专利名称：旋转体的旋转范围限制机构及工业用机器人的制作方法
技术领域：
本发明涉及对能相对于支承体旋转360°以上的旋转体的旋转范围进行限制的旋转体的旋转范围限制机构。此外，本发明涉及包括上述旋转体的旋转范围限制机构的工业用机器人。
背景技术：
以往，作为对半导体晶片等工件进行搬运的工业用机器人，已知有如下工业用机器人，该工业用机器人包括基部，该基部固定在地板上；主体，该主体能旋转地安装在基部上；第一臂，该第一臂的基端部固定在主体上；第二臂，该第二臂的基端部能旋转地安装在第一臂的前端部；以及手部，该手部的基端部能旋转地安装在第二臂的前端部(例如参照专利文献I)。在专利文献I记载的工业用机器人中，基部包括可升降的升降台，主体包括供第一臂的基端部固定的主体框。在上述工业用机器人中，主体框能相对于升降台旋转360°以上，在升降台与主体框之间设置有对主体框的旋转范围进行限制的限位部。限位部包括L字形的限位构件，该限位构件能转动地安装在升降台上；限位销，该限位销固定在主体框上；两个限位件，这两个限位件对限位构件的转动范围进行限制；以及限位辊，该限位辊用于保持限位构件与限位件抵接的状态。在对限位构件进行支承的转动轴上形成有与限位辊卡合的两个轴线方向槽，限位辊被弹簧朝向转动轴施力。在限位部中，若限位辊与一方的轴线方向槽卡合，则可保持限位构件与一方的限位件抵接的状态，若限位辊与另一方的轴线方向槽卡合，则可保持限位构件与另一方的限位件抵接的状态。在专利文献I记载的工业用机器人中，当主体框旋转而使限位销从L字形的限位构件的内侧与限位构件抵接时，限位销推倒限位构件而使主体框旋转。另一方面，当主体框旋转而使限位销从L字形的限位构件的外侧与限位构件抵接时，限位销与抵接在限位件上的限位构件抵接,而使主体框停止。现有技术文献专利文献专利文献1:日本专利特开2003 - 170384号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题在专利文献I记载的工业用机器人中，用于保持限位构件与限位件抵接的状态的限位辊被朝向对限位构件进行支承的转动轴施力，限位辊始终与转动轴接触。因此，在该工业用机器人中，伴随着转动轴的转动，可能在限位辊与转动轴的接触部分处产生尘埃。此夕卜，在该工业用机器人中，伴随着转动轴的转动，可能在限位辊与转动轴的接触部分处产生噪声。因此，本发明的技术问题在于提供一种旋转体的旋转范围限制机构，其对能相对于支承体旋转360°以上的旋转体的旋转范围进行限制，并能抑制尘埃的产生或噪声的产生。此外，本发明的技术问题在于提供一种包括上述旋转体的旋转范围限制机构的工业用机器人。 解决技术问题所采用的技术方案为了解决上述技术问题，本发明的旋转体的旋转范围限制机构对能相对于支承体旋转360°以上的旋转体的旋转范围进行限制，其特征是，包括摆动构件，该摆动构件能摆动地安装在支承体上；第一限制构件，该第一限制构件固定或形成于支承体，且与摆动构件抵接来对摆动构件朝一方侧的摆动范围进行限制；第二限制构件，该第二限制构件固定或形成于支承体，且与摆动构件抵接来对摆动构件朝另一方侧的摆动范围进行限制；卡合构件，该卡合构件固定或形成于旋转体，且与摆动构件卡合来使摆动构件在第一限制位置与第二限制位置之间摆动，其中，在上述第一限制位置上，摆动构件与第一限制构件抵接，在上述第二限制位置上，摆动构件与第二限制构件抵接；第一磁力保持机构，该第一磁力保持机构利用磁吸引力或磁斥力将摆动构件保持在第一限制位置上；以及第二磁力保持机构，该第二磁力保持机构利用磁吸引力或磁斥力将摆动构件保持在第二限制位置上。在本发明的旋转体的旋转范围限制机构中，利用第一磁力保持机构的磁吸引力或磁斥力，来将摆动构件保持在摆动构件与第一限制构件抵接的第一限制位置上，利用第二磁力保持机构的磁吸引力或磁斥力，来将摆动构件保持在摆动构件与第二限制构件抵接的第二限制位置上。因此，即便为了使旋转体相对于支承体适当地旋转360°以上，而需要将摆动构件保持在第一限制位置或第二限制位置上，也不需要使用于将摆动构件保持在第一限制位置或第二限制位置处的构件与摆动构件接触。因此，在本发明中，能抑制伴随着在第一限制位置与第二限制位置间摆动的摆动构件的摆动而导致尘埃的产生及噪声的产生。