CN105459083A

CN105459083A - 机器人

Info

Publication number: CN105459083A
Application number: CN201510608317.8A
Authority: CN
Inventors: 小松大介; 赤羽和重
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2014-09-30
Filing date: 2015-09-22
Publication date: 2016-04-06
Also published as: US10022878B2; US20160089777A1; EP3002085A1; EP3002085B1; JP2016068201A

Abstract

本发明提供一种臂的外周面的旋转半径较小的机器人。机器人具备：支承部，其将第一被动轴部支承为能够旋转；以及第一臂，其固定于上述第一被动轴部，上述第一臂具有在相对于上述第一被动轴部的中心轴正交的方向上与上述第一被动轴部重叠的内部空间。

Description

机器人

技术领域

本发明涉及机器人，尤其是涉及机器人的机械手的构造。

背景技术

以往，在多关节型机器人中，作为收容于臂的部件，存在马达、带轮、传动带、用于检测角速度、加速度的惯性传感器、存储臂的姿势的后援电路、以及后援电路的电池等。

专利文献1：日本特开2014-46401号公报

但是，越是接近基台的臂，越较多地收容电线、空气配管等软性的连接部件，因此，若欲使机械手小型化，则臂内部的部件布局变得局促。并且，收容于臂的软性的连接部件随着臂的旋转而变形，因此，需要扩大连接部件的收容空间，而易使得臂的外周面的旋转半径变大。

发明内容

用于解决上述课题的至少一部分的机器人具备：支承部，其将第一被动轴部支承为能够旋转；以及第一臂，其固定于上述第一被动轴部，上述第一臂具有在相对于上述第一被动轴部的中心轴正交的方向上与上述第一被动轴部重叠的内部空间。

根据本发明，使第一臂的内部空间向支承部一侧突出，由此能够缩小臂的外周面的旋转半径。即，使第一臂的内部空间相比用于使第一臂相对于支承部旋转的第一被动轴部的基端(固定于第一臂的一侧的端)更向第一被动轴部的前端侧(支承部侧)突出，由此，不使臂的外周面向臂的旋转径向外侧突出，而能够扩大臂的内部空间。此外，权利要求书中记载的第一臂的“第一”不是最接近基台的臂的识别符，只不过是用于与其他的臂进行区别的识别符。

附图说明

图1是本发明的实施方式的立体图。

图2是本发明的实施方式的剖视图。

图3是本发明的实施方式的俯视图。

附图标记说明：

1...第一臂；2...第二臂；3...第三臂；4...第四臂；5...第五臂；9...基台；101...被动轴部；101a...基端；101b...前端；102...电池；103...捆束件；104...马达；105...凹部；106...电池基板；110...开口部；201...被动轴部；204...马达；304...马达；404...马达；901...马达；902...传动带；903...滚珠轴承。

具体实施方式

1.实施例

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。此外，对各图中对应的构成要素标注相同的附图标记，并省略重复的说明。

图1、图2、图3示出作为本发明的一实施例的机器人。本实施例的机器人是具备基台9、以及包含多个臂1、2、3、4、5、6的机械手的垂直多关节机器人。在基台9与臂1、2、3、4、5中收容有用于驱动机械手的马达。设置于基台9的马达901是使第一臂1相对于基台9以轴A1为中心进行旋转的促动器。设置于第一臂1的马达104使第二臂2相对于第一臂1以轴A2为中心进行旋转。设置于第二臂2的未图示的马达使第三臂3相对于第二臂2以轴A3为中心进行旋转。设置于第三臂3的未图示的马达使第四臂4相对于第三臂3以轴A4为中心进行旋转。设置于第四臂4的未图示的马达使第五臂5相对于第四臂4以轴A5为中心进行旋转。设置于第五臂5的未图示的马达使第六臂6相对于第五臂5以轴A4为中心进行旋转。在第六臂6设置有例如通过气压进行动作的促动器，并通过该促动器驱动未图示的手部。第一臂1相对于基台9的旋转轴A1、与第二臂2相对于第一臂1的旋转轴A2相互正交。第三臂3相对于第二臂2的旋转轴A3、与第二臂2相对于第一臂1的旋转轴A2平行。第四臂4相对于第三臂3的旋转轴A4、与第三臂3相对于第二臂2的旋转轴A3相互正交。第五臂5相对于第四臂4的旋转轴A5、与第四臂4相对于第三臂3的旋转轴A4相互正交。第六臂6相对于第五臂5的旋转轴A4、与第五臂5相对于第四臂4的旋转轴A5相互正交。

作为支承部的基台9具备将固定于第一臂1的第一被动轴部101支承为能够旋转的滚珠轴承903、904、905。马达901的扭矩经由带轮与传动带902等被传递至第一被动轴部101。

第一臂1固定于被马达901驱动的第一被动轴部101，并与第一被动轴部101一起旋转。在第一臂1收容有将多根电线、空气管之类的线状或者管状的连接部件集束而成的未图示的连接部件束，上述连接部件用于使收容于各个臂1、2、3、4的促动器、传感器等、与收容于基台9的驱动电路、电源电路、控制电路、压缩机连接。连接部件束从基台9的内部通过第一臂1的第一被动轴部101的内部向第一臂1的内部被引出，并被捆束件103固定于第一臂1内。

在第一臂1除了收容有用于使固定于第二臂2的被动轴部201旋转的马达104、连接部件束之外，还收容有电池基板106、电池102、带轮、以及传动带等。在电池基板106的下方设置有包含水晶振动式陀螺仪(crystaloscillatorgyroscope)的姿势控制单元。四个电池102经由电池基板106向马达104、204、304、404、504的编码器供电。

