机器人、机器人控制装置以及机器人系统的制作方法

机器人、机器人控制装置以及机器人系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种能够容易且可靠地抑制振动的机器人、机器人控制装置以及机器人系统。机器人具备：基台；第一臂，其以第一旋转轴为旋转中心，以相对于上述基台自由转动的方式与上述基台连结；第二臂，其以第二旋转轴为旋转中心，以相对于上述第一臂自由转动的方式与上述第一臂连结；第三臂，其以第三旋转轴为旋转中心，以相对于上述第二臂自由转动的方式与上述第二臂连结；第一角速度传感器，其被设置于上述第一臂，且角速度的检测轴与上述第一旋转轴平行；以及第二角速度传感器，其被设置于上述第三臂，且角速度的检测轴与上述第三旋转轴平行。
【专利说明】机器人、机器人控制装置以及机器人系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及机器人、机器人控制装置以及机器人系统。
【背景技术】
[0002]在专利文献I所记载的机器人中，在顶端部，即在最顶端侧的第六连杆上设置检测相互正交的X轴、Y轴、Z轴的各个方向的加速度，和绕各X轴、Y轴、Z轴旋转的加速度的六轴传感器，并基于该六轴传感器的检测结果，分别针对各连杆求出目标轴旋转角速度的振动成分，进行抑制振动的控制。此外，将连杆的角速度的振动成分称作“扭转角速度”或者“振动角速度”等。
[0003]专利文献1:日本特开2011 - 136395号公报
[0004]在专利文献I所记载的机器人中，由于六轴传感器的姿势因机器人的动作而发生变化，所以需要根据该六轴传感器的检测结果来进行被称为雅可比变换(Jacobitransformation)的坐标轴转换等,求出各连杆的角速度的振动成分。并且，需要与时刻变化的马达的旋转角度配合地进行计算。
[0005]因此，需要复杂且庞大的运算处理，所以需要具备性能高、且高价的CPU(Cent ralProcessing Unit:中央处理器)等的控制装置，存在成本增加这样的问题。
[0006]另外，由于需要复杂且庞大的运算处理，所以容易产生运算误差，存在因该运算误差而不能够充分抑制振动这样的问题。

【发明内容】

[0007]本发明的目的在于，提供一种能够容易且可靠地抑制振动的机器人、机器人控制装置以及机器人系统。
[0008]通过下述的本发明来实现该目的。
[0009]本发明的机器人的特征在于，具备:
[0010]基台；
[0011]第一臂，其以第一旋转轴为旋转中心，以上述基台自由转动的方式与上述基台连结；
[0012]第二臂，其以第二旋转轴为旋转中心，以相对于上述第一臂自由转动的方式与上述第一臂连结，所述第二旋转轴为正交于所述第一旋转轴的轴或者是与正交于所述第一旋转轴的轴平行的轴；
[0013]第三臂，其以第三旋转轴为旋转中心，以相对于上述第二臂自由转动的方式与上述第二臂连结，所述第三旋转轴为平行于所述第二旋转轴的轴；
[0014]第一角速度传感器，其设置于上述第一臂，该第一角速度传感器的角速度的检测轴与上述第一旋转轴平行；以及
[0015]第二角速度传感器，其设置于上述第三臂，该第二角速度传感器的角速度的检测轴与上述第三旋转轴平行。[0016]由此，能够容易并可靠地抑制振动。
[0017]S卩，首先，能够通过第一角速度传感器检测第一臂的角速度。另外，由于第三旋转轴与第二旋转轴平行，所以能够通过第二角速度传感器包含第二臂的转动量地检测第三臂的角速度。而且，能够基于这些检测结果抑制振动。
[0018]另外，即使机器人的姿势发生变化，第一角速度传感器的角速度的检测轴也恒定。因此，无需针对通过第一角速度传感器检测出的第一臂的角速度进行由第一角速度传感器的方向所致的修正。
[0019]另外，第三旋转轴以及第二旋转轴正交于第一旋转轴或者与正交于第一旋转轴的轴平行，所以即使机器人的姿势发生变化，例如第一臂转动，且即使第二臂转动，第二角速度传感器的角速度的检测轴也恒定。因此，无需针对通过第二角速度传感器检测出的第三臂的角速度进行由第二角速度传感器的方向所致的修正。
[0020]由此，无需复杂且庞大的运算，因此不易产生运算误差，能够可靠地抑制振动，另外能够提高机器人的控制的响应速度。
[0021]另外，通过第二角速度传感器检测的并非第二臂的角速度，而是包含第二臂的转动量地检测第三臂的角速度，所以能够更加可靠地抑制振动。
[0022]另外，与在第二臂上也设置角速度传感器的情况相比，能够减少角速度传感器的数量，能够降低成本，另外能够简化结构。
[0023]在本发明的机器人中，优选具备:第一角速度传感器单兀，其具有第一壳体和第一角速度传感器以及电路部，该第一角速度传感器以及电路部被设置于上述第一壳体内，其中，电路部对从上述第一角速度传感器输出的信号进行AD转换并进行发送；和
[0024]第二角速度传感器单元，其具有第二壳体和第二角速度传感器以及电路部，该第二角速度传感器以及电路部被设置于上述第二壳体内，其中，电路部对从上述第二角速度传感器输出的信号进行AD转换并进行发送，
[0025]将上述第一角速度传感器单元设置在上述第一臂上，将上述第二角速度传感器单元设置在上述第三臂上。
[0026]由此，与另行设置上述电路部的情况相比，能够简化结构。
[0027]在本发明的机器人中，优选上述第一壳体以及上述第二壳体的外形分别呈长方体，
[0028]上述第一角速度传感器的上述角速度的检测轴与上述第一壳体的上述长方体最大面的法线一致，
[0029]上述第二角速度传感器的上述角速度的检测轴与上述第二壳体的上述长方体最大面的法线一致。
[0030]由此，能够容易且可靠地识别出第一角速度传感器的角速度的检测轴以及第二角速度传感器的角速度的检测轴的方向，能够容易地使第一角速度传感器以及第二角速度传感器处于适当的姿势。
[0031]在本发明的机器人中,优选上述第一壳体在上述第一壳体的角部具有安装于上述第一臂的安装部，
[0032]上述第二壳体在上述第二壳体的角部具有安装于上述第三臂的安装部。
[0033]由此，能够可靠地将第一角速度传感器单元安装至第一臂，能够可靠地将第二角速度传感器单元安装至第三臂。
[0034]在本发明的机器人中，优选具有固定部件，该固定部件具有导电性，且将上述第一壳体的上述安装部固定在上述第一臂上，上述第一角速度传感器单元的上述电路部通过上述固定部件与上述第一臂接地连接，
[0035]具有固定部件，该固定部件具有导电性，且将上述第二壳体的上述安装部固定在上述第三臂上，上述第二角速度传感器单元的上述电路部通过上述固定部件与上述第三臂接地连接。
[0036]由此，能够减少部件个数，能够简化结构。
[0037]在本发明的机器人中，优选上述第一臂具有筐体和与上述筐体一体形成的臂侧安装部，
[0038]上述第一角速度传感器单元直接安装至上述臂侧安装部。
[0039]由此,第一角速度传感器单兀能够可靠地与第一臂一体地转动。
[0040]在本发明的机器人中，优选上述第三臂具有筐体和与上述筐体一体形成的臂侧安装部，
[0041]上述第二角速度传感器单元直接安装至上述臂侧安装部。
[0042]由此，第二角速度传感器单元能够可靠地与第三臂一体地转动。
[0043]在本发明的机器人中，优选具有配置在上述第一臂上，并向该机器人供给电力的电缆，
[0044]将上述第一角速度传感器配置在上述第一臂的与上述电缆相反一侧的端部。
[0045]由此，能够防止第一角速度传感器受到从电缆产生的噪声的影响，另外，能够防止第一角速度传感器侧的电路、布线因电缆而产生短路。
[0046]在本发明的机器人中，优选具有配置在上述第三臂上，并向该机器人供给电力的电缆，
[0047]上述第二角速度传感器配置在上述第三臂的与上述电缆相反一侧的端部。
[0048]由此，能够防止第二角速度传感器受到从电缆产生的噪声的影响，另外，能够防止第二角速度传感器侧的电路、布线因电缆产生短路。
[0049]在本发明的机器人中，优选具备第四臂，其以第四旋转轴为旋转中心，以相对于上述第三臂自由转动的方式与上述第三臂连结，所述第四旋转轴为正交于所述第三旋转轴的轴或者是与正交于所述第三旋转轴的轴平行的轴；
