TWI706845B - 機器人 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種即使於具備複數個關節部之情形時，亦能夠簡化配線之引繞的機器人。例如，該機器人之關節部2具備：馬達7；與馬達7連結之減速機8；固定於減速機8之輸出軸16的輸出側構件27；用於檢測馬達7之旋轉位置的位置檢測機構9；與馬達7以及位置檢測機構9電性連接的電路基板10；以及收容有馬達7、減速機8、位置檢測機構9以及電路基板10的外殼體11；馬達7與減速機8固定於外殼體11。於電路基板10裝配有用於驅動馬達7之馬達驅動電路、用於將輸入至電路基板10之信號向電路基板10外部輸出之信號傳遞電路以及與配線之端部連接之連接器。

Description

機器人

本發明係關於一種具備關節部及臂之機器人。

先前，公知有一種機器人，其具備基底、經由第一關節部與基底連結之第一臂、經由第二關節部與第一臂之前端側連結之第二臂、以及經由第三關節部與第二臂之前端側連結之手腕部(例如，參照專利文獻1)。於專利文獻1記載之機器人中，第一臂以及第二臂形成為圓筒狀。第一～第三關節部以及手腕部具備：馬達；與馬達連結之減速機；用於檢測馬達之旋轉位置的編碼器；裝配有編碼器等的電路基板；以及收容有馬達、減速機、編碼器以及電路基板的機殼。於專利文獻1記載之機器人中，配置於第一～第三關節部以及手腕部之馬達為中空馬達，減速機為中空減速機。馬達與減速機配置於同軸上。並且，第一～第三關節部以及手腕部具備配置於為中空馬達的馬達之內周側以及為中空減速機的減速機之內周側的中空軸。該中空軸固定於減速機之輸出軸。該機器人中，自電路基板等引出之配線係以穿過中空軸之內周側的方式進行引繞。先前技術文獻專利文獻專利文獻1：美國專利第8410732號說明書

[發明所欲解決之問題]於專利文獻1記載之機器人中，一般而言，自手腕部引出之配線係以依序穿過第三關節部之中空軸之內周側、第二臂之內部、第二關節部之中空軸之內周側、第一臂之內部以及第一關節部之中空軸之內周側的方式引繞至基底從而與機器人之控制器連接。並且，於專利文獻1記載之機器人中，一般而言，自第三關節部引出之配線以依序穿過第二臂之內部、第二關節部之中空軸之內周側、第一臂之內部以及第一關節部之中空軸之內周側的方式引繞至基底從而與機器人之控制器連接，自第二關節部引出之配線以依序穿過第一臂之內部以及第一關節部之中空軸之內周側的方式引繞至基底從而與機器人之控制器連接，自第一關節部引出之配線引繞至基底從而與機器人之控制器連接。即，於專利文獻1記載之機器人中，需要使自手腕部引出之配線以及自第三關節部引出之配線以穿過第二臂之內部以及第二關節部之中空軸之內周側的方式引繞，並且使自手腕部引出之配線、自第三關節部引出之配線以及自第二關節部引出之配線以穿過第一臂之內部以及第一關節部之中空軸之內周側的方式引繞。故而，於專利文獻1記載之機器人中，配線之引繞變得複雜。 故而，本發明之課題在於提供一種即使於具備複數個關節部之情形時，亦能夠簡化配線之引繞的機器人。 [解決課題之技術手段]為了解決上述課題，本發明之機器人具備關節部及臂，關節部具備：馬達；減速機，其與馬達連結；輸出側構件，其固定於減速機之輸出軸；位置檢測機構，其用於檢測馬達之旋轉位置；電路基板，其與馬達以及位置檢測機構電性連接；以及外殼體，其收容有馬達、減速機、位置檢測機構以及電路基板；馬達與減速機固定於外殼體，於電路基板裝配有用於驅動馬達之馬達驅動電路、用於將輸入至電路基板之信號向電路基板外部輸出其信號傳遞電路、以及與配線之端部連接之連接器。於本發明之機器人中，關節部具備與馬達以及位置檢測機構電性連接的電路基板，於電路基板裝配有用於將輸入至電路基板之信號向電路基板外部輸出的信號傳遞電路及連接器。故而，本發明中，於機器人具備複數個關節部之情形時，藉由將配置於關節部之間的配線之一端與一關節部之電路基板的連接器連接，將配線之另一端與另一關節部之電路基板的連接器連接，能夠進行關節部之間的信號的通信。故而，於本發明中，藉由將配置於關節部之間的配線之一端與一關節部之電路基板的連接器連接，且將配線之另一端與另一關節部之電路基板的連接器連接，能夠完成關節部之間的配線之引繞。並且，藉由依次進行如上所述之關節部之間的配線之引繞，能夠完成機器人之配線之引繞。其結果為，本發明中，即使於機器人具備複數個關節部之情形時，亦能夠簡化配線之引繞。並且，本發明中，由於能夠簡化配線之引繞，故而機器人之組裝變得容易。並且，本發明中，關節部具備：馬達；減速機，其與馬達連結；輸出側構件，其固定於減速機之輸出軸；位置檢測機構，其用於檢測馬達之旋轉位置；電路基板，其與馬達以及位置檢測機構電性連接；以及外殼體，其收容有馬達、減速機、位置檢測機構以及電路基板；馬達與減速機固定於外殼體。並且，於電路基板裝配有用於驅動馬達之馬達驅動電路、用於將輸入至電路基板之信號向電路基板外部輸出之信號傳遞電路；以及與配線之端部連接的連接器。故而，本發明中，能夠將關節部作為功能性地集合之關節模組。故而，本發明中，能夠容易地改變機器人之關節部的數量。本發明中，例如馬達係具有中空狀之旋轉軸的中空馬達，減速機係具有與旋轉軸連結的中空狀之輸入軸並與馬達配置於同軸上的中空減速機。並且，本發明中，例如關節部具備通插於旋轉軸以及輸入軸之內周側的筒狀之管狀構件，於輸出側構件形成有穿過管狀構件之內周側的貫通孔，於外殼體形成有在與輸出軸之軸向正交的方向上開口的開口部。於此情形時，例如於電路基板裝配有兩個連接器，與一連接器連接之配線以穿過管狀構件之內周側的方式引繞後，自貫通孔引出，與另一連接器連接之配線自開口部引出。本發明中，較佳為輸出側構件具備凸緣部，該凸緣部形成為圓環狀並配置於外殼體之外側。若如此構成，能夠提高固定於輸出側構件之構件與輸出側構件的固定強度。本發明中，機器人例如具備第一關節部、第二關節部、第三關節部、第四關節部、第五關節部以及第六關節部作為關節部，具備第一臂及第二臂作為臂，並且具備固定於第一關節部之凸緣部的支持構件，至少於第二關節部之電路基板、第三關節部之電路基板、第四關節部之電路基板以及第五關節部之電路基板裝配有第一連接器及第二連接器該等至少兩個連接器作為連接器，第一關節部與第二關節部以第一關節部之輸出軸之軸向與第二關節部之輸出軸之軸向正交的方式連結，並且於第二關節部之凸緣部固定有第一關節部之外殼體，第二關節部與第一臂以第二關節部之輸出軸之軸向與第一臂之長邊方向正交的方式連結，並且第一臂之基端固定於第二關節部之外殼體，第一臂與第三關節部以第一臂之長邊方向與第三關節部之輸出軸之軸向正交的方式連結，並且第一臂之前端固定於第三關節部之外殼體，第三關節部與第四關節部以第三關節部之輸出軸之軸向與第四關節部之輸出軸之軸向正交的方式連結，並且於第三關節部之凸緣部固定有第四關節部之外殼體，第四關節部與第二臂以第四關節部之輸出軸之軸向與第二臂之長邊方向一致的方式連結，並且第二臂之基端固定於第四關節部之凸緣部，第二臂與第五關節部以第二臂之長邊方向與第五關節部之輸出軸之軸向正交的方式連結，並且第二臂之前端固定於第五關節部之外殼體，第五關節部與第六關節部以第五關節部之輸出軸之軸向與第六關節部之輸出軸之軸向正交的方式連結，並且於第五關節部之凸緣部固定有第六關節部之外殼體，一端與第六關節部之連接器連接並且自第六關節部之外殼體引出的配線之另一端係與第五關節部之第一連接器連接，一端與第五關節部之第二連接器連接並且自第五關節部之外殼體引出的配線之另一端係與第四關節部之第一連接器連接，一端與第四關節部之第二連接器連接並且自第四關節部之外殼體引出的配線之另一端係與第三關節部之第一連接器連接，一端與第三關節部之第二連接器連接並且自第三關節部之外殼體引出的配線之另一端係與第二關節部之第一連接器連接，一端與第二關節部之第二連接器連接並且自第二關節部之外殼體引出的配線之另一端係與第一關節部之連接器連接。[發明之效果]如上所述，本發明中，即使於機器人具備複數個關節部之情形時，亦能夠簡化配線之引繞。

以下，參照圖式對本發明之實施形態進行說明。(產業用機器人之概略構成)圖1係本發明之實施形態中之產業用機器人1的正視圖。圖2(A)係圖1所示之產業用機器人1之立體圖，圖2(B)係表示圖2(A)所示之產業用機器人1動作之狀態的立體圖。本實施形態之產業用機器人1(以下，稱為「機器人1」)係用於組裝、製造規定的產品等的多關節機器人，其設置於組裝線、製造線而使用。機器人1具備複數個關節部2及複數個臂3。本實施形態中，機器人1具備六個關節部2及兩個臂3。以下，於分別區分表示六個關節部2之情形時，分別將六個關節部2作為「第一關節部2A」、「第二關節部2B」、「第三關節部2C」、「第四關節部2D」、「第五關節部2E」以及「第六關節部2F」。並且，以下，於分別區分表示兩個臂3之情形時，分別將兩個臂3作為「第一臂3A」以及「第二臂3B」。並且，機器人1具備支持構件4，該支持構件4以可相對轉動的方式與第一關節部2A連結。支持構件4形成為具有凸緣部4a之帶突出部之圓筒狀，於支持構件4之內周側形成有沿支持構件4之軸向貫通的貫通孔(省略圖示)。凸緣部4a形成為圓環狀，並構成機器人1之底面部分。臂3形成為細長的圓筒狀。於機器人1中，第一關節部2A與第二關節部2B以可相對轉動的方式連結，第二關節部2B與第一臂3A之基端固定。並且，第一臂3A之前端與第三關節部2C固定，第三關節部2C與第四關節部2D以可相對轉動的方式連接，第四關節部2D與第二臂3B之基端以可相對轉動的方式連接，第二臂3B之前端與第五關節部2E固定，第五關節部2E與第六關節部2F以可相對轉動的方式連接。並且，手、工具等以可相對轉動的方式安置於第六關節部2F。以下，對關節部2之具體構成進行說明。另外，如圖1所示，本實施形態中，第一關節部2A、第二關節部2B、第三關節部2C形成為相同大小，第四關節部2D、第五關節部2E、第六關節部2F形成為相同的大小。並且，第一關節部2A、第二關節部2B以及第三關節部2C的大小大於第四關節部2D、第五關節部2E以及第六關節部2F的大小。然而，第一關節部2A、第二關節部2B以及第三關節部2C與第四關節部2D、第五關節部2E以及第六關節部2F除大小不同之外係以同樣方式構成。(關節部之構成)圖3係圖1所示之關節部2之縱向剖視圖。圖4係用於說明圖1所示之第一關節部2A、第二關節部2B、第三關節部2C、第四關節部2D、第五關節部2E以及第六關節部2F之間的電性連接關係的框圖。