CN109968326A - 机器人的固定系统及机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种机器人的固定系统及机器人，能够低成本且容易地进行机器人的维护作业，并且能够缩短维护作业的时间。本发明提供一种机器人的固定系统，具备：基座部件(87)，其表面(87F)形成有插入孔(IH)；动力传递部件(84)，其为了向可动部(8)供给旋转驱动力，与表面(87F)对置地围绕第二旋转轴线(J5)旋转，且具有贯穿孔(TH)，可动部(8)以能够相对于基座部件(87)围绕第一旋转轴线(J5)旋转的方式被支撑，贯穿孔(TH)以与从第二旋转轴线(J5)到插入孔(IH)为止相同的间隔、与第二旋转轴线(J5)平行地贯穿设置；以及固定销(PN)，其同时插入到贯穿孔(TH)和插入孔(IH)。

Description

机器人的固定系统及机器人

技术领域

本发明涉及机器人的固定系统及机器人。

背景技术

以往，已知一种夹具，在进行更换驱动机器人的关节轴的马达或减速器的维护作业时，为了不改变以能够相对于基座部围绕关节轴旋转的方式被支撑的臂的姿态，从而固定机器人的关节轴(参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2014－217931号公报

发明内容

发明要解决的问题

在机器人的臂被控制时静止的状态下，通过马达内置的制动器或外设的制动器，固定成不会因为臂的自重而使臂移动。由于在进行这种臂的维护作业时，无法利用制动器使臂静止，因而需要从臂拆卸手等重物，或者安装专利文献1所记载的夹具而使臂不移动。

然而，拆卸手等重物耗时耗力，结果不得不使机器人长时间停止。在安装夹具时，需要用于预先在机器人侧安装夹具的形状等，因而增加了成本。并且，夹具的尺寸通常较大，因而作为维护部件，需要小型化和简化。

此外，还有一种以不受重力影响的臂的姿态静止的方法，使得臂不会因为重力而移动，但根据机器人的外围设备或生产设施的外部环境，还存在不能使臂以不受重力影响的姿态静止的情况。

本发明是鉴于上述情况作出的，旨在提供一种机器人的固定系统，能够以低成本容易地进行机器人的维护作业，并且能够缩短维护作业的时间。

用于解决问题的方案

为了达到上述目的，本发明提供以下方案。

本发明的一个方案，提供一种机器人的固定系统，具备：基座部件，其表面形成有插入孔；动力传递部件，其为了向可动部供给旋转驱动力，与所述表面对置地围绕第二旋转轴线旋转，且具有贯穿孔，所述可动部以能够相对于该基座部件围绕第一旋转轴线旋转的方式被支撑，所述贯穿孔以与从所述第二旋转轴线到所述插入孔为止的间隔相同的间隔、与所述第二旋转轴线平行地贯穿设置；以及固定销，其同时插入到所述贯穿孔和所述插入孔。

根据本方案，通过调整动力传递部件的旋转角度，使得贯穿孔与插入孔同轴配置，从而固定销能够插入到贯穿孔和插入孔。在该状态下，若固定销插入到贯穿孔和插入孔，则通过固定销，动力传递部件的旋转相对于基座部件固定。若动力传递部件固定于基座部件，则可动部相对于基座部件的旋转被限制，所述可动部由动力传递部件供给旋转驱动力而能够围绕第一旋转轴线旋转。

由此，即便在向动力传递部件和可动部供给旋转驱动力的马达的制动器被解除的状态下，也不会因为可动部的自重或固定于可动部的手等的重量而使可动部相对于基座部件移动。因此，进行机器人的维护作业等时，无需拆卸手等重物，也无需在控制时以不受重力影响的可动部的姿态静止。并且，也不需要大型夹具用以固定可动部相对于基座部件的姿态。

并且，为了相对于基座部件固定可动部，作为机器人以外的部件仅需要固定销，插入固定销的贯穿孔和插入孔的直径的公差，达到能够插入固定销的程度的精度即可。并且，动力传递部件大多设置有旨在提高组装性和降低旋转能的沿厚度方向贯穿的孔，能够利用这些孔作为用于插入固定销的贯穿孔。其结果，容易地以低成本进行维护作业等，维护作业的时间和包括机器人的生产设施的停止时间变短。

