[go: up one dir, main page]

TW201718203A - 機器人裝置 - Google Patents

機器人裝置 Download PDF

Info

Publication number
TW201718203A
TW201718203A TW105129486A TW105129486A TW201718203A TW 201718203 A TW201718203 A TW 201718203A TW 105129486 A TW105129486 A TW 105129486A TW 105129486 A TW105129486 A TW 105129486A TW 201718203 A TW201718203 A TW 201718203A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
coordinate system
axis
robot
button group
arm
Prior art date
Application number
TW105129486A
Other languages
English (en)
Inventor
髙瀨宗祐
川口順央
尹祐根
栗原眞二
Original Assignee
生活機器人學股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 生活機器人學股份有限公司 filed Critical 生活機器人學股份有限公司
Publication of TW201718203A publication Critical patent/TW201718203A/zh

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J13/00Controls for manipulators
    • B25J13/02Hand grip control means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J13/00Controls for manipulators
    • B25J13/06Control stands, e.g. consoles, switchboards
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J18/00Arms
    • B25J18/02Arms extensible
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/06Programme-controlled manipulators characterised by multi-articulated arms
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S901/00Robots
    • Y10S901/14Arm movement, spatial
    • Y10S901/15Jointed arm
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S901/00Robots
    • Y10S901/27Arm part
    • Y10S901/28Joint

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

本發明之目的在於降低機器人裝置之末端移動、姿勢變更之操作專業性,抑制操作學習難度。機器人裝置之特徵在於具備:機械臂機構,其可裝備末端效應器(3);操作部(60),其用於供操作者關於末端效應器之移動及姿勢變更進行輸入操作;以及控制部(101),其依照經由操作部之輸入操作控制機械臂機構之驅動;且於操作部限定地裝備有平移移動相關之第1操作按鈕組及姿勢變更動作相關之第2操作按鈕組作為機械臂機構之移動旋轉的動作輸入操作機構,上述平移移動係於機器人座標系上之末端效應器之姿勢固定的狀態下末端效應器沿著機器人座標系之正交3軸之各軸正負移動,上述姿勢變更動作係於機器人座標系上之末端效應器之末端座標系之原點位置固定的狀態下末端效應器以末端座標系之正交3軸之各軸為旋轉中心正負旋轉。