以下，為了方便說明，將圖3之Z1方向側作為「上」側，將其相反側即Z2方向側作為「下」側。關節部2具備：馬達7；與馬達7連結之減速機8；用於檢測馬達7之旋轉位置的位置檢測機構9；與馬達7以及位置檢測機構9電性連接的電路基板10；以及收容有馬達7、減速機8、位置檢測機構9、電路基板10的外殼體11。馬達7係於徑向之中心形成有貫通孔的中空馬達，並具備中空狀之旋轉軸13。並且，馬達7具備轉子14及定子15。減速機8係於徑向之中心形成有貫通孔的中空減速機。馬達7與減速機8以於上下方向上重疊的方式配置。具體而言，馬達7配置於上側，減速機8配置於下側。並且，馬達7與減速機8配置於同軸上。本實施形態之減速機8係中空波動齒輪裝置，並具備剛性內齒齒輪16、可撓性外齒齒輪17、波動產生部18以及交叉滾子軸承19。波動產生部18具備：與旋轉軸13連結之中空狀之輸入軸20；以及安裝於輸入軸20之外周側的波形軸承21。本實施形態中，剛性內齒齒輪16成為減速機8之輸出軸。並且，關節部2具備：對停止之轉子14的旋轉進行限制的旋轉限制機構25；通插於旋轉軸13以及輸入軸20之內周側的筒狀之管狀構件26；以及固定於剛性內齒齒輪16的輸出側構件27。如上文所述，馬達7具備轉子14及定子15。轉子14具備旋轉軸13、及固定於旋轉軸13之驅動用磁鐵29。旋轉軸13形成為於上下方向上細長的大致圓筒狀，以旋轉軸13之軸向與上下方向一致的方式配置。即，上下方向係旋轉軸13之軸向並且為轉子14之軸向。驅動用磁鐵29形成為圓筒狀。驅動用磁鐵29之長度(上下方向之長度)短於旋轉軸13，驅動用磁鐵29固定於旋轉軸13之下端側部分之外周面。本實施形態中，以旋轉軸13之下端面與驅動用磁鐵29之下端面一致的方式將驅動用磁鐵29固定於旋轉軸13之外周面。定子15整體形成為大致圓筒狀，並以覆蓋驅動用磁鐵29之外周面的方式配置於驅動用磁鐵29之外周側。旋轉軸13之上端側部分較定子15之上端面更向上側突出。該定子15具備：驅動用線圈；以及具有隔以絕緣件捲繞驅動用線圈之複數個凸極的定子鐵芯。定子鐵芯之凸極係以向內周側突出的方式形成，凸極之前端面與驅動用磁鐵29之外周面相向。馬達7固定於外殼體11。具體而言，定子15之外周面固定於外殼體11。如上文所述，減速機8具備剛性內齒齒輪16、可撓性外齒齒輪17、波動產生部18以及交叉滾子軸承19。剛性內齒齒輪16形成為扁平的大致圓筒狀，並以剛性內齒齒輪16之軸向與上下方向一致的方式配置。即，上下方向成為減速機8之輸出軸即剛性內齒齒輪16之軸向。剛性內齒齒輪16固定於交叉滾子軸承19之內環19a。交叉滾子軸承19之外環19b固定於外殼體11之下端側部分，剛性內齒齒輪16經由交叉滾子軸承19以可旋轉的方式保持於外殼體11之下端側部分。可撓性外齒齒輪17形成為於上端具有凸緣部17a的帶突出部之大致筒狀。凸緣部17a形成為大致圓環狀，凸緣部17a之外周側部分固定於外殼體11。即，減速機8固定於外殼體11。剛性內齒齒輪16構成減速機8之下端側部分。凸緣部17a構成減速機8之上端側部分。於剛性內齒齒輪16之內周面形成有內齒。於可撓性外齒齒輪17之下端側之外周面形成有與剛性內齒齒輪16之內齒嚙合之外齒。如上文所述，波動產生部18具備輸入軸20及波形軸承21。輸入軸20整體形成為於上下方向上細長的筒狀，並以輸入軸20之軸向與上下方向一致的方式配置。