CN107735228A - 机械臂机构 - Google Patents

Abstract

本发明是根据维护工时及其费用而设计零件之间的耐久性。本实施方式所涉及的机械臂机构具备：臂部(2)，其可以在硬直状态和弯曲状态之间改变状态；支撑部(30)，其支撑处于硬直状态的臂部(2)；收纳部(11a)，其收纳处于弯曲状态的臂部(2)；以及搬送部(50)，其使臂部(2)从支撑部(11a)向前方送出，并将臂部(2)朝后方拉回到支撑部(30)，而且在支撑部(30)和收纳部(11a)之间搬送臂部(2)。支撑部(30)具备多个辊，用于牢固地夹持臂部(2)而且前后移动自如地支撑，多个辊的表面硬度和强度中的至少一个与臂部(2)相同或低于臂部(2)。

Description

机械臂机构

技术领域

本发明的实施方式涉及一种机械臂机构。

背景技术

一直以来，多关节机械臂机构被用在产业用机器人等各种领域。在这种多关节机械臂机构中，装备有例如直动伸缩关节。构成直动伸缩关节的臂部由例如具有相同形状的多个链节呈排状连结的两种连结链节排构成。通过将两种连结链节排接合形成硬直状态，构成作为具有一定刚性的柱状体的臂部。如果驱动直动伸缩关节，则成为柱状体的臂部从射出部被送出。射出部为了牢固地夹持臂部而且前后移动自如地支撑而具备多个辊。由于臂部及设置在臂部的手等、以及由手固持的工件等全体的负荷被施加在臂部及射出部，所以认为最容易发生破损的零件是辊及连结链节。

发明内容

本发明的目的是，根据维护的工时及其费用设计零件之间的耐久性。

本实施方式所涉及的机械臂机构具备可以在硬直状态和弯曲状态之间改变状态的臂部、支撑处于硬直状态的臂部的支撑部、收纳处于弯曲状态的臂部的收纳部、以及搬送部，该搬送部从支撑部将臂部向前方送出，将臂部朝后方拉回到支撑部，而且在支撑部和收纳部之间搬送臂部，支撑部为了牢固地夹持臂部而且前后移动自如地支撑而具备多个辊，多个辊的表面硬度和强度中的至少一个和臂部相同或低于臂部。

附图说明

图1是本实施方式所涉及的机械臂机构的外观立体图；

图2是从剖面方向观察图1的机械臂机构的内部构造的图；

图3是通过图中符号表现表示图1的机械臂机构的构成的图；

图4是图2的射出部的立体图；

图5是图4的A－A剖面图；

图6是图5的A－D箭视图；

图7是图6的辊的立体图；

图8是图7的辊的纵剖面图；

图9是表示图7的辊的其它构造的纵剖面图；

图10是表示图7的辊的另一构造的纵剖面图；

图11是表示图6的辊的其它构造的立体图；

图12是图11的辊的纵剖面图。

具体实施方式

以下，参照附图，对本实施方式所涉及的机械臂机构进行说明。在以下的说明中，对具有大致相同机能及构成的构成要素标注相同符号，只在必要情形时进行重复说明。

图1是本实施方式所涉及的机械臂机构的外观立体图。机械臂机构具有大致圆筒形状的基部10、与基部10连接的臂部2及安装在臂部2的前端的腕部4。在腕部4设置有未图示的转接器。例如，转接器设置在后述第六旋转轴RA6的旋转部。设置在腕部4的转接器，安装有与用途相应的机械手。

机械臂机构具有多个、此处为六个关节部J1、J2、J3、J4、J5、J6。多个关节部J1、J2、J3、J4、J5、J6从基部10依序配设。一般而言，第一、第二、第三关节部J1、J2、J3被称为根部三轴，第四、第五、第六关节部J4、J5、J6被称为改变机械手的姿势的腕部三轴。腕部4具有第四、第五、第六关节部J4、J5、J6。构成根部三轴的关节部J1、J2、J3中的至少一个是直动伸缩关节。这里，第三关节部J3构成为直动伸缩关节部、特别是伸缩距离相对较长的关节部。臂部2表示直动伸缩关节部J3(第三关节部J3)的伸缩部分。

第一关节部J1是以例如被基座面垂直支撑的第一旋转轴RA1为中心的扭转关节。第二关节部J2是以与第一旋转轴RA1垂直配置的第二旋转轴RA2为中心的弯曲关节。第三关节部J3是以与第二旋转轴RA2垂直配置的第三轴(移动轴)RA3为中心而使臂部2直线伸缩的关节。

