专利名称：机器人的制作方法
技术领域：
本发明涉及将驱动分解器的驱动电路基板配置于基台的机器人。
背景技术：
以往，例如专利文献I所述，公知有将分解器作为马达的旋转角度传感器而搭载的机器人。在此种机器人中，如果切断机器人与控制器的电连接来切断对于马达、分解器的驱动电源，则即使马达的输出轴借助外力旋转，也无法利用分解器检测马达的旋转角度。因此，在专利文献I中，在分解器的驱动电路基板上连接有备用的电池，以便即使切断了对于马达、分解器的驱动电源，也能检测马达的旋转角度。如果是此种结构，则可以在切断了来自控制器的驱动电源时，将来自备用的电池的驱动电源供给至分解器，因此能够检测电源切断时的马达的旋转角度。专利文献I :日本特开平8-305432号公报另外在专利文献I中，对于分解器的驱动电路基板，为了提高其动作的稳定性，而将分解器的驱动电路基板配置于离开马达的位置，以便抑制来自马达的振动、来自马达的热量传递到驱动电路基板。另一方面，近年来出现提速成果惊人的机器人，伴随与此，来自马达的振动、来自马达的热量、以及驱动电路基板本身的发热较以往激增。因此，将驱动电路基板配置于离开马达的位置的对策变得不能完全确保驱动电路基板的动作稳定性，人们强烈寻求更加有效的对策。
发明内容
本发明是鉴于上述实际情况而完成的，其目的在于针对能够在搭载有对分解器进行驱动的驱动电路基板的机器人，提供可提高该驱动电路基板的动作的稳定性的机器人。本发明的机器人具备基台、相对于上述基台能够移动的活动部、使上述活动部相对于上述基台移动的马达、检测上述马达的旋转角度的分解器、以及驱动上述分解器的驱动电路基板，上述驱动电路基板经由具有热传导性的平板状的弹性部件安装于上述基台，上述驱动电路基板的一面与上述弹性部件的一面进行面接触，上述弹性部件的另一面与上述基台进行面接触。根据该机器人，即使基于马达的驱动的振动经由机器人的基台传递至驱动电路基板，弹性部件的厚度方向的振动以及平面方向的振动也会被弹性部件的弹性吸收。另外，驱动电路基板通常以从机器人的基台浮起的状态被设置，通过如上述构成那样设置与驱动电路基板和机器人的基台面接触的热传导性的弹性部件，电路基板的热量通过弹性部件向机器人的基台传递，因此驱动电路基板与机器人的基台之间的热传导性提高。即，通过将热传导性的弹性部件夹设于驱动电路基板与机器人的基台之间，能够抑制在驱动电路基板产生振动，并且，该驱动电路基板的热量容易从机器人的基台散热。所以，降低了对于驱动电路基板的机械负荷以及热量负荷，因此能够提闻驱动电路基板的动作的稳定性。在该机器人中，优选上述弹性部件为绝缘部件。
若弹性部件具有导电性，则必须以避开与该弹性部件的接触部分的方式在驱动电路基板上形成配线，因此，在设计驱动电路基板方面的自由度大幅降低。从该方面考虑，根据上述结构，由于弹性部件是绝缘部件，所以可在与弹性部件的接触部分形成配线，从而能够提闻设计有驱动电路基板方面的自由度。在该机器人中，优选上述弹性部件遍及上述驱动电路基板的一面的整个区域地与之进行面接触。虽然弹性部件与驱动电路基板的一面进行面接触，但与该一面的接触面积越少，则驱动电路基板与机器人的基台之间的热传导性越低。从该方面考虑，根据上述结构，由于弹性部件遍及驱动电路基板的一面的整个区域地与之进行面接触，因此能够提高驱动电路基板与弹性部件之间的热传导性。在该机器人中，优选上述基台具有沿与该基台的底面交叉的方向延伸的侧面，上述驱动电路基板经由上述弹性部件安装于上述侧面。在沿着水平方向配置的驱动电路基板上容易附着从上方落下来的异物。