機器人的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供機器人，所述機器人（100）包括基座（101）、臂部（120L、120R）和腕部（130L、130R）。腕部（130L、130R）包括以能繞擺動軸線（AX5L、AX5R）擺動的方式支撐在臂部（120L、120R）的前端部的腕A部（131L、131R）、以能繞擺動軸線（AX6L、AX6R）擺動的方式支撐在腕A部（131L、131R）的前端側的腕B部（132L、132R）、以能繞旋轉軸線（AX7L、AX7R）旋轉的方式支撐在腕B部（132L、132R）的前端側的凸緣部（133L、133R）、被構造為減小馬達（M5）的轉速的Hypoid齒輪組（G5）、以及被構造為減小另一個馬達（M6）的轉速的Hypoid齒輪組（G6）。
【專利說明】機器人
【技術領域】
[0001]所公開的實施方式涉及機器人。
【背景技術】
[0002]日本專利特開2011-94749公開了一種機器人。在該機器人(多關節(jié)機器人)的基座上，設置有機器人主體，該機器人主體設置有由多個致動器驅動的多個結構部件。即，由回旋頭和多個臂元件(臂、腕單元)組成的臂部連接到基座。而且，腕部(腕單元)可擺動地連接到臂部的前端側。在臂部內，容納包括用于驅動腕部的驅動馬達(振動馬達、旋轉馬達)在內的馬達(第一馬達、第二馬達)、減速裝置、制動裝置(第一制動器、第二制動器)以及傳動機構(環(huán)帶、帶輪)。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明要解決的問題
[0004]在現(xiàn)有技術中，腕部以可繞一軸線擺動的方式被支撐在臂部的前端側上，該軸線沿著與腕部的縱向正交的方向(換言之，腕部的厚度方向)。即，在臂部與腕部之間的連接結構中，在與腕部的縱向正交的方向上的軸線沿腕部的厚度方向布置。
[0005]在臂部與腕部之間的這種連接結構中，如果該連接結構被構造為利用常規(guī)齒輪機構來減小驅動馬達的轉速，則齒輪機構中各個齒輪的軸線和驅動馬達的馬達軸線這兩者在沿著與腕部的縱向正交的方向的軸線上布置。由此，為了對它們進行安裝，增大了腕部或臂部的厚度方向的尺寸。
[0006]本發(fā)明的目的是提供可以抑制沿腕部或臂部的厚度方向的尺寸增大，可以使腕部或臂部更薄的機器人和機器人裝置。
[0007]解決問題的手段
[0008]為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本公開的一個方面，提供了一種機器人，該機器人包括基座、臂部和腕部，該腕部具有多關節(jié)結構并且以能相對于所述臂部旋轉的方式被連接。所述腕部包括第一腕元件、第二腕元件、第三腕元件、第一傘齒輪組和第二傘齒輪組。第一腕元件以能繞與所述腕部的縱向正交的第一軸線擺動的方式支撐在所述臂部的前端部。第二腕元件以能繞與所述腕部的縱向正交的第二軸線擺動的方式支撐在所述第一腕元件的前端偵U。第三腕元件以能繞沿所述腕部的縱向且作為最終軸線的第三軸線旋轉的方式支撐在所述第二腕元件的前端側。第一傘齒輪組被構造為以預定減速比減小用于驅動所述第一腕元件的第一驅動馬達的轉速。第二傘齒輪組被構造為以預定減速比減小用于驅動所述第二腕元件的第二驅動馬達的轉速。
[0009]發(fā)明效果
[0010]根據(jù)本公開，可以抑制沿腕部或臂部的厚度方向的尺寸增大，使腕部和臂部更薄。【專利附圖】

【附圖說明】[0011]圖1是示出一個實施方式的機器人裝置以及設置在該機器人裝置中的機器人的整體構造的立體圖。
[0012]圖2是在省略構成外殼的罩的狀態(tài)下示出機器人的整體構造的立體圖。
[0013]圖3是示出機器人的整體構造的后視圖，用虛線示出構成外殼的罩。
[0014]圖4是在省略構成外殼的罩的狀態(tài)下示出機器人的整體構造的仰視圖。
[0015]圖5是示出基座和軀干部的下端側的截面圖。
[0016]圖6A是從圖5中的箭頭A方向看時的向視圖。
[0017]圖6B是從圖5中的箭頭B方向看時的向視圖。
[0018]圖7是示出基座和軀干部的下端側的截面圖。
[0019]圖8A是從圖7中的箭頭C方向看時的向視圖。
[0020]圖8B是從圖7中的箭頭D方向看時的向視圖。
[0021]圖9是示出肩部、上臂A部和上臂B部的俯視圖。
[0022]圖10是示出肩部和上臂A部的側視圖。
[0023]圖11是示出肩部上設置的馬達、制動裝置和減速裝置的概要構造的示意圖。
[0024]圖12是示出上臂A部的截面圖。
[0025]圖13是示出上臂B部的俯視圖。
[0026]圖14是示出上臂B部的側視圖。
[0027]圖15是示出上臂B部上設置的馬達、制動裝置和減速裝置的概要構造的示意圖。
[0028]圖16是示出下臂部和腕部的側視圖。
[0029]圖17是用于說明下臂部上設置的致動器的截面圖。
[0030]圖18是用于說明下臂部上設置的致動器的截面圖。
[0031]圖19是用于說明腕A部上設置的致動器的截面圖。
[0032]圖20是用于說明腕A部上設置的致動器的截面圖。
[0033]圖21是圖1中的XX1-XXI截面的截面圖。
[0034]圖22是用于說明接觸開關的截面圖。
[0035]圖23是示出機器人控制器的功能構造的框圖。
【具體實施方式】
[0036]下面將參照附圖來描述一個實施方式。如果附圖中標出諸如“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”等，則說明書中所解釋的“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”是指標出
的方向。
[0037]<機器人裝置>
[0038]首先，將描述本實施方式的機器人裝置的整體構造。
[0039]如圖1所示，本實施方式的機器人裝置I具有機器人100和機器人控制器200(控制器)。機器人100和機器人控制器200由連接纜線2彼此連接，能夠相互通信。機器人100和機器人控制器200可以射頻連接。而且，機器人控制器200可以設置在機器人100內部。
[0040]<機器人>
[0041]如圖1至圖4所示，機器人100具有基座101和機器人主體102?；?01安裝在機器人100的安裝地點(例如，在地板部、臺座等上)。機器人主體102設置在基座101的上端部。該機器人主體102是具有軀干部110、分別附接到軀干部110的兩個臂部120L和120R、以及兩個腕部130L和130R的所謂的雙臂機器人。
[0042]軀干部110可旋轉地連接到基座101的上端部。具體地，軀干部110以能繞與基座101的固定面(未示出)大致正交的擺動軸線AxO擺動的方式支撐在基座101的上端部。通過驅動設置在基座101上的致動器AcO，來驅動該軀干部110，使其相對于基座101的上端部繞擺動軸線AxO擺動。
[0043]臂部120L可旋轉地連接到軀干部110的一側(以各圖中示出的機器人主體102的姿勢為左側)的前端部(下文中酌情稱作“左端部”)。該臂部120L設置有多關節(jié)結構(多軸結構)，該多關節(jié)結構由肩部121L、上臂A部122L、上臂B部123L和下臂部124L組成。
[0044]肩部121L以能繞與擺動軸線AxO大致垂直的旋轉軸線AxlL旋轉的方式支撐在軀干部Iio的左端部上。通過驅動設置在軀干部110上的致動器AclL，來驅動該肩部121L，使其相對于軀干部110的左端部繞旋轉軸線AxlL旋轉。
[0045]上臂A部122L以能繞與旋轉軸線AxlL大致垂直的擺動軸線Ax2L擺動的方式支撐在肩部121L的前端側。通過驅動設置在肩部121L上的致動器Ac2L，來驅動該上臂A部122L，使其相對于肩部121L的前端側繞擺動軸線Ax2L擺動。
[0046]上臂B部123L以能繞與擺動軸線Ax2L大致垂直的旋轉軸線Ax3L旋轉的方式支撐在上臂A部122L的前端側。通過驅動設置在上臂A部122L上的致動器Ac3L，來驅動該上臂B部123L，使其相對于上臂A部122L的前端側繞旋轉軸線Ax3L旋轉。
[0047]下臂部124L以能繞與旋轉軸線Ax3L大致垂直的擺動軸線Ax4L擺動的方式支撐在上臂B部123L的前端側。通過驅動設置在上臂B部123L上的致動器Ac4L，來驅動該下臂部124L，使其相對于上臂B部123L的前端側繞擺動軸線Ax4L擺動。
