CN116635196A

CN116635196A - 机器人

Info

Publication number: CN116635196A
Application number: CN202180084179.1A
Authority: CN
Inventors: 元岡步
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2020-12-21
Filing date: 2021-12-16
Publication date: 2023-08-22
Also published as: DE112021005039T5; JP7453420B2; WO2022138445A1; TW202224885A; JPWO2022138445A1; US20240009868A1

Abstract

一种机器人(1)，具备：臂(4)；轴(5)，其以能够沿规定的轴线(C)方向移动的方式支撑在臂(4)的前端；输电单元(7)，其固定于臂(4)且与电源(100)连接；以及受电单元(8)和电池(9)，其固定于轴(5)，在轴(5)配置于轴线(C)方向的规定位置的状态下，受电单元(8)靠近输电单元(7)，并以无线方式接收从输电单元(7)传输的电力，电池(9)对由受电单元(8)接收的电力进行蓄电，并用作安装于轴(5)的设备(6)的动力源。

Description

机器人

技术领域

本公开涉及一种机器人。

背景技术

已知一种SCARA机器人，其具备以能够沿竖直方向移动的方式支撑在臂的轴、以及以非接触的方式向安装于轴的下端的工具供电的供电装置(例如，参考非专利文献1。)。在该SCARA机器人中，供电装置安装于轴的上端，当相对于臂使轴升降时，供电装置整体随轴一同升降。

现有技术文献

非专利文献

非专利文献1:“采用于SCARA机器人！解决一圈圈旋转的机器人操作部的断线！”，[online]，[2020年11月30日搜索)，网址＜URL:https://www.b-plus-kk.jp/blog/2017/11/13/254>

发明内容

发明要解决的问题

使供电装置整体随轴一同升降时，由于将电源连接至供电装置的电缆随着轴的升降动作反复变形，因此电缆的耐久性下降。

因此，希望能够防止由轴相对于臂的升降动作引起的电缆的变形，并能够持久地为安装于轴上的工具供电。

用于解决问题的方案

本公开的一方面为一种机器人，具备：臂；轴，其以能够沿规定的轴线方向移动的方式支撑在该臂的前端；输电单元，其固定于所述臂且与电源连接；以及受电单元和电池，其固定于所述轴，在所述轴配置于所述轴线方向的规定位置的状态下，所述受电单元靠近所述输电单元，并以无线方式接收从该输电单元传输的电力，所述电池对由所述受电单元接收的所述电力进行蓄电，并用作安装于所述轴的设备的动力源。

附图说明

图1为示出本公开的一种实施方式的机器人的整体结构图。

图2为示出图1的机器人的内部结构的剖视图。

图3为安装于图1的机器人上的工具的放大图。

图4为在图1的机器人中，轴被配置于与图2的位置不同的位置时的剖视图。

图5为图1的机器人及工具的框图。

具体实施方式

以下参考附图说明本公开的一种实施方式的机器人1。

本实施方式的机器人1例如可以是如图1所示的水平多关节型机器人。机器人1具备设置于水平的地面上的基座2、以及以能够围绕沿竖直方向延伸的第一轴线(第一竖直轴线)A旋转的方式支撑在基座2的第一臂3。机器人1具备第二臂(臂)4和轴5，第二臂4以能够围绕与第一轴线A平行的第二轴线(第二竖直轴线)B旋转的方式支撑在第一臂3，轴5以能够沿与第一轴线A平行的第三轴线(轴线)C升降的方式支撑在第二臂4。

另外，机器人1具备安装于第二臂4的输电单元7、固定于安装在轴5的前端的工具(设备)6上的受电单元8、以及电池9。受电单元8和电池9由于固定在工具6上，从而经由工具6间接固定于轴5。

如图2所示，机器人1利用连接于基座2的电缆10与控制装置101连接，控制装置101与电源100连接。另外，基座2与第二臂4之间连接有管道11，管道11内收纳有从基座2向第二臂4布线的电缆12。

