CN107030718A - 驱动装置和机械手装置 - Google Patents

Abstract

驱动装置具备：具有使第一轴部件旋转的驱动部的电机、使第一轴部件的旋转传递给与第一轴部件不同的第二轴部件的传递部、设置于第一轴部件并检测与驱动部的旋转相关的信息的第一检测器、设置于第二轴部件并检测与传递部的旋转相关的信息的第二检测器、以及抑制异物朝向包含第一检测器和第二检测器中的至少一方的检测部的移动的抑制部。

Description

驱动装置和机械手装置

本申请是名称为“驱动装置和机械手装置”、国际申请日为2014年5月15日、国际申请号为PCT/JP2014/062945、国家申请号为201480029129.3的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及驱动装置和机械手装置。

本申请基于2013年5月17日申请的日本特愿2013－104922号专利请求享有优先权，并在此援引其内容。

背景技术

作为检测电机的转速和与电机的输入轴连接的减速机的转速这两者的检测装置，例如在专利文献1中公开了一种驱动装置，该驱动装置用第一检测器检测由电机的驱动而旋转的中空的输入轴的旋转，并用第二检测器检测设置于减速机并贯通输入轴的中空部的输出轴的旋转。

在先技术文献

专利文献

专利文献1:日本实用新案登录第2522495号

发明内容

发明要解决的课题

但是，在专利文献1记载的驱动装置的结构中，存在减速机内的润滑脂沿着中空输入轴的间隙流入设置于反负荷侧的电机的第一检测器和第二检测器的可能性。因此，存在润滑脂和该润滑脂中含有的粉体等异物附着于第一检测器和第二检测器而导致检测精度下降等重大问题的可能性。另外，在以垂直状态使用驱动装置的情况下，如果成为减速机配置于上侧、各传感器配置于下侧的状态，由于重力的影响，润滑脂等容易向下侧流动，存在变得无法检测等质量和可靠性的问题。

本发明的形态的目的在于提供驱动装置和机械手装置，该驱动装置和机械手装置配置了使与电机连接的减速机内的润滑脂等不向各传感器侧流出的机构部，能够抑制检测精度的下降，可靠性高。

用于解决课题的手段

根据本发明的第一形态，提供了一种驱动装置，该驱动装置具备：电机，所述电机具有使第一轴部件旋转的驱动部；传递部，所述传递部使所述第一轴部件的旋转传递给与第一轴部件不同的第二轴部件；第一检测器，所述第一检测器设置于第一轴部件，并检测与驱动部的旋转相关的信息；第二检测器，所述第二检测器设置于第二轴部件，并检测与传递部的旋转相关的信息；以及抑制部，所述抑制部抑制异物朝向检测部的移动，所述检测部包含第一检测器和第二检测器中的至少一方。

根据本发明的第二形态，提供了一种机械手装置，该机械手装置具备轴部件、驱动该轴部件的驱动装置以及控制驱动装置的控制部，作为驱动装置，使用了按照本发明的第一形态的驱动装置。

发明的效果

根据本发明的形态，可提供能够抑制检测精度的下降的、可靠性高的驱动装置和机械手装置。

附图说明

图1是表示第一实施方式的驱动装置的整体结构的剖视图。

图2是表示第一实施方式的驱动装置的一部分的结构的剖视图。

图3是表示第二实施方式的驱动装置的一部分的结构的剖视图。

图4是表示第三实施方式的驱动装置的一部分的结构的剖视图。

图5是表示第四实施方式的驱动装置的一部分的结构的剖视图。

图6是表示第五实施方式的驱动装置的一部分的结构的剖视图。

图7是表示第六实施方式的机械手装置的结构的图。

图8是表示变形例的驱动装置的一部分的结构的剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图，说明本发明的第一实施方式。

驱动装置100具备：电机1、中空电机轴(第一轴部件)2、减速机(传递部)3、输出轴(第二轴部件)4、检测部5、抑制部6、收容这些各部分的壳体12以及控制各部分的控制部CONT。

电机1是在旋转部配置永磁铁并在固定部配置绕组的、被称为同步电机的伺服电机。电机的轴成为中空电机轴2。以利用设置于负荷侧的减速机3将电机1的旋转减速了的旋转速度，使输出轴4旋转。中空电机轴2和输出轴4以围绕共同的旋转轴AX的轴线旋转的方式配置。

