(57)【要約】【課題】可動部のセンサーに接続する配線を設置する場所がないときにもセンサーを用いて可動部の制振制御を行うことができるロボットを提供する。【解決手段】第１アームを有するロボット１であって、第１アームの動作を検出する第１角速度センサー３１と、第１角速度センサー３１が出力するセンサー信号を無線送信する第１送信部３３と、を備え、センサー信号に基づき第１アームの制振制御を行う。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可動部と、
前記可動部を駆動するモーターと、
前記可動部の動作を検出する慣性センサーと、
前記慣性センサーが出力するセンサー信号を無線送信する信号送信部と、
前記センサー信号を受信する信号受信部と、
前記信号受信部にて受信した信号を処理し前記モーターを駆動する信号を生成する駆動信号生成部と、を有し、
前記可動部は回動軸を中心として回動し、前記慣性センサーの検出軸は前記回動軸と平行に配置されていることを特徴とするロボット。
【請求項２】
請求項１に記載のロボットであって、
前記慣性センサーは角速度センサーであることを特徴とするロボット。
【請求項３】
請求項２に記載のロボットであって、
前記可動部は、第１回動軸を回動中心として回動可能に連結された第１アームと、
前記第１アームに対し、前記第１回動軸に直交する軸であるかまたは前記第１回動軸に直交する軸と平行な軸である第２回動軸を回動中心として回動可能に連結された第２アームと、
前記第２アームに対し、前記第２回動軸と平行な軸である第３回動軸を回動中心として回動可能に連結された第３アームと、を有し、
前記角速度センサーは、前記第１アームに設置され、角速度の検出軸が前記第１回動軸と平行である第１角速度センサーと、
前記第３アームに設置され、角速度の検出軸が前記第３回動軸と平行である第２角速度センサーと、を有し、
前記信号送信部は前記第１角速度センサー及び前記第２角速度センサーが検出した角速度の情報を送信することを特徴とするロボット。
【請求項４】
請求項３に記載のロボットであって、
前記第１角速度センサーは第１ハウジング内に設けられ、
前記第２角速度センサーは第２ハウジング内に設けられ、
前記第１ハウジング及び前記第２ハウジングの外形は、それぞれ、直方体であり、
前記第１角速度センサーの前記角速度の検出軸は、前記第１ハウジングの前記直方体の一番大きな面の法線と一致し、
前記第２角速度センサーの前記角速度の検出軸は、前記第２ハウジングの前記直方体の一番大きな面の法線と一致することを特徴とするロボット。
【請求項５】
第１の部材及び前記第１の部材に対して移動する第２の部材を有する可動部と、
前記第２の部材の動作を検出する慣性センサーと、
前記慣性センサーが出力するセンサー信号を無線送信する信号送信部と、
前記センサー信号を受信する信号受信部と、
前記信号受信部にて受信した信号を処理し前記モーターを駆動する信号を生成する駆動信号生成部と、を備え、
前記第１の部材と前記第２の部材との間には配線がないことを特徴とするロボット。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載のロボットであって、
前記可動部には電池が設置され、
前記慣性センサー及び前記信号送信部には前記電池から電力が供給されることを特徴とするロボット。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載のロボットであって、
前記可動部が設置された基台と、
前記信号送信部が送信する前記センサー信号を受信する信号受信部と、を備え、
前記信号受信部は前記基台に設置されていることを特徴とするロボット。
【請求項８】
可動部を有するロボットであって、
前記可動部の動作を検出する慣性センサーと、
前記慣性センサーが出力するセンサー信号を無線送信する信号送信部と、を備え、
前記可動部は回動軸を中心として回動し、前記慣性センサーの検出軸は前記回動軸と平行に配置され、前記センサー信号に基づき前記可動部の制振制御を行うことを特徴とするロボット。
【請求項９】
可動部に慣性センサーを備え前記慣性センサーが検出する前記可動部の動作をセンサー信号にして信号送信部が無線送信するロボットを制御するロボット制御装置であって、
前記可動部はモーターに駆動されて回動軸を中心として回動し、前記慣性センサーの検出軸は前記回動軸と平行に配置されており、
前記センサー信号を受信する信号受信部と、
前記信号受信部にて受信した信号を処理し前記モーターを駆動して前記可動部の振動を制振する信号を生成する制御部と、を有することを特徴とするロボット制御装置。
【請求項１０】
請求項１〜８のいずれか一項に記載のロボットと、
前記信号受信部が受信する前記センサー信号を用いて前記駆動信号生成部に前記可動部を制振制御させる信号を出力するロボット制御装置と、を備えることを特徴とするロボットシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボット、ロボット制御装置およびロボットシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
各種の作業にロボットが活用されている。ロボットは複数のリンクを備え、リンクの移動と停止とを繰り返す。リンクを停止するときリンクが振動する。リンクが振動しているときにはリンクの位置が精度良く決定されないので、作業が不安定となる。リンクの振動が停止するまで待機するときリンクの動作に時間がかかる。そこで、ロボットの生産性を高めるために、リンクの振動を短時間で停止する方法が望まれていた。
【０００３】
リンクの振動を抑制するロボットが特許文献１に開示されている。それによると、ロボットのリンクには６軸の加速度センサーが設置されている。そして、加速度センサーがリンクの振動方向と大きさとを検出する。ロボットは制御装置を備え、制御装置はリンクとモーター間のねじれ角度を演算する。そして、モーター制御部がリンクとモーター間のねじれを解消するようにモーターを駆動していた。リンクはロボットのアームやハンドであり、以下、可動部と称す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１３６３９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１のロボットでは加速度センサーと制御装置とが配線にて接続されていた。ロボットを小型にするときには配線を設置する場所を確保することが難しくなっている。このとき、可動部の振動は抑制したいが、可動部にセンサーに接続された配線を設置する場所がないという問題があった。さらに、６軸の加速度センサーを用いてリンクの方向と大きさとを検出するには各軸の出力を演算する必要があるので演算誤差が生じ易いという問題があった。そこで、可動部のセンサーに接続される配線を設置する場所がないときにもセンサーを用いて可動部の制振制御を精度良く行うことができるロボットが望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００７】
［適用例１］
本適用例にかかるロボットは、可動部と、前記可動部を駆動するモーターと、前記可動部の動作を検出する慣性センサーと、前記慣性センサーが出力するセンサー信号を無線送信する信号送信部と、前記センサー信号を受信する信号受信部と、前記信号受信部にて受信した信号を処理し前記モーターを駆動する信号を生成する駆動信号生成部と、を有し、前記可動部は回動軸を中心として回動し、前記慣性センサーの検出軸は前記回動軸と平行に配置されていることを特徴とする。
【０００８】
本適用例によれば、ロボットは可動部を備え、可動部を動かすことができる。ロボットは慣性センサーを備え、慣性センサーは可動部の動作を検出する。ロボットは信号送信部を備え、信号送信部は慣性センサーが出力するセンサー信号を無線送信する。ロボットはセンサー信号を用いて可動部の制振制御を行う。そして、信号送信部はセンサー信号を無線送信するので、動作の情報を送信するための配線が必要ない。従って、可動部に配線を設置する場所がないときにもセンサー信号を用いて可動部の振動を抑制する制御を行うことができる。また、可動部は回動軸を中心として回動する。慣性センサーの検出軸が回動軸と平行に配置されてないときには、慣性センサーの出力から回動軸回りの振動を算出ための膨大な演算が必要となる。本適用例では慣性センサーの検出軸は回動軸と平行に配置されている。従って、慣性センサーの出力を用いて可動部を制御するとき、可動部の回動軸回りの振動成分を容易に演算することができる。その結果、ロボットは振動の演算誤差を生じさせ難い為、可動部の制振制御を精度良く行うことができる。
