本公開(kāi)涉及具備臂(arm)的電動(dòng)裝置。

背景技術(shù)：

開(kāi)發(fā)了使用連接在一個(gè)或多個(gè)臂的前端的末端執(zhí)行器來(lái)進(jìn)行各種各樣工作的電動(dòng)裝置(例如機(jī)器手裝置)。這樣的電動(dòng)裝置例如被用于工廠中的物品的搬運(yùn)等各種作業(yè)。

專(zhuān)利文獻(xiàn)1公開(kāi)了經(jīng)由可旋轉(zhuǎn)的多個(gè)關(guān)節(jié)將多個(gè)臂串聯(lián)連結(jié)的垂直多關(guān)節(jié)型的機(jī)器人裝置。在該機(jī)器人裝置中，經(jīng)由電纜向各關(guān)節(jié)中的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)以及臂前端的末端執(zhí)行器供給電力。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專(zhuān)利文獻(xiàn)1：日本特開(kāi)2015-104764號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在現(xiàn)有技術(shù)中，在臂的可動(dòng)部分存在電纜，因此，末端執(zhí)行器的可動(dòng)區(qū)域受到制約。再者，希望在進(jìn)行臂的旋轉(zhuǎn)工作時(shí)，降低對(duì)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的負(fù)荷。

本公開(kāi)提供一種電動(dòng)裝置，所述電動(dòng)裝置具備能夠解決相關(guān)課題的新的構(gòu)造。

為了解決上述課題，本公開(kāi)的一個(gè)技術(shù)方案所涉及的電動(dòng)裝置具備：

第1臂，在第1方向上延伸；

第2臂，由所述第1臂支承；

線性致動(dòng)器，設(shè)置于所述第1臂或者所述第2臂，使所述第2臂相對(duì)于所述第1臂在所述第1方向上移動(dòng)；

支承體，在與所述第1方向不同的第2方向上延伸，支承所述第1臂；以及

旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，使所述支承體繞與所述第2方向平行的旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，

所述第1臂具有送電天線，

所述第2臂具有受電天線，

所述送電天線以非接觸方式向所述受電天線供給電力，

所述受電天線向與所述受電天線電連接的負(fù)載提供所述供給的電力，

當(dāng)使所述支承體旋轉(zhuǎn)時(shí)，

首先，所述線性致動(dòng)器使所述第2臂的重心接近所述旋轉(zhuǎn)軸，

之后，所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)使所述支承體旋轉(zhuǎn)。

本公開(kāi)的另一技術(shù)方案所涉及的電動(dòng)裝置具備：

支承體；

旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，由所述支承體支承，繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)；

第1臂，在第1方向上延伸，與所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)連結(jié)，繞所述旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)；

第2臂，由所述第1臂支承；以及

線性致動(dòng)器，設(shè)置于所述第1臂或者所述第2臂，使所述第2臂相對(duì)于所述第1臂在所述第1方向上移動(dòng)，

所述第1臂具有送電天線，

所述第2臂具有受電天線，

所述送電天線以非接觸方式向所述受電天線供給電力，

所述受電天線向與所述受電天線電連接的負(fù)載提供所述供給的電力，

當(dāng)使所述第1臂旋轉(zhuǎn)時(shí)，

首先，所述線性致動(dòng)器使所述第2臂的重心接近所述旋轉(zhuǎn)軸，

之后，所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)使所述第1臂旋轉(zhuǎn)。

這些總括性或者具體的技術(shù)方案可以通過(guò)系統(tǒng)、方法、集成電路、計(jì)算機(jī)程序或者記錄介質(zhì)來(lái)實(shí)現(xiàn)?；蛘?，也可以通過(guò)系統(tǒng)、裝置、方法、集成電路、計(jì)算機(jī)程序以及記錄介質(zhì)的任意的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。

根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)技術(shù)方案，在第1臂與第2臂之間、或者在支承體與臂之間，進(jìn)行使用送電天線以及受電天線的無(wú)線電力傳輸。因此，能夠減少末端執(zhí)行器的可動(dòng)區(qū)域的制約。再者，當(dāng)使支承體或者第1臂旋轉(zhuǎn)時(shí)，在使第2臂的重心接近旋轉(zhuǎn)軸之后開(kāi)始旋轉(zhuǎn)工作。因此，能夠降低旋轉(zhuǎn)所需的轉(zhuǎn)矩。

附圖說(shuō)明

圖1a是示意性表示垂直多關(guān)節(jié)型的機(jī)器人的一例(比較例1)的圖。

圖1b是表示在比較例1中臂210被折疊而手270接近支承體250的狀態(tài)的例子的圖。

圖1c是表示比較例1的問(wèn)題的圖。

圖2a是示意性表示具備使臂伸縮的機(jī)構(gòu)的機(jī)器人的一例(比較例2)的圖。

圖2b是表示比較例2的問(wèn)題的圖。

圖3a是示意性表示具備使臂210在支承體250延伸的方向上移動(dòng)的機(jī)構(gòu)的機(jī)器人的一例(比較例3)的圖。

圖3b是表示比較例3的問(wèn)題的圖。

圖4是示意性表示本公開(kāi)的實(shí)施方式1中的電動(dòng)裝置100的構(gòu)成的圖。

圖5是表示本公開(kāi)的實(shí)施方式1中的電動(dòng)裝置100的另一配置例的圖。

圖6是更詳細(xì)地表示第1臂10以及第2臂20的構(gòu)成的圖。

圖7a是表示線性致動(dòng)器30的構(gòu)成例的圖。

圖7b是表示線性致動(dòng)器30的另一構(gòu)成例的圖。

圖8a是表示實(shí)施方式1中的送電線圈12a以及受電線圈22a的配置關(guān)系的圖。

圖8b是表示送電線圈12a的送電面和受電線圈22a的受電面與水平面平行(即，與重力的方向垂直)的例子的圖。

圖9a是示意性表示在圖8a所示的構(gòu)成中使第2臂20伸展時(shí)的影響的圖。

圖9b是表示在載荷作用下產(chǎn)生的力的力矩的方向的第1圖。

圖9c是表示在載荷作用下產(chǎn)生的力的力矩的方向的第2圖。

圖9d是示意性表示在圖8b所示的構(gòu)成中使第2臂20伸展時(shí)的影響的圖。

圖10是表示圖9a以及圖9d各自的構(gòu)成中的耦合系數(shù)對(duì)于第2臂20的引出量的變化的例子的圖。

圖11是表示電動(dòng)裝置100的另一例的圖。

圖12a是表示電動(dòng)裝置100的電路結(jié)構(gòu)的一例的框圖。

圖12b是表示電動(dòng)裝置100的電路結(jié)構(gòu)的另一例的圖。

圖13是表示送電天線12以及受電天線22的等效電路的圖。

圖14a是表示逆變器電路14a的構(gòu)成例的圖。

圖14b是表示逆變器電路14a的另一構(gòu)成例的圖。

圖15是表示整流電路24a的構(gòu)成例的圖。

圖16是表示本公開(kāi)的實(shí)施方式2中的電動(dòng)裝置100的構(gòu)成的圖。

圖17是表示本公開(kāi)的實(shí)施方式2中的電動(dòng)裝置100的另一配置例的圖。

圖18是更詳細(xì)地表示實(shí)施方式2中的支承體50以及臂10的構(gòu)成的圖。

圖19a是表示在實(shí)施方式2的構(gòu)成中對(duì)臂10施加的載荷發(fā)生變化時(shí)的影響的圖。

圖19b是表示在實(shí)施方式2的變形例的構(gòu)成中對(duì)臂10施加的載荷發(fā)生變化時(shí)的影響的圖。

圖20是表示實(shí)施方式2的變形例的圖。

圖21是表示圖20所示的電動(dòng)裝置100的構(gòu)成的框圖。

圖22是表示具有第2旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)60a的電動(dòng)裝置100的一例的圖。

圖23a是表示第2臂20包括經(jīng)由關(guān)節(jié)(旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu))60b、60c連結(jié)的多個(gè)部分的例子的圖。

圖23b是表示第2臂20包括經(jīng)由關(guān)節(jié)60b連結(jié)的多個(gè)部分，在前端部具有伸縮機(jī)構(gòu)的例子的圖。

圖23c是表示第2臂20包括經(jīng)由關(guān)節(jié)60b、60c連結(jié)的多個(gè)部分的另一例的圖。

圖23d是表示在第1臂與第2臂20之間無(wú)伸縮機(jī)構(gòu)，第2臂20具有關(guān)節(jié)60b、60c的例子的圖。

圖24是示意性表示本公開(kāi)的實(shí)施方式3中的電動(dòng)裝置100的構(gòu)成的圖。

圖25是示意性表示實(shí)施方式3中的工作的概念圖。

圖26是表示在實(shí)施方式3中控制電路150對(duì)電動(dòng)裝置100發(fā)出的指示的順序的流程圖。

圖27是示意性表示本公開(kāi)的實(shí)施方式4中的電動(dòng)裝置100的構(gòu)成的圖。

圖28是表示本公開(kāi)的其他實(shí)施方式的圖。

圖29a是表示變更了實(shí)施方式3中的電動(dòng)裝置100的配置朝向的例子的圖。

圖29b是表示圖29a的構(gòu)成例中的在載荷作用下產(chǎn)生的力的力矩的朝向的圖。

圖30a是表示變更了實(shí)施方式4中的電動(dòng)裝置100的配置朝向的例子的圖。

圖30b是表示圖30a的構(gòu)成例中的在載荷作用下產(chǎn)生的力的力矩的朝向的圖。

標(biāo)號(hào)說(shuō)明

5：電源10：第1臂(固定臂)

12：第1送電天線12a：第1送電線圈

13：第2受電天線13a：第2受電線圈

14：送電電路14a：逆變器電路

14b：脈沖輸出電路14c：送電控制電路

14d：送電側(cè)接收器16：受電電路

16a：整流電路16b：受電控制電路

16c：受電側(cè)發(fā)送器20：第2臂(移動(dòng)臂)

22：第1受電天線22a：第1受電線圈

24：受電電路24a：整流電路

24b：受電控制電路24c：受電側(cè)發(fā)送器

30：第1線性致動(dòng)器32：馬達(dá)

34：滾珠絲杠40：第2線性致動(dòng)器

50：支承體52：第2送電天線

52a：第2送電線圈54：送電電路

60、60a、60b、60c：旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)

80：電纜90：末端執(zhí)行器(負(fù)載)

100：電動(dòng)裝置110：伸縮臂

120：直動(dòng)臂150：控制電路

210：臂230：關(guān)節(jié)

250：支承體260：旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)

270：手(末端執(zhí)行器)280：電纜

具體實(shí)施方式

(成為本公開(kāi)的基礎(chǔ)的見(jiàn)解)

在說(shuō)明本公開(kāi)的實(shí)施方式之前，對(duì)成為本公開(kāi)的基礎(chǔ)的見(jiàn)解進(jìn)行說(shuō)明。

關(guān)于在背景技術(shù)中說(shuō)明的現(xiàn)有的機(jī)器人裝置，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)會(huì)產(chǎn)生以下的問(wèn)題。

