JP2010253566A - Robot - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ロボットにかかわり、特に、角速度を検出する構造に関するものである。 The present invention relates to a robot, and more particularly to a structure for detecting angular velocity.
複数のリンク（以下、腕部と称す）を複数のアクチュエーター（以下、駆動部と称す）が駆動するロボットが活用されている。そして、腕部に角速度センサー（以下、角速度検出部と称す）を配置したロボットが特許文献１に開示されている。それによると、腕部に角速度検出部を配置し、駆動部に角度センサーを配置している。そして、角度センサーの出力をローパスフィルターに通し、角速度検出部の出力をハイパスフィルターに通している。次に、ローパスフィルターの出力とハイパスフィルターの出力とを合成することにより腕部の動きを検出していた。
A robot that drives a plurality of links (hereinafter referred to as arm portions) by a plurality of actuators (hereinafter referred to as drive portions) is used.
駆動部が腕部を駆動するときに駆動部が振動し、振動が駆動部から腕部へ伝播することがある。また、腕部に加速度が加わるときに腕部が変形して振動することがある。この振動が腕部から角速度検出部に伝播するとき、角速度検出部が振動する。そして、角速度検出部が振動の影響をうけるとき、角速度検出部は正常な角速度検出を行えないことがある。そこで、駆動部や腕部が振動するときにも角速度検出部が振動し難いロボットが望まれていた。 When the drive unit drives the arm unit, the drive unit vibrates, and the vibration may propagate from the drive unit to the arm unit. Also, when acceleration is applied to the arm, the arm may be deformed and vibrated. When this vibration propagates from the arm portion to the angular velocity detection unit, the angular velocity detection unit vibrates. When the angular velocity detection unit is affected by vibration, the angular velocity detection unit may not be able to perform normal angular velocity detection. Therefore, there has been a demand for a robot in which the angular velocity detection unit hardly vibrates even when the drive unit or the arm unit vibrates.
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.
［適用例１］
本適用例にかかるロボットであって、腕部と、前記腕部を回転させる駆動部と、前記腕部が回転する角速度を検出する角速度検出部と、前記腕部から前記角速度検出部に伝わる振動を減衰させる振動減衰部と、を有することを特徴とする。
[Application Example 1]
In the robot according to this application example, an arm, a drive unit that rotates the arm, an angular velocity detection unit that detects an angular velocity at which the arm rotates, and vibration transmitted from the arm to the angular velocity detection unit And a vibration attenuating portion for attenuating the vibration.
このロボットによれば、駆動部が腕部を回転し、角速度検出部が腕部の回転する角速度を検出する。そして、駆動部が振動を発生させるとき、振動は腕部に伝播する。また、腕部が移動及び停止するとき、腕部自体が振動する。角速度検出部に振動が加わるとき、角速度検出部は精度良く角速度を検出できないことがある。振動減衰部は腕部から角速度検出部に伝わる振動を減衰させる為、角速度検出部に振動の影響を受け難くすることができる。 According to this robot, the drive unit rotates the arm unit, and the angular velocity detection unit detects the angular velocity at which the arm unit rotates. And when a drive part generates a vibration, a vibration will propagate to an arm part. Further, when the arm portion moves and stops, the arm portion itself vibrates. When vibration is applied to the angular velocity detector, the angular velocity detector may not be able to detect the angular velocity with high accuracy. Since the vibration attenuating unit attenuates the vibration transmitted from the arm part to the angular velocity detecting unit, the angular velocity detecting unit can be hardly affected by the vibration.
［適用例２］
上記適用例にかかるロボットにおいて、前記振動減衰部は減衰部材を有し、前記減衰部材が前記腕部と前記角速度検出部との間に配置されることを特徴とする。
[Application Example 2]
In the robot according to the application example, the vibration damping unit includes a damping member, and the damping member is disposed between the arm unit and the angular velocity detection unit.
このロボットによれば、腕部と角速度検出部との間に減衰部材が配置される。減衰部材は振動を減衰させる為、腕部から角速度検出部へ振動を伝え難くすることができる。 According to this robot, the damping member is disposed between the arm portion and the angular velocity detection unit. Since the damping member attenuates the vibration, it is difficult to transmit the vibration from the arm portion to the angular velocity detection unit.
［適用例３］
上記適用例にかかるロボットにおいて、前記減衰部材は、前記角速度検出部を覆って配置されることを特徴とする。
[Application Example 3]
In the robot according to the application example, the attenuation member is disposed so as to cover the angular velocity detection unit.
このロボットによれば、減衰部材が角速度検出部を覆っている。従って、角速度検出部に伝播する振動はどの方向から来る振動でも減衰部材を通過する為、角速度検出部に伝播する振動を減衰させることができる。 According to this robot, the damping member covers the angular velocity detection unit. Therefore, since the vibration propagating to the angular velocity detection unit passes through the damping member even if the vibration comes from any direction, the vibration propagating to the angular velocity detection unit can be attenuated.
［適用例４］
上記適用例にかかるロボットにおいて、前記角速度検出部は前記腕部において振幅が小さい場所に配置されることを特徴とする。
[Application Example 4]
In the robot according to the application example described above, the angular velocity detection unit is arranged at a location where the amplitude is small in the arm unit.
このロボットによれば、角速度検出部は振動の振幅が小さい場所に配置される。従って、振幅が大きい場所に配置されるときと比べて角速度検出部に伝わる振動を小さくすることができる。 According to this robot, the angular velocity detection unit is arranged at a place where the amplitude of vibration is small. Therefore, the vibration transmitted to the angular velocity detection unit can be reduced as compared with the case where it is arranged at a place where the amplitude is large.
［適用例５］
上記適用例にかかるロボットにおいて、前記角速度検出部は前記腕部において前記駆動部と離れている場所に配置されることを特徴とする。
[Application Example 5]
In the robot according to the application example described above, the angular velocity detection unit may be disposed at a position away from the driving unit in the arm unit.
