CN104024829B - 设置有润滑油劣化传感器的机器及工业机器人 - Google Patents

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Abstract

提供一种被构造成检测润滑油的劣化的机器。该机器设置有润滑油劣化传感器，该润滑油劣化传感器设置在机器主体中且被构造成检测润滑油的劣化。润滑油劣化传感器设置有：发光元件；有色光接收元件，其被构造成对接收到的光的颜色进行检测；间隙形成构件，其形成作为供润滑油进入的间隙的油用间隙。间隙形成构件用于透过从发光元件发射的光。油用间隙布置于从发光元件到有色光接收元件的光路上。润滑油不包含作为添加剂的钼。

Description

设置有润滑油劣化传感器的机器及工业机器人
技术领域
本发明涉及一种设置有用于对机器的润滑油的劣化进行检测的润滑油劣化传感器的机器。
背景技术
传统上，作为用于检测机器的润滑油的劣化的润滑油劣化传感器，已知如下的油劣化程度传感器。在该传感器中，在从红外线LED(Light Emitting Diode(发光二极管))到光电二极管的光路上形成有用于供润滑油进入的油进入用间隙部。然后，根据光电二极管的光接收量来测量相对于从红外线LED发射的光的油进入用间隙部内的润滑油的光吸收量，以由此确定与如此测量的光吸收量有关的润滑油的劣化程度(例如参见专利文献1和专利文献2)。
然而，在专利文献1和专利文献2中的每一个中说明的油劣化程度传感器具有以下问题：虽然能够测量润滑油内的不溶解成分的密度作为润滑油的劣化程度，但是不能指出润滑油内的污染物的类型。
作为指出润滑油内的污染物的类型的技术，已知如下技术：其中，LED朝向已经被用于过滤润滑油的膜过滤器照射光。然后，光接收元件将来自膜过滤器上的污染物的反射光转换成RGB的数字值，以由此基于如此转换的RGB数字值指出润滑油内的污染物的类型(例如，参见非专利文献1和非专利文献2)。
作为机器的润滑油，已知一种如下的润滑油：在该润滑油中添加了作为用于减少机器的摩擦面的摩擦的摩擦减少剂的诸如二硫代氨基甲酸钼(MoDTC)或二硫代磷酸钼(MoDTP)等的有机钼(例如，参见专利文献3和专利文献4)
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平7-146233号公报
专利文献2：日本特开平10-104160号公报
专利文献3：日本特开2004-339411号公报
专利文献4：日文特开2010-24355号公报
非专利文献
非专利文献1：山口智彦及其他四人，“润滑油内污染物的色相判别方法(METHODOF DISCRIMINATING HUE OF CONTAMINANT WITHIN LUBRICANT)”，福井大学，工学部，研究报告，2003年3月，第51卷，第1号，81页至88页
非专利文献2：本田知己，“润滑油的劣化诊断·检查技术(DETERIORATIONDIAGNOSIS OF LUBRICANT·INSPECTION TECHNOLOGY)”，日本精密工程学会期刊，2009年，第75卷，第3号，359页至362页
发明内容
发明要解决的问题
因此，本发明的目的在于提供一种可以抑制如下的润滑油劣化传感器的性能下降的机器：该润滑油劣化传感器能够即时地指出润滑油内的污染物的类型和量。
用于解决问题的方案
根据本发明，提供一种被构造成检测润滑油的劣化的机器，其包括：
机器主体；
润滑油，所述润滑油用于减少在所述机器主体的可动部处产生的摩擦；以及
润滑油劣化传感器，所述润滑油劣化传感器安装于所述机器主体并且被构造成对所述润滑油的劣化进行检测，
其中所述润滑油劣化传感器包括：
发光元件，所述发光元件被构造成发光；
有色光接收元件，所述有色光接收元件被构造成对接收到的光的颜色进行检测；以及
间隙形成构件，所述间隙形成构件形成油用间隙，所述油用间隙是供所述润滑油进入的间隙；
所述间隙形成构件用于透过从所述发光元件发射的光，
所述油用间隙布置于从所述发光元件到所述有色光接收元件的光路，以及
所述润滑油不包含作为添加剂的钼。
所述润滑油劣化传感器还可以包括：支撑构件，所述支撑构件支撑所述发光元件、所述有色光接收元件和所述间隙形成构件；以及固定构件，所述固定构件被固定到所述机器主体。所述固定构件可以以所述支撑构件能够转动的方式支撑所述支撑构件，使得当所述支撑构件转动时所述油用间隙的开口的方向变化。
所述支撑构件可以设置有转动驱动力接收部，所述转动驱动力接收部是用于通过接触力从外部接收使所述支撑构件相对于所述固定构件转动的驱动力的部分，以及所述转动驱动力接收部位于在所述固定构件被固定至所述机器主体的状态下所述转动驱动力接收部不与所述润滑油接触的位置处。
所述润滑油劣化传感器可以进一步包括转动防止构件，所述转动防止构件通过与所述支撑构件和所述固定构件两者接触来防止所述支撑构件相对于所述固定构件的转动。所述转动防止构件可以包括接触用驱动力接收部，所述接触用驱动力接收部是用于通过接触力从外部接收用于与所述支撑构件和所述固定构件两者接触的驱动力的部分，以及所述接触用驱动力接收部位于在所述固定构件被固定至所述机器主体的状态下所述接触用驱动力接 收部不与所述润滑油接触的位置处。
所述发光元件可以是发射白光的白色LED。
所述间隙形成构件可以具有用于使所述光路弯折的反射面。
所述间隙形成构件可以包括两个直角棱镜，所述两个直角棱镜分别设置有用于使所述光路弯折90度的反射面，然而所述光路通过所述两个直角棱镜的所述反射面而被弯折180度。所述油用间隙可以形成在所述两个直角棱镜之间。
所述支撑构件可以具有包围所述光路的至少一部分的光路包围部，以及所述光路包围部可以具有为了防止光反射而经受了处理的表面。
所述间隙形成构件的用于形成所述油用间隙的表面可以经受疏油处理。
所述机器可以是工业机器人，
所述机器主体可以包括臂和在所述臂的关节部处使用的减速机，以及
