CN105555011A

CN105555011A - 机器人

Info

Publication number: CN105555011A
Application number: CN201510679429.2A
Authority: CN
Inventors: 饭田泉
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2014-10-24
Filing date: 2015-10-19
Publication date: 2016-05-04
Anticipated expiration: 2035-10-19
Also published as: EP3012074B1; CN105555011B; US20160120021A1; JP2016083716A; US9713247B2; EP3012074A1

Abstract

本发明提供即使使其反复动作也能够适当地维持特性阻抗的机器人。本发明的机器人具备：布线基板，其为具有第一频率的电流在布线方向流通的第一基板上布线、和作为比上述第一频率小的频率的第二频率的电流在布线方向流通的第二基板上布线的挠性印刷电路基板；以及屏蔽基板，其具有导体，且为与上述布线基板在厚度方向重叠的挠性印刷电路基板，在与上述布线方向以及上述厚度方向正交的正交方向上，作为上述导体的一个端部的第一导体端、上述第一基板上布线、上述第二基板上布线、以及作为上述导体的另一个端部的第二导体端依次排列，从上述第二导体端到上述第二基板上布线的距离比从上述第一导体端到上述第一基板上布线的距离小。

Description

机器人

技术领域

本发明涉及机器人。

背景技术

已知有机器人的臂内的布线使用挠性印刷电路基板的技术(参照专利文献1)。另外，已知有使挠性印刷电路基板上的布线的特性阻抗与和该布线连接的被覆布线的特性阻抗匹配的技术(参照专利文献2)。

专利文献1：日本特开2010－214530号公报

专利文献2：日本特开2008－210839号公报

然而，即使在制造时以与被覆布线匹配的方式调整特性阻抗，若使臂反复动作则挠性印刷电路基板的位置也从制造时的位置偏移，其结果，存在特性阻抗并不适当这样的问题。

发明内容

本发明是为了解决这样的问题而创造的，目的之一在于提供即使使其反复动作也能够适当地维持特性阻抗的机器人。

为了实现上述目的本发明的机器人具备：布线基板，其为具有第一频率的电流在布线方向流通的第一基板上布线、和作为比第一频率小的频率的第二频率的电流在布线方向流通的第二基板上布线的挠性印刷电路基板；以及屏蔽基板，其具有导体，且为与布线基板在厚度方向上重叠的挠性印刷电路基板。并且，本发明的机器人构成为，在与布线方向以及厚度方向正交的正交方向上，作为导体的一个端部的第一导体端、第一基板上布线、第二基板上布线、以及作为导体的另一个端部的第二导体端依次排列，从第二导体端到第二基板上布线的距离比从第一导体端到第一基板上布线的距离小。

在上述的构成中，若使机器人反复动作，则布线基板与屏蔽基板在布线方向的正交方向上引起位置偏移，屏蔽基板上的导体与布线基板上的基板上布线可能从在厚度方向重叠的状态移至不重叠的状态。若移至屏蔽基板上的导体与布线基板上的基板上布线不重叠的状态，则从布线基板上的基板上布线到最近的导体的距离较大地变化，所以布线基板上的基板上布线的特性阻抗较大地变化。因此，若使机器人反复动作，则布线基板上的基板上布线的特性阻抗可能从制造时的大小变化。

这里，若将布线方向的正交方向上的从第一导体端到第一基板上布线的距离设为D₁₁，将布线方向的正交方向上的从第一基板上布线到第二基板上布线的距离设为D₁₂，并将布线方向的正交方向上的从第二导体端到第二基板上布线的距离设为D₂₂，则D₂₂＜D₁₁成立。布线方向的正交方向上的各构成要素的配置顺序如以下。

＜第一导体端/D₁₁/第一基板上布线/D₁₂/第二基板上布线/D₂₂/第二导体端＞

这里，在厚度方向上第二基板上布线不与屏蔽基板的导体重叠的条件是在布线方向的正交方向上，第二导体端仅向第一导体端侧移动距离D₂₂、以及第一导体端仅向第二导体端侧移动距离D₁₂+D₁₁。由于距离D₂₂比距离D₁₁小，距离D₁₂+D₁₁比距离D₁₁大，所以在厚度方向上第二基板上布线不与屏蔽基板的导体重叠的屏蔽基板的最短的移动距离是距离D₂₂。另一方面，在厚度方向上第一基板上布线不与屏蔽基板的导体重叠的条件是在布线方向的正交方向上，第一导体端仅向第二导体端侧移动距离D₁₁、以及第二导体端仅向第一导体端侧移动距离D₂₂+D₁₂。这里，D₂₂＜D₁₁成立，所以在厚度方向上第一基板上布线不与屏蔽基板的导体重叠的屏蔽基板的移动距离D₁₁、D₂₂+D₁₂均比距离D₂₂大。即，在厚度方向上第一基板上布线不与屏蔽基板的导体重叠的屏蔽基板的移动距离D₁₁、D₂₂+D₁₂比在厚度方向上第二基板上布线不与屏蔽基板的导体重叠的屏蔽基板的最短的移动距离D₂₂大。

根据以上所述，在布线基板与屏蔽基板在布线方向的正交方向引起位置偏移的情况下，电流的频率较大的第一基板上布线与第二基板上布线相比，能够减小在厚度方向上不与导体重叠的可能性。即，能够与第二基板上布线相比优先特性阻抗的变化的影响较大的第一基板上布线适当地维持特性阻抗。