圖1a是示意性表示垂直多關(guān)節(jié)型的機(jī)器人的一例(比較例1)的圖。該機(jī)器人具備支承體250、由支承體250支承的兩個(gè)臂210、以及連接在臂210前端的手(末端執(zhí)行器)270。支承體250、兩個(gè)臂210以及手270經(jīng)由可旋轉(zhuǎn)的多個(gè)關(guān)節(jié)230串聯(lián)連結(jié)。支承體250由旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)260支承，能夠繞垂直方向的軸旋轉(zhuǎn)。各個(gè)關(guān)節(jié)230以及手270中的馬達(dá)由未圖示的電源經(jīng)由電纜供給電力。

這樣的垂直多關(guān)節(jié)型的機(jī)器人通過(guò)使各個(gè)關(guān)節(jié)230旋轉(zhuǎn)而將臂210折疊，能夠使手270移動(dòng)。圖1b表示臂210被折疊而手270接近支承體250的狀態(tài)的例子。此時(shí)，出現(xiàn)被折疊的臂210所形成的折疊區(qū)域。由此，存在如下問(wèn)題：設(shè)置所需的空間變大，其結(jié)果是，手270的可動(dòng)區(qū)域可能受限。

圖1c是表示該問(wèn)題的圖。在圖示的例子中，手270準(zhǔn)備抓取位于架子中的物品并使其移動(dòng)到其他位置。在想要使手270進(jìn)入架子的內(nèi)部時(shí)，臂210的折疊區(qū)域會(huì)與擱板相互干涉。由于該干涉，無(wú)法使手270到達(dá)架子的最深部。這樣，無(wú)法充分利用臂210的長(zhǎng)度。

為了解決這樣的問(wèn)題，可考慮并非通過(guò)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)而是通過(guò)直動(dòng)機(jī)構(gòu)使手270在前后方向上移動(dòng)的結(jié)構(gòu)。

圖2a是示意性表示具有這樣的結(jié)構(gòu)的機(jī)器人的一例(比較例2)的圖。該機(jī)器人的兩個(gè)臂210并非經(jīng)由關(guān)節(jié)(旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu))而是經(jīng)由線性致動(dòng)器(直動(dòng)機(jī)構(gòu))連結(jié)。由此，能夠使臂210伸縮，使手270在前后方向上移動(dòng)。臂210內(nèi)的線性致動(dòng)器以及前端的手270通過(guò)從未圖示的電源延伸的電纜280供給電力。電纜280除了電力以外，例如也傳輸用于控制線性致動(dòng)器以及手270內(nèi)的馬達(dá)的控制信號(hào)。

通過(guò)導(dǎo)入這樣的可伸縮的臂的機(jī)構(gòu)，能夠使臂210不受擱板的干涉，使手270到達(dá)架子的最深部。然而，在該比較例的構(gòu)造中，如圖2b所示，當(dāng)使臂210收縮時(shí)，有可能導(dǎo)致電纜280與擱板相互干涉。再者，由于電纜280反復(fù)彎曲，有可能導(dǎo)致電纜280劣化或者斷線。

在圖3a所示的構(gòu)成中也會(huì)產(chǎn)生同樣的問(wèn)題。

圖3a是示意性表示具備使臂210在支承體250延伸的方向上移動(dòng)的機(jī)構(gòu)的機(jī)器人的一例(比較例3)的圖。該機(jī)器人具有使由支承體250支承的臂210在支承體250延伸的方向上移動(dòng)的線性致動(dòng)器。由此，能夠使臂210在上下方向上移動(dòng)。在本例中，也設(shè)置有從未圖示的電源向線性致動(dòng)器以及手270供給電力的電纜280。

通過(guò)導(dǎo)入這樣的直動(dòng)型的臂機(jī)構(gòu)，能夠使手270相對(duì)于架子的開(kāi)口面平行地移動(dòng)。即，能夠保持與架子的距離不變，以單自由度進(jìn)行手270的定位。然而，在本例中，如圖3b所示，也可能產(chǎn)生電纜280與地面的相互干涉。伴隨電纜280的干涉以及反復(fù)彎曲，可能產(chǎn)生電纜280的劣化以及斷線的問(wèn)題。

本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)了比較例1～3中的上述的問(wèn)題，對(duì)用于解決這些問(wèn)題的構(gòu)成進(jìn)行了研究。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)通過(guò)將電纜從連結(jié)2個(gè)臂210的地方、或者從連結(jié)支承體250和臂210的地方排除，能夠解決上述的問(wèn)題。

基于以上的考察，本發(fā)明人想到了以下說(shuō)明的本公開(kāi)的各技術(shù)方案。

本公開(kāi)的一個(gè)技術(shù)方案所涉及的電動(dòng)裝置具備：

第1臂，在第1方向上延伸；

第2臂，由所述第1臂支承；以及

第1線性致動(dòng)器，設(shè)置于所述第1臂或者所述第2臂，使所述第2臂相對(duì)于所述第1臂在所述第1方向上移動(dòng)，

所述第1臂具有第1送電天線，

所述第2臂具有第1受電天線，

所述第1送電天線以非接觸方式向所述第1受電天線供給電力，

所述第1受電天線向與所述第1受電天線電連接的負(fù)載提供所述供給的電力。

根據(jù)上述技術(shù)方案，

所述第1臂具有第1送電天線，

所述第2臂具有第1受電天線，

所述第1送電天線以非接觸方式向所述第1受電天線供給電力，

所述第1受電天線向與所述第1受電天線電連接的負(fù)載提供所述供給的電力。

由此，能夠排除在第1臂與第2臂之間傳輸電力的電纜。其結(jié)果是，能夠減少末端執(zhí)行器的可動(dòng)區(qū)域的制約。另外，能夠解決如參照?qǐng)D2a以及圖2b說(shuō)明的那樣，由于在臂的可動(dòng)部分存在電纜而導(dǎo)致的電纜與其他物體(例如架子、地面等)的相互干涉、或者電纜的劣化或斷線的問(wèn)題。因此，能夠無(wú)需進(jìn)行定期地更換電纜等保養(yǎng)維修，或者能夠減少其頻度。

本公開(kāi)的另一技術(shù)方案所涉及的電動(dòng)裝置具備：

臂，在第1方向上延伸；

支承體，在與所述第1方向不同的第2方向上延伸，支承所述臂；以及

線性致動(dòng)器，設(shè)置于所述支承體及所述臂的至少一方，使所述臂在所述第2方向上移動(dòng)，

所述支承體具有送電天線，

所述臂具有受電天線，

所述送電天線以非接觸方式向所述受電天線供給電力，

所述受電天線向與所述受電天線電連接的負(fù)載提供所述供給的電力。

根據(jù)上述技術(shù)方案，

所述支承體具有送電天線，

所述臂具有受電天線，

所述送電天線以非接觸方式向所述受電天線供給電力，

所述受電天線向與所述受電天線電連接的負(fù)載提供所述供給的電力。

由此，能夠排除在支承體與臂之間傳輸電力的電纜。其結(jié)果是，能夠減少末端執(zhí)行器的可動(dòng)區(qū)域的制約。另外，能夠解決參照?qǐng)D3a以及圖3b說(shuō)明的電纜的劣化或者斷線的問(wèn)題。因此，能夠無(wú)需進(jìn)行定期地更換電纜等保養(yǎng)維修，或者能夠減少其頻度。

本公開(kāi)的另一技術(shù)方案所涉及的電動(dòng)裝置具備：

第1臂，在第1方向上延伸；

第2臂，由所述第1臂支承；

線性致動(dòng)器，設(shè)置于所述第1臂或者所述第2臂，使所述第2臂相對(duì)于所述第1臂在所述第1方向上移動(dòng)；

支承體，在與所述第1方向不同的第2方向上延伸，支承所述第1臂；以及

旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，使所述支承體繞與所述第2方向平行的旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，

所述第1臂具有送電天線，

所述第2臂具有受電天線，

所述送電天線以非接觸方式向所述受電天線供給電力，

所述受電天線向與所述受電天線電連接的負(fù)載提供所述供給的電力，

當(dāng)使所述支承體旋轉(zhuǎn)時(shí)，

首先，所述線性致動(dòng)器使所述第2臂的重心接近所述旋轉(zhuǎn)軸，

之后，所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)使所述支承體旋轉(zhuǎn)。

根據(jù)上述技術(shù)方案，

所述第1臂具有送電天線，

所述第2臂具有受電天線，

所述送電天線以非接觸方式向所述受電天線供給電力，

所述受電天線向與所述受電天線電連接的負(fù)載提供所述供給的電力。

由此，能夠排除在第1臂與第2臂之間傳輸電力的電纜。其結(jié)果是，能夠減少末端執(zhí)行器的可動(dòng)區(qū)域的制約。另外，能夠避免參照?qǐng)D2a以及圖2b說(shuō)明的電纜的劣化或者斷線的問(wèn)題。因此，能夠無(wú)需進(jìn)行定期地更換電纜等保養(yǎng)維修，或者能夠減少其頻度。

再者，根據(jù)上述技術(shù)方案，

當(dāng)使所述支承體旋轉(zhuǎn)時(shí)，

首先，所述線性致動(dòng)器使所述第2臂的重心接近所述旋轉(zhuǎn)軸，之后，所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)使所述支承體旋轉(zhuǎn)。

由此，旋轉(zhuǎn)所需的加減速轉(zhuǎn)矩變小，因此，能夠減小對(duì)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(馬達(dá)等)的負(fù)荷。另外，能夠減小第2臂以及設(shè)置在其前端的末端執(zhí)行器的旋轉(zhuǎn)所需的空間。

本公開(kāi)的另一技術(shù)方案所涉及的電動(dòng)裝置具備：

支承體；

旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，由所述支承體支承，繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)；

第1臂，在第1方向上延伸，與所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)連結(jié)，繞所述旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)；

第2臂，由所述第1臂支承；以及

線性致動(dòng)器，設(shè)置于所述第1臂或者所述第2臂，使所述第2臂相對(duì)于所述第1臂在所述第1方向上移動(dòng)，

所述第1臂具有送電天線，

所述第2臂具有受電天線，

所述送電天線以非接觸方式向所述受電天線供給電力，

所述受電天線向與所述受電天線電連接的負(fù)載提供所述供給的電力，

當(dāng)使所述第1臂旋轉(zhuǎn)時(shí)，

首先，所述線性致動(dòng)器使所述第2臂的重心接近所述旋轉(zhuǎn)軸，

之后，所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)使所述第1臂旋轉(zhuǎn)。

根據(jù)上述技術(shù)方案，

所述第1臂具有送電天線，

所述第2臂具有受電天線，

所述送電天線以非接觸方式向所述受電天線供給電力，

所述受電天線向與所述受電天線電連接的負(fù)載提供所述供給的電力。

由此，能夠排除在第1臂與第2臂之間傳輸電力的電纜。其結(jié)果是，能夠減少末端執(zhí)行器的可動(dòng)區(qū)域的制約。另外，能夠解決參照?qǐng)D2a以及圖2b說(shuō)明的電纜的劣化或者斷線的問(wèn)題。因此，能夠無(wú)需進(jìn)行定期地更換電纜等保養(yǎng)維修，或者能夠減少其頻度。

再者，根據(jù)上述技術(shù)方案，

當(dāng)使所述第1臂旋轉(zhuǎn)時(shí)，

首先，所述線性致動(dòng)器使所述第2臂的重心接近所述旋轉(zhuǎn)軸，

之后，所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)使所述第1臂旋轉(zhuǎn)。

由此，旋轉(zhuǎn)所需的加減速轉(zhuǎn)矩變小，因此，能夠減小對(duì)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(馬達(dá)等)的負(fù)荷。另外，能夠減小第2臂以及設(shè)置在其前端的末端執(zhí)行器的旋轉(zhuǎn)所需的空間。

