TW202222514A

TW202222514A - 機器人

Info

Publication number: TW202222514A
Application number: TW110144292A
Authority: TW
Inventors: 宮嵜琢弥
Original assignee: 日商發那科股份有限公司
Priority date: 2020-11-30
Filing date: 2021-11-26
Publication date: 2022-06-16
Also published as: CN116472149A; WO2022114093A1; US20230405847A1; JPWO2022114093A1; DE112021004985T5

Abstract

本發明提供一種機器人，具備可儲存流動性之潤滑材的潤滑室；該潤滑室，係設置有貫通該潤滑室之壁面之三個以上的貫通孔，該貫通孔，係在該潤滑室之二個以上的定向中，將其中之一的該貫通孔配置在該潤滑室之最下方，且係以能夠作為排油孔利用的方式配置的狀態下，將另一該貫通孔配置在等同於該潤滑室儲存了必須量的該潤滑材時之該潤滑材的液位或更上方的位置，且係以能夠作為通氣孔利用的方式配置，並且，將剩下的另一該貫通孔配置在能夠作為對於該潤滑室供給該潤滑材的供油孔利用的位置。

Description

機器人

本發明係關於一種機器人。

目前已知有一種具有減速機之機器人，其具備儲存用來潤滑齒輪機構之潤滑材的潤滑室以及設置於潤滑室並用來將潤滑材進行注排油的注油口與排油口(例如，參照專利文獻1。)。專利文獻1之機器人，在設置於地面的狀態下進行潤滑材的更換的情形中，係設置有將潤滑室內之舊潤滑材排出的端面排油口以及將注入潤滑室的新潤滑材中超出所定量的部分排出的側面排油口。 [先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特開2019-34383號公報

將專利文獻1之機器人設置於側壁之情形中，潤滑室的定向會與設置於地面之情形有90°的不同，端面排油口及側面排油口中之任一者皆須配置在較潤滑室之最下方還高的位置。因此，在將機器人設置於側壁的狀態下進行潤滑材的更換作業時，潤滑室內的舊潤滑材的一部份會殘留在潤滑室內，使得更換為新潤滑材的更換作業難以進行。因此，目前期望能夠在即使變更了潤滑室定向的狀態下進行供排油之情形，亦能夠輕易地將潤滑室內的舊潤滑材更換為新潤滑材。

本發明之一態樣係一種機器人，具備可儲存流動性之潤滑材的潤滑室；該潤滑室，係設置有貫通該潤滑室之壁面之3個以上的貫通孔，該貫通孔，係在該潤滑室之二個以上的定向中，將其中之一的該貫通孔配置在該潤滑室之最下方，且係以能夠作為排油孔利用的方式配置的狀態下，將另一該貫通孔配置在等同於該潤滑室儲存了必須量的該潤滑材時之該潤滑材的液位或更上方的位置，且係以能夠作為通氣孔利用的方式配置，並且，將剩下的另一該貫通孔配置在能夠作為對於該潤滑室供給該潤滑材的供油孔利用的位置。

針對本發明之一實施例之機器人1，參照圖式於下列進行說明。本實施例之機器人1，例如，係如圖1所示之垂直多關節型機器人，具備基座2以及轉向機體3；基座2係設置於被設置面，轉向機體3係以能夠繞著與被設置面正交的方向延伸的第一軸線J1相對於基座2進行旋轉之方式受支撐。

此外，機器人1具備第一手臂(第一部件)4以及第二手臂(第二部件)5；第一手臂(第一部件)4係以能夠繞著與第一軸線J1正交的方向延伸的第二軸線J2相對於轉向機體3進行旋轉之方式受支撐，第二手臂(第二部件)5係以能夠繞著與第二軸線J2平行的第三軸線J3相對於第一手臂4進行旋轉之方式受支撐。進一步，機器人1在第二手臂5之前端具備三軸之手腕單元6。

針對本實施例之機器人1之關節的構造，將第一手臂4與第二手臂5之間的關節A作為例子列舉說明。關節A，如圖2所示，係具備相對於第一手臂4驅動第二手臂5的伺服馬達10及減速機20。

