CN102962847A - 机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种机器人。根据实施方式的一方面的机器人包括马达和准双曲面齿轮。所述马达设置在机器人臂中。所述准双曲面齿轮将所述马达的驱动力传递到与所述机器人臂联接的前缘臂，以摆动该前缘臂或旋转末端执行器。

Description

机器人

技术领域

本文所论述的实施方式涉及机器人。

背景技术

已知存在一种传统机器人，其中末端执行器附接到前缘臂，诸如联接到机器人臂的腕单元，并且通过利用设置在机器人臂内的马达摆动前缘臂并旋转末端执行器，以自动执行预定操作。

在该机器人中，附接到马达的驱动皮带轮以及附接到前缘臂的摆动轴和末端执行器的旋转轴的从动皮带轮由环形带以联动方式联接。如例如日本特开2010-094749号专利公报中所公开的已知这种机器人。结果，马达的驱动力被传递到前缘臂的摆动轴或末端执行器的旋转轴。

然而，存在以下问题，传统的机器人需要大量部件以摆动前缘臂并旋转末端执行器并且因此需要高生产成本。

鉴于上述问题获得了实施方式的一方面，并且这些实施方式的一个目的在于提供一种能降低生产成本的机器人。

发明内容

根据实施方式的一方面的机器人包括马达和准双曲面齿轮。所述马达设置在机器人臂中。所述准双曲面齿轮将所述马达的驱动力传递到与所述机器人臂联接的前缘臂，从而摆动所述前缘臂或旋转末端执行器。

根据实施方式的一方面，通过减少摆动前缘臂或旋转末端执行器所需的部件的数量能降低生产成本。

附图说明

因为当结合附图考虑时通过参照下列详述将变得更好理解本发明，因此将容易获得对本发明的更完全的评价及其伴随的许多优点，附图中：

图1是根据第一实施方式的机器人的示意斜视图；

图2A和图2B是示出根据第一实施方式的前缘臂和机器人臂的内部的示意说明图；

图3是示出定位在比根据第二实施方式的机器人的第三臂更前侧处的部件的构造的剖面示意图；

图4是根据第三实施方式的机器人的示意斜视图；

图5A至5C是示出根据第三实施方式的前缘臂和机器人臂的内部的示意性说明图；

图6是示出定位在比根据第四实施方式的机器人的第三臂更前侧处的部件的构造的剖面示意图；以及

图7是示出根据第四实施方式的另选示例的机器人的图。

具体实施方式

在下文中，将通过参照附图以弧焊机器人为例来详细地说明根据本公开内容的实施方式的机器人。另外，下面所公开的实施方式并不旨在限制本发明。

第一实施方式

图1是根据第一实施方式的机器人1的示意斜视图。如图1所示，机器人1包括基础部10，该基础部附接在固定到地板等的基座上；多轴机器人臂，该多轴机器人臂从基础部10延伸；以及末端执行器，该末端执行器附接到机器人臂的前端。这里，末端执行器是用于弧焊的焊炬16。

机器人臂由五个臂构成，这五个臂是第一臂11、第二臂12、第三臂13、第四臂14以及第五臂15，这五个臂从底侧（基础部10）朝向前侧（焊炬16）顺序联接。

致动器设置在每个臂内。如由图1的双向箭头所示，借助相应的致动器，以臂之间的联接部作为关节而以可旋转的方式驱动或以可摆动的方式驱动每个臂。

更具体而言，当机器人1的安装表面是水平面时，通过将平行于水平面的法线（沿竖直方向延伸的假想线）的轴线S用作旋转轴线而以可旋转的方式驱动第一臂11。通过将延伸方向与轴线S的延伸方向相差90度的轴线L用作摆动轴线而以可摆动的方式驱动第二臂12。

通过将延伸方向平行于轴线L的延伸方向的轴线U用作摆动轴线而以可摆动的方式驱动第三臂13。通过将延伸方向与轴线U的延伸方向相差90度的轴线R用作旋转轴线而以可旋转的方式驱动第四臂14。

通过将延伸方向与轴线R的延伸方向相差90度的轴线B用作摆动轴线而以可摆动的方式驱动第五臂15。作为末端执行器的弧焊焊炬16联接到第五臂15的前端。

通过其延伸方向与轴线B的延伸方向相差90度的轴线T用作旋转轴线而以可旋转的方式驱动焊炬16。如上所述，机器人1是以五个轴线作为自由度的单臂多轴机器人。然而，根据实施方式的机器人1的关节自由度不限于五个轴线。

在机器人1中，将用作弧焊焊料的焊丝通过丝管W从机器人1外面供给到焊炬16。此外，在机器人1中，将保护气（诸如氩气和碳酸气）通过气管G从机器人1外面供给到焊炬16。

这里，将丝管W经由第二臂12的侧面引入第三臂13中。另一方面，将气管G经由第二臂12的内部引入第三臂13中。气管G的前端被联接到第三臂13内的丝管W。

因此，焊丝和保护气通过丝管W被供给到焊炬16。气管G所联接的丝管W的作用在下面参照图2A来说明。

根据机器人控制器（未示出）的控制，机器人1致动第一臂11至第五臂15以及焊炬16，使得该焊炬16接近焊接目标，并且在从焊炬16喷出保护气的同时产生电弧，以便执行弧焊。

接着，参照图2A和图2B说明第四臂14和第五臂15的构造。这里，第五臂15是联接到机器人臂的最前侧的臂。为此，为了方便起见，第五臂15被称为前缘臂15并且第四臂14被称为机器人臂14以区分其与前缘臂15。

