DE112016007253B4 - robot - Google Patents

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
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Abstract

In einem Roboter 1 ist eine hohle Arbeitswelle 41 auf einem zweiten Arm 3B unterstützt, der um eine Achse L2 drehbar ist, und die Arbeitswelle 41 wird mittels einer Anhebe/Absenkvorrichtung 43 angehoben und abgesenkt. Ein lineares Element 5 ist durch die Arbeitswelle 41 eingeführt. Der Roboter 1 umfasst einen inneren Abdeckungskörper 45, der auf einer oberen Oberfläche des zweiten Arms 3B angeordnet ist. Der innere Abdeckungskörper 45 weist eine Unterstützungsoberfläche 451 auf, die ein freiliegendes Teilstück 51 von unten unterstützt, um zu verhindern, dass das freiliegende Teilstück 51 einen Kontakt mit der Arbeitswelle 41 und dem zweiten Arm 3B herstellt, wobei das freiliegende Teilstück 51 des linearen Elements 5 sich von dem oberen Ende der Arbeitswelle 41 nach außen erstreckt, um freizuliegen. Die Unterstützungsoberfläche 451 des inneren Abdeckungskörpers 45 ist eine geneigte Oberfläche, die mit dem freiliegenden Teilstück 51 einen Kontakt herstellt und dieses unterstützt. Die Unterstützungsoberfläche 451 neigt sich derart in die Auf- und Abwärtsrichtung, dass ein Abschnitt des freiliegenden Teilstücks 51 in Kontakt mit der Unterstützungsoberfläche 451 sich von der Unterstützungsoberfläche 451 weg trennt, wenn die Arbeitswelle 41 angehoben wird.In a robot 1, a hollow working shaft 41 is supported on a second arm 3B rotatable about an axis L2, and the working shaft 41 is raised and lowered by a raising/lowering device 43. As shown in FIG. A linear element 5 is inserted through the working shaft 41 . The robot 1 includes an inner cover body 45 arranged on an upper surface of the second arm 3B. The inner cover body 45 has a support surface 451 that supports an exposed portion 51 from below to prevent the exposed portion 51 from making contact with the working shaft 41 and the second arm 3B, the exposed portion 51 of the linear member 5 extends outward from the upper end of the working shaft 41 to be exposed. The support surface 451 of the inner cover body 45 is an inclined surface that makes contact with the exposed portion 51 and supports it. The support surface 451 inclines in the up and down direction such that a portion of the exposed portion 51 in contact with the support surface 451 separates away from the support surface 451 when the working shaft 41 is lifted.

Description

Technisches Gebiettechnical field

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Roboter, der eine Arbeitswelle umfasst, die angehoben und abgesenkt wird.The present invention relates to a robot that includes a working shaft that is raised and lowered.

Allgemeiner Stand der TechnikGeneral state of the art

Es ist ein herkömmlicher Roboter bekannt, der eine unterstützte Arbeitswelle umfasst, die angetrieben wird, um sich zumindest in eine Auf- und Abwärtsrichtung in Bezug zu einem Arm zu bewegen, der um eine vertikale Achse drehbar ist. Der Roboter umfasst einen Roboterhandmechanismus, der am unteren Ende der Arbeitswelle befestigt ist. Unter diesem Typ von Robotern gibt es einen Roboter, der ein lineares Element, wie beispielsweise einen Draht und einen Schlauch, aufweist, das mit einer Arbeitsvorrichtung verbunden ist, die an dem Roboterhandmechanismus befestigt ist, und das durch das Innere einer hohlen Arbeitswelle eingesetzt ist, um zu verhindern, dass das lineare Element die Bewegung des Arms behindert (siehe zum Beispiel Patentliteratur 1 und 2).There is known a conventional robot including a supported working shaft driven to move at least in an up and down direction with respect to an arm rotatable about a vertical axis. The robot includes a robotic hand mechanism attached to the lower end of the working shaft. Among this type of robots, there is a robot that has a linear member such as a wire and a hose connected to a working device attached to the robot hand mechanism and inserted through the inside of a hollow working shaft, to prevent the linear member from interfering with the movement of the arm (see Patent Literature 1 and 2, for example).

Ein in Patentliteratur 1 offenbarter Roboter ist derart ausgestaltet, dass das lineare Element durch das Innere der Arbeitswelle eingeführt ist und ein freiliegendes Teilstück des linearen Elements, das von dem oberen Ende der Arbeitswelle freiliegt, eine Form einer Spule aufweist, wobei das gewundene freiliegende Teilstück mittels eines Unterstützungselements unterstützt wird, das am oberen Ende der Arbeitswelle befestigt ist und um eine Stange gewickelt ist, die aufrecht neben der Arbeitswelle auf der oberen Oberfläche des Arms vorgesehen ist.A robot disclosed in Patent Literature 1 is configured such that the linear member is inserted through the inside of the working shaft, and an exposed portion of the linear member, which is exposed from the upper end of the working shaft, has a coil shape, with the winding exposed portion being formed by means supported by a support member fixed to the upper end of the working shaft and wound around a rod provided upright beside the working shaft on the upper surface of the arm.

Ein in Patentliteratur 2 offenbarter Roboter umfasst eine Hohlwelle, die mit dem oberen Ende einer Arbeitswelle verbunden ist, und ein lineares Element, das durch das Innere der Arbeitswelle und der Hohlwelle eingeführt ist. Ein freiliegendes Teilstück des linearen Elements, das von dem oberen Ende der Hohlwelle freiliegt, ist an einer Stütze befestigt, die auf der oberen Oberfläche des Arms vorgesehen ist.A robot disclosed in Patent Literature 2 includes a hollow shaft connected to the upper end of a working shaft and a linear member inserted through the inside of the working shaft and the hollow shaft. An exposed portion of the linear element exposed from the upper end of the hollow shaft is fixed to a bracket provided on the upper surface of the arm.

Die in Patentliteratur 1 und 2 offenbarten Roboter können den Arm und die Arbeitswelle auf eine stabile Weise antreiben, da der Kontakt zwischen dem freiliegenden Teilstück des linearen Elements, welches seine Geometrie ändert, wenn die Arbeitswelle angehoben oder abgesenkt wird, und der Arbeitswelle vermieden wird.The robots disclosed in Patent Literatures 1 and 2 can drive the arm and the working shaft in a stable manner because the contact between the exposed portion of the linear member, which changes its geometry when the working shaft is raised or lowered, and the working shaft is avoided.

Entgegenhaltungslistecitation list

Patentliteraturpatent literature

  • Patentliteratur 1: JP 2008-307635 A Patent Literature 1: JP 2008-307635 A
  • Patentliteratur 2: JP 2012-218118 A Patent Literature 2: JP 2012-218118 A

Kurzdarstellung der ErfindungSummary of the Invention

Der in Patentliteratur 1 offenbarte Roboter erfordert indes ein spezielles lineares Element, das eine Form einer Spule aufweist. Die Verkleinerung des Roboters ist schwierig, da ein Raum zum Vorsehen eines Unterstützungselements, das das gewundene freiliegende Teilstück des linearen Elements an dem oberen Abschnitt der Arbeitswelle unterstützt, und einer Stange, die neben der Arbeitswelle angeordnet ist, erforderlich ist.However, the robot disclosed in Patent Literature 1 requires a special linear member having a shape of a coil. Downsizing of the robot is difficult because a space is required for providing a support member that supports the winding exposed portion of the linear member at the upper portion of the working shaft and a rod that is placed beside the working shaft.

Die Verkleinerung des in Patentliteratur 2 offenbarten Roboters ist auch schwierig, da ein Raum zum Vorsehen einer Hohlwelle, die mit dem oberen Ende der Arbeitswelle verbunden ist, und einer Stütze, an der ein freiliegendes Teilstück des linearen Elements befestigt ist, erforderlich ist, wo sich das freiliegende Teilstück von dem oberen Ende der Hohlwelle nach außen erstreckt, um freigelegt zu sein.Downsizing of the robot disclosed in Patent Literature 2 is also difficult because a space for providing a hollow shaft connected to the upper end of the working shaft and a support to which an exposed portion of the linear member is fixed is required where the exposed portion extends outward from the top end of the hollow shaft to be exposed.

Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf das vorhergehend beschriebene Problem gemacht. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Roboter bereitzustellen, der eine unterstützte Arbeitswelle umfasst, die in Bezug auf einen um eine vertikale Achse drehbaren Arm angehoben und abgesenkt wird, den Arm und die Arbeitswelle stabil antreiben kann und mit einer einfachen Ausgestaltung ohne die Verwendung eines speziellen linearen Elements verkleinert werden kann.The present invention was made in view of the problem described above. An object of the present invention is to provide a robot including an assisted working shaft that is raised and lowered with respect to an arm rotatable about a vertical axis, can stably drive the arm and the working shaft, and with a simple configuration without use of a special linear element can be reduced.

Ein Roboter gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst Folgendes: einen Arm, der sich in eine horizontale Richtung erstreckt und um eine vertikale Achse drehbar ist; eine Antriebseinheit, die an einer oberen Oberfläche des Arms angeordnet ist; eine hohle Arbeitswelle, die auf einem distalen Abschnitt des Arms unterstützt wird und in Bezug zu dem Arm in eine Auf- und Abwärtsrichtung beweglich ist, wobei die Arbeitswelle mittels der Antriebseinheit entlang der Auf- und Abwärtsrichtung angehoben und abgesenkt wird; ein lineares Element, das eine Flexibilität aufweist und durch die Arbeitswelle eingeführt ist; und ein Unterstützungselement, das auf der oberen Oberfläche des Arms angeordnet ist und eine Unterstützungsoberfläche aufweist, die ein freiliegendes Teilstück von unten unterstützt, um zu verhindern, dass das freiliegende Teilstück einen Kontakt mit der Arbeitswelle und dem Arm herstellt, wobei das freiliegende Teilstück ein Abschnitt des linearen Elements ist, der sich von einem oberen Ende der Arbeitswelle nach außen erstreckt, um freigelegt zu sein, wobei eine Geometrie des freiliegenden Teilstücks sich ändert, wenn die Arbeitswelle angehoben oder abgesenkt wird. Die Unterstützungsoberfläche des Unterstützungselements ist eine geneigte Oberfläche, die mit dem freiliegenden Teilstück des linearen Elements einen Kontakt herstellt und dieses unterstützt. Die Unterstützungsoberfläche neigt sich derart in die Auf- und Abwärtsrichtung, dass ein Abschnitt des freiliegenden Teilstücks in Kontakt mit der Unterstützungsoberfläche sich von der Unterstützungsoberfläche weg trennt, wenn die Arbeitswelle angehoben wird.A robot according to an aspect of the present invention includes: an arm that extends in a horizontal direction and is rotatable about a vertical axis; a drive unit arranged on an upper surface of the arm; a hollow working shaft supported on a distal portion of the arm and movable in an up and down direction with respect to the arm, the working shaft being raised and lowered along the up and down direction by the drive unit; a linear member having flexibility and inserted through the working shaft; and a support member disposed on the upper surface of the arm and having a support surface that supports an exposed portion from below to prevent the exposed portion from making contact with the working shaft and the arm, the exposed portion being a section of the linear element is different from extends outwardly from an upper end of the working shaft to be exposed, wherein a geometry of the exposed portion changes when the working shaft is raised or lowered. The support surface of the support element is an inclined surface that makes contact with and supports the exposed portion of the linear element. The support surface inclines in the up and down direction such that a portion of the exposed portion in contact with the support surface separates away from the support surface when the working shaft is lifted.

Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden mittels der folgenden detaillierten Beschreibung und der beigefügten Zeichnungen erklärt.Objects, features and advantages of the present invention will be explained by means of the following detailed description and the accompanying drawings.

Figurenlistecharacter list

  • 1 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Roboter gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht, wo eine Arbeitswelle angehoben ist. 1 14 is a perspective view illustrating a robot according to an embodiment of the present invention where an operating shaft is raised.
  • 2 ist eine perspektivische Ansicht, die den in 1 veranschaulichten Roboter veranschaulicht, wo ein äußerer Abdeckungskörper entfernt ist. 2 is a perspective view corresponding to FIG 1 illustrated robot where an outer cover body is removed.
  • 3 ist eine Seitenansicht, die den in 2 veranschaulichten Roboter von der linken Seite aus betrachtet veranschaulicht. 3 is a side view showing the in 2 illustrated robot viewed from the left side.
  • 4 ist eine Seitenansicht, die den in 2 veranschaulichten Roboter von der rechten Seite aus betrachtet veranschaulicht. 4 is a side view showing the in 2 illustrated robot viewed from the right side.
  • 5 ist eine perspektivische Ansicht, die den Roboter gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht, wo die Arbeitswelle abgesenkt ist. 5 14 is a perspective view illustrating the robot according to an embodiment of the present invention where the working shaft is lowered.
  • 6 ist eine perspektivische Ansicht, die den in 5 veranschaulichten Roboter veranschaulicht, wo ein äußerer Abdeckungskörper entfernt ist. 6 is a perspective view corresponding to FIG 5 illustrated robot where an outer cover body is removed.
  • 7 ist eine Seitenansicht, die den in 6 veranschaulichten Roboter entlang einer seitlichen Richtung veranschaulicht. 7 is a side view showing the in 6 illustrated robot along a lateral direction.
  • 8 ist eine Figur zur Erklärung einer Drehvorrichtung, die in dem Roboter umfasst ist und die Arbeitswelle dreht. 8th Fig. 12 is a figure for explaining a rotating device included in the robot and rotating the working shaft.

Beschreibung von AusführungsformenDescription of Embodiments

Nun wird ein Roboter gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Die Richtungsbeziehung wird in der folgenden Beschreibung unter Verwendung von orthogonalen XYZ-Koordinatenachsen beschrieben. Die Rechts-Links-Richtung ist die X-Achsenrichtung, die Vorne-Hinten-Richtung senkrecht zur X-Achsenrichtung ist die Y-Achsenrichtung und die Aufwärts-und-Abwärtsrichtung senkrecht zu sowohl der X-Achsenrichtung als auch der Y-Achsenrichtung ist die Z-Achsenrichtung. Eine von den Richtungen entlang der X-Achsenrichtung, die zur linken Seite gerichtet ist, wird als „+X-Richtung“ bezeichnet und die andere Richtung, die zur rechten Seite gerichtet ist, wird als „-X-Richtung“ bezeichnet. Eine von den Richtungen entlang der Y-Achsenrichtung, die zur vorderen Seite gerichtet ist, wird als „+Y-Richtung“ bezeichnet und die andere Richtung, die zur hinteren Seite gerichtet ist, wird als „-Y-Richtung“ bezeichnet. Eine von den Richtungen entlang der Z-Achsenrichtung, die zur oberen Seite gerichtet ist, wird als „+Z-Richtung“ bezeichnet und die andere Richtung, die zur unteren Seite gerichtet ist, wird als „-Z-Richtung“ bezeichnet.A robot according to an embodiment of the present invention will now be described with reference to the drawings. The directional relationship is described in the following description using orthogonal XYZ coordinate axes. The right-left direction is the X-axis direction, the front-back direction perpendicular to the X-axis direction is the Y-axis direction, and the up-and-down direction perpendicular to both the X-axis direction and the Y-axis direction is the Z axis direction. One of the directions along the X-axis direction, which is directed to the left side, is referred to as "+X direction", and the other direction, which is directed to the right side, is referred to as "-X direction". One of the directions along the Y-axis direction, which faces the front side, is referred to as “+Y direction”, and the other direction, which faces the rear side, is referred to as “−Y direction”. One of the directions along the Z-axis direction, which is directed to the upper side, is referred to as "+Z direction", and the other direction, which is directed to the lower side, is referred to as "-Z direction".

1 bis 7 veranschaulichen die Ausgestaltung eines Roboters 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 1 bis 4 veranschaulichen den Roboter 1, in dem eine Arbeitswelle 41 angehoben ist. 1 ist eine perspektivische Ansicht. 2 ist eine perspektivische Ansicht, wo ein äußerer Abdeckungskörper 46 entfernt ist. 3 ist eine Seitenansicht, die den in 2 veranschaulichten Roboter 1 von der linken Seite aus betrachtet veranschaulicht. 4 ist eine Seitenansicht, die den in 2 veranschaulichten Roboter 1 von der rechten Seite aus betrachtet veranschaulicht. 5 bis 7 veranschaulichen den Roboter 1, in dem die Arbeitswelle 41 abgesenkt ist. 5 ist eine perspektivische Ansicht. 6 ist eine perspektivische Ansicht, wo der äußere Abdeckungskörper 46 entfernt ist. 7 ist eine Seitenansicht, die den in 6 veranschaulichten Roboter 1 von der rechten Seite aus betrachtet veranschaulicht. 8 ist eine Figur zur Erklärung einer Drehvorrichtung 42 des Roboters 1, die die Arbeitswelle 41 drehbar antreibt. 1 until 7 12 illustrate the configuration of a robot 1 according to an embodiment of the present invention. 1 until 4 illustrate the robot 1 in which a working shaft 41 is raised. 1 is a perspective view. 2 12 is a perspective view where an outer cover body 46 is removed. 3 is a side view showing the in 2 illustrated robot 1 viewed from the left side. 4 is a side view showing the in 2 illustrated robot 1 viewed from the right side. 5 until 7 illustrate the robot 1 in which the working shaft 41 is lowered. 5 is a perspective view. 6 12 is a perspective view where the outer cover body 46 is removed. 7 is a side view showing the in 6 illustrated robot 1 viewed from the right side. 8th Fig. 12 is a figure for explaining a rotary device 42 of the robot 1 which rotatably drives the working shaft 41. Figs.

Der Roboter 1 umfasst einen Basisteil 2, einen ersten Arm 3A, einen zweiten Arm 3B, eine Anhebe/Absenk/Drehvorrichtung 4 und ein lineares Element 5. Der Roboter 1 ist ein Selective Compliance Assembly Robot Arm (SCARA), der den ersten Arm 3A und den zweiten Arm 3B aufweist, die beide in horizontale Richtungen beweglich sind.The robot 1 comprises a base part 2, a first arm 3A, a second arm 3B, an elevating/lowering/rotating device 4 and a linear element 5. The robot 1 is a Selective Compliance Assembly Robot Arm (SCARA) comprising the first arm 3A and the second arm 3B, both of which are movable in horizontal directions.

Der Basisteil 2 ist an einem Boden oder einem Tisch befestigt und umfasst ein erstes Gehäuse 21, ein zweites Gehäuse 22, das benachbart in der +Y-Seite (Vorderseite) des ersten Gehäuses 21 vorgesehen ist, um einen ersten Motor (nicht gezeigt) unterzubringen, und mit dem ersten Gehäuse 21 und einer ersten Drehzahlverringerungseinheit 23 integriert ist. Der erste Motor, der in dem zweiten Gehäuse 22 untergebracht ist, erzeugt eine Antriebskraft zum Drehen des ersten Arms 3A, was später beschrieben wird, um eine Achse L1 einer vertikalen Welle. Die erste Drehzahlverringerungseinheit 23, die als ein Harmonic Drive (Warenzeichen) bekannt ist, ist in einem Abschnitt auf der +Z-Seite (oberen Abschnitt) des zweiten Gehäuses 22 vorgesehen, um mit dem ersten Motor, der in dem zweiten Gehäuse 22 untergebracht ist, zusammengebaut zu werden. Die erste Drehzahlverringerungseinheit 23 umfasst eine Antriebseinheit 23a, die mit einer Abtriebswelle des ersten Motors verbunden ist, und eine Abtriebseinheit 23b, die mit einer -Z-Oberfläche (unteren Oberfläche) des ersten Arms 3A verbunden ist, wobei die Abtriebseinheit 23b mit einem Abschnitt auf der -Y-Seite (hinteren Seitenabschnitt) der -Z-Oberfläche verbunden ist. Auf eine detaillierte Beschreibung der ersten Drehzahlverringerungseinheit 23 wird verzichtet. Die Antriebskraft des ersten Motors wird durch die Antriebseinheit 23a und die Abtriebseinheit 23b der ersten Drehzahlverringerungseinheit 23 übertragen, um verringert zu werden, und dann auf den ersten Arm 3A übertragen.The base part 2 is fixed to a floor or a table and comprises a first case 21, a second case 22 provided adjacently in the +Y side (front) of the first case 21 to accommodate a first motor (not shown). , and integrated with the first housing 21 and a first speed reduction unit 23 . The first motor housed in the second housing 22 generates a driving force for rotating the first arm 3A, which will be described later, about a vertical shaft axis L1. The first speed reduction unit 23 known as a harmonic drive (trademark) is provided in a portion on the +Z side (upper portion) of the second case 22 to be connected to the first motor housed in the second case 22 to be assembled. The first speed reduction unit 23 includes an input unit 23a connected to an output shaft of the first motor and an output unit 23b connected to a -Z surface (lower surface) of the first arm 3A, the output unit 23b having a portion on connected to the -Y side (rear side portion) of the -Z surface. A detailed description of the first speed reduction unit 23 is omitted. The driving force of the first motor is transmitted through the driving unit 23a and the driven unit 23b of the first speed reduction unit 23 to be reduced and then transmitted to the first arm 3A.

Das erste Gehäuse 21 ist in einer -Y-Seite (hinteren Seite) des zweiten Gehäuses 22 angeordnet, die den ersten Motor und die erste Drehzahlverringerungseinheit 23 unterbringt. Ein Ende einer röhrenförmigen Einheit 24, die eine Flexibilität aufweist und sich zu einer oberen Platte 3B1a eines Unterstützungsrahmens 3B1 erstreckt, der an einer +Z-Oberfläche (oberen Oberfläche) des zweiten Arms 3B befestigt ist, was später erklärt werden wird, ist mittels eines Befestigungselements 24a an einer +Z-Oberfläche (oberen Oberfläche) des ersten Gehäuses 21 befestigt. Ein lineares Element, das mindestens einen oder mehrere Drähte, die zur Leistungsversorgung oder Kommunikation verwendet werden, oder einen oder mehrere Schläuche umfasst, die zur Zufuhr oder zum Ansaugen eines Gases, wie beispielsweise Luft, verwendet werden, ist im Inneren der röhrenförmigen Einheit 24 untergebracht. Ein Verbinder 25 zum Verbinden eines Endes von jedem von dem Draht und/oder dem Schlauch im Inneren des ersten Gehäuses 21 mit einem Draht und/oder Schlauch außerhalb des ersten Gehäuses 21 ist auf einer -Y-Oberfläche (einer Seitenfläche in der hinteren Seite) des ersten Gehäuses 21 vorgesehen. Der Schlauch und/oder der Draht im Inneren der röhrenförmigen Einheit 24 ist mit dem Verbinder 25 im Inneren des ersten Gehäuses 21 verbunden.The first case 21 is arranged in a -Y side (rear side) of the second case 22 accommodating the first motor and the first speed reduction unit 23 . One end of a tubular unit 24 having flexibility and extending to a top plate 3B1a of a support frame 3B1 fixed to a +Z surface (upper surface) of the second arm 3B, which will be explained later, is connected by a Fixing member 24a is fixed to a +Z surface (top surface) of the first housing 21 . A linear element comprising at least one or more wires used for power supply or communication or one or more hoses used for supplying or sucking a gas such as air is housed inside the tubular unit 24 . A connector 25 for connecting one end of each of the wire and/or hose inside the first housing 21 to a wire and/or hose outside the first housing 21 is on a -Y surface (a side surface in the rear side) of the first housing 21 is provided. The hose and/or wire inside the tubular unit 24 is connected to the connector 25 inside the first housing 21 .

