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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Roboter.
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Hintergrund
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Aus dem Stand der Technik ist ein Roboter bekannt, der für eine Verbesserung seiner Dauerbetriebfähigkeit mit einer Struktur versehen ist, bei der ein Kühlgebläse an einem Motor in einem Antriebsabschnitt befestigt ist, und wobei der Motor durch einen Luftstrom gekühlt wird (siehe beispielsweise Patentdokumente 1 bis 3).
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Patentliteratur
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- Patentdokument PTL1: Veröffentlichung des japanischen Patents Nr. 5817787
- Patentdokument PTL2: ungeprüfte japanische Patentanmeldung mit Veröffentlichungsnummer Hei 10-337685
- Patentdokument PTL3: ungeprüfte japanische Patentanmeldung mit Veröffentlichungsnummer Hei 8-168990
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Zusammenfassung der Erfindung
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Technisches Problem
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Alle Roboter in den Patentdokumenten 1 bis 3 sind derart ausgebildet, dass der Motor als eine Wärmeerzeugungsquelle zu betrachten ist, wobei der Motor gekühlt wird, indem Luft von dem Kühlgebläse über die Oberfläche des Motors zirkuliert wird, wobei Wärmeerzeugungsquellen in dem Antriebsabschnitt nicht nur auf den Motor beschränkt sind, weshalb ein Problem dahingehend besteht, dass es nicht möglich ist, den gesamten Antriebsabschnitt nur durch Kühlen des Motors auf effektive Art und Weise zu kühlen.
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Die vorliegende Erfindung wurde im Licht der oben beschriebenen Umstände gemacht, wobei ein Gegenstand darin besteht, einen Roboter bereitzustellen, bei dem es möglich ist, die Dauerbetriebfähigkeit durch wirksames Kühlen des gesamten Antriebsabschnitts zu verbessern.
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Lösung des Problems
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Zur Erzielung des oben beschriebenen Gegenstandes stellt die vorliegende Erfindung die folgenden Lösungen bereit.
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Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt einen Roboter bereit, umfassend: einen Antriebsmechanismus, der eine bewegbare Komponente mit Bezug auf eine Basis antreibt; und ein Kühlgebläse, das den Antriebsmechanismus kühlt, wobei der Antriebsmechanismus mit einem Motor und einem Reduzierer (Vorgelege) versehen ist, der zwischen der Basis und der bewegbaren Komponente angeordnet ist, und der die bewegbare Komponente mit Bezug auf die Basis durch Reduzieren der Rotationsgeschwindigkeit des Motors bewegt, wobei der Motor und der Reduzierer auf beiden Seiten einer Befestigungsplatte angeordnet sind, die an der Basis befestigt ist, wobei das Kühlgebläse auf einer gegenüberliegenden Seite von der Befestigungsplatte angeordnet ist, wobei der Motor zwischen dem Kühlgebläse und der Befestigungsplatte angeordnet ist, und wobei das Kühlgebläse einen Luftstrom erzeugt, welcher entlang einer Oberfläche des Motors zirkuliert wird, wobei ein Raum, in welchem eine Oberfläche des Reduzierers exponiert ist, außerhalb des Reduzierers ausgebildet ist, und wobei die Befestigungsplatte mit einer Belüftungsöffnung versehen ist, welche mit dem Raum verbunden ist, in diese durch die Befestigungsplatte in einer Dickenrichtung davon hindurchtritt, und durch welche der durch das Kühlgebläse erzeugte Luftstrom hindurchtritt.
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Unter diesem Aspekt wird, wenn der Motor des Antriebsmechanismusses angetrieben wird, die Rotation des Motors an die bewegbare Komponente übertragen, nachdem das Drehmoment des Motors durch Reduzieren der Rotationsgeschwindigkeit durch den Reduzierer verstärkt worden ist, weshalb die bewegbare Komponente mit Bezug auf die Basis bewegt wird. Der durch den Betrieb des Kühlgebläses erzeugte Luftstrom kühlt den Motor, indem der Luftstrom entlang der Oberfläche des Motors zirkuliert wird, und außerdem in dem Raum zirkuliert wird, der außerhalb des Reduzierers ausgebildet ist, indem die Strömung durch die Belüftungsöffnung, welche in der Befestigungsplatte angeordnet ist, hindurchtritt. Da die Oberfläche des Reduzierers in diesem Raum exponiert ist, wird auch der Reduzierer durch den Luftstrom gekühlt. Dadurch ist es möglich, die Dauerbetriebfähigkeit durch effektives Kühlen des Motors und des Reduzierers zu verbessern, welche durch ihren Betrieb Wärme erzeugen.
