CN105459102A - 机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供根据使用环境改变弯曲的臂的长度的机器人。该机器人具备弯曲臂，该弯曲臂包括第一部件、第二部件以及连结部件，并且沿长度方向弯曲，上述第一部件在上述长度方向与上述连结部件的前端连结，上述第二部件在上述长度方向与上述连结部件的基端连结。

Description

机器人

技术领域

本发明涉及机器人，特别涉及机器人的机械手的构造。

背景技术

在专利文献1中公开了具备弯曲的臂的机器人。通过使臂弯曲，能够使从臂的基座观察而为近前侧的无法到达的区域变窄。

专利文献1：日本特开2013－233653号公报

但是，尽管能够根据使用机器人的环境来变更为适宜的臂的长度，但未能实现根据使用环境来改变弯曲的臂的长度的机器人。

发明内容

本发明的目的之一在于提供能够根据使用环境来改变弯曲的臂的长度的机器人。

用于实现上述目的的机器人具备弯曲臂，该弯曲臂包括第一部件、第二部件、以及连结部件，并沿长度方向弯曲，上述第一部件在上述长度方向上与上述连结部件的前端连结，上述第二部件在上述长度方向上与上述连结部件的基端连结。

根据本发明，能够通过更换长度不同的连结部件或者装卸连结部件来改变弯曲臂的长度。弯曲臂的弯曲只要是沿长度方向的弯曲即可，例如，只要是以使被弯曲臂支承为能够旋转的其他臂的旋转范围扩大的方式而弯曲的外形即可。在该情况下，向与被弯曲臂支承的前端侧臂的旋转轴垂直的平面投影的弯曲臂的投影像沿长度方向弯曲。另外，只要是以使弯曲臂的旋转范围扩大的方式弯曲的外形即可。在该情况下，向与弯曲臂的旋转轴垂直的平面投影的弯曲臂的投影像沿长度方向弯曲。既可以是第一部件、第二部件、连结部件中的一个以上沿弯曲臂的长度方向弯曲，也可以在分别不弯曲的第一部件、第二部件、连结部件的边界使弯曲臂弯曲。另外，直线状臂为沿长度方向不弯曲的臂即可，例如沿臂的长度方向延伸的中心线活轮廓线大体上为直线状即可。此外，在本说明书中提及前端或基端时，是指将从支承机械手的基座结构性离开的一方作为前端，将较近一方作为基端。

附图说明

图1是本发明的实施方式的侧视图。

图2是本发明的实施方式的立体图。

图3是本发明的实施方式的侧视图。

图4是本发明的实施方式的立体图。

图5是本发明的实施方式的剖视图。

图6是本发明的实施方式的示意图。

图7是本发明的实施方式的示意图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。此外，在各图中，对相对应的构成要素标注相同的附图标记，并且省略重复说明。

1.概要

图1示出作为本发明的一个实施例的机器人。本实施例的机器人是具备包括多个臂1、2、3、4、5、6的机械手的垂直多关节机器人。在第六臂6的前端安装有用于操作工件的未图示的手。在本实施例中，由于第二臂2弯曲，所以与未弯曲第二臂的情况相比，第三臂3的旋转范围变大。另外，在第二臂2连结长度不同的多种连结部件2C的任一种，在第四臂4也连结长度不同的多种连结部件4B的任一种，由此能够根据使用环境而变更第二臂2以及第四臂4的长度。

2.结构

如图1所示，在第一臂1收容有：用于使前端侧的第二臂2旋转的马达11；带轮12、14；以及传送带13等。从动带轮14与固定于第二臂2的从动轴20一同旋转。马达11以及带轮12、14的旋转轴相互平行，且相对于图1的纸面垂直。

第二臂2被基端侧的第一臂1支承为能够与从动轴20(基端侧从动轴)一同旋转。第二臂2包括：作为前端侧的壳体的第一部件2A；作为基端侧的壳体的第二部件2B；以及将第一部件2A与第二部件2B之间连结起来的连结部材2C。第二部件2B固定于被第一臂1支承为能够旋转的从动轴20。在第一部件2A收容有：用于使第三臂3旋转的马达21；带轮22、24；以及传送带23。从动带轮24与固定于第三臂3的从动轴30(前端侧从动轴)一同旋转。驱动带轮22与马达21一同旋转。传送带23挂设于从动带轮24与驱动带轮22。马达21、带轮22和24、以及从动轴30的旋转轴相互平行，且相对于图1的纸面垂直。

