JP2021160055A - 駆動装置、ロボット装置、通信装置、駆動装置の制御方法、ロボット装置の制御方法、通信装置の通信方法、ロボット装置を用いた物品の製造方法、制御プログラム及び記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】無線通信の安定性を向上させる。【解決手段】第１リンクと、第２リンクと、電波を送信および受信が可能な第１電波装置と、電波を送信および受信が可能な第２電波装置と、を備え、第１電波装置および第２電波装置は、第１リンクまたは第２リンクの回転範囲において第１リンクまたは第２リンクがどの位置に位置したとしても、第１電波装置から送信された電波が第２電波装置に到達するように第１リンクまたは第２リンクにそれぞれ設けられている、ことを特徴とする駆動装置を採用した。【選択図】図８

Description

本発明は、駆動装置に関する。

近年、製品を製造する生産ラインにおいて、生産装置として多関節のロボットアームを備えたロボット装置が用いられている。この種のロボットアームは、エンドエフェクタとして先端に、例えば把持装置としてのロボットハンドや、その他の工具などのツールを設けてワークを操作し、工業製品やその部品などの物品の製造を行う。

エンドエフェクタとして機能するロボットハンドには、ワークを把持するための指部が設けられており、ロボットハンドに内蔵されたモータの回転力をギアにより直線動作へ変換して指部に伝えワークを把持する。

エンドエフェクタに内蔵されるモータとして例えばＡＣサーボモータ、ステッピングモータ、ＤＣモータ等が用いられる。従来、エンドエフェクタに内蔵されたモータの制御を行うための制御信号を、モータに送信する場合、ロボットアーム内に通信ケーブルを引き回し、通信ケーブルを介して行うことが一般的であった。

しかしながら、ロボットアームは常に動いているため、ロボットアーム内部で使用する通信ケーブルには耐屈曲性が要求される。またロボットハンドの制御においては、指部の数や搭載するセンサの数により様々な信号を送るため、通信ケーブルの本数が多くなってしまう。そのため通信ケーブルの耐屈曲性がさらに落ちるという課題があった。特にロボットアームの関節部は駆動源が備えられており、リンク間で常に回転または揺動動作が行われるため、通信ケーブルを配線するのが困難である。このような配線に関する課題はロボット装置だけでなく種々の生産装置においても存在している。

上記のような課題に対し、特許文献１では、ロボットアームの関節部で無線通信の一つである光通信によりロボット装置の無線通信を行う方法が述べられている。関節部を構成する構造体に囲われた空間内で発光素子により送信し、空間内を伝送した光を受光素子により受信する。ロボットアームの関節部で無線伝送を行えば、動きの激しい関節部に通信ケーブルを配線する必要がなくなるため、上記課題を解決することができる。

特開２０１７−２２０８７２号公報

しかしながら特許文献１に記載の技術は、関節がある特定の位置に位置していなければ送信部と受信部が対向しない構成となっている。そのため、関節が回転している最中に通信を行うとなると、送信部と受信部が向かい合わない状況が生じるため無線通信の安定性を低減してしまう可能性がある。

上記課題を鑑み、本発明は、第１リンクと、第２リンクと、電波を送信および受信が可能な第１電波装置と、電波を送信および受信が可能な第２電波装置と、を備え、前記第１電波装置および前記第２電波装置は、前記第１リンクまたは前記第２リンクの回転範囲において前記第１リンクまたは前記第２リンクがどの位置に位置したとしても、前記第１電波装置から送信された電波が前記第２電波装置に到達するように前記第１リンクまたは前記第２リンクにそれぞれ設けられている、ことを特徴とする駆動装置を採用した。

本発明によれが無線通信の安定性を向上させることができる。

実施形態におけるロボット装置１００の概略図である。 実施形態におけるロボット装置１００の制御ブロック図である。 実施形態における関節間の無線通信を説明するための模式図である。 図３の変形例を示した模式図である。 実施形態における送受信機２９−２の構成図である。 実施形態におけるアンテナ３０−２、３０−３ａとフレキ３２の概略図である。 実施形態におけるアンテナ３０−２、３０−３ａの配置図である。 実施形態におけるアンテナ３０−２、３０−３ａの配置図である。 実施形態におけるアンテナ３０−２、３０−３ａの変形例を示した概略図である。 実施形態におけるアンテナ３０−２、３０−３ａの変形例を示した概略図である。 実施形態におけるアンテナ３０−２、３０−３ａの変形例を示した概略図である。 実施形態におけるアンテナ３０−１、３０−０の配置図である。