第四关节部J4是以第四旋转轴RA4为中心的扭转关节。第四旋转轴RA4在后述第七关节部J7不旋转时、即臂部2的全体为直线形状时，与第三移动轴RA3大致一致。第五关节部J5是以与第四旋转轴RA4正交的第五旋转轴RA5为中心的弯曲关节。第六关节部J6是以与第四旋转轴RA4正交、且与第五旋转轴RA5垂直地配置的第六旋转轴RA6为中心的弯曲关节。

形成基部10的臂支撑体(第一支撑体)11a具有以第一关节部J1的第一旋转轴RA1为中心形成的圆筒形状的中空构造。第一关节部J1安装在未图示的固定台。当第一关节部J1旋转时，臂部2随着第一支撑体11a的轴旋转一起左右旋转。另外，第一支撑体11a也可以固定在接地层。在这种情况下，设置为与第一支撑体11a分开而臂部2独立旋转的构造。在第一支撑体11a的上部连接有第二支撑部11b。

第二支撑部11b具有与第一支撑部11a连续的中空构造。第二支撑部11b的一端安装在第一关节部J1的旋转部。第二支撑部11b的另一端开放，第三支撑部11c转动自如地嵌入第二关节部J2的第二旋转轴RA2。第三支撑部11c具有由与第一支撑部11a及第二支撑部连通的鳞片状的外装组成的中空构造。第三支撑部11c伴随第二关节部J2的弯曲旋转而其后部被收纳在第二支撑部11b、或从第二支撑部11b被送出。构成机械臂机构的直动伸缩关节部J3(第三关节部J3)的臂部2的后部通过其收缩而被收纳在第一支撑部11a与第二支撑部11b连续的中空构造的内部。

第三支撑部11c是其后端下部以第二旋转轴RA2为中心转动自如地嵌入至第二支撑部11b的开放端下部。由此，构成作为以第二旋转轴RA2为中心的弯曲关节部的第二关节部J2。当第二关节部J2转动时，臂部2以第二旋转轴RA2为中心朝垂直方向转动、即进行起伏动作。

第四关节部J4是具有与沿着臂部2的伸缩方向的臂中心轴、即与第三关节部J3的第三移动轴RA3典型地相接的第四旋转轴RA4的扭转关节。如果第四关节部J4旋转，则腕部4及安装在腕部4的机械手以第四旋转轴RA4为中心旋转。第五关节部J5是具有与第四关节部J4的第四旋转轴RA4正交的第五旋转轴RA5的弯曲关节部。如果第五关节部J5旋转，则从第五关节部J5遍及前端与机械手一起上下(以第五旋转轴RA5为中心朝垂直方向)转动。第六关节部J6是具有与第四关节部J4的第四旋转轴RA4正交、且与第五关节部J5的第五旋转轴RA5垂直的第六旋转轴RA6的弯曲关节。如果第六关节部J6旋转，则机械手左右旋转。

如上所述，安装在腕部4的转接器的机械手通过第一、第二、第三关节部J1、J2、J3移动到任意的位置，通过第四、第五、第六关节部J4、J5、J6配置为任意的姿势。特别是，第三关节部J3的臂部2的伸缩距离的长度可以使机械手到达从基部10的附近位置至远距离位置的大范围的对象。第三关节部J3的特征是通过构成其的直动伸缩机构而实现的直线的伸缩动作及其伸缩距离的长度。

图2是表示图1的机械臂机构的内部构造的立体图。直动伸缩机构具有臂部2及射出部30。臂部2具有第一连结链节排21及第二连结链节排22。第一连结链节排21包含多个第一连结链节23。第一连结链节23构成为大致平板形。前后的第一连结链节23在相互的端部部位通过销弯曲自如地呈排状连结。第一连结链节排21可以朝内侧或外侧自如地弯曲。

第二连结链节排22包含多个第二连结链节24。第二连结链节24构成为横剖面“コ”字形状的短槽状体。前后的第二连结链节24在相互的底面端部部位通过销弯曲自如地呈排状连结。第二连结链节排22可以朝内侧弯曲。第二链接链节24的剖面为”コ”字形状，所以第二连结链节排22与相邻的第二连结链节24的侧板彼此冲突，不会朝外侧弯曲。另外，将第一、第二连结链节23、24的面朝第二旋转轴RA2的面设为内面，将其相反侧的面设为外面。第一连结链节排21中最前端的第一连结链节23、与第二连结链节排22中最前端的第二连结链节24通过结合链节27连接。例如，结合链节27具有将第二连结链节24与第一连结链节23合成后的形状。

