示機(jī)器人I中的說明所必要的部件，即，第2臂部件13、第3臂部件14、腕16(第5臂部件17)以及手91。
[0060]圖1?圖3所示的機(jī)器人(工業(yè)用機(jī)器人)I個例子如能夠使用于制造手表之類的精密儀器等的制造工序中，其具備機(jī)器人主體(主體部)10、以及控制機(jī)器人主體10(機(jī)器人I)的工作的機(jī)器人控制裝置(控制部)20。機(jī)器人控制裝置20內(nèi)置于機(jī)器人1，機(jī)器人主體10與機(jī)器人控制裝置20電連接。機(jī)器人I中的機(jī)器人控制裝置20的位置不特別限定，但在圖示的結(jié)構(gòu)中，機(jī)器人控制裝置20設(shè)置于基臺11內(nèi)。另外，機(jī)器人控制裝置20例如能夠由內(nèi)置有CPU(Central Processing Unit:中央處理器)的個人計算機(jī)(PC)等構(gòu)成。此外，在后面對機(jī)器人控制裝置20進(jìn)行詳述。
[0061]機(jī)器人主體10具有基臺(支承部)11以及機(jī)器人臂5。機(jī)器人臂5具有六條臂部件(臂部)12、13、14、15、17、18、以及6個驅(qū)動源401、402、403、404、405、406。而且，由臂部件17與臂部件18構(gòu)成腕16，在臂部件18的前端例如能夠安裝手91等的末端執(zhí)行器(參照圖2)。S卩，機(jī)器人I是將基臺11、臂部件12、13、14、15、17、18、以及腕16從基端側(cè)朝向前端側(cè)按該順序連結(jié)的垂直多關(guān)節(jié)出軸)機(jī)器人。此外，以下，也將臂部件12稱為“第I臂部件”，將臂部件13稱為“第2臂部件”，將臂部件14稱為“第3臂部件”，將臂部件15稱為“第4臂部件”，將臂部件17稱為“第5臂部件”，將臂部件18稱為“第6臂部件”。另外，也將驅(qū)動源401稱為“第I驅(qū)動源”，將驅(qū)動源402稱為“第2驅(qū)動源”，將驅(qū)動源403稱為“第3驅(qū)動源”，將驅(qū)動源404稱為“第4驅(qū)動源”，將驅(qū)動源405稱為“第5驅(qū)動源”，將驅(qū)動源406稱為“第6驅(qū)動源”。
[0062]臂部件12?15、腕16分別被支承為能夠相對于基臺11獨立位移。該臂部件12?15、腕16的長度分別不特別限定，但在圖示的結(jié)構(gòu)中，第I臂部件12、第2臂部件13、第4臂部件15的長度被設(shè)定為比第3臂部件14以及腕16長。
[0063]如圖2以及圖3所示，基臺11與第I臂部件12經(jīng)由關(guān)節(jié)(接頭)171連結(jié)。關(guān)節(jié)171具有將相互連結(jié)的第I臂部件12支承為能夠相對于基臺11轉(zhuǎn)動的機(jī)構(gòu)。由此，第I臂部件12能夠相對于基臺11以與鉛垂方向平行的第I轉(zhuǎn)動軸Ol為中心而轉(zhuǎn)動。第I轉(zhuǎn)動軸01與作為基臺11的設(shè)置面的地板101的上表面的法線一致。通過具有馬達(dá)401M的第I驅(qū)動源401的驅(qū)動來進(jìn)行繞該第I轉(zhuǎn)動軸01的轉(zhuǎn)動。另外，利用馬達(dá)401M和電纜(未圖示)驅(qū)動第I驅(qū)動源401，利用機(jī)器人控制裝置20并經(jīng)由與馬達(dá)401M電連接的馬達(dá)驅(qū)動器301來控制該馬達(dá)401M(參照圖3)。此外，第I驅(qū)動源401也可以構(gòu)成為，利用與馬達(dá)401M一起設(shè)置的減速器(未圖示)來傳遞來自馬達(dá)401M的驅(qū)動力，另外，也可以省略減速器。
