机械手的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及机械手。
【背景技术】
[0002]从以往，在工业产品在工厂等制造现场中的组装工序或者焊接工序等作业中，为了自动化、省力化而广泛地使用工业用机械手。而且近年来，伴随着由于对应工业产品的小型化、高功能化而作业工序变得复杂化，具有多关节臂的多轴控制的机械手的需要日益增加，其中，所述多关节臂由构成机械手臂的多个部件以通过关节驱动轴(转动轴)相对转动的方式组合而成。例如专利文献I公开了一种双臂机械手，该双臂机械手在基体(躯体)的左右两侧连结有6轴的多关节臂。在这样的6轴多关节臂中，为了实现与人臂动作相同的动作，例如由作为部件的肩部、上臂部、前臂部以及手腕部构成。在成为这样的多关节臂的手腕部的部件的前端侧，安装有执行机械手所进行的规定作业的机械手的手部等末端执行器。
[0003]这样的机械手中布线有电缆，所述电缆向成为所连结的相邻部件、末端执行器等的驱动源的马达供给电源、或者在马达与机械手控制部之间接收发送控制用信号。作为该情况下的布线方式，有在基体、臂的内部通过电缆的内部布线方式、和沿机械手的外表面布线的外部布线方式，对于近年来机械手小型化的要求，内部布线方式是有利的。在机械手的基于内部布线方式的布线中，需要成为在转动的关节部分不阻碍相对转动的相邻部件(基体和臂、臂和臂、臂和手腕部等)的相对转动这样的布线构造。
[0004]例如专利文献2介绍了一种使用扁平电缆对相对转动的第I部件和第2部件进行布线的布线构造。具体而言，扁平电缆的一端与设于第I部件的作为连接部的第I连接器连接，扁平电缆的另一端经由设于第2部件且卷绕扁平电缆的另一端侧而成的卷轴，与设于第2部件的第2连接器连接。
[0005]这样，两端与第I连接器和第2连接器连接的扁平电缆在卷绕该扁平电缆而成的卷轴部分，追随第I部件与第2部件的相对转动而向卷送方向或者退绕方向动作，从而特别是在向退绕方向动作时吸收施加给布线的拉力，能够避免布线的断线、早期的劣化等不良状况。
[0006]例如专利文献3介绍了一种转动关节(旋转关节)用的布线构造，在使用扁平电缆(可挠性印刷布线板(FPC))对相对转动的第I部件和第2部件进行布线的布线构造中，一端与第I部件连接的扁平电缆在另一端侧与芯部件连结，形成使扁平电缆的另一端侧从芯部件向外侧卷绕的卷轴，经由该卷轴将扁平电缆的另一端连接到第2部件、与第2部件的前端侧连结的末端执行器等。
[0007]根据该布线构造，连接第I部件和第2部件的扁平电缆在卷绕该扁平电缆而成的卷轴部分，追随着第I部件与第2部件的相对转动而向卷送方向或者退绕方向动作，从而特别是在向退绕方向动作时吸收施加于布线的拉力，能够避免布线的断线、早期的劣化等不良状况。
[0008]专利文献1:日本特开2008 - 188699号公报
[0009]专利文献2:日本特开2003 - 230223号公报
[0010]专利文献3:日本特开2010 - 214530号公报
[0011]然而，在专利文献2所记载的内部布线构造中，第I连接器以及第2连接器以使扁平电缆的插入方向大致平行地相对的方式配置。因此，存在如下的课题:在第I连接器以及第2连接器各自的与扁平电缆的连接部中，若扁平电缆产生拉伸方向的力，则会施加将扁平电缆从连接器拔出的方向的力，所以可能导致由于连接部从扁平电缆的松动或脱落而引起的连接不良。