所述润滑油可以是用于所述减速机的润滑油。
发明的效果
在根据本发明的用于机器的润滑油劣化传感器中，有色光接收元件对由发光元件发射的光之中的具有未被油用间隙处的润滑油内的诸如铁粉等的污染物吸收的波长的光的颜色进行检测。因而，能够即时地检测机器的润滑油内的污染物的颜色。也就是，根据本发明的用于机器的润滑油劣化传感器能够基于有色光接收元件检测到的颜色即时地指出润滑油内的污染物的类型和量。
此外，在根据本发明的机器中，由于润滑油不包含作为添加剂的钼，因此能够防止钼作为污泥而附着到间隙形成构件。因而，根据本发明的机器能够抑制污泥附着到间隙形成构件，因此能够抑制润滑油劣化传感器的性能下降。
结果，根据本发明的机器可以防止如下的润滑油劣化传感器的性能下降：该润滑油劣化传感器能够即时地指出润滑油内的污染物的类型和量。
在根据本发明的机器中，在固定构件被固定至机器主体的情况下，能够 调整在固定构件被固定至机器主体的状态下的油用间隙的开口的方向，使得润滑油劣化检测器对润滑油的劣化的检测精度变高。
在根据本发明的机器中，在固定构件被固定至机器主体之后，能够调整在固定构件被固定至机器主体的状态下的油用间隙的开口的方向，使得润滑油劣化检测器对润滑油的劣化的检测精度变高。
在根据本发明的机器中，与发光元件例如是除了LED以外的灯的构造相比，润滑油劣化传感器能够被小型化。因而，能够使得根据本发明的机器被小型化。
在根据本发明的机器中，与从发光元件到有色光接收元件的光路是直线的构造相比，通过将发光元件与有色光接收元件彼此靠近布置，能够使润滑油劣化传感器小型化。此外，间隙形成构件具有使光路弯折的功能以及形成油用间隙的功能。因而，与代替间隙形成构件而单独设置用于使光路弯折的构件的构造相比，能够减少润滑油劣化传感器的组成部件的数量。因而，能够使得根据本发明的机器被小型化且进一步减少组成部件的数量。
在根据本发明的机器中，利用组成部件的数量少的简单构造能够使得润滑油劣化传感器被小型化。因而，根据本发明的机器能够以数量少的组成部件的简单构造而被小型化。
在根据本发明的机器中，防止了有色光接收元件接收不必要的反射光因而，与有色光接收元件接收了不必要的反射光的构造相比，能够提高润滑油劣化传感器对润滑油内污染物的颜色的检测精度。因而，根据本发明的机器能够提高故障的预知精度。
由于根据本发明的机器被构造成使得润滑油容易流过油用间隙，因此与润滑油易于残留在油用间隙处的构造相比，能够提高润滑油劣化传感器对润滑油内污染物的颜色的检测精度。此外，在根据本发明的机器中，在形成油 用间隙的表面经受了疏油处理的情况下，污物难以附着于形成油用间隙的表面。因而，能够抑制由污物的附着引起的润滑油劣化传感器对润滑油内污染物的颜色的检测精度的下降。因而，根据本发明的机器能够提高故障的预知精度。
根据本发明的机器能够防止如下的润滑油劣化传感器的性能下降：该润滑油劣化传感器能够即时地指出润滑油内的污染物的类型和量。因而，根据本发明的工业机器人能够长时间地预知即时的故障。
可以抑制如下的润滑油劣化传感器的性能下降：该润滑油劣化传感器能够即时地指出润滑油内的污染物的类型和量。
附图说明
图1是根据本发明的实施方式的工业机器人的侧视图。
图2是图1中示出的工业机器人的关节部的截面图。
图3是图2中示出的润滑油劣化传感器的主视图。
图4是处于安装至臂的状态下的图3中示出的润滑油劣化传感器的主视截面图。
图5的(a)是图3中示出的润滑油劣化传感器的平面图。图5的(b)是图3中示出的润滑油劣化传感器的仰视图。
图6的(a)是图3中示出的外壳的主视图。图6的(b)是图3中示出的外壳的主视截面图。
图7的(a)是图3中示出的外壳的侧视图。图7的(b)是图3中示出的外壳的侧视截面图。
图8的(a)是图3中示出的外壳的平面图。图8的(b)是图3中示出的外壳的仰视图。
图9的(a)是图3中示出的保持件的主视图。图9的(b)是图3中示出的保持件的主视截面图。
图10的(a)是图3中示出的保持件的侧视图。图10的(b)是图3中示出的保持件的侧视截面图。
图11的(a)是图3中示出的保持件的平面图。图11的(b)是图3中示出的保持件的仰视图。
图12是示出图4中示出的从白色LED到RGB传感器的光路的图。
图13的(a)是图3中示出的保持件盖的主视图。图13的(b)是图3中示出的保持件盖的主视截面图。
图14的(a)是图3中示出的保持件盖的平面图。图14的(b)是图3中示出的保持件盖的仰视图。
图15是示出相对于润滑油的流动的图3中示出的油用间隙的开口的方向与通过RGB传感器检测到的颜色的相对于黑色的色差ΔE之间的关系的示例的图。
图16的(a)是示出相对于润滑油的流动的图3中示出的油用间隙的开口的方向为0度的状态的图。图16的(b)是示出相对于润滑油的流动的图3中示出的油用间隙的开口的方向为45度的状态的图。图16的(c)是示出相对于润滑油的流动的图3中示出的油用间隙的开口的方向为90度的状态的图。
图17的(a)是示出在图2中示出的润滑油包含作为添加剂的钼的情况下的色差ΔE的时间变化的实验结果的表。图17的(b)是图17的(a)中示出的实验结果的图。
图18的(a)是示出在图2中示出的润滑油不包含作为添加剂的钼的情况下的色差ΔE的时间变化的实验结果的表。图18的(b)是图18的(a)中示出的实验结果的图。
具体实施方式
由于非专利文献1和非专利文献2中的每一个所说明的技术均需要从机 器中排出润滑油并通过膜过滤器过滤润滑油，因此存在缺乏即时性的问题。
有鉴于此，本申请的发明人已经开发出能够即时地指出机器的润滑油内的污染物的类型和量的润滑油劣化传感器。这种润滑油劣化传感器(以下被称为“新传感器”)是安装在机器中且检测机器的润滑油的劣化的润滑油劣化传感器。这种传感器包括：发光元件，其用于发光；有色光接收元件，其用于对接收到的光的颜色进行检测；以及间隙形成构件，在间隙形成构件处形成用于润滑油进入的作为间隙的油用间隙，其中间隙形成构件透过从发光元件发射的光，并且油用间隙布置在从发光元件到有色光接收元件的光路上。