从该方面 考虑，根据上述结构，在例如将基台设置于水平面或者近似水平面的平面的情况下，驱动电路基板沿与水平方向交叉的方向配置，因此与沿着水平方向配置的驱动电路基板相比能够难以附着异物。在该机器人中，在上述基台的内部设置上述驱动电路基板，在上述基台的外表面，在对应于与上述弹性部件的接触部分的范围设置有散热用的散热片。通过像该机器人那样在基台上设置散热用的散热片，能够提高机器人的基台的散热性。而且因为该散热用的散热片设置在对应于与弹性部件的接触部分的范围，所以能够使经由弹性部件的、来自驱动电路基板的热量从散热用的散热片优先散热。由此能够将驱动电路基板的热量高效地散出。优选该机器人具有电池，当切断上述机器人与控制上述机器人的控制器间的电连接时，该电池成为上述驱动电路基板的电源，并优选上述驱动电路基板具有存储部，其对基于来自上述分解器的检测信号的、上述马达的旋转角度进行存储。根据该机器人，即使切断了机器人与控制器的电连接，也能够将电池作为电源来驱动分解器，并且能够将切断期间的马达的绝对位置存储于驱动电路基板的存储部。
图I是表示由本发明的一实施方式所涉及的机器人构成的机器人系统的简要结构的立体图。图2是沿图I中的A-A线的剖面图，并且是省略一部分结构部件来进行表示的图。图3是沿图I中的B-B线的剖面图，并且是省略一部分结构部件来进行表示的图。图4是表示变形例中的散热器的设置方式的一个例子的剖面立体图，并且是省略一部分结构部件来进行表示的图。图5是表示变形例中的、设置有用于向内部空间导入外部空气的导出部的基台的一个例子的剖面图，并且是省略一部分结构部件来进行表示的图。
具体实施方式
以下，参照图I 图3对本发明所涉及的机器人的一实施方式进行说明。如图I所示，构成机器人系统I的控制器5与向该控制器5供给电力的主电源6连接。另外，机器人10经由连接线7a、7b及连接器8a、8b与控制器5连接。而且，利用主电源6供给的电力驱动控制器5，进行向机器人10的驱动电源的供给、机器人10与控制器5的各种信号的发送与接收。机器人10的基台11形成由热传导性高的铝等金属构成的箱体形状，在使用该机器人10的设备上，被配置于与水平面平行的未图示的配置面。在基台11的顶部14连结有旋转轴15，该旋转轴15能够以向垂直方向延伸的旋转中心线Cl为中心相对于该基台11旋转。旋转轴15与设置于基台11内的第I马达Ml的输出轴连结，该第I马达Ml正反旋转，从而旋转轴15相对于基台11旋转。在该旋转轴15连结固定有第I臂16的基端部,第I马达Ml正反旋转，从而第I臂16以旋转中心线Cl为中心相对于基台11在水平面内旋转。在第I臂16的前端部连结固定有支承轴17。支承轴17将第2臂18支承为能够 以沿垂直方向延伸的旋转中心线C2为中心相对于该支承轴17旋转。在第2臂18的基端部固定设置有第2马达M2，该第2马达M2的输出轴经由齿轮等与支承轴17连结。而且，第2马达M2正反旋转而从支承轴17受到反作用力,第2臂18利用该反作用力而以旋转中心线C2为中心相对于第I臂16在水平面内旋转。在第2臂18的前端部设置有贯通第2臂18的上下旋转轴19。上下旋转轴19以能够相对于第2臂18旋转且沿上下方向移动的方式被支承于第2臂18。另外，通过使设置于第2臂18的升降马达M3正反旋转，使得上下旋转轴19沿着垂直方向的旋转中心线C3升降。通过使设置于第2臂18的旋转马达M4正反旋转，使得上下旋转轴19以沿垂直方向的自身的旋转中心线C4为中心正反旋转。可以在上下旋转轴19的作业部20安装工具，例如安装对被输送物进行把持的机械手、对被加工物进行加工的机械手等。