CN207495549U - 机器人的导电路构造 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及机器人的导电路构造。本实用新型要解决机器人的导电路构造在组装时的布线的处理复杂、冗长的问题。导电路径的结构简单化的机器人的导电路构造，具备：构造机构，其作为支承体发挥功能且具有导体部；致动器，其用于使构造机构进行工作；以及导电路径，其用于向致动器供给驱动电力和/或控制信号，其中，以将构造机构的所述导体部兼用作所述导电路径的方式构成所述导电路径。能够应用于不使用另外的电力供给线缆等就实现导电路径的结构简单化的机器人的导电路构造。

Description

机器人的导电路构造

技术领域

本实用新型涉及一种构成驱动电力或控制信号的导电路径的机器人的导电路构造。

背景技术

关于对工件进行加工作业的作业用机器人，提出了一种不易使从基端侧的回动轴朝向前端侧的回动轴设置的布线缠绕的技术(参照专利文献1)。在专利文献1所公开的技术中，将布线收纳在设置于臂构件的壳体内，以防止布线缠绕。

另一方面，提出了一种用柔软材料包覆护理用机器人臂来提高了安全性的技术(参照专利文献2)。在专利文献2所公开的技术中，用柔软材料包覆臂部的前端侧的把持件部的表层。

专利文献1：日本特开2009-113188号公报

专利文献2：日本特开平11-226062号公报

实用新型内容

实用新型要解决的问题

在专利文献1的技术中，是使布线在设置于臂构件的壳体内通过的构造，因此组装时的布线的处理复杂。

另外，在专利文献2的技术中，用柔软材料包覆机器人臂的规定部，但是向把持件部的致动器的布线必须在该柔软材料中通过。因此，在被柔软材料包覆的部分被进行所谓的双重绝缘，因而冗长。

本实用新型是鉴于上述那样的情形而完成的，其目的在于提供一种导电路径的结构简单化的机器人的导电路构造。

用于解决问题的方案

(1)一种机器人的导电路构造，具备：构造机构，其作为支承体发挥功能且具有导体部；致动器，其用于使所述构造机构进行工作；以及导电路径，其用于向所述致动器供给驱动电力和/或控制信号，其中，以将所述构造机构的所述导体部兼用作所述导电路径的方式构成所述导电路径。本实用新型的机器人(例如后述的机器人1)的导电路构造具有：构造机构(例如后述的构造机构100)，其作为支承体发挥功能且具有导体部(例如后述的导电性构造构件611～613、621～623、631～633、641～643)；致动器(例如后述的第一致动器31、第二致动器32、第三致动器33)，其用于使所述构造机构进行工作；以及导电路径(例如后述的第一组导电路径61、第二组导电路径62、第三组导电路径63)，其用于向所述致动器供给驱动电力和/或控制信号，其中，以将所述构造机构的导体部兼用作所述导电路径的方式构成所述导电路径。

(2)关于(1)的机器人的导电路构造，所述构造机构还具备包覆所述构造机构的外侧的、由绝缘性的柔软的材料构成的罩。在其一个方式中，也可以是，所述构造机构还具备包覆构造机构外侧的、由绝缘性的柔软的材料构成的罩(例如后述的第一包覆构件51、第二包覆构件52、第三包覆构件53)。

(3)关于(1)或(2)的机器人的导电路构造，所述构造机构中，将多个成为电独立的导电路径的、作为所述导体部的导电性构造件以相互之间隔着绝缘件的方式接合，所述构造机构构成所述机器人的臂体。在其一个方式中，也可以是，所述构造机构中，将多个成为电独立的导电路径的、作为所述导体部的导电性构造件(例如后述的导电性构造构件611～613、621～623、631～633、641～643)以相互之间隔着绝缘件(例如后述的构造用粘接剂650)的方式接合，所述构造机构构成所述机器人的臂体(例如后述的第一臂体11、第二臂体12、第三臂体13)。

