TW202319201A - 線條體固定構造、機械、機器人及致動器 - Google Patents

Abstract

本發明之線條體固定構造具備：致動器，其具備供線條體貫通之貫通孔；及固定部，其於貫通孔之內部空間中在致動器之軸線與貫通孔之內周面之間固定線條體。

Description

線條體固定構造、機械、機器人及致動器

本發明係關於一種機械之線條體固定技術，尤其是關於一種線條體固定構造、機械、機器人及致動器。

一般而言於協同機器人中，謀求以纜線、管、引線等線條體不纏繞於人之方式將線條體敷設於機器人機構部內之構造。又，即便為協同機器人以外之機器人，有時亦以線條體不與位於機器人之作業空間之物體干涉之方式將線條體敷設於機器人機構部內。於上述之機器人之關節構造中，業界曾提案下述技術，即：於電動機或安裝有減速機、感測器等之電動機等之致動器設置貫通孔，於貫通孔內配置保護線條體之保護管，將線條體插通於保護管，藉此，防止線條體與致動器接觸，提高線條體之壽命。另一方面，業界曾提案於貫通孔之出口外側固定並敷設線條體之技術。

然而，於在機器人、車輛、建設機械等機械之旋轉軸構造中，採用將線條體插通於前述之貫通孔及保護管之構成之情形下，由於線條體通過之空間變窄，故有線條體通過之條數受限制之問題。尤其是於多關節機器人之手腕軸中，由於有致動器較小，貫通孔變窄之傾向，故難以供諸多線條體通過。近年來，伴隨著手部等機器人用工具及感測器之高性能化，而線條體通過之條數有增加之傾向。

又，於在機械之旋轉軸構造中於貫通孔之出口外側且於在半徑方向與旋轉軸線分開之部位固定線條體之情形下，線條體相應於機械之旋轉動作，不僅施加扭轉之壓力，而且亦施加彎曲之負載。又，於在貫通孔之出口外側固定線條體之情形下，因固定構件之突出而難以於旋轉軸向將機械緊湊。作為與本發明申請案相關聯之技術，已周知後述之文獻。

於專利文獻1中曾記載，於機器人之手腕裝置中，將信號線或電力供給線等纜線經由索環導引至繞第4軸迴旋之第1迴旋部內，且插通於繞第5軸擺動之擺動部之第1貫通孔，進而插通於繞第6軸迴旋之第2迴旋部之第2貫通孔，且經由手部內之索環被導引。又，曾記載將纜線保護管固定於第2迴旋部，即便纜線因第2迴旋部之迴旋而扭轉，亦防止纜線與擺動部之第1貫通孔滑接而受損傷。

於專利文獻2中曾記載，在機器人裝置中具備：曲柄軸，其具有供纜線插通之中空部；第1夾具，其將纜線夾持於迴旋殼體；及第2夾具，其將纜線夾持於支持殼體；且纜線以於迴旋之動作角度為0度時成為無扭轉之狀態之方式，藉由第1及第2夾具被固定於迴旋殼體及支持殼體固定。

於專利文獻3中曾記載，在機器人之旋轉軸構造中，具備：第1構件；第2構件，其相對於第1構件可旋轉地受支持；致動器，其對於第1構件將第2構件旋轉驅動；感測器，其檢測作用於致動器之輸出軸構件與第2構件之間之物理量；及固定構件，其固定線條體；且固定構件在與感測器之間空開特定間隙地固定於輸出軸構件。

於專利文獻4中曾記載，於機器人之驅動單元中，將線條體插通於減速機之中空孔，於減速機之端面、與安裝減速機及馬達之托架各者安裝固定線條體之第1固定構件與第2固定構件。

於專利文獻5中曾記載，於機器人之手腕機構中，將由保護管覆蓋之控制纜線部分捲繞於中空驅動軸並反捲，且通過將中空驅動軸之凸緣之一部分切出而形成之引出部，於引出部之近前藉由夾具來固紮。

於專利文獻6中曾記載，於產業用機器人中，通過設置於機械臂之側面之纜線通過孔於機械臂內側及外側配線纜線，於纜線之外側設置纜線保護管，且具備與纜線保護管之一端側結合之纜線保護管固定具。 [先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特開2009-125846號公報 [專利文獻2]日本特開2013-99826號公報 [專利文獻3]日本特開2021-3787號公報 [專利文獻4]日本特開2021-84207號公報 [專利文獻5]日本特開2006-021299號公報 [專利文獻6]國際公開第2008/044348號

[發明所欲解決之問題]

本發明之目的在於鑒於先前之問題點，提供一種可減輕作用於線條體之壓力，且維持乃至增加線條體通過之條數之線條體固定技術。 [解決問題之技術手段]

本揭示之一態樣提供一種線條體固定構造，其具備：致動器，其具備供線條體貫通之貫通孔；及固定部，其在貫通孔之內部空間中於致動器之軸線與貫通孔之內周面之間固定線條體。 本揭示之另一態樣提供一種具備前述之線條體固體構造之機械、機器人、或致動器。 [發明之效果]

根據本揭示之一態樣，藉由將線條體於貫通孔之內部空間固定，而較將線條體於貫通孔之出口外側且於在半徑方向遠離軸線之部位固定之情形，於致動器之動作時不對線條體施加彎曲之壓力。又，藉由在與致動器之軸線分開特定距離之位置將線條體固定，而較將線條體於致動器之軸線上固定之情形，可藉由致動器之動作時之線條體之扭轉來緩和作用於線條體之壓力，且即便於貫通孔之內部空間變窄之情形下，可儘量寬廣地形成貫通孔之內部空間，故而，可維持乃至增加插通於貫通孔之線條體之條數。