Description

機器人裝置
本發明之實施形態係關於一種機器人裝置。
近年來,機器人與使用者位於同一空間之環境不斷變多。認為今後看護用機器人、產業用機器人與作業者在一起進行作業之狀況會不斷擴大。某種機器人裝置具備垂直多關節部臂機構。垂直多關節部臂機構一般裝備有被稱為根部3軸之關節部J1、J2、J3及被稱為腕部3軸之關節部J4、J5、J6。例如,於示教步驟中,藉由使該等6個關節部J1-J6個別或連動動作,而移動末端,任意地變更末端姿勢。
最簡單地,藉由根部關節部J1、J2、J3之個別驅動而移動末端,藉由腕部關節部J4、J5、J6之個別驅動而變更末端姿勢。藉由該等關節部之連動控制,可進行固定末端姿勢之狀態下之移動(平移移動)、變更固定末端位置之狀態下之末端姿勢。關於平移移動、姿勢變更之操作,使用者可選擇世界座標系、機器人座標系、使用者座 標系之任一者作為基準座標系,選擇腕部座標系、末端座標系(工具座標系)、工件座標系之任一者作為對象座標系,根據機器人裝置之應用環境而較佳地定義操作空間。於平移移動中,變位相對於基準座標系之對象座標系之原點,固定相對於基準座標系之對象座標系之相對角度。於姿勢變更中,固定基準座標系上之對象座標系之原點地使對象座標系以其正交3軸之各軸為中心進行旋轉。關於平移移動、姿勢變更之各者,可任意定義基準座標系及對象座標系,故而通用性非常廣。
另一方面,該等座標系存在大量組合,根據其等之組合而實際上如何移動如何變更會發生變化。要對座標系之大量變化理解該移動、姿勢變更需要非常高的專業性,學習難度大。
本發明之目的在於降低機器人裝置之末端移動、姿勢變更之操作專業性,抑制操作學習難度。
本實施形態之機器人裝置之特徵在於具備:機械臂機構,其具有可於前端裝備末端效應器之複數個關節部;操作部,其用於供操作者關於上述末端效應器之移動及姿勢變更進行輸入操作;以及控制部,其依照經由上述操作部 之輸入操作而控制上述關節部之驅動;且於上述操作部限定地裝備有平移移動相關之第1操作按鈕組及姿勢變更動作相關之第2操作按鈕組作為上述機械臂機構之移動旋轉的動作輸入操作機構,上述平移移動係於上述機械臂機構之機器人座標系上之上述末端效應器之姿勢固定的狀態下上述末端效應器沿著上述機器人座標系之正交3軸之各軸正負移動,上述姿勢變更動作係於上述機器人座標系上之上述末端效應器之末端座標系之原點位置固定的狀態下上述末端效應器以上述末端座標系之正交3軸之各軸為旋轉中心正負旋轉。
50‧‧‧第1臂操作部
60‧‧‧第2臂操作部
70‧‧‧手操作部
100‧‧‧控制裝置
101‧‧‧系統控制部
102‧‧‧第1臂操作部介面
103‧‧‧第2臂操作部介面
104‧‧‧手操作部介面
105‧‧‧驅動器單元介面
106‧‧‧動作控制部
圖1係本實施形態之機器人裝置之機械臂機構之外觀立體圖。
圖2係表示圖1之機械臂機構之內部構造之側視圖。
圖3係藉由圖符號表現來表示圖1之機械臂機構之構成之圖。
圖4係表示本實施形態之機器人裝置之構成之方塊圖。
圖5係表示圖4之第2臂操作部之操作面板構造之平面圖。
圖6係表示圖4之第2臂操作部之其它操作面板構造之平面圖。
圖7係表示圖4之第2臂操作部之其它操作面板構造 之平面圖。
圖8係表示圖4之手操作部之操作面板構造之平面圖。
以下,一面參照圖式一面對本實施形態之機器人裝置進行說明。於以下之說明中,對具有大致相同功能及構成之構成要素附加相同符號,僅於必要情形時進行重複說明。
圖1係本實施形態之機器人裝置之外觀立體圖。圖2係表示圖1之機械臂機構之內部構造之立體圖。圖3係藉由圖符號表現來表示圖1之機械臂機構之圖。
機械臂機構具有複數個、此處為6個關節部J1、J2、J3、J4、J5、J6。複數個關節部J1、J2、J3、J4、J5、J6係自基部10依序配設。一般而言,第1、第2、第3關節部J1、J2、J3被稱為根部3軸,第4、第5、第6關節部J4、J5、J6被稱為改變手裝置3之姿勢之腕部3軸。於機械臂機構中,藉由構成根部3軸之第1關節部J1、第2關節部J2及第3關節部J3而實現3個位置自由度。又,藉由構成腕部3軸之第4關節部J4、第5關節部J5及第6關節部J6而實現3個姿勢自由度。腕部4具有第4、第5、第6關節部J4、J5、J6。構成根部3軸之關節部J1、J2、J3之至少一者係直動伸縮關節。此處,第3關節部J3係構成為直動伸縮關節部、尤其係伸縮距離相對較長之 關節部。臂部2表示直動伸縮關節部J3(第3關節部J3)之伸縮部分。
第1關節部J1係以例如垂直地被基座面支持之第1旋轉軸RA1為中心之扭轉關節。第2關節部J2係以與第1旋轉軸RA1垂直配置之第2旋轉軸RA2為中心之彎曲關節。第3關節部J3係以與第2旋轉軸RA2垂直配置之第3軸(移動軸)RA3為中心而讓臂部2直線伸縮之關節。
第4關節部J4係以第4旋轉軸RA4為中心之扭轉關節。第4旋轉軸RA4於後述之第7關節部J7不旋轉時,即臂部2之全體處於直線形狀時,與第3移動軸RA3大致一致。第5關節部J5係以與第4旋轉軸RA4正交之第5旋轉軸RA5為中心之彎曲關節。第6關節部J6係以與第4旋轉軸RA4正交、且與第5旋轉軸RA5垂直配置之第6旋轉軸RA6為中心的彎曲關節。
形成基部10之臂支持部(第1支持部)11具有以第1關節部J1之第1旋轉軸RA1為中心形成之圓筒形狀之中空構造。第1關節部J1係安裝於未圖示之固定台。當第1關節部J1旋轉時,臂部2係與第1支持部11之軸旋轉一併進行左右迴旋。另,第1支持部11亦可固定於接地面。於此情形時,係設為與第1支持部11分開而臂部2獨立迴旋之構造。於第1支持部11之上部連接有第2支持部12。
第2支持部12具有與第1支持部11連續之中空構 造。第2支持部12之一端係安裝於第1關節部J1之旋轉部。第2支持部12之另一端開放,第3支持部13係於第2關節部J2之第2旋轉軸RA2轉動自如地嵌入。第3支持部13具有與第1支持部11及第2支持部連通之鱗片狀之外裝形成的中空構造。第3支持部13係伴隨第2關節部J2之彎曲旋轉而其後部被收容至第2支持部12、或自第2支持部12送出。構成機械臂機構之直動伸縮關節部J3(第3關節部J3)之臂部2之後部係藉由其收縮而被收納於第1支持部11與第2支持部12之連續之中空構造之內部。
第3支持部13係其後端下部以第2旋轉軸RA2為中心轉動自如地嵌入至第2支持部12之開放端下部。藉此,構成作為以第2旋轉軸RA2為中心之彎曲關節部之第2關節部J2。當第2關節部J2轉動時,臂部2以第2旋轉軸RA2為中心朝垂直方向轉動、即起伏動作。
第4關節部J4係具有與沿著臂部2之伸縮方向之臂中心軸、即第3關節部J3之第3移動軸RA3典型地相接之第4旋轉軸RA4的扭轉關節。當第4關節部J4旋轉時,腕部4及安裝於腕部4之手裝置3係以第4旋轉軸RA4為中心旋轉。第5關節部J5係具有與第4關節部J4之第4旋轉軸RA4正交之第5旋轉軸RA5的彎曲關節部。當第5關節部J5旋轉時,自第5關節部J5遍及前端而與手裝置3一併上下(以第5旋轉軸RA5為中心朝垂直方向)轉動。第6關節部J6係具有與第4關節部J4之 第4旋轉軸RA4正交、且與第5關節部J5之第5旋轉軸RA5垂直之第6旋轉軸RA6的彎曲關節。當第6關節部J6旋轉時,手裝置3左右迴旋。
如圖3所示,旋轉軸RA1係與設置有第1關節部J1之固定部之基座之基準面BP垂直地配置。第2關節部J2構成為以旋轉軸RA2為中心之彎曲關節。第2關節部J2之旋轉軸RA2係與Yb軸平行地設置。第2關節部J2之旋轉軸RA2係設為與第1關節部J1之旋轉軸RA1垂直之朝向。進而,第2關節部J2係相對於第1關節部J1,於第1旋轉軸RA1之方向(Zb軸方向)及與第1旋轉軸RA1垂直之Xb軸方向之2方向偏移。以第2關節部J2相對於第1關節部J1而於上述2方向偏移之方式,將第2支持部12安裝於第1支持部11。於第1關節部J1連接第2關節部J2之虛設的臂桿部分(鏈路部分)係具有前端垂直彎曲之2個鈎形狀體組合而成之曲柄形狀。該虛設的臂桿部分係由具有中空構造之第1、第2支持部11、12構成。