このロボットによれば、角速度検出部は駆動部から離れている。従って、駆動部が振動するときにも、駆動部と近い場所に配置されるときと比べて、角速度検出部に振動が伝わり難くすることができる。 According to this robot, the angular velocity detection unit is separated from the drive unit. Therefore, even when the drive unit vibrates, it is possible to make it difficult for the vibration to be transmitted to the angular velocity detection unit as compared to when the drive unit is disposed near the drive unit.
［適用例６］
上記適用例にかかるロボットにおいて、前記腕部に複数の前記駆動部が配置され、隣り合う前記駆動部の中点に前記角速度検出部が配置されることを特徴とする。
[Application Example 6]
In the robot according to the application example described above, a plurality of the drive units are arranged on the arm unit, and the angular velocity detection unit is arranged at a midpoint between the adjacent drive units.
このロボットによれば、角速度検出部が隣り合う駆動部の中点に配置されている。従って、隣り合う２つ駆動部が振動するときにも角速度検出部に振動が伝わり難くすることができる。 According to this robot, the angular velocity detection unit is arranged at the midpoint between adjacent drive units. Accordingly, it is possible to make it difficult for vibration to be transmitted to the angular velocity detection unit even when two adjacent drive units vibrate.
以下、実施形態について図面に従って説明する。尚、各図面における各部材は、各図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各部材毎に縮尺を異ならせて図示している。
（第１の実施形態）
本実施形態における角速度検出部を有する特徴的なロボットについて図１〜図３に従って説明する。
Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. In addition, each member in each drawing is illustrated with a different scale for each member in order to make the size recognizable on each drawing.
(First embodiment)
A characteristic robot having an angular velocity detection unit according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.
図１（ａ）は、ロボットの構成を示す概略斜視図であり、図１（ｂ）は、ロボットの構成を示す模式断面図である。図１に示すように、ロボット１は平板状に形成された基台２を備えている。基台２の水平面上の１方向をＸ方向とする。そして、重力方向と逆の方向をＺ方向とし、Ｘ方向及びＺ方向と直交する方向をＹ方向とする。
FIG. 1A is a schematic perspective view showing the configuration of the robot, and FIG. 1B is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the robot. As shown in FIG. 1, the
基台２上には支持台３が配置されている。支持台３の内部には空洞が形成され、この空洞は支持板４により上下に分割されている。支持板４の下側には駆動部としての第１モーター５が配置され、第１モーター５の下側には第１角度検出器６が配置されている。第１角度検出器６は第１モーター５の回転角度を検出する。
A
支持板４の上側には第１減速機７が配置され、第１モーター５の回転軸５ａと接続されている。第１減速機７の上側には出力軸７ａが配置されている。そして、第１モーター５の回転軸５ａの回転速度を減速した回転速度にて出力軸７ａが回転する。第１減速機７には各種の減速機を採用することができる。本実施形態では、例えば、ハーモニックドライブ（登録商標）を採用している。支持台３の上面には孔部３ａが形成され、孔部３ａから出力軸７ａが突出して配置されている。
A
出力軸７ａと接続して略直方体状の可動部としての第１腕部８が配置され、第１腕部８は出力軸７ａを中心に回転させられる。第１腕部８の中央には第１角速度検出器９が配置されている。第１モーター５が回転するとき、第１腕部８が回転させられる。そして、第１腕部８が回転する角度を第１角度検出器６及び第１角速度検出器９が検出可能になっている。
A
第１腕部８上において第１モーター５と反対側の端には第２減速機１０、駆動部としての第２モーター１１、第２角度検出器１２がこの順に重ねて配置されている。そして、第２減速機１０の出力軸１０ａが図中下方向に配置されている。第１腕部８には第２減速機１０と対向する場所に孔部８ａが形成され、孔部８ａから出力軸１０ａが突出して配置されている。
On the end opposite to the
第２モーター１１の回転軸には第２角度検出器１２が接続され、第２角度検出器１２は第２モーター１１の回転軸の回転角度を検出する。さらに、第２モーター１１の回転軸は第２減速機１０と接続されている。そして、第２モーター１１の回転軸の回転速度を減速した回転速度にて出力軸１０ａが回転させられる。
A
第１モーター５及び第２モーター１１は電気信号によって回転方向を制御可能であればよく、各種のモーターを用いることができる。本実施形態では、例えば、直流モーターを採用している。第１角度検出器６は第１モーター５の駆動軸の回転角度を検出可能であれば良く、第２角度検出器１２は第２モーター１１の駆動軸の回転角度を検出可能であれば良い。第１角度検出器６及び第２角度検出器１２には各種のロータリーエンコーダーを用いることができる。本実施形態では、例えば、光学式のロータリーエンコーダーを採用している。
The
出力軸１０ａと接続して略直方体状の可動部としての第２腕部１３が配置され、第２腕部１３は出力軸１０ａを中心に回転させられる。第２腕部１３の中央には第２角速度検出器１４が配置されている。
