水平多关节机器人的制作方法

本发明涉及在机器人中提高动作的精度的技术。

背景技术：

以往，已开始利用经由变速机使电机的旋转输出变速而获得的旋转输出。现要求使该变速后的旋转输出成为以预先设定的旋转速度准确地进行旋转的高精度的旋转输出。作为用于获得这样的高精度的旋转输出的技术，存在有专利文献1的技术。专利文献1的装置为用于使图像形成装置的像承载体以设定的旋转速度驱动的装置。

专利文献1的装置具备：电机、对电机的输出旋转速度进行检测的第一传感器、使电机的输出轴旋转减速的齿轮减速器、对齿轮减速器的输出轴的旋转速度进行检测的第二传感器、及对电机旋转速度进行控制的控制器。控制器接收来自第一及第二传感器的检测信号控制电机旋转速度，以使减速器输出轴的旋转速度成为设定速度。在专利文献1的技术中，通过设置对齿轮减速器的输出轴的旋转速度进行检测的第二传感器并将其输出用于控制，从而降低由减速器引起的旋转输出的误差、即空动(由静摩擦力、轴的弹性的扭曲引起的关于动作的方向非对称的位置的误差)、侧隙(由传递驱动力的构成部分彼此的间隙引起的位置的误差)，使输出轴的旋转速度稳定。

专利文献1：日本特开2013-211958号公报

专利文献2：日本特开2003-18880号公报

在具备多个关节及多个臂的机器人中，针对各个关节设置有用于驱动关节的电机和用于使该电机的旋转输出减速而传递至臂的减速器。因此，当对具备减速器的所有关节设置检测电机的输出(减速器的输入)的旋转速度的传感器和检测减速器的输出的旋转速度的传感器时，装置的结构变复杂且制造成本也增大。此外，为了在各关节配置减速器的输入侧与输出侧的1对角度传感器，有时机器人的尺寸会变大，此外会对机器人的形状产生制约。但是，在具备多个关节及多个臂的机器人中，对于应该在哪个关节设置对减速器的输出的旋转速度进行检测的传感器，并未进行充分的研究。这样的问题不限于要求准确地控制旋转速度的装置，在要求准确地控制位置、速度及加速度的装置中是共同存在的。

技术实现要素：

本发明是为解决上述问题的至少一部分而完成的，能够作为以下的方式或应用例来实现。

(1)根据本发明的一方式，提供一种水平多关节机器人。该水平多关节机器人具备：第一可动部，构成为在与重力方向不同的方向上移动；第一驱动部，输出用于使所述第一可动部移动的驱动力；第一传递部，将所述第一驱动部的输出传递至所述第一可动部；以及第一输出位置检测部，对所述第一传递部的输出侧的动作位置进行检测。所述第一驱动部基于所述第一输出位置检测部的输出而被控制。

根据这样的方式，在水平多关节机器人中，由于会在与重力方向不同的方向上移动，因此未必总是受到一定方向的力，其结果，针对易于产生位置的误差的第一可动部的动作，利用第一输出位置检测部的输出，能够有效地降低误差。

(2)在上述方式的水平多关节机器人中，也能够使之为如下方式：所述第一可动部通过所述第一驱动部及所述第一传递部而在旋转的周向所限定的面不包含重力方向的方向上旋转。根据这样的方式，针对在旋转的周向所限定的面不包含重力方向的方向上旋转的第一可动部的动作，利用第一输出位置检测部的输出，能够有效地降低误差。

(3)在上述方式的水平多关节机器人中，也能够使之为如下方式：还具备基座，所述基座不因所述水平多关节机器人的动作而移动，所述第一可动部经由一个关节而连接于所述基座。在这样的方式中，第一可动部经由连接于基座的一个关节在与重力方向不同的方向上移动。因此，第一可动部的动作的位置、速度或加速度的误差会对设置于第一可动部的前方的构成的位置、速度或加速度带来大的影响。在上述方式中，由于驱动这样的第一可动部的第一驱动部基于第一输出位置检测部的输出而被控制，因此能够对水平多关节机器人的前端的位置准确地进行控制。

(4)在上述方式的水平多关节机器人中，也能够使之为如下方式：所述第一可动部经由一个旋转关节而连接于所述基座，所述第一输出位置检测部具备：刻度，通过所述第一驱动部的驱动而与所述第一可动部一起旋转；以及检测器，设置于所述基座，读取所述刻度。并且，也能够使之为如下方式：在从所述第一可动部的旋转轴的方向观察，所述第一可动部采取所述基座的长边方向与所述第一可动部从所述旋转轴延伸的方向一致、且所述基座与所述第一可动部重叠的区域少一方的姿势的情况下，所述检测器相对于所述旋转轴设置在与所述第一可动部延伸的所述方向相反的一侧。

第一驱动部产生的热会传递至第一可动部和基座。其结果，第一可动部和基座分别因热而变形。在上述方式中，检测器相对于第一可动部的旋转轴，设置于热更易于散热的长边方向一侧。因此，与在短边方向一侧设置有检测器的方式相比，检测器的位置因热而偏移的可能性低。因此，在第一驱动部发热的情况下，也能够准确地对第一传递部的输出侧的动作位置进行检测。

(5)在上述方式的水平多关节机器人中，能够使之为如下方式：所述第一可动部经由一个旋转关节而连接于所述基座，在从所述第一可动部的所述旋转轴的方向观察时，所述第一可动部的旋转轴位于距所述基座的长边方向上的一端的距离小于距所述长边方向上的另一端的距离的位置。并且，能够使之为如下方式：所述第一输出位置检测部具备：刻度，通过所述第一驱动部的驱动力而与所述第一可动部一起旋转；以及检测器，设置于所述基座，读取所述刻度，从所述第一可动部的所述旋转轴的方向观察，所述检测器相对于所述第一可动部的所述旋转轴设置于所述另一端一侧。