另外，也可以若从布线方向的正交方向观察，则布线基板与屏蔽基板形成为螺旋状。通过使布线基板和屏蔽基板为螺旋状，即使形成布线方向较长的布线基板和屏蔽基板，也能够紧凑地配置布线基板和屏蔽基板。在这样形成了布线方向较长的布线基板和屏蔽基板的情况下，虽然在布线方向的正交方向上布线基板与屏蔽基板容易引起位置偏移，但根据上述的理由能够优先第一基板上布线适当地维持特性阻抗。

并且，也可以布线基板和屏蔽基板在不与第一导体端和第二导体端的方向正交的方向的折线被折弯。通过折弯布线基板和屏蔽基板，能够使布线方向变化，能够提高布线基板与屏蔽基板的配置自由度。在像这样在不与第一导体端和第二导体端的方向正交的方向的折线折弯了布线基板和屏蔽基板的情况下，虽然在布线方向的正交方向上布线基板和屏蔽基板容易引起位置偏移，但根据上述的理由能够适当地维持第一基板上布线的特性阻抗。

另外，也可以第一基板上布线是信号线，第二基板上布线是电源线。由此，能够与作为第二基板上布线的电源线相比优先适当地维持作为第一基板上布线的信号线的特性阻抗。即，通过适当地维持信号线的特性阻抗能够防止机器人的误动作。电源线也可以传输频率为0的直流电源。当然，电源线也可以传输交流电源。

并且，也可以第一基板上布线和第二基板上布线均为信号线。由此，能够与第二基板上布线相比优先较大的频率的电流流通的第一基板上布线适当地维持特性阻抗。即，通过适当地维持频率较大的信号线的特性阻抗，能够防止机器人的误动作。

另外，也可以布线基板具有作为比第一频率小的频率的第三频率的电流在布线方向流通的第三基板上布线，第一基板上布线位于第二基板上布线与第三基板上布线之间。该情况下，布线方向的正交方向上的各构成要素的配置顺序如以下。

＜第一导体端/第三基板上布线/第一基板上布线/第二基板上布线/第二导体端＞

在各基板上布线向第一导体端侧偏移的情况下，第一基板上布线不会先于第三基板上布线在厚度方向上不与导体重叠。另一方面，在各基板上布线向第二导体端侧偏移的情况下，第一基板上布线不会先于第二基板上布线在厚度方向上不与导体重叠。因此，能够优先电流的频率比第二基板上布线和第三基板上布线都大的第一基板上布线将特性阻抗维持到适当的大小。

附图说明

图1是本发明的一实施方式的机器人***的主视图。

图2(2A)、(2B)是透视了臂的前端部分的内部的立体图。

图3是基板束的立体图。

图4(4A)～(4D)是表示基板上布线与导体的位置关系的示意图。

图5(5A)是基板束的立体图，(5B)～(5D)是基板束的说明图。

图6(6A)是表示基板间距离与特性阻抗的关系的曲线图，(6B)、(6C)是表示旋转角度与特性阻抗的关系的曲线图，(6D)是基板束的折线的示意图。

图7(7A)是特性阻抗的测定方法的说明图，(7B)是电压的曲线图，(7C)、(7D)是基板束的说明图，(7E)是表示旋转角度与特性阻抗的关系的曲线图。

具体实施方式

以下，参照附图按以下的顺序对本发明的实施方式进行说明。此外，在各图中在对应的构成要素标注有同一符号，并省略重复的说明。

(1)整体构成：

(2)臂的前端部分的构成：

(3)传输路径的构成：

(4)特性阻抗的测定方法：

(5)其他的实施方式：

(1)整体构成：

图1是本发明的一实施方式所涉及的机器人***1的主视图。机器人***1具备机器人9、和控制装置40。控制装置40以能够通信的方式与机器人9连接。该连接例如按照以太网(注册商标)、USB(UniversalSerialBus：通用串行总线)等有线通信标准、Wi－Fi(注册商标)等无线通信标准。机器人9具备拍摄部10、手单元20a、20b、以及躯干单元30。即，机器人9是具备两个手单元20a、20b的双臂机器人。

机器人9从控制装置40获取控制信号，并基于获取到的控制信号对工件进行规定的作业。所谓的规定的作业例如，是通过手单元20把持工件并使所把持的工件从当前设置的位置移动到其他的位置、或者在使其移动后与其它的装置进行组装等作业。

拍摄部10设置在躯干单元30的上部。拍摄部10例如由分别具备了透镜、CCD(ChargeCoupledDevice：电荷耦合元件)、CMOS(ComplementaryMetalOxideSemiconductor：互补金属氧化物半导体)等拍摄元件的照相机11a、11b构成。拍摄部10拍摄放置于作业台等的工件、被手单元20把持的状态的工件，并通过通信将拍摄到的工件的图像输出给控制装置40。此外，机器人9也可以不具备拍摄部10，也可以能够与相当于拍摄部10的外部的拍摄装置进行通信。

手单元20与躯干单元30的上部的两个位置连结。手单元20具备至少具备三轴的连杆的臂21、和以单轴的自由度与臂21的前端部连结的手22。手单元20的各轴被未图示的促动器驱动。本实施方式的手22具备把持工件的多个手指222、和以能够驱动的方式与该手指222连结的掌部221。

在躯干单元30具备有控制基板31，在控制基板31从控制装置40输入有控制信号。控制基板31具备基于来自控制装置40的控制信号以及来自安装于各轴的促动器的编码器的角度信号来生成用于使手单元20所具备的各轴的促动器驱动的驱动信号的电路。并且，控制基板31具备用于向手22发送接收手控制信号的通信电路。另外，在控制基板31供给有从未图示的工业电源生成的电源，并且输入有作为机器人9的壳体的电位的FG(FrameGround：机架地线)电位。传输路径A被从控制基板31抽出，且传输路径A到达臂21的前端。