[0050]第五臂，其以第五旋转轴为旋转中心，以相对于上述第四臂自由转动的方式与上述第四臂连结，所述第五旋转轴为正交于所述第四旋转轴的轴或者是与正交于所述第四旋转轴的轴平行的轴；
[0051]第六臂，其第六旋转轴为旋转中心，以相对于上述第五臂自由转动的方式与上述第五臂连结，所述第六旋转轴为正交于所述第五旋转轴的轴或者是与正交于所述第五旋转轴的轴平行的轴。
[0052]由此，能够容易地进行复杂的动作。
[0053]在本发明的机器人中，优选上述第一旋转轴与上述基台的设置面的法线一致。
[0054]由此，能够容易进行机器人的控制。
[0055]本发明的机器人控制装置是控制机器人的动作的机器人控制装置，该机器人具备:基台；第一臂，其以第一旋转轴为旋转中心，以相对于上述基台自由转动的方式与上述基台连结；第二臂，其第二旋转轴为旋转中心，以相对于上述第一臂自由转动的方式与上述第一臂连结，所述第二旋转轴为正交于所述第一旋转轴的轴或者是与正交于所述第一旋转轴的轴平行的轴；第三臂，其以第三旋转轴为旋转中心，以相对于上述第二臂自由转动的方式与上述第二臂连结，所述第三旋转轴为平行于所述第二旋转轴的轴
[0056]该机器人控制装置具备:接收部，其接收第一信号和第二信号，该第一信号是从设置于上述第一臂，且角速度的检测轴与上述第一旋转轴平行的第一角速度传感器输出的信号，该第二信号是从设置于上述第三臂，且角速度的检测轴与上述第三旋转轴平行的第二角速度传感器输出的信号；
[0057]运算部，其基于通过上述接收部接收到的上述第一信号以及上述第二信号求出上述第一臂的角速度的振动成分以及上述第三臂的角速度的振动成分；
[0058]控制部，其基于通过上述运算部求出的上述第一臂的角速度的振动成分以及上述第三臂的角速度的振动成分来控制上述机器人的动作。
[0059]由此，能够容易且可靠地抑制振动。
[0060]S卩，首先能够通过运算部，基于由第一角速度传感器检测出的第一臂的角速度求出第一臂的角速度的振动成分。另外，由于第三旋转轴与第二旋转轴平行，所以能够通过运算部，基于由第二角速度传感器检测出的包含第二臂的转动量的第三臂的角速度求出包含第二臂的角速度的振动成分的第三臂的角速度的振动成分。而且，能够基于该第一臂的角速度的振动成分以及第三臂的角速度的振动成分抑制振动。
[0061]另外，即使机器人的姿势发生变化，第一角速度传感器的角速度的检测轴也恒定。因此，无需针对通过第一角速度传感器检测出的第一臂的角速度进行由第一角速度传感器的方向所致的修正。
[0062]另外，由于第三旋转轴以及第二旋转轴正交于第一旋转轴正交或者与正交于第一旋转轴的轴平行，所以即使机器人的姿势发生变化，例如即使第一臂转动，且即使第二臂转动，第二角速度传感器的角速度的检测轴也恒定。因此，无需针对通过第二角速度传感器检测出的第三臂的角速度进行由第二角速度传感器的方向所致的修正。
[0063]由此，无需复杂且庞大的运算，因此，不易产生运算误差，能够可靠地抑制振动，另夕卜，能够提高机器人的控制的响应速度。
[0064]另外，通过运算部并非仅求出第二臂的角速度的振动成分，而是基于由第二角速度传感器检测出的包含第二臂的转动量的第三臂的角速度来求出包含第二臂的角速度的振动成分的第三臂的角速度的振动成分，所以能够更加可靠地抑制振动。
[0065]本发明的机器人系统的特征在于，具备本发明的机器人；和控制上述机器人的动作的机器人控制装置。
[0066]由此，能够容易且可靠地抑制振动。
[0067]S卩，首先，能够通过第一角速度传感器检测出第一臂的角速度。另外，由于第三旋转轴与第二旋转轴平行，所以能够通过第二角速度传感器包含第二臂的转动量地检测第三臂的角速度。而且，能够基于这些检测结果抑制振动。
[0068]另外，即使机器人的姿势发生变化，第一角速度传感器的角速度的检测轴也恒定。因此，无需针对通过第一角速度传感器检测出的第一臂的角速度进行由第一角速度传感器的方向所致的修正。
[0069]另外，由于第三旋转轴以及第二旋转轴正交于第一旋转轴正交或者与正交于第一旋转轴的轴平行，所以即使机器人的姿势发生变化，例如即使第一臂转动，且即使第二臂转动，第二角速度传感器的角速度的检测轴也恒定。因此，无需针对通过第二角速度传感器检测出的第三臂的角速度进行由第二角速度传感器的方向所致的修正。
[0070]由此，无需复杂且庞大的运算，因此，不易产生运算误差，能够可靠地抑制振动，另外能够提高机器人的控制的响应速度。
[0071]另外，通过第二角速度传感器检测的并非第二臂的角速度，而是包含第二臂的转动量地检测第三臂的角速度，所以能够更加可靠地抑制振动。
[0072]另外，与在第二臂上也设置角速度传感器的情况相比，能够减少角速度传感器的数量，能够降低成本，另外能够简化结构。
【专利附图】

【附图说明】
[0073]图1是从正面侧观察本发明的机器人的实施方式的立体图。
[0074]图2是从背面侧观察图1所示的机器人的立体图。
[0075]图3是图1所示的机器人的示意图。
[0076]图4是具有图1所示的机器人的机器人系统的主要部分的框图。
[0077]图5是图1所示的机器人的主视图。
[0078]图6是表示图1所示的机器人的第一臂中的第一角速度传感器附近的图。
[0079]图7是表示图1所示的机器人的第三臂中的第二角速度传感器附近的图。
[0080]图8是图1所示的机器人的第一角速度传感器单元的剖视图。
[0081]图9是图1所示的机器人的主要部分的框图。
[0082]图10是图1所示的机器人的主要部分的框图。
[0083]图11是图1所示的机器人的主要部分的框图。
[0084]图12是图1所示的机器人的主要部分的框图。
[0085]图13是图1所示的机器人的主要部分的框图。
【具体实施方式】
[0086]以下，基于附图所示的优选实施方式对本发明的机器人、机器人控制装置以及机器人系统进行详细说明。
[0087]图1是从正面侧观察本发明的机器人的实施方式的立体图。图2是从背面侧观察图1所示的机器人的立体图。图3是图1所示的机器人的示意图。图4是具有图1所示的机器人的机器人系统的主要部分的框图。图5是图1所示的机器人的主视图。图6是表示图1所示的机器人的第一臂中的第一角速度传感器附近的图。图7是表示图1所示的机器人的第三臂中的第二角速度传感器附近的图。图8是图1所示的机器人的第一角速度传感器单元的剖视图。图9?图13分别是图1所示的机器人的主要部分的框图。
[0088]此外，以下为了便于说明，将图1?图3、图5?图7中的上侧称为“上”或者“上方”，将下侧称为“下”或者“下方”。另外，将图1?图3、图5?图7中的基台侧称为“基端”，将其相反侧称为“顶端”。另外，在图8中与第一角速度传感器单元对应地，在括号中记载第二角速度传感器单元的各部的符号，省略第二角速度传感器单元的图示。
[0089]图1?图4所示的机器人系统(工业用机器人系统)10例如能够在制造手表那样的精密设备等的制造工序中使用，该机器人系统I具有机器人(工业用机器人)1、和控制机器人I的动作的机器人控制装置(控制单元)20 (参照图4)。机器人I与机器人控制装置20电连接。另外，例如能够利用内置有CPU (Central Processing Unit)的个人计算机(PC)等来构成机器人控制装置20。此外，在后面详细叙述机器人控制装置20。
[0090]机器人I具备基台11、4根臂(连杆)12、13、14、15、肘杆(连杆)16、和6个驱动源401、402、403、404、405、406。该机器人 I 是基台 11、臂 12、13、14、15、和肘杆(wrist) 16 从基端侧向顶端侧按照该顺序连结而成的垂直多关节(六轴)机器人(机器人主体)。在垂直多关节机器人中，也可以将基台11、臂12?15、和肘杆16统称为“臂”，还能够区分地将臂12称为“第一臂”，将臂13称为“第二臂”，将臂14称为“第三臂”，将臂15称为“第四臂”，将肘杆16称为“第五臂、第六臂”。此外，在本实施方式中，肘杆16具有第五臂和第六臂。能够在肘杆16上安装手端操作装置(end effector)等。