在本发明中，例如，第一磁力保持机构及第二磁力保持机构包括固定在摆动构件和支承体中的一方上的永磁体；以及固定在摆动构件和支承体中的另一方上的磁性构件或永磁体。在本发明中，较为理想的是，从旋转体的转轴的轴向观察时，摆动构件的摆动中心配置在与旋转体一起旋转的卡合构件的轨迹即假想圆的外侧。若这样构成，则与从旋转体的转轴的轴向观察时摆动构件的摆动中心配置在假想圆的内侧的情况相比，即便缩短了从旋转体的旋转中心到卡合构件的距离，也能利用卡合构件使摆动构件适当地摆动。因此，能减小卡合构件的旋转半径，其结果是，能使旋转范围限制机构小型化。在本发明中，在摆动构件上形成有卡合槽，当摆动构件在第一限制位置与第二限制位置之间摆动时，上述卡合槽与卡合构件卡合，卡合构件形成为大致圆柱状，在卡合槽的侧面形成有大致半圆弧状的凹曲面，该凹曲面的内径与卡合构件的外径大致相等。若在摆动构件位于第一限制位置与第二限制位置间时旋转体停止，则第一磁力保持机构对摆动构件的保持力及第二磁力保持机构对摆动构件的保持力不发挥作用，因此，尽管旋转体停止，摆动构件也可能会晃动，但若这样构成，则在摆动构件位于第一限制位置与第二限制位置之间时，能使卡合构件的外周面与大致半圆弧状的凹曲面的较宽范围接触，因此，即便在摆动构件位于第一限制位置与第二限制位置间时旋转体停止，也可以使用卡合构件来防止摆动构件的晃动。本发明的旋转体的旋转范围限制机构能用于包括主体部、基端侧能转动地安装在主体部上的第一臂、基端侧能转动地安装在第一臂的前端侧的第二臂、基端侧能旋转地安装在第二臂的前端侧的第三臂以及基端侧能旋转地安装在第三臂的前端侧的手部的工业用机器人，其中，例如，旋转体是第三臂，支承体是第二臂。在上述工业用机器人中，能抑制伴随着摆动构件的摆动而导致尘埃的产生及噪声的产生。发明效果如上所述，在本发明的旋转体的旋转范围限制机构及工业用机器人中，能抑制伴随着摆动构件的摆动而导致尘埃的产生及噪声的产生。
图1是本发明实施方式的工业用机器人的示意侧视图。图2是使用图1所示的工业用机器人的半导体制造系统的示意俯视图。图3是用于对图1所示的第三臂驱动机构的结构进行说明的纵剖视图。图4是用于从图3的E — E方向对第三臂驱动机构的结构进行说明的图。图5是用于对图3所示的旋转范围限制机构的动作进行说明的图。图6是用于对使用图3所示的非接触式传感器检测到磁性构件时的第三臂的状态进行说明的图。
具体实施例方式以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。(工业用机器人的示意结构)图1是本发明实施方式的工业用机器人I的示意侧视图。图2是使用图1所示的工业用机器人I的半导体制造系统16的示意俯视图。本实施方式的工业用机器人I是用于对半导体晶片2 (参照图2)进行搬运的多关节型机器人。如图1所示，该工业用机器人I包括主体部3 ;第一臂4，该第一臂4能转动地安装在主体部3上；第二臂5，该第二臂5能转动地安装在第一臂4上；第三臂6，该第三臂6能旋转地安装在第二臂5上；以及手部7、8，该手部7、8能旋转地安装在第三臂6上。另外，在以下的说明中，将工业用机器人I称为“机器人1”，将半导体晶片2称为“晶片2”。此外，机器人I包括臂部驱动机构11，该臂部驱动机构11使第一臂4及第二臂5转动来使由第一臂4和第二臂5构成的臂部9伸缩；第三臂驱动机构12，该第三臂驱动机构12驱动第三臂6旋转；手部驱动机构13，该手部驱动机构13驱动手部7旋转；以及手部驱动机构14，该手部驱动机构14驱动手部8旋转。如图2所示，机器人I例如可组装在半导体制造系统16中使用。具体来说，机器人I配置在半导体制造系统16的入口处，将收纳在盒17中的晶片2取出并将该晶片2收纳在处理装置18中。主体部3形成为圆筒状。在主体部3的内部收纳有使第一臂4升降的升降机构(未图示)。第一臂4、第二臂5及第三臂6形成为中空状。第一臂4的基端侧能转动地安装在主体部3上。第二臂5的基端侧能转动地安装在第一臂4的前端侧。第三臂6的基端侧能旋转地安装在第二臂5的前端侧。在本实施方式中，在上下方向上，将主体部3、第一臂4、第二臂5及第三臂6从下侧依次配置。
