CN116175531A - 机械臂及机器人系统 - Google Patents

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CN116175531A CN202211482952.2A CN202211482952A CN116175531A CN 116175531 A CN116175531 A CN 116175531A CN 202211482952 A CN202211482952 A CN 202211482952A CN 116175531 A CN116175531 A CN 116175531A
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axis
arm
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今井大介
饭岛贵幸
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Abstract

一种机械臂及机器人系统,能够抑制被引绕至内部的布线揺动。所述机械臂的特征在于,具备:第一部件;以及第二部件,沿位于所述第一部件的轴线平移或绕所述轴线旋转,所述第一部件具有:底部;驱动部,产生驱动力;关节部,具有从动滑轮,并向所述第二部件传递所述驱动力;带,将所述驱动部所产生的所述驱动力向所述从动滑轮传递;传感器,当沿所述轴线俯视观察时,设置于与由所述从动滑轮及所述带围绕的区域重叠的位置处并检测振动;布线,被引绕至所述区域,并与所述传感器连接;以及支承部件,设置于所述区域,并支承所述布线。

Description

机械臂及机器人系统
技术领域
本发明涉及机械臂及机器人系统。
背景技术
伴随人工费高涨、人手不足,正在推进向制造现场导入各种机器人。机器人具备进行各种运动的机械臂,并使一直以来通过人的手进行的作业自动化。
例如,专利文献1公开了具备主体和连结到主体的水平关节型臂的SCARA型机器人。水平关节型臂由第一臂及第二臂构成。第一臂的基端部借助垂直延伸的旋转轴转动自如地连结到主体。另外,第二臂的基端部借助其他垂直延伸的转动轴转动自如连结到第一臂的前端部。并且,在第二臂的前端部设置有由滚珠花键的花键轴构成的工作轴、使工作轴进行轴向上的移动及绕轴的旋转的机构、在轴向上驱动工作轴的Z轴电机、以及绕轴旋转驱动工作轴的R轴电机。另外,在Z轴电机与移动机构之间,借助滑轮、同步带等来传递驱动力。同样地,在R轴电机与旋转机构之间也是借助滑轮、同步带等来传递驱动力。通过这样的驱动力的传递能够使工作轴移动或旋转,并操作安装于工作轴的卡盘部件。
近年,要求机器人高度化,将各种各样的功能零件安装于机械臂的需求随之增高。功能零件在其与机器人的主体之间需要借助电力线、通信线连接。通过将这些布线布设在机械臂的内部来防止伴随机械臂与物体的接触的断线等。另外,作为功能零件,例如可以举出检测机械臂的运动的传感器等。多是通过将传感器等功能零件安装于机械臂的前端部来获得较高特性。因而,布线以纵惯机械臂的方式从机械臂的基端部布设到前端部。
专利文献1:日本特开平7-116974号公报。
但是,在机械臂的内部配置有同步带等驱动力传递零件。传感器等的布线一旦与驱动力传递零件接触,就会成为断线、连接不良的原因。特别是,在布线未固定的情况下,由于布线会伴随机械臂的运动而揺晃,故而容易产生与同步带等的接触。因而,实现进行将布线固定在机械臂的内部等以抑制传感器等的布线揺动的机械臂成为了技术问题。
发明内容
本发明的应用例涉及的机器人臂的特征在于,具备:
第一部件;以及
第二部件,沿位于所述第一部件的轴线平移或绕所述轴线旋转,
所述第一部件具有:
底部;
驱动部,产生驱动力;
关节部,具有从动滑轮,并向所述第二部件传递所述驱动力;
带,将所述驱动部所产生的所述驱动力向所述从动滑轮传递;
传感器,当沿所述轴线俯视观察时,设置于与由所述从动滑轮及所述带围绕的区域重叠的位置处,并检测振动;
布线,被引绕至所述区域,并与所述传感器连接;以及
支承部件,设置于所述区域,并支承所述布线。
本发明的应用例涉及的机器人臂的特征在于,具备:
第一部件;以及
第二部件,沿位于所述第一部件的轴线平移或绕所述轴线旋转;
所述第一部件具有:
底部;
驱动部,产生驱动力;
关节部,具有从动滑轮,并向所述第二部件传递所述驱动力;
带,将所述驱动部所产生的所述驱动力向所述从动滑轮传递;
布线,被引绕至由所述从动滑轮及所述带围绕的区域;以及
