專利名稱：蛙腿臂式機器人及其控制方法
技術領域：
本發(fā)明涉及在載置在手(hand )部的狀態(tài)下移送搬運對象物的蛙腿臂式 機器人及其控制方法。
本發(fā)明根據(jù)2006年11月9日申請的日本專利申請2006-304002號、2007 年3月29日申請的日本專利申請2007-86492號、及2007年3月29日申請 的日本專利申請2007-86493號主張優(yōu)先權，在此引用其內(nèi)容。
背景技術：
以往，使用在將既定的搬運對象物載置在手部的狀態(tài)下進行移送的臂式 機器人。在該臂式機器人中，有借助同步運動的兩個臂部來支承手部的所謂 的蛙腿臂式機器人。
該蛙腿臂式機器人的各臂部由借助旋轉(zhuǎn)軸部而連結(jié)的上臂部和前臂部 構成，借助設置在本體部上的驅(qū)動馬達來旋轉(zhuǎn)驅(qū)動各臂部的上臂部，由此使 與前臂部連結(jié)的手部移動。
在蛙腿臂式機器人中，在臂部為既定的姿態(tài)時，有時會借助驅(qū)動馬達的 驅(qū)動而被置于可從當前的姿態(tài)移行至包含所期望的姿態(tài)的多個姿態(tài)的任一 個的狀態(tài)。這樣的狀態(tài)被稱為所謂的奇異點。若在該機器人出于奇異點時驅(qū) 動驅(qū)動馬達，則臂部是向所期望的姿態(tài)移行、還是向不期望的姿態(tài)移行是不 定的，控制變得不穩(wěn)定。通常，在通過奇異點時，臂部具有一定程度的速度， 因此能夠不在奇異點停止而移行至所期望的姿勢，但若萬一臂部在奇異點停 止，則不能控制該機器人。
對于此，例如專利文獻1中記載了為了將驅(qū)動馬達的動力傳遞至可旋轉(zhuǎn) 地連結(jié)上臂部和前臂部的旋轉(zhuǎn)軸部上，而具備鏈輪或鏈的蛙腿臂式機器人。 根據(jù)這樣的具備鏈輪或鏈的蛙腿臂式機器人，經(jīng)由鏈等將扭矩供給至連結(jié)上 臂部和前臂部的旋轉(zhuǎn)軸部，由此消除控制上的奇異點。
并且，專利文獻2中記載了具備設置在上臂部和前臂部的連結(jié)部附近的 前臂部的彈簧部件、及與前臂部所連接的部件聯(lián)系的反作用力承受件以便在 奇異點附近供給扭矩的蛙腿臂式機器人。根據(jù)具備這樣的彈簧部件和反作用 力承受件的蛙腿臂式機器人，借助彈簧部件的作用力消除控制上的奇異點。
并且，如專利文獻3所述，公開了通過附加連桿部件來嘗試奇異點的消
除的例子。
并且，在專利文獻4中，公開有下述例子將平連桿機構的奇異點作為 蛙腿臂式機器人的動作固定的現(xiàn)象，為了消除該現(xiàn)象而使用氣體壓力缸和齒 條齒輪。特開平11-216691號/>才艮 [專利文獻2]特開平2-311237號公報 [專利文獻3]特開平2000-42970號公報 [專利文獻4]特許笫3682861號公報

發(fā)明內(nèi)容
但是，使用鏈輪或鏈等的機械的機構將扭矩供給至旋轉(zhuǎn)軸部時，有安裝 精度或形狀精度等的誤差，因此不能完全地消除控制上的奇異點。
例如，若鏈的張力松弛，則不能將扭矩供給至連結(jié)上臂部和前臂部的旋 轉(zhuǎn)軸部，因此產(chǎn)生控制上的奇異點。因此，會產(chǎn)生在臂部在奇異點停止或從 奇異點向所期望的姿態(tài)移行時該機器人的動作變得不穩(wěn)定等問題。
在使用彈簧部件和反作用力承受件時，確實有消除奇異點的效果。但是， 奇異點附近的前臂部、即物品的舉動與彈簧力緊密依存，因此需要適合動作 速度和物品的重量的彈簧力的調(diào)整。若不適當?shù)剡M行彈簧力的調(diào)整，則物品 在奇異點附近收到?jīng)_擊，或僅在奇異點附近速度變得極端快，不能進行該才幾 器人的平穩(wěn)的動作。為了處理這一問題，需要更換彈簧部件或反作用力承受 件。即，具有不易適應動作環(huán)境的變化的問題。
附加連桿部件的情況在結(jié)構學上能夠消除奇異點，但結(jié)構變得復雜，從 尺寸、重量及成本等的觀點看可適用的條件嚴格。
在使用氣體壓力缸的情況下，有消除奇異點的效果，但在空壓回路中， 伴隨動作條件的變更等的壓力缸推力等的調(diào)整，容易受到依存于空氣配管的 狀態(tài)的壓力損失等的影響。并且，需要在驅(qū)動臂的電源之外另外準備氣體壓 力缸的動作所需要的氣體供給源。并且，為了擴大動作范圍，需要使用行程 大的長壓力缸。
這樣，對于以往的蛙腿臂式機器人的奇異點對策，不存在實用的技術。 本發(fā)明鑒于上述問題點而提出，其目的在于，實用地消除蛙腿臂式機器 人的控制上的奇異點，并且實現(xiàn)蛙腿臂式機器人的流暢的動作。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的蛙腿臂式機器人具備本體部；驅(qū)動裝置，
設置在上述本體部上；第1上臂部， 一端經(jīng)由借助上述驅(qū)動裝置而旋轉(zhuǎn)的笫 1旋轉(zhuǎn)軸部而連結(jié)在上述本體部上，可沿著基準平面擺動；第2上臂部，一 端經(jīng)由被上述驅(qū)動裝置旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的上述笫l旋轉(zhuǎn)軸部或另一個第l旋轉(zhuǎn)軸部 而連結(jié)在上述本體部上，可沿著上述基準平面擺動；第1前臂部， 一端經(jīng)由 第2旋轉(zhuǎn)軸部可旋轉(zhuǎn)地支承在上述笫1上臂部的另一端，且可沿著上述基準 平面擺動；第2前臂部， 一端經(jīng)由第3旋轉(zhuǎn)軸部可旋轉(zhuǎn)地支承在上述笫2上 臂部的另一端，且可沿著上述基準平面擺動；手部，經(jīng)由第4旋轉(zhuǎn)軸部可旋 轉(zhuǎn)地支承在上述第1前臂部的另一端，且經(jīng)由第5旋轉(zhuǎn)軸部可旋轉(zhuǎn)地支承在 上述第2前臂部的另一端；同步機構，使上述笫4旋轉(zhuǎn)軸部和上述第5旋轉(zhuǎn) 軸部向相反方向同步旋轉(zhuǎn)；扭矩馬達，與上述第2、第3、笫4及第5的旋 轉(zhuǎn)軸部的至少某一個連接，向自身所連接的上述旋轉(zhuǎn)軸部供給扭矩；以及控 制部，在上述第1上臂部、上述第2上臂部、上述第1前臂部及上述第2前 臂部能夠借助上述驅(qū)動裝置的驅(qū)動而從當前姿態(tài)向包含所期望的姿態(tài)的多 個姿態(tài)的任意一個移行時，電氣地控制上述扭矩馬達以便在上述各臂部能夠 向上述所期望的姿態(tài)移行的方向上對上述旋轉(zhuǎn)軸部供給上述扭矩。
根據(jù)上述那樣構成的本發(fā)明的蛙腿臂式機器人，在第1上臂部、第2上 臂部、第1前臂部及第2前臂部能夠借助驅(qū)動裝置的驅(qū)動而從當前姿態(tài)向包 含所期望的姿態(tài)的多個姿態(tài)的任意一個移行時，即該機器人處于以往的奇異 點的姿態(tài)時，借助控制部電氣地控制扭矩馬達。由此，在構成該機器人的各 臂部能夠向所期望的姿態(tài)移行的方向上對第2、第3、第4及第5旋轉(zhuǎn)軸部 的至少任一個供給扭矩。
在本發(fā)明的蛙腿臂式機器人中，借助上述扭矩馬達而供給至上述第2、 第3、第4及第5旋轉(zhuǎn)軸部的至少某一個的上述扭矩可以比借助上述驅(qū)動裝 置供給至上述第1旋轉(zhuǎn)軸部的扭矩小。
在本發(fā)明的蛙腿臂式機器人中，上述控制部也可以控制上述扭矩馬達， 以便在上述手部向既定的一個方向移動期間總是向同一方向供給上述扭矩。
在本發(fā)明的蛙腿臂式機器人中，上述扭矩馬達可以收納在上述第1上臂 部、上述笫2上臂部、上述第1前臂部及上述第2前臂部的至少某一個的內(nèi)部。
在本發(fā)明的蛙腿臂式機器人中，上述扭矩馬達可以將基于扭矩控制信號 的扭矩供給至自身所連接的旋轉(zhuǎn)軸部，且使上述旋轉(zhuǎn)軸部以基于旋轉(zhuǎn)速度控 制信號的旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)。并且，上述控制部可以向上述扭矩馬達輸入上述扭 矩控制信號，且向上述扭矩馬達輸入上述旋轉(zhuǎn)速度控制信號，以使上述扭矩 馬達的旋轉(zhuǎn)速度與依存于上述驅(qū)動裝置的驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)的上述旋轉(zhuǎn)軸部的旋 轉(zhuǎn)速度同步。
根據(jù)本發(fā)明的蛙腿臂式機器人，在從控制部向扭矩馬達輸入扭矩控制信 號時，即扭矩供給至旋轉(zhuǎn)軸部時，旋轉(zhuǎn)速度控制信號和扭矩控制信號一起輸 入。該旋轉(zhuǎn)速度控制信號是用來控制扭矩馬達的旋轉(zhuǎn)速度以使扭矩馬達的旋
