專利名稱：工業(yè)用機械手的手腕機構的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于設在工業(yè)用機械手的臂的端部等處進行彎曲及旋轉兩軸動作的手腕機構。
背景技術：
以往的工業(yè)用機械手例如如圖2所示，第1臂B的一端支承于基礎A上而能夠轉動，第1臂B的另一端支承著第2臂C的一端而使后者能夠轉動，上述第2臂C的另一端上設有手腕機構D，該手腕機構能夠以與第2臂C的長度方向上的軸線垂直的軸線為軸進行轉動以完成彎曲動作，同時還能夠進行以長度方向的軸線為軸的旋轉動作。在手腕機構D上可安裝夾持裝置和加工裝置等終端裝置E而以各種姿態(tài)進行作業(yè)。
設置在這種工業(yè)用機械手的臂的端部上進行彎曲及旋轉兩軸動作的手腕機構D，例如如圖3所示那樣構成的形態(tài)已經公開(例如，日本特開昭63-185595號公報)。
即，1是中空圓筒狀的臂，11是設置于臂1的端部的固定齒輪箱，2是以軸承12支承于臂1內部的中空圓筒狀的彎曲驅動軸，其端部設有花鍵齒2A。21是內周設有與彎曲驅動軸2的花鍵齒2A嚙合的花鍵槽2B的第1傘齒輪，由該第1傘齒輪21與固定齒輪箱11之間設置的軸承22加以支承，軸承22靠軸承壓蓋22a及螺母22b分別固定在臂1及第1傘齒輪21上。
3是由軸承23支承于彎曲驅動軸2內部的旋轉驅動軸，其端部設有花鍵齒3A。31是設有與旋轉驅動軸3的花鍵齒3A相嚙合的花鍵槽的第2傘齒輪，在與固定齒輪箱11之間靠軸承24予以支承，該軸承24由軸承壓蓋32和螺母33固定。
4是將固定部41固定于固定齒輪箱11上的彎曲驅動減速機，其輸入軸42及輸出件43以與彎曲驅動軸2的軸向垂直的直線為軸同軸旋轉。輸入軸42上固定有與第1傘齒輪21相嚙合的第3傘齒輪44，輸出件43上固定有活動齒輪箱45。
5是與彎曲減速機4的輸出件43同軸旋轉并與第2傘齒輪31嚙合的第1中間傘齒輪，同軸地固定有直齒輪51，通過固定在臂1上的軸承套13而由軸承14支承。15是將活動齒輪箱45能進行彎曲動作地支承在軸承套13上的軸承。6是以軸承46支承于活動齒輪箱45上而與第1中間傘齒輪平行的第2中間傘齒輪，固定有與直齒輪51相嚙合的直齒輪61。7是旋轉減速機，使其輸入軸71與旋轉驅動軸3同心地將固定部72固定在活動齒輪箱45上。輸入軸71上固定有與第2傘齒輪6相嚙合的第4傘齒輪73，輸出件74上固定有終端裝置8。
但在上述現有技術中，第2傘齒輪31是靠軸承24以懸臂結構支承在固定齒輪箱11中，并且旋轉驅動軸31與第2傘齒輪31是通過旋轉驅動軸3的花鍵齒3A與傘齒輪31的花鍵槽3B相嚙合，從旋轉驅動軸3向第2傘齒輪31傳遞轉矩，因此，旋轉驅動軸3與第2傘齒輪31之間存在著徑向間隙。
因而，存在著第2傘齒輪31的支承部分的剛性降低，產生振動和噪音，傳遞效率降低等問題。
另外，當以懸臂結構將第2傘齒輪31支承于固定齒輪箱11中時，若要防止剛性降低則需要使用套管和螺母等較多的軸承固定件，故存在著難以降低成本的問題。
另外，由于是以軸承23將旋轉驅動軸3支承于彎曲驅動軸2的內部，故需要通過軸承12將彎曲驅動軸2支承于臂1的內部以提高彎曲驅動軸2的剛性，存在著軸承數量增多的問題。