支承部件,设置于所述区域,并支承所述布线。
本发明的应用例涉及的机器人系统的特征在于,具备:
本发明的应用例涉及的机械臂;以及
控制装置,控制所述机械臂的动作。
附图说明
图1为示出实施方式涉及的机器人系统的侧视图。
图2为图1示出的第二臂的局部剖视图。
图3为从z轴的正侧朝向负侧观察图1示出的第二臂的内部构造时的立体图。
图4为从z轴的负侧朝向正侧观察通过用x-y面切断图3示出的第二臂而得的剖面时的局部剖面立体图。
图5为示出由连接到轴的从动滑轮和带围绕的区域的图。
图6为图2的局部放大图,且是示出布线在内部空间中的引绕路径的图。
图7为图6示出的支承部件附近的局部放大立体图。
图8为示出第一变形例涉及的机械臂的局部放大立体图。
图9为示出第二变形例涉及的机械臂所具有的支承部件的局部放大立体图。
图10为示出第三变形例涉及的机械臂的局部放大剖视图。
附图标记说明
1…机器人系统;2…机器人;3…控制装置;4…惯性传感器;20…机械臂;20A…机械臂;20C…机械臂;21…基座;22…第一臂;23…第二臂;24…轴;29…末端执行器;200…区域;201…区域;208…中空部;209…布线;210…支承部件;210A…支承部件;210B…支承部件;211…上端部;212…下端部;215…宽度缩小部;216…螺孔;220…捆束带;225…夹具;230…布线;231…底部;232…上侧盖;233…下侧盖;235…内部空间;236…顶板;237…底板;238…贯通孔;239…贯通孔;240…关节部;241…滚珠丝杠螺母;242…花键螺母;244…有效载荷;261…驱动部;262…驱动部;263…驱动部;264…驱动部;274…带;275…驱动滑轮;276…从动滑轮;284…带;285…驱动滑轮;286…从动滑轮;294…带;296…从动滑轮;AX1…第一轴线;AX2…第二轴线;AX3…第三轴线;L…直线。
具体实施方式
以下基于附录的附图对本发明的机械臂及机器人系统的适宜的实施方式进行详细说明。
1.机器人系统
首先,对实施方式涉及的机器人系统进行说明。
图1为示出实施方式涉及的机器人系统1的侧视图。需要说明的是,在本申请的各图中,为了便于说明,将x轴、y轴及z轴设定为彼此正交的三个轴,并分别用箭头示出。在以下的说明中,将与x轴平行的方向称为“x轴方向”,将与y轴平行的方向称为“y轴方向”,将与z轴平行的方向称为“z轴方向”。另外,在以下的说明中,将图示的各箭头的前端侧称为“+(正)”,而将基端侧称为“-(负)”。并且,在以下的说明中,为了便于说明,将+z轴方向称为“上”,而将-z轴方向称为“下”。
图1示出的机器人系统1具备机器人2和控制机器人2的动作的控制装置3。机器人系统1的用途无特别限定,例如可以举出对工件保持、输送、组装、检查等各作业。
1.1.机器人
在本实施方式中,机器人2是水平多关节机器人(SCARA机器人)。机器人2具备基座21和机械臂20と。在本实施方式中,机械臂20具有后述的第一臂22、第二臂23、轴24、有效载荷244及末端执行器29。
1.1.1.基座
基座21通过螺栓等固定于未图示的布置面。作为布置面,例如可以举出地板面、墙壁面、天花板面、工作台和支架等的上表面等。图1示出的基座21的外形呈大致的长方体的形状。需要说明的是,基座21的外形不限定于图1示出的形状,可以是任何形状。
基座21具有驱动部261。驱动部261产生使第一臂22相对于基座21绕第一轴线AX1转动的驱动力。另外,驱动部261具有检测其旋转量的未图示的编码器。通过来自该编码器的输出能够检测第一臂22相对于基座21的转动角。
1.1.2.机械臂
机械臂20连接到基座21,且其姿势由控制装置3控制。由此将末端执行器29保持为设为目的的位置及姿势,以实现各种各样的作业。在图1示出的机械臂20中,第一臂22、第二臂23(第一部件)、轴24(第二部件)、有效载荷244及末端执行器29按照该顺序连结。需要说明的是,在以下的说明中,为了便于说明,将机器人2的末端执行器29一侧称为“前端”,而将基座21一侧称为“基端”。
第一臂22能够相对于基座21绕与z轴平行的第一轴线AX1转动。第二臂23设置于第一臂22的前端部,并能够绕与第一轴线AX1平行的第二轴线AX2转动。轴24设置于第二臂23的前端部,并能够绕与第二轴线AX2平行的第三轴线AX3转动、且能够沿第三轴线AX3平移。
第二臂23(第一部件)具有底部231(主体)、上侧盖232、下侧盖233、驱动部262、263、264、关节部240以及惯性传感器4。
