CN107097222B

CN107097222B - 电动装置

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Publication number: CN107097222B
Application number: CN201611012278.6A
Authority: CN
Inventors: 坂田勉; 高桥英治; 菅野浩; 菊池悟
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2016-02-19
Filing date: 2016-11-17
Publication date: 2021-08-20
Anticipated expiration: 2036-11-17
Also published as: US10919160B2; JP2017144529A; JP6868841B2; EP3208051A2; CN107097222A; US20170239822A1; EP3208051B1; EP3208051A3

Abstract

本公开提供电动装置、电动装置的控制方法以及电动装置的驱动方法。某实施方式中的电动装置具备：第1臂，在第1方向上延伸；第2臂，由所述第1臂支承；线性致动器，使所述第2臂相对于所述第1臂在所述第1方向上移动；支承体，在与所述第1方向不同的第2方向上延伸，支承所述第1臂；以及旋转机构，使所述支承体绕与所述第2方向平行的旋转轴旋转。所述第1臂具有送电天线。所述第2臂具有受电天线。所述送电天线以非接触方式向所述受电天线供给电力。当使所述支承体旋转时，首先，所述线性致动器使所述第2臂的重心接近所述旋转轴，之后，所述旋转机构使所述支承体旋转。

Description

电动装置

技术领域

本公开涉及具备臂(arm)的电动装置。

背景技术

开发了使用连接在一个或多个臂的前端的末端执行器来进行各种各样工作的电动装置(例如机器手装置)。这样的电动装置例如被用于工厂中的物品的搬运等各种作业。

专利文献1公开了经由可旋转的多个关节将多个臂串联连结的垂直多关节型的机器人装置。在该机器人装置中，经由电缆向各关节中的旋转机构以及臂前端的末端执行器供给电力。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2015-104764号公报

发明内容

在现有技术中，在臂的可动部分存在电缆，因此，末端执行器的可动区域受到制约。再者，希望在进行臂的旋转工作时，降低对旋转机构的负荷。

本公开提供一种电动装置，所述电动装置具备能够解决相关课题的新的构造。

为了解决上述课题，本公开的一个技术方案所涉及的电动装置具备：

第1臂，在第1方向上延伸；

第2臂，由所述第1臂支承；

线性致动器，设置于所述第1臂或者所述第2臂，使所述第2臂相对于所述第1臂在所述第1方向上移动；

支承体，在与所述第1方向不同的第2方向上延伸，支承所述第1臂；以及

旋转机构，使所述支承体绕与所述第2方向平行的旋转轴旋转，

所述第1臂具有送电天线，

所述第2臂具有受电天线，

所述送电天线以非接触方式向所述受电天线供给电力，

所述受电天线向与所述受电天线电连接的负载提供所述供给的电力，

当使所述支承体旋转时，

首先，所述线性致动器使所述第2臂的重心接近所述旋转轴，

之后，所述旋转机构使所述支承体旋转。

本公开的另一技术方案所涉及的电动装置具备：

支承体；

旋转机构，由所述支承体支承，绕旋转轴旋转；

第1臂，在第1方向上延伸，与所述旋转机构连结，绕所述旋转轴旋转；

第2臂，由所述第1臂支承；以及

线性致动器，设置于所述第1臂或者所述第2臂，使所述第2臂相对于所述第1臂在所述第1方向上移动，

所述第1臂具有送电天线，

所述第2臂具有受电天线，

所述送电天线以非接触方式向所述受电天线供给电力，

当使所述第1臂旋转时，

首先，所述线性致动器使所述第2臂的重心接近所述旋转轴，

之后，所述旋转机构使所述第1臂旋转。

这些总括性或者具体的技术方案可以通过***、方法、集成电路、计算机程序或者记录介质来实现。或者，也可以通过***、装置、方法、集成电路、计算机程序以及记录介质的任意的组合来实现。

根据本公开的一个技术方案，在第1臂与第2臂之间、或者在支承体与臂之间，进行使用送电天线以及受电天线的无线电力传输。因此，能够减少末端执行器的可动区域的制约。再者，当使支承体或者第1臂旋转时，在使第2臂的重心接近旋转轴之后开始旋转工作。因此，能够降低旋转所需的转矩。

附图说明

图1A是示意性表示垂直多关节型的机器人的一例(比较例1)的图。

图1B是表示在比较例1中臂210被折叠而手270接近支承体250的状态的例子的图。

图1C是表示比较例1的问题的图。

图2A是示意性表示具备使臂伸缩的机构的机器人的一例(比较例2)的图。

图2B是表示比较例2的问题的图。

图3A是示意性表示具备使臂210在支承体250延伸的方向上移动的机构的机器人的一例(比较例3)的图。

图3B是表示比较例3的问题的图。

图4是示意性表示本公开的实施方式1中的电动装置100的构成的图。

图5是表示本公开的实施方式1中的电动装置100的另一配置例的图。

图6是更详细地表示第1臂10以及第2臂20的构成的图。

图7A是表示线性致动器30的构成例的图。

图7B是表示线性致动器30的另一构成例的图。

图8A是表示实施方式1中的送电线圈12a以及受电线圈22a的配置关系的图。

图8B是表示送电线圈12a的送电面和受电线圈22a的受电面与水平面平行(即，与重力的方向垂直)的例子的图。

图9A是示意性表示在图8A所示的构成中使第2臂20伸展时的影响的图。

图9B是表示在载荷作用下产生的力的力矩的方向的第1图。

图9C是表示在载荷作用下产生的力的力矩的方向的第2图。

图9D是示意性表示在图8B所示的构成中使第2臂20伸展时的影响的图。

图10是表示图9A以及图9D各自的构成中的耦合系数对于第2臂20的引出量的变化的例子的图。

图11是表示电动装置100的另一例的图。

图12A是表示电动装置100的电路结构的一例的框图。

图12B是表示电动装置100的电路结构的另一例的图。

图13是表示送电天线12以及受电天线22的等效电路的图。

图14A是表示逆变器电路14a的构成例的图。

图14B是表示逆变器电路14a的另一构成例的图。

图15是表示整流电路24a的构成例的图。

图16是表示本公开的实施方式2中的电动装置100的构成的图。

图17是表示本公开的实施方式2中的电动装置100的另一配置例的图。

图18是更详细地表示实施方式2中的支承体50以及臂10的构成的图。

图19A是表示在实施方式2的构成中对臂10施加的载荷发生变化时的影响的图。

图19B是表示在实施方式2的变形例的构成中对臂10施加的载荷发生变化时的影响的图。

图20是表示实施方式2的变形例的图。

图21是表示图20所示的电动装置100的构成的框图。

图22是表示具有第2旋转机构60A的电动装置100的一例的图。

图23A是表示第2臂20包括经由关节(旋转机构)60B、60C连结的多个部分的例子的图。

图23B是表示第2臂20包括经由关节60B连结的多个部分，在前端部具有伸缩机构的例子的图。

图23C是表示第2臂20包括经由关节60B、60C连结的多个部分的另一例的图。

图23D是表示在第1臂与第2臂20之间无伸缩机构，第2臂20具有关节60B、60C的例子的图。

图24是示意性表示本公开的实施方式3中的电动装置100的构成的图。

图25是示意性表示实施方式3中的工作的概念图。

图26是表示在实施方式3中控制电路150对电动装置100发出的指示的顺序的流程图。

图27是示意性表示本公开的实施方式4中的电动装置100的构成的图。

图28是表示本公开的其他实施方式的图。

图29A是表示变更了实施方式3中的电动装置100的配置朝向的例子的图。

图29B是表示图29A的构成例中的在载荷作用下产生的力的力矩的朝向的图。

图30A是表示变更了实施方式4中的电动装置100的配置朝向的例子的图。

图30B是表示图30A的构成例中的在载荷作用下产生的力的力矩的朝向的图。

标号说明

5：电源 10：第1臂(固定臂)

12：第1送电天线 12a：第1送电线圈

13：第2受电天线 13a：第2受电线圈

14：送电电路 14a：逆变器电路

14b：脉冲输出电路 14c：送电控制电路

14d：送电侧接收器 16：受电电路

16a：整流电路 16b：受电控制电路

16c：受电侧发送器 20：第2臂(移动臂)