[0091]分别将臂12?15、肘杆16以能够相对于基台11独立地移位的方式支承于基台11上。均不对该臂12?15、肘杆16的长度进行特别限定，但在图示的构成中，将第一臂12、第二臂13、第四臂15的长度设定为比第三臂14以及肘杆16长。
[0092]基台11和第一臂12经由关节(接头)171连结。而且，第一臂12以与铅直方向平行的第一旋转轴01为旋转中心，相对于基台11绕该第一旋转轴01自由转动。第一旋转轴01与基台11的设置面亦即地面101的上表面的法线一致。通过具有马达401M的第一驱动源401的驱动来进行绕该第一旋转轴01的转动。另外，第一驱动源401由马达401M和电缆(未图示)驱动，该马达401M经由电连接的马达驱动器301而被机器人控制装置20控制(参照图4)。此外，第一驱动源401也可以构成为通过与马达401M—并设置的减速机(未图示)传递来自马达401M的驱动力，另外，也可以省略减速机，但在本实施方式中，第一驱动源401具有减速机。
[0093]第一臂12和第二臂13经由关节(接头)172连结。而且，第二臂13以与水平方向平行的第二旋转轴02为轴中心相对于第一臂12自由转动。第二旋转轴02与第一旋转轴01正交。通过具有马达402M的第二驱动源402的驱动来进行绕该第二旋转轴02的转动。另外，第二驱动源402由马达402M和电缆(未图示)驱动，该马达402M经由电连接的马达驱动器302被机器人控制装置20控制(参照图4)。此外，第二驱动源402也可以构成为通过与马达402M—并设置的减速机45 (参照图5)传递来自马达402M的驱动力，另外，也可以省略减速机，但在本实施方式中，第二驱动源402具有减速机45。另外，第二旋转轴02也可以与正交于第一旋转轴01的轴平行。
[0094]第二臂13和第三臂14经由关节(接头)173连结。而且，第三臂14能够以与水平方向平行的旋转轴03为旋转中心，相对于第二臂13绕该第三旋转轴03转动。第三旋转轴03与第二旋转轴02平行。通过第三驱动源403的驱动来进行绕该第三旋转轴03的转动。另外，第三驱动源403由马达403M和电缆(未图示)驱动，该马达403M经由电连接的马达驱动器303被机器人控制装置20控制(参照图4)。此外，第三驱动源403也可以构成为通过与马达403M —并设置的减速机(未图示)来传递来自马达403M的驱动力，另外，也可以省略减速机，但在本实施方式中，第三驱动源403具有减速机。[0095]第三臂14和第四臂15经由关节(接头)174连结。而且，第四臂15以与第三臂14的中心轴向平行的第四旋转轴04为旋转中心，相对于第三臂14 (基台11)绕该第四旋转轴04自由转动。第四旋转轴04与第三旋转轴03正交。通过第四驱动源404的驱动来进行绕该第四旋转轴04的转动。另外，第四驱动源404由马达404M和电缆(未图示)驱动，该马达404M经由电连接的马达驱动器304被机器人控制装置20控制(参照图4)。此外，第四驱动源404也可以构成为通过与马达404M—并设置的减速机(未图示)来传递来自马达404M的驱动力，另外，也可以省略减速机，但在本实施方式中，第四驱动源404具有减速机。第四旋转轴04也可以与正交于第三旋转轴03的轴平行。
[0096]第四臂15和第五肘杆16经由关节(接头)175连结。而且，肘杆16以与水平方向(y轴方向)平行的第5旋转轴05为旋转中心，相对于第四臂15绕该第五旋转轴05自由转动。第五旋转轴05与第四旋转轴04正交。通过第五驱动源405的驱动来进行绕该第五旋转轴05的转动。另外，第五驱动源405由马达405M和电缆(未图示)驱动，该马达405M经由电连接的马达驱动器305被机器人控制装置20控制(参照图4)。此外，第五驱动源405也可以构成为通过与马达405M—并设置的减速机(未图示)来传递来自马达405M的驱动力，另外，也可以省略减速机，但在本实施方式中，第五驱动源405具有减速机。另外，肘杆16借助关节(接头)176，以与第五旋转轴05垂直的第六旋转轴06为旋转中心，也绕该第六旋转轴06自由转动。旋转轴06与旋转轴05正交。通过第六驱动源406的驱动来进行绕该第六旋转轴06的转动。另外，第六驱动源406的驱动由马达和电缆(未图示)驱动，该马达406M经由电连接的马达驱动器306被机器人控制装置20控制(参照图4)。此外，第六驱动源406也可以构成为通过与马达406M—并设置的减速机(未图示)来传递来自马达406M的驱动力，另外，也可以省略减速机，但在本实施方式中，第六驱动源406具有减速机。另外，第五旋转轴05也可以与正交于第四旋转轴04的轴平行，另外，第六旋转轴06也可以与正交于第五旋转轴05的轴平行。
[0097]另外，如图6所示，在第一臂12上设置有第一角速度传感器31，即设置有具有第一角速度传感器31的第一角速度传感器单元71。利用该第一角速度传感器31检测第一臂12绕第一旋转轴01转动的角速度。
[0098]另外，如图7所示，在第三臂14上设置有第二角速度传感器32，即设置有具有第二角速度传感器32的第二角速度传感器单元72。利用该第二角速度传感器32检测第三臂14绕第二旋转轴02转动的角速度。
[0099]此外，作为第一角速度传感器31、第二角速度传感器32，均不对其进行特别限定，例如能够使用陀螺仪传感器等。
[0100]这里，在该机器人I中，通过抑制第一臂12、第二臂13以及第三臂14的振动来抑制机器人I整体的振动。但并不是为了抑制第一臂12、第二臂13以及第三臂的振动，而在第一臂12、第二臂13以及第三臂的上都设置角速度传感器，如上述那样，仅在第一臂12、第三臂14上设置第一角速度传感器31、第二角速度传感器32,基于该第一角速度传感器31、第二角速度传感器32的检测结果来控制驱动源401、402的动作。由此，与在第一臂12、第二臂13以及第三臂14上都设置角速度传感器的情况相比，能够减少角速度传感器的数量，能够降低成本，另外，能够使简化电路构成。另外，并非利用第二角速度传感器32来检测第二臂13的角速度，而是包含第二臂13的转动量地检测第三臂14的角速度，所以能够更加可靠地抑制振动。另外，通过控制使比第三臂14靠向基端侧的第二臂13转动的第二驱动源402的动作，能够提高抑制机器人I的振动的效果。
[0101]在驱动源401?406的各自的马达或者减速机上设置有第一位置传感器411、第二位置传感器412、第三位置传感器413、第四位置传感器414、第五位置传感器415、第六位置传感器416。作为这些位置传感器，并不对它们进行特别限定，例如，能够使用编码器、旋转编码器、旋转变压器、电位计等。利用这些位置传感器411?416来分别检测驱动源401?406的马达或者减速机的轴部的旋转角度。作为该驱动源401?406的马达，均不对它们进行特别限定，例如，优选使用AC伺服马达、DC伺服马达等伺服马达。另外，上述各电缆也可以分别插入到机器人I内。
[0102]如图4所示，机器人I与机器人控制装置20电连接。即，驱动源401?406、位置传感器411?416、角速度传感器31、32分别与机器人控制装置20电连接。
[0103]而且，机器人控制装置20能够分别使臂12?15、肘杆16独立地动作，S卩，能够经由马达驱动器301?306分别独立地控制驱动源401?406。该情况下，机器人控制装置20通过位置传感器411?416、第一角速度传感器31、第二角速度传感器32进行检测，基于该检测结果分别控制驱动源401?406的驱动，例如角速度、旋转角度等。将该控制程序预先存储在内置于机器人控制装置20的记录介质中。
[0104]如图1、图2所示，在机器人I是垂直多关节机器人的情况下，基台11是位于该垂直多关节机器人的最下方，且被固定于设置空间的地面101的部分。作为该固定方法，并不对其进行特别限定，例如在图1、图2所示的在本实施方式中，使用基于多根螺栓111的固定方法。此外，作为基台11的在设置空间上的固定位置，除了地面之外，也能够设为设置空间的墙壁、顶部。