然而，本申请的发明人已经发现，当新传感器安装在机器中且连续地使用时，新传感器的用于指出润滑油内的污染物的类型和量的精度下降，也就是，新传感器的性能下降。
然后，本申请的发明人已经对新传感器的性能下降的原因进行了调查。作为调查的结果，本申请的发明人已经查明新传感器的性能下降是由如下因素所导致的：由于润滑油的劣化所产生的污泥(堆积物)附着到间隙形成构件。
因而，为了查明污泥的产生的原因，本申请的发明人已经分析了附着到间隙形成构件的污泥。结果，本申请的发明人已经查明，附着到间隙形成构件的污泥中包含钼(Mo)。
然后，为了调查在润滑油中包含的作为添加剂的钼是否是导致新传感器的性能下降的原因，本申请的发明人已经在包含作为添加剂的钼的润滑油和不包含作为添加剂的钼的润滑油之间执行了新传感器的性能下降的比较实验。结果，本申请的发明人已经得出如下结论：在润滑油中包含的作为添加剂的钼至少是导致新传感器的性能下降的原因中的一个。
因此，本发明的目的在于提供一种可以抑制如下的润滑油劣化传感器的性能下降的机器：该润滑油劣化传感器能够即时地指出润滑油内的污染物的类型和量。
在下文中，将参照附图来说明本发明的实施方式。
首先，将说明根据本实施方式的作为机器的工业机器人的构造。
图1是根据本实施方式的工业机器人100的侧视图。
如图1所示，工业机器人100包括：待附接至诸如地板或天花板等的设置部分900上的安装部111；臂112至116；用于安装部111与臂112之间的连接的关节部120；用于臂112与臂113之间的连接的关节部130；用于臂113与臂114之间的连接的关节部140；用于臂114与臂115之间的连接的关节部150；用于臂115与臂116之间的连接的关节部160；以及用于臂116与未示出的手之间的连接的关节部170。
在工业机器人100中，除了润滑油131a和诸如后述的润滑油劣化传感器137a、137b、139a、139b等的润滑油劣化传感器以外的部分构成了根据本发明的机器主体。
图2是关节部130的截面图。在下文中，虽然在只针对关节部130进行了说明，但是各关节部120和140至170的动作大致相同。
如图2所示，关节部130包括：减速机131，其用于臂112与臂113之间的连接；借助于螺钉138a被固定至臂112的马达138；以及均用于检测减速机131的用于减少可动部处产生的摩擦的润滑油131a的劣化的润滑油劣化传感器139a、139b。
减速机131包括：减速机主体132；以及均用于检测减速机主体132的润滑油131a的劣化的润滑油劣化传感器137a和137b。
减速机主体132包括：借助于螺钉133a被固定至臂112的壳体133；借助于螺钉134a被固定至臂113的支撑体134；被固定至马达138的输出轴的齿轮135a；围绕减速机131的中心轴线等间隔地布置并且与齿轮135a啮合的三个齿轮135b；围绕减速机131的中心轴线等间隔地布置并且被分别固定至齿轮135b的三个曲轴135c；以及与设置在壳体133处的内齿轮啮合的两个外齿轮136。
支撑体134经由轴承133b由壳体133可转动地支撑。在壳体133与支撑体 134之间设置有用于防止润滑油131a泄漏的密封构件133c。
各曲轴135c经由轴承134b由支撑体134可转动地支撑，并且进一步经由轴承136a由外齿轮136可转动地支撑。
润滑油劣化传感器137a和润滑油劣化传感器137b中的每一个被固定至壳体133。润滑油劣化传感器139a被固定至臂112。润滑油劣化传感器139b被固定至臂113。
图3是润滑油劣化传感器139b的主视图。图4是处于安装至臂113的状态的润滑油劣化传感器139b的主视截面图。图5的(a)是润滑油劣化传感器139b的平面图。图5的(b)是润滑油劣化传感器139b的仰视图。虽然在下文中针对润滑油劣化传感器139b进行了说明，但是除了润滑油劣化传感器139b以外的诸如润滑油劣化传感器137a、137b、139a等的润滑油劣化传感器中的每一个的构造大致相同。
如图3至图5所示，润滑油劣化传感器139b包括：用于支撑润滑油劣化传感器139b的各组成部件的铝合金制成的外壳20；用于支撑后述的白色LED72、RGB传感器73和间隙形成构件60的支撑构件30；由支撑构件30保持的间隙形成构件60；以及具有白色LED72与RGB传感器73的电子部件组70。
支撑构件30借助于具有六角孔的螺钉12被固定至外壳20。支撑构件30包括：铝合金制成的保持件40；以及借助于具有六角孔的螺钉13被固定至保持件40的铝合金制成的保持件盖50。
间隙形成构件60由玻璃制成的两个直角棱镜61、62构成。在两个直角棱镜61、62之间形成有作为用于使润滑油131a进入其中的间隙的油用间隙60a。
电子部件组70包括：借助于螺钉11被固定至支撑构件30的电路板71；安装在电路板71上的白色LED72；安装在电路板71上的RGB传感器73；布置在电路板71的与其白色LED72和RGB传感器73所在侧相反的一表面侧的电路板74；用于固定电路板71和电路板74的多个柱75；布置在相对于电路板74的与电路板71所在侧相反的表面侧的电路板76；用于固定电路板74和电路板76的多个柱77；以及安装在电路板76的与其电路板74所在侧相反的一表面侧的 连接器78。在电路板71、电路板74和电路板76中的每一个上均安装有多个电子部件。电路板71、电路板74和电路板76彼此电连接。
润滑油劣化传感器139b包括：用于防止润滑油131a从外壳20与臂113之间的间隙泄漏的O型环14；用于防止润滑油131a从外壳20与保持件40之间的间隙泄漏的O型环15；以及布置在外壳20与保持件盖50之间的O型环16。
图6的(a)是外壳20的主视图。图6的(b)是外壳20的主视截面图。图7的(a)是外壳20的侧视图。图7的(b)是外壳20的侧视截面图。图8的(a)是外壳20的平面图。图8的(b)是外壳20的仰视图。