第一驱动部产生的热会传递至第一可动部和基座。其结果，第一可动部和基座分别因热而变形。在上述方式中，检测器相对于第一可动部的旋转轴，设置在基座的比一端侧存在有更多部分的另一端侧。因此，与在一端侧设置有检测器的方式相比，检测器的位置因热而偏移的可能性低。因此，在第一驱动部发热的情况下，也能够准确地对第一传递部的输出侧的动作位置进行检测。

(6)在上述方式的水平多关节机器人中，能够使之为如下方式：还具备基座，所述基座不因所述水平多关节机器人的动作而移动，所述第一可动部经由所述水平多关节机器人具备的多个旋转关节中离所述基座最近的旋转关节而连接于所述基座。在这样的方式中，第一可动部经由多个旋转关节中离基座最近的旋转关节，将与重力方向不同的方向作为旋转轴进行旋转。因此，第一可动部的动作的位置、速度或加速度的误差会对设置于第一可动部的前方的构成的位置、速度或加速度带来大的影响。在上述方式中，由于驱动这样的第一可动部的第一驱动部基于第一输出位置检测部的输出而被控制，因此能够对水平多关节机器人的前端的位置准确地进行控制。

(7)在上述方式的水平多关节机器人中，能够使之为如下方式：所述第一可动部在水平方向上移动。根据这样的方式，在水平多关节机器人中，难以受到重力的影响，其结果，针对易于产生误差的第一可动部的动作，利用第一输出位置检测部的输出，能够有效地降低误差。

(8)在上述方式的水平多关节机器人中，也能够使之为如下方式：还具备：第二可动部，构成为在重力方向上移动；第二驱动部，输出用于使所述第二可动部移动的驱动力；以及第二传递部，将所述第二驱动部的输出传递至所述第二可动部。并且，也能够使之为如下方式：不具备对所述第二传递部的输出侧的动作位置进行检测的输出位置检测部。在这样的方式中，由于在重力方向上移动，因此总是受到一定方向的力，其结果，针对难以产生误差的第二可动部，不具备输出位置检测部。其结果，与对第二可动部也设置输出位置检测部的方式相比，能够将水平多关节机器人的结构简化。

(9)在上述方式的水平多关节机器人中，能够使之为如下方式：还具备：第三可动部，构成为在与重力方向不同的方向上移动；第三驱动部，根据所述第一可动部的位置进行移动，输出用于使所述第三可动部移动的驱动力；第三传递部，将所述第三驱动部的输出传递至所述第三可动部；以及第三输出位置检测部，对所述第三传递部的输出侧的动作位置进行检测。并且，能够使之为如下方式：所述第三驱动部基于所述第三输出位置检测部的输出而被控制。

根据这样的方式，在水平多关节机器人中，由于在与重力方向不同的方向上移动，因此未必总是受到一定方向的力(重力)，其结果，针对易于产生位置误差的第一可动部及第三可动部的动作，利用第一输出位置检测部及第三输出位置检测部的输出，能够有效地降低误差。其结果，能够有效地降低水平多关节机器人整体的动作的误差。

(10)在上述方式的水平多关节机器人中，能够使之为如下方式：所述第一传递部对所述第一驱动部的输出进行变速而传递至所述第一可动部。

(11)在上述方式的水平多关节机器人中，能够使之为如下方式：还具备输入位置检测部，所述输入位置检测部对所述第一传递部的输入侧的动作位置进行检测。并且，所述第一驱动部还能够使之为基于所述输入位置检测部的输出而被控制的方式。根据这样的方式，关于第一可动部的动作，能够基于第一传递部的输入侧的动作位置和第一传递部的输出侧的动作位置有效地降低误差。

上述本发明的各方式具有的多个构成部分并非全部都是必须的，为了解决上述问题的一部分或全部、或者达到本说明书中记载的效果的一部分或全部，可适当对所述多个构成部分中的一部分构成部分进行其变更、削除、与新的其它构成部分的替换、删除限定内容的一部分。此外，为了解决上述问题的一部分或全部、或者达到本说明书中记载的效果的一部分或全部，还可将上述本发明的一方式所含的技术特征的一部分或全部与上述本发明的其它方式所含的技术特征的一部分或全部组合而形成为本发明的独立的一方式。

附图说明

图1为示意性地表示第一实施方式的机器人系统1的说明图。

图2为表示设置于机器人100的关节j12、j13的构成部分的框图。

图3为表示关节j12处的输出侧角度传感器522周边的具体构成的说明图。

图4为表示关节j13处的输出侧角度传感器523周边的具体构成的说明图。

图5为示意性地表示关节j12处传递驱动力的两个结构部分的关系的图。

图6为示意性地表示关节j14处传递驱动力的两个结构部分的关系的图。

图7为示意性地表示第二实施方式的机器人系统1p的说明图。

图8为表示机器人100p的关节j12处的输出侧角度传感器522周边的具体构成的说明图。

图9为表示在臂部分110b相对于基座180p采取与图7相同的姿势的状态下，伺服电机412发热时的各部的变形状态的图。

图10为表示在臂部分110b采取臂部分110b从旋转轴ax延伸的方向dl2与基座180p的长边方向dl1成90度的角度的姿势的状态下，伺服电机412发热时的各部的变形状态的图。

图11为表示在臂部分110b采取臂部分110b从旋转轴ax延伸的方向dl2与基座180p的长边方向dl1成120度的角度的姿势的状态下，伺服电机412发热时的各部的变形状态的图。

