CN1194604A - 工业用机械手的手腕机构 - Google Patents

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Abstract

本发明具有:设置于臂1内部的弯曲驱动轴2的端部外周上所设有的花键齿2A,设于第1伞齿轮21的内周上与花键齿2A相啮合的花键槽2B,设于旋转驱动轴3的端部外周上的花键齿3A,一端的内周上设有与花键齿3A啮合的花键槽3B而另一端的外周上固定有第2伞齿轮31的中空圆筒状中间轴30,将中间轴30的一端支承于第1伞齿轮21的内部的轴承301,以及将中间轴30的另一端支承于固定齿轮箱11上的轴承24。

Description

工业用机械手的手腕机构
技术领域
本发明属于设在工业用机械手的臂的端部等处进行弯曲及旋转两轴动作的手腕机构。
背景技术
以往的工业用机械手例如如图2所示，第1臂B的一端支承于基础A上而能够转动，第1臂B的另一端支承着第2臂C的一端而使后者能够转动，上述第2臂C的另一端上设有手腕机构D，该手腕机构能够以与第2臂C的长度方向上的轴线垂直的轴线为轴进行转动以完成弯曲动作，同时还能够进行以长度方向的轴线为轴的旋转动作。在手腕机构D上可安装夹持装置和加工装置等终端装置E而以各种姿态进行作业。
设置在这种工业用机械手的臂的端部上进行弯曲及旋转两轴动作的手腕机构D，例如如图3所示那样构成的形态已经公开(例如，日本特开昭63-185595号公报)。
即，1是中空圆筒状的臂，11是设置于臂1的端部的固定齿轮箱，2是以轴承12支承于臂1内部的中空圆筒状的弯曲驱动轴，其端部设有花键齿2A。21是内周设有与弯曲驱动轴2的花键齿2A啮合的花键槽2B的第1伞齿轮，由该第1伞齿轮21与固定齿轮箱11之间设置的轴承22加以支承，轴承22靠轴承压盖22a及螺母22b分别固定在臂1及第1伞齿轮21上。
3是由轴承23支承于弯曲驱动轴2内部的旋转驱动轴，其端部设有花键齿3A。31是设有与旋转驱动轴3的花键齿3A相啮合的花键槽的第2伞齿轮，在与固定齿轮箱11之间靠轴承24予以支承，该轴承24由轴承压盖32和螺母33固定。
4是将固定部41固定于固定齿轮箱11上的弯曲驱动减速机，其输入轴42及输出件43以与弯曲驱动轴2的轴向垂直的直线为轴同轴旋转。输入轴42上固定有与第1伞齿轮21相啮合的第3伞齿轮44，输出件43上固定有活动齿轮箱45。
5是与弯曲减速机4的输出件43同轴旋转并与第2伞齿轮31啮合的第1中间伞齿轮，同轴地固定有直齿轮51，通过固定在臂1上的轴承套13而由轴承14支承。15是将活动齿轮箱45能进行弯曲动作地支承在轴承套13上的轴承。6是以轴承46支承于活动齿轮箱45上而与第1中间伞齿轮平行的第2中间伞齿轮，固定有与直齿轮51相啮合的直齿轮61。7是旋转减速机，使其输入轴71与旋转驱动轴3同心地将固定部72固定在活动齿轮箱45上。输入轴71上固定有与第2伞齿轮6相啮合的第4伞齿轮73，输出件74上固定有终端装置8。
但在上述现有技术中，第2伞齿轮31是靠轴承24以悬臂结构支承在固定齿轮箱11中，并且旋转驱动轴31与第2伞齿轮31是通过旋转驱动轴3的花键齿3A与伞齿轮31的花键槽3B相啮合，从旋转驱动轴3向第2伞齿轮31传递转矩，因此，旋转驱动轴3与第2伞齿轮31之间存在着径向间隙。
因而，存在着第2伞齿轮31的支承部分的刚性降低，产生振动和噪音，传递效率降低等问题。
另外，当以悬臂结构将第2伞齿轮31支承于固定齿轮箱11中时，若要防止刚性降低则需要使用套管和螺母等较多的轴承固定件，故存在着难以降低成本的问题。
另外，由于是以轴承23将旋转驱动轴3支承于弯曲驱动轴2的内部，故需要通过轴承12将弯曲驱动轴2支承于臂1的内部以提高弯曲驱动轴2的刚性，存在着轴承数量增多的问题。
另外，第1伞齿轮21是靠轴承22支承，该轴承22是通过轴承压盖22a及螺母22B分别固定于臂1及第1伞齿轮21上，故存在着属于悬臂结构且零件数量多的问题。
发明的公开
本发明的目的是提供可降低振动和噪声并能够减少组装工时和零件数量的工业用机械手的手腕机构。
为达到上述目的，本发明的工业用机械手的手腕机构是在具有中空圆筒状的臂、设置于上述臂的端部的固定齿轮箱、设置于上述臂的内部且以轴承支承在固定齿轮箱中的中空圆筒状的弯曲驱动轴、设在上述弯曲驱动轴端部附近的花键齿、内部设有与上述花键齿相啮合的花键槽的第1伞齿轮、设置在上述弯曲驱动轴内部的旋转驱动轴、受上述旋转驱动轴驱动且配置于上述固定齿轮箱中的第2伞齿轮、将固定部固定在上述固定齿轮箱上并设置以与上述弯曲驱动轴的轴向垂直的直线为轴进行旋转的输入轴及输出件的弯曲驱动减速机、固定于上述弯曲驱动减速机的输入轴上且与上述第1伞齿轮啮合的第3伞齿轮、通过固定于上述臂上的轴承套由轴承进行支承从而与上述弯曲驱动减速机同轴旋转且与上述第2伞齿轮啮合的第1中间伞齿轮、固定于上述弯曲驱动减速机的输出件上并可进行弯曲动作地支承在上述轴承套上的活动齿轮箱、与上述第1中间伞齿轮平行地通过轴承支承于上述活动齿轮箱上且通过转矩传递机构与上述第1中间伞齿轮相结合的第2中间伞齿轮、固定于上述活动齿轮箱上的旋转减速机、以及固定于上述旋转减速机的输入轴上并与上述第2中间伞齿轮啮合的第4伞齿轮的工业用机械手的手腕机构中，设置有设在上述旋转驱动轴端部外周上的花键齿、其一端的内周上设有与上述旋转驱动轴的花键齿相啮合的花键槽且另一端的外周上固定有上述第2伞齿轮的中空圆筒状中间轴、将上述中间轴的一端支承于上述第1伞齿轮内部的轴承、以及将上述中间轴的另一端支承于固定齿轮箱上的轴承。
