CN101687323A - 旋转接头 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种旋转接头，配设在设在工业用机器人的本体部上的能够正反旋转的手腕部和作业用机器之间，具有连接所述手腕侧和作业用机器侧的流体传送路径，其特征在于，所述流体传送路径由配管构成，配管在所述手腕部和作业用机器之间，以涡卷状相隔间隔地缓缓卷绕在与所述手腕部一体旋转的轴部周围，并且在该配管中，一端侧相对轴部固定而不能旋转，另一端侧以随着所述轴部的动作而移动的状态进行固定。

Description

旋转接头
技术领域
本发明涉及一种在工业用机器人中，配设在能够正反旋转地设在机器人本体上的手腕部和安装在手腕部前端的焊接枪、手柄等作业用机器侧之间，从而使手腕侧到作业用机器侧的冷却液(例如水)、作业用油等流体的传递容易的旋转接头。
背景技术
作为以往的旋转接头，例如有日本特开平10-332065号公报的图1及图2所表示的旋转接头30。该旋转接头30由内筒31、中筒32、外筒33三个部件构成，通过分别在这些部件上形成的内筒油路311、中筒油路321、外筒油路331，将来自油压泵的工作油提供给各油压调节器，或将来自各调节器的回油流动到储罐中。
具体地，来自调节器的回油，沿着外筒油路331的本体部331a流入到外侧环状槽331c，接着沿中筒油路321的连通孔321c流入到内侧环状槽321d，进而沿着连通孔311c流动到内筒油路311的本体部311a中，最终通过与连接部311b连接的回油路送往储罐中。
其中，在上述内侧环状槽321d、外侧环状槽331c上，为了连通各环状槽及防止回油的泄露，配设环状填料(O环)34、35，具有相对内筒外周面、中筒外周面的滑动面。
但是，该滑动面、环状填料与沿着环状槽流动的回油直接接触，因此存在油中的垃圾、不纯物、磨耗粉引起朝滑动面的啮入、加快填料的磨耗等问题，从而降低旋转接头自身的寿命。
并且，在以往的旋转接头中，旋转接头和作业用机器以螺栓固定两者的法兰的方式结合，因而填料等发生损伤而需要更换时，取下螺栓从而卸下作业用机器后，取下旋转接头本身，并且不得不分解旋转接头之后替换填料等各种部件，因此其替换作业非常耗时。
发明内容
因此，本发明的目的在于，提供一种冷却液、作业用油、回油等流体传送路径不受流体中的垃圾、不纯物等的影响，能够维持高密封性，并且需要替换时也能够从外部容易替换的旋转接头。
为解决上述课题，本发明的旋转接头配设在设在工业用机器人的本体部上的能够正反旋转的手腕部和作业用机器之间，具有连接所述手腕侧和作业用机器侧的流体传送路径，其特征在于，所述流体传送路径由配管构成，配管在所述手腕部和作业用机器之间，以涡卷状相隔间隔地缓缓卷绕在与所述手腕部一体旋转的轴部周围，并且在该配管中，一端侧相对轴部固定而不能旋转，另一端侧以随着所述轴部的动作而移动的状态进行固定。
并且在上述旋转接头中，所述配管可以是由从手腕侧向作业用机器侧提供流体的流体供给用配管和使流体从作业用机器侧返回至手腕侧的流体返回用配管。
并且，在上述任意一个旋转接头中，所述配管还可以通过与所述轴部一体旋转的方式进行安装的隔壁支撑。
本发明的旋转接头，如上所述，由于冷却液、作业用油、回油等的流体传递路径由配管形成，因此具有高密封性，并且能够使沿着配管内流动的流体不与旋转轴等直接接触、不受液中的垃圾、不纯物等的影响地沿着配管内平稳流动，需要更换配管时，也能够从外部容易替换。
附图说明
图1为本发明的旋转接头的一部分剖视图；
图2为本发明的旋转接头的一部分截面透视图；
图3为图1的A-A剖视图；
图4为图1的B-B剖视图；
图5为表示将配管连接在作业用机器上的状态的透视图；
图6为表示配管直径变化的说明图。
