CN110893624A - 关节护罩、机器人以及并联机器人 - Google Patents

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Abstract

不花费时间且无需使用工具而能够进行后安装或更换，并可防止磨损粉末从球面轴承落下或者粉尘侵入轴承面。一种关节护罩，以能够安装和拆卸的方式安装于机器人的关节处，该机器人具备第一关节构件和第二关节构件、以及球面轴承，其以能够相对旋转或相对摆动的方式连结第一关节构件和第二关节构件，其中，球面轴承具备：球柄体，其具有被固定于第一关节构件的轴部和设置于轴部的一端的球部；以及保持件，其被固定于第二关节构件的端部，并具有以包围球部的状态支承球部的球接收部，在覆盖保持件和第二关节构件的端部的由弹性材料形成的护罩主体具备分别供轴部和第二关节构件贯穿的两个通孔，并且具备与通孔之间连续的能够打开和关闭的狭缝。

Description

关节护罩、机器人以及并联机器人
技术领域
本发明涉及一种关节护罩、机器人以及并联机器人。
背景技术
已知一种并联机器人，具备安装有多个致动器的基座、分别与致动器连结的多个臂、以及安装于多个臂的前端的末端部。并联机器人是具备并联连杆机构、即由相互排列配置的多个臂支承一个末端部的机构的机器人(例如专利文献1)。
各臂具备由致动器驱动的驱动连杆以及与驱动连杆和末端部连结的从动连杆，在驱动连杆与从动连杆之间、以及从动连杆与末端部之间构成有通过球面轴承连结这些构件的关节。
作为球面轴承，已知有如下一种球面轴承，具备：球柄体，其在轴部的一端具有球部；保持件，其具有以包围球部的状态支承球部的球接收部，并以能够相对摆动或旋转的方式与球柄体连结；以及密封套，其由筒状的弹性体构成，并对球柄体与保持件之间的间隙进行密封。如果在机器人的关节处使用专利文献2的球面轴承，则利用密封套将球部与球接收部的边界相对于外部进行密封，因此能够防止机器人的运转过程中磨损粉末从球面轴承落下、粉尘侵入到球面轴承(参照专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2014-237187号公报
专利文献2：日本特开2002-39159号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，在机器人的关节处使用专利文献2的球面轴承的情况下，需要将贯穿密封套的球柄体的轴部固定于关节构件，因此在后安装密封套或更换密封套的情况下，必须将球柄体的轴部从关节构件上拆下。即，除了后安装或更换作业花费时间以外，还存在需要用于进行拆卸和安装作业的工具这样的问题。
本发明的目的在于提供一种不花费时间且无需使用工具而能够进行后安装或更换，并能够防止磨损粉末从球面轴承落下、粉尘侵入轴承面的关节护罩、机器人以及并联机器人。
用于解决问题的方案
本发明的一个方式是一种关节护罩，以能够安装和拆卸的方式安装于机器人的关节处，该机器人具备：第一关节构件和第二关节构件、以及球面轴承，其以能够相对旋转或相对摆动的方式连结所述第一关节构件和所述第二关节构件，其中，所述球面轴承具备：球柄体，其具有被固定于所述第一关节构件的轴部和设置于该轴部的一端的球部；以及保持件，其被固定于所述第二关节构件的端部，并具有以包围所述球部的状态支承所述球部的球接收部，在覆盖该保持件和所述第二关节构件的所述端部的由弹性材料形成的护罩主体具备分别供所述轴部和所述第二关节构件贯穿的两个通孔，并且具备与该通孔之间连续的能够打开和关闭的狭缝。