以下，說(shuō)明本公開(kāi)的更具體的實(shí)施方式。但是，有時(shí)省略超出需要的詳細(xì)說(shuō)明。例如，有時(shí)省略對(duì)眾所周知的事項(xiàng)的詳細(xì)說(shuō)明或?qū)嵸|(zhì)相同的結(jié)構(gòu)的重復(fù)說(shuō)明。這是為了避免以下的說(shuō)明非必要的冗長(zhǎng)，易于本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解。此外，發(fā)明人為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員充分理解本公開(kāi)而提供附圖以及以下的說(shuō)明，并非意在通過(guò)附圖以及以下的說(shuō)明來(lái)限定權(quán)利要求書(shū)所記載的主題。在以下的說(shuō)明中，對(duì)相同或相似的構(gòu)成要素標(biāo)注相同的參照標(biāo)號(hào)。

(實(shí)施方式1)

圖4是示意性表示本公開(kāi)的實(shí)施方式1中的電動(dòng)裝置100的構(gòu)成的圖。電動(dòng)裝置100例如是在工廠內(nèi)搬運(yùn)物品所使用的機(jī)器手裝置。

在以下的說(shuō)明中，使用表示相互正交的x、y、z方向的xyz坐標(biāo)。與水平面平行地設(shè)定x軸以及y軸，在垂直方向上設(shè)定z軸。圖示的坐標(biāo)系是為便于說(shuō)明而設(shè)定的，并非限制本公開(kāi)的實(shí)施方式中的裝置實(shí)際被使用時(shí)的配置以及朝向。另外，附圖中所示的構(gòu)造物的整體或者一部分的形狀以及大小也并非限制現(xiàn)實(shí)的形狀以及大小。

本實(shí)施方式的電動(dòng)裝置100具備在第1方向(在圖4的例子中為y方向)上延伸的第1臂10、由第1臂10支承的第2臂20、以及未圖示的線性致動(dòng)器(直動(dòng)機(jī)構(gòu))。如后所述，線性致動(dòng)器設(shè)置于第1臂10或者第2臂20。線性致動(dòng)器使第2臂20相對(duì)于第1臂10在第1方向(y方向)上移動(dòng)。由此，能夠使臂10、20的全長(zhǎng)伸縮。在以下的說(shuō)明中，有時(shí)將第1臂稱(chēng)為“固定臂”、將第2臂稱(chēng)為“移動(dòng)臂”。

第1臂10具有送電天線12，第2臂20具有受電天線22。以非接觸方式從送電天線12向受電天線22供給電力。在本實(shí)施方式中，第1臂10與第2臂20之間未用電纜連接。

電動(dòng)裝置100還具備支承第1臂10的支承體50。支承體50在與第1方向(y方向)不同的第2方向(在圖4的例子中為z方向)上延伸。第1方向和第2方向也可以不正交。支承體50由旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)60支承。旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)60包括馬達(dá)，通過(guò)馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)力，使支承體50繞與第2方向(z方向)平行的軸旋轉(zhuǎn)。由此，能夠使末端執(zhí)行器90以支承體50為中心旋轉(zhuǎn)移動(dòng)。

在第2臂20的前端安裝有末端執(zhí)行器90。末端執(zhí)行器90與第2臂20中的受電天線22電連接。本實(shí)施方式中的末端執(zhí)行器90是機(jī)器手，具有抓取物品的機(jī)構(gòu)。除了抓取物品的機(jī)構(gòu)以外，末端執(zhí)行器90也可以具有其他機(jī)構(gòu)，例如使末端執(zhí)行器90旋轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)或者使其伸縮的機(jī)構(gòu)。末端執(zhí)行器90不限于手，例如也可以是鉆頭(drill)。除了馬達(dá)等動(dòng)力裝置以外，末端執(zhí)行器90也可以例如包括攝像頭、傳感器、光源等其他裝置。只要是使用電力工作的設(shè)備，末端執(zhí)行器90可以是任意的。末端執(zhí)行器90可以從第2臂20卸下而更換為其他末端執(zhí)行器。

末端執(zhí)行器90是本公開(kāi)中的負(fù)載的一例。在本說(shuō)明書(shū)中，“負(fù)載”是指使用電力進(jìn)行工作的任意的設(shè)備?！柏?fù)載”例如包括馬達(dá)、攝像頭(拍攝元件)、光源、二次電池以及電子電路(例如功率變換電路或者微控制器)等設(shè)備。在本說(shuō)明書(shū)中，“與受電天線電連接的負(fù)載”是指與受電天線相比連接于更后級(jí)(前端側(cè))的、能夠接收來(lái)自受電天線的電力的設(shè)備的整體或者其一部分。

電動(dòng)裝置100還具備送電電路14和受電電路24。送電電路14經(jīng)由電纜80連接在未圖示的電源與送電天線12之間。受電電路24經(jīng)由電纜80連接在受電天線22與末端執(zhí)行器90之間。送電電路14包括向送電天線12供給交流電力的逆變器電路。受電電路24包括將從受電天線22供給的交流電力變換成直流電力并輸出給末端執(zhí)行器90的整流電路(整流器)。關(guān)于送電電路14以及受電電路24的構(gòu)成，將在后面進(jìn)行說(shuō)明。

本實(shí)施方式中的送電天線12以及受電天線22是以非接觸方式傳輸電力的要素。送電天線12包括送電線圈，受電天線22包括受電線圈。通過(guò)送電線圈與受電線圈之間的電磁耦合，以非接觸方式從送電線圈向受電線圈傳輸電力。更具體而言是，通過(guò)送電線圈與受電線圈之間的磁場(chǎng)耦合(電磁感應(yīng)或者諧振磁場(chǎng)耦合)，以非接觸方式從送電線圈向受電線圈傳輸電力。送電線圈由送電電路14內(nèi)的逆變器電路供給交流電力。利用通過(guò)該交流電力而從送電線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)，來(lái)向受電線圈傳輸電力。

此外，送電天線以及受電天線也可以代替磁場(chǎng)耦合而通過(guò)電場(chǎng)耦合(電容耦合)以非接觸方式傳輸電力。在基于電場(chǎng)耦合的無(wú)線電力傳輸中，各天線可以具備一對(duì)平板狀的電極、和包括電感器以及電容器的諧振電路。通過(guò)使一對(duì)送電電極和一對(duì)受電電極相對(duì)向，向一對(duì)送電電極供給交流電力，從而能夠以非接觸方式向一對(duì)受電電極傳輸電力。

受電天線22將從送電天線12供給的電力經(jīng)由受電電路24供給給末端執(zhí)行器90。由此，末端執(zhí)行器90內(nèi)的多個(gè)馬達(dá)被驅(qū)動(dòng)，成為能夠工作。

在圖4所示的電動(dòng)裝置100中，臂10、20延伸的方向(第1方向)與水平面平行，支承體50延伸的方向(第2方向)與水平面垂直，但不限定于這樣的構(gòu)成。例如，如圖5所示，也可以是第1方向與水平面垂直，第2方向與水平面平行。

圖6是更詳細(xì)地表示第1臂10以及第2臂20的構(gòu)成的圖。在以下的說(shuō)明中，有時(shí)將第1臂10和第2臂20總稱(chēng)為伸縮臂110。伸縮臂110獨(dú)立于末端執(zhí)行器90以及支承體50而可以單獨(dú)流通。即，本公開(kāi)的電動(dòng)裝置也可以不具備支承體50、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)60以及末端執(zhí)行器90。

如圖6所示，本實(shí)施方式中的第1臂10具有送電電路14以及與送電電路14連接的送電線圈12a。第2臂20具有受電線圈22a以及與受電線圈22a連接的受電電路24。送電線圈12a相比于受電線圈22a，在第1方向(y方向)以及第2方向(z方向)上具有更長(zhǎng)的形狀的繞組。因送電線圈12a比受電線圈22a在y方向上具有更長(zhǎng)的繞組，所以即使第2臂20在y方向上移動(dòng)，也能維持送電線圈12a和受電線圈22a的對(duì)向狀態(tài)。由此，在進(jìn)行臂10、20的伸縮工作期間也能夠進(jìn)行電力傳輸。此外，在圖6中，受電線圈22a在第1方向(y方向)的長(zhǎng)度比送電線圈12a在第1方向(y方向)的長(zhǎng)度短，但也可以是長(zhǎng)度相同。

雖然圖6中沒(méi)有示出，但第1臂10或者第2臂20具有使第2臂20相對(duì)于第1臂10在y方向上移動(dòng)的線性致動(dòng)器。以下，說(shuō)明線性致動(dòng)器的構(gòu)成例。

圖7a是表示線性致動(dòng)器30的構(gòu)成例的圖。本例中的線性致動(dòng)器30設(shè)置于第1臂10。線性致動(dòng)器30具有馬達(dá)32和滾珠絲杠34。滾珠絲杠34的前端與第2臂20的一端連接。馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)力經(jīng)由多個(gè)齒輪傳遞到滾珠絲杠34，滾珠絲杠34進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。隨著滾珠絲杠34的旋轉(zhuǎn)，第2臂20在第1方向上移動(dòng)。這樣的線性致動(dòng)器30也可以設(shè)置于第2臂20。

圖7b是表示線性致動(dòng)器30的另一構(gòu)成例的圖。本例中的線性致動(dòng)器30具有馬達(dá)32和齒條齒輪機(jī)構(gòu)(rackandpinion)(齒條36以及齒輪38)。齒條36設(shè)置于第1臂10的內(nèi)側(cè)側(cè)面，馬達(dá)32以及齒輪38設(shè)置于第2臂20的一端。馬達(dá)32的旋轉(zhuǎn)力傳遞到齒輪38，齒輪38進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，由此，第2臂20相對(duì)于齒條36在第1方向上移動(dòng)。如圖7b所示的例子那樣，也可以為，構(gòu)成線性致動(dòng)器30的多個(gè)部件的一部分設(shè)置于第1臂10，另一部分設(shè)置于第2臂20。這樣的方式也相當(dāng)于第1臂10或者第2臂20具有線性致動(dòng)器30的方式。

除了這些構(gòu)造以外，例如使用馬達(dá)和傳動(dòng)帶(belt)也能夠?qū)崿F(xiàn)同樣的功能。線性致動(dòng)器30不限定于特定的構(gòu)造，可以具有任意的構(gòu)造。

圖8a是表示本實(shí)施方式中的送電線圈12a以及受電線圈22a的配置關(guān)系的圖。在圖8a中，送電線圈12a的大小比受電線圈22a的大小大。此外，雖然在圖8a中設(shè)為送電線圈12a的大小比受電線圈22a的大小大，但送電線圈12a的大小以及受電線圈22a的大小的關(guān)系不限定于上述的關(guān)系。在此，將由送電線圈12a的外周包圍的面稱(chēng)為“送電面”，將由受電線圈22a的外周包圍的面稱(chēng)為“受電面”。在本實(shí)施方式中，將送電線圈12a以及受電線圈22a配置為使得送電面以及受電面與對(duì)第2臂20施加的載荷的方向(在圖8a的例子中為z軸的負(fù)方向)平行。載荷的方向根據(jù)電動(dòng)裝置100的設(shè)置的方式而不同。例如，在圖4的配置中，載荷的方向與第2方向一致，而在圖5的配置中，載荷的方向與第1方向一致。

