本發(fā)明涉及一種包括手腕的機(jī)器人，該手腕具有中空的可動元件和防水結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

公知有一種利用袋體覆蓋機(jī)器人的機(jī)械手而提高該機(jī)械手的防水性的技術(shù)(例如日本特開2015-003374號公報(bào))。

在工業(yè)用機(jī)器人的領(lǐng)域中，廣泛應(yīng)用有這樣一種機(jī)器人：以能夠進(jìn)退的方式設(shè)于機(jī)床的內(nèi)部，并能夠執(zhí)行在機(jī)床的內(nèi)部設(shè)置工件、從機(jī)床的內(nèi)部取出工件的作業(yè)。

在這樣的機(jī)床中，存在有使用腐蝕性較高的切削液的情況。腐蝕性較高的切削液可能損傷機(jī)器人的結(jié)構(gòu)元件(例如包含電線等的線條體)。因而，在這樣的機(jī)器人中，要求一種防止切削液等附著于該機(jī)器人的結(jié)構(gòu)元件的技術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在本發(fā)明的一方式中，提供一種機(jī)器人，該機(jī)器人包括：機(jī)械臂；以及手腕，其連結(jié)于機(jī)械臂的頂端部，該手腕具有互相可動連結(jié)著的多個可動元件，該可動元件分別為中空。

另外，機(jī)器人包括：末端執(zhí)行器，其連結(jié)于手腕的頂端部；線條體，其以穿過各可動元件的內(nèi)部的方式布線；以及罩，其以包圍互相連結(jié)著的兩個可動元件之間的連結(jié)部分的方式安裝于手腕。

也可以是，手腕具有：第1可動元件，其以能夠繞第1軸線旋轉(zhuǎn)的方式連結(jié)于機(jī)械臂的頂端部；以及第2可動元件，其以能夠繞與第1軸線正交的第2軸線旋轉(zhuǎn)的方式連結(jié)于第1可動元件的頂端部。也可以是，罩包圍第1可動元件與第2可動元件之間的連結(jié)部分。

也可以是，第1可動元件具有：第1中空部，其以能夠繞第1軸線旋轉(zhuǎn)的方式連結(jié)于機(jī)械臂的頂端部；以及第1延長部，其自該第1中空部延伸。也可以是，第2可動元件具有：第2中空部；以及第2延長部，其自第2中空部延伸。也可以是，該第2延長部以能夠繞與第1軸線正交的第2軸線旋轉(zhuǎn)的方式連結(jié)于第1延長部的頂端部。

也可以是，線條體以穿過第1中空部和第2中空部的內(nèi)部的方式布線。也可以是，罩在第1中空部與第2中空部之間延伸，并包圍第1延長部與第2延長部之間的連結(jié)部分、以及在第1中空部與第2中空部之間延伸的線條體。

也可以是，手腕還具有第3可動元件，該第3可動元件位于第2可動元件的與第1可動元件相反的一側(cè)，并以能夠繞與第2軸線正交的第3軸線旋轉(zhuǎn)的方式連結(jié)于第2可動元件。也可以是，末端執(zhí)行器固定于第3可動元件的頂端部。也可以是，罩包圍第2可動元件與第3可動元件之間的連結(jié)部分。

也可以是，機(jī)器人還包括第1密封構(gòu)件，該第1密封構(gòu)件液密地密封供線條體穿過的可動元件的內(nèi)部。也可以是，末端執(zhí)行器具有孔，該孔容納自手腕的可動元件延伸出的線條體。也可以是，機(jī)器人還包括第2密封構(gòu)件，該第2密封構(gòu)件液密地密封孔。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的一實(shí)施方式的機(jī)器人和加工機(jī)的圖。