另外，第1傘齒輪21是靠軸承22支承，該軸承22是通過軸承壓蓋22a及螺母22B分別固定于臂1及第1傘齒輪21上，故存在著屬于懸臂結構且零件數量多的問題。
發(fā)明的公開本發(fā)明的目的是提供可降低振動和噪聲并能夠減少組裝工時和零件數量的工業(yè)用機械手的手腕機構。
為達到上述目的，本發(fā)明的工業(yè)用機械手的手腕機構是在具有中空圓筒狀的臂、設置于上述臂的端部的固定齒輪箱、設置于上述臂的內部且以軸承支承在固定齒輪箱中的中空圓筒狀的彎曲驅動軸、設在上述彎曲驅動軸端部附近的花鍵齒、內部設有與上述花鍵齒相嚙合的花鍵槽的第1傘齒輪、設置在上述彎曲驅動軸內部的旋轉驅動軸、受上述旋轉驅動軸驅動且配置于上述固定齒輪箱中的第2傘齒輪、將固定部固定在上述固定齒輪箱上并設置以與上述彎曲驅動軸的軸向垂直的直線為軸進行旋轉的輸入軸及輸出件的彎曲驅動減速機、固定于上述彎曲驅動減速機的輸入軸上且與上述第1傘齒輪嚙合的第3傘齒輪、通過固定于上述臂上的軸承套由軸承進行支承從而與上述彎曲驅動減速機同軸旋轉且與上述第2傘齒輪嚙合的第1中間傘齒輪、固定于上述彎曲驅動減速機的輸出件上并可進行彎曲動作地支承在上述軸承套上的活動齒輪箱、與上述第1中間傘齒輪平行地通過軸承支承于上述活動齒輪箱上且通過轉矩傳遞機構與上述第1中間傘齒輪相結合的第2中間傘齒輪、固定于上述活動齒輪箱上的旋轉減速機、以及固定于上述旋轉減速機的輸入軸上并與上述第2中間傘齒輪嚙合的第4傘齒輪的工業(yè)用機械手的手腕機構中，設置有設在上述旋轉驅動軸端部外周上的花鍵齒、其一端的內周上設有與上述旋轉驅動軸的花鍵齒相嚙合的花鍵槽且另一端的外周上固定有上述第2傘齒輪的中空圓筒狀中間軸、將上述中間軸的一端支承于上述第1傘齒輪內部的軸承、以及將上述中間軸的另一端支承于固定齒輪箱上的軸承。
另外，上述第1傘齒輪是通過上述中間軸與將上述中間軸的另一端支承于上述第1傘齒輪內部的軸承由雙支承構造進行支承，該雙支承構造是由支承上述中間軸的另一端的軸承和將上述第1傘齒輪的外周支承于上述齒輪箱上的軸承形成。
另外，上述固定齒輪箱與上述臂是整體形成的。
另外，上述旋轉驅動減速機與上述旋轉驅動軸是偏置的。
附圖的簡單說明

圖1是本發(fā)明之實施例的主剖視圖。
圖2是工業(yè)用機械手的側視圖。
圖3是現有技術的主剖視圖。
下面就圖示實施例對本發(fā)明進行說明。發(fā)明實施的最佳形式圖1是展示本發(fā)明之實施例的手腕機構的主剖視圖。而工業(yè)用機械手的總體構成與在現有技術例中所說明的圖2的構成大致相同。
圖中，1是中空圓筒狀臂，11是設置于臂1端部的固定齒輪箱，2是設在臂1內部的中空圓筒狀彎曲驅動軸，在其端部附近的外周上設有花鍵齒2A。21是內周設有與彎曲驅動軸2的花鍵齒2A相嚙合的花鍵槽2B的第1傘齒輪，由設在該第1傘齒輪21與固定齒輪箱11之間的軸承22支承。3是設在彎曲驅動軸2內部的旋轉驅動軸，在其端部附近的外周上設有花鍵齒3A。
