机器人的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种机器人。该机器人包括肩部、臂A部、臂B部、下臂部、腕A部、腕B部、凸缘部、减速装置、马达和马达的外壳。减速装置将相邻的肩部、臂A部、臂B部、下臂部、腕A部、腕B部和凸缘部彼此连接，使得它们能相对于彼此移动。马达向减速装置产生驱动力。马达的外壳能够向肩部、臂A部、臂B部、下臂部、腕A部、腕B部和凸缘部传递应力地连接到肩部、臂A部、臂B部、下臂部、腕A部、腕B部和凸缘部。马达能够向肩部、臂A部、臂B部、下臂部、腕A部、腕B部和凸缘部传递应力地连接到肩部、臂A部、臂B部、下臂部、腕A部、腕B部和凸缘部，或者能够向减速装置传递应力地连接到减速装置。
【专利说明】机器人
【技术领域】
[0001]所公开的实施方式涉及机器人。
【背景技术】
[0002]日本专利特开2011-94749公开了一种机器人。在该机器人(多关节机器人)的基座上，设置有机器人主体，该机器人主体设置有由多个致动器驱动的多个结构部件。即，由回旋头和多个臂元件(臂、腕单元)组成的臂部连接到基座。而且，腕部(腕单元)可摆动地连接到臂部的前端侧。在臂部内，容纳包括用于驱动腕部的驱动马达(振动马达、旋转马达)在内的马达(第一马达、第二马达)、减速装置、制动装置(第一制动器、第二制动器)以及传动机构(环带、带轮)。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的问题
[0004]在机器人的领域中，为了减小在机器人周围安装的安全护栏的尺寸、改善机器人与人之间的亲和性等，需要减小臂元件的重量和尺寸，或者还需要减小整个臂部的重量和尺寸。然而，在减小臂元件的重量和尺寸方面，上述现有技术是不令人满意的。
[0005]本发明的目的是提供一种可以实现臂元件的重量和尺寸的减小的机器人。
[0006]解决问题的手段
[0007]为了实现上述目的，根据本公开的一个方面，提供了一种机器人，该机器人包括多个臂元件、关节部和马达。所述关节部被构造为将相邻的臂元件彼此连接，使得它们能相对于彼此移动。所述马达被构造为对所述关节部产生驱动力。所述马达的外壳能够向所述臂元件传递应力地连接到所述臂元件，并且所述马达能够向所述臂元件或所述关节部传递应力地连接到所述臂元件或所述关节部。
[0008]发明效果
[0009]根据本公开，可以减小臂元件的重量和尺寸。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1是示出一个实施方式的机器人装置以及设置在该机器人装置中的机器人的整体构造的立体图。
[0011]图2是在省略构成外壳的罩的状态下示出机器人的整体构造的立体图。
[0012]图3是示出机器人的整体构造的后视图，用虚线示出构成外壳的罩。
[0013]图4是在省略构成外壳的罩的状态下示出机器人的整体构造的仰视图。
[0014]图5是示出基座和躯干部的下端侧的截面图。
[0015]图6A是从图5中的箭头A方向看时的向视图。
[0016]图6B是从图5中的箭头B方向看时的向视图。
[0017]图7是示出基座和躯干部的下端侧的截面图。[0018]图8A是从图7中的箭头C方向看时的向视图。
[0019]图8B是从图7中的箭头D方向看时的向视图。
[0020]图9是示出肩部、上臂A部和上臂B部的俯视图。
[0021]图10是示出肩部和上臂A部的侧视图。
[0022]图11是示出肩部上设置的马达、制动装置和减速装置的概要构造的示意图。
[0023]图12是示出上臂A部的截面图。
[0024]图13是示出上臂B部的俯视图。
[0025]图14是示出上臂B部的侧视图。
[0026]图15是示出上臂B部上设置的马达、制动装置和减速装置的概要构造的示意图。
[0027]图16是示出下臂部和腕部的侧视图。
[0028]图17是用于说明下臂部上设置的致动器的截面图。
[0029]图18是用于说明下臂部上设置的致动器的截面图。
[0030]图19是用于说明腕A部上设置的致动器的截面图。
[0031]图20是用于说明腕A部上设置的致动器的截面图。
[0032]图21是图1中的XX1-XXI截面的截面图。
[0033]图22是用于说明接触开关的截面图。
[0034]图23是示出机器人控制器的功能构造的框图。
【具体实施方式】
[0035]下面将参照附图来描述一个实施方式。如果附图中标出诸如“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”等，则说明书中所解释的“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”是指标出
的方向。
[0036]<机器人装置>
[0037]首先，将描述本实施方式的机器人装置的整体构造。
[0038]如图1所示，本实施方式的机器人装置I具有机器人100和机器人控制器200(控制器)。机器人100和机器人控制器200由连接缆线2彼此连接，能够相互通信。机器人100和机器人控制器200可以射频连接。而且，机器人控制器200可以设置在机器人100内部。
[0039]<机器人>
[0040]如图1至图4所示，机器人100具有基座101和机器人主体102。基座101安装在机器人100的安装地点(例如，在地板部、台座等上)。机器人主体102设置在基座101的上端部。该机器人主体102是具有躯干部110、分别附接到躯干部110的两个臂部120L和120R、以及两个腕部130L和130R的所谓的双臂机器人。
[0041]躯干部110可旋转地连接到基座101的上端部。具体地，躯干部110以能绕与基座101的固定面(未示出)大致正交的摆动轴线AxO摆动的方式支撑在基座101的上端部。通过驱动设置在基座101上的致动器AcO，来驱动该躯干部110，使其相对于基座101的上端部绕摆动轴线AxO摆动。
[0042]臂部120L可旋转地连接到躯干部110的一侧(以各图中示出的机器人主体102的姿势为左侧)的前端部(下文中酌情称作“左端部”)。该臂部120L设置有多关节结构(多轴结构)，该多关节结构由肩部121L、上臂A部122L、上臂B部123L和下臂部124L组成。[0043]肩部121L以能绕与摆动轴线AxO大致垂直的旋转轴线AxlL旋转的方式支撑在躯干部Iio的左端部上。通过驱动设置在躯干部110上的致动器AclL，来驱动该肩部121L，使其相对于躯干部110的左端部绕旋转轴线AxlL旋转。
[0044]上臂A部122L以能绕与旋转轴线AxlL大致垂直的摆动轴线Ax2L摆动的方式支撑在肩部121L的前端侧。通过驱动设置在肩部121L上的致动器Ac2L，来驱动该上臂A部122L，使其相对于肩部121L的前端侧绕摆动轴线Ax2L摆动。
[0045]上臂B部123L以能绕与摆动轴线Ax2L大致垂直的旋转轴线Ax3L旋转的方式支撑在上臂A部122L的前端侧。通过驱动设置在上臂A部122L上的致动器Ac3L，来驱动该上臂B部123L，使其相对于上臂A部122L的前端侧绕旋转轴线Ax3L旋转。
[0046]下臂部124L以能绕与旋转轴线Ax3L大致垂直的摆动轴线Ax4L摆动的方式支撑在上臂B部123L的前端侧。通过驱动设置在上臂B部123L上的致动器Ac4L，来驱动该下臂部124L，使其相对于上臂B部123L的前端侧绕摆动轴线Ax4L摆动。
[0047]腕部130L以能相对于臂部120L的前端部(即，下臂部124L的前端侧)旋转的方式连接。该腕部130L设置有多关节结构(多轴结构)，该多关节结构由腕A部131L、腕B部132L和凸缘部133L组成。
[0048]腕A部131L以能绕与摆动轴线Ax4L大致垂直的摆动轴线Ax5L摆动的方式支撑在下臂部124L的前端侧。通过驱动设置在下臂部124L上的致动器Ac5L，来驱动该腕A部131L，使其相对于下臂部124L的前端侧绕摆动轴线Ax5L摆动。
[0049]腕B部132L以能绕与腕部130L的纵向大致垂直并且与摆动轴线Ax5L大致垂直的摆动轴线Ax6L摆动的方式支撑在腕A部131L的前端侧。通过驱动设置在腕A部131L上的致动器Ac6L，来驱动该腕B部132L，使其相对于腕A部131L的前端侧绕摆动轴线Ax6L摆动。