关于电缆12，图2中仅示出了与后述输电单元7连接的电缆12。电缆10和电缆12分别传输来自控制装置101的电力、控制信号等。

另外，在基座2上具备通过无线通信对控制信号进行收发的第一收发装置22。第一收发装置22可以配置在控制装置101，也可以配置在第二臂4等其他位置上。

轴5是沿竖直方向贯穿第二臂4的前端部的滚珠丝杠花键轴。轴5利用配置于第二臂4内的滚珠丝杆螺母41，以能够沿第三轴线C升降的方式被支撑，同时利用配置于第二臂4内的滚珠花键螺母42，以能够围绕第三轴线C旋转的方式被支撑。滚珠丝杆螺母41和滚珠花键螺母42以能够围绕第三轴线C旋转的方式被支撑，分别由未图示的马达驱动旋转。

如图3所示，工具6例如是进行把持工件W等作业的手。工具6具备固定于轴5的下端的手基座61、支撑在手基座61的一对手指部62、以及驱动手指部62使其开关的伺服马达63。另外，如图2和图5所示，在工具6设置有工具控制装置64和第二收发装置65，工具控制装置64控制工具6，第二收发装置65与第一收发装置22之间以无线方式收发控制信号。

电池9与受电单元8和工具控制装置64连接。

在第二臂4的下表面固定有输电单元，连接有经由管道11导入第二臂4内的电缆12。

受电单元8固定于手基座61的上表面。如图2所示，在轴5配置于竖直方向的动作范围的最上面，并且，在围绕第三轴线C配置成规定角度的状态(充电位置)下，受电单元8配置在沿竖直方向隔开规定的间隔与输电单元7对置的位置上。

并且，在输电单元7和受电单元8对置的状态下，由电缆12传输的电力以非接触方式从输电单元7传输至受电单元8，并充电至电池9。工具控制装置64利用从第一收发装置22以无线方式发送的控制信号来控制伺服马达63以使工具6工作。

接下来对如此构成的本实施方式的机器人1的作用进行说明。

当利用本实施方式的机器人1使用工具6来进行作业时，使轴5工作，并如图2所示，通过相对于第二臂4将工具6配置于充电位置，从而使受电单元8与输电单元7对置。在此状态下，电力以非接触方式从输电单元7传输至受电单元8，由受电单元8接收的电力充电至电池9。

在电池9被适当充电的状态下，通过使滚珠丝杆螺母41和滚珠花键螺母42工作，从而使轴5升降且围绕第三轴线C旋转，将工具6配置到所需的位置。

例如，如图4所示，在输电单元7和受电单元8分离的状态下，来自输电单元7的电力供应中断，工具6使用充电至电池9的电力被工具6所具备的工具控制装置64控制。

具体而言，如图5所示，第二收发装置65接收从第一收发装置22以无线方式发送的控制信号。另外，工具控制装置64由电池9供应电力，同时被输入来自第二收发装置65的控制信号。然后，工具控制装置64根据输入的控制信号向伺服马达63提供电力。

由此，机器人1能够驱动配置于充电位置以外的位置的工具6进行所需的作业。

在这种情况下，根据本实施方式的机器人1，第二臂4与轴5没有利用可动电缆连接。因此，轴5能够相对于第二臂4进行升降动作和围绕第三轴线C的旋转动作，而不受可动电缆的限制。因此，能够确保轴5的动作范围较宽。

另外，由于在第二臂4固定有输电单元7，因此，即使轴5相对于第二臂4发生位移，连接于输电单元7的电缆12也能够维持静止在第二臂4上的状态。因此，能够防止电缆12伴随轴5的动作反复变形，从而提高机器人1的耐久性。

另外，根据本实施方式的机器人1，为了对设置于工具6的电池9充电，只需要使轴5相对于第二臂4动作即可。即，无需为了充电而使第一臂3和第二臂4动作，因此，能够将用于充电的工具6的移动距离抑制到最小限度。从而能够将充电动作所需的时间抑制到最小限度，同时能够将工具6与周围物体之间由于充电动作发生干扰的可能性抑制得较低。

通过将充电动作所需的时间抑制到最小限度，不仅能够在工具6的作业的间隙的待机时间进行充电，还可以在作业中频繁地将工具6移动至充电位置进行充电。因此，具有能够将电池9的容量抑制得较小而实现轻量化的优点。

