傳動器設(shè)備、多軸驅(qū)動設(shè)備，以及機器人設(shè)備的制作方法
【專利摘要】提供了在諸如多軸操縱器、機器人手臂、腿結(jié)構(gòu)以及蛇狀的機器人之類的多軸驅(qū)動機構(gòu)的多個位置使用的傳動器設(shè)備。轉(zhuǎn)矩傳感器（14）通過安裝部分連接到諸如交叉滾子軸承之類的軸承（16）。如圖所示，轉(zhuǎn)矩傳感器（14）由外環(huán)相對于傳動器設(shè)備（10）的固定部件殼體（19）驅(qū)動。輸出軸框架（20）的安裝表面置于偏離固定部件殼體（19）一側(cè)的軸承（16）的位置。傳動器設(shè)備（10）的輸出軸方向的總長度在輸出軸框架（20）被安裝之后也不會改變，占據(jù)的空間不會增大。
【專利說明】傳動器設(shè)備、多軸驅(qū)動設(shè)備，以及機器人設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本說明書中所公開的技術(shù)涉及諸如多軸操縱器、機器人手臂、腿結(jié)構(gòu)，以及蛇形機器人之類的多軸驅(qū)動機構(gòu)中所使用的傳動器設(shè)備、多軸驅(qū)動設(shè)備，以及機器人設(shè)備，具體來說，涉及多軸驅(qū)動機構(gòu)的多個位置所使用的傳動器設(shè)備、多軸驅(qū)動設(shè)備，以及機器人設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]傳動器設(shè)備只由傳動器馬達構(gòu)成或與外圍電路、線路、連接器、安裝框架等等模塊化?？梢酝ㄟ^在諸如多軸操縱器、機器人手臂、腿結(jié)構(gòu)，以及蛇形機器人之類的多軸驅(qū)動機構(gòu)中的多個位置使用相同傳動器設(shè)備，實現(xiàn)簡單機構(gòu)、降低成本，部件的類型的減少，以及改善的可維護性。例如，有人提出了由相同模塊化驅(qū)動設(shè)備構(gòu)成的工業(yè)機器人的操縱器(例如，參考專利文件I)。
[0003]模塊化的傳動器設(shè)備的基本上的外形是柱體(例如，參考專利文件2)、立方體，柱體和立方體的組合(半圓柱體)(例如，參考專利文件3)，橢球體等等。
[0004]在多軸驅(qū)動機構(gòu)中，其中另一個傳動器被安裝到傳動器的輸出軸的結(jié)構(gòu)是常見的。圖18示出了多軸驅(qū)動機構(gòu)的構(gòu)造示例，其中，第二傳動器被安裝到第一傳動器的輸出軸，以便其輸出軸彼此正交，并且一個框架被安裝到第二傳動器的輸出軸。在多軸驅(qū)動機構(gòu)中，第一傳動器和第二傳動器分別對應(yīng)于前級和后級。根據(jù)所示出的機構(gòu)，第二傳動器的姿勢(輸出軸的方向)隨著第一傳動器的輸出軸的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動而改變，框架圍繞第二傳動器的輸出軸而旋轉(zhuǎn)，以改變姿勢。
[0005]在圖18中所示出的多軸驅(qū)動機構(gòu)的情況下，第二傳動器的占據(jù)的空間是由旋轉(zhuǎn)體形成的空間，該旋轉(zhuǎn)體最外面的直徑包括第二傳動器和框架，如圖19所示。換言之，當(dāng)?shù)诙鲃悠鞅坏谝粋鲃悠餍D(zhuǎn)時，其占據(jù)的空間取決于安裝到第二傳動器的輸出軸和第二傳動器的端部的框架的形狀，實質(zhì)占據(jù)的空間大于第二傳動器的原始體積。還可說，當(dāng)框架被安裝到第二傳動器時，占據(jù)的空間增大。
[0006]當(dāng)傳動器的實質(zhì)占據(jù)的空間變大時，與環(huán)境的干擾的可能性相應(yīng)地增大，用戶的手指頭，線路等等被碰到的風(fēng)險增大。球狀的外殼(蓋)可以置于，例如，驅(qū)動機構(gòu)的外側(cè)，以便避免這樣的風(fēng)險。然而，被外殼覆蓋的結(jié)構(gòu)體具有不用于驅(qū)動機構(gòu)中的傳動器的初始目的(部件、轉(zhuǎn)矩生成、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換等等)的浪費的空間(真空或只包含空氣)，以致于傳動器設(shè)備的輸出密度和部件的安裝密度下降。結(jié)果，這使得在多個位置處所使用的傳動器設(shè)備構(gòu)成的多關(guān)節(jié)機器人變大，并限制整個多關(guān)節(jié)機器人可以移動的范圍以及其可操作的范圍，或減小每一個關(guān)節(jié)的運動范圍。
[0007]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0008]專利文獻
[0009]專利文獻I:JP 11-123676 A
[0010]專利文獻2 JP 2008-180382 A
[0011]專利文獻3 JP 2005-297081 A
【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明解決的問題
[0013]本說明書所公開的技術(shù)的目的是提供可以用于諸如多軸操縱器、機器人手臂、腿結(jié)構(gòu)，以及蛇形機器人之類的多軸驅(qū)動機構(gòu)的多個位置的極好的傳動器設(shè)備、多軸驅(qū)動設(shè)備，以及機器人設(shè)備。
[0014]本說明書所公開的技術(shù)的進一步的目的是提供甚至在用于多軸驅(qū)動機構(gòu)的多個位置的情況下也能夠維持高輸出密度和安裝密度而不會實質(zhì)上占據(jù)較大空間的極好的傳動器設(shè)備、多軸驅(qū)動設(shè)備，以及機器人設(shè)備。
[0015]問題的解決方案
[0016]本申請是在考慮到上文所描述的問題的情況下實現(xiàn)的，權(quán)利要求1所述的技術(shù)是
[0017]—種傳動器設(shè)備，包括:
[0018]馬達；
[0019]減小所述馬達的輸出的減速器；
[0020]由外環(huán)相對于所述馬達的固定部件驅(qū)動以測量來自所述減速器的輸出轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)矩傳感器；以及
[0021]置于相對于所述轉(zhuǎn)矩傳感器的端部偏移的位置處的輸出軸框架安裝部分。
[0022]根據(jù)本申請的權(quán)利要求2所述的技術(shù)，根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳動器設(shè)備的轉(zhuǎn)矩傳感器的端部具有近似于球面的形狀。
[0023]根據(jù)本申請的權(quán)利要求3所述的技術(shù)，根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳動器設(shè)備的輸出軸框架安裝部分置于轉(zhuǎn)矩傳感器的外周部分。