[0105]基台11具有中空的基台主体(壳体)112。能够将基台主体112划分为呈圆筒状的圆筒状部113、和在该圆筒状部113的外周部一体形成的呈箱状的箱状部114。而且，在这样的基台主体112上例如收纳有马达401M、马达驱动器301?306。
[0106]臂12?15分别具有中空的臂主体(筐体)2、驱动机构3、和密封单元4。此外，以下为便于说明，有时将第一臂12所具有的臂主体2、驱动机构3、密封单元4分别称为“臂主体2a”、“驱动机构3a”、“密封单元4a”，将第二臂13所具有的臂主体2、驱动机构3、密封单元4分别称为“臂主体2b”、“驱动机构3b”、“密封单元4b”，将第三臂14所具有的臂主体
2、驱动机构3、密封单元4分别称为“臂主体2c”、“驱动机构3c”、“密封单元4c”，将第四臂15所具有的臂主体2、驱动机构3、密封单元4分别称为“臂主体2d”、“驱动机构3d”、“密封单元4d”。
[0107]另外，关节171?176分别具有转动支承机构(未图示)。该转动支承机构是以能够相对于另一方转动的方式支承相互连结的2根臂中的一方的机构，是以能够相对于另一方转动的方式支承相互连结的基台11和第一臂12中的一方的机构，是以能够相对于另一方转动的方式支承相互连结的第四臂15和第五肘杆16中的一方的机构。在将相互连结的第四臂15和肘杆16作为一个例子的情况下，转动支承机构能够使肘杆16相对于第四臂15转动。另外，各转动支承机构分别具有减速机(未图示)，该减速机使对应的马达的旋转速度以规定的减速比减速，并将其驱动力传递给对应的臂、肘杆16的肘杆主体161、支承环162。此外，如上所述，在本实施方式中，作为驱动源包括该减速机和马达。[0108]第一臂12以相对于水平方向倾斜的姿势连结在基台11的上端部(顶端部)。在该第一臂12中，驱动机构3a具有马达402M，并收纳在臂主体2a内。另外，臂主体2a内被密封单元4a气密密封。臂主体2a具有顶端侧的I对舌片部241a、241b、和基端侧的根部251。舌片部241a和舌片部241b分离，并相互对置。另外，舌片部241a、241b相对于根部251倾斜，由此，第一臂12相对于水平方向倾斜。而且，在舌片部241a和舌片部241b之间配置有第二臂13的基端部。
[0109]另外，并不对第一臂12中的第一角速度传感器31的设置位置进行特别限定，但在本实施方式中，如图6所示，将第一角速度传感器31，即将第一角速度传感器单元71设置在第一臂12的臂主体2a的根部251的内部的与电缆85相反一侧的端部。电缆85是向机器人I的各马达401M?406M供给电力的电缆。由此，能够防止第一角速度传感器31受到从电缆85产生的噪声的影响，另外，能够防止第一角速度传感器单元71的后述的电路部713、布线、第一角速度传感器31因电缆85而引起短路。
[0110]这里，关于驱动机构3以及减速机，代表性地对设置在第一臂12的臂主体2a内，且使第二臂13转动的驱动机构3进行说明。
[0111]如图5所示，驱动机构3具有与马达402M的轴部连结的第一带轮91、与第一带轮91分离配置的第二带轮92、和架设在第一带轮91与第二带轮92上的皮带(同步皮带)93。而且，第二带轮92和第二臂13的轴部通过减速机45连结。
[0112]作为减速机45，并不对其进行特别限定，例如列举出由多个齿轮构成的减速机、被称为谐波驱动器(“谐波驱动器”是注册商标)的减速机等。
[0113]作为机器人I的臂12?15、肘杆16的振动的主要原因，例如列举出减速机45的扭转、弯曲、皮带93的伸缩、臂12?15、肘杆16的弯曲等。
[0114]第二臂13与第一臂12的顶端部连结。在该第二臂13中，驱动机构3b具有马达403M,并收纳在臂主体2b内。另外，臂主体2a内被密封单元4b气密密封。臂主体2b具有顶端侧的I对舌片部242a、242b、和基端侧的根部252。舌片部242a与舌片部242b分离，且相互对置。而且，在舌片部242a和舌片部242b之间配置有第三臂14的基端部。
[0115]第三臂14与第二臂13的顶端部连结。在该第三臂14中，驱动机构3c具有马达404M,并收纳在臂主体2c内。另外，臂主体2c内被密封单元4c气密密封。此外，臂主体2c由与上述臂主体2a的根部251、上述臂主体2b的根部252相当的部件构成。
[0116]另外，并不对第三臂14中的第二角速度传感器32的设置位置进行特别限定，但在本实施方式中，如图7所示，将第二角速度传感器32，即将第二角速度传感器单元72设置在第三臂14的臂主体2c的内部的与电缆85相反一侧的端部。由此，能够防止第二角速度传感器32受到从电缆85产生的噪声的影响，另外，能够防止第二角速度传感器单元72的电路部723、布线、第二角速度传感器32因电缆85而引起短路。
[0117]第四臂15与第三臂14的中心轴向平行地连结在其顶端部。在该臂15中，驱动机构3d具有马达405M、406M，并收纳在臂主体2d内。另外，臂主体2d内被密封单元4d气密密封。臂主体2d具有顶端侧的I对舌片部244a、244b、和基端侧的根部254。舌片部244a和舌片部244b分离，且相互对置。而且，在舌片部244a和舌片部244b之间配置有肘杆16的支承环162。
[0118]在第四臂15的顶端部(与基台11相反一侧的端部)连结有肘杆16。在该肘杆16上，在其顶端部(与第四臂15相反一侧的端部)作为功能部(手端操作装置)例如可拆装地安装把持如手表等精密设备的机械手(未图示)。此外，作为机械手，并不对其进行特别限定，例如列举出具有多根指部(手指)的构成。而且，该机器人I通过在利用机械手把持精密设备的同时，控制臂12?15、肘杆16等的动作，能够搬运该精密设备。
[0119]肘杆16具有呈圆筒状的肘杆主体(第六臂)161 ;和呈环状的支承环(第五臂)162，该支承环162与肘杆主体161独立地构成，并且该支承环162被设置于该肘杆主体161的基端部。
[0120]肘杆主体161的顶端面163为平坦面，成为安装机械手的安装面。另外，肘杆主体161经由关节176与第四臂15的驱动机构3d连结，通过该驱动机构3d的马达406M的驱动而绕旋转轴06转动。
[0121]支承环162经由关节175与第四臂15的驱动机构3d连结，通过该驱动机构3d的马达405M的驱动，连同肘杆主体161绕旋转轴05转动。
[0122]作为臂主体2的构成材料，并不对其进行特别限定，例如能够使用各种金属材料，它们中尤其优选铝或者铝合金。在臂主体2是使用模具成型的铸件的情况下，通过在该臂主体2的构成材料中使用铝或者铝合金，能够容易地进行模具成型。
[0123]另外，作为基台11的基台主体112、肘杆16的肘杆主体161、支承环162的构成材料，均不对它们进行特别限定，例如列举出与上述臂主体2的构成材料相同的材料等。此夕卜，优选肘杆16的肘杆主体161的构成材料使用不锈钢。
[0124]另外，作为密封单元4的构成材料，并不对其进行特别限定，例如能够使用各种树脂材料、各种金属材料。此外，作为密封单元4的构成材料，通过使用树脂材料，能够实现轻型化。
[0125]接下来，对第一角速度传感器单元71、第二角速度传感器单元72进行说明。
[0126]如图8所不,第一角速度传感器单兀71具有第一壳体711、和设置在第一壳体711内且具有布线的电路基板712、电连接在电路基板712上的第一角速度传感器31以及电路部713。在本实施方式中，第一壳体711由密封材料构成，利用该密封材料密封整个第一角速度传感器31、电路部713以及电路基板712。
[0127]同样，第二角速度传感器单元72具有第二壳体721、和设置在第二壳体721内且具有布线的电路基板722、和电连接在电路基板722上的第二角速度传感器32以及电路部723。在本实施方式中，第二壳体721由密封材料构成，利用该密封材料密封整个第二角速度传感器32、电路部723以及电路基板722。
[0128]这样，通过对第一角速度传感器31以及电路部713、第二角速度传感器32以及电路部723进行封装，能够简化结构。
[0129]此外，由于第一角速度传感器单元71和第二角速度传感器单元72相同，所以以下代表性地对第一角速度传感器单元71进行说明。