Der erste Arm 3A ist ein langer Arm, der sich in eine horizontale Richtung erstreckt und um die Achse L1 der vertikalen Welle drehbar ist, die sich in der Z-Achsenrichtung (Auf- und Abwärtsrichtung) erstreckt. Die vertikale Welle, um die sich der erste Arm 3A dreht, ist an einem distalen Abschnitt in der -Y-Seite (hinteren Seite) des ersten Arms 3A vorgesehen. Die Abtriebseinheit 23b der ersten Drehzahlverringerungseinheit 23 ist an der -Z-Oberfläche (unteren Oberfläche) des distalen Abschnitts in der -Y-Seite (hinteren Seite) des ersten Arms 3A befestigt. Die Antriebskraft des ersten Motors, der in dem zweiten Gehäuse 22 untergebracht ist, wird durch die Antriebseinheit 23a und die Abtriebseinheit 23b der ersten Drehzahlverringerungseinheit 23 übertragen, um verringert zu werden, und dann auf den ersten Arm 3A übertragen und der erste Arm 3A wird dadurch um die Achse L1 gedreht. Ein zweiter Arm 3B ist an einer +Z-Oberfläche (oberen Oberfläche) eines distalen Abschnitts in der +Y-Seite (vorderen Seite) des ersten Arms 3A über den zweiten Motor 26 und die zweite Drehzahlverringerungseinheit 27 befestigt.The first arm 3A is a long arm that extends in a horizontal direction and is rotatable about the vertical shaft axis L1 that extends in the Z-axis direction (up and down direction). The vertical shaft around which the first arm 3A rotates is provided at a distal portion in the -Y side (rear side) of the first arm 3A. The output unit 23b of the first speed reduction unit 23 is fixed to the −Z surface (lower surface) of the distal portion in the −Y side (rear side) of the first arm 3A. The driving force of the first motor housed in the second housing 22 is transmitted through the driving unit 23a and the driven unit 23b of the first speed reduction unit 23 to be reduced and then transmitted to the first arm 3A and the first arm 3A thereby becomes rotated around the axis L1. A second arm 3B is fixed to a +Z surface (top surface) of a distal portion in the +Y side (front side) of the first arm 3A via the second motor 26 and the second speed reduction unit 27 .

Der zweite Arm 3B ist ein langer Arm, der sich in eine horizontale Richtung erstreckt und in Bezug zu dem ersten Arm 3A um eine Achse L2 der vertikalen Welle drehbar ist, die sich in der Z-Achsenrichtung (Auf- und Abwärtsrichtung) erstreckt. Die vertikale Welle, um die sich der zweite Arm 3B dreht, ist an einem distalen Abschnitt in der -Y-Seite (hinteren Seite) des zweiten Arms 3B vorgesehen. Der distale Abschnitt in der -Y-Seite (hinteren Seite) des zweiten Arms 3B ist mit dem distalen Abschnitt in der +Y-Seite (vorderen Seite) des ersten Arms 3A über den zweiten Motor 26 und die zweite Drehzahlverringerungseinheit 27 verbunden. Der zweite Arm 3B der Ausführungsform dient als der Arm gemäß der vorliegenden Erfindung.The second arm 3B is a long arm that extends in a horizontal direction and is rotatable relative to the first arm 3A about a vertical shaft axis L2 that extends in the Z-axis direction (up and down direction). The vertical shaft around which the second arm 3B rotates is provided at a distal portion in the -Y side (rear side) of the second arm 3B. The -Y side (rear side) distal portion of the second arm 3B is connected to the +Y side (front side) distal portion of the first arm 3A via the second motor 26 and the second speed reduction unit 27 . The second arm 3B of the embodiment serves as the arm according to the present invention.

Eine erste Durchgangsöffnung (nicht gezeigt) dringt in den distalen Abschnitt in der - Y-Seite (hinteren Seite) des zweiten Arms 3B in der Z-Achsenrichtung (Auf- und Abwärtsrichtung) ein. Der zweite Motor 26 ist an der +Z-Oberfläche (oberen Oberfläche) des distalen Abschnitts in der -Y-Seite (hinteren Seite) des zweiten Arms 3B mit einer durch die erste Durchgangsöffnung des zweiten Arms 3B eingeführten Abtriebswelle des zweiten Motors 26 befestigt. Der zweite Motor 26 erzeugt eine Antriebskraft zum Drehen eines zweiten Arms 3B um die Achse L2 der vertikalen Welle.A first through hole (not shown) penetrates the distal portion in the -Y side (rear side) of the second arm 3B in the Z-axis direction (up and down direction). The second motor 26 is fixed to the +Z surface (top surface) of the distal portion in the -Y side (rear side) of the second arm 3B with an output shaft of the second motor 26 inserted through the first through hole of the second arm 3B. The second motor 26 generates a driving force for rotating a second arm 3B about the vertical shaft axis L2.

Der Unterstützungsrahmen 3B1 ist aufrecht auf der +Z-Oberfläche (oberen Oberfläche) des distalen Abschnitts in der -Y-Seite (hinteren Seite) des zweiten Arms 3B vorgesehen. Der Unterstützungsrahmen 3B1 weist die obere Platte 3B1a, die dem oberen Abschnitt des zweiten Motors 26 gegenüberliegt, und eine Seitenplatte 3B1b auf, die dem Seitenabschnitt in der hinteren Seite des zweiten Motors 26 gegenüberliegt. Ein Verbinder 3B2 ist an der oberen Platte 3B1a des Unterstützungsrahmens 3B1 befestigt. Wie in 8 veranschaulicht, dringt eine zweite Durchgangsöffnung 3B2 in einen distalen Abschnitt in der +Y-Seite (vorderen Seite) des zweiten Arms 3B in der Z-Achsenrichtung (Auf- und Abwärtsrichtung) ein. Eine Arbeitswelle 41 einer Anhebe/Absenk/Drehvorrichtung 4, die später beschrieben wird, ist durch die zweite Durchgangsöffnung 3B2 eingeführt.The support frame 3B1 is provided upright on the +Z surface (upper surface) of the distal portion in the -Y side (rear side) of the second arm 3B. The support frame 3B1 has the top plate 3B1a facing the upper portion of the second motor 26 and a side plate 3B1b facing the side portion in the rear side of the second motor 26. As shown in FIG. A connector 3B2 is fixed to the top plate 3B1a of the support frame 3B1. As in 8th 1, a second through hole 3B2 penetrates into a distal portion in the +Y side (front side) of the second arm 3B in the Z-axis direction (up and down direction). An operating shaft 41 of a lifting/lowering/rotating device 4 which will be described later is inserted through the second through hole 3B2.

Die zweite Drehzahlverringerungseinheit 27 weist die gleiche Ausgestaltung wie die erste Drehzahlverringerungseinheit 23 auf, und umfasst nämlich eine Antriebseinheit 27a, die mit der Abtriebswelle des zweiten Motors 26 verbunden ist, und eine Abtriebseinheit 27b, die mit der +Z-Oberfläche (oberen Oberfläche) des distalen Abschnitts in der +Y-Seite (vorderen Seite) des ersten Arms 3A verbunden ist. Die zweite Drehzahlverringerungseinheit 27 verringert die Drehzahl der Abtriebswelle des zweiten Motors 26 und überträgt die Drehung auf den ersten Arm 3A. Die Abtriebseinheit 27b der zweiten Drehzahlverringerungseinheit 27 ist mit einem Lager (nicht gezeigt) versehen. Der zweite Arm 3B ist in Bezug auf den ersten Arm 3A über das Lager um die Achse L2 drehbar.The second speed reduction unit 27 has the same configuration as the first speed reduction unit 23, namely, includes a driving unit 27a connected to the output shaft of the second motor 26 and a driven unit 27b connected to the +Z surface (upper surface) of the distal portion in the +Y side (front side) of the first arm 3A. The second speed reduction unit 27 reduces the rotation speed of the output shaft of the second motor 26 and transmits the rotation to the first arm 3A. The output unit 27b of the second speed reduction unit 27 is provided with a bearing (not shown). The second arm 3B is rotatable about the axis L2 with respect to the first arm 3A via the bearing.

Die Anhebe/Absenk/Drehvorrichtung 4 umfasst eine hohle Arbeitswelle 41, eine Drehvorrichtung 42, eine Anhebe/Absenkvorrichtung 43, ein Verbindungselement 44, einen inneren Abdeckungskörper 45 und einen äußeren Abdeckungskörper 46. Die Drehvorrichtung 42 und die Anhebe/Absenkvorrichtung 43 bilden die Antriebseinheit gemäß der vorliegenden Erfindung.The lifting/lowering/rotating device 4 comprises a hollow working shaft 41, a rotating device 42, a lifting/lowering device 43, a connecting member 44, an inner cover body 45 and an outer cover body 46. The rotating device 42 and the lifting/lowering device 43 constitute the driving unit according to FIG of the present invention.

Die hohle Arbeitswelle 41 ist eine Kugelkeilwelle, die auf der äußeren Umfangsoberfläche eine Vielzahl von Längsrillen 41a aufweist, die sich in die axiale Richtung erstrecken. Die Arbeitswelle 41 ist durch die zweite Durchgangsöffnung 3B2, die in dem distalen Abschnitt vorgesehen ist, in der +Y-Seite (vorderen Seite) des zweiten Arms 3B eingeführt und wird unterstützt, um sich entlang der Z-Achsenrichtung (Auf- und Abwärtsrichtung) in Bezug auf den zweiten Arm 3B zu bewegen und sich um die Achse L3 zu drehen. Die Arbeitswelle 41 wird mittels der Drehvorrichtung 42 um die Achse L3 gedreht und wird mittels der Anhebe/Absenkvorrichtung 43 entlang der Z-Achsenrichtung (Auf- und Abwärtsrichtung) angehoben und abgesenkt. Ein Adapter (nicht gezeigt) kann an einem Endabschnitt 41b (unteren Endabschnitt) in der -Z-Seite der Arbeitswelle 41 befestigt sein. Ein Roboterhandmechanismus ist an dem Adapter befestigt. Dies wird nachfolgend im Detail beschrieben.The hollow working shaft 41 is a ball spline shaft having a plurality of longitudinal grooves 41a on the outer peripheral surface extending in the axial direction. The working shaft 41 is inserted through the second through hole 3B2 provided in the distal portion in the +Y side (front side) of the second arm 3B and is supported to move along the Z-axis direction (up and down direction). to move with respect to the second arm 3B and to rotate about the axis L3. The working shaft 41 is rotated about the axis L3 by the rotary device 42 and is raised and lowered by the elevating/lowering device 43 along the Z-axis direction (up and down direction). An adapter (not shown) may be fixed to an end portion 41b (lower end portion) in the -Z side of the output shaft 41 . A robotic hand mechanism is attached to the adapter. This is described in detail below.

Unter Bezugnahme auf 8 ist die Drehvorrichtung 42 auf der +Z-Oberfläche (oberen Oberfläche) des distalen Abschnitts in der +Y-Seite (vorderen Seite) des zweiten Arms 3B angeordnet und umfasst einen dritten Motor 421 und eine dritte Drehzahlverringerungseinheit 422, wo die Arbeitswelle 41 durch den dritten Motor 421 und die dritte Drehzahlverringerungseinheit 422 verläuft. Der dritte Motor 421 ist an der +Z-Oberfläche (oberen Oberfläche) des distalen Abschnitts in der +Y-Seite (vorderen Seite) des zweiten Arms 3B mit einer durch die zweite Durchgangsöffnung 3B2 des zweiten Arms 3B eingeführten Abtriebswelle des dritten Motors 421 befestigt. Der dritte Motor 421 erzeugt eine Antriebskraft zum Drehen der Arbeitswelle 41 um die Achse L3. Die dritte Drehzahlverringerungseinheit 422 umfasst eine Antriebseinheit 422a, die mit der Abtriebswelle des dritten Motors 421 und der Abtriebseinheit 422b verbunden ist. Die Abtriebseinheit 422b der dritten Drehzahlverringerungseinheit 422 ist mit einem Lager (nicht gezeigt) versehen.With reference to 8th the rotary device 42 is arranged on the +Z surface (upper surface) of the distal portion in the +Y side (front side) of the second arm 3B and comprises a third motor 421 and a third speed reduction unit 422 where the working shaft 41 passes through the third motor 421 and the third speed reduction unit 422 runs. The third motor 421 is fixed to the +Z surface (top surface) of the distal portion in the +Y side (front side) of the second arm 3B with an output shaft of the third motor 421 inserted through the second through hole 3B2 of the second arm 3B . The third motor 421 generates a driving force to rotate the working shaft 41 about the axis L3. The third speed reduction unit 422 includes a driving unit 422a connected to the output shaft of the third motor 421 and the output unit 422b. The output unit 422b of the third speed reduction unit 422 is provided with a bearing (not shown).

Eine Kugelkeilmutter 423 ist mit dem Lager verbunden. Eine Vielzahl von Längsrillen sind in einem konstanten Intervall entlang der Umfangsrichtung auf der inneren Umfangsoberfläche der Kugelkeilmutter 423 vorgesehen. Die Längsrillen 41a der Arbeitswelle 41 greifen mit den Längsrillen der Kugelkeilmutter 423 ineinander und dadurch kann die Arbeitswelle 41 in Bezug auf den dritten Motor 421, die dritte Drehzahlverringerungseinheit 422 und die Kugelkeilmutter 423 entlang der Z-Achsenrichtung (Auf- und Abwärtsrichtung) angehoben und abgesenkt werden. Die Antriebskraft des dritten Motors 421 wird durch die Antriebseinheit 422a und die Abtriebseinheit 422b der dritten Drehzahlverringerungseinheit 422 übertragen, um verringert zu werden, und dann über das Lager auf die Kugelkeilmutter 423 übertragen. Die Arbeitswelle 41, deren Längsrillen 41a mit den Längsrillen der Kugelkeilmutter 423 ineinandergreifen, dreht sich, wenn die Kugelkeilmutter 423 sich dreht.A ball spline nut 423 is connected to the bearing. A plurality of longitudinal grooves are provided on the inner peripheral surface of the ball spline nut 423 at a constant interval along the circumferential direction. The longitudinal grooves 41a of the working shaft 41 mesh with the longitudinal grooves of the ball spline nut 423, and thereby the working shaft 41 can be raised and lowered with respect to the third motor 421, the third speed reduction unit 422 and the ball spline nut 423 along the Z-axis direction (up and down direction). will. The driving force of the third motor 421 is transmitted through the driving unit 422a and the driven unit 422b of the third speed reduction unit 422 to be reduced, and then transmitted to the ball spline nut 423 via the bearing. The working shaft 41, whose longitudinal grooves 41a mesh with the longitudinal grooves of the ball spline nut 423, rotates when the ball spline nut 423 rotates.

Die Anhebe/Absenkvorrichtung 43 ist auf der +Z-Oberfläche (oberen Oberfläche) des distalen Abschnitts in der +Y-Seite (vorderen Seite) des zweiten Arms 3B angeordnet, der in der -Y-Seite (hinteren Seite) der Arbeitswelle 41 anzuordnen ist. Die Anhebe/Absenkvorrichtung 43 umfasst eine Kugelgewindemutter 431, eine Kugelgewindewelle 432 und einen vierten Motor 433. Der vierte Motor 433 ist an der +Z-Oberfläche (oberen Oberfläche) des distalen Abschnitts in der +Y-Seite (vorderen Seite) des zweiten Arms 3B befestigt, der in der -Y-Seite (hinteren Seite) des dritten Motors 421 anzuordnen ist. Der vierte Motor 433 erzeugt eine Antriebskraft zum Anheben und Absenken der Arbeitswelle 41.The raising/lowering device 43 is arranged on the +Z surface (upper surface) of the distal portion in the +Y side (front side) of the second arm 3B to be arranged in the -Y side (rear side) of the working shaft 41 is. The elevating/lowering device 43 includes a ball screw nut 431, a ball screw shaft 432 and a fourth motor 433. The fourth motor 433 is on the +Z surface (top surface) of the distal portion in the +Y side (front side) of the second arm 3B to be arranged in the -Y side (rear side) of the third motor 421. The fourth motor 433 generates a driving force for raising and lowering the working shaft 41.

Die Kugelgewindewelle 432 ist mit einer Abtriebswelle des vierten Motors 433 verbunden, um sich parallel zur Arbeitswelle 41 entlang der Z-Achsenrichtung (Auf- und Abwärtsrichtung) zu erstrecken, und dreht sich mittels der Antriebskraft des vierten Motors 433 um eine Achse L4. Die Kugelgewindemutter 431 ist auf die Kugelgewindewelle 432 geschraubt und bewegt sich in der Z-Achsenrichtung (Auf- und Abwärtsrichtung) entlang der Kugelgewindewelle 432, während die Kugelgewindewelle 432 sich dreht.The ball screw shaft 432 is connected to an output shaft of the fourth motor 433 to extend parallel to the working shaft 41 along the Z-axis direction (up and down direction), and rotates around an axis L4 by driving force of the fourth motor 433 . The ball screw nut 431 is screwed onto the ball screw shaft 432, and moves in the Z-axis direction (up and down direction) along the ball screw shaft 432 as the ball screw shaft 432 rotates.

Das Verbindungselement 44 verbindet das +Z-Ende (obere Ende) der Arbeitswelle 41 mit der Kugelgewindemutter 431. Das Verbindungselement 44 verbindet die Arbeitswelle 41 mit der Kugelgewindemutter 431, derart dass es der Arbeitswelle 41 erlaubt wird, sich zu drehen, aber es der Arbeitswelle 41 nicht erlaubt wird, sich in die Z-Achsenrichtung (Auf- und Abwärtsrichtung) in Bezug zu dem Verbindungselement 44 zu bewegen. Da die Arbeitswelle 41 mittels des Verbindungselements 44 mit der Kugelgewindemutter 431 verbunden ist, bewegt sich die Arbeitswelle 41 gemeinsam mit der Bewegung der Kugelgewindemutter 431 entlang der Kugelgewindewelle 432 in die Z-Achsenrichtung (Auf- und Abwärtsrichtung). Das heißt, die Arbeitswelle 41 wird entlang der Z-Achsenrichtung (Auf- und Abwärtsrichtung) angehoben und abgesenkt, wenn sich die Kugelgewindemutter 431 entlang der Kugelgewindewelle 432 bewegt.The connector 44 connects the +Z end (upper end) of the output shaft 41 to the ball screw nut 431. The connector 44 connects the output shaft 41 to the ball screw nut 431 such that the output shaft 41 is allowed to rotate but the output shaft 41 is not allowed to move in the Z-axis direction (up and down direction) with respect to the link member 44 . Since the working shaft 41 is connected to the ball screw nut 431 by the connecting member 44, the working shaft 41 moves along the ball screw shaft 432 in the Z-axis direction (up and down direction) along with the movement of the ball screw nut 431. That is, the working shaft 41 is raised and lowered along the Z-axis direction (up and down direction) as the ball screw nut 431 moves along the ball screw shaft 432 .

Ein flexibles lineares Element 5 ist durch die hohle Arbeitswelle 41 eingeführt. Wie vorhergehend beschrieben, umfasst das lineare Element 5 mindestens einen oder mehrere Drähte, die zur Leistungsversorgung oder Kommunikation verwendet werden, oder einen oder mehrere Schläuche, die zur Zufuhr oder zum Ansaugen eines Gases, wie beispielsweise Luft, verwendet werden. Das lineare Element 5, das Draht oder Schläuche umfasst, die bestimmte Funktionen aufweisen, kann auf eine solche Art durch die Arbeitswelle 41 eingeführt werden.A flexible linear element 5 is inserted through the hollow working shaft 41 . As previously described, the linear element 5 comprises at least one or more wires used for power supply or communication, or one or more hoses used for supply or suction of a gas such as air. The linear element 5, comprising wire or hoses having specific functions, can be inserted through the working shaft 41 in such a way.

Eine erste Begrenzungsplatte 441 und eine zweite Begrenzungsplatte 442 sind an dem Verbindungselement 44 befestigt, welches das +Z-Ende (obere Ende) der Arbeitswelle 41 mit der Kugelgewindemutter 431 verbindet. Die erste Begrenzungsplatte 441 erstreckt sich horizontal und liegt dem oberen Abschnitt des Verbindungselements 44 gegenüber und die zweite Begrenzungsplatte 442 erstreckt sich entlang der Z-Achsenrichtung (Auf- und Abwärtsrichtung) und ist mittels eines kleinen Zwischenraums von der Seite des hinteren Abschnitts des Verbindungselements 44 getrennt. Das lineare Element 5 ist derart durch die Arbeitswelle 41 eingeführt, dass das freiliegende Teilstück 51, das sich von dem +Z-Ende (oberen Ende) der Arbeitswelle 41 erstreckt, mit der ersten Begrenzungsplatte 441 einen Kontakt herstellt, um an dem oberen Ende der Arbeitswelle 41 gebogen zu werden, und erstreckt sich entlang der ersten Begrenzungsplatte 441 nach hinten und stellt dann einen Kontakt mit der zweiten Begrenzungsplatte 442 her, um sich zu biegen und sich entlang der zweiten Begrenzungsplatte 442 nach unten zu erstrecken. Die erste Begrenzungsplatte 441 und die zweite Begrenzungsplatte 442, die sich mit Abschnitten des freiliegenden Teilstücks 51 des linearen Elements 5 in Kontakt befinden, begrenzen die Verlagerung der Abschnitte. Mit anderen Worten, die erste Begrenzungsplatte 441 und die zweite Begrenzungsplatte 442 stellen einen Kontakt mit dem freiliegenden Teilstück 51 des linearen Elements 5 her, um die Verlagerung der Abschnitte des freiliegenden Teilstücks 51 zu begrenzen, die mit der ersten Begrenzungsplatte 441 beziehungsweise der zweiten Begrenzungsplatte 442 in Kontakt sind.A first restricting plate 441 and a second restricting plate 442 are fixed to the connecting member 44 which connects the +Z end (upper end) of the output shaft 41 to the ball screw nut 431 . The first restricting plate 441 extends horizontally and faces the upper portion of the connecting member 44, and the second restricting plate 442 extends along the Z-axis direction (up and down direction) and is separated from the rear portion side of the connecting member 44 by a small gap . The linear member 5 is inserted through the working shaft 41 such that the exposed portion 51 extending from the +Z end (upper end) of the working shaft 41 makes contact with the first restricting plate 441 to be at the top end of the Working shaft 41 to be bent and extends rearward along the first restricting plate 441 and then makes contact with the second restricting plate 442 to flex and extend along the second restricting plate 442 downward. The first restricting plate 441 and the second restricting plate 442, which are in contact with portions of the exposed portion 51 of the linear member 5, restrict displacement of the portions. In other words, the first restricting plate 441 and the second restricting plate 442 make contact with the exposed portion 51 of the linear member 5 to restrict the displacement of the portions of the exposed portion 51 that are connected to the first restricting plate 441 and the second restricting plate 442, respectively are in contact.