[0024]根據(jù)本申請的權(quán)利要求4所述的技術(shù)，根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳動器設(shè)備還包括:位于與所述馬達的減速器相對的一側(cè)的旋轉(zhuǎn)編碼器。
[0025]根據(jù)本申請的權(quán)利要求5所述的技術(shù)，根據(jù)權(quán)利要求4所述的傳動器設(shè)備的旋轉(zhuǎn)編碼器的端部具有近似于球面的形狀。
[0026]根據(jù)本申請的權(quán)利要求6所述的技術(shù)，根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳動器設(shè)備在中央的附近具有凹部。
[0027]根據(jù)本申請的權(quán)利要求7所述的技術(shù)，根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳動器設(shè)備的轉(zhuǎn)矩傳感器是應(yīng)變儀型扭矩傳感器。
[0028]本申請的權(quán)利要求8所述的技術(shù)是
[0029]一種多軸驅(qū)動設(shè)備，包括:
[0030]由相同傳動器設(shè)備構(gòu)成的位于前級的第一傳動器和位于后級的第二傳動器，其中
[0031]每個所述傳動器設(shè)備都在兩端具有近似于球面的形狀，在中央附近具有凹部，以及
[0032]所述第一和第二傳動器耦合，以便位于所述第一傳動器的輸出側(cè)的端部的所述近似于球面的形狀與位于所述第二傳動器的中央附近的凹部鄰接。
[0033]根據(jù)本申請的權(quán)利要求9所述的技術(shù)，在根據(jù)權(quán)利要求8所述的多軸驅(qū)動設(shè)備中，所述傳動器設(shè)備設(shè)置有:馬達；減小所述馬達的輸出的減速器；測量來自所述減速器的輸出轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)矩傳感器，所述轉(zhuǎn)矩傳感器具有近似于球面的形狀的端部；以及安裝到與所述馬達的減速器相對的一側(cè)的、端部具有近似于球面的形狀的旋轉(zhuǎn)編碼器。
[0034]根據(jù)本申請的權(quán)利要求10所述的技術(shù)，根據(jù)權(quán)利要求9所述的多軸驅(qū)動設(shè)備的傳動器設(shè)備中所包括的轉(zhuǎn)矩傳感器被構(gòu)造成由外環(huán)相對于馬達的固定部件驅(qū)動。
[0035]根據(jù)本申請的權(quán)利要求11所述的技術(shù)，在根據(jù)權(quán)利要求10所述的多軸驅(qū)動設(shè)備中，轉(zhuǎn)矩傳感器是應(yīng)變儀型扭矩傳感器。
[0036]根據(jù)本申請的權(quán)利要求12所述的技術(shù)，在根據(jù)權(quán)利要求9所述的多軸驅(qū)動設(shè)備中，所述第二傳動器包括置于相對于所述轉(zhuǎn)矩傳感器的端部偏移的位置處的輸出軸框架安裝部分，所述多軸驅(qū)動設(shè)備還包括:安裝到所述輸出軸框架安裝部分的輸出軸框架。
[0037]根據(jù)本申請的權(quán)利要求13所述的技術(shù)，在根據(jù)權(quán)利要求12所述的多軸驅(qū)動設(shè)備中，輸出軸框架安裝部分置于轉(zhuǎn)矩傳感器的外周部分。
[0038]根據(jù)本申請的權(quán)利要求14所述的技術(shù)，根據(jù)權(quán)利要求8所述的多軸驅(qū)動設(shè)備還包括:具有與當(dāng)所述第一傳動器被驅(qū)動時所述第二傳動器的占據(jù)的空間對應(yīng)的直徑的外部。
[0039]本申請的權(quán)利要求15所述的技術(shù)是
[0040]一種機器人設(shè)備,包括:
[0041]多個連桿以及連接所述連桿的多個關(guān)節(jié)；
[0042]分別驅(qū)動所述多個關(guān)節(jié)的多個驅(qū)動單元；以及
[0043]控制所述多個驅(qū)動單元的控制器，其中
[0044]所述多個驅(qū)動單元中的至少一部分由傳動器設(shè)備構(gòu)成，所述傳動器設(shè)備設(shè)置有:馬達；減小所述馬達的輸出的減速器；由外環(huán)相對于所述馬達的固定部件驅(qū)動以測量來自所述減速器的輸出轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)矩傳感器；以及置于相對于所述轉(zhuǎn)矩傳感器的端部偏移的位置處的輸出軸框架安裝部分。
[0045]本申請的權(quán)利要求16所述的技術(shù)是
[0046]一種機器人設(shè)備,包括:
[0047]多個連桿以及連接所述連桿的多個關(guān)節(jié)；
[0048]分別驅(qū)動所述多個關(guān)節(jié)的多個驅(qū)動單元；以及
[0049]控制所述多個驅(qū)動單元的控制器，其中
[0050]由相同傳動器設(shè)備構(gòu)成的位于前級的第一傳動器和位于后級的第二傳動器驅(qū)動、用于驅(qū)動由正交的兩個自由度構(gòu)成的關(guān)節(jié)部位的所述驅(qū)動單元的至少一部分，
[0051]每個所述傳動器設(shè)備都在兩端具有近似于球面的形狀，在中央附近具有凹部，以及
[0052]所述第一和第二傳動器耦合，以便位于所述第一傳動器的輸出側(cè)的端部的近似于球面的形狀與位于所述第二傳動器的中央附近的凹部鄰接。
[0053]根據(jù)本申請的權(quán)利要求17所述的技術(shù)，根據(jù)權(quán)利要求15所述的機器人設(shè)備還包括:移動所述機器人設(shè)備的移動單元。
[0054]根據(jù)本申請的權(quán)利要求18所述的技術(shù)，根據(jù)權(quán)利要求15所述的機器人設(shè)備還包括識別外部的環(huán)境的識別單元。所述控制器被構(gòu)造成基于所述識別單元的識別結(jié)果來控制所述多個驅(qū)動單元。
[0055]本發(fā)明的效果
[0056]根據(jù)本說明書所公開的技術(shù)，可以提供可以用于諸如多軸操縱器、機器人手臂、腿結(jié)構(gòu)，以及蛇形機器人之類的多軸驅(qū)動機構(gòu)的多個位置的極好的傳動器設(shè)備、多軸驅(qū)動設(shè)備，以及機器人設(shè)備。
[0057]此外，根據(jù)本說明書所公開的技術(shù)，還可以提供甚至在用于多軸驅(qū)動機構(gòu)的多個位置的情況下也能夠維持高輸出密度和安裝密度而不會實質(zhì)占據(jù)較大空間的極好的傳動器設(shè)備、多軸驅(qū)動設(shè)備，以及機器人設(shè)備。
