CN109955221A - 机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能进行组装作业、维护作业等的具备两端支撑构造的关节的机器人。机器人(1)具备一个以上的关节(2)，至少一个关节具备：第一关节部件(3)以及第二关节部件(4)，配置成能够绕预定的轴线相对旋转；减速器(8)，在第一关节部件的轴线方向的一侧，以能够绕轴线相对旋转的方式支撑第一关节部件和第二关节部件；轴承，在第一关节部件的轴线方向的另一侧，以能够绕轴线相对旋转并且能够在沿着轴线的方向上相对移动的方式支撑第一关节部件和第二关节部件，第一关节部件以及第二关节部件分别具备与轴线正交且在该轴线方向上相互对置的凸缘面，在各凸缘面具备用于通过螺栓的紧固而使该凸缘面彼此紧贴的螺纹孔或贯穿孔。

Description

机器人

技术领域

本发明涉及机器人。

背景技术

公知有如下的机器人，以提高关节的刚性为目的，利用配置在由关节连结的两个部件的旋转轴线方向的两侧的减速器以及轴承，以两端支撑构造对两个部件进行支撑(例如，参照专利文献1。)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本实开平5-29693号公报

发明内容

发明要解决的问题

在组装专利文献1所述的两端支撑构造的关节时，在分成两岔的一个部件间插入另一个部件，利用从一个部件的两外侧插入的减速器以及轴承，连接两个部件。在该情况下，机器人越大，则部件的重量越增大，因此需要在固定的一个部件的两岔间，一边将由起重机吊起的另一个部件在插入的状态下支撑，一边将由其他起重机吊起的减速器和其他部件组装。因此，存在如下不良情况：在仅有一台起重机的环境下，不能进行机器人的组装作业、维护作业等。

本发明提供一种在仅有一台起重机的环境下，也能够进行组装作业、维护作业等的具备两端支撑构造的关节的机器人。

用于解决问题的方案

本发明的一方式中，机器人具备一个以上的关节，至少一个所述关节具备：第一关节部件以及第二关节部件，其配置成能够绕预定的轴线相对旋转；减速器，其在所述第一关节部件的所述轴线方向的一侧，以能够绕所述轴线相对旋转的方式支撑所述第一关节部件和所述第二关节部件；以及轴承，其在所述第一关节部件的所述轴线方向的另一侧，以能够绕所述轴线相对旋转且能够在沿着所述轴线的方向上相对移动的方式支撑所述第一关节部件和所述第二关节部件，所述第一关节部件以及所述第二关节部件分别具备与所述轴线正交且在该轴线方向上相互对置的凸缘面，在各所述凸缘面具备用于通过螺栓的紧固而使该凸缘面彼此紧贴的螺纹孔或贯穿孔。

在组装本方式的机器人时，设为使第一关节部件以及第二关节部件的轴线一致的状态，在第一关节部件的轴线方向的一侧利用减速器，在另一侧利用轴承将第一关节部件与第二关节部件连结起来。由此，相对于第一关节部件，第二关节部件以两端支撑构造被支撑。

在该情况下，预先固定第一关节部件，并利用起重机吊起第二关节部件，使第一关节部件以及第二关节部件的轴线一致，首先，利用轴承连结两者。由此，第一关节部件和第二关节部件利用轴承被同轴定位，并且能够绕轴线相对旋转地被支撑，并且能够在沿着轴线的方向上相对移动地被支撑。

在该状态下，使第一关节部件和第二关节部件在沿着轴线的方向上相对移动，从而使两者的凸缘面靠近，利用设置于凸缘面的螺纹孔或贯穿孔，通过螺栓的紧固而使凸缘面彼此紧贴。由此，利用凸缘面间的摩擦，使第二关节部件相对于第一关节部件固定，能够禁止两者的相对旋转以及相对移动。

接着，将吊起了第二关节部件的起重机从第二关节部件拆卸，替换到减速器并吊起减速器。并一直吊起到使减速器的轴线与第二关节部件的轴线一致为止，从而能够将减速器的输出轴固定于第二关节部件，将减速器的输入轴固定于第一关节部件。由此，利用一台起重机能够分别吊起第二关节部件以及减速器从而进行组装。

在上述方式中，所述第二关节部件还可以具备嵌合面，在使所述凸缘面彼此紧贴的状态下，所述嵌合面能够在沿着所述轴线的方向上与所述减速器的被嵌合面嵌合。

通过采用该结构，在将减速器的输入轴固定于第一关节部件时，使减速器的被嵌合面处于与嵌合面嵌合的状态，从而在利用起重机重新吊起第二关节部件之后，能够将使凸缘面彼此紧贴的螺栓拆卸下来。