在通常的環(huán)境中，載荷的方向與重力的方向(垂直向下)一致。然而，在重力場(chǎng)以外的外場(chǎng)(例如電場(chǎng)或者磁場(chǎng))發(fā)揮作用的環(huán)境下，這些外力合成后的力的方向是載荷的方向。在將本實(shí)施方式的構(gòu)成應(yīng)用于在重力幾乎不發(fā)揮作用而電場(chǎng)或者磁場(chǎng)發(fā)揮作用的宇宙空間中所使用的機(jī)器人的情況下，將各線圈配置為使得基于該電場(chǎng)或者磁場(chǎng)的力的方向與送電面以及受電面平行。

圖8b是表示送電線圈12a的送電面和受電線圈22a的受電面與水平面平行(即，與重力的方向垂直)的例子的圖。此外，在圖8b中，關(guān)于第1臂10以及第2臂20，僅表示了設(shè)置有線圈的側(cè)面。雖然可以以本例的方式配置線圈12a、22a，但通過(guò)如圖8a所示配置線圈12a、22a，能夠更穩(wěn)定地進(jìn)行電力傳輸。關(guān)于該效果，參照?qǐng)D9a～圖10來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。

圖9a是示意性表示在圖8a所示的構(gòu)成中使第2臂20伸展時(shí)的影響的圖。圖9a的左側(cè)的圖表示從y軸的負(fù)方向側(cè)觀察第1臂10以及第2臂20時(shí)的樣子。圖9a的右側(cè)的圖表示使第2臂20伸展時(shí)的線圈12a、22a的配置關(guān)系的變化。當(dāng)?shù)?臂20在y方向上移動(dòng)時(shí)，在對(duì)第2臂20施加的載荷的作用下，第2臂20發(fā)生傾斜。第2臂20越伸展，另外末端執(zhí)行器90保持的物品越重，該傾斜變得越大。

圖9b以及圖9c表示在載荷作用下產(chǎn)生的力的力矩的方向。圖9b表示從x軸的正方向觀察伸縮臂時(shí)的樣子。圖9c表示從z軸的正方向觀察伸縮臂時(shí)的樣子。力矩的方向通過(guò)從產(chǎn)生該力矩的點(diǎn)到施加載荷的位置的位置矢量、和載荷的矢量的外積決定。當(dāng)對(duì)位于臂20的前端的末端執(zhí)行器90施加載荷時(shí)，如圖9b以及圖9c所示，在-x方向上產(chǎn)生力的力矩。在本實(shí)施方式中，將各線圈配置為使得送電線圈12a的送電面和受電線圈22a的受電面與上述力矩的方向垂直。換言之，將各線圈配置為使得送電面和受電面與載荷(重力)的方向平行。通過(guò)這樣配置，在載荷作用下產(chǎn)生的力的力矩將會(huì)以使受電線圈22a繞與受電面垂直的軸旋轉(zhuǎn)的方式發(fā)揮作用。其結(jié)果是，幾乎不影響線圈間的對(duì)向狀態(tài)。

這樣，在圖9a所示的構(gòu)成中，即使在第2臂20發(fā)生了傾斜的情況下，送電線圈12a和受電線圈22a的距離也幾乎不變。因此，能夠抑制線圈12a、22a間的耦合系數(shù)的變動(dòng)。

圖9d是示意性表示在圖8b所示的構(gòu)成中使第2臂20伸展時(shí)的影響的圖。圖9d的左側(cè)的圖表示從y軸的負(fù)方向側(cè)觀察第1臂10以及第2臂20時(shí)的樣子。圖9d的右側(cè)的圖表示使第2臂20伸展時(shí)的線圈12a、22a的配置關(guān)系的變化。在該構(gòu)成中，當(dāng)使第2臂20伸展時(shí)，在對(duì)第2臂20施加的載荷的作用下，送電線圈12a與受電線圈22a之間的距離部分地發(fā)生變化。與此相伴地，送電線圈12a與受電線圈22a之間的耦合系數(shù)發(fā)生變化。

圖10是表示圖9a以及圖9d各自的構(gòu)成中的耦合系數(shù)對(duì)于第2臂20的引出(抽出)量的變化的例子的圖。在圖10中，虛線表示圖9d所示的構(gòu)成中的耦合系數(shù)的變化，實(shí)線表示圖9a所示的構(gòu)成中的耦合系數(shù)的變化。在圖9d的構(gòu)成中，當(dāng)臂20的引出量增大時(shí)，線圈12a、22a間的距離整體地變小，所以耦合系數(shù)增加。與本例相反地，也存在臂20的引出量變得越大，線圈間的距離也越大，耦合系數(shù)降低的情況。相對(duì)于此，在圖9a的構(gòu)成中，即使臂20的引出量增大，耦合系數(shù)也幾乎不變。

這樣，如圖9a所示，通過(guò)配置為使得送電面和受電面與第2臂20的載荷的方向平行，能夠抑制耦合系數(shù)伴隨臂20的伸縮的變化。因此，能夠進(jìn)行更穩(wěn)定的電力傳輸。

在圖9a以及圖9d所示的構(gòu)成例中，送電線圈12a位于外側(cè)，受電線圈22a位于內(nèi)側(cè)。在送電線圈12a的外側(cè)存在金屬的屏蔽件，因此，能夠抑制電磁噪聲的放射。與這些構(gòu)成相反地，也可以為，受電線圈22a位于外側(cè)，送電線圈12a位于內(nèi)側(cè)。

圖11是表示具有這樣的構(gòu)成的電動(dòng)裝置100的例子的圖。在本例中，第2臂20具有與第1臂10的外側(cè)表面相對(duì)向的部分，在該部分設(shè)置有受電線圈22a。因此，受電線圈22a在送電線圈12a的外側(cè)與送電線圈12a相對(duì)向。在圖11的例子中，與圖9d的例子同樣地，送電面和受電面與水平面平行(與載荷的方向垂直)。然而，在該情況下，通過(guò)配置為使得送電面和受電面與水平面垂直(與載荷的方向平行)，也能夠進(jìn)行更穩(wěn)定的電力傳輸。

接下來(lái)，說(shuō)明本實(shí)施方式中的電動(dòng)裝置100的電路結(jié)構(gòu)。

圖12a是表示電動(dòng)裝置100的電路結(jié)構(gòu)的一例的框圖。本實(shí)施方式的電動(dòng)裝置100可以被認(rèn)為是具備送電裝置和受電裝置的無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)。第1臂10相當(dāng)于送電裝置，第2臂20相當(dāng)于受電裝置。在圖12a的例子中，第1臂10具有線性致動(dòng)器30中的馬達(dá)。在以下的說(shuō)明中，有時(shí)將線性致動(dòng)器30的馬達(dá)簡(jiǎn)稱(chēng)為線性致動(dòng)器30。

第1臂10具有送電電路14、送電天線12以及線性致動(dòng)器30。送電電路14具有逆變器電路14a、脈沖輸出電路14b、送電控制電路14c以及送電側(cè)接收器14d。脈沖輸出電路14b例如是柵極驅(qū)動(dòng)電路，響應(yīng)來(lái)自送電控制電路14c的指示，向逆變器電路14a的多個(gè)開(kāi)關(guān)元件供給脈沖信號(hào)。送電控制電路14c例如是微控制器(單片機(jī))等具有存儲(chǔ)器和處理器的集成電路。通過(guò)處理器執(zhí)行保存于存儲(chǔ)器的計(jì)算機(jī)程序，來(lái)進(jìn)行脈沖輸出電路14b以及線性致動(dòng)器30等的控制。

逆變器電路14a以及線性致動(dòng)器30與外部的電源5連接，從電源5接受直流電力。逆變器電路14a將被供給的直流電力變換成交流電力并進(jìn)行輸出。線性致動(dòng)器30通過(guò)被供給的直流電力進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，使第2臂20移動(dòng)。

第2臂20中的受電電路24具有整流電路24a、受電控制電路24b以及受電側(cè)發(fā)送器24c。整流電路24a例如是單相全波整流電路或者單相半波整流電路等公知的整流電路。整流電路24a將從受電天線22輸出的交流電力變換成直流電力并進(jìn)行輸出。受電控制電路24b測(cè)定從整流電路24a輸出的直流電壓的值，向受電側(cè)發(fā)送器24c發(fā)出發(fā)送指示。

受電側(cè)發(fā)送器24c向送電側(cè)接收器14d發(fā)送電力傳輸所需的信息。這樣的信息例如可以是表示對(duì)末端執(zhí)行器90供給的電力或者電壓的值的信息。接收到該信息后，送電控制電路14c例如執(zhí)行維持為向末端執(zhí)行器90供給恒定的電壓的反饋控制。受電側(cè)發(fā)送器24c與送電側(cè)接收器14d之間的通信例如可以通過(guò)振幅調(diào)制或者無(wú)線lan等公知的方法進(jìn)行。在進(jìn)行基于振幅調(diào)制的通信的情況下，受電側(cè)發(fā)送器24c可以包括連接在整流電路24a的前級(jí)或者后級(jí)的負(fù)載調(diào)制電路。送電側(cè)接收器14d例如可以具有基于逆變器電路14a與送電天線12之間的電壓振幅的變化來(lái)讀取信息的解調(diào)電路。

在本例中，末端執(zhí)行器(負(fù)載)90具有蓄電裝置91和動(dòng)力裝置92。蓄電裝置91是二次電池或者電容器，積蓄被供給的電力。動(dòng)力裝置92包括一個(gè)或多個(gè)馬達(dá)。如果沒(méi)有必要也可以省略蓄電裝置91。

圖12b是表示電動(dòng)裝置100的另一構(gòu)成例的圖。在本例中，線性致動(dòng)器30的馬達(dá)搭載于第2臂20。對(duì)線性致動(dòng)器30供給從整流電路24a輸出的直流電力。由此，線性致動(dòng)器30使第2臂20相對(duì)于第1臂10進(jìn)行移動(dòng)。

以下，更詳細(xì)地對(duì)各構(gòu)成要素進(jìn)行說(shuō)明。

圖13是表示送電天線12以及受電天線22的等效電路的圖。送電天線12以及受電天線22分別具有如圖13所示的包括線圈以及電容器的諧振電路的結(jié)構(gòu)。各天線不限于串聯(lián)諧振電路，也可以是并聯(lián)諧振電路。線圈12a、22a例如可以是形成在電路基板上的平面線圈或?qū)盈B線圈，或者是使用銅線、絞合線(litzwire)或雙絞線(twistedwire)等的繞組線圈。各電容器例如可以利用具有芯片形狀或者引線形狀的任意類(lèi)型的電容器。也可以使隔著空氣的兩條配線間的電容作為各電容器發(fā)揮功能。也可以代替這些電容器而使用各線圈所具有的自諧振特性。

諧振電路的諧振頻率f0典型地被設(shè)定為與電力傳輸時(shí)的傳輸頻率f一致。諧振電路的各個(gè)諧振頻率f0也可以并非嚴(yán)格地與傳輸頻率f一致。諧振頻率f0例如也可以設(shè)定為傳輸頻率f的50～150％左右的范圍內(nèi)的值。電力傳輸?shù)念l率f例如可以設(shè)定為50hz～300ghz，更優(yōu)選為20khz～10ghz，進(jìn)一步優(yōu)選為20khz～20mhz，更進(jìn)一步優(yōu)選為20khz～1mhz。

