CN107263537A - 机器人的线条体处理结构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种机器人(2)的线条体处理结构(1)，即使在将在扭转方向上不具有柔性的线条体布线于臂的外部时，也能模仿机器人的动作使线条体稳定活动，吸收由机器人的动作引起的路径变动。驱动第二臂(6)及手腕(7)的马达用的线条体(12)和安装于手腕(7)的作业工具(8)用的线条体(13，)从基座部(3)经过旋转体(4)内部的第一轴线(A)附近而从设于旋转体(4)的贯穿孔引导至外部上方之后，在旋转体(4)的相反方向的侧方分别沿着大致周向在被赋予旋转体(4)的动作所需的长度的富余的同时进行弯曲，从旋转体的侧方被赋予第一臂(5)及第二臂(6)的动作所需的长度的富余并沿着第一臂的长度方向引导至第二臂。

Description

机器人的线条体处理结构
技术领域
本发明涉及一种机器人的线条体处理结构。
背景技术
目前已公知如下的线条体处理结构：将用于使机器人自身进行动作的伺服马达的控制用线条体、及安装于机器人的手腕的作业工具的控制用线条体内置于机器人的臂内。
然而，在作业工具的控制用线条体之中，存在由于在扭转方向上不具有柔性而无法内置于臂内的部分。对于在扭转方向上不具有柔性的线条体而言，经由臂的外部而进行布线(例如，参见专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第3483862号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，在专利文献1的线条体处理结构中，为了防止在经由臂的外部而布线的线条体中产生局部应力，需要按照机器人的动作而在适当的位置进行引导，并且在系统运转前确认线条体的活动，并调整引导位置，从而存在费时费力的不良情况。
本发明是鉴于如上所述的情况而做出的，其目的在于提供一种如下的机器人的线条体处理结构：即使将在扭转方向上不具有柔性的线条体布线于臂的外部的情况下，也无需进行系统运转前的活动确认和引导位置调整，而能够模仿机器人的动作而使线条体稳定活动，并能吸收由机器人的动作引起的路径变动。
用于解决问题的方案
为了达到上述目的，本发明提供如下的方案。
本发明的一个方案提供一种机器人的线条体处理结构，所述机器人具有：基座部；旋转体，其相对于该基座部，以能够围绕与该基座部的设置面垂直的第一轴线旋转的方式安装；第一臂，其以能够围绕与所述第一轴线正交的第二轴线旋转的方式安装于所述旋转体；第二臂，其以能够围绕与所述第二轴线平行的第三轴线旋转的方式安装于所述第一臂的前端；以及手腕，其以能够旋转的方式安装于该第二臂的前端，在所述机器人的线条体处理结构中，驱动所述第二臂及所述手腕的马达用的线条体以及安装于所述手腕的作业工具用的线条体，从所述基座部经由所述旋转体内部并从设置于所述旋转体上部的贯穿孔引导至外部上方之后，在所述旋转体的相反方向的侧方分别沿着大致周向而在被赋予所述旋转体的动作所需的长度的富余的同时进行弯曲，并且从所述旋转体的侧方被赋予所述第一臂及所述第二臂的动作所需的长度的富余并沿着所述第一臂的长度方向引导至所述第二臂。
根据本方案，驱动机器人的各个轴的马达用的线条体及安装于手腕的作业工具用的线条体，从基座部经过旋转体内部的第一轴线附近，并从旋转体的贯穿孔拉出到外部上方。并且，拉出的两种类型的线条体，相对于第一轴线以顺时针方向及逆时针方向沿着相互相反方向分别在旋转体的侧方沿着大致周向弯曲。