[0012]另外，专利文献2所记载的内部布线构造中，存在如下的课题，即在构成为重叠多个扁平电缆来实施布线的情况下，在第I连接器侧以及第2连接器侧分别需要拓宽多个连接器并列设置的空间，所以不利于机械手的小型化。
[0013]并且，专利文献2所记载的机械手的布线构造中虽然未明确记载，但在中继基板配置有与第2连接器连接的第3连接器，与该第3连接器连接的扁平电缆与末端执行器(工作体)连接，从而构成了第I部件与末端执行器的、经由中继基板的扁平电缆所构成的布线构造。这样，将第I部件与末端执行器的布线通过中继基板进行中继，从而能够避免扁平电缆卷绕的复杂化、扁平电缆的延长所引起的成本增加。
[0014]这里，随着机械手小型化的发展，特别是为了在小型化显著的手腕部(第2部件)构成基于中继基板的扁平电缆的中继布线构造，需要钻研设置在中继基板的连接器的配置、与连接器连接的扁平电缆的绕卷路径等。
[0015]然而，在专利文献2所记载的机械手的布线构造中，对于连接器的配置、各部件、工作部间扁平电缆的绕卷路径未明确化。因此，存在中继布线构造向第2部件的内置可能变得困难、或者由于扁平电缆的不合理绕卷而连接可能变得不稳定或者可靠性降低这样的课题。
[0016]在实现上述具有6轴等多关节臂的机械手的小型化的基础上，在前端侧安装有末端执行器的手腕部的小型化成为主导要素。因此，专利文献3所记载的形成了卷轴的布线构造中，对比卷轴靠工作体侧的布线进行绕卷的空间受到限制，所以需要研宄其布线路径。
[0017]然而，在专利文献3未特别记载比卷轴靠工作体侧的扁平电缆的布线路径，所以存在从多关节臂的手腕部到前端的扁平电缆构成的布线的绕卷路径变得复杂、或者为了确保布线路径必须对手腕部的部件实施复杂加工这样的课题。
【发明内容】
[0018]本发明是为了解决上述课题的至少一部分而完成的，能够作为以下的方式或者应用例来实现。
[0019][应用例I]本应用例的机械手是包含第I部件以及相对于上述第I部件绕主转动轴转动的第2部件的机械手，其特征在于，具备布线基板，上述布线基板设置于上述第I部件并且配置有与扁平电缆的一端连接的连接部，上述扁平电缆的另一端固定于上述第2部件，当张力作用于上述扁平电缆的一端时，作用于上述扁平电缆的另一端的张力方向不同于上述扁平电缆在上述连接部中的插入方向。
[0020]根据本应用例，与配置于第I部件的连接部中扁平电缆的一端的插入方向是与作用于扁平电缆的另一端的张力方向相同的方向的情况相比，当由于第I部件与第2部件的相对转动而在扁平电缆的另一端侧产生张力时，扁平电缆的一端难以从连接部脱落。因此，能够提供具有相对于第I部件与第2部件的相对转动，连接可靠性高的布线构造的机械手。
[0021][应用例2]在上述应用例所记载的机械手中，优选上述连接部设于第I面，上述第I面是上述布线基板的与上述主转动轴大致正交的面，上述扁平电缆在上述连接部中的插入方向不同于与上述第I面平行的方向。
[0022]本应用例中，所谓与第I面平行的方向是与主转动轴大致正交的方向，即是在第I部件与第2部件的绕主转动轴的相对转动中，与扁平电缆的另一端产生张力时的张力方向相同的方向。根据本应用例，扁平电缆在连接部中的插入方向为与上述第I面平行的方向不同的方向，所以在连接部中扁平电缆难以脱落。因此，能够提供具有可靠性高的布线构造的机械手。
[0023][应用例3]在上述应用例所记载的机械手中，优选上述扁平电缆在上述连接部中的插入方向是与上述第I面大致垂直的方向。
[0024]所谓本应用例中的“大致垂直”，是指除了完全垂直(相对于第I面90° )的构成以外，包含相对于第I面在85°?95°的范围内交叉的构成。
