专利名称：机器人的管线处理装置及具备管线处理装置的机器人的制作方法
技术区域本发明涉及处理包含工业用机器人的配线及配管等的管线的管线处理装置以及具备该装置的机器人。
背景技术：
在利用机器人进行作业的场合，由向安装在手腕前端的末端执行器传送动力和信号的配线、配管等组成的管线是必需的。当将这些管线沿着机器人的手臂和手腕周边围绕时，有时出现管线和手臂及其他周边机器等接触而破损或磨损的情况。为了消除这类问题，迄今为止已有多个提案被提出。
例如在欧洲特许第1060057号说明书中公开了这样的构成将内部具有配线及配管的挠性导管在设置在机器人的前臂上的同时，借助于将导管能够滑动地保持的保持构件，沿前臂进行配置。
在欧洲特许第1060057号说明书内所示的构成中，为了可以将保持构件设置在前臂的上面的中央附近而将保持构件紧靠前臂配置是比较困难的，因而有可能在导管和前臂之间产生间隙并且前臂的干涉区域变大。另外在位于保持构件上的管线的滑动方向与前臂的长度方向的夹角较小的场合，当导管从缠绕在前臂上的状态返回时，会有这样的情况由于导管移动或收缩时的方向不同于在保持手端上滑动的方向，滑动阻力变大，导管通过自力无法返回。因此在欧洲专利第1060057号说明书中，必须在导管的一部分设置弹簧等辅助要素，辅助在保持构件上的滑动，防止在导管上产生多余长度即松弛部分。
发明内容
故而，本发明提供一种在极力减小导管的干涉区域同时，即使不使用上述的弹簧等也能够吸收导管的不必要的多余长度的简易的构造的管线处理装置及具备该装置的机器人。
为达成上述目的，本发明的一个实施方式提供了设置在具有上臂、借助于关节可动地连接在上述上臂的前臂、可以旋转地安装在上述前臂的前端的手腕、在上述手腕上安装的末端执行器以及与上述末端执行器连接的挠性管线的机器人中的、适应上述机器人的动作地支撑上述管线的管线处理装置，该管线处理装置具有设置在上述上臂并可以固定或扭转地支撑上述管线的第1管线支撑部件；邻接上述关节设置在上述前臂上，可以滑动、绕沿该滑动方向的轴线旋转以及绕与该轴线垂直的轴线旋转地保持上述管线的保持部件，与上述手腕可以一体旋转地设置在上述手腕上且可以固定或扭转地支撑上述管线的第2管线支撑部件，而且上述第1、第2管线支撑部件以及上述保持部件配置成伴随上述手腕的旋转的上述管线的松弛部分在上述第1管线支撑部件和上述保持部件之间产生的相对位置关系。
上述保持部件最好配置在上述关节附近，由此上述管线的松弛部分便在上述关节的周围产生。
上述管线处理装置还可以具有减低上述前臂和上述管线之间的滑动阻力的构件。
减低上述滑动阻力的构件可以是设置在上述前臂与上述管线接触的部位上的凸部，也可以是设置在上述管线与上述前臂的接触的部位上的凸部。而且无论哪种场合上述凸部都能够是环部件。
本发明的其他实施方式提供一种具有上述本发明的管线处理装置的机器人。
本发明的上述或其他目的、特征及优点，通过参照附图对以下的优选实施方式进行说明，可以更加明了。
图1a及图1b分别是包含本发明的管线处理装置的由机器人的上臂至末端执行器的整体构成的俯视图及右侧视图。
图2A～图2c分别是在图1中使手腕旋转时的俯视图、左侧视图及右侧视图。
图3是与图1a类似的图，是表示环状部件的其他形态的图。
具体实施例方式
关于本发明的实施例，利用附图进行详细地说明。
图1a及图1b是表示包含本发明的管线处理装置的由机器人的上臂至末端执行器的整体构成图。机器人1具有上臂10、借助于关节11可动地与上臂10连接的前臂12、可以旋转地被安装在前臂12上的手腕14及安装在手腕14上的末端执行器16。向末端执行器16传送的动力和信号通过将配线以及配管等插通在挠性导管内而成的管线18进行传送。管线18从未图示的机器人1的底座起沿着上臂10、前臂12以及手腕部14配设，且连接到末端执行器16上。
