CN107443421B - 电机单元以及机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了电机单元以及机器人,其能够抑制电力线与其他物体产生干涉。电机单元具有:电机;放大器部,具有对所述电机进行驱动的驱动电路,所述放大器部具有放大器盖,将电力供应至所述电机的电力线被捆扎在所述放大器盖上。

Description

电机单元以及机器人
技术领域
本发明涉及电机单元以及机器人。
背景技术
以往,进行对电机进行驱动的放大器的研究和开发。
关于此,已知有一种将伺服放大器安装于伺服电机的轴向端部的伺服放大器一体型伺服电机(参照专利文献1),其由伺服电机和伺服放大器构成,伺服电机具有由定子以及转子构成的电机部、和由传感器及传感器处理电路构成的传感器部,伺服放大器具有驱动电机的驱动电路、控制驱动电路的控制电路、和通信电路。
并且,在产业领域等中,使用具有多个臂部的多关节型机器人。在多关节机器人中,已知在臂部的内部与电机一起设置有驱动电机的驱动电路(参照专利文献2)。
【现有技术文献】
【专利文献】
专利文献1:日本特开2007-37238号公报
专利文献2:美国专利第7347120号说明书
但是,专利文献1这种伺服放大器一体型伺服电机没有进行配线的管理,存在配线与其他物体产生干涉的情况。结果,在该伺服放大器一体型伺服电机中,存在配线断线的情况或使在配线中流动的电流的波形发生变化的噪声增大的情况。并且,在该伺服放大器一体型伺服电机中,组装时的配线的形状和位置散乱,存在难以提高组装后的品质和组装作业的效率的情况。
于是,近年来,在产业领域中使用水平多关节型机器人。作为水平多关节型机器人的一例,具有SCARA(Selective Compliance Assembly Robot Arm,选择顺应性装配机器手臂)机器人。在SCARA机器人中使用多个伺服电机。因此,也考虑使用上述的伺服放大器一体型伺服电机(以下,称为放大器一体型电机)。例如,SCARA机器人中使第一臂部相对于基台转动的电机与其他电机相比需要较大的输出。因此,在放大器一体型电机的情况下,存在来自电机的振动和热对放大器带来影响的危险。
并且,在专利文献2这种多关节机器人中,如果在臂部的内部设置驱动电路(放大器部),则臂部的尺寸变大,结果,存在臂部的可动范围变窄的问题。
发明内容
本发明的目的之一在于通过提高电机和放大器部的配置的自由度而使臂部紧凑化的电机单元以及机器人。
[方面一]为了解决上述技术问题的至少一个,本发明的一方面的电机单元具有:电机;放大器部,具有对所述电机进行驱动的驱动电路;所述放大器部具有放大器盖,将电力供应至所述电机的电力线被捆扎在所述放大器盖上。
通过该构成,在电机单元中,放大器部具有放大器盖,将电力供应至电机的电力线被捆扎在放大器盖上。由此,电机单元能够抑制电力线与其他物体产生干涉。
[方面二]并且,本发明的其他方面也可以使用以下构成:在电机单元中,所述电力线被捆扎在所述放大器盖的外侧。
通过该构成,在电机单元中,电力线被捆扎在放大器盖的外侧。由此,电机单元能够抑制被捆扎在放大器盖的外侧的电力线与其他物体产生干涉。
[方面三]并且,本发明的其他方面也可以使用以下构成:在电机单元中,在所述放大器盖和所述电力线之间不夹有其他配线。
通过该构成,在电机单元中,在放大器盖和电力线之间不夹有其他配线。由于,电机单元能够抑制在电力线中流动的电流的波形的变化使在其他配线中流动的电流的波形发生变化。
[方面四]并且,本发明的其他方面也可以使用以下构成:在电机单元中,具有覆盖所述电机和所述放大器部中的至少一个的防水盖。
通过该构成,电机单元中具有覆盖电机和放大器部中的至少一个的防水盖。由此,电机单元能够提高耐水性。
[方面五]并且,本发明的其他方面也可以使用以下构成:在电机单元中,所述放大器部具备放热部件。
通过该构成,在电机单元中,放大器部具有放热部件。由此,电机单元能够抑制由于放大器部的发热而引起的不良情况的发生。
[方面六]并且,本发明的其他方面也可以使用以下构成:在电机单元中,所述放热部件的材质是金属。
通过该构成,在电机单元中,放大器部具备为金属材质的放热部件。由此,电机单元通过金属的放热部件,能够抑制由于放大器部的发热而引起的不良情况的发生。
[方面七]并且,本发明的其他方面也可以使用以下构成:在电机单元中,所述放热部件的材质是铁、铝、铜中的任一种。
通过该构成,在电机单元中,放大器部具备为铁、铝、铜中的任一种材质的放热部件。由此,电机单元通过为铁、铝、铜中的任一种材质的放热部件,能够抑制由于放大器部的发热而引起的不良情况的发生。
[方面八]并且,本发明的其他方面也可以使用以下构成:在电机单元中,所述放热部件能够将所述放大器部安装于所述电机。
通过该构成,在电机单元中,放热部件能够将放大器部安装于电机。由此,电机单元能够将电机和放大器部一体化。
[方面九]并且,本发明的其他方面也可以使用以下构成:在电机单元中,所述放热部件能够将所述放大器部安装于所述电机以外的物体。
通过该构成,在电机单元中,放热部件能够将放大器部安装于电机以外的物体。由此,电机单元能够提高选择向组装对象进行组装的位置的自由度。
[方面十]并且,本发明的其他方面也可以使用以下构成:在电机单元中,所述放热部件具有第一开口部。
通过该构成,在电机单元中,放热部件具有第一开口部。由此,电机单元能够将放大器部中不希望被放热部件覆盖的期望的部分通过第一开口部向外部开口。
[方面十一]并且,本发明的其他方面也可以使用以下构成:在电机单元中,所述放大器部具有放大器基板,在所述放大器基板和所述放热部件之间配置有缓冲部件。
通过该构成,在电机单元中,放大器部具有放大器基板,在放大器基板和放热部件之间配置有缓冲部件。由此,电机单元能够抑制在将放热部件安装于放大器基板时放大器基板变形。
[方面十二]并且,也可以使用以下构成:在方面十一中记载的电机单元中,在所述放大器基板和所述放热部件之间配置有放热片。
通过该构成,在电机单元中,在放大器基板和放热部件之间配置有放热片。由此,电机单元能够利用缓冲部件和放热片将放大器基板和放热部件之间填补,能够抑制由于放大器部的发热而引起的不良情况的发生。
[方面十三]并且,也可以使用以下构成:在上述方面五至十中任一个中记载的电机单元中,所述放大器部具有放大器基板,在所述放大器基板和所述放热部件之间配置有放热片。
通过该构成,在电机单元中,放大器部具有放大器基板,在放大器基板和放热部件之间配置有放热片。由此,电机单元能够利用放热片将放大器基板和放热部件之间填补,能够抑制由于放大器部的发热而引起的不良情况的发生。
[方面十四]并且,本发明的其他方面的机器人具备上述记载的电机单元。
通过该构成,在机器人中,放大器部具有放大器盖,将电力供应至电机的电力线被捆扎在放大器盖上。由此,机器人能够抑制电力线与其他物体产生干涉。
[方面十五]并且,本发明的其他方面也可以使用以下构成:在机器人中,具备框体,所述放大器部能够安装于所述框体。
通过该构成,在机器人中,放大器部能够安装于框体。由此,机器人通过框体能够抑制由于放大器部的发热而引起的不良情况的发生。
[方面十六]并且,本发明的其他方面也可以使用以下构成:在机器人中,所述放大器部位于所述框体的内部。
通过该构成,在机器人中,放大器部位于框体的内部。由此,由于放大器部能够安装于电机以外的物体,因此,电机单元能够提高选择向组装对象进行组装的位置的自由度。
[方面十七]并且,本发明的其他方面也可以使用以下构成:在机器人中,所述框体能够移动。
通过该构成,在机器人中,框体能够移动。由此,机器人通过能够移动的框体能够抑制由于放大器部的发热而引起的不良情况的发生。
[方面十八]并且,本发明的其他方面也可以使用以下构成:在机器人中,所述框体中能够安装所述放大器部的部分是放热部件。
通过该构成,在机器人中,框体中能够安装放大器部的部分是放热部件。由此,机器人通过框体中能够安装放大器部的部分即放热部件的部分,能够更可靠地抑制由于放大器部的发热而引起的不良情况的发生。
[方面十九]并且,本发明的其他方面也可以使用以下构成:在机器人中,所述框体具有第二开口部,所述框体中能够安装所述放大器部的部分是覆盖所述第二开口部的至少一部分的盖部件。
通过该构成,在机器人中,框体具有第二开口部,框体中能够安装放大器部的部分是覆盖第二开口部的至少一部分的盖部件。由此,机器人通过覆盖第二开口部的至少一部分的盖部件,能够更可靠地抑制由于放大器部的发热而引起的不良情况的发生,同时,能够使使用者容易地进行放大器部的维修。
[方面二十]并且,本发明的其他方面也可以使用以下构成:在机器人中,所述盖部件的材质是金属。
通过该构成,在机器人中,盖部件的材质是金属。由此,机器人通过金属的盖部件能够抑制由于放大器部的发热而引起的不良情况的发生。
通过上述,在电机单元以及机器人中,放大器部具有放大器盖,将电力供应至电机的电力线被捆扎在放大器盖上。由此,电机单元能够抑制电力线与其他物体产生干涉。
[方面二十一]为了解决上述技术问题的至少一个,本发明的一方面的机器人具有基台、设置于所述基台的第一臂部、驱动所述第一臂部的电机和包括驱动所述电机的驱动电路的放大器部,所述放大器部设置于所述基台。
通过该构成,由于放大器部设置于基台,因此,电机与放大器部分体。由此,能够抑制来自电机的振动和热对放大器部的影响。
[方面二十二]并且,在上述方面二十一涉及的机器人中,也可以使用以下构成:所述基台具有开口部、覆盖所述开口部的至少一部分的盖部件,所述放大器部设置于所述盖部件。
通过该构成,由于放大器部设置于盖部件,因此,通过从开口部卸下盖部件,能够将放大器部从基台的内部取出。由此,接近放大器部变得容易,因此维修性优异。
[方面二十三]并且,在上述方面二十二涉及的机器人中,也可以使用以下构成:从所述开口部的开口方向观察,所述电机的至少一部分与所述开口部的开口端重叠。
通过该构成,在机器人中,从开口方向观察,电机的至少一部分与开口部的开口端重叠。由此,能够减小放大器部与电机的距离,因此,能够缩短将该放大器部与电机之间连接的配管。
[方面二十四]并且,在上述方面二十二或二十三涉及的机器人中,也可以使用以下构成:在所述放大器部和所述盖部件之间的至少一部分上设置有放热片。
通过该构成,能够抑制由于放大器部的发热而引起的不良情况的发生。
[方面二十五]并且,在上述方面二十二至二十四涉及的机器人中,也可以使用以下构成:所述盖部件的热传导率在40W/m·K以上。
通过该构成,由于具有热传导率在40W/m·K以上的盖部件51,因此,能够抑制由于放大器部的发热而引起的不良情况的发生。
[方面二十六]并且,在上述方面二十五涉及的机器人中,也可以使用以下构成:所述盖部件的热传导率在200W/m·K以上。
通过该构成,由于具有热传导率在20W/m·K以上的盖部件,因此,能够更加抑制由于放大器部的发热而引起的不良情况的发生。
[方面二十七]并且,在上述方面二十一至二十六涉及的机器人中,也可以使用以下构成:还具有设置于所述第一臂部的第二臂部,在所述第二臂部上设置放大器一体型电机。
[方面二十八]并且,在上述方面二十七涉及的机器人中,优选所述放大器一体型电机使所述第二臂部转动。
通过该构成,在机器人中,通过在第二臂部上使用放大器一体型电机,能够使整体构成小型化。
如上所述,根据本发明的一方面涉及的机器人,由于放大器部设置于基台,因此,电机与放大器部分体。由此,本发明的一方面涉及的机器人能够抑制来自电机的振动和热对放大器部的影响。