图2A和图2B是示出根据第一实施方式的前缘臂15和机器人臂14的内部的示意说明图。更具体而言，图2A示出了在摆动前缘臂15使得轴线R、轴线B以及轴线T处于同一平面之后，通过用包括轴线R、轴线B以及轴线T的平面切割前缘臂15、机器人臂14以及焊炬16获得的示意性截面。而且，图2B示出从图2A的X-X’线观察到的示意性截面。

如图2A和图2B所示，机器人臂14包括壳体22，该壳体具有从机器人臂14的底端朝向前端延伸的一对第一壳体部20和第二壳体部21。

第一壳体部20中放置有旋转用马达24和用于旋转焊炬16的准双曲面齿轮23，该马达驱动准双曲面齿轮23。这里，旋转用马达24定位成使得旋转轴241的旋转轴线变成第一壳体部20的延伸方向（平行于轴线R的方向）。

准双曲面齿轮23包括小齿轮231，该小齿轮231装配到旋转用马达24的旋转轴241中；和伞齿轮232，该伞齿轮232与小齿轮231啮合。这里，准双曲面齿轮23的伞齿轮232沿这样的方向（平行于轴线B的方向）定位，即，其中由伞齿轮232的旋转轴线和小齿轮231的旋转轴线形成的角度是90度。

在准双曲面齿轮23中，伞齿轮232以慢于小齿轮231的旋转速度旋转。换言之，准双曲面齿轮23用作使旋转用马达24的输出减速的减速机构。

另一方面，第二壳体部21中放置有摆动用马达26和用于摆动前缘臂15的准双曲面齿轮25，该马达26驱动准双曲面齿轮25。这里，摆动用马达26定位成使得旋转轴261的旋转轴线变成第二壳体部21的延伸方向（平行于轴线R的方向）。

准双曲面齿轮25包括小齿轮251，该小齿轮251装配到摆动用马达26的旋转轴261中；和伞齿轮252，该伞齿轮252与小齿轮251啮合。这里，准双曲面齿轮25的伞齿轮252沿这样的方向（与轴线B相同的方向）定位，即，其中由伞齿轮252的旋转轴线和小齿轮251的旋转轴线形成的角度是90度。

在准双曲面齿轮25中，伞齿轮252以慢于小齿轮251的旋转速度旋转。换言之，伞齿轮25用作摆动用马达26的输出减速的减速机构。

前缘臂15包括管状壳体31。该管状壳体31中放置有伞齿轮32和伞齿轮33。伞齿轮32随同由旋转用马达24驱动的准双曲面齿轮23的伞齿轮232一起旋转。伞齿轮33与伞齿轮32啮合。

这里，由准双曲面齿轮23驱动的伞齿轮32定位成使得其旋转轴线平行于轴线B。而且，由伞齿轮32驱动的伞齿轮33定位成使得其旋转轴线是平行于轴线T的方向。焊炬16被联接到伞齿轮33的旋转轴的前端。

在前缘臂15的管状壳体31中，面向第二壳体部21的内表面的外表面固定到由摆动用马达26驱动的准双曲面齿轮25的伞齿轮252的旋转轴。如上所述，前缘臂15设置在机器人臂14的第一壳体部20和第二壳体部21之间。

通过采用该构造，机器人1将旋转用马达24的驱动力依次传递到旋转轴241、准双曲面齿轮23（小齿轮231和伞齿轮232），伞齿轮32、伞齿轮33以及焊炬16。结果，机器人1通过将轴线T用作旋转轴线而旋转焊炬16。

而且，机器人1将摆动用马达26的驱动力依次地传递到旋转轴261、准双曲面齿轮25（小齿轮251和伞齿轮252）、以及前缘臂15的管状壳体31。结果，机器人1通过将轴线B用作摆动轴线而摆动前缘臂15。

如上所述，机器人1将旋转用马达24的驱动力通过准双曲面齿轮23、伞齿轮32和伞齿轮33传递到焊炬16并且将摆动用马达26的驱动力通过准双曲面齿轮25传递到前缘臂15。

结果，机器人1能不使用环形带而将旋转用马达24和摆动用马达26的驱动力传递到焊炬16和前缘臂15。因此，根据机器人1，能减少用于旋转焊炬16和用于摆动前缘臂15所需的部件数量，因此能降低机器人1的生产成本。

而且，根据机器人1，因为执行焊炬16的旋转和前缘臂15的摆动的机构的刚度与使用环形带的情况相比较高，因此可提高抗振耐久性。

而且，齿轮（诸如准双曲面齿轮23和准双曲面齿轮25）与环形带相比是耐用部件。为此，与使用环形带的另一机器人相比，机器人1能降低维修成本。

如上所述，根据机器人1，因为前缘臂15设置在机器人臂14的第一壳体部20和第二壳体部21之间，因此前缘臂15能由两侧稳定地支承。

在机器人臂14中，旋转用马达24和准双曲面齿轮23设置在第一壳体部20中，并且摆动用马达26和准双曲面齿轮25设置在第二壳体部21中。

因此，根据机器人臂14，能同等地实现轴线R的两侧（下文中，“左侧和右侧”）的重量平衡。结果，可以提高由机器人控制器在机器人臂14上执行的以轴线R作为旋转轴线的旋转控制的简易性和精确度。

第一壳体部20和第二壳体部21形成为如图2A所示的对称形状。结果，机器人臂14能采用共用马达代替旋转用马达24和摆动用马达26，并且能采用共用齿轮代替准双曲面齿轮23和准双曲面齿轮25。

