具有安装于末端执行器安装部的盖的多关节机械人的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种能够保持机械人的末端执行器安装部的卫生状态的多关节机械人。多关节机械人在手腕部具备能够收纳末端执行器且向所述末端执行器传递动力的减速机。减速机具有通过固定要素而固定于手腕部的固定部、能够相对于该固定部转动的转动部、以及设置在转动部的周围的密封要素。在减速机的固定部安装盖，通过该盖覆盖固定要素及密封要素。盖使因固定要素而形成的凸部或凹部平坦化。
【专利说明】具有安装于末端执行器安装部的盖的多关节机械人
【技术领域】
[0001]本发明涉及多关节机械人。
【背景技术】
[0002]在食品或者医药品等的生产线上使用的工业用多关节机械人希望是卫生的。为了维持卫生状态，用药液或者水定期清洗机械人。然而，若在机械人的构成部件的表面有凹凸，则有时会附着异物或者残留药液。为了防止这样的问题，想到将相对运动的部件之间形成为迷宫构造。例如，日本特开昭63-123688号公报提出了在驱动侧的旋转台和固定侧的支架之间形成防水构造的技术。
[0003]臂的前端部是机械人离产品最接近的地方，尤其需要是卫生的。然而，安装于臂的前端部的末端执行器是使用者根据用途来选择的部件，其构成为多种多样。因此，预先使臂的前端部和末端执行器之间形成为迷宫构造是困难的。
[0004]期待能够保持机械人的末端执行器安装部的卫生状态的多关节机械人。
【发明内容】
[0005]根据本申请的第I个发明提供多关节机械人，其具备臂、形成于该臂的末端的手腕部、以及设置在该手腕部并能够收纳末端执行器且向所述末端执行器传递动力的减速机，所述减速机具有通过固定要素而固定于所述手腕部的固定部、能够相对于该固定部转动的转动部、以及设置在所述转动部的周围的密封要素，在所述减速机的所述固定部安装盖，该盖覆盖因所述固定要素而形成于所述固定部的凸部或者凹部，并且以所述密封要素不露出至外部空间的方式覆盖所述密封要素。
[0006]根据本申请的第2个发明提供多关节机械人，在第I个发明中，在所述盖和所述减速机之间存在能够弹性变形的薄片。
[0007]根据本申请的第3个发明提供多关节机械人，所述盖通过与所述固定要素不同的第2固定要素而安装于所述减速机的所述固定部，为了闭塞因所述第2固定要素而形成的第2凹部，在所述第2凹部设置具有相对于所述第2凹部互补的形状的闭塞要素。
[0008]这些以及其他的本发明的目的、特征以及优点参照附图所表示的本发明的例示实施方式的详细说明，将变得更加清楚。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1是表示能够应用本发明的多关节机械人的例子的概略剖视图。
[0010]图2是将图1的区域II放大而表示的局部放大图。
[0011]图3是表示第I实施方式的机械人的末端执行器安装部的分解立体图。
[0012]图4是表示第I实施方式的机械人的末端执行器安装部的立体图。
[0013]图5是表示第I实施方式的机械人的末端执行器安装部的剖视图。
[0014]图6是表示安装于图3?图5的末端执行器安装部的盖的立体图。[0015]图7是表示第2实施方式的机械人的末端执行器安装部的分解立体图。
[0016]图8是表示第2实施方式的机械人的末端执行器安装部的剖视图。
[0017]图9是表示第3实施方式的机械人的末端执行器安装部的立体图。
[0018]图10是表示第3实施方式的机械人的末端执行器安装部的剖视图。
【具体实施方式】
[0019]以下，参照附图，对本发明的实施方式进行说明。请留意图示的实施方式的各构成要素有时为了助于本发明的理解而其比例尺根据实用的方式进行了变更。
[0020]图1是能够应用本发明的多关节机械人10的例子的概略剖视图。多关节机械人10是一般类型的工业用机械人。机械人10具备:设置在设置面的基座12 ;经由关节30而与基座12连结的旋转台20 ;在基端经由关节32而与从旋转台20的一边缘大致直角延伸的延长部20a连结且在末端具有关节34的第I臂22 ;经由关节34而与第I臂22连结的第2臂24 ;经由关节36而与第2臂24连结的第3臂26 ;以及形成于第3臂26的末端的手腕部