在上述方案中，所述插入孔为螺纹孔，所述固定销的一端可以紧固于所述螺纹孔。

通过如此设置，插入到贯穿孔和插入孔的固定销通过紧固而固定于插入孔，因而能够更强力地将可动部相对于基座部件进行固定。

在上述方案中，所述固定销的一端的截面积可以大于所述贯穿孔的截面积。

通过如此设置，插入到贯穿孔和插入孔的固定销的一端卡在贯穿孔的端部，因而固定销全体不会穿过贯穿孔，能够相对于基座部件固定动力传递部件。

并且，本发明的其他方案，提供一种机器人，具备：基座部件，其表面形成有插入孔；以及动力传递部件，其为了向可动部供给旋转驱动力，与所述表面对置地围绕第二旋转轴线旋转，且具有贯穿孔，所述可动部以能够相对于该基座部件围绕第一轴旋转线旋转的方式被支撑，所述贯穿孔以与从所述第二旋转轴线至所述插入孔为止的间隔相同的间隔、与所述第二旋转轴线平行地贯穿设置。

根据本方案，在设置于动力传递部件的贯穿孔的轴线与设置于基座部件的表面的插入孔的轴线一致的状态下，使其他零件的固定销等棒状的部件插入到贯穿孔和插入孔，相对于基座部件固定动力传递部件的位置。

由此，即便在向动力传递部件和可动部供给旋转驱动力的马达的制动器被解除的状态下，可动部的姿态相对于基座部件固定，因而容易地以低成本进行维护作业等，维护作业的时间和包括机器人的生产设施的停止时间变短。

发明效果

根据本发明，能够提供一种机器人的固定系统及机器人，能够低成本且容易地进行机器人的维护作业，并且能够缩短维护作业的时间。

附图说明

图1是根据第一实施方式的机器人的示意性立体图。

图2是图1中的A1部的说明图。

图3是图2中的A2截面的剖视图。

图4是在壳体罩被拆卸且销插入到贯穿孔和插入孔的状态下的图2中的A2截面的剖视图。

图5是根据第二实施方式的机器人的示意性立体图。

图6是第二实施方式的机器人的第二臂的说明图。

图7是图6中的A3截面的剖视图。

图8是在壳体罩被拆卸且销插入到贯穿孔和插入孔的状态下的图6中的A3截面的剖视图。

附图标记说明

1、1a 机器人

8 第二手腕单元(可动部)

84、84a 第二带轮(动力传递部件)

87、87a 壳体主体(基座部件)

87F、87Fa 带轮对置面(表面)

J3a 第三轴(第一旋转轴、第二旋转轴)

J5 第五轴(第一旋转轴、第二旋转轴)

IH、IHa 插入孔

PN、PNa 销(固定销)

SH 轴(可动部)

TH、THa 贯穿孔

具体实施方式

以下参照附图对根据本发明的第一实施方式的机器人1进行说明。

图1是根据第一本实施方式的机器人1的示意性立体图。本实施方式的机器人1是具有六个轴J1～J6的垂直多关节型机器人等机器人。机器人1具备：基座3，其固定于地面；回转体4，其以能够围绕竖直的第一轴J1相对于基座3旋转的方式被支撑；第一臂5，其以能够围绕水平的第二轴J2相对于回转体4旋转的方式被支撑；第二臂6，其以能够围绕水平的第三轴J3相对于第一臂5旋转的方式被支撑；第一手腕单元7，其以能够相对于该第二臂6围绕第四轴J4旋转的方式被支撑，第四轴J4与第三轴J3处于异面的位置关系；第二手腕单元(可动部)8，其以能够围绕与第四轴J4正交的第五轴J5(第一旋转轴线、第二旋转轴线)相对于第一手腕单元7旋转的方式被支撑；第三手腕单元9，其以能够围绕与第五轴J5正交的第六轴J6相对于第二手腕单元8旋转的方式被支撑；以及控制装置2，其控制六个轴J1～J6的旋转驱动。

六个轴J1～J6分别具备：未图示的马达，其用于旋转驱动；以及未图示的编码器，其检测马达的旋转角度。控制装置2利用从各个轴J1～J6的编码器检测到的马达的旋转角度，进行使马达旋转驱动的反馈控制。控制装置2由未图示的CPU、ROM、RAM和存储器构成。

第一手腕单元7具有：壳体主体(基座部件)87，其内置有使第二手腕单元8围绕第五轴J5旋转的J5轴马达等；以及壳体罩88、89，其固定于壳体主体87，密封壳体主体87内部的空间。