[0130]首先，电路部713具有:对从第一角速度传感器31输出的信号进行AD转换，即将模拟信号转换为数字信号的AD转换部；和将上述转换后的信号发送至机器人控制装置20的发送部。
[0131]另外,第一壳体711的外形呈长方体。
[0132]另外，第一角速度传感器31具有角速度的检测轴(以下也仅称为“检测轴”)，检测绕该检测轴转动的角速度。另外，第一角速度传感器31的检测轴与第一壳体711的长方体的最大面的法线一致。由此，能够容易且可靠地识别出第一角速度传感器31的检测轴以及第二角速度传感器32的检测轴的方向，能够容易地使第一角速度传感器31以及第二角速度传感器32成为适当的姿势。而且，将第一角速度传感器31，即将第一角速度传感器单元71设置成第一角速度传感器31的检测轴与第一旋转轴Ol平行。另外，将第二角速度传感器32，即将第二角速度传感器单元72设置成第二角速度传感器32的检测轴与第三旋转轴03平行。
[0133]另外，如图6以及图8所示，第一壳体711在其4个角部具有安装于第一臂12的安装部7111。分别在各安装部7111上形成有插入外螺纹(固定部件)81的孔7112。
[0134]另一方面，第一臂12具有3个臂侧安装部121，该臂侧安装部121与臂主体2a —体形成，且安装第一角速度传感器单元71 (第一壳体711)。各臂侧安装部121分别由在臂主体2a上突出形成的支柱构成。另外，分别将各臂侧安装部121配置在与第一壳体711的安装部7111对应的位置上。另外，分别在各臂侧安装部121的顶端部形成有外螺纹81螺合的内螺纹122。
[0135]此外，所谓的与上述臂主体2a—体形成的臂侧安装部121中的“一体”并非分别形成部件再接合它们，而是例如通过压铸等同时形成臂主体2a和臂侧安装部121的情况。后述的与臂主体2c —体形成的臂侧安装部141中的“一体”也与此相同。
[0136]在将第一角速度传感器单元71安装(设置)至第一臂12时，分别将3个外螺纹81插入至第一壳体711的孔7112内，与第一臂12的臂侧安装部121的顶端部的内螺纹122螺合。由此，通过各外螺纹81将第一壳体711的3个安装部7111分别固定在第一臂12的对应的臂侧安装部121上。即，在第一臂12的臂侧安装部121上安装第一角速度传感器单元71。该情况下，在臂侧安装部121和第一角速度传感器单元71之间什么都不存在，即将第一角速度传感器单元71直接安装至臂侧安装部121。由此，能够将第一角速度传感器单元71可靠地安装至第一臂12，另外，第一角速度传感器单元71能够可靠地与第一臂12 —体地转动。
[0137]此外，所谓的将第一角速度传感器单元71直接安装至臂侧安装部121中的“直接”并非将第一角速度传感器单元71安装至其它基板等中间体上，并再将该中间体安装至臂侧安装部121。即、是指在臂侧安装部121和第一角速度传感器单元71之间除了粘合剂等之外，什么都不存在。后述的将第二角速度传感器单元72直接安装至臂侧安装部141中的“直接”也与此相同。
[0138]另外，外螺纹81具有导电性，例如由各种金属材料形成。在将该外螺纹81插入第一壳体711的孔7112，并与臂侧安装部121的顶端部的内螺纹122进行螺合时，电连接于与电路部713的接地用端子电连接的电路基板712的布线，另外，外螺纹81的顶端部与臂侧安装部121电连接。由此，电路部713的接地用端子经由布线以及外螺纹81与第一臂12的臂主体2a电连接，而接地。由此，能够减少接地所需要的部件件数，能够简化结构。
[0139]另外，如图7以及图8所示，第二壳体721在其4个角部具有安装在第3臂14的安装部7211。分别在各安装部7211上形成有插入外螺纹81的孔7212。
[0140]另外，如图7所示，第三臂14具有臂侧安装部141，该臂侧安装部141与臂主体2c一体形成，且安装第二角速度传感器单元72 (第二壳体721)。臂侧安装部141呈与第二壳体721对应的形状。即臂侧安装部141呈板状，俯视时的形状是四边形，在本实施方式中呈长方形。另外，在臂侧安装部141的各角部上分别形成有外螺纹81螺合的内螺纹。
[0141]在将第二角速度传感器单元72安装至第三臂14时，分别将4个外螺纹81插入第二壳体721的孔7212内，与第三臂14的臂侧安装部141的顶端部的内螺纹螺合。由此，通过各外螺纹81，将第二壳体721的4个安装部7211分别固定到第三臂14的臂侧安装部141上。即，在第三臂14的臂侧安装部141上安装第二角速度传感器单元72。该情况下，在臂侧安装部141与第二角速度传感器单元72之间什么都不存在，即将第二角速度传感器单元72直接安装至臂侧安装部141。由此，能够将第二角速度传感器单元72可靠地安装至第三臂14，且第二角速度传感器单元72能够可靠地与第三臂14 一体地转动。
[0142]另外，在将外螺纹81插入至第二壳体721的孔7212内，并与臂侧安装部141的内螺纹螺合时，与电连接于电路部723的接地用端子的电路基板722的布线电连接，另外，夕卜螺纹81的顶端部与臂侧安装部141电连接。由此，电路部723的接地用的端子经由布线以及外螺纹81与第三臂14的臂主体2c电连接，而接地。由此，能够减少接地所需要的部件件数，能够简化结构。
[0143]接下来，参照图4、图9?图13，对机器人控制装置20的结构进行说明。
[0144]机器人控制装置20具有:接收部，其分别接收从第一角速度传感器31输出的第一信号、从第二角速度传感器32输出的第二信号、和从位置传感器411?416输出的各信号；运算部，其基于通过该接收部接收到的第一信号以及第二信号求出第一臂12的角速度的振动成分以及第三臂14的角速度的振动成分；控制部，其基于由该运算部求出的第一臂12的角速度的振动成分以及第三臂14的角速度的振动成分，来控制机器人I的动作。
[0145]具体而言，如图4、图9?图13所示，机器人控制装置20具有上述接收部、控制第一驱动源401的动作的第一驱动源控制部201、控制第二驱动源402的动作的第二驱动源控制部202、控制第三驱动源403的动作的第三驱动源控制部203、控制第四驱动源404的动作的第四驱动源控制部204、控制第五驱动源405的动作的第五驱动源控制部205、和控制第六驱动源406的动作的第六驱动源控制部206。
[0146]此外，上述运算部由第一驱动源控制部201的后述的角速度计算部561、减法器571、第二驱动源控制部202的后述的角速度计算部562、加减法器622、第三驱动源控制部203的后述的角速度计算部563构成。
[0147]如图9所示，第一驱动源控制部201具有减法器511、位置控制部521、减法器531、角速度控制部541、旋转角度计算部551、角速度计算部561、减法器571、转换部581、修正值计算部591、和加法器601。
[0148]如图10所示，第二驱动源控制部202具有减法器512、位置控制部522、减法器
532、角速度控制部542、旋转角度计算部552、角速度计算部562、加减法器622、转换部582、修正值计算部592、和加法器602。
[0149]如图10所示，第三驱动源控制部203具有减法器513、位置控制部523、减法器
533、角速度控制部543、旋转角度计算部553、和角速度计算部563。
[0150]如图11所示，第四驱动源控制部204具有减法器514、位置控制部524、减法器
534、角速度控制部544、旋转角度计算部554、和角速度计算部564。
[0151]如图12所示，第五驱动源控制部205具有减法器515、位置控制部525、减法器535、角速度控制部545、旋转角度计算部555、和角速度计算部565。
[0152]如图13所示，第六驱动源控制部206具有减法器516、位置控制部526、减法器
536、角速度控制部546、旋转角度计算部556、和角速度计算部566。
[0153]这里，机器人控制装置20基于机器人I进行的处理的内容运算肘杆16的目标位置，生成用于使肘杆16移动到该目标位置的轨道。并且，机器人控制装置20按照规定的控制周期测定各驱动源401~406的旋转角度，并将基于该测定结果运算得出的值分别作为各驱动源401~406的位置指令Pc输出至驱动源控制部201~206 (参照图9~图13)，以使肘杆16沿着该生成的轨道移动。此外，在上述以及以下，记作为“输入、输出值”等，这是“输入、输出与该值对应的信号”的意思。
