机器人中的侧倾旋转结构制造技术

一种机器人中的侧倾旋转结构，其用于在所述机器人的侧倾方向上对臂部进行旋转驱动，所述臂部借助侧倾支承部以在机器人的侧倾方向上旋转自如的方式安装于机器人的肩部，所述机器人中的侧倾旋转结构具备：直动促动器(26)，其具有直动的输出轴；安装部，其以使直动促动器的主体位于与肩部邻接的机器人的主体侧、且该直动促动器的输出轴(26a)能在肩部内出入的方式将该直动促动器安装于该肩部；连接部，其以使来自直动促动器的输出轴的输出生成臂部的侧倾支承部处的侧倾方向的旋转力矩的方式，将该输出轴与该臂部连接。由此，能够避免机器人的肩部的大型化。

Rolling rotation structure in robot

A roll rotary structure of robot, which is used for roll in the direction of the robot arm to rotate, the arm with the supporting part to roll roll in the direction of the robot can rotate freely mounted on the robot's shoulder, with the structure of the robot roll rotation: actuator direct action (26), having an output shaft straight; the installation department, in order to make direct actuation of the main actuator body positioned adjacent the shoulder and side, and the robot direct actuation of the actuator output shaft (26a) can access the shoulder inside the actuator installed in the the shoulder straight; the connection part, the rotating torque to make the straight direction at the roll roll from the supporting part promoting output shaft output generation arm actuator of the way, the output shaft is connected to the arm. Thus, it is possible to avoid the large size of the shoulder of the robot.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】机器人中的侧倾旋转结构
本专利技术涉及用于对机器人的臂部进行侧倾旋转驱动的旋转结构。
技术介绍
近年来，不仅是工业用机器人，作为民生用而承担各种各样的任务的机器人的研究开发也越来越盛行。在机器人中，特别是能直立步行的人型机器人(智能机器人)被期待能够代替人类的行动。就这样的人型机器人而言，为了模仿人类的动作而设置有较多的关节部，而且，在其关节部要求能进行具有多个自由度的各种各样的动作。因此，在人型机器人的关节部，与对其关节施加的自由度相对应地，伺服马达等的促动器的搭载数增加，由此，关节部的小型化变得困难，促动器的结构、配置变得复杂。在此，例如，在专利文献1(特别是图3)中，公开了用于以侧倾轴为中心对机器人的臂部进行旋转驱动的结构。具体而言，在与机器人主体邻接且连接有臂部的肩部的框体内部配置有侧倾旋转所用的伺服马达，伺服马达的输出经由传送带与侧倾轴相连。由此，伺服马达的输出轴的旋转作为以侧倾轴为中心的旋转被传递。在先技术文献专利文献专利文献1：日本特开2006-198703号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题在上述的以往的臂部的侧倾旋转结构中，在肩部内配置有以侧倾轴为中心的旋转驱动所用的促动器(伺服马达)。