水平多关节型机器人的制作方法

文档序号:15208796发布日期:2018-08-21 14:24阅读:251来源:国知局

本发明涉及水平多关节型机器人。



背景技术:

以往,已知一种水平多关节型机器人,该水平多关节型机器人具有:基台;以围绕铅直的第一轴线能够旋转的方式将一端侧安装于该基台上的第一臂;以及以围绕铅直的第二轴线能够旋转的方式安装于该第一臂的另一端侧的第二臂,并且驱动搭载于第二臂上的马达的电缆以倒j字形安装于基台与第二臂之间(例如,参照专利文献1。)。

专利文献1所记载的水平多关节型机器人,在沿水平方向延伸的空心角管形的第一臂的一端侧的下表面固定有用于使第一臂旋转的减速器,在另一端侧的上表面固定有用于使第二臂旋转的减速器。用于使第一臂旋转的马达容纳于基台内部,用于使第二臂旋转的马达容纳于第二臂内。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2014-4638号公报



技术实现要素:

发明要解决的问题

然而,专利文献1的水平多关节型机器人,由于将基台、第一臂用的减速器、第一臂、第二臂用的减速器以及第二臂以沿高度方向堆积的方式设置,因此存在从基台的下表面至第二臂的上表面的高度尺寸变大的不良情况。

另外,由于连接已固定的基台与移动的第二臂的电缆,通过第一臂以及第二臂的旋转而被扭转,因此在固定于第二臂上的端部,为了允许扭转而需要设置沿第二轴线在铅直方向上延伸的直线部分。由此,难以抑制包含至弯曲成倒j字形的电缆的上端为止的全高。

本发明是鉴于上述情况而做出的,其目的是提供一种小型的水平多关节型机器人,其能够抑制从基台至第二臂的上表面的高度尺寸,并且抑制包含电缆的全高较低。

用于解决问题的方案

为了达到上述目的,本发明提供以下方案。

本发明的一个方式提供一种水平多关节型机器人,该水平多关节型机器人具有:基台;第一臂,其以围绕铅直的第一轴线能够旋转的方式将一端侧安装于该基台的上方;第一驱动部,其使所述第一臂相对于所述基台旋转;第二臂,其以围绕铅直的第二轴线能够旋转的方式安装于所述第一臂的另一端侧的上方;以及第二驱动部,其使所述第二臂相对于所述第一臂旋转,所述第一驱动部具有沿所述第一轴线串联配置的第一马达以及第一减速器,该第一减速器配置于该第一马达的上方且对该第一马达的旋转进行减速,所述第二驱动部具有沿所述第二轴线串联配置的第二马达以及第二减速器,该第二减速器配置于该第二马达的下方且对该第二马达的旋转进行减速,该第二减速器的下表面配置于比所述第一减速器的上表面更低的位置。

根据本方式,通过第一马达的驱动,第一马达的转矩被第一减速器放大,并使第一臂相对于基台围绕第一轴线进行水平旋转。另外,通过第二马达的驱动,第二马达的转矩被第二减速器放大,并使第二臂相对于第一臂围绕第二轴线进行水平旋转。第一减速器以及第二减速器具有预定的厚度尺寸,但通过将第二减速器的下表面配置于比第一减速器的上表面更低的位置,从而第一减速器与第二减速器的厚度方向的至少一部分沿上下方向重复而配置。由此,能够使从基台的下表面至第二马达的上表面的高度尺寸比以往更小且设为小型。

在上述方式中,还可以具有电缆导管,该电缆导管的一端安装于所述基台上,并且另一端在所述第二马达的铅直上方安装于所述第二臂上,所述电缆导管使电缆贯穿内部。

通过如此,能够降低第二臂中的电缆导管的安装位置,并能够抑制包含电缆导管的全高较低而构成为小型。

在上述方式中,还可以是如下结构,所述第二臂的上表面隔开间隔而配置于所述第二马达的铅直上方,所述电缆导管具有:固定导管,其固定于所述基台上;以及可动导管,其以围绕所述第二轴线能够旋转的方式安装于所述第二臂的所述上表面,并且以围绕所述第一轴线能够旋转的方式安装于所述固定导管上。