射出部30具备多个辊，将引导到射出部30的第一、第二连结链节排21、22相互接合，并从上下左右支撑接合形成的柱状体。下文详细叙述射出部30。在射出部30的后方，导辊40与驱动齿轮50以隔着第一连结链节排21相对的方式设置。驱动齿轮50经由未图示的减速器连接到步进马达55。第一连结链节23的内面沿着连结方向形成有线性齿轮。多个第一链接链节23呈直线状整齐排列时，相互的线性齿轮呈直线状相连，构成较长的线性齿轮。驱动齿轮50啮合于直线状的线性齿轮。直线状相连的线性齿轮与驱动齿轮50一起构成齿轮齿条机构。

当臂伸长时，马达55駆动，驱动齿轮50正向旋转，第一连结链节排21通过导辊40变成与臂中心轴平行的姿势，被引导到射出部30。随着第一连结链节排21的移动，第二连结链节排22通过配置在射出部30后方的未图示的导轨被引导至射出部30。射出部30通过相互挤压接合第一、第二连结链节排21、22，并上下左右地支撑接合形成的柱状体。通过射出部30保持柱状体，由此保持第一、第二连结链节排21、22的接合状态。当维持第一、第二连结链节排21、22的接合状态时，第一、第二连结链节排21、22的弯曲相互约束。由此，第一、第二连结链节排21、22构成具备一定刚性的柱状体。所谓柱状体是指将第二连结链节排22和第一连结链节排21接合而形成的柱状的棒体。该柱状体是第二连结链节24与第一连结链节23整体构成为各种剖面形状的筒状体。所谓筒状体被定义为上下左右被天板、底板及两侧板包围，前端部及后端部开放的形状。第一、第二连结链节排21、22接合而成的柱状体以结合链节27为始端，沿着第三移动轴RA3直线地从第三支撑部11c的开口朝前方被送出。

当臂收缩时，马达55駆动，驱动齿轮50逆向旋转，和驱动齿轮50卡合的第一连结链节排21被拉回到第一支撑体11a中。随着第一连结链节排21的移动，柱状体被拉回到第三支撑体11c中。拉回的柱状体在射出部30的后方分离。例如，构成柱状体的第一连结链节排21被导辊40及驱动齿轮50夹持，构成柱状体的第二连结链节排22因为重力被拉向下方，由此第二连结链节排22与第一连结链节排21相互远离。远离后的第一、第二连结链节排21、22分别恢复成可弯曲的状态。在收纳时，第二连结链节排22从射出部30朝内侧弯曲，被搬送到第一支撑体11a(基部10)的内部的收纳部，第一连结链节排21也朝与第二连结链节排22相同的方向(内侧)弯曲并被搬送。第一连结链节排21以与第二连结链节排22大致平行的状态被收纳。

图3是通过图中符号表现来表示图1的机械臂机构的图。在机械臂机构中，通过构成根部三轴的第一关节部J1、第二关节部J2及第三关节部J3，实现三个位置自由度。通过构成腕部三轴的第四关节部J4、第五关节部J5及第六关节部J6实现三个姿势自由度。

机器人坐标系Σb是以第一关节部J1的第一旋转轴RA1上的任意位置为原点的坐标系。在机器人坐标系Σb中，规定有正交三轴(Xb、Yb、Zb)。Zb轴是与第一旋转轴RA1平行的轴。Xb轴是与Yb轴相互正交、且与Zb轴正交的轴。末端坐标系Σh是以安装在腕部4的机械手5的任意位置(末端基准点)为原点的坐标系。例如，当机械手5是二指手时，末端基准点(以下仅称为末端)的位置被规定为二指尖间中央位置。在末端坐标系Σh中，规定了正交三轴(Xh、Yh、Zh)。Zh轴是与第六旋转轴RA6平行的轴。Xh轴是与Yh轴相互正交、且与Zh轴正交的轴。例如，Xh轴是与机械手5的前后方向平行的轴。所谓末端姿势是相对于末端坐标系Σh的机器人坐标系Σb的绕各个正交三轴的旋转角(绕Xh轴的旋转角(侧倾角)α、绕Yh轴的旋转角(俯仰角)β、绕Zh轴的旋转角(摆动角)γ)。

