CN102143828A - 工具自动更换装置用组件 - Google Patents
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Abstract
本发明的课题在于提供一种不仅能够防止在传输效率第一连结构件和第二连结构件之间降低,并且能够以更高的可靠性进行电信号的传输的、新构造的工具自动更换装置用组件。为了解决该课题,在芯构件(54)的除了传输面(60)之外的外周配设电磁屏蔽构件(50),并且在该芯构件(54)和该电磁屏蔽构件(50)之间设有电磁屏蔽效果比该电磁屏蔽构件(50)低的间隔构件(56),将具有包括线圈构件(52)、芯构件(54)、间隔构件(56)而构成的线圈头(46、82)的线圈单元(44、80)分别设于第一组件(30a)和第二组件(30b)上。
Description
技术领域
本发明涉及在机器人的主体侧和工具侧中安装在其中任意一个上的第一连结构件和安装在另一个上的第二连结构件之间能够互相分离及互相连结的工具自动更换装置用的工具自动更换装置用组件和使用该工具自动更换装置用组件的工具自动更换装置、以及使用该工具自动更换装置的机器人。
背景技术
随着汽车产业、飞机产业等中的自动化的发展,在汽车产业、飞机产业等中所使用的机器人正因传感技术、控制技术等的提高而能够实现更加高难且复杂的作业。近年来,例如汽车制造工序中的点焊、去毛刺、举起车身底盘等作业几乎均由机器人进行,在制造工序中,机器人所进行的作业所占的比率非常大。
然而,从用于组建生产线的费用、工厂的空间效率等观点出发,分别准备具有焊接用的点焊枪、去毛刺用的切削工具、以及用于操作车身底盘的机械手等工具的机器人并不理想。
因此,例如使用专利文献1和专利文献2记载的工具自动更换装置。一般而言,该工具自动更换装置构成为,在机器人的主体侧和工具侧中,安装在其中任意一个上的第一连结构件和安装在另一个上的第二连结构件之间能够互相分离以及连结。由此,能够更换工具,能够由一台机器人操作多个工具。
而且,在工具自动更换装置中,提供能够根据所使用的工具能在第一连结构件和第二连结构件之间传输电信号、电力或能供给液体、气体的各种组件。该组件由能够装卸地安装在第一连结构件上的第一组件和能够装卸地安装在第二连结构件上的第二组件成对地构成,通过连结第一连结构件和第二连结构件,能够将上述第一组件结和第二组件互相连结起来。而且,在该连结状态下,能在第一组件和第二组件之间传输电信号、电力和/或供给液体、气体。在此,又如专利文献1记载那样,能传输电信号的组件基本上都是在第一和第二组件中利用自一个组件突出的接头与设于另一个组件上的端子相接触的接头接点来进行电信号的传输的。
但是,在生产工厂中所使用的机器人为了缩短生产节拍时间而迅速地移动工具,因此,作用于工具自动更换装置的连接部分的加速度大。因此,为了减轻以大的加速度移动时的负荷,大多数的工具自动更换装置能够在第一连结构件和第二连结构件之间维持连结状态但容许规定的游隙。因此,在大的加速度作用于工具自动更换装置时,有可能第一组件和第二组件互相分开,出现接头和端子分离而引起接触不良。接头接点的接触不良会导致电信号的传送不良,例如会因无法准确地获得安装在机器人上的位置传感器等的各种传感信息而导致加工精度的降低、有时会导致机器人的紧急停机,这成为降低生产效率的原因。
此外,因为在生产工厂内有许多个机器人等作业机械工作,而且进行焊接、涂装、清洗等作业,所以生产工厂内容易成为高温高湿环境,接头接点在高温高湿环境下也容易引起接触不良。另外,有可能因粉尘、熔渣等进入接头和端子之间或接头和端子之间因反复连接而产生磨损、相变、被膜等从而引起接触不良,所以接头接点的定期检查、清洗等维护需要花费时间和精力。而且,因为接头是突出的,所以容易受损伤,为了在连结第一连结构件和第二连结构件时也不使接头受到折损,不得不将两构件高精度地对位,工具的更换作业也需要时间。
为了避免这些问题,例如也可以考虑如专利文献3记载那样,利用无线LAN等无线的数据通讯技术,能够在机器人的主体侧和工具侧接收、发送电信号。可是,例如为了准确地定位工具等,要求在生产工厂中所使用的机器人具有能够根据来自位置传感器的信号而迅速地进行动作的高度的实时性。但是,在无线的数据通讯中,为了生成发送侧的发送用数据包和还原接收侧的数据,需要大量处理,有可能会损害响应性。此外,在大量机器人同时工作的环境中,在欲通过无线的方式控制各机器人时,无法避免干扰、混入噪音的问题,在可靠性方面也存在问题,因此是不现实的。
专利文献1:日本特开2004-1177号公报
专利文献2:日本特开2006-15429号公报
专利文献3:日本特表2007-514558号公报
发明内容
在此,本发明是以上述情况作为背景而提出的,所解决课题在于提供一种在第一连结构件和第二连结构件之间能够防止传输效率降低而且能以更高的可靠性传输电信号的、新构造的工具自动更换装置用组件。
而且,本发明的目的也在于提供一种具有那样的工具自动更换装置用组件的、新构造的工具自动更换装置。另外,本发明的目的还在于提供一种具有那样的工具自动更换装置的、新构造的机器人。
以下,说明为了解决如上述那样的课题而提出的本发明的技术方案。另外,在以下记载的各技术方案中所采用的构成要素能够尽可能地采用任意组合。
即,关于工具自动更换装置用组件的本发明的第一技术方案是一种工具自动更换装置用组件,用于工具自动更换装置中,该工具自动更换装置能够使能够互相分离地连结安装在机器人的主体侧和工具侧中的任一侧上的第一连结构件和安装在该机器人的主体侧和工具侧中的另一侧上的第二连结构件,该工具自动更换装置用组件由能够装卸地设于该第一连结构件上的第一组件和能够装卸地设于该第二连结构件上的第二组件构成,通过能够在上述第一组件和第二组件之间传输电信号而能够在该第一连结构件和该第二连结构件之间传输电信号,其特征在于,在线圈构件上组合芯构件,设置由磁路的开放面构成的传输面,该磁路由该芯构件形成,在该芯构件的除了该传输面之外的外周配设电磁屏蔽构件,并且在该芯构件和该电磁屏蔽构件之间设有电磁屏蔽效果比该电磁屏蔽构件低的间隔构件,包括上述线圈构件、芯构件和间隔构件而构成线圈头,另一方面,用包括该线圈头和该电磁屏蔽构件而构成的线圈单元对,通过使该芯构件的传输面位于相互相对的位置,并利用电磁感应作用来构成传输电信号的相对型接口,将该相对型接口中的一个该线圈单元安装到上述第一组件上,并且将另一个该线圈单元安装到该第二组件上,由此能够在该第一组件和该第二组件之间传输电信号。
采用具有本技术方案的构造的工具自动更换装置用组件,通过使设于一对线圈单元上的传输面位于互相相对的位置,能够将两组件以互相非接触的状态电连接。由此,即使在机器人装置被快速地驱动等,使工具自动更换装置产生过大的加速度,两组件互相分离的情况下,也能降低引起如接头接点那样的接触不良的可能性,能稳定地传输电信号等。
另外,工具自动更换装置是为了容易更换工具而使用的装置,构成工具自动更换装置的第一连结构件和第二连结构件能够反复多次且频繁地进行连结以及解除连结。在此,采用本技术方案,因为不具有如接头接点那样的物理性的连接部分,所以对于反复的连结和解除连结能够获得优异的耐久性。而且,在进行该连结时,因为也不需要像接头接点那样高精度地定位互相的位置,所以也能更加迅速地进行工具的更换作业。另外,能够避免因高温高湿环境、粉尘等而引起的接触不良的问题,能进行可靠性高的传输。
此外,采用本技术方案,因为利用电磁感应作用来传输电信号,所以两传输面的分离距离比较小。因此,能够降低例如如上述专利文献3记载那样的、利用无线LAN等的数据通讯技术进行传输中的干扰、混入噪音的可能性,能够得到高的可靠性。另外,在传输时,因为也不需要进行复杂的数据处理,所以能够迅速地传输,能够较佳地应用于实时性要求高的机器人装置。
而且,特别是在本技术方案中,因为在芯构件的外周配设有电磁屏蔽构件,所以也能够降低因外部的电磁波而引起的混入噪音的可能性,也能够降低在两线圈头之间产生的电磁波对外部的机器造成不良影响的可能性。另外,特别是在本技术方案中,在上述芯构件和电磁屏蔽构件之间设有电磁屏蔽效果比电磁屏蔽构件低的间隔构件。在此,所谓电磁屏蔽效果,是指对包括电场和磁场在内的电磁的屏蔽效果(ShieldEffectiveness),以下述(式1)表示的变化率的大小(绝对值)表示。另外,下述(式1)中,Eout表示射出电场的强度(V/m),Ein表示入射电场的强度(V/m)。
变化率=20log(Eout/Ein)...(式1)
而且,通过设有该间隔构件,电磁屏蔽构件被配设成不会直接地接触芯构件的外周面而隔开规定的距离。由此,能够降低出自芯构件的电磁波被电磁屏蔽构件吸收的可能性等,能够在传输面上集中更多的磁通量,并且也能降低因进入电磁屏蔽构件中的磁力线产生涡电流而导致的降低线圈头的电磁能量的可能性等。其结果,能进行可靠性更高的传输,即使在两传输面的分离距离进一步增大的情况下,也能够更加稳定地传输电信号等。另外,特别是在本技术方案中,作为间隔构件,优选采用透磁率小的构件。这样一来,由于充分地降低芯构件的外侧的透磁率,能抑制磁力线从芯构件的除了传输面以外的外周面泄漏,能更加提高传输的可靠性。
关于工具自动更换装置用组件的本发明的第二技术方案,是根据上述第一技术方案的工具自动更换装置用组件,其特征在于,上述芯构件为具有在轴向一的开口的周槽的圆筒形状,并且通过在该周槽内配设有上述线圈构件,由该周槽的开口侧端面构成上述传输面。
采用本技术方案,因为组装在芯构件上的线圈构件的轴向与芯构件的轴向大致相同,所以能够使从线圈构件产生的磁力线的方向和芯构件的轴向大致相同,能使磁力线有效地集中在形成于芯构件的轴向端部的传输面。
关于工具自动更换装置用组件的本发明的第三技术方案,是根据上述第一或第二技术方案的工具自动更换装置用组件,其特征在于,上述一对线圈单元的上述传输面能够在上述第一连结构件和上述第二连结构件连结状态下互相接触。
采用本技术方案,能进行可靠性更高的传输。而且,工具自动更换装置与机器人的可动部分等不同,两连结构件产生相对位移只是例外的情况,因此,即使两传输面为接触状态,因互相摩擦而产生磨损等的可能性也较小。另外,例如即使大的加速度作用于工具自动更换装置,两组件之间分离的情况下,本技术方案的两传输面既可以始终维持接触状态,在那样的情况下,两传输面也可以暂时性地分离。
关于工具自动更换装置用组件的本发明的第四技术方案,是根据上述第一~第技术方案三中的任一技术方案的工具自动更换装置用组件,其特征在于,上述一对线圈单元中的一个线圈单元固定地设于上述第一组件和上述第二组件中的任意一个组件上,该一对线圈单元中的另一个线圈单元借助弹性支承部件设置在该第一组件和该第二组件中的另一个组件上,该弹性支承部件能够在该一对线圈单元的相对方向上在整个规定范围内位移。
采用本技术方案,因为一个线圈单元能够在相对方向上位移,所以在第一组件和第二组件连结状态下,能吸收两线圈单元过度地接近、过度地分离。而且,并不是在两个组件上设有弹性支承部件,而是只在任一个组件上设有弹性支承部件,所以也能谋求降低制造成本。
关于工具自动更换装置用组件的本发明的第五技术方案,是根据上述第四技术方案的工具自动更换装置用组件,其特征在于,利用施力部件构成上述弹性支承部件,该施力部件对设于上述第一组件和上述第二组件中的任意一个组件上的上述线圈单元施力,使该线圈单元呈朝向该第一组件和该第二组件中的另一个组件突出的突出状态。
采用本技术方案,在第一连结构件和第二连结构件连结的状态下,即使在第一组件和第二组件之间产生间隙的情况下,或是作用有过大的加速度,两组件互相分离那样的情况下,也能够维持两传输面的接触状态以及适当的分离距离。另外,作为本技术方案的施力部件,例如优选使用螺旋弹簧、板簧、橡胶弹性体等。
关于工具自动更换装置用组件的本发明的第六技术方案,是根据上述第五技术方案的工具自动更换装置用组件,其特征在于,利用上述施力部件而突出的上述线圈单元的最大突出量大于上述第一组件和上述第二组件的在该线圈单元的相对方向上的最大分离量。
采用本技术方案,能使两线圈单元的传输面为接触状态,并且例如在工具自动更换装置上作用有大的加速度等,第一组件和第二组件在相对方向上互相分离较大的情况下,也能维持两传输面的接触状态,能维持可靠性更高的传输。