【０００９】
［適用例２］
上記適用例にかかるロボットにおいて、前記慣性センサーは角速度センサーであることを特徴とする。
【００１０】
本適用例によれば、慣性センサーは角速度センサーである。慣性センサーには加速度センサーと角速度センサーとが含まれる。慣性センサーが加速度センサーのとき、加速度を積分する演算を行って速度情報に変換する必要がある。このときに比べて、角速度センサーの出力を用いるときには四則演算により速度情報を演算することができるので、容易に可動部の速度情報を取得することができる。
【００１１】
［適用例３］
上記適用例にかかるロボットにおいて、前記可動部は、第１回動軸を回動中心として回動可能に連結された第１アームと、前記第１アームに対し、前記第１回動軸に直交する軸であるかまたは前記第１回動軸に直交する軸と平行な軸である第２回動軸を回動中心として回動可能に連結された第２アームと、前記第２アームに対し、前記第２回動軸と平行な軸である第３回動軸を回動中心として回動可能に連結された第３アームと、を有し、前記角速度センサーは、前記第１アームに設置され、角速度の検出軸が前記第１回動軸と平行である第１角速度センサーと、前記第３アームに設置され、角速度の検出軸が前記第３回動軸と平行である第２角速度センサーと、を有し、前記信号送信部は前記第１角速度センサー及び前記第２角速度センサーが検出した角速度の情報を送信することを特徴とする。
【００１２】
本適用例によれば、可動部は第１アーム、第２アーム及び第３アームを備えている。そして、第１アームは第１回動軸を回動中心にして回動する。第１回動軸に直交する軸であるかまたは第１回動軸に直交する軸と平行な軸を第２回動軸とする。第２アームは第１アームに連結され第２回動軸を回動中心にして回動する。第２回動軸と平行な軸を第３回動軸とする。第３アームは第２アームに連結され第３回動軸を回動中心にして回動する。
【００１３】
角速度センサーは、第１角速度センサー及び第２角速度センサーを備えている。第１角速度センサーは第１アームに設置され、角速度の検出軸が第１回動軸と平行である。従って、第１角速度センサーにより検出された第１アームの角速度に対して第１角速度センサーの向きによる補正を行う必要がない。同様に、第２角速度センサーは第３アームに設置され、角速度の検出軸は第２回動軸及び第３回動軸と平行である。従って、第２角速度センサーにより検出された第３アームの角速度に対して第２角速度センサーの向きによる補正を行う必要がない。その結果、補正のために膨大な演算が不要となり応答速度を速くすることができる。
【００１４】
［適用例４］
上記適用例にかかるロボットにおいて、前記第１角速度センサーは第１ハウジング内に設けられ、前記第２角速度センサーは第２ハウジング内に設けられ、前記第１ハウジング及び前記第２ハウジングの外形は、それぞれ、直方体であり、前記第１角速度センサーの前記角速度の検出軸は、前記第１ハウジングの前記直方体の一番大きな面の法線と一致し、前記第２角速度センサーの前記角速度の検出軸は、前記第２ハウジングの前記直方体の一番大きな面の法線と一致することを特徴とする。
【００１５】
本適用例によれば、第１角速度センサーの角速度の検出軸は、第１ハウジングの直方体の一番大きな面の法線と一致している。従って、第１角速度センサーの角速度の検出軸を容易かつ確実に認識することができる。同様に、第２角速度センサーの角速度の検出軸は、第２ハウジングの直方体の一番大きな面の法線と一致している。従って、第２角速度センサーの角速度の検出軸を容易かつ確実に認識することができる。その結果、第１角速度センサー及び第２角速度センサーの姿勢を容易に適正な姿勢にすることができる。
【００１６】
［適用例５］
本適用例にかかるロボットであって、第１の部材及び前記第１の部材に対して移動する第２の部材を有する可動部と、前記第２の部材の動作を検出する慣性センサーと、前記慣性センサーが出力するセンサー信号を無線送信する信号送信部と、前記センサー信号を受信する信号受信部と、前記信号受信部にて受信した信号を処理し前記モーターを駆動する信号を生成する駆動信号生成部と、を備え、前記第１の部材と前記第２の部材との間には配線がないことを特徴とする。
【００１７】
本適用例によれば、ロボットの可動部は第１の部材及び第２の部材を備え、第２の部材を動かすことができる。ロボットは慣性センサーを備え、慣性センサーは第２の部材の動作を検出する。ロボットは信号送信部を備え、信号送信部は慣性センサーが出力するセンサー信号を無線送信する。信号受信部がこのセンサー信号を受信し、駆動信号生成部が信号受信部にて受信した信号を処理しモーターを駆動する信号を生成する。駆動信号生成部はセンサー信号を用いて第２の部材の制振制御を行う。そして、信号送信部はセンサー信号を無線送信するので、移動速度の情報を送信するための配線が必要ない。従って、第１の部材と第２の部材との間に配線がないときにもセンサー信号を用いて第２の部材の制振制御を行うことができる。
【００１８】
［適用例６］
上記適用例にかかるロボットにおいて、前記可動部には電池が設置され、前記慣性センサー及び前記信号送信部には前記電池から電力が供給されることを特徴とする。
【００１９】
本適用例によれば、可動部に電池が設置されている。従って、慣性センサー及び信号送信部に可動部の外から電力を供給するための配線が不要となる。その結果、電池が設置された可動部の外から電力を供給する配線が設置できない場所にも慣性センサーを設置することができる。
【００２０】
［適用例７］
上記適用例にかかるロボットにおいて、前記可動部が設置された基台と、前記信号送信部が送信する前記センサー信号を受信する信号受信部と、を備え、前記信号受信部は前記基台に設置されていることを特徴とする。
【００２１】
本適用例によれば、基台には信号受信部が設置されている。基台には可動部が設置され、可動部には慣性センサー及び信号送信部が設置されている。従って、信号受信部と信号送信部との距離を可動部の動作範囲内の距離にすることができるので、信号受信部は確実にセンサー信号を受信することができる。
【００２２】
［適用例８］
本適用例にかかるロボットは、可動部を有するロボットであって、前記可動部の動作を検出する慣性センサーと、前記慣性センサーが出力するセンサー信号を無線送信する信号送信部と、を備え、前記可動部は回動軸を中心として回動し、前記慣性センサーの検出軸は前記回動軸と平行に配置され、前記センサー信号に基づき前記可動部の制振制御を行うことを特徴とする。
【００２３】
本適用例によれば、ロボットは可動部を備え、可動部を動かすことができる。ロボットは慣性センサーを備え、慣性センサーは可動部の動作を検出する。ロボットは信号送信部を備え、信号送信部は慣性センサーが出力するセンサー信号を無線送信する。ロボットはセンサー信号を用いて可動部の制振制御を行う。そして、信号送信部はセンサー信号を無線送信するので、動作の情報を送信するための配線が必要ない。従って、可動部に配線を設置する場所がないときにもセンサー信号を用いて可動部の振動を抑制する制御を行うことができる。可動部は回動軸を中心として回動する。慣性センサーの検出軸が回動軸と平行に配置されてないときには、慣性センサーの出力から回動軸回りの振動を算出ための膨大な演算が必要となる。本適用例では慣性センサーの検出軸は回動軸と平行に配置されている。従って、慣性センサーの出力を用いて可動部を制御するとき、可動部の回動軸回りの振動成分を容易に演算することができる。その結果、ロボットは振動の演算誤差を生じさせ難い為、可動部の制振制御を精度良く行うことができる。
【００２４】
［適用例９］
本適用例にかかるロボット制御装置は、可動部に慣性センサーを備え前記慣性センサーが検出する前記可動部の動作をセンサー信号にして信号送信部が無線送信するロボットを制御するロボット制御装置であって、前記可動部はモーターに駆動されて回動軸を中心として回動し、前記慣性センサーの検出軸は前記回動軸と平行に配置されており、前記センサー信号を受信する信号受信部と、前記信号受信部にて受信した信号を処理し前記モーターを駆動して前記可動部の振動を制振する信号を生成する制御部と、を有することを特徴とする。
【００２５】
本適用例によれば、ロボットは可動部を備え可動部を動かすことができる。ロボットは慣性センサーを備え、慣性センサーは可動部の動作を検出する。ロボットは信号送信部を備え、信号送信部は慣性センサーが出力するセンサー信号を無線送信する。
【００２６】
ロボット制御装置は信号受信部を備え、信号受信部はセンサー信号を受信する。制御部はセンサー信号を用いて可動部を制振する信号を生成する。そして、信号送信部はセンサー信号を無線送信するので、可動部の動作の情報を送信するための配線が必要ない。従って、可動部にセンサー信号を伝送する配線を設置する場所がないときにもロボット制御装置はセンサー信号を用いて可動部の制振制御を行うことができる。
