机器人的制作方法

本发明涉及一种包括手腕的机器人，该手腕具有中空的可动元件和防水结构。

背景技术：

公知有一种利用袋体覆盖机器人的机械手而提高该机械手的防水性的技术(例如日本特开2015-003374号公报)。

在工业用机器人的领域中，广泛应用有这样一种机器人：以能够进退的方式设于机床的内部，并能够执行在机床的内部设置工件、从机床的内部取出工件的作业。

在这样的机床中，存在有使用腐蚀性较高的切削液的情况。腐蚀性较高的切削液可能损伤机器人的结构元件(例如包含电线等的线条体)。因而，在这样的机器人中，要求一种防止切削液等附着于该机器人的结构元件的技术。

技术实现要素：

在本发明的一方式中，提供一种机器人，该机器人包括：机械臂；以及手腕，其连结于机械臂的顶端部，该手腕具有互相可动连结着的多个可动元件，该可动元件分别为中空。

另外，机器人包括：末端执行器，其连结于手腕的顶端部；线条体，其以穿过各可动元件的内部的方式布线；以及罩，其以包围互相连结着的两个可动元件之间的连结部分的方式安装于手腕。

也可以是，手腕具有：第1可动元件，其以能够绕第1轴线旋转的方式连结于机械臂的顶端部；以及第2可动元件，其以能够绕与第1轴线正交的第2轴线旋转的方式连结于第1可动元件的顶端部。也可以是，罩包围第1可动元件与第2可动元件之间的连结部分。

也可以是，第1可动元件具有：第1中空部，其以能够绕第1轴线旋转的方式连结于机械臂的顶端部；以及第1延长部，其自该第1中空部延伸。也可以是，第2可动元件具有：第2中空部；以及第2延长部，其自第2中空部延伸。也可以是，该第2延长部以能够绕与第1轴线正交的第2轴线旋转的方式连结于第1延长部的顶端部。

也可以是，线条体以穿过第1中空部和第2中空部的内部的方式布线。也可以是，罩在第1中空部与第2中空部之间延伸，并包围第1延长部与第2延长部之间的连结部分、以及在第1中空部与第2中空部之间延伸的线条体。

也可以是，手腕还具有第3可动元件，该第3可动元件位于第2可动元件的与第1可动元件相反的一侧，并以能够绕与第2轴线正交的第3轴线旋转的方式连结于第2可动元件。也可以是，末端执行器固定于第3可动元件的顶端部。也可以是，罩包围第2可动元件与第3可动元件之间的连结部分。

也可以是，机器人还包括第1密封构件，该第1密封构件液密地密封供线条体穿过的可动元件的内部。也可以是，末端执行器具有孔，该孔容纳自手腕的可动元件延伸出的线条体。也可以是，机器人还包括第2密封构件，该第2密封构件液密地密封孔。

