潤滑油劣化傳感器、工業機器人用減速機和工業機器人的製作方法

2024-01-30 05:23:15 5

潤滑油劣化傳感器、工業機器人用減速機和工業機器人的製作方法
【專利摘要】提供一種被安裝至機器並對機器的潤滑油的劣化進行檢測的潤滑油劣化傳感器。該傳感器設置有用於形成供潤滑油進入的油用間隙的間隙形成構件。該傳感器設置有支撐發光元件、有色光接收元件和間隙形成構件的支撐構件。該傳感器設置有用於將傳感器固定至機器的固定構件。間隙形成構件傳輸從發光元件發射的光。油用間隙布置在從發光元件延伸到有色光接收元件的光路上。固定構件以能夠轉動的方式對支撐構件進行支撐，使得當支撐構件轉動時油用間隙的開口的方向變化。
【專利說明】潤滑油劣化傳感器、工業機器人用減速機和工業機器人
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用於對機器的潤滑油的劣化進行檢測的潤滑油劣化傳感器。
【背景技術】
[0002]傳統上，作為潤滑油劣化傳感器，已知如下的油劣化程度傳感器:其中，在從紅外線LED(Light Emitting Diode (發光二極體))到光電二極體的光路上形成有用於供潤滑油進入的油進入用間隙部，並且根據光電二極體的光接收量來測量相對於從紅外線LED發射的光的油進入用間隙部內的潤滑油的光吸收量，以由此確定與如此測量的光吸收量有關的潤滑油的劣化程度(例如參見專利文獻I和專利文獻2)。
[0003]然而,在專利文獻I和專利文獻2中的每一個中說明的油劣化程度傳感器具有以下問題:雖然能夠測量潤滑油內的不溶解成分的密度作為潤滑油的劣化程度，但是不能指出潤滑油內的汙染物的類型。
[0004]作為指出潤滑油內的汙染物的類型的技術，已知如下技術:其中，LED朝向已經被用於過濾潤滑油的膜過濾器照射光，並且光接收元件將來自膜過濾器上的汙染物的反射光轉換成RGB的數字值，以由此基於如此轉換的RGB數字值指出潤滑油內的汙染物的類型(例如參見非專利文獻I和非專利文獻2)。
[0005]現有技術文獻
[0006]專利文獻
[0007]專利文獻1:日本特開平7-146233號公報
[0008]專利文獻2:日本特開平10-104160號公報
[0009]非專利文獻
[0010]非專利文獻1:山口智彥及其他四人，「潤滑油內汙染物的色相判別方法(METHODOF DISCRIMINATING HUE OF CONTAMINANT WITHIN LUBRICANT) 」，福井大學，工學部，研究報告，2003年3月，第51卷，第I號，81頁至88頁
[0011]非專利文獻2:本田知己，「潤滑油的劣化診斷?檢查技術(DETERIORATIONDIAGNOSIS OF LUBRICANT.INSPECT10NTECHN0L0GY) 」，日本精密工程學會期刊，2009 年，第75卷，第3號，359頁至362頁

【發明內容】

[0012]發明要解決的問題
[0013]然而，由於非專利文獻I和非專利文獻2中的每一個所說明的技術均需要從機器中排出潤滑油並通過膜過濾器過濾潤滑油，因此存在了缺乏即時性的問題。
[0014]因此，本發明的目的是提供一種能夠即時地指出機器的潤滑油內的汙染物的類型和量的潤滑油劣化傳感器。
[0015]用於解決問題的方案
[0016]根據本發明，提供一種潤滑油劣化傳感器，[0017]所述潤滑油劣化傳感器用於安裝在機器內，以對所述機器的潤滑油的劣化進行檢測，所述潤滑油劣化傳感器包括:
[0018]發光元件，所述發光元件被構造成發光；
[0019]有色光接收元件，所述有色光接收元件被構造成接收從所述發光元件發射的光並且對接收到的光的顏色進行檢測；
[0020]間隙形成構件，所述間隙形成構件形成油用間隙，所述油用間隙是供所述潤滑油進入的間隙；
[0021]支撐構件，所述支撐構件支撐所述發光元件、所述有色光接收元件和所述間隙形成構件；以及
[0022]固定構件，所述固定構件用於固定至所述機器，其中，
[0023]所述間隙形成構件用於傳輸從所述發光元件發射的光，
[0024]所述油用間隙布置於從所述發光元件到所述有色光接收元件的光路，以及
[0025]所述固定構件以能夠轉動的方式支撐所述支撐構件，使得當所述支撐構件轉動時所述油用間隙的開口的方向變化。
[0026]所述支撐構件可以包括轉動驅動力接收部，所述轉動驅動力接收部是用於通過接觸力從外側接收使所述支撐構件相對於所述固定構件轉動的驅動力的部分，以及所述轉動驅動力接收部位於在所述固定構件被固定至所述機器的狀態下所述轉動驅動力接收部不與所述潤滑油接觸的位置處。
[0027]所述潤滑油劣化傳感器可以包括:轉動防止構件，所述轉動防止構件通過與所述支撐構件和所述固定構件兩者接觸來防止所述支撐構件相對於所述固定構件的轉動，其中，
[0028]所述轉動防止構件可以包括接觸用驅動力接收部，所述接觸用驅動力接收部是用於通過接觸力從外側接收用於與所述支撐構件和所述固定構件兩者接觸的驅動力的部分，以及所述接觸用驅動力接收部位於在所述固定構件被固定至所述機器的狀態下所述接觸用驅動力接收部不與所述潤滑油接觸的位置處。
[0029]所述發光元件可以是發射白光的白色LED。
[0030]所述間隙形成構件可以具有用於使所述光路彎折的反射面。
[0031]所述間隙形成構件可以包括兩個直角稜鏡，所述兩個直角稜鏡分別設置有用於使所述光路彎折90度的反射面，所述光路可以通過所述兩個直角稜鏡的所述反射面而被彎折180度，以及所述油用間隙可以形成在所述兩個直角稜鏡之間。