关于工具自动更换装置用组件的本发明的第七技术方案,是根据上述第五或第六技术方案的工具自动更换装置用组件,其特征在于,包括螺旋弹簧和卡定部而构成上述施力部件,该螺旋弹簧对上述线圈单元施加作用力,该卡定部卡定该线圈单元,阻止该线圈单元自上述第一组件或上述第二组件脱离。
采用本技术方案,能够利用螺旋弹簧对线圈单元施加有效的作用力,并且通过设置卡定部,能高精度地设定线圈单元的突出量。
关于工具自动更换装置用组件的本发明的第八技术方案,是根据上述第七技术方案的工具自动更换装置用组件,其特征在于,上述施力部件的结构为,包括收容上述线圈单元的保持架而构成,上述螺旋弹簧从在该保持架上的与该线圈单元的上述传输面相反一侧开口的开口部被插入该保持架内,使该螺旋弹簧在堵住该开口部的盖板和该线圈单元之间压缩变形,从而用该螺旋弹簧的复原力对该线圈单元施加作用力。
这样一来,能将对线圈单元施加作用力的螺旋弹簧容易地组装到组件内,能容易地构成施力部件。
关于工具自动更换装置用组件的本发明的第九技术方案,是根据上述第一~第八技术方案中的任一技术方案的工具自动更换装置用组件,其特征在于,在与上述一对线圈单元中的一个线圈单元的上述传输面在和另一个线圈单元的上述传输面的相对方向正交的方向上,该一个线圈单元的上述传输面比该另一个线圈单元的传输面大。
采用本技术方案,例如即使在工具自动更换装置上作用有大的加速度等,一对线圈单元在与相对方向正交的方向上位移的情况下,也能维持两线圈单元的传输面的相对状态,能进行更加稳定的传输。
关于工具自动更换装置用组件的本发明的第十技术方案,是根据上述第九技术方案的工具自动更换装置用组件,上述一对线圈单元的一个线圈单元的上述传输面比另一个线圈单元的上述传输面大的量,大于与该线圈单元的相对方向正交的方向上的该第一组件和该第二组件之间的最大位移量。
这样一来,能始终维持两线圈单元的传输面的相对状态,能进行可靠性更高的传输。
关于工具自动更换装置用组件的本发明的第十一技术方案,是根据上述第一~第十技术方案中的任一技术方案的工具自动更换装置用组件,分别在上述第一组件和上述第二组件的上述线圈单元上设有多个上述线圈头。
采用本技术方案,能够以利用各线圈头传输各电信号的方式传输多个电信号。由此,例如在线圈单元上设有3个线圈头,在各线圈头上分别分配伺服电动机的编码器信号的A相输出信号、B相输出信号、Z相输出信号,能够在两组件之间传输上述3个电信号等。
关于工具自动更换装置用组件的本发明的第十二技术方案,是根据上述第一~第十一技术方案中的任一技术方案的工具自动更换装置用组件,其特征在于,通过分别在上述第一组件和上述第二组件上设有多个上述线圈单元而设有多个上述线圈头。
采用本技术方案,也能设有多个线圈头,能进行多个电信号的传输。当然,通过本技术方案与上述第十一技术方案组合,也能够设有多个具有多个线圈头的线圈单元。
关于工具自动更换装置用组件的本发明的第十三技术方案,是根据上述第十一或第十二技术方案的工具自动更换装置周组件,其特征在于,除了能够传输上述电信号之外,还能够传输电力,并且上述多个线圈头包括用于传输电力的电力用线圈头和用于传输信号的信号用线圈头而构成。
采用本技术方案,除了能够在第一组件和第二组件之间传输电信号之外,还能够在第一组件和第二组件之间传输电力。由此,例如也能对传感器等由比较小的电力驱动的设备供给驱动电力,能进一步削减电缆根数。
关于工具自动更换装置用组件的本发明的第十四技术方案,是根据上述第十三技术方案的工具自动更换装置用组件,其特征在于,上述电力用线圈头的上述传输面比上述信号用线圈头的上述传输面大。
为了传输能够驱动传感器等设备的电力,需要大于传输电信号的感应电动势,因此,要求更大的磁通量的变化量。因而,通过采用本技术方案那样的构造,能有利地得到传输电力所需的磁通量变化量。
关于工具自动更换装置用组件的本发明的第十五技术方案,是根据上述第一~第十四技术方案中的任一技术方案的工具自动更换装置用组件,其特征在于,除了能够传输上述电信号之外,还能够传输电力。
即,如上述第十三和第十四技术方案那样,也可以设有多个线圈头,将该多个线圈头分成电力用线圈头和信号用线圈头使用,然而,如本技术方案那样,即使在仅具有一对线圈头的情况下,也可以用该一对线圈头传输电力。
关于工具自动更换装置用组件的本发明的第十六技术方案,是根据上述第一~第十五技术方案中的任一技术方案的工具自动更换装置用组件,其特征在于,作为上述电信号,包括传感器信号、编码器信号、串行信号中的至少1个。
这样一来,能够利用本发明的工具自动更换装置用组件有利地构成光电传感器、超声波传感器等各种传感器、伺服电动机等的信号传递路径。
关于工具自动更换装置用组件的本发明的第十七技术方案,是根据上述第一~第十六技术方案中的任一技术方案的工具自动更换装置用组件,其特征在于,上述电磁屏蔽构件由铝、铜、铁、镍、磁铁矿、钆、钴、费里磁性体、导电性粉末材料、导电性涂料材料中的至少1种形成。采用本技术方案,能得到良好的电磁屏蔽效果。
关于工具自动更换装置用组件的本发明的第十八技术方案,是根据上述第一~第十七技术方案中的任一技术方案的工具自动更换装置用组件,其特征在于,上述间隔构件由聚四氟乙烯、环氧树脂、塑料、木材、纸、布、非导电性涂料、增强塑料、玻璃、天然树脂、合成树脂中的至少1种形成。采用本技术方案,能有利地抑制磁通量自线圈头泄漏。
关于工具自动更换装置的本发明的特征在于,在工具自动更换装置中,具有上述第一~第十八技术方案中的任一技术方案的工具自动更换装置用组件,该工具自动更换装置为安装在机器人的主体侧和工具侧中的任意一侧上的第一连结构件和安装在机器人的主体侧和工具侧中的另一侧上的第二连结构件能够互相分离地连结的工具自动更换装置。
采用本技术方案,使用上述第一~第十八技术方案中的任一技术方案的工具自动更换装置用组件,能够在第一连结构件和第二连结构件之间进行电信号的传输。由此,能够降低像接头连接等那样地因两连结构件的相对位移而使接头折损等、或因粉尘等而导致传输质量降低的可能性。另外,特别是通过在芯构件的外周上设有电磁屏蔽构件,能够降低来自外部的干扰的影响、工具自动更换装置对外部造成影响的可能性,并且通过在芯构件的外周和电磁屏蔽构件之间设有间隔构件,能够抑制磁通量自芯构件的除了传输面以外的外周泄漏,能进一步增大能传输的两传输面的分离距离,因此,即使在第一连结构件和第二连结构件上作用有大的加速度,该第一连结构件和第二连结构件互相分离的情况下,也能进行更加稳定的传输。
关于机器人的本发明的第一技术方案的特征在于,该机器人具有上述工具自动更换装置。
在这样的机器人中,能够减少为了传输电信号而安装的电缆的根数,能谋求机器人的整体尺寸的紧凑化。另外,因为如电缆等那样的由于弯曲而磨损等的可能性小,所以也能够谋求提高维护性。而且,因为也不需要高度的无线电通信技术等,所以能降低制造成本,并且即使在多个机器人工作的环境下,也能够避免受干扰等的可能性,能进行可靠性高的传输。
关于机器人的本发明的第二技术方案,是根据上述第一技术方案的机器人,包括可动部的无线束装置,该可动部的无线束装置在由旋转轴连结而绕该旋转轴旋转且能互相相对旋转的第一构件和第二构件的连结部分处,包括安装于该第一构件上的第一线圈单元和安装于该第二构件的第二线圈单元而构成,通过在圆周上相互分离地配设多个部分芯构件而构成第一芯构件,并且在该第一芯构件上组装在配设有上述多个部分芯构件的圆周上延伸的第一线圈构件,构成该第一线圈头,在该第一线圈头上利用该部分芯构件形成由磁路的开放面形成的第一传输面,并且通过由第一支承构件支承该第一线圈头,构成多个该部分芯构件在该第一支承构件上呈圆周状配设的上述第一线圈单元,另一方面,以比在该第一芯构件上的周向相邻的该部分芯构件的周向分离距离的最大值大的周向长度构成第二芯构件,并且在该第二芯构件上组装第二线圈构件而构成第二线圈头,在该第二线圈头上利用该第二芯构件形成由磁路的开放面形成的第二传输面,并且通过由第二支承构件支承该第二线圈头而构成上述第二线圈单元,该可动部的无线束装置在使上述第一芯构件位于与该旋转轴的旋转中心轴同轴线的位置的状态下将该第一线圈单元安装到该第一构件上,并且将该第二线圈单元安装到该第二构件上,由此使该第二芯构件的该第二传输面以与该第一芯构件的该第一传输面隔开规定距离并能绕该旋转中心轴线相对旋转的方式位于与该该第一芯构件的该第一传输面相对的位置,并且通过配设成即使该第二芯构件位于任一周向位置上,该第二芯构件都与多个该部分芯构件中的至少一个部分芯构件成为相对状态,能够在上述第一线圈头和第二线圈头之间利用电磁感应传输电信号。
采用本技术方案,不需要为了传输电信号而设置跨越第一构件和第二构件的电缆。由此,能维持第一构件和第二构件的电连接,并且能绕旋转轴无限度地旋转。而且,因为不需要电缆,所以不需要使电缆弯曲地进行配设,也能谋求包括第一构件和第二构件而构成的机器人的小型化。
而且,因为第一芯构件的第一传输面和第二芯构件的第二传输面为互相非接触状态,所以也能够避免随着相对的位移产生的反复摩擦而造成的磨损等,能得到优异的耐久性。
而且,因为在位于相对的位置的第一线圈头和第二线圈头之间利用电磁耦合传输电信号,所以两线圈头的传输面的分离距离比较小。因此,能够降低例如上述专利文献3记载的、利用无线LAN等的数据通讯技术而进行传输那样的产生干扰、混入噪音的可能性,能够得到高的可靠性。另外,在传输时,因为也不需要进行复杂的数据处理,所以能够迅速地传输,能够较佳地应用于实时性要求高的机器人装置。
另外,特别是在本技术方案中,第一芯构件由多个部分芯构件形成,并在周向上被分断。由此,能谋求第一芯构件的轻量化,并且能谋求制造成本的降低。另外,与使用在周向上连续的芯构件的情况相比,能够通过抑制磁通量的分散而使磁通量集中在各部分芯构件的传输面上,能进行更加稳定的电信号的传输。此外,在芯内流动的电磁波随着频率提高会在芯内转换成热等而容易衰减。因此,通过在周向上分断芯而缩短芯的周向长度,能降低在芯内衰减的电磁波的量,能进行可靠性更高的传输。
另外,本技术方案中的部分芯构件既可以是具有规定的曲率而呈圆弧状延伸的构件,也可以在圆周上配设呈直线状延伸的部分芯构件等。此外,对于第二芯构件,既可以是具有规定的曲率呈圆弧状延伸的构件,也可以是呈直线状延伸的构件。
关于机器人的本发明的第三技术方案,是根据上述第二技术方案的机器人,其特征在于,上述第二芯构件为沿上述第一芯构件的周向部分地延伸的形状。这样一来,因为能够减小第二芯构件的尺寸,所以也能谋求第二线圈单元的轻量化。此外,与整周连续的芯构件相比,能抑制磁通量的分散、衰减,能进行可靠性更高的传输。
关于机器人的本发明的第四技术方案,是根据上述第二或第三技术方案的机器人,其特征在于,通过上述多个部分芯构件的周向长度互相相等,并且上述多个部分芯构件呈同心圆状地在周向上隔开等间隔地配设,而构成上述第一芯构件。
这样一来,因为在第一芯构件的周向上均等地配设有部分芯构件,所以能抑制磁通量在第一芯构件的周向上的分布的较大的不平衡,能进行更加稳定的传输。
关于机器人的本发明的第五技术方案,是根据上述第二~第四技术方案中的任一技术方案的机器人,其特征在于,上述多个部分芯构件为具有互相相等的曲率的圆弧形状,并且上述第二芯构件为具有与该部分芯构件相等的曲率地沿周向延伸的形状。
采用本技术方案,在使第二芯构件相对于部分芯构件相对旋转时,能够高度地维持部分芯构件的第一传输面和第二芯构件的第二传输面的相对状态。由此,能进行可靠性更高的传输。
关于机器人的本发明的第六技术方案,是根据上述第二~第五技术方案中的任一技术方案的机器人,其特征在于,上述第一线圈头的与上述第二芯构件相对的相对方向上的尺寸同上述第一支承构件的与该第二芯构件相对的相对方向上的厚度尺寸相等,在该第一支承构件上在与该第二芯构件相对的相对方向上贯穿该第一支承构件地设置有通孔,该第一线圈头呈插入该通孔内的状态组装在该第一支承构件上。