如图1a以及图1b所示，在上臂10上设置第1管线支撑部件即导管支撑部件20，在手腕14上设置第2管线支撑部件即导管支撑部件22。管线即导管18通过第1导管支撑部件20以及第2导管支撑部件22可以固定或扭转地被支撑，而且在第1导管支撑部件20和第2导管部件支撑部件22之间，详细地说通过在接近前臂12的侧方最好是靠近关节11的位置被设置的保持构件即保持部件24，可以滑动、绕沿该滑动的方向的轴线旋转以及绕与该轴线垂直的轴线旋转地被保持。保持部件24具有例如如图所示的环状。保持部件24最好尽可能地接前臂12上的关节11附近的部位(也就是说前臂12的根部附近)地设置，这样，导管18与前臂12之间的间隙便能够减小，将与外部的周边机器等的干涉抑制在最小的限度。另外在图1a以及图1b所示的第1状态(即导管18未缠绕在前臂12上的状态)下，如图1b更好地表示的那样，位于第1导管支撑部件20和保持构件24之间(特别在关节11近旁)的导管18多少有些松弛即多余长度。
图2a～图2c是表示手腕14旋转的第2状态的图(即导管18缠绕在前臂12上的状态)。由于一旦手腕14旋转，第2导管支撑部件22也伴随着手腕14的旋转而旋转，这样导管18向末端执行器16一侧拉伸在保持构件24多少向末端执行器16一侧滑动，而且在缠绕在前臂12的同时在第1导管支撑部件20与第2导管支撑部件22间延伸。因此导管18成为尽可能地接近前臂12的状态，与周边机器等的干涉大大地减低。再者，此时为了使导管18的动作更加圆滑，也可以在前臂12的外周面上设置如图所示的凸部例如环状部件26。这样一来，能够使导管18和前臂12的外周面的接触面积为零或大幅减小，能够使作用在缠绕在前臂12上时的导管18的摩擦力和滑动阻力大大地减低。另外代替为减低导管18和前臂12的外周面的接触面积的环状部件26等凸部，也可以使用所图3所示设置在导管18上而不是设置在前臂12上的与环状部件26相同的环状部件等的凸部26’。
相反，在手腕14由第2状态向第1状态转动时，在第1导管支撑部件20与第2导管支撑部件22之间导管18动作以便从前臂12解开。在欧洲专利第1060057号说明书的装置中，因为不具有相当于本发明中的第2导管支撑部件22的部件，有时会出现解开的导管由前臂离开垂下产生不需要的多余长度的情况，故而有时必须使用弹簧等辅助要素吸收该多余长度。但在本发明中，由于通过第2导管支撑部件22防止了导管18的下垂和由前臂12的脱离，这样由第1状态在保持构件24向末端执行器16一侧些许滑动的导管18的多余长度部分维持在其长度方向与在保持部件24滑动的方向基本相等的状态。因此为解开缠绕在前臂12上的导管18，手腕14而进行旋转时，即使在上臂10上不使用弹簧等辅助要素，在保持构件24内的导管18也能够圆滑地滑动。这里如上所述，通过将保持构件24配置在关节11附近，能够使在第2状态下的导管18跨越前臂12全体紧密地接触并将干涉区域抑制在最小限度，而且，能够使导管18的松弛部分产生在无需考虑干涉的关节11的周围，非常有利。另外，通过将保持构件即环24预先配置成适当的角度，能够使导管18的动作更加圆滑。还有，最佳的保持构件24的角度根据导管18的尺寸、材质，前臂的尺寸等而有所不同，但多数情况下，最好是保持构件24中的导管18的长度方向前臂12的长度方向的角度为20度～70度。