底部231是第二臂23的骨架,并支承驱动部262、263、264等。上侧盖232设置在底部231的上方,并覆盖驱动部262、263、264等。下侧盖233设置在底部231的下方,并覆盖载置于底部231的下表面的惯性传感器4等。
驱动部262位于底部231的基端部,并产生使第二臂23相对于第一臂22绕第二轴线AX2转动的驱动力。驱动部262具有均未图示的电机、减速机、编码器等。通过来自编码器的输出能够检测第二臂23相对于第一臂22的转动角。
驱动部263位于底部231的基端部与前端部之间,并使滚珠丝杠螺母241旋转以产生使轴24在沿第三轴线AX3的方向上平移的驱动力。驱动部263具有均未图示的电机、减速机、编码器等。通过来自编码器的输出能够检测轴24相对于第二臂23的平移量。
驱动部264位于底部231的基端部与前端部之间,并使花键螺母242旋转以产生使轴24绕第三轴线AX3旋转的驱动力。驱动部264具有均未图示的电机、减速机、编码器等。通过来自编码器的输出能够检测轴24相对于第二臂23的旋转量。
关节部240向轴24传递驱动力。具体地,将来自驱动部263、264的驱动力转换为轴24的平移及旋转的这样的动作。
轴24是圆筒形状的轴体。轴24能够相对于第二臂23沿第三轴线AX3平移,并且能够绕第三轴线AX3旋转,所述第三轴线AX3沿竖直方向。
另外,在轴24的长边方向的中途布置有滚珠丝杠螺母241和花键螺母242,轴24由这些支承。
在轴24的前端部设置有用于装配末端执行器29的有效载荷244。作为装配于有效载荷244的末端执行器29无特别限定,例如可以举出保持对象物的手、加工对象物的工具、检查对象物的检查装置等。需要说明的是,也可以将省略了末端执行器29的构成设为机械臂20。
接下来,对第二臂23的各部进行详述。
图2为图1示出的第二臂23的局部剖视图。图3为从z轴的正侧朝向负侧观察图1示出的第二臂23的内部构造时的立体图。图4为从z轴的负侧朝向正侧观察通过用x-y面切断图3示出的第二臂23而得的剖面时的局部剖面立体图。图5为示出由连接到轴24的从动滑轮276、296和带274、294围绕的区域200的图。需要说明的是,在图3及图4中,省略了上侧盖232。另外,在图2至图4中,省略了在以下未说明的部件的至少一部分。
第二臂23具有图5示出的带274、284、294、驱动滑轮275、285及从动滑轮276、286、296。前述的关节部240具有连接到滚珠丝杠螺母241的从动滑轮276和连接到花键螺母242的从动滑轮296。
图5示出的驱动滑轮275连接到图3示出的驱动部263。图5示出的从动滑轮276连接到图2示出的滚珠丝杠螺母241。图5示出的带274是架设于驱动滑轮275和从动滑轮276的环形带。通过驱动部263产生的驱动力借助驱动滑轮275、带274及从动滑轮276传递到滚珠丝杠螺母241。由此,能够使图2示出的轴24在沿第三轴线AX3的方向、也就是z轴方向上平移。
图5示出的驱动滑轮285连接到图3示出的驱动部264。图5示出的从动滑轮286是在使旋转速度减速的同时将驱动力从带284向带294传递的减速滑轮。图5示出的从动滑轮296连接到图2示出的花键螺母242。图5示出的带284是架设于驱动滑轮285和从动滑轮286的环形带。带294是架设于从动滑轮286和从动滑轮296的环形带。通过驱动部264产生的驱动力借助驱动滑轮285、带284、从动滑轮286、带294及从动滑轮296传递到花键螺母242。由此,能够使图2示出的轴24绕第三轴线AX3旋转。
底部231例如是由各种金属材料、各种硬质树脂材料等构成的刚体。图2示出的底部231成为了中空构造,并具有内部空间235、设置在内部空间235的上方的顶板236(第一基体)以及设置在内部空间235的下方的底板237(第二基体)。
顶板236具有在与第三轴线AX3平行的方向上贯通的贯通孔238(第一贯通孔)。该贯通孔238连通顶板236的上方、即上侧盖232内和内部空间235。
底板237具有在与第三轴线AX3平行的方向上贯通的贯通孔239(第二贯通孔)。该贯通孔239连通底板237的下方、即下侧盖233内和内部空间235。
贯通孔238、239也可以具有作为用于在上侧盖232内、内部空间235及下侧盖233内彼此消除气压差的通气孔的功能。
需要说明的是,底部231、上侧盖232及下侧盖233的构成不限定于上述的构成。例如,这些中的至少两个可以成为一体。
