且利用圖未示的控制裝置來控制各關節部的旋轉角度等。在機械臂1的前端，安裝有可進行適當作業的手部(圖未示)，且機械臂1的根部固定在台座或移動台車等。

另外，機械臂1具備膜感測器(膜片) 2。如圖2所示，膜感測器2構成為具有感測器本體8，該感測器本體8包含：彼此相對且具可撓性的內外電阻膜(本例中為由Ag/C的混合膜構成的導電膜) 3、4、複數個間隔件(點狀間隔件)5、和將內外電阻膜3、4夾在其中的內外片材(例如聚對苯二甲酸乙二酯製片材) 6、7，前述複數個間隔件(點狀間隔件)5是絕緣體，位於內外電阻膜3、4之間以例如縱橫0.5mm的間隔散佈，用來使處於未受到外部接觸的狀態的內外電阻膜3、4相互分隔，一旦受到接觸，隨著該接觸被壓入的外側電阻膜4就會和內側電阻膜3接觸而通電，藉由檢測其電信號，就能偵測出已受到接觸。此外，內外電阻膜3、4和內外片材6、7均具有可撓性。

而且，感測器本體8的內表面(內側片材6側)是藉由黏合劑9接合在截面大致C字狀且具有可撓性的基底構件10的外表面，感測器本體8是以和基底構件10一起捲成筒狀的狀態安裝在機械臂1 (參照圖1)。此外，在圖2中，11是絕緣帶。

在此，作為基底構件10，例如可使用將樹脂管的一端到另一端切斷使截面呈大致C字狀而成的構件，且宜在其內表面預先設置衝擊緩衝用緩衝材料(圖未示)。

作為對機械臂1安裝感測器本體8及基底構件10的方法，考慮將捲繞在機械臂1的狀態的感測器本體8或基底構件10的適當部位用膠帶或魔鬼氈等固定，或者用綁帶或繩子等捆緊。

另外，圖1所示的例子中，是對一個機械臂1安裝有兩個感測器本體8，像這樣，在一個機械臂1安裝複數個感測器本體8的情況下，藉由將感測器本體8彼此用電纜12等電連接，不論哪個感測器本體8受到接觸而通電，都能偵測到該接觸，並且，和將各感測器本體8個別地電連接於控制裝置等的情況相比，還能簡化電纜12等的配線。

本實施形態的機械臂1構成為，偵測到對感測器本體8的接觸，基於該偵測而由控制裝置使機械臂1的作動停止。因此，也能在作業人員接觸感測器本體8的情況下使機械臂1立即停止，從而能夠提高機械臂1的安全性。

而且，本實施形態的機械臂1中，即使是存在對感測器本體8的接觸的情況，其衝擊也不會直接傳遞到機械臂1，而是藉由接合有感測器本體8的基底構件10的內表面的緩衝材料來緩衝，因此從這一點上來說，也會提高機械臂1的安全性。

此外，本發明絲毫不受前述實施形態限定，當然能夠在不脫離本發明主旨的範圍內進行多種變形並予以實施。例如，可舉出如下所述的變形例。

前述實施形態中，只在機械臂1的臂部分安裝膜感測器2的感測器本體8，但不限於此，也可以在例如關節部或手部等，在機械臂1整體安裝感測器本體8，且以不論觸碰到機械臂1的哪個部分都進行停止等的方式構成，在此情況下，能夠更加提高安全性。在此，例如在對機械臂1的關節部安裝感測器本體8的情況下，必須在不妨礙關節部的活動的狀態下安裝，只要以具有這樣的形狀等的方式構成感測器本體8即可。

另外，前述實施形態中，作為機器人例示了機械臂1，但不限於此，本發明當然能夠應用在其他的機器人。

前述實施形態的膜感測器2使用的是例如厚度75 μm左右的外側片材7，且在內外片材6、7間以等間隔地散佈的方式夾有複數個間隔件5，藉此不但膜感測器2整體變薄，而且即便輕輕接觸也能導通。但是，如果考慮作為對人對物用感測器使用，增厚外側片材7以提升強度的話，在各間隔件5周圍的狹小空間內，厚的外側片材7就會壓向內側片材6，有可能導致用來接通膜感測器2的荷重(接通荷重)急劇上升。

因此，前述實施形態的膜感測器2中，是在內外電阻膜3、4之間散佈有複數個間隔件(點狀間隔件) 5，但也可以省去這種間隔件5，取而代之地，採用如圖3及圖4所示的間隔件5A。該間隔件5A可藉由例如作為絕緣體的雙面膠帶構成，具有複數個環繞部13以及位於複數個環繞部13間的非環繞部14，前述複數個環繞部13沿著構成為筒狀的內側電阻膜3的外表面(或沿著構成為筒狀的外側電阻膜4的內表面)環繞。非環繞部14在筒狀的內外電阻膜3、4的軸向上延伸。