直流電源5例如可以是商用電源、一次電池、二次電池、太陽(yáng)能電池、燃料電池、usb(universalserialbus，通用串行總線)電源、高容量的電容器(例如雙電層電容器)、與商用電源連接的電壓變換器等任意的電源。

圖14a是表示逆變器電路14a的構(gòu)成例的圖。逆變器電路14a具有根據(jù)從脈沖輸出電路14b供給的脈沖信號(hào)來(lái)改變導(dǎo)通/非導(dǎo)通的狀態(tài)的多個(gè)開(kāi)關(guān)元件s1～s4。通過(guò)使各開(kāi)關(guān)元件的導(dǎo)通/非導(dǎo)通的狀態(tài)變化，能夠?qū)⑺斎氲闹绷麟娏ψ儞Q成交流電力。在圖14a所示的例子中，使用了包括4個(gè)開(kāi)關(guān)元件s1～s4的全橋型的逆變器電路。在本例中，各開(kāi)關(guān)元件是igbt(insulated-gatebipolartransistor，絕緣柵雙極晶體管)，但也可以使用mosfet(metaloxidesemiconductorfield-effecttransistor，金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管)等其他種類(lèi)的開(kāi)關(guān)元件。

在圖14a所示的例子中，四個(gè)開(kāi)關(guān)元件s1～s4中的開(kāi)關(guān)元件s1以及s4(稱(chēng)為第1開(kāi)關(guān)元件對(duì))在導(dǎo)通時(shí)輸出與所供給的直流電壓相同極性的電壓。另一方面，開(kāi)關(guān)元件s2以及s3(稱(chēng)為第2開(kāi)關(guān)元件對(duì))在導(dǎo)通時(shí)輸出與所供給的直流電壓相反極性的電壓。脈沖輸出電路14b按照來(lái)自送電控制電路14c的指示，向四個(gè)開(kāi)關(guān)元件s1～s4的柵極供給脈沖信號(hào)。此時(shí)，通過(guò)調(diào)整向第1開(kāi)關(guān)元件對(duì)(s1以及s4)供給的兩個(gè)脈沖信號(hào)的相位差、以及向第2開(kāi)關(guān)元件對(duì)(s2以及s3)供給的兩個(gè)脈沖信號(hào)的相位差，能夠控制所輸出的電壓的振幅。

圖14b是表示逆變器電路14a的另一構(gòu)成例的圖。本例中的逆變器電路14a是半橋型的逆變器電路。在使用半橋型的逆變器電路的情況下，無(wú)法應(yīng)用上述的相位控制。在該情況下，能夠通過(guò)控制向各開(kāi)關(guān)元件輸入的脈沖信號(hào)的占空比來(lái)控制輸出電壓的振幅。

圖14b所示的逆變器電路14a是包括兩個(gè)開(kāi)關(guān)元件s1、s2和兩個(gè)電容器的半橋型的逆變器電路。兩個(gè)開(kāi)關(guān)元件s1、s2與兩個(gè)電容器c1、c2并聯(lián)連接。送電天線12的一端連接于兩個(gè)開(kāi)關(guān)元件s1、s2之間的點(diǎn)，另一端連接于兩個(gè)電容器c1、c2之間的點(diǎn)。

送電控制電路14c以及脈沖輸出電路14b向各開(kāi)關(guān)元件供給脈沖信號(hào)，以使開(kāi)關(guān)元件s1、s2交替地導(dǎo)通。由此，將直流電力變換成交流電力。

在本例中，通過(guò)調(diào)整脈沖信號(hào)的占空比(即，1個(gè)周期中的導(dǎo)通期間的比例)，能夠調(diào)整輸出電壓v的輸出時(shí)間比(即，1個(gè)周期中的取非零的值的期間的比例)。由此，能夠調(diào)整向送電天線12輸入的交流電力的電壓的振幅。這樣的占空比控制在使用如圖14a所示的全橋型的逆變器電路的情況下也同樣能夠應(yīng)用。

圖15是示意性表示整流電路24a的構(gòu)成例的圖。在本例中，整流電路24a是包括二極管電橋(diodebridge)和平滑電容器的全波整流電路。整流電路24a也可以具有其他整流器的結(jié)構(gòu)。整流電路24a將接受到的交流能量變換成作為負(fù)載的末端執(zhí)行器90可利用的直流能量并進(jìn)行輸出。

根據(jù)本實(shí)施方式，通過(guò)第1臂10與第2臂20之間的可動(dòng)部，以非接觸方式傳輸電力。因此，能夠排除傳輸電力的電纜。其結(jié)果是，能夠減少末端執(zhí)行器的可動(dòng)區(qū)域的制約。另外，能夠解決參照?qǐng)D2a以及圖2b說(shuō)明的電纜的劣化或者斷線的問(wèn)題。

(實(shí)施方式2)

圖16是表示本公開(kāi)的實(shí)施方式2中的電動(dòng)裝置100的構(gòu)成的圖。本實(shí)施方式的電動(dòng)裝置100與實(shí)施方式1的不同點(diǎn)在于，代替使臂伸縮的機(jī)構(gòu)，而具備使臂10沿著支承體50延伸的方向移動(dòng)的機(jī)構(gòu)。

電動(dòng)裝置100具備：臂10，在第1方向(在圖示的例子中為y方向)上延伸；支承體50，在與第1方向不同的第2方向上延伸，支承臂10；以及線性致動(dòng)器40，設(shè)置于支承體50或者臂10，使臂10在第2方向上移動(dòng)。支承體50具有送電天線52以及與送電天線52連接的送電電路54。送電電路54包括向送電天線52供給交流電力的逆變器電路。臂10具有受電天線13以及與受電天線13連接的受電電路16。受電電路16具有將受電天線13接收到的交流電力變換成直流電力并供給給末端執(zhí)行器(負(fù)載)90的整流電路。受電電路16和末端執(zhí)行器90通過(guò)電纜80連接。

在本實(shí)施方式中，支承體50中的送電天線52以非接觸方式向臂10中的受電天線13供給電力。受電天線13向經(jīng)由受電電路16與受電天線13電連接的末端執(zhí)行器90提供所供給的電力。

送電天線52包括送電線圈52a，受電天線13包括受電線圈13a。送電天線52以及受電天線13的構(gòu)成與實(shí)施方式1中的送電天線12以及受電天線22的構(gòu)成是同樣的。即，送電線圈52a與受電線圈13a電磁耦合而以非接觸方式向受電線圈13a供給電力。由送電線圈52a的外周包圍的送電面以及由受電線圈13a的外周包圍的受電面與對(duì)臂10施加的載荷的方向平行。

與送電天線52連接的送電電路54以及與受電天線13連接的受電電路16的構(gòu)成分別和實(shí)施方式1中的送電電路14以及受電電路24的構(gòu)成相同。送電電路54具有連接在外部的電源與送電天線52之間的逆變器電路。從逆變器電路向送電天線52供給交流電力。受電電路16具有連接在受電天線13與末端執(zhí)行器90之間的整流電路。從整流電路向末端執(zhí)行器90經(jīng)由電纜80供給直流電力。

在本實(shí)施方式中，臂10延伸的方向(第1方向)與水平方向平行，支承體50延伸的方向(第2方向)與垂直方向平行。然而，不限定于這樣的構(gòu)成，例如如圖17所示，也可以是第1方向與垂直方向平行，第2方向與水平方向平行。

圖18是更詳細(xì)地表示支承體50以及臂10的構(gòu)成的圖。如圖所示，支承體50中的送電線圈52a比臂10中的受電線圈13a在第2方向(在本例中為z方向)上具有更長(zhǎng)的形狀的繞組。由此，即使線性致動(dòng)器40使臂10在第2方向上移動(dòng)，也可維持送電線圈52a和受電線圈13a的對(duì)向狀態(tài)。

線性致動(dòng)器40既可以設(shè)置于支承體50，也可以設(shè)置于臂10。也可以為，構(gòu)成線性致動(dòng)器40的多個(gè)部件的一部分設(shè)置于支承體50，另一部分設(shè)置于臂10。當(dāng)線性致動(dòng)器40中的馬達(dá)設(shè)置于支承體50的情況下，從外部的直流電源輸出的直流電力不僅供給給送電電路54而且也供給給線性致動(dòng)器40。當(dāng)線性致動(dòng)器40中的馬達(dá)設(shè)置于臂10的情況下，從受電電路16輸出的直流電力不僅供給給末端執(zhí)行器90而且也供給給線性致動(dòng)器40。

本實(shí)施方式中的送電線圈52a以及受電線圈13a與實(shí)施方式1同樣地，配置為使得送電線圈52a的送電面以及受電線圈13a的受電面與對(duì)臂10施加的載荷的方向平行。由此，能夠抑制耦合系數(shù)的變動(dòng)。

圖19a以及圖19b是用于說(shuō)明該效果的圖。圖19a表示在本實(shí)施方式的構(gòu)成中對(duì)臂10施加的載荷發(fā)生變化時(shí)的影響。圖19b表示在本實(shí)施方式的變形例的構(gòu)成中對(duì)臂10施加的載荷發(fā)生變化時(shí)的影響。如圖19a的例子那樣，如果送電面以及受電面與在載荷作用下產(chǎn)生的力的力矩的方向垂直，則即使在末端執(zhí)行器90保持重物的情況下，線圈間的對(duì)向狀態(tài)也不易被破壞，因此，能夠抑制耦合系數(shù)的變化。另一方面，如圖19b的例子那樣，在送電面以及受電面與在載荷作用下產(chǎn)生的力的力矩的方向平行的情況下，一旦末端執(zhí)行器90保持重物，則線圈間的對(duì)向狀態(tài)容易被破壞，因此，耦合系數(shù)的變化比較大。

接下來(lái)，說(shuō)明本實(shí)施方式的變形例。

圖20是表示本實(shí)施方式的變形例的圖。圖示的電動(dòng)裝置100除了圖16所示的構(gòu)成以外，還具備實(shí)施方式1那樣的臂進(jìn)行伸縮的機(jī)構(gòu)。該電動(dòng)裝置100與實(shí)施方式1同樣地，具備在前端設(shè)置有末端執(zhí)行器90的第2臂20、和使第2臂20相對(duì)于第1臂10在第1方向(在本例中為y方向)上移動(dòng)的線性致動(dòng)器30。由此，能夠使末端執(zhí)行器90不僅在第2方向(z方向)上移動(dòng)，而且也在第1方向(y方向)上移動(dòng)。

在本實(shí)施方式中，第1臂10具有受電天線13、送電天線12以及連接在它們之間的受電電路16和送電電路14。第2臂20具有連接在受電天線22與末端執(zhí)行器90(負(fù)載)之間的受電電路24。

圖21是表示圖20所示的電動(dòng)裝置100的構(gòu)成的框圖。在本例中，第1臂10具備受電電路16以及送電電路14這兩方。受電電路16具有連接在受電天線13與線性致動(dòng)器30之間的整流電路16a、受電控制電路16b以及受電側(cè)發(fā)送器16c。受電電路16的構(gòu)成與第2臂20中的受電電路24是同樣的。送電電路14具有連接在整流電路16a與送電天線12之間的逆變器電路14a、脈沖輸出電路14b、送電控制電路14c以及送電側(cè)接收器14d。送電電路14的構(gòu)成與支承體50中的送電電路54的構(gòu)成是同樣的。在本例中，第1臂10中的線性致動(dòng)器30的馬達(dá)通過(guò)從整流電路16a輸出的直流電力進(jìn)行工作，使第2臂20在y方向上移動(dòng)。