22：第1受电天线 22a：第1受电线圈

24：受电电路 24a：整流电路

24b：受电控制电路 24c：受电侧发送器

30：第1线性致动器 32：马达

34：滚珠丝杠 40：第2线性致动器

50：支承体 52：第2送电天线

52a：第2送电线圈 54：送电电路

60、60A、60B、60C：旋转机构

80：电缆 90：末端执行器(负载)

100：电动装置 110：伸缩臂

120：直动臂 150：控制电路

210：臂 230：关节

250：支承体 260：旋转机构

270：手(末端执行器) 280：电缆

具体实施方式

(成为本公开的基础的见解)

在说明本公开的实施方式之前，对成为本公开的基础的见解进行说明。

关于在背景技术中说明的现有的机器人装置，本发明人发现会产生以下的问题。

图1A是示意性表示垂直多关节型的机器人的一例(比较例1)的图。该机器人具备支承体250、由支承体250支承的两个臂210、以及连接在臂210前端的手(末端执行器)270。支承体250、两个臂210以及手270经由可旋转的多个关节230串联连结。支承体250由旋转机构260支承，能够绕垂直方向的轴旋转。各个关节230以及手270中的马达由未图示的电源经由电缆供给电力。

这样的垂直多关节型的机器人通过使各个关节230旋转而将臂210折叠，能够使手270移动。图1B表示臂210被折叠而手270接近支承体250的状态的例子。此时，出现被折叠的臂210所形成的折叠区域。由此，存在如下问题：设置所需的空间变大，其结果是，手270的可动区域可能受限。

图1C是表示该问题的图。在图示的例子中，手270准备抓取位于架子中的物品并使其移动到其他位置。在想要使手270进入架子的内部时，臂210的折叠区域会与搁板相互干涉。由于该干涉，无法使手270到达架子的最深部。这样，无法充分利用臂210的长度。

为了解决这样的问题，可考虑并非通过旋转机构而是通过直动机构使手270在前后方向上移动的结构。

图2A是示意性表示具有这样的结构的机器人的一例(比较例2)的图。该机器人的两个臂210并非经由关节(旋转机构)而是经由线性致动器(直动机构)连结。由此，能够使臂210伸缩，使手270在前后方向上移动。臂210内的线性致动器以及前端的手270通过从未图示的电源延伸的电缆280供给电力。电缆280除了电力以外，例如也传输用于控制线性致动器以及手270内的马达的控制信号。

通过导入这样的可伸缩的臂的机构，能够使臂210不受搁板的干涉，使手270到达架子的最深部。然而，在该比较例的构造中，如图2B所示，当使臂210收缩时，有可能导致电缆280与搁板相互干涉。再者，由于电缆280反复弯曲，有可能导致电缆280劣化或者断线。

在图3A所示的构成中也会产生同样的问题。

图3A是示意性表示具备使臂210在支承体250延伸的方向上移动的机构的机器人的一例(比较例3)的图。该机器人具有使由支承体250支承的臂210在支承体250延伸的方向上移动的线性致动器。由此，能够使臂210在上下方向上移动。在本例中，也设置有从未图示的电源向线性致动器以及手270供给电力的电缆280。

通过导入这样的直动型的臂机构，能够使手270相对于架子的开口面平行地移动。即，能够保持与架子的距离不变，以单自由度进行手270的定位。然而，在本例中，如图3B所示，也可能产生电缆280与地面的相互干涉。伴随电缆280的干涉以及反复弯曲，可能产生电缆280的劣化以及断线的问题。

本发明人发现了比较例1～3中的上述的问题，对用于解决这些问题的构成进行了研究。本发明人发现通过将电缆从连结2个臂210的地方、或者从连结支承体250和臂210的地方排除，能够解决上述的问题。

基于以上的考察，本发明人想到了以下说明的本公开的各技术方案。

本公开的一个技术方案所涉及的电动装置具备：

第1臂，在第1方向上延伸；

第2臂，由所述第1臂支承；以及

第1线性致动器，设置于所述第1臂或者所述第2臂，使所述第2臂相对于所述第1臂在所述第1方向上移动，

所述第1臂具有第1送电天线，

所述第2臂具有第1受电天线，

所述第1送电天线以非接触方式向所述第1受电天线供给电力，

所述第1受电天线向与所述第1受电天线电连接的负载提供所述供给的电力。

根据上述技术方案，

所述第1臂具有第1送电天线，

所述第2臂具有第1受电天线，

由此，能够排除在第1臂与第2臂之间传输电力的电缆。其结果是，能够减少末端执行器的可动区域的制约。另外，能够解决如参照图2A以及图2B说明的那样，由于在臂的可动部分存在电缆而导致的电缆与其他物体(例如架子、地面等)的相互干涉、或者电缆的劣化或断线的问题。因此，能够无需进行定期地更换电缆等保养维修，或者能够减少其频度。

本公开的另一技术方案所涉及的电动装置具备：

臂，在第1方向上延伸；

支承体，在与所述第1方向不同的第2方向上延伸，支承所述臂；以及

线性致动器，设置于所述支承体及所述臂的至少一方，使所述臂在所述第2方向上移动，

所述支承体具有送电天线，

所述臂具有受电天线，

所述送电天线以非接触方式向所述受电天线供给电力，

所述受电天线向与所述受电天线电连接的负载提供所述供给的电力。

根据上述技术方案，

所述支承体具有送电天线，

所述臂具有受电天线，

所述送电天线以非接触方式向所述受电天线供给电力，

由此，能够排除在支承体与臂之间传输电力的电缆。其结果是，能够减少末端执行器的可动区域的制约。另外，能够解决参照图3A以及图3B说明的电缆的劣化或者断线的问题。因此，能够无需进行定期地更换电缆等保养维修，或者能够减少其频度。

本公开的另一技术方案所涉及的电动装置具备：

第1臂，在第1方向上延伸；

第2臂，由所述第1臂支承；

所述第1臂具有送电天线，

所述第2臂具有受电天线，

所述送电天线以非接触方式向所述受电天线供给电力，

当使所述支承体旋转时，

首先，所述线性致动器使所述第2臂的重心接近所述旋转轴，

之后，所述旋转机构使所述支承体旋转。

根据上述技术方案，

所述第1臂具有送电天线，

所述第2臂具有受电天线，

所述送电天线以非接触方式向所述受电天线供给电力，

由此，能够排除在第1臂与第2臂之间传输电力的电缆。其结果是，能够减少末端执行器的可动区域的制约。另外，能够避免参照图2A以及图2B说明的电缆的劣化或者断线的问题。因此，能够无需进行定期地更换电缆等保养维修，或者能够减少其频度。

再者，根据上述技术方案，

当使所述支承体旋转时，

首先，所述线性致动器使所述第2臂的重心接近所述旋转轴，之后，所述旋转机构使所述支承体旋转。

由此，旋转所需的加减速转矩变小，因此，能够减小对旋转机构(马达等)的负荷。另外，能够减小第2臂以及设置在其前端的末端执行器的旋转所需的空间。

本公开的另一技术方案所涉及的电动装置具备：

支承体；

旋转机构，由所述支承体支承，绕旋转轴旋转；

第2臂，由所述第1臂支承；以及

所述第1臂具有送电天线，

所述第2臂具有受电天线，

所述送电天线以非接触方式向所述受电天线供给电力，

当使所述第1臂旋转时，

首先，所述线性致动器使所述第2臂的重心接近所述旋转轴，

之后，所述旋转机构使所述第1臂旋转。

根据上述技术方案，

所述第1臂具有送电天线，

所述第2臂具有受电天线，

所述送电天线以非接触方式向所述受电天线供给电力，

由此，能够排除在第1臂与第2臂之间传输电力的电缆。其结果是，能够减少末端执行器的可动区域的制约。另外，能够解决参照图2A以及图2B说明的电缆的劣化或者断线的问题。因此，能够无需进行定期地更换电缆等保养维修，或者能够减少其频度。

再者，根据上述技术方案，

当使所述第1臂旋转时，

首先，所述线性致动器使所述第2臂的重心接近所述旋转轴，

之后，所述旋转机构使所述第1臂旋转。

以下，说明本公开的更具体的实施方式。但是，有时省略超出需要的详细说明。例如，有时省略对众所周知的事项的详细说明或实质相同的结构的重复说明。这是为了避免以下的说明非必要的冗长，易于本领域技术人员的理解。此外，发明人为了使本领域技术人员充分理解本公开而提供附图以及以下的说明，并非意在通过附图以及以下的说明来限定权利要求书所记载的主题。在以下的说明中，对相同或相似的构成要素标注相同的参照标号。