以下、添付図面を参照して本発明を実施するための形態につき説明する。なお、以下に示す構成はあくまでも一例であり、例えば細部の構成については本発明の趣旨を逸脱しない範囲において当業者が適宜変更することができる。また、本実施形態で取り上げる数値は、参考数値であって、本発明を限定するものではない。

（第１の実施形態）
図１は、本実施形態におけるロボット装置１００を、ＸＹＺ座標系の任意の方向から見た平面図である。なお以下の図面において、図中の矢印Ｘ、Ｙ、Ｚはロボット装置１００全体の座標系を示す。一般に、ロボット装置を用いたロボットシステムでは、ＸＹＺ３次元座標系は、設置環境全体のグローバル座標系の他に、制御の都合などによって、ロボットハンド、指部などに関して適宜ローカル座標系を用いる場合がある。本実施形態ではロボット装置１００全体の座標系をＸＹＺ、ローカル座標系をｘｙｚで表すものとする。

図１に示すように、ロボット装置１００は、多関節のロボットアーム本体２００、ロボットハンド本体３００、ロボット装置全体の動作を制御する制御装置４００を備えている。

また、制御装置４００に教示データを送信する教示装置としての外部入力装置５００を備えている。外部入力装置５００の一例としてティーチングペンダントが挙げられ、作業者がロボットアーム本体２００やロボットハンド本体３００の位置を指定するのに用いる。

本実施形態では、エンドエフェクタとしてロボットアーム本体２００の先端部に設けられるものが、ロボットハンドである場合について説明するが、これに限定するものではなく、ツール等であってもよい。

ロボットアーム本体２００の基端となるリンク２０１は、基台２１０に設けられている。

ロボットハンド本体３００は、部品やツール等の対象物を把持するものである。本実施形態のロボットハンド本体３００は不図示の駆動機構およびモータ３１１により２本の指部を開閉し、ワークの把持ないし開放を行う。ワークをロボットアーム本体２００に対して相対的に変位させないように把持できれば良い。

またロボットハンド本体３０には、モータ３１１の駆動を制御するためのハンド用モータドライバ３０１が内蔵されている。

ロボットハンド本体３００はリンク２０４に接続され、リンク２０４が回転することで、ロボットハンド本体３００も回転させることができる。

ロボットアーム本体２００は、複数の関節、例えば４つの関節（４軸）を有している。ロボットアーム本体２００は、各関節Ｊ_１〜Ｊ_４を各回転軸まわりにそれぞれ回転駆動させる複数（４つ）のサーボモータ２１１〜２１４を有している。さらに各関節Ｊ_１〜Ｊ_４には、各モータ２１１〜２１４の駆動を制御するアーム用モータドライバ５１〜５４が設けられている。

ロボットアーム本体２００は、複数のリンク２０１〜２０４が各関節Ｊ_１〜Ｊ_４で回転可能に連結されている。ここで、ロボットアーム本体２００の基端側から先端側に向かって、リンク２０１〜２０４が順に直列に連結されている。

同図より、ロボットアーム本体２００の基台２１０とリンク２０１はＸ軸周りで回転する関節Ｊ_１で接続されている。

ロボットアーム本体２００のリンク２０１とリンク２０２は関節Ｊ_２で接続されている。関節Ｊ_２の回転軸は、図示の状態ではＹ軸方向に一致している。

ロボットアーム本体２００のリンク２０２とリンク２０３は関節Ｊ_３で接続されている。この関節Ｊ_３の回転軸は、図示の状態ではＹ軸方向に一致している。

ロボットアーム本体２００のリンク２０３とリンク２０４とは、関節Ｊ_４で接続されている。この関節Ｊ_４の回転軸は、図示の状態ではＹ軸方向に一致している。

以上によりロボットアーム本体２００は、可動範囲の中であれば、任意の３次元位置で任意の３方向の姿勢に、ロボットアーム本体２００のエンドエフェクタ（ロボットハンド本体３００）を向けることができる。

ここで、ロボットアーム本体２００の手先とは、本実施形態では、ロボットハンド本体３００のことである。ロボットハンド本体３００が物体を把持している場合は、ロボットハンド本体３００と把持している物体（例えば部品やツール等）とを含めてロボットアーム本体２００の手先という。

つまり、ロボットハンド本体３００が物体を把持している状態であるか物体を把持していない状態であるかにかかわらず、エンドエフェクタであるロボットハンド本体３００を手先という。

以上の構成により、ロボットアーム本体２００によりロボットハンド本体３００を任意の位置に動作させ、所望の作業を行わせることができる。所望の作業とは例えば、ワークを把持し、所定のワークに組み付け、物品の製造を行う等の作業である。