第3關節部J3係構成為以移動軸RA3為中心之直動伸縮關節。第3關節部J3之移動軸RA3係設為與第2關節部J2之旋轉軸RA2垂直之朝向。第2關節部J2之旋轉角為零度、即臂部2之起伏角為零度且臂部2為水平之基準姿勢下,第3關節部J3之移動軸RA3係設為與第2關節部J2之旋轉軸RA2以及第1關節部J1之旋轉軸RA1垂直之方向。於空間座標系上,第3關節部J3之移動軸 RA3係與垂直於Yb軸及Zb軸之Xb軸平行地設置。進而,第3關節部J3係相對於第2關節部J2於其旋轉軸RA2之方向(Xb軸方向)、及與移動軸RA3正交之Zb軸之方向之2方向上偏移。以第3關節部J3相對於第2關節部J2於上述2方向偏移之方式,將第3支持部13安裝於第2支持部12。於第2關節部J2連接第3關節部J3之虛設的臂桿部分(鏈路部分)具有前端垂直彎曲之鈎形狀體。該虛設的臂桿部分係由第2、第3支持部12、13構成。
第4關節部J4係構成為以旋轉軸RA4為中心之扭轉關節。第4關節部J4之旋轉軸RA4係以與第3關節部J3之移動軸RA3大致一致的方式配置。第5關節部J5係構成為以旋轉軸RA5為中心之彎曲關節。第5關節部J5之旋轉軸RA5係以與第3關節部J3之移動軸RA3及第4關節部J4之旋轉軸RA4大致正交的方式配置。第6關節部J6係構成為以旋轉軸RA6為中心之扭轉關節。第6關節部J6之旋轉軸RA6係以與第4關節部J4之旋轉軸RA4及第5關節部J5之旋轉軸RA5大致正交的方式配置。第6關節部J6係為了使作為末端效應器之手裝置3左右迴旋而設置。另,第6關節部J6亦可構成為其旋轉軸RA6與第4關節部J4之旋轉軸RA4及第5關節部J5之旋轉軸RA5大致正交的彎曲關節。
如此,將複數個關節部J1-J6之根部3軸中之一個彎曲關節部更換為直動伸縮關節部,使第2關節部J2於2 方向上相對於第1關節部J1偏移,且使第3關節部J3於2方向上相對於第2關節部J2偏移,藉此本實施形態之機器人裝置之機械臂機構於構造上消除臨界點姿勢。
如上述般安裝於腕部4之轉接器之手裝置3係藉由第1、第2、第3關節部J1、J2、J3而移動至任意位置,且藉由第4、第5、第6關節部J4、J5、J6而配置成任意姿勢。尤其係,第3關節部J3之臂部2之伸縮距離之長度可使手裝置3到達自基部10之近接位置至遠隔位置之廣範圍之對象。第3關節部J3之特徵為藉由構成其之直動伸縮機構而實現之直線伸縮動作及其伸縮距離之長度。
手裝置3係以具備用於藉由固持揀選工件之固持機構及用於藉由吸附揀選其它工件之吸附機構的構造為一例進行說明。手裝置3亦可裝備具備其它功能之其它構造者。手裝置3具有手本體31。手本體31具有角柱形狀,於其上方端面設有安裝部。經由該安裝部,手裝置3安裝於腕部4之轉接器(關節部J6)。於手本體31之下方安裝有氣動夾頭箱32。氣動夾頭箱32具備一對滑塊33。一對滑塊33係接近/遠離自如地被支持。氣動夾頭箱32具有氣缸(未圖示)。於氣缸連接有一對空氣管。一對空氣管分別連接於壓縮式之氣泵(未圖示)。於一對空氣管介置有一對電磁閥(未圖示)。藉由後述之開閉用電磁閥驅動器301,而逆相地控制一方之電磁閥之開閉及另一方之電磁閥之開閉。當一方之電磁閥開放、另一方之電磁閥關閉時,一對滑塊33朝接近方向移動。當一方之電磁閥關 閉、另一方之電磁閥開放時,一對滑塊33朝遠離方向移動。將一對滑塊33之接近/遠離方向稱為滑動方向。
於一對滑塊33安裝有一對固持部34。固持部34具有外觀大致圓柱形狀。於固持部34之前端安裝有圓筒狀體之墊(吸附墊)36。於一對固持部34連接有一對空氣管。一對空氣管分別連接於上述氣泵。於固持部34自與空氣管之連接口至其前端為止形成有配管路徑。藉此,確保氣泵至固持部34之前端為止之配管路徑。作為氣泵可為壓縮式及真空式之任一者,此處作為壓縮泵進行說明。固持部34之墊36與氣泵之間係藉由負壓路徑與正壓路徑之2系統之配管路徑而連接。於負壓路徑介置有負壓閥及噴射器。於正壓路徑介置有正壓閥。負壓閥與正壓閥為電磁閥。藉由後述之水平吸附用電磁閥驅動器302而逆相地控制負壓閥之開閉及正壓閥之開閉。
當負壓閥開放而正壓閥關閉時,確保負壓路徑。當確保了負壓路徑時,由氣泵產生之壓縮空氣經由負壓閥而供給至噴射器。噴射器具有吸氣口、噴嘴及排氣口。於吸氣口連接有墊36之後方部分。供給至噴射器之壓縮空氣自噴嘴噴射後變成高速空氣束並自排氣口排出。於是,噴射器之腔室之內壓下降,藉此自吸氣口吸入空氣,自吸氣口吸入之空氣與壓縮空氣一併自排氣口排出。藉此,連接於吸氣口之墊36產生負壓。當正壓閥開放而負壓閥關閉時,確保正壓路徑。當確保了正壓路徑時,由氣泵產生之壓縮空氣直接被供給至墊36。藉此,於墊36產生正壓。
於一對滑塊33安裝有一對吸附墊38。吸附墊38係藉由作為彈性材料之例如矽酮樹脂成形為圓筒狀體。將吸附墊38之前端面稱為吸附工件之吸附面。吸附墊38之主體部分成形為蛇腹形。吸附墊38係於圓筒狀體之軸方向之朝向吸附工件。以該吸附方向與滑動方向垂直之方式,將吸附墊38安裝於滑塊33。於一對吸附墊38連接有一對空氣管。一對空氣管分別連接於上述氣泵。吸附墊38與氣泵之間係藉由負壓路徑與正壓路徑之2系統之配管路徑而連接。於負壓路徑介置有負壓閥及噴射器。於正壓路徑介置有正壓閥。負壓閥與正壓閥為電磁閥。藉由後述之垂直吸附用電磁閥驅動器303而逆相地控制負壓閥之開閉及正壓閥之開閉。當負壓閥開放而正壓閥關閉時,確保負壓路徑。當確保了負壓路徑時,於吸附墊38產生負壓。當正壓閥開放而負壓閥關閉時,確保正壓路徑。當確保了正壓路徑時,於吸附墊38產生正壓。
如圖2詳細所示,直動伸縮機構具有臂部2及射出部42。臂部2具有第1連結鏈節排21及第2連結鏈節排22。第1連結鏈節排21包含複數個第1連結鏈節23。第1連結鏈節23構成為大致平板形。前後之第1連結鏈節23係於相互之端部部位藉由銷而彎曲自如地呈排狀連結。第1連結鏈節排21可朝內側或外側自如地彎曲。
第2連結鏈節排22包含複數個第2連結鏈節24。第2連結鏈節24係構成為橫剖面字形狀之短槽狀體。前後之第2連結鏈節24係於相互之底面端部部位藉由銷而 彎曲自如地呈排狀連結。第2連結鏈節排22可朝內側彎曲。第2連結鏈節24之剖面為字形狀,故而第2連結鏈節排22與相鄰之第2連結鏈節24之側板彼此衝突,不會朝外側彎曲。另,將第1、第2連結鏈節23、24之面朝第2旋轉軸RA2之面設為內面,將其相反側之面設為外面。第1連結鏈節排21中最前端之第1連結鏈節23、與第2連結鏈節排22中最前端之第2連結鏈節24係藉由結合鏈節27而連接。例如,結合鏈節27具有將第2連結鏈節24與第1連結鏈節23合成後之形狀。
射出部42係將複數個上部輥43與複數個下部輥44支持於角筒形狀之框架45而成。例如,複數個上部輥43係隔開與第1連結鏈節23之長度大致等價之間隔而沿著臂中心軸排列。同樣地,複數個下部輥44隔開與第2連結鏈節24之長度大致等價之間隔而沿著臂中心軸排列。於射出部42之後方,導輥40與驅動齒輪41係以隔著第1連結鏈節排21對向之方式設置。驅動齒輪41係經由減速器(未圖示)而連接於步進馬達330。於第1連結鏈節23之內面沿著連結方向而形成有線性齒輪。複數個第1連結鏈節23呈直線狀整齊排列時相互之線性齒輪呈直線狀相連,而構成較長之線性齒輪。驅動齒輪41嚙合於直線狀之線性齒輪。直線狀相連之線性齒輪係與驅動齒輪41一併構成齒輪齒條機構。
