CN102729247A

CN102729247A - 机器人

Info

Publication number: CN102729247A
Application number: CN2012100299033A
Authority: CN
Inventors: 马目俊文
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 2011-04-11
Filing date: 2012-02-10
Publication date: 2012-10-17
Anticipated expiration: 2032-02-10
Also published as: JP2012218118A; CN102729247B; JP5718134B2

Abstract

本发明提供一种机器人，其包括：基部；臂，能够以所述基部为中心在水平方向上旋转；中空的工作轴，沿上下方向延伸，并且以能够沿轴向移动且能够绕轴线旋转的方式被支承在所述臂上；驱动部，在上下方向上驱动所述工作轴；中空轴，以其内部与所述工作轴的内部彼此连通的方式连接于该工作轴的上端；线状部件，以经由所述工作轴和所述中空轴的内部的方式设置；以及罩，被安装在所述臂上，覆盖所述工作轴，且具有以所述中空轴向上方突出的方式供该中空轴贯穿的通孔。由此，能够实现廉价化。

Description

机器人

技术领域

本发明涉及一种机器人，其臂能够在水平方向上旋转，其中空的工作轴以能够上下移动且能够绕轴线旋转的方式被支承在该臂的前端，在该工作轴的内部能够插入配线和配管中的至少一者。

背景技术

一直以来，机器人被用于电子元件的安装作业中。在这种机器人中，为了不使配线和配管成为臂移动的障碍，例如在日本特开2001-277178号公报中记载有在工作轴的内部设置了配线和配管的机器人。该机器人包括：机器人支柱，具有机器人底座；第一臂，能够在水平方向上旋转地设于机器人支柱的上端；第二臂，能够在水平方向上旋转地设于第一臂的前端；安装轴，设置在第二臂的前端；以及中空的机器人花键轴，以能够上下移动且能够绕轴线旋转的方式设置在该安装轴内。

在上述机器人花键轴的下部，安装有具备电磁阀的空气集管、远程终端控制印刷电路板以及通过供应压缩空气而动作的机械手等。从机器人支柱经由第二臂延伸来的线缆和空气配管自机器人花键轴的上端开口起通过机器人花键轴的内部而从机器人花键轴的下端开口被拉出到外部，从而所述线缆连接于远程终端控制印刷电路板，空气配管连接于空气集管。

上述机器人花键轴通常通过高精度地加工例如钢等具有高刚性的金属材料而制造，其价格较高。在以往的机器人中，因为配线和配管配置在沿上下方向移动的机器人花键轴内，所以需要使该机器人花键轴突出到设于第二臂上部的罩的上方。故此，存在需要使用长尺寸的机器人花键轴、成本偏高的问题。

发明内容

本发明是为了应对上述问题而作出的，其的目的在于提供一种廉价的机器人。

本发明的机器人包括：基部；臂，能够以所述基部为中心在水平方向上旋转；中空的工作轴，沿上下方向延伸，并且以能够沿轴向移动且能够绕轴线旋转的方式被支承在所述臂上；驱动部，在上下方向上驱动所述工作轴；中空轴，以其内部与所述工作轴的内部彼此连通的方式连接于该工作轴的上端；线状部件，以经由所述工作轴和所述中空轴的内部的方式设置；以及罩，被安装在所述臂上，覆盖所述工作轴，且具有以所述中空轴向上方突出的方式供该中空轴贯穿的通孔。

在本发明的机器人中，线状部件并不是直接插入中空的工作轴，而是穿过连接于工作轴的上端的中空轴而插入工作轴。而且，该中空轴通过形成在收容工作轴的罩的上部的通孔并突出到外部。因此，本发明的机器人无需使用长尺寸的工作轴而使其突出到罩的外部。并且，由于中空轴为使线状部件通过的简单的结构即可，因此中空轴的强度和精度要求不高，能够降低成本。

附图说明

图1是表示本发明的第一实施方式所涉及的机器人(SCARA型机器人)的立体图。

图2是表示图1的SCARA型机器人的工作轴下降后的状态的立体图。

图3是表示SCARA型机器人的内部的剖视图。

图4是表示工作轴与中空轴的连接部的剖视图。

图5是表示在中空轴的上端开口固定了配线和配管的状态的立体图。

图6是表示从工作轴的下部所拉出的配线和配管连接于机械手的状态的立体图。

图7是表示本发明的第二实施方式所涉及的机器人(SCARA型机器人)的立体图。

图8是表示图7的SCARA型机器人的内部的剖视图。

图9是表示在工作轴的内部装入有配线和配管的状态的局部切除剖视图。

图10是表示从工作轴卸下中空轴后的状态的立体图。

图11是表示图10的工作轴连接于中空轴的状态的立体图。

图12是表示将前端侧配管安装到工作轴时的侧视图。

图13是表示将前端侧配线和前端侧配管连接于图12的工作轴时的立体图。

图14是表示在本发明的第三实施方式所涉及的机器人(SCARA型机器人)中，工作轴连接于中空轴的状态的立体图。

图15是图14的纵剖视图。

图16是表示将中空轴安装到工作轴时的立体图。

图17是表示将前端侧配线连接于本发明的第三实施方式所涉及的机器人(SCARA型机器人)所具有的工作轴时的立体图。

图18是表示连接配线和连接配管连接于图17的工作轴的状态的立体图。

图19是表示安装中空轴前的SCARA型机器人的立体图。

具体实施方式

下面基于参照说明本发明的实施方式。

(第一实施方式)