如图2所示，手部7形成为从上下方向观察时的形状为大致Y形状，在呈双叉状的手部7的前端部装载晶片2。手部8形成为与手部7的形状相同的形状，在呈双叉状的手部8的前端部装载晶片2。手部7、8的基端侧能旋转地安装在第三臂6的前端侧。手部7、8以在上下方向上重叠的方式配置。此外，手部7、8配置在第三臂6的上侧。另外，在图2中，省略了手部8的图示。此外，在本实施方式的机器人I动作时，虽然手部7和手部8也有在上下方向上重叠的情况，但在大多数情况下，手部7和手部8在上下方向上不重叠。例如，如图2的双点划线所示，当手部7伸入盒17中时，手部8朝主体部3侧旋转，不进入盒17中。此时，手部8相对于手部7的旋转角度例如为120° 150°。臂部驱动机构11包括:作为驱动源的第一驱动用电动机20 ;用于将第一驱动用电动机20的动力减速并传递至第一臂4的第一减速器21 ;用于将第一驱动用电动机20的动力减速并传递至第二臂5的第二减速器22 ；以及将第一减速器21与第二减速器22连接的带轮及传动带(未图示)。第一减速器21例如是作为波动齿轮装置的HARMONIC DRIVE(注册商标，日文名"、一* 二〃々K 7 7')，其构成将主体部3与第一臂4连接的第一关节部。第二减速器22例如是HARMONIC DRIVE (注册商标，日文名:^、一壬二'7 K 7 7')，其构成将第一臂4与第二臂5连接的第二关节部。第三臂驱动机构12包括:作为驱动源的第二驱动用电动机24 ;以及用于将第二驱动用电动机24的动力减速并传递至第三臂6的第三减速器25。对于第三臂驱动机构12的详细结构，将在后面叙述。手部驱动机构13包括:作为驱动源的手部驱动用电动机27 ;用于将手部驱动用电动机27的动力减速并传递至手部7的手部用减速器(未图示);以及将手部7与手部用减速器连接的带轮及传动带(未图示)。手部驱动机构14与手部驱动机构13同样，包括:作为驱动源的手部驱动用电动机28 ;用于将手部驱动用电动机28的动力减速并传递至手部8的手部用减速器(未图示)；以及将手部8与手部用减速器连接的带轮及传动带(未图示)。手部用减速器例如是HARMONIC DRIVE (注册商标，日文名:？、一壬二 々K 7 歹)。
在如上所述构成的机器人I中，当第一驱动用电动机20驱动后，如图2所示，臂部9伸缩，而使第三减速器25的中心在直线L上移动。此外，当第二驱动用电动机24驱动后，第三臂6以第三减速器25为中心相对于臂部9相对旋转。另外，在手部驱动用电动机27驱动后，手部7相对于第三臂6相对旋转，在手部驱动用电动机28驱动后，手部8相对于第三臂6相对旋转。通过将以上动作组合，机器人I将收纳在盒17中的晶片2取出并将晶片2收纳在处理装置18中。另外，当机器人I对晶片2进行搬运时，利用配置在主体部3内部的升降机构，根据需要使臂部9、第三臂6及手部7、8升降。(第三臂驱动机构的结构)图3是用于对图1所示的第三臂驱动机构12的结构进行说明的纵剖视图。图4是用于从图3的E — E方向对第三臂驱动机构12的结构进行说明的图。图5是用于对图3所示的旋转范围限制机构31的动作进行说明的图。图6是用于对使用图3所示的非接触式传感器59检测到磁性构件60时的第三臂6的状态进行说明的图。第三臂驱动机构12除了上述第二驱动用电动机24及第三减速器25之外，还包括对第三臂6相对于第二臂5的旋转范围进行限制的旋转范围限制机构31和用于使第三臂6复位至原点位置的第一检测机构32及第二检测机构33。第二驱动用电动机24是伺服电动机。该第二驱动用电动机24安装在第二臂5的前端侧。具体来说，第二驱动用电动机24固定在第二臂5的比配置有第三减速器25的部位更靠前端侧的部位。在第二驱动用电动机24的输出轴上固定有带轮34。第三减速器25构成将第二臂5与第三臂6连接的第三关节部。该第三减速器25是HARMONIC DRIVE (注册商标，日文名？、一壬二 々K 7 7')，如图3所示，其包括波形发生器35、刚性齿轮36和柔性齿轮37。柔性齿轮37固定在第三臂6上。刚性齿轮36固定在第二臂5的前端侧。在波形发生器35的下端固定有带轮38。在该带轮38与固定于第二驱动用电动机24的输出轴的带轮34间架设有传动带39。这样，在本实施方式中，波形发生器35构成第三减速器25的输入轴，柔性齿轮37构成第三减速器25的输出轴。在第二臂5的前端侧，以上下方向为轴向固定有中空轴40，该中空轴40配置成穿过第三减速器25的中心。波形发生器35能旋转地配置在中空轴40的外周侧。在本实施方式中，利用中空轴40的内周侧来拉绕规定的布线。旋转范围限制机构31包括摆动构件(摆动件)45,该摆动构件45能摆动地安装在第二臂5上；作为第一限制构件的限位件46，该限位件46与摆动构件45抵接而限制摆动构件45朝一侧摆动的范围；作为第二限制构件的限位件47，该限位件47与摆动构件45抵接而限制摆动构件45朝另一侧摆动的范围；以及作为卡合构件的卡合销48，该卡合销48与摆动构件45卡合而使摆动构件45摆动。在本实施方式中，第三臂6能相对于第二臂5旋转360°以上，旋转范围限制机构31对旋转360°以上的第三臂6的旋转范围进行限制。另外，本实施方式的第三臂6例如能旋转700°左右。此外,旋转范围限制机构31包括第一磁力保持机构51,该第一磁力保持机构51在摆动构件45与限位件46抵接的第一限制位置45A (参照图5 (A))处，利用磁吸引力对摆动构件45进行保持；以及第二磁力保持机构52,该第二磁力保持机构52在摆动构件45与限位件47抵接的第二限制位置45B (参照图5 (E))处，利用磁吸引力对摆动构件45进行保持。卡合销48形成为大致圆柱状。上述卡合销48通过规定的构件而固定在柔性齿轮37的下表面。即，卡合销48经由柔性齿轮37等而固定在第三臂6上。卡合销48与形成于摆动构件45的后述的卡合槽45a卡合，而使摆动构件45在第一限制位置45A与第二限制位置45B之间摆动。摆动构件45由非磁性材料形成，并形成为块状。该摆动构件45被固定于第二臂5的支承轴53支承成能摆动，并能以支承轴53为中心摆动。支承轴53以上下方向为轴向而固定在第二臂5上。此外，支承轴53在第三减速器25的径向外侧固定在第二臂5上。SP，如图4所示,从上下方向观察时,摆动构件45的摆动中心配置在与第三臂6—起旋转的卡合销48的中心的轨迹即假想圆C的外侧。此外，支承轴53配置在比第三减速器25更靠第二臂5的基端侧的位置。在摆动构件45上形成有卡合槽45a，当摆动构件45在第一限制位置45A与第二限制位置45B之间摆动时,上述卡合槽45a与卡合销48卡合。卡合槽45a形成为从上下方向观察时的形状呈大致U形状，在卡合槽45a的侧面上形成有大致半圆弧状的凹曲面45b。凹曲面45b的内径与卡合销的外径大致相等。另外，由于从上下方向观察时的卡合槽45a形成为大致U形状，因此，本实施方式的摆动构件45形成为从上下方向观察时的形状呈大致U形状。限位件46、47形成为大致圆柱状。限位件46以能与摆动构件45在摆动构件45的摆动方向上的一个侧面抵接的方式固定在第二臂5上，限位件47以能与摆动构件45在摆动构件45的摆动方向上的另一个侧面抵接的方式固定在第二臂5上。此外，将限位件46、47固定在第二臂5上，而使摆动构件45的摆动角度例如为20° 30°左右。如图5 (A)所示，卡合销48能以将摆动构件45的一个侧面按压到限位件46的方式与位于第一限制位置45A的摆动构件45的另一个侧面抵接，一旦卡合销48以将摆动构件45的一个侧面按压到限位件46的方式与位于第一限制位置45A的摆动构件45的另一个侧面抵接，则可限制经由柔性齿轮37等固定有卡合销48的第三臂6朝一侧旋转的范围。此外，如图5 (E)所示，卡合销48能以将摆动构件45的另一个侧面按压到限位件47的方式与位于第二限制位置45B的摆动构件45的一个侧面抵接，一旦卡合销48以将摆动构件45的另一个侧面按压到限位件47的方式与位于第二限制位置45B的摆动构件45的一个侧面抵接，则可限制第三臂6朝另一侧旋转的范围。一旦第三臂6从图5 (A)所示状态朝图5的顺时针方向旋转，而使卡合销48相对于第三减速器25的中心旋转例如330°左右，则如图5 (B)所示，卡合销48与卡合槽45a的侧面抵接，然后如图5 (C)所示，卡合销48与卡合槽45a卡合。一旦卡合销48与卡合槽45a的侧面抵接并与卡合槽45a卡合，则如图5 (B) 图5 (D)所示，伴随着第三臂6的旋转，摆动构件45从第一限制位置45A朝第二限制位置45B转动。