[0025]根据本应用例，所以起到因为连接部中扁平电缆的一端的插入方向为相对于第I面大致正交的方向，所以当张力作用于扁平电缆的另一端的方向时，与连接部连接的扁平电缆的一端更加难以脱落这样的显著效果。
[0026]因此，在第I部件与第2部件相对转动的关节构造中，能够提供可靠性更高的布线构造。
[0027][应用例4]上述应用例所记载的机械手中，优选在上述第I部件设置有具有与上述第I面对置的内壁面的盖体，上述内壁面与上述连接部附近的上述扁平电缆接触。
[0028]根据本应用例，起到因为盖体的内壁面总是施加将扁平电缆按压到连接部侧的力，所以扁平电缆更加难以从连接部脱落的效果。
[0029][应用例5]在上述应用例所记载的机械手中，优选上述扁平电缆在上述连接部与卷轴之间重叠设置有多个，上述连接部以使该连接部的长边方向与上述扁平电缆向上述连接部的延长方向正交的方式并排配置。
[0030]根据本应用例，与在连接部中扁平电缆与基板的第I面平行地连接的构成相比，能够省空间地设置多个连接部，并且当将扁平电缆与连接部连接时，相邻的连接部的干扰被抑制，作业性较好。因此，能够提高小型且组装作业效率好的机械手。
[0031 ][应用例6]上述应用例所记载的机械手中，优选俯视上述第I面时，上述卷轴的转动中心轴与上述连接部的中心在一条直线上。
[0032]根据本应用例，能够不使扁平电缆进行不必要的弯曲等变形，更加省空间地实现使用了多个扁平电缆的第I部件以及第2部件所涉及的布线构造。
[0033][应用例7]在上述应用例所记载的机械手中，优选在上述扁平电缆的与上述连接部连接的连接端子部侧，设有与上述扁平电缆相比较硬的加强部件。
[0034]根据本应用例，通过增加扁平电缆的连接部的刚性，从而容易进行连接作业，另外能够使连接可靠性提高，并且连接部中的扁平电缆的加强部件附近被盖体按压，所以能够减少对扁平电缆的压力，并且将扁平电缆保持在连接部侧。
[0035][应用例8]在上述应用例所记载的机械手中，优选上述连接部具有锁定杆，上述锁定杆通过在将上述扁平电缆插入后沿上述扁平电缆的插入方向压入，来锁定上述扁平电缆，上述内壁面与上述锁定杆接触。
[0036]根据本应用例，起到因为通过盖体来保持锁定了扁平电缆的状态的锁定杆，所以使连接部中扁平电缆的连接可靠性进一步提高的效果。
[0037][应用例9]在上述应用例所记载的机械手中，优选上述内壁面具有凹凸，上述凹凸包含向上述第I面侧突出的凸部，上述凸部与上述加强部件和/或上述锁定杆接触。
[0038]根据本应用例，设于盖体的内壁面的凹凸中，能够利用凸部来按压加强部件或者锁定杆，利用凹部来按压扁平电缆，所以在基于盖体的扁平电缆按压构造中，能够抑制施加于扁平电缆的压力，并且使连接部的连接可靠性提高。
[0039][应用例10]在上述应用例所记载的机械手中，优选多个上述扁平电缆至少包含电力线用的扁平电缆和信号线用的扁平电缆，上述电力线用的扁平电缆重叠于比上述信号线用的扁平电缆更靠远离上述布线基板的方向，并且在上述电力线用的扁平电缆与上述信号线用的扁平电缆之间配置有形状近似于上述扁平电缆的绝缘部件或者屏蔽部件。
[0040]根据本应用例，能够抑制从电力线产生的热量、电子束对于形成于布线基板的其他电子电路、信号线带来的电干扰等的负面影响。
[0041][应用例11]本应用例所记载的机械手，具有基体以及多关节臂，上述关节臂包含多个部件，通过相邻的上述部件彼此相对地转动的关节机构而连结，上述多关节臂以绕与上述基体的表面交叉的肩轴转动的方式连结，相邻的上述部件彼此以绕与上述肩轴交叉的主转动轴、或者与上述主转动轴大致正交的次转动轴中的任一个轴转动的方式连结，上述主转动轴从上述基体开始依次具有第I主转动轴?第η主转动轴(η是3以上的整数)，其特征在于，上述部件具有第I部件以及相对于上述第I部件绕上述第η主转动轴转动的第2部件，具备布线基板，上述布线基板设于上述第I部件并且配置有与扁平电缆的一端连接的连接部，上述扁平电缆的另一端固定于上述第2部件，当张力作用于上述扁平电缆的一端时，作用于上述扁平电缆的另一端的张力方向不同于上述扁平电缆在上述连接部中的插入方向。
[0042]根据本应用例，在实现了具有多关节臂的机械手的小型化的基础上，特别是成为主导要素的手腕部(第2部件)和与该手腕部的基体侧连结的部件(第I部件)的关节构造中，能够提供当由于第I部件与第2部件的相对转动而在扁平电缆的另一端侧产生张力时，扁平电缆的一端难以从连接部脱落的布线构造。因此，能够提供小型且可靠性高的多轴型的机械手。
[0043][应用例12]在上述应用例所记载的机械手中，优选上述连接部设于第I面，上述第I面是上述布线基板的与上述主转动轴大致正交的面，上述扁平电缆在上述连接部中的插入方向是与相对于上述第I面平行的方向不同的方向。
[0044]根据本应用例，在相对于具有多关节臂的机械手的小型化成为主导要素的手腕部的关节构造中，将与“与第I面平行的方向”不同的方向作为连接部中扁平电缆的一端的插入方向，其中，上述“与第I面平行的方向”是与在扁平电缆的另一端产生了张力时的张力方向相同的方向。因此，连接部中扁平电缆难以脱落，所以能够有助于提供具有可靠性高的布线构造的多轴型机械手。
[0045][应用例13]上述应用例所记载的机械手，具有:基体以及多关节臂，上述多关节臂包含多个部件并通过相邻的上述部件彼此相对地转动的关节机构而连结，上述多关节臂以绕与上述基体的表面交叉的肩轴转动的方式连结，相邻的上述部件彼此以能够绕与上述肩轴大致平行的次转动轴、或者与上述次转动轴大致正交的主转动轴中的任一个轴转动的方式连结，上述主转动轴从上述基体开始依次具有第I主转动轴?第η主转动轴，其中，优选上述部件具有第I部件以及相对于上述第I部件绕上述第η主转动轴转动的第2部件，包含:布线基板，其在与上述第η主转动轴正交的方向面向第I面设置于上述第I部件，与扁平电缆的一端连接的连接部设于上述第I面；以及卷轴，其设于上述第2部件，卷绕上述扁平电缆的另一端侧而成，上述扁平电缆相对于上述第I面大致垂直地连接。
[0046]根据本应用例，在相对于具有多关节臂的机械手的小型化成为主导要素的手腕部关节构造中，起到因为连接部中扁平电缆的一端的插入方向为相对于第I面大致正交的方向，所以当张力作用于扁平电缆的另一端的方向时，与连接部连接的扁平电缆的一端更加难以脱落这样的显著效果。
[0047]因此，在第I部件与第2部件相对转动的关节构造中，能够提供具有可靠性更高的布线构造的多轴型机械手。
[0048][应用例14]本应用例的机械手的特征在于，具备:第I部件；第2部件，其相对于上述第I部件绕主转动轴转动；工作体，其与上述第2部件连结；一端与上述第I部件连接的第I扁平电缆以及第2扁平电缆；卷轴，其设于上述第2部件，绕与上述主转动轴大致平行的转动轴卷绕上述第I扁平电缆以及上述第2扁平电缆的另一端侧而成；中继基板，其设于上述第2部件，并且设有连接来自上述卷轴的上述第I扁