第一关节部J1配设在第一支撑部11a与第二支撑部11b之间，构成以旋转轴RA1为中心的扭转关节。旋转轴RA1垂直地设置在设置有第一关节部J1的固定部的基座的基准面BP上。

第二关节部J2构成以旋转轴RA2为中心的弯曲关节。第二关节部J2的旋转轴RA2平行于空间坐标系上的Xb轴设置。第二关节部J2的旋转轴RA2设置在和第一关节部J1的旋转轴RA1垂直的方向。此外，第二关节部J2相对于第一关节部J1，沿第一旋转轴RA1的方向(Zb轴方向)和与第一旋转轴RA1垂直的Yb轴方向的两个方向偏移。以第二关节部J2相对于第一关节部J1在所述两个方向偏移的方式，将第二支撑体11b安装在第一支撑体11a上。将第一关节部J1与第二关节部J2连接的虚设的臂杆部分(链路部分)具有前端垂直弯曲的两个钩形状体组合形成的曲柄形状。该虚设的臂杆部分由具有中空构造的第一、第二支撑体11a、11b构成。

第三关节部J3构成为以移动轴RA3为中心的直动伸缩关节。第三关节部J3的移动轴RA3设置在和第二关节部J2的旋转轴RA2垂直的方向。当第二关节部J2的旋转角为零度、即臂部2的起伏角为零度且臂部2为水平的基准姿势时，第三关节部J3的移动轴RA3设置在和第二关节部J2的旋转轴RA2以及第一关节部J1的旋转轴RA1垂直的方向。在空间坐标系上，第三关节部J3的移动轴RA3与垂直于Xb轴及Zb轴的Yb轴平行地设置。此外，第三关节部J3相对于第二关节部J2在其旋转轴RA2的方向(Yb轴方向)、及与移动轴RA3正交的Zb轴的方向这两个方向上偏移。以第三关节部J3相对于第二关节部J2在所述两个方向偏移的方式，将第三支撑体11c安装在第二支撑体11b上。第二关节部J2连接第三关节部J3的虚设臂杆部分(链路部分)具有前端垂直弯曲的钩形状体。该虚设的臂杆部分由第二、第三支撑体11b、11c构成。

第四关节部J4构成为以旋转轴RA4为中心的扭转关节。第四关节部J4的旋转轴RA4以和第三关节部J3的移动轴RA3大致相同的方式配置。

第五关节部J5构成为以旋转轴RA5为中心的弯曲关节。第五关节部J5的旋转轴RA5以与第三关节部J3的移动轴RA3及第四关节部J4的旋转轴RA4大致正交的方式配置。

第六关节部J6构成为以旋转轴RA6为中心的扭转关节。第六关节部J6的旋转轴RA6以与第四关节部J4的旋转轴RA4及第五关节部J5的旋转轴RA5大致正交的方式配置。第六关节部J6是为了使作为末端效应器的机械手5左右旋转而设置。另外，第六关节部J6也可以构成为其旋转轴RA6与第四关节部J4的旋转轴RA4及第五关节部J5的旋转轴RA5大致正交的弯曲关节。

这样，将多个关节部J1－J6的根部三轴中的一个弯曲关节部更换为直动伸缩关节部，使第二关节部J2在两个方向上相对于第一关节部J1偏移，而且使第三关节部J3在两个方向上相对于第二关节部J2偏移，由此，本实施方式所涉及的机械臂机构在构造上消除临界点姿势。

(射出部30的构造)

射出部30具有用于支撑由第一、第二连结链节排21、22接合形成的柱状体的构造。下面，参照图4、图5、图6对射出部30的典型构造进行说明。图4是表示图2的射出部30的立体图。如图4所示，射出部30构成为大致角筒形状的框架35。射出部30配置在第三支撑体11c的前端的射出口39的后方附近。以下，将大致角筒形状的射出部30的中心轴称为射出中心轴。射出中心轴与臂中心轴(第三移动轴RA3)一致。臂中心轴是被射出部30支撑的柱状体的中心轴。

