CN104339368B - 机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种机器人，其能够节省空间。实施方式涉及的机器人具备基座部、回转基座、臂部、平衡器以及装备缆线。上述回转基座相对于上述基座部连结成能够绕规定的回转轴回转。上述臂部相对于上述回转基座连结成基端部能够绕与上述回转轴大致垂直的旋转轴旋转。上述平衡器分别与上述回转基座和上述臂部连结。上述装备缆线被上述平衡器支承，并且沿着上述臂部配置在该平衡器的外侧。

Description

机器人
技术领域
本发明公开的实施方式涉及机器人。
背景技术
以往，已知用于点焊用途等的机器人(例如，参照专利文献1)。该机器人例如构成为具有：回转基座，其被设置成能够相对于在地面等上固定的基座部回转；和多轴臂，其被安装于该回转座上。
另外，在回转基座上连结有重力补偿用的平衡器。并且，平衡器多采用弹簧式的平衡器。
另外，在机器人上装备的装备缆线被配设成绕回转基座的外侧缠绕，进而从该回转基座的外侧周围沿多轴臂配设。
专利文献1：日本特开2011-200989号公报
可是，在上述的现有技术中，在节省空间方面还存在进一步改善的余地。
具体来说，在采用弹簧式的平衡器的情况下，存在占地面积(footprint)容易较大这样的问题。另外，对于上述这样的装备缆线的配设形态，也容易导致占地面积增大。
发明内容
实施方式的一个方式是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种能够节省空间的机器人。
实施方式的一个方式涉及的机器人具备：基座部；回转基座，其相对于所述基座部连结成能够绕规定的回转轴回转；臂部，其相对于所述回转基座连结成基端部能够绕与所述回转轴大致垂直的旋转轴旋转，其中，所述臂部具备第1臂和第2臂，所述第1臂的基端部与所述回转基座连结，所述第2臂相对于所述第1臂的末端部连结成该第2臂的基端部能够绕与所述旋转轴大致平行的平行轴旋转；平衡器，其分别与所述回转基座和所述臂部连结；以及装备缆线，其被所述平衡器支承，并且沿着所述臂部的第1臂配设在该平衡器的外侧，所述装备缆线相对于所述第2臂从该第2臂的基端部外侧绕入，并且朝向该第2臂的末端部配置。
根据实施方式的一个方式，能够节省空间。
附图说明
图1是实施方式涉及的机器人的立体图。
图2A是示出实施方式涉及的机器人的结构的左侧视图。
图2B是示出实施方式涉及的平衡器所起到的效果的示意图。
图3A是实施方式涉及的机器人的主视图。
图3B是回转基座周围的沿箭头A观察的图。
图4A是图2A所示的P1部周围的透视图。
图4B是P1部周围的沿箭头A’观察的透视图。
图4C是实施方式涉及的机器人的俯视图。
图5A是凸缘部的俯视图。
图5B是示出凸缘部的使用状态的示意图。
标号说明
10：机器人；
11：基座部；
12：回转基座；
12a：第1安装部；
12b：连结部；
12ba：孔部；
13：臂部；
13a：下部臂；
13aa：第2安装部；
13b：上部臂；
14：腕部；
15：凸缘部；
15a：被安装部；
15b：末端执行器安装部；
15c：开口部；
16：平衡器；
16a：缸部；
16b：杆部；
16c：罩部件；
17：装备缆线；
18：撑条；
19：缆线；
20：点焊枪；
AX1：轴；
AX2：轴；
B：轴；
G1：减速器；
G2：中空减速器；
G21：中空孔；
L：轴；
M1：伺服马达；
R：轴；
S：回转轴；
T：轴；
U：轴。
具体实施方式
以下，参照附图，对本申请公开的机器人的实施方式详细地进行说明。并且，本发明并不受以下所示的实施方式限定。