(4)关于(3)的机器人的导电路构造，所述臂体的所述导电路径构成用于将电力供给源的输出供给到作为所述致动器的驱动源的电动机的电力供给用导体。在其一个方式中，也可以是，所述臂体的所述导电路径构成用于将电力供给源(例如后述的电源4)的输出供给到作为所述致动器的驱动源的电动机(例如后述的第一电动机41、第二电动机42、第三电动机43)的电力供给用导体。

(5)关于(3)的机器人的导电路构造，所述臂体的所述导电路径构成用于将控制信号供给到所述致动器的控制信号用导体。在其一个方式中，也可以是，所述臂体的所述导电路径构成用于将控制信号供给到所述致动器的控制信号用导体(例如后述的导电性构造构件641～643)。

实用新型的效果

根据本实用新型，能够实现导电路径的结构简单化的机器人的导电路构造。

附图说明

图1是示出作为本实用新型的一个实施方式的机器人的导电路构造的概念图。

图2是示出图1的机器人的导电路构造中的臂体的一例的截面图。

图3是示出利用图1的机器人的导电路构造向作为致动器的驱动源的电动机供给电力的情况的一例的电系统图。

图4是示出利用图1的机器人的导电路构造向作为致动器的驱动源的电动机供给电力的情况的其它例子的电系统图。

图5是示出利用图1的机器人的导电路构造向作为致动器的驱动源的电动机供给电力的情况的又一其它例子的电系统图。

图6是图1的机器人的导电路构造中的控制信号的系统图。

附图标记说明

1：机器人；2、2a、2b：控制装置；3：线缆；4：电源；10：基部；11：第一臂体；12：第二臂体；13：第三臂体；14：把持件；21：第一关节部；22：第二关节部；23：第三关节部；31：第一致动器；32：第二致动器；33：第三致动器；41：第一电动机；42：第二电动机；43：第三电动机；51：第一包覆构件；52：第二包覆构件；53：第三包覆构件；61：第一组导电路径；62：第二组导电路径；63：第三组导电路径；64：第四组导电路径；71、72、73、74：角部构造构件；71a、71b：构造板部；71c、71d：接合板部；100：构造机构；201、201a：控制部；202：转换器；203：逆变器；251、252、253：信号转换电路；611、612、613：导电性构造构件；621、622、623：导电性构造构件；631、632、633：导电性构造构件；641、642、643：导电性构造构件；611a：构造板部；611b、611c：接合板部；650：构造用粘接剂。

具体实施方式

参照图1来说明作为本实用新型的一个实施方式的机器人的导电路构造。图1是示出作为本实用新型的一个实施方式的机器人的导电路构造的概念图。

在图1的机器人1中，在基部10上设置有作为旋转胴的第一臂体11，在第一臂体11的端部经由关节部依次设置有第二臂体12和第三臂体13，在第三臂体13的端部经由关节部设置有把持件14。

第一臂体11、第二臂体12以及第三臂体13构成机器人1中的构造机构100。除上述以外，构造机构100还包括基部10、后述的各关节部(21、22、23)。

第一臂体11与第二臂体12之间的第一关节部21因第一致动器31而进行工作。同样地，第二臂体12与第三臂体13之间的第二关节部22因第二致动器32而进行工作。并且，第三臂体13与把持件14之间的第三关节部23因第三致动器33而进行工作。

在本实施方式中，第一致动器31、第二致动器32以及第三致动器33均构成为将电动机作为驱动源。即，第一致动器31将第一电动机41作为驱动源，第二致动器32将第二电动机42作为驱动源，第三致动器33将第三电动机43作为驱动源。

从控制装置2通过线缆3向上述的基部10供给各电动机的驱动电力和所需要的控制信号。

本实施方式中的机器人1是与人共享作业区域来进行工作的所谓的协作机器人，为了提高与人接触时的安全性，第一臂体11、第二臂体12以及第三臂体13的表面分别被对应的第一包覆构件51、第二包覆构件52以及第三包覆构件53包覆。