なおロボットハンド本体３００は、例えば空気圧駆動のエアハンドなどのエンドエフェクタ等であっても良い。

またロボットハンド本体３００は、リンク２０４に対してビス止めなどの半固定的な手段によって装着されるか、あるいは、ラッチ止めなどの着脱手段によって装着可能であるものとする。

特に、ロボットハンド本体３００が着脱可能である場合は、ロボットアーム本体２００を制御して、ロボットアーム本体２００自身の動作によって供給位置に配置された複数種類のロボットハンド本体３００を着脱ないし交換する方式も考えられる。

また本実施形態の制御装置４００は、ロボット装置１００に電力を供給するための電源装置としての機能も併せ持っている。

モータ３１１への電力は、電源ケーブル１を介して、制御装置４００からモータ３１１に供給されるものとする。同様に各関節Ｊ_１からＪ_４に設けられているモータ２１１〜２１４への電力供給も電源ケーブル１により行われるものとする。

さらに、制御装置４００と、ロボットハンド本体３００に内蔵されたハンド用モータドライバ３０１、およびアーム用モータドライバ５１〜５４との通信を行うために、通信ケーブル２がロボットアーム本体２００の内部に設けられている。

通信ケーブル２は後述する無線通信装置により、各関節Ｊ_１〜Ｊ_４には配線されないように構成されている。図１では制御装置４００とアームモータ用ドライバ５１間を接続する通信ケーブルを通信ケーブル２−１と呼称する。アームモータ用ドライバ５１とアームモータ用ドライバ５２間を接続する通信ケーブルを通信ケーブル２−２と呼称する。アームモータ用ドライバ５２とアームモータ用ドライバ５３間を接続する通信ケーブルを通信ケーブル２−３と呼称する。アームモータ用ドライバ５３とアームモータ用ドライバ５４間を接続する通信ケーブルを通信ケーブル２−４と呼称する。アームモータ用ドライバ５４とハンド用モータドライバ３０１間を接続する通信ケーブルを通信ケーブル２−５と呼称する。上記通信ケーブル２と後述する無線通信装置により各モータ２１１〜２１４、３１１と制御装置４００が通信可能となっている。

図２は、本実施形態におけるロボット装置１００の構成を示すブロック図である。ロボットアーム制御装置４００は、コンピュータで構成されており、制御装置４００は、コンピュータで構成されており、制御部（処理部）としてのＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）４０１を備えている。

また制御装置４００は、記憶部として、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）４０２、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）４０３、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）４０４を備えている。また、制御装置４００は、記録ディスクドライブ４０５を備え、各種のインタフェース４０６〜４０９と４１１と通信可能に接続されている。

ＣＰＵ４０１には、ＲＯＭ４０２、ＲＡＭ４０３、ＨＤＤ４０４、記録ディスクドライブ４０５、各種のインタフェース４０６〜４０９と４１１が、バス４１０を介して接続されている。

ＲＯＭ４０２には、ＣＰＵ４０１に、演算処理を実行させるためのプログラム４３０が格納されている。ＣＰＵ４０１は、ＲＯＭ４０２に記録（格納）されたプログラム４３０に基づいてロボット制御方法の各工程を実行する。

ＲＡＭ４０３は、ＣＰＵ４０１の演算処理結果等、各種データを一時的に記憶する記憶装置である。

ＨＤＤ４０４は、ＣＰＵ４０１の演算処理結果や外部から取得した各種データ等を記憶する記憶装置である。

記録ディスクドライブ４０５は、記録ディスク４３１に記録された各種データやプログラム等を読み出すことができる。

外部入力装置５００はインタフェース４０６に接続されている。ＣＰＵ４０１はインタフェース４０６及びバス４１０を介して外部入力装置５００からの教示データの入力を受ける。

各関節Ｊ_１〜Ｊ_４をそれぞれ駆動するモータ２１１〜２１４と、ロボットハンド本体３００の指部を駆動するモータ３１１には、それぞれのモータに設けられたセンサ部２２１〜２２４と、センサ部３２１とを備えている。

ここで、センサとはモータ２１１〜２１４、３２１の回転軸の回転角度を検出する角度センサであり、磁気式エンコーダ、光学式エンコーダ等がある。

またエンコーダの機能としてはアブソリュートエンコーダ機能とインクリメントエンコーダ機能がある。インクリメントエンコーダは１回転におけるモータの角度を検出するものだが、アブソリュートエンコーダは多回転したモータの回転数までカウントできる。

本実施形態のロボットアームは、３６０°以上回転を行う関節が存在するため、アブソリュートエンコーダを用いるものとする。

アーム用モータドライバ５１〜５４は、インタフェース４０９に接続されている。インタフェース４０９は各関節Ｊ_１〜Ｊ_４に設けられているものとする。ＣＰＵ４０１は、アーム用モータドライバ５１〜５４、インタフェース４０９及びバス４１０を介して各センサ部２２１〜２２４６から検出結果を取得する。また、ＣＰＵ４０１は、各関節の指令値のデータを所定時間間隔でバス４１０及びインタフェース４０９を介してサーボ制御部２３０に出力する。