[方面二十九]为了解决上述技术问题的至少一个,作为本发明的一方面,机器人具有能够围绕转动轴转动的臂部、设置于所述臂部的电机、设置于所述臂部或者所述电机中的至少一个且具有驱动所述电机的放大器基板的放大器部,从所述转动轴的轴向观察,将所述臂部的长边方向作为第一方向,将与所述第一方向正交的方向作为第二方向,所述臂部的外缘和所述电机之间的在所述第二方向上的最短距离比所述放大器基板的法线方向上的所述放大器部的长度短。
根据该构成,通过使臂部的外缘和电机之间的在第二方向上的最短距离比放大器部的长度短,从而能够减小臂部的沿着第二方向的尺寸。
[方面三十]在上述方面二十九涉及的机器人中,也可以形成以下构成:所述臂部的外缘和所述电机之间的在所述第二方向上的最长距离比所述放大器基板的法线方向上的所述放大器部的长度短。
根据该构成,相对于电机,不在臂部的短边方向(第二方向)上配置放大器部,能够减小臂部的沿着第二方向的尺寸。
[方面三十一]为了解决上述技术问题的至少一个,作为本发明的一方面的机器人具有能够围绕转动轴转动的臂部、设置于所述臂部的多个电机、设置于所述电机且具有驱动所述电机的放大器基板的放大器部,从所述转动轴的轴向观察,将所述臂部的长边方向作为第一方向,将与所述第一方向正交的方向作为第二方向,多个所述电机在第二方向上并列配置,所述臂部的外缘和所述电机之间的在所述第二方向上的最短距离、以及多个所述电机彼此在所述第二方向上的最短距离比所述放大器基板的法线方向上的所述放大器部的长度短。
根据该构成,通过使臂部的外缘和电机之间的在第二方向上的最短距离比放大器部的长度短,能够减小臂部的沿着第二方向的尺寸。
[方面三十二]在上述方面三十一涉及的机器人中,也可以形成以下构成:在第二方向上并列配置的多个所述电机中将所述第二方向中位于两端的一对所述电机作为第一电机以及第二电机,所述第一电机和所述第二电机相对于所述第一电机的相反侧的所述所述臂部的外缘之间的在所述第二方向上的最长距离、所述第二电机和所述第一电机相对于所述第二电机的相反侧的所述所述臂部的外缘之间的在所述第二方向上的最长距离、以及多个所述电机彼此在所述第二方向上的最长距离,比所述放大器基板的法线方向上的所述放大器部的长度短。
根据该构成,相对于电机,不在臂部的短边方向(第二方向)上配置放大器部,能够减小臂部的沿着第二方向的尺寸。
[方面三十三]在上述方面二十九至三十二涉及的机器人中,也可以形成以下构成:所述放大器部设置于电机。
根据该构成,将放大器部和电机一体构成,能够使臂部的组装工序简单化。
[方面三十四]为了解决上述技术问题的至少一个,作为本发明的一方面的机器人具有能够围绕转动轴转动的臂部、设置于所述臂部的电机、具有驱动所述电机的放大器基板且设置于所述电机的放大器部,从所述转动轴的轴向观察,将所述臂部的长边方向作为第一方向,将与所述第一方向正交的方向作为第二方向,所述放大器部相对于所述电机配置在与第二方向不同的方向上。
根据该构成,相对于电机,不在臂部的短边方向(第二方向)上配置放大器部,能够减小臂部的沿着第二方向的尺寸。
[方面三十五]在上述方面二十九至三十四涉及的机器人中,也可以形成以下构成:所述电机和所述放大器部沿着所述第一方向配置。
根据该构成,能够在臂部内空间比较容易产生富余的长边方向(第一方向)上将电机和放大器部并列配置。由此,能够有效地利用臂部内部的空间。
[方面三十六]在上述方面三十五涉及的机器人中,也可以形成以下构成:所述电机与所述放大器部相比配置在接近所述转动轴的位置。
根据该构成,能够将重量大的电机配置在转动轴侧,从而能够减小臂部的惯性力矩。
[方面三十七]在上述方面二十九至三十六涉及的机器人中,也可以形成以下构成:从所述转动轴的轴向观察,所述臂部具有沿着所述第一方向随着远离所述转动轴、沿着所述第二方向的宽度变窄的楔子形状部。
根据该构成,能够减小俯视中的臂部的投影面积,结果,能够扩大臂部的可动范围。
[方面三十八]在上述方面二十九至三十七涉及的机器人中,也可以形成以下构成:所述放大器基板的法线方向与所述第一方向是非平行的。
根据该构成,能够在臂部内部自由地配置放大器基板。
[方面三十九]在上述方面二十九至三十七涉及的机器人中,也可以形成以下构成:所述放大器基板的法线方向和所述第一方向所形成的角度在0°以上45°以下。
根据该构成,相对于电机,能够将放大器部沿着长边方向(第一方向)配置,从而能够减小臂部的短边方向(第二方向)的尺寸。
[方面四十]在上述方面三十九涉及的机器人中,也可以形成以下构成:所述放大器基板的法线方向和所述第一方向所形成的角度在5°以上20°以下。
根据该构成,相对于电机,能够将放大器部沿着长边方向(第一方向)配置,从而能够减小臂部的短边方向(第二方向)的尺寸。此外,在放大器部和电机的宽度尺寸不同的情况下,能够以放大器部以及电机的沿着第二方向的总尺寸变得最小的方式配置。
[方面四十一]为了解决上述技术问题的至少一个,本发明的一方面的机器人具备:具有臂部主体且能够围绕转动轴转动的臂部、设置于所述臂部主体的电机、设置于所述臂部主体或者所述电机中的至少一个且具有驱动所述电机的驱动电路的放大器部,从所述转动轴的轴向观察,所述放大器部或者所述电机的至少一部分位于所述臂部主体的外部。
根据该构成,与放大器部以及电机内置在臂部主体的内侧的情况相比较,能够提高放大器部以及电机的配置的自由度,同时,能够使臂部主体紧凑化。并且,能够提高位于臂部主体的外部的放大器部或者电机的维修性。此外,能够有效地从位于臂部主体的外部的放大器部或者电机放热。
[方面四十二]在上述方面四十一涉及的机器人中,也可以形成以下构成:从所述转动轴的轴向观察,所述放大器部的至少一部分位于所述臂部主体的外部。
根据该构成,能够提高放大器部的放热效率,同时,能够使放大器部的维修性良好。
[方面四十三]在上述方面四十二涉及的机器人中,也可以形成以下构成:在所述臂部主体上设置有向与所述转动轴正交的方向开口的第一开口部,所述放大器部的至少一部分位于所述第一开口部。
根据该构成,能够使放大器部从第一开口部露出于臂部主体的外部。
[方面四十四]在上述方面四十二或四十三涉及的机器人中,也可以形成以下构成:所述放大器部设置于所述电机。
根据该构成,将放大器部和电机一体构成,能够使臂部的组装工序简单化。
[方面四十五]在上述方面四十四涉及的机器人中,也可以形成以下构成:所述放大器部在所述电机上能够装卸。
根据该构成,能够将位于臂部主体的外部的放大器部从电机卸下。
[方面四十六]在上述方面四十五所述放大器部涉及的机器人中,也可以形成以下构成:通过使所述放大器部向一方向移动,所述放大器部从所述电机被卸下。
根据该构成,能够容易地将放大器部从电机卸下。
[方面四十七]在上述方面四十四或四十六涉及的机器人中,也可以形成以下构成:所述放大器部通过固定部件设置于所述电机,所述臂部主体具有沿着所述固定部件的轴线向与所述转动轴正交的方向开口的第二开口部。
根据该构成,通过将工具***第二开口部,能够容易地解除利用固定部件进行的固定。
[方面四十八]在上述方面四十一或四十七涉及的机器人中,也可以形成以下构成:从所述转动轴的轴向观察,所述臂部具有覆盖所述电机以及所述放大器部的臂部盖。
根据该构成,能够抑制从外部对电机以及放大器部施加负荷。
[方面四十九]在上述方面四十八涉及的机器人中,也可以形成以下构成:在所述臂部盖和所述臂部主体之间设施有间隙。
根据该构成,能够在位于臂部主体的外部的放大器部或者电机的正下方形成间隙,从而能够有效地从放大器部或者电机放热。
[方面五十]为了解决上述技术问题的至少一个,本发明的一方面的电机单元具备:第一电机;以及具有驱动所述第一电机的驱动电路的第一放大器部,所述第一电机具有能够在第一位置装卸所述第一放大器部的第一装卸部、以及能够在与所述第一位置不同的第二位置装卸所述第一放大器部的第二装卸部。
根据该构成,相对于电机,能够在多个位置安装放大器部。由此,能够提高臂部内部的电机以及放大器部的配置的自由度,结果,能够使臂部紧凑化。
[方面五十一]在上述方面五十涉及的电机单元中,也可以形成以下构成:所述第一位置和所述第二位置位于所述电机表面中不同的面。
根据该构成,通过在电机的不同的面上配置放大器部,能够根据臂部内部的间隙配置放大器部。
[方面五十二]在上述方面五十或五十一涉及的电机单元中,也可以形成以下构成:在所述第一位置和所述第二位置之间设置所述第一电机的转动轴。
根据该构成,在相对于电机固定一对放大器部的情况下,能够将一对放大器部在一方向上配列。由此,能够将一对放大器部和电机配置在臂部的长边方向上等,从而能够有效利用臂部内部的空间。
[方面五十三]在上述方面五十至五十二涉及的电机单元中,也可以形成以下构成:所述第二装卸部能够装卸具第二放大器部,该第二放大器部具有驱动与所述第一电机不同的第二电机的驱动电路。
根据该构成,能够在一个电机上固定两个放大器部。由此,能够提高臂部内部的电机以及放大器部的配置的自由度,结果,能够使臂部紧凑化。
[方面五十四]为了解决上述技术问题的至少一个,本发明的一方面的电机单元具备:第一电机;以及具有驱动所述第一电机的驱动电路的第一放大器部。所述第一电机具有能够装卸所述第一放大器部的第一装卸部,所述第一放大器部具有装卸第二放大器部的第三装卸部,该第二放大器部具有驱动与所述第一电机不同的第二电机的驱动电路。
根据该构成,相对于一个电机,能够以将多个放大器部层叠的方式固定。由此,能够提高臂部内部的电机以及放大器部的配置的自由度,结果,能够使臂部紧凑化。
[方面五十五]在上述方面五十至五十四涉及的电机单元中,也可以形成以下构成:在装卸部和放大器部之间介装有介装部件。
根据该构成,能够通过介装部件调整放大器部相对于电机的位置以及姿势,从而能够提高臂部内部的电机以及放大器部的配置的自由度,结果能够使臂部紧凑化。
[方面五十六]为了解决上述技术问题的至少一个,本发明的一方面的机器人具备上述方面五十三或五十四涉及的电机单元、能够围绕转动轴转动的臂部、设置于所述臂部并且围绕动作轴转动的动作轴体,在所述第一电机以及所述第二电机中,任一方围绕所述转动轴驱动所述臂部,另一方驱动所述动作轴体。
根据该构成,能够提供通过在一个电机上固定两个放大器部,能够提高臂部内部的电机以及放大器部的配置的自由度,结果,能够使臂部紧凑化的机器人。
附图说明
图1是示出第一实施方式涉及的机器人1的构成的一例的图。
图2是示出电机单元2的一例的主视图。
图3是图2中示出的电机单元2的右视图。
图4是图2中示出的电机单元2的左视图。
图5是图2中示出的电机单元2的立体图。
图6是从其他角度观察图5中示出的电机单元2的情况的立体图。
图7是进一步从其他角度观察图5中示出的电机单元2的情况的立体图。
图8是示出电机单元2所具有的放大器部3的一例的立体图。
图9是示出第二臂部A2的内部的样子的一例的图。
图10是示出覆盖机器人1的框体、即具有第二开口部的框体的至少一部分的盖部件上安装的放大器部3的一例的图。
图11是示出从图10中示出的框体卸下盖部件的状态的图。
图12是示出第二实施方式涉及的机器人100的构成的一例的图。
图13是示出基台B1的主要部分构成的立体图。
图14是从开口部50的开口方向观察基台B1的图。
图15是示出电力线C2-C4的捆扎构造的变形例的图。
图16是示出第三实施方式的机器人的立体图。
图17是第三实施方式的第二臂部的分解立体图。
图18是第三实施方式的第二臂部的围绕第二轴的截面图。
图19是第三实施方式的第二臂部的俯视图。
图20是第三实施方式的第一电机单元的侧视图。
图21是第三实施方式的臂部主体的部分立体图。
