CN103659837B - 具有冷却马达的冷却结构体的多关节机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供具有冷却马达的冷却结构体的多关节机器人。多关节机器人具备可动体、产生用于使可动体进行动作的动力的马达、收放马达的马达外壳、使从马达产生的热量散发而冷却马达的冷却结构体。冷却结构体在马达外壳的内部空间具备形成将热量从马达传递到马达外壳的热传导路径的热传导体。热传导体具有与马达的发热面接触的第一接触面、与马达外壳的内表面接触的第二接触面。通过使第一接触面及第二接触面中的至少一方沿相对的发热面或内表面滑动而调整热传导体的位置，形成热传导路径。

Description

具有冷却马达的冷却结构体的多关节机器人

技术领域

本发明涉及多关节机器人。

背景技术

多关节机器人普遍在频繁地暴漏于飞沫或粉尘的环境、腐蚀环境等过于严酷的环境中使用。因此，驱动臂的马达等结构部件为了防止不良状况的产生而普遍收放在遮蔽外部空间的密闭空间内。因此，具有伴随机器人进行动作，由马达等热源产生的热量无法充分地散去的倾向。日本实公昭62-25193号公报、日本特开平1-274993号公报及日本特开平9-323286号公报公开了通过使热传导性的部件介于马达的发热部分与机器人的结构体之间的间隙，促进散热效果的结构。

发明内容

期望具备用于冷却收放在封闭空间的马达的冷却结构体的多关节机器人。

根据本发明的第一发明，一种多关节机器人，具备可动体、产生用于使该可动体进行动作的动力的马达、以从外部空间遮蔽该马达的方式将该马达收放在内部空间的马达外壳、使从上述马达产生的热量散发而冷却上述马达的冷却结构体，上述马达具有产生热量的发热面，上述冷却结构体在上述马达外壳的上述内部空间具备形成将热量从上述马达传递到上述马达外壳的热传导路径的热传导体，上述热传导体具有与上述马达的上述发热面接触的第一接触面、与上述马达外壳的内表面接触的第二接触面，通过使上述第一接触面及上述第二接触面中的至少一方沿相对的上述发热面或上述内表面滑动而调整上述热传导体的位置，形成上述热传导路径。

根据本申请的第二发明，在第一发明中，上述马达的上述发热面及上述马达外壳的上述内表面与上述热传导体的上述第一接触面及上述第二接触面以形成某角度的方式互相倾斜地分别延伸，上述热传导体通过使上述第一接触面及上述第二接触面中的另一方沿相对的上述发热面或上述内表面滑动到上述热传导体的上述第一接触面及上述第二接触面中的一方与相对的上述发热面或上述内表面接触，形成上述热传导路径。

根据本发明的第三发明，在第一发明中，上述马达的上述发热面及上述马达外壳的上述内表面与上述热传导体的上述第一接触面及上述第二接触面互相平行地分别延伸，上述热传导体具有形成上述第一接触面的第一热传导体、形成上述第二接触面且与上述第一热传导体不同的第二热传导体，通过使上述第一热传导体的上述第一接触面及上述第二热传导体的上述第二接触面中的一方沿相对的上述发热面或上述内表面滑动到上述第一热传导体与上述第二热传导体互相接触，形成上述热传导路径。

本发明的效果如下。

在上述第一发明中，通过使热传导体的第一接触面及上述第二接触面的至少一方沿相对的发热面或内表面滑动调整热传导体的位置。由此，在使第一接触面及第二接触面中的一方与马达或马达外壳接触后，能够调整另一方的接触面的位置。因此，即使例如在热传导体的壁厚存在不均的场合、在马达外壳的内表面存在凹凸或坡度的场合等马达与马达外壳之间的间隙的大小不一样的场合，也能够使热传导体与马达及马达外壳双方紧密地接触。

在上述第二发明中，通过使接触面的一方沿相对的发热面或内表面滑动，使接触面的另一方与相对的发热面或内表面接触。因此，在马达的发热面与马达外壳的内表面互相倾斜的场合，使热传导体与马达及马达外壳双方紧密地接触。

