專利名稱：機(jī)械手、機(jī)械手的碰撞檢測方法以及機(jī)械手的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種機(jī)械手、機(jī)械手的碰撞檢測方法以及機(jī)械手的控制方法。
背景技術(shù)：
近年來，機(jī)器人不僅應(yīng)用于產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，而且正在進(jìn)入醫(yī)療、福利和家政等服務(wù)領(lǐng)域。 在這種場合中使用的機(jī)器人與人共有作業(yè)空間。因此，造成一種不得不設(shè)想人與機(jī)器人的 接觸或碰撞這樣的雙方干擾的環(huán)境，針對這些情況確保安全變得重要。
以產(chǎn)業(yè)用機(jī)械手(maiupulator)為代表的現(xiàn)有的機(jī)械手，為了確保指尖位置的精度，采 用組合了剛性高的部件和剛性高的致動器(使用減速比高的齒輪的馬達(dá)等)的結(jié)構(gòu)(例如， 參照日本實用新型公報實公平4—29990號)。
因此，在人或建筑物等外部體突然進(jìn)入機(jī)械手的預(yù)定軌道內(nèi)而與機(jī)械手接觸的情況 下，瞬時緩和其沖擊力以及接觸力比較困難。這是因為機(jī)械手是不可反向驅(qū)動 (non-backdrivable)的機(jī)構(gòu)。因此，必須在確保人的安全性方面進(jìn)行改善。作為在這樣 的機(jī)械手中確保與外部體的接觸的安全性的技術(shù)，提出了各種方案。
例如，公開有這樣一種技術(shù)，該技術(shù)通過設(shè)置在機(jī)械手腕部的力傳感器(force sensor) 來檢測機(jī)械手指尖與人、建筑物等外部體的碰撞或接觸，根據(jù)其力的輸入(大小、方向) 對機(jī)械手的各關(guān)節(jié)的馬達(dá)進(jìn)行位置控制，從而控制性地實現(xiàn)像彈簧那樣的柔軟性(例如， 參照日本專利公開公報特開平2 — 300808號)。
然而，在上述機(jī)械手中，存在無法對與機(jī)械手指尖部以外的部分的碰撞以及接觸做出 反應(yīng)的問題。
此外，在特開平2 — 300808號公報中記載的機(jī)械手，還通過在機(jī)械手表面設(shè)置壓力傳 感器等，能夠檢測與機(jī)械手指尖部以外的部分的碰撞或接觸。但是，由于是根據(jù)傳感器輸 入來控制馬達(dá)，所以對碰撞的響應(yīng)性有限。此外，這樣的傳感器輸入，由電磁波等造成的 誤動作的可能性也較高，存在無法期待可靠動作的問題。
此外，為了檢測碰撞需要上述那樣的特殊的傳感器，這會導(dǎo)致因傳感器線路的斷開而 造成的誤動作、機(jī)械手的重量增加、成本上升。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種機(jī)械手、機(jī)械手的碰撞檢測方法以及機(jī)械手的控制方法， 對于與外部物體的接觸或碰撞，能夠響應(yīng)性良好地吸收緩和所產(chǎn)生的力，并且還不需要用 于檢測碰撞的特殊的傳感器，可實現(xiàn)低成本、輕量且小型化。
本發(fā)明所提供的一種機(jī)械手包括第一連桿；第二連桿；可旋轉(zhuǎn)地被支撐在上述第一 連桿上的第一差動輸入軸和第二差動輸入軸；可旋轉(zhuǎn)地被支撐在上述第二連桿上的差動輸 出軸；根據(jù)上述第一及第二差動輸入軸的旋轉(zhuǎn)速度的和或者差，讓上述差動輸出軸繞垂直 的兩個軸旋轉(zhuǎn)的差動齒輪機(jī)構(gòu)；向上述第一差動輸入軸傳送驅(qū)動力的第一傳動部；向上述 第二差動輸入軸傳送驅(qū)動力的第二傳動部；檢測上述第一差動輸入軸的旋轉(zhuǎn)角度信息的第 一軸旋轉(zhuǎn)角度傳感器；檢測上述第二差動輸入軸的旋轉(zhuǎn)角度信息的第二軸旋轉(zhuǎn)角度傳感 器；以及基于上述第一或第二軸旋轉(zhuǎn)角度傳感器的輸出信號，檢測上述第一連桿或上述第 二連桿是否受到了外力的控制裝置，其中，上述第一及第二傳動部分別具備在旋轉(zhuǎn)軸的并 進(jìn)方向移動自如地被彈性地保持在指定位置并可旋轉(zhuǎn)的蝸桿，和與該蝸桿嚙合的蝸輪，上 述蝸桿具有根據(jù)上述第一連桿或上述第二連桿受到的外力而并進(jìn)的結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明所提供的另一種機(jī)械手包括第一連桿；第二連桿；可旋轉(zhuǎn)地被支撐在上述第 一連桿上的第一差動輸入軸和第二差動輸入軸；可旋轉(zhuǎn)地被支撐在上述第二連桿上的差動 輸出軸；根據(jù)上述第一及第二差動輸入軸的旋轉(zhuǎn)速度的和或者差，讓上述差動輸出軸繞垂 直的兩個軸旋轉(zhuǎn)的差動齒輪機(jī)構(gòu)；在旋轉(zhuǎn)軸的并進(jìn)方向移動自如地被彈性地保持在指定位 置并可旋轉(zhuǎn)的第一蝸桿；固定在上述第一差動輸入軸上與上述第一蝸桿嚙合的第一蝸輪； 設(shè)置在上述第一連桿上用來旋轉(zhuǎn)驅(qū)動上述第一蝸桿的第一驅(qū)動源；在旋轉(zhuǎn)軸的并進(jìn)方向移 動自如地被彈性地保持在指定位置并可旋轉(zhuǎn)的第二蝸桿；固定在上述第二差動輸入軸上與 上述第二蝸桿嚙合的第二蝸輪；設(shè)置在上述第一連桿上用來旋轉(zhuǎn)驅(qū)動上述第二蝸桿的第二 驅(qū)動源；檢測上述第一差動輸入軸的旋轉(zhuǎn)角度信息的第一軸旋轉(zhuǎn)角度傳感器；檢測上述第 二差動輸入軸的旋轉(zhuǎn)角度信息的第二軸旋轉(zhuǎn)角度傳感器；檢測上述第一驅(qū)動源的旋轉(zhuǎn)角度 信息的第一驅(qū)動旋轉(zhuǎn)角度傳感器；檢測上述第二驅(qū)動源的旋轉(zhuǎn)角度信息的第二驅(qū)動旋轉(zhuǎn)角 度傳感器；以及基于上述第一或第二軸旋轉(zhuǎn)角度傳感器的輸出信號和上述第一或第二驅(qū)動 旋轉(zhuǎn)角度傳感器的輸出信號，檢測上述第一連桿或上述第二連桿受到了外力的控制裝置， 其中，上述第一蝸桿或上述第二蝸桿具有根據(jù)上述第一連桿或上述第二連桿受到的外力而 并進(jìn)的結(jié)構(gòu)。
7本發(fā)明還提供一種機(jī)械手的碰撞檢測方法，上述機(jī)械手包括可旋轉(zhuǎn)地被支撐在第一 連桿上的第一差動輸入軸和第二差動輸入軸；在旋轉(zhuǎn)軸的并進(jìn)方向移動自如地被彈性地保 持在指定位置并可旋轉(zhuǎn)的第一蝸桿和第二蝸桿；檢測上述第一差動輸入軸的旋轉(zhuǎn)角度信息 的第一軸旋轉(zhuǎn)角度傳感器，以及檢測上述第二差動輸入軸的旋轉(zhuǎn)角度信息的第二軸旋轉(zhuǎn)角 度傳感器，在上述第一或第二蝸桿根據(jù)上述第一連桿或上述第二連桿受到的外力而并進(jìn) 后，再基于上述第一或第二軸旋轉(zhuǎn)角度傳感器的輸出信號，檢測上述第一連桿或上述第二 連桿是否受到了外力。
本發(fā)明還提供一種機(jī)械手的控制方法，上述機(jī)械手包括可旋轉(zhuǎn)地被支撐在第一連桿 上的第一差動輸入軸和第二差動輸入軸；可旋轉(zhuǎn)地被支撐在第二連桿上的差動輸出軸；在 旋轉(zhuǎn)軸的并進(jìn)方向移動自如地被彈性地保持在指定位置并可旋轉(zhuǎn)的第一蝸桿以及第二蝸 桿；設(shè)置在上述第一連桿上用來旋轉(zhuǎn)驅(qū)動上述第一蝸桿的第一驅(qū)動源；設(shè)置在上述第一連 桿上用來旋轉(zhuǎn)驅(qū)動上述第二蝸桿的第二驅(qū)動源；檢測上述第一差動輸入軸的旋轉(zhuǎn)角度信息 的第一軸旋轉(zhuǎn)角度傳感器；以及檢測上述第二差動輸入軸的旋轉(zhuǎn)角度信息的第二軸旋轉(zhuǎn)角 度傳感器，,.在上述第一或第二蝸桿根據(jù)上述第一連桿或上述第二連桿受到的外力而并進(jìn) 后，再基于上述第一或第二軸旋轉(zhuǎn)角度傳感器的輸出信號，檢測上述第一連桿或上述第二 連桿是否受到了外力，驅(qū)動控制上述第一驅(qū)動源或上述第二驅(qū)動源。