[0064]另外，第I臂部件12與第2臂部件13經(jīng)由關(guān)節(jié)(接頭)172連結(jié)。關(guān)節(jié)172具有將相互連結(jié)的第I臂部件12與第2臂部件13中的一方支承為能夠相對于另一方轉(zhuǎn)動的機(jī)構(gòu)。由此，第2臂部件13能夠相對于第I臂部件12以與水平方向平行的第2轉(zhuǎn)動軸02為中心而轉(zhuǎn)動。第2轉(zhuǎn)動軸02與第I轉(zhuǎn)動軸01正交。通過具有馬達(dá)402M的第2驅(qū)動源402的驅(qū)動來進(jìn)行繞該第2轉(zhuǎn)動軸02的轉(zhuǎn)動。另外，利用馬達(dá)402M和電纜(未圖示)驅(qū)動第2驅(qū)動源402，利用機(jī)器人控制裝置20并經(jīng)由與馬達(dá)402M電連接的馬達(dá)驅(qū)動器302來控制該馬達(dá)402M(參照圖3)。此外，第2驅(qū)動源402也可以構(gòu)成為，利用與馬達(dá)402M —起設(shè)置的減速器(未圖示)來傳遞來自馬達(dá)402M的驅(qū)動力，另外，也可以省略減速器。另外，第2轉(zhuǎn)動軸02也可以平行于與第I轉(zhuǎn)動軸01正交的軸。
[0065]而且，第2臂部件13與第3臂部件14經(jīng)由關(guān)節(jié)(接頭)173連結(jié)。關(guān)節(jié)173具有將相互連結(jié)的第2臂部件13與第3臂部件14中的一方支承為能夠相對于另一方轉(zhuǎn)動的機(jī)構(gòu)。由此，第3臂部件14能夠相對于第2臂部件13以與水平方向平行的第3轉(zhuǎn)動軸03為中心而轉(zhuǎn)動。第3轉(zhuǎn)動軸03與第2轉(zhuǎn)動軸02平行。通過第3驅(qū)動源403的驅(qū)動來進(jìn)行繞該第3轉(zhuǎn)動軸03的轉(zhuǎn)動。另外，利用馬達(dá)403M和電纜(未圖示)驅(qū)動第3驅(qū)動源403，利用機(jī)器人控制裝置20并經(jīng)由與馬達(dá)403M電連接的馬達(dá)驅(qū)動器303來控制該馬達(dá)403M(參照圖3)。此外，第3驅(qū)動源403也可以構(gòu)成為，利用與馬達(dá)403M—起設(shè)置的減速器(未圖示)來傳遞來自馬達(dá)403M的驅(qū)動力，另外，也可以省略減速器。
[0066]此外，第3臂部件14與第4臂部件15經(jīng)由關(guān)節(jié)(接頭)174連結(jié)。關(guān)節(jié)174具有將相互連結(jié)的第3臂部件14與第4臂部件15中的一方支承為能夠相對于另一方轉(zhuǎn)動的機(jī)構(gòu)。由此，第4臂部件15能夠相對于第3臂部件14(基臺11)以與第3臂部件14的中心軸向平行的第4轉(zhuǎn)動軸04為中心而轉(zhuǎn)動。通過第4驅(qū)動源404的驅(qū)動來進(jìn)行繞該第4轉(zhuǎn)動軸04的轉(zhuǎn)動。另外，利用馬達(dá)404M和電纜(未圖示)驅(qū)動第4驅(qū)動源404，利用機(jī)器人控制裝置20并經(jīng)由與馬達(dá)404M電連接的馬達(dá)驅(qū)動器304來控制該馬達(dá)404M(參照圖3)。此外，第4驅(qū)動源404構(gòu)成為，利用與馬達(dá)404M—起設(shè)置的減速器(未圖示)來傳遞來自馬達(dá)404M的驅(qū)動力，另外，也可以省略減速器。