根据本方式，对于向机器人的关节安装关节护罩，向通过打开狭缝使两个通孔相连而形成的较大的开口部，插入保持件和第二关节构件的端部，并将护罩主体配置于覆盖保持件和第二关节构件的端部的位置，并利用弹性恢复力而使狭缝关闭。由此，关节护罩配置到球柄体的轴部贯穿于一个通孔、第二关节构件贯穿于另一个通孔的位置。
即，即使不将球柄体的轴部从关节构件上拆下，也能够将关节护罩安装到覆盖被安装于两个关节构件间的状态的球面轴承的位置。由此，不花费时间且无需使用工具而能够进行后安装或更换，并能够防止磨损粉末从球面轴承落下、粉尘侵入轴承面。
在上述方式中，也可以是，具备卡合部，该卡合部将所述狭缝维持为关闭的状态。
根据该结构，能够提高防止磨损粉末从球面轴承落下、粉尘侵入到轴承面的效果。
另外，在上述方式中，也可以是，所述卡合部由通过使所述狭缝弯曲而形成的相互啮合的凹部和凸部构成。
根据该结构，能够使凸部与凹部啮合来将狭缝维持为关闭的状态。
另外，在上述方式中，也可以是，所述凹部具有楔形槽形状，所述凸部具有楔形榫形状。
根据该结构，能够通过简单的结构来抑制狭缝扩大。
另外，在上述方式中，也可以是，所述护罩主体由透明或半透明的树脂材料构成。
根据该结构，能够从透明或半透明的护罩主体的外部容易地确认球面轴承处所产生的磨损粉末、由粉尘引起的润滑材料的污染等。
另外，本发明的其它方式是一种机器人，具有多个所述关节，在至少一个所述关节处安装有上述任一关节护罩。
另外，本发明的其它方式是一种并联机器人，具备安装有多个致动器的基座、分别与各所述致动器连结的多个臂以及安装于该臂的前端的末端部，各所述臂具备由所述致动器驱动的驱动连杆和配置于该驱动连杆与所述末端部之间的从动连杆，所述并联机器人具备：上述任一关节护罩；以及球面轴承，其分别对所述从动连杆与所述驱动连杆进行连接，对所述从动连杆与所述末端部进行连接，第一关节构件为所述驱动连杆和所述末端部中的至少一方，第二关节构件为所述从动连杆。
发明的效果
根据本发明，可起到如下效果：不花费时间且无需使用工具而能够进行后安装或更换，并能够防止磨损粉末从球面轴承落下、粉尘侵入轴承面。
附图说明
图1是示出本发明的一个实施方式所涉及的并联机器人的主视图。
图2是示出图1的并联机器人的驱动连杆与从动连杆之间的关节的立体图。
图3是示出图1的并联机器人的从动连杆与末端部之间的关节的立体图。
图4是示出本发明的一个实施方式所涉及的关节护罩的立体图。
图5是图1的并联机器人的关节处的球面轴承和关节护罩的纵剖视图。
图6是示出在图1的并联机器人的关节处安装有关节护罩的状态的主视图。
图7是示出将图6的关节护罩从关节拆下的中途的状态的主视图。
图8是示出将图7的关节护罩从关节拆下后的状态的主视图。
图9是示出图4的关节护罩的变形例的主视图。
图10是示出图4的关节护罩的狭缝的变形例的主视图。
图11是示出图4的关节护罩的狭缝的其它变形例的主视图。
图12是示出图11的狭缝被稍微打开的状态的主视图。
具体实施方式
下面参照附图对本发明的实施方式所涉及的关节护罩8和并联机器人(机器人)1进行说明。
如图1所示，本实施方式所涉及的并联机器人1具备：基座2，其安装有多个、例如三个致动器(省略图示)；三个臂3，该三个臂3分别与各致动器连结；以及末端部(第一关节构件)4，其连接各臂3的前端。
各臂3具备：驱动连杆(第一关节构件)5，其由致动器进行驱动；以及从动连杆(第二关节构件)6，其配置于对驱动连杆5和末端部4进行连接的位置。通过分别由球面轴承(参照图2)7连接驱动连杆5与从动连杆6之间、以及从动连杆6与末端部4之间从而构成关节。如图2和图3所示，关节护罩8被配置于各关节处。