[0032]所述支撐構件可以具有包圍所述光路的至少一部分的光路包圍部，以及所述光路包圍部具有用於防止光反射而經受處理的表面。
[0033]所述間隙形成構件的用於形成所述油用間隙的表面可以經受疏油處理。
[0034]根據本發明，提供有一種工業機器人用減速機，其包括潤滑油劣化傳感器和作為所述機器的減速機主體。
[0035]根據本發明，提供有一種工業機器人，其包括潤滑油劣化傳感器和作為所述機器的工業機器人主體，其中所述工業機器人主體包括臂和在所述臂的關節部處使用的減速機，以及所述潤滑油劣化傳感器是用於對所述減速機的潤滑油的劣化進行檢測的傳感器。
[0036]發明的效果[0037]在根據本發明的潤滑油劣化傳感器中，由於有色光接收元件對由發光元件發射的光之中的具有未被油用間隙處的潤滑油內的諸如鐵粉等的汙染物吸收的波長的光的顏色進行檢測，因此能夠即時地檢測機器的潤滑油內的汙染物的顏色。也就是，根據本發明的潤滑油劣化傳感器能夠基於有色光接收元件檢測到的顏色即時地指出機器的潤滑油內的汙染物的類型和量。此外，在根據本發明的潤滑油劣化傳感器中，在固定構件被固定至機器的情況下，能夠調整在固定構件被固定至機器的狀態下的油用間隙的開口的方向，使得機器的潤滑油的劣化的檢測精度變高。
[0038]在根據本發明的潤滑油劣化傳感器中，在固定構件被固定至機器之後，能夠調整在固定構件被固定至機器的狀態下的油用間隙的開口的方向，使得機器的潤滑油的劣化的檢測精度變高。
[0039]在根據本發明的潤滑油劣化傳感器中，在固定構件被固定至機器之後，能夠使得在固定構件被固定至機器的情況下的油用間隙的開口的方向固定，使得機器的潤滑油的劣化的檢測精度變高。
[0040]與發光元件例如是除了 LED以外的燈的構造相比，根據本發明的潤滑油劣化傳感器能夠被小型化。
[0041]在根據本發明的潤滑油劣化傳感器中，與從發光元件到有色光接收元件的光路是直線的構造相比，通過將發光元件與有色光接收元件彼此靠近布置，能夠使整體構造小型化。此外，由於間隙形成構件具有使光路彎折的功能以及形成油用間隙的功能，因此與代替間隙形成構件而單獨設置用於使光路彎折的構件的構造相比，能夠減少組成部件的數量。
[0042]根據本發明的潤滑油劣化傳感器能夠以數量少的組成部件的簡單構造而被小型化。
[0043]在根據本發明的潤滑油劣化傳感器中，由於防止了有色光接收元件接收不必要的反射光，因此與有色光接收元件接收了不必要的反射光的構造相比，能夠提高潤滑油內汙染物的顏色的檢測精度。
[0044]由於根據本發明的潤滑油劣化傳感器被構造成使得潤滑油容易流過油用間隙，因此與潤滑油易於殘留在油用間隙處的構造相比，能夠提高潤滑油內汙染物的顏色的檢測精度。此外，在根據本發明的潤滑油劣化傳感器中，在形成油用間隙的表面經受了疏油處理的情況下，由於汙物難以附著於形成油用間隙的表面，因此能夠抑制由汙物的附著引起的潤滑油內汙染物的顏色的檢測精度的下降。
[0045]工業機器人用減速機的潤滑油劣化傳感器能夠基於有色光接收元件檢測到的顏色即時地指出減速機主體的潤滑油內的汙染物的類型和量。因而，根據本發明的工業機器人用減速機能夠即時地預知故障。此外，在工業機器人用減速機的潤滑油劣化傳感器中，能夠調整在固定構件被固定至機器的情況下的油用間隙的開口的方向。因而，根據本發明的工業機器人用減速機能夠高精度地預知故障。
[0046]根據本發明的工業機器人用的潤滑油劣化傳感器能夠基於有色光接收元件檢測到的顏色即時地指出減速機的潤滑油內的汙染物的類型和量。因而，根據本發明的工業機器人能夠即時地預知故障。此外，在工業機器人用的潤滑油劣化傳感器中，能夠調整在固定構件被固定至機器的情況下的油用間隙的開口的方向。因而，根據本發明的工業機器人能夠高精度地預知故障。[0047]根據本發明的潤滑油劣化傳感器能夠即時地指出機器的潤滑油內的汙染物的類
型和量。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0048]圖1是根據本發明的實施方式的工業機器人的側視圖。
[0049]圖2是圖1中示出的工業機器人的關節部的截面圖。
[0050]圖3是圖2中示出的潤滑油劣化傳感器的主視圖。
[0051]圖4是處於安裝至臂的狀態下的圖3中示出的潤滑油劣化傳感器的主視截面圖。
[0052]圖5的(a)是圖3中示出的潤滑油劣化傳感器的平面圖。圖5的(b)是圖3中示出的潤滑油劣化傳感器的仰視圖。
[0053]圖6的(a)是圖3中示出的外殼的主視圖。圖6的(b)是圖3中示出的外殼的主視截面圖。
[0054]圖7的(a)是圖3中示出的外殼的側視圖。圖7的(b)是圖3中示出的外殼的側視截面圖。
[0055]圖8的(a)是圖3中示出的外殼的俯視圖。圖8的(b)是圖3中示出的外殼的仰視圖。
[0056]圖9的(a)是圖3中示出的保持件的主視圖。圖9的(b)是圖3中示出的保持件的主視截面圖。
[0057]圖10的(a)是圖3中示出的保持件的側視圖。圖10的(b)是圖3中示出的保持件的側視截面圖。
[0058]圖11的(a)是圖3中示出的保持件的平面圖。圖11的(b)是圖3中示出的保持件的仰視圖。
[0059]圖12是示出圖4中示出的從白色LED到RGB傳感器的光路的圖。
[0060]圖13的(a)是圖4中示出的保持件蓋的主視圖。圖13的(b)是圖4中示出的保持件蓋的主視截面圖。
[0061]圖14的(a)是圖4中示出的保持件蓋的平面圖。圖14的(b)是圖4中示出的保持件蓋的仰視圖。
[0062]圖15是示出相對於潤滑油的流動的圖3中示出的油用間隙的開口的方向與通過RGB傳感器檢測到的顏色的相對於黑色的色差ΛΕ之間的關係的示例的圖。
[0063]圖16的(a)是示出相對於潤滑油的流動的圖3中示出的油用間隙的開口的方向為O度的狀態的圖。圖16的(b)是示出相對於潤滑油的流動的圖3中示出的油用間隙的開口的方向為45度的狀態的圖。圖16的(c)是示出相對於潤滑油的流動的圖3中示出的油用間隙的開口的方向為90度的狀態的圖。
【具體實施方式】
[0064]在下文中，將參照附圖來說明本發明的實施方式。
[0065]首先，將說明根據本實施方式的工業機器人的構造。
[0066]圖1是根據本實施方式的工業機器人100的側視圖。
[0067]如圖1所示，工業機器人100包括:待附接至諸如地板或天花板等的設置部分900上的安裝部111 ;臂112至116 ;用於安裝部111與臂112之間的連接的關節部120 ;用於臂112與臂113之間的連接的關節部130 ;用於臂113與臂114之間的連接的關節部140 ;用於臂114與臂115之間的連接的關節部150 ;用於臂115與臂116之間的連接的關節部160 ；以及用於臂116與未示出的手之間的連接的關節部170。
[0068]在工業機器人100中，除了諸如後述的潤滑油劣化傳感器137a、137b、139a、139b等的潤滑油劣化傳感器以外的部分構成了根據本發明的工業機器人主體。
[0069]圖2是關節部130的截面圖。雖然在下文中只針對關節部130進行了說明，但是各關節部120、140至170的構造大致相同。
[0070]如圖2所示，關節部130包括:作為用於根據本發明的工業機器人的減速機的減速機131，其用於臂112與臂113之間的連接；藉助於螺釘138a被固定至臂112的馬達138 ；以及均用於檢測減速機131的潤滑油131a的劣化的潤滑油劣化傳感器139a、13%。
[0071]減速機131包括:減速機主體132 ；以及均用於檢測減速機主體132的潤滑油131a的劣化的潤滑油劣化傳感器137a和137b。
[0072]減速機主體132包括:藉助於螺釘133a被固定至臂112的殼體133 ;藉助於螺釘134a被固定至臂113的支撐體134 ;被固定至馬達138的輸出軸的齒輪135a ;圍繞減速機131的中心軸線等間隔地布置並且與齒輪135a嚙合的三個齒輪135b ;圍繞減速機131的中心軸線等間隔地布置並且被分別固定至齒輪135b的三個曲軸135c ;以及與設置在殼體133處的內齒輪嚙合的兩個外齒輪136。
[0073]支撐體134經由軸承133b由殼體133可轉動地支撐。在殼體133與支撐體134之間設置有用於防止潤滑油131a洩漏的密封構件133c。
[0074]各曲軸135c經由軸承134b由支撐體134可轉動地支撐，並且進一步經由軸承136a由外齒輪136可轉動地支撐。
[0075]潤滑油劣化傳感器137a和潤滑油劣化傳感器137b中的每一個被固定至殼體133。潤滑油劣化傳感器139a被固定至臂112。潤滑油劣化傳感器13%被固定至臂113。
[0076]圖3是潤滑油劣化傳感器139b的主視圖。圖4是處於安裝至臂113的狀態的潤滑油劣化傳感器13%的主視截面圖。圖5的(a)是潤滑油劣化傳感器13%的平面圖。圖5的(b)是潤滑油劣化傳感器13%的仰視圖。雖然在下文中針對潤滑油劣化傳感器13%進行了說明，但是除了潤滑油劣化傳感器13%以外的諸如潤滑油劣化傳感器137a、137b、139a等的潤滑油劣化傳感器中的每一個的構造大致相同。
[0077]如圖3至圖5所示，潤滑油劣化傳感器13%包括:用於支撐潤滑油劣化傳感器139b的各組成部件的鋁合金製成的外殼20 ;用於支撐後述的白色LED72、RGB傳感器73和間隙形成構件60的支撐構件30 ;由支撐構件30保持的間隙形成構件60 ;以及具有白色LED72與RGB傳感器73的電子部件組70。
[0078]支撐構件30藉助於具有六角孔的螺釘12被固定至外殼20。支撐構件30包括:鋁合金製成的保持件40 ；以及藉助於具有六角孔的螺釘13被固定至保持件40的鋁合金製成的保持件蓋50。
[0079]間隙形成構件60由玻璃製成的兩個直角稜鏡61、62構成。在兩個直角稜鏡61、62之間形成有作為用於使潤滑油131a進入其中的間隙的油用間隙60a。
[0080]電子部件組70包括:藉助於螺釘11被固定至支撐構件30的電路板71 ;安裝在電路板71上的白色LED72 ;安裝在電路板71上的RGB傳感器73 ;布置在電路板71的與其白色LED72和RGB傳感器73所在側相反的一表面側的電路板74 ;用於固定電路板71和電路板74的多個柱75 ;布置在相對於電路板74的與電路板71所在側相反的表面側的電路板76 ;用於固定電路板74和電路板76的多個柱77 ;以及安裝在電路板76的與其電路板74所在側相反的一表面側的連接器78。在電路板71、電路板74和電路板76中的每一個上均安裝有多個電子部件。電路板71、電路板74和電路板76彼此電連接。
[0081]潤滑油劣化傳感器139b包括:用於防止潤滑油131a從外殼20與臂113之間的間隙洩漏的O型環14 ;用於防止潤滑油131a從外殼20與保持件40之間的間隙洩漏的O型環15 ;以及布置在外殼20與保持件蓋50之間的O型環16。
[0082]圖6的(a)是外殼20的主視圖。圖6的(b)是外殼20的主視截面圖。圖7的(a)是外殼20的側視圖。圖7的(b)是外殼20的側視截面圖。圖8的(a)是外殼20的平面圖。圖8的(b)是外殼20的仰視圖。
[0083]如圖3至圖8所示，外殼20包括:被固定至臂113的螺紋孔113a的螺紋部21 ;在使螺紋部21相對於臂113的螺紋孔113a轉動時由諸如扳手等工具握持的工具接觸部22 ；以及容納保持件40的保持件容納部23。此外，外殼20設置有:供具有六角孔的螺釘12擰入的螺紋孔24:供O型環14裝配的槽25 ;以及供O型環16裝配的槽26。外殼20構造成被固定至工業機器人100的臂113、也就是被固定至工業機器人主體，並因此構成了本發明的固定構件。
[0084]圖9的(a)是保持件40的主視圖。圖9的(b)是保持件40的主視截面圖。圖10的(a)是保持件40的側視圖。圖10的(b)是保持件40的側視截面圖。圖11的(a)是保持件40的俯視圖。圖11的(b)是保持件40的仰視圖。圖12是示出從白色LED72到RGB傳感器73的光路IOa的圖。
[0085]如圖3至圖5和圖9至圖12所示，保持件40包括:用於容納直角稜鏡61的稜鏡容納部41 ;用於容納直角稜鏡62的稜鏡容納部42 ;用於容納白色LED72的LED容納部43 ；以及用於容納RGB傳感器73的RGB傳感器容納部44。此外，保持件40設置有:貫通稜鏡容納部41和LED容納部43的孔45 ;貫通稜鏡容納部42和RGB傳感器容納部44的孔46 ；與螺釘11螺紋連接的螺紋孔47 ;與具有六角孔的螺釘13螺紋連接的螺紋孔48 ;以及供O型環15裝配的槽49。
[0086]稜鏡容納部41包括將直角稜鏡61夾在中間的兩個壁41a。直角稜鏡61藉助於粘合劑被固定至壁41a。稜鏡容納部42包括將直角稜鏡62夾在中間的兩個壁42a。直角稜鏡62藉助於粘合劑被固定至壁42a。
[0087]保持件40藉助於LED容納部43、孔45、稜鏡容納部41、稜鏡容納部42、孔46和RGB傳感器容納部44包圍從白色LED72到RGB傳感器73的光路IOa的至少一部分，由此構成了根據本發明的光路包圍部。
[0088]保持件40的表面經受諸如用於消光的黑色耐酸鋁處理(black alumitetreatment for matting)等的用於防止光反射的處理。
[0089]保持件40經由電路板71支撐白色LED72和RGB傳感器73。此外，保持件40直接支撐間隙形成構件60。
[0090]如圖12所示，間隙形成構件60的油用間隙60a布置在從白色LED72到RGB傳感器73的光路IOa上。
[0091]直角稜鏡61、62傳輸從白色LED72發射的光。直角稜鏡61設置有:光入射面61a，從白色LED72發射的光入射在該光入射面61a上；光反射面61b，其以使光的傳播方向成90度彎折的方式反射從光入射面61a進入的光；以及光出射面61c,其將由光反射面61b反射的光射出。直角稜鏡62設置有:光入射面62a，從直角稜鏡61的光出射面61c發射的光入射在該光入射面62a上；光反射面62b,其以使光的傳播方向成90度彎折的方式發射從光入射面62a進入的光；以及將由光反射面62b反射的光射出的光出射面62c。
[0092]直角稜鏡61的光入射面61a、光反射面61b和光出射面61c以及直角稜鏡62的光入射面62a、光反射面62b和光出射面62c中的每一個都被光學拋光(optical Iypolished)。此外，直角稜鏡61的光反射面61b和直角稜鏡62的光反射面62b中的每一個均設置有鋁沉積膜。此外，為了保護硬度和粘合力低的鋁沉積膜，在鋁沉積膜上形成Si02膜。
[0093]光路IOa通過直角稜鏡61的光反射面61b被彎折90度，並且還通過直角稜鏡62的光反射面62b被彎折90度。也就是，光路IOa通過間隙形成構件60被彎折180度。
[0094]當油用間隙60a的長度過短時，由於潤滑油131a內的汙染物難以適當地流過間隙60a,因此潤滑油131a內的汙染物的顏色的檢測精度下降。另一方面，當油用間隙60a的長度過長時，從白色LED72發射的光被油用間隙60a內的潤滑油131a中的汙染物過度地吸收，因此難以到達RGB傳感器73。因而，潤滑油131a內的汙染物的顏色的檢測精度也下降了。於是，優選地，適當地設定油用間隙60a的長度，使得潤滑油131a內的汙染物的顏色的檢測精度變高。直角稜鏡61的光出射面61c與直角稜鏡62的光入射面62a之間的距離、也就是油用間隙60a的長度例如為1mm。
[0095]白色LED72是發射白光的電子部件並且構成了根據本發明的發光元件。可以採用由日亞化學工業株式會社(Nichia Corporation)製造的NSPW500GS-K1作為白色LED72。
[0096]RGB傳感器73是對接收到的光的顏色進行檢測的電子部件，並且構成了有色光接收元件。例如可以採用由濱松光子株式會社(Hamamatsu Photonics K.K.)製造的S9032-02作為RGB傳感器73。
[0097]如圖4所示，以如下方式構造連接器78:使得潤滑油劣化傳感器13%外側的外部裝置的連接器95連接至該連接器78，以便從外部裝置經由連接器95供給電力，並且潤滑油劣化傳感器13%的檢測結果作為電信號經由連接器95被輸出至外部裝置。
[0098]圖13的(a)是保持件蓋50的主視圖。圖13的(b)是保持件蓋50的主視截面圖。圖14的(a)是保持件蓋50的平面圖。圖14的(b)是保持件蓋50的仰視圖。
[0099]如圖3至圖5和圖13至圖14所示，保持件蓋50設置有工具接觸部51，其在使支撐構件30相對於外殼20轉動時用於與諸如六角扳手等的工具接觸。工具接觸部51是用於通過接觸力從外側接收使支撐構件30相對於外殼20轉動的驅動力的部分，並且構成了根據本發明的轉動驅動力接收部。工具接觸部51布置在當外殼20被固定至臂113時不與潤滑油131a接觸的位置處。此外，保持件蓋50設置有供連接器78插入的孔52和供具有六角孔的螺釘13插入的孔53。
[0100]保持件蓋50的表面經受諸如用於消光的黑色耐酸鋁處理等的用於防止光反射的處理。[0101]如圖3和圖4所示，具有六角孔的螺釘12被構造成使得通過與支撐構件30和外殼20兩者接觸來防止支撐構件30相對於外殼20轉動，並且構成了根據本發明的轉動防止構件。具有六角孔的螺釘12具有用於與諸如六角扳手等的工具接觸的工具接觸部12a。工具接觸部12a是用於通過接觸力從外側接收用於與支撐構件30和外殼20兩者接觸的驅動力的部分，並且構成了根據本發明的接觸用驅動力接收部。工具接觸部12a布置在當外殼20被固定至臂113時不與潤滑油131a接觸的位置處。
[0102]接下來，將說明潤滑油劣化傳感器13%的組裝方法。在下文中，雖然只針對潤滑油劣化傳感器13%進行了說明，但是除了潤滑油劣化傳感器13%以外的諸如潤滑油劣化傳感器137a、137b、139a等的潤滑油劣化傳感器中的每一個的方法大致相同。
[0103]首先，將粘合劑糊在保持件40的稜鏡容納部41的待與直角稜鏡61的光入射面61a接觸的表面平面上，並且還將粘合劑糊在直角稜鏡61的待與稜鏡容納部41的兩個壁41a接觸的兩個表面平面上。接著，通過粘合劑將直角稜鏡61固定至稜鏡容納部41。此外，將粘合劑糊在保持件40的稜鏡容納部42的待與直角稜鏡62的光出射面62c接觸的表面平面上，並且還將粘合劑糊在直角稜鏡62的待與稜鏡容納部42的兩個壁42a接觸的兩個表面平面上。接著，通過粘合劑將直角稜鏡62固定至稜鏡容納部42。此外，藉助於粘合劑將白色LED72固定至保持件40的LED容納部43。
[0104]接著，藉助於螺釘11將安裝有RGB傳感器73的電路板71固定至保持件40，並且藉助於焊接將白色LED72固定至電路板71。此外，組裝諸如連接器78等的各種電子部件，由此通過保持件40來支撐電子部件組70。
[0105]接下來，藉助於具有六角孔的螺釘13將保持件蓋50固定至保持件40。
[0106]最後，藉助於具有六角孔的螺釘12將安裝有O型環15的保持件40固定至安裝有O型環14和O型環16的外殼20的保持件容納部23。
[0107]接下來，將針對將潤滑油劣化傳感器13%安裝至臂113的方法進行說明。在下文中，雖然只針對潤滑油劣化傳感器13%進行說明，但是除了潤滑油劣化傳感器13%以外的諸如潤滑油劣化傳感器137a、137b、139a等的潤滑油劣化傳感器中的每一個的方法大致相同。
[0108]首先，通過工具握持住外殼20的工具接觸部22並且將外殼20的螺紋部21螺紋連接到臂113的螺紋孔113a內，由此將潤滑油劣化傳感器139b固定至臂113。
[0109]接著，將潤滑油劣化傳感器139b外側的外部裝置的連接器95連接至連接器78。
[0110]接下來，將說明工業機器人100的動作。
[0111]首先，將說明關節部130的動作。在下文中，雖然只針對關節部130進行說明，但是關節部120和關節部140至170中的每一個的動作大致相同。
[0112]當關節部130的馬達138的輸出軸轉動時，馬達138的轉動力通過減速機131被減小，由此使被固定至減速機131的支撐體134的臂113相對於被固定至減速機131的殼體133的臂112移動。
[0113]接下來，將說明潤滑油劣化傳感器139b的動作。在下文中，雖然只針對潤滑油劣化傳感器13%進行說明，但是除了潤滑油劣化傳感器13%以外的諸如潤滑油劣化傳感器137a、137b、139a等的潤滑油劣化傳感器中的每一個的動作大致相同。
[0114]潤滑油劣化傳感器139b響應於經由連接器78從外部裝置供給的電力而從白色LED72發射白光。
[0115]接著，潤滑油劣化傳感器139b將RGB傳感器73接收到的RGB的各顏色的光量作為電信號經由連接器78輸出至外部裝置。
[0116]潤滑油劣化傳感器139b可以附加地安裝除了 RGB傳感器73以外的另一傳感器。例如，在潤滑油劣化傳感器139b中，當電子部件組70中包含用於檢測潤滑油131a的溫度的溫度傳感器時，還能夠將溫度傳感器檢測到的溫度作為電信號經由連接器78輸出至外部裝置。
[0117]接下來，將針對潤滑油劣化傳感器139b的油用間隙60a的開口 60b的方向的調整方法進行說明。在下文中，雖然只針對潤滑油劣化傳感器13%進行說明，但是除了潤滑油劣化傳感器139b以外的諸如潤滑油劣化傳感器137a、137b、139a等的潤滑油劣化傳感器中每一個的方法大致相同。
[0118]潤滑油劣化傳感器139b的外部裝置能夠基於由RGB傳感器73檢測到的顏色指出減速機131的潤滑油131a內的汙染物的類型和量。也就是，潤滑油劣化傳感器13%能夠通過檢測潤滑油131a內的汙染物的顏色來檢測潤滑油131a的劣化程度。
[0119]圖15是示出相 對於潤滑油131a的流動的油用間隙60a的開口 60b的方向與RGB傳感器73檢測到的顏色相對於黑色的色差ΛΕ之間的關係的示例的圖。圖16的(a)是示出相對於潤滑油131a的流動的油用間隙60a的開口 60b的方向為O度的狀態的圖。圖16的(b)是相對於潤滑油131a的流動的油用間隙60a的開口 60b的方向為45度的狀態的圖。圖16的(c)是示出相對於潤滑油131a的流動的油用間隙60a的開口 60b的方向為90度的狀態的圖。
[0120]RGB傳感器73檢測到的顏色相對於黑色的色差ΛΕ可以通過利用RGB傳感器73檢測到的顏色RGB的各值而由以下數學式I表示的表達式計算出。
[0121][數學式I]
[0122]AE =~丨 R2 + G2 + B2
[0123]在對圖15中示出的關係進行推導的實驗中，使用劣化程度低的新油作為潤滑油131a。
[0124]此外，在圖15中，「靜態」表示潤滑油131a的流動停止時的時段。當潤滑油131a的流動停止時，相對於潤滑油131a的流動的油用間隙60a的開口 60b的方向對RGB傳感器73檢測到的顏色相對於黑色的色差ΛΕ沒有影響。因此，處於「靜態」時的RGB傳感器73檢測到的顏色相對於黑色的△ E作為相對於潤滑油131a的流動的油用間隙60a的開口 60b的方向與RGB傳感器73檢測到的顏色相對於黑色的色差ΛΕ之間的關係的判斷基準。
[0125]此外,在圖15中，36[rpm]和45[rpm]中的每一個均作為每分鐘的轉數而表示臂113相對於臂112的轉動速度。由於潤滑油劣化傳感器13%被附接至臂113，因此該傳感器由於臂113相對於臂112的轉動而在潤滑油131a內移動。換言之，36[rpm]和45[rpm]中的每一個均直接表示潤滑油131a的流動相對於潤滑油劣化傳感器139b的速度。
[0126]在圖16中，除了表示油用間隙60a的那些箭頭以外的箭頭表示潤滑油131a的流動。
[0127]能夠通過RGB傳感器73檢測到的顏色相對於黑色的色差ΛΕ來判斷潤滑油131a的劣化的檢測精度。換言之，在圖15中，在臂113相對於臂112的轉動速度為45[rpm]並且相對於潤滑油131a的流動的油用間隙60a的開口 60b的方向為O度或45度的情況下，潤滑油131a的劣化的檢測精度下降了。採用該方式，潤滑油131a的劣化的檢測精度取決於相對於潤滑油131a的流動的油用間隙60a的開口 60b的方向而下降了。
[0128]潤滑油劣化傳感器13%被構造成能夠調整油用間隙60a的開口 60b的方向。
[0129]首先，通過被插入到工具接觸部12a內的工具將具有六角孔的各螺釘12擰松，使得支撐構件30變成能夠相對於外殼20轉動。
[0130]接著，在通過工具握持外殼20的工具接觸部22來防止外殼20相對於臂113轉動的狀態下，通過被插入到工具接觸部51內的工具使支撐構件30相對於外殼20轉動。油用間隙60a的開口 60b的方向根據支撐構件30相對於外殼20的轉動而變化。
[0131]最後，通過被插入到工具接觸部12a內的工具將具有六角孔的各螺釘12緊固，使得支撐構件30不可能相對於外殼20轉動。
[0132]如以上所說明的，由於RGB傳感器73對由白色LED72發射的白光之中的具有未被在油用間隙60a處的潤滑油131a內的汙染物吸收的波長的光的顏色進行檢測，因此諸如潤滑油劣化傳感器139b等的各潤滑油劣化傳感器能夠即時地檢測減速機131的潤滑油131a內的汙染物的顏色。也就是，通過利用諸如計算機等的外部裝置，各潤滑油劣化傳感器能夠基於RGB傳感器73檢測到的顏色即時地指出減速機131的潤滑油131a內的汙染物的類型和量。各潤滑油劣化傳感器可以被構造成使得電子部件組70包含基於RGB傳感器73檢測到的顏色指出潤滑油內的汙染物的類型和量的電子部件。
[0133]一般地，在工業機器人中，臂的軌跡的精度等很大程度上取決於關節部處使用的減速機的效率而變化。因而，當減速機的效率下降時適當地更換新的工業機器人用減速機是重要的。然而，在更換工業機器人用減速機的情況中，需要使設置有該工業機器人用減速機以及安裝工業機器人的生產線停止。因而，為了把握工業機器人用減速機的更換時間，適當地預知工業機器人用減速機的故障是非常重要的。在這方面中，如上所述，通過利用諸如計算機等的外部裝置，工業機器人100的各潤滑油劣化傳感器能夠基於RGB傳感器73檢測到的顏色即時地指出減速機131的潤滑油131a內的汙染物的類型和量。因而，工業機器人100和工業機器人100的各減速機能夠預知即時的故障。
[0134]對於潤滑油131a，有時添加各種添加劑，例如:用於減少摩擦面的摩擦的類似諸如MoDTC或MoDTP等有機鑰的摩擦減少劑；用於提高表示用於抑制摩擦面的粘著的性能的極壓潤滑性的諸如SP基添加劑等的極壓添加劑；以及用於抑制油汙的產生或附著的諸如磺酸鈣等的分散劑。這些添加劑根據潤滑油131a的劣化以使得添加劑附著於、粘結在或沉積於工業機器人100和減速機的金屬表面上的方式與潤滑油131a分離。也就是，可以使用潤滑油131a內的添加劑的減少量來預知工業機器人100和工業機器人100的減速機中的每一個的故障。基於檢測到的顏色，各潤滑油劣化傳感器不僅指出潤滑油131a內的鐵粉的量，還指出由被添加至潤滑油131a的各種添加劑的減少而引起的基油的劣化程度以及諸如油汙等的汙染物的增加。因而，與僅基於鐵粉的密度預知減速機的故障的技術相比，各工業機器人100和工業機器人100的各減速機都能夠提高故障的預知精度。
[0135]此外，在諸如潤滑油劣化傳感器139b等的各潤滑油劣化傳感器中，外殼20以能夠轉動的方式對支撐構件30進行支撐，使得當支撐構件30轉動時油用間隙60a的開口 60b的方向變化。因而，在外殼20被固定至工業機器人100的情況下，能夠調整在外殼20被固定至工業機器人100時的油用間隙60a的開口 60b的方向，以使得工業機器人100的潤滑油131a的劣化的檢測精度變高。結果，各工業機器人100和工業機器人100的各減速機能