同様にハンド用モータドライバ３０１も、インタフェース４１１に接続され、バス４１０を介してＣＰＵ４０１と通信可能に設けられている。ＣＰＵ４０１は、ハンド用モータドライバ３０１、バス４１０及びインタフェース４１１を介してセンサ部３２１から検出結果を取得する。また、ＣＰＵ４０１は、各指部の指令値のデータを所定時間間隔でバス４１０及びインタフェース４１１を介してハンド用モータドライバ３０１に出力する。

インタフェース４０７には、モニタ４２１が接続されており、モニタ４２１には、ＣＰＵ４０１の制御の下、各種画像が表示される。インタフェース４０８は、書き換え可能な不揮発性メモリや外付けＨＤＤ等の記憶部である外部記憶装置４２２が接続可能に構成されている。

なお本実施形態では、コンピュータ読み取り可能な記録媒体がＨＤＤ４０４であり、ＨＤＤ４０４にプログラム４３０が格納される場合について説明するが、これに限定するものではない。プログラム４３０は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であれば、いかなる記録媒体に記録されていてもよい。

例えば、プログラム４３０を供給するための記録媒体としては、ＲＯＭ４０２、記録ディスク４３１、外部記憶装置４２２等を用いてもよい。具体例を挙げて説明すると、記録媒体として、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性メモリ、ＲＯＭ等を用いることができる。

次に本実施形態のロボットアーム本体２００の各関節に用いられる無線通信装置について詳述する。図３は無線により信号伝送を行う際の配線構成に概略図である。また図３ではリンク２０１からリンク２０３までに配線構造について述べる。

図３よりリンク２０１内部を通ってきた配線２−２は送受信機２９−２に入る。送受信機２９−２では入力された信号を変調し、電波装置としてのアンテナ３０−２へ送る。アンテナ３０−２は、入力された信号を電磁波として放射し、関節Ｊ_２内のアンテナ３０−３ａで受信される。

アンテナ３０−３ａで受信された信号はリンク２０２内の送受信機２９−３ａへ配線２−３を介して送られる。送受信機２９−３ａは信号を復調し、リンク２０２内を伝送する。伝送信号はＲＳ４８５等の１２０Ω伝送系の信号でも良いし、７５Ωや５０Ω系の信号、あるいはインピーダンスマッチングを取らない信号でも良い。信号形態もシングルエンド系の信号でも差動系の信号でも良い。伝送された信号はリンク２０３内の送受信機２９−３ｂにより再び変調され関節Ｊ_３内のアンテナ３０−３ｂへ送られる。

アンテナ３０−３ｂは送られた信号を電磁波として放射し、関節Ｊ_３内のアンテナ３０−４で受信される。そしてリンク２０３内にある送受信機２９−４に送られ同様に復調され配線２−４を介して次の送受信機へ送られる。

図３ではリンク２０２内を通る信号を２つの送受信機２９−３ａ、２９−３ｂを用いて一旦無線信号から通常の信号に戻している。しかしながら、例えば図４のように送受信機２９−２で変調された無線信号をアンテナ３０−２で送信する。そして、リンク２０２内に配線される配線２−３につながるアンテナ３０−３ａで受信し、配線２−３を用いて無線周波数のままリンク２０２内を伝送し、アンテナ３０−３ｂから電磁波として放射してもよい。その場合リンク２０２内で使用する伝送線路は５０Ω系の同軸ケーブルやマイクロストリップライン等を用いる。

次に各送受信機について詳述する。図５は送受信機２９−２の回路図である。上述した他の送受信機も図５と同様の構成であるものとする。図５において発振器４１はＰＬＬ（ＰＨＡＳＥ ＬＯＯＫ ＬＯＯＰ）により搬送波周波数、ＩＦ周波数など必要な信号を発生する。変調器４０は発振器４１からの搬送波信号を用いて送信データ４９を変調する。

変調方式は電波形式に合わせて、ＣＣＫ（ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ ｃｏｄｅ ｋｅｙｉｎｇ）、ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）等の方式を用いる。変調された信号は送信アンプ４２により必要な送信出力へ増幅し、フィルタ４３で搬送波を中心とした周波数のみに制限する。以上により送信動作を行うことができる。