附图说明

图1是本发明的一实施方式的机器人和加工机的图。

图2是图1所示的机器人的手腕和末端执行器的立体图。

图3是从与图2不同的方向观察到的图2所示的机器人的手腕和末端执行器的立体图。

图4是图2所示的机器人的手腕和末端执行器的侧视图。

图5A是图4所示的第1可动元件、第2可动元件、第3可动元件、以及末端执行器的剖视图，表示沿着图4中的V(a)-V(a)的剖视图。

图5B表示沿着图4中的V(b)-V(b)的剖视图。

图5C表示沿着图4中的V(c)-V(c)的剖视图。

图5D表示沿着图4中的V(d)-V(d)的剖视图。

图6表示图4所示的机器人的第2可动元件相对于第1可动元件旋转移动后的状态。

图7表示其他的实施方式的罩的侧视图。

图8表示将图7所示的罩安装于图4所示的手腕后的图。

图9表示将另一实施方式的罩安装于图4所示的手腕后的图。

图10是从图9的纸面上侧观察图9所示的手腕得到的侧视图。

图11表示将另一实施方式的罩安装于图4所示的手腕后的图。

图12是从图11的纸面上侧观察图11所示的手腕得到的侧视图。

具体实施方式

以下，根据附图详细地说明本发明的实施方式。首先，参照图1，说明本发明的一实施方式的机器人10。机器人10用于相对于加工机100的内部空间S放入或取出工件W。

加工机100包括加工轴102、以及划定用于设置该加工轴102的内部空间S的围栏104。加工轴102对设于内部空间S的工件W进行机械加工。

在围栏104上设有开口部106。在该开口部106上设有能够打开或关闭该开口部106的门(未图示)。机器人10能够在门开放时相对于内部空间S进入或退出。

机器人10例如为垂直多关节型机器人，包括基座12、机械臂14、手腕16以及末端执行器18。基座12固定于机架上。机械臂14以能够转动的方式连结于基座12。

手腕16以能够转动的方式连结于机械臂14的顶端部14a。手腕16将末端执行器18保持为相对于机械臂14能够绕三个轴旋转。另外，后述说明手腕16。

在本实施方式中，末端执行器18为能够把持和释放工件W的机械手。末端执行器18具有：基座18a，其固定于手腕16的顶端部(相当于后述的第3可动元件28的顶端部28a)；以及一对爪部18b，其以能够向互相靠近的方向和互相分离的方向移动的方式安装于该基座18a。

为了将后述的线条体58引入末端执行器18内，在基座18a上形成有容纳该线条体58的孔18c(图5D)。在开放围栏104的门时，末端执行器18利用机械臂14进入到内部空间S以及从内部空间S中退出。

接着，参照图2～图4说明手腕16。手腕16与壳体22连结，并具有第1可动元件24、第2可动元件26以及第3可动元件28。

壳体22以能够绕臂轴15(图1)旋转的方式连结于机械臂14的顶端部14a，壳体22包含中空部30。中空部30形成有贯通孔32。该贯通孔32沿第1轴线34延伸，并贯穿中空部30。第1轴线34为绕臂轴15旋转的轴线。

第1可动元件24以能够绕第1轴线34旋转的方式连结于壳体22的中空部30。第1可动元件24具有(第1)中空部36和(第1)延长部38。

中空部36自壳体22的中空部30的顶端部30a沿第1轴线34延伸。在中空部36的中心部形成有贯通孔40，该贯通孔40沿第1轴线34延伸并贯穿该中空部36。该贯通孔40与形成于壳体22的贯通孔32相连通。

延长部38为自中空部36的顶端部36a沿第1轴线34延伸的实心的板状构件。延长部38包含第1部分42和第2部分44。第1部分42固定于中空部36的顶端部36a。第2部分44自第1部分42的顶端部42a沿第1轴线34延伸。第2部分44具有比第1部分42薄的厚度。

第1可动元件24被容纳在壳体22的内部的第1驱动部25(图4)驱动而旋转。第1驱动部25包含伺服电动机和连结于伺服电动机的输出轴的第1减速装置。

第2可动元件26以能够绕第2轴线46旋转的方式连结于第1可动元件24的第2部分44的顶端部44a。第2轴线46为与第1轴线34正交且绕第1轴线34旋转的轴线。

第2可动元件26具有(第2)中空部48和(第2)延长部50。在中空部48的中心部形成有贯穿该中空部48的贯通孔54。贯通孔54沿第3轴线52延伸。第3轴线52为与第2轴线46正交且绕第2轴线46旋转的轴线。

延长部50为自中空部48的基端部48a延伸的板状构件，以能够绕第2轴线46旋转的方式连结于第1可动元件24的第2部分44的顶端部44a。

第2可动元件26被安装于第1可动元件24的延长部38的第2驱动部27(图4)驱动而旋转。第2驱动部27包含伺服电动机和连结于伺服电动机的输出轴的第2减速装置。

第3可动元件28以能够绕第3轴线52旋转的方式配置于第2可动元件26的中空部48的内部。第3可动元件28为圆筒状的构件，在第3可动元件28的中心部形成有贯通孔56(图5C)，该贯通孔56沿第3轴线52延伸并贯穿第3可动元件28。贯通孔56与形成于第2可动元件26的贯通孔54相连通。

第3可动元件28被安装于第2可动元件26的中空部48的第3驱动部29(图4)驱动而旋转。第3驱动部29包含伺服电动机和连结于伺服电动机的输出轴的第3减速装置。

控制箱20安装于壳体22，在内部容纳用于操作末端执行器18的各种控制装置。例如，控制箱20容纳控制用于使末端执行器18的爪部18b移动的压缩流体的压力的控制装置。