第一包覆构件51、第二包覆构件52以及第三包覆构件53均是由绝缘性的柔软的材料构成的罩。优选的是，该罩应用耐热性和隔热性优异的材料。

并且，第一关节部21、第二关节部22以及第三关节部23也被与上述同样的罩所包覆。

关于这些罩，为了提高与人接触时的安全性，能够应用在表面具有接触传感器的罩。

本实施方式中的机器人1具备用于向作为第一致动器31、第二致动器32以及第三致动器33各自的驱动源的第一电动机41、第二电动机42以及第三电动机43供给电力的导电路径。在本实施方式中，特别地，这些导电路径兼用上述的构造机构的导体部而构成。

即，上述的构造机构作为支承体发挥功能，具有多个导体部。“作为支承体发挥功能”是指，即使在假定只设为构造机构的状态下也具有足够的刚性，能够作为所谓的骨部发挥功能。详细地说，构造机构具有作为多个导体部的导电性构造件相互之间隔着绝缘件耦合而形成的臂体(第一臂体、第二臂体以及第三臂体：11、12、13)。这些臂体(第一臂体、第二臂体以及第三臂体：11、12、13)构成各个导电性构造件电独立的导电路径。

在图1中，用虚线示意性地图示出这些导电路径。

作为用于向第一电动机41、第二电动机42以及第三电动机43供给电力的导电路径，分别设置第一组导电路径61、第二组导电路径62以及第三组导电路径63。如图中的虚线那样，第一组导电路径61、第二组导电路径62以及第三组导电路径63构成各3根的导电性构造件电独立的导电路径。

因此，第一臂体11包含用于向第一电动机41供电的第一组导电路径61、用于向第二电动机42供电的第二组导电路径62以及用于向第三电动机供电的第三组导电路径63，构成至少共计9根的导电性构造件电独立的导电路径。

第二臂体12包含用于向第二电动机42供电的第二组导电路径62以及用于向第三电动机供电的第三组导电路径63，构成至少共计6根的导电性构造件电独立的导电路径。

第三臂体13包含用于向第三电动机43供电的第三组导电路径63，构成至少共计3根的导电性构造件电独立的导电路径。

如上述的那样，臂体(第一臂体、第二臂体以及第三臂体：11、12、13)通过多个导电性构造件相互之间隔着绝缘件耦合而构成各个导电性构造件电独立的导电路径。

接着，参照图2来说明这种臂体的结构。

图2是示出图1的机器人1的导电路构造中的臂体的一例的截面图。

在图2中，示出臂体(第一臂体、第二臂体以及第三臂体：11、12、13)中的代表性的第一臂体11的例子。

如图2所示的那样，第一臂体11的截面整体上内部中空且外部的轮廓呈大致正方形。

参照图1，第一臂体11的外周侧被上述的第一包覆构件51包覆。在第一臂体11的内部，构成作为构造体的机器人臂的骨部的导体部被排列成大致正方形。

参照图2，角部构造构件71、72、73、74分别被设置在第一臂体11的骨部中的大致正方形的构造构件的排列中的四个角的位置。角部构造构件71、72、73、74的截面如图示的那样，四个均呈大致相同的形状。代表地，角部构造构件71的截面形状具有构造板部71a和71b以及两个接合板部71c和71d，构造板部71a和71b从上述正方形的角部彼此呈直角地沿着一边和相邻边各延伸相等的规定宽度，两个接合板部71c和71d分别从构造板部71a和71b的各延长端缘朝向上述正方形的内侧呈直角地弯曲。

在第一臂体11的截面的两个角部构造构件71与72之间配置有构成第一组导电路径61的三个导电性构造构件611、612、613的集合体。即，该集合体形成将两个角部构造构件71、72之间连接的构造构件。

导电性构造构件611、612、613具有大致相同的形状和尺寸。代表地，导电性构造构件611的截面形状具有沿着上述正方形的一边的规定宽度的构造板部611a以及分别从构造板部611a的两个端缘朝向上述正方形的内侧呈直角地弯曲的两个接合板部611b和611c。

在导电性构造构件611、612、613中，排列成一列的集合体中的彼此相向的接合板部被绝缘性的构造用粘接剂650接合。并且，位于该集合体的两端的接合板部与对应的角部构造构件71、72各自的接合板部被绝缘性的构造用粘接剂650接合。