以下，參照附圖，詳細地說明本揭示之實施形態。於各圖式中，對同一或類似之構成要素賦予同一或類似之符號。又，以下所記載之實施形態並非係限定申請專利範圍所記載之發明之技術範圍及用語之意義者。應當注意於本說明書中用語「前」或「正面」意指致動器之輸出側或負載側，用語「後」或「背面」意指致動器之反輸出側或反負載側。又，應當注意用語「軸線」於旋轉致動器之情形下意指旋轉軸線，於線性致動器之情形下意指長度方向之直線軸線。

圖1係具備第一實施形態之線條體固定構造1之機械10之立體圖。本實施形態之機械10係機器人，應當注意於其他實施形態中，可為車輛、建設機械等其他機械。例如機械10雖然為於內部敷設有一條以上之線條體2之產業用機器人(例如協同機器人)，但於其他實施形態中，亦包含仿人型等其他形態之機器人。本實施形態之線條體固定構造1雖然為機器人之關節構造，但應當注意於其他實施形態中，可為車輛、建設機械等機械之旋轉軸構造。例如線條體固定構造1雖然為第四軸線J4之機器人之關節構造，但可如後述之實施形態般為第四軸線J4以外之軸線之機器人之關節構造。

機械10具備：基座11；及迴旋主體12，其繞第一軸線J1相對於基座11可旋轉地受支持。又，機械10具備：第一手臂13，其繞與第一軸線J1正交之第二軸線J2相對於迴旋主體12可旋轉地受支持；第二手臂14(第一連桿)，其繞平行於第二軸線J2之第三軸線J3相對於第一手臂13可旋轉地受支持；及三軸之手腕單元15(第二連桿)，其安裝於第二手臂14之前端。進而，機械10雖未圖示，但可具備安裝於手腕單元15之前端之工具。例如工具包含手部、銲槍、點槍等。

手腕單元15具備：第一手腕要素16，其繞與第三軸線J3正交之第四軸線J4相對於第二手臂14可旋轉地受支持；及第二手腕要素17，其繞與第四軸線J4正交之第五軸線J5相對於第一手腕要素16可旋轉地受支持。進而，手腕單元15具備第三手腕要素18，該第三手腕要素18繞與第五軸線J5正交之第六軸線J6相對於第二手腕要素17可旋轉地受支持。

圖2-圖4分別係第一實施形態之線條體固定構造1之剖視圖、後視圖、及前視圖。本實施形態之線條體固定構造1具備：致動器3，其具備供線條體2貫通之貫通孔35；及二個固定部4、5，其等在貫通孔35之內部空間S1、S2中固定線條體2。進而，本實施形態之線條體固定構造1具備保護管36，該保護管36保護線條體2免受致動器3之動力傳遞要素之害。為了便於理解，而本實施形態之固定部4、5僅將一條線條體2固定，但應當注意一般而言或於其他實施形態中，固定部4、5將複數條線條體2固定。線條體2包含例如用於使手腕單元15、工具等動作之纜線、管、引線等。

本實施形態之致動器3相對於第二手臂14(第一連桿)將手腕單元15(第二連桿)繞第四軸線J4旋轉。本實施形態之致動器3具備電動機30、減速機31、及感測器32。電動機30係由例如周知之馬達構成，減速機31係由例如周知之齒輪機構構成，感測器32係由例如周知之轉矩感測器構成。電動機30被固定於第二手臂14(第一連桿)，電動機30之輸出軸30a連結於減速機31之輸入部(未圖示，例如輸入齒輪)，減速機31之輸出部31a(例如輸出軸或殼體)被固定於感測器32，感測器32被固定於手腕單元15(第二連桿)。

若電動機30之輸出軸30a旋轉，則減速機31之輸出部31a較電動機30之輸出軸30a之轉速減速並旋轉，減速機31之輸出部31a、感測器32、及手腕單元15成為一體地旋轉。如圖2及圖4所示，本實施形態之感測器32具備：內環32a，其被固定於減速機31之輸出部31a；外環32b，其被固定於手腕單元15(第二連桿)；複數個樑部32c，其連接內環32a與外環32b；及應變計32d，其安裝於至少一個樑部32c。感測器32將於樑部32c產生之應變量(扭轉量)轉換為電量(例如電壓值)，檢測繞致動器3之軸(於本實施形態中繞第四軸線J4)之轉矩。

致動器3具備供線條體2貫通之貫通孔35。本實施形態之貫通孔35貫通電動機30、減速機31、及感測器32之全部。後方之固定部4於貫通孔35之後方之內部空間S1中固定線條體2，前方之固定部5於貫通孔35之前方之內部空間S2中固定線條體2。更具體而言，後方之固定部4於電動機30之內部空間S1中在與電動機30之軸線(於本實施形態中為第四軸線J4)分開之位置固定線條體2，前方之固定部5於感測器32之內部空間S2中在與感測器32之軸線(於本實施形態中為第四軸線J4)分開之位置固定線條體2。二個固定部4、5分別具備：支持構件41、51，其等支持線條體2；及固定件42、52，其等將線條體2固定於支持構件41、51。支持構件41、51係由例如由金屬等剛性材料形成之托架構成，固定件42、52係由例如由樹脂等可撓曲性材料形成之夾具構成。支持構件41、51包含例如L型托架、コ型托架，固定件42、52包含例如捆紮帶、C型夾具、U型螺栓等。固定件42、52可為利用保護用彈性體包圍線條體26，且將其外周利用耐隆帶直接捆綁於支持構件41、51之方式等。