通过使两种类型的线条体沿着相反方向的大致周向进行处理，能够充分确保沿着旋转体的大致周向的路径长度，且即使是扭转方向的柔性较低的线条体，也能够利用弯曲方向的柔性而吸收由旋转体的动作引起的路径长度的变动。并且，在沿着旋转体的大致周向布线之后，沿着第一臂的长度方向引导至第二臂，从而即使对于第一臂相对于旋转体的围绕第二轴线的的旋转所引起的路径长度的变动，也能够利用线条体的弯曲方向的柔性而吸收。由此，无需进行系统运转前的活动确认和引导位置调整，就能够模仿机器人的动作而使线条体稳定地活动，并能够吸收由机器人的动作引起的路径变动。
在上述方案中，所述作业工具用的多个所述线条体也可以捆扎并收容于具有挠性的导管内。
通过如此，能够利用具有挠性的导管而将多个线条体归拢在一起并进行处理，并且能够提高更换时的处理性，而且能够易于再现更换前的布线路径。
并且，在上述方案中，所述作业工具用的所述线条体，也可以比所述马达用的所述线条体更长地沿着大致周向弯曲之后，沿着与所述马达用的所述线条体相同的所述第一臂的侧面引导至所述第二臂。
作业工具用的线条体比马达用的线条体，扭转方向的柔性更低，但是对于作业工具用的线条体而言，却通过沿着旋转体的大致周向较长地包围，能更加有效地利用弯曲方向的柔性，吸收由旋转体的动作及第一臂的动作引起的路径长度的变动。
发明效果
根据本发明，能够发挥如下的效果：即使将在扭转方向上不具有柔性的线条体布线于臂的外部的情况下，也无需进行系统运转前的活动确认和引导位置调整，就能够模仿机器人的动作而使线条体稳定活动，并能够吸收由机器人的动作引起的路径变动。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施方式的机器人的线条体处理结构的侧视图。
图2是表示图1的机器人的线条体处理结构的主视图。
图3是表示图1的机器人的线条体处理结构的俯视图。
附图标记说明
1：线条体处理结构
2：机器人
3：基座部
4：旋转体
5：第一臂
6：第二臂
7：手腕
12、13：线条体
14：导管
A：第一轴线
B：第二轴线
C：第三轴线
具体实施方式
关于本发明的一个实施方式的机器人2的线条体处理结构1，以下参照附图进行说明。
如图1所示，应用本实施方式的线条体处理结构1的机器人2具备：基座部3，其设置于地面；旋转体4，其相对于该基座部3，以能够围绕垂直的第一轴线A旋转的方式被支撑；第一臂5，其以能够围绕水平的第二轴线B旋转的方式支撑在该旋转体4的上部；第二臂6，其以能够围绕与第二轴线B平行的第三轴线C旋转的方式支撑在该第一臂5的前端；以及手腕7，其以与第三轴线C正交的第四轴线D旋转的方式支撑在该第二臂6的前端。
在手腕7的前端，安装有作为作业工具的焊炬8。
而且，在第二臂6的后部，固定有作为作业工具控制设备的丝线进给装置9。
在第一轴线A附近，沿着第一轴线A形成有从基座部3贯穿至旋转体4的上方的中空部。中空部例如作为减速机构而使用未图示的双曲面齿轮组，并作为固定于旋转体4的输出双曲面齿轮而使用能够在第一轴线A附近确保大的空间的齿圈，从而形成比较大的口径。
并且，本发明优选采用如下的结构：对于与输出双曲面齿轮啮合的输入双曲面齿轮，经由未图示的正齿轮组而传递来自未图示的马达的动力，将马达配置于中空的基座部3内，由此在旋转体4的周围不配置马达。
而且，在第四轴线D附近，沿着第四轴线D，设置有从第二臂6的后方贯穿至手腕7的前端的贯穿路径10。在该贯穿路径10中，插入有具有挠性的导管11，连接于焊炬8的线条体13穿过该导管11内而布线至焊炬8。
本实施方式的机器人2的线条体处理结构1是将第一线条体(马达用的线条体)12和第二线条体(作业工具用的线条体)13从基座部2至第二臂6为止进行处理的线条体处理结构，其中，第一线条体(马达用的线条体)12用于控制将第二臂6相对于第一臂5进行驱动的马达以及驱动手腕7的马达，第二线条体(作业工具用的线条体)13用于使焊炬8进行工作。第二线条体13包含供给辅助气体的气体软管、供给焊丝的丝线导管、以及对焊炬8供电的供电电缆等，并且以利用具有挠性的导管14归拢的状态进行布线。