またアンテナＳＷ４８により受信動作に切り換えることも可能である。アンテナＳＷ４８はアンテナ３０−２を送信アンプ４２の回路へ接続するか受信アンプ４４の回路に接続するか切り換えるためのＳＷである。送受信周波数が大きく違う場合はフィルタ４３の特性を送信動作と受信動作で変えることにより送信アンプと受信アンプを分離できるのでアンテナＳＷは必要無い。また、送信、受信でそれぞれ別々にアンテナを用意しても構わない。

受信アンプ４４は、アンテナ３０−２が受信しアンテナＳＷ４８を経てフィルタ４３によって搬送波付近の周波数のみとなった微小信号を復調処理できるレベルまで増幅する。受信アンプ４４によって増幅された信号は混合器４５で発振器４１によって生成された中間周波数と混合され、その後は中間周波数で処理される。中間周波数となった信号はＩＦフィルタ４６で目的の周波数を選択して復調器４７にて受信データ５０とする。以上により受信動作を行うことができる。

次に本実施形態におけるロボットアーム本体２００の各関節に配置される各アンテナについて詳述する。図６は関節Ｊ_２に配置されるアンテナ３０−２、３０−３ａの形状を示す概略図である。図７は関節Ｊ_２に配置された際のアンテナ３０−２、３０−３ａの概略図である。

図６より、本実施形態ではアンテナ３０−２、３０−３ａとして方形マイクロストリップアンテナを用いる。アンテナ３０−２、３０−３ａの基台は形状を可変することが可能かつ誘電体となるフレキ３２にすることにより、関節Ｊ_２のようなラジアル状の空間にも容易に配置できる。さらに、空間に電波を放射し電界を生じさせる共に、その電界の変化を電流として生じさせることで、送信および受信を行うアンテナ面としての電極３３を、配置する関節Ｊ_２が回転しても通信可能なように変形可能な部材であるフレキ３２に複数配置する。本実施形態では複数の電極３３を設けたフレキ３２を含めたアンテナ３０−２、３０−３ａを電波装置として使用する。また、アンテナ３０−２とアンテナ３０−３ａの間の空間は条件により電波吸収体等を配置してもよい。本実施形態では送信および受信を行うアンテナ面としての素子を電極により構成したが、磁極により構成しても構わない。また図６における電極３３は、５Ｇ通信等、通信において直進性が高く、電極３３による通信可能な範囲が狭い場合を想定している。

フレキ３２に配置される電極３３は例えばマイクロストリップライン３６で接続し、ＰＣＢ（Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ）パターンとして構成する。位相を制御するためにマイクロストリップライン３６の長さは適宜調整してよい。そしてマイクロストリップライン３６はフレキ３２から引き出され各送受信機及び配線に接続される。尚、アンテナ３０−２、３０−３ａは方形マイクロストリップアンテナに限ったものではなく、円形マイクロストリップアンテナ、スロットアンテナ等を用いてもよい。

次に図７を用いて関節Ｊ_２にアンテナ３０−２、３０−３ａを設置する場合について詳述する。図７では関節Ｊ_２のＸＺ断面図を示す。アンテナ３０−２はリンク２０１にフレキ３２により円形に配置されている。同様にアンテナ３０−３ａもリンク２０２にフレキ３２により円形に配置されている。本実施形態では電極３３をアンテナ３０−２、３０−３ａそれぞれに８つずつ配置する。

ここで、電極３３の配置において、アンテナ３０−２に配置される複数の電極３３の各間隔Ｄが、アンテナ３０−３ａに配置される電極３３の幅Ｌよりも小さくなるように配置している。幅Ｌとはリンク２０１およびリンク２０２の回転方向θにおける、アンテナ３０−３ａに配置される電極３３の長さである。これにより、図８より、アンテナ３０−３ａの電極３３の幅Ｌの中央と間隔Ｄの中央とが対向する位置にリンク２０２を回転させる。しかしながら、アンテナ３０−３ａの１つの電極３３に対して、アンテナ３０−２の２つの電極３３のそれぞれの一部がリンクの回転中心Ｃの径方向ｒにおいて向かい合う。

以上により、リンク２０１またはリンク２０２の回転範囲においてリンク２０１またはリンク２０２がどの位置に位置したとしてもアンテナ３０−２とアンテナ３０−３ａのそれぞれの電極３３は常に一部が向かい合った状態を維持する。よって安定した通信を可能な状態を維持することができる。特に５Ｇ通信等、通信において直進性が高く、電極３３による通信可能な範囲が狭い場合に効果を発揮する。よって関節Ｊ_２の回転動作によらず安定して通信を行うことが可能となる。さらに、ロボット内の配線を削減し、コストダウンと小型化が可能となる。