此外，在摆动构件45从第一限制位置45A朝第二限制位置45B转动的过程中，如图5 (D)所示，卡合销48从卡合槽45a脱开。另外，在第三臂6进一步朝图5的顺时针方向旋转例如330°左右时，如图5(E)所示，卡合销48与摆动构件45的一个侧面抵接，第三臂6朝顺时针方向的旋转被限制。同样地，一旦第三臂6从图5 (E)所示状态朝图5的逆时针方向旋转，而使卡合销48相对于第三减速器25的中心旋转例如330°左右，则卡合销48与卡合槽45a的侧面抵接，然后，如图5 (C)所示，卡合销48与卡合槽45a卡合。一旦卡合销48与卡合槽45a的侧面抵接并与卡合槽45a卡合，则如图5 (D) 图5 (B)所示，伴随着第三臂6的旋转，摆动构件45从第二限制位置45B朝第一限制位置45A转动。此外，在摆动构件45从第二限制位置45B朝第一限制位置45A转动的过程中，如图5 (B)所示，卡合销48从卡合槽45a脱开。另外，在第三臂6进一步朝图5的逆时针方向旋转例如330°左右时，如图5 (A)所示，卡合销48与摆动构件45的另一个侧面抵接，第三臂6朝逆时针方向的旋转被限制。这样，在本实施方式中，在第三臂6朝图5的顺时针方向旋转时，只要摆动构件45位于第一限制位置45A，即便卡合销48到达摆动构件45的配置部位，由于卡合销48能一边使摆动构件45朝第二限制位置45B转动，一边经过摆动构件45的配置部位，因此，第三臂6能进一步旋转。另一方面，在第三臂6朝图5的顺时针方向旋转时，只要摆动构件45位于第二限制位置45B，则一旦卡合销48到达摆动构件45的配置部位，卡合销48便会与抵接在限位件47上的摆动构件45抵接，第三臂6便无法进一步旋转。此外，在第三臂6朝图5的逆时针方向旋转时，只要摆动构件45位于第二限制位置45B，即便卡合销48到达摆动构件45的配置部位，由于卡合销48能一边使摆动构件45朝第一限制位置45A转动，一边经过摆动构件45的配置部位，因此，第三臂6能进一步旋转。另一方面，在第三臂6朝图5的逆时针方向旋转时，只要摆动构件45位于第一限制位置45A，则一旦卡合销48到达摆动构件45的配置部位，卡合销48便会与抵接在限位件46上的摆动构件45抵接，第三臂6便无法进一步旋转。另外，在本实施方式中，当摆动构件45位于第一限制位置45A与第二限制位置45B之间时，如图5 (C)所示，摆动构件45与卡合销48以卡合销48的外周面与凹曲面45b的比较宽的范围接触的方式卡合，从上下方向观察时，凹曲面45b的曲率中心与卡合销48的中心大致一致。此外，在本实施方式中，第二臂5是对能旋转360°以上的第三臂6进行支承的支承体，第三臂6是能旋转360°以上的旋转体。第一磁力保持机构51由固定在摆动构件45上的磁性构件55和固定在第二臂5上的永磁体56构成。第二磁力保持机构52与第一磁力保持机构51同样，由固定在摆动构件45上的磁性构件57和固定在第二臂5上的永磁体58构成。磁性构件55、57形成为大致圆柱状,并固定在摆动构件45的下表面上。此外,磁性构件55、57在卡合槽45a的两侧分别被固定在摆动构件45上，以利用磁性构件55和磁性构件57夹着卡合槽45a。永磁体56、58形成为大致圆柱状。永磁体56以与限位件46相邻的方式固定在第二臂5上，永磁体58以与限位件47相邻的方式固定在第二臂5上。此夕卜，在上下方向上，以在磁性构件55、57的下表面与永磁体56、58的上表面之间形成间隙的方式，将永磁体56、58固定在第二臂5上。如图5 (A)、图5 (B)所示，当摆动构件45位于第一限制位置45A时，从上下方向观察时，磁性构件55的一部分与永磁体56的一部分重叠,利用磁性构件55与永磁体56间产生的磁吸引力，来将摆动构件45保持在第一限制位置45A处。另外，当摆动构件45位于第一限制位置45A时,从上下方向观察时的磁性构件55的中心与永磁体56的中心错开，以便产生将摆动构件45的一个侧面按压到限位件46这样的磁吸引力。此外，如图5 (D)、图5 (E)所示，当摆动构件45位于第二限制位置45B时，从上下方向观察时，磁性构件57的一部分与永磁体58的一部分重叠,利用磁性构件57与永磁体58间产生的磁吸引力，来将摆动构件45保持在第二限制位置45B处。