导管14是例如由芳族聚酰胺纤维之类的布制造、或者通过树脂成型制造的管状部件，在布的情况下，与内部的线条体一起弯曲，在树脂的情况下，具有纵截面形成为波形的管壁，并通过使管壁沿长度方向伸缩而具有能够容易弯曲的挠性。另一方面，导管14为布的情况下具有扭转方向的柔性，但却在长期使用时容易下垂，且在动作时的活动稳定性较低，但导管14为树脂的情况下，虽然扭转方向的柔性较低，但长期使用时的下垂较小，且动作时的活动稳定性较高。
对于本实施方式的机器人2的线条体处理结构1而言，如图2和图3所示，首先，使从基座部3的侧面插入到基座部3内的第一线条体12及第二线条体13，从基座部3内沿着第一轴线A向上方贯穿中空部，且经由旋转体4的内部而从旋转体4上部的贯穿孔拉出到外部上方。其次，使拉出到旋转体4的外部上方的两种类型的线条体12、13暂且向旋转体4的后方弯曲。
向旋转体4的后方弯曲的第二线条体13，由固定在旋转体4的支撑托架15以沿径向延伸的方式被支撑之后，在旋转体4的径向外侧隔开间隔，并以俯视时的顺时针方向沿着大致周向弯曲。支撑托架15对收容有第二线条体13的导管14进行支撑，并允许导管14在扭转方向的移动及在长度方向的移动。
向旋转体4的后方弯曲的第一线条体12，在旋转体4的径向外侧隔开间隔，并以俯视时的逆时针方向弯曲。
由此，第一线条体12及第二线条体13均成为被赋予旋转体4的动作所需的长度的富余的状态。
第一臂5在图2所示的机器人2的主视图中配置于作为旋转体4的旋转中心的第一轴线A的左侧，因此顺时针方向处理的第二线条体13在将旋转体4的径向外侧经过大致270°而包围之后，在第一臂5的下部向上方弯曲。另一方面，逆时针方向处理的第一线条体12，在将旋转体4的径向外侧经过大致90°而包围之后，同样地在第一臂5的下部向上方弯曲。
即使在该情况下，第一线条体12和第二线条体13均成为被赋予第一臂5相对于旋转体4的动作所需的长度的富余的状态。
另外，对于向上方弯曲的两种类型的线条体12、13而言，以沿着第一臂5的侧面的方式，沿着第一臂5的长度方向而被引导至第二臂6。两种类型的线条体12、13，利用沿第一臂5的长度方向隔开间隔而配置的多个支撑托架16，将长度方向的中途位置的部位固定于第一臂5。
对于从第一臂5朝向第二臂6的布线而言，第一线条体12和第二线条体13均成为被赋予第二臂6相对于第一臂5的动作所需的长度的富余的状态。
以下对如此构成的本实施方式的机器人2的线条体处理结构1的作用进行说明。
根据本实施方式的机器人2的线条体处理结构1，经由从基座部3到旋转体4为止沿上下方向贯穿的中空部，在第一轴线A附近延伸有第一线条体12及第二线条体13，因此能够最小限度地抑制通过旋转体4围绕第一轴线A的旋转而由该部分的两种类型的线条体12、13所承受的路径长度的变动。尤其，在收容于布的导管14或扭转方向的柔性较低的树脂的导管14中的任何情况下，第二线条体13配置成在向旋转体4的后方弯曲之后将旋转体4经过大致270°而包围，因此优点在于，能够利用弯曲方向的柔性而吸收由旋转体4的旋转引起的路径长度的变动。
并且，对于两种类型的线条体12、13而言，在将旋转体4沿大致周向包围之后，以沿着第一臂5的侧面并沿长度方向延伸的方式进行布线，因此对于第一臂5相对于旋转体4的围绕第二轴线B的旋转所引起的路径长度的变动，也能够利用第一线条体12及第二线条体13的导管14的弯曲方向的柔性而予以吸收。
而且，对于从第一臂5引导至第二臂6的两种类型的线条体12、13而言，即使因第二臂6相对于第一臂5的围绕第三轴线C的旋转而使路径长度变动，也能够利用第一线条体12及第二线条体13的导管14的弯曲方向的柔性而吸收路径长度的变动。