传输路径A包括传输用于使手单元20所具备的各轴的促动器驱动的驱动信号、来自安装于各轴的促动器的编码器的角度信号、以及向手22的手控制信号的信号线。并且，传输路径A包括用于传输电源的电源线、和与机器人9的壳体同电位的FG线。另外，传输路径A的前端与手22所具备的控制电路连接。由此，能够对控制手22的各可动部的控制电路供给手控制信号、FG电位、电源。并且，传输路径A在臂21的中途分支，并与使臂21所具备的各轴的促动器驱动的驱动电路以及编码器连接。由此，能够对使臂21所具备的各轴的促动器驱动的驱动电路供给驱动信号、FG电位、电源，能够获取来自编码器的角度信号。也可以在左右的手单元20a、20b的每一个分别具备控制基板31。

(2)臂的前端部分的构成：

图2A、2B是透视了臂21的前端部分的内部的立体图。臂21的前端部分具有第一部件23和第二部件24。在第二部件24的前端能够以能够旋转的方式连结手22。第二部件24以能够移动的方式设置于第一部件23。具体而言，第二部件24以能够旋转移动的方式与第一部件23连结。

首先，对用于第二部件24相对于第一部件23旋转移动的构成进行说明。如图2A所示，第一部件23与第二部件24经由圆柱状的旋转轴242连结。旋转轴242从第二部件24突出，且旋转轴242被形成于第一部件23的贯通孔(未图示)支承。在旋转轴242接合有圆柱状的从动带轮237a。通过从动带轮237a旋转，能够使从动带轮237a接合的旋转轴242旋转，从而使第二部件24旋转移动。

用于使从动带轮237a旋转的动力由马达236生成。马达236接受通过传输路径A传输的电源和驱动信号的供给来进行驱动。在马达236的驱动轴接合圆柱状的驱动带轮237b，驱动带轮237b与从动带轮237a通过轮带239a连结。由此，能够通过马达236的动力使从动带轮237a驱动。以与轮带239a接触的方式具备带轮239b，通过带轮239b适度地调整轮带239a的张力。

(3)传输路径的构成：

接下来，对传输路径A中连接第一部件23与第二部件24之间的部分进行说明。如上述那样，第二部件24相对于第一部件23旋转移动，以能够允许该旋转移动的方式构成传输路径A。图2B示出从图2A的相反的一侧观察第一部件23以及第二部件24的状态。在第二部件24的侧面形成有圆形的贯通孔24a，第一部件23的内部空间与第二部件24的内部空间经由贯通孔24a连通。在第一部件23设置有大致圆柱状的卷芯23a，卷芯23a经由贯通孔24a***第二部件24的内部空间。卷芯23a的剖面与旋转轴242的剖面构成同心圆。通过在直径方向对卷芯23a开槽形成槽23a1，在槽23a1***基板束F。基板束F是挠性印刷电路基板的束，对于详细后述。

在第一部件23的内部收纳有连接基板231，在该连接基板231安装有连接器233。在连接器233连接有连接布线K的端子。连接布线K是导体被绝缘体覆盖的电缆，也可以是出售的LAN(LocalAreaNetwork：局域网)电缆等。连接布线K是从在躯干单元30侧与第一部件23连结的臂部件25导出的电缆，构成传输路径A的一部分。在连接基板231安装有多个连接器232，在连接器232连接有构成基板束F的各挠性印刷电路基板的端子。在连接基板231形成有连接连接布线K的连接器233、和基板束F的连接器232的图案(未图示)，在连接器233与连接器232之间形成有构成衰减器的连接电路234。连接电路234只要是在连接布线K与基板束F之间进行阻抗匹配的电路即可，例如也可以是将多个电阻(未图示)连接为T型、π型的电路。

接下来，对基板束F的详细进行说明。图3是表示基板束F的构成的立体图。基板束F通过在厚度方向上重叠多个挠性印刷电路基板来形成。在构成基板束F的挠性印刷电路基板包括有布线基板W和屏蔽基板S。挠性印刷电路基板是具有可挠性的印刷电路基板，例如也可以是通过选择性地对形成在基材上的整个面的铜箔进行蚀刻来形成图案的基板。另外，本实施方式的挠性印刷电路基板是单侧单层的印刷电路基板。在基板束F中，包括比该基板束F的配置位置靠臂21的前端侧的各促动器的驱动所需要的数目的布线基板W，并以从纸面上下夹持各布线基板W的方式重叠屏蔽基板S。并且，在布线基板W与屏蔽基板S之间各夹着一块规定的厚度U的隔离物I。

布线基板W具有高频信号线H、低频信号线L、以及电源线P来作为基板上布线B。因此，作为基板上布线B的高频信号线H和低频信号线L经由衰减器(连接电路234)以及连接器232、233与连接布线K连接，作为基板上布线B的电源线P经由连接器232、233与连接布线K连接。高频信号线H、低频信号线L、以及电源线P是向布线方向延伸的直线状的图案。布线方向是指基板束F的长度方向，基板束F的宽度方向是指与布线方向以及基板束F的厚度方向正交的正交方向。高频信号线H以及低频信号线L是传输用于驱动比第二部件24靠臂21的前端侧所具备的促动器的信号的基板上布线B。电源线P是传输向比第二部件24靠臂21的前端侧所具备的促动器等供给的电力的基板上布线B。对于被高频信号线H、低频信号线L、以及电源线P传输的信号(电流)的频率来说，高频信号线H最大，电源线P最小。