[0058]通過參考稍后描述的實施例和附圖的比較詳細(xì)的描述，本說明書所公開的技術(shù)的其他目的、特點和優(yōu)點將變得顯而易見。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0059]圖1是示意地示出了根據(jù)本說明書中所公開的技術(shù)的一個實施例的傳動器設(shè)備10的構(gòu)造的視圖。
[0060]圖2是示出了傳動器設(shè)備10的主要在輸出軸一側(cè)的截面構(gòu)造的視圖。
[0061]圖3是示出了傳動器設(shè)備30的輸出軸一側(cè)的截面構(gòu)造的視圖，其中，轉(zhuǎn)矩傳感器34被安裝到固定部件殼體39以便由內(nèi)環(huán)驅(qū)動。
[0062]圖4是為了進行比較，示出了當(dāng)圖1和2中所示出的傳動器設(shè)備10以及圖3中所示出的傳動器設(shè)備30被前級的傳動器旋轉(zhuǎn)時它們所占據(jù)的空間以便進行比較的視圖。
[0063]圖5A是示出了從一個角度看到的安裝了輸出軸框架20的傳動器設(shè)備10的視圖。
[0064]圖5B是示出了從輸出軸一側(cè)看到的安裝了輸出軸框架20的傳動器設(shè)備10的視圖。
[0065]圖5C是示出了從上面看到的安裝了輸出軸框架20的傳動器設(shè)備10的視圖。
[0066]圖是示出了從一側(cè)看到的安裝了輸出軸框架20的傳動器設(shè)備10的視圖。
[0067]圖6是示出了整個傳動器設(shè)備10的詳細(xì)的截面構(gòu)造的視圖。
[0068]圖7是示意地示出了其中大直徑馬達被用作動力源并且大直徑軸承用于輸出級中的傳動器設(shè)備10的構(gòu)造的視圖。
[0069]圖8A是示意地示出了由串聯(lián)地耦合的在其中央的附近具有凹部的多個傳動器設(shè)備10構(gòu)成的多軸驅(qū)動機構(gòu)的視圖。
[0070]圖SB示意地示出了由串聯(lián)地耦合的在其中央附近沒有凹部的多個傳動器設(shè)備30構(gòu)成的多軸驅(qū)動機構(gòu)的視圖。
[0071]圖9是示出了實際的傳動器10的狀態(tài)的視圖，其中，在前級和后級，中央附近的凹部與傳動器設(shè)備10的端面的球面的形狀鄰接。
[0072]圖10是示出了由七個關(guān)節(jié)構(gòu)成的多軸驅(qū)動機構(gòu)的自由度構(gòu)造。
[0073]圖11示出了轉(zhuǎn)矩傳感器14的頂視圖、底視圖、側(cè)視圖，以及立體圖。
[0074]圖12A是組裝轉(zhuǎn)矩傳感器14的狀態(tài)的立體圖。
[0075]圖12B是組裝轉(zhuǎn)矩傳感器14的狀態(tài)的側(cè)視圖。
[0076]圖12C是圖12B的截面圖。
[0077]圖13示出了旋轉(zhuǎn)編碼器13的前視圖、頂視圖、側(cè)視圖、截面?zhèn)纫晥D，以及底視圖。
[0078]圖14是示出了由在多個位置處使用的傳動器設(shè)備10構(gòu)成的機器人手臂的視圖。
[0079]圖15是示出了可以應(yīng)用傳動器設(shè)備10的機器人設(shè)備100的外觀的視圖。
[0080]圖16是示意地示出了圖15中所示出的機器人設(shè)備100的關(guān)節(jié)的自由度構(gòu)造的視圖。
[0081]圖17是示意地示出了圖15中所示出的機器人設(shè)備100的功能構(gòu)造的視圖。
[0082]圖18是示出了多軸驅(qū)動機構(gòu)的構(gòu)造示例的視圖。
[0083]圖19是示出了圖18中所示出的多軸驅(qū)動機構(gòu)中的第二傳動器實質(zhì)占據(jù)的空間的視圖。
【具體實施方式】
[0084]下面，將參考附圖來詳細(xì)描述本說明書所公開的技術(shù)的實施例。
[0085]圖1示意地示出了根據(jù)本說明書中所公開的技術(shù)的一個實施例的傳動器設(shè)備10的構(gòu)造。所示出的傳動器設(shè)備10配備有馬達11、減速器12、旋轉(zhuǎn)編碼器13、轉(zhuǎn)矩傳感器14，以及馬達驅(qū)動器板15。
[0086]馬達11是，例如，無刷馬達。優(yōu)選地，考慮到當(dāng)它在多軸驅(qū)動機構(gòu)中被用作前級的傳送器而被后級的傳動器旋轉(zhuǎn)時減小其占有面積，使整個傳動器設(shè)備10的輸出軸方向的總長度短一些。使用大直徑馬達來減小總長度，同時維持馬達11的輸出。可以使用，例如，諸如諧波驅(qū)動(TM)之類的波減速裝置，作為減速器12。
[0087]如圖1所示，位于傳動器設(shè)備10的一個端面上的轉(zhuǎn)矩傳感器14具有從一側(cè)看到的倒角的形狀，如由參考編號14A所指示的，轉(zhuǎn)矩傳感器14的端面部分具有近似于球面的形狀，如由虛線14B所指示的。如稍后所描述的，轉(zhuǎn)矩傳感器14與馬達11的穿過減速器12的輸出軸是整體結(jié)構(gòu)，并且是安裝到傳動器設(shè)備10的固定部件，以便由外環(huán)驅(qū)動。
[0088]輸出軸框架20被安裝到轉(zhuǎn)矩傳感器14的外周部分。如圖所示，輸出軸框架20的連接位置在傳動器設(shè)備10的一個方向(在傳動器設(shè)備10的固定部件殼體一側(cè))偏離轉(zhuǎn)矩傳感器14的端面。作為參考，圖5A到分別示出了從一個角度看到的、從輸出軸一側(cè)看到的、從上面看到的，以及從一側(cè)看到的安裝了輸出軸框架20的傳動器設(shè)備10。
[0089]再次參考圖1，位于傳動器設(shè)備10的另一端面的旋轉(zhuǎn)編碼器13被構(gòu)造成具有比馬達11的直徑小的直徑。與位于傳動器設(shè)備10的一個端面的轉(zhuǎn)矩傳感器14的倒角形狀(如上文所描述的)相結(jié)合，整個傳動器設(shè)備10不是圓柱形，但是，這具有由虛線13B和14B指出的近似于球面的形狀的前部和后部。
[0090]可以向旋轉(zhuǎn)編碼器13應(yīng)用磁體。在此情況下，永磁體置于馬達11的轉(zhuǎn)子側(cè)，霍爾元件置于馬達11的定子側(cè)。圖13示出了旋轉(zhuǎn)編碼器13的前視圖、頂視圖、側(cè)視圖、截面?zhèn)纫晥D，以及底視圖。如圖所示，磁性旋轉(zhuǎn)編碼器的磁體被安裝到馬達11的轉(zhuǎn)子側(cè)，兩個霍爾元件被安裝到充當(dāng)定子的編碼器板側(cè)。
[0091]當(dāng)傳動器設(shè)備10被用作圖18中所示出的多軸驅(qū)動機構(gòu)中的第二傳動器時，最好使輸出軸方向的尺寸短，要實現(xiàn)這一點，需要小型旋轉(zhuǎn)編碼器13。小型永磁體減小了磁通密度，磁通量變化隨著旋轉(zhuǎn)半徑減小而減小，以致于擔(dān)心靈敏度下降。因此，優(yōu)選地使用諸如釤鈷磁體之類的具有高磁力的磁體。