【００２７】
本適用例では慣性センサーの検出軸は回動軸と平行に配置されている。従って、慣性センサーの出力を用いて可動部を制御するとき、可動部の回動軸回りの振動成分を容易に演算することができる。その結果、ロボットは振動の演算誤差を生じさせ難い為、可動部の制振制御を精度良く行うことができる。
【００２８】
［適用例１０］
本適用例にかかるロボットシステムであって、上記のいずれか一項に記載のロボットと、前記信号受信部が受信する前記センサー信号を用いて前記駆動信号生成部に前記可動部を制振制御させる信号を出力するロボット制御装置と、を備えることを特徴とする。
【００２９】
本適用例によれば、ロボットは可動部を備え、可動部を動かすことができる。ロボットは慣性センサーを備え、慣性センサーは可動部の動作を検出する。ロボットは信号送信部を備え、信号送信部は慣性センサーが出力するセンサー信号を無線送信する。
【００３０】
ロボット制御装置はセンサー信号を用いて可動部を制振する信号を出力する。駆動信号生成部はロボット制御装置から信号を入力してモーターを駆動し、可動部を制振させる。信号受信部はセンサー信号を無線で受信するので、可動部の動作の情報を受信するための配線が必要ない。従って、可動部にセンサー信号を伝送する配線を設置する場所がないときにもロボットシステムはセンサー信号を用いて可動部の制振制御を行うことができる。
【００３１】
本適用例のロボットは慣性センサーの検出軸は回動軸と平行に配置されている。従って、慣性センサーの出力を用いて可動部を制御するとき、可動部の回動軸回りの振動成分を容易に演算することができる。その結果、ロボットは振動の演算誤差を生じさせ難い為、可動部の制振制御を精度良く行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】第１の実施形態にかかわるロボットの構成を示す概略斜視図。
【図２】ロボットの構成を示す概略斜視図。
【図３】ロボットの構成を説明するための概略図。
【図４】ロボットシステムの主要部の構成を示すブロック図。
【図５】送信部及び受信部の構成を示すブロック図。
【図６】ロボットの第１アームにおける第１角速度センサー付近を示す概略斜視図。
【図７】ロボットの第３アームにおける第２角速度センサー付近を示す概略斜視図。
【図８】（ａ）は、角速度センサーユニットの構造を示す模式平面図、（ｂ）は、角速度センサーユニットの構造を示す模式側面図。
【図９】第２の実施形態にかかわるロボットシステムの主要部の構成を示すブロック図。
【図１０】第３の実施形態にかかわり、（ａ）はロボットの構造を示す模式側面図、（ｂ）はアクチュエーターの構造を示す模式側断面図。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
本実施形態では、ロボットの特徴的な例について、図１〜図１０に従って説明する。以下、実施形態について図面に従って説明する。尚、各図面における各部材は、各図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各部材毎に縮尺を異ならせて図示している。
（第１の実施形態）
第１の実施形態にかかわるロボットについて図１〜図８に従って説明する。図１は、ロボットの構成を示す概略斜視図であり、正面側から見た図である。図２は、ロボットの構成を示す概略斜視図であり、背面側から見た図である。図３は、ロボットの構成を説明するための概略図である。図４は、ロボットシステムの主要部の構成を示すブロック図である。図５は、送信部及び受信部の構成を示すブロック図である。図６は、ロボットの第１アームにおける第１角速度センサー付近を示す概略斜視図である。図７は、ロボットの第３アームにおける第２角速度センサー付近を示す概略斜視図である。図８（ａ）は、角速度センサーユニットの構造を示す模式平面図である。図８（ｂ）は、角速度センサーユニットの構造を示す模式側面図である。
【００３４】
尚、説明の都合上図１〜図３、図６〜図７において図中上側を「上」または「上方」、下側を「下」または「下方」と称す。また、図１〜図３、図６〜図７において図中基台側を「基端」、その反対側を「先端」と言う。また、図８には、第１角速度センサーユニットに対応させて、括弧書きで、第２角速度センサーユニットの各部の符号を記載し、第２角速度センサーユニットの図示は省略する。
【００３５】
図１〜図４に示すように、ロボット１は、例えば腕時計のような精密機器等を製造する製造工程で用いることができ、ロボット１と、ロボット１の作動を制御するロボット制御装置２０等によりロボットシステム１０が構成されている。ロボット１と、ロボット制御装置２０とは、配線により電気的に接続されている。また、ロボット制御装置２０は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）が内蔵されたコンピューター等で構成することができる。
【００３６】
ロボット１は、基台１１、可動部としての第１アーム１２、可動部としての第２アーム１３、可動部としての第３アーム１４及び第４アーム１５の４本のアームを備えている。さらにロボット１は、リスト１６と、第１駆動源４０１、第２駆動源４０２、第３駆動源４０３、第４駆動源４０４、第５駆動源４０５及び第６駆動源４０６の６つの駆動源を備えている。
【００３７】
ロボット１は、基台１１と、第１アーム１２、第２アーム１３、第３アーム１４及び第４アーム１５と、リスト１６とが基端側から先端側に向ってこの順に連結された６軸の垂直多関節ロボットである。垂直多関節ロボットでは、基台１１と、第１アーム１２、第２アーム１３、第３アーム１４及び第４アーム１５と、リスト１６とを総称して「アーム」と言うこともできる。リスト１６にはロボットハンド等のエンドエフェクタ等を取り付けることができる。
【００３８】
第１アーム１２、第２アーム１３、第３アーム１４、第４アーム１５、リスト１６は、それぞれ、基台１１に対し独立して変位可能に支持されている。この第１アーム１２、第２アーム１３、第３アーム１４、第４アーム１５、リスト１６の長さは、それぞれ、特に限定されないが、本実施形態では例えば、第１アーム１２、第２アーム１３、第４アーム１５の長さは、第３アーム１４やリスト１６よりも長く設定されている。
【００３９】
基台１１と第１アーム１２とは、関節１７１を介して連結されている。そして、第１アーム１２は、鉛直方向に延在する第１回動軸１７１ａを回動中心として回動可能となっている。第１回動軸１７１ａは、基台１１の設置面である床１０１の上面の法線と一致している。第１駆動源４０１はモーター４０１Ｍを備え、第１駆動源４０１の駆動により第１アーム１２は第１回動軸１７１ａ回りに回動する。また、第１駆動源４０１はモーター４０１Ｍによって駆動される。モーター４０１Ｍは電気的に接続された駆動信号生成部としてのモータードライバー３０１を介してロボット制御装置２０により制御される。尚、第１駆動源４０１はモーター４０１Ｍとともに設けた図示しない減速機によってモーター４０１Ｍからの駆動力を伝達するように構成されている。尚、モーター４０１Ｍが十分なトルクを出力できるときには減速機が省略されてもよい。
【００４０】
第１アーム１２と第２アーム１３とは関節１７２を介して連結されている。そして、第２アーム１３は、水平方向と平行な第２回動軸１７２ａを軸中心として第１アーム１２に対して回動可能となっている。第２回動軸１７２ａは、第１回動軸１７１ａと直交している。第２駆動源４０２はモーター４０２Ｍを備え、第２駆動源４０２の駆動により第２アーム１３は第２回動軸１７２ａ回りに回動する。また、第２駆動源４０２はモーター４０２Ｍによって駆動される。モーター４０２Ｍは電気的に接続された駆動信号生成部としてのモータードライバー３０２を介してロボット制御装置２０により制御される。尚、第２駆動源４０２はモーター４０２Ｍとともに設けた減速機によってモーター４０２Ｍからの駆動力を伝達するように構成されている。尚、モーター４０２Ｍが十分なトルクを出力できるときには減速機が省略されていてもよい。また、第２回動軸１７２ａは第１回動軸１７１ａと直交する軸と平行になるように配置されてもよい。
【００４１】
第２アーム１３と第３アーム１４とは関節１７３を介して連結されている。そして、第３アーム１４は、水平方向と平行な第３回動軸１７３ａを回動中心として第２アーム１３に対して回動可能となっている。第３回動軸１７３ａは第２回動軸１７２ａと平行である。第３駆動源４０３はモーター４０３Ｍを備え、第３駆動源４０３によって第３アーム１４は第３回動軸１７３ａ回りに回動される。モーター４０３Ｍは電気的に接続された駆動信号生成部としてのモータードライバー３０３を介してロボット制御装置２０により制御される。尚、第３駆動源４０３はモーター４０３Ｍとともに設けた減速機によってモーター４０３Ｍからの駆動力を伝達するように構成されている。尚、モーター４０３Ｍが十分なトルクを出力できるときには減速機が省略されてもよい。
