CN111469166A

CN111469166A - 机器人的线条体处理结构和线条体增设用固定部件

Info

Publication number: CN111469166A
Application number: CN202010067356.2A
Authority: CN
Inventors: 井上俊彦; 本门智之; 雨宮航
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2019-01-24
Filing date: 2020-01-20
Publication date: 2020-07-31
Also published as: US20200238508A1; US11529732B2; DE102020101096A1; JP2020116686A; JP6985309B2

Abstract

本发明提供一种机器人(100)的线条体处理结构(1)，在将附加的线条体(170)从基座(110)内经由与基本电缆(150)相同的路径固定在第一固定部件(2)的位置之后，使所述线条体(170)通过比基本电缆(150)更靠近第一轴线(A)的路径，且在比基本电缆(150)更靠前方的位置沿第一臂(130)的方向弯曲，并以在与第一固定部件(2)的位置之间具有使第一臂(130)做动作所需要的长度余量的方式在第二固定部件(3)的位置固定在第一臂(130)的侧面，并沿第一臂(130)导向到上侧可动部(140)。

Description

机器人的线条体处理结构和线条体增设用固定部件

技术领域

本发明涉及机器人的线条体处理结构和线条体增设用固定部件。

背景技术

已知有一种如下的线条体处理结构：在机器人的基座和旋转体之间，沿旋转体的旋转轴线设置管材，穿过管材内部并从基座内向旋转体的上方取出线条体，将该线条体分别固定在基座、旋转体、上部臂和下部臂上(例如参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第5591894号公报

发明内容

发明所要解决的课题

线条体能够大致分为：包含与机器人驱动用伺服电机相对应的动力线、信号线的多个基本电缆；以及包含用于驱动末端执行器的动力线、信号线的多个可选电缆。由于可选电缆是因机器人的用途而被适当更换的电缆，因此优选在不拆卸基本电缆或不移动基本电缆的情况下，即使是不具有特殊技能的用户也能够进行简单的安装和拆卸。

用于解决课题的方案

本发明的一个方式是一种机器人的线条体处理结构，用于对安装在机器人上的附加的线条体进行处理，所述结构具备：基座，其设置在被设置面上；旋转体，其以能够围绕竖直的第一轴线相对于所述基座旋转的方式被支撑；第一臂，其以能够围绕水平的第二轴线相对于所述旋转体旋转的方式被支撑；以及上侧可动部，其由该第一臂的前端支撑，所述机器人具备沿所述第一轴线从所述基座经由所述旋转体向上方贯穿的中空部，所述机器人还具备用于驱动所述旋转体、所述第一臂和所述上侧可动部的基本电缆，该基本电缆的至少一部分从所述基座内经由所述中空部而被拉出到所述旋转体的上方，以迂回到所述旋转体的后方的方式弯曲并在所述第一臂的下方利用第一固定部件固定在所述旋转体上，并且沿所述第一臂的方向弯曲，并以在与所述第一固定部件之间具有使所述第一臂做动作所需要的长度余量的方式，利用第二固定部件固定在所述第一臂的侧面，并沿该第一臂导向到所述上侧可动部，所述线条体处理结构构成为，在将所述线条体从所述基座内经由与所述基本电缆相同的路径固定在所述第一固定部件的位置之后，使所述线条体通过比所述基本电缆更靠近所述第一轴线的路径，且在比该基本电缆更靠前方的位置沿所述第一臂的方向弯曲，并将所述线条体以在与所述第一固定部件的位置之间具有使所述第一臂做动作所需要的长度余量的方式在所述第二固定部件的位置固定在所述第一臂的侧面，并沿该第一臂导向到所述上侧可动部。