[0092]圖2示出了傳動器設(shè)備10的主要在輸出軸一側(cè)的截面構(gòu)造的視圖。作為參考，圖6示出了整個傳動器設(shè)備10的詳細(xì)的截面構(gòu)造。
[0093]具有馬達11的輸出軸穿過減速器12的整體結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)矩傳感器14通過諸如奧爾德姆耦合之類的軸耦合17耦合到減速器12的輸出軸。由虛線包圍的部分對應(yīng)于彎曲元件。可以使用，例如，應(yīng)變儀型的扭矩傳感器，作為轉(zhuǎn)矩傳感器14。這種類型的轉(zhuǎn)矩傳感器，例如，在高橋賞外等人所著的“使用應(yīng)變儀的應(yīng)變測量入門一從歷史到測量”（大成出版社）中進行了描述。
[0094]轉(zhuǎn)矩傳感器14通過對應(yīng)于輸出軸的安裝部分21連接到諸如交叉滾子軸承之類的軸承16。如圖所示，轉(zhuǎn)矩傳感器14由外環(huán)相對于傳動器設(shè)備10的固定部件殼體19驅(qū)動。軸承16在外環(huán)驅(qū)動的直徑大于在內(nèi)環(huán)驅(qū)動的直徑。大直徑軸承16可以輕松地承受施加于輸出軸的推力和力矩。
[0095]轉(zhuǎn)矩傳感器14在偏移固定部件殼體19側(cè)的軸承16的位置具有輸出軸框架20的安裝表面。因此，在輸出軸框架20被安裝之后（帶有安裝的輸出軸框架20)，傳動器設(shè)備10在輸出軸方向的整個長度也不會改變，占據(jù)的空間不會增大。
[0096]為與圖2中所示出的傳動器設(shè)備10進行比較，圖3示出了傳動器設(shè)備30的輸出軸一側(cè)的截面構(gòu)造，其中，也充當(dāng)輸出軸的轉(zhuǎn)矩傳感器34被安裝到固定部件殼體39以便由內(nèi)環(huán)驅(qū)動。當(dāng)輸出軸由內(nèi)環(huán)驅(qū)動時，如從附圖理解的，輸出軸框架40的安裝表面必須置于轉(zhuǎn)矩傳感器34的端面，以便其不能偏離固定部件殼體39 —側(cè)的軸承16。因此，當(dāng)傳動器設(shè)備30由另一個傳動器設(shè)備(前級的傳動器）旋轉(zhuǎn)時，其占據(jù)的空間取決于輸出軸框架40的形狀和傳動器設(shè)備30的輸出端的端部，實質(zhì)占據(jù)的空間變得大于傳動器設(shè)備30的原始體積。
[0097]為了進行比較，圖4示出了當(dāng)圖I和2中所示出的傳動器設(shè)備10和圖3中所示出的傳動器設(shè)備30由前級的傳動器旋轉(zhuǎn)時占據(jù)的空間。在附圖中，輸出軸框架以灰色示出。
[0098]在圖I和2中所示出的傳動器設(shè)備10的情況下，輸出軸框架20的安裝表面置于偏離固定部件殼體19 一側(cè)的軸承16的位置，以便甚至在安裝了輸出軸框架20的情況下與前級的傳動器的旋轉(zhuǎn)中心的長度L'不會改變。因此，當(dāng)傳動器設(shè)備10圍繞前級的傳動器的旋轉(zhuǎn)中心旋轉(zhuǎn)時的旋轉(zhuǎn)半徑r,不會改變，傳動器設(shè)備10實質(zhì)占據(jù)的空間與傳動器設(shè)備10的原始體積相同。
`[0099]另一方面，在圖3中所示出的傳動器設(shè)備30的情況下，當(dāng)輸出軸框架40被安裝到轉(zhuǎn)矩傳感器3 4的端面時，到前級的傳動器的旋轉(zhuǎn)中心的長度L長于安裝之前的長度(L>L,)。因此，當(dāng)傳動器設(shè)備30圍繞前級的傳動器的旋轉(zhuǎn)中心旋轉(zhuǎn)時的旋轉(zhuǎn)半徑r也增大（r〉!·'),以致于傳動器設(shè)備30實質(zhì)占據(jù)的空間大于傳動器設(shè)備30的原始體積。
[0100]因此，當(dāng)在多軸驅(qū)動機構(gòu)中傳動器設(shè)備10被用作后級的傳動器并且安裝有輸出軸框架20時，可以使其總長度較短，可以使傳動器設(shè)備10實質(zhì)占據(jù)的空間小。根據(jù)此，當(dāng)多關(guān)節(jié)機器人由在多個位置使用的傳動器設(shè)備10構(gòu)成并且機器人被允許移動時，可以降低它與另一個物體碰撞的可能性，由此，提高安全性。還提供多關(guān)節(jié)機器人可以移動的空間并使存儲或運輸時的空間大的效果。當(dāng)多自由度操縱器由在多個位置使用的傳動器設(shè)備10構(gòu)成時，這有助于增大另一個關(guān)節(jié)的運動的范圍。
[0101]當(dāng)向圖I添加標(biāo)記時，在傳動器設(shè)備10的中央的附近形成如由虛線12A所指示的凹部。這是由于被用作馬達11的大直徑的無刷馬達和被用作軸承16的大直徑的軸承，因為轉(zhuǎn)矩傳感器14的輸出軸安裝表面由外環(huán)驅(qū)動，如上文所描述的。大直徑的無刷馬達被用作馬達11，以便使傳動器設(shè)備10的總長度較短(如上文所描述的)。傳動器設(shè)備10的端部的轉(zhuǎn)矩傳感器14的端面和旋轉(zhuǎn)編碼器13的端面具有如由虛線13B和14B所指示的近似于球面的形狀。
[0102]圖7示意地示出了其中大直徑的馬達被用作動力源并且在輸出級使用大直徑的軸承的傳動器設(shè)備10的構(gòu)造。圖8A示意地示出了由串聯(lián)地耦合的在其中央附近具有凹部的多個傳動器設(shè)備10構(gòu)成的多軸驅(qū)動機構(gòu)。為了進行比較，圖SB示出了由串聯(lián)地耦合的在其中央附近沒有凹部的圓柱形傳動器設(shè)備30構(gòu)成的多軸驅(qū)動機構(gòu)。在兩種多軸驅(qū)動機構(gòu)中，相鄰的傳動器設(shè)備I禹合，以便其輸出軸方向彼此正交。
[0103]傳動器設(shè)備10在中央附近具有凹部，并且兩端的形狀近似于球面。因此，當(dāng)多個傳動器設(shè)備10串聯(lián)地耦合時，如圖8A所示，位于前級的傳動器設(shè)備10的輸出單元的球形(轉(zhuǎn)矩傳感器14的端面)與后級的傳動器設(shè)備10的中央附近的凹部的表面鄰接。后級的在中心附近的凹部與再后面的一級的輸入單元的球形(旋轉(zhuǎn)編碼器13的端面)鄰接。圖9是示出了實際的傳動器10的狀態(tài)的視圖，其中，在前級和后級，中央附近的凹部與傳動器設(shè)備10的端面的球形鄰接。
