本公開涉及具備臂(arm)的電動裝置。

背景技術：

開發了使用連接在一個或多個臂的前端的末端執行器來進行各種各樣工作的電動裝置(例如機器手裝置)。這樣的電動裝置例如被用于工廠中的物品的搬運等各種作業。

專利文獻1公開了經由可旋轉的多個關節將多個臂串聯連結的垂直多關節型的機器人裝置。在該機器人裝置中，經由電纜向各關節中的旋轉機構以及臂前端的末端執行器供給電力。

現有技術文獻

專利文獻1：日本特開2015-104764號公報

技術實現要素：

在現有技術中，在臂的可動部分存在電纜，因此，末端執行器的可動區域受到制約。再者，希望在進行臂的旋轉工作時，降低對旋轉機構的負荷。

本公開提供一種電動裝置，所述電動裝置具備能夠解決相關課題的新的構造。

為了解決上述課題，本公開的一個技術方案所涉及的電動裝置具備：

第1臂，在第1方向上延伸；

第2臂，由所述第1臂支承；

線性致動器，設置于所述第1臂或者所述第2臂，使所述第2臂相對于所述第1臂在所述第1方向上移動；

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

旋轉機構，使所述支承體繞與所述第2方向平行的旋轉軸旋轉，

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載提供所述供給的電力，

當使所述支承體旋轉時，

首先，所述線性致動器使所述第2臂的重心接近所述旋轉軸，

之后，所述旋轉機構使所述支承體旋轉。

本公開的另一技術方案所涉及的電動裝置具備：

支承體；

旋轉機構，由所述支承體支承，繞旋轉軸旋轉；

第1臂，在第1方向上延伸，與所述旋轉機構連結，繞所述旋轉軸旋轉；

第2臂，由所述第1臂支承；以及

線性致動器，設置于所述第1臂或者所述第2臂，使所述第2臂相對于所述第1臂在所述第1方向上移動，

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載提供所述供給的電力，

當使所述第1臂旋轉時，

首先，所述線性致動器使所述第2臂的重心接近所述旋轉軸，

之后，所述旋轉機構使所述第1臂旋轉。

這些總括性或者具體的技術方案可以通過系統、方法、集成電路、計算機程序或者記錄介質來實現。或者，也可以通過系統、裝置、方法、集成電路、計算機程序以及記錄介質的任意的組合來實現。

根據本公開的一個技術方案，在第1臂與第2臂之間、或者在支承體與臂之間，進行使用送電天線以及受電天線的無線電力傳輸。因此，能夠減少末端執行器的可動區域的制約。再者，當使支承體或者第1臂旋轉時，在使第2臂的重心接近旋轉軸之后開始旋轉工作。因此，能夠降低旋轉所需的轉矩。

附圖說明

圖1a是示意性表示垂直多關節型的機器人的一例(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的狀態的例子的圖。

圖1c是表示比較例1的問題的圖。

圖2a是示意性表示具備使臂伸縮的機構的機器人的一例(比較例2)的圖。

圖2b是表示比較例2的問題的圖。

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

圖3b是表示比較例3的問題的圖。

圖4是示意性表示本公開的實施方式1中的電動裝置100的構成的圖。

圖5是表示本公開的實施方式1中的電動裝置100的另一配置例的圖。

圖6是更詳細地表示第1臂10以及第2臂20的構成的圖。

圖7a是表示線性致動器30的構成例的圖。

圖7b是表示線性致動器30的另一構成例的圖。

圖8a是表示實施方式1中的送電線圈12a以及受電線圈22a的配置關系的圖。

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所示的構成中使第2臂20伸展時的影響的圖。

圖9b是表示在載荷作用下產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所示的構成中使第2臂20伸展時的影響的圖。

圖10是表示圖9a以及圖9d各自的構成中的耦合系數對于第2臂20的引出量的變化的例子的圖。

圖11是表示電動裝置100的另一例的圖。

圖12a是表示電動裝置100的電路結構的一例的框圖。

圖12b是表示電動裝置100的電路結構的另一例的圖。

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的構成例的圖。

圖14b是表示逆變器電路14a的另一構成例的圖。

圖15是表示整流電路24a的構成例的圖。

圖16是表示本公開的實施方式2中的電動裝置100的構成的圖。

圖17是表示本公開的實施方式2中的電動裝置100的另一配置例的圖。

圖18是更詳細地表示實施方式2中的支承體50以及臂10的構成的圖。

圖19a是表示在實施方式2的構成中對臂10施加的載荷發生變化時的影響的圖。

圖19b是表示在實施方式2的變形例的構成中對臂10施加的載荷發生變化時的影響的圖。

圖20是表示實施方式2的變形例的圖。

圖21是表示圖20所示的電動裝置100的構成的框圖。

圖22是表示具有第2旋轉機構60a的電動裝置100的一例的圖。

圖23a是表示第2臂20包括經由關節(旋轉機構)60b、60c連結的多個部分的例子的圖。

圖23b是表示第2臂20包括經由關節60b連結的多個部分，在前端部具有伸縮機構的例子的圖。

圖23c是表示第2臂20包括經由關節60b、60c連結的多個部分的另一例的圖。

圖23d是表示在第1臂與第2臂20之間無伸縮機構，第2臂20具有關節60b、60c的例子的圖。

圖24是示意性表示本公開的實施方式3中的電動裝置100的構成的圖。

圖25是示意性表示實施方式3中的工作的概念圖。

圖26是表示在實施方式3中控制電路150對電動裝置100發出的指示的順序的流程圖。

圖27是示意性表示本公開的實施方式4中的電動裝置100的構成的圖。

圖28是表示本公開的其他實施方式的圖。

圖29a是表示變更了實施方式3中的電動裝置100的配置朝向的例子的圖。

圖29b是表示圖29a的構成例中的在載荷作用下產生的力的力矩的朝向的圖。

圖30a是表示變更了實施方式4中的電動裝置100的配置朝向的例子的圖。

圖30b是表示圖30a的構成例中的在載荷作用下產生的力的力矩的朝向的圖。

標號說明

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：送電側接收器16：受電電路

16a：整流電路16b：受電控制電路

16c：受電側發送器20：第2臂(移動臂)