高频信号线H也可以是以规定的比特率生成的数字通信信号，低频信号线L也可以是以比高频信号线H低的比特率生成的数字通信信号。另外，高频信号线H和低频信号线L也可以分别是由两条线构成的差动信号线。在电源线P流通的电流可以是交流电流(交流电源)，也可以是频率为0的直流电流(直流电源)。此外，被高频信号线H和低频信号线L传输的信号并不限定于单纯的数字通信信号。例如，也可以是由高频载波调制后的RF(RadioFrequency：射频)信号、模拟信号、进行了PWM(pulsewidthmodulation：脉冲宽度调制)调制的信号等。另外，在比特率、载波频率可变的情况下，将可变的频带的平均值、最大值、最小值视为调制信号的频率即可。在本实施方式中，在高频信号线H传输手控制信号，在低频信号线L传输编码器信号。这里，利用基板上布线B传输电信号、电力意味着在基板上布线B流通电流。

屏蔽基板S是在整个面方向上形成了一样的厚度的导体C的挠性印刷电路基板。即，具备是具有导体C的挠性印刷电路基板，且从厚度方向观察，导体C以与布线基板W重合的方式配置的屏蔽基板S。屏蔽基板S的导体C经由连接布线K等，与控制基板31中的FG电位的端子电连接。即，屏蔽基板S的导体C与接地线连接。

隔离物I是由一样的厚度U的绝缘体形成的具有可挠性的部件。布线基板W、屏蔽基板S、以及隔离物I的宽度相同，并以宽度方向的端部对齐的方式重叠。但是，在基板束F中，布线基板W、屏蔽基板S、以及隔离物I并不通过粘合等而相互固定。即，布线基板W、屏蔽基板S、以及隔离物I之间的厚度方向的距离可变，布线基板W、屏蔽基板S、以及隔离物I能够在宽度方向上偏移。

接下来，对布线方向的正交方向(基板束F的宽度方向)上的布线基板W的基板上布线B与屏蔽基板S的位置关系进行说明。图4A～图4C是从布线方向观察基板束F的示意图。如图4A～图4C所示，在布线方向的正交方向上，从纸面左侧开始电源线P、高频信号线H、以及低频信号线L依次排列地配置。另外，在布线方向的正交方向上，布线基板W、屏蔽基板S、以及隔离物I以屏蔽基板S(导体C)的导体端E与布线基板W和隔离物I的端的位置一致的方式重叠。另外，从纸面左侧开始，将从屏蔽基板S的导体C的导体端E到电源线P的距离设为空白距离T₁，将从电源线P到高频信号线H的距离设为线间距离T₂，将从高频信号线H到低频信号线L的距离设为线间距离T₂，并将从低频信号线L到屏蔽基板S的导体C的导体端E的距离设为空白距离T₁。即，在本实施方式中，高频信号线H位于基板束F的宽度方向的中心线上，并且，在关于该中心线对称的位置存在电源线P和低频信号线L。如以上那样，在布线方向的正交方向上配置电源线P、高频信号线H、以及低频信号线L，从而以下说明的距离的关系成立。

在图4A中，将导体C的纸面右端视为第一导体端E₁。在该情况下，如图4A所示，在布线方向的正交方向(基板束F的宽度方向)上，作为导体C的一个端部(纸面右端)的第一导体端E₁、作为第一基板上布线B₁的高频信号线H、作为第二基板上布线B₂的电源线P、以及作为导体C的另一个端部(纸面左端)的第二导体端E₂从纸面右开始依次排列。这里，在布线方向的正交方向(基板束F的宽度方向)上，从第二导体端E₂到作为第二基板上布线B₂的电源线P的距离D₂₂＝T₁比从第一导体端E₁到作为第一基板上布线B₁的高频信号线H的距离D₁₁＝T₁+T₂小。

在图4B中，将导体C的纸面左端视为第一导体端E₁。在该情况下，如图4B所示，在布线方向的正交方向(基板束F的宽度方向)上，作为导体C的一个端部(纸面左端)的第一导体端E₁、作为第一基板上布线B₁的高频信号线H、作为第二基板上布线B₂的低频信号线L、以及作为导体C的另一个端部(纸面右端)的第二导体端E₂从纸面左开始依次排列。这里，在布线方向的正交方向(基板束F的宽度方向)上，从第二导体端E₂到作为第二基板上布线B₂的低频信号线L的距离D₂₂＝T₁比从第一导体端E₁到作为第一基板上布线B₁的高频信号线H的距离D₁₁＝T₁+T₂小。

另外，若将在高频信号线H传输的电流的频率设为第一频率，将在低频信号线L传输的电流的频率设为第二频率，并将在电源线P传输的电流的频率设为第三频率，则第二频率和第三频率均比第一频率小。即，布线基板W具有作为比第一频率小的频率的第三频率的电流流通的作为第三基板上布线B₃的电源线P。因此，如图4C所示，在布线方向的正交方向(基板束F的宽度方向)上，作为第一基板上布线B₁的高频信号线H位于作为第二基板上布线B₂的低频信号线L与作为第三基板上布线B₃的电源线P之间。