此外，在本实施方式中，虽然输电单元7固定于第二臂4，但取而代之，输电单元7也能够以可装卸的方式安装至第二臂4。

例如，可以在第二臂4的下表面设置未图示的螺纹孔(安装部)，该螺纹孔紧固用于以可装卸的方式安装输电单元7的螺栓。由此，即使在输电单元7发生故障的情况下，也能够只将输电单元7从第二臂4拆卸下来进行保养，能够提高维护性。

另外，通过在多处设置用于安装输电单元7的螺纹孔，能够将输电单元7安装在与配置于工具6的受电单元8的位置对准的适当位置上。

另外，在本实施方式中，虽然输电单元7和受电单元8各设置有一个，但取而代之，也可以是输电单元7和受电单元8中的至少一方设置有多个。

由此，在对电池9进行充电时，可以在多处设置配置工具6的充电位置。因此，能够根据即将对电池9进行充电之前的轴5的位置来选择轴5的移动量最小的充电位置，从而进一步提高充电动作的效率。

另外，在本实施方式中，在工具6设置有受电单元8和电池9，但也可以与工具6分开地固定在轴5上。

另外，在本实施方式中，将输电单元7固定于第二臂4的下表面，将受电单元8固定于工具6的上表面，在充电位置上输电单元7与受电单元8沿竖直方向对置配置。取而代之，也可以将输电单元7固定于第二臂4的上表面，在充电位置使受电单元8与输电单元7的上方对置。或者，也可以是在充电位置上输电单元7与受电单元8配置于围绕第三轴线C沿径方向对置的位置。

由此，能够将输电单元7、受电单元8配置于不易与周围设备发生干扰的位置。

另外，在本实施方式中，也可以在第一臂3和第二臂4的移动过程中对电池9进行充电。

例如，为了从作业中的工序切换至下一道工序，使第一臂3和第二臂4分别围绕第一轴线A和第二轴线B旋转，相对于姿态变化大的中途的第二臂4，将工具6配置在规定的充电位置即可。

由此，能够有效利用工序切换所需的时间对电池9进行充电，能够提高机器人1的作业效率。

另外，在本实施方式中，作为机器人1例示了水平多关节型机器人，但不限于此，只要是能够支撑工具6沿规定的轴线方向移动的机器人，可以应用于任意形式的机器人。

另外，在本实施方式中，作为工具6例示了手，但不限于此，也可以是机械加工工具、涂装工具、清洁工具等任意工具。

另外，在本实施方式中，作为工具6的电动致动器例示了伺服马达63，但不限于此，也可以是电磁阀或电磁铁等任意以电力为动力的致动器。

附图标记说明：

1 机器人

3 第一臂

4第二臂(臂)

5轴

6工具(设备)

7 输电单元

8 受电单元

9 电池

100 电源

A第一轴线(第一竖直轴线)

B第二轴线(第二竖直轴线)

C第三轴线(轴线)

Claims

1.一种机器人，其特征在于，具备：

臂；

轴，其以能够沿规定的轴线方向移动的方式支撑在该臂的前端；

输电单元，其固定于所述臂且与电源连接；以及，

受电单元和电池，其固定于所述轴，

在所述轴配置于所述轴线方向的规定位置的状态下，所述受电单元靠近所述输电单元，并以无线方式接收从该输电单元传输的电力，

所述电池对由所述受电单元接收的所述电力进行蓄电，并用作安装于所述轴的设备的动力源。

2.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，

所述机器人具备以能够围绕第一竖直轴线旋转的方式被支撑的第一臂，

所述臂以能够围绕与所述第一竖直轴线平行的第二竖直轴线旋转的方式支撑在所述第一臂的前端。

3.根据权利要求1或2所述的机器人，其特征在于，

所述轴以能够围绕所述轴线旋转的方式支撑在所述臂，

在所述轴配置在围绕所述轴线的规定角度以及所述轴线方向的规定位置的状态下，所述受电单元靠近所述输电单元，并接收从该输电单元传输的所述电力。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的机器人，其特征在于，

在所述臂的外表面设有多个安装部，该多个安装部用于以可装卸的方式安装所述输电单元。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的机器人，其特征在于，

所述输电单元和所述受电单元中的至少一方设置有多个。