驱动设备、机器人系统、控制方法、部件制造方法和介质技术方案

驱动设备、机器人系统、控制方法、部件制造方法和介质。驱动设备用于使第二连杆相对于第一连杆移动，驱动设备包括：驱动源；待被驱动源驱动的待被驱动部分；传感器，其用于连接待被驱动部分和第二连杆并且检测力；以及轴承，其设置在第一连杆中、支撑待被驱动部分并且使得第二连杆能够在预定方向上移动，其中，传感器连接到待被驱动部分和第二连杆使得传感器、待被驱动部分和第二连杆通过用轴承支撑待被驱动部分而能够在预定方向上一起移动。动部分而能够在预定方向上一起移动。动部分而能够在预定方向上一起移动。

【技术实现步骤摘要】
驱动设备、机器人系统、控制方法、部件制造方法和介质
[0001]本申请是申请日为2016年10月27日、申请号为201610970172.0、专利技术名称为“驱动机构、机器人设备测量和控制方法及部件制造方法”的专利技术专利申请的分案申请。


[0002]本专利技术涉及一种驱动设备、机器人系统、控制方法、部件制造方法和介质。
[0003]本专利技术涉及一种驱动机构、机器人设备测量方法和机器人设备控制方法、以及部件制造方法，其中，驱动机构包括传感器，该传感器测量作用在接合至驱动机构的连杆上的力。

技术介绍

[0004]近年来，多关节机器人已经用在各种工业产品生产线上。然而，存在难以用多关节机器人执行的许多过程。例如，在用于装配例如汽车部件的生产线上，多关节机器人广泛用在特别是几百克到几千克的载荷施加到部件上的过程中。另外的方面，在执行要求提供至部件的载荷为大约几克的过程(例如工件(包括例如软的物体、轻质物体或者低强度构件)的附接)以及执行用于提供与多关节机器人的精确配合的过程中存在各种困难。
[0005]如上所述，在不能够用多关节机器人执行的过程中，目前，使用专门用于这些过程的专用设备或者工具来代替多关节机器人。然而，这些专用设备或工具被设计或制造为仅仅用于特别的过程或者待处理的工件，并且因此，存在下述问题，即，在这种类型的设备或工具被实际制备以及例如生产线启动之前，消耗大量的时间和成本。
[0006]因此，存在使用通用的多关节机器人而不是专用装置和/或专用工具来执行处理易碎工件的过程的需要，其中，所述易碎工件例如包括诸如上面提到的软的物体、轻质物体或者低强度构件。
[0007]在处理包括诸如上面提到的软的物体、轻质物体或者低强度构件的工件的情况下，例如，为了防止工件的破坏或变形，不能够使得大的力作用在工件上。因此，如果这种类型的工件被用多关节机器人操纵，则必须经由关节或连杆以高精度控制作用在工件上的力。
[0008]例如，常规地已知这样一种构造，在所述构造中，力传感器与附接到多关节机器人的远端的末端执行器(诸如手或者夹持器)一起设置。来自该力传感器的输出值被反馈以用于末端执行器的驱动控制，由此，作用在工件上的力可以被控制。另外，除了在远端处的末端执行器以外，例如，可设想到作用在多关节机器人的臂中所包括的各个连杆上的力被测量并且被反馈以用于多关节机器人的驱动控制。特别地，作用在机器人臂的连杆上的力中的必须被测量以用于进行多关节机器人的高精度驱动控制的力是围绕驱动轴线作用的转矩。
[0009]作为用于检测作用在诸如上面提及的臂的连杆上的转矩的手段，提出了转矩传感器安装在机器人臂的关节上的构造(例如，日本特开专利No.2011
‑
72186)。
[0010]作用在连杆自身上的重力、惯性力和/或科里奥利(Coriolis)力，和/或来自相邻
