电动机、机构部以及机器人制造技术

提供一种具有使制动转矩增减的功能的电动机、机构部以及机器人。本发明专利技术所涉及的电动机的特征在于，具有：输出轴；制动器，其用于保持输出轴；传感器，其用于检测从外部施加给输出轴的外部转矩；以及控制部，其在制动器工作时，根据传感器所检测出的外部转矩的增减来使制动器的转矩减增。

【技术实现步骤摘要】
电动机、机构部以及机器人
本专利技术涉及一种电动机和机构部，特别是涉及一种具有使制动转矩增减的功能的电动机和机构部。
技术介绍
一般来说，为了在紧急停止时、停电时锁止电动机的输出轴，而在电动机中装入进行无励磁动作的保持制动器(例如日本特开2005-54843号公报)。该保持制动器被要求固定且大的制动转矩。由此，即使在不对制动器通电的状态下也能够施加锁止输出轴所需的保持转矩。例如，为了对机器人的关节部进行驱动而使用了上述电动机，通过保持制动器，在紧急停止时、停电时也能够支承机器人的自重，从而能够维持机器人的姿势。图1中示出在电动机内部配置保持制动器的以往的电动机的结构图。电动机1000具备输出轴1001和保持制动器(以下简称为“制动器”)1002。从设置于电动机1000的外部的控制部1004向制动器1002只输入制动动作信号。此时，制动转矩为固定值。另外，图2中示出在电动机外部(减速机内部或臂与减速机之间等)配置保持制动器的以往的机器人的机构部的结构图。机构部2000具备输出轴1001A、制动器1002A、减速机1006。电动机1000A设置于第一臂1007。机构部2000设置在第一臂1007与第二臂1008之间。从设置于机构部2000的外部的控制部1004A向制动器1002A只输入制动动作信号。此时，制动转矩为固定值。在现有技术中，保持制动器的制动转矩为固定且大的值，因此在制动器工作的状态下，即使对电动机的输出轴施加外部转矩也不能简单地使其旋转。当然，在机器人的情况下，在电动机的保持制动器工作的状态下，即使人按压机器人的臂，也不能简单地使其运动(不能改变机器人的姿势)。因此，产生如下等问题：在机器人正在动作时停止且无法驱动电动机的状况下，无法使机器人从机器人停止时的姿势起开始运动。以往，通过在紧急停止时、停电时等电动机停止的状态下使用制动器，来进行锁止以避免电动机的输出轴旋转。此时，当将锁止电动机的输出轴所需的转矩设为“输出轴的保持转矩Th”时，在制动器工作的状态下，以下的关系式成立。制动转矩(固定值)Tb>>输出轴的保持转矩Th制动转矩Tb足够大，在制动器工作的状态下人无法转动输出轴。一般来说，多数情况下在机器人的关节部中为了驱动而使用该结构的电动机，在电动机停止且制动器工作的状态下，即使人按压机器人的臂，也不容易使臂运动。
技术实现思路
专利技术要解决的问题本专利技术的目的在于，提供一种即使在由于紧急停止时、停电时等而无法驱动电动机的状态下也能够使机器人运动为任意的姿势的电动机和机构部。本专利技术的一个实施例所涉及的电动机的特征在于，具有：输出轴；制动器，其用于保持输出轴；传感器，其用于检测从外部施加给输出轴的外部转矩；以及控制部，其在制动器工作时，根据传感器所检测出的外部转矩的增减来使制动器的转矩减增。本专利技术的一个实施例所涉及的机构部是具备驱动用电动机的机构部，该机构部的特征在于，具有：机构部的输出轴；制动器，其用于保持输出轴；传感器，其用于检测从外部施加给输出轴的外部转矩；以及控制部，其在制动器工作时，根据传感器所检测出的外部转矩的增减来使制动器的转矩减增。附图说明通过与附图相关联的以下的实施方式的说明会使本专利技术的目的、特征以及优点变得更加明确。在该附图中，图1是在电动机内部配置保持制动器的以往的电动机的结构图，图2是在电动机外部配置保持制动器的以往的机器人的机构部的结构图，图3是本专利技术的实施例1所涉及的电动机的结构图，图4是示出电动机转矩、负荷转矩、制动转矩以及外部转矩各自的时间变化的曲线图，图5是本专利技术的实施例2所涉及的电动机的结构图，图6是本专利技术的实施例3所涉及的机器人的臂部的结构图，图7是本专利技术的实施例4所涉及的机构部的结构图，图8是本专利技术的实施例4的变形例所涉及的机构部的结构图，图9是本专利技术的实施例5所涉及的机构部的结构图，图10是本专利技术的实施例5的变形例所涉及的机构部的结构图，以及图11是本专利技术的实施例6所涉及的机器人的臂部的结构图。