在使用如此構成的間隔件5A的情況下，如圖3〜圖5所示，藉由增大外側片材7厚度(例如增厚至188 μm以上)以提升強度，以及提升對人對物適性，並且藉由增大兩片片材6、7間的間隙，估計能抑制接通荷重的增大，同時還能確切地防止誤作動。此外，圖2所示的膜感測器2是假設將其厚度t1設為約0.2mm，相對於此，圖3〜圖5所示的膜感測器2是假設將其厚度t2 (參照圖4(B))設為約2mm。

另外，在將圖3至圖5所示的膜感測器2安裝於機械臂1 (機器人)時，宜在不易受到外部接觸的位置配置間隔件5A。而且，間隔件5A中，例如構成環繞部13或非環繞部14的部分的至少一個可以不連續而是斷續地延伸，也可以是非環繞部14不在內外電阻膜3、4的軸向上延伸。此外，間隔件5A並不限於由環繞部13及非環繞部14構成，例如也可以沿著構成為筒狀的內側電阻膜3的外表面呈螺旋狀延伸。

1‧‧‧機械臂

2‧‧‧膜感測器

3‧‧‧內側電阻膜

4‧‧‧外側電阻膜

5‧‧‧間隔件

5A‧‧‧間隔件

6‧‧‧內側片材

7‧‧‧外側片材

8‧‧‧感測器本體

9‧‧‧黏合劑

10‧‧‧基底構件

11‧‧‧絕緣帶

12‧‧‧電纜

13‧‧‧環繞部

14‧‧‧非環繞部

t1‧‧‧厚度

t2‧‧‧厚度

圖1是概略性地顯示本發明的一實施形態的機器人(機械臂)的構成的說明圖。

圖2是概略性地顯示前述機器人(機械臂)的膜感測器的構成的局部放大截面圖。

圖3(A)及(B)是概略性地顯示前述膜感測器的變形例的構成的俯視圖及立體圖。

圖4(A)是圖3所示的膜感測器的橫截面圖，圖4(B)是(A)的B-B線切斷圖，圖4(C)是(A)的C-C線切斷圖。

圖5(A)及(B)是概略性地顯示圖3所示的膜感測器的變形前及變形後狀態的縱截面圖。

Claims

一種機器人，其特徵在於：具備膜感測器，前述膜感測器構成為具有感測器本體，前述感測器本體是由內外電阻膜和間隔件所構成，前述內外電阻膜是設置於筒型的基底構件而成為筒狀，且相互對向；前述間隔件具有環繞部與非環繞部，且是由絕緣體所構成，在感測器的偵測接觸的範圍內完全不配置間隔件，且可使處於未受到來自外部的接觸的狀態的前述內外電阻膜相互分隔，前述環繞部是沿著前述筒狀的內外電阻膜的兩端部環繞，前述非環繞部是在前述內外電阻膜的軸方向延伸；且前述膜感測器構成為一旦受到外部接觸，隨著該接觸被壓入的前述外側電阻膜就會和前述內側電阻膜接觸而通電，藉由檢測其電信號，就能偵測出已受到接觸。
如請求項1之機器人，其中前述非環繞部只有一個。
如請求項1或2之機器人，其中前述內外電阻膜被夾在內外片材中，且設置於外側電阻膜的外側的外側片材比設置於內側電阻膜的內側的內側片材還要厚。
如請求項1之機器人，其中前述環繞部及前述非環繞部之至少一個可以不連續而是斷續地延伸。
如請求項1或2之機器人，其中前述基底構件的內表面設置有緩衝材料。
如請求項2之機器人，其中前述非環繞部的兩端分別連接於前述電阻膜的兩端部的前述環繞部。
一種機器人，具備膜感測器，前述膜感測器構成為具有感測器本體，前述感測器本體是由相互對向之筒型的內外電阻膜和設置於前述內外電阻膜之間的間隔件所構成，且前述膜感測器構成為一旦受到外部接觸，前述外側電阻膜就會被壓入並和前述內側電阻膜接觸而通電，藉由檢測其電信號，就能偵測出已受到接觸，前述機器人之特徵在於：前述間隔件僅具有環繞部與非環繞部，且是由絕緣體所構成，前述環繞部是沿著前述內外電阻膜的兩端部環繞，且僅沿著前述筒型的圓周方向延伸，前述非環繞部是位於兩端部的前述環繞部之間；且前述非環繞部為連續。