与这些第2马达M2、升降马达M3、旋转马达M4连接的各种电气配线经由与第2臂18的上端部和基台11的顶部14连接的配管部件21从第2臂18向基台11配线。另外，在第I马达Ml中内置有检测该第I马达Ml的输出轴的旋转角度亦即绝对位置的分解器R1。分解器Rl与配置于基台11的内部的驱动电路基板25连接，并被该驱动电路基板25输出的驱动电源驱动。另外，在第2马达M2、升降马达M3、以及旋转马达M4分别内置有检测该马达的输出轴的旋转角度亦即绝对位置的分解器R2、R3、R4。这些分解器R2 R4分别经由与第2臂18的上端部和基台11的顶部14连接的配管部件21而与上述驱动电路基板25连接，并被该驱动电路基板25输出的驱动电源驱动。而且，若利用从控制器5供给的电源对驱动电路基板25进行驱动，则分解器Rl R4分别向驱动电路基板25输出表示该马达的输出轴的绝对位置的检测信号。驱动电路基板25将作为模拟信号的来自分解器Rl R4的检测信号变换为数字信号，并向控制器5输出该变换后的数字信号。在驱动电路基板25上安装有存储部，该存储部以规定的周期存储各分解器Rl R4检测出的各马达Ml M4的绝对位置。另外，在基台11的内部配置有用于向驱动电路基板25供给电源的电池26。当切断了来自控制器5的电源供给时，电池26向驱动电路基板25供给用于驱动该驱动电路基板25的电源。而且，若切断来自控制器5的电源，则电池26向驱动电路基板25供给驱动电源，驱动电路基板25驱动各分解器Rl R4。由此，在切断了来自控制器5的电源的期间，驱动电路基板25继续将各马达Ml M4的绝对位置存储于存储部。而且，若再次从控制5供给电源，则驱动电路基板25向控制器5输出存储于存储部的表示各马达Ml M4的绝对位置的信号。接下来，参照图2及图3对上述驱动电路基板25的安装方式进行说明。如图2所示，在基台11的沿铅垂方向延伸的侧部13的内侧面13a上，沿着该内侧面13a安装有驱动电路基板25。驱动电路基板25具有朝向基台11的内侧的矩形形状的安装面27，在该安装面27上安装有与连接线7a、7b连接的连接器28和未图示的多个电子部件。在安装面27的4个角部分别形成有贯通驱动电路基板25的贯通孔29，在4个贯通孔29中分别松动插入有与基台11的侧部13螺合的螺钉部件。在驱动电路基板25的与安装面27相反一侧的侧面亦即安装面30、与基台11的内侧面13a之间，夹入有与安装面30和内侧面13a进行面接触的矩形平板状的弹性部件33。弹性部件33是形成为与驱动电路基板25大致相同尺寸具有热传导性的绝缘部件，并且弹性部件33遍及驱动电路基板25的安装面30的整个区域地与之进行面接触。在该弹性部件33中，在与上述各个贯通孔29彼此相对的部位，形成有供上述螺钉部件松动插入的未图示的4个贯通孔。而且，弹性部件33的弹力从侧部13朝向驱动电路基板25地作用于驱动电路基板25，螺钉部件的头部产生的按压力从驱动电路基板25朝向侧部13地作用于驱动电路基板25。此时，驱动电路基板25可以在螺钉部件相对于贯通孔29移动的范围内移动，该驱动电路基板25定位在上述弹力与上述按压力相平衡的位置。换言之，驱动电路基板25能相对于基台11移动螺钉部件松动插入到贯通孔29的量，或者弹性部件33弹性变形的量。此外，作为由这样的结构构成的弹性部件33，优选SRIS0101(日本橡胶协会标准规格)中规定的Asker C型硬度为30以下、热传导率为l[W/m*K]以上。作为满足这样的条件的弹性部件，可以列举出竹内工业株式会社(TAKEUCHI INDUSTRY Co.，LTD.)