工業(yè)用機器人的手腕構(gòu)造部的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種工業(yè)用機器人的手腕構(gòu)造部。該手腕構(gòu)造部的直齒輪減速機構(gòu)部(30)在第一減速比結(jié)構(gòu)和第二減速比結(jié)構(gòu)中被驅(qū)動，在第一減速比結(jié)構(gòu)中，至少使用安裝于手腕內(nèi)架驅(qū)動電動機(21)的輸出軸的第一直齒輪(31)和以能夠旋轉(zhuǎn)的方式支承于第一輔助軸(41)的第二直齒輪(32)，在第二減速比結(jié)構(gòu)中，至少使用第一直齒輪、以能夠旋轉(zhuǎn)的方式支承于追加輔助軸(50)的第一追加直齒輪(51)、以及與第一追加直齒輪一體地以能夠旋轉(zhuǎn)的方式支承于追加輔助軸的第二追加直齒輪(52)。
【專利說明】工業(yè)用機器人的手腕構(gòu)造部

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及設(shè)于工業(yè)用機器人的臂頂端的手腕構(gòu)造部。

【背景技術(shù)】
[0002]工業(yè)用機器人的手腕構(gòu)造部包括手腕機架以及能夠相對于手腕機架轉(zhuǎn)動的手腕內(nèi)架。在手腕內(nèi)架上借助作業(yè)工具安裝部安裝有例如手、工具等手腕元件。內(nèi)置于手腕機架的驅(qū)動電動機的輸出軸的旋轉(zhuǎn)利用直齒輪減速機構(gòu)部減速，由此使手腕內(nèi)架相對于手腕機架轉(zhuǎn)動。
[0003]在日本特開2014-000612號公報中公開的手腕構(gòu)造部中，驅(qū)動電動機收納于手腕機架，收納形成驅(qū)動力的傳遞機構(gòu)的直齒輪減速機構(gòu)的減速機空間與收納對驅(qū)動電動機供給驅(qū)動電力、發(fā)送/接收控制信號的配線線纜類部件的配線空間彼此分離地形成。因此，配線空間側(cè)能夠借助配線線纜類部件獨立地進行驅(qū)動電動機的保養(yǎng)管理，能夠確保保養(yǎng)作業(yè)的簡便化。
[0004]另外，在日本特開2014-000612號公報中，僅利用直齒輪傳遞機構(gòu)來進行具有多個動作自由度的手腕的一個手腕動作體系的減速、傳動。因此，能夠省略帶、帶輪機構(gòu)混合而成的復(fù)雜的減速機構(gòu)，結(jié)果能夠減少制造成本。
[0005]在日本特開2014-000612號公報中，由三級直齒輪系構(gòu)成的直齒輪減速機構(gòu)配置于手腕機架的一側(cè)。一級的直齒輪的減速比在從1:2.5到1:7的范圍內(nèi)(約為4)，因此作為整體，三級直齒輪系實現(xiàn)40?80的減速比。日本特開平7-52074號公報也公開了直齒輪減速機構(gòu)。而且，日本特開平10-175188號公報的第五軸減速機構(gòu)也為直齒輪減速機構(gòu)，其驅(qū)動電動機配置于手腕空間內(nèi)。
[0006]然而，在日本特開2014-000612號公報和日本特開平7-52074號公報的直齒輪減速機構(gòu)以及日本特開平10-175188號公報的第五軸減速機構(gòu)中，在增大可搬運質(zhì)量等的規(guī)格改變而需要改變減速比時，需要進行重新準備手腕機架等的設(shè)計變更。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明是鑒于這樣的情況而完成的，其目的在于提供一種無需重新制作手腕機架就能夠容易地改變減速比的手腕構(gòu)造部。
[0008]為了達到前述的目的，第I技術(shù)方案提供一種手腕構(gòu)造部，其與機器人的臂的頂端結(jié)合，具有多個動作自由度，包括:手腕殼體用機架，其用于在手腕機架內(nèi)形成彼此分離的不同的手腕空間；手腕內(nèi)架，其以能夠轉(zhuǎn)動的方式保持于上述手腕空間中的一個手腕空間內(nèi)；手腕內(nèi)架驅(qū)動電動機，其在上述手腕空間中的其他的手腕空間中以該手腕內(nèi)架驅(qū)動電動機的輸出軸與上述手腕內(nèi)架的轉(zhuǎn)動軸平行的方式配置并用于驅(qū)動上述手腕內(nèi)架；其他的驅(qū)動電動機