旋轉(zhuǎn)軸部的旋轉(zhuǎn)速度同步的信號。由此，將扭矩供給給旋轉(zhuǎn)軸部時，旋轉(zhuǎn)軸 部的旋轉(zhuǎn)速度和扭矩馬達的旋轉(zhuǎn)速度同步。
此外，在本發(fā)明中，所謂"上述扭矩馬達的旋轉(zhuǎn)速度與依存于上述驅(qū)動 馬達的驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)的上述旋轉(zhuǎn)軸部的旋轉(zhuǎn)速度同步"，意味著連接有扭矩馬 達的旋轉(zhuǎn)軸部依存于驅(qū)動馬達的驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)時的旋轉(zhuǎn)速度，與該旋轉(zhuǎn)軸部依
存于驅(qū)動馬達的驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)時的旋轉(zhuǎn)速度大致一致。即，包含下述情況扭 矩馬達的旋轉(zhuǎn)速度及旋轉(zhuǎn)軸部的旋轉(zhuǎn)速度使其絕對量一致而隨時間推移(嚴 密地一致變化)；或兩者旋轉(zhuǎn)速度的絕對量不同但時間上同步地推移。
在本發(fā)明的蛙腿臂式機器人中，借助驅(qū)動裝置而旋轉(zhuǎn)的第l旋轉(zhuǎn)軸部的 旋轉(zhuǎn)速度乘以結(jié)構學上定義的一定比率，由此確定上述第2、笫3、第4及 第5旋轉(zhuǎn)軸部的旋轉(zhuǎn)速度。例如，若笫1上臂部的長度和第2上臂部的長度 相同，則第4、第5旋轉(zhuǎn)軸部的旋轉(zhuǎn)速度是第1旋轉(zhuǎn)軸部的旋轉(zhuǎn)速度的2倍。 本發(fā)明中所謂的"同步"，是指控制借助驅(qū)動裝置而旋轉(zhuǎn)的第1旋轉(zhuǎn)軸部的 旋轉(zhuǎn)速度和借助扭矩馬達而旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸部的旋轉(zhuǎn)速度以便遵守這樣的結(jié) 構學上定義的比率。進一步說，驅(qū)動馬達的扭矩馬達的同步是依存于第l旋 轉(zhuǎn)軸部和借助扭矩馬達而旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸部的同步而決定的。
在本發(fā)明的蛙腿臂式機器人中，上述控制部也可根據(jù)上述驅(qū)動裝置的控 制值算出上述扭矩馬達所連接的上述旋轉(zhuǎn)軸部的旋轉(zhuǎn)速度。
本發(fā)明的蛙腿臂式機器人可以進一步具備夾在上述扭矩馬達和上述旋
機。并且，上述控制部可以基于上述減速機的減速比及^Lh述減速機減速的
上述旋轉(zhuǎn)軸部的旋轉(zhuǎn)速度而生成上述旋轉(zhuǎn)速度控制信號。
在本發(fā)明的蛙腿臂式機器人中，可以只設置一個上述扭矩馬達。 在本發(fā)明的蛙腿臂式機器人中，上述驅(qū)動裝置可以具備經(jīng)由上迷第1
旋轉(zhuǎn)軸部使上述第1上臂部擺動的第1驅(qū)動馬達；和經(jīng)由上述另一個第1旋
轉(zhuǎn)軸部使上述第2上臂部擺動的笫2驅(qū)動馬達。
在本發(fā)明的蛙腿臂式機器人中，上述驅(qū)動裝置可以具備驅(qū)動馬達，經(jīng) 由上述第1旋轉(zhuǎn)軸部使上述第1上臂部擺動；驅(qū)動力傳遞機構，設置在上述 第l旋轉(zhuǎn)軸部和上述第2旋轉(zhuǎn)軸部之間，通過將上述驅(qū)動馬達的驅(qū)動力從上 述第1旋轉(zhuǎn)軸部傳遞至上述第2旋轉(zhuǎn)軸部而使上述第2上端部擺動。
本發(fā)明的蛙腿臂式機器人的控制方法，是具備下述部分的蛙腿臂式機器 人的控制方法本體部；驅(qū)動裝置，設置在上述本體部上；第1上臂部，一 端經(jīng)由借助上述驅(qū)動裝置而旋轉(zhuǎn)的第l旋轉(zhuǎn)軸部連結(jié)在上述本體部上，可沿 著基準平面擺動；第2上臂部， 一端經(jīng)由被上述驅(qū)動裝置旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的上述第 l旋轉(zhuǎn)軸部或另一個第l旋轉(zhuǎn)軸部而連結(jié)在上述本體部上，可沿著上述基準 平面擺動；第1前臂部， 一端經(jīng)由第2旋轉(zhuǎn)軸部可旋轉(zhuǎn)地支承在上述第1上 臂部的另一端，且可沿著上述基準平面擺動；第2前臂部， 一端經(jīng)由笫3旋 轉(zhuǎn)軸部可旋轉(zhuǎn)地支承在上述笫2上臂部的另一端，且可沿著上述基準平面擺 動；手部，經(jīng)由第4旋轉(zhuǎn)軸部可旋轉(zhuǎn)地支承在上述第1前臂部的另一端，且 經(jīng)由第5旋轉(zhuǎn)軸部可旋轉(zhuǎn)地支承在上述第2前臂部的另一端；同步機構，使 上述第4旋轉(zhuǎn)軸部和上述第5旋轉(zhuǎn)軸部向相反方向同步旋轉(zhuǎn)；以及扭矩馬達， 與上述第2、第3、第4及第5的旋轉(zhuǎn)軸部的至少某一個連接，向自身所連 接的上述旋轉(zhuǎn)軸部供給扭矩，其中，在上述第1上臂部、上述第2上臂部、 上述第1前臂部及上述第2前臂部能夠借助上述驅(qū)動裝置的驅(qū)動而從當前姿 態(tài)向包含所期望的姿態(tài)的多個姿態(tài)的任意一個移行時，電氣地控制上述扭矩 馬達以便在上述各臂部能夠向上述所期望的姿態(tài)移行的方向上對上述旋轉(zhuǎn) 軸部供給上述扭矩。
根據(jù)如上所述的本發(fā)明的蛙腿臂式機器人的控制方法，在笫l上臂部、 第2上臂部、第1前臂部及第2前臂部能夠借助驅(qū)動裝置的驅(qū)動而從當前姿 態(tài)向包含所期望的姿態(tài)的多個姿態(tài)的任意一個移行時，即該機器人的姿態(tài)處 于以往的奇異點的狀態(tài)時，借助控制部電氣地控制扭矩馬達。由此，在構成 該機器人的各臂部能夠向所期望的姿態(tài)移行的方向上對第2、第3、第4及 第5旋轉(zhuǎn)軸部的至少某一個供給扭矩。
在本發(fā)明的蛙腿臂式機器人的控制方法中，借助上述扭矩馬達而供給至 上述第2、第3、第4及第5旋轉(zhuǎn)軸部的至少任一個的上述扭矩可以比借助 上述驅(qū)動裝置供給至上述第l旋轉(zhuǎn)軸部的扭矩小。
在本發(fā)明的蛙腿臂式機器人的控制方法中，可以在上述手部向既定的一
個方向移動期間總是向同一方向供給上述扭矩。
在本發(fā)明的蛙腿臂式機器人的控制方法中，上述扭矩馬達可以向自身所 連接的旋轉(zhuǎn)軸部供給基于扭矩控制信號的扭矩，且使上述旋轉(zhuǎn)軸部以基于旋 轉(zhuǎn)速度控制信號的旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)。并且，可以將上述扭矩控制信號輸入上述 扭矩馬達，且將上述旋轉(zhuǎn)速度控制信號輸入至上述扭矩馬達以使上述扭矩馬 達的旋轉(zhuǎn)速度與依存于上述驅(qū)動裝置的驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)的上述旋轉(zhuǎn)軸部的旋轉(zhuǎn) 速度同步。
根據(jù)本發(fā)明的蛙腿臂式機器人的控制方法，在扭矩控制信號輸入扭矩馬 達時，即扭矩馬達向連接的旋轉(zhuǎn)軸部供給扭矩時，旋轉(zhuǎn)速度控制信號和該扭 矩控制信號一起輸入至扭矩馬達。該旋轉(zhuǎn)速度控制信號是用來控制扭矩馬達
驅(qū)動馬達的驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)時的該旋轉(zhuǎn)軸部的旋轉(zhuǎn)速度同步的信號。由此，將扭 矩供給給旋轉(zhuǎn)軸部時，旋轉(zhuǎn)軸部的旋轉(zhuǎn)速度和扭矩馬達的旋轉(zhuǎn)速度同步。
在本發(fā)明的蛙腿臂式機器人的控制方法中，可以基于上述驅(qū)動裝置的控 制值算出上述扭矩馬達所連接的上述旋轉(zhuǎn)軸部的旋轉(zhuǎn)速度。
在本發(fā)明的蛙腿臂式機器人的控制方法中，可以基于夾在上述扭矩馬達 和上述旋轉(zhuǎn)軸部之間、將上述扭矩馬達的旋轉(zhuǎn)速度減速而傳遞至上述旋轉(zhuǎn)軸
:上:旋轉(zhuǎn)速^控制信號。、；、、；、、… ^、 、又'
在本發(fā)明的蛙腿臂式機器人的控制方法中，可以向上述第2、第3、第 4及第5旋轉(zhuǎn)軸部的任意一個供給上述扭矩。
根據(jù)本發(fā)明的蛙腿臂式機器人及該蛙腿臂式機器人的控制方法，在該機