Die Drähte oder Schläuche, die das lineare Element 5 bilden, das durch die Arbeitswelle 41 eingeführt ist, sind im Inneren der röhrenförmigen Einheit 24 angeordnet, von der ein Ende an der oberen Platte 3B1a des Unterstützungsrahmens 3B1 befestigt ist.The wires or hoses constituting the linear element 5 inserted through the working shaft 41 are arranged inside the tubular unit 24, one end of which is fixed to the top plate 3B1a of the support frame 3B1.

Ein Teil des freiliegenden Teilstücks 51 des linearen Elements 5 ändert seine Geometrie, wenn die Arbeitswelle 41 angehoben oder abgesenkt wird, wobei der Teil sich von dem Abschnitt, der mit der zweiten Begrenzungsplatte 442 in Kontakt ist, die an dem Verbindungselement 44 befestigt ist, bis zu dem Abschnitt erstreckt, der sich zu der röhrenförmigen Einheit 24 fortsetzt, von denen einer an der oberen Platte 3Bla des Unterstützungsrahmens 3B1 befestigt ist. Die Änderung der Geometrie des freiliegenden Teilstücks 51 des linearen Elements 5 kann zum Beispiel beim Vergleich von 2 mit 6 verstanden werden.A part of the exposed portion 51 of the linear member 5 changes its geometry when the working shaft 41 is raised or lowered, the part changing from the portion in contact with the second restricting plate 442 fixed to the connecting member 44 to extends to the portion continuing to the tubular unit 24, one of which is fixed to the top plate 3Bla of the support frame 3B1. The change in geometry of the exposed portion 51 of the linear element 5 can, for example, when comparing 2 With 6 be understood.

Das freiliegende Teilstück 51 des linearen Elements 5 ändert seine Geometrie, wenn die Arbeitswelle 41 angehoben oder abgesenkt wird, und wenn das freiliegende Teilstück 51 mit der Arbeitswelle 41, der Kugelgewindewelle 432 oder dem zweiten Arm 3B in Kontakt ist, kann es sein, dass die Arbeitswelle 41, die Kugelgewindewelle 432 oder der zweite Arm 3B instabil angetrieben werden. Die Anhebe/Absenk/Drehvorrichtung 4 des Roboters 1 gemäß der Ausführungsform umfasst einen inneren Abdeckungskörper 45, der als ein Unterstützungselement dient, das das freiliegende Teilstück 51 unterstützt.The exposed portion 51 of the linear member 5 changes its geometry when the working shaft 41 is raised or lowered, and when the exposed portion 51 is in contact with the working shaft 41, the ball screw shaft 432 or the second arm 3B, the The working shaft 41, the ball screw shaft 432 or the second arm 3B are driven unstably. The elevating/lowering/rotating device 4 of the robot 1 according to the embodiment includes an inner cover body 45 serving as a support member that supports the exposed portion 51 .

Der innere Abdeckungskörper 45 umfasst eine Unterstützungsoberfläche 451, die das freiliegende Teilstück 51 des linearen Elements 5 von der -Z-Seite (unteren Seite) unterstützt, um nicht zu erlauben, dass das freiliegende Teilstück 51 einen Kontakt mit der Arbeitswelle 41, der Kugelgewindewelle 432 und dem zweiten Arm 3B herstellt. Der innere Abdeckungskörper 45 ist auf der +Z-Oberfläche (oberen Oberfläche) des zweiten Arms 3B angeordnet. Die Unterstützungsoberfläche 451 des inneren Abdeckungskörpers 45 ist eine geneigte Oberfläche, die mit dem freiliegenden Teilstück 51 des linearen Elements 5 einen Kontakt herstellt und dieses unterstützt. Die Unterstützungsoberfläche 451 neigt sich derart von der Z-Achsenrichtung (Auf- und Abwärtsrichtung), dass ein Abschnitt des freiliegenden Teilstücks 51 in Kontakt mit der Unterstützungsoberfläche 451 sich von der Unterstützungsoberfläche 451 weg trennt, wenn die Arbeitswelle 41 angehoben wird. In der Ausführungsform sind die Arbeitswelle 41 und die Kugelgewindewelle 432 entlang der Y-Achsenrichtung (Vorne-Hinten-Richtung) angeordnet. Die Unterstützungsoberfläche 451 des inneren Abdeckungskörpers 45 ist von der Arbeitswelle 41 zur Kugelgewindewelle 432 (von der vorderen Seite zur hinteren Seite) nach unten geneigt.The inner cover body 45 includes a support surface 451 that supports the exposed portion 51 of the linear member 5 from the -Z side (lower side) so as not to allow the exposed portion 51 to come into contact with the working shaft 41, the ball screw shaft 432 and the second arm 3B. The inner cover body 45 is arranged on the +Z surface (top surface) of the second arm 3B. The support surface 451 of the inner cover body 45 is an inclined surface that makes contact with and supports the exposed portion 51 of the linear member 5 . The support surface 451 inclines from the Z-axis direction (up and down direction) such that a portion of the exposed portion 51 is in contact with the bottom support surface 451 separates away from support surface 451 when working shaft 41 is raised. In the embodiment, the working shaft 41 and the ball screw shaft 432 are arranged along the Y-axis direction (front-back direction). The support surface 451 of the inner cover body 45 is inclined downward from the working shaft 41 to the ball screw shaft 432 (from the front side to the rear side).

Die Unterstützungsoberfläche 451 des inneren Abdeckungskörpers 45, der ausgestaltet ist, wie vorhergehend beschrieben, unterstützt das freiliegende Teilstück 51 des linearen Elements 5 derart, dass die Arbeitswelle 41, die Kugelgewindewelle 432 und der zweite Arm 3B stabil angetrieben werden können. Überdies ist es, anders als im Stand der Technik kein Strukturteil erforderlich, der das freiliegende Teilstück 51 des linearen Elements 5 an dem oberen Abschnitt der Arbeitswelle 41 unterstützt, derart dass der Roboter 1 mit einer geringen Größe mit einer einfachen Ausgestaltung hergestellt werden kann, die kein besonderes lineares Element erfordert, wie beispielsweise ein lineares Element, das eine Form einer Spule aufweist.The support surface 451 of the inner cover body 45 configured as described above supports the exposed portion 51 of the linear member 5 so that the working shaft 41, the ball screw shaft 432 and the second arm 3B can be stably driven. Moreover, unlike the prior art, no structural part is required that supports the exposed portion 51 of the linear member 5 at the upper portion of the working shaft 41, so that the robot 1 can be made small in size with a simple configuration does not require a special linear element, such as a linear element having a shape of a coil.

Zur genaueren Beschreibung des inneren Abdeckungskörpers 45 ist der innere Abdeckungskörper 45 ein hülsenförmiger Abdeckungskörper, der zumindest einen Abschnitt des äußeren Umfangs der Drehvorrichtung 42, der Anhebe/Absenkvorrichtung 43 und der Arbeitswelle 41 bedeckt, die auf der +Z-Oberfläche (oberen Oberfläche) des distalen Abschnitts in der +Y-Seite (vorderen Seite) des zweiten Arms 3B angeordnet sind. Der innere Abdeckungskörper 45 ist derart, dass ein Abschnitt der äußeren Umfangsoberfläche 452 der Unterstützungsoberfläche 451, die das freiliegende Teilstück 51 des linearen Elements 5 unterstützt, vertieft ist. Überdies weist der innere Abdeckungskörper 45 eine obere Öffnung 453 auf. Die Kugelgewindewelle 432 kann von der oberen Öffnung 453 hervorstehen und das obere Ende der Arbeitswelle 41 kann, wenn es angehoben ist, von der oberen Öffnung 453 hervorstehen.To describe the inner cover body 45 in more detail, the inner cover body 45 is a sleeve-shaped cover body that covers at least a portion of the outer periphery of the rotary device 42, the elevating/lowering device 43, and the working shaft 41, which are positioned on the +Z surface (upper surface) of the distal portion in the +Y side (front side) of the second arm 3B. The inner cover body 45 is such that a portion of the outer peripheral surface 452 of the support surface 451 supporting the exposed portion 51 of the linear member 5 is recessed. Moreover, the inner cover body 45 has an upper opening 453 . The ball screw shaft 432 may protrude from the upper opening 453 and the upper end of the working shaft 41 may protrude from the upper opening 453 when raised.

In diesem Aspekt bedeckt der innere Abdeckungskörper 45 mindestens einen Abschnitt des äußeren Umfangs der Drehvorrichtung 42, der Anhebe/Absenkvorrichtung 43 und der Arbeitswelle 41 und ein Abschnitt der äußeren Umfangsoberfläche 452 der Unterstützungsoberfläche 451, die das freiliegende Teilstück 51 des linearen Elements 5 unterstützt, ist vertieft. Daher ist die Ausgestaltung, in der der innere Abdeckungskörper 45 zwischen Elementen der Arbeitswelle 41, der Kugelgewindewelle 432 und dem zweiten Arm 3B und dem freiliegenden Teilstück 51 des linearen Elements 5 angeordnet ist, bewerkstelligt. Dies verhindert sicher, dass das freiliegende Teilstück 51 des linearen Elements 5 einen Kontakt mit der Arbeitswelle 41, der Kugelgewindewelle 432 und dem zweiten Arm 3B herstellt. Überdies ist es, anders als im Stand der Technik, nicht erforderlich, dass ein Strukturteil, der neben der Arbeitswelle 41 vorgesehen ist, das freiliegende Teilstück 51 des linearen Elements 5 unterstützt, derart dass der Roboter 1 mit einer geringeren Größe hergestellt werden kann.In this aspect, the inner cover body 45 covers at least a portion of the outer periphery of the rotary device 42, the elevating/lowering device 43 and the working shaft 41 and a portion of the outer peripheral surface 452 of the support surface 451 that supports the exposed portion 51 of the linear member 5 deepened. Therefore, the configuration in which the inner cover body 45 is interposed between members of the working shaft 41, the ball screw shaft 432 and the second arm 3B and the exposed portion 51 of the linear member 5 is accomplished. This surely prevents the exposed portion 51 of the linear member 5 from making contact with the working shaft 41, the ball screw shaft 432 and the second arm 3B. Moreover, unlike the prior art, a structural part provided next to the working shaft 41 is not required to support the exposed portion 51 of the linear member 5, so that the robot 1 can be made smaller in size.