[0048]腕部130L以能相對于臂部120L的前端部(即，下臂部124L的前端側)旋轉的方式連接。該腕部130L設置有多關節(jié)結構(多軸結構)，該多關節(jié)結構由腕A部131L、腕B部132L和凸緣部133L組成。
[0049]腕A部131L以能繞與擺動軸線Ax4L大致垂直的擺動軸線Ax5L擺動的方式支撐在下臂部124L的前端側。通過驅動設置在下臂部124L上的致動器Ac5L，來驅動該腕A部131L，使其相對于下臂部124L的前端側繞擺動軸線Ax5L擺動。
[0050]腕B部132L以能繞與腕部130L的縱向大致垂直并且與擺動軸線Ax5L大致垂直的擺動軸線Ax6L擺動的方式支撐在腕A部131L的前端側。通過驅動設置在腕A部131L上的致動器Ac6L，來驅動該腕B部132L，使其相對于腕A部131L的前端側繞擺動軸線Ax6L擺動。
[0051]凸緣部133L以能繞與擺動軸線Ax5L和擺動軸線Ax6L這兩者大致垂直的旋轉軸線Ax7L旋轉的方式支撐在腕B部132L的前端側。通過驅動設置在腕B部132L上的致動器Ac7L，來驅動該凸緣部133L，使其相對于腕B部132L的前端側繞旋轉軸線Ax7L旋轉。這里，用于對機器人100的作業(yè)對象(未示出)執(zhí)行期望作業(yè)的各種工具(未示出)附接到凸緣部133L的前端部。利用凸緣部133L繞旋轉軸線Ax7L的旋轉，來驅動附接到凸緣部133L的前端部的工具，使其繞旋轉軸線Ax7L旋轉。
[0052]這里，將繞沿著臂部120L和腕部130L的縱向(或材料延伸方向)的旋轉軸線進行的轉動稱作“旋轉”，而將繞與縱向大致垂直的轉動軸線進行的轉動稱作“擺動”，從而將它們彼此區(qū)分開。
[0053]而且，諸如“垂直”或“正交”等的描述并不嚴格，而是允許產生實質公差/誤差。而且，“垂直”或“正交”并不意味著虛擬軸線的交叉，而是也包括位置的扭轉，只要由虛擬軸線形成的方向彼此交叉即可。
[0054]另一方面，臂部120R可相對于軀干部110的另一側(以各圖中示出的機器人主體102的姿勢為右側)的前端部(下文中酌情稱作“右端部”)旋轉地連接，并且該臂部120R設置有多關節(jié)結構(多軸結構)，該多關節(jié)結構由肩部121R、上臂A部122R、上臂B部123R和下臂部124R組成。
[0055]肩部121R以能繞與擺動軸線AxO大致垂直的旋轉軸線AxlR旋轉的方式支撐在軀干部Iio的右端部上。通過驅動設置在軀干部110上的致動器AclR，來驅動該肩部121R，使其相對于軀干部110的右端部繞旋轉軸線AxlR旋轉。
[0056]上臂A部122R以能繞與旋轉軸線AxlR大致垂直的擺動軸線Ax2R擺動的方式支撐在肩部121R的前端側。通過驅動設置在肩部121R上的致動器Ac2R，來驅動該上臂A部122R，使其相對于肩部121R的前端側繞擺動軸線Ax2R擺動。
[0057]上臂B部123R以能繞與擺動軸線Ax2R大致垂直的旋轉軸線Ax3R旋轉的方式支撐在上臂A部122R的前端側。通過驅動設置在上臂A部122R上的致動器Ac3R，來驅動該上臂B部123R，使其相對于上臂A部122R的前端側繞旋轉軸線Ax3R旋轉。
[0058]下臂部124R以能繞與旋轉軸線Ax3R大致垂直的擺動軸線Ax4R擺動的方式支撐在上臂B部123R的前端側。通過驅動設置在上臂B部123R上的致動器Ac4R，來驅動該下臂部124R，使其相對于上臂B部123R的前端側繞擺動軸線Ax4R擺動。
[0059]腕部130R能相對于臂部120R的前端部(B卩，下臂部124R的前端側)旋轉地連接并設置有與腕部130L對稱的結構。S卩，該腕部130R設置有多關節(jié)結構(多軸結構)，該多關節(jié)結構由腕A部131R、腕B部132R和凸緣部133R組成。
[0060]腕A部131R以能繞與擺動軸線Ax4R大致垂直的擺動軸線Ax5R擺動的方式支撐在下臂部124R的前端側。通過驅動設置在下臂部124R上的致動器Ac5R，來驅動該腕A部131R，使其相對于下臂部124R的前端側繞擺動軸線Ax5R擺動。
[0061]腕B部132R以能繞與腕部130R的縱向大致垂直并且與擺動軸線Ax5R大致垂直的擺動軸線Ax6R擺動的方式支撐在腕A部131R的前端側。通過驅動設置在腕A部131R上的致動器Ac6R，來驅動該腕B部132R，使其相對于腕A部131R的前端側繞擺動軸線Ax6R擺動。
[0062]凸緣部133R以能繞與擺動軸線Ax5R和擺動軸線Ax6R這兩者大致垂直的旋轉軸線Ax7R旋轉的方式支撐在腕B部132R的前端側。通過驅動設置在腕B部132R上的致動器Ac7R，來驅動該凸緣部133R，使其相對于腕B部132R的前端側繞旋轉軸線Ax7R旋轉。這里，用于對機器人100的作業(yè)對象執(zhí)行期望作業(yè)的各種工具(未示出)附接到凸緣部133R的前端部。利用凸緣部133R繞旋轉軸線Ax7R的旋轉，來驅動附接到凸緣部133R的前端部的工具，使其繞旋轉軸線Ax7R旋轉。
[0063]擺動軸線Ax5L和Ax5R分別對應于第一軸線，腕A部131L和131R分別對應于第一腕元件。而且，擺動軸線Ax6L和Ax6R分別對應于第二軸線，并且腕B部132L和132R分別對應于第二腕元件。而且，旋轉軸線Ax7L和Ax7R分別對應于第三軸線，并且凸緣部133L和133R分別對應于第三腕元件。
[0064]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以及凸緣部133L和133R均對應于臂元件。
[0065]而且，軀干部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以及凸緣部133L和133R均對應于結構部件。
[0066]而且，臂部120L、120R和腕部130L、130R構成臂主體。而且，上臂A部122L、122R以及下臂部124LU24R均對應于指定臂元件。
[0067]而且，例如，機器人控制器200由具有算術單元、存儲裝置、輸入裝置等的計算機構成。該機器人控制器200控制機器人主體102的整體操作。后面將更詳細地描述機器人控制器200。
[0068]<機器人>
[0069]隨后，將順序描述機器人100各個部分的詳細構造。
[0070]< 基座 >
[0071]如圖1至圖4所示，基座101具有構成其外殼的大致圓筒狀殼體101a。例如，殼體IOla由鋁之類的鑄件形成。
[0072]而且，如上所述，在基座101上設置有繞擺動軸線AxO擺動而驅動軀干部110的致動器AcO。致動器AcO包括:馬達MO，該馬達MO產生用于驅動軀干部110的旋轉驅動力；制動裝置BO (參見后面將描述的圖5和圖7)，該制動裝置BO用于制動或保持馬達MO的旋轉；以及減速裝置G0，該減速裝置GO用于減小馬達MO的轉速、將其傳遞到軀干部110并驅動軀干部110。這里，減速裝置GO的軸(輸入軸、輸出軸等)具有中空結構，并且后面將描述的控制纜線3插入穿過該中空結構的內部。
[0073]從致動器AcO、AclL_Ac7L和AclR_Ac7R(如果不加區(qū)分地進行表示，則它們在下文中會酌情稱作“致動器Ac”)引出用于控制這些致動器AcO、AclL-Ac7L和AclR_Ac7R的驅動(供電、信號發(fā)送/接收等)的控制纜線3。將拉出的控制纜線3在機器人主體102的各個部分中引回。在圖2中，未示出控制纜線3。引回的控制纜線3的前端側穿過布置在殼體IOla的上端部上的減速裝置GO的軸，并且最終被引入到殼體IOla中。在本實施方式中，根據(jù)用戶的用途或便利性，可以在基座101的下端部和后表面兩者之一上選擇性地進行引入到殼體IOla中的控制纜線3的連接。
[0074]S卩，在殼體IOla中，在其下表面上設置有開口部IOa (第一開口部)(參見圖4)，并且在其側表面(該示例中是后表面)上設置有(開口部IOb (第二開口部)參見圖3)。開口部可以設置在除了殼體IOla的后表面之外的側表面(例如，前表面、左表面、右表面等)上。在這些開口部IOa和IOb中的各個開口部，可以選擇性地拆裝設置有連接器的連接器板和未設置有連接器的蓋部兩者中的任一者，所述連接器可供引入殼體IOla中的控制纜線3的前端部連接。圖3和圖4示出連接器板和蓋部都未附接到開口部IOa和IOb的狀態(tài)。