30是中空圓筒狀的中間軸，在其內周上設有與花鍵齒3A相嚙合的花鍵槽3B，中間軸30的一端由設在該中間軸30與第1傘齒輪21之間的軸承301支承，另一端由設在該中間軸30與固定齒輪箱11之間的軸承24支承，通過螺母25將軸承24的間隙調整在不使其產生振動的程度而加以固定。31是固定在中間軸30的另一端上的第2傘齒輪。
因此，固定于中間軸30上的第2傘齒輪31是由軸承301與軸承24以雙支承結構進行支承的。
另外，對于軸承22、301和24來說，由于通過螺母25推壓軸承24受到加壓而成為高剛性的支承結構，因此，第1傘齒輪21實質上是由軸承22與軸承24支承而獲得與雙支承結構相同的效果。
4是將固定部41固定于固定齒輪箱11上的彎曲驅動減速機，使其輸入軸42和輸出件43以與彎曲驅動軸2的軸向相垂直的直線為軸同軸旋轉。在輸入軸42上固定有與第1傘齒輪21相嚙合的第3傘齒輪44，輸出件43上固定有活動齒輪箱45。
以下所述構成與圖2所示現有技術例相同，5是與彎曲減速機4的輸出件43同軸旋轉、并與第2傘齒輪31相嚙合的第1中間傘齒輪，同軸地固定有直齒輪51，通過固定于臂1上的軸承套13而由軸承14支承。15是將活動齒輪箱45能進行彎曲動作地支承在軸承套13上的軸承。
6是與第1中間傘齒輪平行地由軸承46支承在活動齒輪箱45上的第2中間傘齒輪，固定有與直齒輪51相嚙合的直齒輪61。
7是旋轉減速機，輸入軸71與旋轉驅動軸3同心地將固定部72固定在活動齒輪箱45上。輸入軸71上固定有與第2中間傘齒輪6相嚙合的第4傘齒輪73，輸出件74上固定有終端裝置8。
如上所述，本發(fā)明具有這樣的構成，即彎曲驅動軸2與第1傘齒輪21通過花鍵機構相結合，旋轉驅動軸3與第2傘齒輪31是通過中間軸30相結合，該中間軸30靠花鍵機構與旋轉驅動軸3相結合。
因此，第2傘齒輪31是通過中間軸30由軸承24與軸承301以雙支承結構進行支承，而且是與花鍵機構的結合部分的間隙不相關地得到支承的，因此，第2傘齒輪31的支承結構的剛性可以做得極高，不必為抑制振動而使用較多的軸承，可減少與軸承相關的零件數量。
另外，由于第1傘齒輪21實質上是由軸承22與軸承24支承而得到與雙支承結構相同的效果，因此，同樣地，第1傘齒輪21的支承結構的剛性可以做得極高，不必為抑制振動而使用較多的軸承，可減少與軸承相關的零件數量。
在上述實施例中，就臂1與固定齒輪箱11是作為單獨的零件而構成的例子進行了說明，但由于旋轉驅動軸3通過花鍵機構與被軸承301支承于第1傘齒輪21內部的中間軸30相結合，從而彎曲驅動軸2不必直接支承旋轉驅動軸3，故可以去掉臂1與彎曲驅動軸2之間的軸承。因此，第1傘齒輪21和第2傘齒輪31可以只從固定齒輪箱11的端部進行組裝，可以將齒輪箱11與臂1整體地形成，而且還能夠減少零件數量。
另外，上述實施例是就旋轉驅動減速機7的輸入軸71與旋轉驅動軸3為同軸的例子進行的說明，但是，旋轉驅動減速機7的輸入軸71與旋轉驅動軸3也可以不同軸，而作成偏置狀態(tài)。
如上所述，按照本發(fā)明，處于自彎曲驅動軸向彎曲驅動減速機傳遞轉矩的機構的中間環(huán)節(jié)的第1傘齒輪、以及處于自旋轉驅動軸向旋轉驅動減速機傳遞轉矩的機構的中間環(huán)節(jié)的第2傘齒輪是通過中間軸由兩個軸承以雙支承結構進行支承，且是與花鍵機構之結合部分的間隙不相關地得到支承，從而能夠使第1傘齒輪及第2傘齒輪的支承結構的剛性極大地提高，因此，其效果是能夠提供降低振動與噪聲而且可以減少組裝工時及零件數量的工業(yè)用機械手的手腕機構。