在这样的配置结构中，由于在肩部需要用于收容促动器的空间，因此不得不将肩部设置得较大。另外，当在肩部内配置有促动器时，与肩部连接的臂部的侧倾轴与该促动器的输出轴之间的距离变短，来自臂部的负荷容易向促动器传递。因此，对于促动器要求较大的刚性，结果，导致促动器的大型化，要求肩部的进一步的大型化。另外，若在肩部内配置有促动器，则还可能导致臂部的侧倾轴、俯仰轴的旋转驱动时的旋转负荷的增加，从这点出发考虑也还会导致各轴的旋转驱动促动器大型化，不能避免肩部的大型化。促动器、肩部的大型化不仅会使机器人的外观设计变差，而且会由于机器人的重量增加导致消耗能量的增加、特别是绕肩部(肩关节)的机器人的可动范围受限，不优选。本专利技术是鉴于上述的问题点而做成的，其目的在于提供用于避免机器人的肩部的大型化的、臂部的侧倾旋转驱动所涉及的结构。用于解决课题的手段在本专利技术中，为了解决上述课题，采用直动促动器作为用于进行机器人的臂部的绕侧倾轴的旋转驱动的促动器，并且采用将该直动促动器配置为位于肩部的外侧的构成。由此，能够抑制肩部的大小，能够消除由肩部变大引起的上述不良情况。详细而言，本专利技术是一种机器人中的侧倾旋转结构，其用于在机器人的侧倾方向上对臂部进行旋转驱动，所述臂部借助侧倾支承部以在所述机器人的侧倾方向上旋转自如的方式安装于机器人的肩部，所述机器人中的侧倾旋转结构具备：直动促动器，其具有直动的输出轴；安装部，其以使所述直动促动器的主体位于与所述肩部邻接的所述机器人的主体侧、且该直动促动器的所述输出轴能在所述肩部内出入的方式将该直动促动器安装于该肩部；连接部，其以使来自所述直动促动器的所述输出轴的输出生成所述臂部的所述侧倾支承部处的侧倾方向的旋转力矩的方式，将该输出轴与该臂部连接。本专利技术涉及的侧倾旋转结构通过将直动促动器的输出传递到臂部来实现臂部的侧倾方向上的旋转驱动。需要说明的是，本专利技术中的机器人的侧倾轴是沿着机器人的行进方向(前后方向)的轴，侧倾方向上的旋转是以该侧倾轴为中心的旋转，以下称为侧倾旋转。需要说明的是，在该机器人中，除了侧倾轴之外还存在有俯仰轴、横摆轴，俯仰轴是沿着机器人的侧方(左右方向)的轴，横摆轴是机器人的上下方向(从机器人的腿部向头部延伸的方向)。并且，将以俯仰轴为中心的旋转称为俯仰旋转，将以横摆轴为中心的旋转称为横摆旋转。在机器人中，利用侧倾支承部以能够进行侧倾旋转的方式将臂部安装于肩部。并且，该肩部与机器人的主体侧连接。并且，该臂部的侧倾旋转通过来自直动促动器的输出来实现。在此，基于安装部进行的直动促动器向肩部的安装以直动促动器的主体不是位于肩部而是位于机器人的主体侧、在该状态下直动促动器的输出轴在肩部内出入的方式实现。换言之，以使直动促动器的输出轴从肩部的外部相对于内部出入，而将臂部的侧倾旋转驱动所用的输出传递至臂部的方式，进行基于安装部的直动促动器的安装。需要说明的是，从肩部的外部插入内部的直动促动器的输出轴通过连接部与臂部连接。通过基于该连接部进行的连接，直动促动器的输出传递至臂部，从而实现基于侧倾支承部的以支承点为中心的臂部的侧倾旋转。在此，由连接部进行的连接只要能够实现臂部的侧倾旋转，也可以直接进行输出轴与臂部的连接，也可以借助连杆机构、减速机构等的规定的动力传递机构来进行。在这样构成的机器人的侧倾旋转结构中，安装于肩部的臂部的侧倾旋转通过将来自配置于肩部的外侧的直动促动器的输出经由在肩部的内部出入的输出轴传递至臂部来实现。因此，关于臂部的侧倾旋转的动力源，在肩部内需要收容空间的构成物成为直动促动器的输出轴和连接部，直动促动器的主体自身不收容于肩部内，因此能够相应地抑制肩部的大小。另外，一般而言，直动促动器的输出轴在其直动时所占的空间容积，与具有旋转轴的伺服马达等的旋转促动器的情况相比减小，因此，如本专利技术这样将直动促动器配置于肩部的外部的安装形式对于抑制肩部的大小是极其有用的。并且，通过能够如上所述那样抑制肩部的大小，能够消除由肩部的大型化引起的不良情况、例如机器人的外观设计的变差、机器人的重量增加引起的消耗能量的增加、绕肩部的机器人的可动范围的限制等。专利技术效果能够提供用于避免机器人的肩部的大型化的、关于臂部的侧倾旋转驱动的结构。附图说明图1是适用本专利技术涉及的侧倾旋转结构的机器人的主视图。图2是图1所示的机器人的侧视图。图3是图1所示的机器人的后视图。