图5A是表示基板束F的形状的立体图。图5A是放大了图2B的卷芯23a附近的图。如图5A所示，基板束F以形成相对于第一导体端E₁和第二导体端E₂的方向45°角度的折线F1的方式折弯。即，布线基板W和屏蔽基板S在不与第一导体端E₁和第二导体端E₂的方向正交的方向的折线F1被折弯。通过折弯基板束F，能够将基板束F***卷芯23a的槽23a1并进行限制，并且能够使布线基板W的布线方向变化90°。这样，通过折弯基板束F，能够使布线方向变化，能够提高基板束F的配置自由度。从槽23a1向卷芯23a的轴方向导出的基板束F以形成相对于第一导体端E₁和第二导体端E₂的方向正交的折线F2的方式折弯。另一方面，从槽23a1向卷芯23a的直径方向导出的基板束F在卷芯23a的侧面缠绕，电流的布线方向成为卷芯23a的剖面的圆周方向。

图5B～5D是基板束F的说明图。如图5B～5D所示，基板束F针对卷芯23a以纸面逆时针的方式缠绕。若从与布线方向以及布线基板W的厚度方向正交的正交方向观察，则布线基板W和屏蔽基板S形成为螺旋状。这样，通过使基板束F成为螺旋状，即使形成布线方向较长的基板束F，也能够紧凑地配置基板束F。缠绕于卷芯23a的基板束F朝向设置于第二部件24的固定点243导出，且基板束F固定于该固定点243。若使第二部件24相对于第一部件23旋转移动，则卷芯23a不旋转，而固定点243在以卷芯23a为中心的圆弧轨道上移动。图5B示出了在可动范围内第二部件24最大地向纸面逆时针方向旋转的状态，将此时的固定点243的旋转角度θ定义为0°。图5D示出了在可动范围内第二部件24最大地向纸面顺时针方向旋转的状态，将此时的固定点243的旋转角度θ定义为θ_max。图5C示出了在可动范围内第二部件24旋转至中间点的状态，将此时的固定点243的旋转角度θ定义为θ_mid＝θ_max/2。

如图5B～5D所示，固定点243的旋转角度θ越小，固定点243越向缠绕方向(纸面逆时针)移动，螺旋状的基板束F越被勒紧。即，布线基板W与相对于第一部件23的第二部件24的移动(旋转角度θ的减少)对应地以减小卷径的方式变形。并且，固定点243的旋转角度θ越小，螺旋状的基板束F的构成要素间的厚度方向的距离越小，布线基板W与屏蔽基板S之间的厚度方向的距离(以下，称为基板间距离Y)也越小。但是，基板间距离Y不可能在隔离物I的厚度U以下。

相反地，固定点243的旋转角度θ越大，固定点243越向缠绕方向(纸面逆时针)的相反方向移动，螺旋状的基板束F的勒紧越被缓和。因此，固定点243的旋转角度θ越大，螺旋状的基板束F的构成要素间的距离越大，基板间距离Y也越大。

图6A是表示高频信号线H的特性阻抗与基板间距离Y的关系的曲线图。图6A的纵轴表示高频信号线H的特性阻抗Z₀，横轴表示基板间距离Y(参照图4A～4C)。如图6A所示，特性阻抗Z₀具有基板间距离Y越大而其越大，并且，基板间距离Y越大倾斜越小的性质。即，特性阻抗Z₀越在基板间距离Y较小的范围，与基板间距离Y的变化对应的变化量越大。这里，由于基板间距离Y不可能在隔离物I的厚度U以下，所以特性阻抗Z₀仅在与隔离物I的厚度U以上的基板间距离Y对应的范围(实线)变化。

即，即使基板间距离Y变化，特性阻抗Z₀也仅在倾斜较小的范围内变化，所以能够抑制特性阻抗Z₀的变化量。此外，虽然未图示，但低频信号线L和电源线P也能够通过隔离物I抑制特性阻抗Z₀的变化量。由于隔离物I的厚度越大越能够抑制高频信号线H的特性阻抗Z₀的变化量，所以期望隔离物I的柔软度在规定基准以上的范围内并增大隔离物I的厚度。并且，也可以通过将两个以上的隔离物I夹在布线基板W与屏蔽基板S之间，来兼得基板间距离Y和隔离物I的柔软度。

通过在厚度方向重叠布线基板W和屏蔽基板S，能够使高频信号线H的特性阻抗Z₀取决于基板间距离Y，通过管理基板间距离Y，能够管理高频信号线H的特性阻抗Z₀。并且，通过屏蔽基板S的屏蔽效果，能够防止噪声从高频信号线H向外部泄漏，并且能够防止噪声从外部混入高频信号线H。当然，对于低频信号线L和电源线P也能够得到相同的效果。

图6B、6C是表示高频信号线H的特性阻抗与旋转角度θ的关系的曲线图。图6B、6C的纵轴表示特性阻抗Z₀，横轴表示旋转角度θ(参照图5B～5D)。如上述那样，由于旋转角度θ越大基板间距离Y越大，所以旋转角度θ越大特性阻抗Z₀越大。如图6B所示，在本实施方式中，在与布线基板W的变形对应的高频信号线H(基板上布线B)的特性阻抗Z₀的变化范围J内，包括有连接布线K中与高频信号线H连接的信号线的特性阻抗Z_0T。