图2示出了图1中的A1部，用于说明内置于机器人1的第一手腕单元7中的部件。壳体主体87具有在第一手腕单元7的长度方向上延伸的中空的四棱柱状的形状。

壳体主体87容纳有使第二手腕单元8围绕第五轴J5旋转的J5轴马达81。如图2所示，J5轴马达81的旋转轴从J5轴马达81向壳体罩88的方向延伸，并且在旋转轴的前端固定有第一带轮82。在第一手腕单元7的前端侧配置有第五轴J5的未图示的旋转轴，并配置有经由减速器与该旋转轴连接的第二带轮(动力传递部件)84。带83绕挂于第一带轮82与第二带轮84之间，J5轴马达81的旋转驱动力经由带83传递至第五轴J5的旋转轴。

如图2所示，在第二带轮84形成有沿与厚度方向平行的方向贯穿的四个贯穿孔TH。四个贯穿孔TH在第二带轮84上形成于从第五轴J5的轴中心起相同的径向位置，且形成于相位相差各90度的周向位置。

图3示出了第一手腕单元7中的图2的A2截面的剖视图。如图3所示，第二带轮84固定于J5旋转轴85，J5旋转轴85使第二手腕单元8相对于第一手腕单元7围绕第五轴J5旋转。J5旋转轴85的未固定第二带轮84的另一端，连接于未图示的减速器。因此，若第二带轮84旋转，则J5旋转轴85和第二手腕单元8相对于第一手腕单元7围绕第五轴J5旋转。

如图3所示，壳体主体87具备侧板87W，侧板87W具有与第二带轮84对置的带轮对置面(表面)87F。侧板87W具有与第五轴J5正交的平板形状。在侧板87W形成有沿与第五轴J5平行的方向贯穿的插入孔IH。换言之，插入孔IH沿与第二带轮84的厚度方向平行的轴方向贯穿。插入孔IH的内径被设定为，与形成于第二带轮84的贯穿孔TH的内径相同。插入孔IH被形成为，自第五轴J5起的距离与从第二带轮84的中心至贯穿孔TH的半径相同。换言之，从第五轴J5至插入孔IH的轴线为止的间隔，与从第五轴J5至贯穿孔TH的轴线为止的间隔相同。因此，如图3所示，若第二带轮84的旋转的相位达到预定的相位，则贯穿孔TH的轴与插入孔IH的轴一致。

图4示出了在将壳体罩88从壳体主体87拆卸且贯穿孔TH的轴与插入孔IH的轴一致的状态下，销(固定销)PN插入到贯穿孔TH和插入孔IH的状态。销PN是截面为圆形且在长度方向上延伸的棒状的形状，由金属形成。销PN的外径形成得比贯穿孔TH和插入孔IH的内径略小，使得销PN能够插入到贯穿孔TH和插入孔IH。销PN的一端从销PN的中心轴弯曲90度，具有比其他部分的截面积和贯穿孔TH的截面积更大的截面积。因此，如图4所示，即使销PN插入到贯穿孔TH和插入孔IH，也不会穿过贯穿孔TH而向第二手腕单元8侧脱落，而是卡在第二带轮84的侧面。

在如此构成的根据本实施方式的机器人1中，从第二带轮84的旋转轴即第五轴J5至形成于第二带轮84的贯穿孔TH的轴中心为止的半径，与从第五轴J5至形成于壳体主体87的带轮对置面87F的插入孔IH的轴中心为止的距离，被设定为相同。因此，旋转第二带轮84使贯穿孔TH的轴线与插入孔IH的轴线一致之后，若销PN插入到贯穿孔TH和插入孔IH，则贯穿孔TH相对于插入孔IH的位置得到固定，即，第二带轮84相对于壳体主体87的旋转得到固定，作为结果，第二手腕单元8相对于第一手腕单元7的姿态得到固定。

若第二手腕单元8相对于第一手腕单元7的姿态得到固定，则即便在向第五轴J5供给旋转驱动力的J5轴马达81的制动器被解除的状态下，也不会因为第二手腕单元8等的重量而导致第二手腕单元8相对于第一手腕单元7移动。因此，在进行机器人1的维护作业等时，无需拆卸安装于机器人1的前端的手等重物，也无需在控制时以不受重力影响的姿态使第二手腕单元8静止。并且，也不需要大型夹具用以固定第二手腕单元8相对于第一手腕单元7的姿态。