附图说明

图1是表示应用了本发明一个实施方式的线条体处理结构的机器人的侧视图。

图2是图1的机器人的主视图。

图3是表示在图1的机器人的基座和旋转体中的、基本电缆和线条体的布线路径的图。

图4是表示在图1的机器人的旋转体上方中的、基本电缆的布线路径的立体图。

图5是表示用于将基本电缆安装在图1的机器人的旋转体上的、第一的固定部件的立体图。

图6是表示将基本电缆固定在图5的第一的固定部件上的状态的立体图。

图7是表示第二的固定部件和第二的增设用固定部件的分解立体图，所述第二的固定部件用于将基本电缆安装在图1的机器人的第一臂上；所述第二的增设用固定部件被用于本实施方式的线条体处理结构中。

图8是表示第三的固定部件和第三的增设用固定部件的分解立体图，所述第三的固定部件用于将基本电缆安装在图1的机器人的第一臂上；所述第三的增设用固定部件被用于本实施方式的线条体处理结构中。

图9是表示第四的固定部件和第四的增设用固定部件的分解立体图，所述第四的固定部件用于将基本电缆安装在图1的机器人的第二臂上；所述第四的增设用固定部件被用于本实施方式的线条体处理结构中。

图10是表示在本实施方式的线条体处理结构中的机器人的旋转体上方的、附加的线条体的布线路径的立体图。

图11是表示本实施方式的线条体处理结构的侧视图。

图12是表示第一的固定部件和第一的增设用固定部件的分解立体图，所述第一的固定部件用于将基本电缆安装在图1的机器人的旋转体上；所述第一的增设用固定部件被用于本实施方式的线条体处理结构中。

图13是表示在图10的线条体处理结构中将第一的增设用固定部件固定在第一的固定部件上的状态的立体图。

图14是表示将第二的增设用固定部件固定在图7的第二的固定部件上的状态的立体图。

图15是表示将第三的增设用固定部件固定在图8的第三的固定部件上的状态的立体图。

图16是表示将第四的增设用固定部件固定在图9的第四的固定部件上的状态的立体图。

图17是表示将其他的线条体安装在图11的机器人上的状态的侧视图。

附图标记的说明

1：线条体处理结构

2：第一的固定部件(第一固定部件、固定部件)

3：第二的固定部件(第二固定部件、固定部件)

4：第三的固定部件(第五固定部件、固定部件)

5：第四的固定部件(第六固定部件、固定部件)

6：第一的增设用固定部件(第三固定部件、线条体增设用固定部件)

7：第二的增设用固定部件(第四固定部件、线条体增设用固定部件)

8：第三的增设用固定部件(第七固定部件、线条体增设用固定部件)

9：第四的增设用固定部件(第八固定部件、线条体增设用固定部件)

11：螺栓(紧固件)

23、33、43、53：螺纹孔(紧固件)

61、71、81、91：固定部

62、72、82、92：安装部

100：机器人

110：基座

120：旋转体

130：第一臂

140：上侧可动部

141：第二臂

150：基本电缆

160：中空部

170：线条体

A：第一轴线

B：第二轴线

C：第三轴线

具体实施方式

下面参照附图，对本发明一个实施方式的机器人100的线条体处理结构1和线条体增设用固定部件进行说明。

如图1和图2所示，应用了本实施方式的线条体处理结构1的机器人100具备：基座110，其设置在被设置面上；以及旋转体120，其以能够围绕竖直的第一轴线A相对于基座110旋转的方式被支撑。

另外，机器人100还具备：第一臂130，其以能够围绕水平的第二轴线B相对于旋转体120旋转的方式被支撑；以及上侧可动部140，其由第一臂130的前端支撑。

上侧可动部140具备：第二臂141，其具有以能够围绕与第二轴线B平行的第三轴线C旋转的方式由第一臂130的前端支撑的纵向轴；以及手腕单元142，其由第二臂141的前端支撑。

手腕单元142具备第一手腕元件143、第二手腕元件144和第三手腕元件145。

第一手腕元件143沿着纵向轴以能够围绕第四轴线D旋转的方式被第二臂141的前端支撑。另外，第二手腕元件144相对于第一手腕元件143以能够围绕与第四轴线D正交的第五轴线E旋转的方式被支撑。此外，第三手腕元件145相对于第二手腕元件144以能够围绕与第五轴线E正交的第六轴线F旋转的方式被支撑。