根據(jù)上述的結(jié)構(gòu)或方法，當(dāng)機(jī)械手接觸或碰撞到人或建筑物等外部物體時，通過受到 被彈性支撐的蝸桿在其旋轉(zhuǎn)軸方向上并進(jìn)，能夠迅速且彈性地吸收緩和碰撞力。此外，通 過將為了機(jī)械手的關(guān)節(jié)角度控制用而設(shè)置的軸旋轉(zhuǎn)角度傳感器兼用作碰撞檢測傳感器，能 夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械手的低成本化和輕量化，并能夠進(jìn)行迅速的碰撞檢測。此外，由于包括差動齒 輪機(jī)構(gòu)，所以能夠在確保軸轉(zhuǎn)矩的同時實現(xiàn)機(jī)械手的小型化。


圖1是本發(fā)明第一實施例的機(jī)械手的主要部分的概要剖視圖。
圖2是從側(cè)面看到該機(jī)械手的驅(qū)動部件A(B)時的主要部分的剖視圖。 圖3是用于說明該機(jī)械手的沖擊吸收動作的第一例的圖。 圖4是用于說明該機(jī)械手的沖擊吸收動作的第二例的圖。
圖5是從側(cè)面看到該機(jī)械手的驅(qū)動部件A(B)的其他結(jié)構(gòu)例子時的主要部分的剖視圖。 圖6是說明該機(jī)械手的碰撞檢測動作的流程圖。 圖7是本發(fā)明第二實施例的機(jī)械手的主要部分的概要剖視圖。
8圖8是說明該機(jī)械手的碰撞檢測動作的流程圖。
具體實施例方式
(第一實施例)
首先，參照圖1、圖2對本發(fā)明第一實施例的機(jī)械手進(jìn)行說明。另外，在此雖然是對 機(jī)械手的關(guān)節(jié)進(jìn)行說明，但本發(fā)明并不限定于此，也能夠應(yīng)用于各種機(jī)械的關(guān)節(jié)。
圖1是本發(fā)明第一實施例中的機(jī)械手的關(guān)節(jié)的概要剖視圖。圖2是從側(cè)面看到圖1所 示的驅(qū)動部件A時的主要部分的剖視圖。
圖1所示的機(jī)械手的關(guān)節(jié)包括作為第一連桿的第一臂1和作為第二連桿的第二臂2。 在第一臂1與第二臂2之間設(shè)置作為中間連桿的中間臂3。第一臂1和中間臂3通過沿著 與第一臂1的長度方向垂直的方向延伸的第一差動輸入軸5a及第二差動輸入軸5b互相連 結(jié)。第一差動輸入軸5a及第二差動輸入軸5b，通過軸承4而旋轉(zhuǎn)自如地被支撐在第一臂 1上。第一差動輸入軸5a及第二差動輸入軸5b被配置在同一軸線Ll上，并且在與第一 臂1的長度方向垂直的方向上相對置。中間臂3具有成為一體的沿著第一臂1的長度方向 延伸的一對縱部3a，和沿著與第一臂1的長度方向垂直的方向(寬度方向)延伸并連結(jié)兩 個縱部3a、 3a的橫部3b。第一差動輸入軸5a及第二差動輸入軸5b通過設(shè)置在中間臂3 的縱部3a上的軸承6，旋轉(zhuǎn)自如地與中間臂3連結(jié)。
第二臂2設(shè)置在與第一差動輸入軸5a及第二差動輸入軸5b的軸線Ll垂直的軸線L2 上。第二臂2以固定在作為差動輸出軸的第二軸8的端部的狀態(tài)而與其結(jié)合。第二軸8通 過設(shè)置在中間臂3的橫部3b上的軸承7而旋轉(zhuǎn)自如地被支撐在中間臂3上。
在第一差動輸入軸5a、第二差動輸入軸5b以及第二軸8的一端，分別固定第一輸入 側(cè)傘齒輪(bevel gear) 9a、第二輸入側(cè)傘齒輪9b和從動側(cè)傘齒輪10。這些傘齒輪9a、 9b、 10構(gòu)成差動齒輪機(jī)構(gòu)(differential gear mechanism)C。另夕卜，輸入側(cè)傘齒輪9a、 9b與從動 側(cè)傘齒輪IO都為同一形狀、同一尺寸。從動側(cè)傘齒輪10配置在與輸入側(cè)傘齒輪9a、 9b 雙方嚙合的位置，與第二軸8 —體形成。從動側(cè)傘齒輪10利用形成在其端部的螺絲部(未 圖示)而與第二臂2—體化地剛性結(jié)合。
在第一差動輸入軸5a、第二差動輸入軸5b的中間部附近，蝸輪lla、 lib分別具有 剛性而被加以固定。
另一方面，在第一臂1內(nèi)，并列容納作為第一傳動部的驅(qū)動部件A和作為第二傳動部
的驅(qū)動部件B。另外，由于驅(qū)動部件A、驅(qū)動部件B為同一部件，因此，在此用圖l、圖
92對驅(qū)動部件A進(jìn)行說明。
在第一臂l中，設(shè)置有沿其長度方向延伸的驅(qū)動軸14a。驅(qū)動軸14a通過軸承13a旋 轉(zhuǎn)自如地被支撐在形成于第一臂1的支撐壁17a、 18a上。
驅(qū)動部件A具有蝸桿(worm)12a和與該蝸桿12a嚙合的蝸輪(worm wheel)lla。蝸桿 12a配置在與軸線Ll垂直的軸線L3a上，以旋轉(zhuǎn)方向受到限制的狀態(tài)與驅(qū)動軸14a結(jié)合。 例如，在驅(qū)動軸14a上形成沿軸方向延伸的鍵槽(key way),蝸桿12a與驅(qū)動軸14a鍵槽 結(jié)合。由此，蝸桿12a以其并進(jìn)方向(translationdirection)的移動被允許的狀態(tài)與驅(qū)動軸 14a結(jié)合。另外，蝸桿12a、 12b以及蝸輪lla、 lib均有相同的模數(shù)(module)，具有相 同齒數(shù)、相同直徑，齒的扭轉(zhuǎn)方向也為相同方向(圖中為向左扭轉(zhuǎn))。
在驅(qū)動軸14a的一端部固定有齒輪19a。在支撐壁17a、 18a與蝸桿12a之間，設(shè)有 作為壓靠部件的彈簧16a。彈簧16a以保持殘留壓縮復(fù)原力的狀態(tài)被嵌入驅(qū)動軸14a中。 在彈簧16a與支撐壁17a、 18a之間，插入承接彈簧16a的彈簧座15a。蝸桿12a通過在 其兩端面起作用的彈簧16a的殘留壓縮復(fù)原力，彈性地保持(定中心)在驅(qū)動軸14a上的 指定驅(qū)動位置。作為彈簧16a，雖然最好是線圈彈簧，但并不限定于此。例如，也可以使 用板彈簧、盤彈簧、螺旋彈簧等。另外，較為理想的是，設(shè)定該彈簧16a的初始壓縮量， 使得蝸桿12a在向軸線L3a方向并進(jìn)移動(translational movement)時仍保持有殘留壓縮 復(fù)原力。
第一臂1中設(shè)有驅(qū)動源21a、 21b。在本實施例中，驅(qū)動源21a、 21b包括驅(qū)動用馬 達(dá)和沒有反沖(backlash)的減速機(jī)構(gòu)。驅(qū)動源21a、 21b被固定在第一臂1的支撐壁26a、 26b上。在驅(qū)動源21a、 21b的輸出軸22a、 22b的端部固定有齒輪20a、 20b。該齒輪 20a、 20b與固定在驅(qū)動軸14a、 14b的端部的齒輪19a、 19b嚙合。即，驅(qū)動源21a、 21b 產(chǎn)生的驅(qū)動力通過齒輪20a、 20b、齒輪19a、 19b被傳送到驅(qū)動軸14a、 14b。
圖1所示的23是控制驅(qū)動源21a、 21b的控制裝置，24是用于輸入操作指令的輸入 部。來自形成在外部的上位控制裝置(未圖示)的操作指令被輸入到輸入部24。此外，在 以能夠遠(yuǎn)程操縱的方式構(gòu)成機(jī)械手的情況下，作為輸入部24，包括各種輸入設(shè)備等。作為 輸入設(shè)備，例如可以使用公知的鍵輸入裝置、游戲手柄(gamepad)、操縱桿(joystick)、觸 摸屏(touchpanel)等。
控制裝置23包括根據(jù)程序執(zhí)行各種功能的中央處理裝置(CPU)、存儲各種程序等的
讀出專用的只讀存儲器(ROM)、暫時存儲數(shù)據(jù)的可擦寫的隨機(jī)存取存儲器(RAM)和進(jìn)
行與外部的數(shù)據(jù)輸入輸出的輸入輸出部。由此，控制裝置23基于從輸入部24得到的操作
10指令信息，以及從與第一差動輸入軸5a的端部連結(jié)的第一軸旋轉(zhuǎn)角度傳感器30a和與第 二差動輸入軸5b的端部連結(jié)的第二軸旋轉(zhuǎn)角度傳感器30b得到的各軸的旋轉(zhuǎn)角度信息(旋 轉(zhuǎn)角度、旋轉(zhuǎn)角速度等)， 一邊執(zhí)行各種程序， 一邊通過馬達(dá)驅(qū)動器(未圖示)來驅(qū)動控 制驅(qū)動源21a、 21b。此外，控制裝置23還基于從軸旋轉(zhuǎn)角度傳感器30a、 30b得到的差 動輸入軸5a、 5b的旋轉(zhuǎn)角度信息，能夠檢測第二臂2相對于第一臂1的位置、姿勢。第 一軸旋轉(zhuǎn)角度傳感器30a及第二軸旋轉(zhuǎn)角度傳感器30b可以使用例如，包括阻抗元件 (resistance element)和滑動頭(slidable tap)的電位計、包括編碼板和光傳感器的光學(xué)編碼 器、使用霍爾元件或磁阻元件和NS兩極磁化的旋轉(zhuǎn)磁體的磁氣編碼器等。尤其是，光學(xué) 式編碼器或磁氣式編碼器的輸出為數(shù)字信號，因此能夠抗噪聲，并能檢測旋轉(zhuǎn)角度和旋轉(zhuǎn) 角速度。此外，在電位計的情況下，較為理想的是使用例如傳導(dǎo)性的(coriductive)(導(dǎo)電) 塑料型電位計。傳導(dǎo)性的塑料型電位計的角度分辨率較高，耐磨損性好，高速跟蹤性也比 較好。