图中：1、旋转部；2、流体供给用配管；3、流体返回用配管；4、隔壁；5、固定壁；6、切口；7、L字型管接口。
具体实施方式
以下参照附图，对本发明的旋转接头的优选实施方式的实施例进行详细说明。
图1为旋转接头的一部分剖视图，图2为旋转接头的一部分截面透视图，图3为图1的A-A剖视图，图4为图1的B-B剖视图，图5为表示配管2、3连接在作业用机器时的状态的透视图，图6为表示配管直径变化的说明图。
[旋转接头的整体结构]
该旋转接头，如图1及图2所示，具有多个配管2、3，在与构成工业用机器人手腕部W的旋转轴W1以能够一体旋转的方式连接的旋转部1的外周周围，以涡卷状具有间隔地缓缓卷绕；多个隔壁4，能够在多段内收容上述多个配管2、3；固定壁5，在隔壁4的外周部固定上述配管2、3的一端侧使其不能旋转。
并且，虽然未图示，但上述旋转接头还可以在构成手腕部W的固定部W2和旋转部1之间，具有由圆盘型滑动环和电刷构成的电力提供机构，以能够从机器人本体侧向作业用机器提供电力。
并且，在上述旋转部1的前端，如图5所示，安装有机器人手柄、焊接枪等作业用机器。
其中，本实施例1中的旋转部1的旋转(手腕部W的旋转轴W1的旋转)为包含正反旋转及转动的概念。
[配管2、3，隔壁4，固定壁5]
配管2、3如图1及图2所示，由从机器人本体侧向作业用机器侧提供冷却液(例如水)、作业用油等流体的三根流体供给用配管2，和使在作业用机器中加热的冷却液、回油从作业用机器侧返回至机器人本体侧的三根返回用配管3即两种配管构成。上述配管2、3可以为管道，由树脂、橡胶等具有可挠性的部件形成，在其内部使流体流动。
隔壁4由七张环形状金属板构成，各个隔壁4相隔间隔地安装在旋转部1的周围而形成六个环状空间，在该环状空间内分别收容配管2、3。环状空间内具有容许伴随将配管2、3以涡卷状缓缓卷绕状态下的旋转部1的旋转动作而带来的配管直径变化、移动的空间。并且，隔壁4如图1所示，在其内周侧由螺栓等固定机构固定在旋转部1上，因此能够与旋转部1一起旋转。并且，在各隔壁4的内周部以180°的间隔设有两个切口6，卷绕在旋转部1上的配管2、3的另一端侧通过该切口6引向与旋转部1的下游侧连接的作业用机器。
固定壁5为以将上述多个隔壁4的外周周围大致包围半周的方式形成的金属制部件，由构成手腕部W的固定部W2等来固定，不能相对旋转部1旋转。并且，在固定壁5上以180°的间隔安装有三个为一组的合计六个L字形管接口7，从机器人本体侧延伸过来的配管2、3的一端侧通过L字形管接口7卷绕在旋转部1上。此时，由于固定壁5以将上述隔壁4的外周周围大致包围半周的方式形成(在没有设置固定壁5的部分形成开口部)，因此能够轻易地从该开口部将配管2、3引向由隔壁4形成的上述环状空间，从而向旋转部1的涡卷状的卷绕也能够通过该开口部容易进行。即，配管2、3的安装及替换作业容易。
[配管2、3的配线]
流体供给用配管2和流体返回用配管3，如图1所示，分别将三根作为一束集结的状态，从机器人本体侧经机械臂延伸至手腕部W，临时夹在手腕部W附近，之后流体供给用配管2朝向一侧(图1中的左侧)的固定壁5的L字型管接口7、并且流体返回用配管3朝向另一侧(图1中的右侧)的固定壁5的L字型管接口7的方式发生分歧。其后，配管2、3与L字型管接口7固定的同时以相对隔壁4略水平的方式转换方向后引向由隔壁4形成的上述环状空间。并且，供给用配管2和返回用配管3以交替的方式收容在多段环状空间内。
固定在环状空间内的导入侧的流体供给用配管2，如图3所示，相对旋转部1朝顺时针方向以卷绕状缓缓卷绕之后，通过设在隔壁4内周部上的一侧的切口7(图3中的右侧切口)延伸至与旋转部1的下游侧连接的作业用机器。
相对于此，固定在环状空间内的导入侧的流体返回用配管3，如图4所示，相对旋转部1朝逆时针方向以卷绕状缓缓卷绕之后，通过设在隔壁4内周部上的另一个切口7(图4中左侧的切口)延伸至与旋转部1的下游侧连接的作业用机器。