[0050]凸缘部133L以能绕与摆动轴线Ax5L和摆动轴线Ax6L这两者大致垂直的旋转轴线Ax7L旋转的方式支撑在腕B部132L的前端侧。通过驱动设置在腕B部132L上的致动器Ac7L，来驱动该凸缘部133L，使其相对于腕B部132L的前端侧绕旋转轴线Ax7L旋转。这里，用于对机器人100的作业对象(未示出)执行期望作业的各种工具(未示出)附接到凸缘部133L的前端部。利用凸缘部133L绕旋转轴线Ax7L的旋转，来驱动附接到凸缘部133L的前端部的工具，使其绕旋转轴线Ax7L旋转。
[0051]这里，将绕沿着臂部120L和腕部130L的纵向(或材料延伸方向)的旋转轴线进行的转动称作“旋转”，而将绕与纵向大致垂直的转动轴线进行的转动称作“摆动”，从而将它们彼此区分开。
[0052]而且，诸如“垂直”或“正交”等的描述并不严格，而是允许产生实质公差/误差。而且，“垂直”或“正交”并不意味着虚拟轴线的交叉，而是也包括位置的扭转，只要由虚拟轴线形成的方向彼此交叉即可。
[0053]另一方面，臂部120R可相对于躯干部110的另一侧(以各图中示出的机器人主体102的姿势为右侧)的前端部(下文中酌情称作“右端部”)旋转地连接，并且该臂部120R设置有多关节结构(多轴结构)，该多关节结构由肩部121R、上臂A部122R、上臂B部123R和下臂部124R组成。
[0054]肩部121R以能绕与摆动轴线AxO大致垂直的旋转轴线AxlR旋转的方式支撑在躯干部Iio的右端部上。通过驱动设置在躯干部110上的致动器AclR，来驱动该肩部121R，使其相对于躯干部110的右端部绕旋转轴线AxlR旋转。
[0055]上臂A部122R以能绕与旋转轴线AxlR大致垂直的摆动轴线Ax2R摆动的方式支撑在肩部121R的前端侧。通过驱动设置在肩部121R上的致动器Ac2R，来驱动该上臂A部122R，使其相对于肩部121R的前端侧绕摆动轴线Ax2R摆动。
[0056]上臂B部123R以能绕与摆动轴线Ax2R大致垂直的旋转轴线Ax3R旋转的方式支撑在上臂A部122R的前端侧。通过驱动设置在上臂A部122R上的致动器Ac3R，来驱动该上臂B部123R，使其相对于上臂A部122R的前端侧绕旋转轴线Ax3R旋转。
[0057]下臂部124R以能绕与旋转轴线Ax3R大致垂直的摆动轴线Ax4R摆动的方式支撑在上臂B部123R的前端侧。通过驱动设置在上臂B部123R上的致动器Ac4R，来驱动该下臂部124R，使其相对于上臂B部123R的前端侧绕摆动轴线Ax4R摆动。
[0058]腕部130R能相对于臂部120R的前端部(B卩，下臂部124R的前端侧)旋转地连接并设置有与腕部130L对称的结构。S卩，该腕部130R设置有多关节结构(多轴结构)，该多关节结构由腕A部131R、腕B部132R和凸缘部133R组成。
[0059]腕A部131R以能绕与摆动轴线Ax4R大致垂直的摆动轴线Ax5R摆动的方式支撑在下臂部124R的前端侧。通过驱动设置在下臂部124R上的致动器Ac5R，来驱动该腕A部131R，使其相对于下臂部124R的前端侧绕摆动轴线Ax5R摆动。
[0060]腕B部132R以能绕与腕部130R的纵向大致垂直并且与摆动轴线Ax5R大致垂直的摆动轴线Ax6R摆动的方式支撑在腕A部131R的前端侧。通过驱动设置在腕A部131R上的致动器Ac6R，来驱动该腕B部132R，使其相对于腕A部131R的前端侧绕摆动轴线Ax6R摆动。
[0061]凸缘部133R以能绕与摆动轴线Ax5R和摆动轴线Ax6R这两者大致垂直的旋转轴线Ax7R旋转的方式支撑在腕B部132R的前端侧。通过驱动设置在腕B部132R上的致动器Ac7R，来驱动该凸缘部133R，使其相对于腕B部132R的前端侧绕旋转轴线Ax7R旋转。这里，用于对机器人100的作业对象执行期望作业的各种工具(未示出)附接到凸缘部133R的前端部。利用凸缘部133R绕旋转轴线Ax7R的旋转，来驱动附接到凸缘部133R的前端部的工具，使其绕旋转轴线Ax7R旋转。
[0062]摆动轴线Ax5L和Ax5R分别对应于第一轴线，腕A部131L和131R分别对应于第一腕元件。而且，摆动轴线Ax6L和Ax6R分别对应于第二轴线，并且腕B部132L和132R分别对应于第二腕元件。而且，旋转轴线Ax7L和Ax7R分别对应于第三轴线，并且凸缘部133L和133R分别对应于第三腕元件。
[0063]而且，肩部121L、121R、上臂 A 部 122L、122R、上臂 B 部 123L、123R、下臂部 124L、124R、腕A部131L、131R、腕B部132LU32R以及凸缘部133L和133R均对应于臂元件。
[0064]而且，躯干部110、肩部 121L、121R、上臂 A 部 122L、122R、上臂 B 部 123L、123R、下臂部124L、124R、腕A部131L、131R、腕B部132LU32R以及凸缘部133L和133R均对应于结构部件。
[0065]而且，臂部120L、120R和腕部130L、130R构成臂主体。而且，上臂A部122L、122R以及下臂部124LU24R均对应于指定臂元件。
[0066]而且，例如，机器人控制器200由具有算术单元、存储装置、输入装置等的计算机构成。该机器人控制器200控制机器人主体102的整体操作。后面将更详细地描述机器人控制器200。
[0067]<机器人>
[0068]随后，将顺序描述机器人100各个部分的详细构造。
[0069]< 基座 >
[0070]如图1至图4所示，基座101具有构成其外壳的大致圆筒状壳体101a。例如，壳体IOla由铝之类的铸件形成。
[0071]而且，如上所述，在基座101上设置有绕摆动轴线AxO摆动而驱动躯干部110的致动器AcO。致动器AcO包括:马达MO，该马达MO产生用于驱动躯干部110的旋转驱动力；制动装置BO (参见后面将描述的图5和图7)，该制动装置BO用于制动或保持马达MO的旋转；以及减速装置G0，该减速装置GO用于减小马达MO的转速、将其传递到躯干部110并驱动躯干部110。这里，减速装置GO的轴(输入轴、输出轴等)具有中空结构，并且后面将描述的控制缆线3插入穿过该中空结构的内部。
[0072]从致动器AcO、AclL_Ac7L和AclR_Ac7R(如果不加区分地进行表示，则它们在下文中会酌情称作“致动器Ac”)引出用于控制这些致动器AcO、AclL-Ac7L和AclR_Ac7R的驱动(供电、信号发送/接收等)的控制缆线3。将拉出的控制缆线3在机器人主体102的各个部分中引回。在图2中，未示出控制缆线3。引回的控制缆线3的前端侧穿过布置在壳体IOla的上端部上的减速装置GO的轴，并且最终被引入到壳体IOla中。在本实施方式中，根据用户的用途或便利性，可以在基座101的下端部和后表面两者之一上选择性地进行引入到壳体IOla中的控制缆线3的连接。
[0073]S卩，在壳体IOla中，在其下表面上设置有开口部IOa (第一开口部)(参见图4)，并且在其侧表面(该示例中是后表面)上设置有(开口部IOb (第二开口部)参见图3)。开口部可以设置在除了壳体IOla的后表面之外的侧表面(例如，前表面、左表面、右表面等)上。在这些开口部IOa和IOb中的各个开口部，可以选择性地拆装设置有连接器的连接器板和未设置有连接器的盖部两者中的任一者，所述连接器可供引入壳体IOla中的控制缆线3的前端部连接。图3和图4示出连接器板和盖部都未附接到开口部IOa和IOb的状态。
[0074]这里，如图3所示，管P布置在壳体IOla的上端部所布置的减速装置GO的轴的内部。在上述引回的控制缆线3的前端侧插在管P内部的状态下，将管P引入到壳体IOla中。而且，管P在壳体IOla内部支撑控制缆线3的前端侧，使得引入到壳体IOla中的控制缆线3的前端部能指向开口部IOa和IOb中的任意一个。控制缆线3的前端部如上所述由管P支撑，由此既可以在连接器板附接到开口部IOa时执行连接器板与连接器的连接，又可以在连接器板附接到开口部IOb时执行连接器板与连接器的连接。