连杆的力根据臂的运动作用在多关节机器人臂的关节上。例如，作用在关节上的力包括：在关节的驱动轴为z轴的直角坐标系中，在六个方向上的力的合力的相应分量，所述在六个方向上的力包括在三个坐标轴方向上的平移力以及围绕三个坐标轴的旋转力。在下文中，在六个方向上的力中，在围绕关节的驱动轴作用的力以外的五个方向上作用的力称为在另外的轴向方向上的力。
[0011]另外的方面，在多关节机器人臂的驱动控制中，例如，围绕关节的驱动轴的力
[0012](该力作用在连杆上)
[0013]被检测并且被反馈以用于关节的驱动。因此，期望安装在关节上的力传感器能够正确地检测围绕关节的驱动轴的力，其中，该力作用在接合至关节的连杆上。
[0014]然而，在诸如上面提及的另外的轴向方向上的力作用在力传感器上时，力传感器不能够正确地检测围绕驱动轴的力。例如，如果在另外的轴向方向上的力作用在包括可变形部分并且通过检测在该可变形部分中出现的变形量来确定力这种类型的力传感器上，则力传感器由于在另外的轴向方向上的力的作用也在关节的驱动轴的周向方向上变形。
[0015]在下文中，另外的轴向方向上的力在力传感器上的作用被称为“在另外的轴向方向上的干扰”。换言之，当由于施加在力传感器上的另外的轴向方向上的力导致在力传感器中出现某种变形时，该变形作为检测围绕关节的驱动轴的力的力传感器的检测误差出现。换言之，由如上所述的在另外的轴向方向上的力而在设置在某个关节的驱动轴上的力传感器中引起的测量误差被称为“在另外的轴向方向上的干扰”。如果出现这种在另外的轴向方向上的干扰，则不能够用该力传感器正确地检测围绕关节的驱动轴的力。
[0016]因此，为了正确地检测围绕关节的驱动轴的力，例如，必须以某种方式修正由在另外的轴向方向上的干扰导致的传感器检测值误差。因此，例如，可设想到，作用在力传感器上的另外的轴向方向上的力被检测以修正来自力传感器的检测值。
[0017]然而，诸如在日本特开专利No.2011
‑
72186中描述的常规关节结构，轴承设置在力传感器与连杆之间，因此，不容易检测在另外的轴向方向上的力的值。
[0018]在下文中给出难以检测在另外的轴向方向上的力的值的原因，其中，如日本特开专利No.2011
‑
72186中的常规构造那样，诸如轴承的机械元件插置于多关节机器人臂的关节处。
[0019]例如，这种类型的关节结构仅允许关节在期望的一个方向上的运动，并且使用诸如交叉滚子轴承的轴承作为约束单元(约束部分)来约束在另外的方向上的运动。这种结构可能导致在另外的轴向方向上的力的传递路径的复杂化。
[0020]例如，取决于关节结构，可能存在这样的路径，在所述路径上，关节驱动力在连接两个连杆的关节轴线以外被传递。例如，在日本特开专利No.2011
‑
72186中表示的结构中，作用在驱动侧连杆上的在另外的轴向方向上的力经由力传感器和作为关节的约束单元轴承二者传递。通过这种构造，难以得到被传递到力传感器的、在另外的轴向方向上的力的正确值。
[0021]特别地，减少了作为关节的约束部分的轴承的摩擦力的量的连杆的驱动力被传递到力传感器。因此，为了正确地掌握作用在力传感器上的在另外的轴向方向上的力，必须掌握设置在关节上的轴承的摩擦力。然而，关节的轴承的摩擦力表现出关于各个因素(诸如，作用在轴承上的力、关节的驱动速度以及轴承的个体特殊性)的非线性特征，因此，难以正
确地掌握轴承的摩擦力。

