CN202862226U - 臂外罩以及水平多关节机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种水平多关节机器人，该水平多关节机器人具有：驱动部，该驱动部搭载于臂基体且与输出轴连结，并且接收用于驱动输出轴的信号来驱动输出轴；以及臂外罩，该臂外罩为成型件，形成为倒碗状，安装于臂基体，并且具有供输出轴插入的外罩插入部，对输出轴中的至少与驱动部连结的部分和驱动部进行覆盖，外罩插入部由向臂外罩的外侧延伸设置的外侧套筒、和向臂外罩的内侧延伸设置的内侧套筒构成，外侧套筒和内侧套筒为尖细形状。

Description

臂外罩以及水平多关节机器人

技术领域

本实用新型涉及具备支承于臂的工作轴的水平多关节机器人的臂外罩以及具备该臂外罩的水平多关节机器人，特别是涉及覆盖用于驱动工作轴的驱动部和该工作轴的臂外罩、以及具备该臂外罩的水平多关节机器人。 

背景技术

一直以来，如专利文献1所记载，众所周知有支承于臂的工作轴以绕该工作轴旋转和沿着该工作轴的轴向移动的方式被驱动的水平多关节机器人。图4是示出此类水平多关节机器人的整体结构的一例的侧视图，图5是示出该水平多关节机器人所具有的第二臂的截面结构的一例的侧截面图。 

如图4所示，在固定于地面等设置面的基台50的上端部，以能够旋转的方式连结有第一臂51的基端部，另一方面，在该第一臂51的末端部，以能够旋转的方式连结有第二臂52的基端部。第一臂51的基端部与固定在基台50内的第一马达M1的驱动轴连结，第一马达M1被驱动，从而相对于基台50进行旋转。第二臂52的基端部经由固定在第二臂52内的第二马达M2的驱动轴而与第一臂51连结，第二马达M2被驱动，从而相对于第一臂51进行旋转。在第二臂52的末端部，沿着上下方向延伸的空心的工作轴53被支承为能够进行绕该工作轴53的旋转和沿着该工作轴53的轴向的升降。工作轴53是水平多关节机器人用于进行规定操作的轴，在该工作轴53的下端连结有未图示的末端执行器。 

如图5所示，在上述工作轴53，固定在第二臂52内的旋转马达M3的驱动轴经由同步带54和滚珠花键螺母55而连结。此外，在工作轴53，同样固定在第二臂52内的升降马达M4的输出轴经由同步带56和滚珠丝杠螺母57而连结。进而，与工作轴53连结的末端执行器因旋转马达M3被驱动而绕工作轴53旋转，并且因升降马达M4被驱动而沿着工作 轴53的轴向升降。如此，在水平多关节机器人中，利用上述第一臂51的旋转、第二臂52的旋转、工作轴53的旋转以及升降、以及末端执行器的驱动，执行针对对象物的搬运处理、加工处理。 

专利文献1：日本特开2010-142904号公报 

然而，在上述工作轴53与各个螺母55、57之间的滑动接触部位，为了抑制工作轴53的磨损，并且为了使该工作轴53的旋转、升降顺利，通常涂敷有润滑剂。于是，在配置工作轴53、各个螺母55、57的第二臂52的基体52a，为了抑制因从工作轴53飞散的润滑剂53a而污染外部的情况，安装有覆盖上述部件的臂外罩58。 

另一方面，在被基体52a和臂外罩58包围的收纳空间S中，除了用于驱动工作轴53的各个螺母55、57、各个马达M3、M4之外，一般来说，还收纳有用于检测各个马达M3、M4的旋转位置的旋转位置传感器。并且，在针对水平多关节机器人的动作位置的高精度化、动作速度的高速化正在发展的近几年中，还存在上述收纳空间S进一步收纳有用于对第二臂52进行减振的角速度传感器的情况。因此，在第二臂52所具有的上述收纳空间S中，与上述多个传感器一同收纳用于对上述多个传感器的各个进行驱动的驱动电路基板59的情况也不少。 

然而，由于上述收纳空间S原本是以从工作轴53飞散的润滑剂的污染停留在收纳空间S内为目的的封闭空间，因此，收纳于该收纳空间S的各种传感器、各种传感器的驱动电路基板59自然而然地因润滑剂而继续被污染。其结果是，担心在上述各种传感器的检测部位、驱动电路基板59的安装部件中，基于润滑剂污染的腐蚀加速。此外，此类基于润滑剂污染的不良情况不局限于各种传感器、驱动电路基板59自身，还大量存在于连接驱动电路基板59和机器人控制器60的配线L、连接各个马达M3、M4和机器人控制器60的配线L。 

发明内容

本实用新型是为了解决上述问题而完成的，其目的在于提供一种臂外罩以及具备该臂外罩的水平多关节机器人，上述臂外罩能够抑制在由臂基体和臂外罩包围的收纳空间内从工作轴飞散的润滑剂的污染。 

本实用新型的特征在于，具备工作轴、支承上述工作轴的臂基体、驱动上述工作轴的驱动部、以及安装于上述臂基体的作为成型件的臂外罩，在上述臂外罩设置有供上述工作轴插入的外罩插入部，上述臂外罩对上述工作轴中的至少与上述驱动部连结的部分以及上述驱动部进行覆盖，上述外罩插入部包含向上述臂外罩的外表面侧延伸设置的外侧套筒、以及向上述臂外罩的内表面侧延伸设置的内侧套筒，上述外侧套筒以及上述内侧套筒为尖细形状。 

根据本实用新型，支承于臂基体的工作轴中的至少与驱动部连结的部分被臂基体和作为成型件的臂外罩包围。进而，臂外罩中的供工作轴插入的外罩插入部包含外侧套筒和内侧套筒，上述外侧套筒和内侧套筒均具有尖细形状。根据此类结构，则从工作轴飞散的润滑油的污染在臂外罩的外侧由外侧套筒进行抑制，并且在臂外罩的内侧由内侧套筒进行抑制。 

并且，在对此类成型件的臂外罩进行成型时，优选为使该成型中所使用的模具的数量少，优选利用两种模具、即用于对臂外罩的外表面进行成型的模具、和用于对臂外罩的内表面进行成型的模具来对臂外罩进行成型。在这一点，根据本实用新型，由于外侧套筒和内侧套筒均为尖细形状，因此，在对臂外罩进行成型时，容易在臂外罩的外表面和臂外罩的内表面脱模。进而，容易制造能够抑制从工作轴飞散的润滑剂的污染的臂外罩。 