[0075]這里，如圖3所示，管P布置在殼體IOla的上端部所布置的減速裝置GO的軸的內部。在上述引回的控制纜線3的前端側插在管P內部的狀態(tài)下，將管P引入到殼體IOla中。而且，管P在殼體IOla內部支撐控制纜線3的前端側，使得引入到殼體IOla中的控制纜線3的前端部能指向開口部IOa和IOb中的任意一個?？刂评|線3的前端部如上所述由管P支撐，由此既可以在連接器板附接到開口部IOa時執(zhí)行連接器板與連接器的連接，又可以在連接器板附接到開口部IOb時執(zhí)行連接器板與連接器的連接。
[0076]圖5、圖6A和圖6B示出連接器板附接到開口部IOa并且蓋部附接到開口部IOb的情況。
[0077]在圖5、圖6A和圖6B示出的示例中，與開口部IOa對應的連接器板Ila (第一連接器板)被附接到開口部10a，并且開口部IOa由該連接器板Ila閉合。連接器板Ila設置有連接器組13a，該連接器組13a包括可供控制纜線3的前端部附接的連接器。而且，與開口部IOb對應的蓋部12b (第二蓋部)附接到開口部10b，并且開口部IOb由該蓋部12b閉合。在該情況下，在由管P支撐的同時指向開口部IOa (基座101的下端部)側的控制纜線3的前端部連接到連接器板Ila的連接器中的位于殼體IOla內側的連接部。另一方面，來自殼體IOla外部的連接纜線的前端部(例如，來自機器人控制器200的連接纜線2等)連接到連接器板Ila的連接器中的位于殼體IOla外側的連接部。因此，在該情況下，可以通過基座101的下端部執(zhí)行至控制纜線3的連接，即，例如，機器人控制器200等與致動器AcO、AclL-Ac7L和AclR-Ac7R之間的電連接。
[0078]圖7、圖8A和圖8B示出蓋部附接到開口部IOa并且連接器板附接到開口部IOb的情況。
[0079]在圖7、圖8A和圖8B示出的示例中，與開口部IOa對應的蓋部12a (第一蓋部)附接到開口部10a，并且開口部IOa由該蓋部12a閉合。而且，與開口部IOb對應的連接器板Ilb (第二連接器板)附接到開口部10b，并且開口部IOb由該連接器板Ilb閉合。連接器板Ilb設置有連接器組13b，該連接器組13b包括可供控制纜線3的前端部附接的連接器。在該情況下，在由管P支撐的同時指向開口部IOb (基座101的后表面)側的控制纜線3的前端部連接到連接器板Ilb的連接器中的位于殼體IOla內側的連接部。另一方面，來自殼體IOla外部的連接纜線的前端部(例如，來自機器人控制器200的連接纜線2等)連接到連接器板Ilb的連接器中的位于殼體IOla外側的連接部。因此，在該情況下，可以通過基座101的后表面執(zhí)行至控制纜線3的連接，即，例如，機器人控制器200等與致動器AC0、AclL-Ac7L和Ac 1R-Ac7R之間的電連接。
[0080]<軀干部>
[0081]如圖1至圖4所示，軀干部110具有一個或更多個強度部件FrO和覆蓋強度部件FrO并且構成軀干部110的外殼的罩CvO(后面將描述細節(jié))。例如，強度部件FrO由諸如高強度鋼等的板形成。即，軀干部110設置有內框架結構，其中，被罩CvO覆蓋的強度部件FrO充當構成承受重力部和加/減速期間的負荷部的強度的支撐結構的框架部件。軀干部110的結構不限于如該示例中的這種內框架結構，而是也可以構成為使用外殼形成部件作為框架部件的外框架結構。
[0082]〈肩部〉
[0083]如圖1至圖4所示，肩部121L具有一個或更多個強度部件Frl和覆蓋強度部件Frl并且構成肩部121L的外殼的罩Cvl (后面將描述細節(jié))。例如，強度部件Frl由諸如高強度鋼等的板形成。即，肩部121L設置有內框架結構，其中，被罩Cvl覆蓋的強度部件Frl充當構成承受重力部和加/減速期間的負荷部的強度的支撐結構的框架部件。肩部121L的結構不限于如該示例中的這種內框架結構，而是也可以構成為外框架結構。[0084]而且，如上所述，在肩部121L上，設置有繞擺動軸線Ax2L擺動并驅動上臂A部122L的致動器Ac2L。如圖9至圖11所示，致動器Ac2L包括馬達M2、制動裝置B2以及減速裝置G2 (關節(jié)部)，該減速裝置G2將肩部121L與上臂A部122L連接，使得它們能相對于彼此移動。
[0085]馬達M2向減速裝置G2產生用于驅動上臂A部122L的旋轉驅動力。作為該馬達M2的輸出軸的馬達軸52a與擺動軸線Ax2L大致平行布置。而且，在馬達軸52a的位于后面將描述的第一軸向的一側的端部上，固定有設有帶附接部的帶輪6a (馬達帶輪)，從而使其與馬達軸52a —起旋轉。帶輪6a的旋轉中心與馬達軸52a的旋轉中心一致。
[0086]制動裝置B2制動或保持馬達軸52a的旋轉。制動軸52b作為該制動裝置B2的軸，與擺動軸線Ax2L大致平行(B卩，與馬達軸52a大致平行)地布置。而且，在制動軸52b的位于軸向一側(以各附圖中示出的機器人主體102的姿勢為上側，下文中酌情稱作“第一軸向的一側”)的端部上，固定有設有兩個帶附接部的帶輪6b (第一制動帶輪、第二制動帶輪)，從而使其與制動軸52b —起旋轉。帶輪6b的旋轉中心與制動軸52b的旋轉中心一致。
[0087]這里,環(huán)帶(環(huán)形帶)7a (第一帶)纏繞在馬達M2側的帶輪6a的帶安裝部與制動裝置B2側的帶輪6b中的其中一個帶附接部之間。馬達軸52a和制動軸52b通過帶輪6a、帶7a和帶輪6b連接。因此,馬達軸52a的旋轉驅動力通過帶輪6a、帶7a和帶輪6b傳遞給制動軸52b。帶輪6a、帶7a和帶輪6b構成第一傳動機構。
[0088]減速裝置G2布置在肩部121L的前端部。減速裝置G2的輸入軸52c大致沿著擺動軸線Ax2L (即，與馬達軸52a和制動軸52b大致平行)布置，并且以能相對于肩部121L的前端部旋轉的方式被支撐。減速裝置G2的輸出軸52d通過合適的齒輪機構連接到輸入軸52c，并且以能相對于肩部121L的前端部繞擺動軸線Ax2L旋轉的方式被支撐。而且，在輸入軸52c的位于第一軸向的一側的端部上，固定有設有帶附接部的帶輪6c (減速裝置帶輪)，從而使其與輸入軸52c —起旋轉。帶輪6c的旋轉中心與輸入軸52c的旋轉中心一致。
[0089]這里,環(huán)帶(環(huán)形帶)7b (第二帶)纏繞在制動裝置B2側的帶輪6b的另一帶附接部與減速裝置G2側的帶輪6c中的帶安裝部之間。制動軸52b和輸入軸52c通過帶輪6b、帶7b和帶輪6c連接。因此，制動軸52b的旋轉驅動力通過帶輪6b、帶7b和帶輪6c傳遞給輸入軸52c。帶輪6b、帶7b和帶輪6c構成第二傳動機構。
[0090]如上所述的減速裝置G2減小通過輸入軸52c輸入的馬達軸52a的轉速，通過輸出軸52d將其傳遞給上臂A部122L，并且驅動上臂A部122L。這里，減速裝置G2的輸入軸52c和輸出軸52d設置有中空結構，并且控制纜線3插入穿過該中空結構的內部。馬達軸52a和輸入軸52c的軸向尺寸比制動軸52b的軸向尺寸大。
[0091]臂部120L和腕部130L分別構成為與臂部120R和腕部130R具有類似形狀，并且肩部121L和肩部121R被附接到軀干部110，使得成為各個致動器AclL和AclR的基點的旋轉位置彼此相差180度。因此，臂部120L和腕部130L以及臂部120R和腕部130R的軸構
造是對稱結構。
[0092]如上所述，在肩部121R上，設置有繞擺動軸線Ax2R擺動并驅動上臂A部122R的致動器Ac2R。關于致動器Ac2R，作為其驅動對象的上臂A部122R具有與作為致動器Ac2L的驅動對象的上臂A部122L類似的結構，由此，將省略肩部121R和致動器Ac2R的描述。
[0093]<上臂A部〉[0094]如圖1至圖4所示，上臂A部122L具有一個或更多個強度部件Fr2和覆蓋強度部件Fr2并且構成上臂A部122L的外殼的罩Cv2 (后面將描述細節(jié))。例如，強度部件Fr2由諸如高強度鋼等的板形成。即，上臂A部122L設置有內框架結構，其中，被罩Cv2覆蓋的強度部件Fr2充當構成承受重力部和加/減速期間的負荷部的強度的支撐結構的框架部件。上臂A部122L的結構不限于如該示例中的這種內框架結構，而是也可以構成為外框架結構。
[0095]而且，如上所述，在上臂A部122L上，設置有繞旋轉軸線Ax3L擺動并驅動上臂B部123L的致動器Ac3L。如圖9、圖10和圖12所示，致動器Ac3L包括馬達M3和減速裝置G3 (關節(jié)部)，該減速裝置G3將上臂A部122L與上臂B部123L連接，使得它們可相對于彼此移動。