[0067]并且，第4臂部件15與腕16的第5臂部件17經(jīng)由關(guān)節(jié)(接頭)175連結(jié)。關(guān)節(jié)175具有將相互連結(jié)的第4臂部件15與腕16的第5臂部件17中的一方支承為能夠相對于另一方轉(zhuǎn)動的機(jī)構(gòu)。由此，腕16的第5臂部件17能夠相對于第4臂部件15以相對于第4臂部件15與水平方向(y軸方向)平行的第5轉(zhuǎn)動軸05為中心而轉(zhuǎn)動。第5轉(zhuǎn)動軸05與第4轉(zhuǎn)動軸04正交。通過第5驅(qū)動源405的驅(qū)動來進(jìn)行繞該第5轉(zhuǎn)動軸05的轉(zhuǎn)動。另夕卜，利用馬達(dá)405M和電纜(未圖示)驅(qū)動第5驅(qū)動源405，利用機(jī)器人控制裝置20并經(jīng)由以與馬達(dá)405M電連接的馬達(dá)驅(qū)動器305來控制該馬達(dá)405M(參照圖3)。此外，第5驅(qū)動源405也可以構(gòu)成為，利用與馬達(dá)405M—起設(shè)置的減速器(未圖示)來傳遞來自馬達(dá)405M的驅(qū)動力，另外，也可以省略減速器。
[0068]而且，腕16的第5臂部件17與第6臂部件18經(jīng)由關(guān)節(jié)(接頭)176連結(jié)。關(guān)節(jié)176具有將相互連結(jié)的腕16的第5臂部件17與第6臂部件18中的一方支承為能夠相對于另一方轉(zhuǎn)動的機(jī)構(gòu)。由此，腕16的第6臂部件18能夠相對于第5臂部件17以第6轉(zhuǎn)動軸06為中心而轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)動軸06與轉(zhuǎn)動軸05正交。通過第6驅(qū)動源406的驅(qū)動來進(jìn)行繞該第6轉(zhuǎn)動軸06的轉(zhuǎn)動。另外，利用馬達(dá)和電纜(未圖示)驅(qū)動第6驅(qū)動源406的驅(qū)動，利用機(jī)器人控制裝置20并經(jīng)由與馬達(dá)406M電連接的馬達(dá)驅(qū)動器306來控制該馬達(dá)406M(參照圖3) ο此外，第6驅(qū)動源406也可以構(gòu)成為利用與馬達(dá)406M—起設(shè)置的減速器(未圖示)傳遞來自馬達(dá)406M的驅(qū)動力，另外，也可以省略減速器。另外，第5轉(zhuǎn)動軸05也可以平行于與第4轉(zhuǎn)動軸04正交的軸，另外，第6轉(zhuǎn)動軸06也可以平行于與第5轉(zhuǎn)動軸05正交的軸。
[0069]如圖3所示，在驅(qū)動源401?406的各自的馬達(dá)或者減速器，設(shè)置有第I位置傳感器(第I角度傳感器)411、第2位置傳感器(第2角度傳感器)412、第3位置傳感器(第3角度傳感器)413、第4位置傳感器(第4角度傳感器)414、第5位置傳感器(第5角度傳感器)415、以及第6位置傳感器(第6角度傳感器)416。作為上述的位置傳感器，分別不特別限定，例如能夠使用編碼器、旋轉(zhuǎn)編碼器、旋轉(zhuǎn)變壓器(resolver)、電位計等。利用上述的位置傳感器411?416來分別對驅(qū)動源401?406的馬達(dá)或者減速器的軸部的旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)行檢測。作為該驅(qū)動源401?406的馬達(dá)，分別不特別限定，例如可舉出AC伺服馬達(dá)、DC伺服馬達(dá)等的伺服馬達(dá)、使用了壓電元件的壓電馬達(dá)等。
[0070]另外，如圖2所示，機(jī)器人主體10具有設(shè)置于機(jī)器人臂5的腕16的臂部件18的前端部(腕16的臂部件18與手91之間)的力覺傳感器81。
