机器人制造技术

本申请涉及机器人，其具备基台、利用第1旋转轴来转动的第1臂、利用与第1旋转轴为不同方向的第2旋转轴来转动的第2臂、利用与第2旋转轴平行的第3旋转轴来转动的第3臂、第1惯性传感器、第2a惯性传感器、第1角度传感器、第3角度传感器、以及使各臂转动的驱动源，在第1臂上设置第1惯性传感器，在第3臂上设置第2a惯性传感器，在第1驱动源上设置第1角度传感器，在第3驱动源上设置第3角度传感器，将根据第1惯性传感器和第1角度传感器的检测来求出的角速度反馈给第1驱动源控制单元，将根据第2a惯性传感器和第3角度传感器的检测来求出的角速度反馈给第2驱动源控制单元。

【技术实现步骤摘要】
机器人
本专利技术涉及机器人。
技术介绍
以往，具有基台（基座）和多个臂连杆部的机器人（例如，参照专利文献1）为人们所知。各臂连杆部经由关节部而转动自如地与其基端侧的臂连杆部连结，最靠近基台侧的臂连杆部经由关节部而转动自如地与该基台连结。在这种机器人（robot）中，连结基台与臂连杆部的关节部或连结臂连杆部和臂连杆部的关节部因其弹簧元件的影响，与基台或臂连杆部相比，刚性降低。因此，存在因臂连杆部的转动或加在臂连杆部上的干扰等而在臂连杆部容易产生振动的问题。因此，在专利文献1中记载的机器人中，在该机器人的最前端侧的臂连杆部的前端部设置加速度传感器，基于由该加速度传感器检测出的加速度，以抑制在最前端侧的臂连杆部的前端部产生的振动的方式，计算对各关节部的电机的指令值进行补偿的各关节部的补偿分量，并且从对应的各关节部的指令值中减去计算出的各关节部的补偿分量。专利文献1：日本特开平10-100085号公报然而，在上述专利文献1中记载的机器人中，发现存在下述的问题。由于在最前端侧的臂连杆部的前端部设置有加速度传感器，因此将该加速度传感器检测的加速度换算成各关节部的加速度来进行校正。这时需要进行被称作雅可比转换的坐标轴转换，由于需要具有将多个sin、cos的积作为系数的行列运算，因此运算量变得庞大。而且，由于需要根据每时每刻都在变化的各关节部的电机的旋转角度来计算系数，因此需要总是执行这种庞大的运算。由此，存在响应速度变慢的缺点。此外，如果计算精度降低，则不能反馈正确的加速度或速度，因此存在振动抑制能力降低、控制性能损坏的情况，因此，如需要高速的运算器等控制系统的设计受限。此外，在上述坐标轴转换的计算中，存在被称作异常点的、没有坐标轴转换解的区域（不能计算的区域），在该区域中，存在振动抑制能力降低并且反而导致振动扩大的情况。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种机器人，该机器人在即便减少所使用的传感器的数量的情况下，也能够容易且可靠地抑制振动。通过下述的本专利技术来实现这种目的。（应用例1）本专利技术的机器人（robot）的特征在于，具备：基台；第1臂，其与上述基台连结，并且以第1旋转轴为轴中心进行转动；第2臂，其与上述第1臂连结，并且以与上述第1旋转轴为不同方向的第2旋转轴为轴中心进行转动；第3臂，其以与上述第2旋转轴为平行方向的第3旋转轴为轴中心进行转动；第1驱动源，其通过第1角速度指令来使上述第1臂转动；第1惯性传感器，其被设置于上述第1臂，并且检测上述第1臂的绕上述第1旋转轴的角速度或者加速度；第1角度传感器，其检测上述第1驱动源的旋转角度；第2驱动源，其通过第2角速度指令来使上述第2臂转动；第2角度传感器，其检测上述第2驱动源的旋转角度；第3驱动源，其使上述第3臂转动；第2a惯性传感器，其被设置于上述第3臂，并且检测上述第3臂的绕上述第2旋转轴的角速度或者加速度；第3角度传感器，其检测上述第3驱动源的旋转角度；第1驱动源控制单元，其反馈第1校正分量来控制上述第1驱动源，其中该第1校正分量根据从上述第1惯性传感器得到的上述第1臂的上述第1旋转轴的角速度ωA1和从上述第1角度传感器得到的上述第1臂的上述第1旋转轴的角速度ωA1m而被导出；以及第2驱动源控制单元，其反馈第2校正分量来控制上述第2驱动源，其中该第2校正分量根据从上述第2a惯性传感器得到的上述第3臂的上述第2旋转轴的角速度ωA3、从上述第2角度传感器得到的上述第2臂的上述第2旋转轴的角速度ωA2m、以及从上述第3角度传感器得到的上述第3臂的上述第3旋转轴的角速度ωA3m而被导出。