，其收納于上述手腕內(nèi)架并且用于進行與上述手腕內(nèi)架的轉(zhuǎn)動軸正交的旋轉(zhuǎn)輸出；罩，其用于覆蓋上述手腕殼體用機架的一側(cè)，形成減速機空間；以及直齒輪(直齒圓柱齒輪)減速機構(gòu)部，其配置于上述減速機空間內(nèi)，由將自上述手腕內(nèi)架驅(qū)動電動機的輸出軸獲取的旋轉(zhuǎn)力以減速的方式向上述手腕內(nèi)架傳遞的多級直齒輪系構(gòu)成，其特征在于，上述直齒輪減速機構(gòu)部在第一減速比結(jié)構(gòu)和第二減速比結(jié)構(gòu)中被驅(qū)動，在上述第一減速比結(jié)構(gòu)中，上述手腕內(nèi)架驅(qū)動電動機安裝于上述其他的手腕空間的第一安裝部位，在上述第一減速比結(jié)構(gòu)中，至少使用第一直齒輪和第二直齒輪，該第一直齒輪安裝于上述手腕內(nèi)架驅(qū)動電動機的輸出軸，該第二直齒輪以能夠旋轉(zhuǎn)的方式支承于安裝在上述手腕殼體用機架上的第一輔助軸，并且該第二直齒輪的直徑比上述第一直齒輪大且該第二直齒輪與上述第一直齒輪嚙合，在上述第二減速比結(jié)構(gòu)中，上述手腕內(nèi)架驅(qū)動電動機安裝于在上述其他的手腕空間中的、位于與第一安裝部位相比遠離上述手腕內(nèi)架的位置的第二安裝部位，在上述第二減速比結(jié)構(gòu)中，至少使用上述第一直齒輪、第一追加直齒輪和第二追加直齒輪，該第一追加直齒輪以能夠旋轉(zhuǎn)的方式支承于在上述手腕內(nèi)架驅(qū)動電動機的輸出軸與上述第一輔助軸之間被支承構(gòu)件支承的追加輔助軸，并且該第一追加直齒輪的直徑比上述第一直齒輪的直徑大且該第一追加直齒輪與上述第一直齒輪嚙合，該第二追加直齒輪與該第一追加直齒輪一體地以能夠旋轉(zhuǎn)的方式支承于上述追加輔助軸，并且該第二追加直齒輪的直徑比上述第一追加直齒輪的直徑小且該第二追加直齒輪與上述第二直齒輪嚙合。
[0009]在第I技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，根據(jù)第2技術(shù)方案，在上述第二減速比結(jié)構(gòu)中，上述手腕內(nèi)架驅(qū)動電動機的輸出軸以及上述追加輔助軸配置于貫穿上述手腕機架的手腕殼體用機架的共同的單一的貫通孔。
[0010]在第I技術(shù)方案或第2技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，根據(jù)第3技術(shù)方案，上述第一減速比結(jié)構(gòu)由三級的直齒輪系構(gòu)成，上述第二減速比結(jié)構(gòu)由四級的直齒輪系構(gòu)成。
[0011]根據(jù)附圖所示的本發(fā)明的典型的實施方式的詳細說明，能夠進一步清楚本發(fā)明的這些目的、特征和優(yōu)點以及其他目的、特征和優(yōu)點。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是表示包括基于本發(fā)明的手腕構(gòu)造部的機器人的整體結(jié)構(gòu)的圖。
[0013]圖2是基于本發(fā)明的第一減速比結(jié)構(gòu)的手腕構(gòu)造部的立體圖。
[0014]圖3A是基于本發(fā)明的第一減速比結(jié)構(gòu)的手腕構(gòu)造部的剖視圖。
[0015]圖3B是將圖3A所示的手腕構(gòu)造部的罩卸下后的狀態(tài)的側(cè)視圖。
[0016]圖3C是圖3A所示的手腕構(gòu)造部的從手腕頂端進行觀察時的端視圖。
[0017]圖4是基于本發(fā)明的第二減速比結(jié)構(gòu)的手腕構(gòu)造部的立體圖。
[0018]圖5A是基于本發(fā)明的第二減速比結(jié)構(gòu)的手腕構(gòu)造部的剖視圖。
[0019]圖5B是將圖5A所示的手腕構(gòu)造部的罩卸下后的狀態(tài)的側(cè)視圖。
[0020]圖5C是圖5A所示的手腕構(gòu)造部的從手腕頂端進行觀察時的端視圖。
[0021]圖6A是支承構(gòu)件之一的立體圖。
[0022]圖6B是其他支承構(gòu)件的立體圖。

【具體實施方式】