具体实施方式下面，参照附图来说明本专利技术所涉及的电动机和机构部。[实施例1]首先，说明本专利技术的实施例1所涉及的电动机。图3中示出本专利技术的实施例1所涉及的电动机的结构图。本专利技术的实施例1所涉及的电动机101具有输出轴1、制动器2、传感器3和控制部4。制动器2保持输出轴1。关于制动器2，能够使用磁粉制动器、电磁制动器、磁滞制动器等。电磁制动器是通过电流值控制间隙的制动器。但是，并不限于这样的例子，也能够使用其它制动器。传感器3检测从外部施加给输出轴1的外部转矩。传感器3检测出的外部转矩的数据被输出到控制部4。关于传感器3，能够使用加速度传感器、应变式传感器等。但是，并不限于这样的例子，也能够使用其它传感器。控制部4在制动器2工作时根据传感器3所检测出的外部转矩的增减来使制动器2的转矩减增。为了使制动器2的转矩减增，控制部4向制动器2输出制动转矩控制信号。在图3所示的实施例1所涉及的电动机中，示出将制动器2、传感器3和控制部4设置于电动机101的内部的例子，但也可以将它们的一部分或全部设置于电动机101的外部。并且，也可以之后对电动机101安装输出轴1。接着，说明由本专利技术的实施例1所涉及的电动机中的控制部4进行的对制动器2的转矩的控制方法。关于在电动机101停止且制动器2工作的状态下施加在电动机的输出轴1的转矩即电动机转矩To，利用由机械条件决定的负荷转矩Tf和外部转矩Tm表示为下述的式(1)。To＝Tf+Tm(1)在此，当将用于保持电动机的输出轴1的制动器2的转矩即制动转矩设为Tb时，为了使电动机的输出轴1旋转而需要满足下述的式(2)。To＞Tb(2)另一方面，为了使电动机的输出轴1锁止而需要满足下述的式(3)。To≤Tb(3)一般来说，在制动器2工作的状态下，为了可靠地锁止电动机的输出轴1而具有以下的关系。Tb＞＞TfTb-Tf＞＞0(4)根据式(1)、(2)以及(4)，To＝Tf+Tm＞TbTm＞Tb-Tf(＞＞0)(5)即，在制动器2工作的状态下，为了使电动机的输出轴1旋转，需要非常大的外部转矩Tm。在本专利技术中，提出一种即使在制动器2工作的状态下也能够通过外部转矩Tm使电动机的输出轴1旋转的方法。首先，通过外部转矩Tm以下的转矩使电动机的输出轴1旋转的条件表示为如下。To-Tb≤Tm(6)根据式(1)和(6)，To-Tb＝Tf+Tm-Tb≤TmTf≤Tb(7)根据式(2)和(7)，为了通过外部转矩Tm使电动机的输出轴旋转而需要以下的条件。Tf≤Tb＜To(8)或者Tf≤Tb＜Tf+Tm(9)也就是说，根据“负荷转矩Tf的增减”、“外部转矩Tm的减增”来“使制动转矩Tb增减”。关于该点，使用示出各转矩的时间变化的曲线图来具体地说明。图4中示出电动机转矩To、负荷转矩Tf、制动转矩Tb以及外部转矩Tm各自的时间变化。在图4中，设从时间0到t1为止电动机进行通常的动作。在该期间，电动机转矩To和负荷转矩Tf具有某大小的转矩値，制动转矩Tb为零。设在时间t1进行了电动机的紧急停止。这样，在进行了紧急停止的t1之后电动机转矩To为零。另一方面，在紧急停止后制动转矩Tb具有规定的大小的转矩值。并且，当在时间t2施加外部转矩Tm时，如图4所示，控制部4追踪负荷本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动机，其特征在于，具有：输出轴；制动器，其用于保持所述输出轴；传感器，其用于检测从外部施加给所述输出轴的外部转矩；以及控制部，其在所述制动器工作时，根据所述传感器所检测出的外部转矩的增减来使所述制动器的转矩减增。

【技术特征摘要】
2016.03.25 JP 2016-0626881.一种电动机，其特征在于，具有：输出轴；制动器，其用于保持所述输出轴；传感器，其用于检测从外部施加给所述输出轴的外部转矩；以及控制部，其在所述制动器工作时，根据所述传感器所检测出的外部转矩的增减来使所述制动器的转矩减增。2.根据权利要求1所述的电动机，其特征在于，还具有能够蓄电的电力供给部，该电力供给部用于向所述制动器、所述传感器以及所述控制部供给电力。3.一种机器人，具有...

【专利技术属性】
技术研发人员：舟久保诚，长幡东悟，
申请(专利权)人：发那科株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP