制动器机构、关节机构及机器人的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及制动器机构、关节机构及机器人。
【背景技术】
[0002]以往，已知一种具备多关节的机器人臂的机器人。机器人臂的多个连杆体经由关节机构而连接。连杆体经由关节机构而绕轴转动，但对于其转动范围而言，受到基于软件的动作控制、采用机械结构动作控制，或者组合两者的动作控制。
[0003]作为进行机械结构动作控制的制动器机构，例如，存在以下制动器机构，其具备:第一抵接部和第二抵接部隔着枢轴而设置的摆动体；以及与第一抵接部及第二抵接部抵接自如地设置的制动体。并且，将摆动体设置于旋转体或者固定体中的任一一者，并将制动体设置于旋转体或者固定体中的任一另一者，从而限制旋转体的旋转(例如，参照专利文献I)。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本特开平07-68485号公报
【发明内容】
[0007]本发明要解决的问题
[0008]然而，以专利文献I为代表的以往的机械结构制动器机构，使旋转体强制停止为止的可动范围较窄。
[0009]在将该制动器机构适用于例如机器人等，并使连杆体与旋转体联动地进行旋转的情况下，连杆体的转动范围不充分，有时不能使机器人顺利地进行规定的作业。
[0010]实施方式的一个方案是鉴于上述问题而完成的，其目的是提供一种能够将旋转体的可动范围限制在任意的范围的制动器机构、关节机构及机器人。
[0011]用于解决问题的技术方案
[0012]实施方式的一个方案涉及的制动器机构具备旋转体、固定体、销体、销体导向件、以及制动体。旋转体绕轴旋转，固定体与所述旋转体配设成同轴。销体移动自如地设置于所述旋转体或者所述固定体中的任一一者。另外，销体导向件伴随着所述旋转体的旋转，能够使所述销体沿径向移动。并且，制动体设置于所述旋转体或者所述固定体中的任一另一者，并与移动了规定距离的所述销体抵接而限制所述旋转体的旋转。
[0013]发明效果
[0014]根据实施方式的一个方案，可以提供一种能够将旋转体的可动范围限制在任意的范围的制动器机构、关节机构、以及机器人。
【附图说明】
[0015]图1是表示实施方式涉及的机器人的侧视图。
[0016]图2是将所述机器人的一部分放大表示的图。
[0017]图3A是从斜上方观察实施方式涉及的制动器机构的立体图。
[0018]图3B是从斜下方观察所述制动器机构的立体图。
[0019]图4是所述制动器机构的设置有销体导向件的板体的俯视图。
[0020]图5A是以剖面来表示所述制动器机构的侧视图。
[0021]图5B是将图5A的一部分放大表不的图。
[0022]图6是表示所述制动器机构中的进行移动的销体和制动体的位置关系的图。
[0023]图7A是表示所述制动器机构的动作的图。
[0024]图7B是表示所述制动器机构的动作的图。
[0025]图7C是表示所述制动器机构的动作的图。
[0026]图7D是表示所述制动器机构的动作的图。
[0027]图7E是表示所述制动器机构的动作的图。
【具体实施方式】
[0028]以下，参照附图，详细说明本申请公开的旋转体的制动器机构、关节机构、以及机器人的实施方式。此外，本发明不限于以下所示的实施方式。
[0029]图1是表示实施方式涉及的机器人I的侧视图，图2是将机器人I的一部分放大表示的图。如图所示，本实施方式涉及的机器人I具备:设置在基台11上的躯干部12 ;与该躯干部12连结的臂部13 ;以及设置在臂部13的前端的肘杆部14。
[0030]S卩，本实施方式涉及的机器人I将基台11、躯干部12、臂部13及肘杆部14等作为连杆体，这些部件经由关节机构被连结。如此，作为所谓的多关节机器人的机器人I具有以下结构，具备通过关节机构来连结的一对连杆体。
[0031]基台11固定在设置面100。躯干部12经由由关节机构构成的回转部2向水平方向转动自如地设置在该基台11上。即，如图2所示，躯干部12与作为回转部2的驱动源的电机20的驱动轴21联动，并以垂直轴2a为中心进行转动。
[0032]另外，如图1所示，作为连杆体的第一臂131和第二臂132分别经由由关节机构构成的关节部而转动自如地连结，从而构成与躯干部12连结的臂部13。
[0033]S卩，第一臂131经由第一关节部3a而向前后方向(图1中为左右方向)摆动自如地连结在躯干部12上。另外，第二臂132经由第二关节部3b而向上下方向摆动自如地连结在第一臂131的前端部。如此，使第一臂131摆动的第一关节部3a、使第二臂132摆动的第二关节部3b分别由具有与驱动源连结的驱动轴的关节机构构成。
[0034]肘杆部14同样地经由由关节机构构成的第三关节部3c而转动自如地连结。
[0035]如图2所示，本实施方式涉及的制动器机构4设置于由关节机构构成的回转部2。即，对基台11和躯干部12进行连结的回转部2具备:从电机20延伸的驱动轴21 ;未图示的减速器；以及采用机械结构限制躯干部12的旋转动作的制动器机构4。