[0023]以下，參照附圖對本發(fā)明的實施方式進行說明。在以下的附圖中對同樣的構(gòu)件標注同樣的附圖標記。為了易于理解，以上附圖適當(dāng)改變了比例尺。
[0024]圖1是表示包括基于本發(fā)明的手腕構(gòu)造部的機器人的整體結(jié)構(gòu)的圖。圖1所示的機器人I是六軸結(jié)構(gòu)的垂直多關(guān)節(jié)機器人。位于機器人I的頂端的手腕2被安裝為六自由度。在機器人I的各軸中內(nèi)置有用于驅(qū)動各軸的伺服電動機(未示于圖1)。這些伺服電動機利用分別自該伺服電動機延伸的控制線纜與機器人控制裝置5連接，各伺服電動機被機器人控制裝置5控制。
[0025]如圖1所示，在機器人I的手腕2的頂端安裝有例如夾鉗或焊炬等作業(yè)工具3。作業(yè)工具3用于把持、輸送零件或焊接工件。圖1所示的作業(yè)工具用線條體4用于向作業(yè)工具3供給電力或空氣等。
[0026]圖2是基于本發(fā)明的手腕構(gòu)造部的立體圖。在圖2中，手腕2主要包括手腕機架11和以能夠相對于手腕機架11繞J5軸轉(zhuǎn)動的方式安裝的手腕內(nèi)架12。手腕內(nèi)架12包括作業(yè)工具安裝部18，該作業(yè)工具安裝部18與作業(yè)工具3 (未示于圖2) —起被驅(qū)動而繞J6軸旋轉(zhuǎn)。
[0027]另外，如圖2所示，在手腕機架11的一側(cè)安裝有罩15。罩15呈向外側(cè)略微彎曲的形狀，在罩15與手腕機架11之間配置有直齒輪減速機構(gòu)部30。
[0028]圖3A是基于本發(fā)明的第一減速比結(jié)構(gòu)的手腕構(gòu)造部的剖視圖，圖3B是將圖3A所示的手腕構(gòu)造部的罩卸下后的狀態(tài)的側(cè)視圖。以下，參照圖2?圖3B對第一減速比結(jié)構(gòu)的直齒輪減速機構(gòu)部30進行說明。
[0029]如圖3A所示，在手腕機架11內(nèi)配置有手腕殼體用機架13。根據(jù)圖3A可知，手腕殼體用機架13將手腕機架11內(nèi)部分隔為多個手腕空間。而且，手腕內(nèi)架12以能夠繞J5軸轉(zhuǎn)動的方式配置于這些手腕空間中的一個手腕空間。如圖所示，在手腕內(nèi)架12內(nèi)配置有用于驅(qū)動作業(yè)工具3 (未示于圖3A)的驅(qū)動電動機22。
[0030]另外，在其他的手腕空間中配置有對手腕內(nèi)架12進行驅(qū)動并使之旋轉(zhuǎn)的手腕內(nèi)架驅(qū)動電動機21。如圖3A所示，手腕內(nèi)架驅(qū)動電動機21以其輸出軸與手腕2的中心軸線(在圖3A中與J6軸相同)垂直的方式配置。根據(jù)圖3A可知，手腕內(nèi)架驅(qū)動電動機21配置在與手腕殼體用機架13相鄰的第一安裝部位。
[0031]而且，手腕殼體用機架13的一側(cè)被罩15覆蓋。罩15與手腕殼體用機架13的一側(cè)之間的空間為減速機空間16，在減速機空間16中配置有直齒輪減速機構(gòu)部30。
[0032]在圖3A中，第一減速比結(jié)構(gòu)為三級，直齒輪減速機構(gòu)部30主要包括第一直齒輪31?第七直齒輪37、第一輔助軸41?第三輔助軸43。如圖3A所示，第一直齒輪31安裝于手腕內(nèi)架驅(qū)動電動機21的輸出軸。另外，第一輔助軸41、第二輔助軸42以及第三輔助軸43與手腕內(nèi)架驅(qū)動電動機21的輸出軸平行地配置于手腕殼體用機架13的一側(cè)。根據(jù)圖3A可知，該第一輔助軸41?第三輔助軸43與手腕2的中心軸線垂直。
[0033]第二直齒輪32以能夠旋轉(zhuǎn)的方式支承于第一輔助軸41,該第二直齒輪32與第一直齒輪31嚙合。如圖3A等所示，第二直齒輪32的直徑比第一直齒輪31的直徑大，在某實施方式中，第二直齒輪32的直徑約為第一直齒輪31的直徑的7倍。
[0034]根據(jù)圖3A以及圖3B可知，與第二直齒輪32—體的第三直齒輪33以能夠旋轉(zhuǎn)的方式支承于第一輔助軸41。如圖3A所示，第三直齒輪33位于比第二直齒輪32靠近手腕2的中心軸線的位置。
[0035]另外，第二直齒輪32的直徑比第三直齒輪33的直徑大，在某實施方式中第二直齒輪32的直徑約為第一直齒輪31的直徑的4倍。而且，第三直齒輪33與以能夠旋轉(zhuǎn)的方式支承于第二輔助軸42的第四直齒輪34嚙合。