如图2所示，电机111固定在基座110上，该电机111驱动旋转体120相对于基座110旋转。

驱动第一臂130相对于旋转体120旋转的电机121固定在旋转体120上。

驱动第二臂141相对于第一臂130旋转的电机131固定在第二臂141上。

驱动手腕单元142的三个电机(省略图示)内置在第二臂141和第一手腕元件143内。

机器人100具备：用于向各电机111、121、131传递动力和控制信号的基本电缆150。如图3所示，基本电缆150的一端通过连接器113与设置于基座110背面上的分线盘112连接。

如图3所示，在基本电缆150中的向用于驱动旋转体120的电机111的电缆151，从其他的基本电缆152中分叉，并与固定于基座110上的电机111连接。其他的基本电缆152从基座110内部经由中空部160上升，并被拉出到旋转体120的上方，该中空部160沿上下方向穿过基座110和旋转体120的第一轴线A的附近。

在拉出到旋转体120上方的基本电缆150中，向相对于旋转体120来驱动第一臂130的电机121的电缆，从其他的基本电缆152中分叉，并与固定于旋转体120上的电机121连接。如图4所示，将剩余的其他的基本电缆152以从拉出到旋转体120上方的位置迂回到旋转体120的后方的方式弯曲，并在第一臂130的下方利用安装在旋转体120上的第一的固定部件(第一固定部件、固定部件)2以朝向斜前方大致水平延伸的方式固定。

如图5所示，第一的固定部件2具备：由螺栓11固定在旋转体120上的安装部22；以及用于固定基本电缆150的板状的固定部21。

如图6所示，关于基本电缆150固定在第一的固定部件2上，是在使基本电缆150沿着第一的固定部件2的固定部21的状态下，通过用捆扎带12将基本电缆150与固定部21紧固在一起进行的。

如图1所示，使基本电缆150在第一的固定部件2的前方向上弯曲。由此，基本电缆150被导向沿着第一臂130的方向，并且被安装在第一臂130的侧面的第二的固定部件(第二固定部件、固定部件)3固定。

基本电缆150以在第一的固定部件2和第二的固定部件3之间具有使第一臂130做动作所需要的长度余量的方式，被第一的固定部件2和第二的固定部件3固定。在第一的固定部件2和第二的固定部件3之间的基本电缆150是因第一臂130的动作而发生变形的可动电缆。通过将该部分的基本电缆150以具有余量地固定，由此，即使第一臂130反复做动作，也具有足够的耐久性。

如图1和图7所示，第二的固定部件3具备：具有多个通孔32的板状的固定部31。在使基本电缆150在第一臂130的长度方向上延伸，并沿着第二的固定部件3的固定部31表面的状态下，通过用穿过了通孔32后的捆扎带12将基本电缆150与固定部31紧固在一起，从而将基本电缆150固定在第二的固定部件3上。

如图1和图8所示，在第一臂130的侧面上，安装了相对于第二的固定部件3在长度方向上留出间隔的第三的固定部件(第五固定部件、固定部件)4。第三的固定部件4具有与第二的固定部件3大致相同的形状。在沿着在长度方向上留出间隔的第二的固定部件3和第三的固定部件4的固定部31、41的表面的状态下，通过用穿过了通孔32、42后的捆扎带12分别固定基本电缆150，由此能够在使基本电缆150沿着第一臂130的长度方向的状态下对基本电缆150进行牢固固定。

如图1和图9所示，在第二臂141的前面安装有第四的固定部件(第六固定部件、固定部件)5。基本电缆150在第三的固定部件4和第四的固定部件5之间以具有使第二臂141相对于第一臂130做动作所需要的长度余量的方式，还被第四的固定部件5固定。

第四的固定部件5也具备具有多个通孔52的板状的固定部51。在使基本电缆150沿着固定部51表面的状态下，通过用穿过了通孔52后的捆扎带12将基本电缆150与固定部51紧固在一起，从而将基本电缆150固定在第四的固定部件5上。