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In dem oben beschriebenen Aspekt kann mehr als eine Belüftungsöffnung in der Peripherie des Motors mit Zwischenräumen dazwischen in einer Umfangsrichtung bereitgestellt sein.
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Dadurch wird, nach Kühlen des Motors durch Zirkulieren des Luftstroms entlang der Oberfläche des Motors, dieser durch das Kühlgebläse erzeugte Luftstrom in dem Raum außerhalb des Reduzierers zirkuliert, indem er durch die Mehrzahl von Belüftungsöffnungen verteilt wird. Dadurch ist es möglich, den gesamten Reduzierer gleichmäßig durch den Luftstrom zu kühlen, der entlang einer Mehrzahl von Bereichen mit Zwischenräumen dazwischen in der Umfangsrichtung zirkuliert wird.
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Der oben beschriebene Aspekt kann mit einem Luftstrom-Führungsabschnitt versehen sein, der auf einer gegenüberliegenden Seite von dem Motor angeordnet ist, wobei die Belüftungsöffnung bzw. allgemein die Belüftung zwischen dem Luftstrom-Führungsabschnitt und dem Motor angeordnet ist, und der den Luftstrom blockiert, der entlang der Oberfläche des Motors zirkuliert wird, und den Luftstrom zu der Belüftung leitet.
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Dadurch ist es möglich, da der Luftstrom, der durch das Kühlgebläse erzeugt wird, und der entlang der Oberfläche des Motors zirkuliert wird, durch den Luftstrom-Führungsabschnitt blockiert und zu der Belüftung geleitet wird, auf wirksame Art und Weise den Antriebsmechanismus einschließlich des Motors und des Reduzierers zu kühlen, indem der Luftstrom ohne Verlust eingesetzt wird.
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Unter dem oben beschriebenen Aspekt kann der Luftstrom-Führungsabschnitt entlang des gesamten Umfangs in der Peripherie des Motors bereitgestellt werden.
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Dadurch ist es möglich, da der Luftstrom, der durch das Kühlgebläse erzeugt wird und der entlang der Oberfläche des Motors zirkuliert wird, durch den Luftstrom-Führungsabschnitt entlang des gesamten Umfangs blockiert wird, auf wirksame Art und Weise den Antriebsmechanismus einschließlich des Motors und des Reduzierers zu kühlen, indem der Luftstrom ohne Verlust eingesetzt wird, indem verhindert wird, dass der Luftstrom von irgendeiner Stelle in der Umfangsrichtung entweicht.
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In dem oben beschriebenen Aspekt kann der Luftstrom-Führungsabschnitt integral mit der Befestigungsplatte ausgebildet sein.
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Dadurch ist es möglich, die Anzahl an Komponenten sowie die Herstellungskosten zu reduzieren.
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Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung ist insofern vorteilhaft, dass es möglich ist, durch wirksames Kühlen des gesamten Antriebsabschnitts seine Dauerbetriebfähigkeit zu verbessern.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist eine perspektivische Teilansicht, welche einen Roboter gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
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2 ist eine Teil-Längsabschnittansicht, welche den Roboter aus 1 zeigt.
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3 ist eine perspektivische Teilansicht, welche eine Modifikation des Roboters aus 1 zeigt.
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4 ist eine Teil-Längsabschnittansicht des Roboters aus 3.
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5 ist eine Teil-Längsabschnittansicht zur Erläuterung eines herkömmlichen Roboters.
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6 ist eine Teil-Längsabschnittansicht des Roboters aus 5.
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Beschreibung einer Ausführungsform
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Im Folgenden wird ein Roboter 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
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Wie in 1 dargestellt ist, weist der Roboter 1 gemäß dieser Ausführungsform ein oder mehrere Gelenke 3 auf, welche mit einem Motor 2 angetrieben werden. 1 zeigt, als ein Beispiel, lediglich eine Schwerkraftachse von den Gelenken 3 des Roboters 1.