夠高精度地預知故障。
[0136]此外，在諸如潤滑油劣化傳感器13%等的各潤滑油劣化傳感器中，支撐構件30在當外殼20被固定至工業機器人100時不與潤滑油131a接觸的位置處包括工具接觸部51，該工具接觸部51用作通過接觸力從外側接收使支撐構件30相對於外殼20轉動的驅動力的部分。因而，在各潤滑油劣化傳感器中，在外殼20被固定至工業機器人100之後，能夠調整在外殼20被固定至工業機器人100時的油用間隙60a的開口 60b的方向，以使得工業機器人100的潤滑油131a的劣化的檢測精度變高。
[0137]此外，在諸如潤滑油劣化傳感器13%等的各潤滑油劣化傳感器中，被構造成通過與支撐構件30和外殼20兩者接觸來防止支撐構件30相對於外殼20轉動的具有六角孔的各螺釘12在當外殼20被固定至工業機器人100時不與潤滑油131a接觸的位置處包括工具接觸部12a，該工具接觸部12a用作通過接觸力從外側接收用於與支撐構件30和外殼20兩者接觸的驅動力。因而，在各潤滑油劣化傳感器中，在外殼20被固定至工業機器人100之後，能夠使外殼20被固定至工業機器人100時的油用間隙60a的開口 60b的方向固定，以使得工業機器人100的潤滑油131a的劣化的檢測精度變高。
[0138]此外，在各潤滑油劣化傳感器中，由於發光元件是用於發射白光用的白色LED，因此與發光元件例如是除了 LED以外的燈的構造相比，能夠使傳感器小型化。因而，能夠使各工業機器人100和工業機器人100的各減速機小型化。根據本發明的發光元件可以是除了白色LED以外的其它LED。例如，發光元件可以是除了 LED以外的燈。此外，發光元件可以被構造成包括紅色LED或除了 LED以外的紅燈、綠色LED或除了 LED以外的綠燈以及藍色LED或除了 LED以外的藍燈，以由此通過將從這些LED或除了 LED以外的這些燈發射的各顏色的光組合來發射白光。
[0139]此外，在各潤滑油劣化傳感器中，間隙形成構件60設置有用於使光路IOa彎折的光反射面6lb、62b。因而，與從白色LED72到RGB傳感器73的光路IOa為直線的構造相比，能夠通過將白色LED72和RGB傳感器73彼此靠近布置使整個構造小型化。此外，在各潤滑油劣化傳感器中，間隙形成構件60具有使光路IOa彎折的功能以及形成油用間隙60a的功能。因而，與取代間隙形成構件60單獨設置用於使光路IOa彎折的構件的構造相比，能夠減少組成部件的數量。結果，能夠使各工業機器人100和工業機器人100的各減速機小型化，並且還能減少組成部件的數量。
[0140]特別地，以如下方式構造各潤滑油劣化傳感器:使得間隙形成構件60由兩個直角稜鏡61、62形成,該兩個直角稜鏡61、62分別設置有均用於使光路IOa彎折90度的光反射面61b、62b ;且使得光路IOa通過兩個直角稜鏡61、62的光反射面61b、62b而彎折180度，並且油用間隙60a形成在兩個直角稜鏡61、62之間。因而，能夠以數量少的組成部件的簡單構造使傳感器小型化。結果，能夠以數量少的組成部件的簡單構造使各工業機器人100和工業機器人100的各減速機小型化。
[0141]此外，以如下方式構造各潤滑油劣化傳感器:使得傳感器具有包圍光路10的至少一部分的保持件40，並且保持件40的表面經受用於防止光反射的處理。因而，能夠防止RGB傳感器73接收不必要的反射光。結果，與RGB傳感器73接收了不必要的反射光的構造相t匕，各潤滑油劣化傳感器能夠提高潤滑油131a內的汙染物的顏色的檢測精度。於是，各工業機器人100和工業機器人100的各減速機能夠提高故障的預知精度。
[0142]此外，在各潤滑油劣化傳感器中，可以在間隙形成構件60的形成油用間隙60a的表面平面上、也就是直角稜鏡61的光出射面61c和直角稜鏡62的光入射面62a上進行疏油處理。在各潤滑油劣化傳感器中，當直角稜鏡61的光出射面61c和直角稜鏡62的光入射面62a中的每一個均經受了疏油處理的情況下，潤滑油131a容易流過油用間隙60a。因而，與潤滑油131a易於殘留在油用間隙60a處的構造相比，能夠提高了潤滑油131a內的汙染物的顏色的檢測精度。此外，在各潤滑油劣化傳感器中，當直角稜鏡61的光出射面61c和直角稜鏡62的光入射面62a中的每一個均經受了疏油處理的情況下，汙物難以附著在直角稜鏡61的光出射面61c和直角稜鏡62的光入射面62a中的每一個上。因而，能夠抑制由汙物的附著而引起的潤滑油131a內汙染物的顏色的檢測精度的降低。結果，能夠提高各工業機器人100和工業機器人100的各減速機對故障的預知精度。
[0143]雖然在本實施方式中間隙形成構件60的直角稜鏡61、62中的每一個均由玻璃製成，但是它們中的每一個也可以由除了玻璃以外的諸如矽樹脂等的材料形成。當稜鏡61、62中的每一個均由矽樹脂形成時，汙物可能難以附著於形成油用間隙60a的表面平面。
[0144]雖然在本實施方式中間隙形成構件60由兩個直角稜鏡61、62構成，但是間隙形成構件也可以由三個或更多個稜鏡構成。
[0145]在各潤滑油劣化傳感器中，可以採用除了本實施方式中說明的配置以外的配置構造白色LED72和RGB傳感器73。例如，在各潤滑油劣化傳感器中，從白色LED72到RGB傳感器73的光路IOa可以是直線的。
[0146]此外，在各潤滑油劣化傳感器中，可以通過採用除了直角稜鏡以外的構造使光路IOa彎折。