如圖2及圖3所示，本實施形態之後方之支持構件41具備：固定端41a，其利用螺釘等緊固具43被固定於電動機30之外殼30b之後部；及自由端41b，其配置於貫通孔35之後方之內部空間S1。又，後方之支持構件41具備：本體部41c，其具備固定端41a；及L型部41d，其自本體部41cL字狀延伸至自由端41b。本體部41c雖無限定，但可具備複數個固定端41a，其等以不因線條體2之荷重而撓曲之方式向貫通孔35之周向延伸。複數個固定端41a利用複數個緊固具43被固定於電動機30之外殼30b。L型部41d具備支持線條體2之支持面41e。支持面41e面向致動器3之軸線(於本實施形態中為第四軸線J4)之側。本實施形態之後方之固定件42於貫通孔35之後方之內部空間S1中將線條體2固定於支持面41e。

如圖2及圖4所示，本實施形態之前方之支持構件51具備：固定端51a，其利用螺釘等緊固具53被固定於減速機31之輸出部31a；及自由端51b，其配置於貫通孔35之前方之內部空間S2。緊固具53及固定端51a以不對感測器32之轉矩檢測性能造成影響之方式通過感測器32之空隙32e且與感測器32不接觸地固定於輸出部31a。又，前方之支持構件51具備：本體部51c，其具備固定端51a；及L型部51d，其自本體部51cL字狀延伸且延伸至自由端51b。本體部51c雖無限定，但可具備複數個固定端51a，其等以不因線條體2之荷重而撓曲之方式向貫通孔35之周向延伸。複數個固定端51a利用複數個緊固具53被固定於減速機31之輸出部31a。L型部51d具備支持線條體2之支持面51e。支持面51e面向致動器3之軸線(於本實施形態中為第四軸線J4)之側。本實施形態之前方之固定件42於貫通孔35之前方之內部空間S2將線條體2固定於支持面51e。

於二個固定部4、5分別於貫通孔35之中間附近之內部空間中、而非於貫通孔35之出口附近之內部空間S1、S2中固定線條體2之情形下，由於後方之固定件42與前方之固定件52之間之距離D0變得較小，故線條體2之扭轉變強。然而，由於本實施形態之二個固定部4、5分別於貫通孔35之出口附近之內部空間S1、S2中固定線條體2，故後方之固定件42與前方之固定件52之間之距離D0變得較大，可緩和線條體2之扭轉。

又，於二個固定部4、5分別於貫通孔35之出口外側且於半徑方向與致動器3之軸線分開地固定線條體2，而非於貫通孔35之內部空間S1、S2中固定之情形下，在致動器3之動作時，對線條體2不僅施加扭轉之壓力，而且亦施加彎曲之壓力。然而，由於本實施形態之二個固定部4、5分別於貫通孔35之內部空間S1、S2中固定線條體2，故於致動器3之動作時，彎曲之壓力不易作用於線條體2。

進而，於二個固定部4、5分別於致動器3之軸線上、而非於致動器3之軸線(於本實施形態中為第四軸線J4)與貫通孔35之內周面之間固定線條體2之情形下，在致動器3之動作時，線條體2之扭轉壓力變得較強。然而，由於本實施形態之二個固定部4、5分別在與致動器3之軸線分開特定距離之位置固定線條體2，故可相應地緩和致動器3之動作時之線條體2之扭轉之壓力。

又，尤其是，第四軸線J4之機器人之關節構造較第一軸線J1～第三軸線J3等其他軸線之機器人之關節構造為小，伴隨於此，貫通孔35之內部空間S1、S2亦容易變窄，但由於本實施形態之二個固定部4、5分別在與第四軸線J4分開之位置固定線條體2，故即便於貫通孔35之內部空間變窄之情形下，亦儘量寬廣地形成貫通孔35之內部空間S1、S2，故而可維持乃至增加插通於貫通孔35之線條體2之條數。

又，致動器3相對於第二手臂14(第一連桿)使手腕單元15(第二連桿)自致動器3之基準位置正轉或逆轉180度，但於二個固定部4、5(二個固定件42、52)於致動器3之基準位置處在例如繞致動器3之軸線彼此偏移45度之角度位置或彼此偏移60度之角度位置固定線條體2，而非在繞致動器3之軸線彼此大致相同角度位置或彼此偏移大致180度之角度位置固定線條體2之情形下，線條體2有可能已經於致動器3之基準位置扭轉，故而，於致動器3之動作時，線條體2之扭轉進一步變強。然而，由於本實施形態之二個固定部4、5於致動器3之基準位置處在繞致動器3之軸線彼此大致相同角度位置或彼此偏移大致180度之角度位置固定線條體2，故可緩和致動器3之動作時之線條體2之扭轉。又，於將線條體通過貫通孔時亦於致動器3之基準位置筆直地地通過之方式容易供線條體通過。