圖2是圖1所示的機(jī)器人的手腕和末端執(zhí)行器的立體圖。

圖3是從與圖2不同的方向觀察到的圖2所示的機(jī)器人的手腕和末端執(zhí)行器的立體圖。

圖4是圖2所示的機(jī)器人的手腕和末端執(zhí)行器的側(cè)視圖。

圖5A是圖4所示的第1可動元件、第2可動元件、第3可動元件、以及末端執(zhí)行器的剖視圖，表示沿著圖4中的V(a)-V(a)的剖視圖。

圖5B表示沿著圖4中的V(b)-V(b)的剖視圖。

圖5C表示沿著圖4中的V(c)-V(c)的剖視圖。

圖5D表示沿著圖4中的V(d)-V(d)的剖視圖。

圖6表示圖4所示的機(jī)器人的第2可動元件相對于第1可動元件旋轉(zhuǎn)移動后的狀態(tài)。

圖7表示其他的實(shí)施方式的罩的側(cè)視圖。

圖8表示將圖7所示的罩安裝于圖4所示的手腕后的圖。

圖9表示將另一實(shí)施方式的罩安裝于圖4所示的手腕后的圖。

圖10是從圖9的紙面上側(cè)觀察圖9所示的手腕得到的側(cè)視圖。

圖11表示將另一實(shí)施方式的罩安裝于圖4所示的手腕后的圖。

圖12是從圖11的紙面上側(cè)觀察圖11所示的手腕得到的側(cè)視圖。

具體實(shí)施方式

以下，根據(jù)附圖詳細(xì)地說明本發(fā)明的實(shí)施方式。首先，參照圖1，說明本發(fā)明的一實(shí)施方式的機(jī)器人10。機(jī)器人10用于相對于加工機(jī)100的內(nèi)部空間S放入或取出工件W。

加工機(jī)100包括加工軸102、以及劃定用于設(shè)置該加工軸102的內(nèi)部空間S的圍欄104。加工軸102對設(shè)于內(nèi)部空間S的工件W進(jìn)行機(jī)械加工。

在圍欄104上設(shè)有開口部106。在該開口部106上設(shè)有能夠打開或關(guān)閉該開口部106的門(未圖示)。機(jī)器人10能夠在門開放時相對于內(nèi)部空間S進(jìn)入或退出。

機(jī)器人10例如為垂直多關(guān)節(jié)型機(jī)器人，包括基座12、機(jī)械臂14、手腕16以及末端執(zhí)行器18?；?2固定于機(jī)架上。機(jī)械臂14以能夠轉(zhuǎn)動的方式連結(jié)于基座12。

手腕16以能夠轉(zhuǎn)動的方式連結(jié)于機(jī)械臂14的頂端部14a。手腕16將末端執(zhí)行器18保持為相對于機(jī)械臂14能夠繞三個軸旋轉(zhuǎn)。另外，后述說明手腕16。

在本實(shí)施方式中，末端執(zhí)行器18為能夠把持和釋放工件W的機(jī)械手。末端執(zhí)行器18具有：基座18a，其固定于手腕16的頂端部(相當(dāng)于后述的第3可動元件28的頂端部28a)；以及一對爪部18b，其以能夠向互相靠近的方向和互相分離的方向移動的方式安裝于該基座18a。

為了將后述的線條體58引入末端執(zhí)行器18內(nèi)，在基座18a上形成有容納該線條體58的孔18c(圖5D)。在開放圍欄104的門時，末端執(zhí)行器18利用機(jī)械臂14進(jìn)入到內(nèi)部空間S以及從內(nèi)部空間S中退出。

接著，參照圖2～圖4說明手腕16。手腕16與殼體22連結(jié)，并具有第1可動元件24、第2可動元件26以及第3可動元件28。

殼體22以能夠繞臂軸15(圖1)旋轉(zhuǎn)的方式連結(jié)于機(jī)械臂14的頂端部14a，殼體22包含中空部30。中空部30形成有貫通孔32。該貫通孔32沿第1軸線34延伸，并貫穿中空部30。第1軸線34為繞臂軸15旋轉(zhuǎn)的軸線。

第1可動元件24以能夠繞第1軸線34旋轉(zhuǎn)的方式連結(jié)于殼體22的中空部30。第1可動元件24具有(第1)中空部36和(第1)延長部38。

中空部36自殼體22的中空部30的頂端部30a沿第1軸線34延伸。在中空部36的中心部形成有貫通孔40，該貫通孔40沿第1軸線34延伸并貫穿該中空部36。該貫通孔40與形成于殼體22的貫通孔32相連通。

延長部38為自中空部36的頂端部36a沿第1軸線34延伸的實(shí)心的板狀構(gòu)件。延長部38包含第1部分42和第2部分44。第1部分42固定于中空部36的頂端部36a。第2部分44自第1部分42的頂端部42a沿第1軸線34延伸。第2部分44具有比第1部分42薄的厚度。