并且，如图6B所示，连接布线K中与高频信号线H连接的信号线的特性阻抗Z_0T与变化范围J的中心值J_C的差的绝对值在变化范围J的整个宽度X的25％以下。变化范围J的中心值J_C是变化范围J的上限值与下限值的平均值(图6B的双点划线)。在图6B中，以影线表示与连接布线K的特性阻抗Z_0T的差的绝对值在变化范围J的整个宽度X的25％以下的范围。并且，如图6B所示，在本实施方式中，连接布线K的特性阻抗Z_0T与变化范围J的中心值J_C相等。即，连接布线K的特性阻抗Z_0T与变化范围J的中心值J_C的差的绝对值为0，所以当然该绝对值在变化范围J的整个宽度X的25％以下。

另外，如图6B所示，变化范围J包含于以包括连接布线K的特性阻抗Z_0T的方式设定的允许范围Q内。在本实施方式中，允许范围Q是从在连接布线K的特性阻抗Z_0T减去允许误差e后的下限值，到在连接布线K的特性阻抗Z_0T加上允许误差e后的上限值的范围。允许误差e例如是对连接布线K的特性阻抗Z_0T乘以规定比率(例如10％)后的值。例如，也可以使旋转角度θ变化并且调查高频信号线H的特性阻抗Z₀的最大值和最小值，并以该最大值和最小值在允许范围Q内的方式设计高频信号线H的宽度、厚度。

另外，在本实施方式中，特性阻抗Z₀相对于旋转角度θ单调增加。因此，如图6C所示，也可以以旋转角度θ成为中间的旋转角度θ＝θ_mid/2时的高频信号线H的特性阻抗Z₀与连接布线K的特性阻抗Z_0T相同的方式，设计高频信号线H的宽度、厚度。由此，能够在连接布线K的特性阻抗Z_0T的附近以良好平衡的方式使高频信号线H的特性阻抗Z₀变化。即，通过在高频信号线H的特性阻抗Z₀比连接布线K的特性阻抗Z_0T大的范围或者比其小的范围内单一地变化，能够防止成为允许范围Q外。此外，在图6C中，连接布线K中与高频信号线H连接的信号线的特性阻抗Z_0T与变化范围J的中心值J_C的差的绝对值也在变化范围J的整个宽度X的25％以下。并且，在图6C中，变化范围J也包含于以包括连接布线K的特性阻抗Z_0T的方式设定的允许范围Q内。

由于高频信号线H的特性阻抗Z₀在变化范围J内变化，所以也有高频信号线H的特性阻抗Z₀与连接布线K的特性阻抗Z_0T根据旋转角度θ匹配性恶化的情况。与此相对，在本实施方式中，由于连接布线K与高频信号线H经由衰减器(连接电路234)连接，所以在连接布线K与高频信号线H之间能够防止起因于特性阻抗Z₀的不匹配的反射。

以上，对用于使高频信号线H的特性阻抗Z₀与连接布线K匹配的构成进行了说明，但使作为基板上布线B的低频信号线L和电源线P的特性阻抗与连接布线K匹配的构成也能够同样地实现。

以上，对以布线基板W的基板上布线B与屏蔽基板S的导体C在厚度方向上重叠为前提的特性阻抗Z₀的变化进行了说明。然而，在反复进行了使第二部件24相对于第一部件23旋转移动的动作的情况下，可能产生基板上布线B与屏蔽基板S的导体C在厚度方向上并不重叠的情况。这是因为在对布线基板W或者屏蔽基板S作用了布线方向的正交方向(宽度方向)的力的情况下，存在布线基板W与屏蔽基板S在布线方向的正交方向偏移的可能性。例如，使布线基板W和屏蔽基板S在布线方向的正交方向偏移的力可能由于基板束F相对于第一部件23向布线方向的正交方向干扰第二部件24的其他的构成部件而产生。

另外，使布线基板W和屏蔽基板S在布线方向的正交方向偏移的力也可能在图5A所示的折线F1产生。图6D是折线F1附近的基板端E的放大图。如上述那样，基板间距离Y与旋转角度θ的变化对应地变化，在基板间距离Y接近0的情况下，在折线F1附近外侧的基板向内侧推压在内侧接触的基板。在折线F1的附近，由外侧的基板向内侧推压在内侧接触的基板的力(黑箭头)，形成了向折线F1的正交方向推压内侧的基板的力的合力V。如图5A所示，在折线F1的方向是不与屏蔽基板S的导体端E的方向正交的方向的情况下，合力V包括不与导体端E平行的方向的分力，即，使布线基板W和屏蔽基板S在布线方向的正交方向偏移的力。

图4D是表示布线基板W与屏蔽基板S在布线方向的正交方向上偏移的状态的示意图。在图4D中，纸面上侧的屏蔽基板S向纸面右方向偏移，纸面下侧的屏蔽基板S向纸面左方向偏移。如该图所示，电源线P不与上侧的屏蔽基板S的导体C重叠，低频信号线L不与下侧的屏蔽基板S的导体C重叠。与此相对，高频信号线H与纸面上侧的屏蔽基板S的导体C、和纸面下侧的屏蔽基板S的导体C均重叠，能够维持图6B所示的特性阻抗Z₀的变化范围J。

如图4C所示，在布线方向的正交方向上，由于作为第一基板上布线B₁的高频信号线H位于作为第二基板上布线B₂的低频信号线L与作为第三基板上布线B₃的电源线P之间，所以能够与低频信号线L和电源线P相比优先使高频信号线H的特性阻抗Z₀与连接布线K匹配。因此，能够利用高频信号线H可靠地传输频率较大的信号。这里，如图4A所示，在布线方向的正交方向上，从第二导体端E₂到作为第二基板上布线B₂的电源线P的距离D₂₂＝T₁比从第一导体端E₁到作为第一基板上布线B₁的高频信号线H的距离D₁₁＝T₁+T₂小，所以能够与电源线P相比优先使高频信号线H的特性阻抗Z₀与连接布线K匹配。另外，如图4B所示，在布线方向的正交方向上，从第二导体端E₂到作为第二基板上布线B₂的低频信号线L的距离D₂₂＝T₁比从第一导体端E₁到作为第一基板上布线B₁的高频信号线H的距离D₁₁＝T₁+T₂小，所以能够与低频信号线L相比优先使高频信号线H的特性阻抗Z₀与连接布线K匹配。