下面，對于以上述方式構(gòu)成的機(jī)械手的關(guān)節(jié)，使用圖l、圖2說明其基本動作。 首先，對第二臂2相對于第一臂1轉(zhuǎn)動，即向圖l的齒距(pitch)方向(P)轉(zhuǎn)動的 情況進(jìn)行說明。
在此情況下，使第一驅(qū)動源21a的輸出軸22a和第二驅(qū)動源21b的輸出軸22b向相 同方向以相同旋轉(zhuǎn)數(shù)旋轉(zhuǎn)。這樣，通過齒輪20a、 20b、齒輪19a、 19b，驅(qū)動軸14a、 14b 分別向相同方向以相同角度旋轉(zhuǎn)。此時，例如如圖2所示，若第一及第二蝸桿12a、 12b 向C方向旋轉(zhuǎn)，則由于第一蝸桿12a及第二蝸桿12b的齒的扭轉(zhuǎn)方向，第一蝸輪lla及 第二蝸輪lib向D方向旋轉(zhuǎn)。由于蝸輪lla、 lib與第一差動輸入軸5a、第二差動輸入 軸5b剛性結(jié)合，所以與差動輸入軸5a、 5b的先端同樣剛性結(jié)合的輸入側(cè)傘齒輪9a、 9b 彼此向相同方向以相同角度旋轉(zhuǎn)。此時，與輸入側(cè)傘齒輪9a、 9b嚙合的從動側(cè)傘齒輪10 無法向任何方向旋轉(zhuǎn)。因此，第二軸8、從動側(cè)傘齒輪10和輸入側(cè)傘齒輪9a、 9b整體繞 軸線L1公轉(zhuǎn)。SP，第二臂2相對于第一臂1繞軸線L1向齒距方向(P)，即向紙張表面 側(cè)轉(zhuǎn)動。在此情況下，如果第一驅(qū)動源21a的輸出軸22a與第二驅(qū)動源22b的輸出軸22b 的旋轉(zhuǎn)數(shù)相對不同，則從動側(cè)傘齒輪10不僅繞第一臂1的軸線Ll公轉(zhuǎn)，而且還繞第二臂 2的軸線L2自轉(zhuǎn)。因此，如圖1所示，第二臂2除了齒距方向(P)轉(zhuǎn)動外，還進(jìn)行輥軸 (roll)方向(R)旋轉(zhuǎn)。
接著，對第二臂2相對于第一臂1旋轉(zhuǎn)，即向圖l的輥軸方向(R)旋轉(zhuǎn)的情況進(jìn)行 說明。
11在此情況下，使第一驅(qū)動源21a的輸出軸22a和第二驅(qū)動源21b的輸出軸22b向相 反方向以相同旋轉(zhuǎn)數(shù)旋轉(zhuǎn)。這樣，通過齒輪20a、 20b、齒輪19a、 19b，驅(qū)動軸14a、 14b 分別沿相反方向以相同旋轉(zhuǎn)數(shù)旋轉(zhuǎn)。此時，例如如圖2所示，若第一蝸桿12a向C方向旋 轉(zhuǎn)，第二蝸桿12b向與C方向相反的方向旋轉(zhuǎn)，則由于蝸桿12a、 12b的齒的扭轉(zhuǎn)方向， 第一蝸輪11a向D方向旋轉(zhuǎn)，第二蝸輪lib向與D方向相反的方向旋轉(zhuǎn)。由于蝸輪lla、 lib與第一差動輸入軸5a、第二差動輸入軸5b剛性結(jié)合，所以在其先端同樣被剛性結(jié)合 的輸入側(cè)傘齒輪9a、 9b彼此向相反方向以相同旋轉(zhuǎn)數(shù)旋轉(zhuǎn)。此時，與輸入側(cè)傘齒輪9a、 9b嚙合的從動側(cè)傘齒輪10繞軸線L2自轉(zhuǎn)。即，第二臂2相對于第一臂1向輥軸方向(R) 旋轉(zhuǎn)。在此情況下，也是如果第一驅(qū)動源21a的輸出軸22a與第二驅(qū)動源21b的輸出軸 22b的旋轉(zhuǎn)數(shù)相對不同，則從動側(cè)傘齒輪10不僅繞軸線L2自轉(zhuǎn)，而且還繞軸線Ll公轉(zhuǎn)， 從而在第二臂2相對于第一臂1旋轉(zhuǎn)(rotate)時還伴隨著轉(zhuǎn)動(pivot)。
此時，如果將通過與第一差動輸入軸5a及第二差動輸入軸5b結(jié)合的第一及第二軸旋 轉(zhuǎn)角度傳感器30a、 30b而得到的第一及第二差動輸入軸5a、 5b的旋轉(zhuǎn)角度分別設(shè)為0a、
eb，則第二臂2相對于第一臂i的轉(zhuǎn)動角度ep、旋轉(zhuǎn)角度er為下式(i)、 (2)。另外，
旋轉(zhuǎn)角度6r是繞軸的旋轉(zhuǎn)角度。
eP = 1/2 (ea+eb) ……(i)
6r= 1/2 (ea—eb) …… (2) 在此，如果第一差動輸入軸5a (第一輸入側(cè)傘齒輪9a)的旋轉(zhuǎn)方向與第二差動輸入 軸5b (第二輸入側(cè)傘齒輪9b)的旋轉(zhuǎn)方向為相同方向，并且兩個旋轉(zhuǎn)角度為相同旋轉(zhuǎn)角 度，則旋轉(zhuǎn)角度6a、 0b為6a = 6b。因此，根據(jù)式(l)、式(2)，第二臂2相對于第一
臂i進(jìn)行轉(zhuǎn)動角度ep二ea^eb、旋轉(zhuǎn)角度er二o的動作。另一方面，如果第一差動輸入
軸5a的旋轉(zhuǎn)與第二差動輸入軸5b的旋轉(zhuǎn)為相反方向，并且為相同旋轉(zhuǎn)角度，則旋轉(zhuǎn)角度
ea、 eb為ea = —eb。因此，根據(jù)式(i)、式(2)，第二臂2相對于第一臂i進(jìn)行轉(zhuǎn)動 角度eP 二 o、旋轉(zhuǎn)角度er = ea = —eb的動作。此外，無論在哪種情況下，當(dāng)旋轉(zhuǎn)角度ea、 eb存在相對角度差時，第二臂2都基于從式(i)、式(2)求出的角度， 一邊相對于第一 臂i轉(zhuǎn)動一邊進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
另外，式(1)、式(2)雖然是表示第一差動輸入軸5a (第一輸入側(cè)傘齒輪9a)、第 二差動輸入軸5b (第二輸入側(cè)傘齒輪9b)的旋轉(zhuǎn)角度6a、 6b、第二臂2相對于第一臂1 的轉(zhuǎn)動角度9p和第二臂2相對于第一臂1的旋轉(zhuǎn)角度的關(guān)系的公式，但關(guān)于旋轉(zhuǎn)角速 度、旋轉(zhuǎn)角加速度，相同的關(guān)系式也成立。
12接著，參照圖3、圖4，對作為本實施例的結(jié)構(gòu)特征的機(jī)械手的關(guān)節(jié)的碰撞力的吸收 緩和動作進(jìn)行說明。
首先，作為第一例，使用圖3來說明與軸線L1 (以下稱作轉(zhuǎn)動軸)、L2 (以下稱作旋 轉(zhuǎn)軸)垂直的方向的碰撞力(外力)F被施加于第二臂2的先端2a上時碰撞力的吸收緩 和動作。
圖3 (a)是功能性地表示本實施例的機(jī)械手的關(guān)節(jié)的示意圖。如該圖所示，如果在第 二臂2的先端2a施加了與轉(zhuǎn)動軸Ll及旋轉(zhuǎn)軸L2垂直的垂直方向的碰撞力F，則由于該 碰撞力F，繞轉(zhuǎn)動軸L1產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩0。該旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩O，如圖3 (b)所示，通過從動側(cè) 傘齒輪IO、輸入側(cè)傘齒輪9a、 9b、第一差動輸入軸5a、第二差動輸入軸5b等，作為旋 轉(zhuǎn)力而被傳送到固定在第一差動輸入軸5a以及第二差動輸入軸5b上的第一蝸輪lla以及 第二蝸輪llb。該旋轉(zhuǎn)力，如圖3 (c)所示，通過蝸輪lla (b)與蝸桿12a (b)的嚙合 部，使蝸桿12a (b)產(chǎn)生并進(jìn)力(translational force) P。此時，若該并進(jìn)力P為必要以 上的力，則蝸桿12a (b)沿軸線L3a (b)方向滑動，通過配置在其兩端的彈簧16a (b) 的彈性作用來吸收緩和該力。即，通過蝸輪lla (b)的旋轉(zhuǎn)力，蝸桿12a (b)在驅(qū)動軸 14a (b)的軸方向上并進(jìn)變位，由此，被傳送給蝸輪lla (b)的力予以釋放。
此外，在碰撞力F被卸去后，通過由彈簧16a (b)的壓縮復(fù)原力產(chǎn)生的蝸桿12a (b) 的定中心(centering)作用，蝸桿12a (b)自動回到原來的嚙合位置，由此，第二臂2相 對于第一臂1自動恢復(fù)到碰撞前的姿勢。