在上述第三发明中，通过使第一热传导体及第二热传导体中的一方沿相对的发热面或内表面滑动，使第一热传导体及第二热传导体互相接触。因此，在马达的发热面、马达外壳的内表面互相平行地延伸的场合，使第一热传导体及马达之间、第二热传导体及马达外壳之间、第一热传导体及第二热传导体之间分别紧密地接触。

这些及其他本发明的目的、特征及优点参照附图所示的本发明的示例的实施方式的详细的说明而更明确。

附图说明

图1是表示本发明的第一实施方式的多关节机器人的概略剖视图。

图2是放大图1所示的区域II而表示的局部放大图。

图3是用于说明第二实施方式的多关节机器人的与图2对应的局部放大图。

图4是用于说明第二实施方式的多关节机器人的放大立体图。

图5是用于说明第三实施方式的多关节机器人的与图2对应的局部放大图。

图6是用于说明第四实施方式的多关节机器人的与图2对应的局部放大图。

图7是用于说明第五实施方式的多关节机器人的与图2对应的局部放大图。

图8是放大图7的热传导体而表示的放大立体图。

具体实施方式

下面，参照附图说明本发明的实施方式。图示的实施方式的各结构要素存在为了有助于本发明的理解而从实际使用的方式改变其比例尺的场合。

图1是表示本发明的第一实施方式的多关节机器人10的概略剖视图。机器人10具备设置在设置面上的基座20、通过关节30连结在基座20上的第一臂22、通过关节32连结在第一臂22上的第二臂24、通过关节34连结在第二臂24上的第三臂26、通过关节36连结在第三臂26上的手腕部28。

各关节30、32、34、36通过减速机42并利用马达40能分别绕轴线X1、X2、X3、X4转动。第一臂22能在关节30绕轴线X1相对于基座20转动。第二臂24能在关节32绕轴线X2相对于第一臂22转动。第三臂26能在关节34绕轴线X3相对于第二臂24转动。手腕部28能在关节36绕轴线X4相对于第三臂26转动。这种多关节机器人10的结构及动作的样式是公知的，因此在本说明书中省略详细说明。

图2是放大图1所示的区域II而表示的局部放大图。区域II表示图1的关节32及其周围的结构。在以下的说明中，以关节32的驱动部为例进行说明，但在其他关节30、34、36的驱动部当然能同样应用本实施方式。

关节32的驱动部具备作为可动体的一个例子的第二臂24、产生用于使第二臂24进行动作的动力的马达40、形成收放马达40的内部空间52的马达外壳50。马达40由马达外壳50遮蔽外部空间，以马达40不会与位于周围环境的粉尘及液滴等直接接触的方式进行保护。马达40具有输出轴40a，在马达40产生的旋转动力通过输出轴40a输出到减速机42。减速机42具有未图示的输入部及输出部。减速机42的输入部连结在马达40的输出轴40a上。另一方面，减速机42的输出部连结在第二臂24上。由马达40产生的旋转动力通过减速机42以规定的减速比减速后，传递到第二臂24。在与马达40的输出轴40a相反侧设有编码器44，检测马达40的旋转位置、旋转速度等动作信息。

马达40在动作中产生热量。从马达40产生的热量从马达40的外表面释放到周围环境中。例如，热量通过位于轴线X2上的马达40的安装部40b传递到机器人10的其他结构部件、例如减速机42及第二臂24。在本实施方式中，由于马达40被马达外壳50从外部空间遮蔽，因此在利用位于马达40的周围的气体进行的散热作用中，无法充分冷却马达40。因此，在本实施方式中，除了通过马达40的安装部40b的热传导路径之外，具备使马达的热量散发而用于冷却马达的冷却结构体。