[0075]图5、图6A和图6B示出连接器板附接到开口部IOa并且盖部附接到开口部IOb的情况。
[0076]在图5、图6A和图6B示出的示例中，与开口部IOa对应的连接器板Ila (第一连接器板)被附接到开口部10a，并且开口部IOa由该连接器板Ila闭合。连接器板Ila设置有连接器组13a，该连接器组13a包括可供控制缆线3的前端部附接的连接器。而且，与开口部IOb对应的盖部12b (第二盖部)附接到开口部10b，并且开口部IOb由该盖部12b闭合。在该情况下，在由管P支撑的同时指向开口部IOa (基座101的下端部)侧的控制缆线3的前端部连接到连接器板Ila的连接器中的位于壳体IOla内侧的连接部。另一方面，来自壳体IOla外部的连接缆线的前端部(例如，来自机器人控制器200的连接缆线2等)连接到连接器板Ila的连接器中的位于壳体IOla外侧的连接部。因此，在该情况下，可以通过基座101的下端部执行至控制缆线3的连接，即，例如，机器人控制器200等与致动器AcO、AclL-Ac7L和AclR-Ac7R之间的电连接。
[0077]图7、图8A和图8B示出盖部附接到开口部IOa并且连接器板附接到开口部IOb的情况。
[0078]在图7、图8A和图8B示出的示例中，与开口部IOa对应的盖部12a (第一盖部)附接到开口部10a，并且开口部IOa由该盖部12a闭合。而且，与开口部IOb对应的连接器板Ilb (第二连接器板)附接到开口部10b，并且开口部IOb由该连接器板Ilb闭合。连接器板Ilb设置有连接器组13b，该连接器组13b包括可供控制缆线3的前端部附接的连接器。在该情况下，在由管P支撑的同时指向开口部IOb (基座101的后表面)侧的控制缆线3的前端部连接到连接器板Ilb的连接器中的位于壳体IOla内侧的连接部。另一方面，来自壳体IOla外部的连接缆线的前端部(例如，来自机器人控制器200的连接缆线2等)连接到连接器板Ilb的连接器中的位于壳体IOla外侧的连接部。因此，在该情况下，可以通过基座101的后表面执行至控制缆线3的连接，即，例如，机器人控制器200等与致动器AC0、AclL-Ac7L和Ac 1R-Ac7R之间的电连接。
[0079]<躯干部>
[0080]如图1至图4所示，躯干部110具有一个或更多个强度部件FrO和覆盖强度部件FrO并且构成躯干部110的外壳的罩CvO(后面将描述细节)。例如，强度部件FrO由诸如高强度钢等的板形成。即，躯干部110设置有内框架结构，其中，被罩CvO覆盖的强度部件FrO充当构成承受重力部和加/减速期间的负荷部的强度的支撑结构的框架部件。躯干部110的结构不限于如该示例中的这种内框架结构，而是也可以构成为使用外壳形成部件作为框架部件的外框架结构。
[0081]〈肩部〉
[0082]如图1至图4所示，肩部121L具有一个或更多个强度部件Frl和覆盖强度部件Frl并且构成肩部121L的外壳的罩Cvl (后面将描述细节)。例如，强度部件Frl由诸如高强度钢等的板形成。即，肩部121L设置有内框架结构，其中，被罩Cvl覆盖的强度部件Frl充当构成承受重力部和加/减速期间的负荷部的强度的支撑结构的框架部件。肩部121L的结构不限于如该示例中的这种内框架结构，而是也可以构成为外框架结构。
[0083]而且，如上所述，在肩部121L上，设置有绕摆动轴线Ax2L摆动并驱动上臂A部122L的致动器Ac2L。如图9至图11所示，致动器Ac2L包括马达M2、制动装置B2以及减速装置G2 (关节部)，该减速装置G2将肩部121L与上臂A部122L连接，使得它们能相对于彼此移动。
[0084]马达M2向减速装置G2产生用于驱动上臂A部122L的旋转驱动力。作为该马达M2的输出轴的马达轴52a与摆动轴线Ax2L大致平行布置。而且，在马达轴52a的位于后面将描述的第一轴向的一侧的端部上，固定有设有带附接部的带轮6a (马达带轮)，从而使其与马达轴52a —起旋转。带轮6a的旋转中心与马达轴52a的旋转中心一致。
[0085]制动装置B2制动或保持马达轴52a的旋转。制动轴52b作为该制动装置B2的轴，与摆动轴线Ax2L大致平行(B卩，与马达轴52a大致平行)地布置。而且，在制动轴52b的位于轴向一侧(以各附图中示出的机器人主体102的姿势为上侧，下文中酌情称作“第一轴向的一侧”)的端部上，固定有设有两个带附接部的带轮6b (第一制动带轮、第二制动带轮)，从而使其与制动轴52b —起旋转。带轮6b的旋转中心与制动轴52b的旋转中心一致。
[0086]这里,环带(环形带)7a (第一带)缠绕在马达M2侧的带轮6a的带安装部与制动装置B2侧的带轮6b中的其中一个带附接部之间。马达轴52a和制动轴52b通过带轮6a、带7a和带轮6b连接。因此,马达轴52a的旋转驱动力通过带轮6a、带7a和带轮6b传递给制动轴52b。带轮6a、带7a和带轮6b构成第一传动机构。
[0087]减速装置G2布置在肩部121L的前端部。减速装置G2的输入轴52c大致沿着摆动轴线Ax2L (即，与马达轴52a和制动轴52b大致平行)布置，并且以能相对于肩部121L的前端部旋转的方式被支撑。减速装置G2的输出轴52d通过合适的齿轮机构连接到输入轴52c，并且以能相对于肩部121L的前端部绕摆动轴线Ax2L旋转的方式被支撑。而且，在输入轴52c的位于第一轴向的一侧的端部上，固定有设有带附接部的带轮6c (减速装置带轮)，从而使其与输入轴52c —起旋转。带轮6c的旋转中心与输入轴52c的旋转中心一致。
[0088]这里,环带(环形带)7b (第二带)缠绕在制动装置B2侧的带轮6b的另一带附接部与减速装置G2侧的带轮6c中的带安装部之间。制动轴52b和输入轴52c通过带轮6b、带7b和带轮6c连接。因此，制动轴52b的旋转驱动力通过带轮6b、带7b和带轮6c传递给输入轴52c。带轮6b、带7b和带轮6c构成第二传动机构。
[0089]如上所述的减速装置G2减小通过输入轴52c输入的马达轴52a的转速，通过输出轴52d将其传递给上臂A部122L，并且驱动上臂A部122L。这里，减速装置G2的输入轴52c和输出轴52d设置有中空结构，并且控制缆线3插入穿过该中空结构的内部。马达轴52a和输入轴52c的轴向尺寸比制动轴52b的轴向尺寸大。
[0090]臂部120L和腕部130L分别构成为与臂部120R和腕部130R具有类似形状，并且肩部121L和肩部121R被附接到躯干部110，使得成为各个致动器AclL和AclR的基点的旋转位置彼此相差180度。因此，臂部120L和腕部130L以及臂部120R和腕部130R的轴构
造是对称结构。
[0091]如上所述，在肩部121R上，设置有绕摆动轴线Ax2R摆动并驱动上臂A部122R的致动器Ac2R。关于致动器Ac2R，作为其驱动对象的上臂A部122R具有与作为致动器Ac2L的驱动对象的上臂A部122L类似的结构，由此，将省略肩部121R和致动器Ac2R的描述。
[0092]<上臂A部〉
[0093]如图1至图4所示，上臂A部122L具有一个或更多个强度部件Fr2和覆盖强度部件Fr2并且构成上臂A部122L的外壳的罩Cv2 (后面将描述细节)。例如，强度部件Fr2由诸如高强度钢等的板形成。即，上臂A部122L设置有内框架结构，其中，被罩Cv2覆盖的强度部件Fr2充当构成承受重力部和加/减速期间的负荷部的强度的支撑结构的框架部件。上臂A部122L的结构不限于如该示例中的这种内框架结构，而是也可以构成为外框架结构。
[0094]而且，如上所述，在上臂A部122L上，设置有绕旋转轴线Ax3L摆动并驱动上臂B部123L的致动器Ac3L。如图9、图10和图12所示，致动器Ac3L包括马达M3和减速装置G3 (关节部)，该减速装置G3将上臂A部122L与上臂B部123L连接，使得它们可相对于彼此移动。