第一手臂4固定有伺服馬達10，第一手臂4與第二手臂5之間固定有減速機20。第一手臂4設置有潤滑室40。潤滑室40儲存有潤滑材41，該潤滑材41係用來對於伺服馬達10之動力進行傳達的齒輪11、支撐齒輪11使其能夠在第一手臂4旋轉的軸承12以及減速機20進行潤滑的機油等之具有流動性的潤滑材41。

圖2表示當機器人1處於圖1的定向時，潤滑室40由豎立方向延伸的切剖面所切斷時的縱剖面的一例。潤滑室40係由筒狀之周壁(壁面)40a、以及關閉周壁40a之軸方向的兩端的一對之端壁(壁面)40b、40c所界定。潤滑室40設置有將潤滑室40之內部與外部空間連通的三個貫通孔43a、43b、43c。

貫通孔43a、43b，任一者皆以將潤滑室40之周壁40a在徑向貫通的方式形成。貫通孔43a，在機器人1處於圖1的定向時，係配置在潤滑室40之最下方。此外，貫通孔43b與貫通孔43a，兩者係設置於周方向上且僅相差所定角度θ(參照圖3)的不同之位置。

此外，貫通孔43c係以將潤滑室40之端壁40b在板厚方向上貫通的方式形成。貫通孔43c係配置在等同於潤滑室40儲存了必須量的潤滑材41時的液位41a的位置。

必須量，係指能夠充分潤滑潤滑室40內部之齒輪11、軸承12及減速機20的量，例如，潤滑室40的容積之70~80%。剩餘的30~20%則係填充了空氣或惰性氣體等氣體。此外，等同於液位41a位置，如圖2所示，係意旨貫通孔43c的下周緣與必須量的潤滑材41的液位41a在一致的位置。

此處，為了進行簡單說明，如圖3至圖5所示，潤滑室40之內部空間係具有單純的圓柱狀形態。機器人1處於圖1的定向時，如圖3所示，三個貫通孔43a、43b、43c分別係配置在上述之位置。

機器人1從圖1的定向，相對於轉向機體3繞著第二軸線J2使第一手臂4旋轉所定角度θ時，如圖4所示，潤滑室40之定向會產生變化，貫通孔43b會移動至潤滑室40之最下方。此時，貫通孔43c亦會移動但僅移動所定角度θ，移動後仍維持在等同於潤滑室40儲存了必須量之潤滑材41時的液位41a的位置。

進一步，機器人1設置於豎立之壁面，亦即作為壁掛型使用時，潤滑室40係如圖5所示，會處於貫通孔43c配置在最下方的定向。此時，配置在周壁40a之二個貫通孔43a、43b中，只要至少一者配置在等同於潤滑室40儲存了必須量之潤滑材41時的液位41a之位置即可。

此外，各貫通孔43a、43b、43c形成有內螺紋(圖式省略)，其可將栓44或圖未表示之供油用的附單向閥之油嘴以能夠拆卸的方式緊固。各貫通孔43a、43b、43c可藉由將栓44或油嘴緊固而關閉，另一方面，藉由取下栓44或油嘴，可使潤滑室40內部向大氣釋放。

封入至如此結構所成本實施例之機器人1的潤滑室40中的潤滑材41，針對潤滑材41的更換作業進行說明。將設置於本實施例之機器人1的關節A上的潤滑室40中之潤滑材41進行更換，係將機器人1設定於如圖1所示的定向，並取下緊固在貫通孔43a、43c的栓44。由於貫通孔43a係配置在潤滑室40之最下方，故取下栓44後可作為排油孔而發揮機能。由於貫通孔43c之下周緣以外係配置在較潤滑材41的液位41a更上方的位置，故取下栓44後可作為將外部氣體吸入潤滑室40內的通氣孔而發揮機能。

亦即，只要從二個貫通孔43a、43c取下栓44，即可經由貫通孔43c將外部氣體吸入潤滑室40內，同時藉由重力順利地將潤滑室40內的舊潤滑材41從貫通孔43a排出。並且，幾乎所有儲存於潤滑室40內的潤滑材41皆可輕易地經由位於潤滑室40之最下方的貫通孔43a排出。

接著，潤滑室40內之幾乎所有的潤滑材41排出後，將作為通氣孔利用的貫通孔43c維持在開放的狀態，將作為排油孔利用的貫通孔43a安裝上栓44使其關閉。在此狀態下，將安裝於貫通孔43b之栓44更換為供油用的油嘴，再將所更換的油嘴連接機油槍等之供油裝置而向潤滑室40內進行新潤滑材41的供油。

當新潤滑材41開始填充至潤滑室40內，填滿潤滑室40內的空氣會受潤滑材41擠壓而經由貫通孔43c向外部排出。並且，向潤滑室40內填充必須量的潤滑材41時，潤滑材41的液位41a會達到貫通孔43c之位置，會有些許的潤滑材41從貫通孔43c溢出。此時，進行供油的作業人員即可確認到潤滑室40內已填充了必須量的潤滑材41。

此外，即使供給了必須量以上的潤滑材41至潤滑室40內，超過的潤滑材41也會經由貫通孔43c而向外部排出。藉此，潤滑室40可確保填充了必要的新潤滑材41且不會填充不充分。

依據本實施例之機器人1，具有即使從圖1的定向將第一手臂4旋轉所定角度θ而改變定向仍可進行潤滑材41的更換作業之優點。亦即，此時，由於潤滑室40係處於圖4所示的定向，故可將配置在潤滑室40最下方之貫通孔43b作為排油孔利用，且可將貫通孔43c作為通氣孔，貫通孔43a作為供油孔利用。

藉此，幾乎全部的儲存於潤滑室40內之潤滑材41，僅藉由重力即可輕易排出，且新潤滑材41可不會發生過量或不足即填充至潤滑室40內。亦即，依據本實施例之機器人1，潤滑材41的更換作業可在不同的複數定向中實施。因此，即使因機器人1或因所安裝的工具及周邊的部件的干涉等，導致所處的一定向難以進行更換作業，亦可藉由其他定向而順利地進行更換作業。

此外，將設置於地面之機器人1變更成設置於壁面使用時，潤滑室40可處於如圖5所示之定向，將貫通孔43c作為排油孔，貫通孔43a、43b中的一者作為通氣孔，另一者作為供油孔利用，從而可得到與上述相同之效果。

亦即，可因應機器人1之手臂的定向變化或機器人1之設置方法的變更所致潤滑室40的定向變更，改變各貫通孔43a、43b、43c的職掌角色，從而將供油孔、排油孔及通氣孔分別配置在適當的位置。因此，在潤滑室40的定向變化產生的複數的定向中，皆可充分的排出潤滑室40內之潤滑材41，並確實地進行必須量的供油。

又，本實施例中，作為通氣孔利用之貫通孔，任一者皆配置在等同於儲存了必須量之潤滑材41時的液位41a的位置。取代地，作為通氣孔利用之貫通孔，亦可配置在較儲存了必須量之潤滑材41時的液位41a更上方的位置。

此外，本實施例中，將作為排油孔利用的貫通孔配置在潤滑室40之最下方時，亦可將作為供油孔利用的貫通孔配置在作為通氣孔利用的貫通孔更上方的位置。藉由如此之配置，在供油時，由於儲存於潤滑室40之潤滑材41的液位41a不超過通氣孔之高度，故潤滑材41的液位41a不會達到配置在比通氣孔更上方之供油孔的高度。因此，取下栓44而呈開放狀態的供油孔，即使不安裝附單向閥之油嘴等，仍可進行供油，從而可提升供油作業的作業性。

此外，本實施例中，係將潤滑室40設定為略圓柱狀，取代地，亦可如圖6及圖7所示為略直方體狀，抑或其他任意之形狀。圖6所示之例，係將貫通孔43a、43b、43c分別一個一個設置於潤滑室40相互正交的三個面上。此外，各貫通孔43a、43b、43c的任一者配置在最下方時，剩下的貫通孔中的至少一者係配置在等同於潤滑室40儲存了必須量的潤滑材41時的液位41a的位置。

此外，如圖7所示之例，係在相互平行之一對側壁面40a′、40c′分別設置貫通孔43a、43c，被配置為與側壁面40a′、40c′之間正交的側壁面(底面)40b′則設置有二個貫通孔43b、43b′。在將貫通孔43c配置在潤滑室40之最下方的定向中，貫通孔43b係配置在等同於潤滑室40儲存了必須量之潤滑材41時的液位41a的位置。此外，在將貫通孔43a配置在潤滑室40之最下方的定向中，貫通孔43b′係配置在等同於潤滑室40儲存了必須量之潤滑材41時的液位41a的位置。