[0154]如图9所示，除了向第一驱动源控制部201输入第一驱动源401的位置指令Pc之外，还分别从第一位置传感器411、第一角速度传感器31输入检测信号。第一驱动源控制部201通过使用了各检测信号的反馈控制来驱动第一驱动源401，以使根据第一位置传感器411的检测信号计算出的第一驱动源的旋转角度(位置反馈值Pfb)成为位置指令Pc，并且使后述的角速度反馈值《fb成为后述的角速度指令《C。
[0155]即，向第一驱动源控制部201的减法器511输入位置指令Pc，并且从旋转角度计算部551输入后述的位置反馈值Pfb。在旋转角度计算部551中，对从第一位置传感器411输入的脉冲数进行计数，并且将与该计数值对应的第一驱动源401的旋转角度作为位置反馈值Pfb输出至减法器511。减法器511将这些位置指令Pc与位置反馈值Pfb的偏差(从第一驱动源401的旋转角度的目标值减去位置反馈值Pfb而得的值)输出至位置控制部521。
[0156]位置控制部521通 过进行使用了从减法器511输入的偏差和预先决定的系数即比例增益等的规定的运算处理，运算与该偏差对应的第一驱动源401的角速度的目标值。位置控制部521将表示该第一驱动源401的角速度的目标值(指令值)的信号作为角速度指令Oc输出至减法器531。此外，这里，在本实施方式中，作为反馈控制进行比例控制(P控制)，但并不局限于此。
[0157]向减法器531输入角速度指令《c，并且输入后述的角速度反馈值cofb。减法器531将这些角速度指令Oc与角速度反馈值(Ofb的偏差(从第一驱动源401的角速度的目标值减去角速度反馈值《fb而得的值)输出至角速度控制部541。
[0158]角速度控制部541通过使用从减法器531输入的偏差和预先决定的系数即比例增益、积分增益等进行包含积分的规定的运算处理，生成与该偏差对应的第一驱动源401的驱动信号(驱动电流)，并经由马达驱动器301供给至马达401Μ。此外，这里，在本实施方式中，作为反馈控制进行PI控制，但并不局限于此。
[0159]这样，以位置反馈值Pfb与位置指令Pc尽可能相等，且角速度反馈值ω fb与角速度指令《C尽可能相等的方式进行反馈控制，控制第一驱动源401的驱动电流。
[0160]接下来，对第一驱动源控制部201中的角速度反馈值《fb进行说明。
[0161]在角速度计算部561中，基于从第一位置传感器411输入的脉冲信号的频率，计算出第一驱动源401的角速度ωπι?，将该角速度coml输出至加法器601。
[0162]另外，在角速度计算部561中，基于从第一位置传感器411输入的脉冲信号的频率计算出第一臂12绕第一旋转轴01转动的角速度ωΑΙπι，并将该角速度ωΑΙπι输出至减法器571。此外，角速度ωΑΙπι是角速度ωπι?除以第一驱动源401的马达401Μ和第一臂12之间即关节171中的减速比而得的值。
[0163]另外，通过第一角速度传感器31检测第一臂12绕第一旋转轴01转动的角速度。而且，将该第一角速度传感器31的检测信号，即将通过第一角速度传感器31检测出的第一臂12绕第一旋转轴01转动的角速度ωΑΙ输出至减法器571。
[0164]向减法器571输入角速度ωΑΙ以及角速度ω Aim，减法器571将从该角速度ωΑΙ减去角速度ωΑΙπι而得的值coAls (= ωΑΙ — ωΑΙπι)输出至转换部581。该值coAls与第一臂12绕第一旋转轴01转动的角速度的振动成分(振动角速度)相当。以下，将《Als称为振动角速度。在本实施方式中，进行使该振动角速度《Als (详细而言，是基于振动角速度oAls生成的值即马达401M中的角速度comls)放大后述的增益Ka倍后返回至驱动源401的输入侧的反馈控制。具体而言，以振动角速度《Als尽可能成为O的方式对驱动源401进行反馈控制。由此，能够抑制机器人I的振动。此外，在该反馈控制中，控制驱动源401的角速度。
[0165]转换部581将振动角速度oAls转换为第一驱动源401中的角速度omls，并将角速度《mis输出至修正值计算部591。能够通过使振动角速度oAls乘以第一驱动源401的马达401M和第一臂12之间，即关节171中的减速比来得到该转换。
[0166]修正值计算部591使角速度omls乘以预先决定的系数即增益(反馈增益)Ka,求出修正值Ka.ω mls，并将该修正值Ka.ω mis输出至加法器601。
[0167]向加法器601输入角速度ωπι?，并输入修正值Ka.Qmls0加法器601将角速度ωπι?与修正值Ka*comls的相加值作为角速度反馈值ω fb输出至减法器531。此外，以后的动作如之前所述。
[0168]如图10所示，除了向第二驱动源控制部202输入第二驱动源402的位置指令Pc之外，还分别从第二位置传感器412、第二角速度传感器32输入各个检测信号。另外，从第三驱动源控制部203向第二驱动源控制部202输入臂14绕第三旋转轴03转动的角速度ωΑ3πι。第二驱动源控制部202以根据第二位置传感器412的检测信号计算出的第二驱动源402的旋转角度(位置反馈值Pfb)成为位置指令Pc，并且后述的角速度反馈值ω fb成为后述的角速度指令《C的方式，通过使用了各检测信号的反馈控制来驱动第二驱动源402。
[0169]即，向第二驱动源控制部202的减法器512输入位置指令Pc，并且从旋转角度计算部552输入后述的位置反馈值Pfb。在旋转角度计算部552中，对从第二位置传感器412输入的脉冲数进行计数，并且将与该计数值对应的第二驱动源402的旋转角度作为位置反馈值Pfb输出至减法器512。减法器512将这些位置指令Pc与位置反馈值Pfb的偏差(从第二驱动源402的旋转角度的目标值减去位置反馈值Pfb而得的值)输出至位置控制部522。
[0170]位置控制部522通过进行使用了从减法器512输入的偏差和预先决定的系数即比例增益等的规定的运算处理，运算与该偏差对应的第二驱动源402的角速度的目标值。位置控制部522将表示该第二驱动源402的角速度的目标值(指令值)的信号作为角速度指令Oc输出至减法器532。此外，这里，在本实施方式中，作为反馈控制进行比例控制(P控制)，但并不局限于此。
[0171]向减法器532输入角速度指令《c，并且输入后述的角速度反馈值cofb。减法器532将这些角速度指令Oc与角速度反馈值(Ofb的偏差(从第二驱动源402的角速度的目标值减去角速度反馈值《fb而得的值)输出至角速度控制部542。[0172]角速度控制部542通过使用从减法器532输入的偏差和预先决定的系数即比例增益、积分增益等，进行包含积分的规定的运算处理，生成与该偏差对应的第二驱动源402的驱动信号(驱动电流)，并经由马达驱动器302供给至马达402M。此外，这里，在本实施方式中，作为反馈控制进行PI控制，但并不局限于此。
[0173]这样，以位置反馈值Pfb与位置指令Pc尽可能相等，且角速度反馈值ω fb与角速度指令《C尽可能相等的方式进行反馈控制，控制第二驱动源402的驱动电流。此外，由于第二旋转轴02与第一旋转轴01正交，所以能够不受第一臂12的动作、振动的影响，能够相对于第一驱动源401独立地控制第二驱动源402的动作。
[0174]接下来，对第二驱动源控制部202中的角速度反馈值《fb进行说明。
[0175]在角速度计算部562中，基于从第二位置传感器412输入的脉冲信号的频率来计算第二驱动源402的角速度ωπι2，并将该角速度ωπι2输出至加法器602。
[0176]另外，在角速度计算部562中，基于从第二位置传感器412输入的脉冲信号的频率，计算出第二臂13绕第二旋转轴02转动的角速度ωΑ2πι，并将该角速度ωΑ2πι输出至加减法器622。此外，角速度ωΑ2πι是使角速度ωπι2除以第二驱动源402的马达402Μ和第二臂13之间即关节172中的减速比而得的值。