图1至图3表示本发明所涉及的第一实施方式的机器人即SCARA型机器人(平面关节型机器人)A。SCARA型机器人A包括基座部10、第一臂18、第二臂20以及设于第二臂20的升降旋转驱动装置30。

所述基座部10被固定设置于地板或台面等上。如图3所示，该基座部10包括：矩形箱形的壳体11；固定设置于壳体11内的上部的马达12；以及组装于马达12的上部且固定设置于壳体11的上表面部11a的减速机13。另外，在本说明书中，前后方向是指与图3的纸面正交的方向(面前侧为前方向)，在以下的说明中，上下方向以及左右方向基于图3设定。

在壳体11的上表面部11a的左侧部分形成有安装用孔11b。马达12和减速机13借助该安装用孔11b被安装于上表面部11a。马达12包括经由轴承旋转自如地支承在马达壳体12a上的旋转轴12b、设于旋转轴12b的外周的转子、与转子的外周相向地设置的定子和旋转检测用解算器等。该马达12以其旋转轴12b从下方向上方经所述通孔11b内贯穿的方式设置于所述壳体11内，在该旋转轴12b连接于减速机13的输入部14的状态下，通过马达壳体12a被固定在上表面部11a的下表面而被组装于该壳体11中。

减速机13是公众所知的谐波驱动减速器(Harmonic Drive，注册商标)，其包括连接于马达12的旋转轴12b的输入部13a和连接于第一臂18的输出部13b。在输出部13b的外周设有轴承14，利用该轴承14，第一臂18能够相对于壳体11旋转地被支承。马达12的驱动力经由旋转轴12b、输入部13a和输出部13b减速后传递到第一臂18。

在壳体11的右侧面部11c的上部，利用安装部件15a固定有朝向后述的罩51延伸的具有柔韧性的管(cable)15的一端部。在管15的内部收容有各种配线、抽吸用配管等。此外，在壳体11的右侧面部11c的下部，设有用于将壳体11内的各种配线、抽吸用配管等的各端部连接于壳体11的外侧的配线和配管16的配线配管用连接器16a。该配线配管用连接器16a与管15内的配线以及配管在壳体11内连接。

第一臂18形成为长圆形的板状。在第一臂18的下表面的右侧部分形成有顶面的高度较低的安装用凹部，在该安装用凹部中固定有减速机13的输出部13b。而且，在第一臂18的上表面的左侧部分也形成有同样深度较浅的安装用凹部，在该安装用凹部中经由马达21和减速机22安装有第二臂20(相当于本发明中的臂)。

第二臂20与第一臂18相比，形成为长轴方向较长的长圆形的板状，在其右侧部分形成有上下贯穿的安装用孔23。马达21被固定于该第二臂20。具体而言，旋转轴21b(相当于本发明中的基部)以从上方向下方贯穿所述安装用孔23内的方式设置，马达壳体21a被固定在第二臂20的上表面，从而马达21被组装于第二臂20。马达21的上下方向的配置关系与马达12相反，但是马达21由与马达12相同机型的马达构成。

减速机22的上下方向的配置关系也与减速机13相反，但是减速机22由与减速机13相同机型的减速机构成，减速机22包括连接于马达21的旋转轴21b的输入部22a和连接于第一臂18的输出部22b。减速机22使马达21的旋转轴21b的旋转减速后传递到第一臂18。在输出部22b的外周设有轴承24，借助该轴承24，第二臂20能够旋转地被支承在第一臂18上。马达21的驱动力经由旋转轴21b、输入部22a和输出部22b减速后传递到第一臂18。另外，在第二臂20的左侧部分形成有用于供后述的工作轴32贯穿的安装用孔25。

升降旋转驱动装置30设于第二臂20的左侧，包括纵长的罩31、贯穿安装用孔25并垂直地设置的中空的工作轴32、使工作轴32绕其轴线旋转的旋转装置33、和使工作轴32沿上下方向移动的升降装置40。在本实施方式中，升降装置40相当于本发明中的驱动部，罩31相当于本发明中的罩。

在工作轴32的上端部，连接有贯穿形成于罩31的上表面的通孔31a并延伸到外部的中空轴45。罩31设于第二臂20的上表面的左侧，覆盖工作轴32、旋转装置33和升降装置40中的位于所述第二臂20的上方的位置的部分。此外，在罩31的上表面的右侧部分形成有向上方突出的有顶筒状的突出收容部31b。

旋转装置33包括中空型的马达34和减速机35，所述工作轴32贯穿所述马达34和减速机35。马达34以贯穿安装用孔25的状态被固定于第二臂20。马达34包括由旋转自如地被支承在马达壳体34a内的圆筒状的旋转轴34b、设于旋转轴34b的外周的转子、与转子的外周相向地设置的定子和旋转检测用解算器等。减速机35由与减速机13、22相同机型的减速机构成，包括输入部35a和输出部35b。而且，在输出部35b的外周设有轴承36。