本实用新型的特征在于，上述水平多关节机器人具备工作轴、支承上述工作轴的臂基体、驱动上述工作轴的驱动部、以及覆盖上述臂基体以及上述驱动部的至少一部分的作为成型件的臂外罩，在上述臂外罩设置有供上述工作轴插入的外罩插入部，上述臂外罩对上述工作轴中的至少与上述驱动部连结的部分进行覆盖，上述外罩插入部包含向上述臂外罩的外表面侧延伸设置的外侧套筒、以及向上述臂外罩的内表面侧延伸设置的内侧套筒，上述外侧套筒包含从上述臂外罩的外表面侧朝向末端而外径变小的形状、或者局部外径相同的形状，上述内侧套筒包含从上述臂外罩的内表面侧朝向末端而外径变小的形状、或者局部外径相同的形状。 

根据本实用新型，支承于臂基体的工作轴中的至少与驱动部连结的 部分被臂基体和作为成型件的臂外罩包围。进而，臂外罩中的供工作轴插入的外罩插入部包含外侧套筒和内侧套筒。根据此类结构，从工作轴飞散的润滑油的污染在臂外罩的外侧由外侧套筒进行抑制，并且在臂外罩的内侧由内侧套筒进行抑制。 

并且，在此类成型件的臂外罩进行成型时，优选为使该成型中所使用的模具的数量少，优选利用两种模具、即用于形成臂外罩的外表面的模具、和用于形成臂外罩的内表面的模具对臂外罩进行成型。在这一点，根据本实用新型，外侧套筒包含从臂外罩的外表面侧朝向末端而外径变小的形状、或者局部外径相同的形状，内侧套筒包含从臂外罩的内表面侧朝向末端而外径变小的形状、或者局部外径相同的形状。因此，在对臂外罩进行成型时，容易在臂外罩的外表面和臂外罩的内表面脱模。进而，容易制造能够抑制从工作轴飞散的润滑剂的污染的臂外罩。 

本实用新型的特征在于，上述臂外罩的内表面具有相对于上述内侧套筒的中心轴倾斜的倾斜面，上述内侧套筒的筒端面的一部分与上述倾斜面是同一平面。 

如上所述，在臂外罩进行脱模时，使内侧套筒变形的应力会集中在具有尖细形状的内侧套筒的筒端面。在这一点，根据本实用新型，由于形成于臂外罩的内表面的倾斜面、和内侧套筒的筒端面的一部分是同一平面，因此，在臂外罩的内侧的脱模时，施加于内侧套筒的应力经由倾斜面而分散到臂外罩整体。因此，能够容易地制造臂外罩，并能够提高内侧套筒的机械强度。此外，与内侧套筒的筒端面的一部分和臂外罩的倾斜面是同一平面相应地，内侧套筒在臂外罩的内表面所突出的部分变小。因此，还抑制了臂外罩的内表面的缩痕。 

并且，由于在臂外罩的内表面，内侧套筒的筒端面和该内侧套筒的周围经由形成为同一平面的部分而形成圆滑而美观的连续形状，因此，视觉上也会觉得美观。 

本实用新型的特征在于，上述外侧套筒与上述内侧套筒同心，上述外罩插入部的内径从上述内侧套筒朝向上述外侧套筒而单调减小。 

对于臂外罩的外表面与其模具的脱模变得容易的臂外罩的结构，能 够列举外侧套筒的内径朝向外侧而单调增加的结构。并且，对于臂外罩的内表面与其模具的脱模变得容易的臂外罩的结构，能够列举内侧套筒的内径朝向内侧而单调增加的结构。但是，在此类结构中，由于臂外罩的内表面用模具和臂外罩的外表面用模具在外罩插入部的内部被分割，因此，有可能在内表面用模具和外表面用模具的边界形成飞边。在这一点，根据本实用新型，由于外罩插入部的内径从内侧套筒朝向外侧套筒而单调减小，因此，能够仅利用臂外罩的内表面用模具对外罩插入部的内表面进行成型。因此，臂外罩的内表面与其模具之间的脱模变得容易，并且，也能够抑制在外罩插入部的内表面形成飞边。 

本实用新型的特征在于，上述水平多关节机器人还具备固定于上述臂基体、并且供上述工作轴插入的筒状部件，上述工作轴的周围在上述臂外罩的内侧被上述内侧套筒和上述筒状部件覆盖。 

根据本实用新型，由于利用内侧套筒和筒状部件覆盖工作轴的周围，因此，与不具有此类筒状部件的结构相比，在臂外罩的内侧进一步抑制了从工作轴飞散的润滑油的污染。 

本实用新型的特征在于，上述工作轴是丝杠轴，上述筒状部件是向上述工作轴传递驱动力的螺母，利用上述丝杠轴和上述螺母构成滚珠丝杠机构。 

根据本实用新型，由于利用构成滚珠丝杠机构的螺母覆盖工作轴的周围，因此，与另外具有与滚珠丝杠机构不同的筒状部件的结构相比，还能够抑制构成水平多关节机器人的部件的数量。 

本实用新型的特征在于，上述筒状部件具有由比上述内侧套筒的内径小的外径构成的小径部分、和由比上述内侧套筒的内径大的外径构成的大径部分，上述小径部分配置于比上述大径部分更靠上述内侧套筒侧的位置，与该内侧套筒的开口相对。 

当工作轴在外罩插入部内工作时，在该外罩插入部内产生大量伴随着工作轴的工作而形成的气流。此时，在利用其他部件阻塞外罩插入部的结构中，虽然抑制向外罩插入部内飞散的润滑剂向外罩插入部外泄漏，但在外罩插入部内上述工作轴的工作反复进行。其结果是，工作轴 的工作需要大的载荷。在这一点，根据本实用新型，由于在内侧套筒与筒状部件之间形成有间隙，另一方面，利用筒状部件的小径部分阻塞内侧套筒的开口的一部分，因此，能够利用小径部分抑制向内侧套筒内飞散的润滑剂的一部分向内侧套筒外泄漏。此外，还能够利用大径部分抑制此类润滑剂的一部分从内侧套筒和小径部分之间泄漏。 