如图1中的点划线所示，以包含连接各个旋转轴的线段的面能够在驱动带轮22的旋转轴弯曲的方式而配置从动轴30、驱动带轮22以及从动轴20。因此，能够使投影在与第三臂3的旋转轴垂直的平面的第二臂2的投影像的沿长度方向延伸的轮廓线较大程度弯曲，从而扩大第三臂3的旋转范围。此外，马达21与驱动带轮22的旋转轴可以一致，也可以不一致。

如图2所示，第一部件2A包括收容马达21的马达壳体26以及侧面壳体25a、25b。侧面壳体25a、25b固定于马达壳体26的两侧，从马达壳体26沿相同方向延伸。而且，在侧面壳体25a、25b之间将第三臂3支承为能够旋转。如图1所示，在侧面壳体25a、25b的一方收容有驱动带轮22、从动带轮24、传送带23，在另一方收容有电线、空气管等连接部件的捆扎件。

如图1所示，第二臂2的侧面中的因第三臂3旋转而与第四臂4对置的区域F同连接第二臂2的旋转轴(从动轴20)与驱动带轮22的旋转轴的平面大致平行。由于侧面壳体25a、25b延伸至比大致包含该区域F的平面更靠外侧(在图1中为左侧)的位置，所以第三臂3的旋转轴位于比驱动带轮22的旋转轴更靠大致包含区域F的平面侧(在图1中为左侧)的位置。其结果是，第三臂3的直至第四臂4与第二臂2接触的极限为止的旋转范围扩大。

构成第一部件2A的基端的马达壳体26在第二臂2的长度方向上与连结部件2C的前端连结。具体而言，在马达壳体26与连结部材2C的前端分别形成有平坦的连结面，使它们的连结面吻合并利用螺钉进行结合，从而将马达壳体26与连结部件2C结合为一体。

第二部件2B在第二臂2的长度方向上与连结部件2C的基端连结。具体而言，在第二部件2B与连结部件2C的基端分别形成有平坦的连结面，使它们的连结面吻合并利用螺钉进行结合，从而将第二部件2B与连结部件2C结合为一体。

能够在第二臂2连结长度相互不同的两种连结部件2C。图1以及图2示出了连结有较短的连结部件2C的状态。图3以及图4示出了连结有较长的连结部件2C的状态。如图1以及图3所示，连结部件2C与第一部件2A的连结面S1同连结部件2C与第二部件2B的连结面S2相互平行。另外，连结面S1、S2相对于通过第三臂3的旋转轴(从动轴30)与第二臂2的旋转轴(从动轴20)的平面非垂直。即，连结面S1、S2相对于与通过第三臂3的旋转轴与第二臂2的旋转轴的平面垂直的平面倾斜。另外，连接连结面S1的重心与连结面S2的重心的直线相对于连结面S1与连结面S2非垂直。即，连结面S1、S2也相对于与连接位于连结部件2C的中心线的各个重心的直线垂直的平面倾斜。通过这样使连结面S1、S2倾斜，能够扩大连结面S1、S2的宽度、面积，从而提高刚性，另外，能够通过扩大用于结合的螺钉的间隔而提高刚性。具体而言，如图5的虚线所示，同以垂直于连结部件2C的中心线(点划线)的方式而形成连结面的情况相比，如本实施例那样，通过使连结面S1、S2倾斜，能够扩大连结面S1、S2的宽度，并且能够扩大螺钉29的间隔。

也可以如图1以及图3所示那样，在连结部件2C设置将电线、空气管之类的连接部件收容于内部的中空管28。通过设置中空管28，能够限制连接部件的移动。

如图5所示，连结部件2C的中央部变细，向与第二臂2的旋转轴垂直的平面投影的投影像的沿长度方向延伸的轮廓线向内侧弯曲。因此，第四臂4与连结部件2C难以发生干涉，从而能够扩大第三臂3的旋转范围。

如图1所示，第三臂3固定于被第二臂2支承为能够旋转的从动轴30，从而被第二臂2支承为能够与从动轴30一同旋转。在第三臂3收容有用于使第四臂4旋转的马达等。第四臂4的旋转轴相对于第三臂3的旋转轴垂直。

