工業機器人的臂構造體的製作方法

2023-06-01 07:15:11 5

專利名稱：工業機器人的臂構造體的製作方法
技術領域：
本發明涉及工業機器人的臂構造體。
背景技術：
工業機器人通過臂前端所具備的機械手等進行工件的搬運以及工件在規 定位置的定位等。再有，工業機器人也可以代替機械手通過把持規定工具，從 而執行所需要的機器人作業。
圖5是表示現有技術中的機器人的臂構造體的俯視圖，圖6是圖5所示的 臂構造體的分解圖。如這些圖所示，臂構造體100具備可繞第一軸線X以及 第二軸線Y旋轉的機械手腕單元161。如這些圖所示，該機械手腕單元161可 旋轉地被支撐在形成於大致直線狀的第一殼體部分121和與它相鄰的大致L 形的第二殼體部分122之間的間隙中。
在機械手腕單元161的兩側部分別設有第一軸線X以及第二軸線用的驅 動部136、 146。分別通過旋轉帶/帶輪機構135、 145將來自第一電機131以及 第二電機141的S走轉動力傳遞給這些驅動部136、 146。
如圖5可知，旋轉帶/帶輪機構135配置在第一殼體部分121內，旋轉帶/ 帶輪機構145連同第二電機131、 141 一起配置在第二殼體部分122內。
再有，在位於與第二殼體部分122相反的相反側的第一殼體部分121的邊 緣部安裝有蓋殼體部分123。同樣地，在位於與第一殼體部分121相反的相反 側的第二殼體部分122的邊緣部安裝有蓋殼體部分124。即、圖5及圖6所示 的現有技術的臂構造體100的殼體通過在臂構造體100的寬度方向組裝四個殼 體部分121 ~ 124而構成。
再有，在日本特開平7-40280號公報中公開了如下的臂構造體，具備 包含中央殼體以及安裝在它兩側的臂蓋的殼體。也就是，日本特開平7-40280 號公報所記載的臂構造體的殼體是通過沿臂構造體100的寬度方向組裝三個 殼體部分而構成的。
現有技術中如此構成臂構造體的殼體的部件(殼體部分)的數量較多。由 此，在現有技術中，存在的現狀為，不僅很難減少臂構造體的殼體部分的重量， 而且也很難將臂構造體的殼體本身小型化。

發明內容
本發明是鑑於上述現狀而提出的，目的在於提供一種可實現臂構造體的殼 體輕型化以及小型化的工業機器人的臂構造體。
為了達到上述目的，根據第一方式，提供一種工業機器人的臂構造體，含
有可繞第一軸線以及與該第一軸線垂直的第二軸線旋轉的手腕單元；以及支 撐該手腕單元使其可繞上述第一軸線旋轉的臂單元，其中，上述臂單元具備底 部殼體，該底部殼體至少支撐有用於可使上述手腕單元繞上述第一軸線旋轉的 第一電機；以及用於可使上述手腕單元繞第二軸線旋轉的第二電機，再有，上 述臂單元具備蓋部殼體，該蓋部殼體在垂直於含有上述第一以及第二電機的輸
出軸雙方的平面的方向上與上述底部殼體配合。
即、在第一方式中，臂構造體的殼體由兩個殼體、即底部殼體和蓋部殼體 構成。因此，與使用三個或四個殼體部分的現有技術的情況相比，至少可將臂 構造體的寬度減小相當於殼體部分厚度的量，其結果，可實現殼體的輕型化以 及小型化。
根據第二方式，在第一方式中，當將上述蓋部殼體從上述殼體底部拆下時， 上述手腕單元、上述第一電機以及第二電機中的至少一個為可拆裝。
即、在第二方式中，可容易地進行手腕單元等的組裝以及它們的保養作業等。
根據第三方式，在第一方式或第二方式中，使上述蓋部殼體與上述底部殼 體的配合方向與上述手腕單元、上述第一電機以及第二電機中的至少一個的組 裝方向相同。
即、在第三方式中，由於可只以單一的組裝方向組裝臂構造體，所以有利 於自動組裝。
根據第四方式，在第一至第三方式中的任一方式中，將上述第一電機配置 在上述底部殼體上的第一臺座和將上述第二電機配置在上述底部殼體上的第 二臺座與該底部殼體一體形成在上述底部殼體的內表面上。