驱动部262、263、264固定于顶板236的上表面。另外,驱动部262、263、264的未图示的输出轴在内部空间235中延长。
如图2及图5所示,在内部空间235内收纳有带274、284、294、驱动滑轮275、285及从动滑轮276、286、296。
在本实施方式中,如图5所示,驱动部262设置在底部231的与第二轴线AX2重叠的位置处。另外,在本实施方式中,驱动部263、264分别设置在底部231的第二轴线AX2与第三轴线AX3之间的位置处。另外,如图5所示,驱动部263、264以隔着连第二轴线AX2和第三轴线AX3的直线L的方式排列在x轴方向上。通过隔着直线L将驱动部263、264排列在x轴方向能够使第二臂23的重量的分配更均等。由此,能够抑制异常的振动等伴随第二臂23转动而产生。另外,从动滑轮286设置在驱动部264与从动滑轮296之间的位置处。需要说明的是,驱动部262、263、264在底部231中的配置不限定于上述的配置。
惯性传感器4既可以是检测角速度的角速度传感器,也可以是检测加速度的加速度传感器,还可以是检测它们两者的复合传感器。另外,由角速度传感器检测角速度的轴的数量无特别限定,既可以是一个轴,也可以是两个轴,还可以是三个轴。同样地,由加速度传感器检测加速度的轴的数量无特别限定,既可以是一个轴,也可以是两个轴,还可以是三个轴。
如图2所示,惯性传感器4设置在底板237的下表面。另外,惯性传感器4设置在底板237的下表面中的第三轴线AX3的附近。由此,当第二臂23转动时,能够提高惯性传感器4检测角速度、加速度的灵敏度。具体地,如图5所示,惯性传感器4设置在与由从动滑轮276、296及带274、294决定的“区域200”重叠的位置处。
带274、294缠绕于分别连接到轴24的从动滑轮276、296。因而,如图5所示,当沿第三轴线AX3俯视观察时,由从动滑轮276、296在-y轴方向上延长的带274、294围绕的区域出现。将这样的区域称为“区域200”。当沿第三轴线AX3俯视观察时,惯性传感器4配置在底板237的下表面中的与区域200重叠的位置处。通过设为这样的配置,惯性传感器4的检测灵敏度变得良好。需要说明的是,与区域200重叠的位置是指在俯视观察时惯性传感器4的至少一部分与区域200重叠的这样的位置。在图5中,对区域200标记了点。
在惯性传感器4中连接有布线209。作为布线209例如可以举出供给驱动惯性传感器4的电力的电力线、或传送控制惯性传感器4的动作的控制信号或输出通过惯性传感器4检测出的角速度、加速度的检测信号的信号线等。需要说明的是,在是信号线的情况下,即便是电布线,也可以是像光纤、光波导管这样的光布线。因此,在本说明书中,“连接有布线209”指的是电或光学式地连接着的状态。将该布线209从基座21的内部引绕到惯性传感器4。具体地,虽未图示,布线209按照基座21的内部及第一臂22的内部的这样的顺序穿过它们,并被引绕到第二臂23中的、设置在顶板236的上方的上侧盖232的内部。另外,布线209按照顶板236所具有的贯通孔238、区域200及底板237所具有的贯通孔239的顺序穿过它们,并被被引绕到惯性传感器4。
如图5所示,以在内部空间235中穿过区域200的方式对布线209进行引绕,由此,针对设置于图2示出的底板237的下表面的惯性传感器4,能够以更短的路径长度来对布线209进行引绕。其结果,能够谋得布线209的轻量化,另外,能够将由通过布线209传送的信号干扰造成的影响抑制得更少。
与此相对,以往,在将布线固定于机械臂的内壁面的情况下,存在布线的路径长度易变长的这样的技术问题。由于若布线的路径长度变长,则机械臂的重量就会増加,故而从机械臂轻量化的观点考虑,也变得需要以尽量短的路径来布设布线。特别是,功能零件多通过安装在机械臂的下部而示出格外高的特性。另一方面,在机械臂的内部汇集有同步带等。因而,也存在特别难以在抑制布线的路径长度的同时确保至机械臂的下部的布线的路径的这样的技术问题。
但是,若将布线209引绕至区域200,则存在布线209和带274、294接触、且布线209受到损伤的可能。特别是,由于在第二臂23转动时,布线209因离心力而变得易振动,故而布线209和带274、294接触的概率变高。
所以,在本实施方式中,如图5所示,在区域200中设置有支承部件210。如图4所示,支承部件210从顶板236穿过带274、294的内侧,且如图2所示,呈延长到底板237的柱状。另外,布线209被该支承部件210支承。由此,能够在沿支承部件210引导布线209的同时抑制布线209揺动。其结果,能够以短的路径长度适当地对布线209进行引绕,并且能够降低布线209和带274、294接触的概率。另外,如图2所示,在沿X轴方向俯视观察时,支承部件210从贯通孔238向-Z轴方向延长,并且在与带294重叠的位置处朝向贯通孔239弯曲。