第1可動元件24被容納在殼體22的內(nèi)部的第1驅(qū)動部25(圖4)驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)。第1驅(qū)動部25包含伺服電動機(jī)和連結(jié)于伺服電動機(jī)的輸出軸的第1減速裝置。

第2可動元件26以能夠繞第2軸線46旋轉(zhuǎn)的方式連結(jié)于第1可動元件24的第2部分44的頂端部44a。第2軸線46為與第1軸線34正交且繞第1軸線34旋轉(zhuǎn)的軸線。

第2可動元件26具有(第2)中空部48和(第2)延長部50。在中空部48的中心部形成有貫穿該中空部48的貫通孔54。貫通孔54沿第3軸線52延伸。第3軸線52為與第2軸線46正交且繞第2軸線46旋轉(zhuǎn)的軸線。

延長部50為自中空部48的基端部48a延伸的板狀構(gòu)件，以能夠繞第2軸線46旋轉(zhuǎn)的方式連結(jié)于第1可動元件24的第2部分44的頂端部44a。

第2可動元件26被安裝于第1可動元件24的延長部38的第2驅(qū)動部27(圖4)驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)。第2驅(qū)動部27包含伺服電動機(jī)和連結(jié)于伺服電動機(jī)的輸出軸的第2減速裝置。

第3可動元件28以能夠繞第3軸線52旋轉(zhuǎn)的方式配置于第2可動元件26的中空部48的內(nèi)部。第3可動元件28為圓筒狀的構(gòu)件，在第3可動元件28的中心部形成有貫通孔56(圖5C)，該貫通孔56沿第3軸線52延伸并貫穿第3可動元件28。貫通孔56與形成于第2可動元件26的貫通孔54相連通。

第3可動元件28被安裝于第2可動元件26的中空部48的第3驅(qū)動部29(圖4)驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)。第3驅(qū)動部29包含伺服電動機(jī)和連結(jié)于伺服電動機(jī)的輸出軸的第3減速裝置。

控制箱20安裝于殼體22，在內(nèi)部容納用于操作末端執(zhí)行器18的各種控制裝置。例如，控制箱20容納控制用于使末端執(zhí)行器18的爪部18b移動的壓縮流體的壓力的控制裝置。

末端執(zhí)行器18固定于第3可動元件28的頂端部28a。末端執(zhí)行器18根據(jù)手腕16的動作而繞第1軸線34、第2軸線46以及第3軸線52轉(zhuǎn)動。

機(jī)器人10還包括線條體58和罩60。在本實(shí)施方式中，線條體58的一端與容納于控制箱20的各控制裝置相連接，另一端與末端執(zhí)行器18相連接。

從控制箱20中引出的線條體58以穿過殼體22的貫通孔32、第1可動元件24的貫通孔40、第2可動元件26的貫通孔54以及第3可動元件28的貫通孔56的內(nèi)部并被引入到末端執(zhí)行器18的基座18a的內(nèi)部的方式布線。線條體58在第1可動元件24的貫通孔40與第2可動元件26的貫通孔54之間暴露在外部。

在本實(shí)施方式中，如圖5A所示，在第1可動元件24的貫穿有線條體58的貫通孔40內(nèi)插入有用于液密地密封該貫通孔40的(第1)密封構(gòu)件70。

另外，如圖5B所示，在第2可動元件26的貫通孔54內(nèi)插入有用于液密地密封該貫通孔54的(第1)密封構(gòu)件72。另外，如圖5C所示，在第3可動元件28的貫通孔56內(nèi)設(shè)有用于液密地密封該貫通孔56的(第1)密封構(gòu)件74。

另外，如圖5D所示，在形成于末端執(zhí)行器18的基座18a的孔18c內(nèi)設(shè)有用于液密地密封該孔18c的(第2)密封構(gòu)件76。

罩60為撓性的筒狀構(gòu)件，具有第1開口端62、與該第1開口端相反的一側(cè)的第2開口端64。罩60例如由耐腐蝕性優(yōu)異的纖維材料形成。另外，在圖2～圖4中，從容易理解的觀點(diǎn)來看，利用虛線表示了罩60。