14。各关节30、32、34、36经由减速机50、52、54、56而通过马达40、42、44、46围绕轴线X1、X2、X3、X4转动。这样的机械人10的结构以及动作方式是周知的，所以在本说明书中省略详细的说明。
[0021]图2是将图1中用虚线包围的区域II放大而表示的局部放大图。即，图2是放大关节32及其周围而进行表示。减速机52具有通过螺栓60固定于第I臂22的固定部52a、能够相对于固定部52a转动的转动部52b、设置在转动部52b周围的环状的密封要素62。虽未图示，但转动部52b还具有与马达42的输出轴连结的输入部以便与马达42连动地转动，以及相对于输入部以规定的减速比转动的输出部。减速机52的输出部与旋转台20的延长部20a连结，由此，关节32围绕轴线X2转动。密封要素62是不妨碍减速机52的转动部52b转动，而赋予防尘性以及防水性的公知的密封要素。
[0022]从图2可知，旋转台20的延长部20a的与螺栓60的头部60a对置的表面形成有朝向头部60a的相反一侧凹陷的凹处20b。这些凹处20b相对于螺栓60的头部60a具有互补的形状。而且，延长部20a的上边缘20c以及下边缘20d分别沿着螺栓60的头部60a的侧面延伸。这样，旋转台20的延长部20a在与减速机52的固定部52a之间形成迷宫构造。通过这样的迷宫构造，因螺栓60的头部60a而形成于减速机52的固定部52a的凸部被覆盖，凸部不会露出至外部空间。换言之，减速机52的固定部52a的外表面被平坦化。机械人10的构成部件的表面被平坦化在防止异物的附着、清洗用药液的残留的点上有利。也可以将图示的延长部20a的上边缘20c以及下边缘20d沿着螺栓60的侧面进一步延长，覆盖减速机52的固定部52a的整个侧面。
[0023]并且，密封要素62被旋转台20的延长部20a覆盖，不会露出至外部空间。由此，防止在高压清洗机械人10时，密封要素62直接接触到清洗液。因此，根据这样的结构，能够防止清洗液进入减速机52的内部，并且防止密封要素62被破坏而破坏密封作用。
[0024]再次参照图1，对设置在位于离基座12最远一侧的第3臂26的前端的手腕部14进行说明。手腕部14具有能够围绕轴线X5转动的关节70和能够围绕与轴线X5正交的轴线X6转动的关节72。关节70经由未图示的减速机而通过同样未图示的马达而转动。关节72经由减速机58而通过未图示的马达而转动。未图示的减速机以及马达例如被收纳于第3臂26的内部或者设置在手腕部14且围绕轴线X5转动的壳体16的内部。配置在手腕部14的末端的减速机58具有将由马达产生的动力传递到未图示的末端执行器的作用。减速机58作为可收纳种种末端执行器例如用于把持工件的把持机构或者传感器等作业工具的末端执行器安装部80发挥作用。因此，若末端执行器被安装于手腕部14，则末端执行器经由减速机58而通过马达围绕轴线X6转动。
[0025]图3是表示第I实施方式的机械人的末端执行器安装部80的分解立体图，图4是表示末端执行器安装部80的立体图，图5是表示末端执行器安装部80的剖视图。末端执行器安装部80具备将马达的动力以规定的减速比传递到末端执行器的减速机58和通过4根螺栓82而安装于减速机58的盖100。
[0026]减速机58具有固定要素例如通过螺栓84固定于壳体16的固定部58a、能够相对于固定部58a转动的转动部58b、以及设置在转动部58b的周围的密封要素86。减速机58的固定部58a在周向上，在隔着规定间隔的多个地方通过螺栓84固定。在减速机58的固定部58a的周向上隔着规定的间隔形成有收纳用于固定盖100的螺栓82的螺丝孔88。密封要素86是在图3以及图5中以黑色填涂的环状的部件。