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：受電側發送器

30：第1線性致動器32：馬達

34：滾珠絲杠40：第2線性致動器

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：旋轉機構

80：電纜90：末端執行器(負載)

100：電動裝置110：伸縮臂

120：直動臂150：控制電路

210：臂230：關節

250：支承體260：旋轉機構

270：手(末端執行器)280：電纜

具體實施方式

(成為本公開的基礎的見解)

在說明本公開的實施方式之前，對成為本公開的基礎的見解進行說明。

關于在背景技術中說明的現有的機器人裝置，本發明人發現會產生以下的問題。

圖1a是示意性表示垂直多關節型的機器人的一例(比較例1)的圖。該機器人具備支承體250、由支承體250支承的兩個臂210、以及連接在臂210前端的手(末端執行器)270。支承體250、兩個臂210以及手270經由可旋轉的多個關節230串聯連結。支承體250由旋轉機構260支承，能夠繞垂直方向的軸旋轉。各個關節230以及手270中的馬達由未圖示的電源經由電纜供給電力。

這樣的垂直多關節型的機器人通過使各個關節230旋轉而將臂210折疊，能夠使手270移動。圖1b表示臂210被折疊而手270接近支承體250的狀態的例子。此時，出現被折疊的臂210所形成的折疊區域。由此，存在如下問題：設置所需的空間變大，其結果是，手270的可動區域可能受限。

圖1c是表示該問題的圖。在圖示的例子中，手270準備抓取位于架子中的物品并使其移動到其他位置。在想要使手270進入架子的內部時，臂210的折疊區域會與擱板相互干涉。由于該干涉，無法使手270到達架子的最深部。這樣，無法充分利用臂210的長度。

為了解決這樣的問題，可考慮并非通過旋轉機構而是通過直動機構使手270在前后方向上移動的結構。

圖2a是示意性表示具有這樣的結構的機器人的一例(比較例2)的圖。該機器人的兩個臂210并非經由關節(旋轉機構)而是經由線性致動器(直動機構)連結。由此，能夠使臂210伸縮，使手270在前后方向上移動。臂210內的線性致動器以及前端的手270通過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器以及手270內的馬達的控制信號。

通過導入這樣的可伸縮的臂的機構，能夠使臂210不受擱板的干涉，使手270到達架子的最深部。然而，在該比較例的構造中，如圖2b所示，當使臂210收縮時，有可能導致電纜280與擱板相互干涉。再者，由于電纜280反復彎曲，有可能導致電纜280劣化或者斷線。

在圖3a所示的構成中也會產生同樣的問題。

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

通過導入這樣的直動型的臂機構，能夠使手270相對于架子的開口面平行地移動。即，能夠保持與架子的距離不變，以單自由度進行手270的定位。然而，在本例中，如圖3b所示，也可能產生電纜280與地面的相互干涉。伴隨電纜280的干涉以及反復彎曲，可能產生電纜280的劣化以及斷線的問題。

本發明人發現了比較例1～3中的上述的問題，對用于解決這些問題的構成進行了研究。本發明人發現通過將電纜從連結2個臂210的地方、或者從連結支承體250和臂210的地方排除，能夠解決上述的問題。

基于以上的考察，本發明人想到了以下說明的本公開的各技術方案。

本公開的一個技術方案所涉及的電動裝置具備：

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線性致動器，設置于所述第1臂或者所述第2臂，使所述第2臂相對于所述第1臂在所述第1方向上移動，

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載提供所述供給的電力。

根據上述技術方案，

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。其結果是，能夠減少末端執行器的可動區域的制約。另外，能夠解決如參照圖2a以及圖2b說明的那樣，由于在臂的可動部分存在電纜而導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題。因此，能夠無需進行定期地更換電纜等保養維修，或者能夠減少其頻度。

本公開的另一技術方案所涉及的電動裝置具備：

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

線性致動器，設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，

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載提供所述供給的電力。

根據上述技術方案，

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。其結果是，能夠減少末端執行器的可動區域的制約。另外，能夠解決參照圖3a以及圖3b說明的電纜的劣化或者斷線的問題。因此，能夠無需進行定期地更換電纜等保養維修，或者能夠減少其頻度。

本公開的另一技術方案所涉及的電動裝置具備：

第1臂，在第1方向上延伸；

第2臂，由所述第1臂支承；

線性致動器，設置于所述第1臂或者所述第2臂，使所述第2臂相對于所述第1臂在所述第1方向上移動；

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

旋轉機構，使所述支承體繞與所述第2方向平行的旋轉軸旋轉，

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載提供所述供給的電力，

當使所述支承體旋轉時，

首先，所述線性致動器使所述第2臂的重心接近所述旋轉軸，

之后，所述旋轉機構使所述支承體旋轉。

根據上述技術方案，

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。其結果是，能夠減少末端執行器的可動區域的制約。另外，能夠避免參照圖2a以及圖2b說明的電纜的劣化或者斷線的問題。因此，能夠無需進行定期地更換電纜等保養維修，或者能夠減少其頻度。

再者，根據上述技術方案，

當使所述支承體旋轉時，

首先，所述線性致動器使所述第2臂的重心接近所述旋轉軸，之后，所述旋轉機構使所述支承體旋轉。

由此，旋轉所需的加減速轉矩變小，因此，能夠減小對旋轉機構(馬達等)的負荷。另外，能夠減小第2臂以及設置在其前端的末端執行器的旋轉所需的空間。

本公開的另一技術方案所涉及的電動裝置具備：

支承體；

旋轉機構，由所述支承體支承，繞旋轉軸旋轉；

第1臂，在第1方向上延伸，與所述旋轉機構連結，繞所述旋轉軸旋轉；

第2臂，由所述第1臂支承；以及

線性致動器，設置于所述第1臂或者所述第2臂，使所述第2臂相對于所述第1臂在所述第1方向上移動，

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載提供所述供給的電力，

當使所述第1臂旋轉時，

首先，所述線性致動器使所述第2臂的重心接近所述旋轉軸，

之后，所述旋轉機構使所述第1臂旋轉。

根據上述技術方案，

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。其結果是，能夠減少末端執行器的可動區域的制約。另外，能夠解決參照圖2a以及圖2b說明的電纜的劣化或者斷線的問題。因此，能夠無需進行定期地更換電纜等保養維修，或者能夠減少其頻度。

再者，根據上述技術方案，

當使所述第1臂旋轉時，

首先，所述線性致動器使所述第2臂的重心接近所述旋轉軸，

之后，所述旋轉機構使所述第1臂旋轉。

由此，旋轉所需的加減速轉矩變小，因此，能夠減小對旋轉機構(馬達等)的負荷。另外，能夠減小第2臂以及設置在其前端的末端執行器的旋轉所需的空間。

以下，說明本公開的更具體的實施方式。但是，有時省略超出需要的詳細說明。例如，有時省略對眾所周知的事項的詳細說明或實質相同的結構的重復說明。這是為了避免以下的說明非必要的冗長，易于本領域技術人員的理解。此外，發明人為了使本領域技術人員充分理解本公開而提供附圖以及以下的說明，并非意在通過附圖以及以下的說明來限定權利要求書所記載的主題。在以下的說明中，對相同或相似的構成要素標注相同的參照標號。

(實施方式1)

圖4是示意性表示本公開的實施方式1中的電動裝置100的構成的圖。電動裝置100例如是在工廠內搬運物品所使用的機器手裝置。

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

本實施方式的電動裝置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器(直動機構)。如后所述，線性致動器設置于第1臂10或者第2臂20。線性致動器使第2臂20相對于第1臂10在第1方向(y方向)上移動。由此，能夠使臂10、20的全長伸縮。在以下的說明中，有時將第1臂稱為“固定臂”、將第2臂稱為“移動臂”。

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。在本實施方式中，第1臂10與第2臂20之間未用電纜連接。

電動裝置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由旋轉機構60支承。旋轉機構60包括馬達，通過馬達的旋轉力，使支承體50繞與第2方向(z方向)平行的軸旋轉。由此，能夠使末端執行器90以支承體50為中心旋轉移動。

在第2臂20的前端安裝有末端執行器90。末端執行器90與第2臂20中的受電天線22電連接。本實施方式中的末端執行器90是機器手，具有抓取物品的機構。除了抓取物品的機構以外，末端執行器90也可以具有其他機構，例如使末端執行器90旋轉的機構或者使其伸縮的機構。末端執行器90不限于手，例如也可以是鉆頭(drill)。除了馬達等動力裝置以外，末端執行器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備，末端執行器90可以是任意的。末端執行器90可以從第2臂20卸下而更換為其他末端執行器。

末端執行器90是本公開中的負載的一例。在本說明書中，“負載”是指使用電力進行工作的任意的設備。“負載”例如包括馬達、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)等設備。在本說明書中，“與受電天線電連接的負載”是指與受電天線相比連接于更后級(前端側)的、能夠接收來自受電天線的電力的設備的整體或者其一部分。

電動裝置100還具備送電電路14和受電電路24。送電電路14經由電纜80連接在未圖示的電源與送電天線12之間。受電電路24經由電纜80連接在受電天線22與末端執行器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行器90的整流電路(整流器)。關于送電電路14以及受電電路24的構成，將在后面進行說明。

本實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，通過送電線圈與受電線圈之間的磁場耦合(電磁感應或者諧振磁場耦合)，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內的逆變器電路供給交流電力。利用通過該交流電力而從送電線圈產生的磁場，來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耦合而通過電場耦合(電容耦合)以非接觸方式傳輸電力。在基于電場耦合的無線電力傳輸中，各天線可以具備一對平板狀的電極、和包括電感器以及電容器的諧振電路。通過使一對送電電極和一對受電電極相對向，向一對送電電極供給交流電力，從而能夠以非接觸方式向一對受電電極傳輸電力。

受電天線22將從送電天線12供給的電力經由受電電路24供給給末端執行器90。由此，末端執行器90內的多個馬達被驅動，成為能夠工作。

在圖4所示的電動裝置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是更詳細地表示第1臂10以及第2臂20的構成的圖。在以下的說明中，有時將第1臂10和第2臂20總稱為伸縮臂110。伸縮臂110獨立于末端執行器90以及支承體50而可以單獨流通。即，本公開的電動裝置也可以不具備支承體50、旋轉機構60以及末端執行器90。

如圖6所示，本實施方式中的第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方向上具有更長的繞組，所以即使第2臂20在y方向上移動，也能維持送電線圈12a和受電線圈22a的對向狀態。由此，在進行臂10、20的伸縮工作期間也能夠進行電力傳輸。此外，在圖6中，受電線圈22a在第1方向(y方向)的長度比送電線圈12a在第1方向(y方向)的長度短，但也可以是長度相同。

雖然圖6中沒有示出，但第1臂10或者第2臂20具有使第2臂20相對于第1臂10在y方向上移動的線性致動器。以下，說明線性致動器的構成例。

圖7a是表示線性致動器30的構成例的圖。本例中的線性致動器30設置于第1臂10。線性致動器30具有馬達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。馬達的旋轉力經由多個齒輪傳遞到滾珠絲杠34，滾珠絲杠34進行旋轉。隨著滾珠絲杠34的旋轉，第2臂20在第1方向上移動。這樣的線性致動器30也可以設置于第2臂20。

圖7b是表示線性致動器30的另一構成例的圖。本例中的線性致動器30具有馬達32和齒條齒輪機構(rackandpinion)(齒條36以及齒輪38)。齒條36設置于第1臂10的內側側面，馬達32以及齒輪38設置于第2臂20的一端。馬達32的旋轉力傳遞到齒輪38，齒輪38進行旋轉，由此，第2臂20相對于齒條36在第1方向上移動。如圖7b所示的例子那樣，也可以為，構成線性致動器30的多個部件的一部分設置于第1臂10，另一部分設置于第2臂20。這樣的方式也相當于第1臂10或者第2臂20具有線性致動器30的方式。