【００４２】
第３アーム１４と第４アーム１５とは関節１７４を介して連結されている。第４アーム１５は、第３アーム１４の中心軸方向と平行な第４回動軸１７４ａを回動中心として第３アーム１４に対して回動可能となっている。第４回動軸１７４ａは第３回動軸１７３ａと直交している。第４駆動源４０４はモーター４０４Ｍを備え、第４駆動源４０４によって第４アーム１５は第４回動軸１７４ａ回りに回動される。モーター４０４Ｍは電気的に接続された駆動信号生成部としてのモータードライバー３０４を介してロボット制御装置２０により制御される。尚、第４駆動源４０４はモーター４０４Ｍとともに設けた減速機によってモーター４０４Ｍからの駆動力を伝達するように構成されている。尚、モーター４０４Ｍが十分なトルクを出力できるときには減速機が省略されてもよい。第４回動軸１７４ａは、第３回動軸１７３ａに直交する軸と平行であってもよい。
【００４３】
第４アーム１５とリスト１６とは、関節１７５を介して連結されている。リスト１６は、水平方向と平行な第５回動軸１７５ａを回動中心として第４アーム１５に対して回動可能となっている。第５回動軸１７５ａは、第４回動軸１７４ａと直交している。第５駆動源４０５はモーター４０５Ｍを備え、第５駆動源４０５の駆動によりリスト１６は第５回動軸１７５ａ回りに回動される。モーター４０５Ｍは電気的に接続された駆動信号生成部としてのモータードライバー３０５を介してロボット制御装置２０により制御される。第５駆動源４０５はモーター４０５Ｍとともに設けた減速機によってモーター４０５Ｍからの駆動力を伝達するように構成されている。また、尚、モーター４０５Ｍが十分なトルクを出力できるときには減速機が省略されてもよい。
【００４４】
リスト１６は、関節１７６を介して、第５回動軸１７５ａと垂直な第６回動軸１７６ａを回動中心とし、第６回動軸１７６ａ回りに回動可能となっている。第６回動軸１７６ａは第５回動軸１７５ａと直交している。第６駆動源４０６はモーター４０６Ｍを備えている。第６駆動源４０６によりリスト１６は第６回動軸１７６ａ回りに回動される。モーター４０６Ｍは電気的に接続された駆動信号生成部としてのモータードライバー３０６を介してロボット制御装置２０により制御される。第６駆動源４０６はモーター４０６Ｍとともに設けた減速機によってモーター４０６Ｍからの駆動力を伝達するように構成されている。尚、モーター４０６Ｍが十分なトルクを出力できるときには減速機が省略されてもよい。第５回動軸１７５ａは、第４回動軸１７４ａに直交する軸と平行であってもよく、また、第６回動軸１７６ａは、第５回動軸１７５ａに直交する軸と平行であってもよい。
【００４５】
図６に示すように、第１アーム１２には慣性センサー及び角速度センサーとしての第１角速度センサー３１を有する第１角速度センサーユニット７１が設置されている。第１角速度センサー３１により第１アーム１２の第１回動軸１７１ａの回りの角速度を検出する。
【００４６】
図７に示すように、第３アーム１４には慣性センサー及び角速度センサーとしての第２角速度センサー３２を有する第２角速度センサーユニット７２が設置されている。第２角速度センサー３２により第３アーム１４の第３回動軸１７３ａの回りの角速度を検出する。第２回動軸１７２ａと第３回動軸１７３ａとは平行なので、第３回動軸１７３ａの回りの角速度は第２回動軸１７２ａ回りの角速度と同じとなっている。従って、第２角速度センサー３２により第３アーム１４の第２回動軸１７２ａの回りの角速度を検出することができる。尚、第１角速度センサー３１、第２角速度センサー３２としては、それぞれ、特に限定されず、例えば、ジャイロセンサー等を用いることができる。
【００４７】
図４に戻って、ロボット１には信号送信部としての第１送信部３３及び信号受信部としての第１受信部３４が設置されている。第１角速度センサー３１は第１送信部３３と電気的に接続され、第１角速度センサー３１は第１送信部３３に検出した角速度の信号を出力する。第１送信部３３は第１受信部３４に角速度の信号を無線で送信する。第１受信部３４は角速度の無線信号を受信する。第１受信部３４はロボット制御装置２０と電気的に接続され、第１受信部３４は受信した角速度の信号をロボット制御装置２０に出力する。
【００４８】
同様に、ロボット１には信号送信部としての第２送信部３５及び信号受信部としての第２受信部３６が設置されている。第２角速度センサー３２は第２送信部３５と電気的に接続され、第２角速度センサー３２は第２送信部３５に検出した角速度の信号を出力する。第２送信部３５は第２受信部３６に角速度の信号を無線で送信する。第２受信部３６は角速度の無線信号を受信する。第２受信部３６はロボット制御装置２０と電気的に接続され、第２受信部３６は受信した角速度の信号をロボット制御装置２０に出力する。
【００４９】
図２に戻って、第１受信部３４及び第２受信部３６は基台１１に設置されている。従って、第１送信部３３と第１受信部３４との距離は第１アーム１２の移動範囲により限定されている。第１送信部３３と第１受信部３４との距離を第１送信部３３の電波が到達する距離より近い距離とすることにより第１受信部３４は確実に電波信号４４を受信することができる。同様に、第２送信部３５と第２受信部３６との距離は第１アーム１２及び第２アーム１３により限定されている。第２送信部３５と第２受信部３６との距離を第２送信部３５の電波が到達する距離より近い距離とすることにより第２受信部３６は確実に電波信号４４を受信することができる。
【００５０】
図５に示すように、第１角速度センサー３１は駆動回路３７と接続されている。駆動回路３７は第１角速度センサー３１に第１角速度センサー３１を駆動する駆動信号を出力する。そして、第１角速度センサー３１は角速度に対応して変動するセンサー信号を駆動回路３７に出力する。駆動回路３７はセンサー信号を入力し増幅する。
【００５１】
駆動回路３７にはＶ／Ｆ変換回路３８（Ｖｏｌｔａｇｅ／Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）が接続され、駆動回路３７はＶ／Ｆ変換回路３８に増幅されたセンサー信号を出力する。Ｖ／Ｆ変換回路３８は電圧信号を周波数信号に変換する回路である。Ｖ／Ｆ変換回路３８はセンサー信号を入力して周波数信号に変換する。Ｖ／Ｆ変換回路３８には変調回路３９が接続され、Ｖ／Ｆ変換回路３８は周波数信号に変換されたセンサー信号を変調回路３９に出力する。
【００５２】
変調回路３９には発振回路４０が接続されている。発振回路４０は所定の周波数の搬送波を形成して変調回路３９に出力する。変調回路３９は搬送波とセンサー信号とを合成した変調波を形成する。変調回路３９が行う変調は周波数変調であるが、この変調方式に限定されず、振幅変調、位相変調やパルス変調の方式を用いることができる。センサー信号をデジタル信号に変換したあと、ＦＳＫ信号（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）に変換して送信しても良い。
【００５３】
変調回路３９には送信回路４１が接続され、変調回路３９は変調波を送信回路４１に出力する。送信回路４１にはアンテナ７１４が接続され、送信回路４１は変調波を電力増幅してアンテナ７１４に出力する。アンテナ７１４は空中に電波信号４４を出力する。
【００５４】
駆動回路３７、Ｖ／Ｆ変換回路３８、変調回路３９、発振回路４０、送信回路４１等により回路部７１３が構成されている。そして、回路部７１３、第１角速度センサー３１、アンテナ７１４等により第１角速度センサーユニット７１が構成されている。Ｖ／Ｆ変換回路３８、変調回路３９、発振回路４０、送信回路４１、アンテナ７１４等により第１送信部３３が構成されている。そして、第１角速度センサーユニット７１は第１角速度センサー３１、駆動回路３７及び第１送信部３３等により構成されている。
【００５５】
同様に、第２角速度センサーユニット７２は回路部７２３、第２角速度センサー３２、アンテナ７２４等により構成されている。回路部７２３は回路部７１３と同様な回路となっている。そして、第２角速度センサーユニット７２は第２角速度センサー３２、駆動回路３７及び第２送信部３５等により構成されている。第２送信部３５はＶ／Ｆ変換回路３８、変調回路３９、発振回路４０、送信回路４１、アンテナ７２４等により構成されている。従って、第１角速度センサーユニット７１と第２角速度センサーユニット７２とは同様なユニットとなっており、詳細な説明は省略する。