制造的“TMS-22”(Asker C 型硬度为 25，热传导率为 2. 2 [ff/m !(]，体积电阻率 I. OX IO12 [ Q .cm])、和保力马电子株式会社(P0LYMATECH Co.，Ltd.)制造的“FEATHER-S3S” (Asker C型硬度为5，热传导率为2[W/m* K])。接下来，对夹设在驱动电路基板25与侧部13之间的弹性部件33的作用进行说明。在上述结构的机器人10中，基于各马达Ml M4的驱动的振动经由机器人10的各臂16、18向基台11传递。此时，从基台11向驱动电路基板25传递的振动中的、弹性部件33的厚度方向上的振动被弹性部件33的弹性吸收。另外，由于螺钉部件被松动插入到贯通孔29，所以从基台11向驱动电路基板25传递的振动中的、安装面27的平面方向上的振动也被弹性部件33吸收。另外，例如当操作者解除驱动电路基板25的各连接器28与电气配线的连接时等，即使操作者在维护机器人10时施加了欲将驱动电路基板25压弯的力，该力也会被分散给驱动电路基板25和弹性部件33。另外，驱动电路基板25通常以使驱动电路基板25的安装面30从基台11的内侧面13a浮起的状态设置，但通过在驱动电路基板25与基台11之间夹设热传导性的弹性部件33，从而驱动电路基板25的热量通过弹性部件33向机器人10的基台11传递，因此驱动电路基板25与基台11之间的热传导性提高。而且，由于弹性部件33遍及安装面30的整个区域地与之面接触，因此与弹性部件33与安装面30的一部分面接触的情况相比，驱动电、路基板25与弹性部件33之间的热传导性提高。此外，由于产生上述作用的弹性部件33是绝缘部件，因此也可以在与该弹性部件33的接触部分的、驱动电路基板25的安装面30上形成配线。如上所述，根据本实施方式所涉及的机器人10，可以取得以下列举的效果。(I)根据上述实施方式，通过设置与驱动电路基板25的安装面30和侧部13的内侧面13a接触的热传导性弹性部件33，能够降低该驱动电路基板25的机械负荷以及热量负荷。其结果，能够提高驱动电路基板25的动作的稳定性。(2)因为上述实施方式的弹性部件33是绝缘部件，所以与弹性部件33具有导电性的情况相比，能够提闻设计驱动电路基板25方面的自由度。(3)在上述实施方式中，通过使弹性部件33遍及驱动电路基板25的安装面30的整个区域地与之面接触，提高了驱动电路基板25与弹性部件33之间的热传导性，因此，驱动电路基板25的热量能够容易地被弹性部件33吸收。其结果，能够进一步降低对于驱动电路基板25的热量负荷。 (4)在上述实施方式中，驱动电路基板25安装于沿垂直方向延伸的侧部13的内侧面13a，因此，驱动电路基板25以其安装面27沿铅垂方向的方式配置。根据这样的结构，与以安装面27沿水平面的方式配置的驱动电路基板相比，能够抑制基台11内产生的异物落下而附着于驱动电路基板25。(5)上述实施方式的机器人10搭载有电池26，当切断了来自控制器5的电源时，该电池26向各分解器Rl R4供给电源。另外，在形成为驱动电路基板25的驱动电路基板上设置有存储部，该存储部对基于来自由电池26驱动的各分解器Rl R4的检测信号的、各马达Ml M4的绝对位置进行存储。根据这样的结构，即使在切断了控制器5与机器人10之间的电连接的期间，也能够驱动各个分解器Rl R4，并且能够将各马达Ml M4的绝对位置存储于存储部。另外，上述实施方式可以进行如下变更来实施。 在上述实施方式中，可以在基台11设置散热器。利用图4对此结构进行说明。