A
第２腕部１３上において第２モーター１１と反対側の端には回転装置１５が配置されている。回転装置１５は回転角度を制御可能であれば良く、各種モーターと回転角度センサーとを組み合わせて構成することができる。他にも、回転角度を所定の角度にて回転できるステップモーターを用いることができる。本実施形態では、例えば、ステップモーターを採用している。そして、第２腕部１３には回転装置１５と対向する場所に孔部１３ａが形成され、孔部１３ａから回転装置１５の回転軸１５ａが突出して配置されている。第２腕部１３の下側において回転装置１５と対向する側には昇降装置１６が配置され、昇降装置１６は回転軸１５ａと接続されている。従って、回転装置１５は昇降装置１６を回転することができる。昇降装置１６は直動機構を備え、直動機構を駆動して伸縮することができる。
On the
昇降装置１６の下側には把持装置１７が配置されている。昇降装置１６は上下に移動する直動機構を有し、把持装置１７を昇降することができる。把持装置１７は略直方体状の２つの指部１７ａと直動機構とを有し、直動機構が２つの指部１７ａの間隔を変更することができる。そして、把持装置１７は指部１７ａの間にワークを挟んで保持することが可能になっている。昇降装置１６及び把持装置１７の直動機構には、エアーシリンダーやリニアモーター、ボールネジと回転モーターとを組合せた装置等各種の機構を用いることができる。本実施形態では、例えば、昇降装置１６及び把持装置１７の直動機構にボールネジとステップモーターとを組合せた装置を採用している。
A
基台２の図中右側には制御装置１８が配置されている。制御装置１８はロボット１の動作を制御する装置となっている。
A
図２（ａ）は第１角速度センサーを示す模式断面図である。第１角速度検出器９と第２角速度検出器１４とは同じ構造となっている。図２（ａ）に示すように、第１角速度検出器９は外装体２１を備えている。外装体２１の外形は略直方体であり、外装体２１の内部には直方体の空洞が形成されている。第１角速度検出器９は第１腕部８に接して配置され、外装体２１の第１腕部８側にはフランジ部２１ａが形成されている。フランジ部２１ａには複数の孔２１ｂが形成されている。そして、孔２１ｂにボルト２２を貫通させて第１腕部８に形成された雌ネジ８ｂと組み合わせることにより外装体２１が第１腕部８に固定されている。
FIG. 2A is a schematic cross-sectional view showing the first angular velocity sensor. The first
外装体２１の内部には減衰部材からなる振動減衰部としての減衰容器２３が配置されている。減衰容器２３の外形は略直方体であり、内部には略直方体の空洞が形成されている。減衰部材は通過する振動を減衰させる特性を有する材料であれば良く、ノルボルネンゴムやシリコンゴム等のゴム類、アスファルト、機能性ポリエステル等の樹脂類等を用いることができる。本実施形態では、例えば、ノルボルネンゴムを採用している。
Inside the
外装体２１の内部には内装体２４が配置されている。内装体２４の外形は略直方体であり、内部には略直方体の空洞が形成されている。つまり、内装体２４は箱状に形成されている。そして、内装体２４の中には基板２５が配置され、基板２５は内装体２４に固定されている。内装体２４及び基板２５は電気に対して絶縁性のある材料にて形成されている。基板２５上には角速度検出部としての第１角速度センサー２６、センサー駆動素子２７、コネクター２８等が配置されている。そして、基板２５上には配線が形成され、第１角速度センサー２６とセンサー駆動素子２７とが電気的に接続され、センサー駆動素子２７とコネクター２８とが電気的に接続されている。
An
第１角速度センサー２６の種類は特に限定されず、各種のジャイロスコープを用いることができる。例えば、回転型、振動型、ガスレートジャイロ、光ファイバージャイロ等のジャイロスコープを用いることができる。本実施形態では、例えば、水晶片を振動子にした振動子型ジャイロスコープを採用している。振動子型ジャイロスコープは小型のセンサーにすることができるので、ロボットに配置するとき、配置する場所を設定し易くすることができる。また、振動子型ジャイロスコープは軽量のセンサーにすることができる為、第１腕部８及び第２腕部１３に配置しても第１モーター５及び第２モーター１１の負荷を小さくできる。
The type of the first
センサー駆動素子２７は第１角速度センサー２６に供給する電力を調整する機能を有する。さらに、第１角速度センサー２６の出力を電力増幅することにより、電磁ノイズに影響され難くする機能を有している。コネクター２８は電気信号を出力するインターフェースの機能を有している。コネクター２８には配線コード２９が接続されている。そして、コネクター２８は配線コード２９から電力を入力して、電気信号を出力する。
The
内装体２４の上側には振動減衰部としての内装用蓋部２４ａが配置されている。内装用蓋部２４ａは四角の板状に形成され、内装体２４に蓋をする機能を有している。内装用蓋部２４ａには孔２４ｂが形成されている。そして、配線コード２９が孔２４ｂを通過して配置されることにより、内装体２４の内側と外側とに配線コード２９を配置可能にしている。配線コード２９は内装体２４の内部にて撓んで配置されている。そして、配線コード２９を伝わる振動が撓んでいる場所にて減衰するようになっている。
On the upper side of the
内装用蓋部２４ａ及び減衰容器２３の上側には減衰容器蓋部２３ａが配置されている。減衰容器蓋部２３ａの外形は四角に形成され、減衰容器２３に蓋をする機能を有している。減衰容器蓋部２３ａは減衰容器２３と同じ材質により形成されている。減衰容器蓋部２３ａには切込み２３ｂが形成されている。そして、切込み２３ｂを通過するように配線コード２９が配置され、配線コード２９は減衰容器蓋部２３ａと接触するように配置されている。そして、配線コード２９が振動するとき、配線コード２９の振動が減衰容器蓋部２３ａに吸収される。
On the upper side of the
減衰容器蓋部２３ａ及び外装体２１の上側には外装蓋部２１ｃが配置されている。外装蓋部２１ｃは四角の板状に形成され、外装体２１に蓋をする機能を有している。外装体２１及び外装蓋部２１ｃは導電性のある材料にて形成されている。そして、第１モーター５及び第２モーター１１等から伝播される電磁波を遮断する機能を有している。外装体２１及び外装蓋部２１ｃの材料には金属材料及び金属や炭素等の導電性の材料を含有する材料を用いることができる。本実施形態においては、例えば、アルミニウムを採用している。外装蓋部２１ｃには孔２１ｄが形成されている。そして、配線コード２９が孔２１ｄを通過して配置されることにより、外装体２１の内側から外側へ配線コード２９が連続して配置されている。
On the upper side of the attenuation