[0104]因此，當(dāng)相同數(shù)量的傳動器設(shè)備10串聯(lián)地耦合時，如上文所描述的，中央附近的凹部與前級和后級的傳動器設(shè)備10的端面的球形鄰接，提高了組裝密度，以便多軸驅(qū)動機構(gòu)的總長度比在串聯(lián)地耦合沒有球面和凹部之間的關(guān)系的圓柱形傳動器設(shè)備的情況下的總長度短一些。由于使用帶有短尺寸的大直徑馬達11，因此，當(dāng)后級的傳動器設(shè)備10由前級的傳動器設(shè)備10驅(qū)動時后級的傳動器設(shè)備10實質(zhì)占據(jù)的空間很小。
[0105]圖14示出了由在多個位置處使用的傳動器設(shè)備10構(gòu)成的機器人手臂。如上文所描述的，后級的傳動器設(shè)備10實質(zhì)占據(jù)的空間很小，以致于可以使覆蓋多軸驅(qū)動機構(gòu)的外部的直徑較小。由于當(dāng)關(guān)節(jié)彎曲時干擾范圍很小，因此，關(guān)節(jié)的運動范圍增大。
[0106]圖10是示出了由七個關(guān)節(jié)構(gòu)成的多關(guān)節(jié)操縱器的自由度構(gòu)造。此處，假設(shè)操縱器的操作對象的質(zhì)量被設(shè)置為m，重力加速度被設(shè)置為g，第二級的關(guān)節(jié)負(fù)責(zé)提升操作對象的運動，從關(guān)節(jié)到操作對象的重心的距離被設(shè)置為山提升操作對象所需的第二級的關(guān)節(jié)的輸出轉(zhuǎn)矩T表示為T=dXmXg。當(dāng)在七個關(guān)節(jié)中的每一個中都使用傳動器設(shè)備10時，距離d變短，而輸出轉(zhuǎn)矩T變小。另一方面，在用于驅(qū)動關(guān)節(jié)的傳動器的相同轉(zhuǎn)矩的情況下，承重能力隨著多關(guān)節(jié)操縱器的總長度d變長而減小。也就是說，可以說，當(dāng)多軸驅(qū)動機構(gòu)由相同的傳動器設(shè)備10構(gòu)成時，其總長度變短，如圖8A所示，以致于承重能力增大。
[0107]由于使用比較短的大直徑馬達11，因此，傳動器設(shè)備10的輸出軸方向的尺寸比較短。因此，如圖8A所示，當(dāng)位于后級的傳動器設(shè)備10被前級的傳動器設(shè)備10旋轉(zhuǎn)時占據(jù)的面積小于在圓柱形形狀的情況下占據(jù)的面積。
[0108]轉(zhuǎn)矩傳感器14是一般扭轉(zhuǎn)式的。圖11示出了轉(zhuǎn)矩傳感器14的頂視圖、底視圖、側(cè)視圖，以及立體圖。如圖所示，轉(zhuǎn)矩傳感器14由基本上圓盤形的部件(充當(dāng)傳動器設(shè)備10的一個端面)，以及基本上圓筒形的部件(充當(dāng)彎曲元件)構(gòu)成。轉(zhuǎn)矩傳感器14的諸如放大器板之類的電路板安裝在圓盤形的部件的表面上。用于共享的兩個雙軸應(yīng)變儀粘接到圓筒形的部件的表面。
[0109]具有馬達11的輸出軸穿過減速器12的整體結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)矩傳感器14通過諸如奧爾德姆耦合之類的軸耦合17耦合到減速器12的輸出軸。圖12A是其中組裝了轉(zhuǎn)矩傳感器14的狀態(tài)的立體圖。圖12B是其中組裝了轉(zhuǎn)矩傳感器14的狀態(tài)的側(cè)視圖，而圖12C是其截面圖。[0110]如參考圖2所描述的，轉(zhuǎn)矩傳感器14通過諸如奧爾德姆耦合之類的軸耦合17而耦合到安裝部分21。對應(yīng)于輸出軸的安裝部分21是與轉(zhuǎn)矩傳感器14分離的部件，并置于在輸出軸的方向偏離傳動器設(shè)備10的端面的位置。作為輸出軸的安裝部分21在諸如交叉滾子軸承之類的軸承16的外側(cè)被驅(qū)動。轉(zhuǎn)矩傳感器14的彎曲元件的位置和與其粘接的應(yīng)變儀位于安裝部分21內(nèi)部，還可說，安裝部分21充當(dāng)應(yīng)變儀的保護罩。從圖12A到12C中所示出的裝配圖可以理解，轉(zhuǎn)矩傳感器14通過分離的部分偏離輸出軸，并在軸承16的外環(huán)側(cè)輸出驅(qū)動轉(zhuǎn)矩。根據(jù)此，制造簡單，以便制造容易，制造中的誤差可以輕松地控制。
[0111]通過在多個位置使用上文所描述的傳動器設(shè)備10來構(gòu)成多關(guān)節(jié)機器人，可以增大操作范圍，同時使機器人小型化。每一個關(guān)節(jié)的運動范圍增大，以便可以減小存儲時的占據(jù)的空間，并降低當(dāng)移動或運輸時發(fā)生碰撞的可能性，由此，有助于提高安全性。
[0112]當(dāng)需要多個相同傳動器的輸出時，可以通過在多個位置使用上文所描述的傳動器設(shè)備10來構(gòu)成機器人，使多關(guān)節(jié)機器人的總長度變短，以便可以有助于增大承重能力。
[0113]上文所描述的兩端具有近似于球面的形狀，在傳動器設(shè)備10的中央的附近具有凹部，以便其外部可以輕松地形成為旋轉(zhuǎn)體形狀。因此，當(dāng)旋轉(zhuǎn)機器人手臂時，可以防止用戶的手和手指、電纜以及周圍的物體被卡住，由此，有助于提高安全性。
[0114]上文所描述的傳動器設(shè)備10被構(gòu)造有高空間效率，以便可以使用帶有低吸持力的便宜磁體(例如，鐵氧體磁體)代替帶有高吸持力的磁體(例如，釹磁體)，并相應(yīng)地使磁體較大，以獲取等效的吸持力，由此，有助于實現(xiàn)較低的成本。
[0115]圖15示出了可以應(yīng)用傳動器設(shè)備10的機器人設(shè)備100的外觀。所示出的機器人設(shè)備100主要置于家庭環(huán)境中用于提供家務(wù)，護理等等；然而，這也可以用于諸如工業(yè)目的之類的各種目的。圖16示意地示出了機器人設(shè)備100的關(guān)節(jié)的自由度構(gòu)造。
[0116]所示出的機器人設(shè)備100在基座部分作為運動裝置配備有彼此相對的兩個驅(qū)動輪IOlR和101L。驅(qū)動輪IOlR和IOlL分別由圍繞俯仰軸旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動輪傳動器102R和102L驅(qū)動。同時，在圖16中，參考編號151、152,以及153分別表不與機器人設(shè)備100相對于用于表不機器人設(shè)備100在虛擬世界移動的地板表面的對應(yīng)于X軸方向(前后方向)的平移自由度，Y軸方向(左右方向)的平移自由度，以及圍繞偏航軸的旋轉(zhuǎn)自由度對應(yīng)的不存在的欠傳動關(guān)節(jié)。