[0096]馬達M3向減速裝置G3產生驅動上臂B部123L的旋轉驅動力。該馬達M3是設置有大致圓筒狀定子8、轉子9、作為輸出軸的馬達軸53a、馬達框架10和制動部60的所謂的帶制動器的馬達。轉子9以可相對于定子8旋轉的方式被支撐，在徑向上面向定子8的外周面。馬達軸53a與旋轉軸線Ax3L大致平行布置，并且耦接到轉子9的內周面。馬達框架10設置在定子8的外周側，并且構成馬達M3的外殼。制動部60制動或保持馬達軸53a的旋轉。雖然將省略詳細描述，但是馬達M2和后面將描述的馬達M4-M7也具有設置有與大致圓筒狀定子8、轉子9和馬達框架10類似的定子、轉子和馬達框架的構造。
[0097]減速裝置G3由螺栓固定到強度部件Fr2，并且馬達框架10由螺栓固定到減速裝置G3。另一方面，馬達框架10還能夠傳遞應力地連接到連接部件11。在本實施方式中，連接部件11具體由彎曲鋼板形成，并且被構造為使得一側由螺栓固定到強度部件Fr2，而另一側沿著馬達框架10的端部接觸，使得由馬達框架10和連接部件11傳遞應力和熱。即，馬達框架10形成強度部件(框架輔助部件)的一部分，與強度部件Fr2、連接部件11和減速裝置G3 —起承受機器人100及機器人100保持的工具的重力部和加/減速期間的負荷部的強度。在圖9中，未示出連接部件11。即，馬達框架10除了充當馬達M3的外殼之外還充當上臂A部122L的框架輔助部件。這里，通過由能夠傳遞熱的部件構成連接部件11，可以通過連接部件11將由馬達M3產生的熱傳遞給強度部件Fr2 (可以散去馬達M3產生的熱)。雖然將省略詳細描述，但是與上述類似，在馬達M2和后面將描述的馬達M4-M7中，馬達框架10同樣還充當框架輔助部件。
[0098]減速裝置G3布置在上臂A部122L的前端部。減速裝置G3的輸入軸53b被固定到馬達軸53a并且以能相對于上臂A部122L的前端部旋轉的方式被支撐。減速裝置G3的輸出軸53c通過齒輪12和13連接到輸入軸53b，并且以能相對于上臂A部122L的前端部繞旋轉軸線Ax3L旋轉的方式被支撐。這里，例如，齒輪12和齒輪13中的至少一個由諸如熱固性塑料等的樹脂形成。因此，輸入軸53b和輸出軸53c可以不需要油脂，并且可以省略油封。齒輪12和齒輪13中的至少一個可以由合適的金屬而不是樹脂形成。這種減速裝置G3減小通過輸入軸53b輸入的馬達軸53a的轉速，通過輸出軸53c將其傳遞給上臂B部123L，并且驅動上臂B部123L。這里，輸出軸53c設置有中空結構，并且控制纜線3插入到該中空結構內。
[0099]如上所述，在上臂A部122R上，設置有繞旋轉軸線Ax3R擺動并驅動上臂B部123R的致動器Ac3R。關于致動器Ac3R，作為其驅動對象的上臂B部123R具有與作為致動器Ac3L的驅動對象的上臂B部123L類似的結構，由此，將省略上臂A部122R和致動器Ac3R的描述。
[0100]〈上臂B部〉
[0101]如圖1至圖4所示，上臂B部123L具有一個或更多個強度部件Fr3和覆蓋強度部件Fr3并且構成上臂B部123L的外殼的罩Cv3 (后面將描述細節(jié))。例如，強度部件Fr3由諸如高強度鋼等的板形成。即，上臂B部123L設置有內框架結構，其中，被罩Cv3覆蓋的強度部件Fr3充當構成承受重力部和加/減速期間的負荷部的強度的支撐結構的框架部件。上臂B部123L的結構不限于如該示例中的這種內框架結構，而是也可以構成為外框架結構。
[0102]而且，如上所述，在上臂B部123L上，設置有繞擺動軸線Ax4L擺動并驅動下臂部124L的致動器Ac4L。如圖9以及圖13至圖15所示，致動器Ac4L包括馬達M4、制動裝置B4和減速裝置G4 (關節(jié)部)，該減速裝置G4將上臂B部123L與下臂部124L連接，使得它們可相對于彼此移動。
[0103]馬達M4向減速裝置G4產生驅動下臂部124L的旋轉驅動力。作為該馬達M4的輸出軸的馬達軸54a與擺動軸線Ax4L大致平行布置。而且，在馬達軸54a中的位于后述的第二軸向上的一側的端部上，安裝有設有帶附接部的帶輪14a (馬達帶輪)，從而使其與馬達軸54a —起旋轉。帶輪14a的旋轉中心與馬達軸54a的旋轉中心一致。
[0104]制動裝置B4制動或保持馬達軸54a的旋轉。制動軸54b作為該制動裝置B4的軸，與擺動軸線Ax4L大致平行(B卩，與馬達軸54a大致平行)地布置。而且，在制動軸54b的位于軸向一側(以各附圖中示出的機器人主體102的姿勢為上側，下文中酌情稱作“第二軸向的一側”)的端部上，固定有設有帶附接部的帶輪14b (第一制動帶輪)，從而使其與制動軸54b 一起旋轉。帶輪14b的旋轉中心與制動軸52b的旋轉中心一致。而且，在制動軸54b的位于軸向另一側(以各附圖中示出的機器人主體102的姿勢為下側，下文中酌情稱作“第二軸向的另一側”)的端部上，固定有設有帶附接部的帶輪14c (第二制動帶輪)，從而使其與制動軸54b —起旋轉。帶輪14c的旋轉中心與制動軸54b的旋轉中心一致。
[0105]這里,環(huán)帶(環(huán)形帶)15a (第一帶)纏繞在馬達M4側的帶輪14a的帶安裝部與制動裝置B4側的帶輪14b中的帶附接部之間。馬達軸54a和制動軸54b通過帶輪14a、帶15a和帶輪14b連接。因此,馬達軸54a的旋轉驅動力通過帶輪14a、帶15a和帶輪14b傳遞給制動軸54b。帶輪14a、帶15a和帶輪14b構成第一傳動機構。
[0106]減速裝置G4布置在上臂B部123L的前端部。減速裝置G4的輸入軸54c大致沿著擺動軸線Ax4L (即，與馬達軸54a和制動軸54b大致平行)布置，并且以能相對于上臂B部123L的前端部旋轉的方式被支撐。減速裝置G4的輸出軸54d通過合適的齒輪機構連接到輸入軸54c，并且以能相對于上臂B部123L的前端部繞擺動軸線Ax4L旋轉的方式被支撐。而且，在輸入軸54c的位于第二軸向的另一側的端部上，固定有設有帶附接部的帶輪14d (減速裝置帶輪)，從而使其與輸入軸54c —起旋轉。帶輪6d的旋轉中心與輸入軸54c的旋轉中心一致。
[0107]這里,環(huán)帶(環(huán)形帶)15b (第二帶)纏繞在制動裝置B4側的帶輪14c的帶附接部與該減速裝置G4側的帶輪14d中的帶安裝部之間。制動軸54b和輸入軸54c通過帶輪14c、帶15b和帶輪14d連接。因此,制動軸54b的旋轉驅動力通過帶輪14c、帶15b和帶輪14d傳遞給輸入軸54c。帶輪14c、帶15b和帶輪14d構成第二傳動機構。
[0108]如上所述的減速裝置G4減小通過輸入軸54c輸入的馬達軸54a的轉速，通過輸出軸54d將其傳遞給下臂部124L，并且驅動下臂部124L。這里，減速裝置G4的輸入軸54c和輸出軸54d設置有中空結構，并且控制纜線3插入穿過該中空結構的內部。馬達軸54a和輸入軸54c的軸向尺寸比制動軸54b的軸向尺寸大。
[0109]如上所述，在上臂B部123R上，設置有繞擺動軸線Ax4R擺動并驅動下臂部124R的致動器Ac4R。關于致動器Ac4R，作為其驅動對象的下臂部124R具有與作為致動器Ac4L的驅動對象的下臂部124L類似的結構，由此，將省略上臂B部123R和致動器Ac4R的描述。
[0110]〈下臂部〉
[0111]如圖1至圖4所示，下臂部124L具有一個或更多個強度部件Fr4和覆蓋強度部件Fr4并且構成下臂部124L的外殼的罩Cv4 (后面將描述細節(jié))。例如，強度部件Fr4由諸如高強度鋼等的板形成。即，下臂部124L設置有內框架結構，其中，被罩Cv4覆蓋的強度部件Fr4充當構成承受重力部和加/減速期間的負荷部的強度的支撐結構的框架部件。下臂部124L的結構不限于如該示例中的這種內框架結構，而是可以構成為外框架結構。
[0112]而且，如上所述，在下臂部124L上，設置有繞擺動軸線Ax5L擺動并驅動腕A部131L的致動器Ac5L。如圖16至圖18所示，致動器Ac5L包括馬達M5 (第一驅動馬達)和Hypoid (注冊商標)齒輪組G5 (第一傘齒輪組、關節(jié)部)，所述Hypoid齒輪組是包括兩個傘齒輪的傘齒輪組類型，并且連接上臂B部123L和腕A部131L，使得它們可相對于彼此移動。Hypoid齒輪組G5被齒輪箱覆蓋。
[0113]馬達M5對Hypoid齒輪組G5產生用于驅動腕A部131L的旋轉驅動力。作為該馬達M5的輸出軸的馬達軸55a大致沿著臂部120L的縱向布置。