[0036]根據(jù)圖3A以及圖3B可知，與第四直齒輪34 —體的第五直齒輪35以能夠旋轉(zhuǎn)的方式支承于第二輔助軸42。如圖3A所示，第五直齒輪35位于比第四直齒輪34遠離手腕2的中心軸線的位置。
[0037]另外，第四直齒輪34的直徑比第五直齒輪35的直徑大，在某實施方式中第四直齒輪34的直徑約為第五直齒輪35的直徑的2.5倍。而且,第五直齒輪35與以能夠旋轉(zhuǎn)的方式支承于第三輔助軸43的第六直齒輪36嚙合。該第六直齒輪36作為空轉(zhuǎn)齒輪發(fā)揮作用。
[0038]而且，根據(jù)圖3A以及圖3B可知，在手腕內(nèi)架12的轉(zhuǎn)動軸J5上，第七直齒輪37被支承為能夠旋轉(zhuǎn)。而且，第七直齒輪37與第六直齒輪36嚙合。第六直齒輪36的旋轉(zhuǎn)傳遞至第七直齒輪37而使手腕內(nèi)架12繞轉(zhuǎn)動軸J5旋轉(zhuǎn)，因此第七直齒輪37作為輸出直齒輪發(fā)揮作用。
[0039]在動作時，手腕內(nèi)架驅(qū)動電動機21的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩經(jīng)由第一直齒輪31傳遞至第二直齒輪32。然后，驅(qū)動轉(zhuǎn)矩借助與第二直齒輪32 —體的第三直齒輪33傳遞至第四直齒輪34。接下來，驅(qū)動轉(zhuǎn)矩借助與第四直齒輪34 —體的第五直齒輪35傳遞至第六直齒輪36，借助第六直齒輪36傳遞至第七直齒輪37。由此，手腕內(nèi)架驅(qū)動電動機21的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩傳遞至第七直齒輪37，從而使手腕內(nèi)架12繞轉(zhuǎn)動軸J5轉(zhuǎn)動。
[0040]配置于手腕內(nèi)架12的驅(qū)動電動機22的輸出軸與未圖示的其他的減速機構(gòu)連接，驅(qū)動電動機22的驅(qū)動力被減速，對作業(yè)工具安裝部18進行驅(qū)動而使之旋轉(zhuǎn)。其他的減速機構(gòu)也可以內(nèi)置于作業(yè)工具安裝部18。驅(qū)動電動機22的尺寸從其輸出軸的規(guī)格方面考慮多是與手腕內(nèi)架驅(qū)動電動機21的尺寸相同，驅(qū)動電動機22的J6軸方向的長度與第七直齒輪37的直徑大致相等。
[0041]在本發(fā)明中，作為輸出直齒輪的第七直齒輪37與作為空轉(zhuǎn)齒輪的第六直齒輪36哨合。而且，直徑小的第五直齒輪35在與第七直齒輪37和第六直齒輪36相哨合的哨合位置相反的一側(cè)與第六直齒輪36卩齒合。由于米用這樣的結(jié)構(gòu)，因此能夠?qū)⑴c第五直齒輪35一體的第四直齒輪34配置于相對于手腕的中心軸線靠近第一直齒輪31的位置，并且能夠?qū)⒌谖逯饼X輪35配置于遠離手腕的中心軸線的位置。
[0042]其結(jié)果，能夠使用于覆蓋減速空間16的罩15與手腕殼體用機架13之間的距離為最小限度。換言之，在本發(fā)明中，能夠減小手腕機架11在手腕內(nèi)架12的轉(zhuǎn)動軸J5的方向上的寬度。
[0043]在此，圖3C是圖3A所示的手腕構(gòu)造部的從手腕頂端進行觀察時的端視圖。如圖3C所示，自J6軸到罩15的位于最遠處的一部分的距離是手腕2的干擾半徑R。在本發(fā)明中，由于采用上述構(gòu)造，因此能夠在轉(zhuǎn)動軸J5的方向上減小手腕機架11，其結(jié)果使罩15也能夠在轉(zhuǎn)動軸J5的方向上減小。
[0044]另外，第一直齒輪31的直徑根據(jù)齒輪的齒數(shù)和齒形的大小(以下稱作模數(shù))確定，與該第一直齒輪31嚙合的第二直齒輪32的直徑根據(jù)該第二直齒輪32與第一直齒輪31的速度比確定。由于嚙合的齒輪間的模數(shù)需要設(shè)置為相同，因此速度比即為第一直齒輪31的齒數(shù)與第二直齒輪32的齒數(shù)之比。若出于使罩15的高度為最小限度的目的而減小第二直齒輪32的直徑，則需要減少第二直齒輪32的齒數(shù)而減小速度比或者減小第一直齒輪31的直徑。若減小速度比則輸出的轉(zhuǎn)矩也變小，若減小第一直齒輪31的直徑則模數(shù)變小，齒面強度會不足。在一般的情況下，第一直齒輪31的齒數(shù)根據(jù)手腕內(nèi)架驅(qū)動電動機21的軸的直徑和模數(shù)而設(shè)置為最小的齒數(shù)。