采用本技术方案,因为在第一芯构件和第二芯构件相对的方向上,贯穿第一支承构件地设置的通孔的尺寸和第一线圈头的尺寸相等,所以通过使第一线圈头嵌入通孔,能够容易地对构成第一线圈头的部分芯构件的端面进行对位,换句话说,能够容易地使第一传输面相对于第一支承构件的端面对位。而且,因为容易地将多个部分芯构件各自的端面与同一第一支承构件的端面对齐,所以能够使第二芯构件和部分芯构件相对的方向的分离距离在第一芯构件的整周上大致恒定。由此,能抑制磁通量在第一芯构件的周向上的不平衡,能进行更加稳定的传输。
关于机器人的本发明的第七技术方案,是根据上述第二~第六技术方案中的任一技术方案的机器人,其特征在于,上述第二线圈头的与上述第一芯构件相对的相对方向上的尺寸同上述第二支承构件的与该第一芯构件相对的相对方向上的厚度尺寸相等,在该第二支承构件上在与该第一芯构件相对的相对方向上贯穿该第二支承构件地设置的通孔,该第二线圈头呈插入该通孔内的状态组装在该第二支承构件上。
采用本技术方案,因为在第一芯构件和第二芯构件相对的方向上,贯穿第二支承构件地设置的通孔的尺寸和第二线圈头的尺寸相等,所以通过使第二线圈头嵌入通孔,能够容易地使构成第二线圈头的第二芯构件的端面对齐,换句话说,能够容易地使第二传输面与第二支承构件的端面对齐。
关于机器人的本发明的第八技术方案,是根据上述第二~第七技术方案中的任一技术方案的机器人,其特征在于,上述第一支承构件由在周向上部分地延伸的多个部分支承构件构成,通过设于上述各部分支承构件上的导线互相连接,构成上述第一线圈构件。
采用本技术方案,通过将多个部分支承构件隔着旋转轴的旋转中心轴线互相组装,能够构成旋转轴的旋转中心轴线位于同轴线上的第一线圈构件。由此,例如也能容易地在现有的机器人等上安装可动部的无线束装置。
关于机器人的本发明的第九技术方案,是根据上述第八技术方案的状态机器人,其特征在于,上述第一支承构件由具有半圆形状的一对上述部分支承构件构成,在各该部分支承构件上的上述导线处形成沿该部分支承构件的周向延伸的线圈形成部,在该线圈形成部上组合上述部分芯构件,另一方面,使该导线在该部分支承构件的周向的一端部折回,在另一端部能够与设于另一该部分支承构件上的该导线连接,由此,在上述部分支承构件组合状态下,由各该线圈形成部构成上述第一线圈构件。
采用本技术方案,因为通过仅组合一对部分支承构件就能形成第一支承构件,所以能容易地将第一支承构件组装到第一构件上,并且能容易地形成第一线圈构件。
另外,作为第一传输面和第二传输面相对的方向,可以采用以下两种方式中的任一种,即,作为关于机器人的本发明的第十技术方案,是根据上述第二~第九技术方案中的任一技术方案的机器人,上述第一芯构件的上述第一传输面和上述第二芯构件的上述第二传输面在上述旋转中心轴线的轴向上位于相对位置的方式,或者作为关于机器人的本发明的第十一技术方案,是根据上述第一~第九技术方案中的任一技术方案的机器人,上述第一芯构件的上述第一传输面和上述第二芯构件的上述第二传输面在与上述旋转中心轴线的轴向正交的方向上位于相对位置的方式。
关于机器人的本发明的第十二技术方案,是根据上述第二~第十一技术方案中的任一技术方案的机器人,其特征在于,在上述第一芯构件和上述第二芯构件中的至少一个芯构件上的、除了上述第一传输面或上述第二传输面之外的外周,配设有具有高电磁屏蔽效果的高屏蔽效果构件。
在此,所谓电磁屏蔽效果,是指用上述“式1”表示的对包含电场和磁场在内的电磁的屏蔽效果。而且,所谓高的电磁屏蔽效果,是指一般能用作电磁屏蔽构件的程度的屏蔽效果,具体而言,是指屏蔽效果30dB以上,更优选60dB以上。采用本技术方案,能抑制第一芯构件和第二芯构件受来自外部的电磁波的影响,能更加稳定地传输电信号。此外,也能抑制自第一线圈头、第二线圈头产生的电磁波对其他的电子零件的影响。
关于机器人的本发明的第十三技术方案,是根据上述第十二技术方案的机器人,其特征在于,上述第一支承构件和上述第二支承构件中的至少一个支承构件为上述高屏蔽效果构件。采用本技术方案,不需要特别地设置电磁屏蔽构件,能减少零件件数。
关于机器人的本发明的第十四技术方案,是根据上述第二~第十三技术方案中的任一技术方案的机器人,其特征在于,上述第一线圈单元和上述第二线圈单元被具有高的电磁屏蔽效果的高屏蔽效果构件覆盖。
采用本技术方案,能够保护可动部的无线束装置的大致整体免受电磁波的干扰,并且能更加有效地抑制自可动部的无线束装置产生的电磁波对其他的电子零件的影响。
关于机器人的本发明的第十五技术方案,是根据上述第十二~第十四技术方案中的任一技术方案的机器人,其特征在于,上述高屏蔽效果构件由铝、铜、铁、镍、磁铁矿、钆、钴、费里磁性体、导电性粉末材料、导电性涂料材料中的至少1种形成。采用本技术方案,能有效地得到电磁屏蔽效果。
关于机器人的本发明的第十六技术方案,是根据上述第二~第十五技术方案中的任一技术方案的机器人,其特征在于,在上述第一芯构件和上述第二芯构件的至少一个芯构件上的除了上述第一传输面或上述第二传输面之外的外周,配设有具有低电磁屏蔽效果的低屏蔽效果构件。
在此,所谓低的电磁屏蔽效果,是指一般难以用作电磁屏蔽构件的屏蔽效果,具体而言,是指屏蔽效果30dB以下,更优选20dB以下。而且,采用本技术方案,因为降低自低屏蔽效果构件以及芯构件中的除了传输面之外的外周漏出的磁通量,使磁通量集中在芯构件的传输面上,所以能进行可靠性更高的传输。另外,特别是在本技术方案中,作为低屏蔽效果构件,优选采用透磁率小的构件。这样一来,通过将芯构件的外侧的透磁率降低得足够低,能抑制磁力线从芯构件的除了传输面以外的外周面泄漏,能更加提高传输的可靠性。
关于机器人的本发明的第十七技术方案,是根据上述第十六技术方案的机器人,其特征在于,在上述第一芯构件和上述第二芯构件中的至少一个芯构件上的除了上述第一传输面或上述第二传输面之外的外周,配设有具有高电磁屏蔽效果的高屏蔽效果构件,并且在该芯构件的外周和该高屏蔽效果构件之间配设有上述低屏蔽效果构件。
采用本技术方案,通过在芯构件的外周和高屏蔽效果构件之间设有低屏蔽效果构件,高屏蔽效果构件不与芯构件的外周面直接接触而隔开规定的距离地配设。由此,能够降低出自芯构件出来的电磁波被高屏蔽效果构件吸收的可能性等,能够在传输面集中更多的磁通量,并且也能降低因进入高屏蔽效果构件中的磁力线产生涡电流导致降低线圈头的电磁能量的可能性等。其结果,能进行可靠性更高的传输,即使在两传输面的分离距离进一步增大的情况下,也能够更加稳定地传输电信号等。
关于机器人的本发明的第十八技术方案,是根据上述第十六或第十七技术方案的机器人,其特征在于,上述低屏蔽效果构件由聚四氟乙烯、环氧树脂、塑料、木材、纸、布、非导电性涂料、增强塑料、玻璃、天然树脂、合成树脂中的至少1种形成。采用本技术方案,能有效地抑制磁通量自芯构件泄漏。
关于机器人的本发明的第十九技术方案,是根据上述第二~第十八技术方案中的任一技术方案的机器人,其特征在于,具有多组由上述第一线圈单元和上述第二线圈单元组成的组。
采用本技术方案,能在每个由第一线圈单元和第二线圈单元组成的组中传输不同的电信号,能够同时且具有高可靠性地传输多个电信号。
关于机器人的本发明的第二十技术方案,是根据上述第十九技术方案的机器人,其特征在于,通过在上述第一支承构件上同心状地设置多个上述第一线圈头,一体地构成多个上述第一线圈单元。
采用本技术方案,因为多个第一线圈单元共用第一支承构件,所以能谋求零件件数的减少和轻量化,并且能够一体地操作多个第一线圈单元,能够容易地进行将该多个第一线圈单元向第一构件组装等的制造。
关于机器人的本发明的第二十一技术方案,是根据上述第二十技术方案的机器人,其特征在于,具有互相相等的直径尺寸的一对上述第一线圈头分别配设在安装于上述第一构件上的上述第一支承构件的上述旋转中心轴线的轴向两端部,并且与上述第一线圈头相对应的一对上述第二线圈头在该旋转中心轴线的轴向上隔着该第一支承构件配设于彼此的相反侧,该第一线圈头的上述第一传输面和该第二线圈头的上述第二传输面在该旋转中心轴线的轴向上互相隔开规定距离地位于相对位置。
采用本技术方案,通过在第一支承构件的两面上设置第一线圈头,能够空间利用效率高地配设具有彼此相同直径尺寸的一对第一线圈头。
关于机器人的本发明的第二十二技术方案,是根据上述第二~二十一技术方案中的任一技术方案的机器人,其特征在于,利用上述可动部的无线束装置,除了能够传输上述电信号之外,还能够传输电力。采用本技术方案,例如能够对如各种传感器等那样的由比较小的电力驱动的电子零件供给驱动电力。
附图说明
图1是表示具有作为本发明的一实施方式的工具自动更换装置的机器人装置的说明图。
图2是表示第一连结构件的主视说明图。
图3是表示第二连结构件的主视说明图。
图4是表示线圈单元和保持架的主视说明图。
图5是图4的V-V剖视说明图。
图6是工具自动更换装置的主要部分放大剖视说明图。
图7是可动部的无线束装置的剖视说明图。
图8是表示构成该可动部的无线束装置的第一线圈单元的说明图。
图9是表示构成该可动部的无线束装置的第二线圈单元的说明图。
图10是该可动部的无线束装置的主要部分放大剖视说明图。
图11是以图1所示的实施方式的构造制作的机器人装置的主要部分的左侧面。
图12是图11所示的机器人装置的主要部分的右侧面。
图13是表示设于工具自动更换装置用组件的芯构件的不同方式的剖视说明图。
图14是表示设于工具自动更换装置用组件的线圈单元的不同方式的说明图。
图15是可动部的无线束装置用的第一线圈单元的不同方式的说明图。
图16是表示该第一线圈单元的另一不同方式的说明图。
图17是表示可动部的无线束装置用的部分芯构件的不同方式的主视说明图。
图18是表示可动部的无线束装置用的第一线圈头和第二线圈头不同配设方式的说明图。
图19是表示可动部的无线束装置用的第一线圈头和第二线圈头的另一不同配设方式的说明图。
图20是表示可动部的无线束装置用的第一线圈头和第二线圈头的另一不同配设方式的说明图。
图21是表示可动部的无线束装置用的第一线圈头和第二线圈头的另一不同配设方式的说明图。
图22是表示可动部的无线束装置用的第一线圈头和第二线圈头的另一不同配设方式的说明图。
具体实施方式
以下,为了更加具体地说明本发明,一边参照附图一边详细地说明本发明的实施方式。
首先,图1示意地表示具有作为本发明的一实施方式的工具自动更换装置的工具更换器10的机器人装置12。机器人装置12为在具有多个关节14a~14d的臂构件16的前端设有工具18的构造。作为工具18,例如能够采用去毛刺用的切削工具、机械手等、以往公知的各种工具,在本实施方式中,使用点焊用的点焊枪。而且,该工具18与设于机器人装置12主体侧的控制器20电连接,能在工具18和控制器20之间传输控制信号等电信号。
更加详细而言,工具18借助作为工具自动更换装置的工具更换器10,能够拆卸地设于臂构件16上。工具更换器10由作为第一连结构件的机器人侧连接器22和作为第二连结构件的工具侧连接器24构成,机器人侧连接器22安装在机器人装置12主体上,另一方面,工具侧连接器24设于工具18上。而且,通过上述机器人侧连接器22和工具侧连接器24能够彼此拆卸地连结,工具18能够拆卸地安装在机器人装置12上。
图2示意地表示机器人侧连接器22,图3示意地表示工具侧连接器24。另外,在图2、图3和后述的图4中,为了容易理解,省略后述的保护构件63。在机器人侧连接器22的中央部分设有呈圆柱状突出的夹具25,通过该夹具25被插入设于工具侧连接器24的中央部分的连结孔26中,并从夹具25向径向外方突出有未图示的凸轮,让该凸轮卡定在连结孔26内,由此机器人侧连接器22和工具侧连接器24互相连结。此外,在机器人侧连接器22上沿周向形成多个(在本实施方式中为3个)一体地突出形成的定位接头27,通过使该定位接头27插入形成在工具侧连接器24的定位孔28中,由此,机器人侧连接器22和工具侧连接器24能够进行周向上的定位。
在该机器人侧连接器22和工具侧连接器24上,能够分别根据使用的工具18的种类等,能够拆卸地安装有成对的各种工具自动更换装置用组件。在本实施方式中,作为工具自动更换装置用组件,供电信号用组件30a、30b、供电用组件32a、32b、供气用组件34a、34b三对组件中的每对中的一个(即例如组件30a、32a、34a)通过螺钉固定等能够装卸地安装在机器人侧连接器22上,每对中的另一个(即例如组件30b、32b、34b)通过螺钉固定等能够装卸地安装在工具侧连接器24上。