另外，当摆动构件45位于第二限制位置45B时，从上下方向观察时的磁性构件57的中心与永磁体58的中心错开，以便产生将摆动构件45的另一个侧面按压到限位件47这样的磁吸引力。第一检测机构32包括固定在第二臂5上的非接触式传感器59和固定在第三臂6上的磁性构件60。非接触式传感器59以利用摆动构件45和非接触式传感器59夹着第三减速器25的方式固定在第二臂5上。即，非接触式传感器59在比第三减速器25更靠第二臂5的前端侧的位置固定在第二臂5上。此外，非接触式传感器59以使其检测面朝向上侧的方式固定在第二臂5上。磁性构件60形成为平板状，并以经过非接触式传感器59的检测面的上侧的方式固定在第三臂6上。本实施方式中的第三臂6由铝等非磁性材料形成，并通过利用非接触式传感器59检测到磁性构件60，来检测出第三臂6相对于第二臂5处于规定的状态。第二检测机构33包括光学式传感器61,该光学式传感器61以使发光兀件与受光兀件相对的方式配置；以及遮光构件62,该遮光构件62固定在摆动构件45上。光学式传感器61固定在第二臂5上。遮光构件62以能遮住光学式传感器61的发光兀件和受光元件间的方式固定在摆动构件45上。在本实施方式中，如图5 (A)所示，当摆动构件45位于第一限制位置45A时,遮光构件62将光学式传感器61的发光兀件与受光兀件间遮住,如图5 (E)所示，当摆动构件45位于第二限制位置45B时，遮光构件62从光学式传感器61的发光元件与受光元件间脱开。如上所述，第三臂6能相对于第二臂5旋转360°以上。因此，作为利用非接触式传感器59检测到磁性构件60时第三臂6相对于第二臂5的状态，存在如下两种状态如图
6(A)所示，仅允许第三臂6朝顺时针方向旋转的状态；如图6 (B)所示，允许第三臂6朝两个方向旋转的状态。即，在本实施方式中，仅使用第一检测机构32，无法准确地检测出第三臂6相对于第二臂5的状态。因此，在本实施方式中，当对第二驱动用电动机24进行控制的控制部失去第三臂6相对于第二臂5的相对旋转角度时，仅使用第一检测机构32，无法使第三臂6复位至原点位置。因此，在本实施方式中，使用第一检测机构32和第二检测机构33，来使第三臂6复位至原点位置。具体来说，例如，如图6 (A)所示，以在第三臂6处于原点位置时能利用非接触式传感器59检测到磁性构件60且遮光构件62将光学式传感器61的发光兀件与受光元件之间遮住的方式设置第一检测机构32及第二检测机构33，从而使用第一检测机构32和第二检测机构33来使第三臂6复位至原点位置。或者，以在第三臂6处于原点位置时能利用非接触式传感器59检测到磁性构件60且遮光构件62从光学式传感器61的发光兀件与受光元件之间脱离的方式设置第一检测机构32及第二检测机构33，从而使用第一检测机构32和第二检测机构33来使第三臂6复位至原点位置。(本实施方式的主要效果)如以上所说明的，在本实施方式中，利用第一磁力保持机构51的磁吸引力，来将摆动构件45保持在第一限制位置45A，利用第二磁力保持机构52的磁吸引力，来将摆动构件45保持在第二限制位置45B。因此，即便为了使第三臂6相对于第二臂5适当地旋转360°以上，而需要将摆动构件45保持在第一限制位置45A及第二限制位置45B，也不需要使用于将摆动构件45保持在第一限制位置45A及第二限制位置45B处的构件与摆动构件45接触。因此，在本实施方式中，能抑制伴随着在第一限制位置45A与第二限制位置45B间摆动的摆动构件45的摆动而导致尘埃的产生及噪声的产生。在本实施方式中，当从上下方向观察时，摆动构件45的摆动中心配置在作为卡合销48的中心轨迹的假想圆C的外侧。因此，与摆动构件45的摆动中心配置在假想圆C的内侧的情况相比，即便缩短从第三减速器25的中心到卡合销48的距离，也能使与第三臂6一起旋转的卡合销48与卡合槽45a适当地卡合，并且能使与卡合槽45a卡合的卡合销48适当地脱离卡合槽45a。即，在本实施方式中，即便缩短从第三减速器25的中心到卡合销48的距离，也能使摆动构件45适当地摆动。