器人的姿態(tài)處于以往的所謂奇異點的狀態(tài)時，即在第1上臂部、第2上臂部、 第1前臂部及第2前臂部能夠借助驅(qū)動裝置的驅(qū)動而從當前姿態(tài)向包含所期 望的姿態(tài)的多個姿態(tài)的任意一個移行時，電氣地控制扭矩馬達，在構成該機 器人的各臂部能夠向所期望的姿態(tài)移行的方向上對第2、第3、第4及第5 旋轉(zhuǎn)軸部的至少某一個供給扭矩。即，在本發(fā)明中，不進行依存于安裝精度 或形狀精度的機械的控制，而僅借助電氣的控制向旋轉(zhuǎn)軸部供給扭矩。
根據(jù)本發(fā)明，即使蛙腿臂式機器人的動作環(huán)境變化，也不用更換板簧這 樣的機械的輔助機構(彈簧部件)，僅通過變更電氣的指令就可以調(diào)整扭矩 馬達的扭矩量等。由此，在蛙腿臂式機器人的奇異點附近的平滑的動作成為 可能。
并且，由于不需要附加連桿部件，所以本發(fā)明的蛙腿臂式機器人不僅是 簡單的結(jié)構，而且還能夠消除奇異點的問題。
并且，與使用氣體壓力缸的情況相比，由于使用了電動馬達等的電氣的 扭矩供給機構，所以能夠幾乎不依存于電氣配線的狀態(tài)地穩(wěn)定地產(chǎn)生所期望 的扭矩。并且，能夠與驅(qū)動馬達使用同一個電源，不需要另外準備氣體供給 源那樣的設備。并且，由于不需要使用齒條齒輪或氣體壓力缸那樣的長的部 件，所以關于尺寸的限制放寬。
這樣，在以往的所謂奇異點的姿態(tài)中，使用可電氣地控制的扭矩馬達，
在蛙腿臂式機器人能夠向所期望的姿態(tài)移行的方向上向第2、第3、第4及 第5旋轉(zhuǎn)軸部的至少某一個供給扭矩，由此能夠?qū)嵱玫叵摍C器人中控制 上的奇異點。
根據(jù)本發(fā)明的蛙腿臂式機器人及該蛙腿臂式機器人的控制方法，將扭矩 供給至旋轉(zhuǎn)軸部時，扭矩馬達的旋轉(zhuǎn)速度與連接有扭矩馬達的旋轉(zhuǎn)軸部依存 于驅(qū)動馬達的驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)時的該旋轉(zhuǎn)軸部的旋轉(zhuǎn)速度同步。即，連接有扭矩
依存于驅(qū)動馬達的驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)時的旋轉(zhuǎn)速度大致一致。由此，不向扭矩馬達 或旋轉(zhuǎn)軸部施加不必要的負載。其結(jié)果，除了能夠?qū)崿F(xiàn)蛙腿臂式機器人的奇 異點附近的平滑的動作，還能夠防止在蛙腿臂式機器人中產(chǎn)生由旋轉(zhuǎn)軸部的 旋轉(zhuǎn)速度和扭矩馬達的旋轉(zhuǎn)速度不匹配而引起的振動。


圖1是示出本發(fā)明的蛙腿臂式機器人的第1實施方式的俯視圖。
圖2是示出本發(fā)明的蛙腿臂式機器人的第1實施方式的側(cè)視圖。
圖3是示出本發(fā)明的蛙腿臂式機器人的第1實施方式的功能框圖。
圖4是用于說明本發(fā)明的蛙腿臂式機器人的第1實施方式的特殊姿態(tài)的
俯視圖。
圖5是用于說明本發(fā)明的蛙腿臂式機器人的笫1實施方式的所期望的姿 態(tài)的俯^L圖。
圖6是用于說明本發(fā)明的蛙腿臂式機器人的第1實施方式的不期望的姿 態(tài)的俯視圖。
圖7是示出本發(fā)明的蛙腿臂式機器人的第2實施方式的側(cè)視圖。 圖8是示出本發(fā)明的蛙腿臂式機器人的第3實施方式的側(cè)視圖。圖9是用于說明關于本發(fā)明的蛙腿臂式機器人的第3實施方式的實施例 的曲線圖，是示出 一方的驅(qū)動馬達的旋轉(zhuǎn)速度的隨時間的推移的曲線圖。
圖IO是用于說明關于本發(fā)明的蛙腿臂式機器人的第3實施方式的實施 例的曲線圖，是示出一方的驅(qū)動馬達產(chǎn)生的扭矩的隨時間的推移的曲線圖。
圖11是用于說明關于本發(fā)明的蛙腿臂式機器人的第3實施方式的實施 例的曲線圖，是示出連接有 一方的驅(qū)動馬達的肩旋轉(zhuǎn)軸部的旋轉(zhuǎn)速度的隨時 間的推移的曲線圖。
圖12是用于說明關于本發(fā)明的蛙腿臂式機器人的第3實施方式的實施 例的曲線圖，是示出另 一方的驅(qū)動馬達的旋轉(zhuǎn)速度的隨時間的推移的曲線 圖。
圖13是用于說明關于本發(fā)明的蛙腿臂式機器人的第3實施方式的實施 例的曲線圖，是示出另一方的驅(qū)動馬達產(chǎn)生的扭矩的隨時間的推移的曲線 圖。
圖14是用于說明關于本發(fā)明的蛙腿臂式機器人的第3實施方式的實施 例的曲線圖，是示出連接有另一方的驅(qū)動馬達的肩旋轉(zhuǎn)軸部的旋轉(zhuǎn)速度的隨 時間的推移的曲線圖。
圖15是用于說明關于本發(fā)明的蛙腿臂式機器人的笫3實施方式的實施 例的曲線圖，是示出依存于驅(qū)動裝置的驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)的手腕旋轉(zhuǎn)軸部的旋轉(zhuǎn)速 度的隨時間的推移的曲線圖。
圖16是用于說明關于本發(fā)明的蛙腿臂式機器人的第3實施方式的實施 例的曲線圖，是示出扭矩馬達的旋轉(zhuǎn)速度的隨時間的推移的曲線圖。
圖17是用于說明關于本發(fā)明的蛙腿臂式機器人的第3實施方式的實施 例的曲線圖，是示出扭矩馬達產(chǎn)生的扭矩的隨時間的推移的曲線圖。
圖18是示出可適用于本發(fā)明的蛙腿臂式機器人的第1、第2及第3各 實施方式的任一個的變形例的俯視圖。
附圖標記說明
R…蛙腿臂式機器人
1…本體部
2…臂部 11…減速機 21…臂部(第l臂部)
22…臂部(笫2臂部)
2L"上臂部(笫1上臂部)
24…前臂部(第1前臂部)
25…上臂部(第1上臂部)
26...前臂部(第2前臂部)
3…手部
4…控制部
5...驅(qū)動裝置
51、 52…驅(qū)動馬達
53…減速機
6a…肩旋轉(zhuǎn)軸部(第l旋轉(zhuǎn)軸部) 6b…肘旋轉(zhuǎn)軸部(第2旋轉(zhuǎn)軸部) 6c…肩旋轉(zhuǎn)軸部(第l旋轉(zhuǎn)軸部) 6d肘旋轉(zhuǎn)軸部(第3旋轉(zhuǎn)軸部) 6e…手腕旋轉(zhuǎn)軸部(第4旋轉(zhuǎn)軸部) 6f…手腕旋轉(zhuǎn)軸部(第5旋轉(zhuǎn)軸部) 10…扭矩馬達
71、 72…同步齒輪(同步機構)
具體實施例方式
下面，參照

本發(fā)明的蛙腿臂式機器人及其控制方法的一個實施 方式。此外，下面的附圖中，為了使各部件成為可識別的大小，適當?shù)刈兏?了各部件的比例尺。 (第1實施方式)
圖1是示出了本發(fā)明的一個實施方式的蛙腿臂式機器人R的概略結(jié)構的 俯視圖。圖2是示出了本發(fā)明的一個實施方式的蛙腿臂式機器人R的概略結(jié) 構的側(cè)視圖。圖3是示出了本發(fā)明的一個實施方式的蛙腿臂式機器人R的功 能結(jié)構的框圖。
如各圖所示，本實施方式的蛙腿臂式機器人R具備本體部1、臂部2、 手部3及控制部4。
本體部1可旋轉(zhuǎn)地設置在例如塔式起重機的操縱室(cage )等的基部B 上。用于通過使臂部2分別擺動而使手部3沿著水平面(基準平面)前后移動的驅(qū)動裝置5設置在本體部1上。驅(qū)動裝置5具備驅(qū)動馬達51、 52。驅(qū)動 馬達51與肩旋轉(zhuǎn)軸部6a (第1旋轉(zhuǎn)軸部)連接，驅(qū)動馬達52與肩旋轉(zhuǎn)軸部 6c (第1旋轉(zhuǎn)軸部)連接。
臂部2由隔著手部3的移動區(qū)域左右對稱地配置的一對的臂部21、 22 構成。此外，在下面的說明中，將臂部21稱為第1臂部21,將臂部22稱為 第2臂部22。
第1臂部21由上臂部23 (第1上臂部)、前臂部24 (第1前臂部)構 成。上臂部23的一端經(jīng)由肩旋轉(zhuǎn)軸部6a連結(jié)在設置于本體部1上的驅(qū)動馬 達51上。通過驅(qū)動馬達51旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，上臂部23可沿著水平面擺動。前臂 部24的一端經(jīng)由肘旋轉(zhuǎn)軸部6b (第2旋轉(zhuǎn)軸部)可旋轉(zhuǎn)地支承在上臂部23 的另一端上。通過伴隨上臂部23的擺動的肘旋轉(zhuǎn)軸部6b的旋轉(zhuǎn)，前臂部24 可沿著水平面擺動。
第2臂部22由上臂部25 (第2上臂部)、前臂部26 (第2前臂部)構 成。上臂部25的一端經(jīng)由肩旋轉(zhuǎn)軸部6c連結(jié)在設置于本體部1上的驅(qū)動馬 達52上。通過驅(qū)動馬達52的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，上臂部25可沿著水平面擺動。前 臂部26的一端經(jīng)由肘旋轉(zhuǎn)軸部6d (第3旋轉(zhuǎn)軸部)可旋轉(zhuǎn)地支承在上臂部 25的另一端上。通過伴隨上臂部25的擺動的肘旋轉(zhuǎn)軸部6b的旋轉(zhuǎn)，前臂部 26可沿著水平面擺動。