[0114]Hypoid齒輪組G5用于以預定減速比來減小馬達M5的轉速，并且與由軸線彼此交叉的兩個傘齒輪組成的普通傘齒輪組不同，Hypoid齒輪組G5由軸線彼此偏移的小齒輪G5a和環(huán)形齒輪G5b組成。小齒輪G5a連接到馬達軸55a，使得其軸線Axa大致沿著臂部120L的縱向延伸，并且以能相對于下臂部124L的前端部旋轉的方式被支撐。在通過馬達軸55a從馬達M5輸入旋轉驅動力時，該小齒輪G5a相對于下臂部124L的前端部繞軸線Axa旋轉。環(huán)形齒輪G5b與小齒輪G5a嚙合，使得其軸線Axb與臂部120L的縱向大致正交(換言之，與小齒輪G5a的軸線Axa大致正交)，并且環(huán)形齒輪G5b以能相對于下臂部124L的前端部繞擺動軸線Ax5L旋轉的方式被支撐。環(huán)形齒輪G5b的軸線Axb與擺動軸線Ax5L —致。這里，在小齒輪G5a的前端側沿與軸線Axb大致正交的方向從軸線Axb偏移的狀態(tài)下，環(huán)形齒輪G5b與小齒輪G5a的前端側嚙合。該環(huán)形齒輪G5b減小通過小齒輪G5a輸入的馬達軸55a的轉速，通過齒輪16和17將其傳遞給腕A部131L并且驅動腕A部131L。這里，齒輪16和17設置有中空結構，并且控制纜線3插入穿過中空結構的內部。
[0115]如上所述，在下臂部124R上，設置有繞擺動軸線Ax5R擺動并驅動腕A部131R的致動器Ac5R。關于致動器Ac5R，作為其驅動對象的腕A部131R具有與作為致動器Ac5L的驅動對象的腕A部131L類似的結構，由此，將省略下臂部124R和致動器Ac5R的描述。
[0116]〈腕A 部〉
[0117]如圖1至圖4所示，腕A部131L具有一個或更多個強度部件Fr5和覆蓋強度部件Fr5并且構成腕A部131L的外殼的罩Cv5 (后面將描述細節(jié))。例如，強度部件Fr5由諸如高強度鋼等的板形成。即，腕A部131L設置有內框架結構，其中，被罩Cv5覆蓋的強度部件Fr5充當構成承受重力部和加/減速期間的負荷部的強度的支撐結構的框架部件。腕A部131L的結構不限于如該示例中的這種內框架結構，而是也可以構成為外框架結構。
[0118]而且，如上所述，在腕A部13IL上，設置有繞擺動軸線Ax6L擺動并驅動腕B部132L的致動器Ac6L。如圖16、圖19和圖20所示，致動器Ac6L包括馬達M6 (第二驅動馬達)和Hypoid齒輪組G6 (第二齒輪組、關節(jié)部)，所述Hypoid齒輪組G6是由兩個傘齒輪組成的傘齒輪組的類型，并且連接腕A部131L和腕B部132L，使得它們可相對于彼此移動。Hypoid齒輪組G6被齒輪箱62覆蓋。
[0119]馬達M6對Hypoid齒輪組G6產生用于驅動腕B部132L的旋轉驅動力。作為該馬達M6的輸出軸的馬達軸56a大致沿著腕A部131L的縱向布置。
[0120]Hypoid齒輪組G6用于以預定減速比來減小馬達M6的轉速，并且與由軸線彼此交叉的兩個傘齒輪組成的普通傘齒輪組不同，Hypoid齒輪組G6由軸線彼此偏移的小齒輪G6a和環(huán)形齒輪G6b組成。小齒輪G6a連接到馬達軸56a，使得其軸線Axc大致沿著腕A部131L的縱向延伸，并且以能相對于腕A部131L的前端部旋轉的方式被支撐。在通過馬達軸56a輸入來自馬達G6的旋轉驅動力時，該小齒輪G6a相對于腕A部131L的前端部繞軸線Axc旋轉。環(huán)形齒輪G6b與小齒輪G6a嚙合，使得其軸線Axd與腕A部131L的縱向大致正交(換言之，與小齒輪G6a的軸線Axc大致正交)，并且環(huán)形齒輪G6b以能相對于腕A部131L的前端部繞擺動軸線Ax6L旋轉的方式被支撐。環(huán)形齒輪G6b的軸線Axd與擺動軸線Ax6L —致。這里，在小齒輪G6a的前端側沿與軸線Axd大致正交的方向從軸線Axd偏移的狀態(tài)下，環(huán)形齒輪G6b與小齒輪G6a的前端側嚙合。該環(huán)形齒輪G6b減小通過小齒輪G6a輸入的馬達軸56a的轉速，通過齒輪18和19將其傳遞給腕B部132L，并且驅動腕B部132L。這里，齒輪18和19設置有中空結構，并且控制纜線3插入穿過該中空結構的內部。
[0121]如上所述，在腕A部131R上，設置有繞擺動軸線Ax6R擺動并驅動腕B部132R的致動器Ac6R。關于致動器Ac6R，作為其驅動對象的腕B部132R具有與作為致動器Ac6L的驅動對象的腕B部132L類似的結構，由此，將省略腕A部131R和致動器Ac6R的描述。
[0122]〈腕B 部〉
[0123]如圖1至圖4所示，腕B部132L具有一個或更多個強度部件Fr6和覆蓋強度部件Fr6并且構成腕B部132L的外殼的罩Cv6 (后面將描述細節(jié))。例如，強度部件Fr6由諸如高強度鋼等的板形成。即，腕B部132L設置有內框架結構，其中，被罩Cv6覆蓋的強度部件Fr6充當構成承受重力部和加/減速期間的負荷部的強度的支撐結構的框架部件。腕B部132L的結構不限于如該示例中的這種內框架結構，而是也可以構成為外框架結構。
[0124]而且，如上所述，在腕B部132L上，設置有繞旋轉軸線Ax7L擺動并驅動凸緣部133L的致動器Ac7L。如圖16所示，致動器Ac7L包括馬達M7和減速裝置G7 (關節(jié)部)，該減速裝置G7將腕B部132L與凸緣部133L連接，使得它們可相對于彼此移動。馬達M7通過馬達軸(未示出)對減速裝置G7產生用于驅動凸緣部133L的旋轉驅動力。減速裝置G7減小馬達M7的轉速，將其傳遞給凸緣部133L，并且驅動凸緣部133L。這里，例如，設置在減速裝置G7中的齒輪機構的多個齒輪中的至少一個由諸如熱固性塑料等的樹脂形成。因此，減速裝置G7的軸(輸入軸、輸出軸等)可以不需要油脂，并且可以省略油封。設置在減速裝置G7中的齒輪機構的多個齒輪中的至少一個齒輪可以由合適金屬而不是樹脂形成。而且，這里，減速裝置G7的軸設置有中空結構，并且控制纜線3插入穿過該中空結構的內部。
[0125]如上所述，在腕B部132R上，設置有繞旋轉軸線Ax7R擺動并驅動凸緣部133R的致動器Ac7R。關于致動器Ac7R，作為其驅動對象的凸緣部133R具有與作為致動器Ac7L的驅動對象的凸緣部133L類似的結構，由此，將省略腕B部132R和致動器Ac7R的描述。
[0126]〈罩〉
[0127]隨后，將描述罩CvO_Cv6。下文中，將在機器人主體102中的均設置有內框架結構的軀干部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適當?shù)亟y(tǒng)稱為“設置有內框架結構的各部分”。而且，當不加區(qū)分地提及機器人主體102中設置有內框架結構的各個部分中所設置的強度部件FrO-Fre時，適當時將它們稱作“強度部件Fr”。而且，當不加區(qū)分地提及機器人主體102中的設置有內框架結構的各個部分中所設置的罩Cv0-Cv6時，適當時將它們稱作“罩 Cv”。
[0128]S卩，如上所述，機器人主體102中的均設置有內框架結構的這些部分分別具有罩Cv0-Cv6，這些罩Cv0-Cv6覆蓋各個強度部件FrO_Fr6并且構成各個部分的外殼。罩Cv0-Cv6具有彼此不同的形狀以符合待覆蓋的強度部件Fr的形狀，但是具有相同組成。將通過參照圖21來描述罩Cv0-Cv6之中的上臂A部122L的罩Cv2。
[0129]如圖21所示，上臂A部122L的罩Cv2設置有兩層層壓結構。即，上臂A部122L的罩Cv2由作為內層的樹脂層40a和作為外層的彈性外皮40b組成。樹脂層40a例如由諸如ABS (丙烯腈丁二烯苯乙烯)樹脂和聚碳酸酯樹脂之類的樹脂形成，并且覆蓋強度部件Fr2。彈性外皮40b例如由諸如硅橡膠等的彈性體形成，并且被結合到樹脂層40a的表面，以便形成上臂A部122L的表面外皮。
[0130]這里描述了上臂A部122L的罩Cv2，但是除了罩Cv2之外，軀干部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也設置有作為內層的樹脂層40a和作為外層的彈性外皮40b這樣的雙層層壓結構。
[0131]〈接觸開關〉
[0132]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中的至少一個以及上臂A部122R、上臂B部123R、下臂部124R、腕A部131R和腕B部132R中的至少一個設置有接觸開關41 (傳感器。參見后面將描述的圖22等)，該接觸開關41用于檢測沿彼此正交的三個方向從外部與彈性外皮40b的接觸。下文中，將假定各個部分設置有接觸開關41來進行描述。而且，在下文中，將通過參照圖21和圖22來描述各個部分之中在上臂A部122L中所設置的接觸開關41。