輸入軸20的除下端側部分以外之部分形成為細長的大致圓筒狀。輸入軸20之下端側部分成為橢圓部20a，該橢圓部20a自輸入軸20之軸向觀察時內周面的形狀為圓形狀，自輸入軸20之軸向觀察時外周面的形狀為橢圓形狀。輸入軸20之上端側部分插入並固定於旋轉軸13之下端側部分之內周側。具體而言，輸入軸20之上端側部分插入並固定於旋轉軸13的固定有驅動用磁鐵29之部分之內周側。旋轉軸13與輸入軸20配置於同軸上。並且，輸入軸20之上端側部分係藉由接著而固定於旋轉軸13。上下方向上之輸入軸20之中心部分以可旋轉的方式由軸承30支持。軸承30係球軸承。該軸承30安裝於軸承保持構件31，軸承保持構件31固定於外殼體11。即，輸入軸20以可旋轉的方式由經由軸承保持構件31安裝於外殼體11之軸承30支持。軸承保持構件31形成為圓環狀且平板狀，並以與可撓性外齒齒輪17之凸緣部17a於上下方向上重疊的方式固定於外殼體11。波形軸承21係具備可撓性的內環以及外環之球軸承。該波形軸承21沿橢圓部20a之外周面配置，呈橢圓狀撓曲。可撓性外齒齒輪17的形成有外齒之下端側部分以包圍波形軸承21的方式配置於波形軸承21之外周側，該部分呈橢圓狀撓曲。可撓性外齒齒輪17之外齒係於呈橢圓狀撓曲之可撓性外齒齒輪17之下端側部分的長軸方向之兩處與剛性內齒齒輪16之內齒嚙合。輸出側構件27形成為具有凸緣部27a及筒部27b的帶突出部之大致圓筒狀。該輸出側構件27以輸出側構件27之軸向與上下方向一致的方式配置，於輸出側構件27之內周側形成有貫通於上下方向的貫通孔27c。凸緣部27a形成為平板狀且圓環狀，並與筒部27b之下端相連。凸緣部27a以凸緣部27a之上表面與剛性內齒齒輪16之下表面接觸的方式固定於剛性內齒齒輪16。並且，凸緣部27a配置於較外殼體11之下端更靠下側的位置，並且配置於外殼體11之外側。於筒部27b之上端側形成有外徑小於筒部27b之下端側部分之外徑的小徑部27d，於筒部27b之上端側部分之外周側形成有與上下方向正交的圓環狀之階差面27e。小徑部27d插入至管狀構件26之下端側部分之內周側，管狀構件26之下端面與階差面27e相向。並且，貫通孔27c穿過管狀構件26之內周側。筒部27b之上端側部分配置於輸入軸20之下端側部分之內周側。於筒部27b之外周面與輸入軸20之下端側部分之內周面之間配置有軸承34。軸承34係球軸承。管狀構件26形成為於上下方向上細長的圓筒狀，並以管狀構件26之軸向與上下方向一致的方式配置。如上文所述，管狀構件26通插於旋轉軸13以及輸入軸20之內周側。管狀構件26之上端面配置於較旋轉軸13之上端面更靠上側的位置，並且管狀構件26之下端面配置於較輸入軸20之下端面更靠上側的位置。並且，如上文所述，輸出側構件27之小徑部27d插入至管狀構件26之下端側部分之內周側並且管狀構件26之下端面與階差面27e相向，管狀構件26之下端側保持於輸出側構件27。管狀構件26之上端側保持於保持構件32。保持構件32固定於支柱33，支柱33固定於外殼體11。即，保持構件32經由支柱33固定於外殼體11。保持構件32具備保持管狀構件26之上端側的圓筒狀之保持部32a。保持部32a以保持部32a之軸向與上下方向一致的方式配置，於保持部32a之內周側形成有貫通於上下方向的貫通孔32b。於保持部32a之下端側形成有內徑大於保持部32a之上端側之內徑的大徑部32c，於保持部32a之下端側部分之內周側形成有與上下方向正交的圓環狀之階差面32d。