在本专利技术中，即便减少所使用的传感器的数量，也能够容易且可靠地抑制机器人的振动。将第2旋转轴的方向与第3旋转轴的方向设为平行，通过对该旋转轴的方向的角速度进行检测的1个惯性传感器，来反馈对驱动源的控制。即，根据第2a惯性传感器所检测的角速度，来反馈（feedback）第2驱动源的控制。由此，不需要庞大的运算，从而能够加快在机器人的控制中的响应速度。此外，由于不需要进行存在异常点的运算，因此能够可靠地进行对机器人的控制并且能够抑制振动。此外，与在各臂上设置惯性传感器并对各臂进行抑制其振动的控制的情况相比，能够减少惯性传感器的数量，并且能够降低成本，此外还能够简化电路结构。而且，尤其是在第2驱动源控制单元中，将根据上述角速度ωA3和上述角速度ωA2m和上述角速度ωA3m导出的第2校正分量反馈来进行控制。即，对于使第2臂转动的第2驱动源，由于使用了在产生比第2臂更大的振动的前端侧的第3臂上设置的第2a惯性传感器的检测结果来进行抑制振动的控制，因此能够提高抑制振动的效果。此外，通过控制使比第3臂更靠基端侧的第2臂转动的第2驱动源的动作，能够提高抑制振动的效果。（应用例2）优选地，本专利技术的机器人具备：上述第1驱动源控制单元，其根据在从上述角速度ωA1中减去上述角速度ωA1m得到的值上乘以反馈增益（gain）而得到的上述第1校正分量，来反馈上述第1角速度指令；以及上述第2驱动源控制单元，其根据在从上述角速度ωA3减去上述角速度ωA2m和上述角速度ωA3m得到的值上乘以反馈增益而得到的上述第2校正分量，来反馈上述第2角速度指令。对于旋转轴的方向不同的第1驱动源控制单元和第2驱动源控制单元而言，由于利用分别相乘与其相符的反馈增益而得到的校正分量来进行将角速度指令校正的反馈控制，所以能够更可靠地抑制机器人的振动。（应用例3）本专利技术的机器人的特征在于，具备：基台；第1臂，其与上述基台连结，并以第1旋转轴为轴中心进行转动；第2臂，其与上述第1臂连结，并以与上述第1旋转轴为不同方向的第2旋转轴为轴中心进行转动；第3臂，其以与上述第2旋转轴为平行方向的第3旋转轴为轴中心进行转动；第1驱动源，其通过第1角速度指令来使上述第1臂转动；第1惯性传感器，其被设置于上述第1臂，并且检测上述第1臂的绕上述第1旋转轴的角速度或者加速度；第1角度传感器，其检测上述第1驱动源的旋转角度；第2驱动源，其使上述第2臂转动；第2角度传感器，其检测上述第2驱动源的旋转角度；第3驱动源，其通过第3角速度指令来使上述第3臂转动；第2a惯性传感器，其被设置于上述第3臂，并且检测上述第3臂的绕上述第2旋转轴的角速度或者加速度；第3角度传感器，其检测上述第3驱动源的旋转角度；第1驱动源控制单元，其反馈第1校正分量来控制上述第1驱动源，该第1校正分量根据从上述第1惯性传感器得到的上述第1臂的上述第1旋转轴的角速度ωA1和从上述第1角度传感器得到的上述第1臂的上述第1旋转轴的角速度ωA1m而被导出；以及第3驱动源控制单元，其反馈第3校正分量来控制上述第3驱动源，该第3校正分量根据从上述第2a惯性传感器得到的上述第3臂的上述第2旋转轴的角速度ωA3、从上述第2角度传感器得到的上述第2臂的上述第2旋转轴的角速度ωA2m、以及从上述第3角度传感器得到的上述第3臂的上述第3旋转轴的角速度ωA3m而被导出。