外装体２１の内側に減衰容器２３が配置され、減衰容器２３の内側に内装体２４が配置されている。減衰容器２３は外装体２１と内装体２４とに挟まれている。そして、減衰容器２３と外装体２１とは密着して配置され、減衰容器２３と内装体２４とも密着して配置されている。従って、外装体２１が回転するとき、内装体２４は外装体２１に追従して回転するようになっている。
An
減衰容器２３及び減衰容器蓋部２３ａは内装体２４及び内装用蓋部２４ａを覆って配置されている。第１腕部８から外装体２１へ振動が伝播するとき、減衰容器２３は外装体２１から内装体２４へ伝わる振動を減衰させる。同様に、減衰容器蓋部２３ａは外装蓋部２１ｃから内装用蓋部２４ａへ伝わる振動を減衰させる。従って、内装体２４の内部に配置された第１角速度センサー２６は第１腕部８の振動の影響を受け難くなっている。
The
減衰容器蓋部２３ａの上側には配線支持部３０が配置されている。配線支持部３０は減衰容器蓋部２３ａ及び減衰容器２３と同じ材質により形成されている。配線支持部３０には切込み３０ａが形成されている。そして、切込み３０ａを通過するように配線コード２９が配置され、配線コード２９は配線支持部３０と接触するように配置されている。そして、配線コード２９が振動するとき、配線コード２９の振動が配線支持部３０に吸収される。
The
配線コード２９は配線支持部３０と減衰容器蓋部２３ａとにより支持されている。そして、配線コード２９は外装蓋部２１ｃと接触しないように配置されている。従って、第１腕部８の振動が外装体２１を介して外装蓋部２１ｃに伝わるときにも、外装蓋部２１ｃの振動が配線コード２９に伝わり難くなっている。
The
配線支持部３０の上側には支持部固定部３１が配置されている。支持部固定部３１は箱状に形成され、支持部固定部３１の内部に配線支持部３０が配置されている。支持部固定部３１の一部は外装蓋部２１ｃと接触して配置され、支持部固定部３１は外装蓋部２１ｃに図示しないボルトにより固定されている。
A support
支持部固定部３１には孔３１ａが形成されている。そして、配線コード２９が孔３１ａを通過して配置されることにより、支持部固定部３１の内側から外側へ配線コード２９が連続して配置されている。
A
支持部固定部３１の上面にはゴム板等の減衰材料等からなる中継基板３２が配置され、中継基板３２上には中継コネクター３３が配置されている。そして、配線コード２９が中継コネクター３３に接続されている。さらに、中継コネクター３３には外部配線コード３４が接続され、外部配線コード３４は中継コネクター３３を介して配線コード２９と接続されている。配線コード２９及び外部配線コード３４にはシールド線が用いられている。シールド線は、導電性のある材料により形成された管内に配線が配置された構造を有している。そして、配線に電磁波の影響が受け難い構造となっている。
A
この外部配線コード３４は制御装置１８と電気的に接続されている。従って、センサー駆動素子２７はコネクター２８、配線コード２９、中継コネクター３３、外部配線コード３４を介して制御装置１８と電気的に接続されている。そして、センサー駆動素子２７は制御装置１８から電力の供給を受けて、第１角速度センサー２６に電力を供給する。そして、第１角速度センサー２６が出力する信号をセンサー駆動素子２７が制御装置１８に送信するようになっている。
The
配線コード２９は配線支持部３０と中継コネクター３３との間で弛みを持たせて配置されている。そして、第１腕部８から外装体２１、外装蓋部２１ｃ、支持部固定部３１、中継基板３２、中継コネクター３３を介して配線コード２９へ振動が伝播するとき、配線コード２９に伝播する振動が弛んでいる場所にて減衰する為、配線コード２９の振動はコネクター２８に伝わり難くなっている。
The
図２（ｂ）は、第１腕部の振幅分布を示すグラフである。図２（ｂ）において、横軸は第１腕部における長手方向の場所を示している。図中右側に第１モーター５が位置し、左側に第２モーター１１が位置している。縦軸は第１腕部が振動する振幅を示し、上側が下側より大きな振幅となっている。そして、第１振幅分布線３７は、第１モーター５及び第２モーター１１が駆動するときの第１腕部８の各場所における振幅の平均分布を示している。第１腕部８の振幅を測定するとき、第１腕部８及び第２腕部１３を可動範囲内にて加減速を繰り返す。そして、第１腕部８に振動センサーを設置して、第１腕部８の振幅を測定する。所定の時間内に測定した振幅の平均を演算することにより第１振幅分布線３７を算出する。
FIG. 2B is a graph showing the amplitude distribution of the first arm portion. In FIG. 2B, the horizontal axis indicates the location in the longitudinal direction of the first arm portion. In the drawing, the
第１振幅分布線３７において振幅の小さい場所である最小振幅点３７ａを算出する。そして、第１角速度検出器９を配置する場所を最小振幅点３７ａに設定する。このとき、第１角速度検出器９に第１腕部８から伝播する振動を小さくすることができる。
In the first
図２（ｃ）は、第２腕部の振幅分布を示すグラフである。図２（ｃ）において、横軸は第２腕部における長手方向の場所を示している。図中右側に第２モーター１１が位置し、左側に回転装置１５が位置している。縦軸は第２腕部が振動する振幅を示し、上側が下側より大きな振幅となっている。そして、第２振幅分布線３８は、第２モーター１１、回転装置１５、昇降装置１６、把持装置１７を駆動するときの第２腕部１３の各場所における振幅の平均分布を示している。第２腕部１３の振幅を測定するとき、第２モーター１１、回転装置１５、昇降装置１６、把持装置１７を可動範囲内にて加減速を繰り返す。そして、所定の時間内に測定した振幅の平均を演算することにより第２振幅分布線３８を算出する。
FIG. 2C is a graph showing the amplitude distribution of the second arm portion. In FIG.2 (c), the horizontal axis has shown the place of the longitudinal direction in a 2nd arm part. In the drawing, the
第２振幅分布線３８において振幅の小さい場所である最小振幅点３８ａを算出する。そして、第２角速度検出器１４を配置する場所を最小振幅点３８ａに設定する。このとき、第２角速度検出器１４に第２腕部１３から伝播する振動を小さくすることができる。
In the second
図３は、ロボットの電気制御ブロック図である。図３において、ロボット１は制御装置１８を備えている。そして、制御装置１８はプロセッサーとして各種の演算処理を行うＣＰＵ（中央演算処理装置）４１と、各種情報を記憶するメモリー４２とを有する。
FIG. 3 is an electric control block diagram of the robot. In FIG. 3, the