[0133]如圖21和圖22所示，上臂A部122L中設置的接觸開關41相對于連接到上臂A部122L的強度部件Fr2的板44豎直安裝，使得接觸開關41的前端側上的檢測部41a被容納在樹脂層40a的厚部42中所設置的凹部42a中。這里，在檢測部41a與其周邊的樹脂層40a之間形成適當間隙，使得接觸開關41的檢測部41a不與其周邊的樹脂層40a接觸。
[0134]而且，在板44中在接觸開關41附近，由合適的彈性體(例如，橡膠等)形成的大致柱狀彈性部件43豎直安裝，使得其前端部與樹脂層40a的厚部42緊密接觸。
[0135]因此，如果使物品或人體與上臂A部122L的彈性外皮40b (或另一個部分的彈性外皮40b)接觸并且向彈性外皮40b施加負荷(壓縮力)，則該沖擊使樹脂層40a和彈性部件43移動。這里，如果使樹脂層40a與檢測部41a接觸，則接觸開關41檢測到從外部彈性外皮40b進行的接觸，并且向機器人控制器200輸出表示該接觸的檢測信號。
[0136]這里描述了上臂A部122L中設置的接觸開關41，但是這同樣適用于設置在肩部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各個上的接觸開關41，并且將省略說明。
[0137]〈機器人控制器〉
[0138]隨后，將描述機器人控制器200的功能構造。
[0139]如圖23所示，機器人控制器200具有檢測信號獲取部201和機器人控制部202。
[0140]檢測信號獲取部201獲取從肩部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的接觸開關41輸出的檢測信號。
[0141]機器人控制部202通過控制致動器AC0、AC1L-AC7L、AC1R-AC7R中的每個致動器的操作，來控制機器人主體102的整體操作。該機器人控制部202設置有操作控制部202a。
[0142]當檢測信號獲取部201獲得檢測信號時，操作控制部202a停止驅動機器人主體102的以下這樣的部分的各個致動器(或所有致動器AcO、AclL-Ac7L、AclR_Ac7R)的操作，所述部分是指設置有輸出了檢測信號的接觸開關41的各個部分。另選地，操作控制部202a可以將驅動機器人主體102的各個部分的各個致動器(或者所有致動器AcO、AclL-Ac7L、AclR-Ac7R)的操作速度減小到預定速度(例如，即使物品或人體接觸，也是安全速度，或換言之基本停止的速度)或更低速度。
[0143]如上所述，在本實施方式中，開口部IOa在基座101中設置在殼體IOla的下表面中，并且開口部IOb類似地設置在殼體IOla的后表面中。連接器板I Ia和蓋部12a兩者之一可以選擇性地附接到開口部10a。連接器板Ila和蓋部12a兩者之一可以選擇性地附接到開口部10b。因此，根據(jù)用戶的用途或便利性，機器人控制器200等與致動器AC0、AclL-Ac7L和AclR-Ac7R之間的電連接可以在基座101的下端部上或者基座101的后表面上執(zhí)行。因此，可以提高用戶的便利性，并且與針對各個部件制造單獨的基座101相比，通過提高公共產品的利用性而能降低制造成本。
[0144]這里，特別是如果將連接器板Ila附接到開口部IOa并且還將蓋部12b附接到開口部10b，則通過將控制纜線3的前端部連接到連接器板Ila的連接器并且還將來自基座101外部的連接纜線(例如，來自機器人控制器200等的連接纜線2)連接到連接器，可以通過基座101的下端部執(zhí)行機器人控制器200等與致動器AcO、AclL-Ac7L和AclR-Ac7R之間的電連接。另一方面，如果將連接器板Ilb附接到開口部IOb并且還將蓋部12a附接到開口部10a，則通過將控制纜線3的前端部連接到連接器板Ilb的連接器并且還將來自基座101外部的連接纜線(例如，來自機器人控制器200等的連接纜線2)連接到連接器，可以通過基座101的后表面在機器人控制器200等與致動器AC0、AclL-Ac7L和AclR_Ac7R之間執(zhí)行電連接。
[0145]而且，尤其在本實施方式中，在殼體IOla中支撐控制纜線3的管P(與支撐部對應)設置在機器人100中，使得可以使控制纜線3的前端部指向開口部IOa和IOb中任意一個。因此，既可以實現(xiàn)將連接纜線3連接到附接到開口部IOa的連接器板Ila的連接器，又可以實現(xiàn)將控制纜線3連接到附接到開口部IOb的連接器板Ilb的連接器。
[0146]而且，在本實施方式中，臂部120L和腕部130L以及臂部120R和腕部130R被構造有多關節(jié)結構。這里，關于具有如上所述的多關節(jié)結構的臂部120L和腕部130L以及臂部120R和腕部130R，其前端側附接有用于對機器人100的作業(yè)對象執(zhí)行期望作業(yè)的工具，而其基座端側可旋轉地連接到基座101。S卩，臂部120L和腕部130L整體以及臂部120R和腕部130R整體具有自基座端側的懸臂支撐結構。因此，臂部120L和腕部130L以及臂部120R和腕部130R需要在各部分上分別設置用于支撐各個部分的重力部和加/減速期間的負荷部等的支撐結構。在本實施方式中，上臂A部122L、122R上設置的馬達M3的馬達框架10能夠傳遞應力地連接到強度部件Fr2，并且馬達M3也能夠傳遞應力地連接到減速裝置G3和上臂B部123L、123R。S卩，上臂A部122L、122R上設置的馬達M3的馬達框架10還充當上臂A部122LU22R的框架輔助部件。因此，上臂A部122L、122R的重力部和加/減速期間的負荷部也由各個馬達框架10來支撐。因此，可以使用于支承重力部和加/減速期間的負荷部的強度部件和框架結構變小，由此可以減小上臂A部122LU22R的重量和尺寸。
[0147]而且，尤其在本實施方式中，上臂A部122L、122R上設置的馬達M3被設置為使得馬達軸53a沿著臂部120L、120R的縱向延伸。因此，當在上臂A部122L、122R中沿臂部120L、120R的縱向布置支撐結構時，通過使用也作為框架輔助部件的馬達框架10，可以可靠地減小重量和尺寸。
[0148]而且，在本實施方式中，馬達M2和減速裝置G2設置在肩部121L、121R上。從馬達M2的馬達軸52a輸出的旋轉驅動力被傳遞給減速裝置G2的輸入軸52c，在減速裝置G2中以預定減速比來減小速度，然后該速度被傳遞給上臂A部122LU22R，并且以預定模式驅動上臂A部122LU22R。這里，從防止肩部121L、121R意外操作等的觀點看，設置有用于停止由馬達M2對上臂A部122L、122R進行的驅動的制動裝置B2。
[0149]這里，如果制動裝置B2被構造為一體結合在馬達M2中，則馬達M2的馬達軸52a和制動裝置B2的制動軸52b線性布置，這會引起馬達M2的尺寸增大。由此，在本實施方式中，馬達軸52a和制動軸52b并排橫向布置(而不是線性布置)。為此，在馬達軸52a上設置帶輪6a，并且在制動軸52b上也設置帶輪6b，并且通過纏繞在帶輪6a與帶輪6b之間的帶7a來傳遞驅動力。因此，與制動器和馬達成一體的結構相比，可以減小尺寸。
[0150]而且，在本實施方式中，從如上所述防止沿軸向線性布置造成尺寸增大的觀點看，減速裝置G2的輸入軸52c還與馬達軸52a和制動軸52b并排橫向布置。出于該原因，與上面所述類似，在減速裝置G2的輸入軸52c上還設置帶輪6c。即，帶輪分別設置在馬達M2的馬達軸52a、制動裝置B2的制動軸52b以及減速裝置G2的輸入軸52c上，并且各個帶輪由帶連接。在這種情況下，可以考慮在馬達軸52a與輸入軸52c之間纏繞一帶并且在馬達軸52a與制動軸52b之間纏繞另一帶的結構(以制動軸52b、馬達軸52a和輸入軸52c的順序布置)和在馬達軸52a與制動軸52b之間纏繞一帶并且在制動軸52b與輸入軸52c之間纏繞另一帶的結構(以馬達軸52a、制動軸52b和輸入軸52c的順序布置)。