電極３３の通信可能な範囲がある程度広い場合は、図９のように範囲Ｓが、リンク２０２の内周部を網羅するようにリンク２０１の電極３３を配置する。これにより、リンク２０２の内周部はどの位置にリンク２０２の電極３３が位置しても通信可能となるため、リンク２０２に設ける電極３３が一つでも通信可能となる。よって関節Ｊ２の回転動作によらず安定して通信を行うことが可能となる。さらに、ロボット内の配線を削減、電極の数も減らすことができ、コストダウンと小型化が可能となる。図９ではリンク２０２の電極３３を一つとしたが、リンク２０２側の電極３３を複数とし、リンク２０１側の電極３３を一つとしても構わない。

また、図１０のように複数の電極３３をアンテナセレクタ３７で切り換える構成を取っても良い。その場合、各電極３３からマイクロストリップライン３６を引き出し、アンテナセレクタ３７で切り換える。図１０のアンテナセレクタ３７は１つであるが複数のアンテナセレクタを用いてもよい。また電極３３からの信号をそれぞれ処理してビームフォーミングを行っても良い。

また各送受信機により送信と受信を同時に行いたい場合、各アンテナは２波以上の電波を用いる。その場合は図１１のように、例えば第１の周波数用の電極３３と第２の周波数用の電極３３を方形マイクロストリップアンテナで上下に構成して送受を行う。図１１のアンテナを用いる場合には、リンク２０１、２０２において、第１の周波数用の電極３３同士、第２の周波数用の電極３３同士が図７に示す位置関係となるように配置すればよい。以上により、ロボットアームの関節部における信号送受を無線により安定して行うことが可能となる。

（第２の実施形態）
上述した第１の実施形態では、ロボット装置の関節にフレキを用いたアンテナを設けたが、これに限られない。例えばリフレクタを用いても本発明の効果を得ることができる。以下では、第１の実施形態とは異なるハードウェアや制御系の構成の部分について図示し説明する。また、第１の実施形態と同様の部分については上記と同様の構成ならびに作用が可能であるものとし、その詳細な説明は省略するものとする。ロボットの構成等については実施形態１と違いは無いので説明を省略する。

図１２は本実施形態におけるロボットアーム本体２００の関節Ｊ_１を模式的に表した図である。簡略化のため図で表してはいないが、関節Ｊ_１の上部にリンク２０１、下部に基台２１０が配置されるものとする。また本実施形態における通信を行うアンテナはビームアンテナを用いるものとする。よって本実施形態ではアンテナそのものを電波装置として使用する。基台２１０にはアンテナ３０−０、リンク２０１にはアンテナ３０−１が設けられる。

本実施形態が第１実施形態と大きく異なる点は、アンテナから放射された電磁波を反射するリフレクタ６０を備えている点である。リフレクタ６０は、反射面がアンテナ３０−０から引いたＸ軸＋方向に伸ばした直線Ｍに対し４５度傾斜し、アンテナ３０−１からＺ軸−方向に伸ばした直線Ｎに対しても４５度傾斜する位置に配置される。さらにアンテナ３０−１とリフレクタ６０とは、リンク２０１が基台２１０に対して回転方向θに相対回転した場合でも両者の相対的な位置関係が維持されるようにリンク２０１に設けられている。図１２では、リンク２０１が回転すると、アンテナ３０−１はリンク２０１の回転方向に沿って旋回する。リフレクタ５０はリンク２０１が回転してもアンテナ３０−１と対向する位置に留まり、リンク２０１の回転方向に自転する。また、リンク２０１と基台２１０とつなぎ目部分は空洞Ｈが設けられる。

以上により、リンク２０１の回転範囲においてリンク２０１がどの位置に位置したとしても、アンテナ３０−０から放射された電磁波は所定の角度傾斜されたリフレクタ６０で反射され、アンテナ３０−１に到達する。同様に、アンテナ３０−１から電磁波が放射される場合でも、リフレクタ６０で反射し、アンテナ３０−０に到達する。

よって関節Ｊ_１の回転動作によらず安定して通信を行うことが可能となる。さらに、ロボットアーム内の配線を削減し、コストダウンと小型化が可能となる。尚、アンテナ３０−０とアンテナ３０−１との通信は交互に行いっても良いし、２つの周波数用アンテナを用意して同時送受信しても良い。

上述した種々の実施形態の送受信手順は具体的には各送受信機２９により実行されるものとして説明した。しかし、上述した機能を実行可能なソフトウェアの制御プログラムおよびそのプログラムを記録した記録媒体を別の通信装置に搭載させて実施しても良い。従って上述した機能を実行可能なソフトウェアの制御プログラムおよびそのプログラムを記録した記録媒体、通信装置は本発明を構成することになる。