在圖21的構(gòu)成例中，使第2臂20在第1方向(y方向)上移動(dòng)的線性致動(dòng)器30設(shè)置于第1臂10，但也可以如參照?qǐng)D12b說(shuō)明的那樣，第2臂20具有線性致動(dòng)器30。在該情況下，在受電天線22與線性致動(dòng)器30之間、并且在受電天線22與負(fù)載(末端執(zhí)行器90)之間，連接有整流電路24a。同樣地，使第1臂10在第2方向(z方向)上移動(dòng)的線性致動(dòng)器40也可以設(shè)置于第1臂10。在該情況下，線性致動(dòng)器40與線性致動(dòng)器30同樣地，連接在整流電路16a的后段，通過(guò)來(lái)自整流電路16a的直流電力進(jìn)行工作。

由圖21可知，本實(shí)施方式的電動(dòng)裝置100可以說(shuō)是多級(jí)連接的無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)。支承體50相當(dāng)于送電裝置，第1臂10相當(dāng)于進(jìn)行送電以及受電的中繼裝置，第2臂20相當(dāng)于受電裝置。

如圖20所示，本實(shí)施方式的電動(dòng)裝置100具備旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)60，所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)60使支承體50、第1臂10、第2臂20以及末端執(zhí)行器90繞與第2方向(z方向)平行的軸旋轉(zhuǎn)。在圖21中省略了該旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)60的圖示，但對(duì)于旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)60，也可以應(yīng)用經(jīng)由送電天線以及受電天線的無(wú)線電力傳輸。旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)60也通過(guò)來(lái)自電源5的電力進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。

電動(dòng)裝置100也可以除了旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)60以外、或者代替旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)60，還具備由支承體50支承的第2旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。這樣的第2旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)例如具備馬達(dá)，所述馬達(dá)使第1臂10繞與第2方向(在圖20的例子中為z方向)平行的軸和與第1以及第2方向這兩方垂直的軸(在圖20的例子中為x方向)中的至少一方的軸旋轉(zhuǎn)。由此，能夠進(jìn)一步提高末端執(zhí)行器90的移動(dòng)的自由度。

圖22是示意性表示具有這樣的第2旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)60a的電動(dòng)裝置100的一例的圖。本例中的電動(dòng)裝置100具有使第1臂10繞x方向的旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的第2旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)60a。由此，能夠使臂10、20以及末端執(zhí)行器90在上下方向上也進(jìn)行移動(dòng)。

在以上的實(shí)施方式中，第2臂20是1級(jí)臂，但也可以將所連結(jié)的多級(jí)臂作為第2臂20。這樣的第2臂20附加有用于確定位置以及姿勢(shì)的1個(gè)以上的關(guān)節(jié)。為了增大自由度，還能夠構(gòu)成為設(shè)置有6軸或者7軸這樣的多個(gè)關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)。以下，對(duì)這樣的構(gòu)成的例子進(jìn)行說(shuō)明。

圖23a表示第2臂20包括經(jīng)由關(guān)節(jié)(旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu))60b、60c連結(jié)的多個(gè)部分的例子。圖23b表示第2臂20包括經(jīng)由關(guān)節(jié)60b連結(jié)的多個(gè)部分，在前端部具有伸縮機(jī)構(gòu)的例子。圖23c表示第2臂20包括經(jīng)由關(guān)節(jié)60b、60c連結(jié)的多個(gè)部分的另一例。在圖23c的例子中，關(guān)節(jié)60c的軸的方向與圖23a的例子不同。圖23d表示在第1臂與第2臂20之間無(wú)伸縮機(jī)構(gòu)，但第2臂20具有關(guān)節(jié)60b、60c的例子。不論在它們中的哪一個(gè)構(gòu)成中，都能夠大大地提高末端執(zhí)行器90的移動(dòng)的自由度。在這些例子中，能夠在第2臂20的內(nèi)部進(jìn)行多級(jí)的無(wú)線電力傳輸。多級(jí)的無(wú)線電力傳輸例如具有連接了多個(gè)如圖21表示的第1臂10這樣的中繼裝置而成的結(jié)構(gòu)。

這樣，末端執(zhí)行器90可以無(wú)需連接在與第1臂10直接連結(jié)的臂的部分，而設(shè)置在構(gòu)成第2臂20的多個(gè)臂部分的前端。

(實(shí)施方式3)

接下來(lái)，對(duì)本公開(kāi)的實(shí)施方式3進(jìn)行說(shuō)明。本實(shí)施方式的電動(dòng)裝置與實(shí)施方式1同樣地，具備使臂相對(duì)于支承體旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)以及使臂伸縮的直動(dòng)機(jī)構(gòu)。在本實(shí)施方式中，當(dāng)使臂前端的末端執(zhí)行器旋轉(zhuǎn)移動(dòng)時(shí)，首先使臂收縮，之后進(jìn)行旋轉(zhuǎn)移動(dòng)。由此，能夠降低旋轉(zhuǎn)所需的轉(zhuǎn)矩，抑制功耗。

物體進(jìn)行旋轉(zhuǎn)工作時(shí)的慣性力矩是在物體整體范圍內(nèi)對(duì)該物體的各部分的質(zhì)量與從該部分到旋轉(zhuǎn)軸的距離的平方的積進(jìn)行積分而得到的值。因此，當(dāng)使臂在伸展的狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)的情況下，相比于使臂在收縮的狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)的情況，慣性力矩變大。其結(jié)果是，臂的重心離中心越遠(yuǎn)，就需要越大的加減速轉(zhuǎn)矩，對(duì)馬達(dá)的負(fù)荷越大。另外，為了旋轉(zhuǎn)而需要越大的空間。

為了解決這樣的問(wèn)題，在本實(shí)施方式中，進(jìn)行在使臂的重心接近中心軸之后開(kāi)始旋轉(zhuǎn)的控制。由此，能夠減小對(duì)馬達(dá)的負(fù)荷，在空間方面也能夠進(jìn)行緊湊的移動(dòng)。

圖24是示意性表示本實(shí)施方式中的電動(dòng)裝置100的構(gòu)成的圖。該電動(dòng)裝置100具有與實(shí)施方式1中的電動(dòng)裝置100同樣的構(gòu)造。即，電動(dòng)裝置100具備：第1臂10，在第1方向上延伸；第2臂20，由第1臂10支承；線性致動(dòng)器30，設(shè)置于第1臂10或者第2臂20，使第2臂20相對(duì)于第1臂10在第1方向上移動(dòng)；支承體50，在與第1方向不同的第2方向上延伸，支承第1臂10；以及旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)60，使支承體50繞與第2方向平行的旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)60具有馬達(dá)，通過(guò)馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)使支承體50旋轉(zhuǎn)。第1臂10具有送電天線，第2臂具有受電天線。送電天線以非接觸方式向受電天線供給電力。受電天線向與受電天線電連接的負(fù)載提供所供給的電力。

本實(shí)施方式的電動(dòng)裝置100與實(shí)施方式1的電動(dòng)裝置100的不同點(diǎn)在于旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)60以及線性致動(dòng)器30的工作。電動(dòng)裝置100為，當(dāng)使支承體50旋轉(zhuǎn)時(shí)，首先，線性致動(dòng)器30使第2臂20的重心接近上述旋轉(zhuǎn)軸。即，在圖24所示的配置中，線性致動(dòng)器30使第2臂20在-y方向上移動(dòng)。之后，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)60使支承體50旋轉(zhuǎn)期望的角度。之后，線性致動(dòng)器30使第2臂20的重心遠(yuǎn)離該旋轉(zhuǎn)軸而使末端執(zhí)行器90到達(dá)期望的位置。

為了實(shí)現(xiàn)上述的工作，電動(dòng)裝置100具有與線性致動(dòng)器30以及旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)60中的各自的馬達(dá)電連接的控制電路150。控制電路150輸出控制各馬達(dá)的控制信號(hào)，使線性致動(dòng)器30以及旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)60執(zhí)行上述的工作?？刂齐娐?50例如可以是單片機(jī)等具備存儲(chǔ)器以及處理器的集成電路。此外，控制電路150也可以設(shè)置在獨(dú)立于電動(dòng)裝置100的其他裝置中。也可以以有線或者無(wú)線方式從這樣的外部的控制電路150向線性致動(dòng)器30以及旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)60發(fā)送該控制信號(hào)。

圖25是示意性表示本實(shí)施方式中的上述工作的概念圖。圖中的o點(diǎn)表示旋轉(zhuǎn)軸的位置，a點(diǎn)表示末端執(zhí)行器90的初始位置。圖25表示在使末端執(zhí)行器90從a點(diǎn)移動(dòng)到以旋轉(zhuǎn)軸為中心的同一半徑的圓周上的b點(diǎn)的情況下的末端執(zhí)行器90的軌跡。當(dāng)然，也可以是a點(diǎn)和b點(diǎn)離o點(diǎn)的距離不同。在圖25中，黑圓點(diǎn)表示末端執(zhí)行器90的位置。在初始狀態(tài)下位于a點(diǎn)的末端執(zhí)行器90因使臂20收縮，移動(dòng)到a’點(diǎn)。接下來(lái)，繞o點(diǎn)旋轉(zhuǎn)，移動(dòng)到b’點(diǎn)。然后，因使臂20伸展，移動(dòng)到b點(diǎn)。

圖26是表示在上述工作中控制電路150對(duì)電動(dòng)裝置100發(fā)出的指示的順序的流程圖。在此，末端執(zhí)行器90是手，對(duì)手抓取物品后移動(dòng)到預(yù)定的位置并放開(kāi)該物品的工作進(jìn)行說(shuō)明。該工作可以通過(guò)處理器執(zhí)行保存在控制電路150的存儲(chǔ)器中的計(jì)算機(jī)程序來(lái)實(shí)現(xiàn)。

控制電路150首先向末端執(zhí)行器90發(fā)出抓取物品的指示(步驟s101)。該指示例如通過(guò)以有線或者無(wú)線方式從控制電路150向末端執(zhí)行器90內(nèi)的各馬達(dá)發(fā)送的控制信號(hào)來(lái)進(jìn)行。當(dāng)末端執(zhí)行器90抓取到物品時(shí)，控制電路150指示線性致動(dòng)器30，以使移動(dòng)臂20收縮預(yù)定量。使移動(dòng)臂20收縮的量根據(jù)被請(qǐng)求的工作速度、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)60的馬達(dá)的性能以及設(shè)置場(chǎng)所的空間余裕來(lái)適當(dāng)?shù)貨Q定。接下來(lái)，控制電路150指示旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)60，以使臂10、20旋轉(zhuǎn)預(yù)定的角度(步驟s103)。旋轉(zhuǎn)量設(shè)定為o點(diǎn)到a點(diǎn)的線段和o點(diǎn)到b點(diǎn)的線段之間所成的角度。接下來(lái)，控制電路150指示線性致動(dòng)器30，以使移動(dòng)臂20伸展到目標(biāo)長(zhǎng)度(步驟s104)。當(dāng)末端執(zhí)行器90到達(dá)b點(diǎn)時(shí)，控制電路150指示末端執(zhí)行器90，以使其放開(kāi)物品(步驟s105)。