末端执行器18固定于第3可动元件28的顶端部28a。末端执行器18根据手腕16的动作而绕第1轴线34、第2轴线46以及第3轴线52转动。

机器人10还包括线条体58和罩60。在本实施方式中，线条体58的一端与容纳于控制箱20的各控制装置相连接，另一端与末端执行器18相连接。

从控制箱20中引出的线条体58以穿过壳体22的贯通孔32、第1可动元件24的贯通孔40、第2可动元件26的贯通孔54以及第3可动元件28的贯通孔56的内部并被引入到末端执行器18的基座18a的内部的方式布线。线条体58在第1可动元件24的贯通孔40与第2可动元件26的贯通孔54之间暴露在外部。

在本实施方式中，如图5A所示，在第1可动元件24的贯穿有线条体58的贯通孔40内插入有用于液密地密封该贯通孔40的(第1)密封构件70。

另外，如图5B所示，在第2可动元件26的贯通孔54内插入有用于液密地密封该贯通孔54的(第1)密封构件72。另外，如图5C所示，在第3可动元件28的贯通孔56内设有用于液密地密封该贯通孔56的(第1)密封构件74。

另外，如图5D所示，在形成于末端执行器18的基座18a的孔18c内设有用于液密地密封该孔18c的(第2)密封构件76。

罩60为挠性的筒状构件，具有第1开口端62、与该第1开口端相反的一侧的第2开口端64。罩60例如由耐腐蚀性优异的纤维材料形成。另外，在图2～图4中，从容易理解的观点来看，利用虚线表示了罩60。

在本实施方式中，第1开口端62配置于壳体22的中空部30与第1可动元件24的中空部36的顶端部36a之间，并环绕第1可动元件24的中空部36的外表面。另一方面，第2开口端64配置于第2可动元件26的中空部48的顶端部48b与末端执行器18之间的间隙66(图4)，并以环绕线条体58的方式配置。

这样，罩60以包围第1可动元件24的中空部36的一部分、延长部38、第2可动元件26的整体、以及第3可动元件28的一部分的方式安装于手腕16。

即，罩60在第1可动元件24的中空部36与第2可动元件26的中空部48之间延伸，并包围第1可动元件24的延长部38与第2可动元件26的延长部50之间的连结部分。

另外，罩60包围第2可动元件26的中空部48与第3可动元件28之间的连结部分。利用这样地安装于手腕16的罩60，覆盖线条体58的在第1可动元件24的贯通孔40与第2可动元件26的贯通孔54之间暴露在外部的部分。

图6表示第2可动元件26相对于第1可动元件24绕第2轴线46旋转规定的角度后的状态。在本实施方式中，线条体58以在第1可动元件24的贯通孔40与第2可动元件26的贯通孔54之间暴露在外部的方式布线。

因而，如图6所示，在第2可动元件26旋转了的情况下，自贯通孔40延伸到外部的线条体58在贯通孔40与贯通孔54之间的区间弯曲，并被引入到贯通孔54内。

另外，如上所述，罩60利用挠性的构件构成。因而，即使第2可动元件26如图6所示旋转，罩60也不会断裂，能够根据第2可动元件26的旋转动作而挠曲。

在执行将工件W相对于内部空间S搬入或搬出的作业时，利用这样地安装于手腕16的罩60，能够防止存在于该内部空间S的切削液等异物自互相连结着的两个可动元件24、26、28之间的连结部分侵入到手腕16的内部。

由此，在使用具有腐蚀性的切削液的情况等下，能够防止因进入到手腕16的内部的切削液而导致手腕16的结构元件以及线条体58损伤。

另外，在本实施方式中，罩60在自第1可动元件24的中空部36到第3可动元件28的顶端部28a的范围以包围手腕16的元件的方式安装。

根据该结构，能够利用罩60可靠地覆盖在第1可动元件24的贯通孔40与第2可动元件26的贯通孔54之间暴露在外部的线条体58。因此，能够有效地保护线条体58免遭切削液等异物的损伤。

另外，第1开口端62和第2开口端64例如还可以由具有伸缩性的橡胶环构成。该情况下，在第1开口端62和第2开口端64，能够密封罩60的内部，因此，能够有效地防止切削液等异物侵入到罩60的内部。