以下，在各图的说明中设定XYZ正交座标系，参照该XYZ正交座标系说明各部件的位置关系。将中空电机轴2和输出轴4的旋转轴AX方向作为Z轴方向，将与该Z轴方向垂直的平面上的正交方向分别作为X轴方向和Y轴方向。

中空电机轴2形成为大致圆筒形状，设置有中空部2a。中空电机轴2利用电机1的旋转驱动围绕旋转轴AX的轴线旋转，并传递给减速机3。中空电机轴2贯通电机1地设置。中空电机轴2上的旋转轴AX的轴线方向的两端部2b、2c从电机1突出。在中空电机轴2的+Z侧的端部一体地连结着转毂21。

减速机3将中空电机轴2的旋转传递给输出轴。作为减速机3，例如使用谐波齿轮机构。此外，还能够使用例如齿轮减速机、行星齿轮机构等。减速机3具有第一传递部件(波发生器)31、第二传递部件(柔轮)32和第三传递部件(刚轮)33。这些部件以彼此啮合的方式配置。第二传递部件32经由第四传递部件34与输出轴4连结。在减速机3中，为了使旋转流畅，在第一传递部件31、第二传递部件32和第三传递部件33之间分别使用润滑油(润滑脂等)。

输出轴4具有第一轴部4a和第二轴部4b。第一轴部4a和第二轴部4b以旋转轴AX为中心围绕该旋转轴AX的轴线旋转。因此，中空电机轴2与第一轴部4a及第二轴部4b以同轴状态配置。第一轴部4a和第二轴部4b由连结部(调整部)30连结。

连结部30能够调整相对于输出轴4的旋转轴AX的偏心。

第一轴部4a经由交叉滚子轴承等轴承部件11被支承于减速机3的壳体部(未图示)。第一轴部4a配置于中空电机轴2的－Z侧。

第二轴部4b配置于连结部30的+Z侧。第二轴部4b插入中空部2a，沿Z方向贯通输入轴2地配置。第二轴部4b具有从中空部2a向+Z侧突出的突出部4c。

检测部5具有第一检测器EC1和第二检测器EC2。

第一检测器EC1检测与电机1的旋转相关的信息。第一检测器EC1具有转毂21、分度盘41和检测部42。转毂21固定于中空电机轴2的+Z侧的端部2c。分度盘41例如形成为圆板状，与和旋转轴AX正交的面平行地配置。分度盘41固定于转毂21。因此，输入轴2、转毂21和分度盘41能够一体地旋转。

检测部42与分度盘41相对地配置。在分度盘41的与检测部42相对的面上，沿圆周方向形成未图示的第一指标图案。检测部42通过用例如光电二极管等受光元件接收由分度盘41的指标图案反射了的检测光，从而检测出与分度盘41的旋转相关的信息、即与输入轴2和电机1的旋转相关的信息。

第二检测器EC2检测与减速机3的旋转相关的信息。第二检测器EC2具有转毂22、分度盘51和检测部52。转毂22固定于第二轴部4b的突出部4c。分度盘51例如形成为圆板状，与和旋转轴AX正交的面平行地配置。分度盘51固定于转毂22。因此，第二轴部4b、转毂22和分度盘51能够一体地旋转。

检测部52与分度盘51相对地配置。在分度盘51的与检测部52相对的面上，沿圆周方向形成未图示的第二指标图案。检测部52通过用例如光电二极管等受光元件接收由分度盘51的第二指标图案反射了的检测光，从而检测出与分度盘51的旋转相关的信息、即与输入轴4和减速机3的旋转相关的信息。

抑制部6抑制异物朝向检测部5的移动。作为异物，例如列举从减速机3被排出的润滑脂等。如果从减速机3被排出的润滑脂经由中空电机轴2向检测部5侧移动并附着于检测部5的各部分，则存在对检测部5的检测精度造成影响的情况。抑制部6通过抑制异物朝向检测部5的移动，从而能够减少这样的对检测精度造成的不良影响。抑制部6例如配置于减速机3和检测部5之间。