在本专利技术中，即便减少所使用的传感器的数量，也能够容易且可靠地抑制机器人的振动。将第2旋转轴的方向与第3旋转轴的方向设为平行，通过对该旋转轴的方向的角速度进行检测的1个惯性传感器，来反馈对驱动源的控制。即，根据第2a惯性传感器所检测的角速度，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机器人，其特征在于，具备：基台；第1臂，其与所述基台连结，并以第1旋转轴为轴中心进行转动；第2臂，其与所述第1臂连结，并以与所述第1旋转轴为不同方向的第2旋转轴为轴中心进行转动；第3臂，其以与所述第2旋转轴为平行方向的第3旋转轴为轴中心进行转动；第1驱动源，其通过第1角速度指令来使所述第1臂转动；第1惯性传感器，其被设置于所述第1臂，并且检测所述第1臂的绕所述第1旋转轴的角速度或者加速度；第1角度传感器，其检测所述第1驱动源的旋转角度；第2驱动源，其通过第2角速度指令来使所述第2臂转动；第2角度传感器，其检测所述第2驱动源的旋转角度；第3驱动源，其使所述第3臂转动；第2a惯性传感器，其被设置于所述第3臂，并且检测所述第3臂的绕所述第2旋转轴的角速度或者加速度；第3角度传感器，其检测所述第3驱动源的旋转角度；第1驱动源控制单元，其反馈第1校正分量来控制所述第1驱动源，所述第1校正分量根据从所述第1惯性传感器得到的所述第1臂的所述第1旋转轴的角速度ωA1和从所述第1角度传感器得到的所述第1臂的所述第1旋转轴的角速度ωA1m而被导出；以及第2驱动源控制单元，其反馈第2校正分量来控制所述第2驱动源，所述第2校正分量根据从所述第2a惯性传感器得到的所述第3臂的所述第2旋转轴的角速度ωA3、从所述第2角度传感器得到的所述第2臂的所述第2旋转轴的角速度ωA2m、以及从所述第3角度传感器得到的所述第3臂的所述第3旋转轴的角速度ωA3m而被导出。...

【技术特征摘要】
2012.08.31 JP 2012-1914501.一种机器人，其特征在于，具备：基台；第1臂，其与所述基台连结，并以第1旋转轴为轴中心进行转动；第2臂，其与所述第1臂连结，并以与所述第1旋转轴为不同方向的第2旋转轴为轴中心进行转动；第3臂，其以与所述第2旋转轴为平行方向的第3旋转轴为轴中心进行转动；第1驱动源，其通过第1角速度指令来使所述第1臂转动；第1惯性传感器，其被设置于所述第1臂，并且检测所述第1臂的绕所述第1旋转轴的角速度或者加速度；第1角度传感器，其检测所述第1驱动源的旋转角度；第2驱动源，其通过第2角速度指令来使所述第2臂转动；第2角度传感器，其检测所述第2驱动源的旋转角度；第3驱动源，其使所述第3臂转动；第2a惯性传感器，其被设置于所述第3臂，并且检测所述第3臂的绕所述第2旋转轴的角速度或者加速度；第3角度传感器，其检测所述第3驱动源的旋转角度；第1驱动源控制单元，其反馈第1校正分量来控制所述第1驱动源，所述第1校正分量根据从所述第1惯性传感器得到的所述第1臂的所述第1旋转轴的角速度ωA1和从所述第1角度传感器得到的所述第1臂的所述第1旋转轴的角速度ωA1m而被导出；以及第2驱动源控制单元，其反馈第2校正分量来控制所述第2驱动源，所述第2校正分量根据从所述第2a惯性传感器得到的所述第3臂的所述第2旋转轴的角速度ωA3、从所述第2角度传感器得到的所述第2臂的所述第2旋转轴的角速度ωA2m、以及从所述第3角度传感器得到的所述第3臂的所述第3旋转轴的角速度ωA3m而被导出。2.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，具备：所述第1驱动源控制单元，其根据对从所述角速度ωA1中减去所述角速度ωA1m得到的值上乘以反馈增益而得到的所述第1校正分量，来反馈所述第1角速度指令；以及所述第2驱动源控制单元，其根据对从所述角速度ωA3中减去所述角速度ωA2m和所述角速度ωA3m得到的值上乘以反馈增益而得到的所述第2校正分量，来反馈所述第2角速度指令。