图22是变形例一的第二臂部的俯视图。
图23是变形例一的第二电机单元的侧视图。
图24是变形例二的电机单元的侧视图。
图25是变形例三的电机单元的侧视图。
图26是第四实施方式的第二臂部的俯视图。
图27是第五实施方式的第二臂部的俯视示意图。
符号说明
1机器人;2、21-24电机单元;3放大器部;4电机;30收纳部;31放热部件;32放大器盖;33放大器基板;A1第一臂部;A2第二臂部;AX1第一轴;AX2第二轴;AX3第三轴;B支撑台;BB1第一捆扎部;BB2第二捆扎部;BC框体;BT、BT2螺栓;C1配管;C2、C3、C4电力线;CA1、CA2、CA3开口部;CA10第二开口部;CC盖部件;N2螺母;S轴;S1转动轴;TS放热片;WD虚线;WS缓冲部件。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的实施方式进行说明。
说明中使用的附图是为了容易理解特征,方便起见,存在将成为特征的部分放大示出的情况,各构成要素的尺寸比率等不限于与实际相同。
(第一实施方式)
<机器人的构成>
首先,对机器人1的构成进行说明。
图1是示出第一实施方式涉及的机器人1的构成的一例的图。机器人1是具有以下部件的SCARA机器人:支撑台B,设置在地面或壁面等的设置面;第一臂部A1,围绕第一轴AX1能够转动地被支撑台B支撑;第二臂部A2,围绕第二轴AX2能够转动地被第一臂部A1支撑;轴S,围绕第三轴AX3能够转动且在第三轴AX3的轴向上能够并进地被第二臂部A2支撑。
并且,代替SCARA机器人,机器人1也可以是垂直多关节机器人或直角坐标机器人等其他机器人。并且,垂直多关节机器人可以是具有一个腕部的单腕机器人,也可以是具有两个腕部的双腕机器人(具有两个腕部的多腕机器人),还可以是具有三个以上腕部的多腕机器人。并且,直角坐标机器人例如是桁架机器人。
轴S是圆柱形状的轴体。在轴S的周面上分别形成有未图示的滚珠螺杆槽和花键槽。轴S在其一例中,将第二臂部A2的端部中的与第一臂部A1相反侧的端部贯通与支撑台(基台)B所设置的设置面垂直的方向即第一方向而设置。并且,轴S的端部中的该设置面侧的端部能够安装末端操作器。末端操作器可以是能够把持物体的末端操作器,也可以是能够通过空气或磁力而吸附物体的末端操作器,还可以是其他末端操作器。
第一臂部A1在其一例中围绕第一轴AX1转动,因此,在第二方向上进行移动。第二方向是与上述第一方向正交的方向。第二方向例如是沿着世界坐标系或机器人坐标系RC中的XY平面的方向。第一臂部A1通过支撑台B所具有的电机单元21而围绕第一轴AX1转动。
第二臂部A2在其一例中围绕第二轴AX2转动,因此,在第二方向上进行移动。第二臂部A2通过第二臂部A2所具有的电机单元22而围绕第二轴AX2转动。并且,第二臂部A2具有电机单元23以及电机单元24并支撑轴S。电机单元23通过利用同步皮带等使设置于轴S的滚珠螺杆槽的外周部的滚珠螺杆螺母转动,使轴S在第一方向上移动(升降)。电机单元24通过利用同步皮带等使设置于轴S的花键槽的外周部的滚珠花键螺母转动,使轴S围绕第三轴AX3旋转。
以下,作为一例,对电机单元21至电机单元24都具有相同构成的情况进行说明。并且,电机单元21至电机单元24中的一部分或者全部也可以是具有相互不同的构成的电机单元。以下,只要没有将电机单元21至电机单元24进行区别的必要,就将这些电机单元统一称为电机单元2进行说明。
电机单元2具有电机4、放大器部3(参照图2、图3)。放大器部3具有驱动电机4的驱动电路、控制驱动电路的控制电路、通信电路。这里,对电机单元2的概要进行说明。电机单元2具有电机4、放大器部3,放大器部3具有驱动电机4的驱动电路,放大器部3具有放大器盖32,在放大器盖32上,将电力供应至电机4的电力线被捆扎。由此,电机单元2能够抑制电力线与其他物体产生干涉。以下,对这种电机单元2进行详细说明。并且,以下,作为一例,对电机4为与图1中未图示的编码器ENC一体型的电机的情况进行说明。并且,电机4也可以是与编码器ENC分体的电机。
<电机单元的构成>
以下,参照图2-图8,对电机单元2的构成进行说明。以下,为了便于说明,将沿着电机4的转动轴S1的方向中从电机顶壳MTC的相反侧朝向电机顶壳MTC的方向(即,沿着电机4的转动轴S1的方向中从电机顶壳MTC朝向编码器ENC的方向)称为上方向,将从电机顶壳MTC朝向该相反侧的方向(即,沿着电机4的转动轴S1的方向中从编码器ENC朝向电机顶壳MTC的方向)称为下方向进行说明。电机顶壳MTC是在电机4所具有的端部中电机4的转动轴S1所突出的一侧的相反侧的端部上设置的部件。这里,上述编码器ENC在电机顶壳MTC的端部中电机4的转动轴S1所突出的一侧的相反侧的端部上设置。并且,以下,将电机4的侧面(与上向方向平行的面)中放大器部3所安装的面称为前面,将与前面相对向的面称为后面,将朝向前面观察电机4的情况下位于右侧的面称为右面,将与右面相对向的面称为左面进行说明。
图2是示出电机单元2的一例的主视图。并且,图3是图2中示出的电机单元2的右视图。并且,图4是图2中示出的电机单元2的左视图。并且,图5是图2中示出的电机单元2的立体图。并且,图6是从其他角度观察图5中示出的电机单元2的情况的立体图。并且,图7是进一步从其他角度观察图5中示出的电机单元2的情况的立体图。并且,图8是示出电机单元2所具有的放大器部3的一例的立体图。
如图2-图7所示,在电机单元2中,在电机4的前面安装放大器部3。以下,作为一例,对电机4为三相直流电机的情况进行说明。并且,代替三相直流电机,电机4也可以是其他电机。放大器部3将经由电机4所具有的基板而供应的电力放大,根据经由该基板而供应的控制信号使电机4动作。具体来说,当放大器部3使电机4动作时,在对应于该控制信号的时刻,将电力供应至电机4所具有的三相的电磁铁。以下,为了便于说明,将三相分别称为U相、V相、W相进行说明。
放大器部3通过电力线C2将电力供应至电机4的U相的电磁铁。即,电力线C2是将放大器部3和电机4的U相的电磁铁连接的电力线。并且,放大器部3通过电力线C3将电力供应至电机4的V相的电磁铁。即,电力线C3是将放大器部3和电机4的V相的电磁铁连接的电力线。并且,放大器部3通过电力线C4将电力供应至电机4的W相的电磁铁。即,电力线C4是将放大器部3和电机4的W相的电磁铁连接的电力线。
并且,放大器部3通过在配管C1中穿过的电力线从电机4所具有的基板被供应电力。该基板从未图示的电源被供应电力,被供应的电力通过该电力线供应至放大器部3。并且,放大器部3通过在配管C1中穿过的通信线从电机4所具有的基板被供应控制信号。该基板从未图示的机器人控制装置被供应控制信号,被供应的控制信号通过该通信线供应至放大器部3。该机器人控制装置是控制机器人1的装置。
放大器部3具有在收纳部30内收纳放大器基板33的构造。放大器基板33是具有上述驱动电路、控制电路、通信电路的基板。收纳部30作为其一例,通过构成收纳部30的后侧的隔壁部(包含安装部)和收纳部30的左侧的隔壁部和收纳部30的右侧的隔壁部的放热部件31、和固定于放热部件31的放大器盖32构成,不具有上侧的隔壁部和下侧的隔壁部。在收纳部30的后侧的隔壁部上,放大器基板33配置(固定)于收纳部30。由于收纳部30不具有上侧的隔壁部和下侧的隔壁部,因此,收纳部30能够利用穿过收纳部30的空气将放大器部3的热(即,放大器基板33的热)进行放热。
放热部件31是与放大器部3的发热量即放大器基板33的发热量对应的规定的热传导率的放热部件。由此,电机单元2能够抑制由于放大器部3的发热而引起的不良情况的发生。以下,作为一例,对该热传导率在40W/m·K以上的情况进行说明。并且,为了抑制放大器基板33由于发热而引起不良情况,只要是能够进行充分的放热的值,该热传导率也可以不到40W/m·K。
放热部件31的材质是树脂、铁、铝、铜等金属。树脂的热传导率为0.5-2W/m·K左右。铁的热传导率为40-60W/m·K左右。铝的热传导率为200W/m·K左右。铜的热传导率为350-400W/m·K左右。以下,作为一例,对放热部件31的材质是铝的情况进行说明。
放热部件31具有能够通过螺栓BT安装在电机4的前面的安装部。由此,电机单元2能够将电机4和放大器部3一体化。在该安装部上,形成有使螺栓BT贯通的贯通孔。在图2-图7中示出的例子中,放热部件31通过该安装部和四个螺栓安装在电机4的前面。并且,代替放热部件31通过螺栓BT安装在电机4的前面的构成,也可以是通过螺栓BT以外的其他安装夹具或安装机构等安装在电机4的前面。并且,代替放热部件31安装在电机4的前面的构成,也可以是安装在电机4的其他面的构成。
通过螺栓BT2和螺母NT2,放大器基板33配置(固定)在放热部件31上。在放大器基板33和放热部件31之间配置有缓冲部件WS。缓冲部件WS是在将放大器基板33配置在放热部件31时抑制放大器基板33由于螺栓的紧固所产生的应力而变形的部件,例如,是弹簧垫圈。由此,当将放热部件31安装在放大器基板33时,电机单元2能够抑制放大器基板33变形。并且,代替弹簧垫圈,缓冲部件WS也可以是抑制放大器基板33由于该应力而变形的其他部件。
并且,在放大器基板33和放热部件31之间的至少一部分上配置有放热片TS。放热片TS的厚度(在该一例中,前后方向的厚度)与放大器基板33通过螺栓BT2和螺母NT2配置在放热部件31上的状态下的缓冲部件WS的厚度(在该一例中,前后方向的厚度)大致相同。该一部分是在放大器基板33和放热部件31之间的由于放大器基板33的发热而温度上升的部分。并且,在从前方向朝向后方向观察放大器部3的情况下,放热片TS形成为不具有与缓冲部件WS重叠的部分。由此,电机单元2能够利用缓冲部件WS和放热片TS将放大器基板33和放热部件31之间填补,能够抑制由于放大器部3的发热而引起的不良情况的发生。
并且,如图8所示,在放热部件31上,作为第一开口部形成有开口部CA1、开口部CA2、开口部CA3。在从后方向朝向前方向观察放大器部3的情况下,在放大器基板33配置在放热部件31的状态下,第一开口部是放热部件31的部分中未覆盖放大器基板33的部分(空间)。在其一例中,在放大器基板33的后面中通过第一开口部未被放热部件31覆盖的部分,印刷(设计)有各种电路。并且,该部分也可以是放大器基板33的后面中不希望被放热部件31覆盖的其他期望的部分。
即,通过在放热部件31上形成第一开口部,电机单元2能够将放大器部3中不希望被放热部件31覆盖的期望的部分通过第一开口部向外部开口。特别在放热部件31是金属的情况下,如果印刷有该电路的部分被放热部件31覆盖,存在放热部件31使该电路短路(short)的情况。通过在放热部件31上形成第一开口部,电机单元2能够抑制这种短路。
放大器盖32是覆盖收纳部30的前面的盖。在放大器盖32上,上述的电力线C2、电力线C3、电力线C4被捆扎。由此,电机单元2能够抑制各个电力线C2、电力线C3、电力线C4与其他物体干涉。并且,电机单元2能够抑制各个电力线C2、电力线C3、电力线C4弯曲超过最大弯曲半径,同时,使用者能够容易地进行电机单元2的组装。
具体来说,在放大器盖32的前面即放大器盖32的外侧安装第一捆扎部BB1、第二捆扎部BB2。
第一捆扎部BB1是将从放大器基板33连接于电机4的各个电力线C2、电力线C3、电力线C4,在相比于第二捆扎部BB2相对地远离各个电力线C2、电力线C3、电力线C4连接于放大器基板33的连接位置的位置进行捆扎的部件,例如,是捆扎夹。在其一例中,第一捆扎部BB1利用螺钉安装于放大器盖32。