在轴承36的外轮上，经由安装部件37a连接有滚珠花键螺母37。在滚珠花键螺母37的内周面上，在周向上以恒定间隔形成多个纵槽。另一方面，工作轴32由在外周部的外周面上形成有多个纵槽32a的钢制的滚珠花键轴构成，在纵槽32a啮合于滚珠花键螺母37的纵槽的状态下，工作轴32能够上下移动地被插入在马达34、减速机35和滚珠花键螺母37中。而且，通过工作轴32的下部借助滚珠花键螺母37和轴承36旋转自如地被支承在第二臂20上，工作轴32通过马达34的工作与滚珠花键螺母37一起被旋转驱动。

工作轴32的上端部被支承在升降装置40所具有的连接部件41上。具体而言，如图4所示，工作轴32以借助上下两层方式设置的轴承38a、38b能够绕轴线旋转且沿上下方向被固定的状态被支承在连接部件41上。升降装置40包括连接部件41、滚珠丝杠螺母42、滚珠丝杠轴43和马达44。马达44被固定在第二臂20的安装有马达34的部分的右侧。滚珠丝杠轴43连接于马达44的旋转轴，通过马达44的工作而旋转。

滚珠丝杠螺母42以与滚珠丝杠轴43的上端部螺合的状态被保持在连接部件41上。根据该结构，在通过马达44的工作而滚珠丝杠轴43绕轴线旋转时，滚珠丝杠螺母42沿滚珠丝杠轴43上下移动，并且随着该移动，工作轴32借助连接部件41上下移动。另外，滚珠丝杠轴43的上端部分被收容在罩31的突出收容部31b内。

在工作轴32的上端，经由轴承螺母46连接有中空轴45。中空轴45由铝制的管部件构成，其外径和内径被设定为与工作轴32大致相同，在表面实施有防蚀铝处理。由此，中空轴45具有抗蚀性和耐磨损性且兼具美观。此外，在中空轴45的下端部形成有沿扩径方向突出的连接用凸缘部47，在凸缘部47的下表面外周，形成有沿着凸缘部47的外周缘向下方突出的环状的突起47a。在凸缘部47中的突起47a的内侧的部分，形成有上下贯穿的多个螺纹通孔47b。

轴承螺母46具有圆筒状的螺母主体46a和从该螺母主体46a的上部外周沿扩径方向延伸的凸缘部46b。轴承螺母46(螺母主体46a)螺合、固定于工作轴32的上端外周面上。轴承螺母46的凸缘部46b具有能够嵌合于中空轴45(凸缘部47)的突起47a的内侧的形状，并且以与凸缘部47的螺纹通孔47b相同的间隔具有上下贯穿的多个螺纹孔46c。在中空轴45的突起47a的内侧嵌合有凸缘部46b的状态下，中空轴45与工作轴32对接，通过在该状态下螺钉48从上方通过各螺纹通孔47b并螺合、插入各螺纹孔46c中，中空轴45连接于工作轴32。

在第二臂20的上表面的右侧，设有与罩31并排且比罩31小的罩51。罩51的高度被设定为罩31的高度的一半左右，且具有下表面和左侧面敞开的大致矩形的箱形的形状。罩51通过下表面的敞开缘部抵接第二臂20的上表面，且左侧面的敞开缘部抵接罩31的右侧面，固定于第二臂20和罩31。在罩31的右侧面的下部形成有开口，由罩31和罩51在内部连通。此外，在罩51的上表面的左侧部分，利用安装部件15b固定有从壳体11的上表面部11a延伸来的管15的前端部。

配线52a和配管52b(相当于本发明中的线状部件)从罩51的上表面右侧朝向中空轴45的上端延伸。配线52a和配管52b的基端侧部分被固定于包括设于罩51的上表面的配线连接器和配管接头的连接部件52c。另外，配线52a和配管52b的基端侧经由连接部件52c，分别连接于通过管15并被引入到罩51内的图外的配线和配管。

此外，在第二臂20的前后侧部且左右方向的中央部分，设有沿罩31和罩51之间的交界部分延伸且上部位于比罩31的上表面更靠上方的位置的“コ”字状的支架53。在支架53上隔有指定间隔地形成有多个螺纹通孔53a。配线52a和配管52b沿着支架53的前侧的上下延伸的部分而设置，并在多个部位利用尼龙夹具54固定在支架53上。尼龙夹具54利用螺栓54a和图外的螺母被固定在支架53上。

配线52a和配管52b的前端侧部分穿过中空轴45和工作轴32的内部后，从工作轴32的下端延伸到外部。此外，如图5所示，在中空轴45的上端安装有固定用支架55，配线52a和配管52b由支架55被固定于中空轴45的上端。支架55是具有分别在外周缘侧隔有间隔地形成有多个螺纹通孔的水平片55a和垂直片55b的“L”形的部件，在水平片55a的中央形成有用于供配线52a和配管52b通过的通孔。

此外，在中空轴45的上端，形成有包括多个螺纹孔的凸缘部45a。支架55以水平片55a的通孔与中空轴45的上端开口对合的方式设置于凸缘部45a的上表面，利用螺钉56固定于中空轴45。配线52a和配管52b利用两个尼龙夹具57、各四个螺栓57a和螺母(未图示)固定在垂直片55b上。