当采用该构造时，能同等地获得机器人臂14的左侧和右侧的重量平衡。结果更加提高由机器人控制器在机器人臂14上执行的以轴线R作为旋转轴线的旋转控制的简易性和精确度。

根据机器人臂14，因为通过针对旋转用马达24和摆动用马达26采用共用马达并针对准双曲面齿轮23和准双曲面齿轮25采用共用齿轮，所以减少了部件类型的数量，因此能降低机器人1的生产成本。

在机器人1中，作为焊丝和保护气的通路的丝管W经由第一壳体部20和第二壳体部21夹设的空间以及前缘臂15的内部而被联接到焊炬16，如图2A所示。

结果，在机器人1中，作为弧焊焊料的焊丝经由由第一壳体部20和第二壳体部21夹设的空间以及前缘臂15的内部而被供给到焊炬16。

通过采用该构造，当致动机器人1时，能防止丝管W与机器人臂14外的其它构件干涉。因此，根据机器人1，能防止由丝管W的破坏引起的焊丝的断开和保护气的泄漏。

通过采用该构造，根据机器人1，与丝管W经由第一壳体部20或第二壳体部21的内部被联接到焊炬16的情况相比，能缩短丝管W，因此能降低生产成本。

准双曲面齿轮23和准双曲面齿轮25用作降低旋转用马达24和摆动用马达26的旋转速度的减速机构。结果，因为机器人1不会需要比准双曲面齿轮23和准双曲面齿轮25更昂贵的现成减速器，因此能降低生产成本。

而且，仅通过改变小齿轮231和小齿轮251的尺寸和组合以及伞齿轮232和伞齿轮252的尺寸和组合，准双曲面齿轮23和准双曲面齿轮25就能比较容易地改变减速机构的布局。

换言之，与设置现成的减速器时相比，就机器人臂14的内部布局的变化而言，机器人1具有更高的自由度。因此，通过改变准双曲面齿轮23和准双曲面齿轮25的尺寸和构造，机器人1能容易地优化机器人臂14的内部布局。

如上所述，根据第一实施方式的机器人1将设置在机器人臂14内的旋转用马达24的驱动力经由准双曲面齿轮23传递到焊炬16以旋转该焊炬16。

而且，机器人1将设置在机器人臂14内的摆动用马达26的驱动力经由准双曲面齿轮25传递到前缘臂15以摆动该前缘臂15。换言之，机器人1不会需要设置用于摆动前缘臂15并且旋转焊炬16的环形带。

因此，根据按照第一实施方式的机器人1，由于摆动前缘臂15并旋转焊炬16所需的部件数量减少，因而能降低生产成本。

第二实施方式

接着，将参照图3说明根据第二实施方式的机器人1a。在根据第二实施方式的机器人1a中，定位在比第三臂13更前侧处的部件的构造不同于根据第一实施方式的机器人1。换言之，根据第二实施方式的机器人1a的基础部10、第一臂11、第二臂12以及第三臂13的构造类似于根据第一实施方式的机器人1的构造。

为此，定位在比机器人1a的第三臂13更前侧处的部件的构造将在下面进行说明。图3是示出定位在比根据第二实施方式的机器人1a的第三臂13更前侧处的部件的构造的剖面示意图。

这里，图3示出了在摆动前缘臂15a，使得轴线R、轴线B以及轴线T位于同一平面之后，通过用包括轴线R、轴线B以及轴线T的平面切割机器人1a而获得的示意性截面。

为了简化说明，图3中未示出丝管W。然而，机器人1a的丝管W通过与根据第一实施方式的机器人1的相同的路线被联接到焊炬16。

如图3所示，机器人1a包括可拆卸的齿轮单元40和41，机器人臂14a通过齿轮单元40和41被联接到前缘臂15a。这里，齿轮单元40包括旋转焊炬16的准双曲面齿轮23a。而且，齿轮单元41包括摆动前缘臂15a的准双曲面齿轮25a。

更具体而言，机器人1a的机器人臂14a包括壳体22a，该壳体具有从机器人臂14a的底端朝向前端延伸的一对第一壳体部20a和第二壳体部21a。

第一壳体部20a中放置有用于旋转焊炬16的旋转用马达24a。这里，旋转用马达24a定位成使得旋转轴241a的旋转轴线变成第一壳体部20a的延伸方向（平行于轴线R的方向）。旋转用马达24a在旋转轴241a从第一壳体部20a的前端以可旋转的方式伸出的状态下被放置在第一壳体部20a中。

由旋转用马达24a驱动的准双曲面齿轮23a被放置在齿轮箱401中，该齿轮箱能附接到机器人臂14a的第一壳体部20a的前端并能从该前端拆卸。准双曲面齿轮23a包括由轴承403支承的小齿轮231a和与该小齿轮231a啮合的伞齿轮232a。

小齿轮231a和伞齿轮232a定位成使得由各旋转轴线形成的角度是90度。而且，其中放置有准双曲面齿轮23a的齿轮箱401包括供旋转用马达24a的装配到小齿轮231a的旋转轴241a插入的孔以及供伞齿轮232a的旋转轴穿过而伸出到外面的孔。

这里，前缘臂15a包括管状壳体31a，该管状壳体中放置有伞齿轮32a以及与该伞齿轮32a啮合的伞齿轮33a。准双曲面齿轮23a由旋转用马达24a驱动，在管状壳体31a中放置的伞齿轮32a由准双曲面齿轮23a驱动，以驱动伞齿轮33a。伞齿轮32a和伞齿轮33a定位成使得各旋转轴线形成的角度是90度。而且，焊炬16被联接到伞齿轮33a的旋转轴的前端。