接著，作為第二例，使用圖4來說明繞旋轉(zhuǎn)軸L2的沖擊轉(zhuǎn)矩T被施加于第二臂2時 碰撞力的吸收緩和動作。
圖4 (a)與圖3 (a)相同，是功能性地表示本實施例的機(jī)械手的關(guān)節(jié)的示意圖。如 該圖所示，如果向第二臂2施加碰撞轉(zhuǎn)矩T (繞軸線L2)，如圖4 (b)所示，該碰撞轉(zhuǎn)矩 T通過從動側(cè)傘齒輪IO、第一及第二輸入側(cè)傘齒輪9a、 9b、第一差動輸入軸5a及第二差 動輸入軸5b等，分別作為旋轉(zhuǎn)力O、 O'傳送到固定在第一差動輸入軸5a以及第二差動輸 入軸5b上的蝸輪lla、 llb。其中，旋轉(zhuǎn)力O'，如圖4 (c)所示，通過第二蝸輪llb與 第二蝸桿12b的嚙合部，使蝸桿12b產(chǎn)生并進(jìn)力P'。此時，若該并進(jìn)力P'為必要以上的 力，則蝸桿12b在軸線L3b方向滑動，通過配置在其兩端的彈簧16b的彈性作用來吸收 緩和該力。另外，蝸輪lla對旋轉(zhuǎn)力O的吸收緩和動作與前面說明的第一例(圖3 (c)) 相同，因此省略其說明。
此外，在碰撞轉(zhuǎn)矩T被卸去后，與第一例相同，通過由第一彈簧16a、第二彈簧16b
13的壓縮復(fù)原力產(chǎn)生的第一蝸桿12a、第二蝸桿12b的定中心作用，蝸桿12a、 12b自動回 到原來的嚙合位置，由此，第二臂2相對于第一臂1自動恢復(fù)到碰撞前的姿勢。
另外，在此，作為碰撞力的吸收緩和動作，用第一例和第二例進(jìn)行了說明，但本發(fā)明 并不限定于此。例如，在碰撞力和碰撞轉(zhuǎn)矩同時被施加的情況下，也能通過相同的動作來 吸收緩和沖擊力以及沖擊轉(zhuǎn)矩。
在通過后述的碰撞檢測方法檢測出第二臂2與外部的人或物體的碰撞，并停止驅(qū)動源 21a、 21b (切斷對馬達(dá)的通電)的情況下，通過齒輪等而與馬達(dá)連結(jié)的蝸桿12a、 12b上 暫時有旋轉(zhuǎn)力在起作用。這是因為馬達(dá)具有慣性能量。但是，此時，由于蝸桿12a、 12b 一邊旋轉(zhuǎn)一邊沿軸線L3a、 L3b滑動，因此馬達(dá)的慣性能量通過配置在蝸桿12a、 12b兩 端的彈簧16a、 16b的彈性作用而被吸收緩和。其結(jié)果，能夠防止由于馬達(dá)的慣性而增加 施加給碰撞對方的力。
此外，如圖5所示，也可以在蝸桿12a (b)與驅(qū)動軸14a (b)之間裝入作為速度阻 力部件(speed reduction member)的粘性物質(zhì)32。作為粘性物質(zhì)32，最好能利用凝膠狀 的物質(zhì)或高粘性的油狀物質(zhì)。粘性物質(zhì)32是產(chǎn)生與驅(qū)動軸14a (b)和蝸桿12a (b)之 間的相對速度相適應(yīng)的阻力的物質(zhì)。通過采用這樣的結(jié)構(gòu)，在機(jī)械手接觸或碰撞到外部的 人或物體時，除了利用彈簧16a (b)產(chǎn)生的彈性作用外，還能夠利用粘性物質(zhì)32的粘性 產(chǎn)生的能量耗散作用來吸收緩和該碰撞力。此外，由于碰撞力F或碰撞轉(zhuǎn)矩T等卸去時， 彈簧16a (b)中積蓄的彈性能量不會瞬時釋放，因此具有更安全的優(yōu)點。
以下，參照圖6 (a)、 (b)，對機(jī)械手的關(guān)節(jié)的碰撞檢測動作進(jìn)行說明。圖6 (a)、 (b) 是說明使用了為了控制本發(fā)明第一實施例的機(jī)械手的關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)角度而設(shè)置的第一軸旋 轉(zhuǎn)角度傳感器30a和第二軸旋轉(zhuǎn)角度傳感器30b的碰撞檢測動作的流程圖。
圖6 (a)是表示碰撞檢測動作的第一例的流程圖。如圖6 (a)所示，首先對機(jī)械手 的輸入部24輸入目標(biāo)值等操作指令(步驟SIOO)。
接著，控制裝置23基于從輸入部24得到的操作指令信息，和從與第一及第二差動輸 入軸5a、5b的端部連結(jié)而結(jié)合的第一軸旋轉(zhuǎn)角度傳感器30a及第二軸旋轉(zhuǎn)角度傳感器30b 得到的各差動輸入軸5a、 5b的旋轉(zhuǎn)角度信息(旋轉(zhuǎn)角度、旋轉(zhuǎn)角速度等)，來驅(qū)動控制機(jī) 械手的關(guān)節(jié)的驅(qū)動源21a、 21b (步驟S102)。
接著，控制裝置23根據(jù)設(shè)置在機(jī)械手關(guān)節(jié)的差動輸入軸5a、 5b上的軸旋轉(zhuǎn)角度傳感 器30a、 30b的輸出值，計算并監(jiān)視第一差動輸入軸5a、第二差動輸入軸5b各自的旋轉(zhuǎn) 角加速度A6a、 A9b (步驟S104)。
14接著，控制裝置23判斷上述旋轉(zhuǎn)角加速度A6a或A6b是否在閾值以上(歩驟S106)。 如果旋轉(zhuǎn)角加速度A6a或A0b超過閾值，控制裝置23判斷與外部的人或物體"有碰撞"， 立即停止機(jī)械手的關(guān)節(jié)的驅(qū)動源21a、 21b的驅(qū)動(歩驟SllO)。另一方面，如果上述旋 轉(zhuǎn)角加速度A6a及A6b都不超過閾值，控制裝置23判斷與外部的人或物體"沒有碰撞"。
另外，較為理想的是，將該閾值設(shè)定為根據(jù)驅(qū)動源21a、 21b的最大輸出、以及從驅(qū) 動源21a、 21b的各馬達(dá)到差動輸入軸5a、 5b之間的動力傳送系統(tǒng)的減速比而計算的差 動輸入軸5a、 5b的最大旋轉(zhuǎn)角加速度以上的值。當(dāng)機(jī)械手在動作中接觸或碰撞了人或物 體時，在第一差動輸入軸5a以及第二差動輸入軸5b產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)角加速度，與通常驅(qū)動機(jī) 械手時產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)角加速度相比變得非常大。因此，通過進(jìn)行上述那樣的閾值設(shè)定，能夠 可靠地檢測碰撞。
此外，控制裝置23在判斷出"沒有碰撞"時，根據(jù)第一軸旋轉(zhuǎn)角度傳感器30a以及第 二軸旋轉(zhuǎn)角度傳感器30b的輸出值，判斷操作指令是否已被滿足。如果操作指令己被滿足， 則停止機(jī)械手的關(guān)節(jié)的驅(qū)動源21a、 21b的驅(qū)動，停止動作(步驟S110)。另一方面，如 果操作指令未被滿足，則返回步驟S102，繼續(xù)進(jìn)行關(guān)節(jié)的驅(qū)動控制。
圖6 (b)是表示碰撞檢測動作的第二例的流程圖。在該第二例中，如圖6 (b)所示， 首先對機(jī)械手的輸入部24輸入目標(biāo)值等操作指令(步驟S200)。
接著，控制裝置23基于從輸入部24得到的操作指令信息，和從設(shè)置在機(jī)械手的關(guān)節(jié) 的差動輸入軸5a、 5b上的軸旋轉(zhuǎn)角度傳感器30a、 30b得到的各軸的旋轉(zhuǎn)角度信息(旋 轉(zhuǎn)角度、旋轉(zhuǎn)角速度等)，來驅(qū)動控制機(jī)械手的關(guān)節(jié)的驅(qū)動源21a、 21b (步驟S202)。
接著，控制裝置23根據(jù)設(shè)置在機(jī)械手關(guān)節(jié)的差動輸入軸5a、 5b上的軸旋轉(zhuǎn)角度傳感 器30a、 30b的輸出值，計算并監(jiān)視第一差動輸入軸5a、第二差動輸入軸5b各自的關(guān)節(jié) 角度變位A0a、 A6b (步驟S204)。
接著，控制裝置23根據(jù)軸旋轉(zhuǎn)角度傳感器30a、 30b的輸出值判斷操作指令是否已被 滿足(步驟S206)。此時，如果判斷出操作指令已被滿足，控制裝置23停止機(jī)械手的關(guān) 節(jié)的驅(qū)動源21a、 21b的驅(qū)動，停止動作(步驟S210)。