藉此，不論係貫通孔43a作為排油孔利用之情形或貫通孔43c作為排油孔利用之情形，皆可將不同的貫通孔作為通氣孔利用，設定在側壁面40b′的貫通孔43b、43b′的配置自由度可獲得提升。

此外，本實施例中，在貫通孔43a、43b、43c中之任一者配置在最下方的潤滑室40的每個定向，儲存於潤滑室40的潤滑材41的必須量亦可互相不同。此時，儲存於潤滑室40的潤滑材41的必須量，只要因應潤滑室40的定向，分別設定成可充分使潤滑室40內的齒輪11、軸承12及減速機20潤滑的量即可。

此外，本實施例中，係以使第二手臂5相對於第一手臂4旋轉的關節A作為例示進行說明，惟其他關節亦可適用相同的構造。特別地，較佳係將相同的構造適用於能夠處於各種定向的手腕單元6的各軸。

此外，本實施例中，就機器人1而言，係以垂直多關節型機器人作為例示，取代此，亦可適用於安裝在機器人1之手腕單元6的前端，如圖8所示之工具(機器人)50。

如圖8所示之例，工具50係具備：直方體狀之基座51、固定於基座51之一對的導軌52、可沿著導軌52移動且受支撐的滑塊53、驅動滑塊53的驅動機構60。滑塊53係以可拆卸的方式安裝於機器人1之手腕單元6的前端。驅動機構60，具備：固定於基座51的齒條54、與齒條54嚙合的小齒輪61、產生驅動力的伺服馬達62、使伺服馬達62的旋轉減速並傳達至小齒輪61的減速機63。

伺服馬達62係固定在形成為潤滑室(圖式中省略)的直方體狀的外殼64上，減速機63之減速機構係收容於外殼64內的潤滑室。外殼64，係設置有連通外殼64內的潤滑室與外部空間的貫通孔65a、65b、65c，各貫通孔65a、65b、65c因應工具50之定向，分別配置在可作為供油孔、排油孔及通氣孔中任一者利用的位置。

例如，工具50處於如圖8所示的定向之情形，配置在外殼64之最下方的貫通孔65a作為排油孔利用，剩下的貫通孔65b、65c中之一者作為通氣孔，另一者則作為供油孔利用。藉此，可進行潤滑室內之潤滑材(圖式省略)的更換作業。此外，工具50處於如圖9所示的定向之情形，外殼64之最下方配置有貫通孔65c，故只要將貫通孔65c作為排油孔利用，並將貫通孔65a作為通氣孔、貫通孔65b作為供油孔利用即可。藉此，在將工具50安裝於機器人1之手腕單元6的狀態，抑或，將工具50從手腕單元6取下而收納於收納處的狀態等，即使工具50配置在不同的定向時，仍可輕易地進行潤滑材的更換作業。

此外，本實施例中，潤滑室40係設置於第一手臂4，取代此，如圖10所示，潤滑室40亦能夠以橫跨第一手臂4與第二手臂5的方式設置。

圖10中，貫通孔43b、43c係設置於第一手臂4側，貫通孔43a係設置於第二手臂5側。因此，如圖11所示，當相對於第一手臂4之第二手臂5的定向繞著第三軸線J3變換90°時，貫通孔43b、43c仍不會移動，只有貫通孔43a移動。此外，移動前後的貫通孔43a，任一者皆配置在等同於潤滑室40儲存了必須量的潤滑材41時的液位41a的位置。

因此，即使移動了界定潤滑室40的一部分而導致潤滑室40的定向產生變化，亦可對應潤滑室40不同複數的定向，適當地實施潤滑材41的更換作業。

此外，本實施例中，除了可作為排油孔利用之貫通孔43a及可作為通氣孔利用之貫通孔43c，還設置了在可作為供油孔利用之位置上配置的貫通孔43b。取代此，亦可在排油後將作為排油孔利用之貫通孔43a安裝上附單向閥之油嘴，從而作為供油孔利用。此時，設置於潤滑室40之貫通孔43a、43c為二個以上即可。

