CN111482987B

CN111482987B - 机器人

Info

Publication number: CN111482987B
Application number: CN202010069657.9A
Authority: CN
Inventors: 久米宏和
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2019-01-28
Filing date: 2020-01-21
Publication date: 2023-12-29
Anticipated expiration: 2040-01-21
Also published as: CN111482987A; US11148280B2; US20200238503A1; DE102020101093A1; JP2020116716A; JP6871283B2

Abstract

本发明提供机器人，该机器人具备：马达(31)，其安装于臂的外壳(37)的一端面(37a)；减速器输出轴(35)，其利用多个安装螺栓(36)安装于外壳的另一端面(37b)；孔(37c)，其设置于外壳，并且供马达的输出轴(31a)插入通过；第一密封部件(110)，其密封孔和输出轴之间；第二密封部件(120)，其密封另一端面和减速器输出轴的端面(35a)之间；凹部(39)，其设置于外壳的另一端面侧，并且向沿着减速器输出轴的中心轴线(CL2)的方向凹陷；以及润滑剂供给孔(200)，其设置于外壳，并且沿减速器输出轴的大致径向或径向延伸，并且与凹部连通。

Description

机器人

技术领域

本发明涉及机器人。

背景技术

以往，已知有如下的一种机器人：将第三臂部件经由减速器支撑于六轴多关节机器人的第二臂部件，并且将向该减速器输入驱动力的伺服马达固定于第二臂部件(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4208169号公报

发明内容

发明要解决的问题

近几年，存在如下情况：在将第三臂部件经由减速器支撑于第二臂部件的机器人中，将向该减速器输入驱动力的伺服马达固定于第三臂部件。在该情况下，在第三臂部件的外壳的一端面，固定伺服马达，在该外壳的另一端面，固定有作为减速器的输出轴的减速器输出轴的端面。为了在外壳的另一端面固定减速器输出轴，在减速器输出轴的端面设置多个螺纹孔，使外壳从其一端面插入通过于另一端面侧的多个螺栓，分别与螺纹孔螺纹结合。

为了使减速器内的润滑剂不漏出，需要密封减速器输出轴的端面和外壳的另一端面之间。因此，O环等的密封部件配置于减速器输出轴的端面和外壳的另一端面之间，并且O环配置在比所述多个螺纹孔更靠近径向内侧的位置。在外壳设置有用于将减速器用的润滑剂注入于外壳内的润滑剂供给孔。润滑剂供给孔应该能够将润滑剂供给于比O环更靠近径向内侧的位置。

但是，例如，如图2所示，存在如下情况：相对于排列有多个用于在外壳37的另一端面固定减速器输出轴的安装螺栓36的范围AR，固定于外壳37的一端面37a的伺服马达31的外径较大。而且，存在伺服马达31的凸缘的外径等大于所述范围AR的情况。在这些情况下，存在如下情况：在将外壳37从其一端面贯穿至另一端面的润滑剂供给孔中，能够将润滑剂供给于比O环更靠近径向内侧的位置。

考虑到作为O环的代替，在外壳的另一端面和减速器输出轴的端面之间涂布密封剂。但是，密封剂会导致该关节的维护性的下降。而且，在对该关节施加较大的力时，还存在密封性能下降的可能性。

而且，还具有所谓想要减少减速器的轴向尺寸的要求。

鉴于上述的情况，期望实现如下机器人：能够在减速器的轴和臂部件的外壳之间切实地密封润滑剂，并且能够减少减速器的轴向尺寸。

用于解决问题的方案

本发明的第一方案是具有臂的机器人，所述机器人具备：马达，其安装于所述臂的外壳的一端面；减速器输出轴，其在利用多个安装螺栓安装于所述外壳中面向与所述一端面相反的一侧的另一端面，并且具有与所述马达的输出轴平行的中心轴线；孔，其设置于所述外壳，并且供所述输出轴从所述一端面插入通过所述另一端面；第一密封部件，其安装于所述外壳，并且密封所述孔和所述输出轴的外周面之间；第二密封部件，其密封所述外壳的所述另一端面和所述减速器输出轴的端面之间；凹部，其设置于所述外壳的所述另一端面侧，并且向沿着所述中心轴线的方向凹陷；以及润滑剂供给孔，其设置于所述外壳，并且沿所述减速器输出轴的大致径向或径向延伸，并且连接所述外壳的外部和所述凹部。在所述减速器输出轴设置有供所述多个安装螺栓分别螺纹结合的多个螺纹孔，所述第二密封部件配置在比所述多个螺纹孔更靠近内侧的位置，所述润滑剂供给孔具备所述外壳的所述外部侧的外侧开口或所述凹部侧的内侧开口，所述第一密封部件以及所述第二密封部件配置于，在沿着所述中心轴线的方向上，比所述润滑剂供给孔的所述外侧开口以及所述内侧开口的至少一个更靠近所述减速器输出轴侧的位置。

发明效果

在上述方案中，能够在减速器的轴和臂部件的外壳之间切实地密封润滑剂，并且能够减少减速器的轴向尺寸。

附图说明

图1是一个实施方式的机器人的立体图。

图2是本实施方式的机器人的重要部分主视图。

图3是本实施方式的机器人的重要部分剖视图。

图4从本实施方式的机器人的减速器的减速器输出轴的轴向观察的图。图5是表示本实施方式的机器人的变形例的重要部分剖视图。

图6是本实施方式的机器人的重要部分剖视图。

附图标记说明：

1：机器人

2：臂

10：第一臂部件

11：伺服马达

12：减速器

20：第二臂部件

21：伺服马达

22：减速器

30：第三臂部件

31：伺服马达

32：减速器

35：减速器输出轴

35a：端面

36：安装螺栓

37：外壳

37a：一端面

37b：另一端面

37c：孔

37e：底面

37f：马达用螺纹孔

40：第四臂部件

50：第五臂部件

60：第六臂部件

110：第一密封部件

120：第二密封部件

200：润滑剂供给孔

201：外侧开口

202：内侧开口

具体实施方式

以下使用附图对一个实施方式的机器人1进行说明。

如图1所示，本实施方式的机器人1具有臂2，在臂2的前端部安装有任意的工具。本实施方式的机器人1是六轴多关节机器人，但还可以是七轴多关节机器人或其他多关节机器人。

如图1所示，臂2具备：第一臂部件10，其以能够围绕沿上下方向延伸的第一轴线J1旋转的方式支撑于基座BA，所述基座BA固定于预定的设置面；第二臂部件20，其基端侧以能够围绕沿水平方向延伸的第二轴线J2摆动的方式支撑于第一臂部件10；以及第三臂部件30，其基端侧以能够围绕沿水平方向延伸的第三轴线J3摆动的方式支撑于第二臂部件20的前端侧。

而且，臂2具备：第四臂部件40，其以能够围绕第四轴线J4旋转的方式支撑于第三臂部件30，所述第四轴线J4向与与第三轴线J3平行的线正交的方向延伸；第五臂部件50，其以能够围绕第五轴线J5摆动的方式支撑于第四臂部件40，所述第五轴线J5向与第四轴线J4正交的方向延伸；以及第六臂部件60，其以能够围绕第六轴线J6旋转的方式支撑于第五臂部件50。

而且，臂2具备分别驱动第一～第四臂部件10～40的多个伺服马达(马达)11、21、31、41，且还具有驱动第五臂部件50以及第六臂部件60的未图示的伺服马达。作为各伺服马达，能够利用旋转马达、直动马达等各种伺服马达。

接着，对臂2的结构进行说明。

如图1所示，第一臂部件10利用多个螺栓安装于第一臂部件10的驱动用的减速器12的轴，减速器12固定于基座BA。而且，第二臂部件20的基端侧，利用多个螺栓安装于第二臂部件20的驱动用的减速器22，减速器22固定于第一臂部件10。