(实施方式1)

图4是示意性表示本公开的实施方式1中的电动装置100的构成的图。电动装置100例如是在工厂内搬运物品所使用的机器手装置。

在以下的说明中，使用表示相互正交的X、Y、Z方向的XYZ坐标。与水平面平行地设定X轴以及Y轴，在垂直方向上设定Z轴。图示的坐标系是为便于说明而设定的，并非限制本公开的实施方式中的装置实际被使用时的配置以及朝向。另外，附图中所示的构造物的整体或者一部分的形状以及大小也并非限制现实的形状以及大小。

本实施方式的电动装置100具备在第1方向(在图4的例子中为Y方向)上延伸的第1臂10、由第1臂10支承的第2臂20、以及未图示的线性致动器(直动机构)。如后所述，线性致动器设置于第1臂10或者第2臂20。线性致动器使第2臂20相对于第1臂10在第1方向(Y方向)上移动。由此，能够使臂10、20的全长伸缩。在以下的说明中，有时将第1臂称为“固定臂”、将第2臂称为“移动臂”。

第1臂10具有送电天线12，第2臂20具有受电天线22。以非接触方式从送电天线12向受电天线22供给电力。在本实施方式中，第1臂10与第2臂20之间未用电缆连接。

电动装置100还具备支承第1臂10的支承体50。支承体50在与第1方向(Y方向)不同的第2方向(在图4的例子中为Z方向)上延伸。第1方向和第2方向也可以不正交。支承体50由旋转机构60支承。旋转机构60包括马达，通过马达的旋转力，使支承体50绕与第2方向(Z方向)平行的轴旋转。由此，能够使末端执行器90以支承体50为中心旋转移动。

在第2臂20的前端安装有末端执行器90。末端执行器90与第2臂20中的受电天线22电连接。本实施方式中的末端执行器90是机器手，具有抓取物品的机构。除了抓取物品的机构以外，末端执行器90也可以具有其他机构，例如使末端执行器90旋转的机构或者使其伸缩的机构。末端执行器90不限于手，例如也可以是钻头(drill)。除了马达等动力装置以外，末端执行器90也可以例如包括摄像头、传感器、光源等其他装置。只要是使用电力工作的设备，末端执行器90可以是任意的。末端执行器90可以从第2臂20卸下而更换为其他末端执行器。

末端执行器90是本公开中的负载的一例。在本说明书中，“负载”是指使用电力进行工作的任意的设备。“负载”例如包括马达、摄像头(拍摄元件)、光源、二次电池以及电子电路(例如功率变换电路或者微控制器)等设备。在本说明书中，“与受电天线电连接的负载”是指与受电天线相比连接于更后级(前端侧)的、能够接收来自受电天线的电力的设备的整体或者其一部分。

电动装置100还具备送电电路14和受电电路24。送电电路14经由电缆80连接在未图示的电源与送电天线12之间。受电电路24经由电缆80连接在受电天线22与末端执行器90之间。送电电路14包括向送电天线12供给交流电力的逆变器电路。受电电路24包括将从受电天线22供给的交流电力变换成直流电力并输出给末端执行器90的整流电路(整流器)。关于送电电路14以及受电电路24的构成，将在后面进行说明。

本实施方式中的送电天线12以及受电天线22是以非接触方式传输电力的要素。送电天线12包括送电线圈，受电天线22包括受电线圈。通过送电线圈与受电线圈之间的电磁耦合，以非接触方式从送电线圈向受电线圈传输电力。更具体而言是，通过送电线圈与受电线圈之间的磁场耦合(电磁感应或者谐振磁场耦合)，以非接触方式从送电线圈向受电线圈传输电力。送电线圈由送电电路14内的逆变器电路供给交流电力。利用通过该交流电力而从送电线圈产生的磁场，来向受电线圈传输电力。

此外，送电天线以及受电天线也可以代替磁场耦合而通过电场耦合(电容耦合)以非接触方式传输电力。在基于电场耦合的无线电力传输中，各天线可以具备一对平板状的电极、和包括电感器以及电容器的谐振电路。通过使一对送电电极和一对受电电极相对向，向一对送电电极供给交流电力，从而能够以非接触方式向一对受电电极传输电力。

受电天线22将从送电天线12供给的电力经由受电电路24供给给末端执行器90。由此，末端执行器90内的多个马达被驱动，成为能够工作。

在图4所示的电动装置100中，臂10、20延伸的方向(第1方向)与水平面平行，支承体50延伸的方向(第2方向)与水平面垂直，但不限定于这样的构成。例如，如图5所示，也可以是第1方向与水平面垂直，第2方向与水平面平行。

图6是更详细地表示第1臂10以及第2臂20的构成的图。在以下的说明中，有时将第1臂10和第2臂20总称为伸缩臂110。伸缩臂110独立于末端执行器90以及支承体50而可以单独流通。即，本公开的电动装置也可以不具备支承体50、旋转机构60以及末端执行器90。

如图6所示，本实施方式中的第1臂10具有送电电路14以及与送电电路14连接的送电线圈12a。第2臂20具有受电线圈22a以及与受电线圈22a连接的受电电路24。送电线圈12a相比于受电线圈22a，在第1方向(Y方向)以及第2方向(Z方向)上具有更长的形状的绕组。因送电线圈12a比受电线圈22a在Y方向上具有更长的绕组，所以即使第2臂20在Y方向上移动，也能维持送电线圈12a和受电线圈22a的对向状态。由此，在进行臂10、20的伸缩工作期间也能够进行电力传输。此外，在图6中，受电线圈22a在第1方向(Y方向)的长度比送电线圈12a在第1方向(Y方向)的长度短，但也可以是长度相同。

虽然图6中没有示出，但第1臂10或者第2臂20具有使第2臂20相对于第1臂10在Y方向上移动的线性致动器。以下，说明线性致动器的构成例。

图7A是表示线性致动器30的构成例的图。本例中的线性致动器30设置于第1臂10。线性致动器30具有马达32和滚珠丝杠34。滚珠丝杠34的前端与第2臂20的一端连接。马达的旋转力经由多个齿轮传递到滚珠丝杠34，滚珠丝杠34进行旋转。随着滚珠丝杠34的旋转，第2臂20在第1方向上移动。这样的线性致动器30也可以设置于第2臂20。

图7B是表示线性致动器30的另一构成例的图。本例中的线性致动器30具有马达32和齿条齿轮机构(rack and pinion)(齿条36以及齿轮38)。齿条36设置于第1臂10的内侧侧面，马达32以及齿轮38设置于第2臂20的一端。马达32的旋转力传递到齿轮38，齿轮38进行旋转，由此，第2臂20相对于齿条36在第1方向上移动。如图7B所示的例子那样，也可以为，构成线性致动器30的多个部件的一部分设置于第1臂10，另一部分设置于第2臂20。这样的方式也相当于第1臂10或者第2臂20具有线性致动器30的方式。

除了这些构造以外，例如使用马达和传动带(belt)也能够实现同样的功能。线性致动器30不限定于特定的构造，可以具有任意的构造。

图8A是表示本实施方式中的送电线圈12a以及受电线圈22a的配置关系的图。在图8A中，送电线圈12a的大小比受电线圈22a的大小大。此外，虽然在图8A中设为送电线圈12a的大小比受电线圈22a的大小大，但送电线圈12a的大小以及受电线圈22a的大小的关系不限定于上述的关系。在此，将由送电线圈12a的外周包围的面称为“送电面”，将由受电线圈22a的外周包围的面称为“受电面”。在本实施方式中，将送电线圈12a以及受电线圈22a配置为使得送电面以及受电面与对第2臂20施加的载荷的方向(在图8A的例子中为Z轴的负方向)平行。载荷的方向根据电动装置100的设置的方式而不同。例如，在图4的配置中，载荷的方向与第2方向一致，而在图5的配置中，载荷的方向与第1方向一致。

在通常的环境中，载荷的方向与重力的方向(垂直向下)一致。然而，在重力场以外的外场(例如电场或者磁场)发挥作用的环境下，这些外力合成后的力的方向是载荷的方向。在将本实施方式的构成应用于在重力几乎不发挥作用而电场或者磁场发挥作用的宇宙空间中所使用的机器人的情况下，将各线圈配置为使得基于该电场或者磁场的力的方向与送电面以及受电面平行。