图2是将抑制部6的结构放大表示的剖视图。

如图2所示，抑制部6设置于中空电机轴2的中空部2a的外侧。抑制部6具有密封轴承61和轴承保持部件62、63。密封轴承61跨过减速机3的第一传递部件31和第四传递部件34之间并接触。通过密封轴承61，第一传递部件31和第四传递部件34之间被覆盖。因此，想要从该第一传递部件31和第四传递部件34之间流出的异物(例如润滑油等)被轴承保持部件62、63和密封轴承61抑制其流出。

密封轴承61和轴承保持部件62、63相对于连结部30和第二轴部4b分别以非接触的方式配置。因此，密封轴承61和轴承保持部件62、63的摩擦力矩不会作用于连结部30和第二轴部4b，在连结部30和第二轴部4b不会施加扭转或振动。

接下来，说明本实施方式的驱动装置100的动作。

当中空电机轴2通过电机1的驱动而旋转时，经由减速机3，输出轴4以与减速机3的减速比相应的转速旋转。

通过中空电机轴2的旋转，转毂21和分度盘41旋转，检测部42检测与分度盘41的旋转相关的信息，由此，能够检测与电机1的旋转相关的信息。同样地，通过输出轴4的旋转，转毂22和分度盘51旋转，检测部52检测与分度盘51的旋转相关的信息，由此，能够检测与减速机3的旋转相关的信息。

在输出轴4的旋转中，第一轴部4a和第二轴部4b一体地旋转。在输出轴4上的+Z侧的端部附近，第二轴部4b经由旋转轴承60而被支承于转毂21。因此，即使在第二轴部4b变长、因垂直度等误差而第二检测器EC2侧的前端从旋转轴AX位移的情况下，分度盘41和分度盘51也不会产生轴的跳动等，几乎不会偏心，以相对于旋转轴AX高同心度和同轴度地旋转。

另外，第二轴部4b经由连结部30与第一轴部4a连结，因此，即使在第一轴部4a相对于第二轴部4b偏心的情况下、以及第一轴部4a的轴线相对于第二轴部4b的轴线倾斜的情况下，连结部30会弹性变形，调整(吸收)偏心和倾斜。因此，第二轴部4b不会对第一轴部4a的轴线的位置和倾斜造成不良影响，而是相对于旋转轴AX以高的同心度和同轴度旋转。

另外，在本实施方式中，通过配置密封轴承61和轴承保持部件62、63，从而抑制想要从第一传递部件31和第四传递部件34之间流出的异物(例如润滑脂等)的流出。

如以上所述，在本实施方式中，具备使中空电机轴2旋转的电机1、将中空电机轴2的旋转传递给输出轴4的减速机3、设置于中空电机轴2并检测与旋转相关的信息的第一检测器EC1、设置于输出轴4并检测与减速机3的旋转相关的信息的第二检测器EC2、抑制异物朝向包含第一检测器EC1和第二检测器EC2中的至少一方的检测部5的移动的抑制部6。因此，异物从例如减速机3朝向检测部5的移动被抑制。

在减速机3中，为了使旋转顺畅，在第一传递部件31、第二传递部件32和第三传递部件33之间使用润滑油(润滑脂等)。该润滑油存在伴随着旋转而从减速机3被排出的情况。如果从减速机3被排出的润滑油经由输出轴4向检测部5侧移动，并附着于检测部5的各部分，则存在对检测部5的检测精度造成影响的情况。像这样，利用抑制部6，异物向检测部5的移动被抑制，因此能够抑制检测精度的下降。

另外，抑制部6相对于输出轴4的第二轴部4b非接触地设置，因此，避免了针对第二轴部4b的摩擦力矩的作用。由此，即使在第二轴部4b高速旋转的情况下也能够设置抑制部6。

[第二实施方式]

接下来，说明本发明的第二实施方式。

图3是表示第二实施方式的驱动装置200的结构的剖视图。在本实施方式中，对于与第一实施方式的构成要素相同或同等的要素附以相同的附图标记，并省略或简略化其说明。

在第一实施方式中，作为抑制部6，是设置了密封轴承61和轴承保持部件62、63的结构。而在本实施方式中，如图3所示，抑制部206成为曲径式结构，在这一点上与第一实施方式不同。