另外，以下，列举用于点焊用途的机器人为例进行说明。
首先，对实施方式涉及的机器人10的概要进行叙述。图1是实施方式涉及的机器人10的立体图。并且，以下，为了便于说明，机器人10的回转位置和姿势基本上处于图1所示的状态，对机器人10的各部位的位置关系进行说明。
另外，在图1中，为了容易理解说明，图示了包括将铅直向上作为正方向的Z轴在内的3维直角坐标系。该直角坐标系有时也在用于以下说明的其他附图中示出。并且，在本实施方式中，X轴的正方向是指机器人10的前方。
如图1所示，机器人10是所谓的垂直多关节型。具体来说，机器人10具备基座部11、回转基座12、臂部13、腕部14和凸缘部15。腕部14是摆动部的一个例子。
另外，臂部13具备下部臂13a和上部臂13b。下部臂13a是第1臂的一个例子。另外，上部臂13b是第2臂的一个例子。
基座部11是固定在地面等的支承基座。回转基座12以能够回转的方式设置在该基座部11上。下部臂13a被设置成能够相对于回转基座12旋转。
上部臂13b被设置成能够相对于下部臂13a旋转。腕部14以能够摆动的方式设置于上部臂13b的末端部。另外，凸缘部15被设置成能够相对于该腕部14旋转。并且，在凸缘部15安装有称作点焊枪的末端执行器。
另外，机器人10具备重力补偿用的平衡器16。平衡器16具有：封入有氮气等流体的缸部16a；和利用该流体的压力伸缩的杆部16b。并且，作为缸部16a的流体，也可以使用其他的气体和油等液体。
该平衡器16借助于设置于回转基座12的第1安装部12a、和设置于下部臂13a的第2安装部13aa分别与回转基座12和下部臂13a连结。
并且，平衡器16的杆部16b的、直径比缸部16a小的杆被随着杆的伸缩而伸缩的折皱状的罩部件16c覆盖。在用于焊接用途的情况下，这在防止由飞溅等的热片所引起的烧毁这方面是有效的。并且，罩部件16c不一定必须是折皱形状，只要呈筒状覆盖杆部16b即可。
另外，机器人10具备装备缆线17。装备缆线17是焊接装配用的缆线类或软管类等。装备缆线17被前述的平衡器16支承，并沿着下部臂13a配置在该平衡器16的外侧。
另外，该装备缆线17相对于上部臂13b从基端部外侧绕入，并且朝向末端部配置。
本实施方式涉及的机器人10在这样的结构中实现了空间的节省。并且，能够使回转基座12、臂部13和腕部14动作，而不会受到装备缆线17的无用的限制，对安装于腕部14的末端执行器的位置和姿势进行控制，来进行称为点焊作业的处理作业。
对于该机器人10的结构，以下，利用图2A以后的图进一步详细地进行说明。图2A是示出实施方式涉及的机器人10的结构的左侧视图。
如图2A所示，回转基座12相对于基座部11以能够绕回转轴S回转的方式连结(参照图中的箭头201)。并且，在该基座部11和回转基座12的连结部分，以有助于节省空间的方式配置装备缆线17。关于这一点的详细情况，利用图中所示的P1部的透视图(图4A和图4B)在后面进行叙述。
另外，如图2A所示，下部臂13a相对于回转基座12连结成基端部能够绕与回转轴S大致垂直的轴L旋转(参照图中的箭头202)。
另外，上部臂13b相对于下部臂13a的末端部连结成基端部能够绕与轴L大致平行的轴U旋转(参照图中的箭头203)。并且，上部臂13b在成为原点的旋转位置(参照轴U的旋转中心)进行比下部臂13a向前方侧伸展的动作。
而且，上部臂13b被设置成能够绕与轴U大致垂直的轴R扭转(参照图中的箭头204)。
另外，腕部14相对于上部臂13b的末端部连结成能够绕与轴R大致垂直的轴B摆动(参照图中的箭头205)。另外，凸缘部15相对于腕部14连结成能够绕与轴B大致垂直的轴T旋转(参照图中的箭头206)。