因此，在本实施方式中，能减小卡合销48的旋转半径，其结果是，能使旋转范围限制机构31小型化，以使将第二臂5与第三臂6连接的第三关节部小型化。在本实施方式中，在卡合槽45a的侧面形成有大致半圆弧状的凹曲面45b,凹曲面45b的内径与卡合销48的外径大致相等。此外，在本实施方式中，当摆动构件45位于第一限制位置45A与第二限制位置45B之间时，摆动构件45与卡合销48以卡合销48的外周面与凹曲面45b的比较宽的范围接触的方式卡合。因此，即便当摆动构件45位于第一限制位置45A与第二限制位置45B之间时第二驱动用电动机24停止，也能利用与卡合槽45a卡合的卡合销48来防止摆动构件45的晃动。即，若在摆动构件45位于第一限制位置45A与第二限制位置45B之间时第二驱动用电动机24停止，则第一磁力保持构件51对摆动构件45的保持力及第二磁力保持机构52对摆动构件45的保持力不发挥作用，因此，尽管第二驱动用电动机24停止而使卡合销48停止，摆动构件45仍有可能晃动，但在本实施方式中，能使用卡合销48来防止摆动构件45晃动。(其它实施方式)上述实施方式为本发明的较为理想的实施方式中的一例，但本发明不限定于此，能在不变更本发明要点的范围内进行各种变形来实施。在上述实施方式中，将磁性构件55固定在摆动构件45上,并将永磁体56固定在第二臂5上，但也可以将磁性构件55固定在第二臂5上，并将永磁体56固定在摆动构件45上。同样地，在上述实施方式中，将磁性构件57固定在摆动构件45上，并将永磁体58固定在第二臂5上，但也可以将磁性构件57固定在第二臂5上，并将永磁体58固定在摆动构件45上。此外，只要摆动构件45由磁性材料形成，也可以不将磁性构件55、57固定在摆动构件45上。另外，与摆动构件45由磁性材料形成的情况相比，由非磁性材料形成的摆动构件45固定有磁性构件55、57更容易提高第一磁力保持机构51及第二磁力保持机构52的磁吸引力。此外，第一磁力保持机构51及第二磁力保持机构52还可以包括固定在摆动构件45上的永磁体，以代替磁性构件55、57。在这种情况下，例如，对固定在摆动构件45上的永磁体进行磁化并将其配置成利用在固定在摆动构件45上的永磁体与永磁体56、58间产生的磁吸引力，来将摆动构件45保持在第一限制位置45A及第二限制位置45B。或是，对固定在摆动构件45上的永磁体进行磁化并将其配置成利用在固定在摆动构件45上的永磁体与永磁体56、58间产生的磁斥力，来将摆动构件45保持在第一限制位置45A及第二限制位置45B。在上述实施方式中，当从上下方向观察时，摆动构件45的摆动中心配置在作为卡合销48的中心轨迹的假想圆C的外侧。除此之外，例如，摆动构件45的摆动中心也可以在从上下方向观察时配置在假想圆C的内侧。在这种情况下，摆动构件45等例如配置在第三减速器25的下侧。此外，在上述实施方式中，摆动构件45形成为从上下方向观察时的形状呈大致U形，但摆动构件45也可以形成为从上下方向观察时的形状呈大致L形。在上述实施方式中，第三减速器25是HARMONIC DRIVE (注册商标，日文名"、一七二” K 7 A 7')，但第三减速器25也可以是HARMONIC DRIVE (注册商标)以外的中空结构的齿轮装置。例如，第三减速器25既可以是寸4々口減速機(注册商标)，也可以是RV(Rotor Vector)减速器或行星齿轮减速器等。此外，第三减速器25也可以是包括第一双曲线齿轮和与第一双曲线齿轮啮合的第二双曲线齿轮的减速器。此外，第三减速器25也可以不是中空结构。在上述实施方式中，旋转范围限制机构31对第三臂6相对于第二臂5的旋转范围进行限制。除此之外，例如，在第一臂4相对于主体部3旋转360°以上的情况下，也可以使用旋转范围限制机构31来限制第一臂4相对于主体部3的旋转范围。此外，在第二臂5相对于第一臂4旋转360°以上的情况下，也可以使用旋转范围限制机构31来限制第二臂5相对于第一臂4的旋转范围。此外，在手部7、8相对于第三臂6旋转360°以上的情况下，也可以使用旋转范围限制机构31来限制手部7、8相对于第三臂6的旋转范围。在上述实施方式中，机器人I是用于对半导体晶片2进行搬运的机器人，但机器人I既可以是对液晶用的玻璃基板等其它搬运对象物进行搬运的搬运用机器人，也可以是组装用机器人等搬运用机器人之外的工业用机器人。