手部3經(jīng)由手腕旋轉(zhuǎn)軸部6e (第4旋轉(zhuǎn)軸部)可旋轉(zhuǎn)地支承在第1臂 部21的前臂部24的另一端，且經(jīng)由手腕旋轉(zhuǎn)軸部6f (第5旋轉(zhuǎn)軸部)可旋 轉(zhuǎn)地支承在第2臂部22的前臂部26的另一端。手部3可載置搬運對象物(例 如，玻璃基板或收納玻璃基板的盒等)。
并且，在笫1臂部21的前臂部24的另一端、及第2臂部22的前臂部 26的另一端分別設置有同步齒輪71、 72(同步機構)。同步齒輪71、 72成 對， 一方的同步齒輪71設置在前臂部24的另一端，另一方的同步齒輪72 設置在前臂部26的另一端。兩齒輪通過相互嚙合而雙方可向相反的方向同 步旋轉(zhuǎn)。由此，第1臂部21和第2臂部22同步對稱地動作，因此能夠使手 部3直線地移動。
并且，在本實施方式的蛙腿臂式機器人R中，扭矩馬達10與連接第1 臂部21的前臂部24和手部3的手腕旋轉(zhuǎn)軸部6e相連接。
借助后述的控制部4電氣地控制該扭矩馬達10。具體地，在沿著水平 面的方向上向手腕旋轉(zhuǎn)軸部6e供給基于從控制部4輸入的扭矩控制信號的
扭矩。扭矩馬達10只要是能夠電氣地進行扭矩控制即可，除伺服式、誘導
式之外，還可以使用任意的類型的扭矩馬達。
此外，借助扭矩馬達10供給至手腕旋轉(zhuǎn)軸部6e的扭矩設定得比借助驅(qū) 動馬達51、 52分別供給至肩旋轉(zhuǎn)軸部6a、 6c的扭矩小。例如，在作為驅(qū)動 馬達51、 52，使用輸出lkW的馬達時，作為扭矩馬達IO，可以使用輸出從 400至600W的馬達。
控制部4統(tǒng)括概括蛙腿臂式機器人R的動作整體，具備運算手部41、 存儲部42、動作指示信息存儲部43、及輸入輸出部44。運算手部41基于從 外部輸入的信息求出驅(qū)動馬達51、 52及扭矩馬達10的動作指示信息。存儲 部42存儲在運算手部41中使用的各種應用程序及數(shù)據(jù)。動作指示信息存儲 部43暫時地存儲借助運算手部41求出的動作指示信息。輸入輸出部44在 驅(qū)動馬達51、 52及扭矩馬達10和運算手部41之間進行信號的輸入輸出。
具有這樣的結(jié)構的控制部4通過同步地驅(qū)動驅(qū)動馬達51和驅(qū)動馬達 52，使第1臂部21和第2臂部22擺動，由此使手部3前后地移動。
并且，控制部4在僅驅(qū)動驅(qū)動馬達51、 52時，若臂部2可從當前的姿 態(tài)向包括所期望的姿態(tài)的多個姿態(tài)中的任一個移行，則電氣地控制扭矩馬達 10，為了臂部2能夠向所期望的姿態(tài)移行，在適于此的方向上向手腕旋轉(zhuǎn)軸 部6e供給扭矩。
此外，所謂臂部2可從當前的姿態(tài)向包括所期望的姿態(tài)的多個姿態(tài)中的 任一個移行的姿態(tài)，如圖4所示，是第1臂部21的上臂部23和前臂部24 重疊，第2臂部22的上臂部25和前臂部26重疊，進而第1臂部21和第2 臂部22正好位于某一直線上的姿態(tài)。此外，在下面的說明中，將圖4所示 的姿態(tài)稱為特殊的姿態(tài)。并且，在圖4、圖5及圖6中，為了提高附圖的可 視性，省略了手部3及控制部4。
在臂部2位于圖4所示的特殊的姿態(tài)時，為了使手部3向推出方向移動 而向箭頭方向驅(qū)動驅(qū)動馬達51、 52,則第1臂部21的上臂部23和前臂部 24相互打開，且第2臂部22的上臂部25和前臂部26相互打開，臂部2的 姿態(tài)向所期望的那樣向著將手部3推出的方向移行(參照圖5)。
另一方面，第1臂部21的上臂部23和前臂部24重疊，且第2臂部22 的上臂部25和前臂部26重疊，在這樣的狀態(tài)下，臂部2的姿態(tài)向著不使手 部3移動、僅第1臂部21和第2臂部22轉(zhuǎn)動的方向移行(參照圖6)。
因此，在臂部2在特殊的姿態(tài)下停止時，臂部2是向所期望的姿態(tài)還是
向不期望的姿態(tài)移行是不定的，控制變得不穩(wěn)定。在以往的蛙腿臂式機器人 中，特殊的姿態(tài)、即向包含所期望的姿態(tài)的多個姿態(tài)的哪個移行是不定的姿 態(tài)，成為控制上的奇異點。
并且，在從特殊的姿態(tài)使手部3向拉出的方向移動時，如果僅依存于驅(qū) 動馬達51、 52的驅(qū)動，則與使手部3向推出拉回的方向移動時相同地，特 殊的姿態(tài)成為以往的蛙腿臂式機器人中的控制上的奇異點。
接著，說明上述地構成的本實施方式的蛙腿臂式機器人R的動作(蛙腿 臂式機器人的控制方法)。
首先，控制部4使用運算手部41，基于驅(qū)動馬達51、 52、扭矩馬達IO、 或從蛙腿臂式機器人R的外部輸入的信息、及存儲在存儲部42中的應用程 序或數(shù)據(jù)，求出使手部3移動的方向(推出方向或拉出方向)及其移動量， 作為動作指示信息存儲在動作指示信息存儲部43中。
接著，控制部4在既定的時機從動作指示信息存儲部43導出動作指示 信息，經(jīng)由輸入輸出部44將動作指示信號輸入至驅(qū)動馬達51、 52及扭矩馬 達10中。
例如，若從控制部4輸出使手部3向推出方向移動既定量的動作指示信 號，則驅(qū)動馬達51使肩旋轉(zhuǎn)軸部6a向圖1中的右旋旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動馬達52使 肩旋轉(zhuǎn)軸部6c向圖1中的左旋旋轉(zhuǎn)。
這樣，通過肩旋轉(zhuǎn)軸部6a向圖1中的右旋旋轉(zhuǎn)，第1臂部21的上臂部 23以其一端為中心，向圖1中的右旋轉(zhuǎn)方向擺動。同時，通過肩4^轉(zhuǎn)軸部 6c向圖1中的左S走旋轉(zhuǎn)，第2臂部22的上臂部25以其一端為中心，向圖1 中的左旋轉(zhuǎn)方向擺動。這樣的上臂部23的擺動經(jīng)由肘旋轉(zhuǎn)軸部6b傳遞至前 臂部24，第1臂部21的前臂部24以肘旋轉(zhuǎn)軸部6b為中心向左旋轉(zhuǎn)方向擺 動。同時，這樣的上臂部25的擺動經(jīng)由肘旋轉(zhuǎn)軸部6d傳遞至前臂部26，笫 2臂部22的前臂部26以肘旋轉(zhuǎn)軸部6d為中心向右旋轉(zhuǎn)方向擺動。
這里，第1臂部21的運動和第2臂部22的運動借助同步齒輪71、 72 的相互嚙合而同步。因此，第1臂部21的前臂部24的擺動和第2臂部22 的前臂部26的擺動同步。
并且，笫1臂部21的前臂部24的擺動經(jīng)由手腕旋轉(zhuǎn)軸部6e傳遞至手 部3,且第2臂部22的前臂部26的擺動經(jīng)由手腕旋轉(zhuǎn)軸部6f傳遞至手部3， 由此手部3向推出的方向移動。
此外，手部3的移動量由肩旋轉(zhuǎn)軸部6a、 6c的旋轉(zhuǎn)量決定，因此驅(qū)動
馬達51、 52通過分別使肩旋轉(zhuǎn)軸部6a、 6c旋轉(zhuǎn)使手部3移動既定量的量而 使手部3移動既定移動量。
另一方面，在從控制部4輸出使手部3向拉出的方向移動既定量的動作 指示信號時，驅(qū)動馬達51使肩旋轉(zhuǎn)軸部6a向圖1中的左^走旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動馬達 52使肩旋轉(zhuǎn)軸部6c向圖1中的右旋旋轉(zhuǎn)。
這樣，通過肩旋轉(zhuǎn)軸部6a向圖1中的左旋旋轉(zhuǎn)，第1臂部21的上臂部 23以其一端為中心，向圖1中的左旋轉(zhuǎn)方向擺動。同時，通過肩旋轉(zhuǎn)軸部 6c向圖1中的右旋旋轉(zhuǎn)，第2臂部22的上臂部25以其一端為中心，向圖1 中的右旋轉(zhuǎn)方向擺動。這樣的上臂部23的擺動經(jīng)由肘旋轉(zhuǎn)軸部6b傳遞至前 臂部24,第1臂部21的前臂部24以肘旋轉(zhuǎn)軸部6b為中心向右旋轉(zhuǎn)方向擺 動。同時，這樣的上臂部25的擺動經(jīng)由肘旋轉(zhuǎn)軸部6d傳遞至前臂部26,第 2臂部22的前臂部26以肘旋轉(zhuǎn)軸部6d為中心向左旋轉(zhuǎn)方向擺動。
并且，第1臂部21的前臂部24的擺動經(jīng)由手腕旋轉(zhuǎn)軸部6e傳遞至手 部3，且第2臂部22的前臂部26的擺動經(jīng)由手腕旋轉(zhuǎn)軸部6f傳遞至手部3, 由此手部3向拉出的方向移動。
這里，在本實施方式的蛙腿臂式機器人R中，控制部4在使手部3移動 的過程中，通過控制扭矩馬達IO,總是在能夠從圖4所示的特殊姿態(tài)向所期 望的姿態(tài)移行的方向上向手腕旋轉(zhuǎn)軸部6e供給扭矩。