附图标记说明

1、1p…机器人系统；100…五轴机器人；100p…四轴机器人；110、110p…臂；110a～110d、110x…臂部分；110bt…臂部分110b的前端；180、180p…基座；180t1…基座的一端；180t2…基座的另一端；200…末端执行器；300…控制装置；301…ram；302…rom；303…cpu；309…控制部；410、410d1、410d2、412、413…伺服电机；410o、412o、413o…伺服电机的输出轴；420、423…电机角度传感器；510、510d1、510d2、512、513…减速器；510i…减速器510的输入轴；512i…减速器512的输入轴；513i…减速器513的输入轴；510o…减速器510的输出轴；510od1…减速器510d1的输出轴；510od2…减速器510d2的输出轴；512o…减速器512的输出轴；520、522、523…输出侧角度传感器；522r、523r…照相机；522s、523s…码盘；610d1、610d2…带；620d1、620d2…筒部；ag…重力方向；ami…输入侧的构成部分ei的动作方向；amo…输出侧的构成部分eo的动作方向；at…标尺；ax…旋转轴；bl…间隙；dl1…基座180p的长边方向；dl2…臂部分110b从旋转轴ax延伸的方向；dj2…关节j12的旋转的周向；dj3…关节j13的旋转的周向；dj5…关节j15的旋转的周向；ei…构成部分；eit…一部分；eo…构成部分；eot…一部分；j11、j14…直动关节；j12、j13、j15…旋转关节；j1i…关节；l1…旋转轴ax与基座180p的长边方向dl1上的一端180t1的距离；l2…旋转轴ax与基座180p的长边方向dl1上的另一端180t2的距离；pm…减速器510的输入轴510i的角度位置(动作位置)；pro…减速器510的输出轴510o的角度位置(动作位置)。

具体实施方式

a.第一实施方式：

图1为示意性地表示第一实施方式的机器人系统1的说明图。本实施方式的机器人系统1具备机器人100、末端执行器200及控制装置300。

机器人100为水平多关节(scara)机器人。在本说明书中，“水平多关节机器人”为具备以相互平行的方向为旋转轴进行旋转动作的多个可动部、而不具备以与这多个可动部的旋转轴垂直的方向为旋转轴的可动部的机器人。在本实施方式中，“可动部”被称作“臂部分(要素)”。臂部分在下文中进行说明。

机器人100为具有臂110的五轴机器人，臂110具备5个关节j11～j15。臂110经由关节j11连接于不因按照控制装置300的控制的机器人100的动作而移动的基座180。需要说明的是，在此所说的“不因机器人的动作而移动”意指，不按照控制装置的控制而移动。因而，在随着机器人的动作而基座振动的情况下，该基座也满足“不因机器人的动作而移动的基座”的条件。

在臂110中，关节j11、j14为直动关节。关节j12、j13、j15为旋转关节。在本说明书中，将构成臂110的多个关节中彼此相邻的关节与关节间的结构部分称作“臂部分”。图1中，对关节j11与关节j12间的臂部分110a、关节j12与关节j13间的臂部分110b、关节j13与关节j14间的臂部分110c及构成臂110的前端并通过关节j14、j15进行移动的臂部分110d标注了标号加以示出。臂部分110a经由关节j11连接于基座180。

机器人100中，通过利用伺服电机分别使5个关节j11～j15旋转或直行，能够将安装于臂110的前端部的末端执行器200以指定的姿势配置在三维空间中的指定的位置。需要说明的是，将三维空间中代表末端执行器200的位置的地点也称作tcp(toolcenterpoint：工具中心点)。

机器人100在关节j12和关节j13(参照图1)中分别具备伺服电机410、减速器510、电机角度传感器420及输出侧角度传感器520。对关节j12和关节j13的各构成及功能在下文中详细说明。经由关节j12而旋转的臂部分110b和经由关节j13而旋转的臂部分110c分别在水平方向上旋转。即，臂部分110b、110c在旋转的周向dj2、dj3所限定的面不包含重力方向ag的方向上旋转。在本说明书中，除在与重力方向不同的方向上直线移动的方式以外，对这样的旋转运动也表述为“在与重力方向不同的方向上移动”。此外，在本说明书中，将相对于严格的水平方向包含5°以内的偏移的方向也记载为“水平方向”。

机器人100在关节j14和关节j15(参照图1)上分别具备伺服电机410、减速器510、带610及筒部620。将关节j14具备的伺服电机410、减速器510、带610及筒部620分别表述为伺服电机410d1、减速器510d1、带610d1及筒部620d1。将关节j15具备的伺服电机410、减速器510、带610及筒部620分别表述为伺服电机410d2、减速器510d2、带610d2及筒部620d2。

减速器510d1将来自伺服电机410d1的旋转输入转换为旋转速度比旋转输入低的旋转输出，并从输出轴510od1输出。减速器510d2将来自伺服电机410d2的旋转输入转换为旋转速度比旋转输入低的旋转输出，并从输出轴510od2输出。

在臂部分110d的一部分的外表面形成有外螺纹。在筒部620d1的内表面设置有内螺纹。筒部620d1与臂部分110d的外螺纹部分配合。臂部分110d的该部分作为滚珠丝杠发挥功能。筒部620d1为滚珠丝杠螺母。筒部620d1经由带610d1与减速器510d1的输出轴510od1连接，并通过伺服电机410d1进行旋转。在筒部620d2固定的状态下，当筒部620d1旋转时，作为滚珠丝杠的臂部分110d不旋转而是相对于筒部620d1沿箭头j14所示的方向进行移动。基于关节j14的臂部分110d的移动为沿着重力方向ag的移动。

筒部620d2为花键外筒。筒部620d2限定以j15所示的方向为旋转的中心轴的臂部分110d的方向。筒部620d2与臂部分110d以能够沿着箭头j14所示的方向相对移动的方式配合。筒部620d2经由带610d2与减速器510d2的输出轴510od2连接，并通过伺服电机410d2进行旋转。在筒部620d1固定的状态下，当筒部620d2旋转时，臂部分110d在箭头j14所示的方向上不移动，而是以j15所示的方向为中心轴旋转(参照箭头dj5)。在本说明书中，除在重力方向上直线地移动的方式以外，对这样的旋转运动也表述为“在重力方向上移动”。