最终，在本实施例中，如图5所示，三根流体供给用配管2和三根返回用配管3分别与构成作业用机器的变压器T、上侧切片(chip)C1、下侧切片(chip)C2连接，从而将冷却液等从机器人本体侧提供给构成这些作业用机器的部件，并且形成从作业用机器侧返回至机器人本体侧的循环路径。
另外，配管2、3相对旋转部1的卷绕长度、卷绕方法(缓缓卷绕或急促卷绕)，还可以旋转±360°以上。
[旋转接头的使用状态]
如图6a所示，当旋转接头的旋转部1开始朝顺时针方向旋转时，以与旋转部1一体旋转的方式进行固定的隔壁4也同时开始旋转，因此一侧固定在固定壁5的L字型管接口7、另一侧插入在隔壁4的切口6的流体供给用配管2，随着旋转部1的旋转动作而产生移动，其卷绕急促收缩，从而使在旋转部1的周围缓缓卷绕的涡卷状的直径变小。
相反，如图6b所示，当旋转接头的旋转部1开始朝逆时针方向旋转时，以在旋转部1的周围急促收缩的状态卷绕的配管2伴随旋转部1的旋转动作而产生移动，其卷绕缓缓变松，从而使涡卷状的直径变大。
并且，流体返回用配管3与流体供给用配管2相反，以逆卷(逆时针卷绕)的方式卷绕在旋转部1上，因此当流体供给用配管2朝急促收缩的方向旋转时，流体返回用配管3由于旋转轴从中心侧起扩大缓缓变松，当流体供给用配管2朝缓缓变松的方向旋转时，流体返回用配管3由于旋转轴卷入中心侧收缩变小。
[本旋转接头的优点]
在本旋转接头中，伴随旋转部1的旋转，配管2、3的涡卷直径发生变化，因此能够以配管不发生扭转、缠绕的方式顺利进行从手腕侧到作业用机器或从作业用机器到手腕侧的配管2、3的配线。
并且，本旋转接头由配管2、3，隔壁4，固定壁5，L字型管接口7构成，但是能够使各结构部件的加工、制作比较容易，从而降低成本。
并且，使流体在配管内流动，因而伴随旋转部1的旋转而产生的配管滑动面(配管的外周面)不与液体直接接触，因此就算液体中存在不纯物，也不会受其影响，从而能够延长寿命。
并且，配管以卷绕状卷绕在旋转部1上，但是其卷绕程度不太过度，因此结构简单，从而无需从旋转接头取下作业用机器、并且无需分解旋转接头就能够替换配管。
[其他实施例]
还可以设置呈包覆上述固定壁5的开口部的状态的、能够拆卸的保护罩。由此，能够防止在焊接枪等作业用机器的作业时发生的飞溅物(焊接时飞散的熔融铁粉)引起的配管2、3的损伤。
并且，还可以在各隔壁4及配管2、3上涂抹如润滑脂(润滑油)、蜡，从而使配管2、3的环状空间内的旋转动作时的直径变化、滑动顺利。由此抑制由摩擦引起的配管的损伤、劣化，从而能够提高耐用年数。
并且，在上述实施例中，配管2、3的一端插入在隔壁4的切口6中而能够与旋转部1一起旋转，但是不限于此，只要能够跟随旋转部1的旋转的话，还可以设置成在旋转部1的内侧设置中空部及从旋转部1的外周壁朝该中空部连续的孔，从而将配管2、3引向旋转部1的内侧的结构。

Claims (3)

1、一种旋转接头，配设在设在工业用机器人的本体部上的能够正反旋转的手腕部和作业用机器之间，具有连接所述手腕侧和作业用机器侧的流体传送路径，其特征在于，
所述流体传送路径由配管构成，配管在所述手腕部和作业用机器之间，以涡卷状相隔间隔地缓缓卷绕在与所述手腕部一体旋转的轴部周围，并且在该配管中，一端侧相对轴部固定而不能旋转，另一端侧以随着所述轴部的动作而移动的状态进行固定。
2、如权利要求1所述的旋转接头，其特征在于，所述配管由从手腕侧向作业用机器侧提供流体的流体供给用配管和使流体从作业用机器侧返回至手腕侧的流体返回用配管构成。
3、如权利要求1或2所述的旋转接头，其特征在于，所述配管还可以通过与所述轴部一体旋转的方式进行安装的隔壁支撑。
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