[0027]图6是表示安装于图3的末端执行器安装部80的盖100的立体图。图6是从与作为末端执行器安装面发挥作用的盖100的大致平坦的表面IOOa相反侧的背面IOOb观察的图。盖100具备具有圆形的轮廓的外周面100c。盖100是具有从外周面IOOc向半径方向内侧延伸的外周部102和朝向表面IOOa凹陷而比外周部102薄的内周部104的环状的部件。在内周部104的中心部形成有中心孔106，以使减速机58的转动部58b突出。在外周部102的周向上隔着规定间隔形成有贯通孔110，用于将盖100固定于减速机58的螺栓82插入到这些贯通孔110。并且，在盖100的外周部102的周向上隔着规定间隔形成有多个凹处112。这些凹处112形成于与用于将减速机58固定于壳体16的螺栓84的位置相对应的位置。凹处112具有相对于螺栓84的头部84a互补的形状，朝向头部84a的相反一侧凹陷。由此，在盖100被安装于末端执行器安装部80的状态下，从减速机58的固定部58a突出的螺栓84的头部84a收纳于凹处112内。
[0028]如图4以及图5所示，若盖100被安装于减速机58，则盖100覆盖固定部58a的外表面。另一方面，减速机58的转动部58b从盖100的中心孔106延伸出来。而且，盖的外周面IOOc如图5所示延伸至螺栓84的头部84a的侧面。由此，螺栓84的头部84a的侧面被盖100覆盖。这样，用于固定减速机58的螺栓84中的从减速机58向外部空间突出的部分被盖100覆盖。而且，露出在外部空间的盖100的表面IOOa以及外周面IOOc大致平坦且平滑。更严密地说，如图4所示，盖100的表面IOOa除了螺栓82的安装地方以外都是平坦的。即，将露出在外部空间的末端执行器安装部80的表面上所形成的凹凸抑制为最低程度。这样，根据本实施方式的机械人10，尽管因为用于固定减速机58的螺栓84而在减速机58的固定部58a的表面形成凸部，也通过盖100，能够将露出在外部空间的表面大致平坦化以及平滑化。因此，能够防止在末端执行器安装部80的表面附着异物或者残留药液。
[0029]另外，从图5可知，盖100的内周部104覆盖设置在减速机58的转动部58b的周围的密封要素86的外表面。因此，能够防止例如在高压清洗机械人10时密封要素86直接暴露于高压的清洗液。由此，能够防止清洗液通过密封要素86而进入减速机58的内部。而且，能够防止因清洗液的压力而密封要素86产生破损。另外，也能够防止密封要素86直接接触到异物。这样，密封要素86因盖100而提高了耐用性，且维持为卫生状态。
[0030]另外，在图示的实施方式中，螺栓84的头部84a从减速机58的固定部58a突出。然而，在将减速机58的固定部58a固定于壳体16时，由于螺栓84而在固定部58a的表面形成凹部的情况下也能够适用本发明。此时，代替在图示的实施方式中形成于盖100的外周部102的凹处112，以形成朝向与盖100的表面IOOa相反一侧而突出的突出部的方式改变盖100的形状即可。并且，若这些突出部收纳于通过螺栓84而形成的凹部，则末端执行器安装部80的表面被平坦化。
[0031]末端执行器安装部与关于图2说明的臂和减速机之间的组装构造不同，形成为迷宫构造是困难的。即，末端执行器的形状依赖于由使用者选择的末端执行器的种类，所以预先形成为迷宫构造是困难的。然而，根据本实施方式，采用将末端执行器安装部的表面平坦化以及平滑化的盖，能够防止末端执行器安装部表面的异物的附着以及药液的残留，而且能够防止密封要素86的破损。因此，提供能够维持卫生状态的可靠性高的机械人。
[0032]接下来，说明与上述的实施方式不同的本发明的其他实施方式。以下说明中，适当省略与已经叙述的内容重复的事项的说明。并且，对于相同或者对应的构成要素使用相同的参照符号。
[0033]图7是表示第2实施方式的机械人的末端执行器安装部80'的分解立体图。图8是表示末端执行器安装部80'的剖视图。本实施方式中，在减速机58和盖100之间，存在能够弹性变形的薄片120。薄片120具有环状的薄片主体120a和从薄片主体120a向半径方向外侧大致呈倒U字状突出的突出部120b。薄片主体120a与减速机58的转动部58b同心配置。薄片120的突出部120b的数量与用于将减速机58固定于壳体16的螺栓84的数量相同，且隔着与螺栓84相同的间隔形成。并且，这些突出部120b以在薄片120以及盖组装于减速机58时，遍及螺栓84的头部84a的外表面延伸的方式对位(参照图8)。