图8B是表示送电线圈12a的送电面和受电线圈22a的受电面与水平面平行(即，与重力的方向垂直)的例子的图。此外，在图8B中，关于第1臂10以及第2臂20，仅表示了设置有线圈的侧面。虽然可以以本例的方式配置线圈12a、22a，但通过如图8A所示配置线圈12a、22a，能够更稳定地进行电力传输。关于该效果，参照图9A～图10来进行说明。

图9A是示意性表示在图8A所示的构成中使第2臂20伸展时的影响的图。图9A的左侧的图表示从Y轴的负方向侧观察第1臂10以及第2臂20时的样子。图9A的右侧的图表示使第2臂20伸展时的线圈12a、22a的配置关系的变化。当第2臂20在Y方向上移动时，在对第2臂20施加的载荷的作用下，第2臂20发生倾斜。第2臂20越伸展，另外末端执行器90保持的物品越重，该倾斜变得越大。

图9B以及图9C表示在载荷作用下产生的力的力矩的方向。图9B表示从X轴的正方向观察伸缩臂时的样子。图9C表示从Z轴的正方向观察伸缩臂时的样子。力矩的方向通过从产生该力矩的点到施加载荷的位置的位置矢量、和载荷的矢量的外积决定。当对位于臂20的前端的末端执行器90施加载荷时，如图9B以及图9C所示，在-X方向上产生力的力矩。在本实施方式中，将各线圈配置为使得送电线圈12a的送电面和受电线圈22a的受电面与上述力矩的方向垂直。换言之，将各线圈配置为使得送电面和受电面与载荷(重力)的方向平行。通过这样配置，在载荷作用下产生的力的力矩将会以使受电线圈22a绕与受电面垂直的轴旋转的方式发挥作用。其结果是，几乎不影响线圈间的对向状态。

这样，在图9A所示的构成中，即使在第2臂20发生了倾斜的情况下，送电线圈12a和受电线圈22a的距离也几乎不变。因此，能够抑制线圈12a、22a间的耦合系数的变动。

图9D是示意性表示在图8B所示的构成中使第2臂20伸展时的影响的图。图9D的左侧的图表示从Y轴的负方向侧观察第1臂10以及第2臂20时的样子。图9D的右侧的图表示使第2臂20伸展时的线圈12a、22a的配置关系的变化。在该构成中，当使第2臂20伸展时，在对第2臂20施加的载荷的作用下，送电线圈12a与受电线圈22a之间的距离部分地发生变化。与此相伴地，送电线圈12a与受电线圈22a之间的耦合系数发生变化。

图10是表示图9A以及图9D各自的构成中的耦合系数对于第2臂20的引出(抽出)量的变化的例子的图。在图10中，虚线表示图9D所示的构成中的耦合系数的变化，实线表示图9A所示的构成中的耦合系数的变化。在图9D的构成中，当臂20的引出量增大时，线圈12a、22a间的距离整体地变小，所以耦合系数增加。与本例相反地，也存在臂20的引出量变得越大，线圈间的距离也越大，耦合系数降低的情况。相对于此，在图9A的构成中，即使臂20的引出量增大，耦合系数也几乎不变。

这样，如图9A所示，通过配置为使得送电面和受电面与第2臂20的载荷的方向平行，能够抑制耦合系数伴随臂20的伸缩的变化。因此，能够进行更稳定的电力传输。

在图9A以及图9D所示的构成例中，送电线圈12a位于外侧，受电线圈22a位于内侧。在送电线圈12a的外侧存在金属的屏蔽件，因此，能够抑制电磁噪声的放射。与这些构成相反地，也可以为，受电线圈22a位于外侧，送电线圈12a位于内侧。

图11是表示具有这样的构成的电动装置100的例子的图。在本例中，第2臂20具有与第1臂10的外侧表面相对向的部分，在该部分设置有受电线圈22a。因此，受电线圈22a在送电线圈12a的外侧与送电线圈12a相对向。在图11的例子中，与图9D的例子同样地，送电面和受电面与水平面平行(与载荷的方向垂直)。然而，在该情况下，通过配置为使得送电面和受电面与水平面垂直(与载荷的方向平行)，也能够进行更稳定的电力传输。

接下来，说明本实施方式中的电动装置100的电路结构。

图12A是表示电动装置100的电路结构的一例的框图。本实施方式的电动装置100可以被认为是具备送电装置和受电装置的无线电力传输***。第1臂10相当于送电装置，第2臂20相当于受电装置。在图12A的例子中，第1臂10具有线性致动器30中的马达。在以下的说明中，有时将线性致动器30的马达简称为线性致动器30。

第1臂10具有送电电路14、送电天线12以及线性致动器30。送电电路14具有逆变器电路14a、脉冲输出电路14b、送电控制电路14c以及送电侧接收器14d。脉冲输出电路14b例如是栅极驱动电路，响应来自送电控制电路14c的指示，向逆变器电路14a的多个开关元件供给脉冲信号。送电控制电路14c例如是微控制器(单片机)等具有存储器和处理器的集成电路。通过处理器执行保存于存储器的计算机程序，来进行脉冲输出电路14b以及线性致动器30等的控制。

逆变器电路14a以及线性致动器30与外部的电源5连接，从电源5接受直流电力。逆变器电路14a将被供给的直流电力变换成交流电力并进行输出。线性致动器30通过被供给的直流电力进行驱动，使第2臂20移动。

第2臂20中的受电电路24具有整流电路24a、受电控制电路24b以及受电侧发送器24c。整流电路24a例如是单相全波整流电路或者单相半波整流电路等公知的整流电路。整流电路24a将从受电天线22输出的交流电力变换成直流电力并进行输出。受电控制电路24b测定从整流电路24a输出的直流电压的值，向受电侧发送器24c发出发送指示。

受电侧发送器24c向送电侧接收器14d发送电力传输所需的信息。这样的信息例如可以是表示对末端执行器90供给的电力或者电压的值的信息。接收到该信息后，送电控制电路14c例如执行维持为向末端执行器90供给恒定的电压的反馈控制。受电侧发送器24c与送电侧接收器14d之间的通信例如可以通过振幅调制或者无线LAN等公知的方法进行。在进行基于振幅调制的通信的情况下，受电侧发送器24c可以包括连接在整流电路24a的前级或者后级的负载调制电路。送电侧接收器14d例如可以具有基于逆变器电路14a与送电天线12之间的电压振幅的变化来读取信息的解调电路。

在本例中，末端执行器(负载)90具有蓄电装置91和动力装置92。蓄电装置91是二次电池或者电容器，积蓄被供给的电力。动力装置92包括一个或多个马达。如果没有必要也可以省略蓄电装置91。

图12B是表示电动装置100的另一构成例的图。在本例中，线性致动器30的马达搭载于第2臂20。对线性致动器30供给从整流电路24a输出的直流电力。由此，线性致动器30使第2臂20相对于第1臂10进行移动。

以下，更详细地对各构成要素进行说明。

图13是表示送电天线12以及受电天线22的等效电路的图。送电天线12以及受电天线22分别具有如图13所示的包括线圈以及电容器的谐振电路的结构。各天线不限于串联谐振电路，也可以是并联谐振电路。线圈12a、22a例如可以是形成在电路基板上的平面线圈或层叠线圈，或者是使用铜线、绞合线(litz wire)或双绞线(twisted wire)等的绕组线圈。各电容器例如可以利用具有芯片形状或者引线形状的任意类型的电容器。也可以使隔着空气的两条配线间的电容作为各电容器发挥功能。也可以代替这些电容器而使用各线圈所具有的自谐振特性。

谐振电路的谐振频率f0典型地被设定为与电力传输时的传输频率f一致。谐振电路的各个谐振频率f0也可以并非严格地与传输频率f一致。谐振频率f0例如也可以设定为传输频率f的50～150％左右的范围内的值。电力传输的频率f例如可以设定为50Hz～300GHz，更优选为20kHz～10GHz，进一步优选为20kHz～20MHz，更进一步优选为20kHz～1MHz。