[0045]另外，優(yōu)選與驅(qū)動電動機22以及作業(yè)工具安裝部18呈一體的手腕內(nèi)架12以該手腕內(nèi)架12的長邊方向的中心位于轉(zhuǎn)動軸J5的方式配置。其原因在于使手腕內(nèi)架12平衡。換言之，若手腕內(nèi)架12在J6軸方向上向外側(cè)突出，則難以將具有重量的作業(yè)工具3安裝于作業(yè)工具安裝部18，另外，若手腕內(nèi)架12在J6軸方向上向內(nèi)側(cè)后退，則手腕內(nèi)架12容易與作業(yè)工具用線條體4發(fā)生干擾。因此，優(yōu)選如圖3A所示那樣與第七直齒輪37嚙合的第六直齒輪36的第三輔助軸43定位于與驅(qū)動電動機22的后端對應(yīng)的部位。
[0046]而且，為了減小圖3C所示的干擾半徑R，手腕內(nèi)架12的轉(zhuǎn)動軸J5方向上的寬度也被抑制到最小限度。而且，第七直齒輪37配置于靠近手腕的中心軸線的位置。在這樣的結(jié)構(gòu)中，必須需要作為空轉(zhuǎn)齒輪的第六直齒輪36。而且，在省略第六直齒輪36的情況下，需要像以往技術(shù)那樣將第四直齒輪34配置于遠離手腕2的中心軸線的位置。
[0047]因此，在本發(fā)明中，能夠保持直齒輪減速機構(gòu)部30的優(yōu)點，例如保養(yǎng)作業(yè)的簡便化、構(gòu)造的簡單化、制造成本的減少等，并且能夠減小以J6軸為中心的干擾半徑R。
[0048]圖4是基于本發(fā)明的第二減速比結(jié)構(gòu)的手腕構(gòu)造部的立體圖。圖5A是基于本發(fā)明的第二減速比結(jié)構(gòu)的手腕構(gòu)造部的剖視圖，圖5B是將圖5A所示的手腕構(gòu)造部的罩卸下后的狀態(tài)的側(cè)視圖，圖5C是圖5A所示的手腕構(gòu)造部的從手腕頂端觀察得到的端視圖。以下，參照圖4?圖5C，對第二減速比結(jié)構(gòu)的直齒輪減速機構(gòu)部30進行說明。
[0049]如圖4所示，第二減速比結(jié)構(gòu)為四級，直齒輪減速機構(gòu)部30在包括第一直齒輪31?第七直齒輪37、第一輔助軸41?第三輔助軸43的基礎(chǔ)上，還包括第一追加直齒輪51、第二追加直齒輪52以及追加輔助軸50。
[0050]如圖5A所示，在第二減速比結(jié)構(gòu)中，在其他的手腕空間中，手腕內(nèi)架驅(qū)動電動機21配置于比圖3A所示的手腕內(nèi)架驅(qū)動電動機21的位置進一步靠左側(cè)的位置。換言之，從手腕內(nèi)架12觀察，手腕內(nèi)架驅(qū)動電動機21配置于比圖3A所示的位置進一步靠遠側(cè)的位置。將該位置稱作第二安裝部位。
[0051]而且，在第二減速比結(jié)構(gòu)中，追加輔助軸50配置于手腕內(nèi)架驅(qū)動電動機21的輸出軸與第一輔助軸41之間。追加輔助軸50利用支承構(gòu)件60與手腕內(nèi)架驅(qū)動電動機21的輸出軸以及第一輔助軸41平行地配置。
[0052]由圖可知，第一追加直齒輪51以能夠旋轉(zhuǎn)的方式支承于追加輔助軸50，并與第一直齒輪31嚙合。如圖5A等所示，第一追加直齒輪51的直徑比第一直齒輪31的直徑大，在某實施方式中，第一追加直齒輪51的直徑約為第一直齒輪31的直徑的1.5倍。
[0053]根據(jù)圖5A以及圖5B可知，與第一追加直齒輪51 —體的第二追加直齒輪52以能夠旋轉(zhuǎn)的方式支承于追加輔助軸50。如圖5A所不,第一追加直齒輪51位于比第二追加直齒輪52靠近手腕2的中心軸線的位置。而且,第二追加直齒輪52與第二直齒輪32嚙合。
[0054]如此，在第二減速比結(jié)構(gòu)中，在第一減速比結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上追加了具有追加輔助軸50的支承構(gòu)件60、以及第一追加直齒輪51和第二追加直齒輪52。以如下方式從第一減速比結(jié)構(gòu)變更為第二減速比結(jié)構(gòu)。