固定在第四的固定部件5上的基本电缆150分叉，并与电机131连接，该电机131分别驱动第二臂141和三个手腕元件143、144、145。

本实施方式的线条体处理结构1是对安装在上述机器人100上的附加的线条体170进行处理的结构。附加的线条体170是用于向例如安装在手腕单元142的前端上的工具(省略图示)提供动力、控制信号、压缩空气或冷却介质等的一个以上的电缆或管道，并且由用户安装在机器人100上。

如图3所示，附加的线条体170从基座110背面的分线盘112的位置插入到基座110内，并从基座110内经由与基本电缆150相同的路径导向到旋转体120的第一的固定部件2的位置上。

即经由在第一轴线A附近沿上下穿过基座110和旋转体120的中空部160，并从基座110内拉出到旋转体120的上方。而且，如图10和图11所示，以从拉出到旋转体120上方的位置迂回到旋转体120后方的方式将线条体170弯曲，并且导向到第一的固定部件2、第二的固定部件3、第三的固定部件4和第四的固定部件5的位置上。

如图7至图9和图12至图16所示，在第一的固定部件2至第四的固定部件5上，安装了第一的增设用固定部件(第三固定部件、线条体增设用固定部件)6至第四的增设用固定部件(第八固定部件、线条体增设用固定部件)9。本实施方式的各增设用固定部件6、7、8、9与各固定部件2、3、4、5相同，均具备：利用捆扎带12对线条体170进行固定的板状的固定部61、71、81、91；以及用于将固定部61、71、81、91固定在固定部件2、3、4、5上的安装部62、72、82、92。

在各固定部件2、3、4、5上设有多个螺纹孔(紧固件)23、33、43、53，在各增设用固定部件6、7、8、9的安装部62、72、82、92上设有与螺纹孔23、33、43、53的螺距一致的多个通孔63、73、83、93。如图13至图16所示，通过将安装部62、72、82、92与固定部件2、3、4、5重叠，并使通孔63、73、83、93与螺纹孔23、33、43、53一致，将穿过了通孔63、73、83、93后的螺栓(紧固件)11拧入螺纹孔23、33、43、53中，从而能够将各增设用固定部件6、7、8、9固定在对应的固定部件2、3、4、5上。

如图13至图16所示，根据本实施方式，当将各增设用固定部件6、7、8、9固定在对应的固定部件2、3、4、5时，将各增设用固定部件6、7、8、9的固定部61、71、81、91与对应的固定部件2、3、4、5的固定部21、31、41、51并排配置。即当利用捆扎带12将附加的线条体170固定在各增设用固定部件6、7、8、9的固定部61、71、81、91时，如图11所示，能够将附加的线条体170并排配置在靠近基本电缆150的位置上，该基本电缆150被对应的固定部件2、3、4、5的固定部21、31、41、51固定。

另外，在本实施方式中，如图13所示，当将第一的增设用固定部件6固定在第一的固定部件2时，将第一的增设用固定部件6的固定部61配置在第一的固定部件2的固定部21的与第一轴线A一侧相邻的位置上。由此，如图10所示，能够将被捆扎带12固定在第一的增设用固定部件6的固定部61上的附加的线条体170与基本电缆150在比基本电缆150更靠近第一轴线A的路径上并排配置。

进一步的，如图11所示，固定在第一的增设用固定部件6上的附加的线条体170在比基本电缆150更靠前方的位置沿着第一臂130的方向弯曲，以具有使第一臂130做动作所需要的长度余量的方式，被第一臂130的第二的增设用固定部件7固定。

另外，如图11所示，第二的增设用固定部件7和第三的增设用固定部件8用于将附加的线条体170固定于基本电缆150在第二的固定部件3和第三的固定部件4中的固定位置的斜前方并且与基本电缆150并排的位置上。

而且，固定在第三的增设用固定部件8上的附加的线条体170具有使第二臂141相对于第一臂130做动作所需要的长度余量，并且被固定在第二臂141上的第四的增设用固定部件9固定。