除了這些構造以外，例如使用馬達和傳動帶(belt)也能夠實現同樣的功能。線性致動器30不限定于特定的構造，可以具有任意的構造。

圖8a是表示本實施方式中的送電線圈12a以及受電線圈22a的配置關系的圖。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的大小的關系不限定于上述的關系。在此，將由送電線圈12a的外周包圍的面稱為“送電面”，將由受電線圈22a的外周包圍的面稱為“受電面”。在本實施方式中，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第2臂20施加的載荷的方向(在圖8a的例子中為z軸的負方向)平行。載荷的方向根據電動裝置100的設置的方式而不同。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，在重力場以外的外場(例如電場或者磁場)發揮作用的環境下，這些外力合成后的力的方向是載荷的方向。在將本實施方式的構成應用于在重力幾乎不發揮作用而電場或者磁場發揮作用的宇宙空間中所使用的機器人的情況下，將各線圈配置為使得基于該電場或者磁場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，關于第1臂10以及第2臂20，僅表示了設置有線圈的側面。雖然可以以本例的方式配置線圈12a、22a，但通過如圖8a所示配置線圈12a、22a，能夠更穩定地進行電力傳輸。關于該效果，參照圖9a～圖10來進行說明。

圖9a是示意性表示在圖8a所示的構成中使第2臂20伸展時的影響的圖。圖9a的左側的圖表示從y軸的負方向側觀察第1臂10以及第2臂20時的樣子。圖9a的右側的圖表示使第2臂20伸展時的線圈12a、22a的配置關系的變化。當第2臂20在y方向上移動時，在對第2臂20施加的載荷的作用下，第2臂20發生傾斜。第2臂20越伸展，另外末端執行器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的樣子。圖9c表示從z軸的正方向觀察伸縮臂時的樣子。力矩的方向通過從產生該力矩的點到施加載荷的位置的位置矢量、和載荷的矢量的外積決定。當對位于臂20的前端的末端執行器90施加載荷時，如圖9b以及圖9c所示，在-x方向上產生力的力矩。在本實施方式中，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。通過這樣配置，在載荷作用下產生的力的力矩將會以使受電線圈22a繞與受電面垂直的軸旋轉的方式發揮作用。其結果是，幾乎不影響線圈間的對向狀態。

這樣，在圖9a所示的構成中，即使在第2臂20發生了傾斜的情況下，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間的耦合系數的變動。

圖9d是示意性表示在圖8b所示的構成中使第2臂20伸展時的影響的圖。圖9d的左側的圖表示從y軸的負方向側觀察第1臂10以及第2臂20時的樣子。圖9d的右側的圖表示使第2臂20伸展時的線圈12a、22a的配置關系的變化。在該構成中，當使第2臂20伸展時，在對第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之間的耦合系數發生變化。

圖10是表示圖9a以及圖9d各自的構成中的耦合系數對于第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所示的構成中的耦合系數的變化，實線表示圖9a所示的構成中的耦合系數的變化。在圖9d的構成中，當臂20的引出量增大時，線圈12a、22a間的距離整體地變小，所以耦合系數增加。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，耦合系數降低的情況。相對于此，在圖9a的構成中，即使臂20的引出量增大，耦合系數也幾乎不變。

這樣，如圖9a所示，通過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，能夠抑制耦合系數伴隨臂20的伸縮的變化。因此，能夠進行更穩定的電力傳輸。

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

圖11是表示具有這樣的構成的電動裝置100的例子的圖。在本例中，第2臂20具有與第1臂10的外側表面相對向的部分，在該部分設置有受電線圈22a。因此，受電線圈22a在送電線圈12a的外側與送電線圈12a相對向。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)，也能夠進行更穩定的電力傳輸。

接下來，說明本實施方式中的電動裝置100的電路結構。

圖12a是表示電動裝置100的電路結構的一例的框圖。本實施方式的電動裝置100可以被認為是具備送電裝置和受電裝置的無線電力傳輸系統。第1臂10相當于送電裝置，第2臂20相當于受電裝置。在圖12a的例子中，第1臂10具有線性致動器30中的馬達。在以下的說明中，有時將線性致動器30的馬達簡稱為線性致動器30。

第1臂10具有送電電路14、送電天線12以及線性致動器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以及送電側接收器14d。脈沖輸出電路14b例如是柵極驅動電路，響應來自送電控制電路14c的指示，向逆變器電路14a的多個開關元件供給脈沖信號。送電控制電路14c例如是微控制器(單片機)等具有存儲器和處理器的集成電路。通過處理器執行保存于存儲器的計算機程序，來進行脈沖輸出電路14b以及線性致動器30等的控制。

逆變器電路14a以及線性致動器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行輸出。線性致動器30通過被供給的直流電力進行驅動，使第2臂20移動。

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以及受電側發送器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行輸出。受電控制電路24b測定從整流電路24a輸出的直流電壓的值，向受電側發送器24c發出發送指示。

受電側發送器24c向送電側接收器14d發送電力傳輸所需的信息。這樣的信息例如可以是表示對末端執行器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例如執行維持為向末端執行器90供給恒定的電壓的反饋控制。受電側發送器24c與送電側接收器14d之間的通信例如可以通過振幅調制或者無線lan等公知的方法進行。在進行基于振幅調制的通信的情況下，受電側發送器24c可以包括連接在整流電路24a的前級或者后級的負載調制電路。送電側接收器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讀取信息的解調電路。

在本例中，末端執行器(負載)90具有蓄電裝置91和動力裝置92。蓄電裝置91是二次電池或者電容器，積蓄被供給的電力。動力裝置92包括一個或多個馬達。如果沒有必要也可以省略蓄電裝置91。

圖12b是表示電動裝置100的另一構成例的圖。在本例中，線性致動器30的馬達搭載于第2臂20。對線性致動器30供給從整流電路24a輸出的直流電力。由此，線性致動器30使第2臂20相對于第1臂10進行移動。

以下，更詳細地對各構成要素進行說明。

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構。各天線不限于串聯諧振電路，也可以是并聯諧振電路。線圈12a、22a例如可以是形成在電路基板上的平面線圈或層疊線圈，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典型地被設定為與電力傳輸時的傳輸頻率f一致。諧振電路的各個諧振頻率f0也可以并非嚴格地與傳輸頻率f一致。諧振頻率f0例如也可以設定為傳輸頻率f的50～150％左右的范圍內的值。電力傳輸的頻率f例如可以設定為50hz～300ghz，更優選為20khz～10ghz，進一步優選為20khz～20mhz，更進一步優選為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的構成例的圖。逆變器電路14a具有根據從脈沖輸出電路14b供給的脈沖信號來改變導通/非導通的狀態的多個開關元件s1～s4。通過使各開關元件的導通/非導通的狀態變化，能夠將所輸入的直流電力變換成交流電力。在圖14a所示的例子中，使用了包括4個開關元件s1～s4的全橋型的逆變器電路。在本例中，各開關元件是igbt(insulated-gatebipolartransistor，絕緣柵雙極晶體管)，但也可以使用mosfet(metaloxidesemiconductorfield-effecttransistor，金屬氧化物半導體場效應晶體管)等其他種類的開關元件。