[0034]利用为了将盖100固定于减速机58而通过螺栓82赋予的紧固力，在薄片120的臂厚方向作用有压缩力。由此，被压缩状态的薄片120具有通过恢复力的作用而密封减速机58和螺栓84之间的间隙的作用。这样，根据本实施方式，通过薄片120而闭塞减速机58和螺栓84之间的间隙，所以能够防止异物通过这样的间隙而进入减速机58的内部或者异物堆积在间隙中。
[0035]图9是表示第3实施方式的机械人的末端执行器安装部8(V ,的立体图。图10是表示末端执行器安装部80'，的剖视图。比较图9和图4可知，在本实施方式中，因插通于盖100的贯通孔110内的螺栓82而形成的凹部被闭塞要素130闭塞。闭塞要素130例如通过粘着剂设置至凹部。闭塞要素130相对于凹部具有互补形状，以便闭塞凹部而使盖100的表面IOOa平坦化。若这样，能够使用于固定盖100的螺栓82所形成的凹部平坦化，所以能够防止这些凹部中的异物的附着以及药液的残留。也可以代替闭塞要素130而将密封剂填充到凹部，而闭塞凹部。
[0036]以上，说明了本发明的种种实施方式，但本领域的技术者理解通过任意组合在本说明书中公开或者暗示的多个实施方式的特征也能够实施本发明。
[0037]发明效果
[0038]在上述的第I个发明中，通过安装于减速机的盖，而覆盖用于固定减速机的固定要素所形成的凸部或者凹部。由此，末端执行器安装部的表面被平坦化。其结果，能够防止在末端执行器安装部附着异物或者残留清洗用药液。并且，在第I个发明中，密封要素被盖覆盖，密封要素不会露出在外部空间。由此，在高压清洗机械人时，密封要素不会直接暴露于高压清洗液，所以能够防止密封要素的破损。而且，能够防止密封要素直接接触到异物。
[0039]在上述的第2个发明中，在盖和减速机之间以因用于将盖安装于减速机的紧固力而压缩的状态设置有能够弹性变形的薄片。通过该薄片，由于薄片的恢复力的作用，而闭塞盖和减速机之间形成的间隙。由此，能够防止异物通过间隙而进入减速机的内部，或者异物堆积在间隙中。
[0040]在上述的第3个发明中，通过闭塞要素闭塞用于将盖安装于减速机的第2固定要素所形成的凹部，所以盖的表面被平坦化。由此，能够防止在盖的表面附着异物或者残留药液。
[0041]以上，利用本发明的例示实施方式示出并说明了本发明，但本领域的技术者理解在不脱离本发明的精神以及范围内，能够进行上述或者种种变更、省略、追加。
【权利要求】
1.一种多关节机械人(10)，具备臂(26)、形成于该臂(26)的末端的手腕部(14)、以及设置在该手腕部(14)并能够收纳末端执行器且向所述末端执行器传递动力的减速机(58)， 多关节机械人(10)的特征在于， 所述减速机(58)具有通过固定要素(84)而固定于所述手腕部(14)的固定部(58a)、能够相对于该固定部(58a)转动的转动部(58b)、以及设置在所述转动部(58b)的周围的密封要素(86)， 在所述减速机(58)的所述固定部(58a)安装盖(100)，该盖(100)覆盖因所述固定要素(84)而形成于所述固定部(58a)的凸部或者凹部，并且以所述密封要素(86)不露出至外部空间的方式覆盖所述密封要素(86)。
2.根据权利要求1所述的多关节机械人(10)，其特征在于， 在所述盖(100)和所述减速机(58)之间存在能够弹性变形的薄片(120)。
3.根据权利要求1所述的多关节机械人(10)，其特征在于， 所述盖(100)通过与所述固定要素(84)不同的第2固定要素(82)而安装于所述减速机(58)的所述固定部(58a)，为了闭塞因所述第2固定要素(82)而形成的第2凹部，在所述第2凹部设置具有相对于所述第2凹部互补的形状的闭塞要素(130)。
【文档编号】B25J17/00GK103659830SQ201310389562
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年8月30日 优先权日:2012年8月31日
【发明者】渡边秀之 申请人:发那科株式会社