如图2所示，第一臂1的内壁具有在相对于第一臂1的第一被动轴部101的中心轴(第一臂1的旋转轴)正交的方向上与第一被动轴部101以及基台9重叠的凹部105。凹部105是朝向第一被动轴部101的前端101b扩张的第一臂1的内部空间。凹部105与第一被动轴部101重叠的区间是图2中用“X”表示的区间。凹部105与基台9重叠的区间是图2中用“Y”表示的区间。这样，使第一臂1的内部空间相比第一被动轴部101的基端101a更向基台9侧突出，由此能够缩小第一臂1的外周面的旋转半径。即，使第一臂1的内部空间在凹部105相比用于使第一臂1相对于基台9旋转的第一被动轴部101的基端101a更向前端101b侧突出，由此不会使第一臂1的外周面向第一臂1的旋转径向外侧突出，而能够扩大第一臂1的内部空间。

如图3所示，在第一臂1形成有用于使电池基板106以及电池102露出的开口部110。开口部110能够被未图示的盖堵塞。如图2以及图3所示，电池102配置于凹部105。可以使电池102的整体收容于凹部105，也可以使电池102的上部从凹部105突出。电池102的收容位置通过凹部105决定，因此不需要用于固定电池102的电池盒。另外，也不需要用于将电池盒固定于第一臂1的螺钉、安装作业。因此，电池102的更换作业较容易。

如图2所示，凹部105在相对于第二臂2的被动轴部201的中心轴(第二臂的旋转轴)正交的方向上也与第一被动轴部101以及基台9重叠。马达104的扭矩通过未图示的带轮与带传递至第二臂2的被动轴部201，因此，被动轴部201的中心轴与马达104的旋转轴平行。如图3所示，以在相对于马达104的旋转轴正交的方向上也与第一被动轴部101以及基台9重叠的方式配置凹部105，由此，不会使第一臂1的内部空间向马达104的旋转轴方向扩张，而能够使第一臂1的内部空间扩张。其结果，除了连接部件束、电池基板106之外，即使将收容在第一臂1的电池102的数量从两个增加至四个，第一臂1的在马达104的旋转轴方向上的大小也不会改变。

具体而言，第一臂1的旋转半径是根据马达104的旋转轴方向的长度、为了收容固定于马达104的带轮与带而所需的马达104的旋转轴方向的长度、以及为了收容连接部件束而所需的马达104的旋转轴方向的长度等所决定的图3所示的长度“A”。将在从第一被动轴部101的中心轴的轴向观察的情况下的从第一臂1的外表面至第一被动轴部101的中心轴的距离中的、不通过凹部105的最长距离设为A，通过凹部105的最长距离设为B，则由于使收容四个电池102的内部空间向基台9侧突出，从而能够使最长距离B比最长距离A短。即，在未如本实施例所示那样形成凹部105的情况下，若将收容在第一臂1的电池102的数量从两个增加至四个，则需要增大第一臂1的旋转半径，但在本实施例中，从马达104观察凹部105，在与马达104的旋转轴正交的方向上配置凹部105，并且如图2所示那样使凹部105向基台9侧突出，由此，能够不增大第一臂1的旋转半径而将收容在第一臂1的电池102的数量从两个增加至四个。能够通过增加电池102的数量来降低电池102的更换频率。

2.其他的实施方式

此外，本发明的技术范围并不限定于上述的实施例，当然能够在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种变更。

例如，构成机械手的臂的数量只要是1个以上即可，也可以将本发明应用于具备并进的臂的关节式机器人。另外，臂相对于基台的动作并不限定于旋转，也可以是伸缩、并进。

另外，例如，也可以在向基台侧扩张第一臂的内部空间时，使通过壁而与收容马达、连接部件束的内部空间隔开的内部空间形成于比被动轴部的基端更靠前端侧的位置。另外，作为在向基台侧扩张的内部空间收容的物品，除了电池以外，还可以是电源电路单元、陀螺仪、温度传感器等电子功能部件。通过将这样的电子功能部件收容于凹部来进行定位，从而提高更换时的操作性。另外，在将振动型陀螺仪收容于凹部的情况下，扭曲且在第一臂的内部空间移动的连接部件束难以与振动型陀螺仪接触，因此，也能够得到降低振动型陀螺仪的噪声的效果。

另外，也可以将本发明应用于上述的实施例的第二臂2、第三臂3、第四臂4、以及第五臂5。

Claims

1.一种机器人，其特征在于，具备：

支承部，其将第一被动轴部支承为能够旋转；以及

第一臂，其固定于所述第一被动轴部，

所述第一臂具有在相对于所述第一被动轴部的中心轴正交的方向上与所述第一被动轴部重叠的内部空间。

2.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，

所述第一臂具有在相对于所述第一被动轴部的中心轴正交的方向上与所述支承部重叠的所述内部空间。

3.根据权利要求1或2所述的机器人，其特征在于，具备：

第二被动轴部，其能够旋转地支承于所述第一臂；以及

第二臂，其固定于所述第二被动轴部，

所述内部空间在相对于所述第一被动轴部的中心轴以及所述第二被动轴部的中心轴正交的方向上与所述第一被动轴部重叠。

4.根据权利要求3所述的机器人，其特征在于，

将在从所述第一轴部的中心轴的轴向观察的情况下的从所述第一臂的外表面至所述第一轴部的中心轴的距离中的、不通过所述内部空间的最长距离设为A，通过所述内部空间的最长距离设为B，则

A≥B。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的机器人，其特征在于，

在所述内部空间配置有能够更换的部件。

6.根据权利要求5所述的机器人，其特征在于，

所述能够更换的部件为电池。