如图4所示，在基台11的侧部13的外侧面13b上，以覆盖对应于与弹性部件33和内侧面13a的接触部分的范围的方式设置有由多个散热散热片36构成的散热器35。根据这样的结构，能够提高基台11自身的散热性，并且能够使经由弹性部件33的、来自驱动电路基板25的热量从散热器35优先散热。即，与未设置散热器35的结构相比，能够使驱动电路基板25的热量高效地散热。 上述实施方式的机器人10虽然具有以内部空间密闭的方式形成的基台11，但也可具有向内部空间导入外部空气的结构。利用图5对此结构进行说明。如图5所示，将具有与基台11的内部空间连通的连通路40的导出部41设置于基台11的侧部13且靠近驱动电路基板25的位置，并将该导出部41与未图示的真空泵连接。而且，可以通过利用真空泵将基台11的内部空间形成为低于外部空气压力的负压，由此从基台11的间隙向内部空间导入外部空气。根据这样的结构，可以利用导入的外部空气抑制内部空间的气温的上升。因此，除了上述(I) (5)所记载的效果之外，还能够促进驱动电路基板25的从安装面27的散热。而且，通过在靠近驱动电路基板25的位置设置导出部41来促进驱动电路基板25周围的对流，因此也能够闻效地进行驱动电路基板25的从安装面27的散热。此外，对于该结构，也可以如图5所示在基台11形成导入外部空气的导入部42。 上述实施方式的机器人10具有在切断了来自控制器5的电源的供给的期间作为各分解器Rl R4的电源的电池26，并且，在驱动电路基板25上设置有对该期间的、来自各分解器Rl R4的检测信号进行存储的存储部。对此进行变更，例如，在切断了来自控制器5的电源的供给的期间的、各马达Ml M4的绝对位置的变化可以忽略的情况下等，可省略这些电池26以及存储部。根据这样的结构，除了上述(I) (4)所记载的效果之外，还能够简化基台11以及驱动电路基板25的结构。 在上述实施方式中，将驱动电路基板25安装于基台11的侧部13的内侧面13a，即基台11的内表面。对此进行变更，如果驱动电路基板25经由弹性部件33被安装，则也可以将驱动电路基板25安装于基台11的外表面。 在上述实施方式中，以安装面27沿着向与基台11的底面12a正交的铅垂方向延伸的、侧部13的内侧面13a配置的方式安装有驱动电路基板25。对此进行变更，驱动电路 基板25的安装面27例如也可以在与底面12a的面方向平行或者交叉的方向上安装于基台
11。这样的结构也能够取得上述(I) (3)所记载的效果。 在上述实施方式中，弹性部件33构成为遍及驱动电路基板25的安装面30的整个区域地与之接触。对此进行变更，驱动电路基板25的安装面30与弹性部件33的接触部分也可以是安装面30中的一部分。例如，弹性部件33与安装面30的接触部分可以在安装面30中偏向一侧，也可以位于安装面30中的多个位置。这样的结构也能够取得上述(I)
(2)中所记载的效果。比外，在这样的结构中，优选以与驱动电路基板25中的温度上升较高的部分对应的方式设置接触部分。 上述实施方式的弹性部件33由绝缘部件形成。对此进行变更，弹性部件33也可以具有导电性，但需要对电路基板进行设计以使配线不会因弹性部件而短路。根据这样的结构，除了上述(I)所记载的效果之外，还能够提高关于弹性部件33的选材的自由度，并能够选择与弹性部件33所要求的机械条件相符的弹性部件。 在上述实施形式中，将本发明具体化为水平多关节机器人的机器人10。并非局限于此，本发明也可应用于下述的机器人，该机器人利用分解器检测使活动部移动的马达的绝对位置，并且搭载形成有该分解器的驱动电路的电路基板。 