供电用组件32a、32b例如是成对的以往公知的供电用组件,在一组件32a上以突出状态设有用于对焊接等供给所需大电力的供电用接头36,在另一组件32b上以抵接供电用接头36的方式设有用于进行电连接的平坦的端子38。而且,一组件32a被安装在机器人侧连接器22上,另一组件32b被安装在工具侧连接器24上。
此外,供气用组件34a、34b例如是成对的以往公知的供气用组件,在一组件34a上例如以突出状态设有用于供给压缩空气等气体的供气用接头40,在另一组件34b上设有插口42,该插口42供供气用接头40插入而与供气用接头40连接。而且,一组件34a被安装在机器人侧连接器22上,另一组件34b被安装在工具侧连接器24上。
在此,供电信号用组件30a、30b是作为本发明的一实施方式的工具自动更换装置用组件,作为第一组件的供电信号用组件30a被安装在机器人侧连接器22上,另一方面,作为第二组件的供电信号用组件30b被安装在工具侧连接器24上。
供电信号用组件30a具有图4和图5示意地表示的一次侧线圈单元44。一次侧线圈单元44构造为,作为电力用线圈头的1个电力用一次侧线圈头46和作为信号用线圈头的多个(在本实施方式中为5个)信号用一次侧线圈头48a~48e设于作为电磁屏蔽构件的壳体50中。
电力用一次侧线圈头46构成为,在组装有线圈构件52的芯构件54的外周组装有间隔构件56。芯构件54例如为由铁氧体等强磁性材料形成的所谓筒型芯,作为具有在中心轴线上贯穿的通孔58的整体呈大致圆筒形状。另外,在芯构件54上,朝向轴向(在图5中为左右方向)的一方的端面60开口地形成有沿整周延伸的作为周槽的导线槽62。
而且,通过例如由铜等形成的导线在导线槽62内卷绕规定圈数而形成线圈构件52,该线圈构件52以沿着导线槽62在芯构件54的周向上延伸的方式组装在芯构件54上。由此,由芯构件54形成线圈构件52的磁路,并且芯构件54中的作为导线槽62的开口端面的端面60为传输面。
另外,在导线槽62的开口部,以收容有线圈构件52的状态,设有例如由如环氧树脂等那样的透磁率小的材料形成的保护构件63,利用保护构件63保护线圈构件52,以避免该线圈构件52与其他构件接触等。
而且,芯构件54的除了端面60之外的外周面由间隔构件56覆盖。间隔构件56为具有与芯构件54的外径尺寸大致相等的内径尺寸的有底圆筒形状,使其开口端面位于与芯构件54的端面60同一平面上地嵌合于芯构件54的外侧。而且,包括上述线圈构件52、芯构件54、间隔构件56而构成电力用一次侧线圈头46。
在此,作为间隔构件56,能适宜地采用与壳体50相比对包括电场和磁场的电磁的电磁屏蔽效果(屏蔽效果(SE))小的以往公知的构件,优选使用屏蔽效果小于30dB的构件,更优选使用20dB以下的构件。例如,作为间隔构件56,优选采用具有非导电性且透磁率低的构件,特别优选具有空气以下的透磁率的构件。具体而言,作为间隔构件56,例示有聚四氟乙烯、环氧树脂、塑料、木材、纸、布、非导电性涂料、增强塑料、玻璃、松香等天然树脂以及酚醛、聚氨酯等合成树脂等。在本实施方式中,作为间隔构件56而用聚四氟乙烯。由此,在芯构件54的除了端面60以外的外周面和壳体50之间夹设有间隔构件56,避免芯构件54的除了端面60以外的外周面和壳体50直接接触。其结果,能够抑制磁通量自芯构件54的除了端面60以外的外周泄漏,并且也能够抑制因磁力线的影响而在壳体50中产生涡电流,能够降低在壳体50中芯构件54的电磁能量被吸收降低的可能性等。
另一方面,信号用一次侧线圈头48a~48e与电力用一次侧线圈头46相比具有大致相同的构造,不同的只是外径尺寸和轴向尺寸较小这一点,因此,对于具有与电力用一次侧线圈头46大致相同构造的构件和部位在图中标注相同的附图标记,省略其详细的说明。
而且,上述电力用一次侧线圈头46和信号用一次侧线圈头48a~48e以大致埋入状态设于壳体50中。壳体50为大致矩形块形状,在壳体50的厚度方向(图5中为左右方向)的一端部,沿着整周一体形成有向外方突出的凸缘状部64,另一方面,在另一端部,开设形成有与电力用一次侧线圈头46的外形相对应的圆形的第一开口部66和与信号用一次侧线圈头48a~48e的外形相对应的圆形的第二开口部68a~68e。特别是在本实施方式中,第一开口部66形成在壳体50的中央部,第二开口部68a~68e在第一开口部66的外侧的圆周上隔开大致相同间隔地形成。
另外,作为壳体50,能适宜地采用与间隔构件56对于包括电场和磁场在内的电磁的电磁屏蔽效果(屏蔽效果(SE))大,能够采用用作电磁屏蔽构件的具有屏蔽效果的以往公知的构件,优选使用屏蔽效果为30dB以上的构件,更优选使用60dB以上的构件。具体而言,作为壳体50,例示有铝、铜、铁(也包括氧化铁)、镍、磁铁矿、钆、钴、费里磁性体、导电性粉末材料、导电性涂料材料等,通过对这些构件实施氧化、合金化、混入粉末、蒸镀等适宜的加工而形成壳体50。
而且,在第一开口部66中收容有电力用一次侧线圈头46,另一方面,在第二开口部68a~68e中分别收容有信号用一次侧线圈头48a~48e。在该收容状态下,电力用一次侧线圈头46和信号用一次侧线圈头48a~48e分别呈使芯构件54的端面60位于与壳体50的端面69同一平面上的大致埋入状态,芯构件54的除了端面60之外的外周被壳体50覆盖,在各芯构件54和壳体50之间夹设有间隔构件56。
特别是在本实施方式中,这样构成的一次侧线圈单元44借助保持架70设于供电信号用组件30a的组件主体71上。保持架70呈一方具有开口部72的大致矩形的箱体形状,在与开口部72相反侧的底部73的中央部分,贯穿设置有单元插孔74。
而且,一次侧线圈单元44从端面69侧插入该保持架70的开口部72,芯构件54的端面60穿过单元插孔74向保持架70的与开口部72相反一侧的外方突出。接着,螺旋弹簧76经由开口部72被插入保持架70内,螺旋弹簧76的轴向一端部与一次侧线圈单元44抵接。然后,通过粘接或螺钉固定板状的盖构件78等而覆盖保持架70的开口部72,使螺旋弹簧76在盖构件78和一次侧线圈单元44之间压缩变形。由此,利用螺旋弹簧76的复原力,对一次侧线圈单元44施加朝向保持架70外方的作用力。而且,通过一次侧线圈单元44的凸缘状部64卡定于保持架70的底部73,防止一次侧线圈单元44从保持架70飞出,一次侧线圈单元44以芯构件54的端面60从保持架70突出的状态被保持于保持架70中,并且规定了一次侧线圈单元44从保持架70突出的最大突出量:D。这样,在本实施方式中,由一次侧线圈单元44的凸缘状部64和保持架70的底部73构成卡定部。
在此,在机器人侧连接器22和工具侧连接器24被连结的状态下,例如在臂构件16快速移动等而对工具更换器10施加大的加速度的情况下等,优选将该最大突出量:D设定得大于能够在供电信号用组件30a、30b之间产生的相对方向上的最大分离量。
而且,一次侧线圈单元44被支承在保持架70上,能够在芯构件54的轴向上向保持架70的内方位移与最大突出量:D相等的距离,特别是在本实施方式中,壳体50的外周面受到单元插孔74的内周面引导,减轻一次侧线圈单元44的晃动。这样,在本实施方式中,包括螺旋弹簧76、凸缘状部64、底部73地构成施力部件,利用该施力部件,构成能够位移地支承一次侧线圈单元44的弹性支承部件。
另外,优选保持架70和盖构件78由与壳体50相同的电磁屏蔽构件形成。这样一来,能得到由保持架70和盖构件78带来的电磁屏蔽效果,能进一步减轻干扰的影响。
该保持架70被安装在供电信号用组件30a的组件主体71上,由此,一次侧线圈单元44以从组件主体71的端面79(图6参照)突出的状态设于供电信号用组件30a上。而且,该供电信号用组件30a利用螺钉固定等能够装卸地安装在机器人侧连接器22上。
另一方面,在被安装在工具侧连接器24上且与供电信号用组件30a成对的供电信号用组件30b上设有二次侧线圈单元80。二次侧线圈单元80具有与设于供电信号用组件30a的上述一次侧线圈单元44大致相同的构造,所以对具有与一次侧线圈单元44大致相同的构造的构件和部位,在图中标注相同的附图标记,省略其详细的说明,二次侧线圈单元80构成为,在壳体50中设有作为电力用线圈头的1个电力用二次侧线圈头82和作为信号用线圈头的多个(在本实施方式中为5个)的信号用二次侧线圈头84a~84e。上述电力用二次侧线圈头82和信号用二次侧线圈头84a~84e配设位置为,在机器人侧连接器22和工具侧连接器24连结状态下,它们分别与设于供电信号用组件30a的电力用一次侧线圈头46和信号用一次侧线圈头48a~48e相对。另外,二次侧线圈单元80与上述供电信号用组件30a不同,不借助保持架70,壳体50被直接固定在供电信号用组件30b的组件主体86上,电力用二次侧线圈头82和信号用二次侧线圈头84a~84e的芯构件54的端面60位于与组件主体86的端面88同一平面上(参照图6)。而且,该供电信号用组件30b利用螺钉固定等能够装卸地安装在工具侧连接器24上。
具有这样的构造的机器人侧连接器22被安装在臂构件16上,另一方面,工具侧连接器24被安装在工具18上。而且,由于上述机器人侧连接器22和工具侧连接器24互相连结,因而工具18被安装在臂构件16上,并且如图6示意地所示,供电信号用组件30a、30b位于互相相对的位置。
在该相对状态下,供电信号用组件30a的电力用一次侧线圈头46和信号用一次侧线圈头48a~48e各自的芯构件54的端面60、以及供电信号用组件30b的电力用二次侧线圈头82和信号用二次侧线圈头84a~84e各自的芯构件54的端面60,在供电信号用组件30a、30b的相对方向位于互相相对的位置,换句话说在芯构件54的轴向上位于互相相对的位置。在此,供电信号用组件30a、30b的端面79、88分别位于与机器人侧连接器22的端面90和工具侧连接器24的端面92不同的平面上,因而即使在两连接器22、24的端面90、92为互相接触状态的情况下,在两组件30a、30b的端面79、88之间也形成有规定的间隙。但是,根据本实施方式,因为供电信号用组件30a的一次侧线圈单元44朝向供电信号用组件30b突出,所以能够使两线圈单元44、80的芯构件54的端面60相互接触。
而且,例如,电力用一次侧线圈头46的构成线圈构件52的导线经由功率转换器94与电源电路96电连接,并且,信号用一次侧线圈头48c的构成线圈构件52的导线经由信号处理器95与设于机器人装置12主体侧的控制器20电连接。另一方面,电力用二次侧线圈头82的构成线圈构件52的导线经由功率转换器98,与设于工具18上用于控制工具18的动作的驱动控制电路102电连接,并且,信号用二次侧线圈头48c的构成线圈构件52的导线经由信号处理器99,与将工具18的位置信息等生成为信号的编码器100电连接。在此,功率转换器94和信号处理器99分别具有CVCF型、VVVF型的以往公知的逆变器和整流稳定化电路等。
在具有这样的构造的供电信号用组件30a、30b中,能够在设于一次侧线圈单元44的信号用一次侧线圈头48a~48e和设于二次侧线圈单元80的信号用二次侧线圈头84a~84e之间进行电信号的传输。例如,来自编码器100的编码信号作为电信号向设于机器人装置12主体侧的控制器20传输的情况下,首先,由编码器100生成的编码信号利用信号处理器99叠加在高频电压上,之后,向信号用二次侧线圈头84c的线圈构件52供给。另外,叠加有电信号的高频电压由信号处理器99生成,其频率因电信号的数据大小、使用环境等不同而不同,然而在本实施方式中,在100Hz~1GHz程度范围内适当地设定。
而且,通过对信号用二次侧线圈头84c的线圈构件52供给高频电压,产生贯穿线圈构件52并根据输出频率变化的磁通量。贯穿线圈构件52的磁通量在信号用二次侧线圈头84c的芯构件54中穿过,从芯构件54的端面60进入位于相对位置的信号用一次侧线圈头48c的芯构件54的端面60,在信号用一次侧线圈头48c的芯构件54中穿过。而且,在信号用一次侧线圈头48c的芯构件54中穿过的磁通量与信号用一次侧线圈头48c的线圈构件52交链。