另一方面，如果判斷出操作指令未被滿足，控制裝置23判斷上述旋轉(zhuǎn)角度變位Aea、 A6b的至少其中之一是否在一定時間為零(步驟S208)。如果上述旋轉(zhuǎn)角度變位A6a、 A0b的至少其中之一在一定時間為零，控制裝置23則判斷與外部的人或物體"有碰撞"， 立即停止機(jī)械手的關(guān)節(jié)的驅(qū)動源21a、 21b的驅(qū)動(步驟S210)。另一方面，如果上述旋 轉(zhuǎn)角度變位A9a及A6b兩者在一定時間都不為零，則判斷與外部的人或物體的"沒有碰
15撞"，返回步驟S202，繼續(xù)進(jìn)行關(guān)節(jié)的驅(qū)動控制。
當(dāng)機(jī)械手在動作中接觸或碰撞到人或物體時，第一差動輸入軸5a、第二差動輸入軸 5b的旋轉(zhuǎn)受到接觸物限制，其旋轉(zhuǎn)角度變位Aea、 A0b的至少其中之一變?yōu)榱?。因此?通過監(jiān)視上述旋轉(zhuǎn)角度變位，能夠檢測碰撞。另外，在此，作為監(jiān)視對象采用關(guān)節(jié)角度變 位A6a、 A6b，但由同樣的原理，也可以將監(jiān)視對象換成關(guān)節(jié)角速度V9a、 VSb。
如上所述，根據(jù)本實施例，在機(jī)械手接觸或碰撞到人或建筑物等外部物體的情況下， 通過受到被彈性支撐的蝸桿在其旋轉(zhuǎn)軸方向上并進(jìn)，能夠迅速且有彈性地吸收緩和沖擊 力。
此外，根據(jù)本實施例，由于能夠?qū)榱藱C(jī)械手的關(guān)節(jié)角度控制而設(shè)置的軸旋轉(zhuǎn)角度傳 感器作為碰撞檢測傳感器來利用，因此能夠根據(jù)傳感器的輸出值來判斷是否有接觸或碰 撞。由此，不需要用于檢測碰撞的特別的傳感器，從而能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械手的低成本化和輕量 化，并且能夠進(jìn)行迅速的碰撞檢測。此外，由于本實施例的機(jī)械手具有從兩個驅(qū)動源分別 輸入有驅(qū)動力的差動齒輪機(jī)構(gòu)，因此能夠在確保軸轉(zhuǎn)矩的同時實現(xiàn)機(jī)械手的小型化。
另外，在本實施例中，蝸桿12a、 12b以相對于驅(qū)動軸14a、 14b允許在軸方向移動 的狀態(tài)而結(jié)合，但本發(fā)明并不限定于此。例如，也可以采用這樣一種結(jié)構(gòu)，將蝸桿12a、 12b剛性結(jié)合使其相對于驅(qū)動軸不能位移，而驅(qū)動軸14a、 14b自身能在其軸方向L3a、 L3b方向并進(jìn)。另外，在此情況下，可以根據(jù)驅(qū)動軸14a、 14b的并進(jìn)沖程(movement stroke),決定齒輪19a、 19b的軸方向的齒寬。這樣，即使驅(qū)動軸14a、 14b發(fā)生了位移， 也能維持齒輪19a、 19b與齒輪20a、 20b的嚙合狀態(tài)。
另外，在本實施例中，對機(jī)械手自身與外部的人或物體的接觸或碰撞進(jìn)行了說明，但 本發(fā)明并不限定于此。例如，在機(jī)械手進(jìn)行的物品的載置動作中，對在物品放置時因與地 板等的接觸而作用于物品的沖擊力(外力)，也能用機(jī)械手的關(guān)節(jié)來進(jìn)行吸收緩和。由此， 也能夠防止放置動作時產(chǎn)生的物品破損。
此外，本實施例的機(jī)械手例如能夠作為多關(guān)節(jié)臂或手等各種機(jī)械手的關(guān)節(jié)來使用。因 此，具有能夠提供更為安全的機(jī)械手或具備該機(jī)械手的機(jī)器人的優(yōu)點。另外，作為機(jī)器人 不做特別限定，除了產(chǎn)業(yè)用的機(jī)器人之外，還可以舉出例如智能機(jī)器人、醫(yī)療/福利機(jī)器人、 家政機(jī)器人等各種機(jī)器人。
(第二實施例)
接著，參照圖7、 8對本發(fā)明第二實施例的機(jī)械手進(jìn)行說明。圖7是本發(fā)明第二實施
16例的機(jī)械手的關(guān)節(jié)的概要剖視圖，圖8是說明該機(jī)械手的關(guān)節(jié)的碰撞檢測動作的流程圖。
圖7所示的機(jī)械手的關(guān)節(jié)，在第一實施例的驅(qū)動源21a、 21b的輸出軸22a、 22b的 相反側(cè)還設(shè)置了用來測量馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)角度信息(旋轉(zhuǎn)角度、旋轉(zhuǎn)角速度等)的驅(qū)動旋轉(zhuǎn)角 度傳感器25a、 25b，其他的結(jié)構(gòu)與第一實施例相同。
在本實施例中，控制裝置23除了基于從輸入部24得到的操作指令信息，和從與機(jī)械 手關(guān)節(jié)的差動輸入軸5a、 5b連結(jié)而結(jié)合的軸旋轉(zhuǎn)角度傳感器30a、 30b得到的各軸的旋 轉(zhuǎn)角度信息(旋轉(zhuǎn)角度、旋轉(zhuǎn)角速度等)之外，還基于從第一驅(qū)動旋轉(zhuǎn)角度傳感器25a、 第二驅(qū)動旋轉(zhuǎn)角度傳感器25b得到的各馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)角度信息(旋轉(zhuǎn)角度、旋轉(zhuǎn)角速度等)， 來執(zhí)行各種程序，并通過馬達(dá)驅(qū)動器(未圖示)驅(qū)動控制驅(qū)動源21a、 21b。通過以此方 式在驅(qū)動源21a、 21b的驅(qū)動控制中也使用從驅(qū)動旋轉(zhuǎn)角度傳感器25a、 25b得到的各馬 達(dá)的旋轉(zhuǎn)角度信息，能夠進(jìn)行精度更高的機(jī)械手的關(guān)節(jié)的驅(qū)動控制。
另外，驅(qū)動旋轉(zhuǎn)角度傳感器25a、 25b可以使用例如，具有電阻元件和滑動頭的電位 計、具有編碼盤和光傳感器的光學(xué)編碼器、使用霍爾元件或磁阻元件和NS兩極磁化的旋 轉(zhuǎn)磁體的磁氣編碼器等。尤其是，由于光學(xué)編碼器或磁氣編碼器的輸出為數(shù)字信號，因此 能夠抗噪聲，并能檢測旋轉(zhuǎn)角度和旋轉(zhuǎn)角速度。此外，在電位計的情況下，較為理想的是 使用例如傳導(dǎo)性的(導(dǎo)電)塑料型電位計。傳導(dǎo)性的塑料型電位計的角度分辨率較高，耐 磨損性好，高速跟蹤性也比較好。
關(guān)于機(jī)械手的關(guān)節(jié)對機(jī)械手與外部的人或物體的接觸及碰撞的碰撞力的吸收緩和動 作，與第一實施例相同，因此省略其說明。在本實施例中，僅對作為不同點的該機(jī)械手的 關(guān)節(jié)的碰撞檢測動作，用圖8來進(jìn)行說明。以下，對與第一實施例相同的結(jié)構(gòu)要素，標(biāo)注 相同符號加以說明。
以下，參照圖8對機(jī)械手的關(guān)節(jié)的碰撞檢測動作進(jìn)行說明。圖8是說明使用為了控制 本發(fā)明第二實施例的機(jī)械手的關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)角度而設(shè)置的軸旋轉(zhuǎn)角度傳感器30a、 30b以及 驅(qū)動旋轉(zhuǎn)角度傳感器25a、 25b的碰撞檢測動作的流程圖。
如圖8所示，首先對機(jī)械手的輸入部24輸入目標(biāo)值等操作指令(步驟S300)。
接著，控制裝置23基于從輸入部24得到的操作指令信息，從與機(jī)械手的關(guān)節(jié)的差動 輸入軸5a、 5b的端部連結(jié)而結(jié)合的軸旋轉(zhuǎn)角度傳感器30a、 30b得到的各軸的旋轉(zhuǎn)角度 信息(旋轉(zhuǎn)角度、旋轉(zhuǎn)角速度等)，以及從驅(qū)動旋轉(zhuǎn)角度傳感器25a、 25b得到的各馬達(dá)的 旋轉(zhuǎn)角度信息(旋轉(zhuǎn)角度、旋轉(zhuǎn)角速度等)，來驅(qū)動控制驅(qū)動源21a、 21b (步驟S302)。
接著，控制裝置23基于從驅(qū)動旋轉(zhuǎn)角度傳感器25a、 25b得到的各馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)角度信
17息，和在從各馬達(dá)到差動輸入軸5a、 5b之間設(shè)置的動力傳送系統(tǒng)的減速比，計算差動輸 入軸5a、 5b的驅(qū)動旋轉(zhuǎn)角度eam、 0bm作為比較用旋轉(zhuǎn)角度(步驟S304)。
