机械手的手腕构造的制作方法

本发明涉及一种包含具有共通的旋转轴线的上侧手及下侧手的机械手的手腕构造，尤其是涉及一种具备引绕于机械手的线束的处理机构的机械手的手腕构造。

背景技术：

一般来说，机械手在其内部引入有电气配线或空气配管等线束(专利文献1)。在单一手的情况下，能够将线束从上端连接于机械手的筒状的手腕轴的上端开口引入到手内部。

另一方面，在具有上侧手及下侧手的双手的情况下，由于两手的手腕轴成为双重管构造，因此利用像单一手的情况那样的简单构造无法引绕线束。

图7及图8示出以往的双手50的手腕构造的一例。双手50具备上侧手51及下侧手52，上端连接于上侧手51的筒状的内侧手腕轴53与上端连接于下侧手52的筒状的外侧手腕轴54成为双重管构造。

如此，在双手50中，由于手腕轴成为双重管构造，所以向上侧手51引入线束55能够与单一手同样地进行，但向下侧手52引入线束56必须经由形成于内侧手腕轴53的开口部57而进行。

如图9所示，开口部57形成于内侧手腕轴53的长度方向的中途。因此，内侧手腕轴53成为将上侧的部分53A与下侧的部分53B隔着开口部57而利用开口部形成后留下的连结部53C连结的构造。

此外，在图7及图8所示的例子中，引入到下侧手52的线束56穿过固定于下侧手52内部的底面的线束保护管58中而延伸到手前端侧。

在所述以往的双手50中，如图10所示，在上侧手51与下侧手52相对旋转时，内侧手腕轴53的开口部57的缘部抵接于线束保护管58。由此，防止了开口部57的缘部抵接于线束56而使线束56断线。

背景技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2005-246532号公报

技术实现要素：

[发明要解决的问题]

然而，如上所述，由于线束保护管58固定于下侧手52内部的底面，所以在内侧手腕轴53的开口部57的缘部抵接于线束保护管58时，无法进行两手51、52的相对旋转动作。

如此，在以往的双手50中，由于将两手51、52的相对旋转范围限定为到内侧手腕轴53的开口部57的缘部抵接于线束保护管58为止的范围，所以无法将两手51、52的相对旋转角度设为180°或其以上。

如果限定了两手51、52的相对旋转范围，那么机械的动作的自由度受到限制，因此在例如仅使用其中一只手使机械动作的情况下，有不得不执行复杂的动作模式的问题。

本发明是鉴于所述背景技术的问题点研究而成的，目的在于提供一种能够将上侧手及下侧手的相对旋转角度比以往扩大的机械手的手腕构造。

[解决问题的技术手段]

为了解决所述问题，第1形态的本发明是一种机械手的手腕构造，包含具有共通的旋转轴线的上侧手及下侧手，其特征在于具备：中空的外侧手腕轴，沿着所述共通的旋转轴线而延伸设置，且上端连接于所述下侧手；中空的内侧手腕轴，沿着所述共通的旋转轴线穿过所述外侧手腕轴的内部而延伸设置且上端连接于所述上侧手，且具有以在所述下侧手的内部开口的方式形成的开口部；以及线束处理机构，用以将从所述内侧手腕轴的内部经由所述开口部而延伸设置到所述下侧手的内部的线束支撑为能够独立于所述内侧手腕轴及所述下侧手的每一者地移动。

第2形态的本发明是根据第1形态的本发明，其特征在于：所述线束处理机构具有可动支撑部件，所述可动支撑部件能够独立于所述内侧手腕轴地绕所述共通的旋转轴线旋转。

第3形态的本发明是根据第2形态的本发明，其特征在于所述可动支撑部件具有：环状的主体部，配置于所述内侧手腕轴的内部；以及线束支撑部，为了支撑插通于所述环状的主体部且延伸设置到所述下侧手的内部的所述线束，而设置于所述环状的主体部。

第4形态的本发明是根据第3形态的本发明，其特征在于所述线束处理机构是以如下方式构成：通过伴随着所述上侧手及所述下侧手的相对旋转动作，将所述内侧手腕轴的所述开口部的缘部按压到所述线束支撑部，而使所述线束支撑部与所述环状的主体部一起绕所述共通的旋转轴线旋转。

第5形态的本发明是根据第3或第4形态的本发明，其特征在于：所述环状的主体部利用配置于所述内侧手腕轴的内部的轴承部件而被支撑为能够绕所述共通的旋转轴线旋转。

第6形态的本发明是根据第3至第5形态中任一形态的本发明，其特征在于所述线束支撑部具有：延伸部，从所述环状的主体部沿半径方向延伸；以及保持部，形成于所述延伸部，且保持所述线束。

第7形态的本发明是根据第1至第6形态中任一形态的本发明，其特征在于：所述上侧手与所述下侧手能够相对旋转的范围为180°以上。

第8形态的本发明为根据第1至第7形态中任一形态的机械手的手腕构造中的线束处理机构。

另外，在本说明书中，所谓“上(上侧)”及“下(下侧)”，是沿着两手的共通的旋转轴线，从下侧手观察，将上侧手所在的方向称为“上(上侧)”，从上侧手观察，将下侧手所在的方向称为“下(下侧)”，未必指重力方向上的上下。

[发明效果]

根据本发明，能够提供一种可将上侧手及下侧手的相对旋转角度比以往扩大的机械手的手腕构造。

附图说明

图1是将本发明的一实施方式的机械手的手腕构造与机械手一起表示的纵剖视图。

图2是沿着图1的II-II线的横剖视图。

图3是放大表示图1所示的机械手的手腕构造的一部分的立体剖面图。

图4A是用以说明图1所示的机械手的手腕构造的线束处理机构的作用的示意图。

图4B是用以说明图1所示的机械手的手腕构造的线束处理机构的作用的其他示意图。

图4C是用以说明图1所示的机械手的手腕构造的线束处理机构的作用的其他示意图。

图5是表示在图1所示的机械手中上侧手与下侧手的相对旋转角度成为最大的状态的示意图。

图6是表示在图1所示的机械手的手腕构造的一变化例中上侧手与下侧手的相对旋转角度成为最大的状态的示意图。

图7是将以往的机械手的手腕构造与机械手一起表示的纵剖视图。

图8是沿着图7的XIII-XIII线的横剖视图。

图9是放大表示图7所示的以往的机械手的手腕构造的一部分的立体图。

图10是表示在图7所示的以往的机械手中上侧手与下侧手的相对旋转角度成为最大的状态的示意图。

具体实施方式

以下，对本发明的一实施方式的机械手的手腕构造，参照附图进行说明。

如图1及图2所示，本实施方式的机械手1具备具有共通的旋转轴线L的上侧手2及下侧手3。机械手1的手腕构造具备：中空的内侧手腕轴4，上端连接于上侧手2；以及中空的外侧手腕轴5，上端连接于下侧手3。内侧手腕轴4插通于外侧手腕轴5的内部，两手腕轴4、5沿着两手2、3的共通的旋转轴线L而延伸设置。

上侧手2具备：中空的手基部2A；刀片部件2B，安装于手基部2A的前端部分；以及边缘握柄2C，被按压到载置于刀片部件2B的基板S(例如半导体制造用晶片)的缘部。

同样地，下侧手3亦具备：中空的手基部3A；刀片部件3B，安装于手基部3A的前端部分；以及边缘握柄3C，被按压到载置于刀片部件3B的基板S的缘部。

在本实施方式中，内侧手腕轴4贯通下侧手3的手基部3A而朝上方延伸，内侧手腕轴4的上端连接于上侧手2的手基部2A。

在内侧手腕轴4的内部，插通有上侧手用线束6及下侧手用线束7。所述线束6、7是例如对边缘握柄2C、3C的驱动电动机(未图示)供给电力的电气配线。

上侧手用线束6经由内侧手腕轴4的上端开口而被引入到上侧手2的手基部2A的内部。另一方面，下侧手用线束7经由以在下侧手3的手基部3A的内部开口的方式形成于内侧手腕轴4的开口部8从内侧手腕轴4的长度方向的中途被引入到下侧手3的手基部3A的内部。

如图1及图3所示，供下侧手用线束7插通的内侧手腕轴4的开口部8形成于内侧手腕轴4的长度方向的中途。因此，内侧手腕轴4成为将上侧的部分4A与下侧的部分4B隔着开口部8而利用开口部形成后留下的连结部4C连结的构造。

如图1至图3所示，本实施方式的机械手1的手腕构造还具备线束处理机构9，所述线束处理机构9用以支撑从内侧手腕轴4的内部经由开口部8而延伸设置到下侧手3的内部的线束7。所述线束处理机构9将下侧手用线束7支撑为能够独立(浮动)于内侧手腕轴4及下侧手3的每一者地移动。