连接于基座180的直动关节j11具备与直动关节j14同样的机构。在直动关节j11中，使臂部分110a在箭头j11所示的方向上移动的滚珠丝杠构成为不旋转而方向一定。

末端执行器200安装于臂110的前端。末端执行器200由控制装置300控制，能够抓住工件，此外，能够放开夹住的工件。其结果，例如，机器人100与末端执行器200由控制装置300控制，能够抓住作为操作对象物的工件使其移动。需要说明的是，图1中，为了易于理解技术，以简化的四边形示出末端执行器200。

控制装置300为对机器人100进行控制的控制装置。控制装置300连接于机器人100。控制装置300包括具备ram301、rom302、cpu303的计算机。cpu303通过将存储于rom302的计算机程序加载于ram301并执行，来实现各种功能。

图2为表示设置于机器人100的关节j12、j13(参照图1)的构成部分的框图。图2中，为了易于理解技术，以长方形示出了各构成部分。图2中，具体地将为臂部分110b或臂部分110c的臂部分表述为臂部分110x。此外，将臂部分110x进行旋转的关节表述为关节j1i(i＝2，3)。以下，以臂部分110x、设置于使臂部分110x旋转的一个关节j1i的伺服电机410、电机角度传感器420、减速器510及输出侧角度传感器520的组为例，对本公开的技术内容进行说明。

伺服电机410从控制装置300被供给电流，产生用于使臂部分动作的驱动力。更具体而言，伺服电机410从控制装置300被供给电流，使其输出轴410o旋转。

电机角度传感器420对伺服电机410的输出轴410o的角度位置pm进行检测。电机角度传感器420为旋转编码器。电机角度传感器420检测到的输出轴410o的角度位置pm发送至控制装置300。控制装置300基于输出轴410o的角度位置pm对伺服电机410进行控制。

减速器510将伺服电机410的输出传递至臂部分110x。臂部分110x以不经由通过其它伺服电机驱动的其它臂部分的方式连接于减速器510。减速器510具备输入轴510i和输出轴510o。减速器510将对输入轴510i的旋转输入转换为旋转速度低于旋转输入的旋转输出，并从输出轴510o输出。减速器510具体而言为波动齿轮减速器。

减速器510的输入轴510i连接于伺服电机410的输出轴410o。输入轴510i的角度位置与伺服电机410的输出轴410o的角度位置pm相等。因此，能够对伺服电机410的输出轴410o的角度位置pm进行检测的电机角度传感器420对减速器510的输入轴510i的角度位置进行检测。

相对于来自伺服电机410的输出轴410o的持续性的一定的输入，减速器510产生周期性的传递误差。即，相对于来自伺服电机410的输出轴410o的持续性的一定速度的旋转输入，减速器510的输出轴510o的旋转速度及角度位置包含周期性的偏移。

臂部分110x固定于关节j1i的减速器510的输出轴510o。其结果，臂部分110x经由减速器510通过伺服电机410的输出轴410o的旋转而在关节j1i处旋转。

输出侧角度传感器520的一部分的构成部分处于臂部分110x内。输出侧角度传感器520的其它一部分的构成部分处于经由关节j1i与臂部分110x连接的构成部分(具体而言，相邻的其它臂部分或基座)内。图2中，为了易于理解技术，通过一个功能块示出输出侧角度传感器520。输出侧角度传感器520对减速器510的输出轴510o的角度位置pro进行检测。即，相对于电机角度传感器420对减速器510的输入侧的动作位置pm进行检测，输出侧角度传感器520对减速器510的输出侧的动作位置pro进行检测。输出侧角度传感器520检测到的输出轴510o的角度位置pro发送至控制装置300。

控制装置300基于减速器510的输出轴510o的角度位置pro和减速器510的输入轴510i的角度位置pm控制各关节的伺服电机410，以使位于臂的前端的末端执行器200(更具体而言，tcp)来到目标位置。通过形成为这样的构成，与仅基于输出轴510o的角度位置pro和输入轴510i的角度位置pm中一方来对伺服电机410进行控制的方式相比，能够更准确地对输出轴410o的角度位置pm、速度及加速度进行控制。将对机器人100的伺服电机进行控制的控制装置300的cpu303的功能部作为“控制部309”示出于图2。

需要说明的是，在本说明书中，将传递驱动力的传递部(本实施方式中为减速器510)中接收输入的驱动力的部件(本实施方式中为输入轴510i)的动作位置记载为“输入侧的动作位置”。将传递驱动力的传递部中将输出的驱动力传递至其它构成的部件(本实施方式中为输出轴510o)的动作位置记载为“输出侧的动作位置”。

图3为表示关节j12(参照图1)处的输出侧角度传感器522周边的具体构成的说明图。关节j12具备伺服电机412、电机角度传感器、减速器512及输出侧角度传感器522。关于对各构成部分标注的符号，将图2所示的对应构成部分所带的符号的末尾由0改换为2。图3中，为了易于区分各构成部分，对各构成部分标影线加以示出。图3中标有影线的部分未必是表示部件的剖面的部分。需要说明的是，对伺服电机412的输出轴的角度位置进行检测的电机角度传感器位于图3所示的范围的外侧，因此图3中未示出。

输出侧角度传感器522为利用了照相机的拍摄式的旋转编码器。输出侧角度传感器522具备码盘522s和照相机522r。在输出侧角度传感器522中，照相机522r固定于臂部分110a。码盘522s构成为，借助伺服电机412的驱动力与减速器512的输出轴512o及臂部分110b一起旋转。在码盘522s的侧面的各个角度位置记录有互不相同的记号。在输出侧角度传感器522中，利用照相机522r读取这些记号并通过图像处理进行识别，从而检测对象物的绝对角度位置。即，这些记号作为刻度发挥功能。