第１モーター駆動回路４３、第２モーター駆動回路４４、手部駆動回路４５、第１角速度センサー駆動回路４６、第２角速度センサー駆動回路４７は、入出力インターフェース４８及び データバス４９を介してＣＰＵ４１に接続されている。さらに、入力装置５０、表示装置５１、撮像装置５２も入出力インターフェース４８及びデータバス４９を介してＣＰＵ４１に接続されている。
The first
第１モーター駆動回路４３は第１モーター５を駆動する回路であり、第１モーター５に電力と駆動信号とを出力する。そして、第１モーター駆動回路４３は第１モーター５と連動する第１角度検出器６の出力を入力する。第１モーター駆動回路４３は第１角度検出器６の出力を用いて第１モーター５を所定の角度に移動して停止することができる。
The first
第２モーター駆動回路４４は第２モーター１１を駆動する回路であり、第２モーター１１に電力と駆動信号とを出力する。そして、第２モーター駆動回路４４は第２モーター１１と連動する第２角度検出器１２の出力を入力する。第２モーター駆動回路４４は第２角度検出器１２の出力を用いて第２モーター１１を所定の角度に移動して停止することができる。
The second
手部駆動回路４５は回転装置１５、昇降装置１６、把持装置１７を駆動する回路である。回転装置１５、昇降装置１６、把持装置１７は内部にモーターを備えている。そして、手部駆動回路４５は各モーターを回転及び停止することにより各装置を駆動する。具体的には、手部駆動回路４５は回転装置１５を駆動することにより、把持装置１７を回転させる。さらに、手部駆動回路４５は昇降装置１６を駆動することにより、把持装置１７を昇降させる。そして、手部駆動回路４５は把持装置１７を駆動することにより、指部１７ａを開閉する。
The
第１角速度センサー駆動回路４６は第１角速度検出器９内に配置された第１角速度センサー２６を駆動する回路である。第１角速度センサー駆動回路４６は第１角速度センサー２６の出力をＣＰＵ４１に出力する。同様に、第２角速度センサー駆動回路４７は第２角速度検出器１４内に配置された角速度検出部としての第２角速度センサー５３を駆動する回路である。そして、第２角速度センサー駆動回路４７は第２角速度センサー５３の出力をＣＰＵ４１に出力する。
The first angular velocity
入力装置５０はロボット１に関する各種設定を入力するための装置である。例えば、制御装置１８は、ロボット１が把持するワークの座標データを図示しない外部装置から入力装置５０を介してメモリー４２に記憶する。表示装置５１はロボット１に関する設定情報や動作状況を表示するための装置である。操作者は表示装置５１を確認して状況に応じた指示を入力装置５０から入力する。
The
撮像装置５２はロボット１が把持するワークを撮像するための装置である。撮像装置５２は内部に固体撮像素子等からなるエリアセンサーを備え、エリアセンサーが撮像する画像を電気信号に変換して出力することが可能になっている。撮像装置５２は把持装置１７が移動可能な範囲内を撮像できるように設置されている。
The
メモリー４２は、ＲＡＭ、ＲＯＭ等の半導体メモリーや、ハードディスク、ＤＶＤ−ＲＯＭといった外部記憶装置を含む概念である。機能的には、ロボット１の動作の制御手順が記述されたプログラムソフト５４を記憶する記憶領域や、ロボット１の各稼動部の位置や姿勢を示す座標データである姿勢データ５５を記憶するための記憶領域が設定される。他にも、把持装置１７が目標とする場所に移動するときの各可動部が移動する予定の軌跡を示す軌跡データ５６を記憶するための記憶領域や、把持装置１７が把持するワークの形状に関するワークデータ５７を記憶するための記憶領域が設定される。他にも、ＣＰＵ４１のためのワークエリアやテンポラリーファイル等として機能する記憶領域やその他各種の記憶領域が設定される。
The
ＣＰＵ４１は、メモリー４２内に記憶されたプログラムソフト５４に従って、ワークのピッキング等の作業をするための制御を行うものである。具体的な機能実現部として、ロボット姿勢演算部５８、シミュレーション演算部５９、腕部制御部６０、手部制御部６１、ワーク位置検出部６２等を有する。
The
ロボット姿勢演算部５８は各可動部の姿勢を演算する機能を有する。ロボット姿勢演算部５８は第１モーター駆動回路４３を介して第１角度検出器６の出力を入力する。さらに、ロボット姿勢演算部５８は第１角速度センサー駆動回路４６を介して第１角速度検出器９の出力を入力する。次に、ロボット姿勢演算部５８は第１角速度検出器９の出力を積分することにより第１腕部８の角度を演算する。そして、第１角度検出器６及び第１角速度検出器９の出力を用いて第１腕部８の姿勢を検出する。同様に、ロボット姿勢演算部５８は第２モーター駆動回路４４を介して第２角度検出器１２の出力を入力する。さらに、ロボット姿勢演算部５８は第２角速度センサー駆動回路４７を介して第２角速度検出器１４の出力を入力する。次に、ロボット姿勢演算部５８は第２角速度検出器１４の出力を積分することにより第２腕部１３の角度を演算する。そして、第２角度検出器１２及び第２角速度検出器１４の出力を用いて第２腕部１３の姿勢を検出する。
The robot
シミュレーション演算部５９は、可動部を移動させる予定の軌跡を演算する機能を有する。ロボット姿勢演算部５８が各可動部の位置する場所を検出する。次に、シミュレーション演算部５９は、メモリー４２に記憶されたワークデータ５７を用いてワークが配置された場所を認識し、目標とするロボット１の姿勢を演算する。そして、シミュレーション演算部５９は各可動部の目標の姿勢と移動させる軌跡の推移を演算する。
The
腕部制御部６０は第１モーター駆動回路４３及び第２モーター駆動回路４４に駆動指示信号を出力する。そして、シミュレーション演算部５９の演算結果の通りに第１腕部８及び第２腕部１３を移動させる。
The
手部制御部６１は手部駆動回路４５に駆動指示信号を出力する。そして、把持装置１７を回転及び昇降させる。次に、手部制御部６１は把持装置１７を駆動させてワークを把持もしくは離させる。
The
ワーク位置検出部６２は撮像装置５２が撮像する画像の信号を入力して分析する。そして、ワークが位置する場所とワークの姿勢とを検出する機能を有する。そして、ワークの場所をワークデータ５７としてメモリー４２に格納する。
The workpiece
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、このロボットでは、第１モーター５が第１腕部８を回転し、第２角度検出器１２が第１腕部８の回転する角速度を検出する。そして、第１モーター５が振動を発生させるとき、振動は第１腕部８に伝播する。また、第１腕部８が移動及び停止するとき、第１腕部８自体が振動する。第１角速度検出器９に振動が加わるとき、第１角速度センサー２６は精度良く検出できない場合がある。減衰容器２３は第１腕部８から第１角速度センサー２６に伝わる振動を減衰させる為、第１角速度センサー２６に振動の影響を受け難くすることができる。この内容については、第２腕部１３の第２角速度検出器１４においても同様の効果を有する。
As described above, this embodiment has the following effects.