如此，根据本实施方式的机器人2的线条体处理结构1，将使旋转体4旋转的马达配置于基座部3内，从而能够较大地确保旋转体4的上部中的空间，并能够将两种类型的线条体12、13沿着相反方向的大致周向遍及整个圆周进行处理。由此，具有如下优点：能够充分确保沿着旋转体4的大致周向的路径长度，且即使是扭转方向的柔性较低的线条体13，也能够利用弯曲方向的柔性来吸收旋转体4的动作所引起的路径长度的变动。
并且，在沿着旋转体4的大致周向布线之后，沿着第一臂5的长度方向引导至第二臂6，从而即使对于第一臂5相对于旋转体4的围绕第二轴线B的旋转所引起的路径长度的变动，也能够利用线条体12、13的弯曲方向的柔性而进行吸收。
两种类型的线条体12、13包围外围装置较少的旋转体4的周围而配置，并沿着第一臂5的侧面进行布线，因此即使机器人2动作，也能够降低线条体12、13干涉外围装置的可能性。由此，无需进行系统运转前的活动确认和引导位置调整，就能够模仿机器人2的动作而使线条体12、13稳定活动，并能够吸收机器人2的动作引起的路径变动。
而且，在本实施方式中，由用于焊炬8的多个电缆等构成的第二线条体13被捆扎并收容于具有挠性的导管14内，因此具有如下优点：能够利用具有挠性的导管14将第二线条体13归拢在一起并进行处理，且在更换时具有良好的处理性，并且能够易于再现更换前的布线路径。
并且，对于如同丝线导管那样需要以比其他线条体更短的周期频繁地定期更换的线条体而言，与其他作业工具用线条体分开，且将他们并行布线亦可。由此，能够迅速地仅更换丝线导管，其布线也容易再现。
当然，重视更换性，也有如下方法，将丝线导管从第一臂5的下部与其他作业工具用线条体分开，并经过旋转体4的后方，引导至第一轴线A中空部，在该情况下，第一臂5的动作范围发生限制，这是不言而喻的。
而且，在本实施方式中，用于焊炬8的第二线条体13比马达控制用的第一线条体12更长地沿着大致周向弯曲之后，沿着与第一线条体12相同的第一臂5的侧面而引导至第二臂6，因此对于扭转方向的柔性较低的第二线条体13而言优点在于，沿着旋转体4的大致周向较长地围绕，因此能够更加有效地利用弯曲方向的柔性，有效地吸收旋转体4的动作及第一臂5的动作所引起的路径长度的变动。
另外，在本实施方式中，作为作业工具而举例说明了焊炬8，然而并不局限于此。而且，作业工具的数量也可以是两个以上。

Claims (3)

1.一种机器人的线条体处理结构，所述机器人具有：
基座部；
旋转体，其相对于该基座部，以能够围绕与该基座部的设置面垂直的第一轴线旋转的方式安装；
第一臂，其以能够围绕与所述第一轴线正交的第二轴线旋转的方式安装于所述旋转体；
第二臂，其以能够围绕与所述第二轴线平行的第三轴线旋转的方式安装于所述第一臂的前端；以及
手腕，其以能够旋转的方式安装于该第二臂的前端，
所述机器人的线条体处理结构的特征在于，
驱动所述第二臂及所述手腕的马达用的线条体以及安装于所述手腕的作业工具用的线条体，从所述基座部经由所述旋转体内部并从设置于所述旋转体上部的贯穿孔引导至外部上方之后，在所述旋转体的相反方向的侧方分别沿着大致周向而在被赋予所述旋转体的动作所需的长度的富余的同时进行弯曲，并且从所述旋转体的侧方被赋予所述第一臂及所述第二臂的动作所需的长度的富余并沿着所述第一臂的长度方向引导至所述第二臂。
2.根据权利要求1所述的机器人的线条体处理结构，其特征在于，
所述作业工具用的多个所述线条体捆扎并收容于具有挠性的导管内。
3.根据权利要求1或2所述的机器人的线条体处理结构，其特征在于，
所述作业工具用的所述线条体在比所述马达用的所述线条体更长地沿着大致周向弯曲之后，沿着与所述马达用的所述线条体相同的所述第一臂的侧面而引导至所述第二臂。
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