当将其中放置有准双曲面齿轮23a的齿轮单元40附接到机器人1a时，将旋转用马达24a的旋转轴241a插入齿轮箱401的预定孔并且装配到小齿轮231a。接着，利用螺栓402将齿轮箱401紧固到第一壳体部20a的前端以将齿轮单元40联接到机器人臂14a。

接着，通过将准双曲面齿轮23a的伞齿轮232a的旋转轴装配到前缘臂15a的伞齿轮32a的旋转轴，将该前缘臂15a以可摆动的方式联接到齿轮单元40。

因为如上所述将齿轮单元40附接到机器人1a，因此旋转用马达24a的驱动力经由齿轮单元40被传递到前缘臂15a，因此能使焊炬16以轴线T作为旋转轴线旋转。

另一方面，第二壳体部21a中放置有用于摆动前缘臂15a的摆动用马达26a。这里，摆动用马达26a定位成使得旋转轴261a的旋转轴线变成第二壳体部21a的延伸方向（平行于轴线R的方向）。摆动用马达26a在旋转轴261a以可旋转的方式从第二壳体部21a的前端伸出的状态下被放置在第二壳体部21a中。

由用于摆动前缘臂15a的摆动用马达26a驱动的准双曲面齿轮25a被放置在齿轮箱411中，该齿轮箱411能附接到机器人臂14a的第二壳体部21a的前端并能从该前端拆卸。

准双曲面齿轮25a包括由轴承404支承的小齿轮251a以及与该小齿轮251a啮合的伞齿轮252a。小齿轮251a和伞齿轮252a定位成使得由各旋转轴线形成的角度是90度。

而且，齿轮箱411包括供摆动用马达26a的装配到小齿轮251a的旋转轴261a插入的孔以及供伞齿轮252a的旋转轴穿过以伸出到外面的孔。

当将齿轮单元41附接到机器人1a时，将摆动用马达26a的旋转轴261a插入齿轮箱411的预定孔中并且装配到小齿轮251a。接着，利用螺栓412将齿轮箱411紧固到第二壳体部21a的前端以将齿轮单元41联接到机器人臂14a。

接着，通过利用螺栓413将准双曲面齿轮25a的伞齿轮252a的旋转轴固定在前缘臂15a的管状壳体31a的侧面上，将前缘臂15a以可摆动的方式联接到齿轮单元41。

因为齿轮单元41如上所述被附接到机器人1a，因此摆动用马达26a的驱动力经由齿轮单元41被传递到前缘臂15a，因此能使前缘臂15以轴线B作为摆动轴线摆动。

如上所述，在根据第二实施方式的机器人1a中，将旋转用马达24a的驱动力转换成焊炬16的回转力的准双曲面齿轮23a被放置在齿轮单元40中，该齿轮单元能附接到机器人1a并能从其拆卸。

此外，在机器人1a中，将摆动用马达26a的驱动力转化成前缘臂15a的摆动力的准双曲面齿轮25a被放置在齿轮单元41中，该齿轮单元能附接到机器人1a并能从其拆卸。结果，由于能简化机器人1a的组装操作，因此能缩短组装一个机器人所需的工人作业时间，因此能降低机器人1a的生产成本。

第三实施方式

接着，将说明根据第三实施方式的机器人1b。图4是根据第三实施方式的机器人1b的示意斜视图。这里，图4的与图1的那些相同的部件具有相同的附图标记。

如图4所示，机器人1b包括：基础部10，该基础部附接在固定到地板等的基座上；从基础部10延伸的多轴机器人；以及附接到机器人臂的前端的末端执行器。这里，末端执行器是弧焊炬16。

机器人臂由五个臂构成，这五个臂是第一臂11、第二臂12、第三臂13、第四臂14b以及第五臂15b，这五个臂从底侧（基础部10）朝向前侧（焊炬16）顺序地联接。

致动器设置在每个臂内部。如由图4的双向箭头所示，借助相应的致动器，以臂之间的联接部作为关节而以可旋转的方式驱动或以可摆动的方式驱动每个臂。

更具体而言，当机器人1b的安装表面是水平面时，通过将与水平面的法线（沿竖直方向延伸的假想线）平行的轴线S作为旋转轴线而以可旋转的方式驱动第一臂11。通过将延伸方向与轴线S的延伸方向相差90度的轴线L用作摆动轴线而以可摆动的方式驱动第二臂12。

通过将延伸方向平行于轴线L的延伸方向的轴线U用作摆动轴线而以可摆动的方式驱动第三臂13。通过将延伸方向与轴线U的延伸方向相差90度的轴线R用作旋转轴线而以可旋转的方式驱动第四臂14b。

通过将延伸方向与轴线R的延伸方向相差90度的轴线B用作摆动轴线而以可摆动的方式驱动第五臂15b。作为末端执行器的弧焊炬16联接到第五臂15b的前端。

通过将延伸方向与轴线B的延伸方向相差90度的轴线T用作旋转轴线而以可旋转的方式驱动焊炬16。如上所述，机器人1b是以五个轴线作为自由度的单臂多轴机器人。然而，根据实施方式的机器人1b的关节自由度不限于五个轴线。