【００５６】
第１受信部３４及び第２受信部３６は同様な受信部であり、第１受信部３４を説明し第２受信部３６の説明を省略する。第１受信部３４はアンテナ４５を備え、アンテナ４５はアンテナ７１４が出力する電波信号４４を受信する。
【００５７】
アンテナ４５には受信回路４６が接続され、アンテナ４５が受信した信号を受信回路４６がノイズを除去して増幅する。受信回路４６には復調回路４７が接続され、受信回路４６は復調回路４７に増幅した信号を出力する。復調回路４７は増幅した信号からセンサー信号成分を分離する。復調回路４７が行う復調は変調回路３９が行う変調方式に対応した方式にて復調する。復調回路４７にはＦ／Ｖ変換回路４８（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ／Ｖｏｌｔａｇｅ）が接続され、復調回路４７はＦ／Ｖ変換回路４８に分離されたセンサー信号成分を出力する。
【００５８】
Ｆ／Ｖ変換回路４８は周波数信号を電圧信号に変換する回路である。Ｆ／Ｖ変換回路４８はセンサー信号成分を入力して電圧信号に変換する。Ｆ／Ｖ変換回路４８にはロボット制御装置２０が接続され、Ｆ／Ｖ変換回路４８は電圧信号に変換されたセンサー信号をロボット制御装置２０に出力する。以上の手順により、第１角速度センサーユニット７１及び第１受信部３４は第１角速度センサー３１が検出する角速度信号をロボット制御装置２０に出力する。同様に、第２角速度センサーユニット７２及び第２受信部３６は第２角速度センサー３２が検出する角速度信号をロボット制御装置２０に出力する。
【００５９】
図４に戻って、第１駆動源４０１〜第６駆動源４０６には、それぞれのモーターまたは減速機に、第１位置センサー４１１〜第６位置センサー４１６が設けられている。これらの位置センサーとしては、それぞれ、特に限定されず、例えば、エンコーダー、ロータリーエンコーダー、レゾルバー、ポテンショメーター等を用いることができる。これらの第１位置センサー４１１〜第６位置センサー４１６により、それぞれ、第１駆動源４０１〜第６駆動源４０６のモーターまたは減速機の出力軸の回動角度を検出する。この第１駆動源４０１〜第６駆動源４０６のモーターとしては、それぞれ、特に限定されず、例えば、ＡＣサーボモーター、ＤＣサーボモーター等のサーボモーターを用いるのが好ましい。
【００６０】
ロボット１は、ロボット制御装置２０と電気的に接続されている。すなわち、第１駆動源４０１〜第６駆動源４０６、第１位置センサー４１１〜第６位置センサー４１６、第１角速度センサー３１、第２角速度センサー３２は、それぞれ、ロボット制御装置２０と電気的に接続されている。そして、ロボット制御装置２０は、第１アーム１２〜第４アーム１５、リスト１６をそれぞれ独立して作動させることができる。すなわち、モータードライバー３０１〜３０６を介して、第１駆動源４０１〜第６駆動源４０６をそれぞれ独立して制御することができる。ロボット制御装置２０は、第１位置センサー４１１〜第６位置センサー４１６、第１角速度センサー３１、第２角速度センサー３２により第１アーム１２〜第４アーム１５、リスト１６の位置や速度の検出を行い、その検出結果に基づいて、駆動源４０１〜４０６の角速度や回動角度等をそれぞれ制御する。
【００６１】
ロボット制御装置２０は第１駆動源４０１の作動を制御する第１駆動源制御部２０１と、第２駆動源４０２の作動を制御する第２駆動源制御部２０２とを有している。さらに、ロボット制御装置２０は第３駆動源４０３の作動を制御する第３駆動源制御部２０３と、第４駆動源４０４の作動を制御する第４駆動源制御部２０４とを有している。さらに、ロボット制御装置２０は第５駆動源４０５の作動を制御する第５駆動源制御部２０５と、第６駆動源４０６の作動を制御する第６駆動源制御部２０６とを有している。さらに、ロボット制御装置２０は制御部としての制振制御部２０７を備えている。
【００６２】
制振制御部２０７は第１角速度センサー３１及び第２角速度センサー３２が検出する角速度の信号を用いて第３アーム１４を制振する信号を第１駆動源制御部２０１及び第２駆動源制御部２０２に出力する。第１駆動源制御部２０１及び第２駆動源制御部２０２は制振制御部２０７が出力する信号を用いて第１駆動源４０１及び第２駆動源４０２を駆動する。これにより、ロボット制御装置２０は第３アーム１４を制振する。この制御プログラムは、ロボット制御装置２０に内蔵された記録媒体に予め記憶されたプログラムに基づいて行われる。
【００６３】
図１及び図２に戻って、基台１１は、中空の基台本体１１２を有している。基台本体１１２には、例えば、モーター４０１Ｍやモータードライバー３０１〜３０６が収納されている。
【００６４】
第１アーム１２〜第４アーム１５は、それぞれ、中空のアーム本体２と駆動機構３とを有している。尚、以下では、説明の都合上、第１アーム１２が有するアーム本体２、駆動機構３をそれぞれ「アーム本体２ａ」、「駆動機構３ａ」と称す。第２アーム１３が有するアーム本体２、駆動機構３をそれぞれ「アーム本体２ｂ」、「駆動機構３ｂ」と称す。第３アーム１４が有するアーム本体２、駆動機構３をそれぞれ「アーム本体２ｃ」、「駆動機構３ｃ」と称す。第４アーム１５が有するアーム本体２、駆動機構３をそれぞれ「アーム本体２ｄ」、「駆動機構３ｄ」と称す。
【００６５】
第１アーム１２は、水平方向に対し傾斜した姿勢で基台１１の上端部に連結されている。この第１アーム１２のアーム本体２ａ内には駆動機構３ａが設置され、駆動機構３ａはモーター４０２Ｍを有している。
【００６６】
図６に戻って、第１アーム１２における第１角速度センサー３１の設置位置は、特に限定されない。本実施形態では例えば、第１角速度センサー３１が設置された第１角速度センサーユニット７１は第１アーム１２の根元部２５１の内部に設置されている。
【００６７】
図１及び図２に戻って、第２アーム１３は第１アーム１２の先端部に連結されている。第２アーム１３のアーム本体２ｂ内には駆動機構３ｂが設置され、駆動機構３ｂはモーター４０３Ｍを有している。第３アーム１４は第２アーム１３の先端部に連結されている。この第３アーム１４のアーム本体２ｃ内には駆動機構３ｃが設置され、駆動機構３ｃはモーター４０４Ｍを有している。
【００６８】
図７に戻って、第３アーム１４における第２角速度センサー３２の設置位置は、特に限定されない。本実施形態では例えば、第２角速度センサー３２が設置された第２角速度センサーユニット７２は第３アーム１４の端部の内部に設置されている。
【００６９】
図１及び図２に戻って、第３アーム１４の先端部には第３アーム１４の中心軸方向と平行に第４アーム１５が連結されている。第４アーム１５のアーム本体２ｄ内には駆動機構３ｄが設置され、駆動機構３ｄはモーター４０５Ｍ、４０６Ｍを有している。
【００７０】
第４アーム１５の先端部には、リスト１６が連結されている。リスト１６の先端部には、例えば、腕時計等のような精密機器を把持するマニピュレーターがエンドエフェクタとして着脱可能に装着される。尚、マニピュレーターとしては、特に限定されず、例えば、複数本の指部を有する構成のものが挙げられる。ロボット１は、マニピュレーターで精密機器を把持したまま、第１アーム１２〜第４アーム１５、リスト１６等の動作を制御することにより、当該精密機器を搬送することができる。
【００７１】
リスト１６は、円筒状をなすリスト本体１６１と、リング状をなす支持リング１６２とを有している。支持リング１６２はリスト本体１６１と別体で構成され、当該リスト本体１６１の基端部に設けられる。リスト本体１６１の先端面１６３は平坦な面となっており、この面はマニピュレーターが装着される装着面となる。リスト本体１６１は関節１７６を介して第４アーム１５の駆動機構３ｄに連結されている。当該駆動機構３ｄのモーター４０６Ｍの駆動によりリスト本体１６１は第６回動軸１７６ａ回りに回動する。
【００７２】
支持リング１６２は関節１７５を介して第４アーム１５の駆動機構３ｄに連結されている。当該駆動機構３ｄのモーター４０５Ｍの駆動により支持リング１６２はリスト本体１６１と共に第５回動軸１７５ａ回りに回動する。
【００７３】
アーム本体２の構成材料としては、特に限定されず、例えば、各種金属材料を用いることができ、これらの中でも、特にアルミニウムまたはアルミニウム合金が好ましい。アーム本体２が金型を用いて成形される鋳物である場合、当該アーム本体２の構成材料にアルミニウムまたはアルミニウム合金を用いることにより、金型成形を容易に行なうことができる。
【００７４】
基台１１の基台本体１１２、リスト１６のリスト本体１６１、支持リング１６２の構成材料としては、それぞれ、特に限定されず、例えば、前記アーム本体２の構成材料と同様のもの等が挙げられる。尚、リスト１６のリスト本体１６１の構成材料は、ステンレス鋼を用いるのが好ましい。