如图2以及图3所示，在第三臂部件30，利用多个安装螺栓36，安装有第三臂部件30的驱动用的减速器32的减速器输出轴35，减速器32固定于第二臂部件20的前端部。

如图3所示，减速器32是具有如下部件等的周知的减速器：输入齿轮34a，其固定于伺服马达31的输出轴31a；多个正齿轮34b，其与输入齿轮34a啮合；多个曲轴34c，在其一端部分别固定有多个正齿轮34b；偏心齿轮34d，其安装于各曲轴34c；内齿轮34e，其通过与偏心齿轮34d啮合而旋转；以及减速器输出轴35，其根据内齿轮34e的旋转而旋转。作为减速器32，例如能够利用纳博特斯克公司制造的精密减速器RV。此外，还能够利用住友重机械工业社制造的摆线减速器。

如图2以及图3所示，第三臂部件30具有外壳37，减速器输出轴35利用多个安装螺栓36安装于外壳37。典型而言，外壳37是金属制，在外壳37的一端面37a，利用螺栓B安装有伺服马达31。固定有第四臂部件40用的伺服马达41的外壳38与外壳37既可以是一体，也可以是分体。第三臂部件30的外壳37、38还支撑第四臂部件40。

在外壳37中，在面向与一端面37a相反的一侧的另一端面37b，利用多个安装螺栓36安装有减速器输出轴35。更具体而言，在减速器输出轴35的端面35a设置有多个螺纹孔35b，通过多个安装螺栓36分别与螺纹孔35b螺纹结合，从而在另一端面37b安装有减速器输出轴35。由此，减速器输出轴35的端面35a与另一端面37b进行面接触。

相对于一端面37a以及另一端面37b，伺服马达31的输出轴31a的中心轴线CL1以及减速器输出轴35的中心轴线CL2垂直，中心轴线CL1与中心轴线CL2平行。在本实施方式中，输出轴31a和减速器输出轴35是同轴，但输出轴31a的中心轴线CL1还可以配置于相对于中心轴线CL2向减速器输出轴35的径向偏移的位置。即使在该情况下，只要输入齿轮34a的旋转力经由其他齿轮传递到多个正齿轮34b，则达成减速器32的功能。

在外壳37设置有从一端面37a侧贯穿至另一端面37b侧的孔37c。孔37c以与输出轴31a同轴状的方式设置，在孔37c的内周面固定有第一密封部件110。第一密封部件110在一个例子中是油封。如图6所示，第一密封部件110例如具有：基座部111，其与孔37c的内周面嵌合；以及唇部112，其从基座部111向径向内侧延伸。

例如，在基座部111的内部设置有金属环。唇部112由具有耐油性的材料构成，例如由丁腈橡胶(NBR)、丙烯酸酯橡胶(ACM)、氟橡胶、硅酮橡胶等的具有橡胶状弹性的材料构成。唇部112的前端与输出轴31a的外周面接触。而且，在唇部112的外周面安装有环状弹簧113，所述环状弹簧113用于将唇部112向输出轴31a的外周面推压。第一密封部件110用于防止润滑脂等的润滑剂从另一端面37b侧向一端面37a侧侵入。

减速器输出轴35的端面35a和另一端面37b之间被第二密封部件120密封。更具体而言，在减速器输出轴35的端面35a设置有O环槽35c，在O环槽35c内作为第二密封部件120配置有O环。O环槽35c以及第二密封部件120围绕中心轴线CL2在全周范围内设置。如图4所示，O环槽35c以及第二密封部件120配置在比多个螺纹孔35b更靠近内侧的位置。假设，若第二密封部件120配置在比螺纹孔35b更靠近外侧的位置，则减速器32内的润滑剂经由外壳37的螺纹孔37d而漏出，因此密封结构不成立。此外，O环槽35c以及第二密封部件120优选配置在比图1所示的伺服马达31的马达用螺纹孔37f更靠近内侧的位置。马达用螺纹孔37f形成于外壳37。在马达用螺纹孔37f配置于圆上的情况下，O环槽35c以及第二密封部件120的外径小于马达用螺纹孔37f的PCD。

作为第二密封部件120，还能够利用未使用O环槽35c而进行配置的环状的密封部件。即使在该情况下，密封部件也由具有上述的橡胶状弹性的材料构成。而且，这样的密封部件配置于设置于减速器输出轴35的端面35a的下降平面等。由此，密封部件在端面35a和另一端面37b面接触时完全不会被压扁。作为第二密封部件120还能够利用其他密封部件。