其结果,使信号用二次侧线圈头84c的线圈构件52和信号用一次侧线圈头48c的线圈构件52电磁耦合,在信号用一次侧线圈头48c的线圈构件52上,因互感作用而产生感应电动势,供给到信号用二次侧线圈头84c的线圈构件52的高频电压从信号用一次侧线圈头48c的线圈构件52输出。然后,叠加于从信号用一次侧线圈头48c的线圈构件52输出的高频电压的编码信号被信号处理器95取出之后,向控制器20发送。由此,在供电信号用组件30a、30b之间能进行电信号的传输,因此能够在机器人侧连接器22和工具侧连接器24之间进行电信号的传输。
另外,在本实施方式中,能够在设于一次侧线圈单元44的电力用一次侧线圈头46和设于二次侧线圈单元80的电力用二次侧线圈头82之间进行电力的传输。因为该电力的传输与上述的电信号的传输大致相同地进行,所以概略地说明,例如设于机器人装置12主体侧的电源电路96的直流电压被功率转换器94转换成高频电压。另外,被功率转换器94转换的高频电压的频率(输出频率)根据供给的电力、使用环境等不同而不同,但是在本实施方式中,在100Hz~1MHz程度范围内适当地设定。
而且,被功率转换器94转换的高频电压被供给到电力用一次侧线圈头46的线圈构件52,在与电力用一次侧线圈头46相对的位置的电力用二次侧线圈头82的线圈构件52上产生感应电动势。由此,被供给到电力用一次侧线圈头46的线圈构件52的高频电压从电力用二次侧线圈头82的线圈构件52输出,在该高频电压被功率转换器98转换成直流电压之后,被作为驱动控制电路102的驱动用电压而供给。这样,能够在供电信号用组件30a、30b之间进行电力的传输,因此,能在机器人侧连接器22和工具侧连接器24之间进行电力的传输。
从以上说明明确可知,在本实施方式中,由一次侧线圈单元44和二次侧线圈单元80构成相对型接口(interface)。在此,在本实施方式中,由于一次侧线圈单元44从组件主体71向二次侧线圈单元80突出,因而能够使两线圈单元44、80的芯构件54的端面60以互相接触状态相对。由此,能进行可靠性更高的传输。而且,例如在臂构件16快速运动而两组件30a、30b向互相分离方向位移的情况下,由于螺旋弹簧76的作用力,一次侧线圈单元44进一步突出,能维持两芯构件54的端面60的接触状态。此外,因为用电磁感应进行两线圈单元44、80间的传输,所以即使因何种原因两组件30a、30b进一步分离,两芯构件54的端面60为互相非接触状态的情况下,也能够进行电信号和电力的传输,能够降低如接头接点那样的接触不良的可能性。
而且,在本实施方式中,由于在芯构件54的外侧配设有电磁屏蔽效果好的壳体50,能够降低从芯构件54漏出的磁力线对其他的电子设备造成影响或来自其他的电子设备的磁力线对两线圈单元第44、80间的电磁感应作用造成影响的可能性。另外,特别是在本实施方式中,由于在各芯构件54的外周和壳体50之间夹设有间隔构件56,能抑制穿过芯构件54内的磁通量从芯构件54的外周泄漏,能够使磁通量集中于端面60,并且也能降低各芯构件54的电磁能量被壳体50吸收而下降的可能性等,能进行更加稳定的传输。
此外,根据本实施方式的供电信号用组件30a、30b,仅使设于两线圈单元44、80的芯构件54的端面60位于互相相对位置就能传输电信号和电力,所以不需要如接头接点那样地高度定位。由此,也能更容易连结机器人侧连接器22和工具侧连接器24,也能够谋求工具的更换作业的更有效率。除此之外,因为不需要如接头接点那样的物理连接,所以也能够提高工具更换器10的多次且频繁地进行连结和解除连结的的耐久性。
另外,除了上述那样的工具更换器10之外,在本实施方式的机器人装置12的关节14c处设有作为可动部的无线束装置的可动型变压器110。图7示意地表示臂构件16的关节14c。关节14c具有利用旋转轴116连结构成臂构件16的作为第一构件的工具侧臂构件112和作为第二构件的主体侧臂构件114的构造。在此,工具侧臂构件112位于机器人装置12的工具18上,另一方面,主体侧臂构件114位于机器人装置12主体上。而且,旋转轴116的一端部被固定连结于工具侧臂构件112,另一方面,另一端部朝向主体侧臂构件114地从工具侧臂构件112突出,能够与设于主体侧臂构件114上的未图示的电动机等驱动源的输出轴连结地绕中心轴线117旋转。由此,工具侧臂构件112能够绕旋转轴116的中心轴线117相对于主体侧臂构件114相对旋转。
而且,在该关节14c处设有可动型变压器110。可动型变压器110包括借助旋转轴116安装在工具侧臂构件112上的作为第一线圈单元的工具侧线圈单元118、和安装在主体侧臂构件114上的作为第二线圈单元的主体侧线圈单元120而构成,特别是在本实施方式中,包括一对工具侧线圈单元118和一对主体侧线圈单元120而构成。
图8扩大地表示工具侧线圈单元118,图9扩大地表示主体侧线圈单元120,图10扩大地表示工具侧线圈单元118和主体侧线圈单元120的相对部分。另外,在图8中,为了容易理解,用虚线围起来表示主体侧线圈单元120,并且图8和图9省略保护构件63地进行图示。
工具侧线圈单元118具有在作为第一支承构件的盘状体122上组装有作为第一线圈头的工具侧线圈头124的构造。另外,工具侧线圈头124具有在作为第一芯构件的工具侧芯126上组装有作为第一线圈构件的工具侧线圈128的构造。
工具侧芯126由作为多个部分芯构件的部分芯130构成。部分芯130例如由铁氧体等强磁性材料形成,具有在与长度方向正交的一个方向具有开口的导线槽132的恒定的U字状截面,具有以规定尺寸呈圆弧状延伸的形状。特别是在本实施方式中,各部分芯130具有互相相同的形状,呈具有互相相等的曲率和周向长度尺寸的圆弧形状。
另外,特别是在本实施方式中,各部分芯130的除了开口端面134和长度方向两端面之外的外周面被作为低屏蔽效果构件的覆盖构件136覆盖。覆盖构件136与部分芯130大致相同,具有在与长度方向正交的方向(图10中为左右方向)的一个方向开口的恒定的U字状截面,并且具有以规定尺寸呈圆弧状延伸的形状。而且,该覆盖构件136的开口端面与部分芯130的开口端面134位于同一平面上,嵌合在部分芯130的外侧。由此,在部分芯130的除了开口端面134之外的外周上配设有覆盖构件136。
另外,作为覆盖构件136,能够适宜地采用对包括电场和磁场在内的电磁的电磁屏蔽效果(屏蔽效果(SE))小的以往公知的构件,优选能采用与上述工具更换器10的间隔构件56相同的构件。
而且,上述部分芯130和覆盖构件136以埋入状态配设在盘状体122上。盘状体122呈圆环板形状,具有在厚度方向上贯穿的轴插孔138。在此,在本实施方式中,盘状体122为高屏蔽效果构件。作为该盘状体122,能适宜采用对包括电场和磁场在内的电磁的电磁屏蔽效果(屏蔽效果(SE))大的、能够作为电磁屏蔽构件使用的具有屏蔽效果的以往公知的构件,能优选采用与上述工具更换器10的壳体50相同的构件。
而且,在盘状体122上的部分芯130的配设部位,形成有在轴向(图10中为左右方向)的端面140开口的凹槽142。特别是在本实施方式中,凹槽142呈与覆盖构件136的外形相对应的形状,是具有与覆盖构件136的高度尺寸(图10中为左右方向尺寸)相等的深度尺寸、并且具有与覆盖构件136和部分芯130的曲率相等的曲率而形成为呈圆弧状延伸的形状。该凹槽142在盘状体122的周向上隔有规定间隔地形成多个,部分芯130隔着覆盖构件136嵌入上述各凹槽142并通过粘接等被固定在上述各凹槽142中。
这样,在盘状体122上的距中心轴线相等的同一圆周上隔开规定间隔地设有多个部分芯130,利用这些多个部分芯130形成工具侧芯126。由此,工具侧芯126呈在周向上的多个位置被分断的筒芯形状。特别是在本实施方式中,工具侧芯126的在周向上相邻的部分芯130的间隔都相等,该工具侧芯126在周向上被等间隔地分断。另外,特别是在本实施方式中,在周向上相邻的部分芯130的间隔小于部分芯130的周向长度,具体而言,将绕部分芯130的曲率中心轴线转动的圆心角设定为α<45°。此外,部分芯130和覆盖构件136被嵌入凹槽142中,所以部分芯130的开口端面134和覆盖构件136的端面与盘状体122的端面140位于同一平面上。而且,在部分芯130的除了开口端面134之外的外周上,隔着覆盖构件136配设有盘状体122。
而且,例如由铜等形成的导线骑在设于盘状体122的部分芯130的导线槽132上,以沿盘状体122的周向延伸的方式卷绕规定圈数而形成工具侧线圈128,该工具侧线圈128被组装在工具侧芯126上。另外,在盘状体122的周向上的各部分芯130之间,形成有具有与导线槽132相同的截面形状而在端面140上开口的导线槽144,通过连接该导线槽144和部分芯130的导线槽132,形成在盘状体122的端面140上开口而在整个周向上连续地延伸的周槽。而且,通过导线被配设在由这些导线槽132、144形成的周槽内,工具侧线圈128能够不从盘状体122的端面140突出地配设。此外,在图8中,为了容易理解,将工具侧线圈128以一根导线图示,但是考虑到对导线的圈数有要求的传输特性等,能够适宜地设定。
而且,在各部分芯130的导线槽132和盘状体122的导线槽144的开口部,与上述工具更换器10的芯构件54相同地设有保护构件63,由此能够防止工具侧线圈128与其他构件接触等。
这样,包括工具侧芯126和工具侧线圈128以及覆盖构件136地形成工具侧线圈头124,该工具侧线圈头124由盘状体122支承而构成工具侧线圈单元118。而且,由工具侧芯126、换句话说由部分芯130形成工具侧线圈128的磁路,并且部分芯130的开口端面134为第一传输面。
另外,特别是在本实施方式中,在盘状体122的两端面140分别形成有凹槽142,在这些各凹槽142中嵌入有覆盖构件136和部分芯130,形成工具侧线圈头124。由此明确可知,在本实施方式中,具有互相相等的径向尺寸的一对工具侧线圈头124被共用的盘状体122支承在同心轴线上,一对工具侧线圈单元118与共用的盘状体122一体设置。
在具有这样的构造的工具侧线圈单元118的厚度方向的两侧,分别配设有一对主体侧线圈单元120。又如图9表示,主体侧线圈单元120具有在作为第二支承构件的焊盘148上组装有作为第二线圈头的主体侧线圈头150的构造。此外,主体侧线圈头150具有以下的构造,即,在作为第二芯构件的主体侧芯152上组装有作为第二线圈构件的主体侧线圈154,并且在主体侧芯152的外侧嵌合有覆盖构件136。
主体侧芯152具有与部分芯130大致相同的构造,但与构成工具侧线圈头124的部分芯130的周向长度不同,该主体侧芯152例如由铁氧体等强磁性材料形成,形成为具有导线槽156的恒定的U字状截面、以与部分芯130相等的曲率呈圆弧状延伸的形状。在此,如图8所示,主体侧芯152的周向长度尺寸大于周向相邻的部分芯130的在工具侧线圈头124上的周向的分离距离,特别是在本实施方式中,具体而言,绕主体侧芯152的曲率中心轴线转动的圆心角设定为β>45°。
另外,特别是在本实施方式的主体侧芯152的外侧,与部分芯130相同地嵌合有覆盖构件136,主体侧芯152的除了开口端面158和长度方向两端面之外的外周面被覆盖构件136覆盖。
另一方面,焊盘148具有板形状,特别是在本实施方式中,焊盘148的厚度尺寸(图10中为左右方向尺寸)与覆盖构件136的高度尺寸相等。此外,在焊盘148上形成有沿厚度方向贯穿的通孔160。另外,焊盘148与支承工具侧线圈头124的盘状体122同样地,为由电磁屏蔽效果高的如上述例示那样的构件等形成的高屏蔽效果构件。
而且,覆盖构件136和主体侧芯152嵌入该通孔160并通过粘接等固定在该通孔160中。在此,因为焊盘148的厚度尺寸和覆盖构件136的高度尺寸相等,所以能够容易地将构成主体侧线圈头150的主体侧芯152的开口端面158与焊盘148的端面对齐。而且,在主体侧芯152的除了开口端面158之外的外周部分隔着覆盖构件136配设有焊盘148。