(1) According to this embodiment, in this robot, the
（２）本実施形態によれば、減衰容器２３に減衰部材が配置される。減衰部材は振動を減衰させる為、第１腕部８から第１角速度センサー２６へ振動を伝え難くすることができる。この内容については、第２腕部１３の第２角速度検出器１４においても同様の効果を有する。
(2) According to the present embodiment, the attenuation member is disposed in the
（３）本実施形態によれば、第１角速度センサー２６が配置された内装体２４を減衰容器２３が覆っている。従って、第１角速度センサー２６に伝播する振動はどの方向から来ても減衰容器２３を通るので、減衰容器２３は第１角速度センサー２６に伝播する振動を減衰させることができる。この内容については、第２腕部１３の第２角速度検出器１４においても同様の効果を有する。
(3) According to the present embodiment, the
（４）本実施形態によれば、第１角速度検出器９及び第２角速度検出器１４は振動の振幅が小さい場所に配置される。従って、振幅が大きい場所に配置されるときと比べて第１角速度検出器９及び第２角速度検出器１４に伝わる振動を小さくすることができる。
(4) According to the present embodiment, the first
（５）本実施形態によれば、第１角速度検出器９は第１モーター５及び第２モーター１１から離れている。従って、第１モーター５及び第２モーター１１が振動するときにも、第１モーター５及び第２モーター１１と近い場所に配置されるときと比べて、第１角速度検出器９に振動が伝わり難くすることができる。
(5) According to this embodiment, the first
（第２の実施形態）
次に、ロボットの一実施形態について図４（ａ）の第１角速度検出器を示す模式断面図を用いて説明する。本実施形態が第１の実施形態と異なるところは、図４（ａ）に示した第１角速度検出器の構造が異なる点にある。尚、第１の実施形態と同じ点については説明を省略する。
(Second Embodiment)
Next, an embodiment of the robot will be described with reference to a schematic cross-sectional view showing the first angular velocity detector in FIG. This embodiment is different from the first embodiment in that the structure of the first angular velocity detector shown in FIG. Note that description of the same points as in the first embodiment is omitted.
すなわち、本実施形態では、図４（ａ）に示したように、第１腕部８上に第１角速度検出器６５が配置されている。第１角速度検出器６５は第１の実施形態における第１角速度検出器９に相当するものである。第１角速度検出器６５は減衰部材からなる振動減衰部としての第１減衰板６６を備えている。第１減衰板６６は減衰容器２３と同様の材料により直方体に形成されている。
That is, in the present embodiment, as shown in FIG. 4A, the first
第１減衰板６６の上側には内装体２４が配置されている。そして、内装体２４の内部には第１角速度センサー２６、センサー駆動素子２７、コネクター２８等が実装された基板２５が配置されている。そして、内装体２４の上には内装用蓋部２４ａが配置されている。内装体２４及び内装体２４の内部については第１の実施形態と同様であり、説明を省略する。
The
内装用蓋部２４ａの上側には振動減衰部としての第２減衰板６７が配置されている。第２減衰板６７は第１減衰板６６と同じ材質にて直方体に形成されている。そして、第１減衰板６６と第２減衰板６７とで内装体２４を挟むように配置されている。第２減衰板６７には切込み６７ａが形成されている。そして、切込み６７ａを通過するように配線コード２９が配置され、配線コード２９は第２減衰板６７と接触するように配置されている。そして、配線コード２９が振動するとき、配線コード２９の振動が第２減衰板６７に吸収される。
A second damping
第２減衰板６７の上側には固定板６８が配置されている。固定板６８の外形は四角に形成され、四隅に近い場所に固定用孔６８ａが形成されている。そして、固定用孔６８ａにボルト６９を貫通させて第１腕部８に形成された雌ネジ８ｂと組み合わせることにより固定板６８が第１腕部８に固定されている。固定板６８は第１減衰板６６及び第２減衰板６７を介して内装体２４を上下方向から押えることにより、第１減衰板６６及び第２減衰板６７を弾性変形させている。そして、第１腕部８と固定板６８との間に配置されている各部材間に摩擦を生じさせている。従って、第１腕部８が回転するとき、内装体２４は第１腕部８に追従して回転するようになっている。
A fixed
固定板６８には孔６８ｂが形成されている。そして、配線コード２９が孔６８ｂを通過して配置されることにより、固定板６８の上側から下側へ配線コード２９が連続して配置されている。
A
第１腕部８が振動するとき、第１減衰板６６は第１腕部８から内装体２４へ伝わる振動を減衰させる。さらに、第１腕部８からボルト６９を介して固定板６８へ振動が伝播するとき、第２減衰板６７は固定板６８から内装体２４へ伝わる振動を減衰させる。従って、内装体２４の内部に配置された第１角速度センサー２６は第１腕部８の振動の影響を受け難くなっている。
When the
固定板６８の上側には配線支持部３０、支持部固定部３１、中継基板３２、中継コネクター３３等が配置される。これらの部材については、第１の実施形態と同様であり、説明を省略する。
On the upper side of the fixing
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、第１腕部８が振動するときにも、第１減衰板６６及び第２減衰板６７が振動を吸収する為、振動が内装体２４に伝わり難くなっている。従って、第１角速度センサー２６が振動の影響を受け難いようにすることができる。
As described above, this embodiment has the following effects.