在外壳37的另一端面37b侧，形成有向沿着中心轴线CL2的方向凹陷的凹部39。凹部39配置在比O环槽35c以及第二密封部件120更靠近径向内侧的位置。在本实施方式中，凹部39围绕中心轴线CL2在全周范围内设置，但凹部39还可以仅设置于围绕中心轴线CL2的一部分。在该情况下，还存在凹部39以孔的形式形成的情况。

在与凹部39的更接近中心轴线CL2的一侧，形成有筒状的突出部39a。突出部39a从凹部39的底面39b朝向减速器输出轴35向沿着中心轴线CL2的方向突出。突出部39a的内孔作为上述的孔37c而发挥功能。在本实施方式中，在沿着中心轴线CL2的方向中，第一密封部件110配置在比底面39b更靠近减速器输出轴35侧的位置。

在外壳37设置有润滑剂供给孔200。润滑剂供给孔200向减速器输出轴35的径向延伸，外壳37的外部和凹部39连接。例如，润滑剂供给孔200利用钻头等进行开孔而形成于外壳37。润滑剂供给孔200具有：外侧开口201，其向外壳37的外部开口；以及内侧开口202，其向凹部39开口。在外侧开口201还可以安装有与盖部件、以及润滑剂的注入装置连接的适配器等。

在本实施方式中，在沿着中心轴线CL2的方向中，第一密封部件110以及第二密封部件120配置在比外侧开口201的中心201a以及内侧开口202的中心202a更靠近右侧的位置。在一个例子中，中心201a以及中心202a是外侧开口201以及内侧开口202的形状中心。以下，以中心201a以及中心202a作为外侧开口201以及内侧开口202的位置而进行说明。

在向减速器32供给润滑脂等的润滑剂的情况下，从润滑剂供给孔200注入润滑剂。此时，若将设置于第二臂部件20的润滑剂排出孔300打开，则顺滑地注入。润滑剂排出孔300还可以设置于第三臂部件30的外壳37、38。

在更换减速器32的润滑剂的情况下，在润滑剂排出孔300打开的状态下，从润滑剂供给孔200注入润滑剂。由此，新的润滑剂从润滑剂供给孔200供给到减速器32内，旧的润滑剂从润滑剂排出孔300排出。

此外，第二臂部件20的基端侧和减速器22之间的安装结构以及润滑剂供给结构、以及第一臂部件10和减速器12之间的安装结构以及润滑剂供给结构，也能够与上述相同地构成。而且，在制作将减速器的轴安装于其他臂部件40～60的机器人的情况下，臂部件40～60和其减速器之间的安装结构以及润滑剂供给结构，能够与上述相同地构成。

另外，如图5所示，润滑剂供给孔200还可以向减速器输出轴35的大致径向延伸。当与中心轴线CL2平行的线、和润滑剂供给孔200的中心轴线CL3之间形成的角度为45°以上时，可以称作是减速器输出轴35的大致径向。此外，与中心轴线CL2平行的线和中心轴线CL3之间形成的角度，优选是70°以上。

在该情况下，在沿着中心轴线CL2的方向中，第一臂部件110以及第二密封部件120配置在比润滑剂供给孔200的外侧开口201的位置更靠近减速器输出轴35侧的位置。

而且，润滑剂供给孔200还可以作为用于排出油的排出孔而利用。例如，油作为润滑剂从润滑剂排出孔300等注入，所注入的油从润滑剂供给孔200排出。

在本实施方式中，减速器输出轴35的端面35a和外壳37的另一端面37b之间，被第二密封部件120密封，马达31的输出轴31a和外壳37的孔37c之间，被第一密封部件110密封。而且，第二密封部件配置在比减速器输出轴35的多个螺纹孔35b更靠近内侧的位置。因此，即使不利用密封剂，在减速器输出轴35与外壳37之间也切实地密封了润滑剂。