在机器人1b中，用作弧焊焊料的焊丝经由丝管W被从机器人1b的外面供给到焊炬16。此外，机器人1b中，保护气（诸如氩气和碳酸气）经由气管G被从机器人1b外面供给到焊炬16。

这里，丝管W经由第二臂12的侧面被引入第三臂13。另一方面，气管G经由第二臂12的内部被引入第三臂13。气管G的前端联接到第三臂13内的丝管W。

因此，焊丝和保护气通过丝管W被供给到焊炬16。气管G所联接的丝管W的作用将参照图5A在下面说明。

根据机器人控制器（未示出）的控制，机器人1b致动第一臂11至第五臂15b以及焊炬16，使得焊炬16接近焊接目标，并且在从焊炬16喷出保护气的同时产生电弧以便执行弧焊。

接着，将参照图5A、5B和5C说明第四臂14b和第五臂15b的构造。这里第五臂15b是联接到机器人臂的最前侧的臂。为此，为了方便起见，第五臂15b被称为前缘臂15b，并且第四臂14b被称为机器人臂14b以区分其与前缘臂15b。

图5A、5B和5C是示出根据第三实施方式的前缘臂15b和机器人臂14b的内部的示意性说明图。更具体而言，图5A示出了在摆动前缘臂15b，使得轴线R、轴线B和轴线T处于相同平面之后，通过用包括轴线R、轴线B和轴线T的平面切割前缘臂15b、机器人臂14b和焊炬16而获得的示意性截面。

而且，图5B示出了从图5A的Y-Y’线观察到的示意性截面。图5C示出了从图5A的Z-Z’线观察到的示意性截面。

如图5A、5B和5C所示，机器人臂14b包括设置在其底端上的底侧壳体部20b。此外，机器人臂14b包括前侧壳体部21b，该前侧壳体部的宽度比机器人臂14b中的底侧壳体部20b的宽度窄，并且该前侧壳体部21b从底侧壳体部20b朝向机器人臂14b的前端延伸。底侧壳体部20b和前侧壳体部21b一体地形成而构成其中具有空腔的壳体22b。

底侧壳体部20b中放置有旋转用马达24b，该马达驱动准双曲面齿轮30b（小齿轮246和伞齿轮33b），以利用环形带244来旋转作为末端执行器的焊炬16。

这里，旋转用马达24b定位成使得由旋转轴241b的旋转轴线和轴线R形成的角度是90度。而且，驱动皮带轮242附接到旋转用马达24b的旋转轴241b。

另一方面，前侧壳体部21b中放置有用于摆动前缘臂15b的准双曲面齿轮25b、驱动该准双曲面齿轮25b的摆动用马达26b、以及环形带244。这里，摆动用马达26b定位成使得旋转轴261b的旋转轴线变成前侧壳体部21b的延伸方向（平行于轴线R的方向）。

准双曲面齿轮25b包括装配到摆动用马达26b的旋转轴261b中的小齿轮251b以及与该小齿轮251b啮合的伞齿轮252b。这里，准双曲面齿轮25b的伞齿轮252b沿这样的方向（与轴线B相同的方向）定位，即：其中，由伞齿轮252b的旋转轴线和小齿轮251b的旋转轴线形成的角度是90度。

在准双曲面齿轮25b中，伞齿轮252b以慢于小齿轮251b的旋转速度旋转。换言之，准双曲面齿轮25b用作使摆动用马达26b的输出减速的减速机构。

而且，准双曲面齿轮25b的伞齿轮252b具有以轴线B为轴心的筒状空腔。将旋转用马达24b的驱动力传递到前缘臂15b的旋转轴245以可旋转的方式插入该空腔中。

从动皮带轮243附接到旋转轴245的突出到前侧壳体部21b中的一部分。环形带244绕从动皮带轮243和驱动皮带轮242缠绕。旋转用马达24b的驱动力由环形带244从驱动皮带轮242经由从动皮带轮243传递到旋转轴245。

而且，机器人1b的前缘臂15b定位在面向前侧壳体部21b的侧面的位置处。前缘臂15b包括管状壳体31b，该管状壳体中放置有准双曲面齿轮30b。管状壳体31b的周面固定地联接到准双曲面齿轮25b的伞齿轮252b的旋转轴的前缘。

准双曲面齿轮30b包括：小齿轮246，由旋转用马达24b旋转地驱动的旋转轴245装配到该小齿轮246中；和与该小齿轮246啮合的伞齿轮33b。

这里，小齿轮246和伞齿轮33b定位成使得由各旋转轴线形成的角度是90度。更具体而言，小齿轮246的旋转轴线与轴线B相同并且伞齿轮33b的旋转轴线与轴线T相同。而且，焊炬16联接到伞齿轮33b的旋转轴的前端。

在准双曲面齿轮30b中，伞齿轮33b以慢于小齿轮246的旋转速度旋转。换言之，准双曲面齿轮30b用作使旋转用马达24b的输出减速的减速机构。

通过采用该构造，机器人1b将旋转用马达24b的驱动力依次传递到旋转轴241b、驱动皮带轮242、环形带244、从动皮带轮243、旋转轴245、准双曲面齿轮30b以及焊炬16。结果，机器人1b通过将轴线T用作旋转轴线来旋转焊炬16。

而且，机器人1b将摆动用马达26b的驱动力依次地传递到旋转轴261b、准双曲面齿轮25b（小齿轮251b和伞齿轮252b）以及前缘臂15b。结果，机器人1b通过将轴线B用作摆动轴线来摆动前缘臂15b。