[0117]運動裝置通過髖關(guān)節(jié)連接到上身。髖關(guān)節(jié)由圍繞俯仰軸旋轉(zhuǎn)的髖關(guān)節(jié)俯仰軸傳動器103驅(qū)動。上身由左右兩個臂和通過頸部關(guān)節(jié)連接的頭部構(gòu)成。左右臂中的每一個都具有總共七個自由度，包括肩關(guān)節(jié)處的三個自由度，肘關(guān)節(jié)處的兩個自由度，以及腕關(guān)節(jié)處的兩個自由度。肩關(guān)節(jié)處的三個自由度由肩關(guān)節(jié)俯仰軸傳動器104R/L、肩關(guān)節(jié)滾動軸傳動器105R/L,以及肩關(guān)節(jié)偏航軸傳動器106R/L驅(qū)動。肘關(guān)節(jié)處的兩個自由度由肘關(guān)節(jié)俯仰軸傳動器107R/L和肘關(guān)節(jié)偏航軸傳動器108R/L驅(qū)動。腕關(guān)節(jié)處的兩個自由度由腕關(guān)節(jié)滾動軸傳動器109R/L和腕關(guān)節(jié)俯仰軸傳動器110R/L驅(qū)動。頸部關(guān)節(jié)處的兩個自由度由頸部關(guān)節(jié)俯仰軸傳動器111R/L和頸部關(guān)節(jié)偏航軸傳動器112R/L驅(qū)動。手關(guān)節(jié)處的一個自由度由手關(guān)節(jié)滾動軸傳動器113R/L驅(qū)動。
[0118]從圖16可以理解，機器人設(shè)備100是通過利用關(guān)節(jié)連接多個連桿而獲得的連桿結(jié)構(gòu)體，其中，每一個關(guān)節(jié)通過傳動器移動，上文所描述的傳動器設(shè)備10可以應(yīng)用于其至少一部分。例如，當(dāng)在由兩個或更多個正交自由度構(gòu)成的關(guān)節(jié)位置處應(yīng)用傳動器設(shè)備10時，一個關(guān)節(jié)傳動器可以優(yōu)選地耦合到其他關(guān)節(jié)傳動器的輸出軸。在圖16中，可以通過將傳動器設(shè)備10應(yīng)用到由正交的三個自由度(滾動、俯仰，以及偏航)構(gòu)成的肩關(guān)節(jié)處的傳動器104，105，以及106中的每一個，由正交的兩個自由度(俯仰和偏航)構(gòu)成的肘關(guān)節(jié)處的傳動器107和108中的每一個，由正交的兩個自由度(滾動和俯仰)構(gòu)成的腕關(guān)節(jié)處的傳動器109和110中的每一個，以及由正交的兩個自由度(俯仰和偏航)構(gòu)成的頸部關(guān)節(jié)處的傳動器111和112，獲得這樣的效果:使后級的傳動器設(shè)備10實質(zhì)占據(jù)的空間變小，使多軸驅(qū)動機構(gòu)的總長度變短，如圖8A所示。也可以通過將傳動器設(shè)備10應(yīng)用到由正交的兩個自由度(俯仰和偏航)構(gòu)成的肘關(guān)節(jié)處的傳動器107和108中的每一個，獲得這樣的效果:可以使覆蓋多軸驅(qū)動機構(gòu)的外部的直徑變小，可以使在肘彎曲時的干擾范圍比較小，以增大肘關(guān)節(jié)的運動范圍，如圖14所示。
[0119]圖17示意地示出了機器人設(shè)備100的功能構(gòu)造。機器人設(shè)備100配備有一般控制整個運動并執(zhí)行其他數(shù)據(jù)處理的控制單元310、輸入/輸出單元320，以及驅(qū)動單元330。下面描述每一個單元。
[0120]輸入/輸出單元320配備有以下裝置作為輸入單元:對應(yīng)于機器人設(shè)備100的眼睛的相機321、檢測與人或障礙物的距離的距離傳感器322、對應(yīng)于機器人設(shè)備100的耳朵的麥克風(fēng)323，等等。機器人設(shè)備100可以，例如，通過來自麥克風(fēng)323的用戶的音頻輸入來接收任務(wù)的指令。機器人設(shè)備100還可以有線方式，以無線方式，或通過記錄介質(zhì)，配備有指令的另一個輸入裝置(未不出)。輸入/輸出單兀320配備有作為輸出單兀的對應(yīng)于機器人設(shè)備100的嘴等等的揚聲器324。距離傳感器322由，例如，諸如激光測距儀之類的空間傳感器構(gòu)成。
[0121]驅(qū)動單元330是用于在機器人設(shè)備100的每一個關(guān)節(jié)處實現(xiàn)自由度的功能模塊，并由在每一個關(guān)節(jié)處為滾動軸、俯仰軸，以及偏航軸中的每一個提供的多個驅(qū)動單元構(gòu)成。每一個驅(qū)動單元都由圍繞預(yù)定的軸執(zhí)行旋轉(zhuǎn)操作的馬達331、檢測馬達331的旋轉(zhuǎn)位置的編碼器332，以及基于編碼器332的輸出來自適應(yīng)地控制馬達351的旋轉(zhuǎn)位置和旋轉(zhuǎn)速度的驅(qū)動器333的組合構(gòu)成。驅(qū)動單元的至少一部分由上文所描述的傳動器設(shè)備10構(gòu)成。例如，當(dāng)在由兩個或更多正交的自由度構(gòu)成的關(guān)節(jié)位置處應(yīng)用傳動器設(shè)備10時，一個關(guān)節(jié)傳動器可以優(yōu)選地耦合到其他關(guān)節(jié)傳動器的輸出軸(如上文所描述的)。
[0122]控制單元310配備有識別單元310-1、驅(qū)動器控制器310_2，以及環(huán)境地圖310_3。
[0123]識別單元310-1基于從輸入/輸出單元320的諸如相機321和距離傳感器322之類的輸入單元中獲得的信息來識別周圍環(huán)境。例如，識別單元310-1基于輸入信息預(yù)先構(gòu)建環(huán)境地圖310-3。
[0124]驅(qū)動器控制器310-2控制輸入/輸出單元320的輸出單元和驅(qū)動單元330的驅(qū)動。例如，驅(qū)動器控制器310-2控制機器人設(shè)備100的驅(qū)動單元330，以實現(xiàn)諸如家務(wù)和護理之類的指示的任務(wù)。驅(qū)動器控制器310-2還將由識別單元310-1識別的外部的環(huán)境與環(huán)境地圖310-3進行比較，以執(zhí)行機器人設(shè)備100的行為控制，也就是說，每一個驅(qū)動單元(傳動器設(shè)備10)的運動控制。
[0125]同時，本說明書所公開的技術(shù)還可具有下列構(gòu)造。
[0126](I) 一種傳動器設(shè)備，包括:馬達；減小所述馬達的輸出的減速器；由外環(huán)相對于所述馬達的固定部件驅(qū)動以測量來自所述減速器的輸出轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)矩傳感器；以及置于相對于所述轉(zhuǎn)矩傳感器的端部偏移的位置處的輸出軸框架安裝部分。
[0127](2)根據(jù)上文所描述的(I)的傳動器設(shè)備，其中，所述轉(zhuǎn)矩傳感器的所述端部具有近似于球面的形狀。
[0128](3)根據(jù)上文所描述的(I)或(2)的傳動器設(shè)備，其中，所述輸出軸框架安裝部分置于所述轉(zhuǎn)矩傳感器的外周部分。
