(57)【要約】【課題】制御装置の設置面積の増大を抑制するとともに、電源部の温度上昇を抑制することができるロボットを提供すること。【解決手段】ロボットであって、駆動部と、前記駆動部に電力を供給する電源部と、を備え、前記電源部は、第１電源回路と第２電源回路とを有し、前記ロボットの内部に位置する、ロボット。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロボットであって、
駆動部と、
前記駆動部に電力を供給する電源部と、
を備え、
前記電源部は、第１電源回路と第２電源回路とを有し、前記ロボットの内部に位置する、
ロボット。
【請求項２】
前記第１電源回路が有する第１入力回路と第１出力回路は、電気的に絶縁されており、
前記第２電源回路が有する第２入力回路と第２出力回路は、電気的に絶縁されており、
前記第１出力回路の出力端子のうち高電位側の出力端子と、前記第２出力回路の出力端子のうち低電位側の出力端子とが接続され、
前記電源部は、
前記第１出力回路の出力端子のうち低電位側の出力端子と、前記第２出力回路の出力端子のうち高電位側の出力端子との間に、前記第１出力回路の出力電圧と前記第２出力回路の出力電圧とを足し合わせた電圧を印加する、
請求項１に記載のロボット。
【請求項３】
前記第１電源回路の定格出力電力値は、前記第２電源回路の定格出力電力値と等しい、
請求項２に記載のロボット。
【請求項４】
前記第１電源回路の出力電圧は、前記第２電源回路の出力電圧と等しい、
請求項２又は３に記載のロボット。
【請求項５】
前記第１入力回路及び前記第２入力回路の少なくとも一方は、高調波電流抑制回路を有する、
請求項２から４のうちいずれか一項に記載のロボット。
【請求項６】
前記電源部から供給される電力を、前記駆動部に供給する電力に変換する電力変換部を備える、
請求項１から５のうちいずれか一項に記載のロボット。
【請求項７】
前記電源部は、予め決められた時間において、定格出力電力値の１．１倍以上４倍以下の電力値の電力を供給可能である、
請求項１から６のうちいずれか一項に記載のロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
ロボットを制御する制御装置の研究や開発が行われている。
【０００３】
これに関し、外付けの制御装置によって制御されるロボットが知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１７７８４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、外付けの制御装置によってロボットが制御される場合、ロボット及び制御装置を配置するための設置面積（フットプリント）が大きくなる場合があり、設置場所が制約される場合があった。一方、ロボットに内蔵された制御装置によってロボットが制御される場合、当該設置面積は、小さくなる。しかしながら、当該場合、ロボットの内部において、制御装置が有する部位のうち熱源となる部位から発せられる熱によって、ロボット及び制御装置の一部に不具合が生じてしまう場合があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題の少なくとも一つを解決するために本発明の一態様は、ロボットであって、駆動部と、前記駆動部に電力を供給する電源部と、を備え、前記電源部は、第１電源回路と第２電源回路とを有し、前記ロボットの内部に位置する、ロボットである。
これにより、ロボットは、設置面積の増大を抑制するとともに、電源部の温度上昇を抑制することができる。
【０００７】
また、本発明の他の態様は、ロボットにおいて、前記第１電源回路が有する第１入力回路と第１出力回路は、電気的に絶縁されており、前記第２電源回路が有する第２入力回路と第２出力回路は、電気的に絶縁されており、前記第１出力回路の出力端子のうち高電位側の出力端子と、前記第２出力回路の出力端子のうち低電位側の出力端子とが接続され、前記電源部は、前記第１出力回路の出力端子のうち低電位側の出力端子と、前記第２出力回路の出力端子のうち高電位側の出力端子との間に、前記第１出力回路の出力電圧と前記第２出力回路の出力電圧とを足し合わせた電圧を印加する、構成が用いられてもよい。
これにより、ロボットは、電源部の温度上昇を抑制しつつ、駆動部に所望の電力を供給することができる。
【０００８】
また、本発明の他の態様は、ロボットにおいて、前記第１電源回路の定格出力電力値は、前記第２電源回路の定格出力電力値と等しい、構成が用いられてもよい。
これにより、ロボットは、第１電源回路と第２電源回路との間の定格出力電力値の違いによって第１電源回路と第２電源回路との少なくとも一方に不具合が生じてしまうことを抑制しつつ、第１電源回路と第２電源回路とによって駆動部に電力を供給することができる。
【０００９】
また、本発明の他の態様は、ロボットにおいて、前記第１電源回路の出力電圧は、前記第２電源回路の出力電圧と等しい、構成が用いられてもよい。
これにより、ロボットは、第１電源回路と第２電源回路との間の出力電圧の違いによって第１電源回路と第２電源回路との少なくとも一方に不具合が生じてしまうことを抑制しつつ、第１電源回路と第２電源回路とによって駆動部に電力を供給することができる。
【００１０】
また、本発明の他の態様は、ロボットにおいて、前記第１入力回路及び前記第２入力回路の少なくとも一方は、高調波電流抑制回路を有する、構成が用いられてもよい。
これにより、ロボットは、第１電源回路と第２電源回路との少なくとも一方において生じるノイズを抑制することができる。
【００１１】
また、本発明の他の態様は、ロボットにおいて、前記電源部から供給される電力を、前記駆動部に供給する電力に変換する電力変換部を備える、構成が用いられてもよい。
これにより、ロボットは、第１電源回路と第２電源回路との両方によって供給された電力であって電力変換部によって変換された電力によって駆動部を駆動することができる。
【００１２】
また、本発明の他の態様は、ロボットにおいて、前記電源部は、予め決められた時間において、定格出力電力値の１．１倍以上４倍以下の電力値の電力を供給可能である、構成が用いられてもよい。
これにより、ロボットは、ロボットにおいて駆動部を回動させ始める際に必要な電力を駆動部に供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態に係るロボット１の構成の一例を示す図である。
【図２】電源部ＥＰと電力変換部ＩＶとの接続状態の一例を示す図である。
【図３】電源部ＥＰＸの冷却方法として自然空冷を採用した場合における関係であって、電源部ＥＰＸの周囲の温度変化と電源部ＥＰＸの許容可能な負荷率の変化との関係の一例を示す図である。
【図４】電源部ＥＰＸの冷却方法として強制空冷を採用した場合における関係であって、電源部ＥＰＸの周囲の温度変化と電源部ＥＰＸの許容可能な負荷率の変化との関係の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
＜実施形態＞
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１５】
＜ロボットの構成＞
まず、ロボット１の構成について説明する。
図１は、実施形態に係るロボット１の構成の一例を示す図である。ロボット１は、例えば、スカラ（水平多関節）ロボットである。なお、ロボット１は、スカラロボットに代えて、垂直多関節ロボット、直角座標ロボット等の他のロボットであってもよい。また、垂直多関節ロボットは、１つの腕を備える単腕ロボットであってもよく、２つの腕を備える双腕ロボット（２つの腕を備える複腕ロボット）であってもよく、３以上の腕を備える複腕ロボットであってもよい。また、直角座標ロボットは、例えば、ガントリロボットである。
【００１６】
ロボット１は、設置面に設置される基台Ｂと、基台Ｂにより支持された可動部Ａを備える。設置面は、ロボット１を設置する部屋の床面、当該部屋の壁面、当該部屋の天井面、屋外の地面、テーブルの上面、台の上面等のロボット１を設置する面のことである。
【００１７】
基台Ｂは、２つの部位から構成されている。当該部位のうちの一方が第１基台Ｂ１であり、他方が第２基台Ｂ２である。なお、第１基台Ｂ１の内側の空間は、第２基台Ｂ２の内側の空間と繋がっている。
【００１８】
第１基台Ｂ１は、前述の設置面に設置される。第１基台Ｂ１は、外形として、ほぼ直方体（又は、立方体でもよい）の形状を有しており、板状の面から構成されていて、中空となっている。第１基台Ｂ１の上面の一部である第１上面には、第２基台Ｂ２が固定されている。当該上面は、第１基台Ｂ１が有する面のうち設置面と反対側の面である。また、第１基台Ｂ１の上面のうち第１上面以外の部分である第２上面と設置面との間の距離は、第１上面と設置面との間の距離と比べて短い。このため、第２上面と第２基台Ｂ２との間には、間隙が存在する。また、第２上面には、可動部Ａが設けられている。すなわち、第１基台Ｂ１は、可動部Ａを支持している。なお、第１基台Ｂ１の形状は、このような形状に代えて、第１基台Ｂ１の上面の一部に第２基台Ｂ２が固定可能な形状であれば他の形状であってもよい。
【００１９】
第２基台Ｂ２は、外形として、直方体（又は、立方体でもよい）を構成する互いに対向する２つの面に対して垂直な方向に、これら２つの面のそれぞれにおける１個の頂点を含む三角形の部分が除かれるように切り落とした形状を有している。ここで、当該部分を切り落とした形状は、必ずしも当該部分を切り落とす加工によって構成されなくてもよく、例えば、初めから同様な形状を形成する加工によって構成されてもよい。第２基台Ｂ２は、外形としてこのような多面体の形状を有しており、板状の面から構成されていて、中空となっている。なお、第２基台Ｂ２の形状は、このような形状に代えて、第１基台Ｂ１の上面の一部に第２基台Ｂ２が固定可能な形状であれば他の形状であってもよい。
【００２０】
可動部Ａは、基台Ｂにより第１回動軸ＡＸ１周りに回動可能に支持された第１アームＡ１と、第１アームＡ１により第２回動軸ＡＸ２周りに回動可能に支持された第２アームＡ２と、第２アームＡ２により第３回動軸ＡＸ３周りに回動可能且つ第３回動軸ＡＸ３の軸方向に並進可能に支持されたシャフトＳを備える。
【００２１】
シャフトＳは、円柱形状の軸体である。シャフトＳの周表面には、図示しないボールねじ溝とスプライン溝とがそれぞれ形成されている。シャフトＳは、この一例において、第２アームＡ２の端部のうちの第１アームＡ１と反対側の端部を、基台Ｂが設置面に設置された場合における方向であって設置面に対して垂直な方向である第１方向に貫通し、設けられる。第１方向は、例えば、図１に示したロボット座標系ＲＣにおけるＺ軸に沿った方向である。なお、第１方向は、当該Ｚ軸に沿った方向に代えて、当該Ｚ軸に沿っていない方向であってもよい。また、シャフトＳの端部のうちの設置面側の端部は、エンドエフェクターを取り付け可能である。当該エンドエフェクターは、指部によって物体を保持することが可能なエンドエフェクターであってもよく、空気、磁気による吸着等によって物体を保持可能なエンドエフェクターであってもよく、他のエンドエフェクターであってもよい。なお、本実施形態では、物体を保持するとは、物体を持ち上げることが可能な状態にすることを意味する。
【００２２】
第１アームＡ１は、この一例において、第１回動軸ＡＸ１周りに回動し、第２方向に移動する。第２方向は、前述の第１方向に直交する方向である。第２方向は、例えば、前述のロボット座標系ＲＣにおけるＸ軸及びＹ軸によって張られる平面であるＸＹ平面に沿った方向である。なお、第２方向は、当該ＸＹ平面に沿った方向に代えて、当該ＸＹ平面に沿っていない方向であってもよい。
【００２３】
また、第１アームＡ１は、基台Ｂが備える駆動部Ｍ１によって第１回動軸ＡＸ１周りに回動（駆動）させられる。すなわち、第１回動軸ＡＸ１は、この一例では、駆動部Ｍ１の駆動軸と一致する軸である。なお、第１回動軸ＡＸ１と駆動部Ｍ１の駆動軸とは、一致しなくてもよい。この場合、例えば、駆動部Ｍ１は、プーリーとベルトを用いる方法等によって第１アームＡ１を第１回動軸ＡＸ１周りに回動させる。
【００２４】
第２アームＡ２は、この一例において、第２回動軸ＡＸ２周りに回動し、第２方向に移動する。第２アームＡ２は、第２アームＡ２が備える駆動部Ｍ２によって第２回動軸ＡＸ２周りに回動させられる。すなわち、第２回動軸ＡＸ２は、この一例では、駆動部Ｍ２の駆動軸と一致する軸である。なお、第２回動軸ＡＸ２と駆動部Ｍ２の駆動軸とは、一致しなくてもよい。この場合、例えば、駆動部Ｍ２は、プーリーとベルトを用いる方法等によって第２アームＡ２を第２回動軸ＡＸ２周りに回動させる。
【００２５】
また、第２アームＡ２は、駆動部Ｍ３及び駆動部Ｍ４を備え、シャフトＳを支持する。駆動部Ｍ３は、シャフトＳのボールねじ溝の外周部に設けられたボールねじナットをタイミングベルト等で回動させることにより、シャフトＳを第１方向に移動（昇降）させる。駆動部Ｍ４は、シャフトＳのスプライン溝の外周部に設けられたボールスプラインナットをタイミングベルト等で回動させることにより、シャフトＳを第３回動軸ＡＸ３周りに回動させる。
【００２６】
ここで、以下では、一例として、駆動部Ｍ１〜駆動部Ｍ４のそれぞれが、すべて同じ構成である場合について説明する。また、以下では、駆動部Ｍ１〜駆動部Ｍ４のそれぞれを区別する必要がない限り、まとめて駆動部Ｍと称して説明する。なお、駆動部Ｍ１〜駆動部Ｍ４の一部又は全部は、互いに異なる構成であってもよい。
【００２７】
ここで、駆動部Ｍは、例えば、サーボモーターである。なお、駆動部Ｍは、電気によって駆動する他のアクチュエーターであってもよい。また、駆動部Ｍは、この一例において、モーターを駆動する駆動回路を有するアンプ部と、駆動部Ｍの回動角を示す情報を検出するエンコーダーとのそれぞれと一体に構成されたサーボモーターである。ここで、当該駆動回路は、駆動部Ｍを駆動する際、スイッチング制御を行う。当該スイッチング制御は、例えば、ＰＷＭ（Pulse  Width  Modulation）制御である。なお、当該スイッチング制御は、ＰＷＭ制御に代えて、他のスイッチング制御であってもよい。また、駆動部Ｍは、当該アンプ部と、当該エンコーダーとのうちのいずれか一方又は両方と別体に構成されてもよい。
【００２８】
また、ロボット１は、制御装置３０によって制御される。ロボット１は、ロボット１の内部に制御装置３０を内蔵する。なお、ロボット１は、外付けの制御装置３０によって制御される構成であってもよい。
【００２９】
制御装置３０は、ロボット１を制御するコントローラーである。制御装置３０は、４つの駆動部Ｍ（すなわち、駆動部Ｍ１〜駆動部Ｍ４）のそれぞれを制御し、ロボット１を動作させる。制御装置３０は、当該４つの駆動部Ｍのそれぞれについて、電源部ＥＰ及び電力変換部ＩＶを備える。
【００３０】
ここで、制御装置３０が有する部分のうち電源部ＥＰと電力変換部ＩＶとのそれぞれ以外の部分は、この一例において、ロボット１の内部のうち第１基台Ｂ１の内側に位置する。また、制御装置３０のうちの電源部ＥＰは、この一例において、第２基台Ｂ２の内側に位置する。また、制御装置３０のうちの電力変換部ＩＶは、ロボット１の内部であれば、如何なる位置に設けられてもよい。なお、電力変換部ＩＶは、制御装置３０に備えられる構成に代えて、電力変換部ＩＶが電力を供給する駆動部Ｍに備えられる構成であってもよく、ロボット１が有する他の部材に備えられる構成であってもよい。なお、図１に示した例では、図が煩雑になるのを避けるため、電源部ＥＰ及び電力変換部ＩＶを省略している。
【００３１】
ここで、図２を参照し、電源部ＥＰ及び電力変換部ＩＶについて説明する。図２は、電源部ＥＰと電力変換部ＩＶとの接続状態の一例を示す図である。以下では、説明の便宜上、電気エネルギーのことを電力と称し、電力の大きさを特に示す場合には、電力値と称して説明する。
【００３２】
電源部ＥＰは、第２基台Ｂ２の内側、すなわち、ロボット１の内部に設けられているため、当該内部に位置する。電源部ＥＰは、駆動部Ｍに電力を供給する。より具体的には、電源部ＥＰは、電力変換部ＩＶに電力を供給する。そして、電力変換部ＩＶは、電源部ＥＰから供給された電力を、駆動部Ｍに供給する電力に変換し、変換した電力を駆動部Ｍに供給する。すなわち、電源部ＥＰは、電力変換部ＩＶを介して駆動部Ｍに電力を供給する。
【００３３】
電源部ＥＰは、図２に示したように、交流電源ＥＰ０から供給された交流電力に基づいて、駆動部Ｍに電力を供給する。交流電源ＥＰ０は、例えば、ロボット１が設置される部屋に設けられた分電盤である。なお、交流電源ＥＰ０は、分電盤に代えて、ロボット１が設置される部屋に設けられたコンセント等の他の交流電源であってもよい。
【００３４】
電源部ＥＰは、第１電源回路ＥＰ１と、第２電源回路ＥＰ２とを有する。より具体的には、電源部ＥＰは、２つの別体の基板である第１基板ＢＰ１及び第２基板ＢＰ２を有する（図１参照）。そして、第１電源回路ＥＰ１は、第１基板ＢＰ１に設けられている。また、第２電源回路ＥＰ２は、第２基板ＢＰ２に設けられている。そして、電源部ＥＰは、第１電源回路ＥＰ１と第２電源回路ＥＰ２との両方によって駆動部Ｍに電力を供給する。これにより、電源部ＥＰは、駆動部Ｍへの電力の供給時において生じる発熱量を分散することができ、その結果、電源部ＥＰの温度上昇を抑制することができる。また、このように２つの基板のそれぞれに第１電源回路ＥＰ１と第２電源回路ＥＰ２が設けられていることによって、ロボット１は、ロボット１の内部に電源部ＥＰを配置する際の自由度を高くすることができる。なお、電源部ＥＰにおいて、第１電源回路ＥＰ１と第２電源回路ＥＰ２とはそれぞれ、別体の基板に設けられる構成に代えて、１つの基板に設けられる構成であってもよい。この場合、第１電源回路ＥＰ１と第２電源回路ＥＰ２との間の距離は、離れている方が望ましい。また、第１電源回路ＥＰ１は、１つの第１基板ＢＰ１に設けられる構成に代えて、複数の基板に分割されて設けられる構成であってもよい。また、第２電源回路ＥＰ２は、１つの第２基板ＢＰ２に設けられる構成に代えて、複数の基板に分割されて設けられる構成であってもよい。
【００３５】
第１電源回路ＥＰ１は、第１入力回路ＣＩ１と、絶縁トランスＴＲ１と、絶縁トランスＴＲ１によって第１入力回路ＣＩ１と電気的に絶縁されている第１出力回路ＣＯ１を備える。なお、この一例において、第１電源回路ＥＰ１は、絶縁トランスＴＲ１によって第１入力回路ＣＩ１と第１出力回路ＣＯ１との間を電気的に絶縁しているが、絶縁トランスＴＲ１に代えて、他の素子によって第１入力回路ＣＩ１と第１出力回路ＣＯ１との間を電気的に絶縁する構成であってもよい。
【００３６】
第１入力回路ＣＩ１は、第１電源回路ＥＰ１における１次側の回路であり、図示しない整流器、図示しない平滑回路等を備え、交流電源ＥＰ０から供給される交流電力を絶縁トランスＴＲ１に供給する。第１入力回路ＣＩ１は、当該交流電力を絶縁トランスＴＲ１に供給可能であれば、如何なる回路であってもよい。図２に示した例では、第１入力回路ＣＩ１には、高調波電流抑制回路ＨＳ１が含まれている。高調波電流抑制回路ＨＳ１は、当該整流器によって整流された電流の波形を正弦波の波形に近い波形に整えることによって高調波電流を抑制する回路であれば、如何なる回路であってもよい。これにより、制御装置３０は、第１電源回路ＥＰ１において生じるノイズを抑制することができる。なお、第１入力回路ＣＩ１には、高調波電流抑制回路ＨＳ１が含まれていない構成であってもよい。
【００３７】
絶縁トランスＴＲ１は、前述した通り、第１入力回路ＣＩ１と第１出力回路ＣＯ１との間を電気的に絶縁する。絶縁トランスＴＲ１は、第１入力回路ＣＩ１から交流電力が供給された場合、第１出力回路ＣＯ１に交流電力を出力する。
【００３８】
第１出力回路ＣＯ１は、第１電源回路ＥＰ１における２次側の回路であり、図示しない整流器、図示しない平滑回路等を備え、絶縁トランスＴＲ１から供給される交流電力を直流電力に変換する。また、第１出力回路ＣＯ１は、２つの出力端子である出力端子ＣＰ１及び出力端子ＣＮ１を備える。出力端子ＣＰ１は、第１出力回路ＣＯ１における高電位側の出力端子である。出力端子ＣＮ１は、第１出力回路ＣＯ１における低電位側の出力端子である。
【００３９】
第１出力回路ＣＯ１は、絶縁トランスＴＲ１から交流電力が供給された場合、供給された交流電力を直流電力に変換し、出力端子ＣＰ１と出力端子ＣＮ１との間に、変換した直流電力に応じた電位差を生じさせる。この際、出力端子ＣＰ１に印加された電位は、出力端子ＣＮ１に印加された電位よりも高電位である。前述した通り、第１出力回路ＣＯ１は、絶縁トランスＴＲ１によって第１入力回路ＣＩ１と電気的に絶縁されているため、出力端子ＣＰ１をプラス端子とし、出力端子ＣＮ１をマイナス端子とする電池と見做すことができる。すなわち、第１出力回路ＣＯ１を電池と見做す場合において、第１入力回路ＣＩ１は、電池である第１出力回路ＣＯ１の起電力に相当する。なお、第１出力回路ＣＯ１は、出力端子ＣＰ１と出力端子ＣＮ１との間に、絶縁トランスＴＲ１から供給された直流電力に応じた電位差を生じさせることが可能な回路であれば、如何なる回路であってもよい。
【００４０】
第２電源回路ＥＰ２は、第２入力回路ＣＩ２と、絶縁トランスＴＲ２と、絶縁トランスＴＲ２によって第２入力回路ＣＩ２と電気的に絶縁されている第２出力回路ＣＯ２を備える。なお、この一例において、第２電源回路ＥＰ２は、絶縁トランスＴＲ１によって第２入力回路ＣＩ２と第２出力回路ＣＯ２との間を電気的に絶縁しているが、絶縁トランスＴＲ２に代えて、他の素子によって第２入力回路ＣＩ２と第２出力回路ＣＯ２との間を電気的に絶縁する構成であってもよい。
【００４１】
第２入力回路ＣＩ２は、第２電源回路ＥＰ２における１次側の回路であり、図示しない整流器、図示しない平滑回路等を備え、交流電源ＥＰ０から供給される交流電力を絶縁トランスＴＲ２に供給する。第２入力回路ＣＩ２は、当該交流電力を絶縁トランスＴＲ２に供給可能であれば、如何なる回路であってもよい。図２に示した例では、第２入力回路ＣＩ２には、高調波電流抑制回路ＨＳ２が含まれている。高調波電流抑制回路ＨＳ２は、当該整流器によって整流された電流の波形を正弦波の波形に近い波形に整えることによって高調波電流を抑制する回路であれば、如何なる回路であってもよい。これにより、制御装置３０は、第２電源回路ＥＰ２において生じるノイズを抑制することができる。なお、第２入力回路ＣＩ２には、高調波電流抑制回路ＨＳ２が含まれていない構成であってもよい。
【００４２】
絶縁トランスＴＲ２は、前述した通り、第２入力回路ＣＩ２と第２出力回路ＣＯ２との間を電気的に絶縁する。絶縁トランスＴＲ２は、第２入力回路ＣＩ２から交流電力が供給された場合、第２出力回路ＣＯ２に交流電力を出力する。
【００４３】
第２出力回路ＣＯ２は、第２電源回路ＥＰ２における２次側の回路であり、図示しない整流器、図示しない平滑回路等を備え、絶縁トランスＴＲ２から供給される交流電力を直流電力に変換する。また、第２出力回路ＣＯ２は、２つの出力端子である出力端子ＣＰ２及び出力端子ＣＮ２を備える。出力端子ＣＰ２は、第２出力回路ＣＯ２における高電位側の出力端子である。出力端子ＣＮ２は、第２出力回路ＣＯ２における低電位側の出力端子である。
【００４４】
第２出力回路ＣＯ２は、絶縁トランスＴＲ２から交流電力が供給された場合、供給された交流電力を直流電力に変換し、出力端子ＣＰ２と出力端子ＣＮ２との間に、変換した直流電力に応じた電位差を生じさせる。この際、出力端子ＣＰ２に印加された電位は、出力端子ＣＮ２に印加された電位よりも高電位である。前述した通り、第２出力回路ＣＯ２は、絶縁トランスＴＲ２によって第２入力回路ＣＩ２と電気的に絶縁されているため、出力端子ＣＰ２をプラス端子とし、出力端子ＣＮ２をマイナス端子とする電池と見做すことができる。すなわち、第２出力回路ＣＯ２を電池と見做す場合において、第２入力回路ＣＩ２は、電池である第２出力回路ＣＯ２の起電力に相当する。なお、第２出力回路ＣＯ２は、出力端子ＣＰ２と出力端子ＣＮ２との間に、絶縁トランスＴＲ２から供給された直流電力に応じた電位差を生じさせることが可能な回路であれば、如何なる回路であってもよい。
【００４５】
ここで、第１電源回路ＥＰ１と第２電源回路ＥＰ２とは、互いに同じ構成であってもよく、互いに異なる構成であってもよい。以下では、一例として、第１電源回路ＥＰ１と第２電源回路ＥＰ２とが、互いに同じ構成である場合について説明する。
【００４６】
また、図２に示した例では、出力端子ＣＰ１は、出力端子ＣＮ２と接続されている。これは、第１出力回路ＣＯ１と第２出力回路ＣＯ２とのそれぞれを前述のように電池と見做す場合において、これら２つの電池が直列に接続されていることに相当する。このように出力端子ＣＰ１と出力端子ＣＮ２とが接続されるため、電源部ＥＰでは、第１電源回路ＥＰ１の出力電圧及び定格出力電力値と、第２電源回路ＥＰ２の出力電圧及び定格出力電力値とが、それぞれ等しいこと（ただし、±５％程度の誤差を許容する）が望ましい。第１電源回路ＥＰ１の定格出力電力値は、第１電源回路ＥＰ１が定常的に出力可能な電力値として予め決められた設計上の電力値のことであり、例えば、２４０［Ｗ］であるが、２４０［Ｗ］より小さい電力値であってもよく、２４０［Ｗ］より大きい電力値であってもよい。また、第２電源回路ＥＰ２の定格出力電力値は、第２電源回路ＥＰ２が定常的に出力可能な電力値として予め決められた設計上の電力値のことであり、例えば、２４０［Ｗ］であるが、２４０［Ｗ］より小さい電力値であってもよく、２４０［Ｗ］より大きい電力値であってもよい。この一例では、前述した通り、第１電源回路ＥＰ１と第２電源回路ＥＰ２とが互いに同じ構成であるため、第１電源回路ＥＰ１の出力電圧及び定格出力電力値と、第２電源回路ＥＰ２の出力電圧及び定格出力電力値とは、それぞれ等しい。なお、電源部ＥＰにおいて、第１電源回路ＥＰ１の出力電圧及び定格出力電力値と、第２電源回路ＥＰ２の出力電圧及び定格出力電力値とは、何らかの手段によって第１電源回路ＥＰ１及び第２電源回路ＥＰ２の両方に不具合を生じさせないことが可能な場合において、互いに異なる構成であってもよい。また、電源部ＥＰは、第１電源回路ＥＰ１の出力電圧が第２電源回路ＥＰ２の出力電圧と等しく、第１電源回路ＥＰ１の定格出力電力値が第２電源回路ＥＰ２の定格出力電力値と異なる構成であってもよい。また、電源部ＥＰは、第１電源回路ＥＰ１の出力電圧が第２電源回路ＥＰ２の出力電圧と異なり、第１電源回路ＥＰ１の定格出力電力値が第２電源回路ＥＰ２の定格出力電力値と等しい構成であってもよい。また、電源部ＥＰでは、第１出力回路ＣＯ１と第２出力回路ＣＯ２とのそれぞれを電池と見做す場合において、これら２つの電池が並列に接続されるように、第１電源回路ＥＰ１における第１出力回路ＣＯ１と第２電源回路ＥＰ２における第２出力回路ＣＯ２とが接続される構成であってもよい。
【００４７】
このように、出力端子ＣＰ１と出力端子ＣＮ２とが接続されているため、電源部ＥＰは、第１電源回路ＥＰ１の出力電圧と、第２電源回路ＥＰ２の出力電圧とを足し合わせた電圧を出力端子ＣＮ１と出力端子ＣＰ２との間に印加することができる。換言すると、電源部ＥＰでは、１つの電源回路によって当該電圧と同じ電圧を駆動部Ｍに供給する場合と比較して、電源部ＥＰの負荷率は、第１電源回路ＥＰ１と第２電源回路ＥＰ２のそれぞれに分散されている。このため、電源部ＥＰは、当該場合と比較して、電源部ＥＰの温度上昇を抑制することができる。また、電源部ＥＰの温度上昇は、第１電源回路ＥＰ１と第２電源回路ＥＰ２とが離れているほど、第１電源回路ＥＰ１及び第２電源回路ＥＰ２それぞれによって発生する熱が分散されるため、抑制される。すなわち、制御装置３０は、電源部ＥＰの温度上昇を抑制しつつ、駆動部Ｍに所望の電力を供給することができる。なお、この一例において、あるタイミングにおける電源部ＥＰの負荷率は、当該タイミングにおいて電源部ＥＰが供給している電力の電力値の、電源部ＥＰの定格出力電力値に対する割合のことを意味する。
【００４８】
また、出力端子ＣＰ２は、電力変換部ＩＶが有する入力端子のうち高電位側の入力端子と接続されている。また、出力端子ＣＮ１は、電力変換部ＩＶが有する入力端子のうち低電位側の入力端子と接続されている。これにより、電源部ＥＰは、直列に接続された第１出力回路ＣＯ１と第２出力回路ＣＯ２とによって電力変換部ＩＶに直流電力を供給する。すなわち、電源部ＥＰは、直列に接続された第１出力回路ＣＯ１と第２出力回路ＣＯ２とによって、電力変換部ＩＶを介して駆動部Ｍに直流電力を供給する。
【００４９】
また、電源部ＥＰは、予め決められた時間において、定格出力電力値の第１所定数倍以上第２所定数倍以下の電力値の電力を供給可能である。第１所定数は、例えば、１．１である。なお、第１所定数は、第２所定数よりも小さい数であって１より大きい数であれば如何なる数であってもよい。ここで、より好ましくは、第１所定数は、１．５である。これにより、ロボット１は、第１所定数が１．１の場合と比べて、可動部Ａの加速時における駆動部Ｍの性能をより引き出すことが可能になる。第２所定数は、例えば、４である。なお、第２所定数は、第１所定数よりも大きい数であれば如何なる数であってもよい。
【００５０】
より具体的には、第１電源回路ＥＰ１は、予め決められた時間において、第１電源回路ＥＰ１の定格出力電力値の第１所定数倍以上第２所定数倍以下の電力値、の電力を供給可能なように構成される。また、第２電源回路ＥＰ２は、予め決められた時間において、第２電源回路ＥＰ２の定格出力電力値の第１所定数倍以上第２所定数倍以下の電力値、の電力を供給可能なように構成される。予め決められた時間は、この一例において、ロボット１が動作している期間内における、ある短い時間のことであり、例えば、０．５秒程度である。なお、予め決められた時間は、０．５秒よりも短い時間であってもよく、０．５秒よりも長い時間であってもよい。これにより、制御装置３０は、ロボット１において駆動部Ｍを回動させ始める際に必要な電力を駆動部Ｍに供給することができる。
【００５１】
電力変換部ＩＶは、電力変換部ＩＶが有する２つの入力端子を介して電源部ＥＰから直流電力が供給された場合、電源部ＥＰから供給された直流電力を、駆動部Ｍに供給する電力に変換する。当該電力は、駆動部Ｍが直流電力によって駆動する場合において直流電力であり、駆動部Ｍが交流電力によって駆動する場合において交流電力である。電力変換部ＩＶは、変換した電力を駆動部Ｍに供給する。また、電力変換部ＩＶは、スイッチング制御によって当該電力を駆動部Ｍに供給する。当該スイッチング制御は、例えば、ＰＷＭ制御である。なお、当該スイッチング制御は、ＰＷＭ制御に代えて、他のスイッチング制御であってもよい。電力変換部ＩＶは、例えば、インバーター回路である。なお、電力変換部ＩＶは、インバーター回路に代えて、電源部ＥＰから供給された直流電力を当該電力に変換可能な他の回路であってもよい。
【００５２】
＜電源部ＥＰによる電力供給の利点＞
ここで、電源部ＥＰと異なる電源部ＥＰＸ（例えば、従来の電源部）と電源部ＥＰとを比較しながら、制御装置３０における電源部ＥＰによる電力供給の利点について説明する。
【００５３】
電源部ＥＰＸは、１つの電源回路によって駆動部Ｍに電力を供給することが可能な電源部である。以下では、一例として、電源部ＥＰＸが、当該１つの電源回路として、第１電源回路ＥＰ１と同様の構成を有する電源回路である第３電源回路ＥＰ３を備える場合について説明する。
【００５４】
電源部ＥＰＸの許容可能な負荷率は、電源部ＥＰＸの周囲の温度上昇に応じて低下する。このため、電源部ＥＰＸは、自然に流れる空気流（人為的ではない空気流）によって冷却を行う自然空冷と、ファン等によって生じさせた人為的な空気流によって冷却を行う強制空冷とのいずれかの冷却方法によって冷却しながら使用される。ここで、あるタイミングにおける電源部ＥＰＸの許容可能な負荷率は、この一例において、当該タイミングにおいて不具合を起こさずに電源部ＥＰＸが供給可能な電力の電力値の、電源部ＥＰＸの定格出力電力値に対する割合のことを意味する。また、電源部ＥＰＸの周囲の温度は、電源部ＥＰＸが設置されている空間内において対流している空気流のうち電源部ＥＰＸに触れて温度が上昇する前の空気流（すなわち、電源部ＥＰＸよりも上方において冷却されている空気流）の温度のことである。
【００５５】
図３は、電源部ＥＰＸの冷却方法として自然空冷を採用した場合における関係であって、電源部ＥＰＸの周囲の温度変化と電源部ＥＰＸの許容可能な負荷率の変化との関係の一例を示す図である。図３に示したグラフの横軸は、電源部ＥＰＸの周囲の温度を示す。また、当該グラフの縦軸は、電源部ＥＰＸの負荷率を示す。当該グラフにおいて、当該場合における電源部ＥＰＸの許容可能な負荷率の変化は、折線ＧＦ１によって表されている。当該場合、折線ＧＦ１が示すように、電源部ＥＰＸの許容可能な負荷率は、電源部ＥＰＸの周囲の温度が約４０℃を超えると低下し始める。そして、当該場合、電源部ＥＰＸは、電源部ＥＰＸの周囲の温度が約７０℃に達すると、電力供給を行うことができなくなる（すなわち、電源部ＥＰＸの許容可能な負荷率が０％になる）。
【００５６】
一方、図４は、電源部ＥＰＸの冷却方法として強制空冷を採用した場合における関係であって、電源部ＥＰＸの周囲の温度変化と電源部ＥＰＸの許容可能な負荷率の変化との関係の一例を示す図である。図４に示したグラフの横軸は、電源部ＥＰＸの温度を示す。また、当該グラフの縦軸は、電源部ＥＰＸの負荷率を示す。当該グラフにおいて、当該場合における電源部ＥＰＸの許容可能な負荷率の変化は、折線ＧＦ２によって表されている。当該場合、折線ＧＦ２が示すように、電源部ＥＰＸの許容可能な負荷率は、電源部ＥＰＸの周囲の温度が約６０℃を超えると低下し始める。そして、当該場合、電源部ＥＰＸは、電源部ＥＰＸの周囲の温度が約７０℃に達すると、電力供給を行うことができなくなる（すなわち、電源部ＥＰＸの許容可能な負荷率が０％になる）。
【００５７】
図３と図４を比較することにより、電源部ＥＰＸの冷却方法として強制空冷を採用した場合における電源部ＥＰＸの許容可能な負荷率が低下し始める温度であって電源部ＥＰＸの周囲の温度は、当該冷却方法として自然空冷を採用した場合における電源部ＥＰＸの許容可能な負荷率が低下し始める温度であって電源部ＥＰＸの周囲の温度よりも高いことが分かる。これは、電源部ＥＰＸの冷却方法として強制空冷を採用した場合の方が、電源部ＥＰＸの冷却方法として自然空冷を採用した場合よりも長い期間、休ませずにロボット１を動作させ続けることができることを表している。しかしながら、電源部ＥＰＸの冷却方法として強制空冷を採用した場合、ファン等の付加的な部材を必要とするため、制御装置３０の製造コストが増大してしまう。
【００５８】
このような電源部ＥＰＸに対し、電源部ＥＰは、電源部ＥＰの冷却方法として自然空冷を採用することによって制御装置３０の製造コストを抑制しつつ、休ませずにロボット１を動作させ続けることが可能な時間が短くなってしまうことを抑制することができる。前述した通り、Ｖ［％］の負荷率の電力供給を電源部ＥＰに行わせた場合、電源部ＥＰの負荷率は、第１電源回路ＥＰ１の負荷率と第２電源回路ＥＰ２の負荷率とに分散される。当該場合、第１電源回路ＥＰ１の負荷率と第２電源回路ＥＰ２の負荷率はそれぞれ、（Ｖ／２）［％］となる。ここで、この一例では、電源部ＥＰＸは、前述した通り、第３電源回路ＥＰ３を備える電源部であった。すなわち、図３は、電源部ＥＰＸの冷却方法として自然空冷を採用した場合における関係であって、電源部ＥＰＸの周囲の温度変化と電源部ＥＰＸの許容可能な負荷率の変化との関係の一例を示す図であるとともに、第１電源回路ＥＰ１の冷却方法として自然空冷を採用した場合における関係であって、第１電源回路ＥＰ１の周囲の温度変化と第１電源回路ＥＰ１の許容可能な負荷率の変化との関係の一例を示す図でもある。また、この一例において、第１電源回路ＥＰ１と第２電源回路ＥＰ２の構成は、互いに同じである。このため、図３は、第２電源回路ＥＰ２の冷却方法として自然空冷を採用した場合における関係であって、第２電源回路ＥＰ２の周囲の温度変化と第２電源回路ＥＰ２の許容可能な負荷率の変化との関係の一例を示す図でもある。また、図４は、第１電源回路ＥＰ１の冷却方法として強制空冷を採用した場合における関係であって、第１電源回路ＥＰ１の周囲の温度変化と第１電源回路ＥＰ１の許容可能な負荷率の変化との関係の一例を示す図でもある。また、図４は、第２電源回路ＥＰ２の冷却方法として強制空冷を採用した場合における関係であって、第２電源回路ＥＰ２の周囲の温度変化と第２電源回路ＥＰ２の許容可能な負荷率の変化との関係の一例を示す図でもある。なお、第１電源回路ＥＰ１の周囲の温度は、第２基台Ｂ２の内側において対流している空気流のうち第１電源回路ＥＰ１に触れて温度が上昇する前の空気流（すなわち、第１電源回路ＥＰ１よりも上方において冷却されている空気流）の温度のことである。また、第２電源回路ＥＰ２の周囲の温度は、第２基台Ｂ２の内側において対流している空気流のうち第２電源回路ＥＰ２に触れて温度が上昇する前の空気流（すなわち、第２電源回路ＥＰ２よりも上方において冷却されている空気流）の温度のことである。
【００５９】
例えば、６０［％］の負荷率の電力供給を電源部ＥＰに行わせた場合、第１電源回路ＥＰ１の負荷率と第２電源回路ＥＰ２の負荷率はそれぞれ、３０［％］である。この場合、第１電源回路ＥＰ１の冷却方法として自然空冷を採用すると、図３に示したように、第１電源回路ＥＰ１の許容可能な負荷率が低下し始める温度であって第１電源回路ＥＰ１の温度は、７０℃よりも僅かに低い程度の温度（６９℃程度）である。一方、当該場合、第１電源回路ＥＰ１の冷却方法として強制空冷を採用すると、図４に示したように、第１電源回路ＥＰ１の許容可能な負荷率は、７０℃に達するまで低下しない。また、当該場合、第１電源回路ＥＰ１の冷却方法として自然空冷を採用すると、図３に示したように、第２電源回路ＥＰ２の許容可能な負荷率が低下し始める温度は、７０℃よりも僅かに低い程度の温度（６９℃程度）である。一方、当該場合、第２電源回路ＥＰ２の冷却方法として強制空冷を採用すると、図４に示したように、第２電源回路ＥＰ２の許容可能な負荷率は、７０℃に達するまで低下しない。これらの事実は、電源部ＥＰが、電源部ＥＰＸと比較して、電源部ＥＰの冷却方法として自然空冷を採用することによって制御装置３０の製造コストを抑制しつつ、休ませずにロボット１を動作させ続けることが可能な時間が短くなってしまうことを抑制することができることを示している。
【００６０】
なお、上記において説明した制御装置３０のうちの電源部ＥＰと電力変換部ＩＶとのそれぞれ以外の部分は、ロボット１の内部における位置のうち第１基台Ｂ１の内側における位置以外の位置（例えば、第２基台Ｂ２の内側における位置）に位置する構成であってもよい。また、上記において説明した電源部ＥＰは、この一例において、ロボット１の内部における位置のうち第２基台Ｂ２の内側における位置以外の位置（例えば、第１基台Ｂ１の内側における位置）に位置する構成であってもよい。
【００６１】
また、上記において説明した図１では、第２基台Ｂ２の内側における第１基板ＢＰ１と第２基板ＢＰ２とが、ロボット座標系ＲＣにおけるＸ軸方向に沿って並んで配置されているように描かれているが、これは、当該内側における実際の配置関係であって第１基板ＢＰ１と第２基板ＢＰ２との配置関係を示しているわけではなく、第２基台Ｂ２の内側に２つの別体の基板である第１基板ＢＰ１と第２基板ＢＰ２とが位置していることを示しているに過ぎない。第２基台Ｂ２の内側における位置関係であって第１基板ＢＰ１と第２基板ＢＰ２との位置関係は、第２基台Ｂ２の内側において実現可能な如何なる位置関係であってもよい。ただし、第１基板ＢＰ１と第２基板ＢＰ２とは、離れている方が望ましい。
【００６２】
以上のように、ロボット１は、駆動部（この一例において、駆動部Ｍ）と、駆動部に電力を供給する電源部（この一例において、電源部ＥＰ）とを備える。また、電源部は、第１電源回路（この一例において、第１電源回路ＥＰ１）と第２電源回路（この一例において、第２電源回路ＥＰ２）とを有し、ロボット１の内部（この一例において、第２基台Ｂ２の内側）に位置する。これにより、ロボット１は、設置面積の増大を抑制するとともに、電源部の温度上昇を抑制することができる。
【００６３】
また、ロボット１では、第１電源回路が有する第１入力回路（この一例において、第１入力回路ＣＩ１）と第１出力回路（この一例において、第１出力回路ＣＯ１）は、電気的に絶縁されており、第２電源回路が有する第２入力回路（第２入力回路ＣＩ２）と第２出力回路（この一例において、第２出力回路ＣＯ２）は、電気的に絶縁されており、第１出力回路の出力端子のうち高電位側の出力端子（この一例において、出力端子ＣＰ１）と、第２出力回路の出力端子のうち低電位側の出力端子（この一例において、出力端子ＣＮ２）とが接続されている。また、電源部は、第１出力回路の出力端子のうち低電位側の出力端子（この一例において、出力端子ＣＮ１）と、第２出力回路の出力端子のうち高電位側の出力端子（この一例において、出力端子ＣＰ２）との間に、第１出力回路の出力電圧と第２出力回路の出力電圧とを足し合わせた電圧を印加する。これにより、ロボット１は、電源部の温度上昇を抑制しつつ、駆動部に所望の電力を供給することができる。
【００６４】
また、ロボット１では、第１電源回路の定格出力電力値は、第２電源回路の定格出力電力値と等しい。これにより、ロボット１は、第１電源回路と第２電源回路との間の定格出力電力値の違いによって第１電源回路と第２電源回路との少なくとも一方に不具合が生じてしまうことを抑制しつつ、第１電源回路と第２電源回路とによって駆動部に電力を供給することができる。
【００６５】
また、ロボット１では、第１電源回路の出力電圧は、第２電源回路の出力電圧と等しい。これにより、ロボット１は、第１電源回路と第２電源回路との間の出力電圧の違いによって第１電源回路と第２電源回路との少なくとも一方に不具合が生じてしまうことを抑制しつつ、第１電源回路と第２電源回路とによって駆動部に電力を供給することができる。
【００６６】
また、ロボット１では、第１入力回路及び第２入力回路の少なくとも一方は、高調波電流抑制回路（この一例において、高調波電流抑制回路ＨＳ１、高調波電流抑制回路ＨＳ２）を有する。これにより、ロボット１は、第１電源回路と第２電源回路との少なくとも一方において生じるノイズを抑制することができる。
【００６７】
また、ロボット１は、電源部から供給される電力を、駆動部に供給する電力に変換する電力変換部（この一例において、電力変換部ＩＶ）を備える。これにより、ロボット１は、第１電源回路と第２電源回路との両方によって供給された電力であって電力変換部によって変換された電力によって駆動部を駆動することができる。
【００６８】
また、ロボット１は、電源部は、予め決められた時間において、定格出力電力値の１．１倍以上４倍以下の電力値の電力を供給可能である。これにより、ロボット１は、ロボット１において駆動部を回動させ始める際に必要な電力を駆動部に供給することができる。
【００６９】
以上、この発明の実施形態を、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない限り、変更、置換、削除等されてもよい。
【符号の説明】
【００７０】
１…ロボット、３０…制御装置、Ａ…可動部、Ａ１…第１アーム、Ａ２…第２アーム、Ｂ…基台、Ｂ１…第１基台、Ｂ２…第２基台、ＣＩ１…第１入力回路、ＣＩ２…第２入力回路、ＣＮ１、ＣＮ２、ＣＰ１、ＣＰ２…出力端子、ＣＯ１…第１出力回路、ＣＯ２…第２出力回路、ＥＰ０…交流電源、ＥＰ、ＥＰＸ…電源部、ＥＰ１…第１電源回路、ＥＰ２…第２電源回路、ＩＶ…電力変換部、Ｍ、Ｍ１〜Ｍ４…駆動部、ＴＲ１、ＴＲ２…絶縁トランス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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