如上所述，机器人1b将摆动用马达26b的驱动力通过准双曲面齿轮25b传递到前缘臂15b。换言之，机器人1b不会需要设置将摆动用马达26b的驱动力传递到前缘臂15b的环形带。因此，根据机器人1b，由于减少了摆动前缘臂15b所需的部件数量，因而能降低生产成本。

前缘臂15b的准双曲面齿轮30b用作降低旋转用马达24b的旋转速度的减速机构。而且，机器人臂14b的准双曲面齿轮25b用作降低摆动用马达26b的旋转速度的减速机构。

结果，因为机器人1b不需要比准双曲面齿轮25b和准双曲面齿轮30b更昂贵的现成减速器来降低旋转用马达24b的旋转速度和摆动用马达26b的旋转速度，因此能降低生产成本。

而且，仅通过改变小齿轮251和246以及伞齿轮252b和33b的尺寸和组合，准双曲面齿轮25b和30b就能比较容易地改变减速机构的布局。

换言之，与设置有现成的减速器相比，就机器人臂14b和前缘臂15b的内部布局的改变而言，机器人1b具有较高自由度。因此，通过改变准双曲面齿轮25b和30b的尺寸和构造，机器人1b能容易地最优化机器人臂14b的内部布局。

如上所述，机器人臂14b包括设置在其底端的底侧壳体部20b。此外，机器人臂14b包括前侧壳体部21b，该前侧壳体部21b的宽度比机器人臂14b中的底侧壳体部20b的宽度窄，并且该前侧壳体部21b从底侧壳体部20b朝向机器人臂14b的前端延伸。前缘臂15b定位在面向前侧壳体部21b的前侧侧面的位置处。

结果，在机器人1b中，因为机器人臂14b的前部比其底部纤薄，因此当致动机器人臂14b时，能防止该机器人臂14b与其他构件干涉。因此，根据机器人1b，可以加宽在有限的工作空间中执行的活动的宽度。

在机器人臂14b中，旋转用马达24b放置在底侧壳体部20b中。结果，因为机器人臂14b的前部的重量被减小，因此能更加提高由机器人控制器在机器人臂14b上执行的以轴线R作为旋转轴线的旋转控制的简易性和精确度。

如图5A所示，作为焊丝和保护气的通路的丝管W经由由底侧壳体部20b、前侧壳体部21b和前缘臂15b围绕的空间而被引导到前缘臂15b。而且，丝管W经由前缘臂15b的内部被供给到焊炬16。

更具体而言，丝管W在由机器人臂14b的位于底侧壳体部20b中的前端以及前缘臂15b的底端夹设的空间中沿着前侧壳体部21b的侧面被引导到前缘臂15b。而且，丝管W经由前缘臂15b的内部被联接到焊炬16。

通过采用该构造，能防止在致动机器人1b时，丝管W与机器人臂14b外的其他构件干涉。因此，根据机器人1b，能防止由丝管W的破坏引起的焊丝的断开和保护气的泄漏。

通过采用该构造，根据机器人1b，因为与丝管W经由底侧壳体部20b和前侧壳体部21b的内部被联接到焊炬16的情况相比，丝管W能被进一步缩短，因此能降低生产成本。

如上所述，根据第三实施方式的机器人1b将设置在机器人臂14b内的摆动用马达26b的驱动力通过准双曲面齿轮25b传递到焊炬16，以旋转该焊炬16。

通过采用该构造，根据第三实施方式的机器人1b能利用与将摆动用马达26b的驱动力通过环形带传递到前缘臂15b的机器人相比更少的部件来摆动前缘臂15b。因此，根据按照第三实施方式的机器人1b，能降低生产成本。

第四实施方式

接着，将参照图6说明根据第四实施方式的机器人1c。在根据第四实施方式的机器人1c中，定位在比图4所示机器人1b的第三臂13更前侧的部件的构造与根据第三实施方式的机器人1b的不同。

换言之，根据第四实施方式的机器人1c的基础部10、第一臂11、第二臂12和第三臂13的构造与根据第三实施方式的机器人1b的相同。为此，定位在比机器人1c的第三臂13更前侧的部件的构造将在下面说明。

图6是示出定位在比根据第四实施方式的机器人1c的第三臂13更前侧的部件的构造的剖面示意图。这里，图6示出了在摆动前缘臂15c，使得轴线R、轴线B和轴线T位于同一平面之后，通过用包括轴线R、轴线B和轴线T的平面切割机器人1c获得的示意性截面。

虽然为简化说明起见，在图6中未示出丝管W，但是机器人1c的丝管W通过与根据第三实施方式的机器人1b的相同的路线被联接到焊炬16。

如图6所示，在机器人1c中，用于旋转焊炬16的准双曲面齿轮25c构成在将机器人臂14c联接到前缘臂15c的可附接/可拆卸齿轮单元50中。

更具体而言，机器人1c的机器人臂14c包括壳体22c，该壳体22c具有从机器人臂14c的底端朝向前端延伸的前侧壳体部21c。虽然这里省略了图示，但是机器人臂14c包括底侧壳体部20b，并且底侧壳体部20b中放置有旋转用马达24b，类似于图5A所示的机器人臂14b。

机器人臂14c的前侧壳体部21c中放置有用于摆动前缘臂15c的摆动用马达26c。这里，摆动用马达26c定位成使得旋转轴261c的旋转轴线变成前侧壳体部21c的延伸方向（平行于轴线R的方向）。摆动用马达26c在旋转轴261c从前侧壳体部21c的前端以可旋转的方式伸出的状态下被放置在前侧壳体部21c中。