第二捆扎部BB2是将从放大器基板33连接于电机4的各个电力线C2、电力线C3、电力线C4,在相比于第一捆扎部BB1相对地靠近各个电力线C2、电力线C3、电力线C4连接于电机4的连接位置的位置进行捆扎的部件,例如,是捆扎夹。在其一例中,第二捆扎部BB2利用螺钉安装于放大器盖32。
通过这种第一捆扎部BB1以及第二捆扎部BB2,各个电力线C2、电力线C3、电力线C4被捆扎在放大器盖32的外侧。由此,电机单元2能够抑制被捆扎在放大器基板33的外侧的各个电力线C2、电力线C3、电力线C4与其他物体干涉。并且,电机单元2能够抑制被捆扎在放大器盖的外侧的各个电力线C2、电力线C3、电力线C4弯曲超过最大弯曲半径,同时,使用者能够容易地进行电机单元2的组装。
这里,在放大器盖32和各个电力线C2、电力线C3、电力线C4之间夹有其他配线的情况下,存在在该配线上产生噪声的情况。因此,在放大器部32,在放大器盖32和各个电力线C2、电力线C3、电力线C4之间不夹有其他配线。具体来说,在放大器部32,为了使其他配线尽可能地不进入各个电力线C2、电力线C3、电力线C4和放大器部3之间,各个电力线C2、电力线C3、电力线C4沿着放大器部3的表面走线,被第一捆扎部BB1以及第二捆扎部BB2捆扎。由此,电机单元2能够抑制在各个电力线C2、电力线C3、电力线C4中流动的电流的波形的变化使在其他配线中流动的电流的波形发生变化(即,抑制噪声的产生)。
并且,代替放大器盖32的前面,也可以是在放大器盖32的侧面等放大器盖32的其他位置将各个电力线C2、电力线C3、电力线C4捆扎的构成。在该情况下,第一捆扎部BB1以及第二捆扎部BB2安装于放大器盖32的位置,即各个电力线C2、电力线C3、电力线C4被捆扎的位置,是与放大器盖32的位置对应的位置。并且,代替放大器盖32的外侧,也可以是在放大器盖32的内侧将各个电力线C2、电力线C3、电力线C4捆扎的构成。在该情况下,第一捆扎部BB1以及第二捆扎部BB2安装于放大器盖32的内侧。
并且,如图9所示,上述中说明的放大器部3也可以是在机器人1所具有的臂部(在其一例中,第一臂部A1、第二臂部A2)的内部能够安装于电机4以外的物体的构成。图9是示出第二臂部A2的内部的样子的一例的图。在图9中示出的虚线WD内包含的电机单元2中,电机4和放大器部3是分体的,作为电机4以外的物体,放大器部3安装于第二臂部A2的内部的部件。这样,通过放大器部3能够安装于电机4以外的物体,选择向组装对象进行组装的位置的自由度能够提高。
并且,上述中说明的放大器部3也可以是作为电机4以外的物体能够安装于机器人1所具有的框体的构成。机器人1所具有的框体例如是支撑台B的框体或第二臂部A2的框体。由此,机器人1通过从放热部件31向这些框体的热传导能够将放大器基板33的热进行放热。即,机器人1能够通过这些框体来抑制由于放大器部3的发热而引起的不良情况的发生。
此外,在放大器部3安装于第二臂部A2的框体的情况下,由于在第二臂部A2转动的同时该框体能够移动,因此,该框体能够通过风(空气)将从放热部件31传导的放大器基板33的热迅速地进行放热。即,机器人1通过能够移动的该框体能够更可靠地抑制由于放大器部3的发热而引起的不良情况的发生。
这里,机器人1所具有的框体中至少能够安装放大器部3的部分也可以是放热部件31。由此,机器人1通过该部分能够更可靠地抑制由于放大器部3的发热而引起的不良情况的发生。
并且,放大器部3所具有的放热部件31也可以是与机器人1所具有的框体一体形成的构成。在该情况下,在该框体上形成成为收纳部30的后侧的隔壁部的部分、成为收纳部30的左侧的隔壁部的部分、成为收纳部30的右侧的隔壁部的部分。并且,在该框体上设置放大器盖32。由此,机器人1能够将放大器部3所具有的放热部件31与机器人1所具有的框体共通化,因此,不需要与该框体分体的放热部件31,能够以低成本进行生产,同时能够实现小型化。并且,通过该框体和放热部件31一体形成,机器人1不存在部件间的接缝,因此,能够将放大器部3的热更有效地进行放热。
并且,在机器人1所具有的框体具有第二开口部的情况下,如图10以及图11所示,放大器部3也可以是安装于覆盖第二开口部的至少一部分的盖部件的构成。图10以及图11中示出的盖部件CC是该盖部件的一例。即,该盖部件是该框体中能够安装放大器部3的部分。图10是示出作为机器人1的框体BC在覆盖具有第二开口部CA10的框体BC的至少一部分的盖部件CC上安装的放大器部3的一例的图。图11是示出从图10中示出的框体BC卸下盖部件CC的状态的图。图10以及图11中示出的框体BC是机器人1所具有的框体的一例。框体BC具有第二开口部CA10。
在图10以及图11中示出的例子中,盖部件CC以从框体BC的外侧覆盖第二开口部CA10的全部的方式安装于框体BC。并且,在该例中,放大器部3安装于第二开口部CA10的面中框体BC的内侧的面。由此,电机单元2通过覆盖第二开口部CA10的至少一部分的盖部件CC,能够更可靠地抑制由于放大器部3的发热而引起的不良情况的发生。并且,如图10以及图11所示,在放大器部3安装于盖部件CC的情况下,通过将盖部件CC卸下,能够在不卸下电机4的情况下容易地将放大器部3取出到框体BC的外侧。结果,就电机单元2而言,使用者能够容易地进行放大器部3的维修。
这里,放热部件31也可以是与盖部件CC一体形成的构成。在该情况下,在盖部件CC上形成成为收纳部30的后侧的隔壁部的部分、成为收纳部30的左侧的隔壁部的部分、成为收纳部30的右侧的隔壁部的部分。并且,在盖部件CC上设置放大器盖32。由此,机器人1能够将放大器部3所具有的放热部件31与机器人1所具有的盖部件CC共通化,因此,不需要与盖部件CC分体的放热部件31,能够以低成本进行生产,同时能够实现小型化。并且,通过盖部件CC和放热部件31一体形成,机器人1不存在部件间的接缝,因此,能够将放大器部3的热更有效地进行放热。
这里,在盖部件CC的热传导率在放热部件31的热传导率以上的情况下,电机单元2通过盖部件CC能够将从放热部件31传导的放大器部3的热更有效地进行放热。在其一例中,放热部件31的热传导率在40W/m·K以上,因此,盖部件CC的热传导率在40W/m·K以上。并且,盖部件CC的热传导率也可以不到放热部件31的热传导率。
如上所述,在电机单元2中,放大器部(在其一例中,放大器部3)具有放大器盖(在其一例中,放大器盖32),在放大器盖上,将电力供应至电机(在其一例中,电机4)的电力线(在其一例中,各个电力线C2、电力线C3、电力线C4)被捆扎。由此,电机单元2能够抑制电力线与其他物体产生干涉。
并且,在电机单元2中,电力线在放大器盖的外侧被捆扎。由此,电机单元2能够抑制在放大器盖的外侧被捆扎的电力线与其他物体产生干涉。
并且,在电机单元2中,在放大器盖和电力线之间不夹有其他配线。由此,电机单元2能够抑制在电力线中流动的电流的波形的变化使在其他配线中流动的电流的波形发生变化。
并且,电机单元2具有覆盖电机和放大器部中至少一方的防水盖。由此,电机单元2能够提高耐水性。
并且,在电机单元2中,放大器部具有与放大器部的发热量对应的规定的热传导率的放热部件(在其一例中,放热部件31)。由此,电机单元2能够抑制由于放大器部的发热而引起的不良情况的发生。
并且,在电机单元2中,放大器部具有为金属材质的放热部件。由此,电机单元2通过金属的放热部件能够抑制由于放大器部的发热而引起的不良情况的发生。
并且,在电机单元2中,放大器部具有为铁、铝、铜的任一种材质的放热部件。由此,电机单元通过为铁、铝、铜的任一种材质的放热部件能够抑制由于放大器部的发热而引起的不良情况的发生。
并且,在电机单元2中,放大器部具有热传导率在40W/m·K以上的放热部件。由此,电机单元2通过热传导率在40W/m·K以上的放热部件能够抑制由于放大器部的发热而引起的不良情况的发生。
并且,在电机单元2中,放大器部具有热传导率在200W/m·K以上的放热部件。由此,电机单元2通过热传导率在200W/m·K以上的放热部件能够抑制由于放大器部的发热而引起的不良情况的发生。
并且,在电机单元2中,放热部件能够将放大器部安装于电机。由此,电机单元2能够将电机与放大器部一体化。
并且,在电机单元2中,放热部件能够将放大器部安装于电机以外的物体(在其一例中,机器人1所具有的框体)。由此,电机单元2能够提高选择向组装对象进行组装的位置的自由度。
并且,在电机单元2中,放热部件具有第一开口部(在其一例中,各个开口部CA1、开口部CA2、开口部CA3)。由此,电机单元2能够将放大器部中不希望被放热部件覆盖的期望的部分通过第一开口部向外部开口。
并且,在电机单元2中,放大器部具有放大器基板(在其一例中,放大器基板33),在放大器基板和放热部件之间配置有缓冲部件(缓冲部件WS)。由此,电机单元能够抑制在将放热部件安装在放大器基板时放大器基板产生变形。
此外,在电机单元2中,在放大器基板和放热部件之间配置有放热片(在其一例中,放热片TS)。由此,电机单元2能够利用缓冲部件和放热片将放大器基板和放热部件之间填补,能够抑制由于放大器部的发热而引起的不良情况的发生。
并且,在电机单元2中,也可以在放大器基板和放热部件之间配置有放热片(在其一例中,放热片TS)。由此,电机单元2能够利用放热片将放大器基板和放热部件之间填补,能够抑制由于放大器部的发热而引起的不良情况的发生。
并且,在机器人1中,放大器部具有放大器盖,在放大器盖上,将电力供应至电机的电力线被捆扎。由此,机器人1能够抑制电力线与其他物体产生干涉。
并且,在机器人1中,放大器部能够安装于框体(在其一例中,机器人1所具有的框体)。由此,机器人1通过框体能够抑制由于放大器部的发热而引起的不良情况的发生。
并且,在机器人1中,放大器部位于框体的内部。由此,由于放大器部3能够安装于电机4以外的物体,因此,电机单元能够提高选择向组装对象进行组装的位置的自由度。
并且,在机器人1中,框体能够移动。由此,机器人1通过能够移动的框体能够更可靠地抑制由于放大器部的发热而引起的不良情况的发生。
并且,在机器人1中,框体中能够安装放大器部的部分是放热部件。由此,机器人1通过框体中能够安装放大器部的部分即放热部件的部分,能够更可靠地抑制由于放大器部的发热而引起的不良情况的发生。
并且,在机器人1中,框体具有第二开口部(在其一例中,第二开口部CA10),框体中能够安装放大器部的部分是覆盖第二开口部的至少一部分的盖部件(在其一例中,盖部件CC)。由此,机器人1通过覆盖第二开口部的至少一部分的盖部件能够更可靠地抑制由于放大器部的发热而引起的不良情况的发生,同时,使用者能够容易地进行放大器部的维修。
并且,在机器人1中,盖部件的材质为金属。由此,机器人通过金属的盖部件能够抑制由于放大器部的发热而引起的不良情况的发生。
并且,在机器人1中,盖部件的热传导率在40W/m·K以上。由此,机器人1通过热传导率在40W/m·K以上的盖部件能够抑制由于放大器部的发热而引起的不良情况的发生。
图12是示出第二实施方式涉及的机器人100的构成的一例的图。并且,对与上述实施方式共通的部件赋予相同的符号,并省略其详细的说明。在图12中,为了便于说明,示出作为三维直角坐标系的XYZ坐标系。以下,Z方向是与第一轴AX1、第二轴AX2、以及第三轴AX3平行的方向,X方向以及Y方向是分别与Z方向正交的方向,XY平面与机器人100所设置的设置面平行。