第四臂4包括作为前端侧的壳体的第三部件4A以及作为基端侧的壳体的连结部材4B。第三部件4A的基端在第四臂4的长度方向与连结部件4B的前端连结。具体而言，在第三部件4A的基端与连结部件4B的前端，分别形成有平坦的连结面，通过配使它们的连结面吻合并利用螺钉进行结合，从而将第三部件4A与连结部件4B结合为一体。图1所示的S3表示第三部件4A与连结部件4B的连结面。连结部件4B的基端面构成第四臂4的基端，并且与第三臂3的前端面对置。在连结部件4B收容有中空管41，电线、空气管之类的连接部件通过中空管41的内部。中空管41的一端在第三臂3的内部开口。中空管41的另一端在第三部件4A的内部开口。通过将电线、空气管之类的连接部件收纳于中空管41，能够限制连接部件的移动。

在第四臂4能够连结长度相互不同的两种连结部件4B。图1以及图2示出了连结有较短的连结部件4B的状态。图3以及图4示出了连结有较长的连结部件4B的状态。如图1以及图3所示，连结部件4B与第三部件4A的连结面S3同连结部件4B与第三臂3的连结面S4相互平行。连接连结面S3、S4的重心的直线与连结面S3、S4垂直。

向与第三臂3的旋转轴(从动轴30)垂直的平面投影的第四臂4的投影像未沿长度方向弯曲。即，第四臂4为直线状。因此，与使臂弯曲的情况相比，能够相对于第四臂4的体积而加长第四臂4的长度。而且，由于第二臂2弯曲，所以能够使设置于比第二臂2更靠手侧的第四臂4的相对于第二臂的旋转范围扩大。即，通过弯曲第二臂2并将第四臂4形成为直线状，可扩大第四臂4的前端能够到达的范围。

3.其他实施方式

此外，本发明的技术范围并不限定于上述实施例，当然能够在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种变更。

图6是表示将其他臂X支承为能够旋转的弯曲臂的其他实施方式的示意图。A1是其他臂X的旋转轴，A2是用于使其他臂X旋转的驱动带轮的旋转轴，A3是弯曲臂的旋转轴。第一部件101收容从动带轮、传送带、驱动带轮以及马达，并且将其他臂X支承为能够旋转。第二部材103固定于被支承弯曲臂的未图示的其他臂支承为能够旋转的从动轴。此时，如图6A所示，也可以构成为，将第一部件101、连结部件102、第二部件103分别形成为直线状，在连结面S1、S2弯曲臂沿长度方向弯曲。另外，如图6B所示，也可以将第一部件101沿长度方向弯曲，并且将连结部件102以及第二部件103形成为直线状。另外，如图6C所示，也可以将第一部件101以及第二部件103形成为直线状，并且将连结部件102沿长度方向弯曲。另外，如图6D所示，也可以将第一部件101以及连结部件102形成为直线状，并且将第二部件103沿长度方向弯曲。从扩大其他臂X的旋转范围这一观点来看，优选如图6A以及图6B所示那样，在接近其他臂X的旋转轴的区域使弯曲臂弯曲。特别是，图6所示的线段A1·A2与线段A2·A3所夹的角越大，越容易扩大其他臂X的旋转范围。但是，当其他臂X在接近旋转轴A1的区域较细而在远离旋转轴A1的区域较粗的情况下，如图6C以及图6D所示，即便在远离其他臂X的旋转轴A1的区域使弯曲臂弯曲，也能够扩大其他臂X的旋转范围。

另外，第一部件101与连结部件102的连结面S1同连结部件102与第二部件103的连结面S2可以如图6A以及图6C所示那样不平行，也可以如图6B以及图6D所示那样平行。另外，连结面S1、S2可以如图6A以及图6C所示那样，不与通过旋转轴A1、A2的平面、通过旋转轴A1、A3的平面、以及通过旋转轴A2、A3的平面垂直，也可以如图6B所示那样，与通过旋转轴A2、A3的平面垂直，还可以如图6D所示那样，与通过旋转轴A1、A2的平面垂直。如图6B以及图6D所示，以相对于弯曲臂的侧面垂直的方式形成连结面S1、S2，从而能够将连结面S1、S2中的用于连结第一部件101、连结部件102以及第二部件103的螺钉配置于外侧，因此容易提高刚性。如图6A以及图6C所示，在连结面S1、S2相对于弯曲臂的侧面不垂直的情况下，由于需要使螺钉从弯曲臂的侧面离开，所以螺钉的间隔变窄。