对于所述连接部件52c和支架55之间的配线52a和配管52b的长度而言，考虑到图1和图2所示的中空轴45的移动范围(中空轴45的升降行程)和中空轴45沿绕轴线的方向旋转时的扭曲，被设定为能够追随中空轴45且不产生松弛的长度。此外，以在中空轴45位于其移动范围的下端(图2所示的位置)时，安装有支架55的上端部从罩31的上表面向上方突出到比该罩31的上表面稍微靠上方的位置的方式，设定了中空轴45的长度和高度。

此外，如图6所示，在工作轴32的下部，借助接合器58安装有机械手58a。在机械手58a上安装有工具等作业用具(省略图示)、夹具、作业臂和抽吸装置等作业装置(省略图示)，并且安装有传感器58b。通过壳体11内、管15内的各种配线和配管中的一部分配线和配管连接于马达12、21、34、44等，其余的配线和配管(配线52a和配管52b)连接于安装在机械手58a上的作业装置、传感器58b。此外，配线52a、通过管15内的配线和配管16内的配线连接于控制装置(未图示)、电源，由此，SCARA型机器人A所具备的各装置根据控制装置的控制而动作。另外，配线52a和配管52b中的配置于工作轴32的下端部与机械手58a和传感器58b之间的部分的长度被设定为在所需最小限定的范围内具有余量的长度。

接着，说明该SCARA型机器人A例如被应用为向基板等安装电子元件的元件安装机的情况。

在该情况下，基板等安装电子元件的部件被设置于指定的部位，并且电子元件被准备在指定的部位。此外，在工作轴32的下部的机械手58a上安装有抽吸装置，在该抽吸装置上作为配管52b连接有与外部的负压装置连通的负压管。而且，若进行开电门等的操作，在SCARA型机器人A则开始如下动作：第一臂18相对于基座部10以马达12的旋转轴12b为中心在水平面上旋转，并且第二臂20相对于第一臂18以马达21的旋转轴21b为中心在水平面上旋转，由此，工作轴32移动到电子元件的设置部位。

接着，通过马达34、44的工作，工作轴32的下端的抽吸装置下降并且绕轴线旋转，由此抽吸装置被定位于能够吸附电子元件的位置。在该状态下，通过抽吸装置的工作而吸附电子元件。接着，通过马达44的工作而抽吸装置上升，此外，通过马达12、21的工作，第一臂18相对于基座部10旋转，第二臂20相对于第一臂18旋转，由此，抽吸装置移动到基板的指定位置的上方。接着，通过马达34、44的工作，抽吸装置下降并且绕轴线旋转，由此电子元件被设置在基板的设定位置。在该状态下，抽吸装置对电子元件的吸引被解除，电子元件被安装在基板上。然后，通过反复进行上述动作，多个电子元件依次被安装在基板上。

SCARA型机器人A如上所述地动作时，由于配线52a和配管52b不产生松弛地架设在设于第二臂20的支架53的上部和中空轴45的上端之间，所以不会成为SCARA型机器人A的动作的障碍。

如上所述，对于本实施方式所涉及的SCARA型机器人A，中空轴45借助轴承螺母46能够装卸地连接在工作轴32的上端，配线52a和配管52b从中空轴45的上端开口通过该中空轴45和工作轴32的内部。而且，中空轴45从罩31的通孔31a突出到外部，工作轴32不突出到罩31的外部。根据该结构，能够抑制工作轴32长尺寸化。此外，由于中空轴45不要求如工作轴32那样的强度、加工精度，所以仅需要使配线52a和配管52b通过的简单的结构即可，如上所述，能够由廉价且较轻的铝构成。因而，有助于SCARA型机器人A的制造成本的降低。此外，在中空轴45损坏的情况下，能够方便地更换新的中空轴45。

在工作轴32和中空轴45位于沿上下方向移动时的下端位置时，中空轴45的上端部位于罩31的通孔31a的上方的位置。因此，在中空轴45上下移动时，配线52a和配线52b不会被通孔31的周缘部摩擦而损耗。此外，由于配线52a和配线52b利用支架55固定在中空轴45的上端部，所以由此也能够防止配线52a和配线52b被中空轴45的上端开口的周缘部摩擦而损耗。

另外，本实施方式所涉及的SCARA型机器人A，虽然在罩31内设置了工作轴32和滚珠丝杠轴43，从而罩31内的空闲的空间较少，但是由于配线52a和配管52b穿过了中空轴45和工作轴32的内部，因此具有无需另外设置用于设置配线52a和配管52b的空间的优点。

(第二实施方式)

图7和图8表示本发明的第二实施方式所涉及的SCARA型机器人B。该SCARA型机器人B的结构与SCARA型机器人A的结构的主要不同点在于，替代SCARA型机器人A中的升降旋转驱动装置30而具有如下所述的结构的升降旋转驱动装置60。

升降旋转驱动装置60包括罩61、中空的工作轴71、工作轴组装体70(参照图9)、使工作轴组装体70绕轴线旋转的旋转装置62、和使工作轴组装体70沿上下方向移动的升降装置65。此外，在工作轴组装体70的上端部能够装卸地连接有中空轴68。罩61呈像将所述SCARA型机器人A的罩31、51一体形成那样的、具有两种不同高度的箱形形状，不具有相当于罩31的突出收容部31b的部分。另外，在第二实施方式中，该罩61相当于本发明中的罩。