图5是图4的A－A剖面图。如图5所示，在框架35上设置有多个辊，这些辊用于从上下左右四个方位牢固且移动自如地支撑由第一、第二连结链节排21、22接合形成的柱状体。为了在辊破损时能够只更换破损辊，设置为可以在框架35单独地装卸这些多个辊的构造、即可以将辊的轴单独地固定在框架上的构造。以下，为了便于说明，将从第一连结链节21的表面侧支撑臂部2的辊称为上部辊，将从第二连结链节21的底面侧支撑臂部2的辊称为下部辊，将从左侧支撑臂部2的辊称为左侧部辊，将从右侧支撑臂部2的辊称为右侧部辊。

图6(a)是图5的射出部30的A箭视图(平面图)。图6(b)是图5的射出部30的B箭视图(左侧视图)。图6(c)是图5的射出部30的C箭视图(仰视图)。图6(d)是图5的射出部30的D箭视图(右侧视图)。在框架35的上部，上部辊31－1、31－2、31－3、31－4、31－5从前方沿着射出中心轴以相等间隔依序排列。五个上部辊31－1～31－5被配设为使其旋转中心轴相互平行、并且配设在与射出中心轴正交的方向。典型而言，将排列有多个上部辊31－1～31－5的旋转中心线间距离(间隔)设定得比第一连结链节23的长度短。

在框架35的下部，与上部辊31－1～31－5具有相同根数的下部辊32－1、32－2、32－3、32－4、32－5从前方沿着射出中心轴以相等间隔依序排列。5个下部辊32－1～32－5被配设使其旋转中心轴相互平行、并且配设在与射出中心轴正交的方向。典型而言，排列有多个下部辊32－1～32－5的旋转中心线间距离(间隔)与排列有多个上部辊31－1～31－5的旋转中心线间距离(间隔)等价，设定得比第二连结链节24的长度短。最前面的下部辊32－1与最前面的上部辊31－1沿着射出中心轴被配置在相同的位置。多个下部辊32－1～32－5隔着柱状体与多个上部辊31－1～31－5分别相对。

在框架35的左侧部，左侧部辊33－1、33－2、33－3从前方沿着射出中心轴以相等间隔依序排列。左侧部辊33－1、33－2、33－3的根数少于上部辊31－1～31－5和下部辊32－1～32－5的根数。三个左侧部辊33－1～33－3配设为使其旋转中心轴相互平行、并且配设在与射出中心轴垂直的方向。左侧部辊33－1、33－2、33－3被配置在最前面的上部辊31－1与最末尾的上部辊31－5的范围内。多个左侧部辊33－1～33－3的排列间隔设定为最前面的上部辊31－1与最末尾的上部辊31－5的间隔的1/4。

在框架35的右侧部，右侧部辊34－1、34－2、34－3从前方沿着射出中心轴以相等间隔依序排列。右侧部辊34－1、34－2、34－3的根数与左侧部辊33－1、33－2、33－3的根数相同。三个右侧部辊34－1～34－3配设为使其旋转中心轴相互平行、并且配设在与射出中心轴垂直的方向。右侧部辊34－1、34－2、34－3被配置在最前面的上部辊31－1与最末尾的上部辊31－5的范围内。多个右侧部辊34－1～34－3以与多个左侧部辊33－1～33－3的排列间隔等价的排列间隔设置。最前面的右侧部辊34－1与最前面的左侧部辊33－1沿着射出中心轴配置在相同的位置。多个右侧部辊34－1～34－3隔着柱状体与多个左侧部辊33－1～33－3分别相对。

上部辊31－1～31－5与下部辊32－1～32－5之间的距离以较柱状体的厚度略薄的方式设计。具体而言，在框架35，多个上部辊31－1～31－5的安装位置与多个下部辊32－1～32－5的安装位置以射出部30的厚度较柱状体的厚度略薄的方式进行调整。由此，多个上部辊31－1～31－5与多个下部辊32－1～32－5在柱状体之间被施加预压的状态下牢固地支撑柱状体。

左侧部辊33－1～33－3与右侧部辊34－1～34－3的距离以较柱状体的宽度略窄的方式设计。具体而言，在框架35，多个左侧部辊33－1～33－3的安装位置与多个右侧部辊34－1～34－3的安装位置以射出部30的宽度较柱状体的宽度略窄的方式进行调整。由此，多个左侧部辊33－1～33－3与多个右侧部辊34－1～34－3在柱状体之间被施加预压的状态下牢固地支撑柱状体。通过对射出部30与柱状体之间施加适当的预压的方式调整多个辊的位置，可以减少臂伸缩时的辊与柱状体之间的晃动，由此可以提高射出部30的刚性。