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Jedes dieser Gelenke 3 ist versehen mit: einer Basis 4; einer bewegbaren Komponente 5, welche derart bereitgestellt ist, um mit Bezug auf die Basis 4 verschwenkbar zu sein; einem Antriebsmechanismus 6, der die bewegbare Komponente 5 dazu bringt, mit Bezug auf die Basis 4 zu verschwenken; einem Kühlgebläse 7, das den Antriebsmechanismus 6 kühlt; und Luftstrom-Führungsabschnitten 8.
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Wie in 1 und 2 gezeigt ist, ist die Basis 4 versehen mit einer Montagebasis 9 und einer Befestigungsplatte 10 in der Art einer flachen Platte, welche an der Montagebasis 9 befestigt ist. Zusätzlich zu der Form, zu welcher die Befestigungsplatte 10 ausgebildet ist, und zwar aus einer Komponente, welche separat von der Monatgebasis 9 ist und welche mittels Bolzen oder dergleichen an der Montagebasis 9 befestigt ist, kann die Befestigungsplatte 10 eine Form annehmen, bei der die Befestigungsplatte 10 an der Montagebasis 9 befestigt wird, indem sie integral in einem Abschnitt der Montagebasis 9 durch entsprechende Bearbeitung oder dergleichen bereitgestellt wird.
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Die Montagebasis 9 ist mit einem Aufnahmeraum (Raum) S versehen, der eine kreisförmige seitliche Querschnittsform aufweist und der einen Reduzierer 11 (Vorgelege) aufnehmen kann, welcher eine im Wesentlichen säulenartige Form aufweist, wie später beschrieben werden wird, wobei die Befestigungsplatte 10 an einer Position befestigt wird, wo die Befestigungsplatte 10 ein Ende des Aufnahmeraumes S in der Axialrichtung verschließt.
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Ein Zentraldurchgangsloch 13, durch welches eine Welle 12 des Motors 2, wie später beschrieben werden wird, in der Dickenrichtung hindurchgeführt wird, ist in der Mitte der Befestigungsplatte 10 angeordnet.
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Der Antriebsmechanismus 6 ist mit dem Motor 2 und dem Reduzierer 11 versehen, der die Rotation des Motors 2 an die bewegbare Komponente 5 überträgt, nachdem die Rotationsgeschwindigkeit reduziert worden ist. Der Motor 2 ist mit einem Flanschabschnitt 14 versehen, um den Motor 2 an einer Seite der Befestigungsplatte 10 mittels Bolzen (nicht dargestellt) zu befestigen. Dadurch wird der Motor in einem Zustand befestigt, wo die Welle 12 durch das Zentraldurchgangsloch 13 hindurchgeführt wird, wobei der Flanschabschnitt 14 sich in engem Kontakt mit der Befestigungsplatte 10 an einer Seite davon befindet.
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Der Reduzierer 11 weist eine säulenartige Form mit einem Außendurchmesser auf, der kleiner als der des oben beschriebenen Aufnahmeraums S ist, ist an einem Ende davon in einer Achse-O-Richtung mit einem Befestigungsabschnitt 15 versehen, um den Reduzierer 11 selber mittels Bolzen oder dergleichen an der Befestigungsplatte 10 zu befestigen, und ist an seinem anderen Ende in der Achse-O-Richtung mit einem Ausgabewelle-Abschnitt 16 versehen, um den Reduzierer 11 an der bewegbaren Komponente 5 zu befestigen. Der Befestigungsabschnitt 15 ist an seiner Mitte mit einem Einfügeloch (nicht dargestellt) versehen, in welches die Welle 12 des Motors 2 entlang der Achse-O-Richtung eingeführt wird.
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Mit anderen Worten, der Reduzierer 11 ist derart ausgebildet, um einen im Wesentlichen zylindrischen Raum zwischen einer Außenumfangsoberfläche des Reduzierers 11 und einer Innenumfangsoberfläche des Aufnahmeraums S zu bilden, indem er in dem Aufnahmeraum S aufgenommen wird, wobei ein Ende davon durch die Befestigungsplatte 10 verschlossen wird, und indem der Befestigungsabschnitt 15 an der Befestigungsplatte 10 befestigt wird.
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Ein Zahnrad (nicht dargestellt), welches in Eingriff mit einem Eingangswellenzahnrad (nicht dargestellt) ist, das in dem Einfügeloch des Reduzierers 11 angeordnet ist, ist an der Welle 12 des Motors 2 befestigt.
