CN107175656A - 旋转轴组件以及多关节机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供旋转轴组件以及多关节机器人。旋转轴组件包括：使固定部件和可动部件相对地旋转的驱动器；在驱动器的内部贯通并延伸的线条体；在与固定部件的旋转轴或者其附近对应的位置固定线条体的第一固定部；在可动部件的输出轴或者其附近固定线条体的第二固定部；位于固定部件侧并连接有线条体的一端的第一转接部；以及位于可动部件侧并连接有线条体的另一端的第二转接部。

Description

旋转轴组件以及多关节机器人

技术领域

本发明涉及旋转轴组件以及至少包括一个该旋转轴组件的机器人。

背景技术

工业用机器人尤其是多关节机器人包括两个连杆相互连接而成的至少一个关节部。在关节部设有对连杆进行驱动的驱动器，至少需要用于对驱动器进行驱动的动力线以及信号线。另外，需要用于对设于工业用机器人的前端的末端执行器进行驱动的信号线、空气配管、高速通信用信号线等。在本申请说明书中，将这些动力线、空气配管、各种信号线总称为“线条体”。

最好是线条体收纳于机器人的连杆的内侧。在日本特开2015－54357号公报、专利第5540981号公报的机器人中，在动力传递轴的外筒与减速器输出轴之间的空间等收纳线条体。并且，在专利第5560260号公报的机器人中，公开了线条体在关节部的中空驱动器内部通过的技术。

在日本特开2015－54357号公报、专利第5540981号公报所公开的动力传递轴的外筒外周与减速器罩内表面之间的空间等比较小，无法充分收纳线条体，线条体与动力传递轴的外筒外周面、减速器罩内表面等接触，容易在线条体上作用应力，因此难以长期确保线条体的寿命。

另外，专利第5560260号公报公开了利用设置在与驱动器相邻的其他部件上的固定部件来固定线条体的实施例，未公开利用设置在驱动器上的固定部件来进行固定。因此，在改装驱动器时，需要打乱线条体与驱动器的位置关系，并需要注意再组装时线条体是否交叉，不容易改装。

发明内容

本发明是鉴于这样的事情而提出的方案，目的在于提供一种确保线条体的高信赖性、长寿命并且机器人的组装以及改装容易的旋转轴组件以及包括这种旋转轴组件的机器人。

为了实现上述目的，根据第1的发明，提供一种旋转轴组件，其特征在于，

包括：使用于安装第一连杆的固定部件和用于安装第二连杆的可动部件相对地旋转的驱动器；在该驱动器的内部贯通并延伸的线条体；将上述线条体固定于上述固定部件的第一固定部；将上述线条体固定于上述可动部件的第二固定部；位于上述固定部件侧并连接有上述线条体的一端的第一转接部；以及位于上述可动部件侧并连接有上述线条体的另一端的第二转接部。

根据第2的发明，在第1发明中，其特征在于，

在上述驱动器的内部，上述线条体通过传递电的无线传递部而在上述可动部件与上述固定部件的边界部的空间以无线传递电。

根据第3的发明，在第1发明中，其特征在于，

在上述驱动器的内部，上述线条体包括传递电以及空气的回转接头。

根据第4的发明，在第1发明中，其特征在于，

上述第一固定部配备于上述固定部件的旋转轴或者其附近，并且上述第二固定部配备于上述可动部件的旋转轴或者其附近。

根据第5的发明，在第2发明中，其特征在于，

上述无线传递部是中空构造，沿上述可动部件的旋转轴延伸的空气供给用管通过上述无线传递部。

根据第6的发明，在第2发明中，其特征在于，

沿上述可动部件的旋转轴延伸的空气供给用管配置于上述无线传递部的外侧。

根据第7的发明，在第1～6任一项发明中，其特征在于，

上述驱动器是减速器和驱动马达的组合。

根据第8的发明，在第1～6任一项发明中，其特征在于，

上述驱动器是直接传动马达。

根据第9的发明，在第7发明中，其特征在于，

上述减速器包括：多个平行轴或者交叉轴；安装于该多个平行轴或者交叉轴的多个齿轮；以及支撑上述多个平行轴或者交叉轴的多个球轴承。

根据第10的发明，在第1～9任一项发明中，其特征在于，

包括变更机构部，该变更机构部对上述第一连杆以及第二连杆中的至少一方的连杆长度或者偏移量进行变更。

根据第11的发明，在第1～10任一项发明中，其特征在于，

上述驱动器包括：相对于上述可动部件的输出轴垂直地配置且用于安装于上述第一连杆及上述第二连杆中的一方的第一安装部；以及相对于上述可动部件的输出轴平行地配置且用于安装于上述第一连杆及上述第二连杆中的另一方的第二安装部，上述第一安装部及上述第二安装部具有与上述可动部件的第二连杆安装面通用的安装用接口。

根据第12的发明，在第1～11任一项发明中，其特征在于，

上述第一连杆以及上述第二连杆包括转接用线条体、连接有该转接用线条体的一端的第三转接部、以及连接有上述转接用线条体的另一端的第四转接部，上述第一连杆的上述第三转接部与上述第一转接部连接，上述第二连杆的上述第四转接部与上述第二转接部连接。

根据第13的发明，在第1～12任一项发明中，其特征在于，

从上述转接用线条体、上述第三转接部以及上述第四转接部中的至少一个分支出至少一个分支线条体，包括对上述转接用线条体以及上述至少一个分支线条体的排列进行变更的排列变更部。

根据第14的发明，在第1～13任一项发明中，其特征在于，

还包括定义机构部，在上述第一连杆以及上述第二连杆未分别安装于上述固定部件以及上述可动部件的状态下，该定义机构部对上述可动部件的输出轴的原点位置与上述固定部件的基准之间的相关关系进行定义。