并且，在本实施方式中，为了相对于第一手腕单元7固定第二手腕单元8，作为机器人1以外的部件仅需要销PN，针对插入销PN的贯穿孔TH和插入孔IH的直径的公差而言，达到能够插入销PN的程度即可。第二带轮84大多设置有旨在提高组装性和降低旋转能的沿厚度方向贯穿的孔，能够利用这些孔作为用于插入销PN的贯穿孔TH。其结果，在本实施方式的机器人1中，容易地以低成本进行维护作业等，能够缩短维护作业的时间和包括机器人1的生产设施的停止时间。

图5示出了根据第二实施方式的机器人1a的示意性立体图。机器人1a是水平多关节型机器人，其具备由未图示的四个马达的旋转驱动力驱动的四个关节轴。如图5所示，机器人1a具备：基座3a，其固定于设置面；第一臂5a，其以能够围绕竖直的第一轴J1a相对于基座3a旋转的方式被支撑；第二臂6a，其以能够围绕竖直的第二轴J2a相对于第一臂5a旋转的方式被支撑；以及轴SH，其以能够围绕竖直的第三轴(第一旋转轴、第二旋转轴)J3a旋转且能够沿第三轴J3a的轴方向直线移动的方式被支撑。

图6示出了内置于第二臂6a的各部件。如图6所示，第二臂6a具备：壳体主体87a；以及壳体罩88a，其覆盖壳体主体87a的上侧。并且，第二臂6a内置有：直动马达81a，其使轴沿第三轴J3a方向直线移动；第一带轮82a，其固定于直动马达81a的旋转轴；滚珠丝杠BS，其固定于轴SH；第二带轮(动力传递部件)84a，其固定于滚珠丝杠BS；以及带83a，其绕挂于第一带轮82a和第二带轮84a。若直动马达81a的旋转轴旋转，则第一带轮82a的旋转驱动力经由带83a传递至第二带轮84a。若第二带轮84a旋转，则第二带轮84a的旋转驱动力传递至滚珠丝杠BS，从而使轴SH沿第三轴J3a方向移动。

并且，第二臂6a内置有：J3a轴马达91；第三带轮92，其固定于J3a轴马达91的旋转轴；第四带轮94，其固定于轴SH；以及带93，其绕挂于第三带轮92和第四带轮94。若J3a轴马达91的旋转轴旋转，则第三带轮92的旋转驱动力经由带93传递至第四带轮94。若第四带轮94旋转，则轴SH围绕第三轴J3a旋转。

图7示出了沿轴SH的轴的图6所示的A3截面的剖视图。另外，在图7中，为了更易理解后述的贯穿孔THa和插入孔IHa，省略了使轴SH围绕第三轴J3a旋转的J3a轴马达91、第三带轮92、第四带轮94以及带93的图示。如图7所示，与第一实施方式的第二带轮84相同地，在第二带轮84a形成有沿厚度方向贯穿的四个贯穿孔THa。贯穿孔THa形成为，轴与轴SH的中心轴即第三轴J3a平行。

如图7所示，壳体主体87a具备底板87Wa，底板87Wa具有与第二带轮84a对置的带轮对置面(表面)87Fa。底板87Wa具有与轴SH的第三轴J3a正交的平板形状。在底板87Wa形成有，沿与第三轴J3a平行的方向贯穿、即沿与第二带轮84a的厚度方向平行的方向贯穿的插入孔IHa。插入孔IHa的内径被设定为，与形成于第二带轮84a的贯穿孔THa的内径相同。插入孔IHa形成为，自第三轴J3a的中心轴起的距离与从第二带轮84a的中心至贯穿孔THa的中心为止的半径相同。换言之，从第三轴J3a至插入孔IHa的轴线为止的间隔，与从第三轴J3a至贯穿孔THa的轴线为止的间隔相同。因此，与第一实施方式相同，若第二带轮84a的旋转的相位达到预定的相位，则贯穿孔THa的轴与插入孔IHa的轴一致。

图8示出了在将壳体罩88a从壳体主体87a拆卸且贯穿孔THa的轴与插入孔IHa的轴一致的状态下，销(固定销)PNa插入到贯穿孔THa和插入孔IHa的状态。第二实施方式的销PNa与第一实施方式的销PN相同。

如此在根据第二实施方式的机器人1a中，将销PNa插入至轴一致的贯穿孔THa和插入孔IHa中，从而固定第二带轮84a相对于壳体主体87a的旋转。由此，由于滚珠丝杠BS无法旋转，因而能够固定轴SH，使轴SH不会相对于第二臂6a沿第三轴J3a移动。