上述的保持构件24中的导管18向上臂一侧的滑动(即由第2状态向第1状态的移动)是否能够圆滑地进行很大程度上取决于设置手腕14上的第2导管支持部件22与保持部件24之间的距离L(参照图1b)。因此，在前臂12较长的情况下，如图1a和图2a所示，最好借助于安装在手腕14上的适当的托架28，将第2导管支撑部件22设置在从手腕14多少靠近前臂12的位置，并且根据导管18的尺寸、材质等，将距离L缩短成适当的距离。
采用本发明能够获得这样的效果伴随着手腕的旋转而产生的管线的多余长度即松弛部分产生在第1管线支撑部件和保持部件之间，而不产生在容易形成与外部相干扰的问题的前臂的周围。
参照为了便于说明而选定的特定的实施例对本发明进行了说明，但是无庸置疑，对于本领域的技术从员来说，只要不脱离本发明的基本概念以及范围，可以进行多种变更。
权利要求
1.一种管线处理装置，设置在具有上臂(10)、借助关节(11)可动地连接在上述上臂(10)上的前臂(12)、可以旋转地安装在上述前臂(12)的前端上的手腕(14)、安装在上述手腕(14)上的末端执行器(16)以及与上述末端执行器(16)连接的挠性管线(18)的机器人中的、适应上述机器人(1)的动作地支撑上述管线(18)，其特征在于，具有设置在上述上臂(10)上，可以固定或扭转地支撑上述管线(18)的第1管线支撑部件(20)；邻接上述关节(11)地设置在上述前臂(12)上，可以滑动、绕沿该滑动方向的轴线可以旋转以及绕与该轴线垂直的轴线可以旋转地保持上述管线(18)的保持部件(24)；与上述手腕(14)可以一体旋转地设置在上述手腕上，可以固定或扭转地支撑上述管线(18)的第2管线支撑部件(22)，上述第1和第2管线支撑部件(20、22)以及上述保持部件(24)配置成伴随上述手腕(14)的旋转的上述管线(18)的松弛部分在上述第1管线支撑部件(20)和上述保持部件(24)之间产生的相对位置关系。
2.根据权利要求1所述的管线处理装置，其特征在于，上述保持部件(24)配置在上述关节(11)的附近，由此上述管线(18)的松弛部分在上述关节(11)的周围产生。
3.根据权利要求1所述的管线处理装置，其特征在于，还具有减低上述前臂(12)和上述管线(18)之间的滑动阻力的构件(26；26’)。
4.根据权利要求3所述的管线处理装置，其特征在于，减低上述滑动阻力的构件(26)是设置在上述前臂(12)与上述管线(18)接触的部位上的凸部(26)。
5.根据权利要求4所述的管线处理装置，其特征在于，上述凸部(26)是环部件(26)。
6.根据权利要求3所述的管线处理装置，其特征在于，减低上述滑动阻力的构件(26’)是设置在上述管线(18)与上述前臂(12)接触的部位上的凸部(26’)。
7.根据权利要求6所述的管线处理装置，其特征在于，上述凸部(26’)是环部件(26’)。
8.一种机器人，其特征在于，具备根据权利要求1～7中任何一项所述的管线处理装置。
全文摘要
本发明涉及一种在极力减小导管的干涉区域的同时，即使不使用辅助装置也能够吸收导管的不必要的多余长度的简易的构造的管线引导装置以及具备该装置的机器人。在上臂上设置第1导管支撑部件，在手腕上设置第2导管支撑部件。导管通过第1导管支撑部件以及第2导管支撑部件支撑可以固定和扭转地被支撑，而且在两导管支撑部件之间，详细地说通过配置在前臂侧方附近的保持构件，可以滑动、绕沿着该滑动方向的轴线旋转以及绕与该轴线垂直的轴线旋转地被保持。由于保持构件被尽量靠近前臂地设置，所以导管和前腕的间隙能够变小，并且能够将与外部的周边机器等的干涉抑制成最小限度。
文档编号B25J19/00GK1781680SQ20051012433
公开日2006年6月7日 申请日期2005年11月28日 优先权日2004年11月29日
发明者木户冈昭夫, 森冈昌宏 申请人:发那科株式会社