如图3至图8所示，外壳20包括：被固定至臂113的螺纹孔113a的螺纹部21；在使螺纹部21相对于臂113的螺纹孔113a转动时由诸如扳手等工具握持的工具接触部22；以及容纳保持件40的保持件容纳部23。此外，外壳20设置有：供具有六角孔的螺钉12分别拧入的螺纹孔24：供O型环14装配的槽25；以及供O型环16装配的槽26。外壳20构造成被固定至工业机器人100的臂113、也就是被固定至机器主体，并因此构成了本发明的固定构件。
图9的(a)是保持件40的主视图。图9的(b)是保持件40的主视截面图。图10的(a)是保持件40的侧视图。图10的(b)是保持件40的侧视截面图。图11的(a)是保持件40的俯视图。图11的(b)是保持件40的仰视图。图12是示出从白色LED72到RGB传感器73的光路10a的图。
如图3至图5和图9至图12所示，保持件40包括：用于容纳直角棱镜61的棱镜容纳部41；用于容纳直角棱镜62的棱镜容纳部42；用于容纳白色LED72的LED容纳部43；以及用于容纳RGB传感器73的RGB传感器容纳部44。此外，保持件40设置有：贯通棱镜容纳部41和LED容纳部43的孔45；贯通棱镜容纳部42和RGB传感器容纳部44的孔46；与螺钉11螺纹连接的螺纹孔47；与具有六角孔的螺钉13螺纹连接的螺纹孔48；以及供O型环15装配的槽49。
棱镜容纳部41包括将直角棱镜61夹在中间的两个壁41a。直角棱镜61借助于粘合剂被固定至壁41a。棱镜容纳部42包括将直角棱镜62夹在中间的两个壁42a。直角棱镜62借助于粘合剂被固定至壁42a。
保持件40借助于LED容纳部43、孔45、棱镜容纳部41、棱镜容纳部42、孔46和RGB传感器容纳部44包围从白色LED72到RGB传感器73的光路10a的至少一部分，由此构成了根据本发明的光路包围部。
保持件40的表面经受诸如用于消光的黑色耐酸铝处理(black alumitetreatment for matting)等的用于防止光反射的处理。
保持件40经由电路板71支撑白色LED72和RGB传感器73。此外，保持件40直接支撑间隙形成构件60。
如图12所示，间隙形成构件60的油用间隙60a布置在从白色LED72到RGB传感器73的光路10a上。
直角棱镜61、62透过从白色LED72发射的光。直角棱镜61设置有：光入射面61a，从白色LED72发射的光入射在该光入射面61a上；光反射面61b，其以使光的传播方向成90度弯折的方式反射从光入射面61a进入的光；以及光出射面61c，其将由光反射面61b反射的光射出。直角棱镜62设置有：光入射面62a，从直角棱镜61的光出射面61c发射的光入射在该光入射面62a上；光反射面62b，其以使光的传播方向成90度弯折的方式发射从光入射面62a进入的光；以及将由光反射面62b反射的光射出的光出射面62c。
直角棱镜61的光入射面61a、光反射面61b和光出射面61c以及直角棱镜62的光入射面62a、光反射面62b和光出射面62c中的每一个都被光学抛光(optically polished)。此外，直角棱镜61的光反射面61b和直角棱镜62的光反射面62b中的每一个均设置有铝沉积膜。此外，为了保护硬度和粘合力低的铝沉积膜，在铝沉积膜上形成SiO2膜。
光路10a通过直角棱镜61的光反射面61b被弯折90度，并且还通过直角棱镜62的光反射面62b被弯折90度。也就是，光路10a通过间隙形成构件60被弯折180度。
当油用间隙60a的长度过短时，由于润滑油131a内的污染物难以适当地流过间隙60a，因此润滑油131a内的污染物的颜色的检测精度下降。另一方面，当油用间隙60a的长度过长时，从白色LED72发射的光被油用间隙60a 内的润滑油131a中的污染物过度地吸收，因此难以到达RGB传感器73。因而，润滑油131a内的污染物的颜色的检测精度也下降了。于是，优选地，适当地设定油用间隙60a的长度，使得润滑油131a内的污染物的颜色的检测精度变高。直角棱镜61的光出射面61c与直角棱镜62的光入射面62a之间的距离、也就是油用间隙60a的长度例如为1mm。
白色LED72是发射白光的电子部件并且构成了根据本发明的发光元件。可以采用由日亚化学工业株式会社(Nichia Corporation)制造的NSPW500GS-K1作为白色LED72。
RGB传感器73是对接收到的光的颜色进行检测的电子部件，并且构成了根据本发明的有色光接收元件。例如可以采用由滨松光子株式会社(Hamamatsu Photonics K.K.)制造的S9032-02作为RGB传感器73。
如图4所示，以如下方式构造连接器78：使得润滑油劣化传感器139b外部的外部装置的连接器95连接至该连接器78，以便从外部装置经由连接器95供给电力，并且润滑油劣化传感器139b的检测结果作为电信号经由连接器95被输出至外部装置。
图13的(a)是保持件盖50的主视图。图13的(b)是保持件盖50的主视截面图。图14的(a)是保持件盖50的平面图。图14的(b)是保持件盖50的仰视图。
如图3至图5和图13至图14所示，保持件盖50设置有工具接触部51，其在使支撑构件30相对于外壳20转动时用于与诸如六角扳手等的工具接触。工具接触部51是用于通过接触力从外部接收使支撑构件30相对于外壳20转动的驱动力的部分，并且构成了根据本发明的转动驱动力接收部。工具接触部51布置在当外壳20被固定至臂113时不与润滑油131a接触的位置处。此外，保持件盖50设置有供连接器78插入的孔52和供具有六角孔的螺钉13插入的孔53。
保持件盖50的表面经受诸如用于消光的黑色耐酸铝处理等的用于防止光反射的处理。