(1) According to this embodiment, even when the
（２）本実施形態によれば、第１の実施形態における外装体２１に換えて固定板６８にて内装体２４を固定している。固定板６８は外装体２１に比べて単純な形状であり、加工しやすい形状となっている。従って、生産性良く第１角速度検出器６５を形成することができる。
(2) According to the present embodiment, the
（第３の実施形態）
次に、ロボットの一実施形態について図４（ｂ）の第１角速度検出器を示す模式断面図を用いて説明する。本実施形態が第１の実施形態と異なるところは、図４（ｂ）に示した第１角速度検出器の構造が異なる点にある。尚、第１の実施形態と同じ点については説明を省略する。
(Third embodiment)
Next, an embodiment of the robot will be described with reference to a schematic cross-sectional view showing the first angular velocity detector in FIG. This embodiment is different from the first embodiment in that the structure of the first angular velocity detector shown in FIG. 4B is different. Note that description of the same points as in the first embodiment is omitted.
すなわち、本実施形態では、図４（ｂ）に示したように、第１腕部８上に第１角速度検出器７２が配置されている。第１角速度検出器７２は第１の実施形態における第１角速度検出器９に相当するものである。第１角速度検出器７２は減衰部材からなる振動減衰部としての減衰台７３を備えている。減衰台７３の減衰材料には制振鋼板、制振合金等を用いることができる。制振鋼板は損失係数の大きな樹脂を鋼板と重ねて形成されている。制振合金には片状黒鉛鋳鉄、マグネシウム合金、サイレンタロイ（Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ）、ニッケル−チタン合金、マンガン−銅合金等を用いることができる。
That is, in the present embodiment, as shown in FIG. 4B, the first
減衰台７３は第１腕部８に接して配置され、減衰台７３の第１腕部８側にはフランジ部７３ａが形成されている。フランジ部７３ａには複数の孔７３ｂが形成されている。そして、孔７３ｂにボルト２２を貫通させて第１腕部８に形成された雌ネジ８ｂと組み合わせることにより減衰台７３が第１腕部８に固定されている。
The attenuation table 73 is disposed in contact with the
減衰台７３上には基板２５が配置され、基板２５上には第１角速度センサー２６、センサー駆動素子２７、コネクター２８等が実装されている。そして、コネクター２８には配線コード２９が接続されている。基板２５及び基板２５上の素子については第１の実施形態と同様であり、説明を省略する。また、減衰台７３上には配線支持部７４が配置されている。そして、配線コード２９は配線支持部７４に支持されている。そして、配線コード２９はコネクター２８と配線支持部７４との間で弛むように配置されている。
The
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、第１腕部８が振動するときにも、減衰台７３が振動を吸収する為、振動が第１角速度センサー２６に伝わり難くなっている。従って、第１角速度センサー２６が振動の影響を受け難いようにすることができる。
As described above, this embodiment has the following effects.
(1) According to the present embodiment, even when the
（２）本実施形態によれば、第１腕部８と基板２５との間に減衰台７３を配置した構造となっている。第１角速度検出器７２は簡単な構造であり、部品数が少ない構造となっている。従って、生産性良く第１角速度検出器７２を製造することができる。
(2) According to the present embodiment, the attenuation table 73 is disposed between the
尚、本実施形態は上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変更や改良を加えることも可能である。変形例を以下に述べる。
（変形例１）
前記第１の実施形態では、第１腕部８において振幅の分布を調査して、振幅の小さい場所に第１角速度検出器９を配置した。第１モーター５と第２モーター１１とが生じる振動が同程度のときには、第１角速度検出器９を設定する場所を第１モーター５と第２モーター１１との中点に設定しても良い。第１モーター５と第２モーター１１とが振動するときにも第１角速度検出器９に振動が伝わり難くすることができる。そして、第１腕部８の振幅を調査することを削減できるので、生産性良くロボット１を設計することができる。
In addition, this embodiment is not limited to embodiment mentioned above, A various change and improvement can also be added. A modification will be described below.