如图5所示，球面轴承7具备：保持件9，其分别固定于从动连杆6的两端；以及球柄体10，其分别固定于驱动连杆5和末端部4。球柄体10具有：轴部11，其具有外螺纹；以及球部12，其设置于轴部11的一端。保持件9通过在从动连杆6的两端呈圆板状鼓出来构成，并在中央具有球接收部13，所述球接收部13由以包围球部12的状态支承球部12的内球面构成。
即，在保持件9的圆周方向的一个位置连接沿径向延伸的从动连杆6。另外，在球接收部13容纳有球部12的状态下，能够绕球部12的中心点摆动或旋转的球柄体10沿保持件9的轴向延伸。
如图4所示，本实施方式所涉及的关节护罩8具备中空的圆板状的护罩主体14，该护罩主体14具备容纳保持件9的内部空间。在护罩主体14设置有：第一通孔(通孔)15，其在轴向的一个方向上贯穿并供球柄体10的轴部11贯穿；以及第二通孔(通孔)16，其在圆周方向的一个位置处沿径向贯穿，并供从动连杆6贯穿。
另外，本实施方式所涉及的关节护罩8具备从第一通孔15起沿径向延伸并到达第二通孔16的直线状的狭缝17。当使由弹性材料形成的护罩主体14弹性变形而打开狭缝17时，第一通孔15与第二通孔16连续而形成单个较大的开口部。
另一方面，当将护罩主体14配置到使球柄体10的轴部11贯穿于第一通孔15并使从动连杆6贯穿于第二通孔16的位置时，利用护罩主体14的弹性恢复力而使狭缝17关闭，从而第一通孔15与第二通孔16隔开。
如图5所示，在关节护罩8中，在隔着内部空间而与第一通孔15相反的一侧设置有通过使内壁面凹入而构成的凹部18。另外，第一通孔15的口径被设定为，在球柄体10被配置于动作范围的最外缘时稍微接触轴部11的外表面的程度的口径。
下面，对像这样构成的本实施方式所涉及的关节护罩8和并联机器人1的作用进行说明。
如图5所示，根据本实施方式所涉及的关节护罩8，由于以包含球部12与球接收部13的接触部的方式覆盖构成各关节的球面轴承7，因此能够抑制因球部12与球接收部13之间的摩擦而产生的磨损粉末洒落到外部。另外，能够防止粉尘从外部进入到球部12与球接收部13之间的轴承面。
而且，由于关节护罩8由透明或半透明的材质构成，因此在产生了磨损粉末的情况下，能够从外部透视观察。特别地，通过使关节护罩8的内部空间的内壁面凹入而构成凹部18，因此所产生的磨损粉末容易积存于凹部18。由于能够从外部透视观察到的磨损粉末的颜色的浓淡根据磨损粉末的量而变化，因此能够利用该颜色的浓淡来作为是否要去除磨损粉末的判断的指标。
如图6和图7所示，在更换关节护罩8的情况下，通过扩大狭缝17来形成将两个通孔15、16相连而成的一个较大的开口部，使护罩主体14向从护罩主体14的内部空间抽出从动连杆6的端部的保持件9的方向偏移。由此，如图8所示，能够使第一通孔15内的球柄体10的轴部11经由狭缝17而向第二通孔16侧移动，从而将关节护罩8从关节上拆下。
在该情况下，由于通过狭缝17连接两个通孔15、16，因此即使不将球柄体10的轴部11从驱动连杆5或末端部4上拆下，而仅打开狭缝17就能够拆下关节护罩8。其结果为，能够不花费时间且不使用工具地进行拆卸。
另外，在安装已去除磨损粉末的关节护罩8或新的关节护罩8时，也是打开狭缝17并按照与上述相反的过程来使球柄体10的轴部11经由被打开的狭缝17移动到第一通孔15内。如图6所示，当轴部11移动到第一通孔15内时，保持件9被容纳在护罩主体14的内部空间内，因此被打开的狭缝17通过弹性恢复力而关闭，从而堵住两个通孔15、16之间的间隙。由此，在安装关节护罩8时，也存在不花费时间且无需使用工具进行安装的优点。