本实施方式的冷却结构体配置在马达外壳50的内部空间52内，具备形成从马达40延伸到马达外壳50的热传导路径的热传导体80。热传导体80由具有良好的热传导性及刚性的材料、例如铝等金属形成。热传导体80是由例如以图2所示那样形成直角的方式结合的一对平板构成的截面L字状的板材。在图示的实施方式中，热传导体80形成直角，但该角度能根据由马达40的发热面46及马达外壳50的内表面形成的角度改变。热传导体80具有通过能弹性变形的热传导片60与马达40的发热面46接触的第一接触面82、通过同样能弹性变形的热传导片62与相对于发热面46大致正交地延伸的马达外壳50的内表面54接触的第二接触面84。热传导片60、62具有良好的热传导性。代替热传导片60、62，可以在热传导体80的第一接触面82及马达40的发热面46之间、热传导体80的第二接触面84及马达外壳50的内表面54之间涂敷具有良好的热传导性的润滑脂。另外，可以不使热传导片60、62及润滑脂等中间体介于中间，而是热传导体80的第一接触面82及第二接触面84与发热面46及内表面54直接接触。这样，在本说明书中使用的“接触”的文字应该理解为包括两个部件直接接触的场合、使具有热传导性的另一中间体介于中间且两个部件间接地接触的场合这两方。

热传导体80以分别与马达40的发热面46及马达外壳50的内表面54接触的状态由固定件70固定。固定件70例如是绳状、带状、块状的部件，能安装在马达40及热传导体80的周围。利用该固定件70，维持热传导体80、马达40及马达外壳50之间的接触状态。

接着，对安装热传导体80时的样式进行说明。首先，使热传导体80的第一接触面82与马达40的发热面46接触。此时，热传导体80未由固定件70固定，因此热传导体80的位置能自由改变。如果确立第一接触面82与发热面46之间的接触状态，则使热传导体80的第一接触面82沿发热面46滑动到热传导体80的第二接触面84与相对的马达外壳50的内表面54接触。在第二接触面84及内表面54互相接触后，再次调整第一接触面82相对于发热面46的位置。

这样，在本实施方式中，通过在使热传导体80的第一接触面82及马达40的发热面46接触后，使热传导体80沿发热面46滑动，使第二接触面84与马达外壳50的内表面54接触。例如，如现有技术那样，在将热传导体简单地配置在形成在马达的发热面与马达外壳的内表面之间的间隙的场合，由于间隙有较大波动，因此难以使热传导体相对于马达及马达外壳两方紧密地接触。相对于此，在本实施方式中，能够以在使热传导体80的第一接触面82与马达40接触后，第二接触面84与马达外壳50接触的方式调整热传导体80的位置。由此，使热传导体80相对于马达40及外壳50双方在充分地紧密的状态下接触。并且，一旦将热传导体80定位在适当的位置，则能够使用固定件70将热传导体80固定在该位置。这样，维持热传导体80、马达40及马达外壳50之间的接触状态。

当然，也可以以使热传导体80的第二接触面84与马达外壳50的内表面54首先接触，之后，使第一接触面82与马达40的发热面46接触的方式交替进行工序的顺序。在该场合，使热传导体80沿马达外壳50的内表面54滑动。另外，在热传导片60、62等中间体介于热传导体80与马达40及马达外壳50之间的场合，由于容易维持各部件间的接触状态，因此是有利的。

接着，对与上述实施方式不同的本发明的其他实施方式进行说明。在以下的说明中，对与已经叙述的内容重复的事项适当省略说明。另外，对相同或对应的结构要素使用相同的参照符号。

图3是用于说明第二实施方式的多关节机器人的与图2对应的局部放大图。图4是用于说明第二实施方式的多关节机器人的放大立体图。在本实施方式中，将热传导体80固定在马达外壳50上，并且在马达外壳50上形成用于能够调整热传导体80的位置的位置调整安装部。

图3所示的位置调整安装部具有螺栓72、形成在马达外壳50的壁面且能插入螺栓72的长孔66。在图示的实施方式中，并列设置两个由螺栓72及长孔66构成的组合体。长孔66形成为在相对于马达40的发热面46大致正交的方向（图3及图4的上下方向）上为长度方向。在热传导体80上形成收放螺栓72的螺纹孔，通过使螺栓72贯通长孔66并与热传导体80的螺纹孔螺纹结合，能将热传导体80固定在马达外壳50上。