【００７５】
次に、第１角速度センサーユニット７１、第２角速度センサーユニット７２について説明する。図８に示すように、第１角速度センサーユニット７１は回路基板７１２を備えている。回路基板７１２上には第１角速度センサー３１、回路部７１３、アンテナ７１４及び電池７１５が設置されている。第１角速度センサー３１、アンテナ７１４及び電池７１５は配線により回路部７１３と接続されている。回路基板７１２、第１角速度センサー３１、回路部７１３、アンテナ７１４及び電池７１５は第１ハウジング７１１に覆われている。第１ハウジング７１１は封止材で構成され、その封止材により第１角速度センサーユニット７１は封止されている。第１ハウジング７１１の外形は、立方体となっている。
【００７６】
第１角速度センサー３１は、検出する角速度の方向を示す検出軸としての第１検出軸３１ａを有しており、第１検出軸３１ａの回りの角速度を検出するように構成されている。また、第１角速度センサー３１の第１検出軸３１ａは、第１ハウジング７１１の直方体の一番大きな面の法線７１１ａと一致している。これにより、容易かつ確実に、第１角速度センサー３１の第１検出軸３１ａの方向を認識することができ、容易に、第１角速度センサー３１を適正な姿勢にすることができる。
【００７７】
同様に、第２角速度センサーユニット７２は回路基板７２２を備えている。回路基板７２２上には第２角速度センサー３２、回路部７２３、アンテナ７２４及び電池７２５が設置されている。第２角速度センサー３２、アンテナ７２４及び電池７２５は配線により回路部７２３と接続されている。回路基板７２２、第２角速度センサー３２、回路部７２３、アンテナ７２４及び電池７２５は第２ハウジング７２１に覆われている。第２ハウジング７２１は封止材で構成され、その封止材により第２角速度センサーユニット７２は封止されている。第２ハウジング７２１の外形は、立方体となっている。このように、第１角速度センサーユニット７１及び第２角速度センサーユニット７２はパッケージ化されているので、設置し易くすることができる。
【００７８】
第２角速度センサー３２は、検出する角速度の方向を示す検出軸としての第２検出軸３２ａを有しており、第２検出軸３２ａの回りの角速度を検出するように構成されている。また、第２角速度センサー３２の第２検出軸３２ａは、第２ハウジング７２１の直方体の一番大きな面の法線７２１ａと一致している。これにより、容易かつ確実に、第２角速度センサー３２の第２検出軸３２ａの方向を認識することができ、容易に第２角速度センサー３２を適正な姿勢にすることができる。
【００７９】
図６に戻って、第１角速度センサー３１が設置された第１角速度センサーユニット７１では第１角速度センサー３１の第１検出軸３１ａが第１回動軸１７１ａと平行になるように設置されている。従って、第１角速度センサー３１により検出された第１アーム１２の角速度に対して第１角速度センサー３１の向きによる補正を行う必要がない。
【００８０】
図７に戻って、第２角速度センサー３２が設置された第２角速度センサーユニット７２では第２角速度センサー３２の第２検出軸３２ａが第３回動軸１７３ａと平行になるように設置されている。第３回動軸１７３ａは第２回動軸１７２ａと平行になっている。従って、第２角速度センサー３２により検出された第３アーム１４の角速度に対して第２角速度センサー３２の向きによる補正を行う必要がない。その結果、補正のために膨大な演算が不要となり応答速度を速くすることができる。
【００８１】
図６及び図８に示すように、第１ハウジング７１１は、その４つの角部に、第１アーム１２に取り付けられる取付部７１１１を有している。各取付部７１１１には、それぞれ、雄ネジ８１が挿入される孔７１１２が形成されている。一方、第１アーム１２はアーム本体２ａと一体的に形成され、第１角速度センサーユニット７１が取り付けられる３つのアーム側取付部１２１が第１アーム１２に設置されている。各アーム側取付部１２１は、それぞれ、アーム本体２ａに突出形成された支柱で構成されている。また、各アーム側取付部１２１は、それぞれ、第１ハウジング７１１の取付部７１１１に対応する位置に配置されている。また、各アーム側取付部１２１の先端部には、それぞれ、雄ネジ８１が螺合する雌ネジが形成されている。
【００８２】
第１角速度センサーユニット７１を第１アーム１２に設置する際は、３つの雄ネジ８１をそれぞれ第１ハウジング７１１の孔７１１２に挿入し、第１アーム１２のアーム側取付部１２１の先端部の雌ネジに螺合する。これにより、各雄ネジ８１により、第１ハウジング７１１の３つの取付部７１１１がそれぞれ第１アーム１２の対応するアーム側取付部１２１に固定される。すなわち、第１アーム１２のアーム側取付部１２１に、第１角速度センサーユニット７１が取り付けられる。この場合、アーム側取付部１２１と第１角速度センサーユニット７１との間には、何も介在しておらず、すなわち、第１角速度センサーユニット７１は、アーム側取付部１２１に直接取り付けられる。これにより、第１角速度センサーユニット７１を確実に第１アーム１２に取り付けることができ、また、第１角速度センサーユニット７１は、確実に、第１アーム１２と一体的に回動することができる。
【００８３】
また、図７及び図８に示すように、第２ハウジング７２１は、その４つの角部に、第３アーム１４に取り付けられる取付部７２１１を有している。各取付部７２１１には、それぞれ、雄ネジ８１が挿入される孔７２１２が形成されている。図７に示すように、第３アーム１４はアーム本体２ｃと一体的に形成され、第２角速度センサーユニット７２が取り付けられるアーム側取付部１４１が第３アーム１４に設置されている。アーム側取付部１４１は、第２ハウジング７２１に対応した形状をなしている。すなわち、アーム側取付部１４１は板状をなし平面視での形状は四角形であり、本実施形態では、長方形をなしている。また、アーム側取付部１４１の各角部には、それぞれ、雄ネジ８１が螺合する雌ネジが形成されている。
【００８４】
第２角速度センサーユニット７２を第３アーム１４に取り付ける際は、４つの雄ネジ８１がそれぞれ第２ハウジング７２１の孔７２１２に挿入される。そして、４つの雄ネジ８１が第３アーム１４のアーム側取付部１４１の先端部の雌ネジに螺合する。これにより、各雄ネジ８１により第２ハウジング７２１の４つの取付部７２１１がそれぞれ第３アーム１４のアーム側取付部１４１に固定される。すなわち、第３アーム１４のアーム側取付部１４１に第２角速度センサーユニット７２が取り付けられる。この場合、アーム側取付部１４１と第２角速度センサーユニット７２との間には何も介在しておらず、第２角速度センサーユニット７２はアーム側取付部１４１に直接取り付けられる。これにより、第２角速度センサーユニット７２を確実に第３アーム１４に取り付けることができ、また、第２角速度センサーユニット７２は、確実に、第３アーム１４と一体的に回動することができる。
【００８５】
次に、図４を参照し、ロボット制御装置２０の構成について説明する。ロボット制御装置２０は、第１角速度センサー３１から出力される第１信号と、第２角速度センサー３２から出力される第２信号と、位置センサー４１１〜４１６から出力される各信号とをそれぞれ受信する。受信した第１信号及び第２信号に基づいて第１アーム１２の角速度の振動成分及び第３アーム１４の角速度の振動成分を求める演算を制振制御部２０７が行う。制振制御部２０７により求められた第１アーム１２の角速度の振動成分及び第３アーム１４の角速度の振動成分に基づいて、ロボット１の作動を第１駆動源制御部２０１〜第６駆動源制御部２０６が制御する。
【００８６】
センサーを用いてロボットの振動を制御する方法は公知であるので詳細な説明は省略し概略を説明する。まず、制振制御部２０７は第１位置センサー４１１の出力する信号から基台１１に対する第１アーム１２の回動速度を演算する。算出した回動速度を第１回動速度とする。次に、制振制御部２０７は第１角速度センサー３１が出力するセンサー信号から第１アーム１２の回動速度を演算する。算出した回動速度を第２回動速度とする。
【００８７】
次に、第１回動速度と第２回動速度との差である第１振動角速度差を算出する。第１回動速度と第２回動速度とは回動速度を検出している場所が異なり、第１振動角速度差は振動よる速度差となっている。次に、制振制御部２０７は第１振動角速度差が可及的に０になるように第１駆動源４０１に対してフィードバック制御を行う。具体的には制振制御部２０７は第１駆動源制御部２０１に振動を減衰させる制御信号を出力する。第１駆動源制御部２０１は制振制御部２０７から制御信号を入力してモーター４０１Ｍを制御する。これにより、ロボット１の振動を抑制することができる。尚、このフィードバック制御では、第１駆動源４０１の角速度が制御される。本実施形態では、フィードバック制御として、ＰＩ制御（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｎａｌ  Ｉｎｔｅｇｒａｌ）がなされるが、これに限定されるものではない。