此外,在焊盘148上形成有导线槽162,该导线槽162与配设在通孔160内的主体侧芯152的导线槽156连接,通过与导线槽156配合而形成整周连续的周槽。而且,例如由铜等形成的导线配设在由这些导线槽156、162形成的周槽内,通过卷绕规定圈数而在主体侧芯152上形成有主体侧线圈154,该主体侧线圈154被组装在主体侧芯152上。另外,在图9中,为了容易理解,将主体侧线圈154以一根导线表示,但是考虑到对导线的圈数有所要求的传输特性等,能够适宜地设定导线数量。此外,在图9中省略图示,但是在主体侧芯152的导线槽156和焊盘148的导线槽162的开口部,与工具侧线圈单元118相同地设有保护构件63,防止主体侧线圈154与其他构件接触等。
这样,包括主体侧芯152和主体侧线圈154以及覆盖构件136地形成主体侧线圈头150,该主体侧线圈头150由焊盘148支承。而且,由主体侧芯152形成主体侧线圈154的磁路,并且主体侧芯152的开口端面158为第二传输面。
而且,该一对工具侧线圈单元118和一对主体侧线圈单元120分别安装在工具侧臂构件112和主体侧臂构件114上,一对主体侧线圈单元120隔开规定距离地分别位于盘状体122的厚度方向的两侧。
更加详细而言,在旋转轴116沿着盘状体122的轴插孔138的中心轴线贯穿轴插孔138的状态下,工具侧线圈单元118被利用从旋转轴116的外周面朝向盘状体122延伸的多个(在本实施方式中为4个)连结构件164相对于旋转轴116固定。由此,工具侧线圈单元118借助旋转轴116安装在工具侧臂构件112上,工具侧芯126位于与旋转轴116的中心轴线117同轴线的位置上,并且旋转轴116和工具侧臂构件112一体地绕旋转轴116的中心轴线117旋转。
而且,构成设于工具侧线圈单元118的一对工具侧线圈128的导线中的一个导线经由上述的信号处理器99与例如控制工具18的动作的驱动控制电路102电连接,另一方面,构成一对工具侧线圈128的导线中的另一个导线经由信号处理器99与例如编码器100电连接。
另一方面,一对主体侧线圈单元120借助一体地设于主体侧臂构件114上的屏蔽构件170,安装在主体侧臂构件114上。屏蔽构件170为中空的大致圆柱形状,在轴向(图7中为左右方向)两端面的中央部,分别形成沿厚度方向贯穿的插孔172a、172b。该屏蔽构件170在主体侧臂构件114贯穿一个穿过孔172a的状态下固定在主体侧臂构件114上。另外,屏蔽构件170与盘状体122、焊盘148相同地,为由如电磁屏蔽效果高的上述例示那样的构件等形成的高屏蔽效果构件。
一对主体侧线圈单元120以向屏蔽构件170的径向内方突出的方式安装在该屏蔽构件170的内周面,并且构成设于各主体侧线圈单元120的主体侧线圈154的导线,经由信号处理器95与设于机器人装置12主体侧的控制器20电连接。
而且,通过工具侧臂构件112贯穿屏蔽构件170的另一插孔172b,工具侧线圈单元118和一对主体侧线圈单元120在屏蔽构件170内位于互相相对的位置。另外,特别是在本实施方式中,工具侧线圈单元118的直径尺寸大于屏蔽构件170的插孔172b的直径尺寸,所以工具侧线圈单元118向屏蔽构件170内的配设例如能够通过以下的分割构造体的方式等实现,即,作为在周向上分开屏蔽构件170的分割构造,将安装有工具侧线圈单元118的工具侧臂构件112组装到主体侧臂构件114上后,从上述两臂构件112、114的外侧组装构成屏蔽构件170。
由此,一对工具侧线圈单元118和一对主体侧线圈单元120配设在屏蔽构件170内,在旋转轴116的轴向的两侧,隔着支承一对工具侧线圈单元118的盘状体122,将一对主体侧线圈单元120配设在互相相反侧。而且,成为工具侧线圈单元118的传输面的部分芯130的开口端面134和成为主体侧线圈单元120的传输面的主体侧芯152的开口端面158在旋转轴116的轴向上以隔开规定距离的非接触状态位于互相相对的位置。这样,包括一对工具侧线圈单元118和一对主体侧线圈单元120而构成这些可动型变压器110。
在具有这样的构造的可动型变压器110中,能够在工具侧线圈单元118和主体侧线圈单元120之间以互相非接触的状态进行电信号的传输。例如,在来自设于工具18的编码器100的编码信号作为电信号向设于机器人装置12主体侧的控制器20传输的情况下,首先,由编码器100生成的编码信号利用信号处理器99被叠加于高频电压后,向工具侧线圈单元118的工具侧线圈128供给。另外,叠加有电信号的高频电压由信号处理器99生成,其频率因电信号的数据大小、使用环境等不同而不同,然而在本实施方式中,在100Hz~1GHz程度范围内适当地设定。
而且,通过对工具侧线圈128供给高频电压,产生贯穿工具侧线圈128,根据输出频率而变化的磁通量。贯穿工具侧线圈128的磁通量在工具侧芯126,更加详细而言,在构成工具侧芯126的部分芯130中穿过,从部分芯130的开口端面134进入位于相对位置的主体侧芯152的开口端面158,在主体侧芯152中穿过。而且,在主体侧芯152中穿过的磁通量与主体侧线圈154交链。
其结果,工具侧线圈128和主体侧线圈154电磁耦合,在主体侧线圈154上,因互感作用而产生感应电动势,供给到工具侧线圈128的高频电压从主体侧线圈154以非接触状态输出。然后,叠加于从主体侧线圈154输出的高频电压的编码信号被信号处理器95取出之后,向控制器20发送。由此,能够在工具侧臂构件112和主体侧臂构件114之间以互相非接触状态进行电信号的传输。
此外,本实施方式的可动型变压器110也能从机器人装置12的主体侧向工具18侧传输电信号。例如,在控制器20的驱动控制信号作为电信号向设于工具18的驱动控制电路102传输的情况下,与在从上述的编码器100向控制器20发送编码信号的情况下的信号的逆向的传递路径(即从控制器20向编码器100发送编码信号的信号的传递路径)大致相同,由控制器20生成的驱动控制信号利用连接于控制器20的信号处理器95被叠加于高频电压,从主体侧线圈154经由主体侧芯152和工具侧芯126以非接触状态传输到工具侧线圈128后,利用设于工具18侧的信号处理器99从高频电压取出,向驱动控制电路102发送。
而且,在本实施方式的可动型变压器110中,在使旋转轴116旋转时,固定地设于旋转轴116的工具侧线圈单元118相对于主体侧线圈单元120绕旋转轴116的中心轴线117旋转,主体侧芯152的开口端面158相对于构成工具侧芯126的各部分芯130的开口端面134绕旋转轴116的中心轴线117相对地旋转。在此,在本实施方式的可动型变压器110中,构成工具侧芯126的部分芯130配设在与中心轴线117同心的圆周上,并且主体侧芯152的周向尺寸大于在部分芯130的配设圆周方向上相邻的部分芯130的分离距离,所以即使在主体侧芯152相对于工具侧线圈单元118位于任意周向位置的情况下,主体侧芯152的开口端面158也能够位于与至少一个部分芯130的开口端面134相对的位置。由此,在使旋转轴116旋转的情况下,即,即使在使工具侧臂构件112相对于主体侧臂构件114旋转的情况下,也能够维持工具侧芯126和主体侧芯152的电磁耦合状态,能在该主体侧臂构件114和工具侧臂构件112之间传输电信号,能够维持与主体侧臂构件114电连接,并且使工具侧臂构件112旋转无限圈数。
在此,工具侧芯126和主体侧芯152为在旋转轴116的轴向上隔开规定距离的非接触状态,所以也能避免因两芯126、152的摩擦等造成的磨损的可能性,并且也能避免因如电缆连接等那样的反复的弯曲等而引起的断线等的可能性,能得到优异的维护性。
此外,因为也无需像电缆连接那样设置容许各构件的相对位移的弯曲,所以能够紧凑地构成可动型变压器110,进而能谋求机器人装置12的紧凑化。另外,特别是在本实施方式中,通过将具有彼此相同直径尺寸的工具侧芯126对分别同轴地设置在盘状体122的两面,能够以良好的空间效率配设2组工具侧线圈单元118和主体侧线圈单元120的组。即,若欲在盘状体122的一面上设置2个工具侧芯126,则需要使这些工具侧芯126的直径尺寸互相不同,并在小径的工具侧芯126的外侧配设大径的工具侧芯126,因此,不得不增大任一工具侧芯126的直径尺寸,导致尺寸的大型化,特别是导致与旋转轴116的轴向正交的方向的大型化。另一方面,在将一对工具侧芯126不设于一个盘状体122上,而在一个盘状体122上只设置一个工具侧芯126,在旋转轴116的轴向上单纯地排列配设2组工具侧线圈单元118和主体侧线圈单元120构成的组的情况下,会导致旋转轴116的轴向的大型化。在此,根据本实施方式,通过在盘状体122的两面上分别设置工具侧芯126,能够使一对工具侧芯126的直径尺寸互相相等,在旋转轴116的轴向和与轴向垂直方向中的任一方向上也能谋求尺寸的紧凑化。
另外,因为一对工具侧芯126具有互相相同的直径尺寸,所以作为构成工具侧芯126的部分芯130,能够使用曲率相等的同一规格的芯构件,并且,与该一对工具侧芯126相对的一对主体侧芯152也能使用同一规格的芯构件,因此,能够减少应该准备的芯构件的种类,也能够谋求降低制造成本。而且,通过将盘状体122安装在旋转轴116上,就能够进行一对工具侧线圈单元118向旋转轴116的安装,所以也能降低制造的时间和精力。此外,例如若主体侧芯152是沿整周连续的形状环,则与工具侧芯126相同,需要贯穿地配设旋转轴116,需要考虑与旋转轴116的组装位置,但是,在本实施方式中,因为主体侧芯152不是遍及整周连续的,所以只要仅在能够与工具侧芯126相对的位置配设即可,设计也更加容易。
而且,因为工具侧芯126具有以各部分芯130沿周向分断的构造,所以能够使磁通量集中于各部分芯130的开口端面134,与沿工具侧芯126的整周连续地设有芯构件的情况相比,能抑制磁通量的分散。由此,能进行可靠性更高的传输。另外,在本实施方式中,由于各部分芯130被覆盖构件136覆盖,能抑制磁通量从各部分芯130泄漏,能够使磁通量更加有效地集中于开口端面134。此外,流入工具侧线圈128的电压随着频率提高会在芯构件内转换成热等而容易衰减,但是在本实施方式中,通过在周向上分断工具侧芯126而缩短芯的周向长度,也能降低该衰减。
而且,在本实施方式中,由盘状体122、焊盘148和屏蔽构件170构成电磁屏蔽构造,能够减轻从工具侧芯126、主体侧芯152漏出的磁力线对其他的电子零件造成影响的可能性、或减轻来自其他的电子零件的磁力线对工具侧芯126、主体侧芯152的电磁感应作用造成影响的可能性。特别是在工具侧线圈单元118和主体侧线圈单元120中,盘状体122、焊盘148自身由电磁屏蔽构件形成,也不需要特别地设置电磁屏蔽构件,能削减零件件数。另外,特别是在本实施方式中,通过分别在工具侧芯126与盘状体122之间、主体侧芯152与焊盘148之间夹设有覆盖构件136,能够降低工具侧芯126、主体侧芯152的电磁能量被上述盘状体122、焊盘148吸收降低的可能性等,能进行更加稳定的传输。
因此,如图11~12所示那样实际制作具有上述实施方式的构造的工具自动更换装置的机器人装置,并确认其动作。其结果,即使在大致再现实际的动作环境的设置状况下,也能确认到该机器人装置能够高精度稳定地动作,如上所述的各种效果都能够有效地发挥。
以上,详述了本发明的一实施方式,但是这不是所有的例示,本发明不能由被该实施方式的具体记载做出任何限定性的解释。另外,在以下的说明中,对具有与上述实施方式相同的构造的构件和部位,通过分别在图中标注与上述实施方式相同的附图标记,省略这些构件和部位的详细说明。
例如,在上述工具更换器10中,由于一次侧线圈单元44被施力而成从组件主体71突出的状态,设于两线圈单元44、80的两芯构件54的端面60始终成为接触状态,然而两芯构件54的端面60未必需要始终维持接触状态,既可以为始终隔开规定距离的非接触状态,也可以例如在臂构件16快速移动而使两组件30a、30b的分离距离暂时性增大的情况下暂时性地分离等。而且,即使在两芯构件54的端面60互相分离的情况下,根据本发明的构造的两线圈单元44、80,在芯构件54的除了端面60之外的外周设有间隔构件56,所以能使磁通量集中于芯构件54的端面60,能进行更加稳定地传输。因此,例如在上述实施方式中,未必需要用于使一次侧线圈单元44突出的螺旋弹簧76、保持架70等,也可以在供电信号用组件30a中,将一次侧线圈单元44固定地设置在组件主体71上等。