通過(guò)以上的工作，本實(shí)施方式的電動(dòng)裝置100能夠減小對(duì)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)60中的馬達(dá)的負(fù)荷，能夠使末端執(zhí)行器90空間緊湊地移動(dòng)。

如本實(shí)施方式這樣進(jìn)行使前端在收縮之后旋轉(zhuǎn)并再次伸展這一控制的情況下，線性致動(dòng)器30的伸縮工作的頻度變高。如圖2a以及圖2b所示的比較例那樣，當(dāng)在進(jìn)行伸縮工作的地方存在電纜的情況下，需要設(shè)置保持伸縮時(shí)的電纜的電纜拖鏈(cableveyor)(注冊(cè)商標(biāo))等。然而，在這樣的構(gòu)成中，每次伸縮電纜都反復(fù)彎曲，由此會(huì)導(dǎo)致電纜的劣化以及斷線。因此，需要定期地更換電纜等的保養(yǎng)維修。相對(duì)于此，在本實(shí)施方式中，對(duì)伸縮部應(yīng)用無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)，能夠排除電纜。因此，能夠解決電纜的劣化以及斷線的問(wèn)題。

(實(shí)施方式4)

圖27是示意性表示本公開(kāi)的實(shí)施方式4中的電動(dòng)裝置100的構(gòu)成的圖。該電動(dòng)裝置100與實(shí)施方式3的電動(dòng)裝置的不同點(diǎn)在于，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)60并非設(shè)置于支承體50的根基部，而是設(shè)置于支承體50與第1臂10的連結(jié)部。本實(shí)施方式中的電動(dòng)裝置100具備：支承體50；旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)60，由支承體50支承，繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)；第1臂10，在第1方向上延伸，與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)60連結(jié)，繞上述旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)；第2臂20，由第1臂10支承；以及線性致動(dòng)器30，設(shè)置于第1臂10或者第2臂20，使第2臂20相對(duì)于第1臂10在第1方向上移動(dòng)。各構(gòu)成要素的構(gòu)造與實(shí)施方式3中的相同。

如圖27所示，在本實(shí)施方式中，通過(guò)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)60，能夠使末端執(zhí)行器90上下旋轉(zhuǎn)移動(dòng)。

在本實(shí)施方式中，當(dāng)進(jìn)行臂10、20的旋轉(zhuǎn)工作時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生在實(shí)施方式3中說(shuō)明的問(wèn)題。因此，在本實(shí)施方式中也進(jìn)行與實(shí)施方式3同樣的控制。即，當(dāng)使第1臂旋轉(zhuǎn)時(shí)，首先，線性致動(dòng)器30使第2臂20的重心接近旋轉(zhuǎn)軸，之后，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)60使第1臂10旋轉(zhuǎn)。然后，線性致動(dòng)器30使第2臂20的重心遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)軸。這樣的工作通過(guò)控制電路150控制旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)60以及線性致動(dòng)器30的馬達(dá)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

在本實(shí)施方式中，當(dāng)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)工作時(shí)，也在暫且使第2臂20收縮之后再進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。因此，能夠減小對(duì)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)60中的馬達(dá)的負(fù)荷，能夠使末端執(zhí)行器90空間緊湊地移動(dòng)。

此外，在本實(shí)施方式中，也與實(shí)施方式3同樣地，可以設(shè)置使支承體50旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)60。在該情況下，當(dāng)進(jìn)行各旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)60的旋轉(zhuǎn)工作時(shí)，通過(guò)進(jìn)行上述的控制，則不論哪個(gè)旋轉(zhuǎn)工作，都能夠進(jìn)行低負(fù)荷且省空間的工作。

接下來(lái)，示例本公開(kāi)的其他實(shí)施方式。

圖28是表示本公開(kāi)的其他實(shí)施方式的圖。該實(shí)施方式中的電動(dòng)裝置具備：臂10，在第1方向上延伸；支承體50，在與第1方向不同的第2方向上延伸，支承臂10；旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)60，使支承體50繞與第2方向平行的旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)；以及線性致動(dòng)器30，使臂10的重心在第1方向上移動(dòng)。線性致動(dòng)器30設(shè)置于支承體50或者臂10。在該實(shí)施方式中，支承體50與臂10之間也進(jìn)行基于送電天線和受電天線的無(wú)線電力傳輸。

在該實(shí)施方式中，同樣，當(dāng)使臂10旋轉(zhuǎn)時(shí)，首先，線性致動(dòng)器30使臂10的重心接近旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)60的旋轉(zhuǎn)軸。然后，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)60使支承體50旋轉(zhuǎn)。之后，線性致動(dòng)器30使臂10的重心遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)60的旋轉(zhuǎn)軸。

通過(guò)這樣的工作，在本實(shí)施方式中，也能夠降低對(duì)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)60的馬達(dá)的負(fù)荷，能夠進(jìn)行省空間的移動(dòng)。

圖29a是表示變更了實(shí)施方式3中的電動(dòng)裝置100的配置朝向的例子的圖。在本例中，電動(dòng)裝置100設(shè)置于壁面，能夠使臂10、20繞與平行于水平面的y軸平行的旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。

圖29b是表示本例中的在載荷作用下產(chǎn)生的力的力矩的朝向的圖。如圖29b的左側(cè)所示，當(dāng)臂10、20向x軸的正方向側(cè)擺動(dòng)時(shí)，在載荷作用下產(chǎn)生的力的力矩的朝向是+y方向。相反地，如圖29b的右側(cè)所示，當(dāng)臂10、20向x軸的負(fù)方向側(cè)擺動(dòng)時(shí)，在載荷作用下產(chǎn)生的力的力矩的朝向是-y方向。為了抑制該力矩對(duì)送電線圈與受電線圈的耦合系數(shù)造成的影響，在本例中，配置為使得送電線圈的送電面以及受電線圈的受電面與xz面平行。

圖30a是表示變更了實(shí)施方式4中的電動(dòng)裝置100的配置朝向的例子的圖。在本例中，電動(dòng)裝置100設(shè)置于壁面，能夠使臂10、20繞與平行于水平面的x軸平行的旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。

圖30b是表示本例中的在載荷作用下產(chǎn)生的力的力矩的朝向的圖。如圖30b的左側(cè)所示，當(dāng)臂10、20向y軸的負(fù)方向側(cè)擺動(dòng)時(shí)，在載荷作用下產(chǎn)生的力的力矩的朝向是+x方向。相反地，如圖30b的右側(cè)所示，當(dāng)臂10、20向y軸的正方向側(cè)擺動(dòng)時(shí)，在載荷作用下產(chǎn)生的力的力矩的朝向是-x方向。為了抑制該力矩對(duì)送電線圈與受電線圈的耦合系數(shù)造成的影響，在本例中，也配置為使得送電線圈的送電面以及受電線圈的受電面與zy面平行。

如上所述，本公開(kāi)包括以下的項(xiàng)目所記載的電動(dòng)裝置以及控制方法。

[項(xiàng)目1]

一種電動(dòng)裝置，具備：

第1臂，在第1方向上延伸；

第2臂，由所述第1臂支承；以及

第1線性致動(dòng)器，設(shè)置于所述第1臂或者所述第2臂，使所述第2臂相對(duì)于所述第1臂在所述第1方向上移動(dòng)，

所述第1臂具有第1送電天線，

所述第2臂具有第1受電天線，

所述第1送電天線以非接觸方式向所述第1受電天線供給電力，

所述第1受電天線向與所述第1受電天線電連接的負(fù)載提供所述供給的電力。

[項(xiàng)目2]

根據(jù)項(xiàng)目1記載的電動(dòng)裝置，

所述第1送電天線包括第1送電線圈，

所述第1受電天線包括第1受電線圈，

所述第1送電線圈與所述第1受電線圈電磁耦合而以非接觸方式向所述第1受電線圈供給所述電力。

[項(xiàng)目3]

根據(jù)項(xiàng)目2記載的電動(dòng)裝置，

所述第1送電線圈具有由所述第1送電線圈的外周包圍的第1送電面，

所述第1受電線圈具有由所述第1受電線圈的外周包圍的第1受電面，

所述第1送電面以及所述第1受電面與對(duì)所述第2臂施加的載荷的方向平行。

[項(xiàng)目4]

根據(jù)項(xiàng)目1至3中任一項(xiàng)所述的電動(dòng)裝置，

還具備支承體，所述支承體在與所述第1方向不同的第2方向上延伸，支承所述第1臂。

[項(xiàng)目5]

根據(jù)項(xiàng)目4記載的電動(dòng)裝置，

還具備第2線性致動(dòng)器，所述第2線性致動(dòng)器設(shè)置于所述支承體或者所述第1臂，使所述第1臂在所述第2方向上移動(dòng)，

所述支承體具有第2送電天線，

所述第1臂還具有第2受電天線，

所述第2送電天線以非接觸方式向所述第2受電天線供給電力。

[項(xiàng)目6]

根據(jù)項(xiàng)目5記載的電動(dòng)裝置，

所述第2送電天線包括第2送電線圈，

所述第2受電天線包括第2受電線圈，

所述第2送電線圈與所述第2受電線圈電磁耦合而以非接觸方式向所述第2受電線圈供給電力。

[項(xiàng)目7]

根據(jù)項(xiàng)目6記載的電動(dòng)裝置，

所述第2送電線圈具有由所述第2送電線圈的外周包圍的第2送電面，

所述第2受電線圈具有由所述第2受電線圈的外周包圍的第2受電面，

所述第2送電面以及所述第2受電面與對(duì)所述第1臂施加的載荷的方向平行。

[項(xiàng)目8]

根據(jù)項(xiàng)目5至7中任一項(xiàng)所述的電動(dòng)裝置，

所述第1臂具有所述第1線性致動(dòng)器，

所述第1臂還具有：

連接在所述第2受電天線與所述第1線性致動(dòng)器之間的第1整流電路；以及

連接在所述第1整流電路與所述第1送電天線之間的第1逆變器電路，

所述第2臂還具有連接在所述第1受電天線與所述負(fù)載之間的第2整流電路。

[項(xiàng)目9]

根據(jù)項(xiàng)目5至7中任一項(xiàng)所述的電動(dòng)裝置，

所述第2臂具有所述第1線性致動(dòng)器，

所述第2臂還具有整流電路，所述整流電路連接在所述第1受電天線與所述第1線性致動(dòng)器之間，并且連接在所述第1受電天線與所述負(fù)載之間。

[項(xiàng)目10]

根據(jù)項(xiàng)目5至9中任一項(xiàng)所述的電動(dòng)裝置，

還具有第1旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，所述第1旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)使所述支承體繞與所述第2方向平行的軸旋轉(zhuǎn)。

[項(xiàng)目11]

根據(jù)項(xiàng)目5至10中任一項(xiàng)所述的電動(dòng)裝置，

還具備第2旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，所述第2旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由所述支承體支承，使所述第1臂繞與所述第2方向平行的軸和與所述第1以及第2方向這兩方垂直的軸中的至少一方的軸旋轉(zhuǎn)。

[項(xiàng)目12]

根據(jù)項(xiàng)目1至11中任一項(xiàng)所述的電動(dòng)裝置，

還具備配置在第2臂前端的末端執(zhí)行器，

所述負(fù)載是所述末端執(zhí)行器。

[項(xiàng)目13]