在本實(shí)施方式中，第1開口端62配置于殼體22的中空部30與第1可動元件24的中空部36的頂端部36a之間，并環(huán)繞第1可動元件24的中空部36的外表面。另一方面，第2開口端64配置于第2可動元件26的中空部48的頂端部48b與末端執(zhí)行器18之間的間隙66(圖4)，并以環(huán)繞線條體58的方式配置。

這樣，罩60以包圍第1可動元件24的中空部36的一部分、延長部38、第2可動元件26的整體、以及第3可動元件28的一部分的方式安裝于手腕16。

即，罩60在第1可動元件24的中空部36與第2可動元件26的中空部48之間延伸，并包圍第1可動元件24的延長部38與第2可動元件26的延長部50之間的連結(jié)部分。

另外，罩60包圍第2可動元件26的中空部48與第3可動元件28之間的連結(jié)部分。利用這樣地安裝于手腕16的罩60，覆蓋線條體58的在第1可動元件24的貫通孔40與第2可動元件26的貫通孔54之間暴露在外部的部分。

圖6表示第2可動元件26相對于第1可動元件24繞第2軸線46旋轉(zhuǎn)規(guī)定的角度后的狀態(tài)。在本實(shí)施方式中，線條體58以在第1可動元件24的貫通孔40與第2可動元件26的貫通孔54之間暴露在外部的方式布線。

因而，如圖6所示，在第2可動元件26旋轉(zhuǎn)了的情況下，自貫通孔40延伸到外部的線條體58在貫通孔40與貫通孔54之間的區(qū)間彎曲，并被引入到貫通孔54內(nèi)。

另外，如上所述，罩60利用撓性的構(gòu)件構(gòu)成。因而，即使第2可動元件26如圖6所示旋轉(zhuǎn)，罩60也不會斷裂，能夠根據(jù)第2可動元件26的旋轉(zhuǎn)動作而撓曲。

在執(zhí)行將工件W相對于內(nèi)部空間S搬入或搬出的作業(yè)時，利用這樣地安裝于手腕16的罩60，能夠防止存在于該內(nèi)部空間S的切削液等異物自互相連結(jié)著的兩個可動元件24、26、28之間的連結(jié)部分侵入到手腕16的內(nèi)部。

由此，在使用具有腐蝕性的切削液的情況等下，能夠防止因進(jìn)入到手腕16的內(nèi)部的切削液而導(dǎo)致手腕16的結(jié)構(gòu)元件以及線條體58損傷。

另外，在本實(shí)施方式中，罩60在自第1可動元件24的中空部36到第3可動元件28的頂端部28a的范圍以包圍手腕16的元件的方式安裝。

根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠利用罩60可靠地覆蓋在第1可動元件24的貫通孔40與第2可動元件26的貫通孔54之間暴露在外部的線條體58。因此，能夠有效地保護(hù)線條體58免遭切削液等異物的損傷。

另外，第1開口端62和第2開口端64例如還可以由具有伸縮性的橡膠環(huán)構(gòu)成。該情況下，在第1開口端62和第2開口端64，能夠密封罩60的內(nèi)部，因此，能夠有效地防止切削液等異物侵入到罩60的內(nèi)部。

另外，在本實(shí)施方式中，貫通孔40、貫通孔54、貫通孔56以及孔18c分別利用密封構(gòu)件74、76密封。由此，能夠進(jìn)一步可靠地防止切削液等異物侵入到這些孔40、54、56、18c的內(nèi)部。

接著，參照圖7和圖8說明其他的實(shí)施方式的罩80。罩80為筒狀的構(gòu)件，具有第1開口端82、和與該第1開口端82相反的一側(cè)的第2開口端84。

罩80具有包含第1開口端82的圓筒部86、和自該圓筒部86的頂端部86a延伸并包含第2開口端84的波紋管部88。例如，波紋管部88具有比圓筒部86的撓性高的撓性，與圓筒部86相比，能夠更容易向任意的方向彎曲。

圖8表示將本實(shí)施方式的罩80安裝于圖4所示的手腕16后的圖。如圖8所示，在將罩80安裝于手腕16后的狀態(tài)下，第1開口端82以環(huán)繞第1可動元件24的中空部36的外表面的方式配置。另一方面，波紋管部88以包圍第1可動元件24與第2可動元件26之間的連結(jié)部分的方式配置。