本实用新型的特征在于，上述臂基体具有与上述外罩插入部同心、并且供上述工作轴插入的基体插入部，上述外罩插入部和上述基体插入部均朝向由上述臂基体和上述臂外罩包围的空间开口。 

当工作轴在外罩插入部内和基体插入部内工作时，在上述外罩插入部内和基体插入部内产生大量伴随着工作轴的工作而形成的气流。此时，在阻塞外罩插入部以及基体插入部中任意一方的结构中，伴随着上述工作轴的工作，而工作轴的工作需要大的载荷。在这一点，根据本实用新型，由于外罩插入部和基体插入部经由被臂基体和臂外罩包围的空间而相互连通，因此，与外罩插入部以及基体插入部中任意一方被阻塞的结构相比，上述气流变得稳定。因此，即使采用内侧套筒延伸设置于臂外罩的内侧的结构，也能够抑制工作轴的工作所需要的载荷增大。 

本实用新型的特征在于，上述水平多关节机器人还具备被上述臂外罩覆盖、且检测上述臂的角速度的角速度传感器。 

根据本实用新型，能够对与工作轴一起被臂外罩覆盖的角速度传感器抑制从该工作轴飞散的润滑油的污染。 

本实用新型的特征在于，上述外侧套筒的外周面具有2°±0.5°的倾斜角度，上述内侧套筒的外周面具有1°±0.5°的倾斜角度，上述外罩插入部的内周面具有1°±0.5°的倾斜角度。 

在外罩插入部的内径从内侧套筒朝向外侧套筒而单调减少的结构中，由于内侧套筒的外径和外侧套筒的外径朝向末端而变小，因此，内侧套筒的基端部的壁厚容易变得比外侧套筒的基端部的壁厚大。另一方面，在对成型件的臂外罩进行成型时，如果局部形成壁厚大的部位，则在该部位失去机械耐久性的概率增高。在这一点，根据本实用新型，由于外罩插入部的内周面的倾斜角度为1°±0.5°，很小，因此可以认为外 罩插入部的内径单调减少，能够将外侧套筒与内侧套筒的壁厚之差抑制得小。并且，由于外侧套筒的外周面的倾斜角度为2°±0.5°，内侧套筒的外周面的倾斜角度为1°±0.5°，因此，还能够抑制内侧套筒的基端部的壁厚比外侧套筒的基端部的壁厚大很多。 

本实用新型的臂外罩是使工作轴沿着该工作轴的轴向往复移动的水平多关节机器人的臂外罩，其中，上述臂外罩为树脂制的成型件，具有设置为能够供上述工作轴插入的外罩插入部，上述外罩插入部包含向上述臂外罩的外表面侧延伸设置的外侧套筒、以及向上述臂外罩的内表面侧延伸设置的内侧套筒，上述外侧套筒以及上述内侧套筒为尖细形状。 

根据本实用新型，臂外罩中的供工作轴插入的外罩插入部包含外侧套筒和内侧套筒，上述外侧套筒和内侧套筒均具有尖细形状。根据此类结构，从工作轴飞散的润滑油的污染在臂外罩的外侧由外侧套筒进行抑制，并且，在臂外罩的内侧由内侧套筒进行抑制。 

并且，在对此类成型件的臂外罩进行成型时，优选为使该成型中所使用的模具的数量少，优选利用两种模具、即用于对臂外罩的外表面进行成型的模具、和用于对臂外罩的内表面进行成型的模具来形成臂外罩。在这一点，根据本实用新型，由于外侧套筒和内侧套筒均为尖细形状，因此，在对臂外罩进行成型时，容易在臂外罩的外表面和臂外罩的内表面脱模。进而，容易制造能够抑制从工作轴飞散的润滑剂的污染的臂外罩。 

附图说明

图1是示出本实用新型所涉及的水平多关节机器人的一个实施方式中的第二臂的剖面结构的剖视图。 

图2是示出同一实施方式中的臂外罩的剖面结构的剖视图。 

图3是示出同一实施方式中的臂外罩的底面结构的仰视图。 

图4是示出现有例中的水平多关节机器人的侧面结构的侧视图。 

图5是示出同一现有例中的第二臂的剖面结构的剖视图。 

具体实施方式

以下，参照图1～图3对将本实用新型中的臂外罩以及水平多关节机器人具体化了的一个实施方式进行说明。此外，本实施方式的水平多关节机器人的臂外罩的结构与之前利用图4以及图5说明的水平多关节机器的臂外罩的结构相互不同。因此，以下特别是对水平多关节机器人的结构中的与之前说明的水平多关节机器人不同的方面详细地进行说明，并且，对相同的结构标注相同的符号，省略重复的说明。 

第二臂的结构 

首先，参照图1对水平多关节机器人所具有的第二臂的内部结构进行说明。如图1所示，在第一臂11的末端部，以能够旋转的方式连结有沿着水平方向延伸的第二臂12的基端部。在构成第二臂12的臂基体12a的基端部固定有第二马达M2，并且经由该第二马达M2的驱动轴来连结臂基体12a和第一臂11。于是，当第二马达M2被驱动时，臂基体12a的基端部受到第二马达M2的旋转转矩而相对于第一臂11进行旋转。 

在臂基体12a的末端部中的该臂基体12a的下侧，以臂基体12a的上侧与筒内相互连通的方式连结有基体插入部13，该基体插入部13形成为朝向下方而直径缩小的多段圆筒状。在基体插入部13的内部，插入有固定于臂基体12a的筒状部件、亦即滚珠丝杠螺母14的一部分。滚珠丝杠螺母14形成为朝向下方而直径缩小的多段圆筒状，具有固定于臂基体12a的大径部分14a、和相对于大径部分14a进行旋转的小径部分14b。滚珠丝杠螺母14的小径部分14b与基体插入部13的内周面之间拉开间隙而插入该基体插入部13的内部。 

在臂基体12a的末端部中的该臂基体12a的上侧，固定有形成为朝向上方而直径缩小的多段圆筒状的滚珠花键螺母16。滚珠花键螺母16是与滚珠丝杠螺母14同心的筒状部件，具有固定于臂基体12a的大径部分16a、和相对于大径部分16a进行旋转的小径部分16b。 