如图12所示,本实施方式的机器人100是具有支撑台B、第一臂部A1、第二臂部A2、轴S的SCARA机器人。
在本实施方式中,支撑台B包含基台B1、框体B2。
基台B1和框体B2通过覆盖板61被固定,第一臂部A1相对于基台B1能够转动地设置。
在基台B1的内部,收纳有使第一臂部A1围绕第一轴AX1转动的电机单元20、控制基板60。在框体B2的内部,收纳有驱动电源基板62。
在本实施方式中,电机单元20具有电机101、与电机101分体设置的放大器部102(参照图13)。作为电机101,使用与未图示的编码器一体型的电机。放大器部102具有驱动电机101的驱动电路、控制驱动电路的控制电路、通信电路。
控制基板60例如具有CPU(中央处理器,Central Processing Unit)。控制基板60通过从驱动电源基板62供应的电力而进行各种动作,将用于控制各个电机单元20、22的信号(控制信号)输出至各个电机单元20、22的控制电路。
这里,在机器人100中,使第一臂部A1转动的电机单元20比其他电机单元22-24的输出大。因此,电机所产生的热量和振动也变大。
与此相对,由于设置于第二臂部A2的电机单元22-24比电机单元22的输出小,因此,电机所产生的热量和振动比电机单元20少。在本实施方式中,作为电机单元22-24,使用与第一实施方式的电机单元2同样的构成。即,电机单元22-24是将电机4和放大器部3一体化的放大器一体型电机。
根据本实施方式的机器人100,在输出大的电机单元20中,通过将放大器部102设置于基台B1,电机101与放大器部102分体。由此,电机101产生的热和振动难以传递至放大器部102,因此,能够抑制来自电机101的振动和热对放大器部102带来影响。
并且,作为电机单元20以外的电机单元22-24使用放大器一体型电机,因此,与全部电机单元为放大器分体型的情况相比,能够使机器人100小型化。
并且,在与使机器人小型化相比优先抑制电机带给放大器部的热和振动的情况下,关于电机单元22-24,也可以如电机单元20那样采用放大器部和电机被分体的构造。
图13是示出基台B1的主要部分构成的立体图。如图13所示,基台B1具有开口部50、覆盖开口部50的至少一部分的盖部件51。基台B1在X方向上具有相对向的一对侧板52、53。开口部50形成在位于+X侧的侧板52。
盖部件51通过螺钉部件55安装于基台B1。由此,通过将螺钉部件55卸下,盖部件51相对于基台B1能够容易地装卸。
在本实施方式中,盖部件51在其内面51a设置放大器部102。因此,使用者通过将盖部件51从基台B1卸下,能够在不卸下电机101的情况下容易地将放大器部102取出到基台B1的外侧。因此,从基台B1的外部对接近放大器部102变得非常容易,即使在放大器部102发生故障的情况下,只要卸下盖部件51对放大器部102进行更换即可。因此,使用者能够容易地进行放大器部102的维修。
图14是从开口部50的开口方向观察基台B1的图。并且,在图14中,为了易于观察图,省略了将盖部件51或放大器部102与电机101进行连接的配管C1以及电力线C2-C4的图示。
如图14所示,从开口部50的开口方向(+X方向)观察,电机101的至少一部分与开口部50的开口端50a重叠。根据该构成,在安装盖部件51的状态下,由于放大器部102和电机101在接近的状态下配置,因此,能够缩短将放大器部102与电机101进行连接的配管(配管C1以及电力线C2-C4)的长度。
放大器部102将放大器基板110作为主体构成。即,放大器基板110安装于盖部件51。放大器基板110例如通过螺钉部件(未图示)安装于盖部件51。
在放大器基板110和盖部件51之间设置有放热片TS2。由此,放大器基板110的热易于向盖部件51侧传递,因此,能够有效地从放大器基板110放热。
并且,放热片TS2也可以仅设置在放大器基板110和盖部件51之间的一部分。该一部分是在放大器基板110和盖部件51之间由于放大器基板110的发热而温度最上升的部分。
在本实施方式中,盖部件51作为将放大器基板110产生的热进行放热的放热部件发挥作用。盖部件51成为基台B1的外装面,因此,盖部件51的热被良好地放热到外部。
盖部件51是与放大器基板110的发热量对应的规定的热传导率的放热部件。盖部件51的热传导率优选在40W/m·K以上,更优选在200W/m·K以上。
作为能够实现这种热传导率的盖部件51的材质,例如能够例示出树脂、铁、铝、铜等。树脂的热传导率为0.5-2W/m·K左右。铁的热传导率为40-60W/m·K左右。铝的热传导率为200W/m·K左右。铜的热传导率为350-400W/m·K左右。
这样,根据本实施方式,通过在作为放热部件发挥作用的盖部件51上设置放大器部102,能够抑制由于放大器部102的发热而引起的不良情况的发生。
在本实施方式中,放大器部102也可以与上述第一实施方式的放大器部3同样,形成将放大器基板110收纳于收纳部30(参照图2)的构成。在第一实施方式中,电力线C2-C4通过第一捆扎部BB1以及第二捆扎部BB2被捆扎在放大器盖32上,但是,作为将电力线C2-C4进行捆扎的捆扎构造,也可以采用其他方式。
图15是示出捆扎构造的变形例的图。图15是相当于图2中示出的电机单元2的前面图的图。并且,捆扎构造以外的部件被赋予与图2相同的符号,并省略其详细说明。
例如,如图15所示,也可以使用一个捆扎带KB将电力线C2-C4捆扎在放大器盖32上。捆扎带KB在插通贯通孔32a的同时,以钩挂于切口32b的方式安装于放大器盖32。
这里,在未形成切口32b而仅形成贯通孔32a的情况下,存在由于在捆扎带KB上产生松动而电力线C2-C4与其他物体产生干涉的危险。对此,根据图15中示出的构成,捆扎带KB通过贯通孔32a以及切口32b而相对于放大器盖32的位置被固定,因此,能够将电力线C2-C4可靠地捆扎于放大器盖32。并且,根据图15中示出的构成,当将电力线C2-C4进行捆扎时,只要将插通一个贯通孔32a的捆扎带KN在钩挂于切口32b的状态下进行紧固即可,因此,能够简便并且可靠地进行电力线C2-C4的捆扎作业。
如上所述,在本实施方式的机器人100中,由于放大器部102设置于基台B1,因此,电机101与放大器部102分体。由此,能够抑制来自电机101的振动和热对放大器部102的影响。
并且,在机器人100中,由于放大器部102设置于盖部件51,因此,通过从开口部50卸下盖部件51,能够将放大器部102从基台B1的内部取出。由此,接近放大器部102变得容易,因此维修性优异。
并且,在机器人100中,从开口部50的开口方向观察,电机101的至少一部分与开口部50的开口端50a重叠。由此,能够减小放大器部102与电机101的距离,因此,能够缩短将该放大器部102与电机101之间连接的配管(配管C1以及电力线C2-C4)。
并且,在机器人100中,在放大器基板110和盖部件51之间设置有放热片TS2。由此,放大器基板110的热易于向盖部件51侧传递,因此,能够有效地从放大器基板110放热。
并且,在机器人100中,具有热传导率在40W/m·K以上的盖部件51。由此,机器人100通过热传导率在40W/m·K以上的盖部件51能够抑制由于放大器部102的发热而引起的不良情况的发生。
或者,在机器人100中,具有热传导率在200W/m·K以上的盖部件51。由此,机器人100通过热传导率在200W/m·K以上的盖部件51能够抑制由于放大器部102的发热而引起的不良情况的发生。
并且,在机器人100中,作为设置于第二臂部A2的电机单元22-24使用放大器一体型电机。由此,与全部电机单元为放大器分体型的情况相比,能够使整体构成小型化。
并且,代替SCARA机器人,机器人100也可以是垂直多关节机器人或直角坐标机器人等其他机器人。并且,垂直多关节机器人可以是具有一个腕部的单腕机器人,也可以是具有两个腕部的双腕机器人(具有两个腕部的多腕机器人),还可以是具有三个以上腕部的多腕机器人。并且,直角坐标机器人例如是桁架机器人。
并且,在机器人100中,就电机单元20而言,列举了电机101以及放大器部102是分体的,并且这些电机101以及放大器部102都设置在基台B1内的情况。在机器人100中,可以是电机101设置于基台B1,放大器部102设置于框体B2,也可以是电机101设置于框体B2,放大器部102设置于基台B1,还可以是电机101以及放大器部102分别设置在框体B2内。
(第三实施方式)
以下,参照附图对第三实施方式进行说明。
在以下的说明所使用的附图中示出X-Y-Z坐标系。并且,在以下的说明中,根据需要基于各坐标系进行各方向的说明。并且,在本说明书中,将+Z方向作为上方进行各部的说明,但机器人的姿势不限定于该姿势。
并且,在本说明书中,就“沿着某一方向(指定的方向)”而言,除了沿着严格指定的方向的情况以外,还包含沿着相对于指定的方向以不到45°的范围倾斜的方向的情况。
图16是示出本实施方式涉及的机器人501的示意性立体图。
本实施方式的机器人501是SCARA机器人。机器人501具有支撑台B、第一臂部A10、第二臂部A20、动作轴体503。
支撑台B设置在地面或壁面等的设置面。第一臂部A10被支撑台B支撑。并且,第一臂部A10通过设置在支撑台B的内部的电机单元19围绕第一轴AX1转动。第二臂部A20围绕第二轴AX2能够转动地被第一臂部A10支撑。动作轴体503被第二臂部A20支撑。动作轴体503围绕第三轴AX3能够转动且在第三轴AX3的轴向上能够并进。
在本实施方式中,机器人501的支撑台B被固定在与X-Y平面平行的底面上。并且,第一轴AX1、第二轴AX2以及第三轴AX3都在上下方向(Z轴方向)上平行。机器人501的第一臂部A10以及第二臂部A20与XY平面平行地进行动作。在本说明书中,从第二轴AX2的轴向观察的状态为俯视。
图17是第二臂部A20的分解立体图。
第二臂部A20具有臂部主体40、臂部盖41、第一电机单元11、第二电机单元12、第三电机单元13、沿着第二轴(转动轴)AX2延伸的转动轴体502、沿着第三轴(动作轴)AX3延伸的动作轴体503。
臂部主体40保持臂部盖41、第一-第三电机单元11、12、13、动作轴体503以及转动轴体502。臂部主体40具有下盖45。下盖45具有第一-第三电机单元11、12、13从上方被固定的底板部45a、从底板部45a的外缘向上侧突出的侧壁部45b。下盖45覆盖第二臂部A20的下侧。
在俯视中,臂部盖41第一-第三电机单元11、12、13(即,多个电机520以及多个放大器部530)。臂部盖41具有框体42以及盖主体43。框体42通过钣金加工而形成。框体42在转动轴体502的侧部具有向上方立设的立设部42a、从立设部42a的上端向水平方向延伸的上端部42b。框体42在立设部42a的下端被固定于下盖45。盖主体43被固定于框体42以及下盖45。
图18是第二臂部A20的围绕第二轴AX2的截面图。
在臂部盖41和下盖45之间设置有沿着水平方向延伸的间隙D。即,臂部盖41以及下盖45所包围的第二臂部A20的内部空间在间隙D中相对于外部在上下方向上开口。间隙D位于第一电机单元11的放大器部530的正下方。
并且,在臂部盖41上,在第一电机单元11的放大器部530的正上方设置有通气口41a。通气口41a使臂部盖41以及下盖45所包围的第二臂部A20的内部空间与外部连通。
图19是第二臂部A20的俯视图。在图19中,臂部盖41被卸下。