工業(yè)上的可利用性。
本發(fā)明對于工業(yè)用機械手、特別是多關節(jié)機械手的手腕部分的機械具有實用性。
權利要求
1.一種工業(yè)用機械手的手腕機構，具有中空圓筒狀的臂，設置于上述臂的端部的固定齒輪箱，設置于上述臂的內部且通過軸承支承在上述固定齒輪箱中的中空圓筒狀的彎曲驅動軸，設在上述彎曲驅動軸端部附近的花鍵齒，內部設有與上述花鍵齒相嚙合的花鍵槽的第1傘齒輪，設置在上述彎曲驅動軸內部的旋轉驅動軸，受上述旋轉驅動軸驅動且配置于上述固定齒輪箱中的第2傘齒輪，將固定部固定在上述固定齒輪箱上并設置以與上述彎曲驅動軸的軸向垂直的直線為軸進行旋轉的輸入軸及輸出件的彎曲驅動減速機，固定于上述彎曲驅動減速機的輸入軸上且與上述第1傘齒輪嚙合的第3傘齒輪，通過固定于上述臂上的軸承套由軸承進行支承從而與上述彎曲驅動減速機同軸旋轉且與上述第2傘齒輪嚙合的第1中間傘齒輪。固定于上述彎曲驅動減速機的輸出件上并可進行彎曲動作地支承在上述軸承套上的活動齒輪箱，與上述第1中間傘齒輪平行地經軸承支承于上述活動齒輪箱上且通過轉矩傳遞機構與上述第1中間傘齒輪相結合的第2中間傘齒輪，固定于上述活動齒輪箱上的旋轉減速機，固定于上述旋轉減速機的輸入軸上并與上述第2中間傘齒輪嚙合的第4傘齒輪；其特征是具有設在上述旋轉驅動軸端部外周上的花鍵齒，其一端的內周上設有與上述旋轉驅動軸的花鍵齒相嚙合的花鍵槽且另一端的外周上固定有上述第2傘齒輪的中空圓筒狀中間軸，將上述中間軸的一端支承于上述第1傘齒輪的內部的軸承，將上述中間軸的另一端支承于固定齒輪箱上的軸承。
2.如權利要求1的工業(yè)用機械手的手腕機構，其特征是上述第1傘齒輪通過上述中間軸與將上述中間軸的另一端支承于上述第1傘齒輪內部的軸承由雙支承構造進行支承，該雙支承構造是由支承上述中間軸的另一端的軸承和將上述第1傘齒輪的外周支承于上述固定齒輪箱上的軸承形成。
3.如權利要求1或2所述的工業(yè)用機械手的手腕機構，其特征是上述固定齒輪箱與上述臂是整體形成的。
4.如權利要求1至3中的任一項所述的工業(yè)用機械手的手腕機構，其特征是上述旋轉驅動減速機與上述旋轉驅動軸是偏置的。
全文摘要
本發(fā)明具有:設置于臂1內部的彎曲驅動軸2的端部外周上所設有的花鍵齒2A,設于第1傘齒輪21的內周上與花鍵齒2A相嚙合的花鍵槽2B,設于旋轉驅動軸3的端部外周上的花鍵齒3A,一端的內周上設有與花鍵齒3A嚙合的花鍵槽3B而另一端的外周上固定有第2傘齒輪31的中空圓筒狀中間軸30,將中間軸30的一端支承于第1傘齒輪21的內部的軸承301,以及將中間軸30的另一端支承于固定齒輪箱11上的軸承24。
文檔編號B25J9/10GK1194604SQ97190638
公開日1998年9月30日 申請日期1997年3月10日 優(yōu)先權日1996年4月9日
發(fā)明者埴谷和宏, 松下茂生 申請人:株式會社安川電機