在本實(shí)施方式的罩80中，在第2可動元件26如圖6所示那樣地相對于第1可動元件24旋轉(zhuǎn)的情況下，波紋管部88根據(jù)第2可動元件26的旋轉(zhuǎn)移動而靈活地彎曲。由此，能夠防止因第2可動元件26的旋轉(zhuǎn)而對罩80施加應(yīng)力，因此，能夠可靠地防止罩的斷裂，并且能夠保護(hù)手腕16的各元件、線條體58免遭切削液等異物的損傷。

另外，在上述的實(shí)施方式中，說明了罩60、80自第1可動元件24的中空部36延伸至第3可動元件28的頂端部28a的情況。然而，并不限定于此，罩還可以以包圍互相連結(jié)著的兩個可動元件之間的連結(jié)部分的方式安裝。

作為一個例子，在圖9和圖10中示出了以包圍上述的手腕16的第2可動元件26與第3可動元件28之間的連結(jié)部分92的方式安裝的罩90。另外，在圖9和圖10中，從容易理解的觀點(diǎn)來看，用虛線表示了罩90。

罩90為筒狀的構(gòu)件，具有第1開口端94、和與該第1開口端94相反的一側(cè)的第2開口端96。第1開口端94以環(huán)繞第2可動元件26的延長部50的方式配置，另一方面，第2開口端96以環(huán)繞第3可動元件28的方式配置。

根據(jù)本實(shí)施方式的罩90，能夠防止切削液等異物自位于靠近末端執(zhí)行器18的位置的連結(jié)部分92侵入到手腕16的內(nèi)部。因而，能夠保護(hù)在第2可動元件26和第3可動元件28的內(nèi)部延伸的線條體58免遭異物的損傷。

另外，也可以是，上述的罩90以包圍第2可動元件26的整體的方式構(gòu)成。在圖11和圖12中示出了這樣的罩90的變形例。在圖11和圖12所示的罩90’中，第1開口端94’配置于第1可動元件24的中空部36的頂端部36a與第2可動元件26的延長部50的基端部50a(圖12)之間。

由此，罩90’除了所述的連結(jié)部分92以外還包圍第2可動元件26的整體。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠在位于靠近末端執(zhí)行器18的位置的連結(jié)部分92、以及第2可動元件26的中空部48的基端部48a這兩個部位防止切削液等異物侵入到手腕16的內(nèi)部。另外，還能夠保護(hù)第2可動元件26免遭異物的損傷。

另外，在所述的實(shí)施方式中，說明了末端執(zhí)行器18為機(jī)械手的情況。然而，末端執(zhí)行器18例如還可以是能夠?qū)ぜ進(jìn)行焊接的焊炬。該情況下，線條體58包含焊接線纜和導(dǎo)管等。

另外，在圖2～圖4所示的實(shí)施方式中，說明了罩60的開口端64配置于第3可動元件28的頂端部28a與末端執(zhí)行器18之間的情況。

然而，罩60的開口端64還可以在第2可動元件26的中空部48的基端部48a與該中空部48的頂端部48b之間的位置以環(huán)繞該中空部48的外表面的方式配置。

換言之，罩60還可以在第1可動元件24的貫通孔40與第2可動元件26的貫通孔54之間的區(qū)域以包圍手腕16的結(jié)構(gòu)元件和線條體58的方式安裝于手腕16。

該情況下，也能夠利用罩60保護(hù)在第1可動元件24的貫通孔40與第2可動元件26的貫通孔54之間暴露在外部的線條體58免遭切削液等異物的損傷。

以上，根據(jù)發(fā)明的實(shí)施方式說明了本發(fā)明，但所述的實(shí)施方式并不用于限定權(quán)利要求范圍的發(fā)明。另外，將在本發(fā)明的實(shí)施方式中說明的特征組合而成的方式也能夠包含在本發(fā)明的技術(shù)范圍內(nèi)，這些特征的所有組合并不都是發(fā)明的解決方案所必須的。另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員還明確的是，能夠?qū)λ龅膶?shí)施方式施加各種變更或改進(jìn)。