線條體2由於每當機械10之其他連結部(於本實施形態中為機器人之其他關節部)之致動器動作時，牽拉之力發揮作用，故可使線條體2於二個固定部4、5(二個固定件42、52)之間弛緩特定之量而敷設，且將支持線條體2之支持構件41、51之支持面41e、51e、與固定件42、52對於線條體2之接觸面之至少一者設為滑順，以不致使線條體2因與支持構件41、51或固定件42、52之摩擦而斷線。「特定之量」為筆直地伸長時之二個固定部4、5之間之長度、與弛緩時之二個固定部4、5之間之長度之差，但於其他實施形態中，可為弛緩之曲率半徑。特定之量可預先進行使機械10之所有連結部動作之實驗而決定。例如支持面41e、51e與固定件42、52之接觸面可利用樹脂等平滑地形成，或塗佈潤滑油、潤滑脂等潤滑劑。若於線條體之可動部整體塗佈潤滑脂，則亦可期待線條體之壽命提高。

又，本實施形態之線條體2被插通於保護管36之中空孔36c，保護管36保護線條體2免受致動器3之動力傳遞要素之害。線條體2由於藉由前方之固定部5被固定於減速機31之輸出部31a，故與減速機31之輸出部31a、感測器32、及手腕單元15成為一體地正轉及逆轉180度。然而，於如本實施形態般致動器3具備減速機31之情形下，由於電動機30之輸出軸30a之轉速遠大於減速機31之輸出部31a之轉速，故線條體2有可能於貫通孔35內與電動機30之輸出軸30a或減速機31之輸入部(例如輸入齒輪)等之致動器3之動力傳遞要素接觸而受損傷乃至斷線。因此，保護管36保護線條體2免受致動器3之動力傳遞要素之後。

保護管36係例如由樹脂等形成之附凸緣之管狀構件。保護管36較貫通孔35之長度為短，且配置於貫通孔35內。保護管36具備：筒狀部36a、及自筒狀部36a向徑向延伸之凸緣部36b。本實施形態之保護管36之凸緣部36b被夾持於減速機31之輸出部31a(第一構件)與感測器32(第二構件)之間。於凸緣部36b利用螺釘等緊固具被固定於減速機31之輸出部31a之情形下，致動器3之軸向之尺寸變大螺釘之頭部分之大小，但藉由如本實施形態般將凸緣部36b夾持於第一構件與第二構件之間，而可將致動器3之軸向之尺寸緊湊。

又，線條體固定構造1可進一步具備介置於保護管36之凸緣部36b與感測器32之間之彈性體37。例如彈性體37係由例如由彈性體等彈性材料形成之O型環構成。彈性體37雖無限定，但被收容於形成於保護管36之凸緣部36b之環狀凹部。彈性體37藉由自凸緣部36b向軸向前方突出，且與感測器32面接觸，而可提高與感測器32之摩擦力。即，彈性體37之縱剖面可為長方形。又，可設為僅摩擦係數較高之彈性體37與感測器32之內環32a接觸，摩擦係數較低之保護管36之凸緣部36b不與感測器32之內環32a接觸。於將感測器32之內環32a固定於減速機31之輸出部31a時，彈性體37於感測器32之內環32a與保護管36之凸緣部36b之間被壓縮，藉由彈性體37之復原力將保護管36之凸緣部36b按壓於減速機31之輸出部31a之端面，藉此，保護管36被夾持於減速機31之輸出部31a與感測器32之間。

藉由僅摩擦係數較高之彈性體37與感測器32之內環32a接觸，且藉由彈性體37之復原力將保護管36之凸緣部36b按壓於減速機31之輸出部31a之端面，而保護管36於致動器3之動作時相對於感測器32於周向不偏移，且與減速機31之輸出部31a及感測器32成為一體地旋轉。於保護管36相對於感測器32於周向偏移之情形下，有可能對感測器32之轉矩檢測性能造成影響，但由於本實施形態之保護管36與感測器32成為一體地旋轉，故不對感測器32之轉矩檢測性能造成影響。又，藉由彈性體37與感測器32之內環32a面接觸，且藉由彈性體37之復原力將保護管36之凸緣部36b按壓於減速機31之輸出部31a之端面，而保護管36與彈性體37亦發揮提高致動器3之前方側之防水性之次要效果。

又，藉由保護管36之凸緣部36b相對於筒狀部36a垂直地延伸、且凸緣部36b與減速機31之輸出部31a之端面面接觸，而筒狀部36a相對於致動器3之軸線(第四軸線J4)平行地延伸。藉此，保護管36之筒狀部36a於貫通孔35內不易與電動機30之輸出軸30a或減速機31之輸入部(例如輸入齒輪)等致動器3之動力傳遞要素接觸。

由於保護管36較貫通孔35之長度為短，故二個固定部4、5分別於保護管36之出口外側之貫通孔35之內部空間S1、S2中固定線條體2。前方之固定部5由於被固定於減速機31之輸出部31a，故與保護管36成為一體地旋轉，但後方之固定部4由於被固定於電動機30之外殼30b之後部，故不與保護管36成為一體地旋轉。後方之固定部4於貫通孔35之內部空間S1中如後述般配置，以使由後方之固定部4固定之線條體2不與在致動器3之動作時旋轉之保護管36接觸而受損傷。