用于摆动前缘臂15c的准双曲面齿轮25c被放置在齿轮箱501中，该齿轮箱501能附接到机器人臂14c的前侧壳体部21c的前端并且能从该前端拆卸。

准双曲面齿轮25c包括由轴承502支承的小齿轮251c以及与该小齿轮251c啮合的伞齿轮252c。小齿轮251c和伞齿轮252c定位成使得由各旋转轴线形成的角度是90度。

其中放置有准双曲面齿轮25c的齿轮箱501包括：供摆动用马达26c的旋转轴261c以及环形带插入的孔；以及伞齿轮252c的旋转轴穿过而伸出到外面的孔。

在准双曲面齿轮25c中，伞齿轮252c以慢于小齿轮251c的旋转速度旋转。换言之，准双曲面齿轮25c用作使摆动用马达26c的输出减速的减速机构。

准双曲面齿轮25c的伞齿轮252c具有以轴线B为轴心的筒状空腔。而且，将旋转用马达24b（见图5A）的驱动力传递到前缘臂15c的旋转轴245c以可旋转的方式插入到所述空腔中。从动皮带轮243附接到旋转轴245c的伸到齿轮箱501中的部分。

环形带244绕从动皮带轮243和驱动皮带轮242缠绕（见图5A）。旋转用马达24b的驱动力由环形带244从驱动皮带轮242经由从动皮带轮243传递到旋转轴245c。

另一方面，前缘臂15c包括管状壳体31c，该管状壳体中放置有准双曲面齿轮30c，用于通过将轴线T用作旋转轴线来旋转焊炬16。准双曲面齿轮30c包括小齿轮246和伞齿轮33c。随同齿轮箱501的从动皮带轮243一起旋转的旋转轴245c装配到小齿轮246中。伞齿轮33c与小齿轮246啮合。

小齿轮246和伞齿轮33c定位成使得由各旋转轴线形成的角度是90度。而且，小齿轮246由轴承505支承，并且焊炬16被联接到伞齿轮33c的旋转轴的前端。

当将齿轮单元50附接到机器人1c时，将摆动用马达26c的旋转轴261c插入齿轮箱501的预定孔中并且装配到小齿轮251c。此外，将环形带244插入齿轮箱501的预定孔并且绕从动皮带轮243缠绕。

接着，利用螺栓503将齿轮箱501紧固到前侧壳体部21c的前端以将齿轮单元50联接到机器人臂14c。

接着，将穿过准双曲面齿轮25c的伞齿轮252c的旋转轴245c装配到前缘臂15c的小齿轮246中。此后，利用螺栓504紧固齿轮箱501中的准双曲面齿轮25c的伞齿轮252c以及前缘臂15c中的管状壳体31c，以将齿轮单元50联接到前缘臂15c。

因为齿轮单元50如上所述被附接到机器人1c，因此摆动用马达26c的驱动力经由齿轮单元50被传递到前缘臂15c，因此能以轴线B作为摆动轴线摆动前缘臂15c。此外，旋转用马达的驱动力经由齿轮单元50被传递到前缘臂15c，因此能以轴线T作为旋转轴线旋转焊炬16。

如上所述，已经说明的是，在根据第四实施方式的机器人1c中，将摆动用马达26c的驱动力转化成前缘臂15c的摆动力的准双曲面齿轮25c被放置在齿轮单元50中，该齿轮单元50能附接到机器人1c并能从该机器人1c拆卸。此外，已经说明的是，机器人1c具有这样的构造，即：旋转用马达的驱动力经由能附接到机器人1c并能从其拆卸的齿轮单元50被传递到前缘臂15c，以便旋转焊炬16。

结果，因为仅通过安装齿轮单元50，就能将机器人臂14c和前缘臂15c以联动的方式彼此联接，因此能简化机器人1c的组装操作。因此，通过缩短组装一个机器人所需的工人作业时间，能降低机器人1c的生产成本。

接着，将参照图7说明根据第四实施方式的另选示例的机器人1d。图7是示出根据第四实施方式的另选示例的机器人1d的图。这里，机器人1d的与图6所示的部件对应的部件的截面在图7中被示意性示出。图7的与图6相同的部件具有相同的附图标记。

如图7所示，在根据本另选示例的机器人1d中，机器人臂14d的前侧壳体部21d的构造以及以轴线B作为摆动轴线摆动前缘臂15c的齿轮单元51的构造不同于图6所示的机器人1c。为此，前侧壳体部21d和齿轮单元51将在下面说明。

如图7所示，机器人1d的机器人臂14d的前侧壳体部21d包括壳体22d，该壳体22d中放置有：摆动用马达26c，该马达以轴线B作为摆动轴线摆动前缘臂15c；以及堵塞壳体22d的开口部的盖体22f。

齿轮单元51包括齿轮箱511，该齿轮箱中放置有准双曲面齿轮25c，该准双曲面齿轮用于以轴线B作为摆动轴线来摆动前缘臂15c。齿轮箱511包括：供摆动用马达26c的旋转轴261c插入的孔；以及供准双曲面齿轮25c的伞齿轮252c的旋转轴穿过而伸出到齿轮箱511外的孔。