(Modification 1)
In the first embodiment, the amplitude distribution in the
（変形例２）
前記第１の実施形態では、ロボット姿勢演算部５８は第１角度検出器６と第１角速度センサー２６との出力を用いて第１腕部８の姿勢を検出した。第１角速度センサー２６の検出精度が良い場合には第１角速度センサー２６の出力だけを用いて第１腕部８の姿勢を検出しても良い。同様に、第２角速度センサー５３の検出精度が良い場合には第２角速度センサー５３の出力だけを用いて第１腕部８の姿勢を検出しても良い。第１腕部８の姿勢を演算するときに、２つのセンサーの出力の整合性をとる必要がなくなる為、ロボット姿勢演算部５８が第１腕部８の姿勢を演算する手順を簡便にすることができる。
(Modification 2)
In the first embodiment, the robot
（変形例３）
前記第２の実施形態では、第１角速度検出器６５を第１腕部８に配置したが、第２腕部１３に適用しても良い。前記第３の実施形態では、第１角速度検出器７２を第１腕部８に配置したが、第２腕部１３に適用しても良い。この場合にも同様の効果を得ることができる。
(Modification 3)
In the second embodiment, the first
（変形例４）
前記第１の実施形態では、第１腕部８において振動の振幅の小さい場所に第１角速度検出器９が配置された。このとき、第１角速度検出器９を配置した場所は第１モーター５と第２モーター１１との間であった。第１腕部８が直線状でなく複数の柱状の部材が配置されている場合には、第１モーター５と第２モーター１１等の振動源の間に第１角速度検出器９を配置しなくとも良い。振動源から離れた部材上の場所に第１角速度検出器９を配置しても良い。
(Modification 4)
In the first embodiment, the first
図５（ａ）及び図５（ｂ）は、ロボットの模式上面図であり、図５（ｃ）は、ロボットの構成を示す模式断面図である。図５（ａ）に示すように、ロボット７７は第１腕部８を備えている。そして、第１腕部８の第１モーター５側に接続して第３腕部７８が配置されている。そして、第３腕部７８において第１腕部８と接していない側の端には第１角速度検出器９が配置されている。さらに、ロボット７７は第２腕部１３を備えている。そして、第２腕部１３の第２モーター１１側に接続して第４腕部７９が配置されている。そして、第４腕部７９において第２腕部１３と接していない側の端には第２角速度検出器１４が配置されている。
5A and 5B are schematic top views of the robot, and FIG. 5C is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the robot. As shown in FIG. 5A, the
図５（ｂ）に示すように、ロボット８０は第１腕部８を備えている。そして、第１腕部８の第２モーター１１側に接続して第５腕部８１が配置されている。そして、第５腕部８１において第１腕部８と接していない側の端には第１角速度検出器９が配置されている。さらに、ロボット８０は第２腕部１３を備えている。そして、第２腕部１３の回転装置１５側に接続して第６腕部８２が配置されている。そして、第６腕部８２において第２腕部１３と接していない側の端には第２角速度検出器１４が配置されている。
As shown in FIG. 5B, the
図５（ｃ）に示すように、ロボット８３は第１腕部８を備えている。そして、第１腕部８の中央から第１モーター５の軸方向に延在する第７腕部８４が配置されている。そして、第７腕部８４において第１腕部８と反対側の端には第１角速度検出器９が配置されている。さらに、ロボット８３は第２腕部１３を備えている。そして、第２腕部１３の中央から第２モーター１１の軸方向に延在する第８腕部８５が配置されている。そして、第８腕部８５において第２腕部１３と反対側の端には第２角速度検出器１４が配置されている。以上のように振動源であるモーターから離れた場所に第１角速度検出器９及び第２角速度検出器１４を配置することにより、第１角速度検出器９及び第２角速度検出器１４に振動を伝わり難くすることができる。
As shown in FIG. 5C, the
（変形例５）
前記第１の実施形態では、第１腕部８及び第２腕部１３が振動するときに振幅を測定して振幅の小さい場所を検出した。第１腕部８及び第２腕部１３の振動状態をシミュレーションすることにより、振幅の小さい場所を検出しても良い。第１モーター５、第２モーター１１等を振動源にして振動周波数を変化させて、第１腕部８及び第２腕部１３の振動モードを解析しても良い。振幅の小さい場所を精度良く設定することができる。
(Modification 5)
In the first embodiment, when the
１，７７，８０，８３…ロボット、５…駆動部としての第１モーター、８…腕部としての第１腕部、１１…駆動部としての第２モーター、１３…腕部としての第２腕部、２３…振動減衰部としての減衰容器、２４ａ…振動減衰部としての内装用蓋部、２６…角速度検出部としての第１角速度センサー、５３…角速度検出部としての第２角速度センサー、６６…振動減衰部としての第１減衰板、６７…振動減衰部としての第２減衰板、７３…振動減衰部としての減衰台、７８…腕部としての第３腕部、７９…腕部としての第４腕部、８１…腕部としての第５腕部、８２…腕部としての第６腕部、８４…腕部としての第７腕部、８５…腕部としての第８腕部。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記腕部が回転する角速度を検出する角速度検出部と、
前記腕部から前記角速度検出部に伝わる振動を減衰させる振動減衰部と、を有することを特徴とするロボット。 An arm part, and a drive part for rotating the arm part;
An angular velocity detector that detects an angular velocity at which the arm rotates;
And a vibration attenuating unit for attenuating vibration transmitted from the arm to the angular velocity detecting unit.
前記振動減衰部は減衰部材を有し、前記減衰部材が前記腕部と前記角速度検出部との間に配置されることを特徴とするロボット。 The robot according to claim 1,
The vibration damping unit includes a damping member, and the damping member is disposed between the arm unit and the angular velocity detection unit.
前記減衰部材は、前記角速度検出部を覆って配置されることを特徴とするロボット。 The robot according to claim 2,
The robot according to claim 1, wherein the damping member is disposed so as to cover the angular velocity detection unit.
前記角速度検出部は前記腕部において振幅が小さい場所に配置されることを特徴とするロボット。 The robot according to claim 3,
The robot according to claim 1, wherein the angular velocity detection unit is disposed at a location where the amplitude of the arm is small.
前記角速度検出部は前記腕部において前記駆動部と離れている場所に配置されることを特徴とするロボット。 The robot according to claim 4,
The said angular velocity detection part is arrange | positioned in the place which is distant from the said drive part in the said arm part.
前記腕部に複数の前記駆動部が配置され、隣り合う前記駆動部の中点に前記角速度検出部が配置されることを特徴とするロボット。 The robot according to claim 5,
A robot characterized in that a plurality of the drive units are arranged on the arm unit, and the angular velocity detection unit is arranged at a midpoint between the adjacent drive units.
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