根据第15的发明，在第1～14任一项发明中，其特征在于，

还包括定义机构部，在上述第一连杆以及上述第二连杆分别安装于上述固定部件以及上述可动部件的状态下，该定义机构部对上述可动部件的输出轴的原点位置与上述固定部件的基准之间的相关关系进行定义。

根据第16的发明，在第1～15任一项发明中，其特征在于，

具备安装部件，该安装部件安装包覆上述旋转轴组件的罩。

根据第17的发明，在第1～16任一项发明中，其特征在于，

包括密闭上述驱动器的密封部。

根据第18的发明，在第1～17任一项发明中，其特征在于，

上述线条体能够对上述旋转轴组件装卸。

根据第19的发明，在第1～18任一项发明中，其特征在于，

能够追加贯通上述驱动器的内部的其它线条体。

根据第20的发明，在第1～19任一项发明中，其特征在于，

在旋转轴组件的可动部件安装或者内置有扭转量测定器或者转矩测定器。

根据第21的发明，提供一种机器人，其特征在于，

至少包括一个第1～20任一项中所述的旋转轴组件。

根据附图所示的本发明的典型的实施方式的详细说明，本发明的这些目的、特征以及优先以及其它目的、特征以及优点将更加清楚。

附图说明

图1是包括本发明的旋转轴组件的机器人的俯视图。

图2是旋转轴组件的第一放大图。

图3是旋转轴组件的第二放大图。

图4是旋转轴组件的第三放大图。

图5是一个例子中的旋转轴组件的放大剖视图。

图6A是放大表示机器人所具有的关节部的一部分的部分放大图。

图6B是机器人所具有的关节部的第一俯视图。

图6C是机器人所具有的关节部的第二俯视图。

图7是包括本发明的旋转轴组件的其它机器人的侧视图。

图8是表示两个旋转轴组件的图。

图9A是包括变更部的转接用线条体的第一放大图。

图9B是包括变更部的转接用线条体的第二放大图。

图9C是包括变更部的转接用线条体的第三放大图。

图9D是包括变更部的转接用线条体的第四放大图。

图10A是旋转轴组件的第三俯视图。

图10B是图10A所示的旋转轴组件的侧视图。

图11A是机器人所具有的关节部的第四俯视图。

图11B是图11A所示的机器人所具有的关节部的侧视图。

图12是包括本发明的旋转轴组件的机器人的其它俯视图。

图13是旋转轴组件的第四放大图。

图14是旋转轴组件的第五放大图。

图15是旋转轴组件的第六放大图。

图16是旋转轴组件的第七放大图。

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。在以下的附图中，对于相同的部件标注有相同的参照符号。为了容易理解，这些附图中适当地变更了比例尺。

图1是包括本发明的旋转轴组件的机器人的俯视图。图1所示的机器人1是六轴垂直间接机器人，包括六个关节轴J1～J6。各个关节轴由后述的旋转轴组件10或者旋转轴组件10’驱动。

机器人1的臂由多个臂部分构成，旋转轴组件10、10’配置于相邻的两个臂部分之间。图1所示的机器人1包括三个旋转轴组件10、以及比旋转轴组件10小的三个旋转轴组件10’。

机器人的全部轴也可以由相同的旋转轴组件构成，但一般地越是机器人1的末端的轴、末端侧的臂重量越比该轴轻，因此整体机器人1中不需要使用同一旋转轴组件10。本发明中，在机器人1的基端侧配置有三个旋转轴组件10，在机器人1的末端侧配置有三个旋转轴组件10’。换言之，在机器人1的末端侧使用小型的旋转轴组件10’。与使用全部轴相同的旋转轴组件的情况相比，能够降低臂整体重量及成本。另外，在旋转轴组件的安装接口在全部轴通用的情况下，越是机器人1的末端侧的轴、末端侧的臂重量比该轴越轻，减轻作用于可动部件的负载，因此也可以减轻固定旋转轴组件10、10’所需要的螺栓的数量。

在图1中，机器人1的臂作为整体以一条直线状延伸的方式控制旋转轴组件10、10’。这些旋转轴组件10、10’除了尺寸以外，使大致相同的结构，因此以下仅对旋转轴组件10进行说明。

图2是旋转轴组件的第一放大图。旋转轴组件10主要包括驱动器20、和设有驱动器20的外壳30。另外，旋转轴组件20包括固定外壳30的固定部件21、和相对于固定部件21进行旋转的可动部件22。

如图示那样，固定部件21经由外壳30安装于第一连杆11。同样，可动部件22直接安装于第二连杆12。这些第一连杆11以及第二连杆12相当于图1所示的机器人1的彼此相邻的任意两个臂部分。驱动器20的固定部件21与第一连杆11一体地动作，驱动器20的可动部件22与第二连杆12一体地转动。此外，固定部件21也可以直接安装于第一连杆11。该情况下，后述的接口设于固定部件21的底面。

驱动器20例如由减速器和驱动马达的组合而成，或者驱动器20也可以仅由直接传动马达构成。此外，在图2中，对作为减速器的驱动器20进行驱动的驱动马达28安装于外壳30。此外，在使用直接传动马达的情况下，由于能够不使用减速器而是直接驱动连杆11、12，因此可提高机器人1的定位精度。

如图2所示，沿可动部件22的输出轴延伸的线条体29贯通驱动器20的内部。线条体29优选贯通驱动器20内的中空部。或者，防液构造或者防油构造的线条体29也可以通过驱动器20的润滑油通路内。线条体29包括驱动器20用的动力线以及信号线、以及设于机器人1的前端的工具(未图示)控制用的动力线、信号线以及空气配管中的至少一个。此外，在驱动器20由减速器和驱动马达的组合构成的情况下，驱动马达从可动部件旋转轴偏移地配置，考虑减速器是中空构造、驱动马达不是中空构造的实施例，或者减速器和驱动马达是中空构造的实施例。在驱动器20仅由直接传动马达构成的情况下，最好是直接传动马达本身是中空构造。