并且，在凸缘部15上设置有能够安装末端执行器的末端执行器安装部15b(后述)。关于该凸缘部15的详细情况，利用图5A和图5B在后面叙述。
另外，如图2A所示，对于平衡器16，基端部被安装于第1安装部12a，末端部被安装于第2安装部13aa，从而分别与回转基座12和下部臂13a连结。
另外，平衡器16在第1安装部12a被安装成能够绕与轴L大致平行的轴AX1旋转(参照图中的箭头207)。另外，平衡器16在第2安装部13aa被安装成能够绕与轴L大致平行的轴AX2旋转(参照图中的箭头208)。并且，轴AX1是第1支承轴的一个例子，轴AX2是第2支承轴的一个例子。
在此，如图2A所示，第1安装部12a配置在比回转基座的重要部位靠回转径向外侧的位置，并且配置在比轴L靠基座部11侧的位置。即，第1安装部12a形成为在比回转基座12靠机器人10的前方侧的位置安装平衡器16的基端部。
对于这样安装的平衡器16所起到的效果进行说明。图2B是示出实施方式涉及的平衡器16所起到的效果的示意图。并且，在图2B中，使用表示关节的附图标号，在上一级示意性地示出了使下部臂13a立起的状态的机器人10，在下一级示意性地示出了使下部臂13a向后方倒伏的状态的机器人10。
如图2B所示，平衡器16的基端部借助于第1安装部12a处于比回转基座12靠机器人10的前方侧的位置，由此，能够使下部臂13a向后方在更大的范围内倒伏(参照图中的箭头209)。这是因为，利用平衡器16，对向后方倒伏的下部臂13a作用有从下方支承的力。
由此，在进行点焊作业时，能够提高机器人10所能够采取的姿势的自由度。另外，在搬运机器人10时，能够使机器人10采取更紧凑的姿势、即能够紧凑地折叠，因此能够减小搬运容积。
另外，通过像这样安装平衡器16，与安装以往形态的弹簧式的平衡器的情况相比，不容易导致占地面积增大。即，能够减小占地面积而节省空间。
返回图2A的说明。另外，如图2A所示，装备缆线17从基座部11和回转基座12的连结部分向回转基座12的上部配置。另外，装备缆线17还被平衡器16支承，并且在该平衡器16的外侧沿着下部臂13a配置。
即，由于如上述这样利用可减少占地面积的平衡器16支承着来配置装备缆线17，因此最终能够节省空间。
并且，机器人10还具备撑条18。撑条18沿着平衡器16设置，并且被支承件在2个部位固定于缸部16a。装备缆线17借助于该撑条18被固定在平衡器16的末端部，由此，装备缆线17被支承于平衡器16。撑条18是支承件的一个例子。
另外，装备缆线17相对于上部臂13b从基端部外侧绕入，并且朝向末端部配置。由此，装备缆线17没有被夹在上部臂13b和下部臂13a之间，因此，能够使机器人10动作，而不会施加由装备缆线17引起的无用的限制。
这一点在焊接装备用的缆线类或软管类的装备缆线17容易占用空间的点焊用途中是有用的。
接下来，对回转基座12周围的结构详细地进行说明。图3A是实施方式涉及的机器人10的主视图。另外，图3B是回转基座12周围的沿箭头A观察的图。
如图3A所示，机器人10还具备：伺服马达M1，其提供使下部臂13a绕轴L旋转的旋转驱动力；和减速器G1，其以能够进行动力传递的方式与该伺服马达M1连结。
并且，回转基座12具备收纳减速器G1的连结部12b，以便以能够旋转的方式与下部臂13a连结。因此，在连结部12b中还支承有与减速器G1连结的伺服马达M1。
并且，回转基座12是铸件，连结部12b与该回转基座12形成为一体。
另外，前述的第1安装部12a也从连结部12b的下方开始在下部臂13a的下方与轴L大致平行地延伸，且以在比下部臂13a靠延伸方向侧(参照图中的Y轴的负方向侧)的位置与平衡器16的基端部连结的方式一体地形成于回转基座12。