上述实施方式的驱动电路基板25被安装为，通过被松动插入到形成于该驱动电路基板25的贯通孔、以及形成于弹性部件33的贯通孔的螺钉部件而可以相对于基台11移动。并不局限于此，在驱动电路基板25被安装为可相对于基台11移动方面，还可以采用如下方式，例如通过使弹性部件的接触面具有粘着性，将粘合有驱动电路基板25的弹性部件粘合在基台11上，从而安装在基台11上的方式。另外，也可以采用如下方式，例如不利用螺钉部件，而在夹有弹性部件33的基础上使用弹簧部件将驱动电路基板25安装在基台11上的方式。 在上述实施方式中，虽然机器人10被设置在水平面上，但机器人10的设置面不限于水平面。此外，优选与机器人10的设置方式对应地配置驱动电路基板25，从而即使在基台11内产生的异物落下，也很难附着在该驱动电路基板25上。符号说明Cl、C2、C3、C4...旋转中心线；M1. 第I马达；M2. 第2马达；M3...升降马达；M4.旋转马达；R1、R2、R3、R4.分解器；1...机器人装置；5.控制器；6...主电源；7a、7b...连接线；8a、8b...连接器；10...机器人；11...基台；12...底部；12a...底面；13...侧部；13a...内侧面；13b...外侧面；14...顶部；15...旋转轴；16...第I臂；17...支承轴；18...第2臂；19...上下旋转轴；20...作业部；21...配管部件；25...驱动 电路基板；26...电池；27...安装面；28...连接器；29...贯通孔；30...安装面；33...弹性部件；35...散热器；36...散热片；40...连通路；41...导出部；42...导入部。
权利要求
1.一种机器人,其特征在于,具备 基台; 相对于上述基台能够移动的活动部； 使上述活动部相对于上述基台移动的马达； 检测上述马达的旋转角度的分解器；以及 驱动上述分解器的驱动电路基板， 其中， 上述驱动电路基板经由具有热传导性的平板状的弾性部件安装于上述基台，上述驱动电路基板的一面与上述弾性部件的一面进行面接触，上述弾性部件的另一面与上述基台进行面接触。
2.根据权利要求I所述的机器人，其特征在干， 上述弹性部件是绝缘部件。
3.根据权利要求I或2所述的机器人，其特征在干， 上述弾性部件遍及上述驱动电路基板的一面的整个区域地与之进行面接触。
4.根据权利要求I 3中任一项所述的机器人，其特征在干， 上述基台具有向与该基台的底面交叉的方向延伸的侧面， 上述驱动电路基板经由上述弾性部件安装于上述側面。
5.根据权利要求I 4中任一项所述的机器人，其特征在干， 在上述基台的内部设置上述驱动电路基板， 在上述基台的外表面，在对应于与上述弾性部件的接触部分的范围设置有散热用的散热片。
6.根据权利要求I 5中任一项所述的机器人,其特征在于， 具有电池，当切断了上述机器人与控制上述机器人的控制器间的电连接时，该电池成为上述驱动电路基板的电源， 上述驱动电路基板具有 存储部，其对基于来自上述分解器的检测信号的、上述马达的旋转角度进行存储。
全文摘要
本发明提供一种机器人，其具备使旋转轴相对于基台旋转的马达、和形成有对马达的旋转角度进行检测的分解器的驱动电路的驱动电路基板，该驱动电路基板以驱动电路基板的安装面与基台面接触的状态，经由被该驱动电路基板与该基台夹着的、具有热传导性的弹性部件，被安装为可相对于该机器人的基台移动。
文档编号B25J19/00GK102729259SQ20121010686
公开日2012年10月17日 申请日期2012年4月12日 优先权日2011年4月14日
发明者星野真吾 申请人:精工爱普生株式会社