图6是图2的局部放大图,且是示出布线209在内部空间235中的引绕路径的图。
沿支承部件210对布线209进行引绕并使所述布线209被所述支承部件210支承。“支承”是指将布线209以能够抑制布线209揺动的程度固定于支承部件210。固定方法无特别限定,也可以使用使用粘结剂的方法、将布线209缠于支承部件210的方法等,但是在本实施方式中,采用了使用捆束带220(系留部件)的方法。通过使用捆束带220能够容易且快速地进行将布线209固定于支承部件210的作业。需要说明的是,系留部件除了捆束带220之外,还可以举出夹子、绳索、橡胶带、粘胶带等。
图7为图6示出的支承部件210附近的局部放大立体图。需要说明的是,在图7中,省略了对夹具225、布线209及捆束带220的图示。另外,在图7中,对一部分部位图示了剖面。
图7示出的支承部件210呈宽度大致一定的柱状,但是具有宽度局部变窄的宽度缩小部215。支承部件210的宽度是指呈柱状的支承部件210在与长边方向正交的短边方向上的长度。在将捆束带220安装到支承部件210时,宽度缩小部215有助于抑制捆束带220位置偏离。即、在将捆束带220安装到宽度缩小部215后,捆束带220变得难以偏离宽度缩小部215。因而,能够抑制伴随捆束带220意料之外的位置偏离的故障。
另外,图7示出的支承部件210其上端部211(一端部)固定于顶板236的上侧,并穿过贯通孔238、带274、294的内侧以及贯通孔239,而其下端部212(另一端部)固定于底板237的下侧。通过这样地将两端部固定于底部231能够抑制支承部件210本身揺动,并且,作为结果能够抑制布线209揺动。关于将支承部件210固定于底部231的方法,例如可以举出螺丝紧固、通过嵌合的固定、通过粘接剂的固定、通过夹子等的固定等。另外,在支承部件210中,如图7所示,上端部211沿顶板236呈板状,而该板的一部分成为朝向贯通孔238弯曲的形状。
另外,支承部件210也可以与底部231成为一体,但是图7示出的支承部件210与底部231成为不同的个体。由此,能够采用在架设了带274、294之后将支承部件210安装到底部231的这样的组装顺序。其结果,能够避免在架设带274、294时支承部件210成为妨碍。
另外,作为支承部件210的构成材料,例如除了像不锈钢这样的铁系合金、铝系合金、钛系合金等金属材料之外,还可以举出树脂材料、陶瓷材料等。
需要说明的是,支承部件210只要穿过了区域200即可,优选设置为避开带274、294振动的范围。带274、294振动的范围指的是带274、294在第二臂23转动时挠曲的振幅。通过设定区域200以避开这样的范围,即便在带274、294振动时,布线209仍然会变得更难以受到损伤。
如图6所示,在顶板236的上方除了布线209之外,还引绕有连接机械臂20内的各种各样的设备与基座21之间的布线230。关于这些布线209、230,为了抑制其伴随第二臂23转动而揺动,优选捆扎这些布线209、230。在本实施方式中,如图6所示,通过固定于支承部件210的夹具225来捆束布线209、230。由此,在抑制布线209、230揺动的同时,变得易于将布线209引导到支承部件210的附近。其结果,能够以更短的路径将布线209引绕至支承部件210。
需要说明的是,夹具225固定于支承部件210的方法无特别限定,例如可以举出螺丝紧固、通过嵌合的固定、通过粘接剂的固定等。在图7中图示出了设置于支承部件210的上端部211的、用于固定夹具225的螺孔216。需要说明的是,夹具225也可以不固定于支承部件210,而是固定于底部231。
如以上所述,实施方式涉及的机械臂20具备第二臂23(第一部件)和轴24(第二部件)。轴24沿位于第二臂23的第三轴线AX3平移或绕第三轴线AX3旋转。
另外,第二臂23具有底部231、产生驱动力的驱动部263、264、关节部240、带274、294、作为检测振动的传感器的惯性传感器4、布线209、以及支承布线209的支承部件210。关节部240具有从动滑轮276、296,并向轴24传递驱动力。带274、294将驱动部263、264所产生的驱动力向从动滑轮276、296传递。在沿第三轴线AX3俯视观察时,惯性传感器4设置在与由从动滑轮276、296及带274、294围绕的区域200重叠的位置处。另外,布线209被引绕至区域200,并与惯性传感器4连接。另外,支承部件210设置于区域200,并支承布线209。