根据该实施方式，在利用螺栓72将热传导体80固定在马达外壳50上之前的状态下，热传导体80在长孔66与形成在热传导体80上的孔重合的范围自由地调整位置。并且，即使一旦使热传导体80与发热面46接触后，通过调整螺栓72的紧固力，能够使热传导体80沿马达40的发热面46滑动而调整热传导体80的位置。这样，根据本实施方式，能在使热传导体80的第一接触面82与相对的马达40的发热面46接触后，调整第二接触面84相对于马达外壳50的内表面的位置。

图5是用于说明第三实施方式的多关节机器人的与图2对应的局部放大图。在本实施方式中，热传导体80与第一及第二实施方式相同。但是，在本实施方式中，热传导体80的第一接触面82利用螺栓74在相对于马达40的发热面46被按压的状态下被固定。螺栓74贯通通过与马达40的发热面46相对的马达外壳50的内表面56而形成的螺纹孔（未图示）而向内部空间52内突出。因此，根据螺栓74向内部空间52内突出的长度，能够调整热传导体80的第一接触面82相对于马达40的发热面46的位置。

在本实施方式中，在使热传导体80的第二接触面84与马达外壳50的内表面54接触后，通过改变螺栓74相对于内部空间52的突出长度，热传导体80沿内表面54滑动。这样，得到热传导体80、发热面46及内表面54之间的接触状态。

图6是用于说明第四实施方式的多关节机器人的与图2对应的局部放大图。在本实施方式中，热传导体80具有第一热传导体86和第二热传导体88。第一热传导体86是具有与马达40的发热面46平行地延伸且具有第一接触面82的平行部86a、从平行部86a的一端呈大致直角地朝向与发热面46平行的马达外壳50的内表面56延伸的正交部86b的截面L字状的部件。第二热传导体88是具有与马达外壳50的内表面56平行地延伸的平行部88a且具有第二接触面84的平行部88a、从平行部88a的一端为大致直角地朝向马达40的发热面46延伸的正交部88的L字状的部件。第一热传导体86及第二热传导体88可以具有相同的尺寸，也可以具有不同的尺寸。

第一热传导体86的平行部86a以在第一接触面82与马达40的发热面46接触的状态利用第一固定件76a固定在马达40上。另外，第一热传导体86的正交部86b及第二热传导体88的正交部88b在互相接触的状态下利用第二固定件76b互相固定。因此，在本实施方式中，利用这些第一固定件76a及第二固定件76b，第一热传导体86及第二热传导体88分别相对于马达40及马达外壳50维持接触状态。

在本实施方式中，首先，使第一热传导体86与马达40接触。此时，由于未安装第一固定件76a，因此第一热传导体86的位置能自如地调整。并且，在第一热传导体86的第一接触面82与马达40的发热面46接触的状态下，利用第一固定件76a将第一热传导体86固定在马达40上。

接着，使第二热传导体88与马达外壳50的内表面56接触。此时，未固定第二热传导体88，因此第二热传导体88的位置能自如地调整。并且，在使第二接触面84与内表面56接触后，将第二热传导体88沿内表面56滑动到第二热传导体88的正交部88b与第一热传导体86的正交部86b接触。

当第一热传导体86的正交部86b与第二热传导体88的正交部88b以能充分地热传导的程度互相接触时，将第二固定件76b安装在正交部86b、88b上。由此，互相固定这些第一热传导体86及第二热传导体88。这样，在第一热传导体86及马达40之间、第二热传导体88及马达外壳50之间、第一热传导体86及第二热传导体88之间的各个维持接触状态。根据这种实施方式，能够可靠地在马达40的发热面46和与发热面46平行地延伸的马达外壳50的内表面56之间形成热传导路径。另外，说明了首先固定第一热传导体86，将第二热传导体88沿马达外壳50的内表面56滑动的结构例，但也可以采用在将第二热传导体88固定在马达外壳50上后，通过使第一热传导体86沿马达40的发热面46滑动，互相连结第一热传导体86及第二热传导体88的结构。