1:機器人 2:基座 3:轉向機體 4:第一手臂 5:第二手臂 6:手腕單元 10:伺服馬達 11:齒輪 12:軸承 40:潤滑室 40a:周壁 40b、40c:端壁 40a´、40c´:側壁面 40b´:側壁面 41:潤滑材 41a:液位 43a、43b、43b´、43c:貫通孔 44:栓 50:工具 51:基座 52:導軌 53:滑塊 54:齒條 60:驅動機構 61:小齒輪 62:伺服馬達 63:減速機 64:外殼 65a、65b、65c:貫通孔 A:關節 J1:第一軸線 J2:第二軸線 J3:第三軸線

[圖1]表示本發明之一實施例之機器人的整體結構圖。 [圖2]表示圖1之機器人之配置在第一手臂與第二手臂之間的關節的內部構造之一例的縱剖面圖。 [圖3]表示設置於圖2之關節的潤滑室的各貫通孔之配置的概略圖。 [圖4]表示圖3之潤滑室配置在與圖3的定向不同的定向時，各貫通孔的配置的概略圖。 [圖5]表示圖3之潤滑室配置在與圖3及圖4的定向不同的定向時，各貫通孔的配置的概略圖。 [圖6]表示圖3之潤滑室之第一變形例的概略圖。 [圖7]表示圖3之潤滑室之第二變形例的概略圖。 [圖8]表示圖1之機器人之變形例的整體構成圖。 [圖9]表示圖8之機器人配置在與圖8的定向不同的定向時的整體結構圖。 [圖10]表示圖2之關節之變形例的概略縱剖面圖。 [圖11]表示圖10之關節中手臂的定向與各貫通孔的配置關係的概略圖。

A:關節

4:第一手臂

5:第二手臂

10:伺服馬達

11:齒輪

12:軸承

40:潤滑室

40a:周壁

40b、40c:端壁

41:潤滑材

41a:液位

43a、43b:貫通孔

43c:貫通孔

44:栓

J3:第三軸線

Claims

一種機器人，具備可儲存流動性之潤滑材的潤滑室；該潤滑室，係設置有貫通該潤滑室之壁面之三個以上的貫通孔，該貫通孔，係在該潤滑室之二個以上的定向中，將其中之一的該貫通孔配置在該潤滑室之最下方，且係以能夠作為排油孔利用的方式配置的狀態下，將另一該貫通孔配置在等同於該潤滑室儲存了必須量的該潤滑材時之該潤滑材的液位或更上方的位置，且係以能夠作為通氣孔利用的方式配置，並且，將剩下的另一該貫通孔配置在能夠作為對於該潤滑室供給該潤滑材的供油孔利用的位置。
如請求項1所述之機器人，其中，該另一該貫通孔，係配置在等同於該潤滑室儲存了必須量的該潤滑材時之該潤滑材的液位的位置。
如請求項1或2所述之機器人，其中，各該貫通孔可作為排油孔、供油孔及通氣孔中任一者利用，以在將其中之一的該貫通孔配置在該潤滑室之最下方作為排油孔利用的定向配置該潤滑室時，另一該貫通孔係配置在可作為供油孔利用的位置，且剩下的另一該貫通孔係配置在可作為通氣孔利用的位置。
如請求項3所述之機器人，其中，該潤滑室具備：相互平行之一對的側壁面；以及與該側壁面正交的底面；一對的該側壁面係分別形成有一個以上的該貫通孔，且於該底面形成有二個以上的該貫通孔。
如請求項1或2所述之機器人，其中，該潤滑室係由第一部件及第二部件包圍所構成，該第二部件係以能夠繞著水平旋轉軸線相對於該第一部件進行旋轉的方式而受支撐，該第一部件設置有成為排油孔的該貫通孔，該第二部件設置有成為通氣孔的該貫通孔。
如請求項3所述之機器人，其中，該另一該貫通孔係配置在較該剩下的另一該貫通孔的更上方。
一種機器人，具備能夠儲存流動性之潤滑材的潤滑室；該潤滑室，係設置有貫通該潤滑室之壁面之二個以上的貫通孔，該貫通孔，係在該潤滑室之二個以上的定向中，將其中之一的該貫通孔配置在該潤滑室之最下方，且係以能夠作為排油孔利用的方式配置的狀態下，將另一該貫通孔配置在等同於該潤滑室儲存了必須量的該潤滑材時之該潤滑材的液位或更上方的位置，且係以能夠作為通氣孔利用的方式配置。