具體地，控制部4在使手部3向推出方向移動時，通過電氣地控制扭矩 馬達IO,向圖1中的左旋轉(zhuǎn)方向向手腕旋轉(zhuǎn)軸部6e供給扭矩。并且，在使 手部3向拉出方向移動時，通過電氣地控制扭矩馬達IO,向圖1中的右旋轉(zhuǎn) 方向向手腕旋轉(zhuǎn)軸部6e供給扭矩。
即，在使手部3向推出方向移動的過程中，在臂部2經(jīng)過圖4所示的特 殊的姿態(tài)時，向圖1中的左旋轉(zhuǎn)方向(能夠向所期望的姿態(tài)移行的方向)對 手腕旋轉(zhuǎn)軸部6e供給扭矩。因此，能夠不從特殊的姿態(tài)移行至圖6所示的 不期望的姿態(tài)，而平滑地移行至圖5所示的所期望的姿態(tài)。
另一方面，在使手部3向拉出方向移動的過程中，在經(jīng)過圖4所示的特 殊的姿態(tài)時，向圖1中的右旋轉(zhuǎn)方向(他控所期望的姿態(tài)的方向)向手腕旋 轉(zhuǎn)軸部6e供給扭矩。因此，能夠不從特殊的姿態(tài)向不期望的姿態(tài)移行，而 平滑地移行至所期望的姿態(tài)。
即，根據(jù)本實施方式的蛙腿臂式機器人R及其控制方法，即使臂部2處 于特殊的姿態(tài)，也不會無秩序地向不期望的姿態(tài)移行，而必定向所期望的姿
態(tài)移行。由此，消除控制上的奇異點。
并且，根據(jù)本實施方式的蛙腿臂式機器人及其控制方法，不進行依存于 安裝精度或形狀精度的機械的控制，而僅通過電氣的控制將扭矩供給至手腕
3走轉(zhuǎn)軸部6e。
因此，即使動作環(huán)境變化，也能夠不更換板簧這樣的機械的輔助機構(彈 簧部件)，僅通過控制電氣的指令進行扭矩量等的變更，因此能夠進行奇異 點附近的平滑的動作。
并且，由于不需要附加連桿部件，所以能夠由結(jié)構簡單的蛙腿臂式機器 人來消除奇異點。
并且，與使用氣體壓力缸的情況相比，在使用電動馬達等的電氣的扭矩 供給機構時，能夠幾乎不依存于電氣配線的狀態(tài)而使所期望的扭矩安定地產(chǎn) 生。并且，能夠與驅(qū)動馬達使用同一個電源，不需要另外準備氣體供給源那 樣的設備。并且，由于不需要使用齒輪齒條或氣體壓力缸那樣的長的部件， 因此尺寸限制更加放寬。
這樣，在以往所謂奇異點的姿態(tài)(圖4所示的特殊的姿態(tài))中，使用可 電氣地控制的扭矩馬達10在能夠向所期望的姿態(tài)移行的方向上向手腕旋轉(zhuǎn) 軸部6e供給扭矩，由此，能夠?qū)嵱玫叵芡缺凼綑C器人的控制上的奇異 點。
并且，在本實施方式的蛙腿臂式機器人及其控制方法中，由于不具備用 于將扭矩供給至手腕旋轉(zhuǎn)軸部6e的機械的機構(鏈或鏈輪等)，所以能夠使 裝置結(jié)構簡單化。并且，由于不具備機械的機構，裝置的滑動部分減少，能 夠抑制來自裝置的粉塵的產(chǎn)生。由此，本實施方式的蛙腿臂式機器人及其控 制方法適用于超凈間內(nèi)的使用。
此外，只要是消除控制上的奇異點，也可僅在特殊姿態(tài)向手腕旋轉(zhuǎn)軸部 6e供給扭矩。與此相對，在本實施方式的蛙腿臂式機器人及其控制方法中， 總是向手腕旋轉(zhuǎn)軸部6e供給扭矩。
由此，在本實施方式的蛙腿臂式機器人及其控制方法中，臂部2總是過 約束。由此，能夠抑制由臂部2或手部3的安裝精度或形狀精度引起的誤差 所造成的振動。其結(jié)果，能夠提高手部3的位置精度。
此外，由于臂部2總是過約束，需要比以往增加驅(qū)動馬達51、 52的輸 出。但是，若難以相比以往增加驅(qū)動馬達51、 52的輸出，也可僅在特殊姿 態(tài)中向手腕旋轉(zhuǎn)軸部6e供給扭矩。
并且，在本實施方式的蛙腿臂式機器人及其控制方法中，扭矩馬達10 供給至手腕旋轉(zhuǎn)軸部6e的扭矩比驅(qū)動馬達51、 52供給至肩旋轉(zhuǎn)軸部6a、 6c 的扭矩小。由此，即使在向手腕旋轉(zhuǎn)軸部6e供給扭矩時，通過借助驅(qū)動馬 達51、 52將扭矩供給至肩旋轉(zhuǎn)軸部6a、 6c，能夠使臂部2及手部3平滑地 動作。
(第2實施方式)
接著，說明本發(fā)明的第2實施方式。此外，在本實施方式的說明中，對 于與上述第1實施方式相同的部分，省略其說明或簡略化。
圖7是示出本實施方式中的蛙腿臂式機器人的概略結(jié)構的側(cè)視圖。如該 圖所示，在本實施方式的蛙腿臂式機器人中，扭矩馬達10被收納在前臂部 24的內(nèi)部。
根據(jù)這樣的本實施方式的蛙腿臂式機器人，由于扭矩馬達IO被收納在 前臂部24的內(nèi)部，能夠不形成向蛙腿臂式機器人的外部突出的部件。由此， 不需要在蛙腿臂式機器人的外部確保扭矩馬達的移動空間，能夠在與以往的 蛙腿臂式機器人同樣的設置空間中設置本實施方式的蛙腿臂式機器人。
此外，扭矩馬達10并不一定以收納狀態(tài)配置在前臂部24的內(nèi)部。例如 在扭矩馬達10與手腕旋轉(zhuǎn)軸部6f連接的情況下，扭矩馬達以收納狀態(tài);波配 置在前臂部26的內(nèi)部。并且，扭矩馬達10在與肘旋轉(zhuǎn)軸部6b連接的情況 下，沿前臂部24、上臂部23的任一個的內(nèi)部或兩者的內(nèi)部以收納狀態(tài)被配 置。并且，扭矩馬達10在與肘旋轉(zhuǎn)軸部6d連接的情況下，沿前臂部26、上 臂部25的任一個的內(nèi)部或兩者的內(nèi)部以收納狀態(tài)被配置。 (第3實施方式)
接著，說明本發(fā)明的第3實施方式。此外，在本實施方式的說明中，對 于與上述笫1實施方式相同的部分，省略或簡化其說明。
圖8是示出本發(fā)明的一個實施方式中的蛙腿臂式機器人R的概略結(jié)構的 側(cè)視圖。如該圖所示，在本實施方式的蛙腿臂式機器人R中，扭矩馬達10 經(jīng)由減速機11與連接第1臂部21的前臂部24和手部3的手腕旋轉(zhuǎn)軸部6e 連接。并且，驅(qū)動馬達51經(jīng)由減速機53與肩旋轉(zhuǎn)軸部6a連接，驅(qū)動馬達 52經(jīng)由另一個減速機(圖示略)與肩旋轉(zhuǎn)軸部6c連接。減速機53的減速比 與另 一個減速機的減速比相同。
該扭矩馬達10在沿著水平面的方向上向手腕旋轉(zhuǎn)軸部6e供給基于從控 制部4輸入的扭矩控制信號的扭矩。并且，扭矩馬達10以基于從控制部4
輸入的旋轉(zhuǎn)速度控制信號的旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)。本實施方式的扭矩馬達10可以
適當?shù)厥褂盟欧降呐ぞ伛R達。
在本實施方式的蛙腿臂式機器人R中，在運算手部41中，作為扭矩馬 達10的動作指示信息，生成用于控制扭矩馬達10的旋轉(zhuǎn)速度的旋轉(zhuǎn)速度控 制信號。并且，在存儲部42中存儲用于從驅(qū)動馬達51、 52的控制值計算手 腕旋轉(zhuǎn)軸部6e的旋轉(zhuǎn)速度的運算式、及減速機11的減速比。
并且，控制部4在用扭矩馬達10將扭矩供給至手腕旋轉(zhuǎn)軸部6e時，使 扭矩馬達10的旋轉(zhuǎn)速度和依存于驅(qū)動馬達51、 52的驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)的手腕旋轉(zhuǎn) 軸部6e的旋轉(zhuǎn)速度同步。
控制部4在使手部3移動的過程中，通過控制扭矩馬達10，總是向著 能夠從圖4所示的特殊姿態(tài)向所期望的姿態(tài)移行的方向?qū)κ滞笮D(zhuǎn)軸部6e 供給扭矩。
具體地，控制部4，在使手部3向推出方向移動時，通過控制輸入至扭 矩馬達10的扭矩控制信號，向圖1中的左旋轉(zhuǎn)方向向手腕旋轉(zhuǎn)軸部6e供給 扭矩。并且，在使手部3向拉出方向移動時，通過控制輸入至扭矩馬達10 的扭矩控制信號，向圖1中的右旋轉(zhuǎn)方向向手腕旋轉(zhuǎn)軸部6e供給扭矩。
根據(jù)本實施方式的蛙腿臂式機器人R及其控制方法，如上述第1實施方 式中說明的那樣，即使臂部2處于特殊的姿態(tài)，也不會無秩序地向不期望的 姿態(tài)移行，而必定向所期望的姿態(tài)移行。由此，消除控制上的奇異點。
并且，在本實施方式的蛙腿臂式機器人中，控制部4在用扭矩馬達10 將扭矩供給至手腕旋轉(zhuǎn)軸部6e時，使扭矩馬達10的旋轉(zhuǎn)速度與依存于驅(qū)動 馬達51、 52的驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)的手腕旋轉(zhuǎn)軸部6e的旋轉(zhuǎn)速度同步。在本實施方 式的蛙腿臂式機器人R及其控制方法中，在使手部3向推出的方向移動時、 在使手部3向拉出方向移動時，都總是借助扭矩馬達6將扭矩供給至手腕旋 轉(zhuǎn)軸部6e。由此，在本實施方式的蛙腿臂式機器人R及其控制方法中，扭矩 馬達10的旋轉(zhuǎn)速度總是與依存于驅(qū)動馬達51、 52的驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)的手腕旋轉(zhuǎn) 軸部6e的旋轉(zhuǎn)速度同步。