旋转装置62包括马达63、减速机64、在连接于该减速机64的输入部64a的状态下设于工作轴组装体70的外周的皮带轮64b、设于马达63的旋转轴63a的皮带轮63b、和架设于两皮带轮之间的正时皮带63c。马达63设置在罩61的上表面变低的右侧部分的内部右侧。此外，减速机64具有与减速机35相同的结构，在其输入部64a上连接有皮带轮64b。因此，在马达63工作时，其驱动力从旋转轴63a经由皮带轮63b、正时皮带63c和皮带轮64b传递到减速机64的输入部64a。

升降装置65包括马达66、滚珠丝杠轴67、设于该滚珠丝杠轴67的下端侧外周的皮带轮67a、设于马达66的旋转轴66a的皮带轮66b、以及架设于皮带轮66b和皮带轮67a之间的正时皮带66c。马达66与马达63并排地设置在罩61的上表面变低的右侧部分的内部左侧。根据该结构，在马达66工作时，其驱动力从旋转轴66a经由皮带轮66b、正时皮带66c和皮带轮67b传递到滚珠丝杠轴67。

如图9所示，工作轴组装体70包括：分别安装在中空的工作轴71的上下的开口的连接部件72、73(分别相当于本发明中的上端连接部件、下端连接部件)；以及在工作轴71的内部，夹设于连接部件72、73之间的连接配线74a和连接配管74b(分别相对于本发明中的转接部)。

具体而言，工作轴71与工作轴32同样地，由外周部形成有多个纵槽71a(参照图10和图11)的钢制的滚珠花键轴构成。连接部件72和连接部件73中，安装在工作轴71的上端的连接部件72包括：在中央部分分别形成有上下贯穿的两个孔部的厚壁圆板状的套筒凸缘72a；以及插入固定在所述孔部中的配线连接器72b和配管接头72c。连接部件72以配线连接器72b向工作轴71的外部突出并且配管接头72c向工作轴71的内部和外部突出的状态安装在工作轴71的上端开口内部。另一方面，安装在工作轴71的下端的连接部件73也与连接部件72同样地包括：在中央部分分别形成有上下贯穿的两个孔部的厚壁圆板状的套筒凸缘73a；以及插入固定在所述孔部中的配线连接器73b和配管接头73c，所述连接部件73以配线连接器73b向工作轴71的外部突出并且配管接头73c向工作轴71的内部和外部突出的状态安装在工作轴71的下端开口内部。

连接部件72、73分别以配线连接器72b和配线连接器73b彼此相向，且配管接头72c和配管接头73c彼此相向的方式，由螺旋固定方式或由压入固定方式被固定于工作轴71。而且，在工作轴71的内部，连接配线74a的两端部分别连接于配线连接器72b、73b，并且连接配管74b的两端部分别连接于配管接头72c、73c。另外，在连接部件72、73通过螺旋固定方式被安装于工作轴71的情况下，通过上下的螺纹彼此沿相反的方向形成，防止连接配线74a和连接配管74b产生扭曲。

如图10和图11所示，在工作轴71的上方，在连接部件72的外部的配线连接器72b和配管接头72c上，连接有通过中空轴68内并从其下端开口被导出的基端侧配线75a和基端侧配管75b(相当于本发明中的基端侧主体部)。在该状态下，中空轴68与工作轴71对接，与第一实施方式相样地，利用螺钉48将中空轴68和工作轴71连接起来。由此，借助配线连接器72b将基端侧配线75a和连接配线74a连接起来，并且借助配管接头72c将基端侧配管75b和连接配管74b连接起来，在工作轴71的上端连接中空轴68。

在罩61中的其右侧的较低的部分，设有从其上表面向上方延伸后弯曲并到达中空轴68的上方的管状引导部76a、76b。而且，基端侧配线75a通过管状引导部76a的内部从中空轴68的上端开口被导入其内部，并且基端侧配管75b通过管状引导部76b的内部从中空轴68的上端开口被导入其内部。

另一方面，如图12和图13所示，连接部件73的配线连接器73b和配管接头73c朝向下方突出，在配线连接器73b和配管接头73c上连接有前端侧配线77a和前端侧配管77b(相当于本发明中的前端侧主体部)。而且，前端侧配线77a的前端部连接于传感器78a等，且前端侧配管77b的前端连接于安装在机械手78b上的作业装置等。如上所述，通过在配线连接器73b和配管接头73c上连接有前端侧配线77a和前端侧配管77b，成为与第一实施方式(参照图6)同样的结构。另外，SCARA型机器人B的其他的部分的结构与SCARA型机器人A相同。因而，对相同的部分标注相同的附图标记，省略说明。

第二实施方式所涉及的SCARA型机器人B使用了工作轴组装体70，工作轴组装体70是在工作轴71的上下开口分别安装有连接部件72、73，并且连接部件72、73分别利用连接配线74a和连接配管74b来连接成一体的组装体。因此，在更换工作轴71时，不是以从工作轴71拔出连接配线74a和连接配管74b或向工作轴71插入连接配线74a和连接配管74b的方式，而是以连接配线74a和连接配管74b与工作轴71一起更换的方式来能够更换。因此，维护作业、更换作业变得容易。SCARA型机器人B的其他的作用效果与第一实施方式的SCARA型机器人A相同。

(第三实施方式)