接著，控制裝置23監(jiān)視上述計算出的驅(qū)動旋轉(zhuǎn)角度eam、 ebm與從軸旋轉(zhuǎn)角度傳感 器30a、 30b得到的實際旋轉(zhuǎn)角度的差(步驟S306)。
接著，控制裝置23判斷差(ea—eam)、 (6b — ebm)的至少其中之一是否為零(歩驟 S308)。此時，如果差(ea—0am)、 (eb — ebm)的至少其中之一不為零，控制裝置23判斷 機(jī)械手與外部的人或物體"有碰撞"，立即停止機(jī)械手的關(guān)節(jié)的驅(qū)動源21a、 21b的驅(qū)動(歩 驟S312)。
另一方面，如果差(ea—eam)及(eb—ebm)兩者都為零，控制裝置23判斷與外部的人 或物體"沒有碰撞"，接著，進(jìn)入操作指令是否已被滿足的判斷(歩驟S310)。
如果判斷出操作指令已被滿足，則停止機(jī)械手的關(guān)節(jié)的驅(qū)動源21a、 21b的驅(qū)動，停 止動作(步驟S312)。另一方面，如果判斷出操作指令未被滿足，則再次返回步驟S302， 繼續(xù)進(jìn)行關(guān)節(jié)的驅(qū)動控制。
當(dāng)機(jī)械手在動作中接觸或碰撞到外部的人或物體時，差動輸入軸5a、 5b的旋轉(zhuǎn)受到 外部的人或物體的限制。即，從軸旋轉(zhuǎn)角度傳感器30a、 30b輸出的差動輸入軸5a、 5b 的實際旋轉(zhuǎn)角度0a、 6b的至少其中之一被限制在碰撞時的角度。此時，在被限制在碰撞 時的角度的差動輸入軸5a、 5b上固定的蝸輪lla、 lib的旋轉(zhuǎn)也受到限制。與該蝸輪lla、 lib嚙合的蝸桿12a、 12b，由于能夠沿軸線L3a、 L3b滑動，因此一邊進(jìn)行并進(jìn)一邊繼 續(xù)旋轉(zhuǎn)。此時，驅(qū)動蝸桿12a、 12b的驅(qū)動源21a、 21b的各馬達(dá)也繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。其結(jié)果， 驅(qū)動旋轉(zhuǎn)角度eam、 6bm的至少其中之一變?yōu)榕c實際旋轉(zhuǎn)角度6a、 6b不同的值，其差(0a —6am)、 (eb —ebm)的至少其中之一也變?yōu)榱阋酝獾闹?。因此，通過監(jiān)視該差(6a—eam)、
(eb—ebm)，能夠檢測碰撞。
如上所述，根據(jù)本實施例，與第一實施例相同，能夠?qū)榱藱C(jī)械手的關(guān)節(jié)角度控制用 而設(shè)置的軸旋轉(zhuǎn)角度傳感器、驅(qū)動旋轉(zhuǎn)角度傳感器兼用作碰撞檢測傳感器，能夠使用其輸 出值來判斷是否有碰撞。由此，不需要用于檢測碰撞的特別的傳感器，能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械手的 低成本化和輕量化，并能夠進(jìn)行迅速的碰撞檢測。
另外，本實施例的機(jī)械手與第一實施例相同，例如能夠作為多關(guān)節(jié)臂或手等各種機(jī)械 手的關(guān)節(jié)使用。因此，具有能夠提供更為安全的機(jī)械手和具備該機(jī)械手的機(jī)器人的優(yōu)點。 另外，作為機(jī)器人不做特別限定，除了產(chǎn)業(yè)用的機(jī)器人之外，例如可以舉出智能機(jī)器人、 醫(yī)療/福利機(jī)器人、家政機(jī)器人等各種機(jī)器人。
18實施例的概要 將上面的實施例歸納如下。
(1) 在本實施例中，當(dāng)機(jī)械手接觸或碰撞到人或建筑物等外部物體時，通過受到被 彈性支撐的蝸桿在其旋轉(zhuǎn)軸方向上并進(jìn)，能夠迅速且彈性地吸收緩和碰撞力。此外，通過 將為了機(jī)械手的關(guān)節(jié)角度控制用而設(shè)置的軸旋轉(zhuǎn)角度傳感器兼用作碰撞檢測傳感器，能夠 實現(xiàn)機(jī)械手的低成本化和輕量化，并能夠進(jìn)行迅速的碰撞檢測。此外，在本實施例中，由 于包括差動齒輪機(jī)構(gòu)，所以能夠在確保軸轉(zhuǎn)矩的同時實現(xiàn)機(jī)械手的小型化。
(2) 上述機(jī)械手還包括支撐上述第一及第二差動輸入軸和上述差動輸出軸分別可旋 轉(zhuǎn)的中間連桿，上述第一差動輸入軸和上述第二差動輸入軸被互相設(shè)置在同一直線上，上
述差動齒輪機(jī)構(gòu)具有固定在上述第一差動輸入軸上、由上述蝸輪驅(qū)動的第一輸入側(cè)傘齒 輪，固定在上述第二差動輸入軸上、由上述蝸輪驅(qū)動的第二輸入側(cè)傘齒輪，和與上述第一 及第二輸入側(cè)傘齒輪嚙合的從動側(cè)傘齒輪。
根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，當(dāng)機(jī)械手接觸或碰撞到人或建筑物等外部物體時，通過受到被彈性 支撐的蝸桿在其旋轉(zhuǎn)軸方向上并進(jìn)，能夠迅速且彈性地吸收緩和碰撞力。此外，通過將為 了機(jī)械手的關(guān)節(jié)角度控制而設(shè)置的軸旋轉(zhuǎn)角度傳感器兼用作碰撞檢測傳感器，能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī) 械臂的低成本化和輕量化，并能夠進(jìn)行迅速的碰撞檢測。
(3) 上述機(jī)械手還包括設(shè)置在上述第一連桿上、用來旋轉(zhuǎn)驅(qū)動上述第一傳動部的蝸 桿的第一驅(qū)動源和設(shè)置在上述第一連桿上、用來旋轉(zhuǎn)驅(qū)動上述第二傳動部的蝸桿的第二驅(qū) 動源，上述控制裝置根據(jù)上述第一及第二軸旋轉(zhuǎn)角度傳感器的輸出信號，驅(qū)動控制上述第 一及第二驅(qū)動源。
(4) 上述控制裝置基于從上述第一軸旋轉(zhuǎn)角度傳感器的輸出信號得到的上述第一差 動輸入軸的旋轉(zhuǎn)角加速度A6a和從上述第二軸旋轉(zhuǎn)角度傳感器的輸出信號得到的上述第 二差動輸入軸的旋轉(zhuǎn)角加速度A6b的至少其中之一，是否在通常動作時上述第一差動輸入 軸或上述第二差動輸入軸能夠產(chǎn)生的最大旋轉(zhuǎn)角加速度以上，檢測上述第一連桿或上述第 二連桿是否受到了外力。
在這樣的結(jié)構(gòu)中，當(dāng)機(jī)械手受到了外力時，在第一及第二差動輸入軸產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)角加 速度與通常驅(qū)動機(jī)械手時在該差動輸入軸產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)角加速度相比，變得非常大。因此， 根據(jù)第一及第二差動輸入軸的旋轉(zhuǎn)角加速度A9a、 A9b的至少其中之一是否在通常動作時 差動輸入軸能夠產(chǎn)生的最大旋轉(zhuǎn)角加速度以上，能夠可靠并且迅速地檢測碰撞。
(5) 上述控制裝置基于從上述第一軸旋轉(zhuǎn)角度傳感器的輸出信號得到的上述第一差
19動輸入軸的旋轉(zhuǎn)角度變位Aea和從上述第二軸旋轉(zhuǎn)角度傳感器的輸出信號得到的上述第
二差動輸入軸的旋轉(zhuǎn)角度變位Aeb的至少其中之一是否為零，檢測上述第一連桿或上述第 二連桿是否受到了外力。
在這樣的結(jié)構(gòu)中，若機(jī)械手受到了外力，則差動輸入軸的旋轉(zhuǎn)受到外部的人或物體的
限制。因此，其旋轉(zhuǎn)角度變位ASa、 A6b的至少其中之一變?yōu)榱?。因此，根?jù)旋轉(zhuǎn)角度變 位A6a、 A6b的至少其中之一是否為零，能夠可靠地檢測碰撞。
(6) 上述控制裝置基于從上述第一軸旋轉(zhuǎn)角度傳感器的輸出信號得到的上述第一差 動輸入軸的旋轉(zhuǎn)角速度V9a和從上述第二軸旋轉(zhuǎn)角度傳感器的輸出信號得到的上述第二 差動輸入軸的旋轉(zhuǎn)角速度V6b的至少其中之一是否為零，檢測上述第一連桿或上述第二連 桿是否受到了外力。
在這樣的結(jié)構(gòu)中，若機(jī)械手受到了外力，則差動輸入軸的旋轉(zhuǎn)受到外部的人或物體的
限制，因此其旋轉(zhuǎn)角速度vea、 veb的至少其中之一變?yōu)榱?。因此，根?jù)旋轉(zhuǎn)角速度vea、 veb的至少其中之一是否為零，能夠可靠地檢測碰撞。