此外，在本實施方式中，所謂"使扭矩馬達10的旋轉(zhuǎn)速度與依存于驅(qū) 動馬達51、 52的驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)的手腕旋轉(zhuǎn)軸部6e的旋轉(zhuǎn)速度同步"，意味著 經(jīng)由減速機11提供給手腕旋轉(zhuǎn)軸部6e的扭矩馬達10的旋轉(zhuǎn)速度、和依存 于驅(qū)動馬達51、 52的驅(qū)動而經(jīng)由臂部2提供給手腕旋轉(zhuǎn)軸部6e的旋轉(zhuǎn)速度 一致。
具體地，控制部4使用用于從存儲在存儲部42的控制值計算出手腕旋 轉(zhuǎn)軸部6e的旋轉(zhuǎn)速度的運算式，基于驅(qū)動馬達51、 52的控制值算出手腕旋 轉(zhuǎn)軸部6e的旋轉(zhuǎn)速度。并且，控制部4基于該計算結(jié)果和存儲在存儲部42 的減速比生成旋轉(zhuǎn)速度控制信號。并且，將該生成的旋轉(zhuǎn)速度控制信號輸入 至扭矩馬達10中。
下面用算式說明生成旋轉(zhuǎn)速度控制信號的一個例子。在下面的說明中， 說明通過上述的特殊的姿態(tài)時的旋轉(zhuǎn)速度控制信號的生成方法。此外，在上 述各實施方式中，討論了絕對空間中的各馬達及各旋轉(zhuǎn)軸部的旋轉(zhuǎn)速度，但 下面討論相對空間中的各馬達及各旋轉(zhuǎn)軸部的旋轉(zhuǎn)速度。
下面的算式中，上臂部23、 25的長度及前臂部24、 26的長度全部相同， 設該長度為L(m)。并且，設肩旋轉(zhuǎn)軸部6a、 6c的旋轉(zhuǎn)速度為wa ( rpm )、 手腕旋轉(zhuǎn)軸部6e的旋轉(zhuǎn)速度為oot (rpm)、扭矩馬達10的旋轉(zhuǎn)速度為to tm (rpm)、減速機11的減速比為nt、扭矩馬達10的最大旋轉(zhuǎn)速度wtmmax (rpm )、扭矩馬達速度指令為y (% )。
首先，若設通過特殊的姿態(tài)時輸入驅(qū)動馬達51、 52的速度指令為V (m/min)，則速度指令V (向驅(qū)動馬達的控制值)如下式(1)所述。式1
V 2Lwa . 2tt (1)
由此，肩旋轉(zhuǎn)軸部6a、 6c的旋轉(zhuǎn)速度coa如下式(2)所述。式2
coa V/4L7T (2)
這里，肩旋轉(zhuǎn)軸部6a、 6c的i走轉(zhuǎn)速度wa和手腕旋轉(zhuǎn)軸部6e的旋轉(zhuǎn)速
度為wt在原理上應是同步的。因此，若考慮減速比nt,則肩旋轉(zhuǎn)軸部6a、
6c的旋轉(zhuǎn)速度wa進而如下式(3)所述。式3
wa=wtm/nt (3)
由此，扭矩馬達10的旋轉(zhuǎn)速度wtm可以如下式(4)所述。此外，通
過將上式(2 )代入下式(4 )，可得到下式(5 )。
式4
wtm=wa . n t (4)式5
oo tm= V/4L tt . n t ( 5 )
扭矩馬達速度指令y、即旋轉(zhuǎn)速度控制信號以對于扭矩馬達10的最大 旋轉(zhuǎn)速度的比率表示，因此如下式(6)所述。式6
y=cotm100/cotmmax (6) 通過將上式(5)代入上式(6)，作為應求出的旋轉(zhuǎn)速度控制信號的扭 矩馬達速度指令y如下式(7)所述。式7
y=V . 100 . ( n t / 4Ltt cotmmax) (7)
上述是在驅(qū)動馬達51、 52所設置的坐標系中考慮的理論式。但是，由 于扭矩馬達10和驅(qū)動馬達51、 52經(jīng)由上述的臂機構連接，扭矩馬達10設 置在從驅(qū)動馬達51、 52看時相對旋轉(zhuǎn)的空間中。由此，進行結(jié)構學上的考 慮時，扭矩馬達10的旋轉(zhuǎn)速度的指令實際上進而成為2倍。
根據(jù)這樣的本實施方式的蛙腿臂式機器人及其控制方法，向手腕旋轉(zhuǎn)軸 部6e供給扭矩時，扭矩馬達10的旋轉(zhuǎn)速度與依存于驅(qū)動馬達51、 52的驅(qū) 動而轉(zhuǎn)動的手腕旋轉(zhuǎn)軸部6e的旋轉(zhuǎn)速度同步。即，經(jīng)由減速機ll提供給手 腕旋轉(zhuǎn)軸部6e的扭矩馬達10的旋轉(zhuǎn)速度、和依存于驅(qū)動馬達51、 52的驅(qū) 動力而經(jīng)由臂部2提供給手腕旋轉(zhuǎn)軸部6e的旋轉(zhuǎn)速度一致。因此，不向扭 矩馬達10或手腕旋轉(zhuǎn)軸部6e施加不必要的負載。其結(jié)果，能夠防止蛙腿臂 式機器人R產(chǎn)生振動。
因此，根據(jù)本實施方式的蛙腿臂式機器人及其控制方法，在手腕旋轉(zhuǎn)軸 部6e上設置扭矩馬達10的蛙腿臂式機器人中，能夠防止因扭矩馬達10的 旋轉(zhuǎn)速度和手腕旋轉(zhuǎn)軸部6e的旋轉(zhuǎn)速度不匹配造成的振動的產(chǎn)生。
并且，在本實施方式的蛙腿臂式機器人及其控制方法中，包含該機器人 處于特殊的姿態(tài)的情況，為了向能夠向所期望的姿態(tài)移行的方向供給扭矩， 從控制部4將扭矩控制信號輸入至扭矩馬達10。
因此，在以往的所謂奇異點的姿態(tài)(圖4所示的特殊的姿態(tài))中，向能 夠向所期望的姿態(tài)移行的方向向手腕旋轉(zhuǎn)軸部6e供給扭矩。其結(jié)果，能夠
消除蛙腿臂式機器人中的控制上的奇異點。實施例
說明本發(fā)明的第3實施方式的具體的實施例。
圖9中示出驅(qū)動馬達51的旋轉(zhuǎn)速度的隨時間的變化的曲線圖，圖10 中示出驅(qū)動馬達51所產(chǎn)生的扭矩的隨時間的變化的曲線圖，圖11中示出驅(qū)
動馬達51所連接的肩旋轉(zhuǎn)軸部6a的旋轉(zhuǎn)速度的隨時間的變化的曲線圖。
圖12中示出驅(qū)動馬達52的旋轉(zhuǎn)速度的隨時間的變化的曲線圖，圖13 中示出驅(qū)動馬達52所產(chǎn)生的扭矩的隨時間的變化的曲線圖，圖14中示出驅(qū) 動馬達52所連接的肩旋轉(zhuǎn)軸部6c的旋轉(zhuǎn)速度的隨時間的變化的曲線圖。
圖15中示出連接有扭矩馬達10的手腕旋轉(zhuǎn)軸部6e的旋轉(zhuǎn)速度的隨時 間的變化的曲線圖。圖16中示出扭矩馬達10的旋轉(zhuǎn)速度的隨時間的變化的 曲線圖，圖17中示出扭矩馬達10所產(chǎn)生的扭矩的隨時間的變化的曲線圖。
此外，全部的曲線圖示出了調(diào)查在同一時間軸上起始點相同、分別的旋 轉(zhuǎn)速度的變化的結(jié)杲。
比較圖9的曲線圖和圖11的曲線圖時，由于驅(qū)動馬達51經(jīng)由減速機 53與肩旋轉(zhuǎn)軸部6a連接，因此肩旋轉(zhuǎn)軸部6a的旋轉(zhuǎn)速度比驅(qū)動馬達51的 旋轉(zhuǎn)速度減速。由此，肩旋轉(zhuǎn)軸部6a的任意時刻中的旋轉(zhuǎn)速度的大小與驅(qū) 動馬達51的該時刻中的旋轉(zhuǎn)速度的大小不一致，但肩旋轉(zhuǎn)軸部6a的旋轉(zhuǎn)速 度跟蹤驅(qū)動馬達51的旋轉(zhuǎn)速度的變化而隨時間推移。
同樣地，比較圖12的曲線圖和圖14的曲線圖時，由于驅(qū)動馬達52經(jīng) 由減速機53和相同減速比的減速機(圖示略)與肩旋轉(zhuǎn)軸部6c連接，因此 肩旋轉(zhuǎn)軸部6c的旋轉(zhuǎn)速度比驅(qū)動馬達52的旋轉(zhuǎn)速度減速。由此，肩旋轉(zhuǎn)軸 部6c的任意時刻中的旋轉(zhuǎn)速度的大小與驅(qū)動馬達52的該時刻中的旋轉(zhuǎn)速度 的大小不一致，但肩旋轉(zhuǎn)軸部6c的旋轉(zhuǎn)速度跟蹤驅(qū)動馬達52的旋轉(zhuǎn)速度的 變化而隨時間推移。
比較圖11的曲線圖和圖14的曲線圖時，由于同步地驅(qū)動驅(qū)動馬達51 和驅(qū)動馬達52，因此肩旋轉(zhuǎn)軸部6a的旋轉(zhuǎn)速度與肩旋轉(zhuǎn)軸部6c的旋轉(zhuǎn)速度 幾乎一致地隨時間推移。
比較圖11的曲線圖和圖15的曲線圖時，由于本實施方式的臂部21上 臂部23的長度和前臂部24的長度相同，因此經(jīng)由上臂部23及前臂部24和 肩旋轉(zhuǎn)軸部6a連接的手腕旋轉(zhuǎn)軸部6e的旋轉(zhuǎn)速度與驅(qū)動馬達51所連接的 肩旋轉(zhuǎn)軸部6a的旋轉(zhuǎn)速度幾乎一致地隨時間推移。