[0095]马达M3向减速装置G3产生驱动上臂B部123L的旋转驱动力。该马达M3是设置有大致圆筒状定子8、转子9、作为输出轴的马达轴53a、马达框架10和制动部60的所谓的带制动器的马达。转子9以可相对于定子8旋转的方式被支撑，在径向上面向定子8的外周面。马达轴53a与旋转轴线Ax3L大致平行布置，并且耦接到转子9的内周面。马达框架10设置在定子8的外周侧，并且构成马达M3的外壳。制动部60制动或保持马达轴53a的旋转。虽然将省略详细描述，但是马达M2和后面将描述的马达M4-M7也具有设置有与大致圆筒状定子8、转子9和马达框架10类似的定子、转子和马达框架的构造。
[0096]减速装置G3由螺栓固定到强度部件Fr2，并且马达框架10由螺栓固定到减速装置G3。另一方面，马达框架10还能够传递应力地连接到连接部件11。在本实施方式中，连接部件11具体由弯曲钢板形成，并且被构造为使得一侧由螺栓固定到强度部件Fr2，而另一侧沿着马达框架10的端部接触，使得由马达框架10和连接部件11传递应力和热。即，马达框架10形成强度部件(框架辅助部件)的一部分，与强度部件Fr2、连接部件11和减速装置G3 —起承受机器人100及机器人100保持的工具的重力部和加/减速期间的负荷部的强度。在图9中，未示出连接部件11。即，马达框架10除了充当马达M3的外壳之外还充当上臂A部122L的框架辅助部件。这里，通过由能够传递热的部件构成连接部件11，可以通过连接部件11将由马达M3产生的热传递给强度部件Fr2 (可以散去马达M3产生的热)。虽然将省略详细描述，但是与上述类似，在马达M2和后面将描述的马达M4-M7中，马达框架10同样还充当框架辅助部件。
[0097]减速装置G3布置在上臂A部122L的前端部。减速装置G3的输入轴53b被固定到马达轴53a并且以能相对于上臂A部122L的前端部旋转的方式被支撑。减速装置G3的输出轴53c通过齿轮12和13连接到输入轴53b，并且以能相对于上臂A部122L的前端部绕旋转轴线Ax3L旋转的方式被支撑。这里，例如，齿轮12和齿轮13中的至少一个由诸如热固性塑料等的树脂形成。因此，输入轴53b和输出轴53c可以不需要油脂，并且可以省略油封。齿轮12和齿轮13中的至少一个可以由合适的金属而不是树脂形成。这种减速装置G3减小通过输入轴53b输入的马达轴53a的转速，通过输出轴53c将其传递给上臂B部123L，并且驱动上臂B部123L。这里，输出轴53c设置有中空结构，并且控制缆线3插入到该中空结构内。
[0098]如上所述，在上臂A部122R上，设置有绕旋转轴线Ax3R摆动并驱动上臂B部123R的致动器Ac3R。关于致动器Ac3R，作为其驱动对象的上臂B部123R具有与作为致动器Ac3L的驱动对象的上臂B部123L类似的结构，由此，将省略上臂A部122R和致动器Ac3R的描述。
[0099]<上臂B部〉
[0100]如图1至图4所示，上臂B部123L具有一个或更多个强度部件Fr3和覆盖强度部件Fr3并且构成上臂B部123L的外壳的罩Cv3 (后面将描述细节)。例如，强度部件Fr3由诸如高强度钢等的板形成。即，上臂B部123L设置有内框架结构，其中，被罩Cv3覆盖的强度部件Fr3充当构成承受重力部和加/减速期间的负荷部的强度的支撑结构的框架部件。上臂B部123L的结构不限于如该示例中的这种内框架结构，而是也可以构成为外框架结构。[0101]而且，如上所述，在上臂B部123L上，设置有绕摆动轴线Ax4L摆动并驱动下臂部124L的致动器Ac4L。如图9以及图13至图15所示，致动器Ac4L包括马达M4、制动装置B4和减速装置G4 (关节部)，该减速装置G4将上臂B部123L与下臂部124L连接，使得它们可相对于彼此移动。
[0102]马达M4向减速装置G4产生驱动下臂部124L的旋转驱动力。作为该马达M4的输出轴的马达轴54a与摆动轴线Ax4L大致平行布置。而且，在马达轴54a中的位于后述的第二轴向上的一侧的端部上，安装有设有带附接部的带轮14a (马达带轮)，从而使其与马达轴54a —起旋转。带轮14a的旋转中心与马达轴54a的旋转中心一致。
[0103]制动装置B4制动或保持马达轴54a的旋转。制动轴54b作为该制动装置B4的轴，与摆动轴线Ax4L大致平行(即，与马达轴54a大致平行)地布置。而且，在制动轴54b的位于轴向一侧(以各附图中示出的机器人主体102的姿势为上侧，下文中酌情称作“第二轴向的一侧”)的端部上，固定有设有带附接部的带轮14b (第一制动带轮)，从而使其与制动轴54b 一起旋转。带轮14b的旋转中心与制动轴52b的旋转中心一致。而且，在制动轴54b的位于轴向另一侧(以各附图中示出的机器人主体102的姿势为下侧，下文中酌情称作“第二轴向的另一侧”)的端部上，固定有设有带附接部的带轮14c (第二制动带轮)，从而使其与制动轴54b —起旋转。带轮14c的旋转中心与制动轴54b的旋转中心一致。
[0104]这里,环带(环形带)15a (第一带)缠绕在马达M4侧的带轮14a的带安装部与制动装置B4侧的带轮14b中的带附接部之间。马达轴54a和制动轴54b通过带轮14a、带15a和带轮14b连接。因此,马达轴54a的旋转驱动力通过带轮14a、带15a和带轮14b传递给制动轴54b。带轮14a、带15a和带轮14b构成第一传动机构。
[0105]减速装置G4布置在上臂B部123L的前端部。减速装置G4的输入轴54c大致沿着摆动轴线Ax4L (即，与马达轴54a和制动轴54b大致平行)布置，并且以能相对于上臂B部123L的前端部旋转的方式被支撑。减速装置G4的输出轴54d通过合适的齿轮机构连接到输入轴54c，并且以能相对于上臂B部123L的前端部绕摆动轴线Ax4L旋转的方式被支撑。而且，在输入轴54c的位于第二轴向的另一侧的端部上，固定有设有带附接部的带轮14d (减速装置带轮)，从而使其与输入轴54c —起旋转。带轮6d的旋转中心与输入轴54c的旋转中心一致。
[0106]这里,环带(环形带)15b (第二带)缠绕在制动装置B4侧的带轮14c的带附接部与该减速装置G4侧的带轮14d中的带安装部之间。制动轴54b和输入轴54c通过带轮14c、带15b和带轮14d连接。因此,制动轴54b的旋转驱动力通过带轮14c、带15b和带轮14d传递给输入轴54c。带轮14c、带15b和带轮14d构成第二传动机构。
[0107]如上所述的减速装置G4减小通过输入轴54c输入的马达轴54a的转速,通过输出轴54d将其传递给下臂部124L，并且驱动下臂部124L。这里，减速装置G4的输入轴54c和输出轴54d设置有中空结构，并且控制缆线3插入穿过该中空结构的内部。马达轴54a和输入轴54c的轴向尺寸比制动轴54b的轴向尺寸大。
[0108]如上所述，在上臂B部123R上，设置有绕摆动轴线Ax4R摆动并驱动下臂部124R的致动器Ac4R。关于致动器Ac4R，作为其驱动对象的下臂部124R具有与作为致动器Ac4L的驱动对象的下臂部124L类似的结构，由此，将省略上臂B部123R和致动器Ac4R的描述。
[0109]〈下臂部〉[0110]如图1至图4所示，下臂部124L具有一个或更多个强度部件Fr4和覆盖强度部件Fr4并且构成下臂部124L的外壳的罩Cv4 (后面将描述细节)。例如，强度部件Fr4由诸如高强度钢等的板形成。即，下臂部124L设置有内框架结构，其中，被罩Cv4覆盖的强度部件Fr4充当构成承受重力部和加/减速期间的负荷部的强度的支撑结构的框架部件。下臂部124L的结构不限于如该示例中的这种内框架结构，而是可以构成为外框架结构。
[0111]而且，如上所述，在下臂部124L上，设置有绕摆动轴线Ax5L摆动并驱动腕A部131L的致动器Ac5L。如图16至图18所示，致动器Ac5L包括马达M5 (第一驱动马达)和Hypoid (注册商标)齿轮组G5 (第一伞齿轮组、关节部)，所述Hypoid齿轮组是包括两个伞齿轮的伞齿轮组类型，并且连接上臂B部123L和腕A部131L，使得它们可相对于彼此移动。Hypoid齿轮组G5被齿轮箱覆盖。
[0112]马达M5对Hypoid齿轮组G5产生用于驱动腕A部131L的旋转驱动力。作为该马达M5的输出轴的马达轴55a大致沿着臂部120L的纵向布置。