在滚珠丝杠螺母14和滚珠花键螺母16，插入有沿着上下方向延伸的空心丝杠轴、亦即工作轴17。在工作轴17的外周面，形成有未图示 的滚珠花键槽和滚珠丝杠槽。 

在工作轴17的外周面，经由上述滚珠花键螺母16和同步带B1而连结有固定于臂基体12a的旋转马达M3的驱动轴。上述工作轴17和滚珠丝杠螺母14构成将旋转马达M3的旋转变换为工作轴17的旋转的滚珠丝杠机构。 

并且，在工作轴17的外周面，经由上述滚珠丝杠螺母14和同步带B2而连结有同样固定于臂基体12a的升降马达M4的输出轴。上述丝杠轴、亦即工作轴17和滚珠丝杠螺母14构成将升降马达M4的旋转变换为工作轴17的升降的滚珠丝杠机构。 

在工作轴17的外周面涂敷有润滑剂，该润滑剂用于抑制滚珠丝杠螺母14所具有的滚珠与工作轴17的磨损，使工作轴17的升降顺利，并且用于抑制滚珠花键螺母16所具有的滚珠与工作轴17的磨损，使工作轴17的旋转顺利。 

在涂敷有润滑剂的工作轴17与旋转马达M3之间，用于驱动角速度传感器的驱动电路基板18固定于臂基体12a。在驱动电路基板18搭载有用于检测第二臂12的角速度的角速度传感器，并且，用于驱动该角速度传感器的驱动电源从机器人控制器通过配线管WP内的未图示的配线而供给。驱动电路基板18接受来自机器人控制器的驱动电源并驱动角速度传感器，并且将该角速度传感器的检测结果输出至机器人控制器。 

在工作轴17的下端部与基体插入部13的下端部之间，以覆盖该基体插入部13的下侧开口的方式连结有沿着上下方向伸缩的下侧波纹管BL。当上述同步带B1、B2、各个螺母14、16被驱动时，存在伴随着该驱动而生成的异物穿过基体插入部13而朝向臂基体12a的下侧飞散的情况。与基体插入部13连结的下侧波纹管BL抑制此类异物向臂基体12a的下侧飞散。 

此外，在工作轴17的下端连结有未图示的末端执行器。末端执行器通过向工作轴17的筒内折回的配线而与机器人控制器连接，并且，用于驱动该末端执行器的驱动电源、控制信号从机器人控制器通过该配 线而供给。即，所谓工作轴17是用于在该工作轴17的下端连结末端执行器的轴，且是水平多关节机器人用于对对象物直接执行规定操作的轴。 

进而，当旋转马达M3被驱动时，旋转马达M3的旋转转矩经由同步带B1和滚珠花键螺母16而传递至工作轴17，末端执行器绕着工作轴17旋转。并且，当升降马达M4被驱动时，升降马达M4的旋转转矩经由同步带B2和滚珠丝杠螺母14而传递至工作轴17，末端执行器沿着工作轴17的轴向进行升降。 

臂外罩的结构 

在臂基体12a的上侧，安装有形成为倒碗状的成型件、亦即臂外罩20，该臂外罩20覆盖上述滚珠丝杠螺母14、滚珠花键螺母16、旋转马达M3、升降马达M4、同步带B1、B2等用于驱动工作轴17的驱动部。臂外罩20由覆盖臂基体12a的末端侧的第一臂外罩21、和覆盖臂基体12a的基端侧的第二臂外罩22构成，并且形成有利用臂基体12a和臂外罩20包围的收纳空间S。作为此类臂外罩20的形成材料，能够列举难燃ABS树脂、强化ABS树脂等ABS树脂。 

第一臂外罩21形成为覆盖臂基体12a的上侧整体的倒碗状，覆盖工作轴17中的与滚珠花键螺母16连结的部分和滚珠花键螺母16。在第一臂外罩21的基端侧，切开形成有从第一臂外罩21的基端延伸的切口部21a，利用第二臂外罩22阻塞该切口部21a整体。 

在第一臂外罩21设置有平面壁、亦即倾斜壁23，该倾斜壁23以与臂基体12a之间的距离朝向末端而变小的方式倾斜。倾斜壁23与水平面形成的角度为例如60°。在此，利用臂外罩20覆盖臂基体12a的上侧，由此抑制了从上述驱动部飞散的异物、从工作轴17飞散的润滑剂的污染。但是，由于如果臂外罩20的尺寸增大，则第二臂12的尺寸也增大，因此，为了实现水平多关节机器人的省空间化、动作范围的扩大，优选臂外罩20的尺寸较小。在这一点，如果是在第一臂外罩21设置倾斜壁23的结构，就能够抑制上述污染，还能够抑制不必要地增大收纳空间S的尺寸。 

在上述倾斜壁23，设置有包含外侧套筒24和内侧套筒25、且沿着上下方向延伸的外罩插入部。详细地说，在倾斜壁23的外表面的一部分，延伸设置有沿上下方向贯通倾斜壁23、且朝向倾斜壁23的上侧延伸的外侧套筒24。并且，在倾斜壁23的内表面中的外侧套筒24的下侧，朝向下侧延伸配置有与外侧套筒24连接的内侧套筒25。上述外侧套筒24和内侧套筒25形成为相互同心的筒状，在臂外罩20供工作轴17插入。 

各个套筒的结构 

接下来，参照图2以及图3，对外侧套筒24以及内侧套筒25各自的结构进行如下说明。 

如图2所示，从倾斜壁23的外表面突出的外侧套筒24形成其外径朝向外侧套筒24的末端而缩小的形状。该外侧套筒24在末端具有与水平面平行的筒端面，越是靠近臂基体12a的末端部的部位，越从倾斜壁23的外表面大幅突出。此外，外侧套筒24中最小的突出量H1是最靠近臂基体12a的基端部的部位的突出量。 

从倾斜壁23的内表面、亦即倾斜面23s突出的内侧套筒25也形成其外径朝向内侧套筒25的末端而缩小的形状。该内侧套筒25在末端具有与水平面平行的筒端面25e，越是靠近臂基体12a的基端部的部位，越从倾斜面23s大幅突出，另一方面，在靠近臂基体12a的末端部的部位，不从倾斜面23s突出。进而，如图3所示，内侧套筒25的筒端面25e在最靠近臂基体12a的末端部的部位与倾斜壁23的倾斜面23s为同一平面。此外，内侧套筒25中最大突出量H2是位于最靠近臂基体12a的基端部的部位的突出量，以该突出量H2与上述突出量H1彼此大致相等的方式形成外侧套筒24和内侧套筒25。 