根据这样的构成,即便是在布线209受到了离心力的情况下,也能够抑制布线209揺动。由此,能够降低布线209和带274、294接触的概率,并能够抑制布线209损伤。
另外,即便是在将惯性传感器4配置于第二臂23的下部中的与区域200重叠的位置的情况下,也能够通过将支承部件210配置于区域200来将布线209的路径长度抑制得较短。由此,能够谋得布线209的轻量化,另外,能够进一步抑制由通过布线209传送的信号干扰造成的影响。
需要说明的是,在本实施方式中,轴24能够沿第三轴线AX3平移,并且能够绕第三轴线AX3旋转可能,所述第三轴线AX3沿竖直方向,但是,轴24涉及的这些动作也可以仅是任一者。不仅如此,在本实施方式中,关节部240具有滚珠丝杠螺母241及花键螺母242两者,也可以省略任一者。需要说明的是,在省略了滚珠丝杠螺母241的情况下,前述的区域200仅成为由带294和从动滑轮296围绕的区域。另一方面,在省略了花键螺母242的情况下,前述的区域200仅成为由带274和从动滑轮276围绕的区域。
另一方面,本实施方式中的区域200是通过合并由带294和从动滑轮296围绕的区域和由带274和从动滑轮276围绕的区域而得的区域。这样一来,如图5所示,在区域200中存在包括在由带294和从动滑轮296围绕的区域和由带274和从动滑轮276围绕的区域中的任一者中的区域201。惯性传感器4只要设置于与区域200重叠的位置处即可,但是优选设置于与区域201重叠的位置处。由此,尤其能够提高惯性传感器4的检测灵敏度。在图5中,对区域201标记斜线。
需要说明的是,在图5中,在连接穿过第二轴线AX2和第三轴线AX3两者的直线L时,区域201与直线L重叠,并且惯性传感器4与直线L重叠。从惯性传感器4的检测灵敏度的观点考虑,尤其优选这样的配置。
另外,支承部件210的形状只要能够支承布线209,则可以是任何的形状,但是在本实施方式中,呈穿过带274、294的内侧并延伸的柱状。另外,沿支承部件210支承布线209。
根据这样的构成,能够沿支承部件210引导布线209并抑制布线209揺动。其结果,能够适当地对布线209进行引绕,并降低布线209和带274、294接触的概率。
另外,在本实施方式涉及的机械臂20中,底部231具备隔着内部空间235而彼此相对的顶板236(第一基体)及底板237(第二基体)。内部空间235是供带274、294穿过的空间。另外,支承部件210的上端部211(一端部)固定于顶板236,而下端部212(另一端部)固定于底板237。
根据这样的构成,能够抑制支承部件210本身揺动。另外,由于支承部件210成为与底部231不同的个体,故而能够采用在架设了带274、294之后将支承部件210安装到底部231的这样的组装顺序。其结果,能够避免支承部件210在架设带274、294时成为妨碍。
另外,在本实施方式涉及的机械臂20中,顶板236(第一基体)具有在与第三轴线AX3平行的方向上贯通的贯通孔238(第一贯通孔),底板237(第二基体)具有在与第三轴线AX3平行的方向上贯通的贯通孔239(第二贯通孔)。另外,能够以穿过贯通孔238、内部空间235及贯通孔239的路径对布线209进行引绕。
根据这样的构成,能够不在顶板236、底板237中迂回地以更短的路径长度对布线209进行引绕。由此,能够谋得布线209的轻量化,另外,能够进一步地抑制由通过布线209传送的信号干扰造成的影响。
另外,本实施方式涉及的机械臂20具有将布线209捆于支承部件210的捆束带220(系留部件)。
由于使用捆束带220,能够容易地进行将布线209固定于支承部件210的作业。
另外,在本实施方式涉及的机械臂20中,支承部件210具有宽度局部变窄的宽度缩小部215。捆束带220(系留部件)将布线209捆于宽度缩小部215。
根据这样的构成,捆束带220变得难以从宽度缩小部215移动到其外侧。由此,能够抑制伴随捆束带220的意料之外的位置偏离的故障。
需要说明的是,机器人2不限定于上述的SCARA机器人,也可以是像垂直多关节机器人、直角坐标机器人这样的其他机器人。另外,垂直多关节机器人所具备的臂的数量无特别限定。
1.2.控制装置
机器人2的动作由控制装置3控制。如图1所示,控制装置3也可以配置于基座21的外部,但是也可以内置于基座21内。控制装置3根据预先存储的动作程序控制驱动部261、262、263、264的驱动。由此,控制装置3控制机械臂20的动作。