直流电源5例如可以是商用电源、一次电池、二次电池、太阳能电池、燃料电池、USB(Universal Serial Bus，通用串行总线)电源、高容量的电容器(例如双电层电容器)、与商用电源连接的电压变换器等任意的电源。

图14A是表示逆变器电路14a的构成例的图。逆变器电路14a具有根据从脉冲输出电路14b供给的脉冲信号来改变导通/非导通的状态的多个开关元件S1～S4。通过使各开关元件的导通/非导通的状态变化，能够将所输入的直流电力变换成交流电力。在图14A所示的例子中，使用了包括4个开关元件S1～S4的全桥型的逆变器电路。在本例中，各开关元件是IGBT(Insulated-gate bipolar transistor，绝缘栅双极晶体管)，但也可以使用MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor，金属氧化物半导体场效应晶体管)等其他种类的开关元件。

在图14A所示的例子中，四个开关元件S1～S4中的开关元件S1以及S4(称为第1开关元件对)在导通时输出与所供给的直流电压相同极性的电压。另一方面，开关元件S2以及S3(称为第2开关元件对)在导通时输出与所供给的直流电压相反极性的电压。脉冲输出电路14b按照来自送电控制电路14c的指示，向四个开关元件S1～S4的栅极供给脉冲信号。此时，通过调整向第1开关元件对(S1以及S4)供给的两个脉冲信号的相位差、以及向第2开关元件对(S2以及S3)供给的两个脉冲信号的相位差，能够控制所输出的电压的振幅。

图14B是表示逆变器电路14a的另一构成例的图。本例中的逆变器电路14a是半桥型的逆变器电路。在使用半桥型的逆变器电路的情况下，无法应用上述的相位控制。在该情况下，能够通过控制向各开关元件输入的脉冲信号的占空比来控制输出电压的振幅。

图14B所示的逆变器电路14a是包括两个开关元件S1、S2和两个电容器的半桥型的逆变器电路。两个开关元件S1、S2与两个电容器C1、C2并联连接。送电天线12的一端连接于两个开关元件S1、S2之间的点，另一端连接于两个电容器C1、C2之间的点。

送电控制电路14c以及脉冲输出电路14b向各开关元件供给脉冲信号，以使开关元件S1、S2交替地导通。由此，将直流电力变换成交流电力。

在本例中，通过调整脉冲信号的占空比(即，1个周期中的导通期间的比例)，能够调整输出电压V的输出时间比(即，1个周期中的取非零的值的期间的比例)。由此，能够调整向送电天线12输入的交流电力的电压的振幅。这样的占空比控制在使用如图14A所示的全桥型的逆变器电路的情况下也同样能够应用。

图15是示意性表示整流电路24a的构成例的图。在本例中，整流电路24a是包括二极管电桥(diode bridge)和平滑电容器的全波整流电路。整流电路24a也可以具有其他整流器的结构。整流电路24a将接受到的交流能量变换成作为负载的末端执行器90可利用的直流能量并进行输出。

根据本实施方式，通过第1臂10与第2臂20之间的可动部，以非接触方式传输电力。因此，能够排除传输电力的电缆。其结果是，能够减少末端执行器的可动区域的制约。另外，能够解决参照图2A以及图2B说明的电缆的劣化或者断线的问题。

(实施方式2)

图16是表示本公开的实施方式2中的电动装置100的构成的图。本实施方式的电动装置100与实施方式1的不同点在于，代替使臂伸缩的机构，而具备使臂10沿着支承体50延伸的方向移动的机构。

电动装置100具备：臂10，在第1方向(在图示的例子中为Y方向)上延伸；支承体50，在与第1方向不同的第2方向上延伸，支承臂10；以及线性致动器40，设置于支承体50或者臂10，使臂10在第2方向上移动。支承体50具有送电天线52以及与送电天线52连接的送电电路54。送电电路54包括向送电天线52供给交流电力的逆变器电路。臂10具有受电天线13以及与受电天线13连接的受电电路16。受电电路16具有将受电天线13接收到的交流电力变换成直流电力并供给给末端执行器(负载)90的整流电路。受电电路16和末端执行器90通过电缆80连接。

在本实施方式中，支承体50中的送电天线52以非接触方式向臂10中的受电天线13供给电力。受电天线13向经由受电电路16与受电天线13电连接的末端执行器90提供所供给的电力。

送电天线52包括送电线圈52a，受电天线13包括受电线圈13a。送电天线52以及受电天线13的构成与实施方式1中的送电天线12以及受电天线22的构成是同样的。即，送电线圈52a与受电线圈13a电磁耦合而以非接触方式向受电线圈13a供给电力。由送电线圈52a的外周包围的送电面以及由受电线圈13a的外周包围的受电面与对臂10施加的载荷的方向平行。

与送电天线52连接的送电电路54以及与受电天线13连接的受电电路16的构成分别和实施方式1中的送电电路14以及受电电路24的构成相同。送电电路54具有连接在外部的电源与送电天线52之间的逆变器电路。从逆变器电路向送电天线52供给交流电力。受电电路16具有连接在受电天线13与末端执行器90之间的整流电路。从整流电路向末端执行器90经由电缆80供给直流电力。

在本实施方式中，臂10延伸的方向(第1方向)与水平方向平行，支承体50延伸的方向(第2方向)与垂直方向平行。然而，不限定于这样的构成，例如如图17所示，也可以是第1方向与垂直方向平行，第2方向与水平方向平行。

图18是更详细地表示支承体50以及臂10的构成的图。如图所示，支承体50中的送电线圈52a比臂10中的受电线圈13a在第2方向(在本例中为Z方向)上具有更长的形状的绕组。由此，即使线性致动器40使臂10在第2方向上移动，也可维持送电线圈52a和受电线圈13a的对向状态。

线性致动器40既可以设置于支承体50，也可以设置于臂10。也可以为，构成线性致动器40的多个部件的一部分设置于支承体50，另一部分设置于臂10。当线性致动器40中的马达设置于支承体50的情况下，从外部的直流电源输出的直流电力不仅供给给送电电路54而且也供给给线性致动器40。当线性致动器40中的马达设置于臂10的情况下，从受电电路16输出的直流电力不仅供给给末端执行器90而且也供给给线性致动器40。

本实施方式中的送电线圈52a以及受电线圈13a与实施方式1同样地，配置为使得送电线圈52a的送电面以及受电线圈13a的受电面与对臂10施加的载荷的方向平行。由此，能够抑制耦合系数的变动。

图19A以及图19B是用于说明该效果的图。图19A表示在本实施方式的构成中对臂10施加的载荷发生变化时的影响。图19B表示在本实施方式的变形例的构成中对臂10施加的载荷发生变化时的影响。如图19A的例子那样，如果送电面以及受电面与在载荷作用下产生的力的力矩的方向垂直，则即使在末端执行器90保持重物的情况下，线圈间的对向状态也不易被破坏，因此，能够抑制耦合系数的变化。另一方面，如图19B的例子那样，在送电面以及受电面与在载荷作用下产生的力的力矩的方向平行的情况下，一旦末端执行器90保持重物，则线圈间的对向状态容易被破坏，因此，耦合系数的变化比较大。

接下来，说明本实施方式的变形例。

图20是表示本实施方式的变形例的图。图示的电动装置100除了图16所示的构成以外，还具备实施方式1那样的臂进行伸缩的机构。该电动装置100与实施方式1同样地，具备在前端设置有末端执行器90的第2臂20、和使第2臂20相对于第1臂10在第1方向(在本例中为Y方向)上移动的线性致动器30。由此，能够使末端执行器90不仅在第2方向(Z方向)上移动，而且也在第1方向(Y方向)上移动。

在本实施方式中，第1臂10具有受电天线13、送电天线12以及连接在它们之间的受电电路16和送电电路14。第2臂20具有连接在受电天线22与末端执行器90(负载)之间的受电电路24。

图21是表示图20所示的电动装置100的构成的框图。在本例中，第1臂10具备受电电路16以及送电电路14这两方。受电电路16具有连接在受电天线13与线性致动器30之间的整流电路16a、受电控制电路16b以及受电侧发送器16c。受电电路16的构成与第2臂20中的受电电路24是同样的。送电电路14具有连接在整流电路16a与送电天线12之间的逆变器电路14a、脉冲输出电路14b、送电控制电路14c以及送电侧接收器14d。送电电路14的构成与支承体50中的送电电路54的构成是同样的。在本例中，第1臂10中的线性致动器30的马达通过从整流电路16a输出的直流电力进行工作，使第2臂20在Y方向上移动。