即、根據第四方式，可排除另外準備臺座所需部件的必要性。
根據第五方式，在第一至第四方式中的任一方式中，在上述底部殼體上還 支撐有將上述第一電機的旋轉動力傳遞到上述手腕單元的第一動力傳遞機構 和將上述第二電機的旋轉動力傳遞到上述手腕單元的第二動力傳遞機構。
根據第六方式，在第五方式中，上述第一動力傳遞機構和上述第二動力傳 遞機構的至少一方含有旋轉帶和帶輪。
即、在第六方式中，可較簡單地形成第一及第二動力傳遞機構。再有，由 於旋轉帶及帶輪較輕且簡單，所以可進一步將臂構造體輕型化及小型化。
根據第七方式，在第五或第六方式中，上述手腕單元含有驅動上述手腕
單元使其繞上述第一軸線旋轉的第一驅動機構；以及驅動上述手腕單元使其繞
上述第二軸線旋轉的第二驅動機構，上述第 一及第二動力傳遞機構將上述第一 及第二電機各自的旋轉動力傳遞到上述手腕單元的上述第一及第二驅動機構， 在上述手腕單元的一側上配置有上述第一驅動機構，在上述手腕單元的另一側 上配置有上述第二動力傳遞機構。
即、在第七方式中，在手腕單元的另一側上配置有第二動力傳遞機構，並 未配置有第二驅動部。因此，可進一步將臂構造體在寬度方向小型化，減少相 當於第二驅動部的量。
從附圖所示的本發明的典型實施方式的詳細說明中，會進一步明確本發明 的這些目的、特徵、優點及其他目的、特徵及優點。


圖1是表示工業機器人的整體構造的立體圖。
圖2是根據本發明的臂構造體的立體圖。 圖3是圖2所示的臂構造體的分解圖。 圖4是表示拆下蓋部殼體狀態下的臂構造體的俯視圖。 圖5是表示現有技術中的機器人的臂構造體的俯視圖。 圖6是圖5所示的臂構造體的分解圖。 具體實施例方式
以下，參照

本發明的實施方式。在以下附圖中，同一部件標記相 同的附圖標記。為了便於理解，這些附圖適當變更了比例尺。
圖1是表示工業機器人的整體構造的立體圖。圖1所示的機器人1是五軸
垂直多關節機器人。在機器人1的機器人基座部分la的頂端上依次結合有臂 2、臂10。如圖l所示，在臂10的前側前端具備手腕單元61。這種工業機器 人基於根據來自外部機器人控制裝置(未圖示)的規定程序所送出的輸入命令 執行工件的搬運(未圖示)或定位、或者各種機器人作業。
圖2是基於本發明的臂構造體的立體圖。如圖所示，臂構造體10的殼體 由大致U形的底部殼體12及與其對應形狀的蓋部殼體11這兩個部件構成。
蓋部殼體11通過彈簧鎖等與底部殼體12配合。或者，還可以通過未圖示 的繫緊用具、例如螺釘等使蓋部殼體11與底部殼體12配合。
如圖所示，在這些U形的殼體ll、 12上形成有凹部15。被支撐在該凹部 15中的手腕單元61可繞臂構造體IO的寬度方向上的第一軸線X和臂構造體 IO的長度方向上的第二軸線Y (與第一軸線X垂直)旋轉。再有，適當地將 從臂構造體10除去手腕單元61的部分稱為臂單元10，。
圖3是圖2所示的臂構造體的分解圖。再有，圖4是拆下蓋部殼體狀態下 的臂構造體的俯視圖。從這些圖中可知，在該手腕單元61的一側上安裝有從 該一側62沿第一軸線X方向突出的第一軸線X用的驅動部36，在手腕單元 61的前方一側的端部上安裝有從該端部64沿第二軸線Y方向突出的第二軸線 Y用的驅動部46。這些驅動部36、 46可以是由多個齒輪(未圖示)構成的一 種減速機A/或傳遞機構部。再有，驅動部46的一部分作為軸部65從手腕單 元61的另一側63突出。
如圖3所示，在底部殼體12的凹部15中形成用於支撐手腕單元61而互 為相對的承受部16、 16，、例如切口。手腕單元61配置在底部殼體12上，使 得軸部65和驅動部36的一部分與這些承受部16、 16，配合。