Der innere Abdeckungskörper 45, der mindestens einen Abschnitt des äußeren Umfangs der Drehvorrichtung 42, der Anhebe/Absenkvorrichtung 43 und der Arbeitswelle 41 bedeckt, unterstützt das freiliegende Teilstück 51 des linearen Elements 5 von unten mittels der Unterstützungsoberfläche 451 und von lateralen Seiten mittels der äußeren Umfangsoberfläche 452.The inner cover body 45 covering at least a portion of the outer periphery of the rotary device 42, the elevating/lowering device 43 and the working shaft 41 supports the exposed portion 51 of the linear member 5 from below by means of the support surface 451 and from lateral sides by means of the outer peripheral surface 452.

In diesem Aspekt wird das freiliegende Teilstück 51 des linearen Elements 5 von unten und lateralen Seiten mittels des inneren Abdeckungskörpers 45 unterstützt, wodurch überdies auf zuverlässige Weise verhindert wird, dass das freiliegende Teilstück 51 einen Kontakt mit der Arbeitswelle 41, der Kugelgewindewelle 432 und dem zweiten Arm 3B herstellt. Überdies kann ein Draht oder Schlauch einfach hinzugefügt werden, um einen Teil des linearen Elements 5 zu bilden.In this aspect, the exposed portion 51 of the linear member 5 is supported from below and lateral sides by the inner cover body 45, thereby also reliably preventing the exposed portion 51 from contacting the working shaft 41, the ball screw shaft 432 and the second Arm 3B crafts. Moreover, a wire or hose can be easily added to form part of the linear element 5.

Darüber hinaus ist der Roboter 1 derart, dass das freiliegende Teilstück 51 des linearen Elements 5 mittels des inneren Abdeckungskörpers 45 mit dem entlang eines Abschnitts der Unterstützungsoberfläche 451 der äußeren Umfangsoberfläche 452 des inneren Abdeckungskörpers 45 in der +Z-Seite (oberen Seite) gewickelten freiliegenden Teilstück 51 unterstützt wird. Diese Ausgestaltung ermöglicht die Herstellung des Roboters 1 mit einer weiter verringerten Größe.In addition, the robot 1 is such that the exposed portion 51 of the linear member 5 is connected by the inner cover body 45 to the exposed portion wound along a portion of the support surface 451 of the outer peripheral surface 452 of the inner cover body 45 in the +Z side (upper side). Section 51 is supported. This configuration enables the robot 1 to be manufactured in a further reduced size.

Wie in 1 und 5 veranschaulicht, umfasst der Roboter 1 überdies einen hülsenförmigen äußeren Abdeckungskörper 46, der die Drehvorrichtung 42, die Anhebe/Absenkvorrichtung 43 und die Arbeitswelle 41 zusammen mit dem inneren Abdeckungskörper 45 von der Außenseite bedeckt. Der äußere Abdeckungskörper 46 ist ein Abdeckungskörper, der sämtliche Strukturteile, die auf der +Z-Fläche (oberen Oberfläche) des zweiten Arms 3B angeordnet sind, bedeckt, aber die obere Platte 3B1a des Unterstützungsrahmens 3B1, die aufrecht auf der +Z-Oberfläche (oberen Oberfläche) des distalen Abschnitts vorgesehen ist, in der -Y-Seite (hinteren Seite) des zweiten Arms 3B freilegt. Das freiliegende Teilstück des linearen Elements 5 ist zwischen der inneren Umfangsoberfläche des äußeren Abdeckungskörpers 46 und der äußeren Umfangsoberfläche 452 des inneren Abdeckungskörpers 45 vorgesehen.As in 1 and 5 1, the robot 1 further includes a sleeve-shaped outer cover body 46 covering the rotary device 42, the elevating/lowering device 43 and the working shaft 41 together with the inner cover body 45 from the outside. The outer cover body 46 is a cover body that covers all structural parts placed on the +Z surface (top surface) of the second arm 3B but the top plate 3B1a of the support frame 3B1 that stands upright on the +Z surface ( upper surface) of the distal portion is exposed in the -Y side (rear side) of the second arm 3B. The exposed portion of the linear member 5 is provided between the inner peripheral surface of the outer cover body 46 and the outer peripheral surface 452 of the inner cover body 45 .

In diesem Aspekt ist das freiliegende Teilstück 51 des linearen Elements 5 zwischen dem äußeren Abdeckungskörper 46 und dem inneren Abdeckungskörper 45 angeordnet, derart dass die Änderung der Geometrie des freiliegenden Teilstücks 51 bezüglich der Richtung, die die Drehachse L2 des zweiten Arms 3B schneidet, mittels des äußeren Abdeckungskörpers 46 und des inneren Abdeckungskörpers 45 sogar unter einer Zentrifugalkraft begrenzt wird, die mittels der Drehung des zweiten Arms 3B auf das freiliegende Teilstück 51 wirkt. Dies verhindert eine große Verschiebung des freiliegenden Teilstücks 51 des linearen Elements 5, die mittels der Drehung des ersten Arms 3A und des zweiten Arms 3B verursacht wird.In this aspect, the exposed portion 51 of the linear member 5 is arranged between the outer cover body 46 and the inner cover body 45 such that the change in geometry of the exposed portion 51 with respect to the direction intersecting the rotation axis L2 of the second arm 3B by means of the outer cover body 46 and the inner cover body 45 is restricted even under a centrifugal force acting on the exposed portion 51 by means of the rotation of the second arm 3B. This prevents a large displacement of the exposed portion 51 of the linear member 5 caused by the rotation of the first arm 3A and the second arm 3B.

Ein Roboterhandmechanismus (nicht gezeigt) ist über den Adapter an einem Endabschnitt 41b (unteren Endabschnitt) in der -Z-Seite der Arbeitswelle 41 befestigt. Eine Arbeitseinheit, wie beispielsweise ein Werkzeug, eine Arbeitsvorrichtung, wie beispielsweise ein Spannfutter, ein Arbeitsarm und eine Saugvorrichtung und Sensoren sind an dem Roboterhandmechanismus befestigt. Einige von den Drähten und Schläuchen im Inneren der röhrenförmigen Einheit 24 sind zum Beispiel mit dem zweiten Motor 26, dem dritten Motor 421 und dem vierten Motor 433 verbunden und der Rest der Drähte und Schläuche, die das lineare Element 5 bilden, sind durch die Arbeitswelle 41 eingeführt, wie vorhergehend beschrieben.A robot hand mechanism (not shown) is attached to an end portion 41b (lower end portion) in the −Z side of the working shaft 41 via the adapter. A working unit such as a tool, a working device such as a chuck, a working arm and a suction device, and sensors are attached to the robot hand mechanism. Some of the wires and hoses inside the tubular unit 24 are connected to the second motor 26, the third motor 421 and the fourth motor 433, for example, and the rest of the wires and hoses constituting the linear element 5 are through the working shaft 41 introduced as previously described.

Die Drähte und Schläuche des linearen Elements 5, die durch die Arbeitswelle 41 eingeführt sind, erstreckten sich aus dem Adapter, der an dem Endabschnitt 41b (unteren Endabschnitt) befestigt ist, heraus in die -Z-Seite der Arbeitswelle 41, um freigelegt zu sein ,und sind mit der Arbeitsvorrichtung und den Sensoren verbunden, die an dem Roboterhandmechanismus befestigt sind.The wires and hoses of the linear member 5 inserted through the working shaft 41 extended out from the adapter fixed to the end portion 41b (lower end portion) into the -Z side of the working shaft 41 to be exposed , and are connected to the working device and the sensors attached to the robot hand mechanism.

Beim Betrieb des wie vorhergehend ausgestalteten Roboters 1 als zum Beispiel ein Industriemontageroboter, werden Elemente (Werkstücke), die zu montieren sind, an vorbestimmten Orten vorbereitet. Das lineare Element 5 ist über den Adapter mit der Arbeitseinheit, wie beispielsweise dem Roboterhandmechanismus, verbunden, der an dem Endabschnitt 41b (unteren Endabschnitt) in der -Z-Seite der Arbeitswelle 41 befestigt ist. Der Roboter 1 beginnt den Betrieb mittels zum Beispiel des Betätigens eines Schalters. Dann dreht sich der erste Arm 3A mittels der Antriebskraft des ersten Motors, der in dem zweiten Gehäuse 22 untergebracht ist, um die Achse L1 und der zweite Arm 3B dreht sich mittels der Antriebskraft des zweiten Motors 26 in Bezug zu dem ersten Arm 3A um die Achse L2, um die Arbeitswelle 41 an den Platz zu bewegen, wo das Werkstück platziert ist.In operating the robot 1 configured as above as an industrial assembly robot, for example, members (workpieces) to be assembled are prepared at predetermined locations. The linear member 5 is connected to the working unit such as the robot hand mechanism via the adapter fixed to the end portion 41b (lower end portion) in the −Z side of the working shaft 41 . The robot 1 starts operating by operating a switch, for example. Then, the first arm 3A rotates about the axis L1 by the driving force of the first motor housed in the second housing 22, and the second arm 3B rotates about the axis L1 by the driving force of the second motor 26 with respect to the first arm 3A Axis L2 to move the working shaft 41 to the place where the workpiece is placed.

Dann wird die Arbeitseinheit, wie beispielsweise ein Roboterhandmechanismus, in Verbindung mit dem Absenken der Arbeitswelle 41, die mittels der Anhebe/Absenkvorrichtung 43 angetrieben wird, abgesenkt und die Arbeitseinheit wird in Verbindung mit der Drehung der Arbeitswelle 41, die mittels der Drehvorrichtung 42 angetrieben wird, gedreht, um die Haltung der Arbeitseinheit derart zu ändern, dass mittels der Arbeitseinheit aus einer bestimmten Richtung auf das Werkstück zur Montage zugegriffen werden kann. Die Montage des Werkstücks wird mittels der in einer solchen Haltung eingestellten Arbeitseinheit durchgeführt.Then, the working unit such as a robot hand mechanism is lowered in connection with the lowering of the working shaft 41 driven by the elevating/lowering device 43, and the working unit is lowered in connection with the rotation of the working shaft 41 driven by the rotary device 42 , rotated to change the posture of the working cartridge so that the working cartridge can access the work piece for assembly from a certain direction. The assembly of the work is performed by means of the working unit set in such a posture.

Nachdem die Montage des Werkstücks beendet wurde, wird die Arbeitseinheit in Verbindung mit dem Anheben der mittels der Anhebe/Absenkungsvorrichtung 43 angetriebenen Arbeitswelle 41 angehoben. Mittels der Wiederholung dieses Vorgangs können eine Vielzahl von den Werkstücken der Reihe nach montiert werden.After the mounting of the workpiece is completed, the working unit is lifted in association with the lifting of the working shaft 41 driven by the lifting/lowering device 43 . By repeating this operation, a plurality of the workpieces can be sequentially assembled.