在附图中，附图标记180是分别覆盖设置在第一的增设用固定部件6和第二的增设用固定部件7之间的线条体170、以及设置在第三的增设用固定部件8和第四的增设用固定部件9之间的线条体170的罩子。

像这样，根据本实施方式的机器人100的线条体处理结构1，插入到基座110内的附加的线条体170经由从基座110穿过旋转体120所形成的中空部160而被拉出到旋转体120的上方，并且被固定在第一的固定部件2上的第一的增设用固定部件6固定。经由与基本电缆150相同的路径，作为到第一的增设用固定部件6为止的路径，用户以已经安装的基本电缆150为基准，能够毫不犹豫地进行附加的线条体170的布线作业。

另外，通过穿过第一轴线A附近的中空部160，即使旋转体120相对于基座110旋转，也与基本电缆150相同，能够减少对附加的线条体170施加的负担。并且，通过将第一的增设用固定部件6固定在第一的固定部件2上，从而能够以基本电缆150为基准，来确定附加的线条体170固定在第一的增设用固定部件6上的固定位置，并且用户能够毫不犹豫地进行固定。

另外，由第一的增设用固定部件6固定在第一的固定部件2的位置上的附加的线条体170，经由比基本电缆150更靠近第一轴线A的路径而延伸到比基本电缆150更靠前方的位置。其结果为，能够防止附加的线条体170在第一的增设用固定部件6和第二的增设用固定部件7之间的区域因第一臂130相对于旋转体120的旋转而在宽度方向上比基本电缆150更向外方大幅扩展。由此，在第一臂130旋转时，能够更可靠地防止因线条体170在宽度方向上向外大幅扩展而对周围物体的干扰。

另外，设置在第一的增设用固定部件6和第二的增设用固定部件7之间的附加的线条体170比在设置于第一的固定部件2和第二的固定部件3之间的基本电缆150更靠前方的位置弯曲。由此，在第一臂130旋转时，即使附加的线条体170在宽度方向上向外扩展，也能够防止线条体170与基本电缆150之间的干扰。

另外，由于从第一的增设用固定部件6到第二的增设用固定部件7为止的附加的线条体170的路径与基本电缆150大致相同，所以，用户能够毫不犹豫地进行布线。并且，即使第一臂130做动作，也与基本电缆150相同，能够减少对线条体170施加的负担。

另外，在本实施方式中，由于将第二的增设用固定部件7和第三的增设用固定部件8的固定部71、81配置在相对于第二的固定部件3和第三的固定部件4的固定部31、41的斜前方，所以能够防止附加的线条体170在机器人100的宽度方向上大幅突出，并能够更可靠地防止对周围物体的干扰。

像这样，即使是对线条体处理没有特别技能的用户，也能够简便地安装附加的线条体170，并具有如下优点：能够减轻因机器人100的动作而作用于线条体170上的负担，并能够避免对周围物体的干扰。

此外，在本实施方式中，举例表示了将第一的增设用固定部件6至第四的增设用固定部件9固定在第一的固定部件2至第四的固定部件5上，并且用户通过用捆扎带12将附加的线条体170依次固定在上述第一的增设用固定部件6至第四的增设用固定部件9上，对附加的线条体170进行布线的情况，但并不受此限制。即第一的增设用固定部件6至第四的增设用固定部件9，可以由捆扎带12预先固定在附加的线条体170的适当位置上。

在这种情况下，进行布线作业的用户仅利用螺栓11将预先固定在附加的线条体170上的第一的增设用固定部件6至第四的增设用固定部件9依次固定在第一的固定部件2至第四的固定部件5的规定位置上，从而能够在与上述相同的合适的路径上进行布线。即利用这种方式，具有如下优点：用户不用进行测量线条体170的长度或用捆扎带12捆绑的作业，就能够更简便地进行布线。进而言之，当然，线条体170的固定能够经由弹性体用钣金部件进行固定等其他任意的手段来代替，而不用捆扎带12。

另外，在本实施方式中举例表示的机器人100的形式只是一个例子，还可以应用其他的任意形式的机器人100。此外，在本实施方式中举例表示的固定部件2、3、4、5和增设用固定部件6、7、8、9的形状也是一个例子，在不脱离上述宗旨的范围内可以采用其他的任意形状。