图14至图18表示本发明的第三实施方式所涉及的SCARA型机器人C。该SCARA型机器人C的结构与SCARA型机器人B的结构不同点在于，替代第二实施方式的SCARA型机器人B中的升降旋转驱动装置60而具有如下所述的结构的升降旋转驱动装置。

图14至图16表示工作轴组装体80和中空轴85的连接部分，图17和图18表示工作轴组装体80和机械手88侧部分的连接部分。工作轴组装体80具有在中空的工作轴81的上下开口分别安装有连接部件82、83，并且以连接配线84a连接连接部件82、83之间的结构。工作轴81由外周部形成有多个纵槽81a的钢制的滚珠花键轴构成。

连接部件82、83由厚壁圆板状的套筒凸缘构成。连接部件82和连接部件83中，安装在工作轴81的上端的连接部件82具有在其下部连接有连接配线84a的上端部、且在上部形成有配线连接器82a的结构。连接部件82以连接配线84a插入工作轴81内且配线连接器82a向上方突出的状态被安装在工作轴81的上端开口内部。另一方面，安装在工作轴81的下端的连接部件83在其上部连接有连接配线84a的下端部、且在下部形成有配线连接器83a。连接部件83以配线连接器83a向下方突出的方式被安装在工作轴81的下端开口内部。连接部件82、83分别以螺旋固定方式或以压入固定方式被固定于工作轴81。

中空轴85的下端部分的侧面在上下方向上隔有间隔地形成有一对通孔85a、85b(分别相当于本发明中的上部通孔和下部通孔)，在工作轴81的上端部分的侧面形成有上部通孔81c。此外，在通过中空轴85内并从下端开口突出的基端侧配线84b(相当于本发明中的第一线状部件的基端侧主体部)的前端部，安装有能够嵌合于连接部件82的配线连接器82a的连接器86(相当于本发明中的连接器)。而且，如图14和图15所示，工作轴81和中空轴85在配线连接器82a和连接器86相连接的状态下被连接。此时，工作轴81和中空轴85在中空轴85的下侧的通孔85b与工作轴81的上部通孔81c对齐的状态下被连接。另外，图16表示工作轴81和中空轴85被连接前的状态。

在所述工作轴81和中空轴85中还穿通有配管84。在图16的状态下，配管84(相当于本发明中的第二线状部件的基端侧主体部)从通孔85a被拉出到外部后，穿过通孔85b和上部通孔81c，再插入到工作轴81的内部。在该状态下，工作轴81和中空轴85被连接，另外，在中空轴85和配管84的周围卷绕有带状的束带(INSULOK，注册商标)85c，由此，配管84被固定于中空轴85(参照图14和图15)。此外，如图17所示，在工作轴81的下部的连接部件83的上方部分，形成有下部通孔81b。而且，在连接于连接部件83的配线连接器83a的前端侧配线84c的上端部，安装有能够嵌合于配线连接器83a的连接器86a。

如图18所示，配线连接器83a和连接器86a相连接，并且所述配管84从下部通孔81b被拉出到外部。此外，前端侧配线84c的前端部连接于传感器87等，且配管84的前端连接于安装在机械手87a上的作业装置等。另外，SCARA型机器人C的其他的部分的结构与SCARA型机器人B相同。因而，对相同的部分标注相同的附图标记，省略说明。

第三实施方式所涉及的SCARA型机器人C在中空轴85上形成有一对通孔85a、85b，并且在工作轴81的上端侧形成有上部通孔81c，且在下端侧形成有下部通孔81b。因此，在借助连接部件82、83装入到工作轴81内的连接配线84a之外，能够使配管84经由中空轴85和工作轴81通过工作轴81的下部。此外，SCARA型机器人的其他的作用效果与SCARA型机器人B相同。

以上说明了本发明所涉及的机器人的实施方式，但是本发明所涉及的机器人不限定于所述的各实施方式，能够通过适当变更地实施。

例如，在所述的各实施方式中所用的中空轴45、68、85也能够安装在已有的机器人中。例如，通过在图19所示的SCARA型机器人D中装入中空轴45，能够构成SCARA型机器人A。虽然省略图示，但是对于SCARA型机器人D，在第二臂20的底面形成有能够连接配线52a和配管52b的接头等连接部。而且，配线52a和配管52b从该连接部的部分向工作轴32的下端侧延伸。此外，罩31的通孔31a被帽89塞住。

因此，能够通过卸下帽89，将中空轴45连接于工作轴32，并且将支架53安装在第二臂20上。而且，通过进行以下操作，能够获得SCARA型机器人A，该操作为：将连接于所述连接部的配线52a和配管52b卸下，将配线52a和配管52b的基端部连接于连接部件52c，使前端侧部分从中空轴45的上端进入中空轴45的内部等。

此外，在第三实施方式中，在工作轴组装体80的工作轴81的内部设置有连接配线84a，但是也可以替代连接配线84a而使用连接配管构成工作轴组装体，还可以使用连接配线的一部分和连接配管的一部分构成工作轴组装体。同样地，在第三实施方式中，将配管84从中空轴85的通孔85a拉出到外部后，通过通孔85b和上部通孔81c进入工作轴81的内部，进一步从下部通孔81b拉出到外部，但是也可以替代配管84而使用配线，还可以替代配管84而使用连接配线的一部分和连接配管的一部分。