在图21的构成例中，使第2臂20在第1方向(Y方向)上移动的线性致动器30设置于第1臂10，但也可以如参照图12B说明的那样，第2臂20具有线性致动器30。在该情况下，在受电天线22与线性致动器30之间、并且在受电天线22与负载(末端执行器90)之间，连接有整流电路24a。同样地，使第1臂10在第2方向(Z方向)上移动的线性致动器40也可以设置于第1臂10。在该情况下，线性致动器40与线性致动器30同样地，连接在整流电路16a的后段，通过来自整流电路16a的直流电力进行工作。

由图21可知，本实施方式的电动装置100可以说是多级连接的无线电力传输***。支承体50相当于送电装置，第1臂10相当于进行送电以及受电的中继装置，第2臂20相当于受电装置。

如图20所示，本实施方式的电动装置100具备旋转机构60，所述旋转机构60使支承体50、第1臂10、第2臂20以及末端执行器90绕与第2方向(Z方向)平行的轴旋转。在图21中省略了该旋转机构60的图示，但对于旋转机构60，也可以应用经由送电天线以及受电天线的无线电力传输。旋转机构60也通过来自电源5的电力进行驱动。

电动装置100也可以除了旋转机构60以外、或者代替旋转机构60，还具备由支承体50支承的第2旋转机构。这样的第2旋转机构例如具备马达，所述马达使第1臂10绕与第2方向(在图20的例子中为Z方向)平行的轴和与第1以及第2方向这两方垂直的轴(在图20的例子中为X方向)中的至少一方的轴旋转。由此，能够进一步提高末端执行器90的移动的自由度。

图22是示意性表示具有这样的第2旋转机构60A的电动装置100的一例的图。本例中的电动装置100具有使第1臂10绕X方向的旋转轴旋转的第2旋转机构60A。由此，能够使臂10、20以及末端执行器90在上下方向上也进行移动。

在以上的实施方式中，第2臂20是1级臂，但也可以将所连结的多级臂作为第2臂20。这样的第2臂20附加有用于确定位置以及姿势的1个以上的关节。为了增大自由度，还能够构成为设置有6轴或者7轴这样的多个关节的结构。以下，对这样的构成的例子进行说明。

图23A表示第2臂20包括经由关节(旋转机构)60B、60C连结的多个部分的例子。图23B表示第2臂20包括经由关节60B连结的多个部分，在前端部具有伸缩机构的例子。图23C表示第2臂20包括经由关节60B、60C连结的多个部分的另一例。在图23C的例子中，关节60C的轴的方向与图23A的例子不同。图23D表示在第1臂与第2臂20之间无伸缩机构，但第2臂20具有关节60B、60C的例子。不论在它们中的哪一个构成中，都能够大大地提高末端执行器90的移动的自由度。在这些例子中，能够在第2臂20的内部进行多级的无线电力传输。多级的无线电力传输例如具有连接了多个如图21表示的第1臂10这样的中继装置而成的结构。

这样，末端执行器90可以无需连接在与第1臂10直接连结的臂的部分，而设置在构成第2臂20的多个臂部分的前端。

(实施方式3)

接下来，对本公开的实施方式3进行说明。本实施方式的电动装置与实施方式1同样地，具备使臂相对于支承体旋转的旋转机构以及使臂伸缩的直动机构。在本实施方式中，当使臂前端的末端执行器旋转移动时，首先使臂收缩，之后进行旋转移动。由此，能够降低旋转所需的转矩，抑制功耗。

物体进行旋转工作时的惯性力矩是在物体整体范围内对该物体的各部分的质量与从该部分到旋转轴的距离的平方的积进行积分而得到的值。因此，当使臂在伸展的状态下旋转的情况下，相比于使臂在收缩的状态下旋转的情况，惯性力矩变大。其结果是，臂的重心离中心越远，就需要越大的加减速转矩，对马达的负荷越大。另外，为了旋转而需要越大的空间。

为了解决这样的问题，在本实施方式中，进行在使臂的重心接近中心轴之后开始旋转的控制。由此，能够减小对马达的负荷，在空间方面也能够进行紧凑的移动。

图24是示意性表示本实施方式中的电动装置100的构成的图。该电动装置100具有与实施方式1中的电动装置100同样的构造。即，电动装置100具备：第1臂10，在第1方向上延伸；第2臂20，由第1臂10支承；线性致动器30，设置于第1臂10或者第2臂20，使第2臂20相对于第1臂10在第1方向上移动；支承体50，在与第1方向不同的第2方向上延伸，支承第1臂10；以及旋转机构60，使支承体50绕与第2方向平行的旋转轴旋转。旋转机构60具有马达，通过马达的旋转使支承体50旋转。第1臂10具有送电天线，第2臂具有受电天线。送电天线以非接触方式向受电天线供给电力。受电天线向与受电天线电连接的负载提供所供给的电力。

本实施方式的电动装置100与实施方式1的电动装置100的不同点在于旋转机构60以及线性致动器30的工作。电动装置100为，当使支承体50旋转时，首先，线性致动器30使第2臂20的重心接近上述旋转轴。即，在图24所示的配置中，线性致动器30使第2臂20在-Y方向上移动。之后，旋转机构60使支承体50旋转期望的角度。之后，线性致动器30使第2臂20的重心远离该旋转轴而使末端执行器90到达期望的位置。

为了实现上述的工作，电动装置100具有与线性致动器30以及旋转机构60中的各自的马达电连接的控制电路150。控制电路150输出控制各马达的控制信号，使线性致动器30以及旋转机构60执行上述的工作。控制电路150例如可以是单片机等具备存储器以及处理器的集成电路。此外，控制电路150也可以设置在独立于电动装置100的其他装置中。也可以以有线或者无线方式从这样的外部的控制电路150向线性致动器30以及旋转机构60发送该控制信号。

图25是示意性表示本实施方式中的上述工作的概念图。图中的O点表示旋转轴的位置，A点表示末端执行器90的初始位置。图25表示在使末端执行器90从A点移动到以旋转轴为中心的同一半径的圆周上的B点的情况下的末端执行器90的轨迹。当然，也可以是A点和B点离O点的距离不同。在图25中，黑圆点表示末端执行器90的位置。在初始状态下位于A点的末端执行器90因使臂20收缩，移动到A’点。接下来，绕O点旋转，移动到B’点。然后，因使臂20伸展，移动到B点。

图26是表示在上述工作中控制电路150对电动装置100发出的指示的顺序的流程图。在此，末端执行器90是手，对手抓取物品后移动到预定的位置并放开该物品的工作进行说明。该工作可以通过处理器执行保存在控制电路150的存储器中的计算机程序来实现。

控制电路150首先向末端执行器90发出抓取物品的指示(步骤S101)。该指示例如通过以有线或者无线方式从控制电路150向末端执行器90内的各马达发送的控制信号来进行。当末端执行器90抓取到物品时，控制电路150指示线性致动器30，以使移动臂20收缩预定量。使移动臂20收缩的量根据被请求的工作速度、旋转机构60的马达的性能以及设置场所的空间余裕来适当地决定。接下来，控制电路150指示旋转机构60，以使臂10、20旋转预定的角度(步骤S103)。旋转量设定为O点到A点的线段和O点到B点的线段之间所成的角度。接下来，控制电路150指示线性致动器30，以使移动臂20伸展到目标长度(步骤S104)。当末端执行器90到达B点时，控制电路150指示末端执行器90，以使其放开物品(步骤S105)。

通过以上的工作，本实施方式的电动装置100能够减小对旋转机构60中的马达的负荷，能够使末端执行器90空间紧凑地移动。

如本实施方式这样进行使前端在收缩之后旋转并再次伸展这一控制的情况下，线性致动器30的伸缩工作的频度变高。如图2A以及图2B所示的比较例那样，当在进行伸缩工作的地方存在电缆的情况下，需要设置保持伸缩时的电缆的电缆拖链(cableveyor)(注册商标)等。然而，在这样的构成中，每次伸缩电缆都反复弯曲，由此会导致电缆的劣化以及断线。因此，需要定期地更换电缆等的保养维修。相对于此，在本实施方式中，对伸缩部应用无线电力传输***，能够排除电缆。因此，能够解决电缆的劣化以及断线的问题。