第一电机单元11被固定于臂部主体40。第一电机单元11将转动轴体502相对于臂部主体40进行转动驱动。转动轴体502被固定于第一臂部A10,因此,通过转动轴体502被转动驱动,第二臂部A20相对于第一臂部A10围绕第二轴AX2进行转动。
第二电机单元12使动作轴体503在上下方向上移动(升降)。在动作轴体503上设置有滚珠螺杆槽(图示省略)。并且,动作轴体503经由嵌合于滚珠螺杆槽的滚珠螺杆螺母(图示省略)被臂部主体40支撑。第二电机单元12通过经由同步皮带15将滚珠螺杆螺母进行转动而将动作轴体503进行升降。
第三电机单元13经由同步皮带16将动作轴体503围绕第三轴AX3进行转动。即,动作轴体503通过第二电机单元12在上下方向上进行移动,通过第三电机单元围绕轴中心进行转动。
图20是第一电机单元11的侧视图。
在本实施方式中,第一-第三电机单元11、12、13具有同样的构成。以下,关于第一电机单元11进行说明的构成除了特别指定的情况以外,关于第二以及第三电机单元12、13也同样。
第一电机单元11具有电机520和具有放大器基板531的放大器部530。放大器基板531安装有对电机520进行驱动的驱动电路。
电机520以轴521的轴向与Z轴方向一致的方式配置。从轴521的轴向观察,电机520具有矩形状。电机520具有长方体形状。电机520具有轴521、电机主体522、编码器525。
放大器部530设置于电机520。并且,放大器部530在电机520上能够装卸。并且,在放大器部530上设置有向侧方突出的线缆537。并且,放大器部530也可以直接设置于臂部主体40(即,第二臂部A20)。
电机主体522以及编码器525在轴521的轴向上被层叠固定。电机主体522使轴521转动。本实施方式的电机主体522是三相交流电机。并且,电机主体522也可以是其他的电机。电机主体522具有将内部构造从轴521的径向外侧包围的电机外壳522a。
编码器525检测轴521的转动角。编码器525可以是磁式编码器,也可以是光学式编码器,也可以是这些编码器的组合。编码器525具有将内部构造从轴521的径向外侧包围的编码器外壳525a。
电机520具有沿着轴521的轴向的纵向的大致正方体形状。电机520的外周面具有包围轴521的周围的第一-第四面20a、20b、20c、20d(第二面20b参照图19)、与轴521的轴向正交的底面17以及上面14。轴521从底面17向下方突出。
如图19所示,第二以及第三电机单元12、13的第一面20a都朝向第三轴AX3侧(即,+Y方向)。并且,第一电机单元11的第一面20a朝向第二以及第三电机单元12、13的第一面20a的相反侧。
如图20所示,在电机520的第一-第四面20a、20b、20c、20d上分别设置有四个螺钉孔(装卸部)523。四个螺钉孔523中的两个螺钉孔523设置于编码器外壳525a,剩余的两个螺钉孔523设置于电机外壳522a。设置于各面的四个螺钉孔523作为将放大器部530固定于各个面的装卸部发挥作用。本实施方式的第一-第三电机单元11、12、13都在第一面20a上固定放大器部530。因此,放大器部530通过将各个螺钉(固定部件)524***设置于第一面20a的四个螺钉孔523而被固定。并且,在本实施方式中,分别设置于第二-第四面20b、20c、20d的螺钉孔523不被使用。
本实施方式的第一电机单元11的电机(第一电机)520在第一面(第一位置)20a上设置有能够将用于驱动电机520的放大器部(第一放大器部)530装卸的四个螺钉孔(第一装卸部)523。并且,第一电机单元11的电机(第一电机)520在第二-第四面(第二-第四位置)20b、20c、20d上设置有能够将放大器部(第一放大器部)530装卸的四个螺钉孔(第二-第四装卸部)523。根据本实施方式,能够在电机520的各个位置安装放大器部530。因此,能够根据设置空间来改变放大器部530的安装位置,能够实现电机单元的共通部件化。
并且,在本实施方式的电机520中,能够安装放大器部530的第一-第四位置(即,第一-第四面20a、20b、20c、20d)位于电机520的表面的不同的面。因此,通过变更放大器部530的安装位置,能够变更放大器部530相对于电机520的方向。
并且,能够安装放大器部530的第一-第四位置也可以在电机520的表面的同一面并且为不同的高度。
此外,在本实施方式中,第一-第三电机单元11、12、13由于具有同样的放大器部530,因此,也可以在第一电机单元11的电机520上安装其他电机单元的放大器部530。
放大器部530具有放大器基板531、托架532、放大器盖533。放大器部530经由托架532被固定于电机520的第一面20a。在放大器部530连接有从支撑台B走线的电源供应用以及控制用的线缆。并且,在放大器部530连接有在连接于电机520而对电机520进行电源供应的同时进行控制的线缆。
放大器基板531将从电源供应的电力供应至电机主体522。更具体来说,当放大器基板531使电机主体522动作时,在对应于控制信号的时刻,将电力供应至电机520所具有的三相的线圈(图示省略)。托架532由热传导率高的材料构成,例如由铝构成。
托架532具有一对侧板部532a、背面板部532b、第一脚板部532c、第二脚板部532d。托架532通过钣金加工而形成。
一对侧板部532a以夹着放大器基板531的方式相互面对。一对侧板部532a的面方向与放大器基板531的面方向正交。一对侧板部532a在垂直方向上延伸。
托架532的背面板部532b将一对侧板部532a彼此连接。背面板部532b位于放大器基板531和电机520的第一面20a之间。背面板部532b沿着放大器基板531配置。因此,背面板部532b的面方向与放大器基板531的面方向一致。背面板部532b经由传热片534与放大器基板531接触。另一方面,在背面板部532b和电机520的第一面20a之间设置有间隙。
托架532的第一脚板部532c从背面板部532b的上端朝向电机520延伸。并且,第二脚板部532d从背面板部532b的下端朝向电机520延伸。第一脚板部532c以及第二脚板部532d的前端部以与电机520的第一面平行的方式弯曲,设置有使螺钉插通的孔。托架532通过将插通第一以及第二脚板部532c、532d的螺钉524***电机520的第一面20a的螺钉孔523而被固定于电机520。在本实施方式中,第一以及第二脚板部532c、532d是托架532的一部分。但是,第一以及第二脚板部532c、532d也可以与托架532分体。在该情况下,第一以及第二脚板部532c、532d作为在放大器部530和螺钉孔(装卸部)523之间介装的介装部件发挥作用。
在托架532的背面板部532b和放大器基板531之间介装有传热片534。传热片534与背面板部532和放大器基板531进行面接触。传热片534将放大器基板531产生的热传递至托架532。托架532由于露出的表面积大,因此放热效率优异。托架532作为用于从放大器基板531进行放热的散热片发挥作用。
(电机的配置)
接着,对设置于臂部主体40的第一-第三电机单元11、12、13的配置进行说明。
如图19所示,从第二轴AX2的轴向(Z轴方向)观察,将第二轴AX2和第三轴AX3连接的直线为第一直线L1。这里,与第一直线L1平行的方向(图19中的Y方向)为第一方向D1。并且,与第一方向D1正交的方向为第二方向D2。臂部主体40在俯视中将第一方向D1作为长边方向并且将第二方向D2作为短边方向而沿着一方向(第一方向D1)纵向地形成。
第一电机单元11直接驱动转动轴体502。第一电机单元11的轴521与转动轴体502以使中心一致的状态连接。因此,第一电机单元11位于转动轴体502的第二轴AX2上。并且,第一电机单元11位于第一直线L1上。
第二以及第三电机单元12、13沿着第二方向并列。在俯视中,在由第一直线L1划分的臂部主体40的内部的两个区域中,第二电机单元12位于一侧,第三电机单元13位于另一侧。
第二以及第三电机单元12、13在搭载于臂部主体40的部件中是重量最大的部件。在以第二轴AX2为中心进行转动的第二臂部A20中,如果重量大的部件远离第二轴AX2配置,则惯性力矩(惯性)变大。并且,如果惯性力矩变大,则第二臂部A20的精密的控制变得困难。通过将第二以及第三电机单元12、13在第二方向D2上并列配置,与将第二以及第三电机单元12、13在第一方向D1上并列配置的情况相比较,能够接近第二轴AX2配置。由此,能够减小第二臂部A20的惯性力矩。
在第一-第三电机单元11、12、13中,电机520和放大器部530沿着第一方向D1配置。即,在第一-第三电机单元11、12、13中,放大器部530相对于电机520的方向沿着第一方向D1。并且,放大器部530相对于电机520的方向是将电机520的中心(轴521的中心轴)和从电机520的中心观察的放大器部530的投影面积的中心连接的直线的方向。如果第二臂部A20想要在与短边方向一致的第二方向D2上确保空间,则在第二方向D2(即,宽度方向)上变大。如果第二臂部A20在宽度方向上变大,则可动范围变窄。另一方面,由于第一方向D1为长边方向,因此,沿着第一方向D1容易确保收容空间。通过使电机520和放大器部530沿着第一方向D1配置,能够有效地利用第二臂部A20的长边方向的空间,从而能够抑制第二臂部A20在第二方向D2上大型化。
并且,在本实施方式中,在第一-第三电机单元11、12、13中,例示了放大器部530相对于电机520配置在第一方向D1上的情况。但是,只要放大器部530相对于电机520配置在与第二方向D2不同的方向上,就能够实现上述效果。具体来说,放大器部530也可以相对于电机520配置在轴521的中心轴方向(Z轴方向)上。
在第一-第三电机单元11、12、13中,与放大器部530相比,电机520配置在接近第二轴AX2的位置。在第一-第三电机单元11、12、13中,与放大器部530相比,通常电机520的重量大。因此,具有电机520和放大器部530的第一-第三电机单元11、12、13的重心位于电机520侧。通过将电机520相对于放大器部530配置在第二轴AX2侧,能够使第一-第三电机单元11、12、13的重心接近第二轴AX2,从而能够减小惯性力矩。
如图19所示,在俯视中,第一-第三电机单元11、12、13的放大器基板531朝向规定的法线方向N11、N12、N13。在本实施方式中,穿过放大器部530的中心的放大器基板531的法线穿过电机520的中心。因此,放大器基板531的法线方向N11、N12、N13与放大器部530相对于电机520的方向一致。以下,放大器部530的法线方向N11、N12、N13与放大器部530相对于电机520的方向同义地进行说明。
第一电机单元11的放大器基板531的法线方向N11与第一方向D1是非平行的。由此,能够将包含线缆537的放大器部530配置在后段说明的且设置于下盖45的第一开口部46的中央。
由于第二电机单元12的线缆537相对于第一直线L1配置在外侧,因此,需要抑制线缆537被夹入臂部盖41(参照图17)和下盖45之间。因此,优选的是,包含线缆537的全体的尺寸为第二电机单元12的尺寸。在第二电机单元12中,包含线缆537的放大器部530的宽度比电机520的宽度大。并且,这里,宽度的意思是与放大器基板531的法线方向N12正交的方向的尺寸。在本实施方式中,第二电机单元12以将放大器部530朝向第一直线侧的方式倾斜配置。即,第二电机单元12的放大器基板531的法线方向N12与第一方向D1是非平行的。由此,作为包含线缆537的第二电机单元12全体,沿着第二方向D2的尺寸变小。结果,能够减小第二臂部A20的宽度尺寸(沿着第二方向D2的尺寸)。