曲径式结构是非接触结构，因此能够用于更加高速旋转的情况。

减速机203具有第一传递部件231、第二传递部件232和第三传递部件233。这些部件以彼此啮合的方式配置。另外，第三传递部件233以与第二传递部件232啮合的方式配置。第二传递部件232经由第四传递部件234与输出轴4连结。另外，在第四传递部件234安装了抑制部件235。

第一传递部件231在－Z侧具有多个突出部。抑制部件235在+Z轴侧具有多个突出部。第一传递部件231的突出部和抑制部件235的突出部以空出微小的间隙彼此交叉地组合的方式配置。关于其它的结构，与第一实施方式相同。

像这样，在本实施方式中，抑制部206成为第一传递部件231和抑制部件235的一部分变形了的曲径式结构。通过该抑制部206，能够抑制在第一传递部件231、第二传递部件232、第三传递部件233和第四传递部件234之间使用的润滑油向内径侧移动的情况。

[第三实施方式]

接下来，说明本发明的第三实施方式。

图4是表示第三实施方式的驱动装置300的结构的剖视图。在本实施方式中，对于与第一实施方式的构成要素相同或同等的要素附以相同的附图标记，并省略或简略化其说明。

在本实施方式中，作为抑制部，在具有第一传递部件331、第二传递部件332、第三传递部件333和第四传递部件334的减速机303与输入轴2之间设置了油密封机构(遮蔽部)306，在这一点上与上述实施方式不同。其它的结构与第一实施方式相同。油密封机构是简单的结构并且是完全接触类型，因此能够用于在低速旋转下要求可靠性高的用途。

油密封机构306配置于输入轴2的端部2b的－Z侧。油密封机构306在输出轴4的第二轴部4b的外周面的一周上连续并接触地配置。像这样，利用油密封机构306，输入轴2的中空部2a成为被堵住的状态。因此，想要沿着第二轴部4b向Z方向移动的异物的移动被抑制。

另外，油密封机构306跨过减速机303的第一传递部件331和输出轴4的第二轴部4b之间地配置。因此，想要从第一传递部件331和第二轴部4b之间流出的异物(润滑油等)的移动被抑制。油密封机构306跨过减速机303的第一传递部件331和第二传递部件332之间，并覆盖它们的内周面。因此，想要从第一传递部件331和第二传递部件332之间流出的异物(润滑油等)的移动被抑制。

此外，油密封机构306是与输出轴4的第二轴部4b接触的结构。因此，油密封机构306能够用于例如第二轴部4b低速旋转的情况，能够抑制异物的移动。

[第四实施方式]

接下来，说明本发明的第四实施方式。

图5是表示第四实施方式的驱动装置400的结构的剖视图。在本实施方式中，对于与第一实施方式的构成要素相同或同等的要素附以相同的附图标记，并省略或简略化其说明。

在本实施方式中，作为抑制部，在具有第一传递部件431、第二传递部件432、第三传递部件433和第四传递部件434的减速机403与输入轴2之间设置接触型的密封轴承(遮蔽部)406，在这一点上与上述实施方式不同。其它的结构与第一实施方式相同。本实施方式能够用于例如向检测器轴传递的扭转振动或横向振动不大的用途。

密封轴承406配置于输入轴2的端部2b的－Z侧。密封轴承406在输出轴4的第二轴部4b的外周面的一周上连续并接触地配置。像这样，利用密封轴承406，输入轴2的中空部2a成为被堵住的状态。

因此，想要沿着第二轴部4b沿Z方向移动的异物的移动被抑制。

另外，密封轴承406跨过减速机403的第一传递部件431和输出轴4第二轴部4b之间地配置。因此，想要从第一传递部件431和第二轴部4b之间流出的异物(润滑油等)的移动被抑制。密封轴承406跨过减速机403的第一传递部件431和输出轴4的第二轴部4b之间，并覆盖它们的内周面。因此，想要从第一传递部件431和第二传递部件432之间流出的异物(润滑油等)的移动被抑制。

此外，密封轴承406是与输出轴4的第二轴部4b接触的结构。因此，密封轴承406能够用于例如第二轴部4b低速旋转的情况，能够抑制异物的移动。

[第五实施方式]