當臂伸長時,馬達330驅動,驅動齒輪41正向旋轉,則第1連結鏈節排21藉由導輥40變成與臂中心軸平行之 姿勢,被引導至上部輥43與下部輥44之間。隨著第1連結鏈節排21之移動,第2連結鏈節排22藉由射出部42之後方配置之導軌(未圖示)而被引導至上部輥43與下部輥44之間。被引導至上部輥43與下部輥44之間之第1、第2連結鏈節排21、22相互擠壓。藉此,利用第1、第2連結鏈節排21、22構成柱狀體。射出部42將第1、第2連結鏈節排21、22接合而構成柱狀體,且上下左右地支持此柱狀體。第1、第2連結鏈節排21、22接合而成之柱狀體被射出部42保持防止脫出,藉此保持第1、第2連結鏈節排21、22之接合狀態。當維持第1、第2連結鏈節排21、22之接合狀態時,第1、第2連結鏈節排21、22之彎曲相互約束。藉此,第1、第2連結鏈節排21、22構成具備一定剛性之柱狀體。所謂柱狀體係指於第2連結鏈節排22接合有第1連結鏈節排21而成之柱狀之棒體。該柱狀體係第2連結鏈節24與第1連結鏈節23一併整體構成為各種剖面形狀之筒狀體。所謂筒狀體係定義為上下左右被天板、底板及兩側板包圍,前端部及後端部開放之形狀。第1、第2連結鏈節排21、22接合而成之柱狀體係以結合鏈節27為始端,沿著第3移動軸RA3直線地自第3支持部13之開口朝外被送出。
當臂收縮時,馬達330驅動,驅動齒輪41逆向旋轉,則與驅動齒輪41卡合之第1連結鏈節排21被拉回至第1支持部11內。隨著第1連結鏈節排21之移動,柱狀體被拉回至第3支持部13內。拉回之柱狀體於射出部42 後方分離。例如,構成柱狀體之第1連結鏈節排21被導輥40及驅動齒輪41夾持,構成柱狀體之第2連結鏈節排22因重力而被拉向下方,藉此第2連結鏈節排22與第1連結鏈節排21相互遠離。遠離後之第1、第2連結鏈節排21、22分別恢復成可彎曲之狀態。於收納時,第2連結鏈節排22自射出部42朝內側彎曲地被搬送至第1支持部11(基部10)之內部之收納部,第1連結鏈節排21亦朝與第2連結鏈節排22相同之方向(內側)彎曲而被搬送。第1連結鏈節排21係以與第2連結鏈節排22大致平行之狀態被儲存。
如眾所周知般於機器人領域處理大量座標系。世界座標系Σg係設置有機器人裝置之工場內地面設定的正交3軸座標系(Xg、Yg、Zg),亦稱為觀測座標系,機器人裝置相對於該世界座標系Σg進行作業。使用者座標系Σu係以操作機器人裝置之使用者為基準之正交3軸座標系(Xu、Yu、Zu)。機器人座標系Σb係以機器人裝置之基部10為基準之座標系,此處係以第1關節部J1之旋轉軸RA1上之任意位置為原點之正交3軸座標系。例如,於機器人座標系Σb中,於旋轉軸RA1上之基部10之接地面規定原點,於旋轉軸RA1規定Zb軸(鉛垂軸),將與Zb軸正交之2軸規定為Xb軸、Yb軸。Xb軸表示機器人裝置之前後軸,Yb軸表示左右軸。
腕部座標系Σwr係以機器人裝置之腕部4為基準之正交3軸座標系。例如,以第4關節部J4之旋轉軸RA4上 之任意位置設定的腕部基準點為原點,將第4關節部J4之旋轉軸RA4規定為Xwr軸(前後軸),與第5關節部J5之旋轉軸RA5平行地規定Ywr軸(左右軸),且規定與該等2軸正交之Zwr軸(鉛垂軸)。所謂腕部姿勢,係作為繞腕部座標系Σwr之正交3軸各者之旋轉角,設為繞Xwr軸之旋轉角(側傾角)αwr、繞Ywr軸之旋轉角(俯仰角)βwr、繞Zwr軸之旋轉角(擺動角)γwr。
末端座標系Σh係以機器人裝置之手裝置3為基準之正交3軸座標系,以手裝置3之一對墊36之間之中央位置(稱為末端基準點)為原點,與第6關節部J6之迴旋軸RA6平行地規定Xh軸(前後軸),且將與Xh軸正交之2軸規定為Yh軸、Zh軸。Yh軸表示手裝置3之左右軸,Zh軸表示手裝置3之上下軸。所謂末端姿勢係設為繞末端座標系Σh之正交3軸各者之旋轉角(繞Xh軸之旋轉角(側傾角)αh、繞Yh軸之旋轉角(俯仰角)βh、繞Zh軸之旋轉角(擺動角)γh。
工件座標系Σwo係以手裝置3處理之工件為基準之正交3軸座標系。例如,於工件座標系Σwo中,以工件之重心位置(稱為工件基準點)為原點,與第6關節部J6之迴旋軸RA6平行地規定Xwo軸(前後軸),且將與Xwo軸正交之2軸規定為Ywo軸、Zwo軸。Ywo軸表示工件之左右軸,Zwo軸表示工件之上下軸。所謂工件姿勢係設為繞工件座標系Σwo之正交3軸各者之旋轉角(繞Xwo軸之旋轉角(側傾角)αwo、繞Ywo軸之旋轉角(俯 仰角)βwo、繞Zwo軸之旋轉角(擺動角)γwo。
圖4係表示本實施形態之機器人裝置之構成之方塊圖。機器人裝置具備多關節臂機構200及手裝置3。依照動作控制裝置100之控制,構成多關節臂機構200之關節部J3伸縮,關節部J1、J2、J4-J6各者旋轉,手裝置3動作。
多關節臂機構200具有複數個關節部J1、J2、J3、J4、J5、J6。於複數個關節部J1-J6分別設有步進馬達。該等步進馬達之旋轉係藉由驅動器單元201而控制。驅動器單元201將與來自動作控制裝置100之位置指令值相應的脈衝信號發送至步進馬達。藉此,步進馬達旋轉至與指令值相應之位置。於該等步進馬達之驅動軸,連接有每隔一定旋轉角便輸出脈衝之旋轉編碼器202。自旋轉編碼器202輸出之編碼脈衝係藉由驅動器單元201之計數器(未圖示)進行加減算。藉由計數器計數之編碼脈衝之計數值經由驅動器單元介面105而輸入至動作控制裝置100。
手裝置3具備開閉用電磁閥驅動器301、水平吸附用電磁閥驅動器302、及垂直吸附用電磁閥驅動器303。開閉用電磁閥驅動器301依照經由後述之手操作部70輸入之固持部34之開閉指令,而開閉氣動夾頭構造32之電磁閥。藉此,一對滑塊33朝接近/遠離方向移動。水平吸附用電磁閥驅動器302依照經由後述之手操作部70輸入之墊36之吸附動作之ON之指令,而關閉介置於固持部34之墊36與氣泵之間之正壓閥,且以與操作者利用手操作 部70設定之吸附強度相應的開度開放負壓閥。水平吸附用電磁閥驅動器302依照經由後述之手操作部70輸入之墊36之吸附動作之OFF之指令,而開放介置於固持部34之墊36與氣泵之間的正壓閥,關閉負壓閥。垂直吸附用電磁閥驅動器303依照經由後述之手操作部70輸入之吸附墊38之吸附動作之ON之指令,而關閉介置於吸附墊38與氣泵之間的正壓閥,且以與操作者利用手操作部70設定之吸附強度相應的開度開放負壓閥。垂直吸附用電磁閥驅動器303依照經由後述之手操作部70輸入之吸附墊38之吸附動作之OFF之指令,而開放介置於吸附墊38與氣泵之間的正壓閥,關閉負壓閥。
動作控制裝置100係以系統控制部101為中心經由控制/資料匯流排109將各部連接而成。於動作控制裝置100,分別經由第1臂操作部介面102及第2臂操作部介面103而連接有用於供操作者手動操作機器人裝置之關注點之位置及姿勢之變更的2系統之臂操作部50、60。又,於動作控制裝置100經由手操作部介面104而連接有用於供操作者操作手裝置3之動作之手操作部70。
動作控制部106依照使用者經由第1臂操作部50或第2臂操作部60輸入之機器人裝置之移動指示、旋轉指示,每隔控制周期△t產生各關節部J1-J6之位置指令值。由動作控制部106產生之位置指令值經由驅動器單元I/F105,每隔控制周期△t便發送至各關節部J1-J6之驅動器單元201。
此處,為便於說明,將機器人座標系Σb設為基準座標系,將末端座標系Σh設為對象座標系。動作控制部106基於編碼器202之輸出脈衝而計算關節部J1、J2、J3、J4、J5、J6之關節變量(θ1、θ2、d3、θ4、θ5、θ6)。關節變量係指關節部J1、J2、J4、J5、J6之關節角度與關節部J3之伸長距離之6個變量。基於計算出之關節變量(θ1、θ2、d3、θ4、θ5、θ6),藉由順運動學而計算機器人座標系Σb上之末端座標系Σh之原點(末端基準點)之當前位置與末端姿勢。
若藉由第1臂操作部50或第2臂操作部60指示平移移動,則動作控制部106基於末端基準點之當前位置及利用該等臂操作部輸入之最終目標位置,利用預先設定的軌道計算式,每隔控制周期△t計算目標位置。動作控制部106於維持平移移動開始時之末端姿勢之狀態下,計算用於使末端基準點自當前位置移動至目標位置之關節變量(θ1、θ2、d3、θ4、θ5、θ6),產生與計算出之關節變量相應的位置指令值。
若藉由第1臂操作部50或第2臂操作部60指示末端姿勢之變更,則動作控制部106基於當前之末端姿勢及利用該等臂操作部輸入之最終目標姿勢,利用末端座標系Σh之Xh軸、Yh軸、Zh軸相關之旋轉矩陣,每隔控制周期△t計算目標姿勢。動作控制部106於維持平移移動開始時之末端基準點之位置之狀態下,計算用於自末端姿勢當前之姿勢變更為目標姿勢之關節變量(θ1、θ2、d3、 θ4、θ5、θ6),產生與計算出之關節變量相應的位置指令值。