通过设置对减速器512的输出轴512o的角度位置pro进行检测的旋转编码器，与对由减速器512的输出驱动的更下游的构成(例如，臂部分110b中比关节j12靠前端侧的位置)的动作位置进行测量的方式相比，能够对减速器512的输出位置准确地进行检测。

图4为表示关节j13(参照图1)处的输出侧角度传感器523周边的具体构成的说明图。关节j13具备伺服电机413、电机角度传感器、减速器513及输出侧角度传感器523。关于对各构成部分标注的符号，将图2所示的对应构成部分所带的符号的末尾由0改换为3。伺服电机413、电机角度传感器423、减速器513及输出侧角度传感器523由于设置于连接臂部分110b和臂部分110c的关节j13，所以根据臂部分110b的位置而移动。需要说明的是，图4中，也为了易于区分各构成部分，对各构成部分标影线加以示出。图4中标有影线的部分未必是表示部件的剖面的部分。需要说明的是，对伺服电机413的输出轴的角度位置进行检测的电机角度传感器位于图4所示的范围的外侧，因此图4中未示出。

输出侧角度传感器523为利用了照相机的拍摄式的旋转编码器。输出侧角度传感器523具备码盘523s和照相机523r。在输出侧角度传感器523中，照相机523r构成为，借助伺服电机413的驱动力与伺服电机413及臂部分110c一起旋转。码盘523s固定于减速器513的输出侧的构成部分。在码盘523s的上表面的各个角度位置记录有互不相同的记号。在输出侧角度传感器523中，利用根据臂部分110c的旋转而旋转的照相机523r读取这些记号并通过图像处理进行识别，从而检测对象物的绝对角度位置。即，这些记号作为刻度发挥功能。

通过设置对减速器513的输出的角度位置pro进行检测的旋转编码器，与对由减速器513的输出驱动的更下游的构成(例如，臂部分110c中比关节j13靠前端侧的位置)的动作位置进行测量的方式相比，能够对减速器513的输出位置准确地进行检测。

在以上说明的关节j12、j13中设置有输出侧角度传感器522、523，与此相对地，在关节j11、j14及旋转关节j15(参照图1)中未设置输出侧角度传感器。

图5为示意性地表示关节j12(参照图1)处传递驱动力的两个构成部分的关系的图。图5中示出传递驱动力一侧(以下，表述为“输入侧”)的构成部分ei和被传递驱动力一侧(以下，表述为“输出侧”)的构成部分eo。臂部分110b经由关节j12以重力方向ag为旋转轴沿与水平面平行的旋转方向旋转。即，关节j12中，伺服电机410的输出轴410o、减速器510的输入轴510i及输出轴510o均以与重力方向ag平行的方向为旋转轴进行旋转。在各构成部分间，在输入侧的构成部分ei的一部分eit与输出侧的构成部分eo的一部分eot之间，于旋转方向(amo、ami)的两侧可能存在有间隙bl。需要说明的是，为了易于理解技术，用间隙bl示意性地表示空动(由静摩擦力、轴的弹性扭曲引起的关于动作的方向非对称的位置的误差)、侧隙(由传递驱动力的构成部分彼此的间隙引起的位置的误差)等误差。

在关节j12中，输入侧的构成部分ei可在双方向上动作(参照箭头ami)。输出侧的构成部分eo也从输入侧的构成部分ei被传递驱动力，并在与构成部分ei相同的方向上动作(参照箭头amo)。但是，由于输入侧的构成部分ei与输出侧的构成部分eo之间的间隙bl，在输入侧的构成部分ei向某方向动作后向相反的方向动作时，输出侧的构成部分eo会产生与间隙bl相应的动作延迟。即，关节j12中，输出侧的构成部分eo未严格地追随输入侧的构成部分ei的动作。关节j13、j15(参照图1)中也是同样。在这样的关节中，相对于输入侧的构成部分的动作位置、动作速度及动作加速度，输出侧的构成部分的动作位置、动作速度及动作加速度包含误差。

图6为示意性地表示关节j14(参照图1)处传递驱动力的两个构成部分的关系的图。图6中示出传递驱动力一侧(输入侧)的构成部分ei和被传递驱动力一侧(输出侧)的构成部分eo。臂部分110d经由关节j1d沿着重力方向ag移动。在传递重力方向ag的驱动力的各构成部分间，也在输入侧的构成部分ei(具体而言，筒部620d1)的一部分eit与输出侧的构成部分eo(具体而言，臂部分110d的外螺纹部)的一部分eit之间，于水平方向上设置有间隙bl。

同样地，在关节j14中，输入侧的构成部分ei可在双方向上动作(参照箭头ami)。输出侧的构成部分eo从输入侧的构成部分ei被传递驱动力，并在与构成部分ei相同的方向上动作(参照箭头amo)。但是，在构成部分ei、eo上总是施加有重力，因此在关节j14中，构成部分eo的一部分eot在构成部分ei的一部分eit之上进行接触，在构成部分eo上存在间隙bl。其结果，输入侧的构成部分ei与输出侧的构成部分eo的相对位置关系是一定的而与输入侧的构成部分ei的移动的方向无关。因此，在关节j14中，输出侧的构成部分eo大致准确地追随输入侧的构成部分ei的移动。关节j11中也是同样。在这样的关节中，相对于输入侧的动作位置、动作速度及动作加速度，输出侧的动作位置、动作速度及动作加速度不易含有误差。

对于本实施方式的机器人100，在臂部分110b于与重力方向ag不同的方向(具体而言为水平方向)上移动的旋转关节j12及臂部分110c于与重力方向ag不同的方向(具体而言为水平方向)上移动的旋转关节j13中具备对减速器510的输出轴510o的动作位置pro进行检测的输出侧角度传感器520(参照图1、图3及图5)。并且，驱动旋转关节j12、j13的伺服电机410基于输出侧角度传感器520的输出受到控制。为此，由于在与重力方向ag不同的方向上移动，因此未必总是受到一定方向的力(重力)，其结果，针对易于产生位置的误差的臂部分110b、110c的动作(参照图5)，利用输出侧角度传感器520的输出，能够有效地降低误差。