圖5係第一實施形態之線條體固定構造1之後方放大剖視圖。以自致動器3之軸線(於本實施形態中為第四軸線J4)至支持構件41之支持面41e之距離D1較自致動器3之軸線至保護管36之中空孔36c之內周面之距離D2為短之方式，配置後方之固定部4之支持構件41(即D2-D1＞0)。藉此，由於線條體2不與在致動器3之動作時旋轉之保護管36接觸，故可防止線條體2之損傷乃至斷線。

又，於後方之固定部4處，可以自支持構件41之自由端41b至保護管36之端面36d之距離D3較線條體2之粗細度或線條體2之束之粗細度D4為短之方式，配置後方之固定部4之支持構件41(即D3-D4＜0)。藉此，由於線條體2不與在致動器3之動作時旋轉之保護管36接觸而捲入保護管36之端面36d與支持構件41之自由端41b之間，故可防止線條體2之損傷乃至斷線。又，可支持構件41之自由端41b之線條體2側之角部帶有圓弧，以使弛緩之線條體2即便與支持構件41之自由端41b接觸但亦不受損傷。

圖6係第一實施形態之線條體固定構造1之前方放大剖視圖。與後方之固定部4不同，前方之固定部5被固定於減速機31之輸出部31a且與保護管36成為一體地旋轉，故而可以自致動器3之軸線(於本實施形態中為第四軸線J4)至支持構件51之支持面51e之距離D1與自致動器3之軸線至保護管36之中空孔36c之內周面之距離D2為大致相同之方式，配置前方之固定部5之支持構件51(即D2-D1=0)。藉此，即便於保護管36之中空孔36c變窄之情形下，亦可維持乃至增加插通於保護管36之中空孔36c之線條體2之條數。

又，與後方之固定部4相同地，於前方之固定部5中，亦可以自支持構件51之自由端51b至保護管36之端面36d之距離D3較線條體2之粗細度或線條體2之束之粗細度D4為短之方式，配置前方之固定部5之支持構件51(即D3-D4＜0)。藉此，由於線條體2侵入保護管36之端面36d與支持構件51之自由端51b之間且不與感測器32接觸，故可抑制因線條體2與感測器32之接觸引起之對感測器32之轉矩檢測性能之影響。

如以上般根據第一實施形態之線條體固定構造1，藉由將線條體2於貫通孔35之內部空間S1、S2中固定，而較將線條體2於貫通孔35之出口外側固定之情形，於致動器3之動作時彎曲之壓力不易作用於線條體2，僅為扭轉之壓力。又，藉由在與致動器3之軸線(於本實施形態中為第四軸線J4)分開之位置固定線條體2，而較將線條體2於致動器3之軸線上固定之情形，可緩和致動器3之動作時之線條體2之扭轉，且即便於貫通孔35之內部空間變窄之情形下，亦可維持乃至增加插通於貫通孔35之線條體2之條數。

以下，針對第一實施形態之線條體固定構造1之變化例進行說明。第一實施形態之致動器3相對於第二手臂14(第一連桿)將手腕單元15(第二連桿)繞第四軸線J4旋轉，但有時亦如後述之第四實施形態般，相對於迴旋主體12(第一連桿)將第一手臂13(第二連桿)繞第二軸線J2旋轉。又，另一實施形態之致動器3有時亦相對於第一手臂13(第一連桿)將第二手臂14繞第三軸線J3旋轉。即，線條體固定構造1可應用於機械10之任意之旋轉軸構造。

又，第一實施形態之致動器3具備電動機30、減速機31、及感測器32，但有時亦如後述之第二實施形態、第三實施形態、或第四實施形態般具備電動機30，該電動機30連結減速機31、感測器32、及其他機械要素中至少一者。又，另一實施形態之致動器3有時亦僅具備電動機30。又，第一實施形態之致動器3為旋轉致動器，但於另一實施形態中可為線性致動器。

又，第一實施形態之致動器3之貫通孔35貫通電動機30、減速機31、及感測器32之全部，但有時亦如後述之第二實施形態、第三實施形態、或第四實施形態般，貫通電動機30、減速機31、感測器32、及其他機械要素中至少一者。

又，第一實施形態之線條體固定構造1具備二個固定部4、5，但於另一實施形態中，有時亦具備二個固定部4、5中至少任一固定部。又，有時亦如後述之第三實施形態或第四實施形態般，二個固定部4、5中至少一者於貫通孔35之內部空間S1、S2中固定線條體2，另一者於貫通孔35之外部空間中固定線條體2。又，有時亦如後述之第二實施形態、第三實施形態、或第四實施形態般，二個固定部4、5之至少一者被固定於第一連桿(例如第二手臂14或迴旋主體12)或第二連桿(例如手腕單元15或第一手臂13)、而非致動器3。

又，第一實施形態之線條體固定構造1具備保護管36，但於如後述之第二實施形態般致動器3不具備減速機31之情形下，線條體固定構造1有時亦不具備保護管36。又，第一實施形態之保護管36之凸緣部36b被夾持於減速機31之輸出部31a(第一構件)與感測器32之間，但於如後述之第三實施形態或第四實施形態般致動器3不具備感測器32之情形下，保護管36之凸緣部36b有時亦被夾持於第一構件(減速機31之輸出部31a)與第二構件(手腕單元15、第一手臂13等)之間。又，有時亦如後述之第二實施形態、第三實施形態、或第四實施形態般，線條體固定構造1具備第一連桿(例如第二手臂14或迴旋主體12)與第二連桿(例如手腕單元15或第二手臂14)之至少一者。