(辊的构造)

参照图7、图8对辊的构造进行说明。这里，以最前面的上部辊31－1为例子进行说明。其它上部辊31－2～31－5、下部辊32－1～32－5由与最前面的上部辊31－1相同的材料、相同的形状、相同的尺寸构成。左侧部辊33－1～33－3及右侧部辊34－1～34－3与最前面的上部辊31－1的材料及形状相同，但其直径大于最前面的上部辊31－1。右侧部辊34－1～34－3及左侧部辊33－1～33－3由相同的材料、相同的形状、相同的尺寸构成。

图7是图6的辊的立体图。图8是图7的辊的纵剖面图。如图7所示，上部辊31－1包含辊轴315及辊本体316。辊轴315利用金属构成为圆柱状，通过例如螺钉装卸自如地安装在框架35上。辊轴315插入到辊本体316的轴孔317，直接轴支撑辊本体316。由此，辊本体316能够以辊轴315为旋转轴而旋转。如图8所示，在辊本体316，以较辊轴315的直径略短的直径形成圆筒状的轴孔317。因此，在辊轴315产生与轴孔317的内壁接触所导致的摩擦力。如果该摩擦力较大，就会出现辊本体316无法以辊轴315为中心顺利地旋转的情形。因此，也可以在轴孔317的内壁实施用于减小辊轴315与轴孔317的内壁之间的摩擦力的加工。

图9是表示图7的辊的其它构造的纵剖面图。如图9所示，为了减小辊轴315与轴孔317之间的摩擦力，也可以在辊本体316的轴孔317的内壁在其中央附近形成槽320，减少辊轴315与轴孔317的接触面积。根据辊轴315与轴孔317的内壁之间要求的摩擦力，调整槽320的宽度。通过增大槽的宽度，可以进而减小辊轴315与轴孔317的接触面积，从而进一步减小辊轴315与轴孔317的内壁之间的摩擦力。如图9所示，在轴孔317的中央部形成有槽320。但是，槽320既可以设置在从轴孔317的中心部朝轴孔317的轴方向偏移后的位置，也可以沿着轴孔317的轴方向在多个位置形成槽320。

图10是表示图7的辊的另一构造的纵剖面图。也可以在辊本体316的轴孔317的内壁设置螺纹槽321、322。螺纹槽321在轴孔317从其前方切出，螺纹槽322在轴孔317从其后方切出。螺纹槽322与螺纹槽321螺纹相反地切出。螺纹槽322与螺纹槽321以相同螺距、相同槽数形成。根据辊轴315与轴孔317的内壁之间要求的摩擦力，调整螺纹槽321、322的间隔。通过扩大螺纹槽321、322的间隔，使辊轴315与轴孔317的内壁之间的接触面积减小，从而能够减小该辊轴315与轴孔317的内壁之间的摩擦力。螺纹槽322与螺纹槽321螺纹相反地切出，并且以相同螺距、相同槽数形成，所以辊本体316不会伴随其旋转移动到辊轴315的一端侧，而可以保留在相同的位置。

图7～图10中说明的辊通过辊轴315直接轴支撑辊本体316。但是，辊的构造并不限定于此，参照图11、图12说明辊的其它构造。这里，以最前面的上部辊31－1为例子进行说明。其它上部辊31－2～31－5、下部辊32－1～32－5由与最前面的上部辊31－1相同的材料、相同的形状、相同的尺寸构成。左侧部辊33－1～33－3及右侧部辊34－1～34－3与上部辊31－1～31－5及下部辊32－1～32－5材料及形状相同，但其直径大于上部辊31－1。右侧部辊34－1～34－3与左侧部辊33－1～33－3由相同的材料、相同的形状、相同的尺寸构成。

图11是表示图6的辊的其它构造的立体图。图12是图11的辊的纵剖面图。如图11所示，上部辊31－1包含辊轴315、辊本体316及轴承318。辊轴315插入到辊本体316的轴孔317，经由轴承318与辊本体316连接。由此，辊本体316能够以辊轴315为旋转轴而旋转。

以下，对形成辊的材料(辊材)与构成臂部2的第一、第二连结链节23、24的材料(链节材)的组合进行说明。辊的表面硬度和强度中的至少一个与构成臂部2的第一、第二连结链节23、24相同或比构成臂部2的第一、第二连结链节23、24更低。只要满足该条件，则辊较第一、第二连结链节23、24提前产生表面剥落或断裂、龟裂等破损。其理由为，随着臂部2的前后移动，第一、多个第二连结链节23、24依序通过辊，但辊不管臂部2的前后移动，一直维持挤压臂部2的状态。