(7) 上述機(jī)械手還包括產(chǎn)生與上述蝸桿的軸方向的移動速度相適應(yīng)的阻力的速度阻
力部件。
根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，由于在機(jī)械手與外部物體接觸或碰撞而導(dǎo)致蝸桿在旋轉(zhuǎn)軸方向并進(jìn) 時，也能利用由速度阻力部件產(chǎn)生的能量耗散作用，因此能夠更好地吸收碰撞力。
(8) 機(jī)械手包括第一連桿；第二連桿；可旋轉(zhuǎn)地被支撐在上述第一連桿中的第一 差動輸入軸及第二差動輸入軸；可旋轉(zhuǎn)地被支撐在上述第二連桿中的差動輸出軸；根據(jù)上 述第一及第二差動輸入軸的旋轉(zhuǎn)速度的和或者差，讓上述差動輸出軸繞垂直的兩個軸旋轉(zhuǎn) 的差動齒輪機(jī)構(gòu)；在旋轉(zhuǎn)軸的并進(jìn)方向移動自如地被彈性地保持在指定位置并可旋轉(zhuǎn)的第 一蝸桿；固定在上述第一差動輸入軸上，與上述第一蝸桿嚙合的第一蝸輪；設(shè)置在上述第 一連桿上，用來旋轉(zhuǎn)驅(qū)動上述第一蝸桿的第一驅(qū)動源；在旋轉(zhuǎn)軸的并進(jìn)方向移動自如地被 彈性地保持在指定位置并可旋轉(zhuǎn)的第二蝸桿；固定在上述第二差動輸入軸上，與上述第二 蝸桿嚙合的第二蝸輪；設(shè)置在上述第一連桿上，用來旋轉(zhuǎn)驅(qū)動上述第二蝸桿的第二驅(qū)動源； 檢測上述第一差動輸入軸的旋轉(zhuǎn)角度信息的第一軸旋轉(zhuǎn)角度傳感器；檢測上述第二差動輸 入軸的旋轉(zhuǎn)角度信息的第二軸旋轉(zhuǎn)角度傳感器；檢測上述第一驅(qū)動源的旋轉(zhuǎn)角度信息的第 一驅(qū)動旋轉(zhuǎn)角度傳感器；檢測上述第二驅(qū)動源的旋轉(zhuǎn)角度信息的第二驅(qū)動旋轉(zhuǎn)角度傳感 器；以及基于上述第一或第二軸旋轉(zhuǎn)角度傳感器的輸出信號和上述第一或第二驅(qū)動旋轉(zhuǎn)角 度傳感器的輸出信號，檢測上述第一連桿或上述第二連桿是否受到了外力的控制裝置；其
20中，上述第一或第二蝸桿根據(jù)上述第一連桿或上述第二連桿受到的外力而并進(jìn)。
根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，當(dāng)機(jī)械手接觸或碰撞到人或建筑物等外部物體時，通過受到被彈性 支撐的蝸桿在其旋轉(zhuǎn)軸方向上并進(jìn)，能夠迅速且彈性地吸收緩和碰撞力。此外，將為了機(jī) 械手的關(guān)節(jié)角度控制用而設(shè)置的軸旋轉(zhuǎn)角度傳感器以及驅(qū)動旋轉(zhuǎn)角度傳感器兼用作碰撞 檢測傳感器，能夠使用其輸出值判斷是否發(fā)生了碰撞。由此，不需要用于檢測碰撞的特別 的傳感器，能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械手的低成本化和輕量化，并能夠進(jìn)行迅速的碰撞檢測。
(9)上述控制裝置基于從上述第一軸旋轉(zhuǎn)角度傳感器的輸出信號得到的上述第一差
動輸入軸的實際旋轉(zhuǎn)角度ea與從上述第一驅(qū)動旋轉(zhuǎn)角度傳感器的輸出信號得到的上述第
一差動輸入軸的比較用旋轉(zhuǎn)角度earn的差(6a—eam)，和從上述第二軸旋轉(zhuǎn)角度傳感器的
輸出信號得到的上述第二差動輸入軸的實際旋轉(zhuǎn)角度eb與從上述第二驅(qū)動旋轉(zhuǎn)角度傳感 器的輸出信號得到的上述第二差動輸入軸的比較用旋轉(zhuǎn)角度ebm的差(eb—ebm)的至少 其中之一是否為零，檢測上述第一連桿或上述第二連桿是否受到了外力。
根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，當(dāng)機(jī)械手在動作中接觸或碰撞到外部物體時，若差動輸入軸的旋轉(zhuǎn) 受到外部物體的限制，則從固定在差動輸入軸上的軸旋轉(zhuǎn)角度傳感器得到的差動輸入軸各 自的旋轉(zhuǎn)角度ea、 eb的至少其中之一被限制為碰撞時的角度。此時，在被限制為碰撞時 的角度的差動輸入軸上固定的蝸輪的旋轉(zhuǎn)也受到限制，但由于與其嚙合的蝸桿能沿著其旋 轉(zhuǎn)軸滑動，所以一邊進(jìn)行并進(jìn)一邊繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。此時，驅(qū)動蝸桿的各個驅(qū)動源也繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。
其結(jié)果是，驅(qū)動旋轉(zhuǎn)角度eam、 6bm的至少其中之一變?yōu)榕c旋轉(zhuǎn)角度ea、 9b不同的值， 由于其差值(6a — eam)、 (9b —ebm)的至少其中之一也變?yōu)榱阋酝獾闹担虼四軌驒z測碰 撞。
根據(jù)以上所述的本實施例，對與外部的人或物體的接觸及碰撞的響應(yīng)性較好，能夠迅 速地吸收緩和碰撞力。此外，由于不需要用于檢測碰撞的特殊的傳感器，所以能夠提供低 成本、輕量并且小型化的機(jī)械手。
產(chǎn)業(yè)上的利用可能性
本發(fā)明涉及的機(jī)械手對碰撞的響應(yīng)性較好，迅速并且彈性地吸收緩和碰撞力，不需要 用于檢測碰撞的特殊的傳感器，作為低成本、輕量并且小型化的機(jī)械手的關(guān)節(jié)是有用的。
2權(quán)利要求
1.一種機(jī)械手，其特征在于包括第一連桿；第二連桿；第一差動輸入軸及第二差動輸入軸，可旋轉(zhuǎn)地被支撐在所述第一連桿上；差動輸出軸，可旋轉(zhuǎn)地被支撐在所述第二連桿上；差動齒輪機(jī)構(gòu)，根據(jù)所述第一及第二差動輸入軸的旋轉(zhuǎn)速度的和或者差，讓所述差動輸出軸繞垂直的兩個軸旋轉(zhuǎn)；第一傳動部，向所述第一差動輸入軸傳送驅(qū)動力；第二傳動部，向所述第二差動輸入軸傳送驅(qū)動力；第一軸旋轉(zhuǎn)角度傳感器，檢測所述第一差動輸入軸的旋轉(zhuǎn)角度信息；第二軸旋轉(zhuǎn)角度傳感器，檢測所述第二差動輸入軸的旋轉(zhuǎn)角度信息；以及控制裝置，基于所述第一或第二軸旋轉(zhuǎn)角度傳感器的輸出信號，檢測所述第一連桿或所述第二連桿是否受到了外力；其中，所述第一及第二傳動部，分別具備在旋轉(zhuǎn)軸的并進(jìn)方向移動自如地被彈性地保持在指定位置并可旋轉(zhuǎn)的蝸桿，和與該蝸桿嚙合的蝸輪；所述蝸桿，具有根據(jù)所述第一連桿或所述第二連桿受到的外力而并進(jìn)移動的結(jié)構(gòu)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械手，其特征在于還包括分別可旋轉(zhuǎn)地支撐所述第一及 第二差動輸入軸和所述差動輸出軸的中間連桿；其中，所述第一差動輸入軸和所述第二差動輸入軸，被互相設(shè)置在同一直線上， 所述差動齒輪機(jī)構(gòu)，具有被固定在所述第一差動輸入軸上由所述蝸輪驅(qū)動的第一輸入側(cè)傘齒輪、被固定在所述第二差動輸入軸上由所述蝸輪驅(qū)動的第二輸入側(cè)傘齒輪以及與所述第一及第二輸入側(cè)傘齒輪嚙合的從動側(cè)傘齒輪。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的機(jī)械手，其特征在于還包括第一驅(qū)動源，被設(shè)置在所述第一連桿上，用來旋轉(zhuǎn)驅(qū)動所述第一傳動部的蝸桿；和 第二驅(qū)動源，被設(shè)置在所述第一連桿上，用來旋轉(zhuǎn)驅(qū)動所述第二傳動部的蝸桿；其中， 所述控制裝置，根據(jù)所述第一及第二軸旋轉(zhuǎn)角度傳感器的輸出信號，驅(qū)動控制所述第一及第二驅(qū)動源。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的機(jī)械手，其特征在于所述控制裝置，基于從所述第一軸旋轉(zhuǎn)角度傳感器的輸出信號得到的所述第一差動輸入軸的旋轉(zhuǎn)角加速度A6a和從所述第二 軸旋轉(zhuǎn)角度傳感器的輸出信號得到的所述第二差動輸入軸的旋轉(zhuǎn)角加速度A6b的至少其 中之一，是否在通常動作時所述第一差動輸入軸或所述第二差動輸入軸能夠產(chǎn)生的最大旋 轉(zhuǎn)角加速度以上，檢測所述第一連桿或所述第二連桿是否受到了外力。