在圖14a所示的例子中，四個開關元件s1～s4中的開關元件s1以及s4(稱為第1開關元件對)在導通時輸出與所供給的直流電壓相同極性的電壓。另一方面，開關元件s2以及s3(稱為第2開關元件對)在導通時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按照來自送電控制電路14c的指示，向四個開關元件s1～s4的柵極供給脈沖信號。此時，通過調整向第1開關元件對(s1以及s4)供給的兩個脈沖信號的相位差、以及向第2開關元件對(s2以及s3)供給的兩個脈沖信號的相位差，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，無法應用上述的相位控制。在該情況下，能夠通過控制向各開關元件輸入的脈沖信號的占空比來控制輸出電壓的振幅。

圖14b所示的逆變器電路14a是包括兩個開關元件s1、s2和兩個電容器的半橋型的逆變器電路。兩個開關元件s1、s2與兩個電容器c1、c2并聯連接。送電天線12的一端連接于兩個開關元件s1、s2之間的點，另一端連接于兩個電容器c1、c2之間的點。

送電控制電路14c以及脈沖輸出電路14b向各開關元件供給脈沖信號，以使開關元件s1、s2交替地導通。由此，將直流電力變換成交流電力。

在本例中，通過調整脈沖信號的占空比(即，1個周期中的導通期間的比例)，能夠調整輸出電壓v的輸出時間比(即，1個周期中的取非零的值的期間的比例)。由此，能夠調整向送電天線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用。

圖15是示意性表示整流電路24a的構成例的圖。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構。整流電路24a將接受到的交流能量變換成作為負載的末端執行器90可利用的直流能量并進行輸出。

根據本實施方式，通過第1臂10與第2臂20之間的可動部，以非接觸方式傳輸電力。因此，能夠排除傳輸電力的電纜。其結果是，能夠減少末端執行器的可動區域的制約。另外，能夠解決參照圖2a以及圖2b說明的電纜的劣化或者斷線的問題。

(實施方式2)

圖16是表示本公開的實施方式2中的電動裝置100的構成的圖。本實施方式的電動裝置100與實施方式1的不同點在于，代替使臂伸縮的機構，而具備使臂10沿著支承體50延伸的方向移動的機構。

電動裝置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；以及線性致動器40，設置于支承體50或者臂10，使臂10在第2方向上移動。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行器(負載)90的整流電路。受電電路16和末端執行器90通過電纜80連接。

在本實施方式中，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向經由受電電路16與受電天線13電連接的末端執行器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的構成與實施方式1中的送電天線12以及受電天線22的構成是同樣的。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的構成分別和實施方式1中的送電電路14以及受電電路24的構成相同。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與末端執行器90之間的整流電路。從整流電路向末端執行器90經由電纜80供給直流電力。

在本實施方式中，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是更詳細地表示支承體50以及臂10的構成的圖。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)上具有更長的形狀的繞組。由此，即使線性致動器40使臂10在第2方向上移動，也可維持送電線圈52a和受電線圈13a的對向狀態。

線性致動器40既可以設置于支承體50，也可以設置于臂10。也可以為，構成線性致動器40的多個部件的一部分設置于支承體50，另一部分設置于臂10。當線性致動器40中的馬達設置于支承體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器40。當線性致動器40中的馬達設置于臂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行器90而且也供給給線性致動器40。

本實施方式中的送電線圈52a以及受電線圈13a與實施方式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的受電面與對臂10施加的載荷的方向平行。由此，能夠抑制耦合系數的變動。

圖19a以及圖19b是用于說明該效果的圖。圖19a表示在本實施方式的構成中對臂10施加的載荷發生變化時的影響。圖19b表示在本實施方式的變形例的構成中對臂10施加的載荷發生變化時的影響。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生的力的力矩的方向垂直，則即使在末端執行器90保持重物的情況下，線圈間的對向狀態也不易被破壞，因此，能夠抑制耦合系數的變化。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生的力的力矩的方向平行的情況下，一旦末端執行器90保持重物，則線圈間的對向狀態容易被破壞，因此，耦合系數的變化比較大。

接下來，說明本實施方式的變形例。

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

在本實施方式中，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與末端執行器90(負載)之間的受電電路24。

圖21是表示圖20所示的電動裝置100的構成的框圖。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與線性致動器30之間的整流電路16a、受電控制電路16b以及受電側發送器16c。受電電路16的構成與第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以及送電側接收器14d。送電電路14的構成與支承體50中的送電電路54的構成是同樣的。在本例中，第1臂10中的線性致動器30的馬達通過從整流電路16a輸出的直流電力進行工作，使第2臂20在y方向上移動。

在圖21的構成例中，使第2臂20在第1方向(y方向)上移動的線性致動器30設置于第1臂10，但也可以如參照圖12b說明的那樣，第2臂20具有線性致動器30。在該情況下，在受電天線22與線性致動器30之間、并且在受電天線22與負載(末端執行器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)上移動的線性致動器40也可以設置于第1臂10。在該情況下，線性致動器40與線性致動器30同樣地，連接在整流電路16a的后段，通過來自整流電路16a的直流電力進行工作。

由圖21可知，本實施方式的電動裝置100可以說是多級連接的無線電力傳輸系統。支承體50相當于送電裝置，第1臂10相當于進行送電以及受電的中繼裝置，第2臂20相當于受電裝置。

如圖20所示，本實施方式的電動裝置100具備旋轉機構60，所述旋轉機構60使支承體50、第1臂10、第2臂20以及末端執行器90繞與第2方向(z方向)平行的軸旋轉。在圖21中省略了該旋轉機構60的圖示，但對于旋轉機構60，也可以應用經由送電天線以及受電天線的無線電力傳輸。旋轉機構60也通過來自電源5的電力進行驅動。