[0177]另外，在第三驱动源控制部203的角速度计算部563中，基于从第三位置传感器413输入的脉冲信号的频率，计算出第三臂14绕第三旋转轴03转动的角速度ωΑ3πι，并将该角速度《A3m输出至加减法器622。此外，角速度ωΑ3πι是使角速度ω m3除以第三驱动源403的马达403Μ和第三臂14之间即关节173中的减速比而得的值。
[0178]另外，通过第二角速度传感器32检测第三臂14绕第二旋转轴02转动的角速度。而且，将该第二角速度传感器32的检测信号即通过第二角速度传感器32检测出的第三臂14绕第二旋转轴02转动的角速度ω A3输出至加减法器622。此外，第二旋转轴02、第三旋转轴03与第一旋转轴01正交，所以能够不受第一臂12的动作、振动的影响，能够容易且可靠地求出第三臂14绕第二旋转轴02的角速度。
[0179]向加减法器622输入角速度ωΑ3、角速度ωΑ2πι以及角速度ωΑ3πι，加减法器622将从角速度ω A3减去角速度ωΑ2ηι以及角速度ωΑ3ηι而得的值coA2s(= ωΑ3 — ωΑ2ηι —ωΑ3πι)输出至转换部582。该值coA2s与第二臂13和第三臂14绕第二旋转轴02转动的合计角速度的振动成分(振动角速度)相当。以下，将《A2s称为振动角速度。在本实施方式中，进行使该振动角速度《A2s (详细而言，是基于振动角速度《A2s生成的值即马达402M中的角速度《m2s)放大后述的增益Ka倍后返回至第二驱动源402的输入侧的反馈控制。具体而言，以振动角速度《A2s尽可能成为O的方式对第二驱动源402进行反馈控制。由此，能够抑制机器人I的振动。此外，在该反馈控制中，控制第二驱动源402的角速度。
[0180]转换部582将振动角速度ωΑ28转换为第二驱动源402中的角速度com2s，并将该角速度om2s输出至修正值计算部592。该转换能够通过对振动角速度ωΑ28乘以第二驱动源402的马达402M与第二臂13之间即关节172中的减速比而得到。
[0181]修正值计算部592对角速度com2s乘以预先决定的系数即增益(反馈增益)Ka，求出修正值Ka.com2s，并将修正值Ka.0m2s输出至加法器602。此外，该第二驱动源控制部202中的增益Ka和第一驱动源控制部201中的增益Ka可以相同，另外也可以不同。
[0182]向加法器602输入角速度ωπι2，并且输入修正值Ka.com2s。加法器602将角速度ωπι2与修正值Ka*com2s的相加值作为角速度反馈值ω fb输出至减法器532。此外，后面的动作如之前所述。
[0183]如图10所示，除了向第三驱动源控制部203输入第三驱动源403的位置指令Pc之外，还从第三位置传感器413输入检测信号。第三驱动源控制部203以根据第三位置传感器413的检测信号计算出的第三驱动源403的旋转角度(位置反馈值Pfb)成为位置指令Pc，并且后述的角速度反馈值《fb成为后述的角速度指令《C的方式，通过使用了各检测信号的反馈控制来驱动第三驱动源403。
[0184]即，向第三驱动源控制部203的减法器513输入位置指令Pc，并且从旋转角度计算部553输入后述的位置反馈值Pfb。在旋转角度计算部553中，对从第三位置传感器413输入的脉冲数进行计数，并将与该计数值对应的第三驱动源403的旋转角度作为位置反馈值Pfb输出至减法器513。减法器513将这些位置指令Pc和位置反馈值Pfb的偏差(从第三驱动源403的旋转角度的目标值减去位置反馈值Pfb而得的值)输出至位置控制部523。 [0185]位置控制部523通过进行使用了从减法器512输入的偏差和预先决定的系数即比例增益等的规定的运算处理，运算与该偏差对应的第三驱动源403的角速度的目标值。位置控制部522将表示该第三驱动源403的角速度的目标值(指令值)的信号作为角速度指令Oc输出至减法器533。此外，这里，在本实施方式中，作为反馈控制进行比例控制(P控制)，但并不局限于此。
[0186]另外，在角速度计算部563中，基于从第三位置传感器413输入的脉冲信号的频率计算出第三驱动源403的角速度，将该角速度作为角速度反馈值ωΛ输出至减法器533。
[0187]向减法器533输入角速度指令ω c，并输入角速度反馈值cofb。减法器533将这些角速度指令ω c与角速度反馈值ω fb的偏差(从第三驱动源403的角速度的目标值减去角速度反馈值ω--而得的值)输出至角速度控制部543。
[0188]角速度控制部543通过使用从减法器533输入的偏差和预先决定的系数即比例增益、积分增益等，进行包含积分的规定的运算处理，生成与该偏差对应的第三驱动源403的驱动信号(驱动电流)，并经由马达驱动器303供给至马达403M。此外，这里，在本实施方式中，作为反馈控制进行PI控制，但并不局限于此。
[0189]这样，以位置反馈值Pfb与位置指令Pc尽可能相等，且角速度反馈值ω fb与角速度指令《C尽可能相等的方式进行反馈控制，控制第三驱动源403的驱动电流。
[0190]此外，驱动源控制部204~206分别与上述第三驱动源控制部203相同，所以省略其说明。
[0191]如以上说明的那样，在该机器人I以及机器人系统10中，能够通过第一角速度传感器31检测第一臂12的角速度，并且第三旋转轴03与第二旋转轴02平行，所以能够通过第二角速度传感器32包含第二臂13的转动量地检测第三臂14的角速度。而且，基于这些检测结果，能够抑制振动。
[0192]另外，即使机器人I的姿势发生变化，第一角速度传感器31的检测轴也是恒定的。因此，无需针对由第一角速度传感器31检测出的第一臂12的角速度进行由第一角速度传感器31的方向所致的修正。
[0193]另外，由于第三旋转轴03以及第二旋转轴02正交于第一旋转轴01或者与正交于第一旋转轴的轴平行，所以即使机器人I的姿势发生变化，例如第一臂12转动，且即使第二臂13转动，第二角速度传感器32的检测轴也是恒定的。因此，无需针对由第二角速度传感器32检测出的第三臂14的角速度进行由第二角速度传感器32的方向所致的修正。
[0194]由此，无需复杂且庞大的运算，由此，不易产生运算误差，能够可靠地抑制振动，另外能够提高机器人I的控制的响应速度。
[0195]另外，通过第二角速度传感器32检测的并非第二臂13的角速度，而是包含第二臂13的转动量地检测第三臂14的角速度，能够更加可靠地抑制振动。
[0196]另外，与在第二臂13上也设置角速度传感器的情况相比，能够减少角速度传感器的个数，能够减少成本，另外能够简化结构。
[0197]另外，通过控制使比第三臂14靠向基端侧的第二臂13转动的第二驱动源402的动作，能够有效地抑制机器人I的振动。
[0198]以上，基于图示的实施方式对本发明的机器人、机器人控制装置以及机器人系统进行了说明，但本发明并不局限于此，能够将各部的构成置换为具有相同功能的任意的构成。另外，也可以向本发明附加其他的任意的构成物。
[0199]此外，作为各驱动源的马达，除了上述伺服马达之外，分别列举了例如步进马达等。另外，在作为马达使用步进马达的情况下，作为位置传感器，例如也可以使用通过测量向步进马达输入的驱动脉冲的个数来检测马达的旋转角度的传感器。
[0200]另外，均不对各位置传感器、各角速度传感器的类型进行特别限定，例如列举出光学式、磁式、电磁式、电气式等。
[0201]另外，在上述实施方式中，基于第二角速度传感器的检测结果来控制使第二臂转动的第二驱动源的动作，但并不局限于此，例如也可以基于第二角速度传感器的检测结果来控制使第三臂转动的第三驱动源的动作。
[0202]另外，在上述实施方式中，机器人的旋转轴的个数是6个，但在本发明中并不局限于此，机器人的旋转轴的个数也可以是3个、4个、5个或者7个以上。
[0203]即，在上述实施方式中，肘杆具有2根臂，所以机器人的臂的根数是6根，但在本发明中，并不局限于此，机器人的臂的根数也可以是3根、4根、5根或者7根以上。
[0204]另外，在上述实施方式中，机器人是具有一个使多个臂以自由转动的方式连结而成的臂连结体的单臂机器人，但在本发明中，并不局限于此，例如，也可以是具有两个使多个臂以自由转动的方式连结而成的臂连结体的双臂机器人等具有多个上述臂连结体的机器人。