(4)特性阻抗的测定方法：

图7A是用于测定特定阻抗的装置构成的说明图。如图7A所示，为了测定基板束F(高频信号线H)的特定阻抗，使用方波发生器G、示波器O、以及标准电缆SC。方波发生器G是从输出端子输出电压的方形波的装置。标准电缆SC是特性阻抗Z_SC(例如100Ω)已知的电缆(例如同轴电缆)。标准电缆SC的导线(点划线)与基板束F的高频信号线H(虚线)以串联的方式连接，未与标准电缆SC的导线连接的高频信号线H的端成为开放终端。未与高频信号线H连接的标准电缆SC的导线的端与方波发生器G的输出端子、和示波器O的输入端子双方连接。在以上的装置构成中，通过使基板束F的形状变形为与图5B～5D所示的各旋转角度θ对应的形状，来测定各旋转角度θ下的高频信号线H的特性阻抗Z₀。

图7B是示波器O测定出的电压的曲线图。图7B的横轴表示时刻，纵轴表示电压。首先，从方波发生器G的输出端子输出规定的方形波。在方形波在标准电缆SC传输的期间t₁(方形波未到达高频信号线H的期间)输入电压V₁被示波器O测定。并且，在期间t₁后方形波在高频信号线H传输的期间t₂(方形波未到达高频信号线H的开放终端的期间)，标准电缆SC与高频信号线H的边界上的反射波电压V₂加上输入电压V₁后的电压V₃被示波器O测定。并且，在方形波到达高频信号线H的开放终端后的期间t₃，高频信号线H的开放终端上的反射波电压V₄加上电压V₃后的电压V₅被示波器O测定。

而且，通过以下的(1)式导出高频信号线H的特性阻抗Z₀。

Z₀＝(1+ρ)/(1－ρ)×Z_SC···(1)

此外，(1)式中的ρ为V₂/V₁。

(5)其他的实施方式：

在上述实施方式中，高频信号线H的特性阻抗Z₀与旋转角度θ对应地单调增加，但也可以特性阻抗Z₀并不一定与旋转角度θ对应地单调增加。图7C、7D是表示其他的实施方式中的基板束F的示意图。在图7C、7D中以影线示出的区域是指基板束F不能移动的区域。即，在不是以影线示出的区域的可动区域α内基板束F能够移动。在第一部件23、第二部件24形成了与卷芯23a同心圆状的壁面的情况下，形成图7C、7D所示那样的圆环状的可动区域α。在图7C那样旋转角度θ＝θ_max的情况下，区划可动区域α的壁面与基板束F的最外周部分不接触，在它们之间形成微量缝隙。因此，在旋转角度θ在0～θ_max增加的情况下，不受到区划可动区域α的壁面的制约，而基板束F的卷径与旋转角度θ对应地增大，与上述实施方式的图5B～5D相同，基板间距离Y单调增加。因此，在旋转角度θ在0～θ_max增加的情况下，如图6B所示，高频信号线H的特性阻抗Z₀也与旋转角度θ的增加对应地单调增加。

在其他的实施方式中，以旋转角度θ能够比θ_max大的方式连结第一部件23和第二部件24。例如，在如图7D那样旋转角度θ成为比θ_max大的θ₁(＞θ_max)的情况下，基板束F与区划可动区域α的壁面接触，妨碍基板束F的最外周部分的卷径的增大。另一方面，基板束F的与最外周部分相比靠内侧(卷芯23a侧)的部分的卷径增大，所以基板束F的最外周部分与内侧的部分之间的距离变小。因此，在旋转角度θ在θ_max～θ₁增加的情况下，基板间距离Y与旋转角度θ的增加对应地单调减少。

图7E是表示其他的实施方式中的高频信号线H的特性阻抗Z₀与旋转角度θ的关系的曲线图。图7E的纵轴表示特性阻抗Z₀，横轴表示旋转角度θ(参照图5B～5D、7C、7D)。如上述那样，在旋转角度θ在θ_max～θ₁增加的情况下，基板间距离Y与旋转角度θ的增加对应地单调减少，所以如图7E所示，特性阻抗Z₀也与旋转角度θ的增加对应地单调减少。因此，在旋转角度θ的变化范围(0～θ₁)内，特性阻抗Z₀具有最大值。在这样的情况下，如图7E那样，在高频信号线H的特性阻抗Z₀的变化范围J内也包括有连接布线K的特性阻抗Z_0T，从而即使使第二部件24相对于第一部件23移动也能够使特性阻抗匹配。

此外，在高频信号线H的特性阻抗Z₀具有最大值的情况下，也可以以该最大值与连接布线K的特性阻抗Z_0T一致的方式，设计高频信号线H的线宽度等。当然，高频信号线H的特性阻抗Z₀也可以具有最小值，也可以以该最小值与连接布线K的特性阻抗Z_0T一致的方式，设计高频信号线H的线宽度等。并且，在高频信号线H的特性阻抗Z₀具有最大值或者最小值的情况下，也可以以旋转角度θ的变化范围的中间的角度的高频信号线H的特性阻抗Z₀与连接布线K的特性阻抗Z_0T一致的方式，设计高频信号线H的线宽度等。