如图示那样，线条体29的一端与位于固定部件21侧的第一转接部25连接。并且，线条体29在第一转接部25与驱动器20之间由第一固定部23固定于外壳30。同样，线条体29的另一端与位于可动部件22侧的第二转接部26连接。并且，线条体29在第二转接部26与驱动器20之间由第二固定部24固定于可动部件22。

从图2可知，第一固定部23以及第二固定部24也可以在离开驱动器20的中心的位置。另外，在本实施例中，第一固定部23以及第二固定部24是大致L字形状的部件，但也可以是其它形状。

驱动器20的第一转接部25以及第二转接部26例如是连接器，与后述的其它转接部连接。另外，从图2可知，在旋转轴组件10连结第一连杆11以及第二连杆12时，第一转接部25以及第二转接部26既可以收纳于第一连杆11以及第二连杆12的内部，也可以组装于上述外壳30或可动部件21。

这样，在本发明中，旋转轴组件10的线条体29由第一固定部23以及第二固定部24分别固定于固定部件21和可动部件22。因此，在本发明中，线条体29仅在第一固定部23与第二固定部24之间进行扭转运动，由此，吸收轴方向的旋转。因此，能够提供线条体29的扭转动作完毕的、信赖性高的旋转轴组件10。

另外，线条体29的两端部与转接部25、26、例如连接器连接。因此，在需要紧急变更包括旋转轴组件10的机器人1的布局的情况下，通过仅从第一连杆11以及第二连杆12内的转接部(后述)拆下转接部25、26再连接，便能够制作出旋转轴组件10的驱动回路。因此，能够容易地进行机器人1的改装。同样，机器人制造商通过预先将旋转轴组件作为单元来制造，不需要在机器人组装时进行电缆可动部的处理，仅使转接连接器嵌合，因此使用例如视觉传感器等视频电子记录装置(ビジョン)和机器人，便能够构筑使用了使转接连接器嵌合的旋转轴组件10的机器人的组装系统。

在此，图3是旋转轴组件的第二放大图。在图3中，在驱动器20内，在线条体29的中途设有传递电的无线传递部35。无线传递部35能够传递用于对驱动器20进行驱动的动力和编码器信号、或者工具驱动用马达的动力和编码器信号。可动部件与固定部件的边界部配置为与无线传递部的发送侧部件和接收侧部件的边界部一致。无线传递部35在目前以电磁感应方式、电磁共振方式以及电波方式等存在，但其以任何方式都可以。此外，无线传递部35是在什么也没有的空间传递电的要素，但不能供给空气。另外，在图3所示的结构中，能够省略第一固定部23以及第二固定部24。然而，需要用于将无线传递部35的发送侧部件固定于固定部件21、将无线传递部35的接收侧部件固定于可动部件22的构件，这是不言而喻的。

因此，在长期使用旋转轴组件10的情况下，无线传递部35的区域也劣化，能够期待旋转轴组件10的长寿命化。由于是无线，因此不会产生部件彼此的滑动磨损等。另外，在无线传递部35的区域，能够排除注意线条体29彼此不交叉的必要性。

另外，图4是旋转轴组件的第二放大图。在图4中，供给电以及空气的回转接头36设置在线条体29的中途，代替无线传递部35。

回转接头36是在对应的轴无限地连续转的情况下也能够传递的机械要素。回转接头36例如能够传递用于对驱动器20进行驱动的动力和编码器信号、以及工具驱动用马达的动力和编码器信号。并且，回转接头36还能够供给工具驱动用空气。另外，在图4所示的结构中，能够省略第一固定部23以及第二固定部24。然而，需要用于将回转接头36的输入侧部件固定于固定部件21、将回转接头36的输出侧部件固定于可动部件22的构件，这是不言而喻的。

在这种结构中，回转接头36能够一边进行旋转动作一边传送电以及空气，因此能够容易地进行线条体29的扭转处理。另外，在回转接头36的区域，也不需要注意线条体29彼此不交叉。并且，由于使用回转接头，因此还能够传送空气，从而还能够控制设于机器人1的前端的工具(未图示)。

图5是一个例子中的旋转轴组件的放大剖视图。如图5所示，在旋转轴组件10的中心，以贯通旋转轴组件10的方式配置有管状部件39。在固定部件21侧，在管状部件39的附近设有第一固定部23，在可动部件22侧，在管状部件39的附近设有第二固定部24。

这些第一固定部23以及第二固定部24是分别从固定部件21以及可动部件22延伸的大致L字形状的部件，如上述那样将线条体29固定于其前端。此外，在图5中，示出了通过管状部件39的两个线条体29，通过第一固定部23以及第二固定部24并用尼龙带等固定件固定。

图5所示的旋转轴组件10包括减速器。在马达28的输出轴安装有第一正齿轮41。第一正齿轮41与配置于管状部件39周围的第二正齿轮42配合。与第二正齿轮42一体的第三正齿轮43与作为太阳轮45(第五正齿轮)的行星齿轮的多个例如三个第四正齿轮44配合。第四正齿轮44的前级载体46与配置于管状部件39周围的第七正齿轮47配合。

接着，第七正齿轮47配置于作为太阳轮45(第五正齿轮)的行星齿轮的多个例如三个第八正齿轮48。并且，第八正齿轮48的后级载体49具有可动部件22的输出轴22’。由于这种机构是公知的，所以省略详细的说明。此外，该情况下，马达28也可以具备制动器。