图7是用于说明第五实施方式的多关节机器人的与图2对应的局部放大图。图8是放大图7的热传导体而表示的放大立体图。本实施方式与第四实施方式相同，利用第一热传导体86及第二热传导体88形成热传导路径。在本实施方式中，作为固定第一热传导体86及第二热传导体88的部件，代替第二固定件76b，使用螺栓78。如在图8中所示，在第二热传导体88的正交部88b上隔开间隔地形成两个长孔90。各长孔90形成为在与第二接触面84大致正交的方向上为长度方向。在第一热传导体86的正交部86b上形成收放螺栓78的螺纹孔。由此，通过螺栓78贯通第二热传导体88的长孔90并螺纹结合在第一热传导体86的螺纹孔中，互相固定第一热传导体86及第二热传导体88。

在第一热传导体86与马达40接触的状态下利用第一固定件76a进行固定的方式与上述第四实施方式相同。在对第二热传导体88进行定位时，由于未固定第二热传导体88，因此通过使长孔90的螺栓78的连结位置移动，能够调整第二热传导体88相对于马达外壳50的内表面56的固定位置。并且，在第二热传导体88的第二接触面84与内表面56接触的状态下，第二热传导体88利用螺栓78与第一热传导体86连结。这样，在第一热传导体86及马达40之间、第二热传导体88及马达外壳50之间、第一热传导体86及第二热传导体88之间的各个维持接触状态。另外，以长孔90形成在第二热传导体88上的结构例进行说明，但也可以采用长孔90形成在第一热传导体86上的结构。

以上，说明了本发明的多种实施方式，但本领域技术人员当然清楚通过任意地组合在本说明书中明示或暗示地公开的多个实施方式的特征也能够实施本发明。另外，作为可动体的例子列举了臂，但可动体也可以是例如旋转台。另外，为了使说明简单，以马达的发热面是平坦的实施方式为例进行说明，但发热面不是平坦的场合、例如是曲面的场合也包含在本发明的范围中。

以上，使用本发明的示例的实施方式图示了本发明并进行说明，但本领域技术人员当然能够不脱离本发明的精神及范围地进行上述或多种改变、省略、追加。

Claims (3)

1.一种多关节机器人，具备可动体、产生用于使该可动体进行动作的动力的马达、以从外部空间遮蔽该马达的方式将该马达收放在内部空间的马达外壳、以及使从上述马达产生的热量散发而冷却上述马达的冷却结构体，该多关节机器人的特征在于，

上述马达在躯体部侧面具有产生热量的发热面，

上述冷却结构体在上述马达外壳的上述内部空间具备形成将热量从上述马达传递到上述马达外壳的热传导路径的热传导体，

上述热传导体具有与上述马达的上述发热面接触的第一接触面、与上述马达外壳的内表面接触的第二接触面，通过在使上述第一接触面及上述第二接触面中的至少一方沿相对的上述发热面或上述内表面滑动而调整上述热传导体的位置后利用固定机构固定上述热传导体，形成上述热传导路径。

2.根据权利要求1所述的多关节机器人，其特征在于，

上述马达的上述发热面及上述马达外壳的上述内表面与上述热传导体的上述第一接触面及上述第二接触面以形成某角度的方式互相倾斜地分别延伸，

上述热传导体通过在使上述第一接触面及上述第二接触面中的另一方沿相对的上述发热面或上述内表面滑动到上述热传导体的上述第一接触面及上述第二接触面中的一方与相对的上述发热面或上述内表面接触后利用固定机构进行固定，形成上述热传导路径。

3.根据权利要求1所述的多关节机器人，其特征在于，

上述马达的上述发热面及上述马达外壳的上述内表面与上述热传导体的上述第一接触面及上述第二接触面互相平行地分别延伸，

上述热传导体具有形成上述第一接触面的第一热传导体、形成上述第二接触面且与上述第一热传导体不同的第二热传导体，

通过在使上述第一热传导体的上述第一接触面及上述第二热传导体的上述第二接触面中的一方沿相对的上述发热面或上述内表面滑动到上述第一热传导体与上述第二热传导体互相接触后利用固定机构进行固定，形成上述热传导路径。