另,於選擇其它座標系(世界座標系/使用者座標系)作為基準座標系情形時,或選擇其它座標系(腕部座標系/工件座標系)作為對象座標系、選擇基準座標系及對象座標系之兩方作為其它座標系之情形時,亦與上述同樣地動作控制部106基於臂操作部50、60之輸入,每隔控制周期△t產生位置指令值。為此,動作控制部106保持對基準座標系(世界座標系/使用者座標系/機器人座標系)與對象座標系(腕部座標系/末端座標系/工件座標系)之關係進行定義的複數個同次變換矩陣之資料、腕部座標系Σwr之Xwr軸、Ywr軸、Zwr軸相關之旋轉矩陣之資料、及工件座標系Σwo之Xwo軸、Ywo軸、Zwo軸相關之旋轉矩陣之資料等。
本實施形態之機器人裝置具備用於操作機械臂機構之2系統之臂操作部50、60。第1臂操作部50係適用於主要由專業人員使用網羅能夠提供本實施形態之機器人裝置之全部或大部分移動旋轉動作之必要專業知識的通用性高的操作部。第2臂操作部60係限定於能夠提供本實施形態之機器人裝置之移動旋轉動作中若干移動旋轉動作,藉由將其等動作與操作按鈕之關係固定化而通用性較低,但可期待較高操作熟練度的操作部。例如,熟練操作機械臂機構之操作者可使用第1臂操作部50分別切換基準座標系與對象座標系,同時有效率地操作機械臂機構。不習慣 操作機械臂機構之熟練度低的人員可使用第2臂操作部60容易地操作機械臂機構。
第1臂操作部50裝備用於網羅能夠提供本實施形態之機器人裝置之移動旋轉動作之複數個按鈕。本實施形態之機器人裝置提供以下之移動旋轉動作。
(1)平移移動
所謂平移移動,一般而言係指於維持基準座標系上之對象座標系之各軸角度差(姿勢)之狀態下,相對於基準座標系之對象座標系之原點之相對位置連續地變化而移動,此處係限定地用於對象座標系之原點關於基準座標系之任意1軸之座標變化的移動。作為基準座標系,由使用者選擇世界座標系Σg、使用者座標系Σu及機器人座標系Σb中之一者。作為對象座標系,由使用者選擇腕部座標系Σwr、末端座標系Σh及工件座標系Σwo中之一者。例如,假定選擇機器人座標系Σb作為基準座標系、選擇末端座標系Σh作為對象座標系之情形。此時,若開始平移移動操作,則於維持平移移動操作開始時之機器人座標系Σb上之末端姿勢之狀態下,末端沿著機器人座標系Σb之正交3軸之各軸而移動。另,於選擇腕部座標系Σwr作為對象座標系之情形時,於維持基準座標系上之腕部姿勢之狀態下,腕部沿著基準座標系之正交3軸之任意1軸而移動。又,於選擇工件座標系Σwo作為對象座標系之情形時,於維持基準座標系上之工件姿勢之狀態下,工件沿著 基準座標系之正交3軸之各軸而移動。
(2)平移移動之混合動作
平移移動之混合動作係指於基準座標系上之正交3軸中在1軸之平移移動中進行其它1或2軸之平移移動的移動。
(3)腕部姿勢之變更
所謂腕部姿勢之變更,係指如下動作:於腕部座標系Σwr之原點固定於基準座標系上之狀態下,於基準座標系上腕部座標系Σwr繞其Xwr軸旋轉(側傾αwr)、繞Ywr軸旋轉(俯仰βwr)、繞Zwr軸旋轉(擺動γwr),藉此變更腕部姿勢。關注腕部之姿勢變更係於選擇腕部座標系Σwr作為對象座標系之情形時進行。
(4)末端姿勢之變更
所謂末端姿勢之變更,係指如下動作:於末端座標系Σh之原點固定於基準座標系上之狀態下,於基準座標系上末端座標系Σh繞其Xh軸旋轉(側傾αh)、繞Yh軸旋轉(俯仰βh)、繞Zh軸旋轉(擺動γh),藉此變更末端姿勢。關注末端之姿勢變更係於選擇末端座標系Σh作為對象座標系之情形時進行。
(5)工件姿勢之變更
所謂工件姿勢之變更,係指如下動作:於工件座標系Σwo之原點固定於基準座標系上之狀態下,於基準座標系上工件座標系Σwo繞其Xwo軸旋轉(側傾αwo)、繞Ywo軸旋轉(俯仰βwo)、繞Zh軸旋轉(擺動γwo),藉此變更工件姿勢。關注工件之姿勢變更係於選擇工件座標系Σwo作為對象座標系之情形時進行。
(6)各旋轉軸之旋轉動作
所謂各旋轉軸之旋轉動作係指如下動作:無關於基準座標系及對象座標系,複數個關節部J1-J6繞各自之旋轉軸RA1-RA6個別地正負旋轉。
用於供使用者對該等多種動作進行輸入操作之操作按鈕裝備於第1臂操作部50。於第1臂操作部50,設置有用於供使用者任意設定世界座標系Σg、使用者座標系Σu及機器人座標系Σb之一座標系作為用於平移移動之基準座標系的按鈕、以及用於供使用者任意設定腕部座標系Σwr、末端座標系Σh及工件座標系Σwo之一作為上述對象座標系的按鈕。於第1臂操作部50設置有用於供使用者任意設定腕部座標系Σwr、末端座標系Σh及工件座標系Σwo之一作為用於姿勢變更之對象座標系的按鈕。
又,於第1臂操作部50,裝備有用於對上述選擇之對象座標系之關注點(原點)之平移移動進行輸入操作的6個操作按鈕。於用於對平移移動進行輸入操作之6個操作按鈕,關於移動軸而分別關聯基準座標系之正交3軸之 任一者,關於移動方向而分別關聯各軸之正負之任一者。
進而,於第1臂操作部50裝備有用於對姿勢變更進行輸入操作之6個操作按鈕。於用於對姿勢變更進行輸入操作之6個操作按鈕,關於旋轉軸而分別關聯對象座標系之正交3軸之任一者,關於旋轉方向而分別關聯各軸之正負之任一者。
於第1臂操作部50裝備有用於使關節部J1-J6各者個別地正負旋轉之12個操作按鈕。又,於該等移動旋轉之操作按鈕以外,或可裝備用於調整移動速度(旋轉速度)之複數個調整按鈕。該等按鈕可藉由物理按鈕之安裝而構成,可藉由裝備有觸控面板之顯示器構成,亦可藉由該等之組合而構成。
第2臂操作部60係於形成為單手可保持之重量及尺寸,且具備矩形之平面形狀之操作面板上裝備用於供使用者對上述機器人裝置之移動旋轉動作中之限定的移動旋轉動作之操作按鈕而成。第2臂操作部60限定地裝備有用於對能夠提供機器人裝置之移動旋轉動作(上述(1)、(6))中之、平移移動(2)及末端姿勢之變更(4)限定地進行輸入操作的複數個按鈕。關於平移移動,作為基準座標系固定為機器人座標系Σb,作為對象座標系固定為末端座標系Σh。關於姿勢變更,作為對象座標系係與平移移動同樣地固定為末端座標系Σh。
圖5係表示圖4之第2臂操作部60之操作面板構造之平面圖。於第2臂操作部60裝備有用於使末端於機器 人座標系Σb上平移移動之第1操作按鈕組(601-606)及用於變更末端姿勢之第2操作按鈕組(611-616)。
具體而言,第1操作按鈕組包含用於對機器人座標系Σb之正交3軸之各軸相關之正負移動進行輸入操作之6個物理按壓按鈕601-606。於該等6個按壓按鈕601-606各者藉由文字(上、下、前、後、左、右)而標示對應之移動方向。第2操作按鈕組包含用於對末端座標系Σh之正交3軸之各軸相關之正負旋轉進行輸入操作之6個物理按壓按鈕611-616。於該等6個按壓按鈕各者藉由圖案而標示對應之軸及繞此軸之旋轉方向。
第1操作按鈕組之6個按壓按鈕601-606係配設於第2臂操作部60之上部。第1操作按鈕組之6個按壓按鈕601-606中之、機器人座標系Σb上之前後移動之2個按壓按鈕601、602係於操作面板之長邊方向(縱向)並設,左右移動之2個按壓按鈕603、604係於操作面板之短邊方向(寬度方向、橫向)並設。即,機器人座標系Σb上之前後左右移動之4個按壓按鈕601-604係十字狀配設。又,機器人座標系Σb上之上下移動之2個按壓按鈕605、606係於4個按壓按鈕601-604之右邊之區域在縱向並設。按壓按鈕601、602分別對應於機器人座標系Σb之Xh軸之正負方向。按壓按鈕603、604分別對應於機器人座標系Σb之Yh軸之正負方向。按壓按鈕605、606分別對應於機器人座標系Σb之Zh軸之正負方向。例如,於按壓按鈕601標示有表示移動方向之文字「前」。按下按壓 按鈕601之期間,於維持手裝置3之姿勢之狀態下,手裝置3朝機器人座標系Σb上之Xh軸之正方向以既定速度平移移動。於按壓按鈕602標示有表示移動方向之文字「後」。按下按壓按鈕602之期間,於維持手裝置3之姿勢之狀態下,手裝置3朝機器人座標系Σb上之Xh軸之負方向以既定速度平移移動。