并且，在由上述外侧套筒24和内侧套筒25构成的外罩插入部的筒内，内径从内侧套筒25朝外侧套筒24而单调减少。对于由此类构成构成的外侧套筒24的尺寸以及内侧套筒25的尺寸，可以列举以下数据作为一例。 

·外侧套筒24的外周面的倾斜角度θ1：2°±0.5° 

·内侧套筒25的外周面的倾斜角度θ2：1°±0.5° 

·外罩插入部的内周面24s的倾斜角度θ3：1°±0.5° 

·外侧套筒24的突出量H1：54.0mm 

·内侧套筒25的突出量H2：54.0mm 

·外侧套筒24的开口内径：38.4mm 

·内侧套筒25的开口内径：44.0mm 

在上述内侧套筒25的下侧，配置有上述滚珠花键螺母16。滚珠花键螺母16具有由比内侧套筒25的开口的内径D1小的外径D2构成的小径部分16b、和比内侧套筒25的内径D1大的外径构成的大径部分16a，在该滚珠花键螺母16与内侧套筒25之间形成有间隙。进而，在滚珠花键螺母16中，其小径部分16b配置于比大径部分16a靠内侧套筒25侧的位置，并且配置为与内侧套筒25的开口相对。 

上述内侧套筒25与上述基体插入部13同心，以上述内侧套筒25和基体插入部13经由收纳空间S而相互连通的方式配置上述滚珠花键螺母16和滚珠丝杠螺母14。并且，以滚珠花键螺母16的外径D2与内侧套筒25的内径D1之差、和滚珠丝杠螺母14的小径部分14b的外径D4与基体插入部13的内径D3之差大致相等的方式形成内侧套筒25和基体插入部13。 

各个套筒的作用 

根据此类结构，由于利用外侧套筒24和内侧套筒25覆盖工作轴17的径向周围，因此，从工作轴17飞散的润滑油的污染在臂外罩20的外侧由外侧套筒24进行抑制，并且，在臂外罩20的内侧由内侧套筒25进行抑制。在此基础上，在收纳空间S的内部，由于工作轴17的外周安装有滚珠花键螺母16，因此，工作轴17的周围由内侧套筒25和滚珠花键螺母16进行覆盖。因此，能够在驱动电路基板18的安装部件、各个马达M3、M4、甚至是驱动电路基板18、各个马达M3、M4与机器人控制器的连接位置等这些位置抑制润滑剂的污染。 

在对此类成型件的第一臂外罩21进行树脂成型时，在生产率、制造成本方面考虑，优选使该树脂成型中所使用的模具的数量少。进而，优选利用两种模具、即用于对第一臂外罩21的外表面进行成型的模具和用于对第一臂外罩21的内表面进行成型的模具，来对第一臂外罩21进行成型。在这一点，根据上述第一臂外罩21，由于外侧套筒24和内侧套筒25的外径均朝向末端而缩小，因此，在对第一臂外罩21进行树脂成型时，容易在第一臂外罩21的外表面与第一臂外罩21的内表面脱模。因此，容易制造能够抑制从工作轴17飞散的润滑剂的污染的臂外罩20。 

另外，在第一臂外罩21的外表面与其模具之间的脱模变得容易的第一臂外罩21的结构中，能够列举外侧套筒24的内径朝向外侧而单调增加的结构。并且，在第一臂外罩21的内表面与其模具之间的脱模变得容易的臂外罩的结构中，能够列举内侧套筒25的内径朝向内侧而单调增加的结构。但是，在此类结构中，由于第一臂外罩21的内表面用模具、和第一臂外罩21的外表面用模具，在外罩插入部的内部沿上下方向被分割，因此，担心在内表面用模具与外表面用模具的边界形成飞边。在这一点，根据上述第一臂外罩21，由于外罩插入部的内径从内侧套筒25朝向外侧套筒24而单调减少，因此，能够仅利用第一臂外罩21的内表面用模具对外罩插入部的内周面24s进行成型。因此，第一臂外罩21的内表面与其模具之间的脱模变得容易，并且，能够抑制在外罩插入部的内周面24s形成飞边。 

此外，在外罩插入部的内径从内侧套筒25朝向外侧套筒而单调减少的结构中，由于内侧套筒25和外侧套筒24的外径这双方朝向末端而缩小，因此，内侧套筒25的基端部的壁厚容易变得比外侧套筒24的基端部的壁厚大。另一方面，在对第一臂外罩21进行树脂成型时，如果局部形成壁厚大的部位，则在该部位容易丧失机械耐久性。在这一点，根据上述示例的第一臂外罩21，由于外罩插入部的内周面24s的倾斜角度θ3为1°±0.5°，很小，因此，可以认为外罩插入部的内径单调减少，能够将外侧套筒24与内侧套筒25的壁厚之差抑制地比较小。并且，由于外侧套筒24的外周面的倾斜角度θ1为2°±0.5°，内侧套筒25的外周面的倾斜角度θ2为1°±0.5°，因此，能够抑制内侧套筒25的基端部的壁厚比外侧套筒24的基端部的壁厚大很多。 

并且，在进行第一臂外罩21的脱模时，使内侧套筒25变形的应力集中在如上所述朝向末端而外径缩小的形状的内侧套筒25的筒端面25e。在这一点，如果形成于第一臂外罩21的内表面的倾斜面和内侧套筒25的筒端面25e的一部分为同一平面，则在第一臂外罩21的脱模时，施加于内侧套筒25的应力经由倾斜面而分散到第一臂外罩21整体。因此，能够使第一臂外罩21的制造变得容易，并能够提高内侧套筒25的机械强度。此外，由于与内侧套筒25的筒端面25e的一部分与第一臂外罩21的倾斜面形成为同一平面相应地，内侧套筒25在第一臂外罩21的内表面中所突出的区域变小，因此，还抑制了第一臂外罩21的内表面的缩痕。 

此外，在此类第一臂外罩21的内表面中，由于内侧套筒25的筒端面25e与该内侧套筒25的周围经由成为同一平面的部分而形成圆滑且美观的连续形状，因此，视觉上也会觉得美观。 