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Der Antriebsmechanismus 6 wird, in einem Zustand, wo der Reduzierer 11 durch den Befestigungsabschnitt 15 an der Befestigungsplatte 10 befestigt ist, durch Einsetzen der Welle 12 des Motors 2 in das Einfügeloch über das Zentraldurchgangsloch 13 von einer gegenüberliegenden Seite von dem Reduzierer 11 zusammengesetzt, wobei die Befestigungsplatte 10 zwischen dem Motor 12 und dem Reduzierer 11 angeordnet ist, wird dann zusammengesetzt durch In-Eingriff-Bringen des an der Welle 12 befestigten Zahnrads mit dem Eingangswellenzahnrad in dem Einfügeloch des Reduzierers 11, und wird schließlich durch Befestigen des Motors 2 an der Befestigungsplatte 10 durch Verwenden des Flanschabschnitts 14 zusammengesetzt.
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In dieser Ausführungsform sind mehrere Belüftungsöffnungen 17 in der Befestigungsplatte 10 mit Zwischenräumen dazwischen in der Umfangsrichtung bereitgestellt, so dass sie den Motor 2 umgeben. Die jeweiligen Belüftungsöffnungen 17 treten durch die Befestigungsplatte 10 in ihrer Dickenrichtung hindurch und sind mit dem im Wesentlichen zylindrischen Raum verbunden, der in der Peripherie des Reduzierers 11 in dem Aufnahmeraum S ausgebildet ist.
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Das Kühlgebläse 7 ist an einem Kopfabschnitt des Motors 2 befestigt und zirkuliert einen erzeugten Luftstrom A entlang einer Oberfläche des Motors 2 hin zu dem Flanschabschnitt 14 von der Kopfabschnitt-Seite her.
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Die zwei Luftstrom-Führungsabschnitte 8 sind als ein Paar angeordnet, um so den Motor 2 im Wesentlichen über den gesamten Umfang an Positionen zu umgeben, welche in radialer Richtung weiter außerhalb als die Belüftungsöffnungen 17 sind, indem streifenartige Platten- bzw. Blechkomponenten in Bogenformen gebogen werden und mittels Schrauben oder dergleichen an der Befestigungsplatte 10 befestigt werden.
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Dadurch wird der Luftstrom A, der entlang der Oberfläche des Motors 2 zirkuliert wird, durch die Luftstrom-Führungsabschnitte 8 während des Zirkulierens blockiert, um so radial nach außen durch Auftreffen auf die Befestigungsplatte 10 verteilt zu werden, wobei der Luftstrom derart geführt wird, um durch die Belüftungsöffnungen 17 in der Befestigungsplatte 10 hindurch zu treten.
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Im Folgenden wird der Betrieb des derart ausgebildeten Roboters 1 gemäß dieser Ausführungsform beschrieben.
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Mit dem Roboter 1 gemäß dieser Ausführungsform wird, wenn die Welle 12 durch Betätigen des Motors 2 rotiert wird, die Rotation der Welle 12 an die bewegbare Komponente 5 übertragen, nachdem ihre Geschwindigkeit durch den Reduzierer 11 reduziert worden ist, weshalb die bewegbare Komponente 5 rotatorisch mit Bezug auf die Basis 4 bei einer Rotationsgeschwindigkeit bewegt wird, welche geringer ist als die der Welle 12 des Motors 2. Da das Drehmoment als ein Ergebnis der Geschwindigkeitsreduktion durch den Reduzierer 11 verstärkt wird, ist es möglich, Arbeit durch Bewegen einer Last zu verrichten, die an einem Distalende der bewegbaren Komponente 5 angebracht ist.
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In diesem Fall strömt, obwohl im Motor 2 und im Reduzierer 11 aufgrund eines der Arbeit zuzuordnenden Verlustes Wärme erzeugt wird, in dieser Ausführungsform, nach Kühlen des Motors 2 durch den über die Oberfläche des Motors 2 strömenden Luftstroms, dieser Luftstrom A, der durch das Kühlgebläse 7 erzeugt wird, in den im Wesentlichen zylindrischen Raum am äußeren Umfang des Reduzierers 11, indem er durch die Belüftungsöffnungen 17 in der Befestigungsplatte 10 hindurchtritt, wobei er dann in diesem Raum zirkuliert wird. Da die äußere Umfangsoberfläche des Reduzierers 11 in diesem Raum exponiert ist, kühlt der Luftstrom A auch den Reduzierer 11.