如以上所述,本实施方式涉及的机器人系统1具备机械臂20和控制机械臂20的动作的控制装置3。
根据这样的机器人系统1,即便是在机械臂20进行动作的情况下,也能够抑制与惯性传感器4连接的布线209揺动。由此,能够抑制在布线209中出现损伤。另外,也能够将布线209的路径长度抑制得较短。其结果,能够实现能够使机械臂20以高速度进行动作、并且即便是在该情况下也难以产生布线209损伤的机器人系统1。
2.第一变形例
接下来,对第一变形例涉及的机械臂进行说明。
图8为示出第一变形例涉及的机械臂20A的局部放大立体图。需要说明的是,在图8中,对于一部分部位图示了剖面。
以下对第一变形例进行说明,在以下的说明中,以与所述实施方式的不同点为中心进行说明,对于同样的事项省略其说明。需要说明的是,在图8中对与所述实施方式同样的构成标记同一附图标记。
在图8示出的机械臂20A中,与所述实施方式同样,底部231具备隔着内部空间235而彼此相对的顶板236(第一基体)和底板237(第二基体)。内部空间235是供带274、294穿过的空间。另外,支承部件210A的上端部211(一端部)固定于顶板236,而下端部212(另一端部)远离底板237。
根据这样的构成,由于间隙出现在支承部件210A的下端部212与底板237之间,故而能够借助该间隙进行使带274、294穿过并对所述带274、294进行架设的作业。因而,能够采用在将支承部件210A预先固定于底部231之后架设带274、294的这样的组装顺序。另一方面,因为支承部件210A也成了与底部231不同的个体,所以即便是在本第一变形例中,也与所述实施方式同样,也能够采用在架设了带274、294之后将支承部件210A安装于底部231的这样的组装顺序。
需要说明的是,支承部件210A只要其上端部211固定,就能够在抑制布线209揺动的同时支承布线209。
另外,在本第一变形例中,支承部件210A的上端部211固定于底部231,而下端部212远离底部231,相反地,也可以是下端部212固定于底部231,而上端部211远离底部231。
3.第二变形例
接下来,对第二变形例涉及的机械臂进行说明。
图9是示出第二变形例涉及的机械臂所具有的支承部件210B的局部放大立体图。
以下对第二变形例进行说明,在以下的说明中,以与所述实施方式的不同点为中心进行说明,对于同样的事项省略其说明。需要说明的是,在图9中对与所述实施方式同样的构成标记同一附图标记。
图9示出的支承部件210B呈其横剖面形状具有中空部208的形状。横剖面形状是指通过利用与支承部件210B的长边方向正交的面进行切断时而得的剖面形状。具体地,支承部件210B的横剖面形状如图9所示,呈包围圆形的中空部208的圆环状。另外,布线209的至少一部分能够以收束于中空部208的方式被引绕。
根据这样的构成,布线209的至少一部分收束于中空部208而不露出在外部。因而,尤其能够降低布线209接触到图8示出的带274、294、其他物体的概率。其结果,布线209变得尤其难以受损伤。
需要说明的是,对于具有中空部208的形状,除了上述的圆环状之外,还可以举出圆环的一部分间断的形状(C字状)、外形是多边角形的环状或该环的一部分间断的形状等。在是C字状、环的一部分间断的形状的情况下,能够从间断的局部将布线209插入到中空部208。因而,具有这样的横剖面的支承部件210B在易于进行布线209的引绕作业方面是有用的。
4.第三变形例
接下来,对第三变形例涉及的机械臂进行说明。
图10为示出第三变形例涉及的机械臂20C的局部放大剖视图。
以下对第三变形例进行说明,在以下的说明中,以与所述实施方式的不同点为中心进行说明,对于同样的事项省略其说明。需要说明的是,在图10中对与所述实施方式同样的构成标记同一附图标记。
在图10示出的机械臂20C中,与所述实施方式同样,布线209由支承部件210支承。另一方面,在机械臂20C中,布线209与末端执行器29电连接。
末端执行器29装配于轴24的前端部。因而,与所述实施方式同样,通过利用支承部件210支承布线209,能够在将布线209的路径长度抑制得较短的同时,抑制由通过布线209传送的信号干扰造成的影响。另外,通过利用支承部件210来支承布线209,能够抑制布线209揺动,并抑制布线209损伤。