另外，例如也可以如图7(A)所示那样将连结部件102分割为多个连结单元102A、102B、102C，并且能够如图7(B)以及图7(C)所示那样根据沿臂的长度方向连结的连结单元的数量变更连结部件的长度。另外，也可以如图7(D)所示那样，能够通过取下连结部件而将弯曲臂的长度方向的长度变短。在取下连结部件的情况下，弯曲臂的第一部件的基端与第二部件的前端直接连结。

此外，到此为止对在弯曲臂的两端各连结一个其他臂的机器人进行了说明，但也可以将本发明应用于最接近基座的臂。另外，虽然对固定弯曲臂的从动轴与将弯曲臂支承为能够旋转的旋转轴相互平行的机器人进行了说明，但是也可以将本发明应用于上述两个旋转轴不平行的机器人。另外，也可以将本发明应用于其他臂以其能够相对于弯曲臂平行移动的方式而与弯曲臂连结的机器人，或者可以将本发明应用于弯曲臂以其本身能够相对于其他臂或基座平行移动的方式而与其他臂或基座连结的机器人。

另外，虽然对直线状臂与弯曲臂直接连结的机器人进行了说明，但是也可以将本发明应用于在直线状臂与弯曲臂之间连结有其他臂的机器人。

附图标记说明：

1…第一臂；2…第二臂；2A…第一部件；2B…第二部件；2C…连结部件；3…第三臂；4…第四臂；4A…第三部件；4B…连结部件；6…第六臂；11…马达；12…带轮；13…传送带；14…从动带轮；20…从动轴；21…马达；22…驱动带轮；23…传送带；24…驱动带轮；25a…侧面壳体；26…马达壳体；28…中空管；29…螺钉；30…从动轴；41…中空管；101…第一部件；102…连结部件；102A…连结单元；102B…连结单元；102C…连结单元；103…第二部件；A1…旋转轴；A2…旋转轴；F…区域；S1…连结面；S2…连结面；S3…连结面；S4…连结面；X…其他臂。

Claims (8)

1.一种机器人，其特征在于，

具备弯曲臂，该弯曲臂包括第一部件、第二部件以及连结部件，并沿长度方向弯曲，

所述第一部件在所述长度方向上与所述连结部件的前端连结，

所述第二部件在所述长度方向上与所述连结部件的基端连结。

2.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，

具备被所述弯曲臂支承为能够旋转的其他臂，

所述弯曲臂的向垂直于所述其他臂的旋转轴的平面投影的投影像沿长度方向弯曲。

3.根据权利要求1或2所述的机器人，其特征在于，具备：

基端侧臂，其将所述弯曲臂支承为能够旋转；以及

前端侧臂，其被所述弯曲臂支承为能够旋转，

所述第一部件收容从动带轮、马达、驱动带轮以及传送带，其中，所述从动带轮与固定于所述前端侧臂的前端侧从动轴一同旋转，所述驱动带轮与所述马达的旋转轴一同旋转，所述传送带挂设于所述从动带轮与所述驱动带轮，

在所述第二部件固定有基端侧从动轴，该基端侧从动轴被所述基端侧臂支承为能够旋转，

包含将所述前端侧臂的旋转轴、所述驱动带轮的旋转轴以及所述弯曲臂的旋转轴连接起来的线段的面为曲面。

4.根据权利要求3所述的机器人，其特征在于，

所述第一部件与所述第二部件的连结面同通过所述前端侧从动轴与所述基端侧从动轴的平面以非垂直的方式相交。

5.根据权利要求1～4中的任一项所述的机器人，其特征在于，

所述连结部件与所述第一部件的连结面同所述连结部件与所述第二部件的连结面相互平行，

将所述连结部件与所述第一部件的连结面的重心同所述连结部件与所述第二部件的连结面的重心连接起来的直线相对于所述连结部件与所述第一部件的连结面、以及所述连结部件与所述第二部件的连结面非垂直。

6.根据权利要求1～5中的任一项所述的机器人，其特征在于，

具备直线状臂，该直线状臂包括直线状连结部件，并且未沿长度方向弯曲。

7.根据权利要求6所述的机器人，其特征在于，

所述直线状连结部件的两端的连结面相互平行，且相对于连接彼此的重心的直线垂直。

8.根据权利要求6或7所述的机器人，其特征在于，

所述直线状臂设置于比所述弯曲臂更靠手侧的位置。