如图3和图4所示，具有六角孔的螺钉12被构造成使得通过与支撑构件30和外壳20两者接触来防止支撑构件30相对于外壳20转动，并且构成了根据本发明的转动防止构件。具有六角孔的螺钉12具有用于与诸如六角扳手等的工具接触的工具接触部12a。工具接触部12a是用于通过接触力从外部接收用于与支撑构件30和外壳20两者接触的驱动力的部分，并且构成了根据本发明的接触用驱动力接收部。工具接触部12a布置在当外壳20被固定至臂113时不与润滑油131a接触的位置处。
接下来，将说明润滑油劣化传感器139b的组装方法。在下文中，虽然只针对润滑油劣化传感器139b进行了说明，但是除了润滑油劣化传感器139b以外的诸如润滑油劣化传感器137a、137b、139a等的润滑油劣化传感器中的每一个的构造大致相同。
首先，将粘合剂糊在保持件40的棱镜容纳部41的待与直角棱镜61的光入射面61a接触的表面平面上，并且还将粘合剂糊在直角棱镜61的待与棱镜容纳部41的两个壁41a接触的两个表面平面上。接着，通过粘合剂将直角棱镜61固定至棱镜容纳部41。此外，将粘合剂糊在保持件40的棱镜容纳部42的待与直角棱镜62的光出射面62c接触的表面平面上，并且还将粘合剂糊在直角棱镜62的待与棱镜容纳部42的两个壁42a接触的两个表面平面上。接着，通过粘合剂将直角棱镜62固定至棱镜容纳部42。此外，借助于粘合剂将白色LED72固定至保持件40的LED容纳部43。
接着，借助于螺钉11将安装有RGB传感器73的电路板71固定至保持件40，并且借助于焊接将白色LED72固定至电路板71。此外，组装诸如连接器78等的各种电子部件，由此通过保持件40来支撑电子部件组70。
接下来，借助于具有六角孔的螺钉13将保持件盖50固定至保持件40。
最后，借助于具有六角孔的螺钉12将安装有O型环15的保持件40固定至安装有O型环14和O型环16的外壳20的保持件容纳部23。
接下来，将针对将润滑油劣化传感器139b安装至臂113的方法进行说明。在下文中，虽然只针对润滑油劣化传感器139b进行说明，但是除了润滑油劣 化传感器139b以外的诸如润滑油劣化传感器137a、137b、139a等的润滑油劣化传感器中的每一个的构造大致相同。
首先，通过工具握持住外壳20的工具接触部22并且将外壳20的螺纹部21螺纹连接到臂113的螺纹孔113a内，由此将润滑油劣化传感器139b固定至臂113。
接着，将润滑油劣化传感器139b外部的外部装置的连接器95连接至连接器78。
接下来，将说明工业机器人100的动作。
首先，将说明关节部130的动作。在下文中，虽然只针对关节部130进行说明，但是关节部120和关节部140至170中的每一个的动作大致相同。
当关节部130的马达138的输出轴转动时，马达138的转动力通过减速机131被减小，由此使被固定至减速机131的支撑体134的臂113相对于被固定至减速机131的壳体133的臂112移动。
接下来，将说明润滑油劣化传感器139b的动作。在下文中，虽然只针对润滑油劣化传感器139b进行说明，但是除了润滑油劣化传感器139b以外的诸如润滑油劣化传感器137a、137b、139a等的润滑油劣化传感器中的每一个的构造大致相同。
润滑油劣化传感器139b响应于经由连接器78从外部装置供给的电力而从白色LED72发射白光。
接着，润滑油劣化传感器139b将RGB传感器73接收到的光的RGB的各颜色的光量作为电信号经由连接器78输出至外部装置。
润滑油劣化传感器139b可以附加地安装除了RGB传感器73以外的另一传感器。例如，在润滑油劣化传感器139b中，当电子部件组70中包含用于检测润滑油131a的温度的温度传感器时，还能够将温度传感器检测到的温度作为电信号经由连接器78输出至外部装置。
接下来，将针对润滑油劣化传感器139b的油用间隙60a的开口60b的方向的调整方法进行说明。在下文中，虽然只针对润滑油劣化传感器139b进行说 明，但是除了润滑油劣化传感器139b以外的诸如润滑油劣化传感器137a、137b、139a等的润滑油劣化传感器中每一个的构造大致相同。
润滑油劣化传感器139b的外部装置能够基于由RGB传感器73检测到的颜色指出减速机131的润滑油131a内的污染物的类型和量。也就是，润滑油劣化传感器139b能够通过检测润滑油131a内的污染物的颜色来检测润滑油131a的劣化程度。
图15是示出相对于润滑油131a的流动的油用间隙60a的开口60b的方向与RGB传感器73检测到的颜色相对于黑色的色差ΔE之间的关系的示例的图。图16的(a)是示出相对于润滑油131a的流动的油用间隙60a的开口60b的方向为0度的状态的图。图16的(b)是相对于润滑油131a的流动的油用间隙60a的开口60b的方向为45度的状态的图。图16的(c)是示出相对于润滑油131a的流动的油用间隙60a的开口60b的方向为90度的状态的图。
RGB传感器73检测到的颜色相对于黑色的色差ΔE可以通过利用RGB传感器73检测到的颜色RGB的各值而由以下数学式1表示的表达式计算出。
[数学式1]
在对图15中示出的关系进行推导的实验中，使用劣化程度低的新油作为润滑油131a。
此外，在图15中，“静态”表示润滑油131a的流动停止时的时段。当润滑油131a的流动停止时，相对于润滑油131a的流动的油用间隙60a的开口60b的方向对RGB传感器73检测到的颜色相对于黑色的色差ΔE没有影响。因此，处于“静态”时的RGB传感器73检测到的颜色相对于黑色的ΔE作为相对于润滑油131a的流动的油用间隙60a的开口60b的方向与RGB传感器73检测到的颜色相对于黑色的色差ΔE之间的关系的判断基准。
此外，在图15中，36[rpm]和45[rpm]中的每一个均作为每分钟的转数而表示臂113相对于臂112的转动速度。由于润滑油劣化传感器139b被附接至臂113，因此该传感器根据臂113相对于臂112的转动而在润滑油131a内移动。 由于润滑油劣化传感器139b被附接至臂113，因此该传感器根据臂113相对于臂112的转动而在润滑油131a内移动。换言之，36[rpm]和45[rpm]中的每一个均直接表示润滑油131a的流动相对于润滑油劣化传感器139b的速度。