然后，随着通过螺栓将减速器的输入轴与第一关节部件紧固，使固定于第二关节部件的减速器相对于第一关节部件在轴线方向上移动，从而使被嵌合面相对于嵌合面的嵌合长度增大。通过加深嵌合而确定减速器的输入轴与第一关节部件的定位，并且将凸缘面彼此远离，从而在第一关节部件与第二关节部件之间形成适宜间隙。

另外，在上述方式中，所述嵌合面还可以是与所述轴线同轴配置的圆筒内表面。

通过采用该结构，使由圆筒面构成的减速器的被嵌合面与由与轴线同轴配置的圆筒内表面构成的嵌合面嵌合，从而能够使减速器和第一关节部件容易地同轴定位。

发明的效果

根据本发明，具有即便在仅有一台起重机的环境下，也能够进行组装作业、维护作业等的效果。

附图说明

图1是表示本发明的一实施方式的机器人的局部纵剖视图。

图2是表示图1的机器人的关节的轴承部分的放大纵剖视图。

图3是表示相对于构成图1的机器人的关节回转体，吊起臂并进行对位的状态的局部纵剖视图。

图4是表示将轴承嵌合于图3的臂，并且用螺栓固定臂与回转体的状态的局部纵剖视图。

图5是表示将减速器固定于图4的臂的状态的局部纵剖视图。

图6是表示将图5的减速器固定于回转体，并将固定臂与回转体的螺栓拆卸下来的状态的局部纵剖视图。

图7是表示将马达安装于图6的关节的状态的局部纵剖视图。

附图标记说明

1 机器人

2 关节

3 回转体(第一关节部件)

4 臂(第二关节部件)

5a 贯穿孔

7 轴承

8 减速器

27 嵌合面

30、31 凸缘面

32 螺纹孔

33 螺栓

B 水平轴线(轴线)

具体实施方式

在以下参照附图说明本发明的一实施方式的机器人1。

例如，本实施方式的机器人1为具备多个关节2的垂直多关节型机器人。例如图1所示，该机器人1的一个关节2具备：绕竖直轴线A旋转的回转体(第一关节部件)3；以及绕水平轴线(轴线)B相对于回转体3旋转的臂(第二关节部件)4。

在回转体3具备相对于臂4配置在水平轴线B方向的两侧的两个支撑部5、6。回转体3的一个支撑部5和臂4，利用轴承7连结为能够绕水平轴线B旋转。回转体3的另一个支撑部6和臂4，利用减速器8连结为能够绕水平轴线B旋转。由此，臂4相对于回转体3以两端支撑构造能够绕水平轴线B旋转地被支撑。

马达11的驱动齿轮12与设置于减速器8的后述的输入轴22的输入齿轮10啮合。马达11的旋转从驱动齿轮12传递至输入齿轮10，利用减速器8减速并传递到臂4。由此，马达11的转矩根据减速器8的减速比放大，能够相对于回转体3使臂4以较大的转矩绕水平轴线B旋转驱动。

在回转体3的一个支撑部5设置有沿水平轴线B贯穿的第一嵌合孔13。另外，在臂4设置有第二嵌合孔14，第二嵌合孔14与第一嵌合孔13同轴配置并与轴承7的外圈嵌合。轴15贯穿并插入在第一嵌合孔13以及第二嵌合孔14。轴15具备与第一嵌合孔13嵌合的大径部15a和与轴承7的内圈嵌合的小径部15b，并通过螺栓16固定于回转体3的支撑部5。

由此，臂4利用配置在轴15的小径部15b与第二嵌合孔14之间的轴承7，绕水平轴线B能够相对于回转体3旋转地被支撑，所述轴15的大径部15a嵌合在回转体3的第一嵌合孔13。另外，臂4使轴承7的外圈与第二嵌合孔14的嵌合位置沿水平轴线B方向偏移，从而在沿着水平轴线B的方向上能够相对于回转体3移动地被支撑。

回转体3的另一个支撑部6具备：具有能够使减速器8沿水平轴线B方向穿过的大小的内孔17a的圆环状部17；在从水平轴线B方向外侧封堵圆环状部17的内孔17a的位置，通过螺栓18固定于圆环状部17的圆板状的减速器托架19；以及用于将马达11固定于减速器托架19的马达托架20。

在本实施方式中，减速器8例如为行星齿轮减速器，并且是相对于具有圆柱状的壳体21的内侧的输入轴22，旋转驱动外侧的圆环状的输出轴23的方式的结构。在输出轴23设置有，与输出轴23的中心线平行地使螺栓24贯穿的多个贯穿孔23a。

在臂4设置有使减速器8的输出轴23在水平轴线B方向紧贴的凸缘面25。在设置于凸缘面25的螺纹孔26紧固有贯穿减速器8的贯穿孔23a的螺栓24，从而使减速器8的输出轴23固定于臂4。