如图3所示，线束处理机构9具备：环状的轴承部件10，配置在形成于内侧手腕轴4的内周面的阶差部；以及可动支撑部件11，利用所述轴承部件10而被支撑为能够独立(浮动)于内侧手腕轴4地绕共通的旋转轴线L旋转。可动支撑部件11具有：环状的主体部12，配置于内侧手腕轴4的内部；以及线束支撑部13，一体地形成于环状的主体部12。

线束支撑部13具有：延伸部13A，从环状的主体部12沿半径方向延伸；以及保持部13B，形成于延伸部13A，且保持线束7。保持部13B由将线束7夹入其间的一对突起部构成。插通于环状的主体部12且延伸设置到下侧手3的手基部3A的内部的线束7由线束支撑部13的保持部13B保持。

线束支撑部13的延伸部13A以经由形成于内侧手腕轴4的开口部8延伸到下侧手3的手基部3A的内部的方式形成。因此，当上侧手2及下侧手3相对旋转时，形成于内侧手腕轴4的开口部8的缘部抵接于线束支撑部13的延伸部13A。

此处，由于可动支撑部件11的环状的主体部12利用轴承10而被支撑为能够绕共通的旋转轴线L旋转，所以当内侧手腕轴4的开口部8的缘部被按压到线束支撑部13的延伸部13A时，线束支撑部13与环状的主体部12一起绕共通的旋转轴线L旋转。

图4A表示上侧手2与下侧手3朝向相同方向排列的状态下的手腕构造的状态。当上侧手2及下侧手3从所述状态相对旋转时，如图4B所示，内侧手腕轴4的开口部8的缘部抵接于线束支撑部13的延伸部13A。

当从图4B所示的状态进一步使两手2、3相对旋转时，如图4C所示，线束支撑部13与环状的主体部12一起绕共通的旋转轴线L旋转。此处，线束7因其自身的柔性，能够如图4C所示变形。在将线束7延伸设置到下侧手3的内部时，使线束7的铺设长度预先留出余裕，而使线束7能够追随于线束支撑部13的旋转动作容易地变形。

如从图4C能够知晓，由于伴随着线束支撑部1的旋转动作，线束7以相对较广的区间弯曲，所以施加到线束7的形变变少。由此，能够避免线束7瞬间断线，此外，还能够避免长期断线，从而能够延长线束7的寿命。

图5表示在本实施方式的机械手1中上侧手2与下侧手3的相对旋转角度成为最大的状态，而得知与图10所示的以往的机械手50相比，在本实施方式中，两手2、3的最大相对角度扩大。

图6表示所述实施方式的一变化例，在所述例中，将形成于内侧手腕轴4的开口部8的圆周方向的尺寸设为比所述实施方式大。也就是说，内侧手腕轴4的连结部4C的圆周方向的尺寸(宽度)比所述实施方式小。

且，在本例中，可将上侧手2与下侧手3能够相对旋转的范围设为180°或其以上。

如以上所叙述，根据本实施方式的机械手1的手腕构造，由于将从内侧手腕轴4的内部经由开口部8而延伸设置到下侧手3的手基部3A的内部的线束7，利用线束处理机构9而支撑为独立(浮动)于内侧手腕轴4及下侧手3的每一者地移动，所以可将上侧手2与下侧手3能够相对旋转的范围比以往扩大。

通过增大两手2、3的最大相对角度，机械手1的动作设定的自由度变高，能够不需要在以往的机械中为必要的复杂的机械动作。

此外，在本实施方式的机械手1的手腕构造中，不需要大的空间以用于线束6、7的引绕处理，能够避免机械手1或机械臂(未图示)的大型化。

进而，根据本实施方式的机械手1的手腕构造，由于不需要复杂的机构，所以不会带来零件件数的增加或组装工时的增加，从而能够将两手2、3的相对最大角度设为比以往更大。

另外，所述实施方式及其变化例的机械手1用以保持基板(例如半导体制造用晶片)S，但能够应用本发明的手腕构造的机械手并非限于基板保持用的机械手，只要为具备所谓的双重管构造的双手型机械手，便能够广泛应用于所述手腕构造。

[符号的说明]

1 机械手

2 上侧手

3 下侧手

4 内侧手腕轴

5 外侧手腕轴

6 上侧手用线束

7 下侧手用线束

8 内侧手腕轴的开口部

9 线束处理机构

10 轴承部件

11 可动支撑部件

12 环状的主体部

13 线束支撑部

L 两手的共通的旋转轴线

S 基板(半导体晶片等)