[0113]Hypoid齿轮组G5用于以预定减速比来减小马达M5的转速，并且与由轴线彼此交叉的两个伞齿轮组成的普通伞齿轮组不同，Hypoid齿轮组G5由轴线彼此偏移的小齿轮G5a和环形齿轮G5b组成。小齿轮G5a连接到马达轴55a，使得其轴线Axa大致沿着臂部120L的纵向延伸，并且以能相对于下臂部124L的前端部旋转的方式被支撑。在通过马达轴55a从马达M5输入旋转驱动力时，该小齿轮G5a相对于下臂部124L的前端部绕轴线Axa旋转。环形齿轮G5b与小齿轮G5a啮合，使得其轴线Axb与臂部120L的纵向大致正交(换言之，与小齿轮G5a的轴线Axa大致正交)，并且环形齿轮G5b以能相对于下臂部124L的前端部绕摆动轴线Ax5L旋转的方式被支撑。环形齿轮G5b的轴线Axb与摆动轴线Ax5L —致。这里，在小齿轮G5a的前端侧沿与轴线Axb大致正交的方向从轴线Axb偏移的状态下，环形齿轮G5b与小齿轮G5a的前端侧啮合。该环形齿轮G5b减小通过小齿轮G5a输入的马达轴55a的转速，通过齿轮16和17将其传递给腕A部131L并且驱动腕A部131L。这里，齿轮16和17设置有中空结构，并且控制缆线3插入穿过中空结构的内部。
[0114]如上所述，在下臂部124R上，设置有绕摆动轴线Ax5R摆动并驱动腕A部131R的致动器Ac5R。关于致动器Ac5R，作为其驱动对象的腕A部131R具有与作为致动器Ac5L的驱动对象的腕A部131L类似的结构，由此，将省略下臂部124R和致动器Ac5R的描述。
[0115]〈腕A 部〉
[0116]如图1至图4所示，腕A部131L具有一个或更多个强度部件Fr5和覆盖强度部件Fr5并且构成腕A部131L的外壳的罩Cv5 (后面将描述细节)。例如，强度部件Fr5由诸如高强度钢等的板形成。即，腕A部131L设置有内框架结构，其中，被罩Cv5覆盖的强度部件Fr5充当构成承受重力部和加/减速期间的负荷部的强度的支撑结构的框架部件。腕A部131L的结构不限于如该示例中的这种内框架结构，而是也可以构成为外框架结构。
[0117]而且，如上所述，在腕A部13IL上，设置有绕摆动轴线Ax6L摆动并驱动腕B部132L的致动器Ac6L。如图16、图19和图20所示，致动器Ac6L包括马达M6 (第二驱动马达)和Hypoid齿轮组G6 (第二齿轮组、关节部)，所述Hypoid齿轮组G6是由两个伞齿轮组成的伞齿轮组的类型，并且连接腕A部131L和腕B部132L，使得它们可相对于彼此移动。Hypoid齿轮组G6被齿轮箱62覆盖。
[0118]马达M6对Hypoid齿轮组G6产生用于驱动腕B部132L的旋转驱动力。作为该马达M6的输出轴的马达轴56a大致沿着腕A部131L的纵向布置。
[0119]Hypoid齿轮组G6用于以预定减速比来减小马达M6的转速，并且与由轴线彼此交叉的两个伞齿轮组成的普通伞齿轮组不同，Hypoid齿轮组G6由轴线彼此偏移的小齿轮G6a和环形齿轮G6b组成。小齿轮G6a连接到马达轴56a，使得其轴线Axc大致沿着腕A部131L的纵向延伸，并且以能相对于腕A部131L的前端部旋转的方式被支撑。在通过马达轴56a输入来自马达G6的旋转驱动力时，该小齿轮G6a相对于腕A部131L的前端部绕轴线Axc旋转。环形齿轮G6b与小齿轮G6a啮合，使得其轴线Axd与腕A部131L的纵向大致正交(换言之，与小齿轮G6a的轴线Axc大致正交)，并且环形齿轮G6b以能相对于腕A部131L的前端部绕摆动轴线Ax6L旋转的方式被支撑。环形齿轮G6b的轴线Axd与摆动轴线Ax6L —致。这里，在小齿轮G6a的前端侧沿与轴线Axd大致正交的方向从轴线Axd偏移的状态下，环形齿轮G6b与小齿轮G6a的前端侧啮合。该环形齿轮G6b减小通过小齿轮G6a输入的马达轴56a的转速，通过齿轮18和19将其传递给腕B部132L，并且驱动腕B部132L。这里，齿轮18和19设置有中空结构，并且控制缆线3插入穿过该中空结构的内部。
[0120]如上所述，在腕A部131R上，设置有绕摆动轴线Ax6R摆动并驱动腕B部132R的致动器Ac6R。关于致动器Ac6R，作为其驱动对象的腕B部132R具有与作为致动器Ac6L的驱动对象的腕B部132L类似的结构，由此，将省略腕A部131R和致动器Ac6R的描述。
[0121]〈腕B 部〉
[0122]如图1至图4所示，腕B部132L具有一个或更多个强度部件Fr6和覆盖强度部件Fr6并且构成腕B部132L的外壳的罩Cv6 (后面将描述细节)。例如，强度部件Fr6由诸如高强度钢等的板形成。即，腕B部132L设置有内框架结构，其中，被罩Cv6覆盖的强度部件Fr6充当构成承受重力部和加/减速期间的负荷部的强度的支撑结构的框架部件。腕B部132L的结构不限于如该示例中的这种内框架结构，而是也可以构成为外框架结构。
[0123]而且，如上所述，在腕B部132L上，设置有绕旋转轴线Ax7L摆动并驱动凸缘部133L的致动器Ac7L。如图16所示，致动器Ac7L包括马达M7和减速装置G7 (关节部)，该减速装置G7将腕B部132L与凸缘部133L连接，使得它们可相对于彼此移动。马达M7通过马达轴(未示出)对减速装置G7产生用于驱动凸缘部133L的旋转驱动力。减速装置G7减小马达M7的转速，将其传递给凸缘部133L，并且驱动凸缘部133L。这里，例如，设置在减速装置G7中的齿轮机构的多个齿轮中的至少一个由诸如热固性塑料等的树脂形成。因此，减速装置G7的轴(输入轴、输出轴等)可以不需要油脂，并且可以省略油封。设置在减速装置G7中的齿轮机构的多个齿轮中的至少一个齿轮可以由合适金属而不是树脂形成。而且，这里，减速装置G7的轴设置有中空结构，并且控制缆线3插入穿过该中空结构的内部。
[0124]如上所述，在腕B部132R上，设置有绕旋转轴线Ax7R摆动并驱动凸缘部133R的致动器Ac7R。关于致动器Ac7R，作为其驱动对象的凸缘部133R具有与作为致动器Ac7L的驱动对象的凸缘部133L类似的结构，由此，将省略腕B部132R和致动器Ac7R的描述。
[0125]〈罩〉
[0126]随后，将描述罩CvO_Cv6。下文中，将在机器人主体102中的均设置有内框架结构的躯干部110、肩部121L、121R、上臂A部122L、122R、上臂B部123L、123R、下臂部124L、124R、腕A部131L、131R、以及腕B部132LU32R适当地统称为“设置有内框架结构的各部分”。而且，当不加区分地提及机器人主体102中设置有内框架结构的各个部分中所设置的强度部件Fr0-Fr6时，适当时将它们称作“强度部件Fr”。而且，当不加区分地提及机器人主体102中的设置有内框架结构的各个部分中所设置的罩Cv0-Cv6时，适当时将它们称作“罩 Cv”。
[0127]S卩，如上所述，机器人主体102中的均设置有内框架结构的这些部分分别具有罩Cv0-Cv6，这些罩Cv0-Cv6覆盖各个强度部件FrO_Fr6并且构成各个部分的外壳。罩Cv0-Cv6具有彼此不同的形状以符合待覆盖的强度部件Fr的形状，但是具有相同组成。将通过参照图21来描述罩Cv0-Cv6之中的上臂A部122L的罩Cv2。
[0128]如图21所示，上臂A部122L的罩Cv2设置有两层层压结构。即，上臂A部122L的罩Cv2由作为内层的树脂层40a和作为外层的弹性外皮40b组成。树脂层40a例如由诸如ABS (丙烯腈丁二烯苯乙烯)树脂和聚碳酸酯树脂之类的树脂形成，并且覆盖强度部件Fr2。弹性外皮40b例如由诸如硅橡胶等的弹性体形成，并且被结合到树脂层40a的表面，以便形成上臂A部122L的表面外皮。
[0129]这里描述了上臂A部122L的罩Cv2，但是除了罩Cv2之外，躯干部110的罩CvO、肩部121L和121R的罩Cvl、上臂A部122R的罩Cv2、上臂B部123L和123R的罩Cv3、下臂部124L和124R的罩Cv4、腕A部131L和131R的罩Cv5以及腕B部132L和132R的罩Cv6也设置有作为内层的树脂层40a和作为外层的弹性外皮40b这样的双层层压结构。
[0130]〈接触开关〉