[0071]力覺傳感器81是對經(jīng)由手91所把持的后述的插入物41而承受的反作用力等的力、力矩進(jìn)行檢測的裝置。作為該力覺傳感器81，不特別限定，能夠使用各種裝置，但作為其I個例子，例如可舉出對相互正交的3軸(X軸、Y軸、Z軸)的各軸方向的力以及繞各軸的力矩進(jìn)行檢測的6軸力傳感器等。此外，以下，也將包括力和力矩在內(nèi)稱為力。該力覺傳感器81的檢測結(jié)果，即，從力覺傳感器81輸出的信號被輸入機(jī)器人控制裝置20。
[0072]接下來，對力覺傳感器81的初始化的I個例子進(jìn)行說明。而且，為了對其進(jìn)行說明而對力覺傳感器81的一部分的電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。
[0073]如圖4所示，力覺傳感器81具有:與承受的外力對應(yīng)地輸出電荷(信號)的壓電元件82、和將從壓電元件82輸出的電荷轉(zhuǎn)換為電壓的轉(zhuǎn)換電路86。轉(zhuǎn)換電路86具有運(yùn)算放大器83、電容器84、以及開關(guān)元件85。運(yùn)算放大器83的反轉(zhuǎn)輸入端子(負(fù)輸入)與壓電元件82連接，運(yùn)算放大器83的非反轉(zhuǎn)輸入端子(正輸入)接地于地面(基準(zhǔn)電位點)。另外，運(yùn)算放大器83的輸出端子與后級的電路連接。電容器84連接于運(yùn)算放大器83的反轉(zhuǎn)輸入端子與輸出端子之間。開關(guān)元件85連接于運(yùn)算放大器83的反轉(zhuǎn)輸入端子與輸出端子之間，并與電容器84并聯(lián)。另外，開關(guān)元件85與驅(qū)動電路(未圖示)連接，開關(guān)元件85根據(jù)來自驅(qū)動電路的開/關(guān)信號來執(zhí)行開關(guān)動作。
[0074]在開關(guān)元件85關(guān)閉的情況下，從壓電元件82輸出的電荷蓄積于電容器84，并作為電壓向后級的電路輸出，由此，能夠進(jìn)行力檢測。接下來，在開關(guān)元件85打開的情況下，電容器84的兩端子間短路。其結(jié)果是，蓄積于電容器84的電荷被放電而變?yōu)镺庫倫，向后級的電路輸出的電壓變?yōu)镺伏特。將開關(guān)元件85打開的情況稱為復(fù)位轉(zhuǎn)換電路86，在本例中，這是力覺傳感器81的初始化(零點校正)。此外，從理想的轉(zhuǎn)換電路86輸出的電壓與從壓電元件82輸出的電荷量成比例。作為開關(guān)元件85，不特別限定，但例如能夠使用MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor:金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管)等半導(dǎo)體開關(guān)元件。此外，作為開關(guān)元件85，并不局限于半導(dǎo)體開關(guān)元件，例如，也可以使用機(jī)械開關(guān)等。另外，當(dāng)然力覺傳感器81的結(jié)構(gòu)不限定于上述的結(jié)構(gòu)。
[0075]如圖3所示，機(jī)器人主體10與機(jī)器人控制裝置20電連接。S卩，驅(qū)動源401?406、位置傳感器411?416、力覺傳感器81分別與機(jī)器人控制裝置20電連接。
[0076]而且，機(jī)器人控制裝置20能夠使臂部件12?15、腕16分別獨立工作，S卩，能夠經(jīng)由馬達(dá)驅(qū)動器301?306分別獨立地控制驅(qū)動源401?406。在該情況下，機(jī)器人控制裝置20利用位置傳感器411?416、力覺傳感器81來進(jìn)行檢測，并基于其檢測結(jié)果來分別對驅(qū)動源401?406的驅(qū)動，例如，角速度、旋轉(zhuǎn)角度等進(jìn)行控制。在該情況下，機(jī)器人控制裝置20例如進(jìn)行阻抗控制(力控制)、