[0147]在各潤滑油劣化傳感器中，例如可以使用諸如電池單元等的電池作為電力供給手段，並且可以採用無線通信作為用於將檢測結果輸出至外部裝置的手段。
[0148]此外，潤滑油劣化傳感器的安裝位置不限於本實施方式中示出的安裝位置，並且優選地可以根據工業機器人100的用途等適當地設定該安裝位置。
[0149]本申請基於2011年11月4日提交的日本專利申請(日本專利申請N0.2011-242852)，該申請的全部內容通過引用合併於此。
[0150]產業上的可利用性
[0151]根據本發明，提供了能夠即時地指出機器的潤滑油內的汙染物的類型和量的潤滑油劣化傳感器。
[0152]附圖標記說明
[0153]IOa 光路
[0154]12 具有六角孔的螺釘(轉動防止構件)
[0155]12a 工具接觸部(接觸用驅動力接收部)
[0156]20 外殼(固定構件)
[0157]30 支撐構件
[0158]40 保持件(光路包圍部)
[0159]51 工具接觸部(轉動驅動力接收部)[0160]60 間隙形成構件
[0161]60a 油用間隙
[0162]60b 開口
[0163]61 直角稜鏡
[0164]61b 光反射面
[0165]61c 光出射面(形成油用間隙的表面平面)
[0166]62 直角稜鏡
[0167]62a 光入射面(形成油用間隙的表面平面)
[0168]62b 光反射面
[0169]72 白色LED (發光元件)
[0170]73 RGB傳感器(有色光接收元件)
[0171]100 工業機器人(機器)
[0172]112-116 臂
[0173]120、130、140、150、160、170 關節部
[0174]131 減速機(工業機器人用減速機)
[0175]131a 潤滑油
[0176]132 減速機主體(機器)
[0177]137a、137b、139a、139b 潤滑油劣化傳感器
【權利要求】
1.一種潤滑油劣化傳感器，所述潤滑油劣化傳感器用於安裝在機器內，以對所述機器的潤滑油的劣化進行檢測，所述潤滑油劣化傳感器包括: 發光元件，所述發光元件被構造成發光； 有色光接收元件，所述有色光接收元件被構造成接收從所述發光元件發射的光並且對接收到的光的顏色進行檢測； 間隙形成構件，所述間隙形成構件形成油用間隙，所述油用間隙是供所述潤滑油進入的間隙； 支撐構件，所述支撐構件支撐所述發光元件、所述有色光接收元件和所述間隙形成構件；以及 固定構件，所述固定構件用於固定至所述機器，其中， 所述間隙形成構件用於傳輸從所述發光元件發射的光， 所述油用間隙布置於從所述發光元件到所述有色光接收元件的光路，以及所述固定構件以能夠轉動的方式支撐所述支撐構件，使得當所述支撐構件轉動時所述油用間隙的開口的方向變化。
2.根據權利要求1所述的潤滑油劣化傳感器，其特徵在於， 所述支撐構件包括轉動驅動力接收部，所述轉動驅動力接收部是用於通過接觸力從外側接收使所述支撐構件相 對於所述固定構件轉動的驅動力的部分，以及所述轉動驅動力接收部位於在所述固定構件被固定至所述機器的狀態下所述轉動驅動力接收部不與所述潤滑油接觸的位置處。
3.根據權利要求1或2所述的潤滑油劣化傳感器，其特徵在於，所述潤滑油劣化傳感器進一步包括: 轉動防止構件，所述轉動防止構件通過與所述支撐構件和所述固定構件兩者接觸來防止所述支撐構件相對於所述固定構件的轉動，其中， 所述轉動防止構件包括接觸用驅動力接收部，所述接觸用驅動力接收部是用於通過接觸力從外側接收用於與所述支撐構件和所述固定構件兩者接觸的驅動力的部分，以及所述接觸用驅動力接收部位於在所述固定構件被固定至所述機器的狀態下所述接觸用驅動力接收部不與所述潤滑油接觸的位置處。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的潤滑油劣化傳感器，其特徵在於， 所述發光元件是發射白光的白色LED。
5.根據權利要求1至4中任一項所述的潤滑油劣化傳感器，其特徵在於， 所述間隙形成構件具有用於使所述光路彎折的反射面。
6.根據權利要求5所述的潤滑油劣化傳感器，其特徵在於， 所述間隙形成構件包括兩個直角稜鏡，所述兩個直角稜鏡分別設置有用於使所述光路彎折90度的反射面，所述光路通過所述兩個直角稜鏡的所述反射面而被彎折180度，以及所述油用間隙形成在所述兩個直角稜鏡之間。
7.根據權利要求1至6中任一項所述的潤滑油劣化傳感器，其特徵在於， 所述支撐構件具有包圍所述光路的至少一部分的光路包圍部，以及 所述光路包圍部具有用於防止光反射而經受處理的表面。
8.根據權利要求1至7中任一項所述的潤滑油劣化傳感器，其特徵在於，所述間隙形成構件的用於形成所述油用間隙的表面經受疏油處理。
9.一種工業機器人用減速機，其包括:根據權利要求1至8中任一項所述的潤滑油劣化傳感器；以及作為所述機器的減速機主體。
10.一種工業機器人,其包括:根據權利要求1至8中任一項所述的潤滑油劣化傳感器；以及作為所述機器的工業機器人主體，其中所述工業機器人主體包括臂和在所述臂的關節部處使用的減速機，以及所述潤滑油劣化傳感器 是用於對所述減速機的潤滑油的劣化進行檢測的傳感器。
【文檔編號】G01N21/59GK104024832SQ201280053927
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2012年11月1日 優先權日:2011年11月4日
【發明者】島田英史 申請人:納博特斯克有限公司