[0131]而且，上臂A部122L、上臂B部123L、下臂部124L、腕A部131L和腕B部132L中的至少一个以及上臂A部122R、上臂B部123R、下臂部124R、腕A部131R和腕B部132R中的至少一个设置有接触开关41 (传感器。参见后面将描述的图22等)，该接触开关41用于检测沿彼此正交的三个方向从外部与弹性外皮40b的接触。下文中，将假定各个部分设置有接触开关41来进行描述。而且，在下文中，将通过参照图21和图22来描述各个部分之中在上臂A部122L中所设置的接触开关41。
[0132]如图21和图22所示，上臂A部122L中设置的接触开关41相对于连接到上臂A部122L的强度部件Fr2的板44竖直安装，使得接触开关41的前端侧上的检测部41a被容纳在树脂层40a的厚部42中所设置的凹部42a中。这里，在检测部41a与其周边的树脂层40a之间形成适当间隙，使得接触开关41的检测部41a不与其周边的树脂层40a接触。
[0133]而且，在板44中在接触开关41附近，由合适的弹性体(例如，橡胶等)形成的大致柱状弹性部件43竖直安装，使得其前端部与树脂层40a的厚部42紧密接触。
[0134]因此，如果使物品或人体与上臂A部122L的弹性外皮40b (或另一个部分的弹性外皮40b)接触并且向弹性外皮40b施加负荷(压缩力)，则该冲击使树脂层40a和弹性部件43移动。这里，如果使树脂层40a与检测部41a接触，则接触开关41检测到从外部弹性外皮40b进行的接触，并且向机器人控制器200输出表示该接触的检测信号。
[0135]这里描述了上臂A部122L中设置的接触开关41，但是这同样适用于设置在肩部121L、121R、上臂 A 部 122R、上臂 B 部 123L、123R、下臂部 124L、124R、腕 A 部 131L、131R 和腕B部132LU32R各个上的接触开关41，并且将省略说明。
[0136]〈机器人控制器〉
[0137]随后，将描述机器人控制器200的功能构造。
[0138]如图23所示，机器人控制器200具有检测信号获取部201和机器人控制部202。[0139]检测信号获取部201获取从肩部121L、121R、上臂A部122L、122R、上臂B部123L、123R、下臂部124L、124R、腕A部131L、131R和腕B部132L、132R的接触开关41输出的检测信号。
[0140]机器人控制部202通过控制致动器AC0、AC1L-AC7L、AC1R-AC7R中的每个致动器的操作，来控制机器人主体102的整体操作。该机器人控制部202设置有操作控制部202a。
[0141]当检测信号获取部201获得检测信号时，操作控制部202a停止驱动机器人主体102的以下这样的部分的各个致动器(或所有致动器AcO、AclL-Ac7L、AclR_Ac7R)的操作，所述部分是指设置有输出了检测信号的接触开关41的各个部分。另选地，操作控制部202a可以将驱动机器人主体102的各个部分的各个致动器(或者所有致动器AcO、AclL-Ac7L、AclR-Ac7R)的操作速度减小到预定速度(例如，即使物品或人体接触，也是安全速度，或换言之基本停止的速度)或更低速度。
[0142]如上所述，在本实施方式中，开口部IOa在基座101中设置在壳体IOla的下表面中，并且开口部IOb类似地设置在壳体IOla的后表面中。连接器板I Ia和盖部12a两者之一可以选择性地附接到开口部10a。连接器板Ila和盖部12a两者之一可以选择性地附接到开口部10b。因此，根据用户的用途或便利性，机器人控制器200等与致动器AC0、AclL-Ac7L和AclR-Ac7R之间的电连接可以在基座101的下端部上或者基座101的后表面上执行。因此，可以提高用户的便利性，并且与针对各个部件制造单独的基座101相比，通过提高公共产品的利用性而能降低制造成本。
[0143]这里，特别是如果将连接器板Ila附接到开口部IOa并且还将盖部12b附接到开口部10b，则通过将控制缆线3的前端部连接到连接器板Ila的连接器并且还将来自基座101外部的连接缆线(例如，来自机器人控制器200等的连接缆线2)连接到连接器，可以通过基座101的下端部执行机器人控制器200等与致动器AcO、AclL-Ac7L和AclR_Ac7R之间的电连接。另一方面，如果将连接器板Ilb附接到开口部IOb并且还将盖部12a附接到开口部10a，则通过将控制缆线3的前端部连接到连接器板Ilb的连接器并且还将来自基座101外部的连接缆线(例如，来自机器人控制器200等的连接缆线2)连接到连接器，可以通过基座101的后表面在机器人控制器200等与致动器AC0、AclL-Ac7L和AclR_Ac7R之间执行电连接。
[0144]而且，尤其在本实施方式中，在壳体IOla中支撑控制缆线3的管P(与支撑部对应)设置在机器人100中，使得可以使控制缆线3的前端部指向开口部IOa和IOb中任意一个。因此，既可以实现将连接缆线3连接到附接到开口部IOa的连接器板Ila的连接器，又可以实现将控制缆线3连接到附接到开口部IOb的连接器板Ilb的连接器。
[0145]而且，在本实施方式中，臂部120L和腕部130L以及臂部120R和腕部130R被构造有多关节结构。这里，关于具有如上所述的多关节结构的臂部120L和腕部130L以及臂部120R和腕部130R，其前端侧附接有用于对机器人100的作业对象执行期望作业的工具，而其基座端侧可旋转地连接到基座101。S卩，臂部120L和腕部130L整体以及臂部120R和腕部130R整体具有自基座端侧的悬臂支撑结构。因此，臂部120L和腕部130L以及臂部120R和腕部130R需要在各部分上分别设置用于支撑各个部分的重力部和加/减速期间的负荷部等的支撑结构。在本实施方式中，上臂A部122L、122R上设置的马达M3的马达框架10能够传递应力地连接到强度部件Fr2，并且马达M3也能够传递应力地连接到减速装置G3和上臂B部123L、123R。S卩，上臂A部122L、122R上设置的马达M3的马达框架10还充当上臂A部122LU22R的框架辅助部件。因此，上臂A部122L、122R的重力部和加/减速期间的负荷部也由各个马达框架10来支撑。因此，可以使用于支承重力部和加/减速期间的负荷部的强度部件和框架结构变小，由此可以减小上臂A部122LU22R的重量和尺寸。
[0146]而且，尤其在本实施方式中，上臂A部122L、122R上设置的马达M3被设置为使得马达轴53a沿着臂部120L、120R的纵向延伸。因此，当在上臂A部122L、122R中沿臂部120L、120R的纵向布置支撑结构时，通过使用也作为框架辅助部件的马达框架10，可以可靠地减小重量和尺寸。
[0147]而且，在本实施方式中，马达M2和减速装置G2设置在肩部121L、121R上。从马达M2的马达轴52a输出的旋转驱动力被传递给减速装置G2的输入轴52c，在减速装置G2中以预定减速比来减小速度，然后该速度被传递给上臂A部122LU22R，并且以预定模式驱动上臂A部122LU22R。这里，从防止肩部121L、121R意外操作等的观点看，设置有用于停止由马达M2对上臂A部122L、122R进行的驱动的制动装置B2。
[0148]这里，如果制动装置B2被构造为一体结合在马达M2中，则马达M2的马达轴52a和制动装置B2的制动轴52b线性布置，这会引起马达M2的尺寸增大。由此，在本实施方式中，马达轴52a和制动轴52b并排横向布置(而不是线性布置)。为此，在马达轴52a上设置带轮6a，并且在制动轴52b上也设置带轮6b，并且通过缠绕在带轮6a与带轮6b之间的带7a来传递驱动力。因此，与制动器和马达成一体的结构相比，可以减小尺寸。
[0149]而且，在本实施方式中，从如上所述防止沿轴向线性布置造成尺寸增大的观点看，减速装置G2的输入轴52c还与马达轴52a和制动轴52b并排横向布置。出于该原因，与上面所述类似，在减速装置G2的输入轴52c上还设置带轮6c。即，带轮分别设置在马达M2的马达轴52a、制动装置B2的制动轴52b以及减速装置G2的输入轴52c上，并且各个带轮由带连接。在这种情况下，可以考虑在马达轴52a与输入轴52c之间缠绕一带并且在马达轴52a与制动轴52b之间缠绕另一带的结构(以制动轴52b、马达轴52a和输入轴52c的顺序布置)和在马达轴52a与制动轴52b之间缠绕一带并且在制动轴52b与输入轴52c之间缠绕另一带的结构(以马达轴52a、制动轴52b和输入轴52c的顺序布置)。