从图5可知，安装有正齿轮41、42、43、47的多个支撑轴相互平行，并且相对于输出轴22’也平行。并且，当然，这些支撑轴由多个球轴承能够旋转地支撑。球轴承在滚动轴承中滚动摩擦最小，因此摩擦引起的热损失最少，效率降低也最少。

根据该结构，由于希望减使速器的逆效率提高，因此作用于连杆的外力容易传到马达28本身。此外，本说明书中的逆效率是指使驱动马达28从第二连杆12侧旋转的情况下的效率。因此，在机器人1与人或周边装置接触时，通过使用伺服反馈控制，不使用接触传感器也会使机器人立即停止。另外，对于机器人使用者直接运转机器人的连杆或工具部来进行操作(引入)的功能等也有用。这在人与机器人1协作地进行作业的情况下特别有利。此外，在图5中，示出了相互平行的多个支撑轴，但它们也可以是交叉轴，另外，也可以代替正齿轮而使用锥齿轮。

另外，如图5所示，旋转轴组件10的减速器大致收纳于箱形的壳体50。并且，在后级载体49与壳体50之间的间隙配置有第一油封51。并且，在管状部件39的内侧配置有第二油封52。

由于是这样的结构，所以驱动器20内的润滑油完全被密闭，仅通过旋转轴组件10便能够确保密封性。因此，在第一连杆11以及第二连杆12侧不需要密封构造。由此可知，提高改装机器人1时的作业性，能够在短时间内改装。

并且，在图5中，在管状部件39内部通过的线条体29例如也可以利用尼龙带等固定件并使用第一固定部23以及第二固定部24的前端的孔部来固定。在这种情况下，如果切断第一固定部23以及第二固定部24中的带，则能够从管状部件39拉拔线条体29。线条体29由于近由第一固定部23以及第二固定部24固定，因此在本发明，能够容易地装卸线条体29。

从图5中两个线条体29所示可知，能够使具备转接部25、26的其它线条体29通过管状部件39而配置于旋转轴组件10内。其它线条体29例如也可以是工具驱动用电缆或空气管。因此，在新改装的机器人1需要具备工具的情况下，为了这种工具，能够在之后容易地追加其它线条体29。另外，在对工具附加有附加轴马达的情况下，也能够追加附加轴驱动用线条体。

另外，图6A是放大表示机器人所具有的关节部的一部分的部分放大图。在图6A中，第二连杆12由直接连结于旋转轴组件10的可动部件22的连杆部分12a、和在连杆部分12a的长度方向上延伸的连杆部分12b构成。

从图6A可知，连杆部分12a的截面面积比连杆部分12b的截面面积稍小，因此，连杆部分12a能够在连杆部分12b内滑动。并且，在连杆部分12a，形成有在长度方向上依次形成的多个孔(未图示)或者在长度方向上延伸的切口(未图示)。

使连杆部分12b相对于连杆部分12a相对地滑动，在所希望的位置利用卡固件15将连杆部分12b固定于连杆部分12a。这样，通过使用由连杆部分12a、12b、卡固件15等构成的变更机构部，能够容易地变更第二连杆12的连杆长度。因此可知，能够提高机器人1的适用自由度。此外，第一连杆11也可以是与第二连杆12相同的结构。另外，也可以用卡固件15以外的方式将连杆部分12b固定于连杆部分12a。

并且，图6B是机器人所具有的关节部的第一俯视图。如图6B所示，在第二连杆12形成有在横剖方向上依次形成的多个例如四倍的数量的孔16。或者，也可以代替多个孔16，而在第二连杆12形成有在横剖方向上延伸的切口(未图示)。

并且，在可动部件22的顶面，在可动部件22的中心周围形成有以旋转对称的方式配置的四个内螺纹件。并且，使可动部件22的四个内螺纹件与第二连杆12的孔16对应，利用卡固件17将第二连杆12固定于可动部件22。

在图6B中，可动部件22的直径与第二连杆12的横剖方向长度彼此相等。并且，在图6B中，以可动部件22的中心位于第二连杆12的中心线上的方式，将第二连杆12固定于可动部件22。

图6C是机器人所具有的关节部的第二俯视图。在图6C中，以可动部件22的中心从第二连杆12的中心线离开的方式，对第二连杆12进行定位。并且，在该位置，使卡固件17通过与可动部件22的四个孔对应的第二连杆12的孔16，将第二连杆12固定于可动部件22。由此，使第二连杆12偏移相当于图6C所示的偏移量。

这样，通过使用由可动部件22的内螺纹件、第二连杆12的孔16、卡固件17等构成的变更机构部，能够容易地变更第二连杆12的偏移量。因此，可知进一步提高机器人1的适用自由度。此外，可动部件22以及第二连杆12的孔的数量也可以不同，另外，也可以以卡固件17以外的方式将第二连杆12固定于可动部件22。另外，虽然未图示，但通过在可动部件22与第二连杆12之间利用并用两个销，能够提高可动部件22与第二连杆12的结合精度，还能够提高机器人的精度。

再次参照图2，旋转轴组件10的外壳30包括：配置有固定部件21的第一安装部31；以及相对于第一安装部31垂直地延伸的第二安装部32。在图2中，两个第二安装部32从第一安装部31的两端延伸。第二安装部32的上端部与固定部件21的上端面处于大致同一平面。并且，从图1的关节轴J1用的旋转轴组件10可知，第一安装部31以及第二安装部32例如是矩形的板状部件。最好是该第一安装部31以及第二安装部32是一体构造。另外，它们也可以是与固定部件21一体的构造。

在第一安装部31的露出面(背面)，设有用于安装第一连杆11以及/或者第二连杆12的接口。并且，在第二安装部32的露出面(外面)，设有用于安装第一连杆11以及/或者第二连杆12的接口。设于第一安装部31以及第二安装部32的接口通用。并且，这些接口优选与设于可动部件22的接口也通用。因此，在改装时，也容易改变第一连杆11以及第二连杆12的朝向。