此外，在图2中，代表性地对一部分的构造用粘接剂650标注了标记，在上述的接合板部之间的接合中都同样地使用了绝缘性的构造用粘接剂。

第一臂体11的骨部中的角部构造构件72与73之间、角部构造构件73与74之间及角部构造构件74与71之间的构造也与上述的两个角部构造构件71与72之间的构造相同。

即，在角部构造构件72与73之间配置有构成第二组导电路径62的三个导电性构造构件621、622、623的集合体，该集合体形成将两个角部构造构件72、73之间连接的构造构件。三个导电性构造构件621、622、623相互之间以及该集合体与两个角部构造构件72、73之间被绝缘性的构造用粘接剂650接合这一点也与上述的两个角部构造构件71、72之间相同。

另外，在角部构造构件73与74之间配置有构成第三组导电路径63的三个导电性构造构件631、632、633的集合体，该集合体形成将两个角部构造构件73、74之间连接的构造构件。三个导电性构造构件631、632、633相互之间以及该集合体与两个角部构造构件73、74之间被绝缘性的构造用粘接剂650接合这一点也与上述的两个角部构造构件71、72之间相同。

并且，在角部构造构件74与71之间配置有构成第四组导电路径64的三个导电性构造构件641、642、643的集合体，该集合体形成将两个角部构造构件74、71之间连接的构造构件。三个导电性构造构件641、642、643相互之间以及该集合体与两个角部构造构件74、71之间被绝缘性的构造用粘接剂650接合这一点也与上述的两个角部构造构件71、72之间相同。

在本实施方式中，优选的是，在构成第一组导电路径61的导电性构造构件611、612、613、构成第二组导电路径62的导电性构造构件621、622、623、构成第三组导电路径63的导电性构造构件631、632、633以及构成第四组导电路径64的导电性构造构件641、642、643中均使用例如相当于(イ)号铝合金线(JEC-3405-2010)那样的导电性高到适合作为电线的程度且机械强度优异的金属材料。

另外，角部构造构件71、72、73、74的全部或一部分也能够应用与上述同样的金属材料。

关于第一臂体11，参照图2的截面图所说明的各角部构造构件71、72、73、74以及各导电性构造构件611～613、621～623、631～633、641～643在长边方向上具有与第一臂体11的大致全长对应的长度。

参照图1所说明的第二臂体12和第三臂体13也能够采用与参照图2的截面图所说明的第一臂体11大致相同的结构。

然而，在第二臂体12中，能够采用使用导电性低的强度构件来代替上述的第一臂体11中的第一组导电路径61的导电性构造构件的结构。另外，在第三臂体13中，能够采用使用导电性低的强度构件来代替上述的第一臂体11中的第一组导电路径61和第二组导电路径62的导电性构造构件的结构。

另外，在第二臂体12中，在采用相比于第一臂体11中的第一组导电路径61而言导电性构造构件的数量少的结构的情况下，也可以是，不设置构成第一臂体11的第一组导电路径61的导电性构造构件611、612、613，而使用在两个角部构造构件71、72之间连接而将两者连接为一体的板状的构造构件。

在第三臂体13中，在采用相比于第一臂体11中的第一组导电路径61而言导电性构造构件的数量少的结构的情况下，也可以是，与关于第二臂体12如上所述的结构同样地使用板状的构造构件，并且，不设置构成第一臂体11的第二组导电路径62的导电性构造构件621、622、623，而使用在两个角部构造构件72、73之间连接而将两者连接为一体的板状的构造构件。

另一方面，第二臂体12和第三臂体13也采用与第一臂体11相同的结构，还能够采用只对作为导电路径实际有效使用的导电性构造构件来连接电布线那样的结构。

另外，能够使用挠性的焊线来适当地进行从在图1的基部10内与线缆3的导体端部连接的各端子(未图示)向第一臂体11的第一组导电路径61中的导电性构造构件611、612、613的电连接。

同样地，也能够使用挠性的焊线来适当地进行从第一臂体11的第二组导电路径中的导电性构造构件621、622、623以及从第三组导电路径中的导电性构造构件631、632、633向第二臂体12的对应的导电路径中的导电性构造构件的电连接。