また、上記実施形態では、コンピュータで読み取り可能な記録媒体がＲＯＭ或いはＲＡＭであり、ＲＯＭ或いはＲＡＭに制御プログラムが格納される場合について説明したが、本発明はこのような形態に限定されるものではない。

本発明を実施するための制御プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であれば、いかなる記録媒体に記録されていてもよい。例えば、制御プログラムを供給するための記録媒体としては、ＨＤＤ、外部記憶装置、記録ディスク等を用いてもよい。

（その他の実施形態）
また上述した種々の実施形態では、ロボットアーム本体２００が複数の関節を有する多関節ロボットアームを用いた場合を説明したが、関節の数はこれに限定されるものではない。ロボットアームの形式として、垂直多軸構成を示したが、パラレルリンク型など異なる形式の関節においても上記と同等の構成を実施することができる。

また、第１の実施形態の関節構造と、第２の実施形態の関節構造との両方を、ロボットアームの駆動関節の特性に合わせ適宜使用したロボット装置として実施してもかまわない。

また上述した種々の実施形態は、制御装置に設けられる記憶装置の情報に基づき、伸縮、屈伸、上下移動、左右移動もしくは旋回の動作またはこれらの複合動作を自動的に行うことができる機械に適用可能である。

なお本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で多くの変形が可能である。また、本発明の実施形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施形態に記載されたものに限定されない。

１ 電源ケーブル
２ 通信ケーブル
２９−２、２９−３ａ、２９−３ｂ、２９−４ 送受信機
３０−０、３０−１、３０−２、３０−３ａ、３０−３ｂ、３０−４ アンテナ
３２ フレキ
３６ マイクロストリップライン
１００ ロボット装置
２００ ロボットアーム本体
２０１、２０２、２０３、２０４ リンク
２１１、２１２、２１３、２１４、３１１ モータ
５１、５２、５３、５４ アーム用モータドライバ
２１０ 基台
３００ ロボットハンド本体
３０１ ハンド用モータドライバ
４００ 制御装置
５００ 外部入力装置

Claims (18)