在此，当工作轴17在外罩插入部内升降时，在该外罩插入部内，产生大量伴随着工作轴17的升降而形成的气流。此时，在利用滚珠花键螺母16阻塞外罩插入部的结构中，虽然抑制了向外罩插入部内飞散的润滑剂泄漏到外罩插入部外，但在外罩插入部内，由于上述工作轴17的升降而反复形成升压和降压。其结果是，工作轴17的升降需要大的载荷。在这一点，如果是在内侧套筒25与滚珠花键螺母16之间形成有间隙，并且利用滚珠花键螺母16的小径部分16b来阻塞内侧套筒25的开口的一部分的结构，则抑制了上述载荷，并且也能够利用小径部分16b来抑制向内侧套筒25内飞散的润滑剂的一部分泄漏到内侧套筒25外。此外，还能够利用大径部分16a进一步抑制此类润滑剂的一部分从内侧套筒25和小径部分16b之间泄漏。 

内侧套筒和基体插入部13的作用 

当工作轴17在外罩插入部内和基体插入部13内升降时，在上述外罩插入部内和基体插入部13内，产生大量伴随着工作轴17的升降而形成的气流。此时，在外罩插入部以及基体插入部13中的任意一方被阻塞的结构中，伴随着上述工作轴17的升降而在外罩插入部内、基体插入部13内反复形成升压和降压，其结果是，工作轴17的升降需要大的载荷。在这一点，如果是内侧套筒25和基体插入部13经由收纳空间S 而相互连通的结构，则与外罩插入部以及基体插入部中的任意一方被阻塞的结构相比，减轻了上述载荷，并且气流也变得稳定。并且，如果是内侧套筒25与滚珠花键螺母16的间隙、和基体插入部13与滚珠丝杠螺母14的间隙大致相等的结构，则还能够抑制气流在收纳空间S中产生紊乱。 

此外，在工作轴17的上端部与外侧套筒24的上端部之间，以覆盖外侧套筒24的上侧开口的方式连结有沿着上下方向伸缩的上侧波纹管BU。如上所述，当对同步带B1、B2、各个螺母14、16进行驱动时，存在伴随着该驱动而生成的异物穿过外罩插入部而朝向臂基体12a的上侧飞散的情况。与外侧套筒24连结的上侧波纹管BU抑制此类异物向臂基体12a的上侧飞散。 

如以上所说明，根据本实施方式中的臂外罩以及水平多关节机器人，能够得到以下列举的效果。 

(1)供工作轴17插入的外罩插入部由相互同心的外侧套筒24和内侧套筒25构成，并且具有上述外侧套筒24和内侧套筒25的外径均朝向末端而缩小的形状。如果采用此类结构，则在臂外罩20的外侧利用外侧套筒24抑制从工作轴17飞散的润滑油的污染，并且在臂外罩20的内侧利用内侧套筒25进行抑制。 

(2)由于是外侧套筒24和内侧套筒25的外径均朝向末端而缩小的形状，因此，在对第一臂外罩21进行树脂成型时，容易在第一臂外罩21的外表面和第一臂外罩21的内表面脱模。进而，容易制造能够抑制从工作轴17飞散的润滑剂的污染的臂外罩20。 

(3)由于第一臂外罩21的倾斜面23s和内侧套筒25的筒端面25e的一部分是同一平面，因此，在进行第一臂外罩21的内侧的脱模时，施加于内侧套筒25的应力经由倾斜面23s而分散到第一臂外罩21整体。因此，还能够容易地制造臂外罩20，并且能够提高内侧套筒25的机械强度。 

(4)此外，与内侧套筒25的筒端面25e的一部分与第一臂外罩21的倾斜面23s是同一平面相应地，内侧套筒25在第一臂外罩21的内表 面、亦即倾斜面23s中所突出的部分变小。因此，还抑制了臂外罩20的内表面的缩痕。 

(5)由于外罩插入部的内径从内侧套筒25朝向外侧套筒24而单调减少，因此，能够仅利用臂外罩20的内表面用模具来对外罩插入部的内表面进行成型。因此，臂外罩20的内表面和其模具容易脱模，并且，还能够抑制在外罩插入部的内表面形成飞边。 

(6)由于工作轴17的周围由内侧套筒25和滚珠花键螺母16覆盖，因此，与不具有此类滚珠花键螺母16的结构相比，在收纳空间S有效地抑制了从工作轴17飞散的润滑油的污染。 

(7)并且，由于利用构成滚珠丝杠机构的滚珠花键螺母16覆盖工作轴17的周围，因此，与利用与滚珠丝杠机构不同的其他部件覆盖工作轴17的周围的结构相比，还能够抑制构成水平多关节机器人的部件的数量。 

(8)由于内侧套筒25的开口的一部分被滚珠花键螺母16的小径部分16b阻塞，因此，能够利用小径部分16b抑制向内侧套筒25内飞散的润滑剂的一部分向内侧套筒25的外侧泄漏。此外，还能够利用大径部分16a抑制此类润滑剂的一部分从内侧套筒25与小径部分16b之间泄漏。 

(9)由于外罩插入部的内周面的倾斜角度为1°±0.5°，比较小，因此，可以认为外罩插入部的内径单调减少，能够将内侧套筒25与内侧套筒25的壁厚之差抑制地比较小。并且，由于外侧套筒24的外周面的倾斜角度为2°±0.5°，内侧套筒25的外周面的倾斜角度为1°±0.5°，因此，还能够抑制内侧套筒25的基端部的壁厚比外侧套筒24的基端部的壁厚大很多。 

此外，上述实施方式也可以利用以下实施方式加以实施。 

如果是允许向收纳空间S飞散的润滑剂、异物向第二臂12的外侧漏出的设置环境，则也可以采用省略上侧波纹管BU以及下侧波纹管BL中的至少一方的结构。即使采用此类结构，也能够得到与上述(1)～(9)对应的效果。 

如果是臂外罩20的机械耐久性能够在水平多关节机器人的动作中充分获得的范围，则外侧套筒24的外周面的倾斜角度θ1、内侧套筒25的外周面的倾斜角度θ2、外罩插入部的内周面的倾斜角度θ3也可以是示例角度以外的角度。即使采用此类结构，也能够得到与上述(1)～(8)对应的效果。 