参照图1，在关节轴J2用的旋转轴组件10的第一安装部31和可动部件22安装有机器人1的两个臂部分(相当于第一连杆11以及第二连杆12)。并且，在关节轴J3用的旋转轴组件10的第二安装部32和可动部件22安装有机器人1的两个臂部分。

并且，图7是包括本发明的关节部的其它机器人的侧视图。图7中示出了包括四个关节轴的机器人1、也就是四轴平面关节型机器人(SCARA机器人)。图7所示的机器人1包括：配置于机器人1的基端侧的两个相同旋转轴组件10；以及配置于机器人1的末端侧的两个相同旋转轴组件10’。

在图7中，在关节轴J3用的旋转轴组件10’的第一安装部31和可动部件22安装有机器人1的两个臂部分。并且，在关节轴J4用的旋转轴组件10’的第二安装部32和可动部件22安装有机器人1的两个臂部分。该情况下，如果在关节轴J4用的旋转轴组件10’的可动部件22设置小齿轮，并在臂上设置齿条，则能够将旋转运动变换成直线运动，可知安装的臂部分能够构成为进行直线运动。

从图1以及图7可知，在本发明中，在旋转轴组件10、10’的可动部件22、第一安装部31、以及第二安装部32中的任意两个安装机器人1的两个臂部分。这样，旋转轴组件10经由可动部件22以及安装部31、32而物理地连结于第一连杆11以及第二连杆12。

因此，在本发明中，能够在各种轴结构中使用旋转轴组件10、10’，其结果，机器人1的轴结构的变更也变得容易。并且，比较图1以及图7可知，还能够使机器人1的关节轴的数量不同。这样，在本发明中可知，通过组合使用同一结构的旋转轴组件10、10’和数种连杆部件，能够进一步提高机器人1的适用自由度。当然，也能够实现组合图1和图7而成的轴结构等。

图8是表示两个旋转轴组件的图。在图8中，在第一连杆11以及第二连杆12内配置有转接用线条体59。转接用线条体59的一端连接于第三转接部53，另一端连接于第四转接部54。如图8所示，转接用线条体59、第三转接部53以及第四转接部54的组合全部收纳在第一连杆11以及第二连杆12内。

并且，从图8可知，旋转轴组件10的第一转接部25在第一连杆11内延伸而连接于第三转接部53。并且，旋转轴组件10的第二转接部26在第二连杆12内延伸而连接于第四转接部54。也就是，旋转轴组件10的第一转接部25以及第二转接部26分别连接于其它连杆内的转接部。当然，转接部也可以组装于上述外壳30、可动部件21。

并且，最好是第一连杆11以及第二连杆12内的第三转接部53以及第四转接部54连接后固定于规定的部位。由此，即使机器人1动作而第一连杆11等摆动，也能够防止第三转接部53以及第四转接部54的连接脱落。另外，转接用线条体59的回路由于在每个连杆不同，由此，能够使回路为最小限度。

这样，在本发明中，旋转轴组件10经由旋转轴组件10的转接部25、26以及连杆内的转接部53、54而电连结于第一连杆11以及第二连杆12。因此，通过仅简单地拆下转接部而再连接便能够组装，从而可知机器人1的组装变得极为容易。

并且，在图8中，从第一连杆11的第四转接部54分支出两个分支线条体59a、59b，从第二连杆12的第三转接部53也分支出两个分支线条体59a、59b。这些分支线条体59a、59b例如是用于旋转轴组件的动力线以及信号线。在图8中，从第一连杆11的第四转接部54延伸的两个分支线条体59a、59b连接于马达28。这样，在本发明中，转接用线条体59以及相关的部件是极为简单的结构，其结果，可知能够极为容易而且迅速地进行机器人1的组装。

另外，在图8中，包括变更第一连杆11的转接用线条体59以及至少一个分支线条体59a、59b的排列的排列变更部58。此外，第二连杆12的转接用线条体59也可以包括同样的变更部。在此，图9A～图9D是包括变更部的转接用线条体的放大图。在图9A中，从上依次表示从第四转接部54延伸的转接用线条体59、分支线条体59a、59b。在这些转接用线条体59、分支线条体59a、59b的中途连接有排列变更部58。

排列变更部58是能够在长度方向上滑动的绝缘包覆部，在其内部具有多个、例如在本实施例中为三个端子。如图9B所示，若使排列变更部58移动，则转接用线条体59、分支线条体59a、59b分别电地分开。

接着，如图9C所示，调换一部分线条体、例如转接用线条体59和分支线条体59a的排列。然后，如图9D所示，使排列变更部58复原。由此，在排列变更部58靠左方，从上依次配置有分支线条体59a、转接用线条体59、分支线条体59b。由此，能够通过最小的结构变更转接用线条体等的排列，能够使所需要的回路为最小限度的数量，从而能够进一步降低转接用线条体等的成本。另外，图9A至图9D中的分支线条体59a、转接用线条体59、分支线条体59b的连接销部也可以是分别独立的连接器，这是不言而喻的。

图10A是旋转轴组件的第三俯视图，图10B是图10A所示的旋转轴组件的侧视图。这些附图中，在旋转轴组件10未安装第一连杆11以及第二连杆12。如图10A以及图10B所示，在旋转轴组件10的可动部件22的顶面，配置有定位块60。与可动部件22抵接的定位块60的底面涵盖至少包括可动部件22的中心以及一方的第二安装部32的区域。

另外，定位块60由两个定位销61固定于可动部件22。在图10A中，这些定位销61配置于从可动部件22的中心向相反方向离开等距离的位置。但是，两个定位销61也可以配置于可动部件22上的其它位置。