另外，如图3B所示，在连结部12b设有孔部12ba。与伺服马达M1连结的缆线19(后述)被贯穿插入孔部12ba。
接下来，利用图4A～图4C，对包括该缆线19和前述的装备缆线17在内的缆线类的配置进行说明。图4A是图2A所示的P1部周围的透视图。另外，图4B是P1部周围的沿箭头A’观察的透视图。另外，图4C是实施方式涉及的机器人10的俯视图。
如图4A所示，基座部11和回转基座12借助于中空减速器G2连结，该中空减速器G2具有沿着回转轴S的中空孔G21。中空减速器G2是旋转部件的一个例子。
并且，装备缆线17或缆线19从机器人10的外部首先朝向该中空孔G21配置。此时，这些缆线类被配置在基座部11的内部，而不是绕回转轴S外配(U字移动弯曲处理等)。
并且，如图4B所示，装备缆线17和缆线19在中空孔G21中被进行缠绕处理。因此，根据本实施方式涉及的机器人10，不会因为缆线类的外配等而导致基座部11无用地增大。
由此，能够减小机器人10的占地面积，从而能够实现缆线类的高密度配置。即，能够有助于节省空间。
并且，在中空孔G21中进行缠绕处理的缆线类穿过中空孔G21，并如图4C所示这样从基座部11朝向回转基座12的上部配置，并在回转基座12的上部分支。
并且，分支出的一方的缆线19穿过连结部12b的孔部12ba与伺服马达M1连结。另外，分支出的另一方的装备缆线17被与其他的装备缆线17归拢在一起，在伺服马达M1的周围环绕，并沿着撑条18配置。
接下来，利用图5A和图5B，对凸缘部15的详细情况进行说明。图5A是凸缘部15的俯视图。另外，图5B是示出凸缘部15的使用状态的示意图。
如图5A所示，凸缘部15形成为俯视观察时为U字状的形状。该凸缘部15具备被安装部15a、末端执行器安装部15b和开口部15c。
并且，虽然在图5A中省略了图示，但在与开口部15c对置的底面侧也开口。
如图5B所示，该凸缘部15在被安装部15a被安装于腕部14。另外，在末端执行器安装部15b，作为末端执行器安装有例如点焊枪20。由此，腕部14和点焊枪20借助于凸缘部15被连接在一起。
另外，如上述这样从下部臂13a沿着上部臂13b配置的装备缆线17从凸缘部15的大致U字状的开口部15c侧向底面侧贯穿插入而与点焊枪20连接。
并且，装备缆线17在凸缘部15中以在空间上宽裕的状态被保持。由此，即使点焊枪20随着腕部14的旋转而旋转，装备缆线17也能够在凸缘部15内的空间中高自由度地动作。
即，即使是容易导致体积增大的焊接装备用的装备缆线17，也能够紧凑地归拢在一起，并且，能够将装备缆线17动作的自由度保持得较高。因此，不会对机器人10的动作造成无用的限制(干涉等)，从而能够使机器人10进行点焊作业。
如上所述，实施方式涉及的机器人具备基座部、回转基座、臂部、平衡器以及装备缆线。上述回转基座相对于上述基座部连结成能够绕规定的回转轴回转。上述臂部相对于上述回转基座连结成基端部能够绕与上述回转轴大致垂直的旋转轴旋转。
上述平衡器分别与上述回转基座和上述臂部连结。上述装备缆线被上述平衡器支承，并且沿着上述臂部配置在该平衡器的外侧。
因此，根据实施方式涉及的机器人，能够节省空间。
并且，在上述的实施方式中，列举了机器人被用于点焊用途的情况为例，但是，并不限定机器人进行的作业的种类。即，例如也能够安装可保持工件的手来代替点焊枪作为末端执行器，用于工件的握持作业用途。
另外，在上述的实施方式中，列举了平衡器在基端部和末端部被支承的情况为例，但是，并不限定平衡器的被支承的部位。即，平衡器只要在一部分和其他一部分至少被二点支承即可。