接下来，说明本发明的第五实施方式。

图6是表示第五实施方式的驱动装置500的结构的剖视图。在本实施方式中，对于与第一实施方式的结构要素相同或同等的要素附以相同的附图标记，并省略或简略化其说明。

在本实施方式中，作为抑制部，在具有第一传递部件531、第二传递部件532、第三传递部件533和第四传递部件534的减速机503与输入轴2之间设置了接触型的环形机构(遮蔽部)506，在这一点上与上述实施方式不同。其它的结构与第一实施方式相同。环形机构506能够简易地用于例如第二轴部4b低速旋转的情况，因此，能够用于要求降低成本的用途。

环形机构506形成为剖视时的V字形，并配置于输入轴2的端部2b的－Z侧。环形机构506在输出轴4的第二轴部4b的外周面的一周上连续并接触地配置。像这样，利用环形机构506，成为输入轴2的中空部2a被堵住的状态。因此，想要沿着第二轴部4b沿Z方向移动的异物的移动被抑制。

另外，环形机构506跨过减速机503的第一传递部件531和第三传递部件535之间地配置。因此，想要从第一传递部件531和第三传递部件535之间流出的异物(润滑油等)的移动被抑制。环形机构506跨过减速机503的第一传递部件531和第四传递部件534之间，并覆盖它们的内周面。因此，想要从第二传递部件532和第三传递部件533之间流出的异物(润滑油等)的移动被抑制。

[第六实施方式]

接下来，说明本发明的第六实施方式。

图7是表示机械手装置RBT的一部分(指部分的前端)的结构的图，该机械手装置RBT具备上述实施方式中的任意一个中记载的驱动装置ACT(100、200、300、400、500)。

如图7所示，机械手装置RBT具有末节部101、中节部102和关节部103，并构成为末节部101和中节部102经由关节部103连接的结构。在关节部103设置了轴支承部103a和轴部103b。轴支承部103a固定于中节部102。轴部103b以固定于轴支承部103a的状态被支承。

末节部101具有连接部101a和齿轮101b。构成为关节部103的轴部103b贯通连接部101a的状态，末节部101以该轴部103b为旋转轴能够旋转。该齿轮101b是固定于连接部101a的圆锥齿轮。连接部101a与齿轮101b一体地旋转。

中节部102具有框体102a和驱动装置ACT。驱动装置ACT能够使用上述实施方式中记载的驱动装置100～500。驱动装置ACT设置于框体102a内。在驱动装置ACT安装了旋转轴部件104a。在旋转轴部件104a的前端设置了齿轮104b。该齿轮104b是固定于旋转轴部件104a的圆锥齿轮。齿轮104b成为与上述的齿轮101b之间啮合的状态。

如上所述构成的机械手装置RBT通过驱动装置ACT的驱动使旋转轴部件104a旋转，并且齿轮104b与该旋转轴部件104a一体地旋转。

齿轮104b的旋转传递给与该齿轮104b啮合的齿轮101b，使齿轮101b旋转。通过该齿轮101b的旋转，连接部101a也旋转，由此，末节部101以轴部103b为中心旋转。

像这样，根据本实施方式，通过搭载驱动装置ACT，例如能够以高的旋转位置精度使末节部101旋转。

本发明的技术范围不限定于上述实施方式，能够在不脱离本发明的主旨的范围内适当地加入变更。

例如，如图8所示，也可以在上述第一实施方式的结构的基础上，构成为在输出轴4的第二轴部4b的外周面配置了保护部件(振动抑制部)7的结构的驱动装置100A。

当驱动装置100A与外部机构连接的情况下，存在外部机构的振动经由输出轴4的第一轴部4a和第二轴部4b而传递给第二检测器EC2的情况。通过设置保护部件7，这样的外部机构的振动的传递被抑制。由此，能够进行高精度的检测。此外，作为保护部件7，例如使用橡胶等，但除了橡胶，也可以适当地选择其它能够防振的材料。

另外，例如在上述第一实施方式中，也可以是控制部CONT进行全闭环控制的结构。例如在设置了第一检测器EC1和第二检测器EC2的结构中，通过使控制部CONT进行全闭环控制，从而能够控制减速机3的输出轴4的旋转。

另外，即使润滑油或油雾等从减速机3流出，但由于设置了抑制部6，流出也会被抑制。由此，在第二检测器EC2侧，检测精度稳定。通过在这样的结构中进行全闭环控制，从而不会使驱动装置大型化，能够进行高解析度的旋转角度检测。