在本实施方式中，针对两个关节j12、j13，设置输出侧角度传感器并将其输出用于伺服电机的控制。因此，与仅对一个关节设置输出侧角度传感器并将其输出用于伺服电机的控制的方式相比，能够更准确地进行机器人整体的控制。

本实施方式的机器人100在臂部分110a沿重力方向ag移动的关节j11及臂部分110d沿重力方向ag移动的关节j14中未设置对减速器的输出轴的动作位置进行检测的输出侧角度传感器(参照图1、图3及图6)。因此，与在这样的关节中也设置输出侧角度传感器的方式相比，能够简化机器人100的结构。因此，能够减少设计机器人时的制约。

在本实施方式的机器人100中，机器人100具备的多个旋转关节j12、j13、j15中离基座180最远的旋转关节j15中未设置有输出侧角度传感器520。另一方面，在机器人100具备的多个旋转关节j12、j13、j15中离基座180最近的旋转关节j12中设置有输出侧角度传感器520。而且，经由旋转关节j12连接于基座180，旋转的臂部分110b基于输出侧角度传感器520的输出受到控制。

臂部分110b的动作的位置、速度或加速度的误差会对设置于臂部分110b前方的构成(包括旋转关节j15和臂部分110d、及末端执行器200)的位置、速度或加速度造成大的影响。在本实施方式中，驱动这样的臂部分110b的伺服电机410基于输出侧角度传感器520的输出而被控制。因此，与在旋转关节j15也设置输出侧角度传感器的方式相比，能够一面简化机器人100的结构，一面准确地控制机器人100的末端执行器200的位置。

在本说明书中，将本实施方式的臂部分110b也称作“第一可动部”。将设置于关节j12的伺服电机410也称作“第一驱动部”。将设置于关节j12的减速器510也称作“第一传递部”。将设置于关节j12的输出侧角度传感器520也称作“第一输出位置检测部”。

在本说明书中，将本实施方式的臂部分110a、110d也称作“第二可动部”。将设置于关节j11、j14的伺服电机也称作“第二驱动部”。将设置于关节j11、j14的减速器也称作“第二传递部”。

在本说明书中，将本实施方式的臂部分110c也称作“第三可动部”。将设置于关节j13的伺服电机410也称作“第三驱动部”。将设置于关节j13的减速器510也称作“第三传递部”。将设置于关节j13的输出侧角度传感器520也称作“第三输出位置检测部”。

b.第二实施方式：

图7为示意性地表示第二实施方式的机器人系统1p的说明图。在图7的上段示出机器人系统1p的侧视图，在图7的下段示出机器人系统1p的局部平面图。本实施方式的机器人系统1p具备机器人100p、末端执行器200及控制装置300。

机器人100p为具有臂110p的四轴机器人，臂110p具备4个关节j12～j15。机器人100p不具备直动关节j11。因此，臂110p经由关节j12连接于基座180p。机器人100p的其它点与第一实施方式的机器人100(参照图1)相同。

在机器人100p中，臂部分110b借助连接于基座180p的一个关节j12在与重力方向ag不同的方向上移动。因此，臂部分110b的位置、速度或加速度的误差对设置于臂部分110b前方的其它构成(包括末端执行器200)的位置、速度或加速度造成大的影响。在机器人100p中，驱动这样的臂部分110b的伺服电机412与第一实施方式的机器人100的臂部分110b同样地，基于输出侧角度传感器522的输出而被控制。因此，机器人100p能够准确地控制机器人100p的末端执行器200的位置。

图8为表示机器人100p的关节j12(参照图7)处的输出侧角度传感器522周边的具体构成的说明图。在图8中，也与图3同样地，为了易于区分各构成部分，对各构成部分标注影线加以示出。图8中带影线的部分未必是表现部件的剖面的部分。

在机器人100p的关节j12处，输出侧角度传感器522的照相机522r设置于基座180p。同样地，伺服电机412也固定于基座180p。机器人100p的关节j12的其它点与第一实施方式的机器人100的关节j12(参照图3)相同。

如图7的下段所示，在机器人100p中，臂部分110b的旋转轴ax在从旋转轴ax的方向观察时，位于距基座180p的长边方向dl1上的一端180t1的距离l1小于距长边方向dl1上的另一端180t2的距离l2的位置。并且，照相机522r在从旋转轴ax的方向观察时，相对于旋转轴ax设置于基座180p的另一端180t2侧(图7中的右侧)。需要说明的是，在本实施方式中，臂部分110b的旋转轴ax与伺服电机412的输出轴412o的旋转轴一致。

在从旋转轴ax的方向观察，臂部分110b采取基座180p的长边方向dl1与臂部分110b从旋转轴ax延伸的方向dl2一致、且基座180p与臂部分110b重叠的区域少一方的姿势(参照图7)的情况下，照相机522r位于如下的地方。即，照相机522r相对于旋转轴ax位于与臂部分110b延伸的方向dl2相反的一侧(图7中的右侧)。

需要说明的是，基座180p的长边方向dl1与臂部分110b从旋转轴ax延伸的方向dl2一致的臂部分110b的姿势可以采取图7的状态(基座180p与臂部分110b成180度的状态)和臂部分110b从图7的状态旋转180度而臂部分110b与基座180p大致重叠的状态(基座180p与臂部分110b成0度的状态)这两个状态。在此，以图7的状态为前提，对照相机522r的位置进行说明。

换言之，在臂部分110b的前端110bt、臂部分110b的旋转轴ax以及离旋转轴ax远的基座180p的另一端180t2依次排列的情况下，照相机522r位于旋转轴ax与基座180p的另一端180t2之间。