[0151]這里，如上所述，馬達軸52a和輸入軸52c的軸向尺寸大于制動軸52b的軸向尺寸。因此，如果馬達軸52a的帶輪和輸入軸52c的帶輪由帶直接連接，則會限制馬達軸52a與輸入軸52c之間的相對位置關系(例如，使馬達軸52a的端部與輸入軸52c的端部匹配的需求增大)，并且馬達M2和減速裝置G2整體布置時難以節(jié)省空間。[0152]由此，在本實施方式中，構造成使得(馬達M2側的帶輪和減速裝置G2側的帶輪不直接連接)馬達M2側的帶輪6a和制動裝置B2側的帶輪6b由帶7a連接，并且制動裝置B2側的帶輪6b和減速裝置G2側的帶輪6c由帶7b連接。因此，馬達M2側的帶輪6a與制動裝置B2側的帶輪6b由帶7a連接的軸向位置和制動裝置B2側的帶輪6b與減速裝置G2側的帶輪6c由帶7b連接的軸向位置可以彼此不同。因此，不再如上所述對馬達軸52a與輸入軸52c之間的相對位置關系進行限制(馬達軸52a的端部不必與輸入軸52c的端部匹配)，并且通過適當布置馬達M2和減速裝置G2中的每一個，可以減小整體布置馬達M2和減速裝置G2所需的軸向尺寸，并且可以節(jié)省空間。
[0153]而且，在本實施方式中，在上臂B部123L、123R上，設置馬達M4、減速裝置G4和制動裝置B4。關于它們，與上述類似，帶輪分別設置在馬達M4的馬達軸54a、制動裝置B4的制動軸54b以及減速裝置G4的輸入軸54c上，并且各個帶輪由帶連接。在這種情況下，可以考慮在馬達軸54a與輸入軸54c之間纏繞一帶并且在馬達軸54a與制動軸54b之間纏繞另一帶的結構(以制動軸54b、馬達軸54a和輸入軸54c的順序布置)和在馬達軸54a與制動軸54b之間纏繞一帶并且在制動軸54b與輸入軸54c之間纏繞另一帶的結構(以馬達軸54a、制動軸54b和輸入軸54c的順序布置)。
[0154]這里，如上所述，馬達軸54a和輸入軸54c的軸向尺寸大于制動軸54b的軸向尺寸。因此，如果馬達軸54a的帶輪和輸入軸54c的帶輪由帶直接連接，則會限制馬達軸54a與輸入軸54c之間的相對位置關系(例如，使馬達軸54a的端部與輸入軸54c的端部匹配的需求增大)，并且馬達M4和減速裝置G4整體布置時難以節(jié)省空間。
[0155]由此，在本實施方式中，構造成使得(馬達M4側的帶輪14a和減速裝置G4側的帶輪14d不直接連接)馬達M4側的帶輪14a和制動裝置B4側的帶輪14b由帶15a連接，并且制動裝置B4側的帶輪14c和減速裝置G4側的帶輪14d由帶15b連接。因此，馬達M4側的帶輪14a與制動裝置B4側的帶輪14b由帶15a連接的軸向位置和制動裝置B4側的帶輪14c與減速裝置G4側的帶輪14d由帶15b連接的軸向位置可以彼此不同。因此，不再如上所述對馬達軸54a與輸入軸54c之間的相對位置關系進行限制(馬達軸54a的端部不再必須與輸入軸54c的端部匹配)，并且通過適當布置馬達M4和減速裝置G4中的每一個，可以減小整體布置馬達M4和減速裝置G4所需的軸向尺寸，并且可以節(jié)省空間。
[0156]作為上述結果，可以減小布置有馬達M2、減速裝置G2和制動裝置B2的肩部121L、121R、布置有馬達M4、減速裝置G4和制動裝置B4的上臂B部123L、123R以及臂部120L、120R的整體尺寸。
[0157]而且，尤其在本實施方式中，肩部121L、121R上設置的馬達M2、減速裝置G2和制動裝置B2被設置為使得馬達軸52a、制動軸52b和輸入軸52c彼此平行。因此，可以可靠地實現(xiàn)如上所述的馬達M2的馬達軸52a、制動裝置B2的制動軸52b以及減速裝置G2的輸入軸52c的橫向布置，并且可以可靠地減小肩部121LU21R的尺寸。而且，上臂B部123L、123R上設置的馬達M4、制動裝置B4和減速裝置G4被設置為使得馬達軸54a、制動軸54b和輸入軸54c彼此平行。因此，可以可靠地實現(xiàn)如上所述的馬達M4的馬達軸54a、制動裝置B4的制動軸54b以及減速裝置G4的輸入軸54c的橫向布置，并且可以可靠地減小上臂B部123LU23R的尺寸。
[0158]而且，尤其在本實施方式中，肩部121L、121R上設置的馬達M2的馬達軸52a、制動裝置B2的制動軸52b以及減速裝置G2的輸入軸52c沿著與臂部120LU20R的縱向正交的方向布置。如果彼此平行的馬達M2的馬達軸52a、制動裝置B2的制動軸52b和減速裝置G2的輸入軸52c沿與臂部120LU20R的縱向正交的方向(換言之，沿臂部120LU20R的厚度方向)布置，則倘若各個軸的軸向尺寸較大，則臂部120LU20R的直徑增大。而且，上臂B部123LU23R上設置的馬達M4的馬達軸54a、制動裝置B4的制動軸54b和減速裝置G4的輸入軸54c沿與臂部120L、120R的縱向正交的方向布置。如果彼此平行的馬達M4的馬達軸54a、制動裝置B4的制動軸54b和減速裝置G4的輸入軸54c沿與臂部120LU20R的縱向正交的方向(換言之，沿臂部120L、120R的厚度方向)布置，則倘若各個軸的軸向尺寸較大，則臂部120LU20R的直徑增大。因此，通過將上述構造應用于這樣的布置，可以尤其有效地防止臂部120L、120R的直徑增大。
[0159]而且，尤其在本實施方式中，在上臂B部123L中設置的制動裝置B4的制動軸54b中，在第二軸方向上的一側設置的帶輪14b上執(zhí)行與馬達M4側的帶輪14a的帶連接，并且在軸方向上的另一側設置的帶輪14c上執(zhí)行與減速裝置G4側的帶輪14d的帶連接。通過如上所述在制動軸54b上的不同位置處設置的帶輪14b和14c上執(zhí)行馬達M4側與減速裝置G4側之間的連接，可以可靠地消除對馬達軸54a與輸入軸54c之間的相對位置關系的上述限制，并且可以可靠地減小上臂B部123L和臂部120L、120R的整體尺寸。
[0160]而且，在本實施方式中，具有多關節(jié)結構的腕部130LU30R連接到臂部120L、120R的前端側。腕部130LU30R從臂部120LU20R側到前端側按照腕A部131L、131R、腕B部132LU32R以及凸緣部133LU33R的順序相對于彼此可旋轉地連接。
[0161]這里，在凸緣部133L、133R與腕B部132L、132R之間的連接結構中，它們以能繞沿著腕部130LU30R的縱向的旋轉軸線Ax7L、Ax7R旋轉的方式連接。另一方面，在腕B部132LU32R與腕A部131L、131R之間的連接結構(下文稱作“第二連接結構”)中，它們以能繞沿著與腕部130LU30R的縱向正交的方向(換言之，腕部130LU30R的厚度方向)的擺動軸線Ax6L、Ax6R旋轉的方式連接。類似地，在腕A部131L、131R與臂部120L、120R之間的連接結構(下文稱作“第一連接結構”)中，它們以能繞沿著與腕部130LU30R的縱向正交的方向(換言之，腕部130L、130R的厚度方向)的擺動軸線Ax5L、Ax5R旋轉的方式連接。
[0162]如上所述,在第一連接結構或第二連接結構中，擺動軸線Ax5L、Ax5R或擺動軸線Ax6L、Ax6R沿腕部130L、130R的厚度方向布置。因此，在通過利用普通齒輪機構來減小驅動馬達的轉速的構造的情況下，齒輪機構的各個齒輪的軸線和驅動馬達的馬達軸都沿著擺動軸線Ax5L、Ax5R或擺動軸線Ax6L、Ax6R布置，由此由于安裝而使腕部130LU30R或臂部120LU20R的厚度增大。
[0163]由此，在本實施方式中，使用Hypoid齒輪組G5和G6，而不是普通齒輪機構。Hypoid齒輪組G5和G6具有這樣的齒輪布置，其中作為驅動齒輪的小齒輪G5a和G6a的軸線Axa和Axc和作為從動齒輪的環(huán)形齒輪G5b和G6b的軸線Axb和Axd彼此正交。關于第一連接結構，環(huán)形齒輪G5b布置成使得軸線Axb沿著腕部130LU30R的厚度方向延伸，而小齒輪G5a和馬達軸55a布置成使得軸線Axa沿著腕部130LU30R或臂部120L、120R的縱向延伸。類似地，關于第二連接結構，同樣，環(huán)形齒輪G6b布置成使得軸線Axd沿著腕部130L、130R的厚度方向延伸，而小齒輪G6a和馬達軸56a布置成使得軸線Axc沿著腕部130L、130R或臂部120LU20R的縱向延伸。[0164]因此，在本實施方式中，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)。
[0165]而且，尤其在本實施方式中，腕B部132LU32R以能繞與腕部130LU30R的縱向正交并且與擺動軸線Ax5L、Ax5R正交的擺動軸線Ax6L、Ax6R擺動的方式被支撐。因此，在腕A部131L、131R被可擺動地支撐所繞的擺動軸線Ax5L、Ax5R與腕B部132L、132R被可擺動地支撐所繞的擺動軸線Ax6L、Ax6R相對于彼此處于偏斜位置的構造中，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)。