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Im Gegensatz dazu ist, wie es in 5 und 6 gezeigt ist, bei einem herkömmlichen Roboter 30, da ein Luftstrom A, der durch ein Kühlgebläse 31 erzeugt wird, lediglich über die Oberfläche eines Motors 32 und nicht in einem Raum zirkuliert wird, wo eine Außenumfangsoberfläche eines Reduzierers 33 exponiert ist, ein Kühlen des Antriebsmechanismusses 34 durch das Kühlgebläse 31 beschränkt auf das Kühlen des Motors 32, wobei der Reduzierer 33 nicht gekühlt wird.
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Mit anderen Worten, bei dem Roboter 1 gemäß dieser Ausführungsform, da nicht nur der Motor 2, sondern auch der Reduzierer 11 durch den mit dem Kühlgebläse 7 erzeugten Luftstrom A gekühlt wird, besteht ein Vorteil dahingehend, dass es möglich ist, durch Unterdrücken eines Anstiegs in der Temperatur des Antriebsmechanismusses 6 als Ganzes, die Lebensdauer des Antriebsmechanismusses 6 zu verlängern, wobei es außerdem möglich ist, die Dauerbetriebfähigkeit des Roboters 1 zu verbessern.
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Insbesondere wird, da die mehreren Belüftungsöffnungen 17 in der Befestigungsplatte 10 mit Zwischenräumen dazwischen in der Umfangsrichtung bereitgestellt sind, so dass sie die Peripherie des Motors 2 umgeben, der durch das Kühlgebläse 7 erzeugte Luftstrom A in die mehreren Belüftungsöffnungen 17 verteilt, weshalb es möglich ist, den Luftstrom A über Bereiche der Außenumfangsoberfläche des Reduzierers 11 mit Zwischenräumen dazwischen in der Umfangsrichtung zum Strömen zu bringen. Dadurch besteht ein Vorteil dahingehend, dass es möglich ist, den gesamten Reduzierer 11 wirksam auf eine gleichmäßige Art und Weise zu kühlen.
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In dieser Ausführungsform besteht, da die Luftstrom-Führungsabschnitte 8, welche den durch das Kühlgebläse 7 erzeugten Luftstrom A blockieren, bereitgestellt sind, ein Vorteil dahingehend, dass es möglich ist den Reduzierer 11 auf wirksame Art und Weise zu kühlen, indem der Luftstrom A zu den Belüftungsöffnungen 17 geführt wird, ohne dass ein Entweichen des Luftstroms A zugelassen wird.
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In dieser Ausführungsform können, obwohl die Luftstrom-Führungsabschnitte 8, in der Form von streifenartigen Komponenten, als Komponenten ausgebildet sind, welche von der Befestigungsplatte 10 getrennt sind und an der Befestigungsplatte 10 mittels Bolzen befestigt sind, auf alternative Art und Weise, wie in 3 und 4 gezeigt, die Luftstrom-Führungsabschnitte 8 integral mit der Befestigungsplatte 10 ausgebildet sein, indem Abschnitte verwendet werden, welche davon abstehen wie periphere Wände an der Oberfläche der Befestigungsplatte 10 auf der Motor 2-Seite. Dadurch ist es möglich, die Anzahl an Komponenten zu verringern und Herstellungskosten zu reduzieren. In diesem Fall können die Luftstrom-Führungsabschnitte 8 aus Stufenabschnitten ausgebildet sein, statt dass sie wie die peripheren Wände ausgebildet sind.
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Die Anzahl und Verteilung der Belüftungsöffnungen 17 können beliebig sein. Die Belüftungsöffnungen 17 können in gleichen oder ungleichen Abständen angeordnet werden. Die Form der Belüftungsöffnungen 17 kann kreisförmig, oval oder polygonal sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Roboter
- 2
- Motor
- 4
- Basis
- 5
- bewegbare Komponente
- 6
- Antriebsmechanismus
- 7
- Kühlgebläse
- 8
- Luftstrom-Führungsabschnitt
- 10
- Befestigungsplatte
- 11
- Reduzierer
- 17
- Belüftungsöffnung
- A
- Luftstrom
- S
- Raum (Aufnahmeraum)