(实施方式4)

图27是示意性表示本公开的实施方式4中的电动装置100的构成的图。该电动装置100与实施方式3的电动装置的不同点在于，旋转机构60并非设置于支承体50的根基部，而是设置于支承体50与第1臂10的连结部。本实施方式中的电动装置100具备：支承体50；旋转机构60，由支承体50支承，绕旋转轴旋转；第1臂10，在第1方向上延伸，与旋转机构60连结，绕上述旋转轴旋转；第2臂20，由第1臂10支承；以及线性致动器30，设置于第1臂10或者第2臂20，使第2臂20相对于第1臂10在第1方向上移动。各构成要素的构造与实施方式3中的相同。

如图27所示，在本实施方式中，通过旋转机构60，能够使末端执行器90上下旋转移动。

在本实施方式中，当进行臂10、20的旋转工作时，也会产生在实施方式3中说明的问题。因此，在本实施方式中也进行与实施方式3同样的控制。即，当使第1臂旋转时，首先，线性致动器30使第2臂20的重心接近旋转轴，之后，旋转机构60使第1臂10旋转。然后，线性致动器30使第2臂20的重心远离旋转轴。这样的工作通过控制电路150控制旋转机构60以及线性致动器30的马达来实现。

在本实施方式中，当进行旋转工作时，也在暂且使第2臂20收缩之后再进行旋转。因此，能够减小对旋转机构60中的马达的负荷，能够使末端执行器90空间紧凑地移动。

此外，在本实施方式中，也与实施方式3同样地，可以设置使支承体50旋转的旋转机构60。在该情况下，当进行各旋转机构60的旋转工作时，通过进行上述的控制，则不论哪个旋转工作，都能够进行低负荷且省空间的工作。

接下来，示例本公开的其他实施方式。

图28是表示本公开的其他实施方式的图。该实施方式中的电动装置具备：臂10，在第1方向上延伸；支承体50，在与第1方向不同的第2方向上延伸，支承臂10；旋转机构60，使支承体50绕与第2方向平行的旋转轴旋转；以及线性致动器30，使臂10的重心在第1方向上移动。线性致动器30设置于支承体50或者臂10。在该实施方式中，支承体50与臂10之间也进行基于送电天线和受电天线的无线电力传输。

在该实施方式中，同样，当使臂10旋转时，首先，线性致动器30使臂10的重心接近旋转机构60的旋转轴。然后，旋转机构60使支承体50旋转。之后，线性致动器30使臂10的重心远离旋转机构60的旋转轴。

通过这样的工作，在本实施方式中，也能够降低对旋转机构60的马达的负荷，能够进行省空间的移动。

图29A是表示变更了实施方式3中的电动装置100的配置朝向的例子的图。在本例中，电动装置100设置于壁面，能够使臂10、20绕与平行于水平面的Y轴平行的旋转轴旋转。

图29B是表示本例中的在载荷作用下产生的力的力矩的朝向的图。如图29B的左侧所示，当臂10、20向X轴的正方向侧摆动时，在载荷作用下产生的力的力矩的朝向是+Y方向。相反地，如图29B的右侧所示，当臂10、20向X轴的负方向侧摆动时，在载荷作用下产生的力的力矩的朝向是-Y方向。为了抑制该力矩对送电线圈与受电线圈的耦合系数造成的影响，在本例中，配置为使得送电线圈的送电面以及受电线圈的受电面与XZ面平行。

图30A是表示变更了实施方式4中的电动装置100的配置朝向的例子的图。在本例中，电动装置100设置于壁面，能够使臂10、20绕与平行于水平面的X轴平行的旋转轴旋转。

图30B是表示本例中的在载荷作用下产生的力的力矩的朝向的图。如图30B的左侧所示，当臂10、20向Y轴的负方向侧摆动时，在载荷作用下产生的力的力矩的朝向是+X方向。相反地，如图30B的右侧所示，当臂10、20向Y轴的正方向侧摆动时，在载荷作用下产生的力的力矩的朝向是-X方向。为了抑制该力矩对送电线圈与受电线圈的耦合系数造成的影响，在本例中，也配置为使得送电线圈的送电面以及受电线圈的受电面与ZY面平行。

如上所述，本公开包括以下的项目所记载的电动装置以及控制方法。

[项目1]

一种电动装置，具备：

第1臂，在第1方向上延伸；

第2臂，由所述第1臂支承；以及

所述第1臂具有第1送电天线，

所述第2臂具有第1受电天线，

[项目2]

根据项目1记载的电动装置，

所述第1送电天线包括第1送电线圈，

所述第1受电天线包括第1受电线圈，

所述第1送电线圈与所述第1受电线圈电磁耦合而以非接触方式向所述第1受电线圈供给所述电力。

[项目3]

根据项目2记载的电动装置，

所述第1送电线圈具有由所述第1送电线圈的外周包围的第1送电面，

所述第1受电线圈具有由所述第1受电线圈的外周包围的第1受电面，

所述第1送电面以及所述第1受电面与对所述第2臂施加的载荷的方向平行。

[项目4]

根据项目1至3中任一项所述的电动装置，

还具备支承体，所述支承体在与所述第1方向不同的第2方向上延伸，支承所述第1臂。

[项目5]

根据项目4记载的电动装置，

还具备第2线性致动器，所述第2线性致动器设置于所述支承体或者所述第1臂，使所述第1臂在所述第2方向上移动，

所述支承体具有第2送电天线，

所述第1臂还具有第2受电天线，

所述第2送电天线以非接触方式向所述第2受电天线供给电力。

[项目6]

根据项目5记载的电动装置，

所述第2送电天线包括第2送电线圈，

所述第2受电天线包括第2受电线圈，

所述第2送电线圈与所述第2受电线圈电磁耦合而以非接触方式向所述第2受电线圈供给电力。

[项目7]

根据项目6记载的电动装置，

所述第2送电线圈具有由所述第2送电线圈的外周包围的第2送电面，

所述第2受电线圈具有由所述第2受电线圈的外周包围的第2受电面，

所述第2送电面以及所述第2受电面与对所述第1臂施加的载荷的方向平行。

[项目8]

根据项目5至7中任一项所述的电动装置，

所述第1臂具有所述第1线性致动器，

所述第1臂还具有：

连接在所述第2受电天线与所述第1线性致动器之间的第1整流电路；以及

连接在所述第1整流电路与所述第1送电天线之间的第1逆变器电路，

所述第2臂还具有连接在所述第1受电天线与所述负载之间的第2整流电路。

[项目9]

根据项目5至7中任一项所述的电动装置，

所述第2臂具有所述第1线性致动器，

所述第2臂还具有整流电路，所述整流电路连接在所述第1受电天线与所述第1线性致动器之间，并且连接在所述第1受电天线与所述负载之间。

[项目10]

根据项目5至9中任一项所述的电动装置，

还具有第1旋转机构，所述第1旋转机构使所述支承体绕与所述第2方向平行的轴旋转。

[项目11]

根据项目5至10中任一项所述的电动装置，

还具备第2旋转机构，所述第2旋转机构由所述支承体支承，使所述第1臂绕与所述第2方向平行的轴和与所述第1以及第2方向这两方垂直的轴中的至少一方的轴旋转。

[项目12]

根据项目1至11中任一项所述的电动装置，

还具备配置在第2臂前端的末端执行器，

所述负载是所述末端执行器。

[项目13]

一种电动装置，具备：

臂，在第1方向上延伸；

线性致动器，设置于所述支承体以及所述臂中的至少一方，使所述臂在所述第2方向上移动，

所述支承体具有送电天线，

所述臂具有受电天线，

所述送电天线以非接触方式向所述受电天线供给电力，

[项目14]

根据项目13记载的电动装置，

所述送电天线包括送电线圈，

所述受电天线包括受电线圈，

所述送电线圈与所述受电线圈电磁耦合而以非接触方式向所述受电线圈供给电力。

[项目15]

根据项目14记载的电动装置，

所述送电线圈具有由所述送电线圈的外周包围的送电面，

所述受电线圈具有由所述受电线圈的外周包围的受电面，

所述送电面以及所述受电面与对所述臂施加的载荷的方向平行。

[项目16]

根据项目13至15中任一项所述的电动装置，

所述支承体还具有与所述送电天线连接的逆变器电路，

所述臂还具有连接在所述受电天线与所述负载之间的整流电路。

[项目17]