[0205]附图标记说明
[0206]1...机器人(工业用机器人)；10...机器人系统；11...基台;12、13、14、15...臂(连杆)；16...肘杆(连杆)；161...肘杆主体；162...支承环；163...顶端面；171、172、173、174、175、176...关节(接头)；2、2a、2b、2c、2d...臂主体；3、3a、3b、3c、3d...驱动机构；31、32...角速度传感器；4、4a、4b、4c、4d...密封单元；20...机器人控制装置；201 ~206...驱动源控制部；301、302、303、304、305、306...马达驱动器；401、402、403、404、405、406...驱动源；401Μ、402Μ、403Μ、404Μ、405Μ、406Μ.--马达;411、412、413、414,415,416...位置传感器;511、512、513、514、515、516...减法器;521、522、523、524、525,526...位置控制部;531、532、533、534、535、536...减法器；541、542、543、544、545、546...角速度控制部;551、552、553、554、555、556...旋转角度计算部；561、562、563、564、565.566...角速度计算部；571...减法器；581、582...转换部；591、592...修正值计算部；601、602...加法器；622...加减法器；45...减速机；71、72...角速度传感器单元；
711.721...壳体；7111、7211...安装部；712、722...电路基板；713、723...电路部；7112、
7212...孔；81...外螺纹；85...电缆；91、92...带轮；93...皮带；101...地面；111...螺栓；112...基台主体；113...圆筒状部；114...箱状部；121、141...臂侧安装部；122...0螺纹;241a、241b、242a、242b、244a、244b...舌片部；251、252、254...根部;01、02、03、04、
05、06...旋转轴。
【权利要求】
1.一种机器人,其特征在于,具备: 基台; 第一臂，其以第一旋转轴为旋转中心，以相对于所述基台自由转动的方式与所述基台连结； 第二臂，其以第二旋转轴为旋转中心，以相对于所述第一臂自由转动的方式与所述第一臂连结，所述第二旋转轴为正交于所述第一旋转轴的轴或者是与正交于所述第一旋转轴的轴平行的轴； 第三臂，其以第三旋转轴为旋转中心，以相对于所述第二臂自由转动的方式与所述第二臂连结，所述第三旋转轴为平行于所述第二旋转轴的轴； 第一角速度传感器，其设置于所述第一臂，该第一角速度传感器的角速度的检测轴与所述第一旋转轴平行；以及 第二角速度传感器，其设置于所述第三臂，该第二角速度传感器的角速度的检测轴与所述第三旋转轴平行。
2.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，具备: 第一角速度传感器单元，其具有第一壳体和所述第一角速度传感器以及电路部，该第一角速度传感器以及电路部被设置于所述第一壳体内，其中，所述电路部对从所述第一角速度传感器输出的信号进行AD转换并进行发送；和 第二角速度传感器单元，其具有第二壳体和所述第二角速度传感器以及电路部，该第二角速度传感器以及电路部被设置在所述第二壳体内，其中，所述电路部对从所述第二角速度传感器输出的信号进行AD转换并进行发送， 所述第一角速度传感器单元设置于所述第一臂，所述第二角速度传感器单元设置于所述第三臂。
3.根据权利要求2所述的机器人，其特征在于， 所述第一壳体以及所述第二壳体的外形分别呈长方体， 所述第一角速度传感器的所述角速度的检测轴与所述第一壳体的所述长方体最大面的法线一致， 所述第二角速度传感器的所述角速度的检测轴与所述第二壳体的所述长方体最大面的法线一致。
4.根据权利要求2所述的机器人，其特征在于， 所述第一壳体在所述第一壳体的角部具有安装于所述第一臂的安装部， 所述第二壳体在所述第二壳体的角部具有安装于所述第三臂的安装部。
5.根据权利要求4所述的机器人，其特征在于， 具有固定部件，该固定部件具有导电性，且将所述第一壳体的所述安装部固定于所述第一臂，所述第一角速度传感器单元的所述电路部通过所述固定部件与所述第一臂接地连接， 具有固定部件，该固定部件具有导电性，且将所述第二壳体的所述安装部固定于所述第三臂，所述第二角速度传感器单元的所述电路部通过所述固定部件与所述第三臂接地连接。
6.根据权利要求2所述的机器人，其特征在于，所述第一臂具有筐体和与所述筐体一体形成的臂侧安装部， 所述第一角速度传感器单元直接安装至所述臂侧安装部。
7.根据权利要求2所述的机器人，其特征在于， 所述第三臂具有筐体和与所述筐体一体形成的臂侧安装部， 所述第二角速度传感器单元直接安装至所述臂侧安装部。
8.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于， 具有电缆，该电缆配置于所述第一臂，并向所述机器人供给电力， 所述第一角速度传感器配置于所述第一臂的与所述电缆相反一侧的端部。
9.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于， 具有电缆，该电缆配置于所述第三臂，并向所述机器人供给电力， 所述第二角速度传感器配置于所述第三臂的与所述电缆相反一侧的端部。
10.根据权利要求1所述的机器人， 其特征在于，具备: 第四臂，其以第四旋转轴为旋转中心，以相对于所述第三臂自由转动的方式与所述第三臂连结，所述第四旋转轴为正交于所述第三旋转轴的轴或者是与正交于所述第三旋转轴的轴平行的轴； 第五臂，其以第五旋转轴为旋转中心，以相对于所述第四臂自由转动的方式与所述第四臂连结，所述第五旋转轴为正交于所述第四旋转轴的轴或者是与正交于所述第四旋转轴的轴平行的轴；以及 第六臂，其以第六旋转轴为旋转中心，以相对于所述第五臂自由转动的方式与所述第五臂连结，所述第六旋转轴为正交于所述第五旋转轴的轴或者是与正交于所述第五旋转轴的轴平行的轴。
11.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于， 所述第一旋转轴与所述基台的设置面的法线一致。
12.一种机器人控制装置，其特征在于， 该机器人控制装置控制机器人的动作， 所述机器人具备: 基台; 第一臂，其以第一旋转轴为旋转中心，以相对于所述基台自由转动的方式与所述基台连结； 第二臂，其第二旋转轴为旋转中心，以相对于所述第一臂自由转动的方式与所述第一臂连结，所述第二旋转轴为正交于所述第一旋转轴的轴或者是与正交于所述第一旋转轴的轴平行的轴；以及 第三臂，其以第三旋转轴为旋转中心，以相对于所述第二臂自由转动的方式与所述第二臂连结，所述第三旋转轴为平行于所述第二旋转轴的轴， 该机器人控制装置具备: 接收部，其接收第一信号和第二信号，该第一信号是从设置于所述第一臂且角速度的检测轴与所述第一旋转轴平行的第一角速度传感器输出的信号，该第二信号是从设置于所述第三臂且角速度的检测轴与所述第三旋转轴平行的第二角速度传感器输出的信号；运算部，其基于通过所述接收部接收到的所述第一信号以及所述第二信号，来求出所述第一臂的角速度的振动成分以及所述第三臂的角速度的振动成分； 控制部，其基于通过所述运算部求出的所述第一臂的角速度的振动成分以及所述第三臂的角速度的振动成分，来控制所述机器人的动作。
13.—种机器人系统,其特征在于,具备: 权利要求1所述的机器人；和 控制所述机器人的动作的机器人控制装置。
【文档编号】B25J18/00GK103659814SQ201310381397
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年8月28日 优先权日:2012年8月31日
【发明者】仁宇昭雄 申请人:精工爱普生株式会社