[0036]本实施方式涉及的机器人I的躯干部12，在动作程序的基础上，能进行正反360度以上的回转动作。制动器机构4与在该宽范围内可动的躯干部12对应，即使躯干部12欲超过规定的范围而进行回转，也能够采用机械结构强制停止躯干部12。
[0037]因而，通过采用本实施方式涉及的制动器机构4，例如，使躯干部12向一个方向进行多次的环绕动作等、即使将回转范围设定为360度以上的宽范围，机器人I也能够确保安全性。
[0038]另外，机器人I的连杆体(在此为躯干部12)的动作速度具有从动作开始起经过了规定时间的情况下更稳定的倾向。因而，在使机器人I进行涂装作业、焊接作业等某种作业的情况下，通过扩大连杆体的可动范围，能够稳定作业速度，进而能够尽可能减少作业不均。
[0039]在此，参照图2?图5B，具体地说明关节机构所具备的制动器机构4。图3A是从斜上方观察实施方式涉及的制动器机构4的立体图，图3B是从斜下方观察制动器机构4的立体图。另外，图4是制动器机构4的设有销体导向件44的板体45的俯视图。而且，图5A是以剖面来表示制动器机构4的侧视图，图5B是将图5A的一部分放大地表示的图。
[0040]如图3A及图3B所示，制动器机构4具备旋转体41、固定体42、销体43、销体导向件44、以及制动体46。
[0041]旋转体41形成为具有规定厚度的圆盘状，能够绕旋转轴400旋转(参照图5A)。并且，如图3B、图5A及图5B所示，在半径方向上，形成有直线状的槽部410，销体43的一端43a滑动自如地插入至该槽部410。即，销体43设置成沿旋转体41及固定体42的半径方向移动自如。
[0042]隔着规定间隔而与旋转体41同轴地配设有固定体42，该固定体42形成为与旋转体41大致相同直径的圆盘状。并且，在该固定体42上设有制动体46。因而，当在旋转体41的槽部410中沿半径方向移动了规定距离的销体43与制动体46抵接时，能够限制旋转体41的旋转。
[0043]此外，本实施方式涉及的固定体42的厚度大于旋转体41的厚度，但也可以是相同的厚度或者更薄的厚度。另外，如图5A所示，旋转体41及固定体42均为实心结构，但也可以是中空结构。
[0044]如图4所示，销体导向件44由形成在板体45的涡旋状的狭缝形成，伴随着旋转体41的旋转，能够使销体43沿半径方向移动。
[0045]具体而言，销体导向件44是，在板体45的半径方向上形成有多条狭缝的涡旋状狭缝。另外，在此，狭缝的始端44a和终端44b设置在相对于板体45的中心大致相同角度的位置上。
[0046]如图5A所示，形成有该销体导向件44的板体45，由与固定体42及旋转体41大致相同直径的圆板构成，该板体45夹设在固定体42和旋转体41之间。S卩，在固定体42的主面，沿周向隔着间隔而竖立设有多个连结柱47，板体45被多个连结柱47的前端支承，并与固定体42同轴地连结。
[0047]并且，如图5A及图5B所示，销体43的另一端43b侧插通构成销体导向件44的涡旋状的狭缝。
[0048]根据该结构，当旋转体41旋转时，被涡旋状的狭缝即销体导向件44引导的销体43，以相对于固定体42公转的方式移动，相对于旋转体41，在槽部410中沿直线移动。
[0049]即，利用旋转体41的槽部410来限制销体43沿周向移动，因此，旋转体41每旋转一圈，相对于旋转体41，销体43沿半径方向移动。如此，销体导向件44伴随着旋转体41的旋转，能够使销体43沿半径方向移动。
[0050]另外，如图5A及图5B所示，销体43为以下结构，被插通至槽部410的一端43a、和被插通至销体导向件44的另一端43b侧形成得较细，在中途部分形成有加宽部43c。例如，在以图5A所示的姿态设置制动器机构4的情况下，如果以使加宽部43c放置在板体45上的方式配设，则销体43的移动能顺利地进行。
[0051 ] 此外，如果准备两个相同结构的板体45，以使加宽部43c位于两个板体45、45之间的方式设置销体43，则即使例如制动器机构4的姿态以被颠倒的方式改变，也能够顺利地进行销体43的移动。
[0052]另外，在本实施方式中，将销体43设置在旋转体41侧，将制动体46设置在固定体42侧，但也可以将两者设置在相互相反侧。
[0053]下面，参照图5B?图7E，对本实施方式涉及的制动体46的结构及其动作进行说明。图6是表示制动器机构4中的进行移动的销体43和制动体46的位置关系的图。另外，图7A?图7E是表示制动器机构4的动作的图。
[0054]如图5B?图7E所示，制动体46具备以枢轴46c为中心摆动自如地设置的大致等腰直角三角形的第一、第二摆体46a、46b。S卩，设置为以下结构:在枢轴46c上，并列设置多个摆体(第一摆体46a和第二摆体46b)。
[0055]第一摆体46a及第二摆体46b均设置为如下:能够与销体43抵接的第一抵接部461和第二抵接部462隔着枢轴46c而设置，第一摆体46a及第二摆体46b分别独立地绕枢轴46c摆动。在本实施方式中，隔开空间46d配置第一摆体46a和第二摆体46b，该空间46d具有比销体43的直径更大的距离的宽度。另外，第一摆体46a及第二摆体46b的以枢轴46c为中心的摆动范围设置为90度。
[0056]并且，在销体43从一个方向与第