在上述第一实施方式和第二实施方式中，对具备形成有贯穿孔TH、THa的第二带轮84、84a和形成有插入孔IH、IHa的壳体主体87、87a的机器人1、1a进行了说明，但也可以是在机器人1、1a中增加了销PN、PNa的机器人1、1a的固定系统，销PN、PNa插入到贯穿孔TH、THa和插入孔IH、IHa。

关于贯穿孔TH、THa和插入孔IH、IHa的形状和数量，可以具有多种变形。例如，插入孔IH、IHa并非必须贯穿壳体主体87、87a的侧板87W和底板87Wa。也可以是在插入孔IH、IHa形成有螺纹孔，紧固于形成于销PN、PNa的前端的外螺纹的方式。贯穿孔TH、THa和插入孔IH、IHa的形状可以是互不相同的形状，截面形状也不限于圆形，也可以是矩形，也可以是其他不同形状。例如，也可以是贯穿孔TH、THa形成为与60度的相位对应的扇形，以易于与形成为圆形的插入孔IH、IHa对准位置的方式。在这种情况下，插入孔IH、IHa和销PN、PNa的截面也具有与贯穿孔TH、THa相同的扇形的形状，插入到贯穿孔TH、THa和插入孔IH、IHa的销PN、PNa也可以提高用于限制带轮的旋转的力。并且，贯穿孔TH、THa和插入孔IH、IHa的数量为多个，可以将销PN、PNa插入到其中的一部分。

并且，关于销PN的形状和数量，也可以具有多种变形。上述第一实施方式和第二实施方式的销PN，在插入时位于第二带轮84、84a侧的端部弯曲，但也可以不弯曲，也可以是其他形状。

在上述第一实施方式和第二实施方式中，第二带轮84、84a固定于作为关节轴进行旋转或直线移动的旋转轴，将第二带轮84、84a相对于壳体主体87、87a进行了固定，但也可以将固定于J5轴马达81或直动马达81a的第一带轮82、82a固定于壳体主体87、87a。具体而言，在第一带轮82、82a形成有贯穿孔TH、THa，在壳体主体87、87a可以形成有插入孔IH、IHa，插入孔IH、IHa以与贯穿孔TH、THa的轴相同的轴为中心。并且，针对经由形成有贯穿孔TH、THa的带轮来限制旋转的关节轴，可以是机器人1、1a的任一关节轴，也可以是多个关节轴利用多个销PN、PNa同时固定。并且，在第一实施方式和第二实施方式中，作为以轴为中心旋转且形成有贯穿孔的动力传递部件，以第二带轮84、84a为例进行了说明，但动力传递部件也可以是正齿轮。在这种情况下，形成有贯穿孔的正齿轮可以不经由带而与替代第一带轮82、82a的齿轮直接啮合，也可以通过其他齿轮与替代第一带轮82、82a的齿轮啮合。

Claims (4)

1.一种机器人的固定系统，其特征在于，具备：

基座部件，其表面形成有插入孔；

动力传递部件，其为了向可动部供给旋转驱动力，与所述表面对置地围绕第二旋转轴线旋转，且具有贯穿孔，所述可动部以能够相对于所述基座部件围绕第一旋转轴线旋转的方式被支撑，所述贯穿孔以与从所述第二旋转轴线到所述插入孔为止的间隔相同的间隔、与所述第二旋转轴线平行地贯穿设置；以及

固定销，其同时插入到所述贯穿孔和所述插入孔。

2.根据权利要求1所述的机器人的固定系统，其特征在于，

所述插入孔为螺纹孔，

所述固定销的一端紧固于所述螺纹孔。

3.根据权利要求1或2所述的机器人的固定系统，其特征在于，

所述固定销的一端的截面积大于所述贯穿孔的截面积。

4.一种机器人，其特征在于，具备：

基座部件，其表面形成有插入孔；以及

动力传递部件，其为了向可动部供给旋转驱动力，与所述表面对置地围绕第二旋转轴线旋转，且具有贯穿孔，所述可动部以能够相对于所述基座部件围绕第一旋转轴线旋转的方式被支撑，所述贯穿孔以与从所述第二旋转轴线到所述插入孔为止的间隔相同的间隔、与所述第二旋转轴线平行地贯穿设置。