通过如此,能够在第二马达与第二臂的上表面之间设置用于允许电缆扭转的空间,不需要可动导管中的扭转的吸收,能够由硬质的材料构成可动导管。由此,不需要如柔性导管那样弯曲成倒j字形,能够抑制包含电缆导管的全高较低而构成为小型。

发明效果

根据本发明,起到如下效果:能够抑制从基台至第二臂的上表面的高度尺寸,并能够抑制包含电缆导管的全高较低而构成为小型。

附图说明

图1是表示本发明的一个实施方式的水平多关节型机器人的纵向剖视图。

图2是将(a)图1的水平多关节型机器人与(b)以往的水平多关节型机器人进行比较而进行说明的纵向剖视图。

图3是表示图1的水平多关节型机器人的变形例的纵向剖视图。

附图标记说明:

1:水平多关节型机器人

2:基台

3:第一臂

4:第一驱动部

5:第二臂

6:第二驱动部

7:电缆导管

9:第一减速器

13:第二减速器

28:固定导管

29:可动导管

a:第一轴线

b:第二轴线

具体实施方式

以下参照附图对本发明的一个实施方式的水平多关节型机器人1进行说明。

本实施方式的水平多关节型机器人1,如图1所示,具有:基台2,其设置于地面等上;第一臂3,其以围绕铅直的第一轴线a能够旋转的方式将一端侧安装于该基台2的上部;第一驱动部4,其使第一臂3相对于基台2进行旋转;第二臂5,其以围绕铅直的第二轴线b能够旋转的方式安装于第一臂3的另一端侧;第二驱动部6,其使第二臂5相对于第一臂3进行旋转;以及电缆导管7,其以连接基台2与第二臂5的方式延伸,并对用于向第二臂5内的下述的第二马达12、第三马达19以及第四马达22供电等的电缆进行引导(省略图示)。

基台2形成为空心箱形,并在内部容纳有构成第一驱动部4的第一马达8。

第一驱动部4具有沿第一轴线a串联配置的第一马达8以及第一减速器9。第一马达8将输出轴8a铅直朝上配置,在配置于上方的第一减速器9内插入输出轴8a。在输出轴8a上安装有与第一减速器9内的未图示的输入齿轮啮合的齿轮。

第一减速器9具有:安装部10,其形成为具有预定厚度的圆板形,并固定于基台2的上表面;以及输出轴11,其相对于该安装部10以围绕第一轴线a能够旋转的方式被支撑,该第一减速器9对第一马达8的旋转进行减速,并将第一马达8的转矩以减速比的倒数的比率放大而使输出轴11旋转。

第二驱动部6具有沿第二轴线b串联配置的第二马达12以及第二减速器13。第二马达12将输出轴12a铅直朝下配置,在配置于下方的第二减速器13内插入输出轴12a。在输出轴12a上安装有与第二减速器13内的未图示的输入齿轮啮合的齿轮。

第二减速器13具有:安装部14,其形成为具有预定厚度的圆板形,并固定于第二臂5上;以及输出轴15,其相对于该安装部14以围绕第二轴线b能够旋转的方式被支撑,该第二减速器13对第二马达12的旋转进行减速,并将第二马达12的转矩以减速比的倒数的比率放大而使输出轴15旋转。

第二臂5具有:基座部16,其安装第二马达12以及第二减速器13的安装部14;以及罩17,其安装于该基座部16上,并在罩17与该基座部16之间容纳第二马达12等。基座部16具有滚珠丝杠花键轴18,该滚珠丝杠花键轴18沿铅直方向贯穿第二臂5的前端部而配置,并以沿上下方向能够移动且围绕铅直的第三轴线c能够旋转的方式被支撑。而且,在基座部16与罩17之间容纳有:用于使滚珠丝杠花键轴18围绕第三轴线c旋转的第三马达19、带轮20a、20b及带21;以及用于使滚珠丝杠花键轴18沿上下方向移动的第四马达22、带轮23a、23b及带24。