第三电机单元13的放大器基板531的法线方向N13与第一方向D1是平行的。由此,第三电机单元13沿着第二方向D2的尺寸变小。即,在第二臂部A20中,收纳第三电机单元13的沿着第二方向D2的空间变小。结果,能够减小第二臂部A20的沿着第二方向D2的尺寸。
在本实施方式中,第二电机单元12和第三电机单元13在第二方向D2上并列配置。
在俯视中,第二电机单元12的电机520和臂部主体40的外缘之间的、沿着第二方向D2的最短距离j1比放大器部530的厚度短。同样,第三电机单元13的电机520和臂部主体40的外缘之间的、沿着第二方向D2的最短距离j2比放大器部530的厚度短。由此,能够缩短电机单元520和臂部主体40的外缘之间的距离,从而能够减小臂部主体40的沿着第二方向D2的尺寸。此外,第二以及第三电机单元12、13的电机520彼此的沿着第二方向D2的最短距离J比放大器部530的厚度短。由此,能够缩短第二以及第三电机单元12、13的电机520彼此的距离,从而能够减小臂部主体40的沿着第二方向D2的尺寸。
并且,这里,放大器部530的厚度的意思是放大器基板531的法线方向N12、N13中放大器部530的长度。并且,在第二方向D2中,臂部主体40的外缘与第二臂部A20的外缘大体上一致。
并且,在俯视中,第二电机单元12的电机520(第一电机)和第三电机单元13的电机520(第二电机)相对于第二电机单元12的电机520的相反侧的臂部主体40的外缘之间的、沿着第二方向D2的最长距离h1比放大器部530的厚度短。同样,第三电机单元13的电机520(第二电机)和第二电机单元12的电机520(第一电机)相对于第三电机单元13的电机520的相反侧的臂部主体40的外缘之间的、沿着第二方向D2的最长距离h2比放大器部530的厚度短。即,多个电机(第二以及第三电机单元12、13的电机520)中在第二方向D2上位于两端的电机520和位于其外侧的臂部主体40的外缘之间的、第二方向D2上的最长距离h1、h2比放大器部530的厚度短。此外,第二以及第三电机单元12、13的电机520彼此的沿着第二方向D2的最长距离H比放大器部530的厚度短。在臂部主体40的外缘和第二以及第三电机单元12、13的电机520之间、以及第二以及第三电机单元12、13的电机520彼此之间,没有设置放大器部530的间隙。结果,能够减小第二臂部A20的沿着第二方向D2的尺寸。并且,放大器部530相对于电机520配置在第一方向D1上。
并且,在本实施方式中,第三电机单元13的电机520的外形和位于其侧部的臂部主体40的外缘是平行的。因此,在第三电机单元13和臂部主体40的外缘中,最短距离j2和最长距离h2相同。
在第一-第三电机单元11、12、13中,放大器基板531的法线方向N11、N12、N13和第一方向D1所形成的角度θ11、θ12、θ13优选在0°以上45°以下,更优选在5°以上20°以下。并且,第三电机单元13的放大器基板531的法线方向N13与第一方向D1平行,因此角度θ13是0°。并且,关于第二以及第三电机单元12、13,上述角度范围中的正角度是随着远离第二轴AX2而接近第一直线L1的方向的角度。另一方面,关于第一电机单元11,由于第二轴AX2和电机520的轴521的中心轴一致,因此,上述角度范围中的角度的正负不限。
通过使角度θ11、θ12、θ13在0°以上并且45°以下,更优选在20°以下,能够减小第二臂部A20的沿着第二方向D2的尺寸。通过使角度θ11、θ12、θ13在5°以上,包含线缆537在内,能够减小第一-第三电机单元11、12、13的沿着第二方向D2的尺寸。此外,通过使第二电机单元12的角度θ12在5°以上,法线方向N12随着远离第二轴AX2而向接近第一直线L1的方向倾斜。由此,如图19所示,就俯视中臂部主体40的外形而言,形成沿着第二方向D2的宽度沿着第一直线L1随着从第二轴AX2接近第三轴AX3而变窄的楔子形状部40a。在臂部主体40的长边方向中,楔子形状部40a设置在从第二以及第三电机单元12、13至第三轴AX3侧的前端的区域。通过设置楔子形状部40a,结果能够扩大第二臂部的可动范围。
图21是臂部主体40的部分立体图,示出第一电机单元11的周围。
在下盖45的侧壁部45b上,设置有从底板部45a的突出高度局部降低的低壁部45c。在低壁部45c的上方,形成从下盖45的内侧朝向外侧在水平方向(与第二轴AX2正交的方向)上开口的第一开口部46。即,在下盖45的侧壁部45b上设置有第一开口部46。并且,在低壁部45c上设置有从上端缘向下侧延伸的切口形状的第二开口部47。第二开口部47在与第二轴AX2正交的方向上开口。
在第一开口部46上配置第一电机单元11的放大器部530。并且,第一电机单元11的放大器部530的一部分经由第一开口部46位于臂部主体40的外部。并且,在将臂部盖41(参照图17)安装于臂部主体40的状态下,第一电机单元11被臂部盖41从水平方向以及上方覆盖。
第一电机单元11的放大器部530经由托架532的第一以及第二脚板部532c、532d被固定于电机520。第一脚板部532c位于托架532的上端侧,第二脚板部532d位于托架532的下端侧。
在托架532的第一脚板部532c上设置有孔(未图示),螺钉524经由该孔***电机520侧的螺钉孔523(参照图20)。由此,第一脚板部532c被固定于电机520。
在第二脚板部532d上设置有从下端缘朝向上侧延伸的切口部535。用于将放大器部530固定于托架532的螺钉(固定部件)524位于切口部535的内侧。第二脚板部532d通过位于切口部535的内侧的螺钉524***电机520侧的螺钉孔523而被固定于电机520。第二脚板部532d与下盖45的低壁部45c相对向。设置于低壁部45c的第二开口部47沿着螺钉524的轴线形成。使用者将改锥***第二开口部47而使螺钉524转动。
根据本实施方式,在臂部主体40的下盖45上设置第一开口部46,经由第一开口部46,放大器部530的一部分在俯视中位于臂部主体40的外部。因此,在俯视中,由于使第一电机单元11的放大器部530位于臂部主体40的内侧,因此,与侧壁部45b延伸至放大器部530的外侧的情况相比较,能够紧凑地形成臂部主体40。结果,能够扩大臂部主体40的可动范围。
并且,在本实施方式中,例示了第一电机单元11的放大器部530的一部分位于臂部主体40的外部的情况。但是,只要放大器部530或者电机520的至少一部分在俯视中位于臂部主体40的外部,就能够实现紧凑化的效果。
并且,在本实施方式中,例示了放大器部530和电机520相互连接而构成电机单元的情况。但是,即使在放大器部530和电机单元520分别设置于臂部主体40的情况下,只要放大器部530或者电机520的至少一部分在俯视中位于臂部主体40的外部,就能够实现紧凑化的效果。
此外,也可以将多个电机520或者放大器部530位于臂部主体40的外侧。
并且,在本实施方式中,第一开口部46从侧壁部45b的上端向下侧形成切口状,但是,第一开口部46也可以是将侧壁部45b在厚度方向上贯通的贯通孔。
根据本实施方式,在俯视中,通过使放大器部530位于臂部主体40的外部,使用者在维修时能够容易接近。并且,放大器部530的第二脚板部532d中的固定利用穿过第二脚板部532d的切口部535的螺钉524来进行。因此,通过使螺钉524松动并向上侧(一方向)移动,从而将放大器部530卸下。
并且,在本实施方式中,在第一脚板部532c上不设置切口部,螺钉524插通第一脚板部532c的孔。因此,当卸下放大器部530时,需要拔出将第一脚板部532c固定的螺钉524。通过在第一脚板部532c中设置切口部来代替孔,也可以使将放大器部530从电机520卸下的工序变得更加容易。
并且,在本实施方式中,对采用螺钉524作为将放大器部530和电机520固定的固定部件的情况进行说明。作为固定部件,此外也可以使用从电机520延伸的打入销和挡环的组合等。
根据本实施方式,通过使第一电机单元11的放大器部530位于臂部主体40的外部,能够提高放大器部530的放热效率。由于多个电机520以及多个放大器部530集中配置在臂部主体40的内部,因此,热容易闷在里面。并且,第一电机单元11为了驱动转动轴体502而需要较大的扭矩,因此动作电流容易变大并且容易发热。通过将第一电机单元11的放大器部530配置在臂部主体40的外部,能够使发热较大的放大器部530远离其他的热源(其他电机以及其他放大器部),从而能够提高放热效率。
并且,如图18所示,根据本实施方式,在臂部盖41和臂部主体40之间设置有间隙D。通过使臂部主体40位于放大器部530的外侧,从间隙D流入的空气将放大器部530直接冷却。此外,根据本实施方式,由于在臂部盖41上设置有通气口41a,因此,能够将流入的空气从上侧排出,能够形成将放大器部530冷却的空气的循环。由此,能够进一步提高放大器部530的冷却效率。并且,由于通气口41a位于放大器部530的正上方,因此,能够将被放大器部530变热的空气更有效地排出。
并且,臂部盖41的通气口41a的构成除了本实施方式中例示的以外,例如,也可以在沿着第二轴AX2的轴向延伸的臂部盖41的侧面设置多个。在该情况下,每当第二臂部A20进行动作时,能够经由通气口将空气引入第二臂部A20的内部。
此外,如图18中的双点划线所示,也可以在臂部盖41上设置从外侧将间隙D以及通气口41a覆盖的过滤部48。过滤部48也可以位于第二臂部A20的内部。过滤部48抑制灰尘等从第二臂部A20的内部向外部或者从外部向内部移动。由此,能够提供能够在无尘室等使用的机器人501。另外,通过利用衬垫等覆盖间隙D以及通气口41a,也可以采用提高了第二臂部A20的内部的气密性的构造。
(变形例一)
图22是变形例一的第二臂部A2A的俯视图。
与上述第三实施方式的第二臂部A20相比较,本变形例的第二臂部A2A主要是放大器部530的配置不同。并且,对与上述第三实施方式相同样式的构成要素赋予相同的符号,并省略其说明。
第二臂部A2A设置有第一电机单元11A、第二电机单元12A以及第三电机单元13。第一-第三电机单元11A、12A、13分别具有电机520以及放大器部530。这里,将第一电机单元11A的放大器部530称为第二放大器部530B,将第二电机单元12A的放大器部530称为第一放大器部530A。此时,第一以及第二放大器部530A、530B都被固定于第二电机单元12A的电机520。
图23是变形例一的第二电机单元的侧视图。
第二电机单元12A的电机520在第一面20a上安装第一放大器部530A,在第三面20c上安装第二放大器部530B。即,在第二电机单元12A中,第一放大器部530A能够装卸地安装于在电机520的第一面20a上设置的螺钉孔(第一装卸部),第二放大器部530B能够装卸地安装于在第三面20c上设置的螺钉孔(第二装卸部)。
根据本变形例,通过使电机520具有多个安装位置(第一-第四面20a、20b、20c、20d),能够在一个电机520上安装多个放大器部530。由此,在第二臂部A2A内,能够提高部件配置的自由度,结果,能够实现第二臂部A2A的紧凑化。