并且，在形成于定位块60的上表面的一个贯通孔插入固定销62。并且，在第二安装部32的上端形成有一个销孔63。如图10B所示，使固定销62通过定位块60的贯通孔并使其前端与第二安装部32的上端的销孔63配合。由此，在图10B所示的状态下，旋转轴组件10的可动部件22不会相对于外壳30转动。此外，在该作业时，最好是驱动马达28的制动器放开，旋转轴组件的可动部件22以从该可动部件22侧自由旋转的状态进行，作业性良好。

使用定位销61以及固定销62制成这种状态，将该状态设定为基准姿势。也就是，定位销61、固定销62以及销孔63起到作为基准姿势的定义机构部的作用。由此，在本发明中，能够进由一个周轴进行旋转轴组件10的轴原点位置的校准。因此，即使在未安装第一连杆11以及第二连杆12的情况下，也容易进行机器人1的原点位置的校准。

在现有技术中，对机器人1的全部轴使用夹具实施了校对环规(轴校准)。然而，在本发明中，由于使动作轴数减少，因此能够减少这种校对环规的时间和劳力。另外，即使在更换机器人1所具有的轴的旋转轴组件10的情况下，如过事先在更换前对其旋转轴组件实施校对环规，则能够排除再次实施机器人1的校对环规的必要性。并且，旋转轴组件10的校对环规本身也使轴旋转，成为仅通过插入夹具例如定位块60以及关联部件来进行的简单的操作，从而能够使校对环规作业本身也变得简单。

并且，图11A是机器人所具有的关节部的第三俯视图，图11B是图11A所示的机器人所具有的关节部的侧视图。在这些附图中，在旋转轴组件10安装有第一连杆11以及第二连杆12。如这些附图所示，第二连杆12由两个定位销64固定于可动部件22。在图11A中，这些定位销64配置于从可动部件22的中心向相反方向离开等距离的位置。

并且，第一连杆11由两个定位销66固定于第一安装部31。如图11A所示，两个定位销66配置于对驱动器20的固定没有影响的第一安装部31的角部。另外，优选连结两个定位销66的线段与连结两个定位销64的线段垂直。但是，定位销64、66也可以配置于可动部件22以及第一安装部31上的其它位置。

并且，与上述相同，使固定销62通过第二连杆12的贯通孔并使固定销62的前端与第二安装部32的上端的销孔63配合。由此，在图11B所示的状态下，旋转轴组件10的可动部件22以及第二连杆12不会相对于外壳30以及第一连杆11转动。

使用定位销64、66以及固定销62制成这种状态，将该状态设定为基准姿势。也就是，定位销64、66、固定销62、以及销孔63起到定义基准姿势的定义机构部的作用。由此，在本发明中，能够进行旋转轴组件10的轴原点位置的校准。因此可知，即使在安装有第一连杆11以及第二连杆12的状态下，也能够得到与上述相同的效果。不仅是使用了该销的方法，也可以是利用了视频电子记录装置等的校对环规方式。

另外，图12是包括本发明的旋转轴组件的机器人的其它俯视图。图12所示的机器人1是与图1所示的机器人1相同的结构而且是相同姿势。在图12中，旋转轴组件10、10’以及相关的臂部件的一部分由罩70a～70d包覆。

在旋转轴组件10的第一安装部31以及第二安装部32等预先形成有内螺纹。因此，罩70a～70d使用这些内螺纹并利用螺栓固定从而被固定。罩70a～70d由缓和冲击的材料、例如树脂形成，起到保护旋转轴组件10、10’的作用。因此，在机器人1与人协作来进行作业的情况下特别有利。

并且，图13是旋转轴组件的第四放大图。在图13中，在第一转接部25与驱动器20之间，线条体29由第一固定部23固定于固定部件21的旋转轴或者其附近。并且，在第二转接部26与驱动器20之间，在线条体29由第二固定部24固定于可动部件22的输出轴或者其附近。在这种情况下，能够在驱动器20的中心附近将线条体29固定于其两端。

图14是旋转轴组件的第五放大图。图14是图3的变形例，无线传递部35成为中空构造。并且，沿可动部件22的旋转轴延伸的空气供给用管54通过无线传递部35的中空部分。尽管无线传递部35本身不能供给空气，但在图14所示的结构中，能够使用空气供给用管54供给空气。由此，作用于空气管的应力仅成为扭转动作，从而能够延长空气管的寿命。

并且，图15是旋转轴组件的第六放大图。图15是图3的其它变形例。在图15中，沿可动部件22的旋转轴延伸的空气供给用管54配置于无线传递部35的外侧。此时，最好是空气管以线圈状卷绕于无线传递部圆筒外周表面来处理。通过空气管以线圈状卷绕，从而空气管在以线圈的轴心为旋转轴的旋转动作也能够伸缩地追随。即使在这种情况下，也能够使用空气供给用管54供给空气。在图14以及图15所示的结构中，在旋转轴组件10为机器人1的一部分的情况下，由于能够利用空气供给用管54向机器人的工具(未图示)供给空气，因而有利。由此，无线传递部自身不需要中空构造，从而能够使无线传递部小型化并且能够降低成本。