於第2臂操作部60之下部、且第1操作按鈕組之下方,配設有第2操作按鈕組之6個按壓按鈕611-616。第2操作按鈕組之6個按壓按鈕611-616係於末端座標系Σh之正交3軸之各軸各2個地於第2臂操作部60之寬度方向分散。按正交3軸之各軸而設之2個按壓按鈕係於第2臂操作部60之縱向排列。於按正交3軸之各軸而設之2個按壓按鈕之下方,標示有表示對應之旋轉軸之位置的圖案617-619。操作按鈕611、612對應於繞Xh軸之(+)/(-)之旋轉(側傾αh)。操作按鈕613、614對應於繞Yh軸之(+)/(-)之旋轉(俯仰βh)。操作按鈕615、616對應於繞末端座標系Σh之Zh軸之(+)/(-)之旋轉(擺動γh)。例如,按下按壓按鈕611之期間,手裝置3繞圖案617標示之Xh軸,朝按壓按鈕611標示之方向以既定速度旋轉。
於第2操作按鈕組之下方,配設有用於啟動第2臂操作部60之電源按鈕621、用於使第2臂操作部60之操作無效之緊急停止按鈕620、用於向操作者通知第2臂操作部60是否為啟動中之指示燈623、以及用於向操作者通 知操作按鈕是否按下之指示燈624。
圖6係表示圖4之第2臂操作部60之其它操作面板構造之平面圖。與圖5同樣地,構成第1操作按鈕組之6個按壓按鈕601-606係配設於第2臂操作部60之上部。又,與圖5同樣地,於第1操作按鈕組之下方配設有構成第2操作按鈕組之6個按壓按鈕611-616。如圖6所示,於第2操作按鈕組之下方標示有表示末端座標系Σh之正交3軸之各軸之朝向的圖案630。例如,該圖案630表示動作對象、此處為機器人裝置之末端之大致形狀。該圖案630標示之正交3軸之各軸、與按各軸而設之2個按壓按鈕,係藉由引出線而關聯。於表示末端座標系Σh之正交3軸之各軸之朝向的圖案630之下方,配設有電源按鈕621、緊急停止按鈕620及指示燈623、624。藉由用1個圖案630表示末端座標系Σh之正交3軸之各軸之朝向,操作者可更簡單地理解各軸之位置關係,故而實現旋轉操作之操作容易性之提升。
圖7係表示圖4之第2臂操作部60之其它操作面板構造之平面圖。此處,第2臂操作部60裝備有用於供操作者僅對能夠提供機器人裝置之移動旋轉動作(上述(1)-(6))中之、平移移動(2)與各旋轉軸之旋轉動作(6)進行輸入的複數個按鈕。於該平移移動中,基準座標系固定為機器人座標系Σb,對象座標系固定為末端座標系Σh。
於第2臂操作部60裝備有用於使末端於機器人座標 系Σb上平移移動之第1操作按鈕組、以及用於使腕部3軸各者直接旋轉之第2操作按鈕組。與圖5同樣地,構成第1操作按鈕組之6個按壓按鈕601-606係配設於第2臂操作部60之上部。於第1操作按鈕組之下方配設有第2操作按鈕組。於第2操作按鈕組之下方配設有電源按鈕621、緊急停止按鈕620及指示燈623、624。於圖7所示之其它操作面板構造中,第2操作按鈕組包含用於對腕部3軸之各軸相關之正負旋轉進行輸入操作之6個物理按壓按鈕641-646。於該等6個按壓按鈕641-646各者藉由圖案而標示對應之軸及繞此軸之旋轉方向。6個按壓按鈕641-646係於腕部3軸之各軸各2個地在第2臂操作部60之寬度方向分散。按腕部3軸之各軸而設之2個按壓按鈕係於第2臂操作部60之縱向分散。於按腕部3軸之各軸而設之2個按壓按鈕之下方,標示有表示對應之旋轉軸之位置的圖案647-649。操作按鈕641、642對應於第4關節部J4之繞旋轉軸RA4之(+)/(-)之旋轉。操作按鈕643、644對應於第5關節部J5之繞旋轉軸RA5之(+)/(-)之旋轉。操作按鈕645、646對應於第6關節部J6之繞旋轉軸RA6之(+)/(-)之旋轉。例如,按下按壓按鈕641之期間,腕部4及手裝置3係與第4關節部J4一併繞旋轉軸RA4朝按壓按鈕641標示之方向以既定速度旋轉。
圖8係表示圖4之手操作部70之操作面板構造之平面圖。於手操作部70,在其上部用於開閉手裝置3之一 對固持部34之複數個操作按鈕701、702在手操作部70之寬度方向分散地配置。於該等操作按鈕701、702藉由文字而標示開閉。於複數個操作按鈕701、702之下方,用於使固持部34之墊36之吸附動作ON/OFF之複數個操作按鈕711、712在手操作部70之寬度方向分散地配置。於該等操作按鈕711、712分別藉由文字標示「ON」、「OFF」。於複數個操作按鈕711、712旁,配置有用於供操作者任意選擇固持部34之墊36之吸附動作之吸附力之複數個選擇按鈕713、714、715。複數個選擇按鈕713、714、715係於手操作部70之寬度方向分散。於複數個選擇按鈕713、714、715分別標示有表示吸附力之強度之文字(「強」、「中」、「弱」)。於複數個操作按鈕711、712之下方,用於使吸附墊38之吸附動作ON/OFF之複數個操作按鈕721、722在手操作部70之寬度方向分散地配置。於該等操作按鈕721、722分別藉由文字而標示「ON」、「OFF」。於複數個操作按鈕721、722旁,配置有用於供操作者任意選擇吸附墊38之吸附動作之吸附力之複數個選擇按鈕723、724、725。複數個選擇按鈕723、724、725係於手操作部70之寬度方向分散。於複數個選擇按鈕723、724、725分別標示有表示吸附力之強度之文字(「強」、「中」、「弱」)。於複數個操作按鈕721、722之下方,配設有用於啟動手操作部70之電源按鈕731、用於使手操作部70之操作無效之緊急停止按鈕730、用於向操作者通知手操作部70是否啟 動中之指示燈733、以及用於向操作者通知操作按鈕是否按下之指示燈734。
如上述般,限定為自機器人裝置之臂機構相關之移動旋轉動作選擇之限定動作之輸入操作的第2臂操作部60,係與網羅所有動作之輸入操作之第1臂操作部50分開而單獨設置,藉此操作者可根據自身之操作熟練程度而選擇性地使用操作部。
於第2臂操作部60,將平移移動之基準座標系、對象座標系設定為機器人座標系、末端座標系,並將其等相對於操作按鈕固定化,且進而將姿勢變更之對象座標系設定為與平移移動之對象座標系相同的末端座標系,藉此該等座標系之方向根據臂機構及手部之形狀等而非常容易明了,可一面視認臂機構及手部之上下‧左右‧前後一面據此進行輸入操作,與其它座標系相比可謂動作預測性高,可於短期間內精通操作。
又,於第2臂操作部60裝備有按對象動作而独立的物理按壓按鈕,藉此於其構造上可避免2或2以上之動作混合同時進行輸入操作之狀況,可消除因執行與意圖動作不同之意外動作而引起的繁瑣。該點藉由於平移移動之6個按壓按鈕分別利用文字標示對應之移動方向,且於姿勢變更之6個按壓按鈕分別利用圖案標示對應之旋轉方向而進一步得到提高。
分別分開將平移移動之6個按壓按鈕配設於操作部之上部,將姿勢變更的6個按壓按鈕配設於操作部之下部, 且將平移移動之6個按壓按鈕中之前後左右移動之4個按壓按鈕配置成十字狀,將上下移動之2個按壓按鈕配置於4個按壓按鈕旁,進而將姿勢變更之6個按壓按鈕按正交3軸之各旋轉軸並設,此種按鈕配置不用視認操作面板便可根據指尖觸覺容易地識別按鈕,不用自臂機構及手部移開視點便實現正確的輸入操作。
雖對本發明之若干實施形態進行了說明,但該等實施形態係作為示例而提示者,並不意圖限定發明之範圍。該等實施形態能以其它各種形態實施,且於不脫離發明主旨之範圍內,可進行各種省略、置換、變更。該等實施形態及其變形包含於發明之範圍及主旨,且同樣包含於申請專利範圍所記載之發明及其均等範圍內。
3‧‧‧手裝置
50‧‧‧第1臂操作部
60‧‧‧第2臂操作部
70‧‧‧手操作部
100‧‧‧控制裝置
101‧‧‧系統控制部
102‧‧‧第1臂操作部介面
103‧‧‧第2臂操作部介面
104‧‧‧手操作部介面
105‧‧‧驅動器單元介面
106‧‧‧動作控制部
109‧‧‧控制/資料匯流排
200‧‧‧多關節臂機構
201‧‧‧驅動器單元
202‧‧‧旋轉編碼器
301‧‧‧開閉用電磁閥驅動器
302‧‧‧水平吸附用電磁閥驅動器
303‧‧‧垂直吸附用電磁閥驅動器