另外，附加的线条体170的种类和根数可以是任意的。在增加了附加的线条体170之后，再进一步增加了附加的线条体190的情况下，如图17所示，可以在第一的固定部件2至第四的固定部件5和其他的任意位置上再分别安装增加的增设用固定部件10。

Claims

1.一种机器人的线条体处理结构，其特征在于，用于对安装在机器人上的附加的线条体进行处理，所述机器人具备：

基座，其设置在被设置面上；

旋转体，其以能够围绕竖直的第一轴线相对于所述基座旋转的方式被支撑；

第一臂，其以能够围绕水平的第二轴线相对于所述旋转体旋转的方式被支撑；以及

上侧可动部，其由该第一臂的前端支撑，

所述机器人具备沿所述第一轴线从所述基座经由所述旋转体向上方贯穿的中空部，

所述机器人还具备用于驱动所述旋转体、所述第一臂和所述上侧可动部的基本电缆，

该基本电缆的至少一部分从所述基座内经由所述中空部而被拉出到所述旋转体的上方，以迂回到所述旋转体的后方的方式弯曲并在所述第一臂的下方利用第一固定部件固定在所述旋转体上，并且沿所述第一臂的方向弯曲，并以在与所述第一固定部件之间具有使所述第一臂做动作所需要的长度余量的方式利用第二固定部件固定在所述第一臂的侧面，并沿该第一臂导向到所述上侧可动部，

所述线条体处理结构构成为，在将所述线条体从所述基座内经由与所述基本电缆相同的路径固定在所述第一固定部件的位置之后，使所述线条体通过比所述基本电缆更靠近所述第一轴线的路径，且在比该基本电缆更靠前方的位置沿所述第一臂的方向弯曲，并将所述线条体以在与所述第一固定部件的位置之间具有使所述第一臂做动作所需要的长度余量的方式在所述第二固定部件的位置固定在所述第一臂的侧面，并沿该第一臂导向到所述上侧可动部。

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，

在所述第二固定部件的位置上，将所述线条体与所述基本电缆并排地固定在比所述基本电缆更靠前方的位置。

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，

在所述线条体上预先固定有第三固定部件和第四固定部件，所述第三固定部件用于将所述线条体固定在所述第一固定部件的位置上，所述第四固定部件用于将所述线条体固定在所述第二固定部件的位置上。

4.根据权利要求3所述的机器人的线条体处理结构，其特征在于，

所述第三固定部件由紧固件固定在所述第一固定部件上，

所述第四固定部件由紧固件固定在所述第二固定部件上。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的机器人的线条体处理结构，其特征在于，

所述上侧可动部具备第二臂，该第二臂以能够围绕与所述第二轴线平行的第三轴线旋转的方式由所述第一臂的前端支撑，

所述基本电缆在所述第一臂的前端附近利用第五固定部件固定在所述第一臂的侧面，并以在与所述第五固定部件之间具有使所述第二臂做动作所需要的长度余量的方式利用第六固定部件固定在所述第二臂的侧面，

将所述线条体固定在所述第五固定部件的位置上，并以在与该第五固定部件的位置之间具有使所述第二臂做动作所需要的长度余量的方式固定在所述第二臂的侧面。

6.根据权利要求5所述的机器人的线条体处理结构，其特征在于，

在所述线条体上预先固定有第七固定部件和第八固定部件，所述第七固定部件用于将所述线条体固定在所述第五固定部件的位置上，所述第八固定部件用于将所述线条体固定在所述第二臂的侧面。

7.一种线条体增设用固定部件，其特征在于，具备：

安装部，其以能够装卸的方式由紧固件固定在固定部件上，所述固定部件安装在机器人的外表面并对用于驱动该机器人的基本电缆进行固定；以及

固定部，在将该安装部固定在所述固定部件的状态下，所述固定部能够与被所述固定部件固定的所述基本电缆并排地固定附加的线条体。