第一臂3具有容纳第一减速器9的第一凹部25、以及容纳第二减速器13的第二凹部26。第一凹部25从沿水平延伸的第一臂3的下表面朝向上方凹陷,第二凹部26从第一臂3的上表面朝向下方凹陷。第一减速器9的输出轴11固定于第一凹部25的底面,第二减速器13的输出轴15固定于第二凹部26的底面。

由此,在本实施方式中,第二减速器13的下表面配置于比第一减速器9的上表面还靠近下方的位置,两个减速器9、13配置于在第一臂3内沿高度方向互相重叠的位置。

电缆导管7是由能够按照外力而变形的柔性的材料构成的管,从基台2的上表面向铅直上方立起,弯曲成倒j字形,沿第二轴线b延伸的直线部分的下端固定于第二臂5的罩17的上表面。在电缆导管7内容纳有电缆,该电缆用于向容纳于第二臂5内的第二马达12、用于使滚珠丝杠花键轴18旋转的第三马达19、以及用于使滚珠丝杠花键轴18上下运动的第四马达22供电以及传递信号。

以下对如此构成的本实施方式的水平多关节型机器人1的作用进行说明。

若使第一驱动部4的第一马达8进行工作,则通过利用第一减速器9对第一马达8的旋转进行减速,从而转矩被放大而使输出轴11相对于安装部10围绕第一轴线a旋转。由于安装部10固定于基台2的上表面,输出轴11固定于第一臂3的第一凹部25的底面,因此通过第一马达8的驱动,使第一臂3相对于基台2围绕第一轴线a进行水平旋转。

另外,若使第二驱动部6的第二马达12进行工作,则通过利用第二减速器13对第二马达12的旋转进行减速,从而转矩被放大而使输出轴15相对于安装部14围绕第二轴线b旋转。由于安装部14固定于第二臂5的基座部16的下表面,输出轴15固定于第一臂3的第二凹部26的底面,因此通过第二马达12的驱动,使第二臂5相对于第一臂3围绕第二轴线b进行水平旋转。通过组合第一臂3的旋转与第二臂5的旋转,从而能够将保持于第二臂5的前端的滚珠丝杠花键轴18的水平方向位置以二维方式变更。

在该情况下,根据本实施方式的水平多关节型机器人1,由于在比驱动第一臂3的第一驱动部4的第一减速器9的上表面更低的位置上,配置有驱动第二臂5的第二驱动部6的第二减速器13的下表面,因此与如图2(b)所示的以往的将第一减速器9、第一臂27以及第二减速器13沿高度方向堆积的情况相比较,如图2(a)所示,具有能够使从基台2的下表面至第二臂5的上表面的高度尺寸大幅度减小而构成为小型的优点。

另外,如上所述,由于将直至第二臂5的上表面为止的高度尺寸大幅度减小,因此具有如下优点,即使在安装与以往相同的柔性的电缆导管7的情况下,也能够将包含电缆导管7的全高抑制得足够低。

此外,在本实施方式的水平多关节型机器人1中,作为电缆导管7举例说明了由柔性的材料构成的结构,但取而代之,如图3所示,还可以采用如下结构:具有固定于基台2上的固定导管28、以及配置于该固定导管28与第二臂5的罩17的上表面之间的可动导管29,并由硬质的材料构成。在该情况下,可动导管29以围绕第二轴线b能够旋转的方式与第二臂5的罩17的上表面连接,以围绕第一轴线a能够旋转的方式与固定导管28连接。

即,如上所述,由于能够将从基台2的下表面至第二马达12的上表面的高度尺寸足够减小,因此通过使第二臂5的上表面维持成与以往相同的高度,从而能够在罩17与第二马达12的上表面之间设置空间。而且,利用在该空间中沿第二轴线b在上下方向上配线电缆的部分,能够吸收通过第二臂5的旋转而引起的电缆的扭转。从而,具有如下优点:不需要在可动导管29内使电缆位移,能够将可动导管29形成为沿大致水平笔直延伸的筒形,能够构成使包含电缆导管7的全高大幅度减小的水平多关节型机器人1。

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