[0166]而且，尤其在本實施方式中，馬達M5設置在臂部120L、120R的前端部上，并且馬達M6設置在腕A部131L、131R上。因此，防止了設置有馬達M5的臂部120L、120R的直徑增大，可以使其更薄(扁平)，并且可以防止設置有馬達M6的腕A部131L、131R的直徑增大，可以使其更薄(扁平)。
[0167]而且，尤其在本實施方式中，Hypoid齒輪組G5設置有:小齒輪G5a，向該小齒輪G5a輸入來自馬達M5的旋轉；以及環(huán)形齒輪G5b，該環(huán)形齒輪G5b與小齒輪G5a嚙合，用于驅動腕A部131L、131R。而且，Hypoid齒輪組G6設置有:小齒輪G6a，向該小齒輪G6a輸入來自馬達M6的旋轉；以及環(huán)形齒輪G6b，該環(huán)形齒輪G6b與小齒輪G6a嚙合，用于驅動腕B部132L、132R。通過向小齒輪G5a和G6a輸入來自馬達M5和M6的驅動力并進行傳遞，可以通過適當使小齒輪G5a和G6a的直徑變小來防止臂部120L、120R或腕A部131L、131R的直徑增大。
[0168]而且，尤其在本實施方式中，馬達M5被設置為使得馬達軸55a沿著臂部120L、120R的縱向延伸，小齒輪G5a被設置為使得軸線Axa沿著臂部120L、120R的縱向延伸，并且環(huán)形齒輪G5b被設置為使得軸線Axb與臂部120L、120R的縱向正交。而且，馬達M6被設置為使得馬達軸56a沿著腕A部131L、13IR的縱向延伸，小齒輪G6a被設置為使得軸線Axc沿著腕A部131L、131R的縱向延伸，并且環(huán)形齒輪G6b被設置為使得軸線Axd與腕A部131L、131R的縱向正交。因此，可以可靠地防止由馬達M5和小齒輪G5a的布置造成臂部120L、120R的直徑增大，并且可靠地防止由馬達M6和小齒輪G6a的布置造成腕A部131L、131R的直徑增大。
[0169]而且，在本實施方式中，臂部120LU20R以及腕部130LU30R被構造有多關節(jié)結構。借助于傳遞來自基于機器人控制器200的控制進行操作的致動器AclL-Ac7L和AclR-Ac7R中的每一個的驅動力來驅動臂部120L、120R和腕部130L、130R中的每一個。在臂部120L、120R和腕部130L、130R中的每一個中，作為重力部和加/減速期間的負荷部的支撐結構的框架部件Frl-Fr6被彈性外皮40b覆蓋，并且各個部分的表面外皮由該彈性外皮40b構成。因此，即使假定臂部120LU20R在其操作期間與周邊的物品或人體干涉，干涉處的撞擊也會被構成彈性外皮40b的彈性體的彈性力較大程度地吸收和緩解。因此，可以明顯減小作用于物品或人體的力，由此可以確保最大安全性并且可以進一步提高安全性。因此，可以省略為確保安全而必須在機器人100周邊安裝的安全護欄。
[0170]而且，尤其在本實施方式中，臂部120LU20R和腕部130L、130R中的每一個設置有用于檢測從外部與彈性外皮40b的接觸的接觸開關41。因此，如果與臂部120LU20R周邊的物品或人體存在干涉，則可以由接觸開關41可靠地檢測干涉。
[0171]而且，尤其在本實施方式中，接觸開關41是能夠從彼此正交的三個方向檢測與彈性外皮40b的接觸的三向接觸開關。因此，在臂部120LU20R與周邊的物品或人體之間存在干涉的情況下，不論從什么方向與各個部分發(fā)生接觸，都可以可靠地檢測到接觸。
[0172]而且，尤其在本實施方式中，機器人控制器200設置有操作控制部202a，該操作控制部202a能夠基于從接觸開關41輸出的檢測信號，來減小驅動設置有該接觸開關41的各個部分的致動器的操作的速度或停止該致動器的操作。因此，在與臂部120LU20R周邊的物品或人體出現(xiàn)干涉的情況下，臂部120L、120R的后續(xù)操作可以經由機器人控制器200的控制來減速或停止。因此，可以進一步確保安全性。
[0173]本實施方式不限于上述內容，而是能夠在不偏離其主旨和技術思想的范圍內進行各種變型。例如，在本實施方式中，上臂A部122LU22R上設置的馬達M3被設置為使得馬達軸53a沿著臂部120L、120R的縱向延伸。然而，這不是限制，而是，上臂A部122L、122R上設置的馬達M3可以被設置為使得馬達軸53a沿著與臂部120LU20R的縱向大致正交的方向延伸。在該情況下，即使在上臂A部122LU22R中用于重力部和加/減速期間的負荷部的支撐結構需要沿與臂部120LU20R的縱向正交的方向(換言之，沿臂部120LU20R的厚度方向)布置，也可以通過將馬達框架10也用作框架輔助部件來可靠地減小重量和尺寸。
[0174]而且，在上述實施方式中，上臂A部122L、122R上設置的馬達M3的馬達框架10還充當上臂A部122LU22R的框架輔助部件。然而，這不是限制，而是設置在除了上臂A部122LU22R之外的各個部分上的馬達的馬達框架也可以充當該部的框架輔助部件。
[0175]而且，在上述實施方式中，馬達M2-M7中的每一個設置在與臂部120L、120R和腕部130LU30R中的被驅動部分分開的部分上，但是這不是限制。例如，馬達M2-M7中的每一個可以設置在臂部120LU20R和腕部130L、130R中的被驅動部分上。
[0176]而且，在本實施方式中，描述了所謂的雙臂機器人，S卩，具有兩個臂部120L和120R和兩個腕部130L和130R的機器人主體102，但這并非限制。例如，機器人主體可以是所謂的單臂機器人，即，具有一個臂部和一個腕部的機器人，或者是具有三個或更多個臂部和腕部的機器人。
[0177]而且，圖23中的箭頭示出信號流的示例，但并不對信號的流動方向構成限制。
[0178]而且，除了上面所述之外，上述實施方式和變型例的方法可以適當?shù)亟M合使用。
[0179]盡管未單獨進行例示，但在不脫離本發(fā)明主旨的范圍內，上述實施方式和變型例可以進行各種變更而投入實踐。
【權利要求】
1.一種機器人，該機器人的特征在于: 所述機器人包括: 基座; 臂部；以及 腕部，該腕部具有多關節(jié)結構并且以能相對于所述臂部旋轉的方式被連接， 所述腕部包括: 第一腕元件，該第一腕元件以能繞與所述腕部的縱向正交的第一軸線擺動的方式支撐在所述臂部的前端部； 第二腕元件，該第二腕元件以能繞與所述腕部的縱向正交的第二軸線擺動的方式支撐在所述第一腕元件的前端側； 第三腕元件，該第三腕元件以能繞沿所述腕部的縱向且作為最終軸線的第三軸線旋轉的方式支撐在所述第二腕元件的前端側； 第一傘齒輪組，該第一傘齒輪組被構造為以預定減速比減小用于驅動所述第一腕元件的第一驅動馬達的轉速；以及 第二傘齒輪組，該第二傘齒輪組被構造為以預定減速比減小用于驅動所述第二腕元件的第二驅動馬達的轉速。
2.根據(jù)權利要求1所述的機器人，其中， 所述第二腕元件以能繞與所述腕部的縱向正交并且還與所述第一軸線正交的所述第二軸線擺動的方式被支撐。
3.根據(jù)權利要求2所述的機器人，其中， 所述第一驅動馬達設置在所述臂部的前端部；并且 所述第二驅動馬達設置在所述第一腕元件。
4.根據(jù)權利要求3所述的機器人，其中， 所述第一傘齒輪組包括: 第一小齒輪，來自所述第一驅動馬達的旋轉輸入至該第一小齒輪；以及 第一環(huán)形齒輪，該第一環(huán)形齒輪與所述第一小齒輪嚙合，以驅動所述第一腕元件，并且 所述第二傘齒輪組包括: 第二小齒輪，來自所述第二驅動馬達的旋轉輸入至該第二小齒輪；以及 第二環(huán)形齒輪，該第二環(huán)形齒輪與所述第二小齒輪嚙合，以驅動所述第二腕元件。
5.根據(jù)權利要求4所述的機器人，其中， 所述第一驅動馬達包括沿著所述臂部的縱向設置的馬達軸， 所述第一小齒輪包括沿著所述臂部的縱向設置的軸線， 所述第一環(huán)形齒輪包括與所述臂部的縱向正交地設置的軸線， 所述第二驅動馬達包括沿著所述第一腕元件的縱向設置的馬達軸， 所述第二小齒輪包括沿著所述第一腕元件的縱向設置的軸線，并且 所述第二環(huán)形齒輪包括與所述第一腕元件的縱向正交地設置的軸線。
【文檔編號】B25J17/02GK103817684SQ201310581147
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2013年11月19日 優(yōu)先權日:2012年11月19日
【發(fā)明者】野上和義, 宮內信和 申請人:株式會社安川電機