[0055]首先，將罩15以及手腕機架11的一部分卸下，使手腕內(nèi)架驅(qū)動電動機21在其他的手腕空間內(nèi)自圖3A所示的第一安裝部位向左側(cè)移動至圖5A所示的第二安裝部位。接下來，將支承構(gòu)件60的平坦部61 (參照圖6A)配置于其他的手腕空間，并且使支承構(gòu)件60的追加輔助軸50延伸至減速空間16。此時，以追加輔助軸50位于手腕內(nèi)架驅(qū)動電動機21的輸出軸與第一輔助軸41之間的方式配置支承構(gòu)件60。
[0056]之后，將一體形成的第一追加直齒輪51以及第二追加直齒輪52以能夠旋轉(zhuǎn)的方式安裝于追加輔助軸50。最后,復(fù)原手腕機架11的一部分，再次安裝罩15。
[0057]由此，能夠自第一減速比結(jié)構(gòu)變更為第二減速比結(jié)構(gòu)。在第二減速比結(jié)構(gòu)中，第一追加直齒輪51以及第二追加直齒輪52追加于第一直齒輪31與第二直齒輪32之間。因此，在第二減速比結(jié)構(gòu)中，能夠獲得與第一減速比結(jié)構(gòu)不同的減速比。
[0058]為了迅速地自第一減速比結(jié)構(gòu)變更為第二減速比結(jié)構(gòu)，如圖3A所示，優(yōu)選手腕機架11的供手腕內(nèi)架驅(qū)動電動機21的輸出軸配置的貫通孔Ila較大，且該貫通孔Ila的直徑比第一直齒輪31的直徑大。因此，如圖5A所示，能夠簡單地將手腕內(nèi)架驅(qū)動電動機21的輸出軸和支承構(gòu)件60的追加輔助軸50這兩者配置于共同的貫通孔11a。
[0059]這樣，在本發(fā)明中，無需在第一減速比結(jié)構(gòu)與第二減速比結(jié)構(gòu)之間改變手腕機架11的形狀。而且，通過僅追加所需最小限度的零件就能夠進行第一減速比結(jié)構(gòu)與第二減速比結(jié)構(gòu)之間的變更。因此，在機器人I的作業(yè)工具3為夾鉗的情況下，能夠根據(jù)要求夾鉗所達到的可搬運質(zhì)量選擇第一減速比結(jié)構(gòu)以及第二減速比結(jié)構(gòu)中的任一者。另外，也能夠保持直齒輪減速機構(gòu)部30的優(yōu)點即保養(yǎng)作業(yè)的簡便化、構(gòu)造的簡單化、制造成本的減少等優(yōu)點。
[0060]另外，在第二減速比結(jié)構(gòu)中，也可以使用直徑與圖3A所示的第二直齒輪32的直徑不同的第二直齒輪32 ’。在該情況下，可知能夠使第二減速比結(jié)構(gòu)的手腕構(gòu)造部的減速比進一步最適化。例如，能夠使第一追加直齒輪51的直徑約為第一直齒輪31的直徑的2倍，使第二直齒輪32’的直徑約為第二追加直齒輪52的直徑的5倍，作為整體，能夠使第二減速比結(jié)構(gòu)的減速比為第一減速比結(jié)構(gòu)的1.5倍。
[0061]圖6A是支承構(gòu)件之一的立體圖。如圖6A所示，支承構(gòu)件60包括用于保持手腕內(nèi)架驅(qū)動電動機21的平坦部61和第一追加直齒輪51等所具備的追加輔助軸50。手腕內(nèi)架驅(qū)動電動機21的輸出軸構(gòu)成為穿過形成于平坦部61的開口部62。在圖6A中，該平坦部61與追加輔助軸50被制作為一體構(gòu)件。
[0062]圖6B是其他的支承構(gòu)件的立體圖。在圖6B中，示出了平坦部61和追加輔助軸50由不同構(gòu)件構(gòu)成的支承構(gòu)件60。如圖6B所示，在追加輔助軸50的基端設(shè)有凸緣57。而且，通過將凸緣57以螺紋緊固的方式固定于平坦部61，從而使追加輔助軸50固定于平坦部61。
[0063]圖6A以及圖6B所示的支承構(gòu)件60的開口部62起到容易設(shè)置手腕內(nèi)架驅(qū)動電動機21的作用。另外，支承構(gòu)件60的平坦部61起到使得存在于手腕殼體用機架13的減速機空間16內(nèi)的潤滑劑例如潤滑脂不進入到其他的手腕空間內(nèi)的作用。
[0064]然而，在圖3A所示的第一減速比結(jié)構(gòu)中，在手腕內(nèi)架驅(qū)動電動機21的后端與手腕機架11的內(nèi)壁之間存在較寬的間隙。而且，圖5A所示的第二減速比結(jié)構(gòu)的手腕內(nèi)架驅(qū)動電動機21的后端與手腕機架11的內(nèi)壁之間的間隙的寬度比圖3A所示的間隙的寬度窄。