[0129](4)根據(jù)上文所描述的(I)到(3)中的任何一個的傳動器設(shè)備，進一步包括:位于與所述馬達的減速器相對的一側(cè)的旋轉(zhuǎn)編碼器。
[0130](5)根據(jù)上文所描述的(4)的傳動器設(shè)備，其中，所述旋轉(zhuǎn)編碼器的端部具有近似于球面的形狀。
[0131](6)根據(jù)上文所描述的(I)到(5)中的任何一個的傳動器設(shè)備，在中央的附近具有凹部。
[0132](7)根據(jù)上文所描述的(I)到(6)中的任何一個的傳動器設(shè)備，其中，所述轉(zhuǎn)矩傳感器是應(yīng)變儀型扭矩傳感器。
[0133](8) 一種多軸驅(qū)動設(shè)備,包括:由相同傳動器設(shè)備構(gòu)成的位于前級的第一傳動器和位于后級的第二傳動器，其中每個所述傳動器設(shè)備都在兩端具有近似于球面的形狀，在中央附近具有凹部，以及所述第一和第二傳動器耦合，以便位于所述第一傳動器的輸出側(cè)的端部的所述近似于球面的形狀與位于所述第二傳動器的中央附近的凹部鄰接。
[0134](9)根據(jù)上文所描述的(8)的多軸驅(qū)動設(shè)備，其中，所述傳動器設(shè)備設(shè)置有:馬達；減小所述馬達的輸出的減速器；測量來自所述減速器的輸出轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)矩傳感器，所述轉(zhuǎn)矩傳感器具有近似于球面的形狀的端部；以及安裝到與所述馬達的減速器相對的一側(cè)的、端部具有近似于球面的形狀的旋轉(zhuǎn)編碼器。
[0135](10)根據(jù)上文所描述的(9)的多軸驅(qū)動設(shè)備，其中，所述轉(zhuǎn)矩傳感器由外環(huán)相對于所述馬達的固定部件驅(qū)動。
[0136](11)根據(jù)上文所描述的(10)的多軸驅(qū)動設(shè)備，其中，所述轉(zhuǎn)矩傳感器是應(yīng)變儀型扭矩傳感器。
[0137](12)根據(jù)上文所描述的(9)的多軸驅(qū)動設(shè)備，其中，所述第二傳動器包括置于相對于所述轉(zhuǎn)矩傳感器的端部偏移的位置處的輸出軸框架安裝部分，所述多軸驅(qū)動設(shè)備還包括:安裝到所述輸出軸框架安裝部分的輸出軸框架。
[0138](13)根據(jù)上文所描述的(12)的多軸驅(qū)動設(shè)備，其中，所述輸出軸框架安裝部分置于所述轉(zhuǎn)矩傳感器的外周部分。
[0139](14)根據(jù)上文所描述的(8)到(13)中的任何一個的多軸驅(qū)動設(shè)備，進一步包括:具有與當(dāng)所述第一傳動器被驅(qū)動時所述第二傳動器的占據(jù)的空間對應(yīng)的直徑的外部。
[0140](15) 一種機器人設(shè)備，包括:多個連桿以及連接所述連桿的多個關(guān)節(jié)；分別驅(qū)動所述多個關(guān)節(jié)的多個驅(qū)動單元；以及控制所述多個驅(qū)動單元的控制器，其中所述多個驅(qū)動單元中的至少一部分由傳動器設(shè)備構(gòu)成，所述傳動器設(shè)備設(shè)置有:馬達；減小所述馬達的輸出的減速器；由外環(huán)相對于所述馬達的固定部件驅(qū)動以測量來自所述減速器的輸出轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)矩傳感器；以及置于相對于所述轉(zhuǎn)矩傳感器的端部偏移的位置處的輸出軸框架安裝部分。
[0141](16) 一種機器人設(shè)備，包括:多個連桿以及連接所述連桿的多個關(guān)節(jié)；分別驅(qū)動所述多個關(guān)節(jié)的多個驅(qū)動單元；以及控制所述多個驅(qū)動單元的控制器，其中由相同傳動器設(shè)備構(gòu)成的位于前級的第一傳動器和位于后級的第二傳動器驅(qū)動、用于驅(qū)動由正交的兩個自由度構(gòu)成的關(guān)節(jié)部位的所述驅(qū)動單元的至少一部分，每個所述傳動器設(shè)備都在兩端具有近似于球面的形狀，在中央附近具有凹部，以及所述第一和第二傳動器耦合，以便位于所述第一傳動器的輸出側(cè)的端部的近似于球面的形狀與位于所述第二傳動器的中央附近的凹部鄰接。
[0142](17)根據(jù)上文所描述的(15)或(16)的機器人設(shè)備，進一步包括:移動所述機器人設(shè)備的移動單元。
[0143](18)根據(jù)上文所描述的(15)或(16)的機器人設(shè)備，進一步包括:識別外部環(huán)境的識別單元，其中所述控制器基于所述識別單元的識別結(jié)果來控制所述多個驅(qū)動單元。
[0144]工業(yè)實用性
[0145]上文參考特定實施例詳細(xì)地描述了本說明書所公開的技術(shù)。然而，顯然，在不偏離本說明書所公開的技術(shù)的范圍的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以修改或替換實施例。
[0146]雖然本說明書所公開的傳動器設(shè)備可以用于諸如多軸操縱器、服務(wù)機器人、護理或協(xié)助機器人、電動拾取器(用于輪椅的手臂機器人)、手術(shù)機器人、空間遠(yuǎn)程控制機器人、救援機器人、腿型機器人、人形機，以及蛇形機器人之類的多軸驅(qū)動機構(gòu)的多個位置，不言而喻，可以只用于一個位置。本說明書所公開的傳動器設(shè)備還可應(yīng)用于除上文所描述的以外的多軸驅(qū)動機構(gòu)以及除多軸驅(qū)動機構(gòu)以外的驅(qū)動設(shè)備。
[0147]簡而言之，以示例的形式公開了本技術(shù)，本說明書的內(nèi)容不應(yīng)該以受限的方式來解釋。為了確定本技術(shù)的范圍，應(yīng)該考慮權(quán)利要求。
[0148]參考符號列表
[0149]10傳動器設(shè)備
[0150]11 馬達
[0151]12減速器
[0152]13旋轉(zhuǎn)編碼器
[0153]14轉(zhuǎn)矩傳感器
[0154]15馬達驅(qū)動器板
[0155]16 軸承
[0156]17軸連接
[0157]19固定部件殼體
[0158]20輸出軸框架
[0159]21安裝部分
[0160]100機器人設(shè)備
[0161]101驅(qū)動輪
[0162]102驅(qū)動輪傳動器
[0163]103髖關(guān)節(jié)俯仰軸傳動器
[0164]104肩關(guān)節(jié)俯仰軸傳動器
[0165]105肩關(guān)節(jié)滾動軸傳動器
[0166]106肩關(guān)節(jié)偏航軸傳動器[0167]107肘關(guān)節(jié)俯仰軸傳動器
[0168]108肘關(guān)節(jié)偏航軸傳動器
[0169]109腕關(guān)節(jié)滾動軸傳動器