圖7係第二實施形態之線條體固定構造1之剖視圖。第二實施形態之致動器3就僅具備電動機30與感測器32，而不具備減速機31之點，與第一實施形態之線條體固定構造1不同。感測器32被固定於電動機30之輸出軸30a。又，前方之固定部5亦被固定於電動機30之輸出軸30a。電動機30之輸出軸30a、感測器32、及手腕單元15(第二連桿)成為一體地旋轉。致動器3之貫通孔35僅貫通電動機30與感測器32。

第二實施形態之致動器3由於不具備減速機31，故電動機30之輸出軸30a之轉速不會過度大於減速機31之輸出部31a之轉速。由於電動機30之輸出軸30a與感測器32於致動器3之動作時正轉或逆轉180度，故第二實施形態之線條體固定構造1不具備保護管36。惟，後方之固定部4由於不與電動機30之輸出軸30a及感測器32成為一體地旋轉，故於貫通孔35之後方之內部空間S1中在致動器3之軸線(於本實施形態中為第四軸線J4)與貫通孔35之內周面之間固定線條體2，以使線條體2於致動器3之動作時不與電動機30之輸出軸30a接觸而受損傷。更具體而言，後方之固定部4於電動機30之內部空間S1中在與電動機30之軸線(於本實施形態中為第四軸線J4)分開之位置固定線條體2。

另一方面，由於前方之固定部5與電動機30之輸出軸30a及感測器32成為一體地旋轉，故線條體2於致動器3之動作時不與電動機30之輸出軸30a接觸而受損傷。然而，前方之固定部5於貫通孔35之前方之內部空間S2中在致動器3之軸線(於本實施形態中為第四軸線J4)與貫通孔35之內周面之間固定線條體2。更具體而言，前方之固定部5於感測器32之內部空間S2中在與感測器32之軸線(於本實施形態中為第四軸線J4)分開之位置固定線條體2。藉此，較將線條體2於致動器3之軸線上固定之情形，可緩和致動器3之動作時之線條體2之扭轉，且即便於貫通孔35之內部空間變窄之情形下，亦儘量寬廣地形成貫通孔35之內部空間S1、S2，故而可維持乃至增加通過貫通孔35之線條體2之條。

又，由於在貫通孔35之內部空間S1、S2中，將通過貫通孔35之線條體2之條數設為大致相同，故自致動器3之軸線(於本實施形態中為第四軸線J4)至後方之支持構件41之支持面41e之距離D1a可與自致動器3之軸線至前方之支持構件51之支持面51e之距離D1b大致相同(即D1a=D1b)。

又，第二實施形態之線條體固定構造1就將後方之固定部4固定於第二手臂14(第一連桿)之內部14a，而非電動機30之外殼30b之後部之點，亦與第一實施形態之線條體固定構造1不同。即，後方之固定部4未必必須被固定於致動器3。後方之固定部4之支持構件41利用螺釘等緊固具43被固定於第二手臂14之內部14a。另一方面，前方之固定部5以不對感測器32之轉矩檢測性能造成影響之方式，不與感測器32接觸地被固定於電動機30之輸出軸30a。由於將後方之固定部4固定於第二手臂14，故第二實施形態之線條體固定構造1可進一步包含第二手臂14(第一連桿)。

如以上般，根據第二實施形態之線條體固定構造1，即便於致動器3不具備減速機31之情形下，亦將線條體2於貫通孔35之內部空間S1、S2中固定，藉此，較將線條體2於貫通孔35之出口外側固定之情形，於致動器之動作時不對線條體2施加彎曲之壓力。又，藉由在與致動器3之軸線(於本實施形態中為第四軸線J4)分開之位置固定線條體2，而較將線條體2於致動器3之軸線上固定之情形，可緩和致動器3之動作時之線條體2之扭轉，且即便於貫通孔35之內部空間變窄之情形下，亦儘量寬廣地形成貫通孔35之內部空間S1、S2，故而可維持乃至增加插通於貫通孔35之線條體之條數。

又，由於自致動器3之軸線(於本實施形態中為第四軸線J4)至後方之支持構件41之支持面41e之距離D1a與自致動器3之軸線至前方之支持構件51之支持面51e之距離D1b大致相同(即D1a=D1b)，故於貫通孔35之內部空間S1、S2中，可將通過貫通孔35之線條體2之條數設為大致相同。

圖8係第三實施形態之線條體固定構造1之剖視圖。第三實施形態之致動器3就僅具備電動機30與減速機31，而不具備感測器32之點，與第一實施形態之線條體固定構造1不同。減速機31之輸出部31a被固定於手腕單元15(第二連桿)。又，保護管36之凸緣部36b被夾持於減速機31之輸出部31a(第一構件)與手腕單元15(第二構件)之間。彈性體37介置於保護管36之凸緣部36b與手腕單元15(第二構件)之間。減速機31之輸出部31a、保護管36、及手腕單元15(第二連桿)成為一體地旋轉。致動器3之貫通孔35僅貫通電動機30與減速機31。

後方之固定部4與第一實施形態之線條體固定構造1同樣地，於貫通孔35之後方之內部空間S1中在致動器3之軸線(於本實施形態中為第四軸線J4)與貫通孔35之內周面之間固定線條體2。更具體而言，後方之固定部4於電動機30之內部空間S1中在與電動機30之軸線(於本實施形態中為第四軸線J4)分開之位置固定線條體2。換言之，後方之固定部4於保護管36之出口外側之貫通孔35之內部空間S1中固定線條體2。