即，旋转范围限制机构31也可以用于机器人I之外的机器人中。此外，旋转范围限制机构31也可以用于具有能相对于支承体旋转360°以上的旋转体的、除机器人之外的各种装置中。(符号说明)I机器人(工业用机器人)3主体部4 第一臂5第二臂(支承体)6第三臂(旋转体)7、8 手部31旋转范围限制机构(旋转体的旋转范围限制机构)45摆动构件45a卡合槽45b 凹曲面45A第一限制位置45B第二限制位置46限位件(第一限制构件)47限位件(第二限制构件)48卡合销(卡合构件)51第一磁力保持机构52第二磁力保持机构55、57磁性构件56、58 永磁体C假想圆
权利要求
1.一种旋转体的旋转范围限制机构，对能相对于支承体旋转360°以上的旋转体的旋转范围进行限制，其特征在于，包括: 摆动构件，该摆动构件能摆动地安装在所述支承体上； 第一限制构件，该第一限制构件固定或形成于所述支承体，且与所述摆动构件抵接来对所述摆动构件朝一侧的摆动范围进行限制； 第二限制构件，该第二限制构件固定或形成于所述支承体，且与所述摆动构件抵接来对所述摆动构件朝另一侧的摆动范围进行限制； 卡合构件，该卡合构件固定或形成于所述旋转体，且与所述摆动构件卡合，以使所述摆动构件在第一限制位置与第二限制位置之间摆动，其中，在所述第一限制位置上，所述摆动构件与所述第一限制构件抵接，在所述第二限制位置上，所述摆动构件与所述第二限制构件抵接； 第一磁力保持机构，该第一磁力保持机构利用磁吸引力或磁斥力将所述摆动构件保持在所述第一限制位置上；以及 第二磁力保持机构，该第二磁力保持机构利用磁吸引力或磁斥力将所述摆动构件保持在所述第二限制位置上。
2.如权利要求1所述的旋转体的旋转范围限制机构，其特征在于，所述第一磁力保持机构及所述第二磁力保持机构包括固定在所述摆动构件和所述支承体中的一方上的永磁体以及固定在所述摆动构件和所述支承体中另一方上的磁性构件或永磁体。
3.如权利要求1或2所述的旋转体的旋转范围限制机构，其特征在于，从所述旋转体的转轴的轴向观察时，所述摆动构件的摆动中心配置在与所述旋转体一起旋转的所述卡合构件的轨迹即假想圆的外侧。
4.如权利要求3所述的旋转体的旋转范围限制机构，其特征在于， 在所述摆动构件上形成有卡合槽，当所述摆动构件在所述第一限制位置与所述第二限制位置之间摆动时，所述卡合槽与所述卡合构件卡合， 所述卡合构件形成为大致圆柱状， 在所述卡合槽的侧面形成有大致半圆弧状的凹曲面，该凹曲面的内径与所述卡合构件的外径大致相等。
5.一种工业用机器人，其特征在于，包括: 权利要求1至4中任一项所述的旋转体的旋转范围限制机构； 主体部； 第一臂，该第一臂的基端侧能转动地安装在所述主体部； 第二臂，该第二臂的基端侧能转动地安装在所述第一臂的前端侧； 第三臂，该第三臂的基端侧能旋转地安装在所述第二臂的前端侧；以及 手部，该手部的基端侧能旋转地安装在所述第三臂的前端侧， 所述旋转体是所述第三臂，所述支承体是所述第二臂。
全文摘要
一种旋转体的旋转范围限制机构，能抑制尘埃产生及噪声产生。对能相对支承体(5)旋转360°以上的旋转体的旋转范围进行限制的旋转范围限制机构(31)包括能摆动地安装于支承体的摆动构件(45)；与摆动构件(45)抵接以限制摆动构件(45)朝一侧的摆动范围的第一限制构件(46)；与摆动构件(45)抵接以限制摆动构件(45)朝另一侧的摆动范围的第二限制构件(47)；卡合构件(48)，其固定于旋转体且与摆动构件(45)卡合以使摆动构件(45)在第一限制位置与第二限制位置间摆动，在第一限制位置上摆动构件(45)与第一限制构件(46)抵接，在第二限制位置上摆动构件(45)与第二限制构件(47)抵接；利用磁吸引力将摆动构件(45)保持于第一限制位置的第一磁力保持机构(51)；以及利用磁吸引力将摆动构件(45)保持于第二限制位置的第二磁力保持机构(52)。
文档编号B25J19/00GK103079777SQ201280002410
公开日2013年5月1日 申请日期2012年4月17日 优先权日2011年4月27日
发明者北原康行, 改野重幸 申请人:日本电产三协株式会社