另外，在本实施方式中，贯通孔40、贯通孔54、贯通孔56以及孔18c分别利用密封构件74、76密封。由此，能够进一步可靠地防止切削液等异物侵入到这些孔40、54、56、18c的内部。

接着，参照图7和图8说明其他的实施方式的罩80。罩80为筒状的构件，具有第1开口端82、和与该第1开口端82相反的一侧的第2开口端84。

罩80具有包含第1开口端82的圆筒部86、和自该圆筒部86的顶端部86a延伸并包含第2开口端84的波纹管部88。例如，波纹管部88具有比圆筒部86的挠性高的挠性，与圆筒部86相比，能够更容易向任意的方向弯曲。

图8表示将本实施方式的罩80安装于图4所示的手腕16后的图。如图8所示，在将罩80安装于手腕16后的状态下，第1开口端82以环绕第1可动元件24的中空部36的外表面的方式配置。另一方面，波纹管部88以包围第1可动元件24与第2可动元件26之间的连结部分的方式配置。

在本实施方式的罩80中，在第2可动元件26如图6所示那样地相对于第1可动元件24旋转的情况下，波纹管部88根据第2可动元件26的旋转移动而灵活地弯曲。由此，能够防止因第2可动元件26的旋转而对罩80施加应力，因此，能够可靠地防止罩的断裂，并且能够保护手腕16的各元件、线条体58免遭切削液等异物的损伤。

另外，在上述的实施方式中，说明了罩60、80自第1可动元件24的中空部36延伸至第3可动元件28的顶端部28a的情况。然而，并不限定于此，罩还可以以包围互相连结着的两个可动元件之间的连结部分的方式安装。

作为一个例子，在图9和图10中示出了以包围上述的手腕16的第2可动元件26与第3可动元件28之间的连结部分92的方式安装的罩90。另外，在图9和图10中，从容易理解的观点来看，用虚线表示了罩90。

罩90为筒状的构件，具有第1开口端94、和与该第1开口端94相反的一侧的第2开口端96。第1开口端94以环绕第2可动元件26的延长部50的方式配置，另一方面，第2开口端96以环绕第3可动元件28的方式配置。

根据本实施方式的罩90，能够防止切削液等异物自位于靠近末端执行器18的位置的连结部分92侵入到手腕16的内部。因而，能够保护在第2可动元件26和第3可动元件28的内部延伸的线条体58免遭异物的损伤。

另外，也可以是，上述的罩90以包围第2可动元件26的整体的方式构成。在图11和图12中示出了这样的罩90的变形例。在图11和图12所示的罩90’中，第1开口端94’配置于第1可动元件24的中空部36的顶端部36a与第2可动元件26的延长部50的基端部50a(图12)之间。

由此，罩90’除了所述的连结部分92以外还包围第2可动元件26的整体。根据该结构，能够在位于靠近末端执行器18的位置的连结部分92、以及第2可动元件26的中空部48的基端部48a这两个部位防止切削液等异物侵入到手腕16的内部。另外，还能够保护第2可动元件26免遭异物的损伤。

另外，在所述的实施方式中，说明了末端执行器18为机械手的情况。然而，末端执行器18例如还可以是能够对工件W进行焊接的焊炬。该情况下，线条体58包含焊接线缆和导管等。

另外，在图2～图4所示的实施方式中，说明了罩60的开口端64配置于第3可动元件28的顶端部28a与末端执行器18之间的情况。

然而，罩60的开口端64还可以在第2可动元件26的中空部48的基端部48a与该中空部48的顶端部48b之间的位置以环绕该中空部48的外表面的方式配置。

换言之，罩60还可以在第1可动元件24的贯通孔40与第2可动元件26的贯通孔54之间的区域以包围手腕16的结构元件和线条体58的方式安装于手腕16。

该情况下，也能够利用罩60保护在第1可动元件24的贯通孔40与第2可动元件26的贯通孔54之间暴露在外部的线条体58免遭切削液等异物的损伤。

以上，根据发明的实施方式说明了本发明，但所述的实施方式并不用于限定权利要求范围的发明。另外，将在本发明的实施方式中说明的特征组合而成的方式也能够包含在本发明的技术范围内，这些特征的所有组合并不都是发明的解决方案所必须的。另外，本领域技术人员还明确的是，能够对所述的实施方式施加各种变更或改进。