另外，上述第1伞齿轮是通过上述中间轴与将上述中间轴的另一端支承于上述第1伞齿轮内部的轴承由双支承构造进行支承，该双支承构造是由支承上述中间轴的另一端的轴承和将上述第1伞齿轮的外周支承于上述齿轮箱上的轴承形成。
另外，上述固定齿轮箱与上述臂是整体形成的。
另外，上述旋转驱动减速机与上述旋转驱动轴是偏置的。
附图的简单说明
图1是本发明之实施例的主剖视图。
图2是工业用机械手的侧视图。
图3是现有技术的主剖视图。
下面就图示实施例对本发明进行说明。发明实施的最佳形式
图1是展示本发明之实施例的手腕机构的主剖视图。而工业用机械手的总体构成与在现有技术例中所说明的图2的构成大致相同。
图中，1是中空圆筒状臂，11是设置于臂1端部的固定齿轮箱，2是设在臂1内部的中空圆筒状弯曲驱动轴，在其端部附近的外周上设有花键齿2A。21是内周设有与弯曲驱动轴2的花键齿2A相啮合的花键槽2B的第1伞齿轮，由设在该第1伞齿轮21与固定齿轮箱11之间的轴承22支承。3是设在弯曲驱动轴2内部的旋转驱动轴，在其端部附近的外周上设有花键齿3A。
30是中空圆筒状的中间轴，在其内周上设有与花键齿3A相啮合的花键槽3B，中间轴30的一端由设在该中间轴30与第1伞齿轮21之间的轴承301支承，另一端由设在该中间轴30与固定齿轮箱11之间的轴承24支承，通过螺母25将轴承24的间隙调整在不使其产生振动的程度而加以固定。31是固定在中间轴30的另一端上的第2伞齿轮。
因此，固定于中间轴30上的第2伞齿轮31是由轴承301与轴承24以双支承结构进行支承的。
另外，对于轴承22、301和24来说，由于通过螺母25推压轴承24受到加压而成为高刚性的支承结构，因此，第1伞齿轮21实质上是由轴承22与轴承24支承而获得与双支承结构相同的效果。
4是将固定部41固定于固定齿轮箱11上的弯曲驱动减速机，使其输入轴42和输出件43以与弯曲驱动轴2的轴向相垂直的直线为轴同轴旋转。在输入轴42上固定有与第1伞齿轮21相啮合的第3伞齿轮44，输出件43上固定有活动齿轮箱45。
以下所述构成与图2所示现有技术例相同，5是与弯曲减速机4的输出件43同轴旋转、并与第2伞齿轮31相啮合的第1中间伞齿轮，同轴地固定有直齿轮51，通过固定于臂1上的轴承套13而由轴承14支承。15是将活动齿轮箱45能进行弯曲动作地支承在轴承套13上的轴承。
6是与第1中间伞齿轮平行地由轴承46支承在活动齿轮箱45上的第2中间伞齿轮，固定有与直齿轮51相啮合的直齿轮61。
7是旋转减速机，输入轴71与旋转驱动轴3同心地将固定部72固定在活动齿轮箱45上。输入轴71上固定有与第2中间伞齿轮6相啮合的第4伞齿轮73，输出件74上固定有终端装置8。
如上所述，本发明具有这样的构成，即弯曲驱动轴2与第1伞齿轮21通过花键机构相结合，旋转驱动轴3与第2伞齿轮31是通过中间轴30相结合，该中间轴30靠花键机构与旋转驱动轴3相结合。
因此，第2伞齿轮31是通过中间轴30由轴承24与轴承301以双支承结构进行支承，而且是与花键机构的结合部分的间隙不相关地得到支承的，因此，第2伞齿轮31的支承结构的刚性可以做得极高，不必为抑制振动而使用较多的轴承，可减少与轴承相关的零件数量。
另外，由于第1伞齿轮21实质上是由轴承22与轴承24支承而得到与双支承结构相同的效果，因此，同样地，第1伞齿轮21的支承结构的刚性可以做得极高，不必为抑制振动而使用较多的轴承，可减少与轴承相关的零件数量。
在上述实施例中，就臂1与固定齿轮箱11是作为单独的零件而构成的例子进行了说明，但由于旋转驱动轴3通过花键机构与被轴承301支承于第1伞齿轮21内部的中间轴30相结合，从而弯曲驱动轴2不必直接支承旋转驱动轴3，故可以去掉臂1与弯曲驱动轴2之间的轴承。因此，第1伞齿轮21和第2伞齿轮31可以只从固定齿轮箱11的端部进行组装，可以将齿轮箱11与臂1整体地形成，而且还能够减少零件数量。
另外，上述实施例是就旋转驱动减速机7的输入轴71与旋转驱动轴3为同轴的例子进行的说明，但是，旋转驱动减速机7的输入轴71与旋转驱动轴3也可以不同轴，而作成偏置状态。
如上所述，按照本发明，处于自弯曲驱动轴向弯曲驱动减速机传递转矩的机构的中间环节的第1伞齿轮、以及处于自旋转驱动轴向旋转驱动减速机传递转矩的机构的中间环节的第2伞齿轮是通过中间轴由两个轴承以双支承结构进行支承，且是与花键机构之结合部分的间隙不相关地得到支承，从而能够使第1伞齿轮及第2伞齿轮的支承结构的刚性极大地提高，因此，其效果是能够提供降低振动与噪声而且可以减少组装工时及零件数量的工业用机械手的手腕机构。
工业上的可利用性。
本发明对于工业用机械手、特别是多关节机械手的手腕部分的机械具有实用性。