[0170]110頸部關(guān)節(jié)俯仰軸傳動器
[0171]111頸部關(guān)節(jié)俯仰軸傳動器
[0172]113手關(guān)節(jié)滾動軸傳動器
[0173]151，152，153 欠驅(qū)動關(guān)節(jié)
【權(quán)利要求】
1.一種傳動器設(shè)備,包括: 馬達； 減小所述馬達的輸出的減速器； 由外環(huán)相對于所述馬達的固定部件驅(qū)動以測量來自所述減速器的輸出轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)矩傳感器；以及 置于相對于所述轉(zhuǎn)矩傳感器的端部偏移的位置處的輸出軸框架安裝部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳動器設(shè)備，其中 所述轉(zhuǎn)矩傳感器的所述端部具有近似于球面的形狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳動器設(shè)備，其中 所述輸出軸框架安裝部分置于所述轉(zhuǎn)矩傳感器的外周部分。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳動器設(shè)備，還包括: 位于與所述馬達的減速器相對的一側(cè)的旋轉(zhuǎn)編碼器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的傳動器設(shè)備，其中 所述旋轉(zhuǎn)編碼器的端部具有近似于球面的形狀。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳動器設(shè)備， 在中央的附近具有凹部。`
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳動器設(shè)備，其中 所述轉(zhuǎn)矩傳感器是應(yīng)變儀型扭矩傳感器。
8.—種多軸驅(qū)動設(shè)備,包括: 由相同傳動器設(shè)備構(gòu)成的位于前級的第一傳動器和位于后級的第二傳動器，其中每個所述傳動器設(shè)備都在兩端具有近似于球面的形狀，在中央附近具有凹部，以及所述第一和第二傳動器耦合，以便位于所述第一傳動器的輸出側(cè)的端部的所述近似于球面的形狀與位于所述第二傳動器的中央附近的凹部鄰接。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的多軸驅(qū)動設(shè)備，其中 所述傳動器設(shè)備設(shè)置有:馬達；減小所述馬達的輸出的減速器；測量來自所述減速器的輸出轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)矩傳感器，所述轉(zhuǎn)矩傳感器具有近似于球面的形狀的端部；以及安裝到與所述馬達的減速器相對的一側(cè)的、端部具有近似于球面的形狀的旋轉(zhuǎn)編碼器。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的多軸驅(qū)動設(shè)備，其中 所述轉(zhuǎn)矩傳感器由外環(huán)相對于所述馬達的固定部件驅(qū)動。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的多軸驅(qū)動設(shè)備，其中 所述轉(zhuǎn)矩傳感器是應(yīng)變儀型扭矩傳感器。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的多軸驅(qū)動設(shè)備，其中 所述第二傳動器包括置于相對于所述轉(zhuǎn)矩傳感器的端部偏移的位置處的輸出軸框架安裝部分， 所述多軸驅(qū)動設(shè)備還包括:安裝到所述輸出軸框架安裝部分的輸出軸框架。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的多軸驅(qū)動設(shè)備，其中 所述輸出軸框架安裝部分置于所述轉(zhuǎn)矩傳感器的外周部分。
14.根據(jù)權(quán)利要求8所述的多軸驅(qū)動設(shè)備，還包括: 具有與當(dāng)所述第一傳動器被驅(qū)動時所述第二傳動器的占據(jù)的空間對應(yīng)的直徑的外部。
15.—種機器人設(shè)備,包括: 多個連桿以及連接所述連桿的多個關(guān)節(jié)； 分別驅(qū)動所述多個關(guān)節(jié)的多個驅(qū)動單元；以及 控制所述多個驅(qū)動單元的控制器，其中 所述多個驅(qū)動單元中的至少一部分由傳動器設(shè)備構(gòu)成，所述傳動器設(shè)備設(shè)置有:馬達；減小所述馬達的輸出的減速器；由外環(huán)相對于所述馬達的固定部件驅(qū)動以測量來自所述減速器的輸出轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)矩傳感器；以及置于相對于所述轉(zhuǎn)矩傳感器的端部偏移的位置處的輸出軸框架安裝部分。
16.—種機器人設(shè)備,包括: 多個連桿以及連接所述連桿的多個關(guān)節(jié)； 分別驅(qū)動所述多個關(guān)節(jié)的多個驅(qū)動單元；以及 控制所述多個驅(qū)動單元的控制器，其中 由相同傳動器設(shè)備構(gòu)成的位于前級的第一傳動器和位于后級的第二傳動器驅(qū)動、用于驅(qū)動由正交的兩個自由度構(gòu)成的關(guān)節(jié)部位的所述驅(qū)動單元的至少一部分， 每個所述傳動器設(shè)備都在兩端具有近似于球面的形狀，在中央附近具有凹部，以及所述第一和第二傳 動器耦合，以便位于所述第一傳動器的輸出側(cè)的端部的近似于球面的形狀與位于所述第二傳動器的中央附近的凹部鄰接。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的機器人設(shè)備，還包括: 移動所述機器人設(shè)備的移動單元。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的機器人設(shè)備，還包括: 識別外部環(huán)境的識別單元，其中 所述控制器基于所述識別單元的識別結(jié)果來控制所述多個驅(qū)動單元。
【文檔編號】B25J19/00GK103561919SQ201280025205
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2012年4月16日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月3日
【發(fā)明者】田中章愛 申請人:索尼公司