另一方面，貫通孔35之前方之內部空間S2由於被保護管36佔有，故較貫通孔35之後方之內部空間S1為窄。為此，第三實施形態之線條體固定構造1就前方之固定部5於貫通孔35之出口外側之手腕單元15(第二連桿)之內部空間中而非於貫通孔35之內部空間中固定線條體2之點，亦與第一實施形態之線條體固定構造1不同。更具體而言，前方之固定部5於手腕單元15之內部空間中在與手腕單元15之軸線(於本實施形態中為第四軸線J4)分開之位置固定線條體2。

前方之固定部5之支持構件51利用螺釘等緊固具53被固定於手腕單元15之內部15a。後方之固定部4被固定於致動器3，但前方之固定部5有時亦未必固定於致動器3。由於將前方之固定部5固定於手腕單元15，故第三實施形態之線條體固定構造1可進一步包含手腕單元15(第二連桿)。

如以上般，根據第三實施形態之線條體固定構造1，即便於致動器3不具備感測器32之情形下，二個固定部4、5亦與第一實施形態之線條體固定構造1同樣地，在與致動器3之軸線(於本實施形態中為第四軸線J4)分開之位置固定線條體2，故而較將線條體2於致動器3之軸線上固定之情形，可緩和致動器之動作時之線條體2之扭轉，且即便於貫通孔35之內部空間變窄之情形下，亦儘量寬廣地形成貫通孔35之內部空間S1、S2，故而可維持乃至增加插通於貫通孔35之線條體之條數。

圖9係第四實施形態之線條體固定構造1之剖視圖。第四實施形態之線條體固定構造1就為第二軸線J2之機器人之關節構造，而非為第四軸線J4之機器人之關節構造之點，與第一實施形態之線條體固定構造1不同。即，第四實施形態之致動器3相對於迴旋主體12(第一連桿)將第一手臂13繞第二軸線J2旋轉。第四實施形態之致動器3具備電動機30、複數個減速機31、33、及其他機械要素34，而不具備感測器32。後方之減速機33與前方之減速機31相同地由周知之齒輪機構構成，機械要素34係由例如周知之鏈條、皮帶、齒輪機構等構成。複數個減速機31、33串聯連結。

電動機30被固定於迴旋主體12(第一連桿)，電動機30之輸出軸(未圖示)連結於機械要素34，機械要素34連結於後方之減速機33之輸入部(未圖示，例如輸入齒輪)。又，後方之減速機33之輸出部33a連結於前方之減速機31之輸入部(未圖示，例如輸入齒輪)，前方之減速機31之輸出部31a被固定於第一手臂13(第二連桿)。又，保護管36之凸緣部36b被夾持於減速機31之輸出部31a(第一構件)與第一手臂13(第二構件)之間。彈性體37介置於保護管36之凸緣部36b與第一手臂13(第二構件)之間。

若電動機30之輸出軸旋轉，則後方之減速機33之輸出部33a較電動機30之輸出軸減速並旋轉，前方之減速機31之輸出部31a較後方之減速機33之輸出部33a減速並旋轉，前方之減速機31之輸出部31a、保護管36、及第一手臂13(第二連桿)成為一體地旋轉。第四實施形態之貫通孔35僅貫通複數個減速機31、33。

後方之固定部4於貫通孔35之後方之內部空間S1中在致動器3之軸線(於本實施形態中為第二軸線J2)與貫通孔35之內周面之間固定線條體2。更具體而言，後方之固定部4於減速機31之內部空間S1中在與減速機31之軸線(於本實施形態中為第二軸線J2)分開之位置固定線條體2。換言之，後方之固定部4於保護管36之出口外側之貫通孔35之內部空間S1中固定線條體2。

另一方面，貫通孔35之前方之內部空間S2由於被保護管36佔有，故較貫通孔35之後方之內部空間S1為窄。為此，第四實施形態之線條體固定構造1就前方之固定部5於貫通孔35之出口外側之第一手臂13(第二連桿)之內部空間中而非於貫通孔35之內部空間中固定線條體2之點，亦與第一實施形態之線條體固定構造1不同。更具體而言，前方之固定部5於第一手臂13之內部空間中在與第一手臂13之軸線(於本實施形態中為第二軸線J2)分開之位置固定線條體2。

前方之固定部5之支持構件51利用螺釘等緊固具53被固定於第一手臂13之內部13a。後方之固定部4被固定於致動器3，但前方之固定部5有時亦未必固定於致動器3。由於前方之固定部5被固定於第一手臂13，故第四實施形態之線條體固定構造1可進一步包含第一手臂13(第二連桿)。

如以上般，根據第四實施形態之線條體固定構造1，即便為其他機器人之關節構造，又，即便於致動器3具備複數個減速機31、33，貫通孔35僅貫通複數個減速機31、33之情形下，二個固定部4、5亦與第一實施形態之線條體固定構造1同樣地，在與致動器3之軸線(於本實施形態中為第二軸線J2)分開之位置固定線條體2，故而較將線條體2於致動器3之軸線上固定之情形，可緩和致動器之動作時之線條體2之扭轉，且即便於貫通孔35之內部空間變窄之情形下，亦儘量寬廣地形成貫通孔35之內部空間S1、S2，故而可維持乃至增加插通於貫通孔35之線條體之條數。