[0150]这里，如上所述，马达轴52a和输入轴52c的轴向尺寸大于制动轴52b的轴向尺寸。因此，如果马达轴52a的带轮和输入轴52c的带轮由带直接连接，则会限制马达轴52a与输入轴52c之间的相对位置关系(例如，使马达轴52a的端部与输入轴52c的端部匹配的需求增大)，并且马达M2和减速装置G2整体布置时难以节省空间。
[0151]由此，在本实施方式中，构造成使得(马达M2侧的带轮和减速装置G2侧的带轮不直接连接)马达M2侧的带轮6a和制动装置B2侧的带轮6b由带7a连接，并且制动装置B2侧的带轮6b和减速装置G2侧的带轮6c由带7b连接。因此，马达M2侧的带轮6a与制动装置B2侧的带轮6b由带7a连接的轴向位置和制动装置B2侧的带轮6b与减速装置G2侧的带轮6c由带7b连接的轴向位置可以彼此不同。因此，不再如上所述对马达轴52a与输入轴52c之间的相对位置关系进行限制(马达轴52a的端部不必与输入轴52c的端部匹配)，并且通过适当布置马达M2和减速装置G2中的每一个，可以减小整体布置马达M2和减速装置G2所需的轴向尺寸，并且可以节省空间。
[0152]而且，在本实施方式中，在上臂B部123L、123R上，设置马达M4、减速装置G4和制动装置B4。关于它们，与上述类似，带轮分别设置在马达M4的马达轴54a、制动装置B4的制动轴54b以及减速装置G4的输入轴54c上，并且各个带轮由带连接。在这种情况下，可以考虑在马达轴54a与输入轴54c之间缠绕一带并且在马达轴54a与制动轴54b之间缠绕另一带的结构(以制动轴54b、马达轴54a和输入轴54c的顺序布置)和在马达轴54a与制动轴54b之间缠绕一带并且在制动轴54b与输入轴54c之间缠绕另一带的结构(以马达轴54a、制动轴54b和输入轴54c的顺序布置)。
[0153]这里，如上所述，马达轴54a和输入轴54c的轴向尺寸大于制动轴54b的轴向尺寸。因此，如果马达轴54a的带轮和输入轴54c的带轮由带直接连接，则会限制马达轴54a与输入轴54c之间的相对位置关系(例如，使马达轴54a的端部与输入轴54c的端部匹配的需求增大)，并且马达M4和减速装置G4整体布置时难以节省空间。
[0154]由此，在本实施方式中，构造成使得(马达M4侧的带轮14a和减速装置G4侧的带轮14d不直接连接)马达M4侧的带轮14a和制动装置B4侧的带轮14b由带15a连接，并且制动装置B4侧的带轮14c和减速装置G4侧的带轮14d由带15b连接。因此，马达M4侧的带轮14a与制动装置B4侧的带轮14b由带15a连接的轴向位置和制动装置B4侧的带轮14c与减速装置G4侧的带轮14d由带15b连接的轴向位置可以彼此不同。因此，不再如上所述对马达轴54a与输入轴54c之间的相对位置关系进行限制(马达轴54a的端部不再必须与输入轴54c的端部匹配)，并且通过适当布置马达M4和减速装置G4中的每一个，可以减小整体布置马达M4和减速装置G4所需的轴向尺寸，并且可以节省空间。
[0155]作为上述结果，可以减小布置有马达M2、减速装置G2和制动装置B2的肩部121L、121R、布置有马达M4、减速装置G4和制动装置B4的上臂B部123L、123R以及臂部120L、120R的整体尺寸。
[0156]而且，尤其在本实施方式中，肩部121L、121R上设置的马达M2、减速装置G2和制动装置B2被设置为使得马达轴52a、制动轴52b和输入轴52c彼此平行。因此，可以可靠地实现如上所述的马达M2的马达轴52a、制动装置B2的制动轴52b以及减速装置G2的输入轴52c的横向布置，并且可以可靠地减小肩部121LU21R的尺寸。而且，上臂B部123L、123R上设置的马达M4、制动装置B4和减速装置G4被设置为使得马达轴54a、制动轴54b和输入轴54c彼此平行。因此，可以可靠地实现如上所述的马达M4的马达轴54a、制动装置B4的制动轴54b以及减速装置G4的输入轴54c的横向布置，并且可以可靠地减小上臂B部123LU23R的尺寸。
[0157]而且，尤其在本实施方式中，肩部121L、121R上设置的马达M2的马达轴52a、制动装置B2的制动轴52b以及减速装置G2的输入轴52c沿着与臂部120LU20R的纵向正交的方向布置。如果彼此平行的马达M2的马达轴52a、制动装置B2的制动轴52b和减速装置G2的输入轴52c沿与臂部120LU20R的纵向正交的方向(换言之，沿臂部120LU20R的厚度方向)布置，则倘若各个轴的轴向尺寸较大，则臂部120LU20R的直径增大。而且，上臂B部123LU23R上设置的马达M4的马达轴54a、制动装置B4的制动轴54b和减速装置G4的输入轴54c沿与臂部120L、120R的纵向正交的方向布置。如果彼此平行的马达M4的马达轴54a、制动装置B4的制动轴54b和减速装置G4的输入轴54c沿与臂部120LU20R的纵向正交的方向(换言之，沿臂部120L、120R的厚度方向)布置，则倘若各个轴的轴向尺寸较大，则臂部120LU20R的直径增大。因此，通过将上述构造应用于这样的布置，可以尤其有效地防止臂部120L、120R的直径增大。
[0158]而且，尤其在本实施方式中，在上臂B部123L中设置的制动装置B4的制动轴54b中，在第二轴方向上的一侧设置的带轮14b上执行与马达M4侧的带轮14a的带连接，并且在轴方向上的另一侧设置的带轮14c上执行与减速装置G4侧的带轮14d的带连接。通过如上所述在制动轴54b上的不同位置处设置的带轮14b和14c上执行马达M4侧与减速装置G4侧之间的连接，可以可靠地消除对马达轴54a与输入轴54c之间的相对位置关系的上述限制，并且可以可靠地减小上臂B部123L和臂部120L、120R的整体尺寸。
[0159]而且，在本实施方式中，具有多关节结构的腕部130LU30R连接到臂部120L、120R的前端侧。腕部130LU30R从臂部120LU20R侧到前端侧按照腕A部131L、131R、腕B部132LU32R以及凸缘部133LU33R的顺序相对于彼此可旋转地连接。
[0160]这里，在凸缘部133L、133R与腕B部132L、132R之间的连接结构中，它们以能绕沿着腕部130LU30R的纵向的旋转轴线Ax7L、Ax7R旋转的方式连接。另一方面，在腕B部132LU32R与腕A部131L、131R之间的连接结构(下文称作“第二连接结构”)中，它们以能绕沿着与腕部130LU30R的纵向正交的方向(换言之，腕部130LU30R的厚度方向)的摆动轴线Ax6L、Ax6R旋转的方式连接。类似地，在腕A部131L、131R与臂部120L、120R之间的连接结构(下文称作“第一连接结构”)中，它们以能绕沿着与腕部130LU30R的纵向正交的方向(换言之，腕部130L、130R的厚度方向)的摆动轴线Ax5L、Ax5R旋转的方式连接。
[0161]如上所述,在第一连接结构或第二连接结构中，摆动轴线Ax5L、Ax5R或摆动轴线Ax6L、Ax6R沿腕部130L、130R的厚度方向布置。因此，在通过利用普通齿轮机构来减小驱动马达的转速的构造的情况下，齿轮机构的各个齿轮的轴线和驱动马达的马达轴都沿着摆动轴线Ax5L、Ax5R或摆动轴线Ax6L、Ax6R布置，由此由于安装而使腕部130LU30R或臂部120LU20R的厚度增大。
[0162]由此，在本实施方式中，使用Hypoid齿轮组G5和G6，而不是普通齿轮机构。Hypoid齿轮组G5和G6具有这样的齿轮布置，其中作为驱动齿轮的小齿轮G5a和G6a的轴线Axa和Axc和作为从动齿轮的环形齿轮G5b和G6b的轴线Axb和Axd彼此正交。关于第一连接结构，环形齿轮G5b布置成使得轴线Axb沿着腕部130LU30R的厚度方向延伸，而小齿轮G5a和马达轴55a布置成使得轴线Axa沿着腕部130LU30R或臂部120L、120R的纵向延伸。类似地，关于第二连接结构，同样，环形齿轮G6b布置成使得轴线Axd沿着腕部130L、130R的厚度方向延伸，而小齿轮G6a和马达轴56a布置成使得轴线Axc沿着腕部130L、130R或臂部120LU20R的纵向延伸。