比較圖14的曲線圖和圖15的曲線圖時，由于本實施方式的臂部22上 臂部25的長度和前臂部26的長度相同，因此經(jīng)由上臂部25、前臂部26及 同步齒輪71、 72而和肩旋轉(zhuǎn)軸部6c連接的手腕旋轉(zhuǎn)軸部6e的旋轉(zhuǎn)速度與 驅(qū)動馬達52所連接的肩旋轉(zhuǎn)軸部6c的旋轉(zhuǎn)速度幾乎一致地隨時間推移。
由此，能夠?qū)⒓缧D(zhuǎn)軸部6a的旋轉(zhuǎn)速度或肩旋轉(zhuǎn)軸部6c的旋轉(zhuǎn)速度看
作是手腕旋轉(zhuǎn)軸部6e的旋轉(zhuǎn)速度。
比較圖15的曲線圖和圖16的曲線圖時，由于扭矩馬達10經(jīng)由減速機 11與手腕旋轉(zhuǎn)軸部6e連接，因此手腕旋轉(zhuǎn)軸部6e的旋轉(zhuǎn)速度比扭矩馬達 IO的旋轉(zhuǎn)速度減速。由此，手腕旋轉(zhuǎn)軸部6e的任意時刻中的旋轉(zhuǎn)速度的大 小與扭矩馬達10的該時刻中的旋轉(zhuǎn)速度的大小不一致，但手腕旋轉(zhuǎn)軸部6e 的旋轉(zhuǎn)速度跟蹤扭矩馬達10的旋轉(zhuǎn)速度隨時間推移。
比較圖10的曲線圖和圖17的曲線圖時，扭矩馬達10所產(chǎn)生的扭矩比 驅(qū)動馬達51所產(chǎn)生的扭矩小。并且，即使比較圖13的曲線圖和圖17的曲 線圖，扭矩馬達10所產(chǎn)生的扭矩也比驅(qū)動馬達51所產(chǎn)生的扭矩小。
本實施方式的控制部4通過電氣地控制扭矩馬達10，使扭矩馬達10的 旋轉(zhuǎn)速度與依存于驅(qū)動馬達51、 52的驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)的手腕旋轉(zhuǎn)軸部6e的旋轉(zhuǎn) 速度同步。明確了通過這樣地進行扭矩馬達IO的控制，不會向扭矩馬達IO 或手腕旋轉(zhuǎn)軸部6e施加不必要的負載。實際上，確認了在上述實施例中使 用的蛙腿臂式機器人R中不易產(chǎn)生振動。
并且，確認了本實施方式的扭矩馬達IO即使是比驅(qū)動馬達51、 52輸出
小的小型的馬達，也能充分地發(fā)揮功能。
上面參照

了本發(fā)明的蛙腿臂式機器人及其控制方法的適當?shù)?實施方式，但本發(fā)明并不一定限定于上述實施方式。在上述的實施方式中所 示的各結(jié)構部件的各形狀或組合等是一個例子，在不脫離本發(fā)明的主旨的范 圍內(nèi)，可基于設計要求等做各種的變更。
例如，在上述第1、第2及第3的各實施方式中，扭矩馬達10與手腕 旋轉(zhuǎn)軸部6e連接，將扭矩僅供給至手腕旋轉(zhuǎn)軸部6e。但是，本發(fā)明并不限 定于此。只要扭矩馬達10與肘旋轉(zhuǎn)軸部6b、 6d、及手腕旋轉(zhuǎn)軸部6e、 6f 的4壬一個連接，就能達到同樣的效果。
并且，扭矩馬達10并不限定于一個。扭矩馬達10也可以與肘旋轉(zhuǎn)軸部 6b、 6d、及手腕旋轉(zhuǎn)軸部6e、 6f的任兩個以上連接。但是，設置多個扭矩 馬達的情況下，臂部2更加過約束，存在妨礙臂部2及手部3的平滑的動作 的問題。因此，最好僅設置一個扭矩馬達。即使是這樣的情況下，也能實現(xiàn) 扭矩馬達的旋轉(zhuǎn)速度和依存于驅(qū)動馬達的驅(qū)動的旋轉(zhuǎn)軸部的旋轉(zhuǎn)速度的同 步。
在上述的各實施方式中，說明了臂部2沿著水平面擺動的結(jié)構。但是， 本發(fā)明并不限定于此，也可以適用于臂部2沿著與水平面角度不同的平面(基
準平面)擺動的蛙腿臂式機器人及其控制方法。
在上述的各實施方式中，第1臂部21經(jīng)由肩旋轉(zhuǎn)軸部6a與本體部1 連結(jié)，且第2臂部22經(jīng)由肩旋轉(zhuǎn)軸部6c與本體部1連結(jié)。即，設置有兩個 本發(fā)明的第1旋轉(zhuǎn)軸部。但是，本發(fā)明并不限定于此。第1臂部21及第2 臂部22也可以一同經(jīng)由公共的肩旋轉(zhuǎn)軸部與本體部1連結(jié)，第1臂部21和 第2臂部22可向相互相反的方向旋轉(zhuǎn)。即，也可以僅設置一個本發(fā)明的第1 旋轉(zhuǎn)軸部。
在上述的各實施方式中，驅(qū)動裝置5具備經(jīng)由肩旋轉(zhuǎn)軸部6a使上臂部 23擺動的驅(qū)動馬達51、及經(jīng)由肩旋轉(zhuǎn)軸部6c使上臂部25擺動的驅(qū)動馬達 52。并且，通過由驅(qū)動馬達51驅(qū)動的肩4t轉(zhuǎn)軸部6a和由驅(qū)動馬達52驅(qū)動 的肩旋轉(zhuǎn)軸部6c同步地旋轉(zhuǎn)，能夠使手部3直線地移動。如圖18所示，驅(qū) 動裝置5也可以具備經(jīng)由肩旋轉(zhuǎn)軸部6a使上臂部23擺動的驅(qū)動馬達51; 以及，設置在肩旋轉(zhuǎn)軸部6a和肩旋轉(zhuǎn)軸部6c之間，通過將驅(qū)動馬達51的 驅(qū)動力經(jīng)由肩旋轉(zhuǎn)軸部6a和肩旋轉(zhuǎn)軸部6c傳遞至上臂部25而使上臂部25 擺動的驅(qū)動力傳遞才幾構80。驅(qū)動力傳遞機構80由兩個同步齒輪81 、82構成， 與第1實施方式的同步齒輪71、 72是相同的構造。并且，通過由驅(qū)動馬達 51驅(qū)動的肩旋轉(zhuǎn)軸部6a和由驅(qū)動馬達51經(jīng)由驅(qū)動力傳遞機構80驅(qū)動的肩 旋轉(zhuǎn)軸部6c同步地旋轉(zhuǎn)，能夠使手部3移動。
在上述笫3實施方式中，扭矩馬達10經(jīng)由減速機11與手腕旋轉(zhuǎn)軸部 6e連接。但是，本發(fā)明并不限定于此，扭矩馬達10也可以直接與手腕旋轉(zhuǎn) 軸部6e連接。在這樣的情況下，不需要考慮減速比，通過使扭矩馬達10的 旋轉(zhuǎn)速度與依存于驅(qū)動馬達51、 52的驅(qū)動的手腕旋轉(zhuǎn)軸部6e的旋轉(zhuǎn)速度一 致，能夠防止向扭矩馬達10或手腕旋轉(zhuǎn)軸部6e施加不必要的載荷。其結(jié)果， 能夠防止在蛙腿臂式機器人R中產(chǎn)生振動。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性
本發(fā)明涉及一種蛙腿臂式機器人，具備本體部；驅(qū)動裝置設置在上述 本體部上；第l上臂部， 一端經(jīng)由借助上述驅(qū)動裝置而旋轉(zhuǎn)的第l旋轉(zhuǎn)軸部 而連結(jié)在上述本體部上，可沿著基準平面擺動；第2上臂部， 一端經(jīng)由被上 述驅(qū)動裝置旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的上述第l旋轉(zhuǎn)軸部或另一個第l旋轉(zhuǎn)軸部連結(jié)在上述 本體部上，可沿著上述基準平面擺動；第l前臂部， 一端經(jīng)由第2旋轉(zhuǎn)軸部
可旋轉(zhuǎn)地支承在上述第1上臂部的另一端，且可沿著上述基準平面擺動；第 2前臂部，一端經(jīng)由笫3旋轉(zhuǎn)軸部可旋轉(zhuǎn)地支承在上述第2上臂部的另一端，
且可沿著上述基準平面擺動；手部，經(jīng)由笫4旋轉(zhuǎn)軸部可旋轉(zhuǎn)地支承在上述 第1前臂部的另一端，且經(jīng)由第5旋轉(zhuǎn)軸部可旋轉(zhuǎn)地支承在上述第2前臂部 的另一端；同步機構，使上述第4旋轉(zhuǎn)軸部和上述笫5旋轉(zhuǎn)軸部向相反方向 同步旋轉(zhuǎn)；扭矩馬達，與上述第2、第3、第4及第5的旋轉(zhuǎn)軸部的至少任 一個連接，向自身給連接的上述旋轉(zhuǎn)軸部供給扭矩；以及控制部，在上述第 1上臂部、上述第2上臂部、上述第1前臂部及上述第2前臂部能夠借助上 述驅(qū)動裝置的驅(qū)動而從當前姿態(tài)向包含所期望的姿態(tài)的多個姿態(tài)的任意一 個移行時，電氣地控制上述扭矩馬達以便向上述各臂部能夠向上述所期望的 姿態(tài)移行的方向?qū)ι鲜鲂D(zhuǎn)軸部供給上述扭矩。
根據(jù)本發(fā)明，能夠?qū)嵱玫叵芡缺凼綑C器人中的控制上的奇異點。
權利要求