Wie vorhergehend beschrieben, werden der erste Arm 3A, der zweite Arm 3B, die Arbeitswelle 41 und die Kugelkeilwelle 432 des Roboters 1 stabil angetrieben, während der Roboter 1 zur Montage des Werkstücks betätigt wird, derart dass die Effizienz der Montage des Werkstücks nicht verschlechtert wird.As described above, the first arm 3A, the second arm 3B, the working shaft 41 and the ball spline shaft 432 of the robot 1 are stably driven while the robot 1 is operated to mount the work, so that the efficiency of mounting the work is not deteriorated .

Der Roboter gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorhergehend beschrieben. Der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung ist nicht auf die Ausführungsform beschränkt und es können verschiedene beispielhafte Abwandlungen vorgenommen werden, wie nachfolgend veranschaulicht.The robot according to the embodiment of the present invention is described above. The scope of the present invention is not limited to the embodiment, and various exemplary modifications can be made as illustrated below.

(1) Der Roboter 1 der vorhergehend beschriebenen Ausführungsform umfasst zwei Arme, das heißt den ersten Arm 3A und den zweiten Arm 3B. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf eine solche Ausgestaltung beschränkt. Die Anzahl der Arme, die die Arbeitswelle 41 unterstützen, kann zum Beispiel eins, drei oder mehr als drei betragen.(1) The robot 1 of the embodiment described above comprises two arms, that is, the first arm 3A and the second arm 3B. The present invention is not limited to such an embodiment. The number of arms supporting the working shaft 41 may be one, three, or more than three, for example.

(2) Die vorhergehend beschriebene Ausführungsform weist die Anhebe/Absenkvorrichtung 43 auf, die die Arbeitswelle 41 anhebt und absenkt, umfasst die Kugelgewindewelle 432, die getrennt von der Arbeitswelle 41 vorgesehen ist. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf eine solche Ausgestaltung beschränkt. Die Anhebe/Absenkvorrichtung 43 kann eine Kugelgewindewelle umfassen, die auch als die Arbeitswelle 41 dient und die Arbeitswelle 41 direkt antreibt. In diesem Fall ist ein Motor auf einem Abschnitt des zweiten Arms 3B angeordnet, wo die Arbeitswelle 41 in den zweiten Arm 3B eindringt, und die Kugelgewindemutter 431 ist an dem Motor befestigt.(2) The embodiment described above has the elevating/lowering device 43 which raises and lowers the working shaft 41 includes the ball screw shaft 432 which is provided separately from the working shaft 41. The present invention is not limited to such an embodiment. The elevating/lowering device 43 may include a ball screw shaft that also serves as the working shaft 41 and directly drives the working shaft 41 . In this case, a motor is arranged on a portion of the second arm 3B where the working shaft 41 penetrates the second arm 3B, and the ball screw nut 431 is fixed to the motor.

(3) Der Roboter 1 der vorhergehend beschriebenen Ausführungsform ist ein sogenannter SCARA-Roboter. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf eine solche Ausgestaltung beschränkt. Neben einem SCARA-Roboter kann die vorliegende Erfindung auf irgendeinen Roboter angewandt werden, der die Arbeitswelle 41 umfasst, die zumindest in Bezug zu dem Arm angehoben und abgesenkt wird.(3) The robot 1 of the embodiment described above is a so-called SCARA robot. The present invention is not limited to such an embodiment. Besides a SCARA robot, the present invention can be applied to any robot that includes the working shaft 41 that is raised and lowered at least with respect to the arm.

(4) Der Roboter 1 der vorhergehend beschriebenen Ausführungsform wird als eine Montagemaschine betrieben. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf eine solche Ausgestaltung beschränkt. Der Roboter 1 kann als ein Roboter für verschiedene andere Anwendungen als eine Montagemaschine verwendet werden.(4) The robot 1 of the embodiment described above is operated as an assembling machine. The present invention is not limited to such an embodiment. The robot 1 can be used as a robot for various applications other than an assembly machine.

Die spezifischen, vorhergehend beschriebenen Ausführungsformen umfassen hauptsächlich die folgenden Erfindungen.The specific embodiments described above mainly include the following inventions.

Ein Roboter gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst: einen Arm, der sich in eine horizontale Richtung erstreckt und um eine vertikale Achse drehbar ist; eine Antriebseinheit, die an einer oberen Oberfläche des Arms angeordnet ist; eine hohle Arbeitswelle, die auf einem distalen Abschnitt des Arms unterstützt wird und in Bezug zu dem Arm in eine Auf- und Abwärtsrichtung beweglich ist, wobei die Arbeitswelle mittels der Antriebseinheit entlang der Auf- und Abwärtsrichtung angehoben und abgesenkt wird; ein lineares Element, das eine Flexibilität aufweist und durch die Arbeitswelle eingeführt ist; und ein Unterstützungselement, das auf der oberen Oberfläche des Arms angeordnet ist und eine Unterstützungsoberfläche aufweist, die ein freiliegendes Teilstück von unten unterstützt, um zu verhindern, dass das freiliegende Teilstück einen Kontakt mit der Arbeitswelle und dem Arm herstellt, wobei das freiliegende Teilstück ein Abschnitt des linearen Elements ist, der sich von einem oberen Ende der Arbeitswelle nach außen erstreckt, um freigelegt zu sein, wobei eine Geometrie des freiliegenden Teilstücks sich ändert, wenn die Arbeitswelle angehoben oder abgesenkt wird. Die Unterstützungsoberfläche des Unterstützungselements ist eine geneigte Oberfläche, die mit dem freiliegenden Teilstück des linearen Elements einen Kontakt herstellt und dieses unterstützt. Die Unterstützungsoberfläche neigt sich derart in die Auf- und Abwärtsrichtung, dass ein Abschnitt des freiliegenden Teilstücks in Kontakt mit der Unterstützungsoberfläche sich von der Unterstützungsoberfläche weg trennt, wenn die Arbeitswelle angehoben wird.A robot according to an aspect of the present invention includes: an arm that extends in a horizontal direction and is rotatable about a vertical axis; a drive unit arranged on an upper surface of the arm; a hollow working shaft supported on a distal portion of the arm and movable in an up and down direction with respect to the arm, the working shaft being raised and lowered along the up and down direction by the drive unit; a linear member having flexibility and inserted through the working shaft; and a support member disposed on the upper surface of the arm and having a support surface that supports an exposed portion from below to prevent the exposed portion from making contact with the working shaft and the arm, the exposed portion being a section of the linear member extending outward from an upper end of the working shaft to be exposed, wherein a geometry of the exposed portion changes when the working shaft is raised or lowered. The support surface of the support element is an inclined surface that makes contact with and supports the exposed portion of the linear element. The support surface inclines in the up and down direction such that a portion of the exposed portion in contact with the support surface separates away from the support surface when the working shaft is lifted.

Der Roboter ist derart, dass die hohle Arbeitswelle auf einem Arm unterstützt wird, der um eine vertikale Achse drehbar ist, und die Arbeitswelle wird mittels einer Antriebseinheit angehoben und abgesenkt. Ein lineares Element ist durch die Arbeitswelle eingeführt. Ein freiliegendes Teilstück des linearen Elements erstreckt sich aus dem oberen Ende der Arbeitswelle hinaus, um freigelegt zu sein, und ändert seine Geometrie, wenn die Arbeitswelle angehoben und abgesenkt wird. Wenn das freiliegende Teilstück des linearen Elements, das seine Geometrie ändert, wenn die Arbeitswelle angehoben oder abgesenkt wird, die Arbeitswelle oder den Arm kontaktiert, könnte es sein, dass die Arbeitswelle oder der Arm instabil angetrieben werden. In dieser Hinsicht umfasst der Roboter ein Unterstützungselement, das auf einer oberen Oberfläche des Arms angeordnet ist. Das Unterstützungselement weist eine Unterstützungsoberfläche auf, die von der Auf- und Abwärtsrichtung geneigt ist und das freiliegende Teilstück des linearen Elements von unten unterstützt, um zu verhindern, dass das freiliegende Teilstück einen Kontakt mit der Arbeitswelle und dem Arm herstellt. Die Unterstützungsoberfläche des Unterstützungselements, die ausgestaltet ist, wie vorhergehend beschrieben, unterstützt das freiliegende Teilstück des linearen Elements, um es der Arbeitswelle zu erlauben, den Arm stabil anzutreiben.The robot is such that the hollow working shaft is supported on an arm rotatable about a vertical axis, and the working shaft is raised and lowered by a drive unit. A linear element is introduced through the working shaft. An exposed portion of the linear element extends out the top of the output shaft to be exposed and changes geometry as the output shaft is raised and lowered. If the exposed portion of the linear member, which changes its geometry when the working shaft is raised or lowered, contacts the working shaft or the arm, the working shaft or the arm might be driven unstably. In this regard, the robot includes a support member disposed on an upper surface of the arm. The support member has a support surface inclined from the up and down direction and supports the exposed portion of the linear member from below to prevent the exposed portion from making contact with the working shaft and the arm. The support surface of the support member configured as described above supports the exposed portion of the linear member to allow the working shaft to stably drive the arm.

Überdies ist, anders als im Stand der Technik, kein solcher Strukturteil erforderlich, der das freiliegende Teilstück des linearen Elements an dem oberen Abschnitt der Arbeitswelle unterstützt, derart dass der Roboter mit einer geringen Größe mit einer einfachen Ausgestaltung hergestellt werden kann, die kein besonderes lineares Element erfordert, wie beispielsweise ein lineares Element, das eine Form einer Spule aufweist.Moreover, unlike the prior art, no such structural part is required that supports the exposed portion of the linear member at the upper portion of the working shaft, so that the robot can be made small in size with a simple configuration that does not require a special linear one Element requires, such as a linear element that has a shape of a coil.

Das Unterstützungselement des Roboters kann ein Abdeckungskörper sein, der eine Form einer Hülse aufweist, die zumindest einen Abschnitt des äußeren Umfangs der Antriebseinheit und der Arbeitswelle bedeckt, wobei der Abdeckungskörper einen vertieften Abschnitt, der als die Unterstützungsoberfläche auf der äußeren Umfangsoberfläche dient, und eine Öffnung aufweist, von der das obere Ende der Arbeitswelle hervorsteht, wenn die Arbeitswelle angehoben ist.The support member of the robot may be a cover body having a shape of a sleeve covering at least a portion of the outer periphery of the drive unit and the working shaft, the cover body having a recessed portion serving as the support surface on the outer peripheral surface and an opening has from which the upper end of the working shaft protrudes when the working shaft is raised.

In diesem Aspekt ist das Unterstützungselement der Abdeckungskörper, der zumindest einen Abschnitt des äußeren Umfangs der Antriebseinheit und der Arbeitswelle bedeckt und einen vertieften Abschnitt auf der äußeren Umfangsoberfläche aufweist, wobei der vertiefte Abschnitt als die Unterstützungsoberfläche dient, die das freiliegende Teilstück des linearen Elements unterstützt. Daher wird die Ausgestaltung, in der das Unterstützungselement zwischen Elementen des Arms und der Arbeitswelle und dem freiliegenden Teilstück angeordnet ist, bewerkstelligt. Dies verhindert sicher, dass das freiliegende Teilstück einen Kontakt mit dem Arm und der Arbeitswelle erstellt. Überdies ist es, anders als im Stand der Technik, nicht erforderlich, dass ein Strukturteil, das neben der Arbeitswelle vorgesehen ist, das freiliegende Teilstück des linearen Elements unterstützt, derart dass der Roboter mit einer geringeren Größe hergestellt werden kann.In this aspect, the support member is the cover body that covers at least a portion of the outer periphery of the drive unit and the working shaft and has a recessed portion on the outer peripheral surface, the recessed portion serving as the support surface that supports the exposed portion of the linear member. Therefore, the configuration in which the support member is interposed between members of the arm and the working shaft and the exposed portion is accomplished. This securely prevents the exposed portion from making contact with the arm and working shaft. Moreover, it is different than in the prior art, a structural member provided beside the working shaft is not required to support the exposed portion of the linear member, so that the robot can be made smaller in size.