另外，在上述的实施方式中，例示了具有6个轴的多轴机器人，但并不限定轴数。例如，可以是7轴机器人。
另外，在上述的实施方式中，例示了单臂机器人，但并不限于此，例如，上述的实施方式可以应用于双臂以上的多臂机器人的臂的至少任意一个。
本领域技术人员能够容易地导出进一步的效果和变形例。因此，本发明的更大范围的形态并不受如以上那样表示并记述的特定的详细内容和代表性的实施方式限定。因此，只要不脱离由附上的权利要求的范围和其等同物所定义的总括的发明的概念精神或范围，能够进行各种变更。

Claims (10)

1.一种机器人，其特征在于，
所述机器人具备：
基座部；
回转基座，其相对于所述基座部连结成能够绕规定的回转轴回转；
臂部，其相对于所述回转基座连结成基端部能够绕与所述回转轴大致垂直的旋转轴旋转，其中，所述臂部具备第1臂和第2臂，所述第1臂的基端部与所述回转基座连结，所述第2臂相对于所述第1臂的末端部连结成该第2臂的基端部能够绕与所述旋转轴大致平行的平行轴旋转；
平衡器，其分别与所述回转基座和所述臂部连结；以及
装备缆线，其被所述平衡器支承，并且沿着所述臂部的第1臂配设在该平衡器的外侧，
所述装备缆线相对于所述第2臂从该第2臂的基端部外侧绕入，并且朝向该第2臂的末端部配置。
2.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，
所述机器人还具备支承件，
所述装备缆线借助于所述支承件被固定于所述平衡器的末端部，由此，所述装备缆线被支承于所述平衡器。
3.根据权利要求1或2所述的机器人，其特征在于，
在所述回转基座形成有收纳减速器的连结部，以便以能够旋转的方式与所述臂部连结，
在所述连结部中支承有伺服马达，该伺服马达提供所述臂部的旋转驱动力，所述伺服马达以能够传递动力的方式与收纳于所述连结部的减速器连结。
4.根据权利要求3所述的机器人，其特征在于，
在所述连结部设有孔部，与所述伺服马达连结的缆线被贯穿插入于该孔部。
5.根据权利要求4所述的机器人，其特征在于，
所述基座部和所述回转基座借助于旋转部件连结，所述旋转部件具有沿着所述回转轴的中空孔，
所述缆线穿过所述中空孔从所述基座部朝向所述回转基座的上部配置，并在所述回转基座的上部分支，
分支出的一方的缆线穿过所述连结部的所述孔部而与所述伺服马达连结，
另一方的缆线被与所述装备缆线归拢在一起沿着所述平衡器配置。
6.根据权利要求1或2所述的机器人，其特征在于，
所述机器人还具备：
第1安装部，其设置于所述回转基座，并且配置于比所述回转基座靠回转径向外侧、且比所述旋转轴靠所述基座部侧的位置；和
第2安装部，其设置于所述臂部，
所述平衡器的基端部以能够绕与所述旋转轴大致平行的第1支承轴旋转的方式安装于所述第1安装部，
所述平衡器的末端部以能够绕与所述旋转轴大致平行的第2支承轴旋转的方式安装于所述第2安装部。
7.根据权利要求1或2所述的机器人，其特征在于，
所述平衡器具有：封入有流体的缸部；和借助于所述流体的压力伸缩的杆部。
8.根据权利要求1或2所述的机器人，其特征在于，
所述平衡器具有覆盖该平衡器的罩部件。
9.根据权利要求1或2所述的机器人，其特征在于，
所述机器人还具备：
摆动部，其以能够绕与所述旋转轴大致平行的旋转轴旋转的方式与所述第2臂连结；和
凸缘部，其能够绕与所述摆动部的旋转轴大致垂直的旋转轴旋转；以及
末端执行器安装部，其设置于所述凸缘部，能够安装末端执行器。
10.根据权利要求9所述的机器人，其特征在于，
所述末端执行器是点焊枪。
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