减速器托架19具备圆筒内表面状的嵌合面27，所述嵌合面27使减速器8的输入轴22的圆柱状的壳体21的外周面(被嵌合面)嵌合。另外，减速器托架19具备与圆柱状的壳体21的水平轴线B方向的端面紧贴的固定面28，所述壳体21为外周面嵌合于嵌合面27的状态。

在固定面28具备使螺栓29贯穿的多个贯穿孔19a。

在减速器8的壳体21的端面，在与固定面28的贯穿孔19a对应的位置，设置有螺纹孔21a。使贯穿了减速器托架19的固定面28的贯穿孔19a的螺栓29与设置于端面的螺纹孔21a紧固，由此能够准确地将减速器托架19固定到减速器8的输入轴22。

马达托架20具备使马达轴贯穿的贯穿孔20a，并且是以使驱动齿轮12与输入齿轮10啮合的方式使马达11以定位状态固定于减速器托架19的平板状部件。

在本实施方式的机器人1中，如图2所示，在利用轴承7将臂4连结于回转体3的一个支撑部5以及臂4中，分别设置有在与水平轴线B正交的方向上延伸并且在水平轴线B方向上相互对置的凸缘面30、31。

在设置于一个支撑部5的凸缘面31，在使轴15的大径部15a嵌合的第一嵌合孔13的径向外侧，沿周向隔开间隔地设置有与第一嵌合孔13的轴线平行设置的多个贯穿孔5a。在臂4的凸缘面30设置有在与支撑部5的凸缘面31对置时配置在与贯穿孔5a对应的位置的多个螺纹孔32。

这些贯穿孔5a以及螺纹孔32在组装机器人1时被使用，或者在分解机器人1的维护作业中被使用。

以下，对如上所述构成的本实施方式的机器人1的作用进行说明。

在组装本实施方式的机器人1时，首先，如图3所示，相对于被固定的回转体3，使由起重机吊起的臂4移动，并配置在使臂4的轴线与回转体3的水平轴线B一致的位置。

从回转体3的一个支撑部5的外侧将使小径部15b向轴承7的内圈嵌合而固定的轴15，与回转体3的第一嵌合孔13以及臂4的第二嵌合孔14嵌合。使轴15的大径部15a与支撑部5的第一嵌合孔13嵌合，使安装于轴15的小径部15b的轴承7的外圈，与臂4的第二嵌合孔14嵌合，通过螺栓16将轴15固定于支撑部5。

由此，利用轴承7，臂4能够绕水平轴线B相对旋转地支撑于回转体3，并且使轴承7的外圈向第二嵌合孔14的嵌合位置发生变化，由此能够使臂4相对于回转体3在沿着水平轴线B的方向上微动。

在此，如图2以及图4所示，使螺栓33贯穿设置于支撑部5的凸缘面31的贯穿孔5a，并且紧固到设置于臂4的凸缘面30的螺纹孔32。由此，通过螺栓33的紧固力，使臂4的凸缘面30靠近并紧贴于支撑部5的凸缘面31。即，使凸缘面30、31彼此紧贴，由此利用在凸缘面30、31之间产生的摩擦，使臂4固定成不会相对于回转体3绕水平轴线B旋转以及不在沿着水平轴线B的方向上移动。

即，在该状态下，即便吊起臂4的起重机拆卸，臂4也维持固定于回转体3的状态。因此，能够使起重机从臂4替换到减速器8，如图4所示，能够吊起减速器8。并且，使吊起的减速器8从另一个支撑部6侧穿过圆环状部17的内孔17a，由此配置成使输入轴22的中心线与水平轴线B一致的状态，并且使穿过了输出轴23的贯穿孔23a的螺栓24，与设置于臂4的凸缘面25的螺纹孔26紧固，如图5所示，由此将减速器8固定于臂4。

接下来，将吊起减速器8的起重机替换到减速器托架19，如图5所示，能够吊起减速器托架19。然后，一边使减速器8的输入轴22的壳体21的外周面与吊起的减速器托架19的嵌合面27嵌合，一边通过螺栓18固定于支撑部6的圆环状部17。

然后，使起重机再次从减速器托架19替换到臂4，在吊起臂4的状态下，将使凸缘面30、31紧贴的螺栓33拆卸，而将穿过了减速器托架19的贯穿孔19a的螺栓29与设置于减速器8的壳体21的端面的螺纹孔21a紧固。由此，通过螺栓29的紧固力，沿着水平轴线B使减速器8向减速器托架19方向靠近，能够加深嵌合面27与壳体21的外周面的嵌合状态，并且使减速器8的输入轴22的端面与减速器托架19的固定面28紧贴而准确地固定。