为了满足所述条件，构成臂部2的第一、第二连结链节23、24由金属制成，另一方面，多个辊由与第一、第二连结链节23、24相同的金属、树脂或硬质橡胶制成。作为金属，典型而言是铝。当第一、第二连结链节23、24由金属制成时，较佳为通过表面处理提高表面硬度。例如，当第一、第二连结链节23、24由铝制成时，作为表面处理而实施硬质氧化铝处理。作为树脂较佳是自润滑性树脂。作为自润滑性树脂，采用聚缩醛(POM)、聚酰胺(PA)、聚四氟乙烯(PTFE：氟树脂)、或其它树脂。其中就自润滑性、机械性质、成形性的观点而言，最佳为聚缩醛(POM)。作为硬质橡胶，采用例如氯丁二烯橡胶、腈橡胶或硬橡胶。

另外，为了满足所述条件，构成臂部2的第一、第二连结链节23、24也可以由树脂制成。在这个情形时，多个辊由与第一、第二连结链节23、24相同的树脂或硬质橡胶制成。

多个辊较佳为由自润滑性树脂制成，在这个情形时，臂部由金属或树脂制成。在臂部由树脂制成时，较佳是由自润滑性树脂制成。

这样，通过将辊的表面硬度与强度中的至少一个设计成低于第一、第二连结链节23、24(臂部2)的表面硬度，辊的破损较第一、第二连结链节23、24提前发生。相比第一、第二连结链节23、24的单价，辊的单价低。相比第一、第二连结链节23、24的更换作业工时，辊的更换作业工时少。因此，可以提升维护性。

典型而言，第一、第二连结链节23、24(臂部2)均由相同的材料构成，多个辊均由相同的材料构成。最佳为，多个辊由具有滑动特性高的自润滑性树脂形成，第一、第二连结链节23、24由金属形成，典型而言由同时实现硬度及成形性的铝形成。

也考虑其它各种组合。也可以是辊与第一、第二连结链节23、24由铝形成，仅对第一、第二连结链节23、24实施用于提高表面硬度的表面处理、例如硬质氧化铝处理。另外，也可以是辊与第一、第二连结链节23、24均由树脂制成，第一、第二连结链节23、24由硬度高于辊的树脂形成。

这里，多个辊均由相同的辊材形成，但只要辊的表面硬度与强度中的至少一个低于第一、第二连结链节23、24的表面硬度与强度，则多个辊中也可以混杂表面硬度与强度中的至少一个不同的多种辊。例如，也可以是第一、第二连结链节23、24由经硬质氧化铝处理的铝形成，多个辊中混杂有铝制辊及树脂制辊。例如，多个辊中、配置在柱状体的上方最末尾的上部辊31－5与配置在柱状体的下方最前面的下部辊32－1，由表面硬度高于其它辊的辊材形成。在上部辊31－5及下部辊32－1，施加的臂部2的自重所导致的负荷扭矩大于其它辊。因此，通过使上部辊31－5及下部辊32－1由表面硬度高于其它辊的辊材形成，可以提高射出部30的刚性。

根据以上说明的机械臂机构，构成射出部30的多个辊是第一、第二连结链节23、24的表面硬度与强度中的至少一个较低。由此，即便因为经年劣化、臂部2的自重所导致的负荷、第三关节部(直动伸缩关节部)J3的臂部2的伸缩动作的不良等，从臂部2全体对多个辊施加没有设想的较大荷重时，辊也较臂部2提前破损。当第一、第二连结链节23、24破损时，臂部2有可能从射出部30落下。另一方面，当辊破损时，能够利用没有破损的其它辊支撑臂部2，所以与第一、第二连结链节23、24破损的情形相比，可以减小臂部2从射出部30落下的风险。另外，多个辊中，对配置在柱状体的上方最末尾的上部辊31－5及配置在柱状体的下方最前面得下部辊32－1施加的臂部2的自重所导致的荷重大于其它辊。因此，这些辊31－5、32－1比其它辊先破损的可能性高。因此，通过对这些辊31－5、32－1应用表面硬度与强度中的至少一个高于其它辊的辊，可以减小辊的破损可能性。