在图16中，除了表示油用间隙60a的那些箭头以外的箭头表示润滑油131a的流动。
能够通过RGB传感器73检测到的颜色相对于黑色的色差ΔE来判断润滑油131a的劣化的检测精度。换言之，在图15中，在臂113相对于臂112的转动速度为45[rpm]并且相对于润滑油131a的流动的油用间隙60a的开口60b的方向为0度或45度的情况下，润滑油131a的劣化的检测精度下降了。采用该方式，润滑油131a的劣化的检测精度取决于相对于润滑油131a的流动的油用间隙60a的开口60b的方向而下降了。
润滑油劣化传感器139b被构造成能够调整油用间隙60a的开口60b的方向。
首先，通过被插入到工具接触部12a内的工具将具有六角孔的各螺钉12拧松，使得支撑构件30变成能够相对于外壳20转动。
接着，在通过工具握持外壳20的工具接触部22来防止外壳20相对于臂113转动的状态下，通过被插入到工具接触部51内的工具使支撑构件30相对于外壳20转动。油用间隙60a的开口60b的方向根据支撑构件30相对于外壳20的转动而变化。
最后，通过被插入到工具接触部12a内的工具将具有六角孔的各螺钉12紧固，使得支撑构件30不可能相对于外壳20转动。
如以上所说明的，由于RGB传感器73对由白色LED72发射的白光之中的具有未被在油用间隙60a处的润滑油131a内的污染物吸收的波长的光的颜色进行检测，因此诸如润滑油劣化传感器139b等的各润滑油劣化传感器能够即时地检测减速机131的润滑油131a内的污染物的颜色。也就是，通过利用诸如计算机等的外部装置，各润滑油劣化传感器能够基于RGB传感器73检测到的颜色即时地指出减速机131的润滑油131a内的污染物的类型和量。各润滑 油劣化传感器可以被构造成使得电子部件组70包含基于RGB传感器73检测到的颜色指出润滑油内的污染物的类型和量的电子部件。
一般地，在工业机器人中，臂的轨迹的精度等很大程度上取决于关节部处使用的减速机的性能而变化。因而，当减速机的性能下降时适当地更换新的工业机器人用减速机是重要的。然而，在更换工业机器人用减速机的情况中，需要使设置有该工业机器人用减速机以及安装工业机器人的生产线停止。因而，为了把握工业机器人用减速机的更换时间，适当地预知工业机器人用减速机的故障是非常重要的。在这方面中，如上所述，通过利用诸如计算机等的外部装置，工业机器人100的各润滑油劣化传感器能够基于RGB传感器73检测到的颜色即时地指出减速机131的润滑油131a内的污染物的类型和量。因而，工业机器人100和工业机器人100的各减速机能够预知即时的故障。
对于润滑油131a，有时添加各种添加剂，例如：用于减少摩擦面的摩擦的类似诸如MoDTC或MoDTP等有机钼的摩擦减少剂；用于提高表示用于抑制摩擦面的附着的性能的极压润滑性的诸如SP基添加剂等的极压添加剂；以及用于抑制污泥的产生和附着的诸如磺酸钙等的分散剂。这些添加剂根据润滑油131a的劣化以使得添加剂附着于、粘结在或沉积于工业机器人100和减速机的金属表面上的方式与润滑油131a分离。基于检测到的颜色，各润滑油劣化传感器不仅指出润滑油131a内的铁粉的量，还指出由被添加至润滑油131a的各种添加剂的减少而引起的基油的劣化程度以及诸如污泥等的污染物的增加。因而，与仅基于铁粉的密度预知减速机的故障的技术相比，各工业机器人100和工业机器人100的各减速机都能够提高故障的预知精度。
优选地，润滑油131a不包含作为添加剂的诸如MoDTC或MoDTP等的钼。
如上所述，为了调查在润滑油131a中包含的作为添加剂的钼是否是导致润滑油劣化传感器的性能下降的原因，本申请的发明人已经在包含作为添加剂的钼的润滑油131a和不包含作为添加剂的钼的润滑油131a之间执行了润滑油劣化传感器的性能下降的比较实验。在以具有与关节部130大致相同的 构造的方式制备的实验用装置中，在最大输出转数为15rpm、最大负荷转矩为减速机131的额定转矩的2.5倍且负荷运动为减速机131的额定运动的情况下，以反复连续地进行如下的往复转动运动的方式执行该实验：在使得支撑体134相对于壳体133沿向前的方向转动45度之后支撑体134相对于壳体133沿相反的方向转动45度。作为包含作为添加剂的钼的润滑油131a的在本实验中使用的润滑油包含作为摩擦减少剂的有机钼、极压添加剂、分散剂和作为添加剂的范围均在0.1％至10％的抗氧化剂。与作为包含作为添加剂的钼的润滑油131a的在本实验中使用的润滑油相比，作为不包含作为添加剂的钼的润滑油131a的在本实验中使用的润滑油的不同之处仅在于不包含作为摩擦减少剂的有机钼。在图17和图18中示出了本实验的结果。
图17的(a)是示出在润滑油131a包含作为添加剂的钼的情况下的色差ΔE的时间变化的实验结果的表。图17的(b)是图17的(a)中示出的实验结果的图。图18的(a)是示出在润滑油131a不包含作为添加剂的钼的情况下的色差ΔE的时间变化的实验结果的表。图18的(b)是图18的(a)中示出的实验结果的图。
在图17和图18中，以如下方式得到额定换算时间：基于在实验用装置被实际驱动的情况下的减速机131的输出转动速度和负荷转矩，将实验用装置被实际驱动的时间被换算成输出转速为15rpm且负荷转矩为减速机131的额定转矩的情况下的时间。减速机131的寿命时间被定义为：在输出转速为15rpm且负荷转矩为减速机131的额定转矩的条件下在连续地驱动减速机131的情况下为6000小时。此外，以如下方式执行样本测量：每次测量都从实验用装置排出润滑油131a，并且通过使用如润滑油劣化传感器139b的润滑油劣化传感器来测量从实验用装置排出的润滑油131a的颜色相对于黑色的色差ΔE。此外以如下方式执行实时测量：通过使用附接至实验用装置的润滑油劣化传感器139b来测量实验用装置内的润滑油131a的颜色相对于黑色的色差ΔE。