[0163]因此，在本实施方式中，抑制沿腕部130LU30R或臂部120L、120R的厚度方向的尺寸增大，可以使腕部130L、130R或臂部120L、120R更薄(扁平)。
[0164]而且，尤其在本实施方式中，腕B部132LU32R以能绕与腕部130LU30R的纵向正交并且与摆动轴线Ax5L、Ax5R正交的摆动轴线Ax6L、Ax6R摆动的方式被支撑。因此，在腕A部131L、131R被可摆动地支撑所绕的摆动轴线Ax5L、Ax5R与腕B部132L、132R被可摆动地支撑所绕的摆动轴线Ax6L、Ax6R相对于彼此处于偏斜位置的构造中，可以抑制沿腕部130L、130R或者臂部120L、120R的厚度方向的尺寸增大，可以使其更薄(扁平)。
[0165]而且，尤其在本实施方式中，马达M5设置在臂部120L、120R的前端部上，并且马达M6设置在腕A部131L、131R上。因此，防止了设置有马达M5的臂部120L、120R的直径增大，可以使其更薄(扁平)，并且可以防止设置有马达M6的腕A部131L、131R的直径增大，可以使其更薄(扁平)。
[0166]而且，尤其在本实施方式中，Hypoid齿轮组G5设置有:小齿轮G5a，向该小齿轮G5a输入来自马达M5的旋转；以及环形齿轮G5b，该环形齿轮G5b与小齿轮G5a啮合，用于驱动腕A部131L、131R。而且，Hypoid齿轮组G6设置有:小齿轮G6a，向该小齿轮G6a输入来自马达M6的旋转；以及环形齿轮G6b，该环形齿轮G6b与小齿轮G6a啮合，用于驱动腕B部132L、132R。通过向小齿轮G5a和G6a输入来自马达M5和M6的驱动力并进行传递，可以通过适当使小齿轮G5a和G6a的直径变小来防止臂部120L、120R或腕A部131L、131R的直径增大。
[0167]而且，尤其在本实施方式中，马达M5被设置为使得马达轴55a沿着臂部120L、120R的纵向延伸，小齿轮G5a被设置为使得轴线Axa沿着臂部120L、120R的纵向延伸，并且环形齿轮G5b被设置为使得轴线Axb与臂部120L、120R的纵向正交。而且，马达M6被设置为使得马达轴56a沿着腕A部131L、13IR的纵向延伸，小齿轮G6a被设置为使得轴线Axc沿着腕A部131L、131R的纵向延伸，并且环形齿轮G6b被设置为使得轴线Axd与腕A部131L、131R的纵向正交。因此，可以可靠地防止由马达M5和小齿轮G5a的布置造成臂部120L、120R的直径增大，并且可靠地防止由马达M6和小齿轮G6a的布置造成腕A部131L、131R的直径增大。
[0168]而且，在本实施方式中，臂部120LU20R以及腕部130LU30R被构造有多关节结构。借助于传递来自基于机器人控制器200的控制进行操作的致动器AclL-Ac7L和AclR-Ac7R中的每一个的驱动力来驱动臂部120L、120R和腕部130L、130R中的每一个。在臂部120L、120R和腕部130L、130R中的每一个中，作为重力部和加/减速期间的负荷部的支撑结构的框架部件Frl-Fr6被弹性外皮40b覆盖，并且各个部分的表面外皮由该弹性外皮40b构成。因此，即使假定臂部120LU20R在其操作期间与周边的物品或人体干涉，干涉处的撞击也会被构成弹性外皮40b的弹性体的弹性力较大程度地吸收和缓解。因此，可以明显减小作用于物品或人体的力，由此可以确保最大安全性并且可以进一步提高安全性。因此，可以省略为确保安全而必须在机器人100周边安装的安全护栏。
[0169]而且，尤其在本实施方式中，臂部120LU20R和腕部130L、130R中的每一个设置有用于检测从外部与弹性外皮40b的接触的接触开关41。因此，如果与臂部120LU20R周边的物品或人体存在干涉，则可以由接触开关41可靠地检测干涉。
[0170]而且，尤其在本实施方式中，接触开关41是能够从彼此正交的三个方向检测与弹性外皮40b的接触的三向接触开关。因此，在臂部120LU20R与周边的物品或人体之间存在干涉的情况下，不论从什么方向与各个部分发生接触，都可以可靠地检测到接触。
[0171]而且，尤其在本实施方式中，机器人控制器200设置有操作控制部202a，该操作控制部202a能够基于从接触开关41输出的检测信号，来减小驱动设置有该接触开关41的各个部分的致动器的操作的速度或停止该致动器的操作。因此，在与臂部120LU20R周边的物品或人体出现干涉的情况下，臂部120L、120R的后续操作可以经由机器人控制器200的控制来减速或停止。因此，可以进一步确保安全性。
[0172]本实施方式不限于上述内容，而是能够在不偏离其主旨和技术思想的范围内进行各种变型。例如，在本实施方式中，上臂A部122LU22R上设置的马达M3被设置为使得马达轴53a沿着臂部120L、120R的纵向延伸。然而，这不是限制，而是，上臂A部122L、122R上设置的马达M3可以被设置为使得马达轴53a沿着与臂部120LU20R的纵向大致正交的方向延伸。在该情况下，即使在上臂A部122LU22R中用于重力部和加/减速期间的负荷部的支撑结构需要沿与臂部120LU20R的纵向正交的方向(换言之，沿臂部120LU20R的厚度方向)布置，也可以通过将马达框架10也用作框架辅助部件来可靠地减小重量和尺寸。
[0173]而且，在上述实施方式中，上臂A部122L、122R上设置的马达M3的马达框架10还充当上臂A部122LU22R的框架辅助部件。然而，这不是限制，而是设置在除了上臂A部122LU22R之外的各个部分上的马达的马达框架也可以充当该部的框架辅助部件。
[0174]而且，在上述实施方式中，马达M2-M7中的每一个设置在与臂部120L、120R和腕部130LU30R中的被驱动部分分开的部分上，但是这不是限制。例如，马达M2-M7中的每一个可以设置在臂部120L、120R和腕部130L、130R中的被驱动部分上。
[0175]而且，在本实施方式中，描述了所谓的双臂机器人，即，具有两个臂部120L和120R和两个腕部130L和130R的机器人主体102，但这并非限制。例如，机器人主体可以是所谓的单臂机器人，即，具有一个臂部和一个腕部的机器人，或者是具有三个或更多个臂部和腕部的机器人。
[0176]而且，图23中的箭头示出信号流的示例，但并不对信号的流动方向构成限制。
[0177]而且，除了上面所述之外，上述实施方式和变型例的方法可以适当地组合使用。
[0178]尽管未单独进行例示，但在不脱离本发明主旨的范围内，上述实施方式和变型例可以进行各种变更而投入实践。
【权利要求】
1.一种机器人，该机器人的特征在于: 所述机器人包括: 多个臂元件； 关节部，该关节部被构造为将相邻的所述臂元件彼此连接，使得它们能相对于彼此移动；以及 马达，该马达被构造为对所述关节部产生驱动力， 所述马达的外壳能够向所述臂元件传递应力地连接到所述臂元件，并且所述马达能够向所述臂元件或所述关节部传递应力地连接到所述臂元件或所述关节部。
2.根据权利要求1所述的机器人，其中， 所述马达包括: 大致圆筒形的定子； 转子，该转子以能相对于所述定子旋转的方式被支撑； 马达轴，该马达轴耦接到所述转子；以及 大致圆筒形的马达框架，该马达框架设置在所述定子的外周侧；并且 所述马达框架还充当其中一个所述臂元件的框架辅助部件。
3.根据权利要求2所述的机器人，其中， 所述马达被布置为使得所述马达轴沿着所述多个臂元件的纵向延伸。
4.根据权利要求2所述的机器人，其中， 所述马达被布置为使得所述马达轴沿着与所述多个臂元件的纵向正交的方向延伸。
【文档编号】B25J17/00GK103817693SQ201310581444
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2013年11月19日 优先权日:2012年11月19日
【发明者】野上和义, 宫内信和 申请人:株式会社安川电机