此外，在第一实施方式的SCARA型机器人A中，也可以替代工作轴32、配线52a和配管52b而使用第二实施方式的工作轴组装体70、基端侧配线75a、基端侧配管75b、前端侧配线77a和前端侧配管77b，还可以替代工作轴32、配线52a和配管52b而使用第三实施方式的工作轴组装体80、基端侧配线84b、前端侧配线84c和配管84。

此外，相反地，在第二实施方式的SCARA型机器人B中，也可以替代工作轴70、基端侧配线75a、基端侧配管75b、前端侧配线77a和前端侧配管77b而使用第一实施方式的工作轴32、配线52a和配管52b；在第三实施方式的SCARA型机器人中，也可以替代工作轴组装体80、基端侧配线84b、前端侧配线84c和配管84而使用第一实施方式的工作轴32、配线52a和配管52b。另外，在第一实施方式的SCARA型机器人A中，将两种罩31、51组装到一起而使用，但是罩也可以是一体构成的罩。

此外，在第二实施方式的SCARA型机器人B中，利用管状引导部76a、76b支承基端侧配线75a和基端侧配管75b，但是也可以省略管状引导部76a、76b。

另外，本发明所涉及的机器人的其他的部分的结构也能够在本发明的技术范围内适当变更。

将以上说明了的本发明归纳总结如下。

在该结构中，线状部件并不是直接插入中空的工作轴，而是穿过连接于工作轴的上端的中空轴而插入工作轴。而且，该中空轴通过形成在收容工作轴的罩的上部的通孔并突出到外部。因此，本发明的机器人无需使用长尺寸的工作轴而使其突出到罩的外部。并且，由于中空轴为使线状部件通过的简单的结构即可，因此中空轴的强度和精度要求不高，能够使用廉价的部件。

在该结构中，较为理想的是，所述线状部件是配线和配管中的至少一者。换句话说，包括电连接安装于工作轴的前端的设备及其控制装置等的配线和用于输送或抽吸空气的配管中的至少一者。由此，能够将具有指定的功能的线状部件穿过工作轴和中空轴内而设置在目标位置。

此外，较为理想的是，所述中空轴具有能够装卸地连接于所述工作轴的上端的装卸部。根据该结构，能够方便地更换中空轴。此外，不限于在制造机器人时将中空轴自最初起就装入到机器人中的情况，也能够以后装入到已有的机器人中。在该情况下，在罩上设有通孔，借助装卸部将工作轴和中空轴连接起来，将从臂的指定部分通过臂的侧旁的配线和/或配管自中空轴的上端开口插入到该中空轴的内部。

另外，较为理想的是，所述驱动部以在所述工作轴位于上下方向的移动范围内的下端位置时，所述中空轴的上端部位于所述通孔的上方的位置的方式驱动所述工作轴。

根据该结构，在中空轴上下移动时，线状部件不会接触通孔的周缘部。因此，线状部件不会被通孔的周缘部摩擦而损耗。在该结构中，进一步理想的是，线状部件利用指定的固定件固定在中空轴的上端开口。由此，还能够防止线状部件被中空轴的上端开口的周缘部摩擦而损耗。

此外，较为理想的是，所述工作轴为花键轴，所述机器人还包括：花键螺母，安装在所述工作轴上，引导该工作轴的上下移动；以及轴承，安装在所述花键螺母上，使该花键螺母相对于所述臂能够旋转地保持该花键螺母。

根据该结构，能够牢固且稳定地保持连接有中空轴的工作轴。另外，在该情况下，作为使工作轴旋转的马达，既可以是设于臂的工作轴的周围，直接或经由减速机使工作轴旋转的马达，也可以是经由皮带使工作轴旋转的马达。

此外，较为理想的是，所述驱动部具有：滚珠丝杠轴，与所述工作轴平行地设置于所述罩的内部，且以能够绕该滚珠丝杠轴的轴线旋转的方式被支承在所述臂上；连接部，连接于所述工作轴，随着所述滚珠丝杠轴的旋转，与所述工作轴一起沿上下方向移动；以及马达，使所述滚珠丝杠轴旋转。

在该结构中，在罩内，工作轴和滚珠丝杠轴被收纳在罩内，另一方面，如上所述，通过线状部件贯穿中空轴和工作轴内，在臂上紧凑地设置工作轴、驱动部和线状部件。换句话说，无需在罩内设置收容线状部件的空间。另外，作为使滚珠丝杠轴沿绕轴线方向旋转的马达，既可以是设于滚珠丝杠轴的外周、直接使滚珠丝杠轴旋转的马达，也可以是经由皮带使滚珠丝杠轴旋转的马达。

此外，较为理想的是，所述线状部件具有第一线状部件，该第一线状部件具有位于所述线状部件的中途部分的转接部、连接于该转接部的一端侧的基端侧主体部和连接于该转接部的另一端侧的前端侧主体部，所述机器人还包括在所述工作轴的内部固定地设有所述转接部的工作轴组装体。

根据该结构，通过更换工作轴组装体，能够一体地更换工作轴和线状部件的一部分(转接部)，因此，能够省略或减少将线状部件一根一根地从工作轴中拔出或插入工作轴中的作业。因此，工作轴的维护作业、更换作业变得容易。