而且，在外壳37形成有向减速器输出轴35的径向或大致径向延伸的润滑剂供给孔200。进一步地，在沿着中心轴线CL2的方向中，相对于润滑剂供给孔200的外侧开口201以及内侧开口202的至少一个，第一密封部件110以及第二密封部件120配置于减速器输出轴35侧。

该结构有利于使沿着减速器32的中心轴线CL2的方向的尺寸变小。而且，沿着第一密封部件110和伺服马达31的中心轴线CL2的方向的距离还变大。这即使在润滑剂从第一密封部件110稍微漏出的情况下，也能够降低该润滑剂对伺服马达31带来影响的可能性。

而且，在本实施方式中，如图2所示，从沿着中心轴线CL2的方向观察，润滑剂供给孔200穿过并列设置有安装螺栓36的区域AR。该结构有利于提高沿着外壳37的中心轴线CL2的方向的尺寸的自由度。

另外，在本实施方式中，在凹部39设置有从底面39b向减速器输出轴35侧突出的筒状的突出部39a，伺服马达31的输出轴31a插入通过的孔37c，是突出部39a的内孔。而且，在沿着中心轴线CL2的方向中，第一密封部件110配置在比凹部39的底面39b更靠近减速器输出轴35侧的位置。

该结构有利于使沿着第一密封部件110和伺服马达31的中心轴线CL2的方向的距离变大。

此外，在本实施方式中，对螺纹孔37d实施锪孔，锪孔的底面37e作为安装螺栓36的底面而发挥功能。在此，如图3所示，在沿着中心轴线CL2的方向中，底面37e优选配置于与润滑剂供给孔200的中心轴线CL3大致相同的位置，或比中心轴线CL3更靠近减速器输出轴35侧的位置。如图5所示，在中心轴线CL3倾斜的情况下等，底面37e优选配置于比润滑剂供给孔200的外侧开口201的中心201a、或内侧开口202的中心202a更靠近减速器输出轴35侧的位置。

根据该结构，在沿着中心轴线CL2的方向中，润滑剂供给孔200的位置和安装螺栓36的头部的位置变近，这有利于使沿着机器人1的该关节的中心轴线CL2的方向的尺寸变小。

Claims

1.一种机器人，具有臂，其特征在于，

所述机器人具备：

马达，其安装于所述臂的外壳的一端面；

减速器输出轴，其利用多个安装螺栓安装于所述外壳中面向与所述一端面相反的一侧的另一端面，并且具有与所述马达的输出轴平行的中心轴线；

孔，其设置于所述外壳，并且供所述输出轴从所述一端面插入通过所述另一端面；

第一密封部件，其安装于所述外壳，并且密封所述孔和所述输出轴的外周面之间；

第二密封部件，其密封所述外壳的所述另一端面和所述减速器输出轴的端面之间；

凹部，其设置于所述外壳的所述另一端面侧，并且向沿着所述中心轴线的方向凹陷；以及

润滑剂供给孔，其设置于所述外壳，并且沿所述减速器输出轴的大致径向或径向延伸，并且连接所述外壳的外部和所述凹部，

在所述减速器输出轴设置有供所述多个安装螺栓分别螺纹结合的多个螺纹孔，

所述第二密封部件配置在比所述多个螺纹孔更靠近内侧的位置，

所述润滑剂供给孔具备所述外壳的所述外部侧的外侧开口或所述凹部侧的内侧开口，

所述第一密封部件以及所述第二密封部件配置于，在沿着所述中心轴线的方向上，比所述润滑剂供给孔的所述外侧开口以及所述内侧开口的至少一个更靠近所述减速器输出轴侧的位置。

2.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，

从沿着所述中心轴线的方向观察，所述润滑剂供给孔穿过并列设置有所述安装螺栓的区域。

3.根据权利要求1或2所述的机器人，其特征在于，

在所述凹部设置有从该凹部的底面向所述减速器输出轴侧突出的筒状的突出部，

所述孔是所述突出部的内孔，

在沿着所述中心轴线的方向上，所述第一密封部件配置于比所述底面更靠近所述减速器输出轴侧的位置。