1.一種蛙腿臂式機器人，其特征在于，具備本體部；驅(qū)動裝置，設置在上述本體部上；第1上臂部，一端經(jīng)由借助上述驅(qū)動裝置而旋轉(zhuǎn)的第1旋轉(zhuǎn)軸部而連結(jié)在上述本體部上，可沿著基準平面擺動；第2上臂部，一端經(jīng)由被上述驅(qū)動裝置旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的上述第1旋轉(zhuǎn)軸部或另一個第1旋轉(zhuǎn)軸部而連結(jié)在上述本體部上，可沿著上述基準平面擺動；第1前臂部，一端經(jīng)由第2旋轉(zhuǎn)軸部可旋轉(zhuǎn)地支承在上述第1上臂部的另一端，且可沿著上述基準平面擺動；第2前臂部，一端經(jīng)由第3旋轉(zhuǎn)軸部可旋轉(zhuǎn)地支承在上述第2上臂部的另一端，且可沿著上述基準平面擺動；手部，經(jīng)由第4旋轉(zhuǎn)軸部可旋轉(zhuǎn)地支承在上述第1前臂部的另一端，且經(jīng)由第5旋轉(zhuǎn)軸部可旋轉(zhuǎn)地支承在上述第2前臂部的另一端；同步機構，使上述第4旋轉(zhuǎn)軸部和上述第5旋轉(zhuǎn)軸部向相反方向同步旋轉(zhuǎn)；扭矩馬達，與上述第2、第3、第4及第5的旋轉(zhuǎn)軸部的至少某一個連接，向自身所連接的上述旋轉(zhuǎn)軸部供給扭矩；控制部，在上述第1上臂部、上述第2上臂部、上述第1前臂部及上述第2前臂部能夠借助上述驅(qū)動裝置的驅(qū)動而從當前姿態(tài)向包含所期望的姿態(tài)的多個姿態(tài)的任意一個移行時，電氣地控制上述扭矩馬達以便向上述各臂部能夠向上述所期望的姿態(tài)移行的方向?qū)ι鲜鲂D(zhuǎn)軸部供給上述扭矩。
2. 如權利要求1所述的蛙腿臂式機器人，其特征在于，借助上述扭矩 馬達而供給至上述第2、第3、笫4及第5旋轉(zhuǎn)軸部的至少某一個的上述扭 矩比借助上述驅(qū)動裝置供給至上述第1旋轉(zhuǎn)軸部的扭矩小。
3. 如權利要求1所述的蛙腿臂式機器人，其特征在于，上述控制部控 制上述扭矩馬達，以便在上述手部向既定的一個方向移動期間總是向同一方 向供給上述扭矩。
4. 如權利要求1所述的蛙腿臂式機器人，其特征在于，上迷扭矩馬達 收納在上述笫1上臂部、上述第2上臂部、上述第1前臂部及上述第2前臂 部的至少某一個的內(nèi)部。
5. 如權利要求1所述的蛙腿臂式機器人，其特征在于，上述扭矩馬達 將基于扭矩控制信號的扭矩供給至自身所連接的旋轉(zhuǎn)軸部，且使上述旋轉(zhuǎn)軸 部以基于旋轉(zhuǎn)速度控制信號的旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)，上述控制部可以向上述扭矩馬達輸入上述扭矩控制信號，且向上述扭矩 馬達輸入上迷旋轉(zhuǎn)速度控制信號，以使上述扭矩馬達的旋轉(zhuǎn)速度與依存于上 述驅(qū)動裝置的驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)的上述旋轉(zhuǎn)軸部的旋轉(zhuǎn)速度同步。
6. 如權利要求5所述的蛙腿臂式機器人，其特征在于，上述控制部根 據(jù)上述驅(qū)動裝置的控制值算出上述扭矩馬達所連接的上述旋轉(zhuǎn)軸部的旋轉(zhuǎn) 速度。
7. 如權利要求5所述的蛙腿臂式機器人，其特征在于，還具備夾在上 述扭矩馬達和上述旋轉(zhuǎn)軸部之間、將上述扭矩馬達的旋轉(zhuǎn)速度減速而傳遞至 上述旋轉(zhuǎn)軸部的減速才幾，上述控制部基于上述減速才幾的減速比及#_上述減速才幾減速的上述旋轉(zhuǎn) 軸部的旋轉(zhuǎn)速度而生成上述旋轉(zhuǎn)速度控制信號。
8. 如權利要求1所述的蛙腿臂式機器人，其特征在于，只設置一個上 述扭矩馬達。
9. 如權利要求1所述的蛙腿臂式機器人，其特征在于，上述驅(qū)動裝置 具備經(jīng)由上述第1旋轉(zhuǎn)軸部使上述第1上臂部擺動的第1驅(qū)動馬達；和經(jīng) 由上述另一個第1旋轉(zhuǎn)軸部使上述第2上臂部擺動的第2驅(qū)動馬達。
10. 如權利要求1所述的蛙腿臂式機器人，其特征在于，上述驅(qū)動裝置 具備驅(qū)動馬達，經(jīng)由上述第l旋轉(zhuǎn)軸部使上述第1上臂部擺動；驅(qū)動力傳 遞機構，設置在上述第l旋轉(zhuǎn)軸部和上述第2旋轉(zhuǎn)軸部之間，通過將上述驅(qū) 動馬達的驅(qū)動力經(jīng)由上述第1以及第2旋轉(zhuǎn)軸部傳遞至上述第2上臂部而使 上述第2上端部擺動。
11. 一種蛙腿臂式機器人的控制方法，所述蛙腿臂式機器人具備 本體部；驅(qū)動裝置，設置在上述本體部上；第1上臂部， 一端經(jīng)由借助上述驅(qū)動裝置而旋轉(zhuǎn)的第1旋轉(zhuǎn)軸部連結(jié)在 上述本體部上，可沿著基準平面擺動；第2上臂部， 一端經(jīng)由被上述驅(qū)動裝置旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的上述第1旋轉(zhuǎn)軸部或 另一個第l旋轉(zhuǎn)軸部而連結(jié)在上述本體部上，可沿著上述基準平面擺動；第1前臂部， 一端經(jīng)由第2旋轉(zhuǎn)軸部可旋轉(zhuǎn)地支承在上述第1上臂部的 另一端，且可沿著上述基準平面擺動； 第2前臂部， 一端經(jīng)由笫3旋轉(zhuǎn)軸部可旋轉(zhuǎn)地支承在上述第2上臂部的 另一端，且可沿著上述基準平面擺動；手部，經(jīng)由第4旋轉(zhuǎn)軸部可旋轉(zhuǎn)地支承在上述第1前臂部的另一端，且 經(jīng)由第5旋轉(zhuǎn)軸部可旋轉(zhuǎn)地支承在上述第2前臂部的另一端；同步機構，使上述第4旋轉(zhuǎn)軸部和上述第5旋轉(zhuǎn)軸部向相反方向同步旋轉(zhuǎn)；扭矩馬達，與上述第2、第3、第4及第5的旋轉(zhuǎn)軸部的至少某一個連 接，向自身所連接的上述旋轉(zhuǎn)軸部供給扭矩， 該蛙腿臂式機器人的控制方法的特征在于，在上述第1上臂部、上述第2上臂部、上述第1前臂部及上述第2前臂 部能夠借助上述驅(qū)動裝置的驅(qū)動而從當前姿態(tài)向包含所期望的姿態(tài)的多個 姿態(tài)的任意一個移行時，電氣地控制上述扭矩馬達以便向上述各臂部能夠向 上述所期望的姿態(tài)移行的方向?qū)ι鲜鲂D(zhuǎn)軸部供給上述扭矩。
12. 如權利要求11所述的蛙腿臂式機器人的控制方法，其特征在于， 借助上述扭矩馬達而供給至上述笫2、第3、第4及第5旋轉(zhuǎn)軸部的至少任 一個的上述扭矩比借助上述驅(qū)動裝置供給至上述第1旋轉(zhuǎn)軸部的扭矩小。
13. 如權利要求11所述的蛙腿臂式機器人的控制方法，其特征在于， 在上述手部向既定的一個方向移動期間總是向同一方向供給上述扭矩。
14. 如權利要求11所述的蛙腿臂式機器人的控制方法，其特征在于， 上述扭矩馬達向自身所連接的旋轉(zhuǎn)軸部供給基于扭矩控制信號的扭矩，且使 上述旋轉(zhuǎn)軸部以基于旋轉(zhuǎn)速度控制信號的旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)，將上述扭矩控制信號輸入上述扭矩馬達，且將上述旋轉(zhuǎn)速度控制信號輸驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)的上述旋轉(zhuǎn)軸部的旋轉(zhuǎn)速度同步。
15. 如權利要求14所述的蛙腿臂式機器人的控制方法，其特征在于， 基于上述驅(qū)動裝置的控制值算出上述扭矩馬達所連接的上述旋轉(zhuǎn)軸部的旋 轉(zhuǎn)速度。
16. 如權利要求14所述的蛙腿臂式機器人的控制方法，其特征在于， 基于夾在上述扭矩馬達和上述旋轉(zhuǎn)軸部之間、將上述扭矩馬達的旋轉(zhuǎn)速度減轉(zhuǎn)軸部的旋轉(zhuǎn)速度來生^上il旋轉(zhuǎn)速:i控制信號。
；^ ;、'
17. 如權利要求11所述的蛙腿臂式機器人的控制方法，其特征在于， 向上述第2、笫3、第4及笫5旋轉(zhuǎn)軸部的任意一個供給上述扭矩。
全文摘要
該蛙腿臂式機器人具備與手腕旋轉(zhuǎn)軸部連接、向自身所連接的該旋轉(zhuǎn)軸部供給扭矩的扭矩馬達；在構成蛙腿臂式機器人的各臂部借助驅(qū)動裝置可從當前的姿態(tài)向包含所期望的姿態(tài)的多個姿態(tài)中的任一個移行時，以向上述各臂部能夠移行至所期望的姿態(tài)的方向?qū)κ滞笮D(zhuǎn)軸部供給扭矩的方式，電氣地控制扭矩馬達的控制部。
文檔編號B25J9/02GK101356043SQ200780001308
公開日2009年1月28日 申請日期2007年11月9日 優(yōu)先權日2006年11月9日
發(fā)明者上田章雄, 今泉浩昭, 天田弘之, 安住一郎, 村上弘記, 松尾研吾 申請人:株式會社Ihi