[0065]同樣地，在圖5A所示的第二減速比結(jié)構(gòu)中，在手腕內(nèi)架驅(qū)動電動機21的輸出軸的頂端與罩15的內(nèi)壁之間存在較寬的間隙。而且，圖3A所示的第一減速比結(jié)構(gòu)的手腕內(nèi)架驅(qū)動電動機21的輸出軸的頂端與罩15的內(nèi)壁之間的間隙的寬度比圖5A所示的間隙的寬度窄。
[0066]這些間隙存在的理由在于:在第二減速比結(jié)構(gòu)中手腕內(nèi)架驅(qū)動電動機21向遠離罩15的方向離開與支承構(gòu)件60的平坦部61的厚度相當(dāng)?shù)木嚯x。換言之，圖3A所示的手腕內(nèi)架驅(qū)動電動機21的后端與手腕機架11的內(nèi)壁之間的間隙、以及圖5A所示的手腕內(nèi)架驅(qū)動電動機21的輸出軸的頂端與罩15的內(nèi)壁之間的間隙的寬度充分大于支承構(gòu)件60的平坦部61的厚度。
[0067]由于存在這些間隙，因此無需改變手腕機架11的形狀就能夠進行第一減速比結(jié)構(gòu)與第二減速比結(jié)構(gòu)之間的變更。另外可知，為了確保圖5A所示的手腕內(nèi)架驅(qū)動電動機21的輸出軸的頂端與罩15的內(nèi)壁之間的間隙，罩15在手腕內(nèi)架驅(qū)動電動機21附近向外側(cè)局部地突出。
[0068]另外，在本發(fā)明的第一減速比結(jié)構(gòu)中，第一直齒輪31與第二直齒輪32之間、第二直齒輪32與第三直齒輪33之間、以及第三直齒輪33與第四直齒輪34之間的減速比均約為1:4。也就是將直齒輪間的速度比設(shè)為彼此大致相等。在該情況下，直齒輪傳遞機構(gòu)部30整體的減速比為64。因此，在手腕內(nèi)架驅(qū)動電動機21的最高轉(zhuǎn)速為5000rpm的情況下，能夠使轉(zhuǎn)動軸J5的最高速度為400deg/sec。
[0069]而且，在本發(fā)明的第二減速比結(jié)構(gòu)中，第一直齒輪31與第一追加直齒輪51之間的減速比約為1:1.5，關(guān)于其余的直齒輪與前述情況相同。在該情況下，直齒輪傳遞機構(gòu)部整體的減速比為96。因此，在手腕內(nèi)架驅(qū)動電動機21的最高轉(zhuǎn)速為5000rpm的情況下，能夠使轉(zhuǎn)動軸J5的最高速度為270deg/sec。在第二減速比結(jié)構(gòu)中，與第一減速比結(jié)構(gòu)相比，最高速度雖減少至1/1.5，但輸出轉(zhuǎn)矩能夠為采用第一減速比結(jié)構(gòu)時所獲得的輸出轉(zhuǎn)矩的1.5倍。像這樣，在本發(fā)明中，在第一減速比結(jié)構(gòu)以及第二減速比結(jié)構(gòu)這兩者中，可知能夠獲得最適的減速比。
[0070]在第I技術(shù)方案中，僅通過追加由支承構(gòu)件支承的追加輔助軸、第一追加直齒輪、以及第二追加直齒輪就能夠改變減速比。也就是，通過追加所需最小限度的零件，無需變更手腕機架就能過實現(xiàn)不同的兩個減速比。
[0071]在第2技術(shù)方案中，手腕內(nèi)架驅(qū)動電動機的輸出軸以及追加輔助軸插入于共同的貫通孔。因此，能夠保持前述的效果，并且能夠極其簡易地設(shè)置追加輔助軸。
[0072]在第3技術(shù)方案中，在第一減速比結(jié)構(gòu)以及第二減速比結(jié)構(gòu)這兩者中，能夠獲得最適的減速比。
[0073]雖利用典型的實施方式對本發(fā)明進行了說明，但對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，可理解能夠不脫離本發(fā)明的范圍地進行前述的變更以及各種其他的變更、省略、追加。
[0074]附圖標記說明