Claims (9)

  1. 一種機器人裝置,其特徵在於具備:機械臂機構,其具有可於前端裝備末端效應器之複數個關節部;操作部,其用於供操作者關於上述末端效應器之移動及姿勢變更進行輸入操作;以及控制部,其依照經由上述操作部之輸入操作而控制上述關節部之驅動;且於上述操作部,限定地裝備有平移動作相關之第1操作按鈕組及姿勢變更動作相關之第2操作按鈕組作為上述機械臂機構之移動旋轉之動作輸入操作機構,上述平移動作係於上述機械臂機構之機器人座標系上之上述末端效應器之姿勢固定的狀態下,上述末端效應器沿著上述機器人座標系之正交3軸之各軸而正負移動,上述姿勢變更動作係於上述機器人座標系上之上述末端效應器之末端座標系之原點位置固定的狀態下,上述末端效應器以上述末端座標系之正交3軸之各軸為旋轉中心而正負旋轉。
  2. 如申請專利範圍第1項之機器人裝置,其進而具備其它操作部,其用於供操作者關於除上述平移移動外的上述平移移動以外之其它移動及除上述姿勢變更外上述姿勢變更以外之其它姿勢變更進行輸入操作。
  3. 如申請專利範圍第1項之機器人裝置,其中上述第1操作按鈕組包含用於對上述機器人座標系之正交3軸之各軸相關之正負移動進行輸入操作的6個物理按壓按 鈕。
  4. 如申請專利範圍第3項之機器人裝置,其中上述第2操作按鈕組包含用於對上述末端座標系之正交3軸之各軸相關之正負旋轉進行輸入操作的6個物理按壓按鈕。
  5. 如申請專利範圍第4項之機器人裝置,其中於上述第1操作按鈕組之6個按壓按鈕分別利用文字標示有對應的移動方向,於上述第2操作按鈕組之6個按壓按鈕分別利用圖案標示有對應的旋轉方向。
  6. 如申請專利範圍第5項之機器人裝置,其中上述第1操作按鈕組之6個按壓按鈕係配設於上述操作部之上部,上述第1操作按鈕組之6個按壓按鈕之中於上述機器人座標系上前後左右移動的4個按壓按鈕係十字狀地近接配置,於上述機器人座標系上上下移動的2個按壓按鈕係於上述4個按壓按鈕之旁近接配置,上述第2操作按鈕組之6個按壓按鈕係配設於上述操作部之下部,上述第2操作按鈕組之6個按壓按鈕係於上述末端座標系之正交3軸之各軸近接配置。
  7. 如申請專利範圍第1項之機器人裝置,其進而具備其它操作部,其裝備有上述複數個關節部之個別輸入操作按鈕組、上述第1、第2操作按鈕組、上述末端效應器沿著與上述第1操作按鈕組不同之座標系之正交3軸之各軸正負移動的動作相關之按鈕組、及上述末端效應器以與上述第2操作按鈕組不同之座標系之正交3軸之各軸為旋轉中心正負旋轉的動作相關之按鈕組。
  8. 如申請專利範圍第1項之機器人裝置,其中上述機械臂機構具有基部、用於繞上述基部之大致中心線之第1軸扭轉旋轉之關節部、用於繞與上述第1軸正交之第2軸彎曲旋轉之關節部、用於沿著與上述第2軸正交之第3軸直動伸縮之關節部、及構成腕部3軸之關節部。
  9. 一種機器人裝置,其特徵在於具備:機械臂機構,其具有於前端可裝備末端效應器之複數個關節部;操作部,其用於供操作者關於上述末端效應器之移動及姿勢變更進行輸入操作;以及控制部,其依照經由上述操作部之輸入操作控制上述關節部之驅動;且於上述操作部,限定地裝備有上述末端效應器之平移移動相關之第1操作按鈕組、上述末端效應器之姿勢變更相關之第2操作按鈕組作為上述機械臂機構之移動旋轉的動作輸入操作機構,上述平移移動相關之基準座標系與對象座標系相對於上述第1操作按鈕組而固定,上述姿勢變更相關之基準座標系與對象座標系相對於上述第2操作按鈕組而固定,上述姿勢變更相關之基準座標系與對象座標系相對於上述平移移動相關之基準座標系與對象座標系而分別相同。
TW105129486A 2015-09-11 2016-09-10 機器人裝置 TW201718203A (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015179659 2015-09-11