技术实现思路

[0022]本专利技术实现作用在机器人臂的关节上的在另外的轴向方向上的力的准确检测，并且因此实现由另外的轴向方向上的干扰导致的力传感器的检测误差的修正，以及作用在接合至关节的连杆上的力的准确检测。
[0023]根据本专利技术的一个方面，为了解决上述问题，一种驱动机构，所述驱动机构用于将第一连杆和第二连杆相对于彼此驱动，所述驱动机构包括：驱动设备，所述驱动设备包括固定部分和待被驱动部分，并且所述驱动设备相对于所述固定部分驱动所述待被驱动部分；以及约束部分，所述约束部分包括第一支本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种驱动设备，所述驱动设备用于使第二连杆相对于第一连杆移动，所述驱动设备包括：驱动源；待被所述驱动源驱动的待被驱动部分；传感器，所述传感器用于连接所述待被驱动部分和所述第二连杆并且检测力；以及轴承，所述轴承设置在所述第一连杆中、支撑所述待被驱动部分并且使得所述第二连杆能够在预定方向上移动，其中，所述传感器连接到所述待被驱动部分和所述第二连杆使得所述传感器、所述待被驱动部分和所述第二连杆通过用所述轴承支撑所述待被驱动部分而能够在所述预定方向上一起移动。2.根据权利要求1所述的驱动设备，其中，所述力在经由所述待被驱动部分、所述传感器和所述第二连杆的路径中在所述待被驱动部分和所述第二连杆之间传递，并且其中，在传感器和第二连杆的路径上不设置与所述轴承不同的轴承。3.根据权利要求1所述的驱动设备，其中，延伸通过所述力传感器和所述第二连杆的路径是第一连杆和第二连杆之间的力的唯一传递路径。4.根据权利要求1所述的驱动设备，其中，所述传感器连接到所述第二连杆使得所述传感器能够检测从所述待被驱动部分传递到所述第二连杆的力的信息。5.根据权利要求1所述的驱动设备，其中，所述传感器设置在所述待被驱动部分和所述第二连杆之间。6.根据权利要求1所述的驱动设备，其中，所述传感器包括检测单元，所述检测单元用于检测所述力的信息，并且其中，所述检测单元设置在所述待被驱动部分和所述第二连杆之间。7.根据权利要求6所述的驱动设备，其中，所述检测单元设置在力在所述待被驱动部分和所述第二连杆中传递的路径中。8.根据权利要求1所述的驱动设备，其中，所述传感器具有与所述待被驱动部分接触的第一构件、与所述第二连杆接触的第二构件以及连接第一构件和第二构件的第三构件，并且将第一构件连接到所述待被驱动部分，将第二构件连接到所述第二连杆，并且使得第一构件、第二构件和第三构件集成在一起，从而使得所述传感器、所述待被驱动部分和所述第二连杆通过用所述轴承支撑所述待被驱动部分而能够在所述预定方向上一起移动。9.根据权利要求8所述的驱动设备，其中，所述第三构件是变形单元，所述变形单元变形以检测所述力的信息，并且其中，所述第三构件设置在第一构件和第二连杆之间。10.根据权利要求1所述的驱动设备，其中，所述传感器、所述待被驱动部分和所述第二连杆通过仅用所述轴承支撑所述待
被驱动部分而能够在所述预定方向上一起移动。11.根据权利要求1所述的驱动设备，其中，所述第二连杆不与所述轴承接触。12.根据权利要求1所述的驱动设备，所述驱动设备还包括减速器，所述减速器使驱动源的驱动减速，其中，所述待被驱动部分包括减速器的输出轴以及连接到所述输出轴的连接构件，并且其中，所述传感器连接到所述待被驱动部分和所述第二连杆使得所述传感器、所述待被驱动部分和所述第二连杆通过用所述轴承支撑所述待被驱动部分而能够在所述预定方向上一起移动。13.根据权利要求12所述的驱动设备，其中，所述轴承包括第一支撑部分和第二支撑部分，并且其中，所述第一支撑部分设置成与所述第一连杆接触，并且所述第二支撑部分设置成与所述连接构件接触。14.根据权利要求13所述的驱动设备，其中，所述连接构件固定连接所述传感器和所述第二支撑部分。15.根据权利要求12所述的驱动设备，其中，所述传感器设置成直接连接所述连接构件和所述第二连杆。16.一种机器人系统，包括使第二连杆相对于第一连杆移动的机器人，其中，所述机器人包括：驱动源；待被所述驱动源驱动的待被驱动部分；传感器，所述传感器用于连接所述待被驱动部分和所述第二连杆并且检测力；以及轴承，所述轴承设置在所述第一连杆中、支撑所述待被驱动部分并且使得所述第二连杆能够在预定方向上移动，其中，所述传感器连接到所述待被驱动部分和所述第二连杆使得所述传感器、所述待被驱动部分和所述第二连杆通过用所述轴承支撑所述待被驱动部分而能够在所述预定方向上一起移动。17.根据权利要求16所述的机器人系统，其中，所述力在经由所述待被驱动部分、所述传感器和所述第二连杆的路径中在所述待被驱动部分和所述第二连杆之间传递，并且其中，在传感器和第二连杆的路径上不设置与所述轴承不同的轴承。18.根据权利要求16所述的机器人系统，其中，延伸通过所述力传感器和所述第二连杆的路径是第一连杆和第二连杆之间的力的唯一传递路径。19.根据权利要求16所述的机器人系统，其中，所述传感器连接到所述第二连杆使得所述传感器能够检测从所述待被驱动部分传递到所述第二连杆的力的信息。20.根据权利要求16所述的机器人系统，
其中，所述传感器设置在所述待被驱动部分和所述第二连杆之间。21.根据权利要求16所述的机器人系统，其中，所述传感器包括检测单元，所述检测单元用于检测所述力的信息，并且其中，所述检测单元设置在所述待被驱动部分和所述第二连杆之间。22.根据权利要求21所述的机器人系统，...

【专利技术属性】
技术研发人员：永田透，小河原隆行，尾形胜，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：