由于在样本测量时使用的润滑油劣化传感器的间隙形成构件的直角棱 镜仅在测量时与润滑油131a接触，因此由于润滑油131a的劣化而产生的污泥不附着到棱镜。因而，样本测量的实验结果非常精确地表示了润滑油131a的状态。
另一方面，由于在实时测量时使用的润滑油劣化传感器139b的间隙形成构件60的直角棱镜61、62始终与润滑油131a接触，因此由于润滑油131a的劣化产生的污泥附着到棱镜。因而，实时测量的实验结果受到附着到直角棱镜61、62的污泥的影响。
因此，样本测量的实验结果和实时测量的实验结果之间的差表示附着到直角棱镜61、62的污泥的影响的程度。
如图17和图18所示，与润滑油131a包含作为添加剂的钼的情况相比，当润滑油131a不包含作为添加剂的钼时，即使在实验时间大致相同的情况下，样本测量的实验结果和实时测量的实验结果之间的差异小。换言之，明显地这种情况几乎不会受到附着到直角棱镜61、62的污泥的影响。
如上所述，当润滑油131a不包含作为添加剂的钼时，各工业机器人100和工业机器人100的减速机能够防止钼作为污泥而附着到间隙形成构件的直角棱镜的现象。因而，能够抑制污泥附着到间隙形成构件的直角棱镜，因此能够抑制润滑油劣化传感器的性能下降。结果，各工业机器人100和工业机器人100的各减速机能够防止能够即时地指出润滑油131a内的污染物的类型和量的润滑油劣化传感器的性能下降。
此外，在诸如润滑油劣化传感器139b等的各润滑油劣化传感器中，外壳20以支撑构件能够转动的方式对支撑构件30进行支撑，使得当支撑构件30转动时油用间隙60a的开口60b的方向变化。因而，在外壳20被固定至工业机器人100的情况下，能够调整在外壳20被固定至工业机器人100时的油用间隙60a的开口60b的方向，以使得工业机器人100的润滑油131a的劣化的检测精度变高。结果，各工业机器人100和工业机器人100的各减速机能够高精度地预知故障。
此外，在诸如润滑油劣化传感器139b等的各润滑油劣化传感器中，支撑 构件30在当外壳20被固定至工业机器人100时不与润滑油131a接触的位置处包括工具接触部51，该工具接触部51用作通过接触力从外部接收使支撑构件30相对于外壳20转动的驱动力的部分。因而，在各润滑油劣化传感器中，在外壳20被固定至工业机器人100之后，能够调整在外壳20被固定至工业机器人100时的油用间隙60a的开口60b的方向，以使得工业机器人100的润滑油131a的劣化的检测精度变高。
此外，在诸如润滑油劣化传感器139b等的各润滑油劣化传感器中，被构造成通过与支撑构件30和外壳20两者接触来防止支撑构件30相对于外壳20转动的具有六角孔的各螺钉12在当外壳20被固定至工业机器人100时不与润滑油131a接触的位置处包括工具接触部12a，该工具接触部12a用作通过接触力从外部接收用于与支撑构件30和外壳20两者接触的驱动力。因而，在各润滑油劣化传感器中，在外壳20被固定至工业机器人100之后，能够使外壳20被固定至工业机器人100时的油用间隙60a的开口60b的方向固定，以使得工业机器人100的润滑油131a的劣化的检测精度变高。
此外，在各润滑油劣化传感器中，由于发光元件是用于发射白光用的白色LED，因此与发光元件例如是除了LED以外的灯的构造相比，能够使传感器小型化。因而，能够使各工业机器人100和工业机器人100的各减速机小型化。根据本发明的发光元件可以是除了白色LED以外的其它LED。例如，发光元件可以是除了LED以外的灯。此外，发光元件可以被构造成包括红色LED或除了LED以外的红灯、绿色LED或除了LED以外的绿灯以及蓝色LED或除了LED以外的蓝灯，以由此通过将从这些LED或除了LED以外的这些灯发射的各颜色的光组合来发射白光。
此外，在各润滑油劣化传感器中，间隙形成构件60设置有用于使光路10a弯折的光反射面61b、62b。因而，与从白色LED72到RGB传感器73的光路10a为直线的构造相比，能够通过将白色LED72和RGB传感器73彼此靠近布置使整个构造小型化。此外，在各润滑油劣化传感器中，间隙形成构件60具有使光路10a弯折的功能以及形成油用间隙60a的功能。因而，与取代间隙形成构 件60单独设置用于使光路10a弯折的构件的构造相比，能够减少组成部件的数量。结果，能够使各工业机器人100和工业机器人100的各减速机小型化，并且还能减少组成部件的数量。
特别地，以如下方式构造各润滑油劣化传感器：使得间隙形成构件60由两个直角棱镜61、62形成，该两个直角棱镜61、62分别设置有均用于使光路10a弯折90度的光反射面61b、62b；且使得光路10a通过两个直角棱镜61、62的光反射面61b、62b而弯折180度，并且油用间隙60a形成在两个直角棱镜61、62之间。因而，能够以数量少的组成部件的简单构造使传感器小型化。结果，能够以数量少的组成部件的简单构造使各工业机器人100和工业机器人100的各减速机小型化。
此外，以如下方式构造各润滑油劣化传感器：使得传感器具有包围光路10a的至少一部分的保持件40，并且保持件40的表面经受用于防止光反射的处理。因而，能够防止RGB传感器73接收不必要的反射光。结果，与RGB传感器73接收了不必要的反射光的构造相比，各润滑油劣化传感器能够提高润滑油131a内的污染物的颜色的检测精度。于是，各工业机器人100和工业机器人100的各减速机能够提高故障的预知精度。
此外，在各润滑油劣化传感器中，可以在间隙形成构件60的形成油用间隙60a的表面平面上、也就是直角棱镜61的光出射面61c和直角棱镜62的光入射面62a上进行疏油处理。在各润滑油劣化传感器中，当直角棱镜61的光出射面61c和直角棱镜62的光入射面62a中的每一个均经受了疏油处理的情况下，润滑油131a容易流过油用间隙60a。因而，与润滑油131a易于残留在油用间隙60a处的构造相比，能够提高了润滑油131a内的污染物的颜色的检测精度。此外，在各润滑油劣化传感器中，当直角棱镜61的光出射面61c和直角棱镜62的光入射面62a中的每一个均经受了疏油处理的情况下，污物难以附着在直角棱镜61的光出射面61c和直角棱镜62的光入射面62a中的每一个上。因而，能够抑制由污物的附着而引起的润滑油131a内污染物的颜色的检测精度的下降。结果，能够提高各工业机器人100和工业机器人100的各减速 机对故障的预知精度。