图16是旋转轴组件的第七放大图。在图16中，在可动部件22与第二连杆12之间插入扭转量测定器80，能够准确地把握实际旋转轴组件的输出轴的扭转量。如图16所示，扭转量测定器在圆板部件81上粘贴有检测扭转的半导体形变仪82。该半导体形变仪也可以是能够测定位移量的构件。例如，也可以是在圆板部件81内装入有激光位移计、近接传感器、或者接触式的位移计的构件，也可以是转矩测定器、力传感器本身。由此，能够把握旋转轴组件的输出轴的准确的扭转量或者作用于输出轴的准确的转矩，因此通过与驱动用马达的位置信息、转矩信息等组合，能够进行细微的伺服反馈控制。例如，即使作用很小的力也能使其瞬间停止，或者对于机器人使用者直接用手运转机器人的连杆或工具部来进行操作(引入)的功能等有效。扭转量测定器、转矩测定器或者力传感器也可以安装于固定部件21，该情况下，考虑在固定部件侧和可动部件侧观察到测定值得差分，灵活用于伺服反馈控制等。

本发明的效果如下。

在第1以及第21的发明中，线条体固定于固定部件和可动部件，并且，线条体的两端部与转接部例如连接器连接。因此，能够提供仅利用扭转动作便能够完成线条体的旋转轴组件。在需要紧急变更包括旋转轴组件的机器人的布局的情况下，通过拆下转接部而再连接，还能够容易地进行机器人的改装。并且，关于使用了旋转轴组件的机器人的组装，机器人制造商能够使用机器人等自动进行组装。在现在的机器人制造中，利用机器人进行在臂内的孔中通过电缆的作业在技术方面并非容易。在该旋转轴组件，由于不需要进行可动部的处理，仅使转接连接器嵌合，因此使用例如视觉传感器等视频电子记录装置和机器人，能够构筑使转接连接器嵌合的组装系统。并且，由于容易更换连接器，因此机器人的使用者能够自由第变更机器人的控制轴数、轴形态。此外，线条体包括驱动器用的动力线以及信号线、以及工具控制用的动力线、信号线以及空气配管中的至少一个。

另外，通过使线条体在旋转轴组件的旋转轴心附近穿过，并将线条体固定于旋转轴组件的可动部件和固定部件，从而能够使作用于线条体的应力仅成为扭转运动，能够减轻对线条体作用的应力，从而能够期待长寿命化。

并且，由于在旋转轴组件内完成线条体处理，因此更换旋转轴组件时的更换作业变得容易。

第2的发明中，线条体包括无线传递部，可动部件和固定部件的边界部配置成与无线传递部的发送侧部件和接收侧部件的边界部一致，因此即使在长期使用关节部的情况下，无线传递部的区域也不会劣化而寿命降低。因此不会产生部件等的滑动磨损。另外，在无线传递部的区域，不需要注意线条体彼此不交叉。

第3的发明中，回转接头能够一边进行旋转动作一边传递电及空气，因此能够容易地进行线条体的扭转处理。另外，在回转接头的区域，也不需要注意线条体彼此不交叉。并且，由于使用回转接头，因此还能够传送空气。

第4的发明中，由于将线条体固定于旋转轴的中心附近，因此能够使旋转轴组件小型化。

第5的发明中，能够使用通过无线传递部的中空部分的空气供给用管供给空气。在旋转轴组件是机器人的一部分的情况下，能够利用空气供给用管向机器人的工具供给空气。根据第5的发明，作用于空气管的应力仅成为扭转动作，从而能够延长空气管的寿命。

第6的发明中，能够使用通过无线传递部的外侧的空气供给用管供给空气。在旋转轴组件是机器人的一部分的情况下，能够利用空气供给用管向机器人的工具供给空气。根据第6的发明，无线传递部自身不需要中空构造，能够使无线传递部小型化，并且能够降低成本。

第7的发明中，由于能够使驱动马达小型化，因此能够提供小型化的旋转轴组件，还能够降低电力使用量。另外，驱动马达也可以内装制动器。

第8的发明中，通过使用直接传动马达，从而不使用减速器便能够直接驱动连杆，提高机器人的定位精度。另外，由于没有减速器，因此组装比较容易。

第9的发明中，由于有意图地使用减速器的逆效率提高，因此作用于连杆的外力容易传到驱动马达本身。通过使用伺服反馈控制，不使用接触传感器，在机器人与人或周边装置接触时，能够使机器人立即停止。并且，直接用手运转连杆、工具部来操作机器人(引入)也变得容易。这在人与机器人写作进行作业的情况下特特别有利。

第10的发明中，由于容易变更连杆长度、连杆偏移量，因此能够提高机器人使用者的机器人的适用自由度。

第11的发明中，能够容易第变更机器人的轴结构，能够进一步提高机器人使用者的机器人的适用自由度。另外，轴数也相同，通过增加旋转轴组件、连杆，从而能够自由地增加。

第12的发明中，由于能够使转接用线条体本身简单，从而能够降低机器人的改造的作业性向上以及成本。另外，在组装连杆时，由于仅连接旋转轴组件和连杆并使转接部嵌合即可，因此组装作业变得容易。

第13的发明中，能够以最小的结构变更转接用线条体等的排列，能够使转接用线条体的回路为最小限度的数量，进一步降低转接用线条体的成本。另外，根据机器人的轴的场所，能够容易地变更所需要的回路，从而改装变得容易。

第14的发明中，在未安装有连杆的状态下，能够进行在旋转轴组件的轴原点位置的校准，一直以来，由于能够对各个轴一个轴一个轴地独立地进行使通常机器人的全部轴运转所进行的必要的机器人的原点位置的校准，因此校准能够比较容易。另外，如果事先更换为完成了校准的旋转轴组件，则不再需要校准，机器人的改装作业变得容易。

第15的发明中，在安装有连杆的状态下，能够进行在旋转轴组件的轴原点位置的校准，与一直以来运转进行通常机器人的全部轴所需要的校准相比，能够比较容易地进行机器人完成体的状态的机器人的原点位置的校准。