在该结构中，进一步理想的是，所述工作轴组装体具有：上端连接部件，安装在所述工作轴的上端开口部，在接合于所述基端侧主体部的情况下，使该基端侧主体部连接于所述转接部；以及下端连接部件，安装在所述工作轴的下端开口部，在接合于所述前端侧主体部的情况下，使该前端侧主体部连接于所述转接部。

根据该结构，也能够以工作轴组装体为共用部件，使用于其他的机器人中。

另外进一步理想的是，所述中空轴具有形成在该中空轴和所述工作轴的连接部分的附近的位置且彼此在上下方向上排列的上部通孔和下部通孔，所述基端侧主体部具有连接器，该连接器位于所述中空轴内部且在所述上部通孔和所述下部通孔之间的位置，用于将该基端侧主体部连接于所述转接部，所述线状部件还具有第二线状部件，该第二线状部件通过从所述上部通孔被导出到所述中空轴的外部，并从所述下部通孔被导入到该中空轴的内部，从而该第二线状部件中的在所述上部通孔和所述下部通孔之间的部分设置在该中空轴的外部。

根据该结构，能够经由中空轴和工作轴地设置多个线状部件。即，在工作轴内的空间变窄的情况下，能够将装入到工作轴中的线状部件(第一线状部件)以外的线状部件(第二线状部件)在中空轴和工作轴的连接部的部位导出到外部。因此，即使线状部件的数量较多的情况下，也能够以经由中空轴和工作轴的方式设置该线状部件。另外，在工作轴的下端附近也设有通孔，在工作轴内的空间变窄的情况下，也可以将其他的配线或配管在工作轴的下部导出到外部。

此外，较为理想的是，所述中空轴由铝构成。

根据该结构，中空轴能够廉价制造并且轻量化。另外，能够防止生锈。在该结构中，进一步理想的是，在中空轴的表面预先实施防蚀铝处理。由此，能够提高中空轴的抗蚀性、耐磨损性和美观。

Claims

1.一种机器人，其特征在于包括：

基部；

臂，能够以所述基部为中心在水平方向上旋转；

中空的工作轴，沿上下方向延伸，并且以能够沿轴向移动且能够绕轴线旋转的方式被支承在所述臂上；

驱动部，在上下方向上驱动所述工作轴；

中空轴，以其内部与所述工作轴的内部彼此连通的方式连接于该工作轴的上端；

线状部件，以经由所述工作轴和所述中空轴的内部的方式设置；以及

罩，被安装在所述臂上，覆盖所述工作轴，且具有以所述中空轴向上方突出的方式供该中空轴贯穿的通孔。

2.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于：

所述线状部件是配线和配管中的至少一者。

3.根据权利要求1或2所述的机器人，其特征在于：

所述中空轴具有能够装卸地连接于所述工作轴的上端的装卸部。

4.根据权利要求1或2所述的机器人，其特征在于：

所述驱动部以在所述工作轴位于上下方向的移动范围内的下端位置时，所述中空轴的上端部位于所述通孔的上方的位置的方式驱动所述工作轴。

5.根据权利要求1或2所述的机器人，其特征在于：

所述工作轴为花键轴，

所述机器人还包括：

花键螺母，安装在所述工作轴上，引导该工作轴的上下移动；以及

轴承，安装在所述花键螺母上，使该花键螺母相对于所述臂能够旋转地保持该花键螺母。

6.根据权利要求1或2所述的机器人，其特征在于：

所述驱动部具有：

滚珠丝杠轴，与所述工作轴平行地设置于所述罩的内部，且以能够绕该滚珠丝杠轴的轴线旋转的方式被支承在所述臂上；

连接部，连接于所述工作轴，随着所述滚珠丝杠轴的旋转，与所述工作轴一起沿上下方向移动；以及

马达，使所述滚珠丝杠轴旋转。

7.根据权利要求1或2所述的机器人，其特征在于：

所述线状部件具有第一线状部件，该第一线状部件具有位于所述线状部件的中途部分的转接部、连接于该转接部的一端侧的基端侧主体部和连接于该转接部的另一端侧的前端侧主体部，

所述机器人还包括在所述工作轴的内部固定地设有所述转接部的工作轴组装体。

8.根据权利要求7所述的机器人，其特征在于：

所述工作轴组装体具有：

上端连接部件，安装在所述工作轴的上端开口部，在接合于所述基端侧主体部的情况下，使该基端侧主体部连接于所述转接部；以及

下端连接部件，安装在所述工作轴的下端开口部，在接合于所述前端侧主体部的情况下，使该前端侧主体部连接于所述转接部。

9.根据权利要求7所述的机器人，其特征在于：

所述中空轴具有形成在该中空轴和所述工作轴的连接部分的附近的位置，且彼此在上下方向上排列的上部通孔和下部通孔，

所述基端侧主体部具有连接器，该连接器位于所述中空轴内部且在所述上部通孔和所述下部通孔之间的位置，用于将该基端侧主体部连接于所述转接部，

所述线状部件还具有第二线状部件，该第二线状部件通过从所述上部通孔被导出到所述中空轴的外部，并从所述下部通孔被导入到该中空轴的内部，从而该第二线状部件中的在所述上部通孔和所述下部通孔之间的部分设置在该中空轴的外部。

10.根据权利要求1或2所述的机器人，其特征在于：

所述中空轴由铝构成。