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW201718203A true TW201718203A (zh) 2017-06-01

Family

ID=58240709

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW105129486A TW201718203A (zh) 2015-09-11 2016-09-10 機器人裝置

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20180207803A1 (zh)
EP (1) EP3348360A4 (zh)
JP (1) JP6791859B2 (zh)
CN (1) CN108349089A (zh)
TW (1) TW201718203A (zh)
WO (1) WO2017043583A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI698315B (zh) * 2017-09-29 2020-07-11 英華達股份有限公司 可變軸數的機器人及其控制方法

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6468804B2 (ja) * 2014-10-30 2019-02-13 ライフロボティクス株式会社 ロボットアーム機構
JP6632487B2 (ja) * 2016-07-13 2020-01-22 キヤノン株式会社 連続体ロボット、その運動学の補正方法、および連続体ロボットの制御方法
JP7007839B2 (ja) * 2017-08-31 2022-01-25 川崎重工業株式会社 多関節ロボット
JP2022090523A (ja) * 2020-12-07 2022-06-17 東急建設株式会社 ロボットハンド、ロボットアーム及び制御システム
JP7619037B2 (ja) * 2020-12-21 2025-01-22 セイコーエプソン株式会社 プログラム作成支援方法、プログラム作成支援装置、プログラム作成支援プログラム及び記憶媒体
JP7737183B2 (ja) * 2021-11-12 2025-09-10 リブスメド インコーポレーテッド 手術用ロボットアーム

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60170811U (ja) * 1984-04-13 1985-11-12 日本電気株式会社 ロボツト教示装置
US4979949A (en) * 1988-04-26 1990-12-25 The Board Of Regents Of The University Of Washington Robot-aided system for surgery
JPH02279289A (ja) * 1989-04-20 1990-11-15 Tokico Ltd 工業用ロボット
US7074179B2 (en) * 1992-08-10 2006-07-11 Intuitive Surgical Inc Method and apparatus for performing minimally invasive cardiac procedures
US5617515A (en) * 1994-07-11 1997-04-01 Dynetics, Inc. Method and apparatus for controlling and programming a robot or other moveable object
US6436107B1 (en) * 1996-02-20 2002-08-20 Computer Motion, Inc. Method and apparatus for performing minimally invasive surgical procedures
WO2004096502A1 (en) * 2003-04-28 2004-11-11 Stephen James Crampton Cmm arm with exoskeleton
JP4325407B2 (ja) * 2004-01-08 2009-09-02 パナソニック株式会社 産業用ロボット
JP2006289531A (ja) * 2005-04-07 2006-10-26 Seiko Epson Corp ロボット位置教示のための移動制御装置、ロボットの位置教示装置、ロボット位置教示のための移動制御方法、ロボットの位置教示方法及びロボット位置教示のための移動制御プログラム
EP3530420B1 (en) * 2006-03-03 2023-09-06 Universal Robots A/S Joint for a robot
JP5144035B2 (ja) * 2006-05-31 2013-02-13 株式会社ダイヘン 産業用ロボットのツールの位置・姿勢制御方法及び制御システム
JP2009166076A (ja) * 2008-01-15 2009-07-30 Kobe Steel Ltd 溶接ロボット
JP5364287B2 (ja) * 2008-03-31 2013-12-11 株式会社ユーシン精機 成形品取出機
US9248576B2 (en) * 2010-05-31 2016-02-02 National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology Direct acting extensible and retractable arm mechanism, and robot arm provided with direct acting extensible and retractable arm mechanism
JP5547626B2 (ja) * 2010-12-28 2014-07-16 川崎重工業株式会社 7軸多関節ロボットの制御装置および教示方法
JP6095361B2 (ja) * 2012-12-26 2017-03-15 株式会社ダイヘン ロボット制御システム
JP5642304B2 (ja) * 2013-02-15 2014-12-17 株式会社神戸製鋼所 ロボットペンダント
JP5742862B2 (ja) * 2013-03-18 2015-07-01 株式会社安川電機 ロボット装置及び被加工物の製造方法
EP2963513B1 (en) * 2014-07-01 2022-08-24 Seiko Epson Corporation Teaching apparatus and robot system
JP6379874B2 (ja) * 2014-08-29 2018-08-29 株式会社安川電機 ティーチングシステム、ロボットシステムおよびティーチング方法
CN104772754B (zh) * 2015-03-26 2016-05-11 北京欣奕华科技有限公司 一种机器人示教器及示教方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI698315B (zh) * 2017-09-29 2020-07-11 英華達股份有限公司 可變軸數的機器人及其控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2017043583A1 (ja) 2018-07-05
EP3348360A4 (en) 2019-09-25
US20180207803A1 (en) 2018-07-26
EP3348360A1 (en) 2018-07-18
JP6791859B2 (ja) 2020-11-25
WO2017043583A1 (ja) 2017-03-16
CN108349089A (zh) 2018-07-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TW201718203A (zh) 機器人裝置
KR101992149B1 (ko) 착용형 팔동작 측정 장치
US20180099422A1 (en) Robot device and motor control device
TW201641233A (zh) 多關節臂機構之動作控制裝置及機械手臂裝置
TWI581928B (zh) Mechanical arm
US20200001452A1 (en) Minimally actuated serial robot
CN102441889A (zh) 并联机器人
JP2012148379A (ja) マスタスレーブマニピュレータ及び医療用マスタスレーブマニピュレータ
JP2018069342A (ja) 制御装置、ロボットおよびロボットシステム
CN108883539B (zh) 机械臂机构及旋转关节装置
TW201628807A (zh) 機械臂機構
CN107107350A (zh) 机器人系统及机器人装置
TW201628810A (zh) 機械臂機構及直動伸縮機構
TW201702033A (zh) 機器人裝置
JP2016221606A (ja) ロボット装置及びステッピングモータ制御装置
TW201622920A (zh) 機器人裝置及機器人控制裝置
JP2016147350A (ja) リンク作動装置を用いた多関節ロボット
CN105500341A (zh) 四自由度3sprr+sp型混联机器人柔性手
JP2019206038A (ja) ロボットアーム機構
JP2017052072A (ja) ロボット装置
CN110722573B (zh) 辅助运动机械臂及护理床
KR101670735B1 (ko) 운동 플랫폼의 위치를 제어하는 로봇 및 이를 구비한 생체 자극 시스템
TW201644182A (zh) 機器人裝置及步進馬達控制裝置
TW201703949A (zh) 機器人裝置
JP2016101651A (ja) ロボット装置