於本說明書中針對各種實施形態進行了說明，但應認知到本發明並非係限定於前述之實施形態者，可於申請專利範圍所記載之範圍內進行各種變更。

1:線條體固定構造 2:線條體 3:致動器 4, 5:固定部 10:機械 11:基座 12:迴旋主體 13:第一手臂 13a:第一手臂之內部 14:第二手臂 14a:第二手臂之內部 15:手腕單元 15a:手腕單元之內部 16:第一手腕要素 17:第二手腕要素 18:第三手腕要素 30:電動機 30a:輸出軸 30b:外殼 31, 33:減速機 31a, 33a:輸出部 32:感測器 32a:內環 32b:外環 32c:樑部 32d:應變計 32e:空隙 34:機械要素 35:貫通孔 36:保護管 36a:筒狀部 36b:凸緣部 36c:中空孔 36d:端面 37:彈性體 41, 51:支持構件 41a, 51a:固定端 41b, 51b:自由端 41c, 51c:本體部 41d, 51d:L型部 41e, 51e:支持面 42, 52:固定件 43, 53:緊固具 D0:後方之固定件與前方之固定件之間之距離 D1:自致動器之軸線至支持構件之支持面之距離 D1a:自致動器之軸線至後方之支持構件之支持面之距離 D1b:自致動器之軸線至前方之支持構件之支持面之距離 D2:自致動器之軸線至保護管之中空孔之內周面之距離 D3:自支持構件之自由端至保護管之端面之距離 D4:線條體之粗細度或線條體之束之粗細度 J1~J6:軸線 S1, S2:內部空間

圖1係具備第一實施形態之線條體固定構造之機械之立體圖。 圖2係第一實施形態之線條體固定構造之剖視圖。 圖3係第一實施形態之線條體固定構造之後視圖。 圖4係第一實施形態之線條體固定構造之前視圖。 圖5係第一實施形態之線條體固定構造之後方放大剖視圖。 圖6係第一實施形態之線條體固定構造之前方放大剖視圖。 圖7係第二實施形態之線條體固定構造之剖視圖。 圖8係第三實施形態之線條體固定構造之剖視圖。 圖9係第四實施形態之線條體固定構造之剖視圖。

1:線條體固定構造

2:線條體

3:致動器

4,5:固定部

14:第二手臂

15:手腕單元

30:電動機

30a:輸出軸

30b:外殼

31:減速機

31a:輸出部

32:感測器

32a:內環

32b:外環

35:貫通孔

36:保護管

36a:筒狀部

36b:凸緣部

36c:中空孔

37:彈性體

41,51:支持構件

41a,51a:固定端

41b,51b:自由端

41c,51c:本體部

41d,51d:L型部

42,52:固定件

53:緊固具

D0:後方之固定件與前方之固定件之間之距離

J4:第四軸線

S1,S2:內部空間

Claims (12)

1. 一種線條體固定構造，其具備： 致動器，其具備供線條體貫通之貫通孔；及 固定部，其於前述貫通孔之內部空間中在前述致動器之軸線與前述貫通孔之內周面之間固定前述線條體。
2. 如請求項1之線條體固定構造，其進一步具備保護管，該保護管配置於前述貫通孔內，保護前述線條體免受前述致動器之動力傳遞要素之害，且前述固定部於前述保護管之出口外側之前述貫通孔之內部空間中固定前述線條體。
3. 如請求項2之線條體固定構造，其中前述固定部具備支持前述線條體之支持構件，且自前述致動器之軸線至前述支持構件之距離較自前述軸線至前述保護管之內周面之距離為短或大致相同。
4. 如請求項2或3之線條體固定構造，其中前述固定部具備支持前述線條體之支持構件，且自前述支持構件之自由端至前述保護管之端面之距離較前述線條體之粗細度或前述線條體之束之粗細度為短。
5. 如請求項1至4中任一項之線條體固定構造，其中前述固定部具備支持前述線條體之支持構件，且前述支持構件之自由端之前述線條體側之角部帶有圓弧。
6. 如請求項1至5中任一項之線條體固定構造，其中前述致動器僅具備電動機，或具備連結減速機、感測器、及其他機械要素中至少一者之電動機，且前述固定部於前述電動機、前述減速機、或前述感測器之內部空間中固定前述線條體。
7. 如請求項1至6中任一項之線條體固定構造，其中前述固定部配置有二個，前述二個固定部中至少一者於前述貫通孔之前述內部空間中固定前述線條體。
8. 如請求項7之線條體固定構造，其中前述二個固定部於前述致動器之基準位置處在繞前述致動器之軸線彼此大致相同之角度位置或彼此偏移大致180度之角度位置固定前述線條體。
9. 如請求項7或8之線條體固定構造，其中前述固定部具備：支持前述線條體之支持構件、及將前述線條體固定於前述支持構件之固定件，且前述線條體於前述二個固定件之間弛緩地敷設，且支持前述線條體之前述支持構件之支持面、與前述固定件對於前述線條體之接觸面中至少一者為滑順。
10. 一種機械，其具備如請求項1至9中任一項之線條體固定構造。
11. 一種機器人，其具備如請求項1至9中任一項之線條體固定構造。
12. 一種致動器，其具備如請求項1至9中任一項之線條體固定構造。

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