第16的发明中，由于在旋转轴组件以及连杆的一部分安装有罩，因此可缓和冲击。这在人与机器人协作进行作业的情况下特别有利。

第17的发明中，由于不需要连杆侧的密封构造，因此可提高改装机器人时的作业性。

第18的发明中，能够仅更换旋转轴组件内的线条体，可降低保养成本。

第19的发明中，由于能够后追加其它线条体、例如工具驱动用电缆、空气管，因而有利。另外，在增加机器人的轴数的情况下，能够容易增设驱动器驱动线条体。

第20的发明中，由于能够把握旋转轴组件的输出轴的准确的扭转量或者作用于输出轴的准确的转矩，因此通过驱动用马达的转矩信息等组合，能够进行细微的伺服反馈控制。例如，即使作用很小的力也能使其瞬间停止，对于机器人使用者直接运转机器人的连杆、工具部进行操作(引入)等有效。

使用典型的实施方式对本发明进行了说明，但如果是本领域人员，则能够理解，不脱离本发明的范围，便能够进行上述的变更以及各种其它变更、省略、追加。

Claims (21)

1.一种旋转轴组件，其特征在于，包括：

使用于安装第一连杆的固定部件和用于安装第二连杆的可动部件相对地旋转的驱动器；

在该驱动器的内部贯通并延伸的线条体；

将上述线条体固定于上述固定部件的第一固定部；

将上述线条体固定于上述可动部件的第二固定部；

位于上述固定部件侧并连接有上述线条体的一端的第一转接部；以及

位于上述可动部件侧并连接有上述线条体的另一端的第二转接部。

2.根据权利要求1所述的旋转轴组件，其特征在于，

在上述驱动器的内部，上述线条体通过传递电的无线传递部而在上述可动部件与上述固定部件的边界部的空间以无线传递电。

3.根据权利要求1所述的旋转轴组件，其特征在于，

在上述驱动器的内部，上述线条体包括传递电以及空气的回转接头。

4.根据权利要求1所述的旋转轴组件，其特征在于，

上述第一固定部配备于上述固定部件的旋转轴或者其附近，并且上述第二固定部配备于上述可动部件的旋转轴或者其附近。

5.根据权利要求2所述的旋转轴组件，其特征在于，

上述无线传递部是中空构造，沿上述可动部件的旋转轴延伸的空气供给用管通过上述无线传递部。

6.根据权利要求2所述的旋转轴组件，其特征在于，

沿上述可动部件的旋转轴延伸的空气供给用管配置于上述无线传递部的外侧。

7.根据权利要求1～6任一项中所述的旋转轴组件，其特征在于，

上述驱动器是减速器和驱动马达的组合。

8.根据权利要求1～6任一项中所述的旋转轴组件，其特征在于，

上述驱动器是直接传动马达。

9.根据权利要求7所述的旋转轴组件，其特征在于，

上述减速器包括：多个平行轴或者交叉轴；安装于该多个平行轴或者交叉轴的多个齿轮；以及支撑上述多个平行轴或者交叉轴的多个球轴承。

10.根据权利要求1～9任一项中所述的旋转轴组件，其特征在于，

包括变更机构部，该变更机构部对上述第一连杆以及第二连杆中的至少一方的连杆长度或者偏移量进行变更。

11.根据权利要求1～10任一项中所述的旋转轴组件，其特征在于，

上述驱动器包括：相对于上述可动部件的输出轴垂直地配置且用于安装于上述第一连杆以及上述第二连杆中的一方的第一安装部；以及相对于上述可动部件的输出轴平行地配置且用于安装于上述第一连杆以及上述第二连杆中的另一方的第二安装部，

上述第一安装部及上述第二安装部具有与上述可动部件的第二连杆安装面通用的安装用接口。

12.根据权利要求1～11任一项中所述的旋转轴组件，其特征在于，

上述第一连杆以及上述第二连杆包括转接用线条体、连接有该转接用线条体的一端的第三转接部、以及连接有上述转接用线条体的另一端的第四转接部，

上述第一连杆的上述第三转接部与上述第一转接部连接，

上述第二连杆的上述第四转接部与上述第二转接部连接。

13.根据权利要求12所述的旋转轴组件，其特征在于，

从上述转接用线条体、上述第三转接部以及上述第四转接部中的至少一个分支出至少一个分支线条体，

包括对上述转接用线条体以及上述至少一个分支线条体的排列进行变更的排列变更部。

14.根据权利要求1～13任一项中所述的旋转轴组件，其特征在于，

还包括定义机构部，在上述第一连杆以及上述第二连杆未分别安装于上述固定部件以及上述可动部件的状态下，该定义机构部对上述可动部件的输出轴的原点位置与上述固定部件的基准之间的相关关系进行定义。

15.根据权利要求1～14任一项中所述的旋转轴组件，其特征在于，

还包括定义机构部，在上述第一连杆以及上述第二连杆分别安装于上述固定部件以及上述可动部件的状态下，该定义机构部对上述可动部件的输出轴的原点位置与上述固定部件的基准之间的相关关系进行定义。

16.根据权利要求1～15任一项中所述的旋转轴组件，其特征在于，

具备安装部件，该安装部件安装包覆上述旋转轴组件的罩。

17.根据权利要求1～16任一项中所述的旋转轴组件，其特征在于，

包括密闭上述驱动器的密封部。

18.根据权利要求1～17任一项中所述的旋转轴组件，其特征在于，

上述线条体能够对上述旋转轴组件装卸。

19.根据权利要求1～18任一项中所述的旋转轴组件，其特征在于，

能够追加贯通上述驱动器的内部的其它线条体。

20.根据权利要求1～19任一项中所述的旋转轴组件，其特征在于，

在上述可动部件以及上述固定部件中的至少一个安装或者内置有扭转量测定器、转矩测定器以及力传感器中的至少一个。

21.一种机器人，其特征在于，

至少包括一个权利要求1～20任一项中所述的旋转轴组件。