即，根据本实施方式所涉及的关节护罩8和并联机器人1，存在如下优点：不花费时间且无需使用工具而能够进行后安装或更换，并能够防止磨损粉末从球面轴承7落下、粉尘侵入轴承面。
此外，在本实施方式中，如图9所示，也可以沿从动连杆6的长度方向延长供从动连杆6贯穿的部分，通过遍及较长的范围地覆盖从动连杆6，能够提高关节护罩8与从动连杆6的紧密贴合性，并防止关节护罩8的偏移和落下。
另外，在本实施方式中，作为狭缝17，例示了从第一通孔15沿径向笔直地延伸的狭缝，但是取而代之地，也可以如图10和图11所示那样，采用弯折的狭缝19、20。
即，在图10所示的例子中，通过使狭缝19弯折，来构成在关闭的状态下相互啮合的楔形榫形状(卡合部、凸部)19a和楔形槽形状(卡合部、凹部)19b。由此，狭缝19以关闭的状态且以不打开的方式卡合，从而能够防止关节护罩8的偏移和落下。
另外，在图11所示的例子中，使狭缝20呈锯齿形弯折。如图12所示，根据上述设置，即使在狭缝20稍微被打开的状态下，也能够减小狭缝20间形成的间隙，并防止磨损粉末落下、粉尘侵入。
附图标记说明
1：并联机器人(机器人)
2：基座
3：臂
4：末端部(第一关节构件)
5：驱动连杆(第一关节构件)
6：从动连杆(第二关节构件)
7：球面轴承
8：关节护罩
9：保持件
10：球柄体
11：轴部
12：球部
13：球接收部
14：护罩主体
15：第一通孔(通孔)
16：第二通孔(通孔)
17、19、20：狭缝
19a：楔形榫形状(卡合部、凸部)
19b：楔形槽形状(卡合部、凹部)

Claims (7)

1.一种关节护罩，以能够安装和拆卸的方式安装于机器人的关节处，所述机器人具备：第一关节构件和第二关节构件、以及球面轴承，其以能够相对旋转或相对摆动的方式连结所述第一关节构件和所述第二关节构件，
所述关节护罩的特征在于，
所述球面轴承具备：球柄体，其具有被固定于所述第一关节构件的轴部和设置于所述轴部的一端的球部；以及保持件，其被固定于所述第二关节构件的端部，并具有以包围所述球部的状态支承所述球部的球接收部，
在覆盖所述保持件和所述第二关节构件的所述端部的由弹性材料形成的护罩主体具备分别供所述轴部和所述第二关节构件贯穿的两个通孔，并且具备与所述通孔之间连续的能够打开和关闭的狭缝。
2.根据权利要求1所述的关节护罩，其特征在于，
具备卡合部，所述卡合部将所述狭缝维持为关闭的状态。
3.根据权利要求2所述的关节护罩，其特征在于，
所述卡合部由通过使所述狭缝弯折而形成的相互啮合的凹部和凸部构成。
4.根据权利要求3所述的关节护罩，其特征在于，
所述凹部具有楔形槽形状，所述凸部具有楔形榫形状。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的关节护罩，其特征在于，
所述护罩主体由透明或半透明的树脂材料构成。
6.一种机器人，具有多个关节，在至少一个所述关节处安装有权利要求1至5中的任一项所述的关节护罩。
7.一种并联机器人，具备安装有多个致动器的基座、分别与各所述致动器连结的多个臂以及安装于所述臂的前端的末端部，
各所述臂具备由所述致动器驱动的驱动连杆和配置于所述驱动连杆与所述末端部之间的从动连杆，
所述并联机器人具备：权利要求1至5中的任一项所述的关节护罩；
以及球面轴承，其分别对所述从动连杆与所述驱动连杆进行连接，对所述从动连杆与所述末端部进行连接，
第一关节构件为所述驱动连杆和所述末端部中的至少一方，
第二关节构件为所述从动连杆。
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