電動裝置100也可以除了旋轉機構60以外、或者代替旋轉機構60，還具備由支承體50支承的第2旋轉機構。這樣的第2旋轉機構例如具備馬達，所述馬達使第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。由此，能夠進一步提高末端執行器90的移動的自由度。

圖22是示意性表示具有這樣的第2旋轉機構60a的電動裝置100的一例的圖。本例中的電動裝置100具有使第1臂10繞x方向的旋轉軸旋轉的第2旋轉機構60a。由此，能夠使臂10、20以及末端執行器90在上下方向上也進行移動。

在以上的實施方式中，第2臂20是1級臂，但也可以將所連結的多級臂作為第2臂20。這樣的第2臂20附加有用于確定位置以及姿勢的1個以上的關節。為了增大自由度，還能夠構成為設置有6軸或者7軸這樣的多個關節的結構。以下，對這樣的構成的例子進行說明。

圖23a表示第2臂20包括經由關節(旋轉機構)60b、60c連結的多個部分的例子。圖23b表示第2臂20包括經由關節60b連結的多個部分，在前端部具有伸縮機構的例子。圖23c表示第2臂20包括經由關節60b、60c連結的多個部分的另一例。在圖23c的例子中，關節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之間無伸縮機構，但第2臂20具有關節60b、60c的例子。不論在它們中的哪一個構成中，都能夠大大地提高末端執行器90的移動的自由度。在這些例子中，能夠在第2臂20的內部進行多級的無線電力傳輸。多級的無線電力傳輸例如具有連接了多個如圖21表示的第1臂10這樣的中繼裝置而成的結構。

這樣，末端執行器90可以無需連接在與第1臂10直接連結的臂的部分，而設置在構成第2臂20的多個臂部分的前端。

(實施方式3)

接下來，對本公開的實施方式3進行說明。本實施方式的電動裝置與實施方式1同樣地，具備使臂相對于支承體旋轉的旋轉機構以及使臂伸縮的直動機構。在本實施方式中，當使臂前端的末端執行器旋轉移動時，首先使臂收縮，之后進行旋轉移動。由此，能夠降低旋轉所需的轉矩，抑制功耗。

物體進行旋轉工作時的慣性力矩是在物體整體范圍內對該物體的各部分的質量與從該部分到旋轉軸的距離的平方的積進行積分而得到的值。因此，當使臂在伸展的狀態下旋轉的情況下，相比于使臂在收縮的狀態下旋轉的情況，慣性力矩變大。其結果是，臂的重心離中心越遠，就需要越大的加減速轉矩，對馬達的負荷越大。另外，為了旋轉而需要越大的空間。

為了解決這樣的問題，在本實施方式中，進行在使臂的重心接近中心軸之后開始旋轉的控制。由此，能夠減小對馬達的負荷，在空間方面也能夠進行緊湊的移動。

圖24是示意性表示本實施方式中的電動裝置100的構成的圖。該電動裝置100具有與實施方式1中的電動裝置100同樣的構造。即，電動裝置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；線性致動器30，設置于第1臂10或者第2臂20，使第2臂20相對于第1臂10在第1方向上移動；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；以及旋轉機構60，使支承體50繞與第2方向平行的旋轉軸旋轉。旋轉機構60具有馬達，通過馬達的旋轉使支承體50旋轉。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載提供所供給的電力。

本實施方式的電動裝置100與實施方式1的電動裝置100的不同點在于旋轉機構60以及線性致動器30的工作。電動裝置100為，當使支承體50旋轉時，首先，線性致動器30使第2臂20的重心接近上述旋轉軸。即，在圖24所示的配置中，線性致動器30使第2臂20在-y方向上移動。之后，旋轉機構60使支承體50旋轉期望的角度。之后，線性致動器30使第2臂20的重心遠離該旋轉軸而使末端執行器90到達期望的位置。

為了實現上述的工作，電動裝置100具有與線性致動器30以及旋轉機構60中的各自的馬達電連接的控制電路150。控制電路150輸出控制各馬達的控制信號，使線性致動器30以及旋轉機構60執行上述的工作。控制電路150例如可以是單片機等具備存儲器以及處理器的集成電路。此外，控制電路150也可以設置在獨立于電動裝置100的其他裝置中。也可以以有線或者無線方式從這樣的外部的控制電路150向線性致動器30以及旋轉機構60發送該控制信號。

圖25是示意性表示本實施方式中的上述工作的概念圖。圖中的o點表示旋轉軸的位置，a點表示末端執行器90的初始位置。圖25表示在使末端執行器90從a點移動到以旋轉軸為中心的同一半徑的圓周上的b點的情況下的末端執行器90的軌跡。當然，也可以是a點和b點離o點的距離不同。在圖25中，黑圓點表示末端執行器90的位置。在初始狀態下位于a點的末端執行器90因使臂20收縮，移動到a’點。接下來，繞o點旋轉，移動到b’點。然后，因使臂20伸展，移動到b點。

圖26是表示在上述工作中控制電路150對電動裝置100發出的指示的順序的流程圖。在此，末端執行器90是手，對手抓取物品后移動到預定的位置并放開該物品的工作進行說明。該工作可以通過處理器執行保存在控制電路150的存儲器中的計算機程序來實現。

控制電路150首先向末端執行器90發出抓取物品的指示(步驟s101)。該指示例如通過以有線或者無線方式從控制電路150向末端執行器90內的各馬達發送的控制信號來進行。當末端執行器90抓取到物品時，控制電路150指示線性致動器30，以使移動臂20收縮預定量。使移動臂20收縮的量根據被請求的工作速度、旋轉機構60的馬達的性能以及設置場所的空間余裕來適當地決定。接下來，控制電路150指示旋轉機構60，以使臂10、20旋轉預定的角度(步驟s103)。旋轉量設定為o點到a點的線段和o點到b點的線段之間所成的角度。接下來，控制電路150指示線性致動器30，以使移動臂20伸展到目標長度(步驟s104)。當末端執行器90到達b點時，控制電路150指示末端執行器90，以使其放開物品(步驟s105)。