由伺服电机412产生的热传递至臂部分110b和基座180p。其结果，臂部分110b和基座180p分别在热的作用下膨胀、变形。其结果，输出侧角度传感器522的码盘522s与照相机522r的相对位置偏移，有可能在输出侧角度传感器522的测量结果中包含误差。

在第二实施方式中，照相机522r相对于臂部分110b的旋转轴ax设置在热更易于散热的长边方向dl1一侧。因此，与照相机522r相对于旋转轴ax设置在与长边方向dl1垂直的短边方向一侧的方式相比，照相机522r相对于码盘522s的位置因伺服电机412的热而偏移的可能性低。

进而，在第二实施方式中，照相机522r相对于臂部分110b的旋转轴ax设置在基座180p的比一端180t1侧存在有更多部分的另一端180t2侧。因此，与在一端180t1侧设置照相机522r的方式相比，照相机522r相对于码盘522s的位置因伺服电机412的热而偏移的可能性低。因此，在伺服电机412发热的情况下，也能够准确地对减速器512的输出侧的动作位置进行检测。

例如，还可考虑用不易传导热的构造及材料构成存在于伺服电机等热源与输出侧角度传感器之间并可向输出侧角度传感器传递热的构成来降低输出侧角度传感器的误差的方式。不过，在这样的方式中，由于热难以从热源散发，因此存在热源附近的构造的温度变高的可能性。此外，通过对构成的一部分采用不易传导热的材料，从而还有可能在不易传导热的材料(例如树脂)与根据其它性能要求采用的材料(例如用于确保刚性的金属材料)之间，因热膨胀系数之差而产生应变的可能性。根据本实施方式的构成，能够一面降低产生这样的问题的可能性，一面准确地检测减速器512的输出侧的动作位置。

图9为表示在臂部分110b相对于基座180p采取与图7相同的姿势的状态下，当伺服电机412发热时，臂部分110b及基座180p的各部的变形状态的图。图9的右上所示的标尺at的中央的浓度表示变形量0。示出了越是从标尺at的中央朝向上方远离的浓度显示，以旋转轴ax为中心的顺时针方向的变形量越大。示出了越是从标尺at的中央朝向下方远离的浓度显示，以旋转轴ax为中心的逆时针方向的变形量越大。

根据图9的模拟结果可知，设置有照相机522r的区域为以旋转轴ax为中心的旋转方向的变形最少的区域。

图10为表示在臂部分110b采取臂部分110b从旋转轴ax延伸的方向dl2与基座180p的长边方向dl1成90度的角度的姿势的状态下，当伺服电机412发热时，臂部分110b及基座180p的各部的变形状态的图。图10的右上所示的标尺at表示与图9的标尺at相同的变形量。

在图10的模拟结果中，设置有照相机522r的区域也是以旋转轴ax为中心的旋转方向的变形最少的区域。

图11为表示在臂部分110b采取臂部分110b从旋转轴ax延伸的方向dl2与基座180p的长边方向dl1成120度的角度的姿势的状态下，当伺服电机412发热时，臂部分110b及基座180p的各部的变形状态的图。图11的右上所示的标尺at表示与图9的标尺at相同的变形量。

在图11的模拟结果中，设置有照相机522r的区域也是以旋转轴ax为中心的旋转方向的变形最少的区域。

由图9～图11的模拟结果可知，根据第二实施方式的机器人100p，即使伺服电机412发热，照相机522r与码盘522s的相对角度也不易因热变形而偏移。因此，即使伺服电机412发热，输出侧角度传感器522也能够输出准确的角度位置。

在本说明书中，也将本实施方式的照相机522r称作“检测器”。也将码盘522s的侧面所带的记号称作“刻度”。

c.其它实施方式：

c1.其它实施方式1：

(1)在上述实施方式中，以具备关节j11～j15的五轴机器人100及具备关节j12～j15的四轴机器人100p为例，对技术内容进行了说明。不过，机器人具备的关节的数量既可以是3个以下，也可以是6个、7个等6个以上。但是，本说明书公开的技术对水平多关节机器人特别有效，该水平多关节机器人具备以相互平行的方向为旋转轴进行旋转动作的多个可动部，而不具备以与这多个可动部的旋转轴垂直的方向为旋转轴的可动部。需要说明的是，水平多关节机器人也可以是具备设置于水平面上并以铅垂方向为旋转轴进行旋转动作的多个可动部的方式，还可以是具备设置于斜面并以相互平行的非铅垂方向的规定方向为旋转轴进行旋转动作的多个可动部的方式。

(2)在上述实施方式中，作为输出位置检测部的输出侧角度传感器522是具备码盘522s和照相机522r的拍摄式的旋转编码器。不过，输出位置检测部也可以是具备发光元件和受光元件、以及具有用于使光的一部分穿过的狭缝的遮光板等构成的光学式的旋转编码器、线性编码器等其它构成。此外，作为输出位置检测部，也能够采用利用了磁传感器和磁石的检测部。但是，在输出位置检测部为通过与可动部一起旋转的刻度和读取刻度的检测器的相对位置发生变化来检测对象物的动作位置的检测部的情况下，本说明书公开的技术是特别有效的。

c2.其它实施方式2：

在上述实施方式中，对在旋转关节j12、j13设置有作为输出位置检测部的输出侧角度传感器520(522，523)的示例进行了说明(参照图1～图4及图7)。不过，也能够是在使可动部于与重力方向不同的方向上成直线地移动的关节中具备对传递部的输出侧的动作位置进行检测的输出位置检测部的方式。在旋转关节设置输出位置检测部的方式中，传递部的输出侧的动作位置为角度位置。在直动关节设置输出位置检测部的方式中，传递部的输出侧的动作位置为沿着直线方向的位置。需要说明的是，驱动直动关节的驱动部既可以是输出旋转输出的电机，也可以是直线电机。

c3.其它实施方式3：

(1)在上述第二实施方式中，在设置于基座180p的旋转关节j12设置有作为输出位置检测部的输出侧角度传感器522(参照图7)。不过，也能够是在设置于基座的、使可动部在与重力方向不同的方向(例如水平方向、斜向)上成直线地移动的直动关节设置有输出位置检测部的方式。