第一部件23和第二部件24只要是构成机器人9的部件即可，也可以并不一定构成臂21的前端部分，也可以构成臂21以外的可动部。另外，第一部件23和第二部件24也可以是能够对于机器人9拆装的部件(例如手22的构成部件)。并且，布线基板W只要在第二部件24相对于第一部件23移动时变形而特性阻抗Z₀变化即可，布线基板W的变形方式并不局限于卷径变化。例如，也可以形成为螺旋状的布线基板W的两端向卷芯的轴方向移动。例如，也可以在第二部件24相对于第一部件23移动时，预先折弯的布线基板W的折弯角变化。当然，也可以第二部件24相对于第一部件23直线移动。

并且，也可以不通过屏蔽基板S从厚度方向的两侧夹持布线基板W，也可以屏蔽基板S仅从厚度方向的一方与布线基板W重叠。另外，屏蔽基板S也可以不是在整个面具有导体C的挠性印刷电路基板，也可以是部分地具有导体C的挠性印刷电路基板。并且，屏蔽基板S只要具备具有屏蔽效果的导体C即可，导体C也可以不与接地线连接。

并且，也可以并不一定在布线基板W与屏蔽基板S之间夹入隔离物I，也可以是布线基板W与屏蔽基板S能够直接接触的构成。在该情况下，虽然基板上布线B的特性阻抗Z₀的变化量增大，但在特性阻抗Z₀的允许范围J较大的情况下等也可以省略隔离物I。此外，隔离物I构成为能够确保布线基板W与屏蔽基板S的距离即可，也可以并不一定具有与布线基板W和屏蔽基板S相同的宽度，也可以设置孔、槽以使变形电阻变小。另外，连接布线K和基板上布线B也可以并不一定经由衰减器连接，例如在由基板上布线B传输的信号的信号强度较小的情况下等也可以省略衰减器。

并且，在布线方向的正交方向上，从第二导体端E₂到第二基板上布线B₂的距离D₂₂比从第一导体端E₁到第一基板上布线B₁的距离D₁₁小即可，布线基板W至少具有传输的电流的频率不同的两个基板上布线B即可。当然，基板上布线B也可以不是电源线P、信号线L、H，也可以是接地线。并且，布线基板W和屏蔽基板S也可以不在不与第一导体端E₁和第二导体端E₂的方向正交的方向的折线F1折弯。例如，也可以为了防备由于第一导体端E₁或者第二导体端E₂与壳体等接触，而布线基板W和屏蔽基板S向布线方向的正交方向偏移，而应用本发明。另外，也可以高频信号线H并不位于基板束F的宽度方向的中心线上，另外，也可以电源线P和低频信号线L并不存在于关于该中心线对称的位置。

符号说明

1…机器人***，9…机器人，10…拍摄部，11a…照相机，20…手单元，20a、20b…手单元，21…臂，22…手，23…第一部件，24…第二部件，25…臂部件，30…躯干单元，31…控制基板，40…控制装置，221…掌部，222…手指，231…连接基板，232…连接器，233…连接器，234…电路(衰减器)，236…马达，237a…从动带轮，237b…驱动带轮，239a…同步轮带，239b…带轮，242…旋转轴，23a…卷芯，23a1…槽，A…传输路径，B…基板上布线，C…导体，D…距离，e…允许误差，E…导体端，F…基板束，F1…折线，H…高频信号线，I…隔离物，J…变化范围，J_C…中心值，K…连接布线，L…低频信号线，P…电源线，Q…允许范围，S…屏蔽基板，T₁…空白距离，T₂…线间距离，W…布线基板，Y…基板间距离，Z₀…特性阻抗，θ…旋转角度。

Claims

1.一种机器人，其特征在于，具备：

布线基板，其为具有第一频率的电流在布线方向流通的第一基板上布线、和作为比所述第一频率小的频率的第二频率的电流在布线方向流通的第二基板上布线的挠性印刷电路基板；以及

屏蔽基板，其具有导体，且为与所述布线基板在厚度方向重叠的挠性印刷电路基板，

在与所述布线方向以及所述厚度方向正交的正交方向上，

作为所述导体的一个端部的第一导体端、所述第一基板上布线、所述第二基板上布线、以及作为所述导体的另一个端部的第二导体端依次排列，

从所述第二导体端到所述第二基板上布线的距离比从所述第一导体端到所述第一基板上布线的距离小。

2.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，

若从所述正交方向观察，则所述布线基板和所述屏蔽基板形成为螺旋状。

3.根据权利要求1或者2所述的机器人，其特征在于，

所述布线基板和所述屏蔽基板在不与所述第一导体端和所述第二导体端的方向正交的方向的折线被折弯。

4.根据权利要求1～3中任意一项所述的机器人，其特征在于，

所述第一基板上布线是信号线，所述第二基板上布线是电源线。

5.根据权利要求1～3中任意一项所述的机器人，其特征在于，

所述第一基板上布线和所述第二基板上布线均是信号线。

6.根据权利要求1～5中任意一项所述的机器人，其特征在于，

所述布线基板具有作为比所述第一频率小的频率的第三频率的电流在所述布线方向流通的第三基板上布线，

在所述正交方向上，

所述第一基板上布线位于所述第二基板上布线与所述第三基板上布线之间。