图4是表示在图1所示的机器人中拆下了肩部、臂部和驱动单元的状态的图。图5是表示在图4中拆下来的驱动单元的图。图6是表示臂部的侧倾旋转驱动涉及的侧倾旋转结构的外观的第一图。图7是表示臂部的侧倾旋转驱动涉及的侧倾旋转结构的外观的第二图。图8是表示臂部的俯仰旋转所用的旋转驱动机构的构成的第一图。图9是表示臂部的俯仰旋转所用的旋转驱动机构的构成的第二图。图10是表示臂部的俯仰旋转所用的旋转驱动机构的构成的第三图。图11是表示臂部的俯仰旋转所用的旋转驱动机构的构成的第四图。图12是用于说明臂部的俯仰旋转所用的旋转驱动机构所包含的连杆机构的动作的第一图。图13是用于说明臂部的俯仰旋转所用的旋转驱动机构所包含的连杆机构的动作的第二图。图14A是表示图6、图7所示的侧倾旋转结构所包含的连杆机构的动作的第一图。图14B是表示图6、图7所示的侧倾旋转结构所包含的连杆机构的动作的第二图。图14C是表示图6、图7所示的侧倾旋转结构所包含的连杆机构的动作的第三图。图15是表示另一方式涉及的侧倾旋转结构的图。具体实施方式以下，基于附图说明本专利技术的具体实施方式。只要没有特别说明，本专利技术的技术范围并不仅限定于本实施例所记载的构成部件的尺寸、材质、形状、其相对配置等。实施例1＜机器人10的构成＞基于图1～图3说明搭载有本专利技术涉及的臂部50的侧倾旋转所用的侧倾旋转结构的机器人10的概略构成。该臂部50经由肩部55与后述的驱动单元20连接，进一步安装于机器人10的主体侧(后述的上半身骨骼结构侧)。图1是机器人10的主视图，图2是机器人10的左侧视图，图3是机器人10的后视图。需要说明本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机器人中的侧倾旋转结构，其用于在所述机器人的侧倾方向上对臂部进行旋转驱动，所述臂部借助侧倾支承部以在所述机器人的侧倾方向上旋转自如的方式安装于所述机器人的肩部，所述机器人中的侧倾旋转结构具备：直动促动器，其具有直动的输出轴；安装部，其以使所述直动促动器的主体位于与所述肩部邻接的所述机器人的主体侧、且该直动促动器的所述输出轴能在所述肩部内出入的方式将该直动促动器安装于该肩部；连接部，其以使来自所述直动促动器的所述输出轴的输出生成所述臂部的所述侧倾支承部处的侧倾方向的旋转力矩的方式，将该输出轴与该臂部连接。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.11.28 JP 2014-2419561.一种机器人中的侧倾旋转结构，其用于在所述机器人的侧倾方向上对臂部进行旋转驱动，所述臂部借助侧倾支承部以在所述机器人的侧倾方向上旋转自如的方式安装于所述机器人的肩部，所述机器人中的侧倾旋转结构具备：直动促动器，其具有直动的输出轴；安装部，其以使所述直动促动器的主体位于与所述肩部邻接的所述机器人的主体侧、且该直动促动器的所述输出轴能在所述肩部内出入的方式将该直动促动器安装于该肩部；连接部，其以使来自所述直动促动器的所述输出轴的输出生成所述臂部的所述侧倾支承部处的侧倾方向的旋转力矩的方式，将该输出轴与该臂部连接。2.根据权利要求1所述的机器人中的侧倾旋转结构，其中，所述肩部与所述臂部构成为一同在所述机器人的俯仰方向上旋转，所述安装部具有固定板，该固定板用于将所述直动促动器以与所述肩部和所述臂部一起进行俯仰旋转的方式相对于该肩部固定。3.根据权利要求2所述的机器人中的侧倾旋转结构，其中，所述固定板具有供所述直动促动器的所述输出轴贯通的中空部，所述连接部将穿过所述中空部而到达所述肩部内的所述直动促动器的输出轴与所述臂部连接。4.根据权利要求1～3中任一项所述的机器人中的侧倾旋转结构，其中，所述连接部在基于所述侧倾方向的旋转力矩的侧倾旋转面上，在从所述侧倾支承部离开规定距离的连接位置处，借助由一个或多个连杆构件构成的规定的连杆机构将所述直动促动器的所述输出轴与所述臂部相连接。5.根据权利要求4所述的机器人中的侧倾旋转结构，其中，所述规定的连杆机构具有：第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：永塚正树，
申请(专利权)人：THK株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP