[发明专利]位移测量设备、机器人及机器人臂

说明书

本发明涉及位移测量设备、机器人及机器人臂。该位移测量设备包括第一结构、第二结构以及被构造为连接第一结构与第二结构的连接部。第一结构包括第一传感器，所述第一传感器被构造为产生与第一结构的第一附装部和第二结构的第二附装部之间在至少一个第一方向上的位移相对应的电信号，并且，第二结构包括第二传感器，所述第二传感器被构造为产生与第一附装部和第二附装部之间在至少一个第二方向上的位移相对应的电信号。

技术领域

本发明涉及被构造为获得位移量的位移测量设备、包括该位移测量设备的机器人以及包括该位移测量设备的机器人臂。

背景技术

传统上，在工厂中操作的工业机器人进行诸如焊接、涂层和部件运输等的处理操作。近年来，机器人的应用扩展到了机器人在例如产品组装和精加工处理(例如去毛刺和抛光)中直接作用在操作对象物体上的、并且需要机器人灵活操作的领域。在这样的领域中，需要机器人根据外力操作。因此，为了控制机器人的操作，需要进行间接力控制和直接力控制的功能，在间接力控制中检测施加到操作对象物体的力或力矩并给机器人赋予灵活性，在直接力控制中直接指定操作力。间接控制的示例包括顺从控制和阻抗控制。在下文中将这两种控制称为力控制而不区分这两个种类。

通过位移测量设备检测施加到机器人的力。例如，在机器人臂与机器人手之间的腕部布置位移测量设备。该位移测量设备检测机器人进行组装操作时产生的力，并且因此调整机器人的各个关节的移动和力。以这种方式，进行力控制。

例如，这种类型的位移测量设备基于连接附装到机器人臂的第一附装部和附装到机器人手的第二附装部的弹性部的弹性变形，来检测施加第一附装部与第二附装部之间的力。基于应变计的阻力变化检测构件上的应力的“应变计系统”是用于检测弹性部的弹性变形的典型工具。近年来，日本特开5376859号公报提出了如下的位移测量系统，在第一附装部处布置例如磁体的磁通产生源并且在第二附装部处布置例如霍尔元件的磁电转换元件，并且获得第一附装部与第二附装部之间的相对位移。在该系统中，不对磁电转换元件施加力，并且因此该系统与应变计系统相比具有更好的耐久性。

此外，近年来也提出了具有高分辨率的线性编码器的位移测量系统。该系统采用将位移作为脉冲来计数的数字信号处理，并且因此可以同时实现高刚性、高分辨率和高负载特性，并且也可以实现宽的动态范围。

关于组装用机器人，期望更细节的操作的能力，并且期望通过位移测量设备的位移测量的精度进一步提高。因此，日本特开2012-237570号公报提出了如下的构造，在第一附装部与第二附装部之间布置由刚性体形成的支撑部，第一附装部通过第一弹性部与支撑部连接，并且第二附装部通过第二弹性部与支撑部连接。应注意，在日本特开2012-237570号公报中，将第一附装部描述为基座构件，第二附装部描述为动作构件，并将支撑部描述为刚性构件。第一弹性构件被构造为通过第一方向上的力弹性变形而不通过第二方向上的力弹性变形。此外，第二弹性构件被构造为通过第二方向上的力弹性变形而不通过第一方向上的力弹性变形。另外，在该构造中，在基座构件处布置磁通产生源，在动作构件处以与磁通产生源相对的方式布置磁电转换元件，并且检测基座构件与动作构件之间的相对位移或相对位置。

发明内容

根据本发明的一个方面，一种位移测量设备被构造为获得第一构件与第二构件之间的在至少一个第一方向和在与所述至少一个第一方向不同的至少一个第二方向上的位移量。所述位移测量设备包括：第一结构，其包括被构造为附装到所述第一构件的第一附装部；第二结构，其包括被构造为附装到所述第二构件的第二附装部；以及连接部，其被构造为连接第一结构与第二结构。第一结构包括第一传感器，所述第一传感器被构造为产生与第一附装部和第二附装部之间在至少一个第一方向上的位移相对应的电信号。第二结构包括第二传感器，所述第二传感器被构造为产生与第一附装部和第二附装部之间在至少一个第二方向上的位移相对应的电信号。

通过下面参照附图对示例性实施例的描述，本发明的其他特征将变得清楚。

附图说明

图1是根据第一示例性实施例的机器人装置的透视图。