【００８８】
制振制御部２０７は第２位置センサー４１２の出力する信号から第１アーム１２に対する第２アーム１３の回動速度を演算する。算出した回動速度を第３回動速度とする。次に、制振制御部２０７は第３位置センサー４１３の出力する信号から第２アーム１３に対する第３アーム１４の回動速度を演算する。算出した回動速度を第４回動速度とする。制振制御部２０７は第２角速度センサー３２が出力するセンサー信号から基台１１に第１アーム１２に対する第３アーム１４の回動速度を演算する。算出した回動速度を第５回動速度とする。
【００８９】
次に、第５回動速度から第３回動速度と第４回動速度とを減算した第２振動角速度差を算出する。第２振動角速度差は振動よる速度差となっている。第２位置センサー４１２は第２アーム１３に設置されている。そして、第２回動軸１７２ａ、第３回動軸１７３ａ及び第２検出軸３２ａは平行となっているので、第５回動速度には第３回動速度と第４回動速度と振動による角速度とが加算された速度となっている。
【００９０】
次に、制振制御部２０７は第２振動角速度差が可及的に０になるように、第２駆動源４０２に対してフィードバック制御を行う。具体的には、制振制御部２０７は第２駆動源制御部２０２に振動を減衰させる制御信号を出力する。第２駆動源制御部２０２は制振制御部２０７から制御信号を入力してモーター４０２Ｍを制御する。これにより、ロボット１の振動を抑制することができる。尚、このフィードバック制御では、第２駆動源４０２の角速度が制御される。本実施形態では、フィードバック制御として、ＰＩ制御がなされるが、これに限定されるものではない。
【００９１】
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、第１送信部３３はセンサー信号を無線送信するので、第１アーム１２の角速度の情報を送信するための配線が必要ない。従って、第１アーム１２に配線を設置する場所がないときにもセンサー信号を用いて第１アーム１２の制振制御を行うことができる。
【００９２】
同様に、第２送信部３５はセンサー信号を無線送信するので、第３アーム１４の角速度の情報を送信するための配線が必要ない。従って、第１アーム１２〜第３アーム１４に配線を設置する場所がないときにもセンサー信号を用いて第３アーム１４の制振制御を行うことができる。
【００９３】
（２）本実施形態によれば、ロボット１には第１角速度センサー３１及び第２角速度センサー３２が設置されている。角速度センサーの代わりに加速度センサーが設置されるとき、加速度を積分する演算を行って速度情報に変換する必要がある。このときに比べて、角速度センサーの出力を用いるときには四則演算により角速度情報を演算することができるので、容易にアームの角速度情報を取得することができる。
【００９４】
（３）本実施形態によれば、第１角速度センサーユニット７１には電池７１５が設置されている。従って、第１角速度センサーユニット７１に電力を供給するための配線が不要となる。その結果、配線が設置できない場所にも第１角速度センサーユニット７１を設置することができる。同様に、第２角速度センサーユニット７２には電池７２５が設置されている。従って、第２角速度センサーユニット７２に電力を供給するための配線が不要となる。その結果、配線が設置できない場所にも第２角速度センサーユニット７２を設置することができる。
【００９５】
（４）本実施形態によれば、基台１１には第１受信部３４及び第２受信部３６が設置されている。基台１１には第１アーム１２〜第４アーム１５が設置され、第１アーム１２には第１角速度センサー３１及び第１送信部３３が設置されている。従って、第１受信部３４と第１送信部３３との距離を所定の範囲の距離にすることができる。同様に、第３アーム１４には第２角速度センサー３２及び第２送信部３５が設置されている。従って、第２受信部３６と第２送信部３５との距離を所定の範囲の距離にすることができる。その結果、第１受信部３４及び第２受信部３６は確実にセンサー信号を受信することができる。
【００９６】
（５）本実施形態によれば、第１角速度センサー３１により、第１アーム１２の角速度を検出することができ、また、第３回動軸１７３ａは、第２回動軸１７２ａと平行であるので、第２角速度センサー３２により、第２アーム１３の回動分を含めて第３アーム１４の角速度を検出することができる。そして、これらの検出結果に基づいて、振動を抑制することができる。
【００９７】
（６）本実施形態によれば、ロボット１の姿勢が変化しても、第１角速度センサー３１の第１検出軸３１ａは、一定である。このため、第１角速度センサー３１により検出された第１アーム１２の角速度に対して、第１角速度センサー３１の向きによる補正を行う必要がない。その結果、補正のために膨大な演算が不要となり応答速度を速くすることができる。
【００９８】
（７）本実施形態によれば、第３回動軸１７３ａ及び第２回動軸１７２ａは第２検出軸３２ａと常に平行となっている。これにより、第１アーム１２が回動しても第２角速度センサー３２が検出する角速度には影響しない。このため、第２角速度センサー３２により検出された第３アーム１４の角速度に対して、第２角速度センサー３２の向きによる補正を行う必要がない。その結果、複雑で膨大な演算が不要であり、これによって、演算誤差が生じ難く、振動を確実に抑制することができ、また、ロボット１の制御における応答速度を速くすることができる。
【００９９】
（８）本実施形態によれば、第３アーム１４に第２角速度センサー３２が設置されている。そして、第２角速度センサー３２により第２アーム１３の回動分を含めて第３アーム１４の角速度を検出する。従って、第２アーム１３に角速度センサーを設置するときよりも確実に振動を抑制することができる。また、第２アーム１３と第３アーム１４とに角速度センサーを設置する場合に比べて、角速度センサーの数を削減することができる為、ロボット１の構成を簡素にすることができる。
【０１００】
（９）本実施形態によれば、第２角速度センサー３２が出力する角速度信号を用いて基端側の第２アーム１３を回動させる第２駆動源４０２の作動を制御している。従って、第３アーム１４の作動を制御するよりロボット１の振動を抑制する効果を高めることができる。また、第２アーム１３と第３アーム１４との両方の作動を制御するより、ロボット１の振動を抑制する演算が早くできる。従って、短時間で制振させることができる。
【０１０１】
（第２の実施形態）
次に、ロボットの一実施形態について図９のロボットシステムの主要部の構成を示すブロック図を用いて説明する。本実施形態が第１の実施形態と異なるところは、第１受信部３４及び第２受信部３６がロボット制御装置２０に設置されている点にある。尚、第１の実施形態と同じ点については説明を省略する。
【０１０２】
すなわち、本実施形態では図９に示すように、ロボットシステム５０はロボット５１及びロボット制御装置５２を備えている。第１送信部３３及び第２送信部３５がロボット５１に設置されている。そして、第１受信部３４及び第２受信部３６はロボット制御装置５２に設置されている。第１角速度センサー３１及び第２角速度センサー３２が出力するセンサー信号は無線信号の形態でロボット５１からロボット制御装置５２へ送信される。従って、ロボット５１とロボット制御装置５２との間にはセンサー信号を通信するための配線が不要となっている。従って、ロボット５１とロボット制御装置５２との間の配線を少なくすることができる。
【０１０３】
（第３の実施形態）
次に、ロボットの一実施形態について図１０を用いて説明する。図１０（ａ）はロボットの構造を示す模式側面図であり、図１０（ｂ）はアクチュエーターの構造を示す模式側断面図である。本実施形態が第１の実施形態と異なるところは、アクチュエーターに角速度センサーと送信部が設置されている点にある。尚、第１の実施形態と同じ点については説明を省略する。
【０１０４】
すなわち、本実施形態では図１０（ａ）に示すように、ロボット５５はリスト１６にアクチュエーター５６が設置されている。アクチュエーター５６には慣性センサー及び角速度センサーとしての第３角速度センサー５７及び信号送信部としての第３送信部５８が設置されている。そして、第３送信部５８は第３角速度センサー５７が出力するセンサー信号を無線信号にして出力する。基台１１には第３受信部５９が設置され、第３送信部５８が送信した信号を受信する。ロボット５５にはロボット５５を制御するロボット制御装置６０が接続され、ロボット５５及びロボット制御装置６０によりロボットシステム６１が構成されている。