Claims (4)

1.一种工业用机械手的手腕机构，具有：
中空圆筒状的臂，
设置于上述臂的端部的固定齿轮箱，
设置于上述臂的内部且通过轴承支承在上述固定齿轮箱中的中空圆筒状的弯曲驱动轴，
设在上述弯曲驱动轴端部附近的花键齿，
内部设有与上述花键齿相啮合的花键槽的第1伞齿轮，
设置在上述弯曲驱动轴内部的旋转驱动轴，
受上述旋转驱动轴驱动且配置于上述固定齿轮箱中的第2伞齿轮，
将固定部固定在上述固定齿轮箱上并设置以与上述弯曲驱动轴的轴向垂直的直线为轴进行旋转的输入轴及输出件的弯曲驱动减速机，
固定于上述弯曲驱动减速机的输入轴上且与上述第1伞齿轮啮合的第3伞齿轮，
通过固定于上述臂上的轴承套由轴承进行支承从而与上述弯曲驱动减速机同轴旋转且与上述第2伞齿轮啮合的第1中间伞齿轮。
固定于上述弯曲驱动减速机的输出件上并可进行弯曲动作地支承在上述轴承套上的活动齿轮箱，
与上述第1中间伞齿轮平行地经轴承支承于上述活动齿轮箱上且通过转矩传递机构与上述第1中间伞齿轮相结合的第2中间伞齿轮，
固定于上述活动齿轮箱上的旋转减速机，
固定于上述旋转减速机的输入轴上并与上述第2中间伞齿轮啮合的第4伞齿轮；
其特征是具有：
设在上述旋转驱动轴端部外周上的花键齿，
其一端的内周上设有与上述旋转驱动轴的花键齿相啮合的花键槽且另一端的外周上固定有上述第2伞齿轮的中空圆筒状中间轴，
将上述中间轴的一端支承于上述第1伞齿轮的内部的轴承，
将上述中间轴的另一端支承于固定齿轮箱上的轴承。
2.如权利要求1的工业用机械手的手腕机构，其特征是：上述第1伞齿轮通过上述中间轴与将上述中间轴的另一端支承于上述第1伞齿轮内部的轴承由双支承构造进行支承，该双支承构造是由支承上述中间轴的另一端的轴承和将上述第1伞齿轮的外周支承于上述固定齿轮箱上的轴承形成。
3.如权利要求1或2所述的工业用机械手的手腕机构，其特征是上述固定齿轮箱与上述臂是整体形成的。
4.如权利要求1至3中的任一项所述的工业用机械手的手腕机构，其特征是上述旋转驱动减速机与上述旋转驱动轴是偏置的。
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