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的機(jī)械手，其特征在于所述控制裝置，基于從所述第一軸旋 轉(zhuǎn)角度傳感器的輸出信號得到的所述第一差動輸入軸的旋轉(zhuǎn)角度變位Aea和從所述第二 軸旋轉(zhuǎn)角度傳感器的輸出信號得到的所述第二差動輸入軸的旋轉(zhuǎn)角度變位Aeb的至少其 中之一是否為零，檢測所述第一連桿或所述第二連桿是否受到了外力。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的機(jī)械手，其特征在于所述控制裝置，基于從所述第一軸旋 轉(zhuǎn)角度傳感器的輸出信號得到的所述第一差動輸入軸的旋轉(zhuǎn)角速度V9a和從所述第二軸旋轉(zhuǎn)角度傳感器的輸出信號得到的所述第二差動輸入軸的旋轉(zhuǎn)角速度veb的至少其中之 一是否為零，檢測所述第一連桿或所述第二連桿是否受到了外力。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的機(jī)械手，其特征在于還包括產(chǎn)生與所述蝸桿的軸方向的移動速度相適應(yīng)的阻力的速度阻力部件。
8. —種機(jī)械手，其特征在于包括第一連桿； 第二連桿；第一差動輸入軸及第二差動輸入軸，可旋轉(zhuǎn)地被支撐在所述第一連桿上； 差動輸出軸，可旋轉(zhuǎn)地被支撐在所述第二連桿上；差動齒輪機(jī)構(gòu)，根據(jù)所述第一及第二差動輸入軸的旋轉(zhuǎn)速度的和或者差，讓所述差動輸出軸繞垂直的兩個軸旋轉(zhuǎn)；第一蝸桿，在旋轉(zhuǎn)軸的并進(jìn)方向移動自如地被彈性地保持在指定位置并可旋轉(zhuǎn)；第一蝸輪，被固定在所述第一差動輸入軸上，與所述第一蝸桿嚙合；第一驅(qū)動源，被設(shè)置在所述第一連桿上，用來旋轉(zhuǎn)驅(qū)動所述第一蝸桿； 第二蝸桿，在旋轉(zhuǎn)軸的并進(jìn)方向移動自如地被彈性地保持在指定位置并可旋轉(zhuǎn)； 第二蝸輪，被固定在所述第二差動輸入軸上，與所述第二蝸桿嚙合； 第二驅(qū)動源，被設(shè)置在所述第一連桿上，用來旋轉(zhuǎn)驅(qū)動所述第二蝸桿； 第一軸旋轉(zhuǎn)角度傳感器，檢測所述第一差動輸入軸的旋轉(zhuǎn)角度信息； 第二軸旋轉(zhuǎn)角度傳感器，檢測所述第二差動輸入軸的旋轉(zhuǎn)角度信息； 第一驅(qū)動旋轉(zhuǎn)角度傳感器，檢測所述第一驅(qū)動源的旋轉(zhuǎn)角度信息； 第二驅(qū)動旋轉(zhuǎn)角度傳感器，檢測所述第二驅(qū)動源的旋轉(zhuǎn)角度信息；以及 控制裝置，基于所述第一或第二軸旋轉(zhuǎn)角度傳感器的輸出信號和所述第一或第二驅(qū)動旋轉(zhuǎn)角度傳感器的輸出信號，檢測所述第一連桿或所述第二連桿是否受到了外力；其中， 所述第一蝸桿或所述第二蝸桿，具有根據(jù)所述第一連桿或所述第二連桿受到的外力而并進(jìn)的結(jié)構(gòu)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的機(jī)械手，其特征在于還包括分別可旋轉(zhuǎn)地支撐所述第一及 第二差動輸入軸和所述差動輸出軸的中間連桿；其中，所述第一差動輸入軸和所述第二差動輸入軸，被互相設(shè)置在同一直線上， 所述差動齒輪機(jī)構(gòu)，具有被固定在所述第一差動輸入軸上由所述蝸輪驅(qū)動的第一輸入側(cè)傘齒輪、被固定在所述第二差動輸入軸上由所述蝸輪驅(qū)動的第二輸入側(cè)傘齒輪以及與所述第一及第二輸入側(cè)傘齒輪嚙合的從動側(cè)傘齒輪。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的機(jī)械手，其特征在于所述控制裝置，基于從所述第一軸旋轉(zhuǎn)角度傳感器的輸出信號得到的所述第一差動輸入軸的實際旋轉(zhuǎn)角度ea與從所述第一驅(qū)動旋轉(zhuǎn)角度傳感器的輸出信號得到的所述第一差動輸入軸的比較用旋轉(zhuǎn)角度eam的差 ea—eam，和從所述第二軸旋轉(zhuǎn)角度傳感器的輸出信號得到的所述第二差動輸入軸的實際旋轉(zhuǎn)角度eb與從所述第二驅(qū)動旋轉(zhuǎn)角度傳感器的輸出信號得到的所述第二差動輸入軸的 比較用旋轉(zhuǎn)角度ebm的差eb—ebm的至少其中之一是否為零，檢測所述第一連桿或所述 第二連桿是否受到了外力。
11. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的機(jī)械手，其特征在于還包括產(chǎn)生與所述蝸桿的軸方向的移動速度相適應(yīng)的阻力的速度阻力部件。
12. —種機(jī)械手的碰撞檢測方法，所述機(jī)械手包括，可旋轉(zhuǎn)地被支撐在第一連桿上的 第一差動輸入軸和第二差動輸入軸；在旋轉(zhuǎn)軸的并進(jìn)方向移動自如地被彈性地保持在指定 位置并可旋轉(zhuǎn)的第一蝸桿和第二蝸桿；檢測所述第一差動輸入軸的旋轉(zhuǎn)角度信息的第一軸 旋轉(zhuǎn)角度傳感器；以及檢測所述第二差動輸入軸的旋轉(zhuǎn)角度信息的第二軸旋轉(zhuǎn)角度傳感 器，其特征在于在所述第一或第二蝸桿根據(jù)所述第一連桿或所述第二連桿受到的外力而并進(jìn)之后，再 基于所述第一或第二軸旋轉(zhuǎn)角度傳感器的輸出信號，檢測所述第一連桿或所述第二連桿是 否受到了外力。
13. —種機(jī)械手的控制方法，所述機(jī)械手包括，可旋轉(zhuǎn)地被支撐在第一連桿上的第一 差動輸入軸和第二差動輸入軸；可旋轉(zhuǎn)地被支撐在第二連桿上的差動輸出軸；在旋轉(zhuǎn)軸的 并進(jìn)方向移動自如地被彈性地保持在指定位置并可旋轉(zhuǎn)的第一蝸桿和第二蝸桿；設(shè)置在所 述第一連桿上用來旋轉(zhuǎn)驅(qū)動所述第一蝸桿的第一驅(qū)動源；設(shè)置在所述第一連桿上用來旋轉(zhuǎn) 驅(qū)動所述第二蝸桿的第二驅(qū)動源；檢測所述第一差動輸入軸的旋轉(zhuǎn)角度信息的第一軸旋轉(zhuǎn) 角度傳感器；以及檢測所述第二差動輸入軸的旋轉(zhuǎn)角度信息的第二軸旋轉(zhuǎn)角度傳感器，其 特征在于在所述第一或第二蝸桿根據(jù)所述第一連桿或所述第二連桿受到的外力而并進(jìn)之后，再 基于所述第一或第二軸旋轉(zhuǎn)角度傳感器的輸出信號，檢測所述第一連桿或所述第二連桿是 否受到了外力，驅(qū)動控制所述第一驅(qū)動源或所述第二驅(qū)動源。
全文摘要
本發(fā)明提供一種機(jī)械手，包括第一連桿；第二連桿；可旋轉(zhuǎn)地被支撐在第一連桿的第一差動輸入軸及第二差動輸入軸；可旋轉(zhuǎn)地被支撐在第二連桿的差動輸出軸；根據(jù)第一及第二差動輸入軸的旋轉(zhuǎn)速度的和或者差，讓差動輸出軸繞垂直的兩個軸旋轉(zhuǎn)的差動齒輪機(jī)構(gòu)；向第一差動輸入軸傳送驅(qū)動力的第一傳動部；向第二差動輸入軸傳送驅(qū)動力的第二傳動部；檢測第一差動輸入軸的旋轉(zhuǎn)角度信息的第一軸旋轉(zhuǎn)角度傳感器；檢測第二差動輸入軸的旋轉(zhuǎn)角度信息的第二軸旋轉(zhuǎn)角度傳感器；以及基于第一或第二軸旋轉(zhuǎn)角度傳感器的輸出信號，檢測第一連桿或第二連桿是否受到了外力的控制裝置。第一及第二傳動部分別包括在旋轉(zhuǎn)軸的并進(jìn)方向移動自如地被彈性地保持在指定位置并可旋轉(zhuǎn)的蝸桿，和與該蝸桿嚙合的蝸輪。蝸桿根據(jù)第一連桿或第二連桿受到的外力而并進(jìn)。
文檔編號G01L5/00GK101602208SQ20091014921
公開日2009年12月16日 申請日期2009年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月11日
發(fā)明者中村徹, 奧田晃庸, 水野修 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社