并且，也能够使用挠性的焊线来适当地进行第二臂体12中的导电路径中的导电性构造构件之间以及第三臂体13中的导电路径中的导电性构造构件之间的电连接。

在上述的第一臂体11、第二臂体12以及第三臂体13中，它们的导电性构造构件相互之间被绝缘性的构造用粘接剂650绝缘，构成各个导电性构造构件电独立的导电路。另外，第一臂体11、第二臂体12以及第三臂体13的外周侧被由绝缘性的柔软的材料构成的罩即第一包覆构件51、第二包覆构件52以及第三包覆构件53包覆，因此适当地与外部绝缘。此外，第一包覆构件51、第二包覆构件52以及第三包覆构件53内也可以构成为，在内部设置局部的空洞以利用于焊线的插入空间或提高作为缓冲件的功能。

参照图2所说明的导电路径中的第一组导电路径61、第二组导电路径62、以及第三组导电路径63用于向对应的第一电动机41、第二电动机42以及第三电动机43分别供给驱动用电力。与此相对，第四组导电路径64用于供给控制信号，根据电动机的驱动控制方式，并不是特别地需要。在后面参照图4和图5来说明使用第四组导电路径64的情况的一例。

接着，针对参照图1和图2所说明的机器人1的导电路构造，说明导电路的电结构。在机器人1的第一臂体11、第二臂体12及第三臂体13中的导电路构造中，用于分别向对应的第一电动机41、第二电动机42以及第三电动机43供电的导电路径是相似的。因此，代表性地说明机器人1的第一臂体11中的用于向第一电动机41供电的导电路构造。

图3是示出利用图1的机器人的导电路构造向作为致动器的驱动源的电动机供给电力的情况的一例的电系统图。

在图3中，控制装置2在控制部201的管理下利用转换器202暂时将从三相交流电源4供给的交流电力转换为直流电力之后由次级的逆变器203转换为所需要的频率和电压的交流电力。该交流电力通过线缆3并通过第一臂体11的上述的第一组导电路径61中的导电性构造构件611、612、613而被供给到第一电动机41。

图4是示出利用图1的机器人的导电路构造向作为致动器的驱动源的电动机供给电力的情况的其它例子的电系统图。

在图4中，与图3不同的点在于，逆变器203被设置在第一电动机41侧，作为转换器202的输出的DC链电压和控制信号被供给到逆变器203。

即，控制装置2a将在控制部201a的管理下由转换器202将从三相交流电源4供给的交流电力转换为直流所得到的DC链电压通过线缆3并且通过第一臂体11的上述的第一组导电路径61中的导电性构造构件611和612供给到逆变器203。

另外，与此同时，将作为控制部201a的输出的控制信号通过线缆3并且通过参照图2所述的第四组导电路径中的一个导电性构造构件641供给到逆变器203的控制端子。

由此，在逆变器203中被转换为所需要的频率和电压的交流后的电力被供给到第一电动机41。

图5是示出由图1的机器人的导电路构造向作为致动器的驱动源的电动机供给电力的情况的又一其它例子的电系统图。

在图5中，与图3不同的点在于，转换器202和逆变器203都被设置在第一电动机41侧。

在该情况下，控制装置2b通过线缆3和上述的第一组导电路径61中的导电性构造构件611、612、613向转换器202供给交流电力。另外，与此同时，控制装置2b如图3的控制部201的那样发挥功能来对转换器202和逆变器203供给控制信号。

通过参照图2所述的第四组导电路径中的一个导电性构造构件641来如参照图6后述的那样进行控制信号的供给。

如上述的那样由根据控制信号进行工作的转换器202和逆变器203被转换为所需要的频率和电压的交流后的电力被供给到第一电动机41。

图6是图1的机器人的导电路构造中的控制信号的系统图，特别地，例示出使用图2中的第四组导电路径64的导电性构造构件641、642、643以串行通信来传输控制信号的情况。