需要说明的是,布线209也可以是捆扎多股线材而得的布线。在该情况下,能够将布线209与惯性传感器4和末端执行器29两者连接。另外,布线209也可以与末端执行器29以外的功能部连接。作为功能部,例如除了像相机这样的图像传感器、像深度传感器、测距传感器、力传感器这样的各种传感器之外,还可以举出投影图像的投影仪等。
如以上所述,第三变形例涉及的机械臂20C具备第二臂23(第一部件)和轴24(第二部件)。轴24沿位于第二臂23的前端部的第三轴线AX3平移或绕第三轴线AX3旋转。
另外,第二臂23具有底部231、产生驱动力的图5示出的驱动部263、264、关节部240、带274、294、布线209以及支承布线209的支承部件210。关节部240具有从动滑轮276、296,并向轴24传递驱动力。带274、294将驱动部263、264所产生的驱动力向从动滑轮276、296传递。布线209被引绕至从动滑轮276、296及带274、294围绕的区域200。另外,支承部件210设置于区域200,并支承布线209。
根据这样的构成,即便在布线209受到了离心力的情况下,也能够抑制布线209揺动。由此,能够降低布线209和带274、294接触的概率,并能够抑制布线209损伤。
另外,在将例如像末端执行器29这样的功能部装配于轴24的前端部的情况下,能够容易地将布线209与功能部连接。另外,即便在本第三变形例中,因为支承部件210配置于区域200,所以能够将布线209的路径长度抑制得较短。由此,能够谋得布线209的轻量化,另外,能够进一步地抑制由通过布线209传送的信号干扰造成的影响。
以上基于图示的实施方式对本发明的机械臂及机器人系统进行了说明,但是本发明的机械臂及机器人系统并不限定于所述实施方式,例如,可以是通过将所述实施方式的各部置换成具有的同样的功能的任意构成的各部而得的机械臂及机器人系统,也可以是通过在所述实施方式中附加了任意结构而得的机械臂及机器人系统,也可以是通过组合多个所述实施方式而得的机械臂及机器人系统。

Claims (10)

1.一种机械臂,其特征在于,具备:
第一部件;以及
第二部件,沿位于所述第一部件的轴线平移或绕所述轴线旋转,所述第一部件具有:
底部;
驱动部,产生驱动力;
关节部,具有从动滑轮,并向所述第二部件传递所述驱动力;
带,将所述驱动部所产生的所述驱动力向所述从动滑轮传递;
传感器,当沿所述轴线俯视观察时,设置于与由所述从动滑轮及所述带围绕的区域重叠的位置处,并检测振动;
布线,被引绕至所述区域,并与所述传感器连接;以及
支承部件,设置于所述区域,并支承所述布线。
2.根据权利要求1所述的机械臂,其特征在于,
所述支承部件呈穿过所述带的内侧并延伸的柱状,
所述布线沿所述支承部件被支承。
3.根据权利要求2所述的机械臂,其特征在于,
所述底部具备隔着供所述带穿过的内部空间而彼此相对的第一基体及第二基体,
所述支承部件的一端部固定于所述第一基体,而另一端部固定于所述第二基体。
4.根据权利要求2所述的机械臂,其特征在于,
所述底部具备隔着供所述带穿过的内部空间而彼此相对的第一基体及第二基体,
所述支承部件的一端部固定于所述第一基体,而另一端部远离所述第二基体。
5.根据权利要求3或4所述的机械臂,其特征在于,
所述第一基体具有在与所述轴线平行的方向上贯通的第一贯通孔,
所述第二基体具有在与所述轴线平行的方向上贯通的第二贯通孔,
以穿过所述第一贯通孔、所述内部空间及所述第二贯通孔的路径对所述布线进行引绕。
6.根据权利要求2至4中任一项所述的机械臂,其特征在于,
所述支承部件呈横剖面形状具有中空部的形状,
所述布线的至少一部分收束于所述中空部。
7.根据权利要求2至4中任一项所述的机械臂,其特征在于,
所述机械臂具有系留部件,所述系留部件将所述布线捆于所述支承部件。
8.根据权利要求7所述的机械臂,其特征在于,
所述支承部件具有宽度局部变窄的宽度缩小部,
所述系留部件将所述布线捆于所述宽度缩小部。
9.一种机械臂,其特征在于,具备:
第一部件;以及
第二部件,沿位于所述第一部件的轴线平移或绕所述轴线旋转;
所述第一部件具有:
底部;
驱动部,产生驱动力;
关节部,具有从动滑轮,并向所述第二部件传递所述驱动力;
带,将所述驱动部所产生的所述驱动力向所述从动滑轮传递;
布线,被引绕至由所述从动滑轮及所述带围绕的区域;以及
支承部件,设置于所述区域,并支承所述布线。
10.一种机器人系统,其特征在于,具备:
权利要求1至9中任一项所述的机械臂;以及
控制装置,控制所述机械臂的动作。
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