根据本变形例,在第一放大器部530A所安装的第一面20a和第二放大器部530B所安装的第三面20c之间设置第二电机单元12的电机(第一电机)520的轴(转动轴)521。即,相对于第二电机单元12A的电机520,第一以及第二放大器部530A、530B相互配置在相反方向上。由此,第一以及第二放大器部530A、530B以及电机520形成在俯视中配列在一方向上的构成。如果第二臂部A2A在宽度方向(短边方向)上变大,则可动范围变窄。另一方面,第二臂部A2A在长边方向上容易确保收容空间。通过使第一以及第二放大器部530A、530B以及电机520的配列方向与第二臂部A2A的长边方向一致,能够减小第二臂部A2A的宽度尺寸。
第一以及第二放大器部530A、530B的托架532的放热效率高,作为散热片发挥作用。根据本变形例,通过在动作频率高或者动作扭矩大的电机520上设置多个放大器部(第一以及第二放大器部530A、530B)并使其放热,能够提高电机520的动作效率。
(变形例二)
图24是变形例二的第二电机单元12B的侧视图。
本变形例的第二电机单元12B与变形例一的第二电机单元12A同样,一个电机520支撑两个放大器部530、130。
在第二电机单元12B的电机520的上面14以及第一-第四面20a、20b、20c、20d上,分别设置用于固定放大器部的螺钉孔(装卸部)523。在本变形例中,电机520在第一面20a的螺钉孔523上固定一个放大器部530,在上面14的螺钉孔523上固定另一个放大器部130。
根据本变形例,通过在电机520的上面14固定放大器部130,能够在第二臂部A20内有效地利用电机520的上方的空间,结果,能够使第二臂部A20紧凑化。
(变形例三)
图25是变形例三的第二电机单元12C的侧视图。
本变形例的第二电机单元12C与变形例一的第二电机单元12A同样,一个电机520支撑两个放大器部(第一放大器部230A以及第二放大器部230B)。
第一放大器部230A驱动第二电机单元12C的电机(第一电机)520。并且,第二放大器部230B驱动与第二电机单元12C的电机520不同的电机(第二电机)520。并且,第一以及第二放大器部230A、230B和被第一以及第二放大器部230A、230B驱动的电机520的关系也可以与上述关系相反。并且,第一以及第二放大器部230A、230B也可以都驱动不同的电机520。
在设置于第二电机单元12C的电机520的第一面20a的螺钉孔523上固定第一放大器部230A。即,电机(第一电机)520具有使第一放大器部230A能够装卸的螺钉孔(第一装卸部)523。
在第一放大器部230A上设置使第二放大器部230B能够装卸的螺钉孔(第三装卸部)538。第二放大器部230通过螺钉539被固定于第一放大器部230A的螺钉孔538。即,第二放大器部230B经由第一放大器部230A被电机520支撑。
根据本变形例,通过电机520以使多个放大器部(第一以及第二放大器部230A、230B)重合的方式进行支撑,能够在第二臂部A20内提高部件配置的自由度。由此,能够实现第二臂部A20的紧凑化。
并且,根据本变形例,第一以及第二放大器部230A、230B以及电机520形成在俯视中配列在一方向上的构成。通过使第一以及第二放大器部230A、230B以及电机520的配列方向与第二臂部A2A的长边方向一致,能够减小第二臂部A20的宽度尺寸。
在本变形例中,第二放大器部230B经由第一放大器部(介装部件)230A被固定于电机520。第一放大器部230A被固定于在电机520的第一面20a上设置的螺钉孔(装卸部)523。因此,在螺钉孔523和第二放大器部230B之间设置作为介装部件的第一放大器部230A。这样,放大器部也可以经由介装部件被固定于电机520。这里,例示了第一放大器部230A作为介装部件发挥作用的情况,但是,介装部件也可以是另外准备的部件。
(第四实施方式)
图26是第四实施方式的第二臂部A2B的俯视图。
与第三实施方式的第二臂部A20相比较,本实施方式的第二臂部A2B是设置于臂部主体340的电机单元的数量不同。并且,对与上述实施方式相同样式的构成要素赋予相同的符号,并省略其说明。
第二臂部A2B具有臂部主体340、第一电机单元311、第二电机单元312、沿着第二轴(转动轴)AX2延伸的转动轴体502、沿着第三轴(动作轴)AX3延伸的动作轴体503。臂部主体340保持第一以及第二电机单元311、312、动作轴体503以及转动轴体502。
第一以及第二电机单元311、312分别具有电机520以及放大器部530。第一电机单元311将转动轴体502相对于臂部主体340进行转动驱动。第二电机单元312通过经由同步皮带315将滚珠螺杆螺母进行转动而将动作轴体503进行升降。
在俯视中,第二电机单元312的电机520和臂部主体340的外缘之间的、沿着第二方向D2的最短距离j比放大器部530的厚度(即,放大器基板531(参照图20)的法线方向上的放大器部530的长度)短。由此,能够缩短电机520和臂部主体340的外缘之间的距离,从而能够减小臂部主体340的沿着第二方向D2的尺寸。
在俯视中,第二电机单元312的电机520和臂部主体340的外缘之间的、沿着第二方向D2的最长距离h比放大器部530的厚度短。因此,在臂部主体340的外缘和第二电机单元312的电机520之间没有设置放大器部530的间隙。结果,能够减小第二臂部A2B的沿着第二方向D2的尺寸。
(第五实施方式)
图27是第五实施方式的第二臂部A2C的俯视示意图。
与第三实施方式的第二臂部A20相比较,本实施方式的第二臂部A2C是设置于臂部主体440的电机420的构成不同。并且,对与上述实施方式相同样式的构成要素赋予相同的符号,并省略其说明。
第二臂部A2C具有臂部主体440、第一电机单元11、第二电机单元412、第三电机单元413、沿着第二轴(转动轴)AX2延伸的转动轴体502、沿着第三轴(动作轴)AX3延伸的动作轴体503。
第一电机单元11具有与第三实施方式同样的构成。第二以及第三电机单元412、413分别具有电机420以及放大器部430。第二电机单元412通过经由同步皮带(图示省略)将滚珠螺杆螺母进行转动而将动作轴体503进行升降。并且,第三电机单元413经由同步皮带(图示省略)使动作轴体503围绕第三轴AX3进行转动。第二电机单元412和第三电机单元413在第二方向上并列配置。
第二以及第三电机单元412、413的电机420在俯视中具有矩形状。在电机420的四个角部设置有凸部420a。凸部420a沿着第二方向D2突出。
第二电机单元412的放大器部430相对于第二电机单元412的电机420配置在第二方向D2上。并且,该放大器部430位于电机420的凸部420a彼此之间。
第三电机单元413的放大器部430相对于第三电机单元413的电机420在第二方向D2上配置在第二电机单元412的电机420之间。并且,该放大器部430位于电机420的凸部420a彼此之间。
在俯视中,第二电机单元412的电机420和臂部主体440的外缘之间的、沿着第二方向D2的最短距离j3比放大器部430的厚度k短。同样,第三电机单元413的电机420和臂部主体440的外缘之间的、沿着第二方向D2的最短距离j3比放大器部430的厚度k短。构成最短距离j3的间隙位于电机420的凸部420a和臂部主体440的外缘之间。由此,能够缩短电机420和臂部主体440的外缘之间的距离,从而能够减小臂部主体440的沿着第二方向D2的尺寸。
在俯视中,第二以及第三电机单元412、413的电机420彼此的、沿着第二方向D2的最短距离J3比放大器部430的厚度k短。构成最短距离J3的间隙位于第二以及第三电机单元412、413的电机420的凸部420a彼此之间。由此,能够缩短第二以及第三电机单元412、413的电机420彼此的距离,从而能够减小臂部主体440的沿着第二方向D2的尺寸。
如本实施方式所示,在放大器部430相对于电机420配置在第二方向上的情况下,通过使最短距离J3、j3比放大器部430的厚度k短,能够对臂部主体440的小型化实现一定的效果。
以上,对本发明的各种实施方式进行了说明,但是,各实施方式中的各构成及其组合等是一例,在不脱离本发明的宗旨的范围内,能够进行构成的附加、省略、置换以及其他变更。并且,本发明不被实施方式所限定。
并且,在上述实施方式中,例示了机器人是水平多关节机器人的情况。代替SCARA机器人,机器人也可以是垂直多关节机器人或直角坐标机器人等其他机器人。并且,垂直多关节机器人可以是具有一个机械手的单腕机器人,也可以是具有两个机械手的双腕机器人(具有两个机械手的多腕机器人),还可以是具有三个以上机械手的多腕机器人。并且,直角坐标机器人例如是桁架机器人。
并且,在上述实施方式中,主要说明了设置于第二臂部的电机单元。与设置于第二臂部的电机单元同样的构成也可以在基台的内部的电机单元上使用。
并且,在上述各实施方式中,主要说明了电机和放大器部作为电机单元被一体构成的情况。但是,在各实施方式中,也可以是放大器部不固定于电机而直接设置于臂部主体(或者第二臂部)的构成。

Claims (16)

1.一种电机单元,其特征在于,具有:
电机;
放大器部,具有对所述电机进行驱动的驱动电路;以及
所述放大器部具有放大器盖,将电力供应至所述电机的电力线被捆扎在所述放大器盖上,
所述放大器部具备放热部件,
所述放热部件安装于作为与电机的转动轴平行的面的电机的侧面,
所述放大器部具有在内部收纳放大器基板的收纳部,所述收纳部由具有与电机的转动轴平行的隔壁部的所述放热部件、以及固定于所述放热部件的所述放大器盖构成,且在电机的转动轴方向上不具有隔壁部。
2.根据权利要求1所述的电机单元,其特征在于,
所述电力线被捆扎在所述放大器盖的外侧。
3.根据权利要求1所述的电机单元,其特征在于,
在所述放大器盖和所述电力线之间不夹有其他配线。
4.根据权利要求1所述的电机单元,其特征在于,
所述电机单元具有防水盖,所述防水盖覆盖所述电机和所述放大器部中的至少一个。
5.根据权利要求1所述的电机单元,其特征在于,
所述放热部件的材质是金属。
6.根据权利要求5所述的电机单元,其特征在于,
所述放热部件的材质是铁、铝、铜中的任一种。
7.根据权利要求1所述的电机单元,其特征在于,
所述放热部件具有第一开口部,
所述放大器基板通过所述第一开口部未被所述放热部件覆盖的部分印刷有电路。
8.根据权利要求1所述的电机单元,其特征在于,
在所述放大器基板和所述放热部件之间配置有缓冲部件。
9.根据权利要求8所述的电机单元,其特征在于,
在所述放大器基板和所述放热部件之间配置有放热片。
10.根据权利要求1所述的电机单元,其特征在于,
在所述放大器基板和所述放热部件之间配置有缓冲部件,
在所述放大器基板和所述放热部件之间配置有放热片,
在从与所述电机的所述转动轴正交的方向上观察所述放大器部的情况下,所述缓冲部件与所述放热片形成为不具有重叠的部分。
11.一种机器人,其特征在于,具备权利要求1至10中任一项所述的电机单元,
所述机器人具备框体,
所述放大器部被安装于所述框体。
12.根据权利要求11所述的机器人,其特征在于,
所述放大器部位于所述框体的内部。
13.根据权利要求11所述的机器人,其特征在于,
所述框体能移动。
14.根据权利要求11所述的机器人,其特征在于,
所述框体中安装所述放大器部的部分是放热部件。
15.根据权利要求11所述的机器人,其特征在于,
所述框体具有第二开口部,
所述框体中安装所述放大器部的部分是覆盖所述第二开口部的至少一部分的盖部件。
16.根据权利要求15所述的机器人,其特征在于,
所述盖部件的材质是金属。
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