在图6中，从信号转换电路251对由图5中的转换器202和逆变器203构成的电力转换电路(在图6中未图示)供给控制信号。上述的电力转换电路以与该信号转换电路251的输出信号相应的方式进行工作，来向第一电动机41供给驱动电力。

同样地，针对向第二电动机42供给驱动电力的电力转换电路设置了信号转换电路252。针对向第三电动机43供给驱动电力的电力转换电路设置了信号转换电路253。

即，在上述的图5中，代表性地示出从控制装置2b向第一电动机41(由转换器202和逆变器203构成的电力转换电路)供给控制信号的情况。与此相对，如图6的那样，对于第二电动机42和第三电动机43的各电力转换电路，也分别同样地从信号转换电路252和253供给控制信号。

详细地说，通过图2的第四组导电路径的三个导电性构造构件中的一个导电性构造构件641，向与用于对第一电动机41供给驱动电力的电力转换电路(由图5的转换器202和逆变器203构成的电力转换电路)对应的信号转换电路251供给控制信号。

另外，通过图2的第四组导电路径的三个导电性构造构件中的其它的一个导电性构造构件642，向与用于对第二电动机42供给驱动电力的电力转换电路(未图示)对应的信号转换电路252供给控制信号。

并且，通过图2的第四组导电路径的三个导电性构造构件中的另一其它的一个导电性构造构件643，向与用于对第三电动机43供给驱动电力的电力转换电路(未图示)对应的信号转换电路253供给控制信号。

在该情况下，在用作信号线的与三个导电性构造构件641、642、643对应的公用线中，例如能够应用图2中的4个导电性的角部构造构件中的一个角部构造构件71。

由此，作为来自控制装置2b的串行信号的各控制信号通过三个导电性构造构件641、642、643被供给到分别对应的信号转换电路251、252、253。而且，进行针对第一电动机41、第二电动机42以及第三电动机43的适当的控制。

如以上针对各实施方式详细叙述的内容明确可知的那样，根据本实用新型，提供一种机器人的导电路构造，具有：构造机构100，其作为支承体发挥功能且具有导体部(导电性构造构件611、612、613、导电性构造构件621、622、623、导电性构造构件631、632、633、导电性构造构件641、642、643)；致动器(31、32、33)，其用于使构造机构100进行工作；以及导电路径(61、62、63、64)，其用于向致动器(31、32、33)供给驱动电力和/或控制信号，其中，导电路径(61、62、63、64)兼用构造机构100(第一臂体～第三臂体：11、12、13)的导体部而构成。因此，不使用另外的电力供给线缆等就能够实现导电路径的结构简单化的机器人的导电路构造。

此外，本实用新型不限定于上述的实施方式，能够进行各种变更来实施。例如，在参照图2说明的实施方式中，机器人的臂体(第一臂体11)的截面形状设为大致正方形，但截面形状不限于此，也可以设为圆形。除此以外，在能够实现本实用新型的目的的范围内的变形、改良也包含在本实用新型中。

Claims (5)

1.一种机器人的导电路构造，其特征在于，具备：构造机构，其作为支承体发挥功能且具有导体部；致动器，其用于使所述构造机构进行工作；以及导电路径，其用于向所述致动器供给驱动电力和/或控制信号，

以将所述构造机构的所述导体部兼用作所述导电路径的方式构成所述导电路径。

2.根据权利要求1所述的机器人的导电路构造，其特征在于，

所述构造机构还具备包覆所述构造机构的外侧的、由绝缘性的柔软的材料构成的罩。

3.根据权利要求1或2所述的机器人的导电路构造，其特征在于，

所述构造机构中，将多个成为电独立的导电路径的、作为所述导体部的导电性构造件以相互之间隔着绝缘件的方式接合，所述构造机构构成所述机器人的臂体。

4.根据权利要求3所述的机器人的导电路构造，其特征在于，

所述臂体的所述导电路径构成用于将电力供给源的输出供给到作为所述致动器的驱动源的电动机的电力供给用导体。

5.根据权利要求3所述的机器人的导电路构造，其特征在于，

所述臂体的所述导电路径构成用于将控制信号供给到所述致动器的控制信号用导体。