安装于驱动电路基板18的电子部件除了角速度传感器之外，也可以是旋转角传感器等其他传感器，或者也可以采用省略驱动电路基板18本身的结构。即使采用此类结构，由于马达、向该马达输入驱动信号的配线等各种电子部件收纳于收纳空间S，因此抑制了从工作轴17飞散的润滑剂的污染，能够得到与上述(1)～(8)对应的效果。 

如果是驱动部不会因工作轴17的升降而产生过大的载荷的结构，则也可以采用利用滚珠丝杠螺母14阻塞外罩插入部的开口的结构。此类结构在抑制因在外罩插入部的内侧飞散的润滑剂而导致的污染波及外罩插入部的外侧这一点上是优异的。并且，也可以是基体插入部13的开口被滚珠花键螺母16阻塞的构成。此类结构也在抑制因在基体插入部13的内侧飞散的润滑剂而导致的污染波及基体插入部13的外侧这一点上是优异的。 

滚珠花键螺母16也可以是插入内侧套筒25的内部的无段圆筒状部件。此类结构在实现滚珠花键螺母16的形状的简单化这一点、以及实现滚珠花键螺母16与内侧套筒25之间的位置整合的容易化这一点上是优异的。 

也可以采用构成滚珠丝杠机构的各个螺母14、16之外的其他筒状部件来覆盖工作轴17的径向周围的结构。即使采用此类结构，也能够得到与上述(1)～(6)对应的效果，此外，还能够在工作轴17的周围够扩大该工作轴17所被覆盖的范围。 

也可以采用省略滚珠花键螺母16，内侧套筒25的开口全部向下方打开的结构。即使采用此类结构，也能够得到与上述(1)～(5)对应的效果，并且，在抑制构成第二臂12的部件数量这一点也有优势。 

也可以采用外罩插入部的内径从内侧套筒25朝向外侧套筒24而单 调增加的结构。即使采用此类结构，也能够得到与上述(1)～(4)对应的效果，并且，也可以仅利用臂外罩20的外表面用模具对外罩插入部的内表面进行成型。 

或者，也可以采用外罩插入部的内径变化率在内侧套筒25和外侧套筒24相互不同的结构。只要是此类结构，就能够得到与上述(1)～(4)对应的效果，此外，还能够扩大外罩插入部的内径的自由度，进而扩大外罩插入部的形状的自由度。并且，也可以使外侧套筒24的中心轴与内侧套筒25的中心轴相互不同。 

也可以采用内侧套筒25的筒端面25e整体从第一臂外罩21的倾斜面23s突出的结构。此类结构能够得到与上述(1)、(2)对应的效果，并且在扩大由内侧套筒25覆盖的工作轴17的范围方面也有优势。 

也可以采用第一臂外罩21形成为立方体形状，并省略上述倾斜壁23的结构。重点在于，外罩插入部由向臂外罩外侧延伸设置的外侧套筒24和向臂外罩内侧延伸设置的内侧套筒25构成，只要是外侧套筒24和内侧套筒25的外径朝向末端而缩小的形状即可。 

也可以采用外侧套筒24的倾斜角度θ1在该外侧套筒24所延伸的方向的中途发生改变的结构，还可以采用在朝向末端而外径变小的部分的基础上，例如还具有外径恒定而倾斜角度θ1变为0°的部分的结构。重点在于，只要是具有朝向末端而外径变小的部分、并且不具有朝向末端而外径增大的部分的所谓的尖细形状即可。 

也可以采用内侧套筒25的倾斜角度θ2也在该内侧套筒25所延伸的方向的中途发生改变的结构，还可以采用在朝向末端而外径变小的部分的基础上，例如还具有外径恒定而倾斜角度θ2变为0°的部分的结构。重点在于，只要是具有朝向末端而外径变小的部分、并且不具有朝向末端而外径增大的部分的所谓的尖细形状即可。 

工作轴17的工作方式不限定于上述旋转以及升降，可以仅进行旋转，也可以仅进行升降，或者还可以是一边进行旋转一边进行升降的方式。重点在于，工作轴17的工作方式只要是工作轴17在外罩插入部移动的方式即可，只要采用此类结构，就能够得到与上述(1)～(9)对 应的效果。 

只要采用外罩插入部包含形成尖细形状的外侧套筒24、和同样形成尖细形状的内侧套筒25的结构即可，例如，除了外侧套筒24和内侧套筒25之外，也可以采用外罩插入部具有将上述外侧套筒24和内侧套筒25连结起来的矩形管状的套筒的结构。 

臂外罩20不限定于树脂成型件，例如也可以是树脂射出成形件。 

只要是臂外罩20覆盖臂基体的至少一部分和驱动部的至少一部分的形状即可。 

臂外罩20除了采用安装于臂基体12a的结构之外，只要采用在臂基体12a与臂外罩20之间经由其他部件而固定于臂基体12a，由此覆盖臂基体以及驱动部的至少一部分的结构即可。 

符号说明： 

L：配线；S：收纳空间；θ1、θ2、θ3：倾斜角度；B1、B2：同步带；BL：下侧波纹管；BU：上侧波纹管；D1、D3：内径；D2、D4：外径；H1、H2：突出量；M1：第一马达；M2：第二马达；M3：旋转马达；M4：升降马达；WP：配线管；11：第一臂；12：第二臂；12a：臂基体；13：基体插入部；14：滚珠丝杠螺母；14a、16a：大径部分；14b、16b：小径部分；16：滚珠花键螺母；17：工作轴；18：驱动电路基板；20：臂外罩；21：第一臂外罩；21a：切口部；22：第二臂外罩；23：倾斜壁；23s：倾斜面；24：外侧套筒；24s：内周面；25：内侧套筒；25e：筒端面；50：基台；51：第一臂；52：第二臂；52a：基体；53：工作轴；53a：润滑剂；54、56：同步带；55：滚珠花键螺母；57：滚珠丝杠螺母；58：臂外罩；59：驱动电路基板；60：机器人控制器。 

Claims (20)