此外，齿轮箱511包括供随同从动皮带轮243一起旋转的旋转轴245c插入的孔，该孔位于与供伞齿轮252c的旋转轴穿过而伸出齿轮箱511外的孔相向的位置处。

当将齿轮单元51附接到机器人1d时，将摆动用马达26c的旋转轴261c插入齿轮箱511的预定孔中并且装配到小齿轮251c中。

此后，将旋转轴245c的一端插入齿轮箱511的预定孔以穿过准双曲面齿轮25c的伞齿轮252c，并且使旋转轴245c的另一端以可旋转的方式从齿轮箱511伸出。接着，将从动皮带轮243附接到旋转轴245c的所述另一端。

接着，利用螺栓503紧固齿轮箱511和前侧壳体部21d的前端，以将齿轮单元51联接到机器人臂14d。这里，从动皮带轮243被暴露于齿轮箱511外。

接着，绕附接到旋转用马达的旋转轴（见图5A）的驱动皮带轮242（见图5A）缠绕的环形带244绕从齿轮箱511暴露的从动皮带轮243缠绕。此后，利用盖体22f覆盖前侧壳体部21d的开口部。

接着，将从齿轮箱511伸出的旋转轴245c插入前缘臂15c的预定孔中并且装配到前缘臂15c的小齿轮246中。

此后，利用螺栓504紧固齿轮箱511中的伞齿轮252c和前缘臂15c中的管状壳体31c的周面，以将齿轮单元51联接到前缘臂15c。

因为齿轮单元51如上所述被附接到机器人1d，因此摆动用马达26c的驱动力经由齿轮单元51被传递到前缘臂15c，因此能以轴线B作为摆动轴线摆动前缘臂15c。此外，旋转用马达的驱动力经由齿轮单元51传递到前缘臂15c，因此能以轴线T作为旋转轴线旋转焊炬16。

如上所述，已经说明的是，在根据本另选示例的机器人1d中，将摆动用马达26c的驱动力转换成前缘臂15c的摆动力的准双曲面齿轮25c放置在齿轮单元51中，该齿轮单元能附接到机器人1d并能从该机器人1d拆卸。此外，已经说明的是，机器人1d具有这样的构造，即：旋转用马达的驱动力经由能附接到机器人1d并能从其拆卸的齿轮单元51传递到前缘臂15c，以便旋转焊炬16。

通过采用该构造，能简化机器人1d的组装操作，因为仅通过安装齿轮单元51，将能使机器人臂14d和前缘臂15c以联动方式彼此联接。因此，通过缩短用于组装一个机器人所需的工人作业时间，能降低机器人1d的生产成本。

而且，仅通过改变图3所示的机器人1a的前缘臂15a的螺栓413的螺纹接合位置，就可将图7所示的齿轮单元51用作图3所示的用于机器人1a的齿轮单元41。

结果，如果根据采用本另选示例的齿轮单元51，那么当生产图3所示的机器人1a和图7所示的机器人1d时，不必单独准备用于机器人1a的齿轮单元41和用于机器人1d的齿轮单元51。因此，根据按照本另选示例的齿轮单元51，当生产机器人1a和机器人1d时能降低生产成本。

Claims (9)

1.一种机器人，该机器人包括：

马达，所述马达设置在机器人臂中；

准双曲面齿轮，所述准双曲面齿轮将所述马达的驱动力传递到与所述机器人臂联接的前缘臂，以摆动该前缘臂或旋转末端执行器。

2.根据权利要求1所述的机器人，其中

所述机器人臂包括从该机器人臂的底端朝向前端延伸成的一对的第一壳体部和第二壳体部；并且

所述前缘臂定位在所述第一壳体部和所述第二壳体部之间。

3.根据权利要求2所述的机器人，其中

所述第一壳体部中放置有用于旋转所述末端执行器的所述准双曲面齿轮以及用于驱动这一准双曲面齿轮的所述马达；并且

所述第二壳体部中放置有用于摆动所述前缘臂的所述准双曲面齿轮以及用于驱动这一准双曲面齿轮的所述马达。

4.根据权利要求2所述的机器人，其中，所述准双曲面齿轮被放置在齿轮箱中，该齿轮箱能附接到所述机器人臂并能从该机器人臂拆卸。

5.根据权利要求2至4中的任一项所述的机器人，其中

所述末端执行器是弧焊焊炬；并且

充当弧焊焊料的焊丝经由由所述第一壳体部和所述第二壳体部夹持的空间并经由所述前缘臂的内部而被供给到所述焊炬。

6.根据权利要求1所述的机器人，其中

所述机器人臂包括：

底侧壳体部，该底侧壳体部设置在所述机器人臂的底端；和

前侧壳体部，该前侧壳体部的宽度比所述机器人臂中的所述底侧壳体部的宽度窄，并且该前侧壳体部从所述底侧壳体部朝向所述机器人臂的前端延伸，并且

所述前缘臂定位在面向所述前侧壳体部的侧面的位置处。

7.根据权利要求6所述的机器人，其中

所述底侧壳体部中放置有用于利用环形带驱动用于旋转所述末端执行器的所述准双曲面齿轮的所述马达，并且

所述前侧壳体部中放置有用于摆动所述前缘臂的所述准双曲面齿轮、用于驱动这一准双曲面齿轮的所述马达、以及所述环形带。

8.根据权利要求6所述的机器人，其中，所述准双曲面齿轮被放置在齿轮箱中，该齿轮箱能附接到所述机器人臂并能从该机器人臂拆卸。

9.根据权利要求6至8中的任一项所述的机器人，其中

所述末端执行器是弧焊焊炬，并且

充当弧焊焊料的焊丝经由由所述底侧壳体部、所述前侧壳体部以及所述前缘臂环绕的空间并经由该前缘臂的内部而被供给到所述焊炬。

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