[發(fā)明專利]機(jī)械手、機(jī)械手控制裝置以及機(jī)械手系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410090183.0
• 申請日: 2014-03-12
• 公開（公告）號(hào): CN104097202B
• 公開（公告）日: 2017-08-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 淺田篤
• 申請（專利權(quán)）人: 精工愛普生株式會(huì)社
• 主分類號(hào): B25J9/08
• 分類號(hào): B25J9/08;B25J18/00;B25J9/18;B25J13/08
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11227
• 代理人: 舒艷君,李洋

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機(jī)械手、機(jī)械手控制裝置以及機(jī)械手系統(tǒng)。

背景技術(shù)

在專利文獻(xiàn)1所記載的機(jī)械手中，在前端部即在最前端側(cè)的第六連桿上設(shè)置六軸傳感器，基于該六軸傳感器的檢測結(jié)果來針對各連桿分別求出繞目標(biāo)軸的角速度的振動(dòng)分量，從而進(jìn)行抑制振動(dòng)的控制，其中，上述六軸傳感器對相互正交的X軸、Y軸、Z軸各自的方向的加速度、分別繞X軸、Y軸、Z軸的加速度進(jìn)行檢測。此外，連桿的角速度的振動(dòng)分量被稱為“扭轉(zhuǎn)角速度”或“振動(dòng)角速度”等。

專利文獻(xiàn)1：日本特開2011－136395號(hào)公報(bào)

在專利文獻(xiàn)1所記載的機(jī)械手中，由于六軸傳感器的姿勢因機(jī)械手的動(dòng)作而改變，所以需要根據(jù)該六軸傳感器的檢測結(jié)果來進(jìn)行被稱為雅可比轉(zhuǎn)換的坐標(biāo)軸轉(zhuǎn)換等，求出各連桿的角速度的振動(dòng)分量。并且，需要相應(yīng)于每時(shí)每刻變化的馬達(dá)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度來進(jìn)行計(jì)算。

因此，需要復(fù)雜且龐大的運(yùn)算處理，所以需要具有性能高、昂貴的CPU（Central Processing Unit：中央處理器）等的控制裝置，因而存在成本增加的問題。

另外，由于需要復(fù)雜且龐大的運(yùn)算處理，所以容易產(chǎn)生運(yùn)算誤差，從而存在因該運(yùn)算誤差而不能充分地抑制振動(dòng)的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供能夠容易且可靠地抑制振動(dòng)的機(jī)械手、機(jī)械手控制裝置以及機(jī)械手系統(tǒng)。

這種目的能夠通過下述的本發(fā)明而實(shí)現(xiàn)。

本發(fā)明的機(jī)械手的特征在于，具備：基臺(tái)；第一臂部，其按照能夠以第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸為轉(zhuǎn)動(dòng)中心轉(zhuǎn)動(dòng)的方式連結(jié)于上述基臺(tái)；第二臂部，其按照能夠以第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸為轉(zhuǎn)動(dòng)中心轉(zhuǎn)動(dòng)的方式連結(jié)于上述第一臂部，該第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸是與上述第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸正交的軸或與正交于上述第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸的軸平行的軸；第三臂部，其按照能夠以第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸為轉(zhuǎn)動(dòng)中心轉(zhuǎn)動(dòng)的方式連結(jié)于上述第二臂部，該第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸是與上述第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸平行的軸；角速度傳感器，其設(shè)置于上述第一臂部；加速度傳感器，其設(shè)置于上述第三臂部，其加速度的檢測軸與正交于上述第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸的軸平行。

由此，能夠容易且可靠地抑制振動(dòng)。

即，首先，能夠利用角速度傳感器來檢測第一臂部的角速度。另外，由于第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸與第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸平行，所以能夠利用加速度傳感器來包括第二臂部的轉(zhuǎn)動(dòng)量在內(nèi)地對第三臂部的加速度進(jìn)行檢測而導(dǎo)出其角速度。而且，能夠基于上述的檢測結(jié)果來抑制振動(dòng)。

此外，能夠?qū)⒂杉铀俣葌鞲衅鳈z測出的加速度直接用作角速度，在這種情況下能夠進(jìn)一步簡化運(yùn)算處理。另外，將由加速度傳感器檢測出的加速度直接用作角速度這在第三臂部的速度比較小時(shí)、第二臂部的長度比較短時(shí)尤其有效。以下，針對將由加速度傳感器檢測出的加速度直接用作角速度省略每次陳述的情況。

另外，即便機(jī)械手的姿勢發(fā)生變化，角速度傳感器的檢測軸相對于第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸的姿勢也是一定的。因此，不需要對由角速度傳感器檢測出的第一臂部的角速度進(jìn)行基于角速度傳感器朝向的修正。

另外，第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸以及第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸與第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸正交或與正交于第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸的軸平行，所以能夠不混入第一臂部的加速度分量地對包括第二臂部的轉(zhuǎn)動(dòng)量在內(nèi)的第三臂部的加速度進(jìn)行檢測。另外，即便機(jī)械手的姿勢發(fā)生變化，例如即便第一臂部、第二臂部、第三臂部發(fā)生了轉(zhuǎn)動(dòng)，也不需要對由加速度傳感器檢測出的第三臂部的加速度進(jìn)行對應(yīng)加速度傳感器的姿勢的修正。

由此，不需要復(fù)雜且龐大的運(yùn)算，由此難以產(chǎn)生運(yùn)算誤差，從而能夠可靠地抑制振動(dòng)，另外還能夠提高機(jī)械手控制中的響應(yīng)速度。

另外，利用加速度傳感器，不是對第二臂部的加速度，而是包括第二臂部的轉(zhuǎn)動(dòng)量在內(nèi)地對第三臂部的加速度進(jìn)行檢測而導(dǎo)出角速度，所以能夠更可靠地抑制振動(dòng)。

另外，與還在第二臂部設(shè)置角速度傳感器、加速度傳感器的情況相比，能夠減少傳感器的個(gè)數(shù)，從而能夠降低成本，另外能夠簡化結(jié)構(gòu)。

另外，由于設(shè)置于第一臂部的慣性傳感器不是加速度傳感器，而是角速度傳感器，所以難以受到噪聲的影響，從而能夠更可靠地檢測角速度。其理由是：第一臂部上慣性傳感器的設(shè)置位置多在第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸的附近，因此若是加速度傳感器的情況下，則輸出變小，噪聲影響變大。

在本發(fā)明的機(jī)械手中，優(yōu)選上述加速度傳感器的加速度的檢測軸為與上述第三臂部的中心軸正交或與正交于上述第三臂部的中心軸的軸平行。

由此，能夠更可靠地包括第二臂部的轉(zhuǎn)動(dòng)量在內(nèi)地對第三臂部的加速度進(jìn)行檢測而導(dǎo)出其角速度。

在本發(fā)明的機(jī)械手中，優(yōu)選上述角速度傳感器的角速度的檢測軸為與上述第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸平行或與上述第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸一致。