即使在辊破损时，由于多个辊可以单独更换，只要更换破损的辊即可，所以与第一、第二连结链节23、24破损的情形相比，可以降低零件更换的成本。因此，本实施方式所涉及的机械臂机构可以提高被从整个臂部2施加负荷的射出部30的破损的维护性。

虽然对本发明的几个实施方式进行了说明，但是这些实施方式只是作为例子提出的，并非用于限定本发明的范围。对于这些新的实施方式，能够以其他各种方式进行实施，在不脱离本发明的要旨的范围内，能够进行各种省略、置换、及变更。这些实施方式和其变形，包含于本发明的范围和要旨的同时，也包含于权利要求书中记载的发明及其均等范围内。

附图标记说明

1：基部

2：臂部

3：末端效应器

4：腕部

J1、J2、J4、J5、J6：旋转关节部

J3：直动关节部

11a：第一支撑体

11b：第二支撑体

11c：第三支撑体

20：第二连结链节排

21：第一连结链节排

22：第二连结链节

23：第一连结链节

27：结合链节

30：射出部

31－1～31－5：上部辊

32－1～32－5：下部辊

33－1～33－3：左侧部辊

34－1～34－3：右侧部辊

35：框架

Claims (17)

1.一种机械臂机构，其特征在于具备：

臂部，其可以在硬直状态和弯曲状态之间改变状态；

支撑部，其支撑处于所述硬直状态的所述臂部；

收纳部，其收纳处于所述弯曲状态的所述臂部；以及

搬送部，其使所述臂部从所述支撑部向前方送出，并将所述臂部朝后方拉回到所述支撑部，而且在所述支撑部与所述收纳部之间搬送所述臂部；且

所述支撑部具备多个辊，这些辊用于牢固地夹持所述臂部而且前后移动自如地支撑，

所述多个辊是表面硬度和强度中的至少一个与所述臂部相同或低于所述臂部。

2.根据权利要求1所述的机械臂机构，其中所述臂部由金属制成，所述多个辊由金属、树脂或硬质橡胶制成。

3.根据权利要求2所述的机械臂机构，其中所述臂部由经过表面处理的金属制成。

4.根据权利要求1所述的机械臂机构，其中所述臂部由树脂制成，所述多个辊由树脂或硬质橡胶制成。

5.根据权利要求1所述的机械臂机构，其中所述多个辊由自润滑性树脂制成，所述臂部由金属或树脂制成。

6.根据权利要求5所述的机械臂机构，其中所述臂部由自润滑性树脂制成。

7.根据权利要求1所述的机械臂机构，其中所述多个辊的表面硬度与强度中的至少一个相同。

8.根据权利要求1所述的机械臂机构，其中在所述多个辊中混杂有表面硬度与强度中至少一个不同的多种辊。

9.根据权利要求1所述的机械臂机构，其中在所述多个辊中混杂有金属制辊及树脂性辊。

10.根据权利要求1所述的机械臂机构，其中所述多个辊在前后而且夹着所述臂部上下地分散配置，

所述多个辊中配置在上方最末尾的辊与配置在下方最前面的辊的表面硬度与强度中的至少一个比其它辊高。

11.根据权利要求1所述的机械臂机构，其中所述多个辊经由轴承旋转自如地连接在辊轴上。

12.根据权利要求1所述的机械臂机构，其中所述多个辊是润滑性树脂制圆筒，被辊轴直接轴支撑。

13.根据权利要求12所述的机械臂机构，其中所述辊的轴孔的内壁被槽加工。

14.根据权利要求12所述的机械臂机构，其中所述辊的轴孔的内壁形成有螺纹槽。

15.根据权利要求14所述的机械臂机构，其中所述辊的轴孔的内壁从其两端以相反的方向形成有螺纹槽。

16.根据权利要求1所述的机械臂机构，其中所述臂部具备可弯曲地连结的板形状的多个第一连结链节、及可弯曲地连结的横剖面“コ”字形状或“ロ”字形状的多个第二连结链节，通过接合所述第一、第二连结链节约束弯曲，构成硬直的柱状体，通过所述第一、第二连结链节的分离解除所述柱状体，恢复成弯曲状态。

17.根据权利要求1所述的机械臂机构，其中所述臂部在背面侧具有弯曲自如地连结的多个连结链节，通过约束所述连结链节的弯曲构成处于硬直状态的柱状体。