1.一种水平多关节机器人，其特征在于，

具备：

工作轴；

臂基体，该臂基体支承所述工作轴；

驱动部，该驱动部驱动所述工作轴；以及

臂外罩，该臂外罩是成型件，安装于所述臂基体；

在所述臂外罩设置有供所述工作轴插入的外罩插入部，

所述臂外罩对所述工作轴中的至少与所述驱动部连结的部分以及所述驱动部进行覆盖，

所述外罩插入部包含向所述臂外罩的外表面侧延伸设置的外侧套筒、以及向所述臂外罩的内表面侧延伸设置的内侧套筒，

所述外侧套筒以及所述内侧套筒为尖细形状。

2.一种水平多关节机器人，其特征在于，

具备：

工作轴；

臂基体，该臂基体支承所述工作轴；

驱动部，该驱动部驱动所述工作轴；以及

臂外罩，该臂外罩是成型件，覆盖所述臂基体以及所述驱动部的至少一部分，

在所述臂外罩设置有供所述工作轴插入的外罩插入部，

所述臂外罩对所述工作轴中的至少与所述驱动部连结的部分进行覆盖，

所述外罩插入部包含向所述臂外罩的外表面侧延伸设置的外侧套筒、以及向所述臂外罩的内表面侧延伸配置的内侧套筒，

所述外侧套筒包含从所述臂外罩的外表面侧朝向末端而外径变小的形状、或者局部外径相同的形状，

所述内侧套筒包含从所述臂外罩的内表面侧朝向末端而外径变小的形状、或者局部外径相同的形状。

3.根据权利要求1或2所述的水平多关节机器人，其特征在于，

所述臂外罩的内表面具有相对于所述内侧套筒的中心轴倾斜的倾斜面，

所述内侧套筒的筒端面的一部分和所述倾斜面是同一平面。

4.根据权利要求1或2所述的水平多关节机器人，其特征在于，

所述外侧套筒与所述内侧套筒同心，

所述外罩插入部的内径从所述内侧套筒朝向所述外侧套筒而单调减小。

5.根据权利要求3所述的水平多关节机器人，其特征在于，

所述外侧套筒与所述内侧套筒同心，

所述外罩插入部的内径从所述内侧套筒朝向所述外侧套筒而单调减小。

6.根据权利要求1或2所述的水平多关节机器人，其特征在于，

该水平多关节机器人还具备固定于所述臂基体、并且供所述工作轴插入的筒状部件，

所述工作轴的周围在所述臂外罩的内侧被所述内侧套筒和所述筒状部件覆盖。

7.根据权利要求3所述的水平多关节机器人，其特征在于，

该水平多关节机器人还具备固定于所述臂基体、并且供所述工作轴插入的筒状部件，

所述工作轴的周围在所述臂外罩的内侧被所述内侧套筒和所述筒状部件覆盖。

8.根据权利要求4所述的水平多关节机器人，其特征在于，

该水平多关节机器人还具备固定于所述臂基体、并且供所述工作轴插入的筒状部件，

所述工作轴的周围在所述臂外罩的内侧被所述内侧套筒和所述筒状部件覆盖。

9.根据权利要求5所述的水平多关节机器人，其特征在于，

该水平多关节机器人还具备固定于所述臂基体、并且供所述工作轴插入的筒状部件，

所述工作轴的周围在所述臂外罩的内侧被所述内侧套筒和所述筒状部件覆盖。

10.根据权利要求9所述的水平多关节机器人，其特征在于，

所述工作轴是丝杠轴，

所述筒状部件是向所述工作轴传递驱动力的螺母，

利用所述工作轴的丝杠部和所述螺母构成滚珠丝杠机构。

11.根据权利要求10所述的水平多关节机器人，其特征在于，

所述筒状部件具有由比所述内侧套筒的内径小的外径构成的小径部分、和由比所述内侧套筒的内径大的外径构成的大径部分，

所述小径部分配置于比所述大径部分更靠所述内侧套筒侧的位置，与该内侧套筒的开口相对。

12.根据权利要求11所述的水平多关节机器人，其特征在于，

所述臂基体具有与所述外罩插入部同心、并且供所述工作轴插入的基体插入部，

所述外罩插入部与所述基体插入部均朝向由所述臂基体和所述臂外罩包围的空间开口。

13.根据权利要求1或者2所述的水平多关节机器人，其特征在于，

该水平多关节机器人还具备被所述臂外罩覆盖、并且检测所述臂的角速度的角速度传感器。

14.根据权利要求3所述的水平多关节机器人，其特征在于，

所述外侧套筒的外周面具有2°±0.5°的倾斜角度，

所述内侧套筒的外周面具有1°±0.5°的倾斜角度，

所述外罩插入部的内周面具有1°±0.5°的倾斜角度。

15.根据权利要求5所述的水平多关节机器人，其特征在于，

所述外侧套筒的外周面具有2°±0.5°的倾斜角度，

所述内侧套筒的外周面具有1°±0.5°的倾斜角度，

所述外罩插入部的内周面具有1°±0.5°的倾斜角度。

16.根据权利要求10所述的水平多关节机器人，其特征在于，

在所述工作轴的外周面形成有滚珠花键槽和滚珠丝杠槽，

在所述工作轴嵌入有与所述滚珠花键槽卡合的滚珠花键螺母，

固定于所述臂基体的马达的驱动轴经由同步带而与所述滚珠花键螺母连结。

17.一种臂外罩，其特征在于，

该臂外罩是使工作轴沿着该工作轴的轴向往复移动的水平多关节机器人的臂外罩，

所述臂外罩是树脂制的成型件，具有设置为能够供所述工作轴插入的外罩插入部，

所述外罩插入部包含向所述臂外罩的外表面侧延伸设置的外侧套筒、以及向所述臂外罩的内表面侧延伸设置的内侧套筒，

所述外侧套筒以及所述内侧套筒为尖细形状。

18.一种臂外罩，其特征在于，

该臂外罩是使工作轴沿着该工作轴的轴向往复移动的水平多关节机器人的臂外罩，

所述臂外罩是树脂射出成形件，具有设置为能够供所述工作轴插入的外罩插入部，

所述外罩插入部包含向所述臂外罩的外表面侧延伸设置的外侧套筒、以及向所述臂外罩的内表面侧延伸设置的内侧套筒，

所述外侧套筒以及所述内侧套筒为尖细形状。

19.一种水平多关节机器人，其特征在于，

该水平多关节机器人具有人权利要求17或18所述的臂外罩，

并且是所述工作轴穿过所述内部套筒的结构。

20.根据权利要求19所述的水平多关节机器人，其特征在于，

所述工作轴是丝杠轴，

所述筒状部件是向所述工作轴传递驱动力的螺母，

利用所述工作轴的丝杠部和所述螺母构成滚珠丝杠机构。

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