【０１０５】
アクチュエーター５６は直動機構６２を備え、直動機構６２は円柱状の移動部６２ａを往復移動させる。移動部６２ａの先端には軸受６３が設置され、軸受６３には円柱状の操作棒６４が設置されている。軸受６３により操作棒６４は移動部６２ａに対して回動可能になっている。直動機構６２を覆って円筒状の外装部６５が設置され、外装部６５は図中右側では直径が小さくなっている。そして、操作棒６４は外装部６５から突出している。
【０１０６】
外装部６５の図中右側の端には軸受６６が設置され、軸受６６には円筒状の掌外装部６７が設置されている。軸受６６により掌外装部６７は外装部６５に対して回動可能になっている。掌外装部６７の図中右端には図中上下の場所に第１軸６７ａと第２軸６７ｂとが設置されている。
【０１０７】
第１軸６７ａには第１指部６８が回動可能に設置され、第２軸６７ｂには第２指部６９が回動可能に設置されている。第１指部６８及び第２指部６９は２つの角柱が所定の角度で交差した形状となっている。第１指部６８及び第２指部６９には図中左側に長穴が厚み方向に貫通するように形成されている。そして、操作棒６４の図中右側に第３軸６４ａが設置され、第３軸６４ａが第１指部６８及び第２指部６９の長穴を貫通している。
【０１０８】
直動機構６２が移動部６２ａを移動させるとき、第３軸６４ａが図中左右に移動する。第３軸６４ａに押されることにより第１指部６８は第１軸６７ａを中心にして回動し、第２指部６９は第２軸６７ｂを中心にして回動する。これにより、直動機構６２が移動部６２ａを伸ばすとき第１指部６８と第２指部６９との間隔が開き、直動機構６２が移動部６２ａを引き込むとき第１指部６８と第２指部６９とが接近する。従って、第１指部６８と第２指部６９とで物を挟んだり離したりすることが可能になっている。
【０１０９】
外装部６５の外周にはギアドモーター７５が設置され、ギアドモーター７５の出力軸７５ａにはプーリー７６が設置されている。そして、プーリー７６と掌外装部６７との間にはベルト７８がかけられている。これにより、ギアドモーター７５がプーリー７６を回動するとき、掌外装部６７が回動するようになっている。ギアドモーター７５にはプーリー７６の回動を検出するエンコーダーが内蔵されている。
【０１１０】
掌外装部６７の外周には第３角速度センサーユニット７７が設置されている。第３角速度センサーユニット７７は第１の実施形態における第１角速度センサーユニット７１や第２角速度センサーユニット７２と同様の構造となっている。第３角速度センサーユニット７７には第３角速度センサー５７及び第３送信部５８が内蔵されている。
【０１１１】
さらに、第３角速度センサーユニット７７には第３角速度センサー５７及び第３送信部５８に電力を供給する電池が内蔵されている。従って、第３角速度センサーユニット７７はリスト１６側から配線を介して電力を供給されることなく、第３角速度センサー５７及び第３送信部５８を作動させることが可能になっている。そして、第３送信部５８は配線を介すことなく無線通信にて第３受信部５９に出力するセンサー信号を送信することが可能になっている。
【０１１２】
第３角速度センサー５７の検出軸を第３検出軸５７ａとする。そして、掌外装部６７の回動軸を掌部回動軸６７ｃとする。第３検出軸５７ａと掌部回動軸６７ｃとは平行となっている。
【０１１３】
ロボット制御装置６０には制振制御部２０７が設置されている。制振制御部２０７は第３角速度センサー５７が検出する掌外装部６７の角速度の情報とギアドモーター７５に内蔵されたエンコーダーの信号とを用いて掌外装部６７を制振する制御を行うことが可能になっている。
【０１１４】
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、第３送信部５８はセンサー信号を無線送信するので、移動速度の情報を送信するための配線が必要ない。従って、外装部６５と掌外装部６７との間に配線がないときにもセンサー信号を用いて掌外装部６７の制振制御を行うことができる。
【０１１５】
（２）本実施形態によれば、リスト１６と第３角速度センサーユニット７７との間には配線が設置されていない。従って、アクチュエーター５６は掌外装部６７を一方向に所望の回数の回動をさせることができる。その結果、例えば、第１指部６８と第２指部６９とにネジを把持させて回動することによりネジ締め作業を行うことができる。
【０１１６】
尚、本実施形態は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で当分野において通常の知識を有する者により種々の変更や改良を加えることも可能である。各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。変形例を以下に述べる。
（変形例１）
前記第１の実施形態では、第１角速度センサー３１が第１アーム１２の角速度を検出し、第２角速度センサー３２が第３アーム１４の角速度を検出した。第１角速度センサー３１及び第２角速度センサー３２の代わりに加速度センサーを用いても良い。積分等の演算を行うことにより第１アーム１２及び第３アーム１４の角速度を検出することができる。
【０１１７】
（変形例２）
前記第１の実施形態では、第１送信部３３が送信する信号を第１受信部３４が受信し、第２送信部３５が送信する信号を第２受信部３６が受信した。第１送信部３３が送信する信号と第２送信部３５が送信する信号とを受信可能な受信部を設置しても良い。受信部の回路を統合することにより生産性良く受信部を製造することができる。
【０１１８】
（変形例３）
前記第１の実施形態では、第１角速度センサーユニット７１には電池７１５が設置された。電池７１５によらず、アーム側取付部１２１を金属製にしてアーム側取付部１２１を介して第１角速度センサーユニット７１に電力を供給しても良い。同様に、第２角速度センサーユニット７２には電池７２５が設置された。電池７２５によらず、アーム側取付部１４１を金属製にしてアーム側取付部１４１を介して第２角速度センサーユニット７２に電力を供給しても良い。
【０１１９】
（変形例４）
前記第１の実施形態では、第２角速度センサー３２の検出結果に基づいて第２アーム１３を回動させる第２駆動源４０２の作動を制御した。これに限らず、例えば、第２角速度センサー３２の検出結果に基づいて第３アーム１４を回動させる第３駆動源４０３の作動を制御してもよい。第２駆動源４０２の作動と第３駆動源４０３の作動を制御してもよい。
【０１２０】
（変形例５）
前記第１の実施形態では、ロボット１の回動軸の数は、６つであった。ロボット１の回動軸の数は５つ以下でも良く７つ以上でもよい。リスト１６が２本のアームを有しており、ロボット１のアームの本数は６本である。これに限定されず、ロボットのアームの本数は、３本、４本、５本または７本以上でもよい。ロボット１は、複数のアームを回動可能に連結してなるアーム連結体を１つ有する単腕ロボットである。これに限定されず、例えば、複数のアームを回動可能に連結してなるアーム連結体を２つ有する双腕ロボット等、アーム連結体を複数有するロボットであってもよい。
【符号の説明】
【０１２１】
１，５１，５５…ロボット、１１…基台、１２…可動部としての第１アーム、１３…可動部としての第２アーム、１４…可動部としての第３アーム、２０，５２…ロボット制御装置、３１…慣性センサー及び角速度センサーとしての第１角速度センサー、３１ａ…検出軸としての第１検出軸、３２…慣性センサー及び角速度センサーとしての第２角速度センサー、３２ａ…検出軸としての第２検出軸、３３…信号送信部としての第１送信部、３４…信号受信部としての第１受信部、３５…信号送信部としての第２送信部、３６…信号受信部としての第２受信部、５７…慣性センサー及び角速度センサーとしての第３角速度センサー、５８…信号送信部としての第３送信部、６７…可動部としての掌外装部、１７１ａ…第１回動軸、１７２ａ…第２回動軸、１７３ａ…第３回動軸、２０７…制御部としての制振制御部、３０１，３０２，３０３，３０４，３０５，３０６…駆動信号生成部としてのモータードライバー、７１１…第１ハウジング、７１１ａ，７２１ａ…法線、７１５，７２５…電池、７２１…第２ハウジング。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2014184525.tif 000009
【図８】
2014184525.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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