尤其是在本發明中，在將手腕單元61安裝在底部殼體12上時，使手腕單 元61的兩側同時支撐在承受部16、 16，上成為可能。與此相對，現有技術中的 手腕單元161在以懸臂式支撐在第二殼體部分122上的狀態下，與第一殼體部 分121配合。由此，在本發明中，可知可使手腕單元61容易地被支撐在底 部殼體12上。
再有，在底部殼體12上配置有用於去驅動驅動部36的第一電機31以及
用於驅動驅動部46的第二電機41。這些電機31、 41例如是伺服電機，如圖 所示，以互為相反的方向配置。
為了實現本目的，在底部殼體12的底側內表面上一體形成支撐第一電機 31的第一臺座13以及支撐第二電機41的第二臺座14及底部殼體12。如圖所 示，第一電機31及第二電機41各自的前端定位在臺座13、 14上。由於這些 臺座13、 14與底部殼體12—體形成，所以在本發明中，不需要由於這些臺座 13、 14而追加部件。
這些電機31、 41不需要如現有技術的電機131、 141那樣，從形成於第二 殼體部分122的側面的開口部插入，所以在本發明中，容易安裝電機31、 41 成為可能。
在本發明的臂構造體10中，如果要從底部殼體12取下蓋部殼體11，則 操作者通過取出放入底部殼體12內的手腕單元61、第一以及第二電機31、 41 及它們的相關部件，便可進行拆裝。因此，在本發明中，可易於進行臂構造體 10的保養作業。
再有，如圖所示，蓋部殼體11的配合方向為垂直於含有第一以及第二電 機31、 41的輸出軸的雙方的平面。並且，該蓋部殼體11的配合方向與手腕單 元61等的組裝方向相同。因此，在本發明中，通過在單一的組裝方向上使部 件(蓋部殼體ll、手腕單元61等)移動，從而能夠組裝臂構造體10。因此， 本發明的臂構造體IO在由其它機器人進行自動組裝方面極為有利。
參照圖4,在第一電機31的輸出軸上安裝有帶輪32，在驅動部36的輸出 軸上安裝有帶輪37。在這些帶輪32、 37上掛設有旋轉帶35，第一電機31的 旋轉動力通過這些帶輪32、 37以及旋轉帶35傳遞到驅動部36。由此，手腕 單元61會相對臂單元IO，繞第一軸線X旋轉。
同樣地，在第二電機41的輸出軸上安裝有帶輪42，旋轉帶45掛設在帶 輪42和軸部65的帶輪66上。第二電機41的旋轉動力通過帶輪42、 66及旋 轉帶45傳遞到驅動部46。由此，手腕單元61可相對臂單元IO，繞第二軸線Y 旋轉。再有，出於簡單化的目的，在圖3中沒有表示這些旋轉帶35、 45。
如上所述，在本發明中，臂構造體10的殼體由蓋部殼體11及底部殼體 12形成。因此，與用三個或四個殼體部分形成臂構造體的現有技術的情況相
比，本發明的臂構造體10能夠縮小其寬度(第一軸線X方向)。因此，臂構 造體IO的殼體的輕型化及小型化成為可能。另外，在本發明中，由於臂構造 體10的殼體是僅含有蓋部殼體11及底部殼體12的構造，所以如果使蓋部殼 體11向底部殼體12移動，則可容易地組裝臂構造體10的殼體。
如上所示，在本發明中，驅動部36設置在手腕單元61的一側62上，驅 動部46設置在手腕單元61的端部64上。因此，需要在底部殼體12的一側 12a和凹部15之間配置驅動部36和帶輪37，與此相對，在底部殼體12的另 一側12b和凹部15之間僅配置帶輪66即可。換言之，底部殼體12的一側12a 和凹部15之間的距離Al比底部殼體12的另一側12b和凹部15之間的距離 A2大。因此，在本發明中，進一步將臂構造體IO在寬度方向上小型化，即縮 小相當於第二驅動部46的量成為可能。