3.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，具备：设置有所述第1惯性传感器的所述第1臂；设置有所述第2a惯性传感器的所述第3臂；以及未设置惯性传感器的所述第2臂。4.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述第1惯性传感器被设置在所述第1臂的前端部，所述第2a惯性传感器被设置在所述第3臂的前端部。5.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述第1旋转轴与所述基台的设置面的法线一致。6.一种机器人，其特征在于，具备：基台；第1臂，其与所述基台连结，并以第1旋转轴为轴中心进行转动；第2臂，其与所述第1臂连结，并以与所述第1旋转轴为不同方向的第2旋转轴为轴中心进行转动；第3臂，其以与所述第2旋转轴为平行方向的第3旋转轴为轴中心进行转动；第1驱动源，其通过第1角速度指令来使所述第1臂转动；第1惯性传感器，其被设置于所述第1臂，并且检测所述第1臂的绕所述第1旋转轴的角速度或者加速度；第1角度传感器，其检测所述第1驱动源的旋转角度；第2驱动源，其使所述第2臂转动；第2角度传感器，其检测所述第2驱动源的旋转角度；第3驱动源，其通过第3角速度指令来使所述第3臂转动；第2a惯性传感器，其被设置于所述第3臂，并且检测所述第3臂的绕所述第2旋转轴的角速度或者加速度；第3角度传感器，其检测所述第3驱动源的旋转角度；第1驱动源控制单元，其反馈第1校正分量来控制所述第1驱动源，所述第1校正分量根据从所述第1惯性传感器得到的所述第1臂的所述第1旋转轴的角速度ωA1和从所述第1角度传感器得到的所述第1臂的所述第1旋转轴的角速度ωA1m而被导出；以及第3驱动源控制单元，其反馈第3校正分量来控制所述第3驱动源，所述第3校正分量根据从所述第2a惯性传感器得到的所述第3臂的所述第2旋转轴的角速度ωA3、从所述第2角度传感器得到的所述第2臂的所述第2旋转轴的角速度ωA2m、以及从所述第3角度传感器得到的所述第3臂的所述第3旋转轴的角速度ωA3m而被导出。7.根据权利要求6所述的机器人，其特征在于，具备：所述第1驱动源控制单元，其根据对从所述角速度ωA1中减去所述角速度ωA1m得到的值上乘以反馈增益而得到的所述第1校正分量，来反馈所述第1角速度指令；以及所述第3驱动源控制单元，其根据对从所述角速度ωA3中减去所述角速度ωA2m和所述角速度ωA3m得到的值上乘以反馈增益而得到的所述第3校正分量，反馈所述第3角速度指令。8.一种机器人，其特征在于，具备：基台；第1臂，其与所述基台连结，并以第1旋转轴为轴中心进行转动；第2臂，其与所述第1臂连结，并以与所述第1旋转轴为不同方向的第2旋转轴为轴中心进行转动；第3臂，其以与所述第2旋转轴为平行方向的第3旋转轴为轴中心进行转动；第1驱动源，其通过第1角速度指令来使所述第1臂转动；第1惯性传感器，其被设置于所述第1臂，并且检测所述第1臂的绕所述第1旋转轴的角速度或者加速度；第1角度传感器，其检测所述第1驱动源的旋转角度；第2驱动源，其通过第2角速度指令来使所述第2臂转动；第2b惯性传感器，其被设置于所述第2臂，并且检测所述第2臂的绕所述第2旋转轴的角速度或者加速度；第2角度传感器，其检测所述第2驱动源的旋转...

【专利技术属性】
技术研发人员：五味晃宏，元吉正树，仁宇昭雄，
申请(专利权)人：精工爱普生株式会社，
类型：发明
国别省市：