此外,如在图13中以上述工具更换器10的信号用一次侧线圈头48和信号用二次侧线圈头84为例子示意地所示那样,也可以使一方(在图13中为信号用一次侧线圈头48)的芯构件54的直径尺寸大于另一方(在图13中为信号用二次侧线圈头84)的芯构件54的直径尺寸等。这样一来,即使在两芯构件54之间产生与轴向垂直方向(图13中为上下方向)的偏离的情况下,也能很好地维持相互的端面60的相对状态,能进行可靠性更高的传输。在此,更优选的是,一方(在图13中为信号用一次侧线圈头48)的芯构件54的直径尺寸比另一方(在图13中为信号用二次侧线圈头84)的芯构件54的直径尺寸大的量,大于在与两供电信号用组件30a、30b之间的相对方向正交的方向(在图13中为上下方向)上的最大位移量。这样一来,能够始终维持两端面60的相对状态。
此外,在上述工具更换器10的两供电信号用组件30a、30b上分别设有1个线圈单元44、80,但是例如如图14示意地所示,也可以在1个组件上设有多个线圈单元。在图14中的保持架70上形成有2个单元插孔74,在上述各单元插孔74中以突出状态配设有线圈单元44a、44b。而且,在线圈单元44a上设有电力用一次侧线圈头46,另一方面,在线圈单元44b上设有信号用一次侧线圈头48a~48e。当然,也可以不借助保持架70,将多个线圈单元设为1个组件等。此外,如图14明确可知,线圈头的配设方式当然丝毫不受限定。
另外,在上述工具更换器10中,当然例如也能取下电力用一次侧线圈头46和电力用二次侧线圈头82,利用信号用一次侧线圈头48a~48e和信号用二次侧线圈头84a~84e只进行电信号的传输等。
此外,图15示意地表示上述可动部的无线束装置中的作为与第一线圈单元不同方式的工具侧线圈单元180。工具侧线圈单元180具有在作为第一支承构件的盘状体182上设有作为线圈头的工具侧线圈头183的构造。在此的结构为,本实施方式的盘状体182具有分开构造,作为部分支承构件的部分盘状体184对通过互相配合等连结在一起。
部分盘状体184具有笔直地延伸的柱状部186,并且在柱状部186的一端部,具有半圆环形状的环状部188。另外,部分盘状体184与上述盘状体122相同,为由如电磁屏蔽效果高的上述例示那样的构件等形成的高屏蔽效果构件。而且,在该各部分盘状体184内配设有例如由铜等形成的导线190。这种状态下的导线190在柱状部186内从基端部191沿着柱状部186笔直地延伸,之后,在环状部188内的外侧部分沿着环状部188延伸。而且,导线190在环状部188的延伸前端部朝向环状部188的内侧弯曲之后,在环状部188内的内侧部分沿着环状部188朝向柱状部186延伸,延伸端部192在部分盘状体184的柱状部186与设于与另一方的部分盘状体184相对位置的部位的接合器193电连接。总之,导线190在环状部188的延伸前端部被折回,在环状部188的内侧和外侧沿着环状部188配设。而且,利用配设在环状部188内侧的导线190形成大致半圆形状的线圈形成部194,在该线圈形成部194中组合有多个部分芯130。
具有这样的构造的部分盘状体184对,以由环状部188围绕旋转轴116的方式通过互相嵌合等而连结在一起。在该连结状态下,一对部分盘状体184的接合器193互相连接,一对导线190的延伸端部192互相串联地电连接,并且利用一对线圈形成部194,作为整体形成具有大致圆形状的作为第一线圈构件的工具侧线圈196。由此,构成在部分芯130上组合有工具侧线圈196的工具侧线圈头183。另外,利用一对部分盘状体184构成支承工具侧线圈头183的作为第一支承构件的盘状体182,利用一对环状部188的内周面形成供旋转轴116贯穿的轴插孔138。
这样一来,通过隔着旋转轴116地将一对部分盘状体184互相连结,能形成工具侧线圈头183和外套于旋转轴116的盘状体182。由此,例如能容易地将工具侧线圈头183组装到现有的机器人装置等上,也能容易地将可动部的无线束装置应用于现有的机器人装置等中。
另外,特别是在图15所示的部分盘状体184中,考虑到互相连结的容易性等,使接合器193位于柱状部186的延伸端部192,由此在一对线圈形成部194之间形成有规定的间隔:W,然而优选该间隔:W尽可能地小。在此,例如也可以使接合器193更靠近地位于环状部188的内周面,进一步减小间隔:W等。
此外,在图15中,为了容易理解,作为工具侧线圈196而例示了圈数为1的线圈,然而例如如图16示意地所示的作为线圈构件的另一不同方式的工具侧线圈200那样,能在周向上分开具有多圈的线圈地构成。为了构成这样的工具侧线圈200,例如,首先如图16的(a)所示,准备4根图15所示的导线190逐对组合,从而形成2个由图15所示的一对线圈形成部194构成的圆形状。然后,串联连接各导线190。具体而言,与图15所示的工具侧线圈196同样地,用接合器193将通过配合由线圈形成部194形成的圆形状的一对导线190的延伸端部192互相连接。而且,用接合器202将由线圈形成部194形成圆形状的一对导线190的一个基端部191与形成圆形状的另一对导线190的一基端部191互相连接。
由此,4条导线190被串联连接,在电流传输路径上形成有由线圈形成部194构成的2个圆形状。而且,在轴向看(图16中与纸面垂直的方向)以电流的方向相同的方式使由线圈形成部194构成的2个圆形状互相重叠。具体而言,位于图16的(a)所示的“A”~“H”的部位分别位于图16的(b)的“A”~“H”。这样一来,能够利用接合器193和接合器202得到在周向上能分开的、多圈卷绕于部分芯130上的工具侧线圈200。另外,图16所示的工具侧线圈200是圈数为2的线圈,但是在构成具有更多圈数的能在周向上分开的线圈的情况下,同样地,通过将多条导线190进一步串联连接,形成更多个由一对线圈形成部194构成的圆形状,在轴向看以电流的方向相同的方式重合该圆形状。此外,在图16的(b)中,为了容易理解,在每个互相连接的延伸端部192和基端部191上设有接合器193、202,然而当然也能够用单一的接合器构成这些接合器193、202。
而且,构成第一芯构件的部分芯构件和第二芯构件的具体形状没有特别限定。例如,如图17示意地所示,作为部分芯130,也可以用呈直线状延伸的构件。另外,部分芯构件和第二芯构件不限定于截面为U字形状的构件,例如也能够优选采用E字形状、I字形状的构件等。而且,部分芯构件无需在第一芯构件的周向上隔开等间隔地配设,也可以使分离距离在各部分芯构件之间不同。在该情况下,以在任一周向位置上与至少一个部分芯构件相对的方式,将与部分芯构件相对的第二芯构件设定成大于在多个部分芯构件的周向分离距离中最大距离的周向长度。
此外,能适宜地变更第一芯构件和第二芯构件的配设位置和相对方向。在图18~图22中示意地表示几个优选的例子,然而应该理解为,并不表示第一芯构件和第二芯构件的配设方式限定于这几个优选的例子。
首先,在图18中,在盘状体122的一个面上呈同心轴状地设有直径尺寸互不相同的4个工具侧线圈头124,另一方面,在焊盘148上设有与上述4个工具侧线圈头124相对应的4个主体侧线圈头150。这样一来,能利用1个盘状体122和1个焊盘148构成4条传输通路。另外,只在盘状体122的一个面上设有工具侧线圈头124的情况下,如上述图10所示的焊盘148和主体侧线圈头150那样,优选使盘状体122的厚度尺寸与工具侧线圈头124的高度尺寸(图10中为左右方向尺寸)相等,形成沿盘状体122的厚度方向贯穿的通孔,并且将工具侧线圈头124插入该通孔并固定在该通孔中。这样一来,能够容易地将部分芯130的开口端面134与盘状体122的端面140对齐。
此外,在图19中,分别在盘状体122的两面上各自呈同心轴状地配设有直径尺寸互不相同的2个工具侧线圈头124,总计设有4个的工具侧线圈头124,另一方面,分别在一对焊盘148上设有与设于盘状体122的一个面上的2个工具侧线圈头124相对应的2个主体侧线圈头150。而且,使上述盘状体122和一对焊盘148在旋转轴116的轴向上隔开规定距离地位于相对位置。这样一来,也能进一步缩小盘状体122的直径尺寸。
另外,在图20中,在旋转轴116的轴向上排列设有2组由盘状体122和焊盘148组成的组,该盘状体122在一个面上呈同心轴状地设有直径尺寸互不相同的2个工具侧线圈头124,该焊盘148设有与上述2个工具侧线圈头124相对应的2个主体侧线圈头150。而且,在图21中,在旋转轴116的轴向上排列地配设有4组由具有1个工具侧线圈头124的盘状体122和与该工具侧线圈头124相对应的焊盘148组成的组。在这些构造中,总计也能构成4条传输通路。
另外,第一线圈头和第二线圈头的相对方向不仅可以是旋转轴的旋转中心轴线方向,也可以是与旋转轴的旋转中心轴线方向正交的方向。例如,分别在图22的盘状体122上的旋转轴116的轴向的两面上各只设置一个工具侧线圈头124,并且,在旋转轴116的与轴向正交的方向的端面上,即在盘状体122的外周面(图22中为上下方向端面)上还设有另1个工具侧线圈头124。对于设于该盘状体122的外周面的工具侧线圈头124的部分芯130,在与旋转轴116的轴向正交的方向上朝向盘状体122的外侧配设该部分芯130的开口端面134。
而且,分别在各焊盘148上设有与分别设于盘状体122的两面上的工具侧线圈头124相对应的主体侧线圈头150,一对焊盘148在旋转轴116的轴向上隔开规定距离,隔着盘状体122位于互相相对的位置。另外,具有与设于盘状体122的外周面的工具侧线圈头124相对应的主体侧线圈头150的焊盘148在与旋转轴116的轴向正交的方向上隔开规定距离,位于与盘状体122相对的位置。另外,以焊盘148的主体侧芯152的开口端面158在与旋转轴116的轴向正交的方向上朝向盘状体122的状态配设该焊盘148的主体侧芯152,该焊盘148的主体侧芯152在与旋转轴116的轴向正交的方向上位于与盘状体122相对的位置,开口端面158在与旋转轴116的轴向正交的方向上隔开规定距离地、位于与设在盘状体122的外周面上的部分芯130的开口端面134相对位置。由此,利用由在旋转轴116的轴向上位于相对位置的一对工具侧线圈头124和主体侧线圈头150组成的组、以及由在与旋转轴116的轴向正交的方向上位于相对位置的1个工具侧线圈头124和主体侧线圈头150组成的组,构成总计3个传输通路。另外,当然也能够在盘状体122的外周面在旋转轴116的轴向上排列地设置多个工具侧线圈头124。
此外,上述实施方式所示的作为第二芯构件的主体侧芯152为不沿整周连续的形状,但是也可以使第二芯构件为沿整周连续的环形状。
另外,第一支承构件未必需要与旋转轴连结,也可以直接固定在第一构件上。例如,在上述的实施方式中,也可以将盘状体122直接地固定在工具侧臂构件112上等。另外,例如也可以在第一构件上一体成形沿与旋转中心轴线正交的方向延伸的凸缘状部,并将该凸缘状部用作第一支承构件等,将第一支承构件与第一构件一体形成等,对于第二支承构件,也能与第二构件一体形成。
此外,也可以用可动部的无线束装置,取代上述电信号而传输电力等,或传输上述电信号以及电力等。例如,在上述实施方式的可动型变压器110中,具有2组由工具侧线圈单元118和主体侧线圈单元120组成的组,也可以用上述2组中的一组传输电力。这样一来,能够在工具侧臂构件112和主体侧臂构件114之间不用电缆地传输电信号和电力,例如对于位置传感器等由比较小的电力进行驱动的设备,能由可动型变压器110构成信号传递路径以及电力供给路径。
另外,虽然未一个一个地列举,但是本发明能够基于本领域技术人员的知识在加以各种变更、修正、改良等的状态下实施,此外,那样的实施方式只要不脱离本发明的主旨,当然都包含于本发明范围内。
附图标记说明
22:机器人侧连接器;24:工具侧连接器;30:供电信号用组件;44:一次侧线圈单元;46:电力用一次侧线圈头;48a~48e:信号用一次侧线圈头;50:壳体;52:线圈构件;54:芯构件;56:间隔构件;60:端面;80:二次侧线圈单元;82:电力用二次侧线圈头;84a~84e:信号用二次侧线圈头。
Claims (41)