1. 第１リンクと、
   第２リンクと、
   電波を送信および受信が可能な第１電波装置と、
   電波を送信および受信が可能な第２電波装置と、を備え、
   前記第１電波装置および前記第２電波装置は、
   前記第１リンクまたは前記第２リンクの回転範囲において前記第１リンクまたは前記第２リンクがどの位置に位置したとしても、前記第１電波装置から送信された電波が前記第２電波装置に到達するように前記第１リンクまたは前記第２リンクにそれぞれ設けられている、
   ことを特徴とする駆動装置。
2. 請求項１に記載の駆動装置において、
   前記第１電波装置には、電波の送信および受信を行う複数の第１素子を備え、
   前記第２電波装置には、電波の送信および受信を行う複数の第２素子を備え、
   前記第１素子と前記第２素子とは対向して前記第１リンクまたは前記第２リンクにそれぞれ配置されており、
   前記第１素子が配置される間隔が、前記第２素子における前記第１素子に対向する面の前記第１リンクまたは前記第２リンクの回転方向における長さ以下となるように、前記第１素子と前記第２素子とが配置されている、
   ことを特徴とする駆動装置。
3. 請求項２に記載の駆動装置において、
   前記第１素子は、前記第１リンクまたは前記第２リンクの回転方向に沿って並んで配置されており、
   前記第２素子は、前記第１リンクまたは前記第２リンクの回転方向に沿って並んで配置されている、
   ことを特徴とする駆動装置。
4. 請求項３に記載の駆動装置において、
   前記間隔の中央と前記長さの中央とが対向する位置に、前記第１リンクまたは前記第２リンクを回転させても、前記第１素子の一部と前記第２素子の一部とが、前記第１リンクまたは前記第２リンクの回転中心の径方向において向かい合う、
   ことを特徴とする駆動装置。
5. 請求項２または３に記載の駆動装置において、
   前記第１素子と前記第２素子とは、変形可能な部材に配置されている、
   ことを特徴とする駆動装置。
6. 請求項２から５のいずれか１項に記載の駆動装置において、
   前記第１電波装置および前記第２電波装置は、マイクロストリップアンテナであり、
   複数の前記第１素子はマイクロストリップラインにより接続されており、
   複数の前記第２素子はマイクロストリップラインにより接続される、
   ことを特徴とする駆動装置。
7. 請求項６に記載の駆動装置において、
   前記第１電波装置および前記第２電波装置は、それぞれアンテナセレクタを備えている、
   ことを特徴とする駆動装置。
8. 請求項１に記載の駆動装置において、
   リフレクタをさらに備えており、
   前記リフレクタと前記第１電波装置は、前記第１リンクまたは前記第２リンクのどちらかに設けられており、
   前記第１リンクまたは前記第２リンクが回転しても、前記第１電波装置と前記リフレクタとの相対的な位置関係が維持されるように設けられている、
   ことを特徴とする駆動装置。
9. 請求項８に記載の駆動装置において、
   前記リフレクタは前記第１リンクの回転中心に対して自転し、
   前記第１電波装置は前記第１リンクの回転中心に対して旋回する、
   ことを特徴とする駆動装置。
10. 請求項８または９に記載の駆動装置において、
    前記リフレクタは、前記リフレクタの反射面が前記第１電波装置または前記第２電波装置のそれぞれに対して所定の角度傾斜している、
    ことを特徴とする駆動装置。
11. 第１リンクと、
    第２リンクと、
    電波を送信および受信が可能な第１電波装置と、
    電波を送信および受信が可能な第２電波装置と、を備え、
    前記第１電波装置および前記第２電波装置は、
    前記第１リンクまたは前記第２リンクの回転範囲において前記第１リンクまたは前記第２リンクがどの位置に位置したとしても、前記第１電波装置から送信された電波が前記第２電波装置に到達するように前記第１リンクまたは前記第２リンクにそれぞれ設けられている、
    ことを特徴とするロボット装置。
12. 相対的に回転する第１リンクおよび第２リンク間で無線により通信可能にする通信装置であって、
    前記通信装置は、
    電波を送信および受信が可能な第１電波装置と、
    電波を送信および受信が可能な第２電波装置と、を備え、
    前記第１電波装置および前記第２電波装置は、
    前記第１リンクまたは前記第２リンクの回転範囲において前記第１リンクまたは前記第２リンクがどの位置に位置したとしても、前記第１電波装置から送信された電波が前記第２電波装置に到達するように前記第１リンクまたは前記第２リンクにそれぞれ設けられている、
    ことを特徴とする通信装置。
13. 第１リンクと、
    第２リンクと、
    電波を送信および受信が可能な第１電波装置と、
    電波を送信および受信が可能な第２電波装置と、
    前記第１電波装置と前記第２電波装置とを用いてデータの送受を行う制御装置とを備えた駆動装置の制御方法であって、
    前記第１電波装置および前記第２電波装置は、
    前記第１リンクまたは前記第２リンクの回転範囲において前記第１リンクまたは前記第２リンクがどの位置に位置したとしても、前記第１電波装置から送信された電波が前記第２電波装置に到達するように前記第１リンクまたは前記第２リンクにそれぞれ設けられており、
    前記制御装置は、
    前記第１リンクまたは前記第２リンクが回転していても、前記第１電波装置と前記第２電波装置とを用いて前記データの送受を行う、
    ことを特徴とする駆動装置の制御方法。
14. 第１リンクと、
    第２リンクと、
    電波を送信および受信が可能な第１電波装置と、
    電波を送信および受信が可能な第２電波装置と、
    前記第１電波装置と前記第２電波装置とを用いてデータの送受を行う制御装置とを備えたロボット装置の制御方法であって、
    前記第１電波装置および前記第２電波装置は、
    前記第１リンクまたは前記第２リンクの回転範囲において前記第１リンクまたは前記第２リンクがどの位置に位置したとしても、前記第１電波装置から送信された電波が前記第２電波装置に到達するように前記第１リンクまたは前記第２リンクにそれぞれ設けられており、
    前記制御装置は、
    前記第１リンクまたは前記第２リンクが回転していても、前記第１電波装置と前記第２電波装置とを用いて前記データの送受を行う、
    ことを特徴とするロボット装置の制御方法。
15. 相対的に回転する第１リンクおよび第２リンク間で無線によりデータを通信可能にする通信装置の通信方法であって、
    前記通信装置は、
    電波を送信および受信が可能な第１電波装置と、
    電波を送信および受信が可能な第２電波装置と、を備え、
    前記第１電波装置および前記第２電波装置は、
    前記第１リンクまたは前記第２リンクの回転範囲において前記第１リンクまたは前記第２リンクがどの位置に位置したとしても、前記第１電波装置から送信された電波が前記第２電波装置に到達するように前記第１リンクまたは前記第２リンクにそれぞれ設けられ、
    前記第１リンクまたは前記第２リンクが回転していても、前記第１電波装置と前記第２電波装置とを用いて前記データの通信を行う、
    ことを特徴とする通信方法。
16. 請求項１１に記載のロボット装置を用いて物品の製造を行うことを特徴とする物品の製造方法。
17. 請求項１３または１４に記載の制御方法を実行可能な制御プログラム。
18. 請求項１７に記載の制御プログラムを格納した、コンピュータで読み取り可能な記録媒体。
    
    

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