通过联合使用根据本发明的润滑油劣化传感器、用于测量润滑油的温度的温度传感器和马达的电流等的监视机构能够提高减速机的故障的预知精度。
虽然在本实施方式中间隙形成构件60的直角棱镜61、62中的每一个均由玻璃制成，但是它们中的每一个也可以由除了玻璃以外的诸如硅树脂等的材料形成。当棱镜61、62中的每一个均由硅树脂形成时，污物可能难以附着于形成油用间隙60a的表面平面。
虽然在本实施方式中间隙形成构件60由两个直角棱镜61、62构成，但是间隙形成构件也可以由三个或更多个棱镜构成。
在各润滑油劣化传感器中，可以采用除了本实施方式中说明的配置以外的配置构造白色LED72和RGB传感器73。例如，在各润滑油劣化传感器中，从白色LED72到RGB传感器73的光路10a可以是直线的。
此外，在各润滑油劣化传感器中，可以通过采用除了直角棱镜以外的构造使光路10a弯折。
在各润滑油劣化传感器中，例如可以使用诸如电池单元等的电池作为电力供给手段，并且可以采用无线通信作为用于将检测结果输出至外部装置的手段。
此外，润滑油劣化传感器中的每一个的安装位置不限于本实施方式中示出的安装位置，并且优选地可以根据工业机器人100的用途等适当地设定该安装位置。
虽然在本实施方式中使用工业机器人作为根据本发明的机器，但是可以使用除了工业机器人以外的机器。
本申请基于2011年12月27日提交的日本专利申请(日本专利申请No.2011-287000)，该申请的全部内容通过引用合并于此。
产业上的可利用性
根据本发明，提供了一种能够抑制如下的润滑油劣化传感器的性能下降 的机器：该润滑油劣化传感器能够即时地指出润滑油内的污染物的类型和量。
附图标记说明
10a 光路
12 具有六角孔的螺钉(转动防止构件)
12a 工具接触部(接触用驱动力接收部)
20 外壳(固定构件)
30 支撑构件
40 保持件(光路包围部)
51 工具接触部(转动驱动力接收部)
60 间隙形成构件
60a 油用间隙
60b 开口
61 直角棱镜
61b 光反射面
61c 光出射面(形成油用间隙的表面平面)
62 直角棱镜
62a 光入射面(形成油用间隙的表面平面)
62b 光反射面
72 白色LED(发光元件)
73 RGB传感器(有色光接收元件)
100 工业机器人(机器)
112-116 臂
120、130、140、150、160、170 关节部
131 减速机
131a 润滑油
137a、137b、139a、139b 润滑油劣化传感器

Claims (8)

1.一种被构造成检测润滑油的劣化的工业机器人，其包括：
机器主体，所述机器主体包括臂和在所述臂的关节部处使用的减速机；
润滑油，所述润滑油用于减少在所述减速机的可动部处产生的摩擦；以及
润滑油劣化传感器，所述润滑油劣化传感器安装于所述减速机并且被构造成对所述润滑油的劣化进行检测，
其中所述润滑油劣化传感器包括：
发光元件，所述发光元件被构造成发光；
有色光接收元件，所述有色光接收元件被构造成对接收到的光的颜色进行检测；以及
间隙形成构件，所述间隙形成构件形成油用间隙，所述油用间隙是供所述润滑油进入的间隙；
所述间隙形成构件用于透过从所述发光元件发射的光，
所述油用间隙布置于从所述发光元件到所述有色光接收元件的光路，以及
所述减速机的所述润滑油不包含作为添加剂的钼，
所述润滑油劣化传感器还包括：支撑构件，所述支撑构件支撑所述发光元件、所述有色光接收元件和所述间隙形成构件；以及固定构件，所述固定构件被固定到所述减速机，以及
所述固定构件以所述支撑构件能够转动的方式支撑所述支撑构件，使得在所述固定构件被固定至所述减速机的情况下，当所述支撑构件相对于所述固定构件转动时所述油用间隙的开口的方向变化。
2.根据权利要求1所述的工业机器人，其特征在于，
所述支撑构件包括转动驱动力接收部，所述转动驱动力接收部是用于通过接触力从外部接收使所述支撑构件相对于所述固定构件转动的驱动力的部分，以及所述转动驱动力接收部位于在所述固定构件被固定至所述减速机的状态下所述转动驱动力接收部不与所述润滑油接触的位置处。
3.根据权利要求1或2所述的工业机器人，其特征在于，
所述润滑油劣化传感器进一步包括转动防止构件，所述转动防止构件通过与所述支撑构件和所述固定构件两者接触来防止所述支撑构件相对于所述固定构件的转动，以及
所述工业机器人防止构件包括接触用驱动力接收部，所述接触用驱动力接收部是用于通过接触力从外部接收用于与所述支撑构件和所述固定构件两者接触的驱动力的部分，以及所述接触用驱动力接收部位于在所述固定构件被固定至所述减速机的状态下所述接触用驱动力接收部不与所述润滑油接触的位置处。
4.根据权利要求1或2所述的工业机器人，其特征在于，
所述发光元件是发射白光的白色LED。
5.根据权利要求1或2所述的工业机器人，其特征在于，
所述间隙形成构件具有用于使所述光路弯折的反射面。
6.根据权利要求5所述的工业机器人，其特征在于，
所述间隙形成构件包括两个直角棱镜，所述两个直角棱镜分别设置有用于使所述光路弯折90度的反射面，所述光路通过所述两个直角棱镜的所述反射面而被弯折180度，以及
所述油用间隙形成在所述两个直角棱镜之间。
7.根据权利要求1或2所述的工业机器人，其特征在于，
所述支撑构件具有包围所述光路的至少一部分的光路包围部，以及
所述光路包围部具有为了防止光反射而经受了处理的表面。
8.根据权利要求1或2所述的工业机器人，其特征在于，
所述间隙形成构件的用于形成所述油用间隙的表面经受了疏油处理。
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