(2)此外，也能够是输出位置检测部未设置于与基座连接的关节(不管是旋转关节还是直动关节)的方式(参照图1)。

c4.其它实施方式4：

在上述第二实施方式中，在臂部分110b采取基座180p的长边方向dl1与作为第一可动部的臂部分110b延伸的方向dl2一致、且基座180p与臂部分110b重叠的区域少一方的姿势(参照图7)的情况下，作为检测器的照相机522r相对于旋转轴ax位于与臂部分110b延伸的方向dl2相反的一侧(图7中的右侧)。不过，在那样的状态下，检测器也可以相对于旋转轴设置于第一可动部延伸的方向一侧。即，检测器也可以相对于旋转轴设置于任一侧。需要说明的是，关于与设置有检测器的构成的长边方向垂直的方向，优选检测器设置在以下的位置。即，优选在从驱动可动部的驱动部的旋转轴方向观察时，检测器存在的范围设置为包含设置有检测器的构成的中央的地点。

c5.其它实施方式5：

(1)在上述第二实施方式中，臂部分110b的旋转轴ax位于距基座180p的长边方向dl1上的一端180t1的距离l1小于距长边方向dl1上的另一端180t2的距离l2的位置(参照图7)。不过，第一可动部的旋转轴在从第一可动部的旋转轴的方向观察时，也可以位于基座的长边方向的中央。

(2)在上述第二实施方式中，作为检测器的照相机522r相对于旋转轴ax设置在基座180p的离旋转轴ax远的另一端180t2侧(图7中的右侧)。不过，检测器也可以在从第一可动部的旋转轴的方向观察时，相对于第一可动部的旋转轴，设置于离旋转轴近的端侧。即，检测器也可以相对于第一可动部的旋转轴设置于任一侧。

(3)在上述第二实施方式中，作为第一可动部的臂部分110b的旋转轴ax与作为第一驱动部的伺服电机412的输出轴412o的旋转轴一致。不过，第一可动部的旋转轴与第一驱动部的输出轴的旋转轴也可以不同。

c6.其它实施方式6：

在上述实施方式中，在机器人100具备的多个旋转关节j12、j13、j15中离基座180最近的旋转关节j12设置有作为输出位置检测部的输出侧角度传感器522(参照图1～图3及图7)。不过，也能够是在水平多关节机器人具备的多个旋转关节中离所述基座最近的旋转关节不设置输出位置检测部、而在其它旋转关节设置有输出位置检测部的方式。

c7.其它实施方式7：

在上述实施方式中，在旋转的周向dj2、dj3所限定的面为水平方向的方向上旋转的旋转关节j12、j13中设置有作为输出位置检测部的输出侧角度传感器520(522、523)(参照图1及图7)。不过，输出位置检测部也可以设置于在旋转的周向所限定的面相对于水平面以小于90度的角度倾斜的方向上旋转的旋转关节。即，输出位置检测部能够设置于在旋转的周向所限定的面不包含重力方向的方向上旋转的旋转关节。

c8.其它实施方式8：

(1)在上述实施方式中，在旋转的周向dj2、dj3所限定的面为水平方向的方向上旋转的旋转关节j12、j13中设置有作为输出位置检测部的输出侧角度传感器520(522、523)(参照图1及图7)。并且，不具备在其它方向上旋转的旋转关节。不过，在具备在旋转的周向所限定的面包含重力方向的方向上旋转的旋转关节、即旋转轴为水平方向的旋转关节的情况下，也可以在那样的旋转关节中也设置输出位置检测部。此外，也能够是在臂部分于重力方向上移动的直动关节j11、j14中设置输出位置检测部的方式。

(2)在上述实施方式中，在关节j11、j14及旋转关节j15(参照图1)未设置有输出侧角度传感器。设置于不具备输出位置检测部的关节的第二驱动部(例如，伺服电机410d1)能够是根据第一可动部(例如，臂部分110c)的位置移动的方式。此外，第一驱动部(伺服电机412)能够是根据被第二驱动部驱动的第二可动部(例如，臂部分110a)的位置移动的方式。即，不具备输出位置检测部的关节在臂处既可以设置于具备输出位置检测部的关节的前方，也可以设置于基座侧。

c9.其它实施方式9：

在上述实施方式中，在旋转的周向dj2、dj3所限定的面为水平方向的方向上旋转的旋转关节j12、j13中设置有作为输出位置检测部的输出侧角度传感器520(522、523)(参照图1及图7)。不过，也能够是仅在一个旋转关节具备输出位置检测部的方式。此外，也能够是在可动部于与重力方向不同的方向上移动的具备3个以上的关节的机器人中，在3个以上的关节具备输出位置检测部的方式。

c10.其它实施方式10：

在上述实施方式中，机器人100、100p具备将旋转输入转换为旋转速度更低的旋转输出而输出的减速器510作为传递部(参照图2～图4、图8)。不过，传递部也能够是将旋转输入转换为旋转速度更高的旋转输出而输出的构成。即，传递部能够是将旋转输入转换为不同速度的旋转输出而输出的变速器。此外，传递部也能够是联接器等不变更旋转输入的旋转速度来进行输出的构成。

c11.其它实施方式11：

在上述实施方式中，机器人100、100p具备对作为第一传递部的减速器510的输入侧的动作位置进行检测的、作为输入位置检测部的电机角度传感器420。不过，也能够是在设置输出位置检测部的关节不设置输入位置检测部的方式。即便是那样的方式，通过基于输出位置检测部的输出对第一驱动部的输出进行控制，能够对第一可动部的位置、速度及加速度准确地进行控制。