Das Unterstützungselement des Roboters kann ausgestaltet sein, das freiliegende Teilstück des linearen Elements von unten mittels der Unterstützungsoberfläche und von lateralen Seiten mittels der äußeren Umfangsoberfläche zu unterstützen.The support member of the robot may be configured to support the exposed portion of the linear member from below via the support surface and from lateral sides via the outer peripheral surface.

In diesem Aspekt wird das freiliegende Teilstück des linearen Elements von unten und lateralen Seiten mittels des Unterstützungselements unterstützt, wodurch überdies auf zuverlässige Weise verhindert wird, dass das freiliegende Teilstück einen Kontakt mit dem Arm und der Arbeitswelle herstellt. Überdies kann ein Draht oder Schlauch einfach hinzugefügt werden, um einen Teil des linearen Elements zu bilden.In this aspect, the exposed portion of the linear member is supported from below and lateral sides by the support member, further reliably preventing the exposed portion from making contact with the arm and the working shaft. Moreover, wire or tubing can easily be added to form part of the linear element.

Das freiliegende Teilstück des linearen Elements des Roboters kann mittels des Unterstützungselements mit dem entlang der äußeren Umfangsoberfläche des Unterstützungselements gewickelten freiliegenden Teilstück unterstützt werden. Diese Ausgestaltung ermöglicht die Herstellung des Roboters mit einer weiter verringerten Größe.The exposed portion of the linear member of the robot can be supported by the support member with the exposed portion wound along the outer peripheral surface of the support member. This configuration enables the robot to be manufactured in a further reduced size.

Der Roboter kann überdies einen äußeren Abdeckungskörper umfassen, der das Unterstützungselement sowie die Antriebseinheit und die Arbeitswelle von der Außenseite bedeckt. Das freiliegende Teilstück des linearen Elements ist zwischen dem äußeren Abdeckungskörper und dem Unterstützungselement angeordnet.The robot may further include an outer cover body that covers the support member as well as the drive unit and the working shaft from the outside. The exposed portion of the linear member is located between the outer cover body and the support member.

In diesem Aspekt ist das freiliegende Teilstück des linearen Elements zwischen dem äußeren Abdeckungskörper und dem Unterstützungselement angeordnet, derart dass die Änderung der Geometrie des freiliegenden Teilstücks bezüglich der Richtung, die die Drehachse des Arms schneidet, mittels des äußeren Abdeckungskörpers und des Unterstützungselements sogar unter einer Zentrifugalkraft begrenzt wird, die mittels der Drehung des Arms auf das freiliegende Teilstück wirkt. Dies verhindert eine große Verschiebung des freiliegenden Teilstücks des linearen Elements, die mittels der Drehung des Arms verursacht wird.In this aspect, the exposed portion of the linear member is arranged between the outer cover body and the support member such that the change in geometry of the exposed portion with respect to the direction intersecting the axis of rotation of the arm by means of the outer cover body and the support member even under a centrifugal force is limited, which acts on the exposed portion by means of the rotation of the arm. This prevents a large displacement of the exposed portion of the linear element caused by the rotation of the arm.

Das lineare Element des Roboters kann mindestens entweder einen oder mehrere Drähte oder einen oder mehrere Schläuche umfassen.The linear element of the robot can comprise at least either one or more wires or one or more hoses.

In diesem Aspekt kann ein lineares Element, das Drähte und Schläuche umfasst, die bestimmte Funktionen aufweisen, wie beispielsweise ein Draht zur Leistungsversorgung oder Kommunikation und ein Schlauch für die Zufuhr oder das Ansaugen eines Gases, wie beispielsweise Luft, durch die Arbeitswelle eingeführt sein. Es besteht kein Bedarf an einem besonderen Draht oder Schlauch, wie beispielsweise einem gewundenen Draht oder Schlauch, derart dass ein Draht oder Schlauch einfach hinzugefügt werden kann, um einen Teil des linearen Elements zu bilden.In this aspect, a linear member including wires and hoses having specific functions, such as a wire for power supply or communication and a hose for supplying or sucking a gas such as air, may be inserted through the working shaft. There is no need for a special wire or tubing, such as a coiled wire or tubing, so a wire or tubing can simply be added to form part of the linear element.

Gemäß der vorhergehend beschriebenen vorliegenden Erfindung wird ein solcher Roboter vorgesehen, der eine unterstützte Arbeitswelle umfasst, die in Bezug auf einen um eine vertikale Achse drehbaren Arm angehoben und abgesenkt wird, den Arm und die Arbeitswelle stabil antreibt und mit einer einfachen Ausgestaltung ohne die Verwendung eines speziellen linearen Elements verkleinert werden kann.According to the present invention as described above, there is provided such a robot which includes an assisted working shaft that is raised and lowered with respect to an arm rotatable about a vertical axis, stably drives the arm and the working shaft, and with a simple configuration without using a special linear element can be reduced.

BezugszeichenlisteReference List

11
Roboterrobot
22
Basisteilbase part
3A3A
erster Armfirst arm
3B3B
zweiter Armsecond arm
44
Anhebe/Absenk/DrehvorrichtungRaise/lower/rotary device
4141
Arbeitswelleworking shaft
4242
Drehvorrichtung (Antriebseinheit)turning device (drive unit)
4343
Anhebe/Absenkvorrichtung (Antriebseinheit)Lifting/lowering device (drive unit)
4444
Verbindungselementfastener
441441
erste Begrenzungsplattefirst boundary plate
442442
zweite Begrenzungsplattesecond boundary plate
4545
innerer Abdeckungskörper (Unterstützungselement)inner cover body (support element)
451451
Unterstützungsoberflächesupport surface
452452
äußere Umfangsoberflächeouter peripheral surface
453453
obere Öffnungupper opening
4646
äußerer Abdeckungskörperouter cover body
55
lineares Elementlinear element
5151
freiliegendes Teilstückexposed section

Claims (6)

Roboter, umfassend: einen Arm, der sich in eine horizontale Richtung erstreckt und um eine vertikale Achse drehbar ist; eine Antriebseinheit, die an einer oberen Oberfläche des Arms angeordnet ist; eine hohle Arbeitswelle, die auf einem distalen Abschnitt des Arms unterstützt wird und in Bezug zu dem Arm in eine Auf- und Abwärtsrichtung beweglich ist, wobei die Arbeitswelle mittels der Antriebseinheit entlang der Auf- und Abwärtsrichtung angehoben und abgesenkt wird; ein lineares Element, das eine Flexibilität aufweist und durch die Arbeitswelle eingeführt ist; und ein Unterstützungselement, das auf der oberen Oberfläche des Arms angeordnet ist und eine Unterstützungsoberfläche aufweist, die ein freiliegendes Teilstück von unten unterstützt, um zu verhindern, dass das freiliegende Teilstück einen Kontakt mit der Arbeitswelle und dem Arm herstellt, wobei das freiliegende Teilstück ein Abschnitt des linearen Elements ist, der sich von einem oberen Ende der Arbeitswelle nach außen erstreckt, um freigelegt zu sein, wobei eine Geometrie des freiliegenden Teilstücks sich ändert, wenn die Arbeitswelle angehoben oder abgesenkt wird, wobei die Unterstützungsoberfläche des Unterstützungselements eine geneigte Oberfläche ist, die einen Kontakt mit dem freiliegenden Teilstück des linearen Elements herstellt, um das freiliegende Teilstück zu unterstützen, und derart in die Auf- und Abwärtsrichtung geneigt ist, dass ein Abschnitt des freiliegenden Teilstücks in Kontakt mit der Unterstützungsoberfläche sich von der Unterstützungsoberfläche weg trennt, wenn die Arbeitswelle angehoben wird.A robot comprising: an arm extending in a horizontal direction and rotatable about a vertical axis; a drive unit arranged on an upper surface of the arm; a hollow working shaft supported on a distal portion of the arm and in an up and down direction relative to the arm is movable with the working shaft being raised and lowered along the up and down direction by the drive unit; a linear member having flexibility and inserted through the working shaft; and a support member disposed on the upper surface of the arm and having a support surface that supports an exposed portion from below to prevent the exposed portion from making contact with the working shaft and the arm, the exposed portion being a section of the linear member extending outward from an upper end of the working shaft to be exposed, wherein a geometry of the exposed portion changes when the working shaft is raised or lowered, wherein the support surface of the support member is an inclined surface that makes contact with the exposed portion of the linear member to support the exposed portion and is inclined in the up and down direction such that a portion of the exposed portion in contact with the support surface separates from the support surface when the working shaft is raised. Roboter nach Anspruch 1, wobei das Unterstützungselement ein Abdeckungskörper ist, der eine Form einer Hülse aufweist, die zumindest einen Abschnitt eines äußeren Umfangs der Antriebseinheit und der Arbeitswelle bedeckt, wobei der Abdeckungskörper einen vertieften Abschnitt, der als die Unterstützungsoberfläche auf einer äußeren Umfangsoberfläche dient, und eine Öffnung aufweist, von der das obere Ende der Arbeitswelle hervorsteht, wenn die Arbeitswelle angehoben ist.robot after claim 1 , wherein the support member is a cover body having a shape of a sleeve covering at least a portion of an outer periphery of the drive unit and the working shaft, the cover body having a recessed portion serving as the support surface on an outer peripheral surface and an opening , from which the upper end of the working shaft protrudes when the working shaft is raised. Roboter nach Anspruch 2, wobei das Unterstützungselement ausgestaltet ist, das freiliegende Teilstück des linearen Elements von unten mittels der Unterstützungsoberfläche und von einer lateralen Seite mittels der äußeren Umfangsoberfläche zu unterstützen.robot after claim 2 , wherein the support member is configured to support the exposed portion of the linear member from below via the support surface and from a lateral side via the outer peripheral surface. Roboter nach Anspruch 3, wobei das freiliegende Teilstück des linearen Elements mittels des Unterstützungselements mit dem entlang der äußeren Umfangsoberfläche des Unterstützungselements gewickelten freiliegenden Teilstück unterstützt wird.robot after claim 3 wherein the exposed portion of the linear member is supported by the support member with the exposed portion wound along the outer peripheral surface of the support member. Roboter nach Anspruch 4, überdies umfassend einen äußeren Abdeckungskörper, der das Unterstützungselement von außen, sowie die Antriebseinheit und die Arbeitswelle abdeckt, wobei das freiliegende Teilstück des linearen Elements zwischen dem äußeren Abdeckungskörper und dem Unterstützungselement angeordnet ist.robot after claim 4 , further comprising an outer cover body that covers the support member from the outside, and the drive unit and the working shaft, wherein the exposed portion of the linear member is arranged between the outer cover body and the support member. Roboter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das lineare Element mindestens entweder einen oder mehrere Drähte oder einen oder mehrere Schläuche umfasst.robot after one of the Claims 1 until 5 , wherein the linear element comprises at least one or more wires or one or more tubes.
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