根据项目13至16中任一项所述的电动装置，

还具备第1旋转机构，所述第1旋转机构使所述支承体绕与所述第2方向平行的轴旋转。

[项目18]

根据项目13至17中任一项所述的电动装置，

还具有第2旋转机构，所述第2旋转机构由所述支承体支承，使所述臂绕与所述第2方向平行的轴和与所述第1以及第2方向这两方垂直的轴中的至少一方的轴旋转。

[项目19]

根据项目13至18中任一项所述的电动装置，

还具备配置在所述臂前端的末端执行器，

所述负载是所述末端执行器。

[项目20]

一种电动装置，具备：

第1臂，在第1方向上延伸；

第2臂，由所述第1臂支承；

所述第1臂具有送电天线，

所述第2臂具有受电天线，

所述送电天线以非接触方式向所述受电天线供给电力，

当使所述支承体旋转时，

首先，所述线性致动器使所述第2臂的重心接近所述旋转轴，

之后，所述旋转机构使所述支承体旋转。

[项目21]

根据项目20记载的电动装置，

当使所述支承体旋转时，

首先，所述线性致动器使所述第2臂的重心接近所述旋转轴，

之后，所述旋转机构使所述支承体旋转，

之后，所述线性致动器使所述第2臂的所述重心远离所述旋转轴。

[项目22]

根据项目20或21记载的电动装置，

还具备控制所述线性致动器以及所述旋转机构的控制电路，

当使所述支承体旋转时，

所述控制电路，

首先，控制所述线性致动器，使所述第2臂的重心接近所述旋转轴，

之后，控制所述旋转机构，使所述支承体旋转。

[项目23]

根据项目22记载的电动装置，

当使所述支承体旋转时，

所述控制电路，

之后，控制所述旋转机构，使所述支承体旋转，

之后，控制所述线性致动器，使所述第2臂的所述重心远离所述旋转轴。

[项目24]

根据项目20至23中任一项所述的电动装置，

所述旋转机构具有马达，通过所述马达的旋转使所述支承体旋转。

[项目25]

一种电动装置，具备：

支承体；

旋转机构，由所述支承体支承，绕旋转轴旋转；

第2臂，由所述第1臂支承；以及

所述第1臂具有送电天线，

所述第2臂具有受电天线，

所述送电天线以非接触方式向所述受电天线供给电力，

当使所述第1臂旋转时，

首先，所述线性致动器使所述第2臂的重心接近所述旋转轴，

之后，所述旋转机构使所述第1臂旋转。

[项目26]

根据项目25记载的电动装置，

当使所述第1臂旋转时，

首先，所述线性致动器使所述第2臂的重心接近所述旋转轴，

之后，所述旋转机构使所述第1臂旋转，

[项目27]

根据项目25或26记载的电动装置，

还具备控制所述线性致动器以及所述旋转机构的控制电路，

当使所述第1臂旋转时，

所述控制电路，

之后，控制所述旋转机构，使所述第1臂旋转。

[项目28]

根据项目27记载的电动装置，

当使所述第1臂旋转时，

所述控制电路，

之后，控制所述旋转机构，使所述第1臂旋转，

[项目29]

根据项目25至28中任一项所述的电动装置，

所述旋转机构具有马达，通过所述马达的旋转使所述第2臂旋转。

[项目30]

根据项目20至29中任一项所述的电动装置，

所述送电天线包括送电线圈，

所述受电天线包括受电线圈，

[项目31]

根据项目30记载的电动装置，

所述送电线圈具有由所述送电线圈的外周包围的送电面，

所述受电线圈具有由所述受电线圈的外周包围的受电面，

所述送电面以及所述受电面与对所述第2臂施加的载荷的方向平行。

[项目32]

根据项目20至31中任一项所述的电动装置，

所述第1臂还具有与所述送电天线连接的逆变器电路，

所述第2臂还具有连接在所述受电天线与所述负载之间的整流电路。

[项目33]

根据项目20至32中任一项所述的电动装置，

还具备配置在第2臂前端的末端执行器，

所述负载是所述末端执行器。

[项目34]

一种电动装置的控制方法，所述电动装置具备：

第1臂，具有送电天线，在第1方向上延伸；

第2臂，具有受电天线，由所述第1臂支承；

所述送电天线以非接触方式向所述受电天线供给电力，

所述控制方法包括：

当使所述支承体旋转时，

之后，控制所述旋转机构，使所述支承体旋转。

[项目35]

一种电动装置的控制方法，所述电动装置具备：

支承体；

旋转机构，由所述支承体支承，绕旋转轴旋转；

第2臂，由所述第1臂支承；以及

所述第1臂具有送电天线，

所述第2臂具有受电天线，

所述送电天线以非接触方式向所述受电天线供给电力，

所述控制方法包括：

当使所述第1臂旋转时，

之后，控制所述旋转机构，使所述第1臂旋转。

[项目36]

根据项目34或35记载的电动装置的控制方法，

在使所述支承体或者所述第1臂旋转之后，控制所述线性致动器，使所述第2臂的所述重心远离所述旋转轴。

产业上的可利用性

本公开的技术例如能够利用于在工厂等所使用的机器人等电动装置。

Claims

1.一种电动装置，具备：

支承体；

旋转机构，由所述支承体支承，绕旋转轴旋转；

第2臂，由所述第1臂支承；以及

所述第1臂具有送电天线，

所述第2臂具有受电天线，

所述送电天线以非接触方式向所述受电天线供给电力，

所述受电天线向与所述受电天线电连接的负载提供供给的所述电力，

当使所述第1臂旋转时，

首先，所述线性致动器使所述第2臂的重心接近所述旋转轴，

之后，所述旋转机构使所述第1臂旋转。

2.根据权利要求1所述的电动装置，

当使所述第1臂旋转时，

首先，所述线性致动器使所述第2臂的重心接近所述旋转轴，

之后，所述旋转机构使所述第1臂旋转，

3.根据权利要求1所述的电动装置，

还具备控制所述线性致动器以及所述旋转机构的控制电路，

当使所述第1臂旋转时，

所述控制电路，

之后，控制所述旋转机构，使所述第1臂旋转。

4.根据权利要求3所述的电动装置，

当使所述第1臂旋转时，

所述控制电路，

之后，控制所述旋转机构，使所述第1臂旋转，

5.根据权利要求1至4中任一项所述的电动装置，

6.根据权利要求1所述的电动装置，

所述送电天线包括送电线圈，

所述受电天线包括受电线圈，

7.根据权利要求6所述的电动装置，

所述送电线圈具有由所述送电线圈的外周包围的送电面，

所述受电线圈具有由所述受电线圈的外周包围的受电面，

8.根据权利要求1所述的电动装置，

所述第1臂还具有与所述送电天线连接的逆变器电路，

9.根据权利要求1所述的电动装置，

还具备配置在第2臂前端的末端执行器，

所述负载是所述末端执行器。

10.一种电动装置的控制方法，

所述电动装置具备：

支承体；

旋转机构，由所述支承体支承，绕旋转轴旋转；

第2臂，由所述第1臂支承；以及

所述第1臂具有送电天线，

所述第2臂具有受电天线，

所述送电天线以非接触方式向所述受电天线供给电力，

所述控制方法包括：

当使所述第1臂旋转时，

之后，控制所述旋转机构，使所述第1臂旋转。

11.根据权利要求10所述的电动装置的控制方法，

在使所述第1臂旋转之后，控制所述线性致动器，使所述第2臂的所述重心远离所述旋转轴。

12.一种电动装置的驱动方法，

电动装置具备：

第1臂，在第1方向上延伸，具有送电天线；

第2臂，由所述第1臂支承，具有受电天线；

所述送电天线以非接触方式向所述受电天线供给电力，

所述驱动方法包括：

当所述旋转机构使所述支承体旋转时，

通过所述线性致动器，使所述第2臂的重心接近所述旋转轴，通过所述旋转机构，使所述支承体旋转。

13.根据权利要求12所述的电动装置的驱动方法，

当使所述支承体旋转时，

通过所述线性致动器，使所述第2臂的重心接近所述旋转轴，

通过所述旋转机构，使所述支承体旋转，

通过所述线性致动器，使所述第2臂的所述重心远离所述旋转轴。