在上述實施方式中，說明了有關包含在五軸垂直多關節機器人中的臂構造 體IO,但對於本領域技術人員，可以明確還能夠將本發明的臂構造體IO用在 其它機器人、例如六軸垂直多關節機器人中。
利用典型實施方式說明了本發明，但可以理解，本領域技術人員在不脫離 本發明的範圍的情況下，可以進行上述變更及各種其它變更、省略、追加。
權利要求
1.一種臂構造體，用於工業機器人，該臂構造體含有可繞第一軸線以及與該第一軸線垂直的第二軸線旋轉的手腕單元(61)；以及支撐該手腕單元(61)使其可繞上述第一軸線旋轉的臂單元(10』)，其特徵在於，上述臂單元(10』)具備底部殼體(12)，在該底部殼體(12)上至少支撐有用於使上述手腕單元(61)繞上述第一軸線旋轉的第一電機(31)以及用於使上述手腕單元(61)繞上述第二軸線旋轉的第二電機(41)，上述臂單元(10』)還具備蓋部殼體(11)，該蓋部殼體(11)在垂直於含有上述第一及第二電機(31、41)的輸出軸雙方的平面的方向上與上述底部殼體(12)配合。
2. 根據權利要求1所述的臂構造體，其特徵在於， 當從上述底部殼體(12 )拆下上述蓋部殼體(11)時，上述手腕單元(61 )、上述第一電機(31)以及上述第二電機(41)中的至少一個為可拆裝。
3. 根據權利要求1或2所述的臂構造體，其特徵在於， 上述蓋部殼體(11 )與上述底部殼體(12)的配合方向與上述手腕單元(61 )、上述第一電機(31)以及上述第二電機(41)中的至少一個的安裝方向相同。
4. 根據權利要求1至3中任一項所述的臂構造體，其特徵在於， 將上述第一電機(31 )配置在上述底部殼體(12 )上的第一臺座和將上述第二電機(41)配置在上述底部殼體(12)上的第二臺座與該底部殼體(l2) 一體形成於上述底部殼體(12)的內表面上。
5. 根據權利要求1至4中任一項所述的臂構造體，其特徵在於， 在上述底部殼體(12)上還支撐有將上述第一電機(31)的旋轉動力傳遞到上述手腕單元(61)的第一動力傳遞機構和將上述第二電機(41)的旋轉動 力傳遞到上述手腕單元(61)的笫二動力傳遞機構。
6. 根據權利要求5所述的臂構造體，其特徵在於，上述第一動力傳遞機構以及上述第二動力傳遞機構的至少一方含有旋轉 帶和帶輪。
7. 根據權利要求5或6所述的臂構造體，其特徵在於， 上述手腕單元(61)含有驅動上述手腕單元(61)使其繞上述第一軸線 旋轉的第一驅動機構；以及驅動上述手腕單元(61)使其繞上述第二軸線旋轉 的第二驅動機構，上述第一及笫二動力傳遞機構將上述第一及笫二電機(31、 41)各自的旋 轉動力傳遞到上述手腕單元(61)的上述第一及第二驅動機構， 在上述手腕單元(61)的一側上配置有上述第一驅動機構， 在上述手腕單元(61)的另一側上配置有上述第二動力傳遞機構。
全文摘要
本發明提供一種工業機器人的臂構造體。工業機器人的臂構造體(10)含有可繞第一軸線(X)以及與第一軸線垂直的第二軸線(Y)旋轉的手腕單元(61)；以及可繞第一軸線旋轉地支撐手腕單元的臂單元(10』)。臂單元具備底部殼體(12)，在底部殼體上至少配置有用於使手腕單元繞第一軸線旋轉的第一電機(31)以及用於使手腕單元繞第二軸線旋轉的第二電機(32)。再有，臂單元具備蓋部殼體(11)，該蓋部殼體(11)在垂直於含有電機的輸出軸雙方的平面的方向上與底部殼體配合。由此，臂構造體的殼體的輕型化及小型化成為可能。
文檔編號B25J18/00GK101108483SQ200710136169
公開日2008年1月23日 申請日期2007年7月19日 優先權日2006年7月20日
發明者安村充弘, 山城光, 松井英生 申請人:發那科株式會社