[0075]I機器人；2手腕；3作業(yè)工具；4作業(yè)工具用線條體；5機器人控制裝置；11手腕機架；Ila貫通孔；12手腕內(nèi)架；13手腕殼體用機架；15罩；16減速機空間；18作業(yè)工具安裝部；21手腕內(nèi)架驅(qū)動電動機；22驅(qū)動電動機；30直齒輪減速機構(gòu)部；31第一直齒輪；32、32’第二直齒輪；33第三直齒輪；34第四直齒輪；35第五直齒輪；36第六直齒輪；37第七直齒輪；41第一輔助軸；42第二輔助軸；43第三輔助軸；50追加輔助軸；51第一追加直齒輪；52第二追加直齒輪；60支承構(gòu)件；61平坦部；62開口部。
【權(quán)利要求】
1.一種手腕構(gòu)造部，其與機器人(I)的臂的頂端結(jié)合，具有多個動作自由度，包括: 手腕殼體用機架(13)，其用于在手腕機架內(nèi)形成彼此分離的不同的手腕空間； 手腕內(nèi)架(12)，其以能夠轉(zhuǎn)動的方式保持于上述手腕空間中的一個手腕空間內(nèi)；手腕內(nèi)架驅(qū)動電動機(21)，其在上述手腕空間中的其他的手腕空間中以該手腕內(nèi)架驅(qū)動電動機(21)的輸出軸與上述手腕內(nèi)架的轉(zhuǎn)動軸平行的方式配置并用于驅(qū)動上述手腕內(nèi)架； 其他的驅(qū)動電動機(22)，其收納于上述手腕內(nèi)架并且用于進行與上述手腕內(nèi)架的轉(zhuǎn)動軸正交的旋轉(zhuǎn)輸出； 罩(15)，其用于覆蓋上述手腕殼體用機架的一側(cè)，形成減速機空間(16);以及直齒輪減速機構(gòu)部(30)，其配置于上述減速機空間內(nèi)，由將自上述手腕內(nèi)架驅(qū)動電動機的輸出軸獲取的旋轉(zhuǎn)力以減速的方式向上述手腕內(nèi)架傳遞的多級直齒輪系構(gòu)成，其特征在于， 上述直齒輪減速機構(gòu)部在第一減速比結(jié)構(gòu)和第二減速比結(jié)構(gòu)中被驅(qū)動， 在上述第一減速比結(jié)構(gòu)中，上述手腕內(nèi)架驅(qū)動電動機安裝于上述其他的手腕空間的第一安裝部位， 在上述第一減速比結(jié)構(gòu)中，至少使用第一直齒輪(31)和第二直齒輪(32)，該第一直齒輪(31)安裝于上述手腕內(nèi)架驅(qū)動電動機的輸出軸，該第二直齒輪(32)以能夠旋轉(zhuǎn)的方式支承于安裝在上述手腕殼體用機架的第一輔助軸(41)，并且該第二直齒輪(32)的直徑比上述第一直齒輪的直徑大且該第二直齒輪(32)與上述第一直齒輪哨合， 在上述第二減速比結(jié)構(gòu)中，上述手腕內(nèi)架驅(qū)動電動機安裝于在上述其他的手腕空間中的、位于與第一安裝部位相比遠離上述手腕內(nèi)架的位置的第二安裝部位， 在上述第二減速比結(jié)構(gòu)中，至少使用上述第一直齒輪、第一追加直齒輪(51)和第二追加直齒輪(52)，該第一追加直齒輪(51)以能夠旋轉(zhuǎn)的方式支承于在上述手腕內(nèi)架驅(qū)動電動機的輸出軸與上述第一輔助軸之間被支承構(gòu)件支承的追加輔助軸(50)，并且該第一追加直齒輪(51)的直徑比上述第一直齒輪的直徑大且該第一追加直齒輪(51)與上述第一直齒輪嚙合，該第二追加直齒輪(52)與該第一追加直齒輪一體地以能夠旋轉(zhuǎn)的方式支承于上述追加輔助軸，并且該第二追加直齒輪(52)的直徑比上述第一追加直齒輪的直徑小且該第二追加直齒輪(52)與上述第二直齒輪嚙合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手腕構(gòu)造部，其特征在于， 在上述第二減速比結(jié)構(gòu)中，上述手腕內(nèi)架驅(qū)動電動機的輸出軸以及上述追加輔助軸配置于貫穿上述手腕機架的手腕殼體用機架的共同的單一的貫通孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的手腕構(gòu)造部，其特征在于， 上述第一減速比結(jié)構(gòu)由三級的直齒輪系構(gòu)成，上述第二減速比結(jié)構(gòu)由四級的直齒輪系構(gòu)成。
【文檔編號】B25J17/02GK104275706SQ201410262008
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年6月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月10日
【發(fā)明者】森正嘉 申請人:發(fā)那科株式會社