通過以上的工作，本實施方式的電動裝置100能夠減小對旋轉機構60中的馬達的負荷，能夠使末端執行器90空間緊湊地移動。

如本實施方式這樣進行使前端在收縮之后旋轉并再次伸展這一控制的情況下，線性致動器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，當在進行伸縮工作的地方存在電纜的情況下，需要設置保持伸縮時的電纜的電纜拖鏈(cableveyor)(注冊商標)等。然而，在這樣的構成中，每次伸縮電纜都反復彎曲，由此會導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維修。相對于此，在本實施方式中，對伸縮部應用無線電力傳輸系統，能夠排除電纜。因此，能夠解決電纜的劣化以及斷線的問題。

(實施方式4)

圖27是示意性表示本公開的實施方式4中的電動裝置100的構成的圖。該電動裝置100與實施方式3的電動裝置的不同點在于，旋轉機構60并非設置于支承體50的根基部，而是設置于支承體50與第1臂10的連結部。本實施方式中的電動裝置100具備：支承體50；旋轉機構60，由支承體50支承，繞旋轉軸旋轉；第1臂10，在第1方向上延伸，與旋轉機構60連結，繞上述旋轉軸旋轉；第2臂20，由第1臂10支承；以及線性致動器30，設置于第1臂10或者第2臂20，使第2臂20相對于第1臂10在第1方向上移動。各構成要素的構造與實施方式3中的相同。

如圖27所示，在本實施方式中，通過旋轉機構60，能夠使末端執行器90上下旋轉移動。

在本實施方式中，當進行臂10、20的旋轉工作時，也會產生在實施方式3中說明的問題。因此，在本實施方式中也進行與實施方式3同樣的控制。即，當使第1臂旋轉時，首先，線性致動器30使第2臂20的重心接近旋轉軸，之后，旋轉機構60使第1臂10旋轉。然后，線性致動器30使第2臂20的重心遠離旋轉軸。這樣的工作通過控制電路150控制旋轉機構60以及線性致動器30的馬達來實現。

在本實施方式中，當進行旋轉工作時，也在暫且使第2臂20收縮之后再進行旋轉。因此，能夠減小對旋轉機構60中的馬達的負荷，能夠使末端執行器90空間緊湊地移動。

此外，在本實施方式中，也與實施方式3同樣地，可以設置使支承體50旋轉的旋轉機構60。在該情況下，當進行各旋轉機構60的旋轉工作時，通過進行上述的控制，則不論哪個旋轉工作，都能夠進行低負荷且省空間的工作。

接下來，示例本公開的其他實施方式。

圖28是表示本公開的其他實施方式的圖。該實施方式中的電動裝置具備：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；旋轉機構60，使支承體50繞與第2方向平行的旋轉軸旋轉；以及線性致動器30，使臂10的重心在第1方向上移動。線性致動器30設置于支承體50或者臂10。在該實施方式中，支承體50與臂10之間也進行基于送電天線和受電天線的無線電力傳輸。

在該實施方式中，同樣，當使臂10旋轉時，首先，線性致動器30使臂10的重心接近旋轉機構60的旋轉軸。然后，旋轉機構60使支承體50旋轉。之后，線性致動器30使臂10的重心遠離旋轉機構60的旋轉軸。

通過這樣的工作，在本實施方式中，也能夠降低對旋轉機構60的馬達的負荷，能夠進行省空間的移動。

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

圖29b是表示本例中的在載荷作用下產生的力的力矩的朝向的圖。如圖29b的左側所示，當臂10、20向x軸的正方向側擺動時，在載荷作用下產生的力的力矩的朝向是+y方向。相反地，如圖29b的右側所示，當臂10、20向x軸的負方向側擺動時，在載荷作用下產生的力的力矩的朝向是-y方向。為了抑制該力矩對送電線圈與受電線圈的耦合系數造成的影響，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是表示變更了實施方式4中的電動裝置100的配置朝向的例子的圖。在本例中，電動裝置100設置于壁面，能夠使臂10、20繞與平行于水平面的x軸平行的旋轉軸旋轉。

圖30b是表示本例中的在載荷作用下產生的力的力矩的朝向的圖。如圖30b的左側所示，當臂10、20向y軸的負方向側擺動時，在載荷作用下產生的力的力矩的朝向是+x方向。相反地，如圖30b的右側所示，當臂10、20向y軸的正方向側擺動時，在載荷作用下產生的力的力矩的朝向是-x方向。為了抑制該力矩對送電線圈與受電線圈的耦合系數造成的影響，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，本公開包括以下的項目所記載的電動裝置以及控制方法。

[項目1]

一種電動裝置，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線性致動器，設置于所述第1臂或者所述第2臂，使所述第2臂相對于所述第1臂在所述第1方向上移動，

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載提供所述供給的電力。

[項目2]

根據項目1記載的電動裝置，

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。

[項目3]

根據項目2記載的電動裝置，

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受電面與對所述第2臂施加的載荷的方向平行。

[項目4]

根據項目1至3中任一項所述的電動裝置，

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。

[項目5]

根據項目4記載的電動裝置，

還具備第2線性致動器，所述第2線性致動器設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，

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。

[項目6]

根據項目5記載的電動裝置，

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。

[項目7]

根據項目6記載的電動裝置，

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受電面與對所述第1臂施加的載荷的方向平行。

[項目8]

根據項目5至7中任一項所述的電動裝置，

所述第1臂具有所述第1線性致動器，

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受電天線與所述負載之間的第2整流電路。

[項目9]

根據項目5至7中任一項所述的電動裝置，

所述第2臂具有所述第1線性致動器，

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線性致動器之間，并且連接在所述第1受電天線與所述負載之間。

[項目10]

根據項目5至9中任一項所述的電動裝置，

還具有第1旋轉機構，所述第1旋轉機構使所述支承體繞與所述第2方向平行的軸旋轉。

[項目11]

根據項目5至10中任一項所述的電動裝置，

還具備第2旋轉機構，所述第2旋轉機構由所述支承體支承，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。

[項目12]

根據項目1至11中任一項所述的電動裝置，

還具備配置在第2臂前端的末端執行器，

所述負載是所述末端執行器。

[項目13]

一種電動裝置，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

線性致動器，設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，

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載提供所述供給的電力。

[項目14]

根據項目13記載的電動裝置，

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。

[項目15]