一種電動(dòng)裝置，具備：

臂，在第1方向上延伸；

支承體，在與所述第1方向不同的第2方向上延伸，支承所述臂；以及

線性致動(dòng)器，設(shè)置于所述支承體以及所述臂中的至少一方，使所述臂在所述第2方向上移動(dòng)，

所述支承體具有送電天線，

所述臂具有受電天線，

所述送電天線以非接觸方式向所述受電天線供給電力，

所述受電天線向與所述受電天線電連接的負(fù)載提供所述供給的電力。

[項(xiàng)目14]

根據(jù)項(xiàng)目13記載的電動(dòng)裝置，

所述送電天線包括送電線圈，

所述受電天線包括受電線圈，

所述送電線圈與所述受電線圈電磁耦合而以非接觸方式向所述受電線圈供給電力。

[項(xiàng)目15]

根據(jù)項(xiàng)目14記載的電動(dòng)裝置，

所述送電線圈具有由所述送電線圈的外周包圍的送電面，

所述受電線圈具有由所述受電線圈的外周包圍的受電面，

所述送電面以及所述受電面與對(duì)所述臂施加的載荷的方向平行。

[項(xiàng)目16]

根據(jù)項(xiàng)目13至15中任一項(xiàng)所述的電動(dòng)裝置，

所述支承體還具有與所述送電天線連接的逆變器電路，

所述臂還具有連接在所述受電天線與所述負(fù)載之間的整流電路。

[項(xiàng)目17]

根據(jù)項(xiàng)目13至16中任一項(xiàng)所述的電動(dòng)裝置，

還具備第1旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，所述第1旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)使所述支承體繞與所述第2方向平行的軸旋轉(zhuǎn)。

[項(xiàng)目18]

根據(jù)項(xiàng)目13至17中任一項(xiàng)所述的電動(dòng)裝置，

還具有第2旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，所述第2旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由所述支承體支承，使所述臂繞與所述第2方向平行的軸和與所述第1以及第2方向這兩方垂直的軸中的至少一方的軸旋轉(zhuǎn)。

[項(xiàng)目19]

根據(jù)項(xiàng)目13至18中任一項(xiàng)所述的電動(dòng)裝置，

還具備配置在所述臂前端的末端執(zhí)行器，

所述負(fù)載是所述末端執(zhí)行器。

[項(xiàng)目20]

一種電動(dòng)裝置，具備：

第1臂，在第1方向上延伸；

第2臂，由所述第1臂支承；

線性致動(dòng)器，設(shè)置于所述第1臂或者所述第2臂，使所述第2臂相對(duì)于所述第1臂在所述第1方向上移動(dòng)；

支承體，在與所述第1方向不同的第2方向上延伸，支承所述第1臂；以及

旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，使所述支承體繞與所述第2方向平行的旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，

所述第1臂具有送電天線，

所述第2臂具有受電天線，

所述送電天線以非接觸方式向所述受電天線供給電力，

所述受電天線向與所述受電天線電連接的負(fù)載提供所述供給的電力，

當(dāng)使所述支承體旋轉(zhuǎn)時(shí)，

首先，所述線性致動(dòng)器使所述第2臂的重心接近所述旋轉(zhuǎn)軸，

之后，所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)使所述支承體旋轉(zhuǎn)。

[項(xiàng)目21]

根據(jù)項(xiàng)目20記載的電動(dòng)裝置，

當(dāng)使所述支承體旋轉(zhuǎn)時(shí)，

首先，所述線性致動(dòng)器使所述第2臂的重心接近所述旋轉(zhuǎn)軸，

之后，所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)使所述支承體旋轉(zhuǎn)，

之后，所述線性致動(dòng)器使所述第2臂的所述重心遠(yuǎn)離所述旋轉(zhuǎn)軸。

[項(xiàng)目22]

根據(jù)項(xiàng)目20或21記載的電動(dòng)裝置，

還具備控制所述線性致動(dòng)器以及所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的控制電路，

當(dāng)使所述支承體旋轉(zhuǎn)時(shí)，

所述控制電路，

首先，控制所述線性致動(dòng)器，使所述第2臂的重心接近所述旋轉(zhuǎn)軸，

之后，控制所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，使所述支承體旋轉(zhuǎn)。

[項(xiàng)目23]

根據(jù)項(xiàng)目22記載的電動(dòng)裝置，

當(dāng)使所述支承體旋轉(zhuǎn)時(shí)，

所述控制電路，

首先，控制所述線性致動(dòng)器，使所述第2臂的重心接近所述旋轉(zhuǎn)軸，

之后，控制所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，使所述支承體旋轉(zhuǎn)，

之后，控制所述線性致動(dòng)器，使所述第2臂的所述重心遠(yuǎn)離所述旋轉(zhuǎn)軸。

[項(xiàng)目24]

根據(jù)項(xiàng)目20至23中任一項(xiàng)所述的電動(dòng)裝置，

所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)具有馬達(dá)，通過(guò)所述馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)使所述支承體旋轉(zhuǎn)。

[項(xiàng)目25]

一種電動(dòng)裝置，具備：

支承體；

旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，由所述支承體支承，繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)；

第1臂，在第1方向上延伸，與所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)連結(jié)，繞所述旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)；

第2臂，由所述第1臂支承；以及

線性致動(dòng)器，設(shè)置于所述第1臂或者所述第2臂，使所述第2臂相對(duì)于所述第1臂在所述第1方向上移動(dòng)，

所述第1臂具有送電天線，

所述第2臂具有受電天線，

所述送電天線以非接觸方式向所述受電天線供給電力，

所述受電天線向與所述受電天線電連接的負(fù)載提供所述供給的電力，

當(dāng)使所述第1臂旋轉(zhuǎn)時(shí)，

首先，所述線性致動(dòng)器使所述第2臂的重心接近所述旋轉(zhuǎn)軸，

之后，所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)使所述第1臂旋轉(zhuǎn)。

[項(xiàng)目26]

根據(jù)項(xiàng)目25記載的電動(dòng)裝置，

當(dāng)使所述第1臂旋轉(zhuǎn)時(shí)，

首先，所述線性致動(dòng)器使所述第2臂的重心接近所述旋轉(zhuǎn)軸，

之后，所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)使所述第1臂旋轉(zhuǎn)，

之后，所述線性致動(dòng)器使所述第2臂的所述重心遠(yuǎn)離所述旋轉(zhuǎn)軸。

[項(xiàng)目27]

根據(jù)項(xiàng)目25或26記載的電動(dòng)裝置，

還具備控制所述線性致動(dòng)器以及所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的控制電路，

當(dāng)使所述第1臂旋轉(zhuǎn)時(shí)，

所述控制電路，

首先，控制所述線性致動(dòng)器，使所述第2臂的重心接近所述旋轉(zhuǎn)軸，

之后，控制所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，使所述第1臂旋轉(zhuǎn)。

[項(xiàng)目28]

根據(jù)項(xiàng)目27記載的電動(dòng)裝置，

當(dāng)使所述第1臂旋轉(zhuǎn)時(shí)，

所述控制電路，

首先，控制所述線性致動(dòng)器，使所述第2臂的重心接近所述旋轉(zhuǎn)軸，

之后，控制所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，使所述第1臂旋轉(zhuǎn)，

之后，控制所述線性致動(dòng)器，使所述第2臂的所述重心遠(yuǎn)離所述旋轉(zhuǎn)軸。

[項(xiàng)目29]

根據(jù)項(xiàng)目25至28中任一項(xiàng)所述的電動(dòng)裝置，

所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)具有馬達(dá)，通過(guò)所述馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)使所述第2臂旋轉(zhuǎn)。

[項(xiàng)目30]

根據(jù)項(xiàng)目20至29中任一項(xiàng)所述的電動(dòng)裝置，

所述送電天線包括送電線圈，

所述受電天線包括受電線圈，

所述送電線圈與所述受電線圈電磁耦合而以非接觸方式向所述受電線圈供給電力。

[項(xiàng)目31]

根據(jù)項(xiàng)目30記載的電動(dòng)裝置，

所述送電線圈具有由所述送電線圈的外周包圍的送電面，

所述受電線圈具有由所述受電線圈的外周包圍的受電面，

所述送電面以及所述受電面與對(duì)所述第2臂施加的載荷的方向平行。

[項(xiàng)目32]

根據(jù)項(xiàng)目20至31中任一項(xiàng)所述的電動(dòng)裝置，

所述第1臂還具有與所述送電天線連接的逆變器電路，

所述第2臂還具有連接在所述受電天線與所述負(fù)載之間的整流電路。

[項(xiàng)目33]

根據(jù)項(xiàng)目20至32中任一項(xiàng)所述的電動(dòng)裝置，

還具備配置在第2臂前端的末端執(zhí)行器，

所述負(fù)載是所述末端執(zhí)行器。

[項(xiàng)目34]

一種電動(dòng)裝置的控制方法，所述電動(dòng)裝置具備：

第1臂，具有送電天線，在第1方向上延伸；

第2臂，具有受電天線，由所述第1臂支承；

線性致動(dòng)器，設(shè)置于所述第1臂或者所述第2臂，使所述第2臂相對(duì)于所述第1臂在所述第1方向上移動(dòng)；

支承體，在與所述第1方向不同的第2方向上延伸，支承所述第1臂；以及

旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，使所述支承體繞與所述第2方向平行的旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，

所述送電天線以非接觸方式向所述受電天線供給電力，

所述受電天線向與所述受電天線電連接的負(fù)載提供所述供給的電力，

所述控制方法包括：

當(dāng)使所述支承體旋轉(zhuǎn)時(shí)，

首先，控制所述線性致動(dòng)器，使所述第2臂的重心接近所述旋轉(zhuǎn)軸，

之后，控制所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，使所述支承體旋轉(zhuǎn)。

[項(xiàng)目35]

一種電動(dòng)裝置的控制方法，所述電動(dòng)裝置具備：

支承體；

旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，由所述支承體支承，繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)；

第1臂，在第1方向上延伸，與所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)連結(jié)，繞所述旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)；

第2臂，由所述第1臂支承；以及

線性致動(dòng)器，設(shè)置于所述第1臂或者所述第2臂，使所述第2臂相對(duì)于所述第1臂在所述第1方向上移動(dòng)，

所述第1臂具有送電天線，

所述第2臂具有受電天線，

所述送電天線以非接觸方式向所述受電天線供給電力，

所述受電天線向與所述受電天線電連接的負(fù)載提供所述供給的電力，

所述控制方法包括：

當(dāng)使所述第1臂旋轉(zhuǎn)時(shí)，

首先，控制所述線性致動(dòng)器，使所述第2臂的重心接近所述旋轉(zhuǎn)軸，

之后，控制所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，使所述第1臂旋轉(zhuǎn)。

[項(xiàng)目36]

根據(jù)項(xiàng)目34或35記載的電動(dòng)裝置的控制方法，

在使所述支承體或者所述第1臂旋轉(zhuǎn)之后，控制所述線性致動(dòng)器，使所述第2臂的所述重心遠(yuǎn)離所述旋轉(zhuǎn)軸。

產(chǎn)業(yè)上的可利用性

本公開(kāi)的技術(shù)例如能夠利用于在工廠等所使用的機(jī)器人等電動(dòng)裝置。