例如，在第六实施方式记载的机械手装置RBT所使用的驱动装置ACT中，通过使图7所示的控制部CONT进行全闭环控制，机械手装置RBT能够进行精密的定位。由此，能够进行轴承的轴嵌合作业等要求几十微米精度的组装作业。

附图标记说明

RBT…机械手装置 EC1…第一检测器 EC2…第二检测器 1…电机 2…输入轴 3…减速机 4…输出轴 5…检测部 6…抑制部 7…保护部件 10…驱动部 30…连结部 100、100A、200、300、400、500…驱动装置 CONT…控制部。

Claims (20)

1.一种驱动装置，其特征在于，具备：

电机，所述电机具有使第一轴部件旋转的驱动部；

传递部，所述传递部使所述第一轴部件的旋转传递给与所述第一轴部件不同的第二轴部件；

第一检测器，所述第一检测器设置于所述第一轴部件，并检测与所述驱动部的旋转相关的信息；

第二检测器，所述第二检测器设置于所述第二轴部件，并检测与所述传递部的旋转相关的信息；以及

抑制部，所述抑制部抑制异物朝向检测部的移动，所述检测部包含所述第一检测器和所述第二检测器中的至少一方。

2.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，所述异物包含从所述传递部被排出的排出物。

3.根据权利要求1或2所述的驱动装置，其特征在于，所述抑制部配置于所述传递部和所述检测部之间。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的驱动装置，其特征在于，所述抑制部配置于比所述检测部靠所述传递部侧的位置。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的驱动装置，其特征在于，所述第一轴部件具有中空部，所述第二轴部件的至少一部分插入所述中空部。

6.根据权利要求5所述的驱动装置，其特征在于，所述第一轴部件和所述第二轴部件以将共同的旋转轴作为中心而旋转的方式配置。

7.根据权利要求5或6所述的驱动装置，其特征在于，

所述第一轴部件以旋转轴的轴线方向的两端部从所述驱动部突出的方式贯通所述驱动部地设置，

所述传递部设置于所述第一轴部件的一方的端部，

所述第一检测器设置于所述第一轴部件的另一方的端部。

8.根据权利要求5至7中任一项所述的驱动装置，其特征在于，所述第二轴部件具有从所述中空部突出的突出部，所述第二检测器设置于所述突出部。

9.根据权利要求5至7中任一项所述的驱动装置，其特征在于，所述抑制部设置于所述中空部的外侧。

10.根据权利要求5至9中任一项所述的驱动装置，其特征在于，所述抑制部具有遮蔽部，所述遮蔽部将连接所述传递部和所述检测部之间的空间遮蔽。

11.根据权利要求10所述的驱动装置，其特征在于，所述遮蔽部具有堵塞所述中空部的密封部。

12.根据权利要求10或11所述的驱动装置，其特征在于，所述遮蔽部以相对于所述第二轴部件非接触的方式设置。

13.根据权利要求10至12中任一项所述的驱动装置，其特征在于，使用轴承部作为所述遮蔽部。

14.根据权利要求5至13中任一项所述的驱动装置，其特征在于，所述抑制部具有配置于所述传递部和所述中空部之间的曲径部。

15.根据权利要求1至14中任一项所述的驱动装置，其特征在于，所述抑制部设置于所述第一轴部件和所述第二轴部件中的至少一方。

16.根据权利要求1至15中任一项所述的驱动装置，其特征在于，还具备抑制所述第二轴部件的振动的振动抑制部。

17.根据权利要求16所述的驱动装置，其特征在于，所述振动抑制部具有连结所述第一轴部件和所述第二轴部件的连结部。

18.根据权利要求16或17所述的驱动装置，其特征在于，所述振动抑制部具有配置于所述第二轴部件的周面的保护部件。

19.一种机械手装置，其特征在于，具备：

轴部件；

驱动装置，所述驱动装置驱动所述轴部件；以及

控制部，所述控制部控制所述驱动装置，

作为所述驱动装置，使用权利要求1至18中任一项所述的驱动装置。

20.根据权利要求19所述的机械手装置，其特征在于，所述控制部对所述驱动装置进行全闭环控制。