根據項目14記載的電動裝置，

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所述臂施加的載荷的方向平行。

[項目16]

根據項目13至15中任一項所述的電動裝置，

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載之間的整流電路。

[項目17]

根據項目13至16中任一項所述的電動裝置，

還具備第1旋轉機構，所述第1旋轉機構使所述支承體繞與所述第2方向平行的軸旋轉。

[項目18]

根據項目13至17中任一項所述的電動裝置，

還具有第2旋轉機構，所述第2旋轉機構由所述支承體支承，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。

[項目19]

根據項目13至18中任一項所述的電動裝置，

還具備配置在所述臂前端的末端執行器，

所述負載是所述末端執行器。

[項目20]

一種電動裝置，具備：

第1臂，在第1方向上延伸；

第2臂，由所述第1臂支承；

線性致動器，設置于所述第1臂或者所述第2臂，使所述第2臂相對于所述第1臂在所述第1方向上移動；

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

旋轉機構，使所述支承體繞與所述第2方向平行的旋轉軸旋轉，

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載提供所述供給的電力，

當使所述支承體旋轉時，

首先，所述線性致動器使所述第2臂的重心接近所述旋轉軸，

之后，所述旋轉機構使所述支承體旋轉。

[項目21]

根據項目20記載的電動裝置，

當使所述支承體旋轉時，

首先，所述線性致動器使所述第2臂的重心接近所述旋轉軸，

之后，所述旋轉機構使所述支承體旋轉，

之后，所述線性致動器使所述第2臂的所述重心遠離所述旋轉軸。

[項目22]

根據項目20或21記載的電動裝置，

還具備控制所述線性致動器以及所述旋轉機構的控制電路，

當使所述支承體旋轉時，

所述控制電路，

首先，控制所述線性致動器，使所述第2臂的重心接近所述旋轉軸，

之后，控制所述旋轉機構，使所述支承體旋轉。

[項目23]

根據項目22記載的電動裝置，

當使所述支承體旋轉時，

所述控制電路，

首先，控制所述線性致動器，使所述第2臂的重心接近所述旋轉軸，

之后，控制所述旋轉機構，使所述支承體旋轉，

之后，控制所述線性致動器，使所述第2臂的所述重心遠離所述旋轉軸。

[項目24]

根據項目20至23中任一項所述的電動裝置，

所述旋轉機構具有馬達，通過所述馬達的旋轉使所述支承體旋轉。

[項目25]

一種電動裝置，具備：

支承體；

旋轉機構，由所述支承體支承，繞旋轉軸旋轉；

第1臂，在第1方向上延伸，與所述旋轉機構連結，繞所述旋轉軸旋轉；

第2臂，由所述第1臂支承；以及

線性致動器，設置于所述第1臂或者所述第2臂，使所述第2臂相對于所述第1臂在所述第1方向上移動，

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載提供所述供給的電力，

當使所述第1臂旋轉時，

首先，所述線性致動器使所述第2臂的重心接近所述旋轉軸，

之后，所述旋轉機構使所述第1臂旋轉。

[項目26]

根據項目25記載的電動裝置，

當使所述第1臂旋轉時，

首先，所述線性致動器使所述第2臂的重心接近所述旋轉軸，

之后，所述旋轉機構使所述第1臂旋轉，

之后，所述線性致動器使所述第2臂的所述重心遠離所述旋轉軸。

[項目27]

根據項目25或26記載的電動裝置，

還具備控制所述線性致動器以及所述旋轉機構的控制電路，

當使所述第1臂旋轉時，

所述控制電路，

首先，控制所述線性致動器，使所述第2臂的重心接近所述旋轉軸，

之后，控制所述旋轉機構，使所述第1臂旋轉。

[項目28]

根據項目27記載的電動裝置，

當使所述第1臂旋轉時，

所述控制電路，

首先，控制所述線性致動器，使所述第2臂的重心接近所述旋轉軸，

之后，控制所述旋轉機構，使所述第1臂旋轉，

之后，控制所述線性致動器，使所述第2臂的所述重心遠離所述旋轉軸。

[項目29]

根據項目25至28中任一項所述的電動裝置，

所述旋轉機構具有馬達，通過所述馬達的旋轉使所述第2臂旋轉。

[項目30]

根據項目20至29中任一項所述的電動裝置，

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。

[項目31]

根據項目30記載的電動裝置，

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所述第2臂施加的載荷的方向平行。

[項目32]

根據項目20至31中任一項所述的電動裝置，

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載之間的整流電路。

[項目33]

根據項目20至32中任一項所述的電動裝置，

還具備配置在第2臂前端的末端執行器，

所述負載是所述末端執行器。

[項目34]

一種電動裝置的控制方法，所述電動裝置具備：

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；

線性致動器，設置于所述第1臂或者所述第2臂，使所述第2臂相對于所述第1臂在所述第1方向上移動；

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

旋轉機構，使所述支承體繞與所述第2方向平行的旋轉軸旋轉，

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載提供所述供給的電力，

所述控制方法包括：

當使所述支承體旋轉時，

首先，控制所述線性致動器，使所述第2臂的重心接近所述旋轉軸，

之后，控制所述旋轉機構，使所述支承體旋轉。

[項目35]

一種電動裝置的控制方法，所述電動裝置具備：

支承體；

旋轉機構，由所述支承體支承，繞旋轉軸旋轉；

第1臂，在第1方向上延伸，與所述旋轉機構連結，繞所述旋轉軸旋轉；

第2臂，由所述第1臂支承；以及

線性致動器，設置于所述第1臂或者所述第2臂，使所述第2臂相對于所述第1臂在所述第1方向上移動，

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載提供所述供給的電力，

所述控制方法包括：

當使所述第1臂旋轉時，

首先，控制所述線性致動器，使所述第2臂的重心接近所述旋轉軸，

之后，控制所述旋轉機構，使所述第1臂旋轉。

[項目36]

根據項目34或35記載的電動裝置的控制方法，

在使所述支承體或者所述第1臂旋轉之后，控制所述線性致動器，使所述第2臂的所述重心遠離所述旋轉軸。

產業上的可利用性

本公開的技術例如能夠利用于在工廠等所使用的機器人等電動裝置。