1.一种工具自动更换装置用组件,其用于工具自动更换装置中,该工具自动更换装置能够将安装在机器人的主体侧和工具侧中任意一侧上的第一连结构件和安装在机器人的主体侧和工具侧中另一侧上的第二连结构件互相分离地连结,该工具自动更换装置用组件由能够装卸地设于该第一连结构件上的第一组件和能够装卸地设于该第二连结构件上的第二组件构成,通过能够在上述第一组件和第二组件之间传输电信号而能够在该第一连结构件和该第二连结构件之间传输电信号,其特征在于,
在线圈构件上组合芯构件,设置由磁路的开放面构成的传输面,该磁路由该芯构件形成,在该芯构件的除了该传输面之外的外周配设电磁屏蔽构件,并且在该芯构件和该电磁屏蔽构件之间设有电磁屏蔽效果比该电磁屏蔽构件低的间隔构件,包括上述线圈构件、芯构件和间隔构件而构成线圈头,另一方面,用包括该线圈头和该电磁屏蔽构件而构成的线圈单元对,通过使该芯构件的传输面位于相互相对的位置,并利用电磁感应作用来构成传输电信号的相对型接口,将该相对型接口中的一个该线圈单元安装到上述第一组件上,并且将另一个该线圈单元安装到该第二组件上,由此能够在该第一组件和该第二组件之间传输电信号。
2.根据权利要求1所述的工具自动更换装置用组件,其特征在于,
上述芯构件为具有在轴向一侧开口的周槽的圆筒形状,并且通过在该周槽内配设有上述线圈构件,由该周槽的开口侧端面构成上述传输面。
3.根据权利要求1或2所述的工具自动更换装置用组件,其特征在于,
上述一对线圈单元的上述传输面能够在上述第一连结构件和上述第二连结构件连结状态下互相接触。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的工具自动更换装置用组件,其特征在于,
上述一对线圈单元中的一个线圈单元固定地设于上述第一组件和上述第二组件中的任意一个组件上,该一对线圈单元中的另一个线圈单元借助弹性支承部件设置在该第一组件和该第二组件中的另一个组件上,该弹性支承部件能够在该一对线圈单元的相对方向上在整个规定范围内位移。
5.根据权利要求4所述的工具自动更换装置用组件,其特征在于,
利用施力部件构成上述弹性支承部件,该施力部件对设于上述第一组件和上述第二组件中的任意一个组件上的上述线圈单元施力,使该线圈单元呈朝向该第一组件和该第二组件中的另一个组件突出的突出状态。
6.根据权利要求5所述的工具自动更换装置用组件,其特征在于,
利用上述施力部件而突出的上述线圈单元的最大突出量大于上述第一组件和上述第二组件的在该线圈单元的相对方向上的最大分离量。
7.根据权利要求5或6所述的工具自动更换装置用组件,其特征在于,
包括螺旋弹簧和卡定部而构成上述施力部件,该螺旋弹簧对上述线圈单元施加作用力,该卡定部卡定该线圈单元,阻止该线圈单元自上述第一组件或上述第二组件脱离。
8.根据权利要求7所述的工具自动更换装置用组件,其特征在于,
上述施力部件的结构为,包括收容上述线圈单元的保持架而构成,上述螺旋弹簧从在该保持架上的与该线圈单元的上述传输面相反一侧开口的开口部被插入该保持架内,使该螺旋弹簧在堵住该开口部的盖板和该线圈单元之间压缩变形,从而用该螺旋弹簧的复原力对该线圈单元施加作用力。
9.根据权利要求1~8任一项所述的工具自动更换装置用组件,其特征在于,
在与上述一对线圈单元中的一个线圈单元的上述传输面和另一个线圈单元的上述传输面的相对方向正交的方向上,该一个线圈单元的上述传输面比该另一个线圈单元的传输面大。
10.根据权利要求9所述的工具自动更换装置用组件,其特征在于,
上述一对线圈单元的一个线圈单元的上述传输面比另一个线圈单元的上述传输面大的量,大于与该线圈单元的相对方向正交的方向上的该第一组件和该第二组件之间的最大位移量。
11.根据权利要求1~10任一项所述的工具自动更换装置用组件,其特征在于,
分别在上述第一组件和上述第二组件的上述线圈单元上设有多个上述线圈头。
12.根据权利要求1~11任一项所述的工具自动更换装置用组件,其特征在于,
通过分别在上述第一组件和上述第二组件上设有多个上述线圈单元而设有多个上述线圈头。
13.根据权利要求11或12所述的工具自动更换装置用组件,其特征在于,
除了能够传输上述电信号之外,还能够传输电力,并且上述多个线圈头包括用于传输电力的电力用线圈头和用于传输信号的信号用线圈头而构成。
14.根据权利要求13所述的工具自动更换装置用组件,其特征在于,
上述电力用线圈头的上述传输面比上述信号用线圈头的上述传输面大。
15.根据权利要求1~14任一项所述的工具自动更换装置用组件,其特征在于,
除了能够传输上述电信号之外,还能够传输电力。
16.根据权利要求1~15任一项所述的工具自动更换装置用组件,其特征在于,
作为上述电信号,包括传感器信号、编码器信号、串行信号中的至少1个。
17.根据权利要求1~16任一项所述的工具自动更换装置用组件,其特征在于,
上述电磁屏蔽构件由铝、铜、铁、镍、磁铁矿、钆、钴、费里磁性体、导电性粉末材料、导电性涂料材料中的至少1种形成。
18.根据权利要求1~17任一项所述的工具自动更换装置用组件,其特征在于,
上述间隔构件由聚四氟乙烯、环氧树脂、塑料、木材、纸、布、非导电性涂料、增强塑料、玻璃、天然树脂、合成树脂中的至少1种形成。
19.一种工具自动更换装置,该工具自动更换装置为将安装在机器人的主体侧和工具侧中的任意一侧上的第一连结构件和安装在机器人的主体侧和工具侧中的另一侧上的第二连结构件能够互相分离地连结的工具自动更换装置,其特征在于,
具有上述权利要求1~18任一项所述的工具自动更换装置用组件。
20.一种机器人,其特征在于,
该机器人具有上述权利要求19记载的工具自动更换装置。
21.根据权利要求20所述的机器人,包括可动部的无线束装置,
该可动部的无线束装置在由旋转轴连结而绕该旋转轴旋转且能互相相对旋转的第一构件和第二构件的连结部分处,包括安装于该第一构件上的第一线圈单元和安装于该第二构件的第二线圈单元而构成,
通过在圆周上相互分离地配设多个部分芯构件而构成第一芯构件,并且在该第一芯构件上组装在配设有上述多个部分芯构件的圆周上延伸的第一线圈构件,构成该第一线圈头,在该第一线圈头上利用该部分芯构件形成由磁路的开放面形成的第一传输面,并且通过由第一支承构件支承该第一线圈头,构成多个该部分芯构件在该第一支承构件上呈圆周状配设的上述第一线圈单元,
另一方面,以比在该第一芯构件上的周向相邻的该部分芯构件的周向分离距离的最大值大的周向长度构成第二芯构件,并且在该第二芯构件上组装第二线圈构件而构成第二线圈头,在该第二线圈头上利用该第二芯构件形成由磁路的开放面形成的第二传输面,并且通过由第二支承构件支承该第二线圈头而构成上述第二线圈单元,
该可动部的无线束装置在使上述第一芯构件位于与该旋转轴的旋转中心轴同轴线的位置的状态下将该第一线圈单元安装到该第一构件上,并且将该第二线圈单元安装到该第二构件上,
由此使该第二芯构件的该第二传输面以与该第一芯构件的该第一传输面隔开规定距离并能绕该旋转中心轴线相对旋转的方式位于与该第一芯构件的该第一传输面相对的位置,并且通过配设成即使该第二芯构件位于任一周向位置上,该第二芯构件都与多个该部分芯构件中的至少一个部分芯构件成为相对状态,能够在上述第一线圈头和第二线圈头之间利用电磁感应传输电信号。
22.根据权利要求21所述的机器人,其特征在于,
上述第二芯构件为沿上述第一芯构件的周向部分地延伸的形状。
23.根据权利要求21或22所述的机器人,其特征在于,
通过上述多个部分芯构件的周向长度互相相等,并且上述多个部分芯构件呈同心圆状地在周向上隔开等间隔地配设,而构成上述第一芯构件。
24.根据权利要求21~23任一项所述的机器人,其特征在于,
上述多个部分芯构件为具有互相相等的曲率的圆弧形状,并且上述第二芯构件为具有与该部分芯构件相等的曲率地沿周向延伸的形状。
25.根据权利要求21~24任一项所述的机器人,其特征在于,
上述第一线圈头的与上述第二芯构件相对的相对方向上的尺寸同上述第一支承构件的与该第二芯构件相对的相对方向上的厚度尺寸相等,在该第一支承构件上在与该第二芯构件相对的相对方向上贯穿该第一支承构件地设置有通孔,该第一线圈头呈插入该通孔内的状态组装在该第一支承构件上。
26.根据权利要求21~25任一项所述的机器人,其特征在于,
上述第二线圈头的与上述第一芯构件相对的相对方向上的尺寸同上述第二支承构件的与该第一芯构件相对的相对方向上的厚度尺寸相等,在该第二支承构件上在与该第一芯构件相对的相对方向上贯穿该第二支承构件地设置的通孔,该第二线圈头呈插入该通孔内的状态组装在该第二支承构件上。
27.根据权利要求21~26任一项所述的机器人,其特征在于,
上述第一支承构件由在周向上部分地延伸的多个部分支承构件构成,通过设于上述各部分支承构件上的导线互相连接,构成上述第一线圈构件。
28.根据权利要求27所述的机器人,其特征在于,
上述第一支承构件由具有半圆形状的一对上述部分支承构件构成,在各该部分支承构件上的上述导线处形成沿该部分支承构件的周向延伸的线圈形成部,在该线圈形成部上组合上述部分芯构件,另一方面,使该导线在该部分支承构件的周向的一端部折回,在另一端部能够与设于另一该部分支承构件上的该导线连接,由此,在上述部分支承构件组合状态下,由各该线圈形成部构成上述第一线圈构件。
29.根据权利要求21~28任一项所述的机器人,其特征在于,
上述第一芯构件的上述第一传输面和上述第二芯构件的上述第二传输面在上述旋转中心轴线的轴向上位于相对位置。
30.根据权利要求21~28任一项所述的机器人,其特征在于,
上述第一芯构件的上述第一传输面和上述第二芯构件的上述第二传输面在与上述旋转中心轴线的轴向正交的方向上位于相对位置。
31.根据权利要求21~30任一项所述的机器人,其特征在于,
在上述第一芯构件和上述第二芯构件中的至少一个芯构件上的、除了上述第一传输面或上述第二传输面之外的外周,配设有具有高电磁屏蔽效果的高屏蔽效果构件。
32.根据权利要求31所述的机器人,其特征在于,
上述第一支承构件和上述第二支承构件中的至少一个支承构件为上述高屏蔽效果构件。
33.根据权利要求21~32任一项所述的机器人,其特征在于,
上述第一线圈单元和上述第二线圈单元被具有高的电磁屏蔽效果的高屏蔽效果构件覆盖。
34.根据权利要求31~33任一项所述的机器人,其特征在于,
上述高屏蔽效果构件由铝、铜、铁、镍、磁铁矿、钆、钴、费里磁性体、导电性粉末材料、导电性涂料材料中的至少1种形成。
35.根据权利要求21~34任一项所述的机器人,其特征在于,
在上述第一芯构件和上述第二芯构件中的至少一个芯构件上的除了上述第一传输面或上述第二传输面之外的外周,配设有具有低电磁屏蔽效果的低屏蔽效果构件。
36.根据权利要求35所述的机器人,其特征在于,
在上述第一芯构件和上述第二芯构件中的至少一个芯构件上的除了上述第一传输面或上述第二传输面之外的外周,配设有具有高电磁屏蔽效果的高屏蔽效果构件,并且在该芯构件的外周和该高屏蔽效果构件之间配设有上述低屏蔽效果构件。
37.根据权利要求35或36所述的机器人,其特征在于,
上述低屏蔽效果构件由聚四氟乙烯、环氧树脂、塑料、木材、纸、布、非导电性涂料、增强塑料、玻璃、天然树脂、合成树脂中的至少1种形成。
38.根据权利要求21~37任一项所述的机器人,其特征在于,
具有多组由上述第一线圈单元和上述第二线圈单元组成的组。
39.根据权利要求38所述的机器人,其特征在于,
通过在上述第一支承构件上同心状地设置多个上述第一线圈头,一体地构成多个上述第一线圈单元。
40.根据权利要求39所述的机器人,其特征在于,
具有互相相等的直径尺寸的一对上述第一线圈头分别配设在安装于上述第一构件上的上述第一支承构件的上述旋转中心轴线的轴向两端部,并且与上述第一线圈头相对应的一对上述第二线圈头在该旋转中心轴线的轴向上隔着该第一支承构件配设于彼此的相反侧,该第一线圈头的上述第一传输面和该第二线圈头的上述第二传输面在该旋转中心轴线的轴向上互相隔开规定距离地位于相对位置。
41.根据权利要求21~40任一项所述的机器人,其特征在于,
利用上述可动部的无线束装置,不仅能够传输上述电信号,还能够传输电力。
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