另外，使减速器8向减速器托架19方向移动，在臂4的凸缘面30与支撑部5的凸缘面31之间形成适宜间隙，防止臂4相对于回转体3旋转时相互接触。

然后，如图6所示，将马达托架20安装于减速器托架19，如图7所示，使马达11的驱动齿轮12与减速器8的输入齿轮10啮合，同时将马达11固定于马达托架20。

由此，机器人1的关节2的组装结束，并且即便将吊起臂4的起重机的吊起状态解除，利用马达11所具备的制动器，也可限制臂4绕水平轴线B旋转。

在此，马达托架20以及马达11比较轻量，因此不需要利用起重机吊起，或者能够利用其他简单的吊起方法来组装。

这样，根据本实施方式的机器人1，在组装具备回转体3和臂4的关节2时，通过螺栓33，能够使凸缘面30、31紧贴从而将臂4固定于回转体3。因此，将吊起了臂4的起重机代替臂4，能够依次替换到减速器8以及减速器托架19等重量物而进行组装。其结果具有如下优点：在具备仅一台起重机的环境下，也能够进行组装作业、维护作业等。

在为了维护本实施方式的机器人1等而进行分解的情况下，可按照与上述相反的顺序进行。

即，如图6所示，在吊起了臂4的状态下，拆卸马达11，并拆卸马达托架20。

接下来，使固定有减速器托架19与减速器8的螺栓29松开，使贯穿设置于一个支撑部5的贯穿孔5a的螺栓33，与设置于臂4的凸缘面30的螺纹孔32紧固。由此，回转体3和臂4的凸缘面30、31彼此相互紧贴，而将臂4固定于回转体3。

将吊起了臂4的起重机重新吊挂于减速器托架19，将使减速器托架19固定于回转体3的圆环状部17的螺栓18松开，从而将减速器托架19拆卸下来。

接下来，将吊起了减速器托架19的起重机重新吊挂于减速器8，将使减速器8固定于臂4的螺栓24松开，从而将减速器8拆卸下来。

由此，在仅能够使用一台起重机的环境下，也能够容易地进行减速器8的更换。

在进一步分解的情况下，从该状态开始，将吊起了减速器8的起重机重新吊挂于臂4，在吊起了臂4的状态下，将使凸缘面30、31彼此紧贴的螺栓33拆卸下来。然后，使将轴15固定于回转体3的螺栓16松开，并且将轴15以及轴承7从臂4拔出，由此能够分离回转体3与臂4。

此外，在本实施方式中，作为机器人1的关节2，例示了具备回转体3和臂4的关节，代替与此，也可以适用于其他关节。

另外，减速器8的输入轴22的壳体21为圆柱状，其外周面与减速器托架19的圆筒内表面状的嵌合面27嵌合，也可以利用与设置于两者的销孔嵌合的销，将两者能够移动地定位。

另外，例示了在由行星齿轮减速器的圆柱状的壳体21构成的输入轴22的径向外侧具有由圆环状的部件构成的输出轴23的情况。因此，将壳体21与固定于在回转体3的另一个支撑部6的圆环状部17进行固定的减速器托架19，将圆环状的输出轴23固定于臂4，但是也可以与之相反地，将圆柱状的壳体21作为输出轴23，将壳体21的径向外侧的圆环状的部件作为输入轴22。

在该情况下，在上述实施方式中，使壳体21的外周面嵌合于减速器托架19的圆筒内表面状的嵌合面27，但是也可以在圆环状的输出轴23设置圆筒状的被嵌合面，而与设置于另一个支撑部6的圆环状部17的圆筒内表面(嵌合面)嵌合。由此，还可以消除减速器托架19。

在设置于臂4的凸缘面30设置有螺纹孔32，代替于此，也可以设置贯穿孔，并通过螺栓33以及螺母，使凸缘面30、31彼此紧贴。

Claims (3)

1.一种机器人，其特征在于，

具备一个以上的关节，

至少一个所述关节具备：

第一关节部件以及第二关节部件，其配置成能够绕预定的轴线相对旋转；

减速器，其在所述第一关节部件的所述轴线方向的一侧，以能够绕所述轴线相对旋转的方式支撑所述第一关节部件和所述第二关节部件；以及

轴承，其在所述第一关节部件的所述轴线方向的另一侧，以能够绕所述轴线相对旋转且能够在沿着所述轴线的方向上相对移动的方式支撑所述第一关节部件和所述第二关节部件，

所述第一关节部件以及所述第二关节部件分别具备与所述轴线正交且在所述轴线方向上相互对置的凸缘面，在各所述凸缘面具备用于通过螺栓的紧固而使该凸缘面彼此紧贴的螺纹孔或贯穿孔。

2.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，

所述第二关节部件具备嵌合面，在使所述凸缘面彼此紧贴的状态下，所述嵌合面能够在沿着所述轴线的方向上与所述减速器的被嵌合面嵌合。

3.根据权利要求2所述的机器人，其特征在于，

所述嵌合面是与所述轴线同轴配置的圆筒内表面。