管狀構件26之上端側插入至大徑部32c之內周側，管狀構件26之上端面與階差面32d相向。並且，貫通孔32b穿過管狀構件26之內周側。位置檢測機構9配置於定子15之上側。該位置檢測機構9具備固定於旋轉軸13之上端側的狹縫板36、及感測器37。感測器37係具備以彼此相向的方式配置之發光元件及受光元件的透過型光學式感測器。感測器37固定於支持構件38。支持構件38固定於外殼體11。即，感測器37經由支持構件38固定於外殼體11。狹縫板36形成為薄的平板狀並且形成為圓環狀。於狹縫板36形成有複數個狹縫孔，該等複數個狹縫孔沿狹縫板36之周向隔以固定的間隔形成。狹縫板36以狹縫板36之周向之一部分配置於感測器37之發光元件與受光元件之間的方式固定於旋轉軸13。外殼體11包括上下之兩端開口的外殼主體41及封閉外殼主體41之上端側之開口的罩42。外殼主體41之下端側的開口被減速機8堵塞。於外殼主體41之側面形成有在與上下方向正交之方向上開口的開口部41a。即，於外殼體11形成有在與上下方向正交之方向上開口的開口部41a。開口部41a以貫通外殼主體41之側面部分的方式形成。旋轉限制機構25收容於外殼體11。該旋轉限制機構25具備：固定於轉子14之平板狀且大致圓環狀之旋轉側限制構件45；與旋轉側限制構件45卡合從而對旋轉側限制構件45於轉子14之周向上的移動進行限制之固定側限制構件46；使固定側限制構件46向上下方向移動之驅動機構47；以及將固定側限制構件46向上下方向引導之線性襯套48。驅動機構47具備：將固定側限制構件46向上側彈推之壓縮螺旋彈簧49；以及使固定側限制構件46向下側移動之螺線管50。固定側限制構件46形成為於上端具有凸緣部46a的帶突出部之圓柱狀，並以固定側限制構件46之軸向與上下方向一致的方式配置。固定側限制構件46固定於螺線管50之柱塞50a，該螺線管50配置於固定側限制構件46之上側。於固定側限制構件46之下端面形成有向上側凹陷的凹部，壓縮螺旋彈簧49之上端側部分配置於該凹部中。線性襯套48形成為於上端具有凸緣部的帶突出部之圓筒狀，並以線性襯套48之軸向與上下方向一致的方式配置。線性襯套48的較凸緣部更靠下側之部分配置於凹部中，該凹部形成於支持構件38之上表面。於該凹部之底面，供壓縮螺旋彈簧49之下端側部分配置之凹陷以向下側凹陷的方式形成。於線性襯套48之內周側，配置有固定側限制構件46的較凸緣部46a更靠下側之部分。旋轉側限制構件45係以旋轉側限制構件45之厚度方向與上下方向一致的方式固定於旋轉軸13之上端面，且旋轉側限制構件45配置於較位置檢測機構9更靠上側的位置。於旋轉側限制構件45，沿轉子14之周向、以固定的間隔形成有向轉子14之徑向之外側突出的複數個突起。當螺線管50為未通電狀態時，利用壓縮螺旋彈簧49之作用力使固定側限制構件46上升，以使固定側限制構件46之凸緣部46a配置於轉子14之周向上的旋轉側限制構件45之突起之間。故而，利用旋轉側限制構件45之突起及凸緣部46a，對停止之轉子14的旋轉進行限制。另一方面，當螺線管50為通電狀態時，如圖3所示，柱塞50a向下側突出，固定側限制構件46下降直至凸緣部46a自轉子14之周向上的旋轉側限制構件45之突起之間脫離為止。故而，轉子14可旋轉。電路基板10係環氧玻璃基板等剛性基板，並形成為平板狀。該電路基板10以電路基板10之厚度方向與上下方向一致的方式固定於外殼體11。並且，電路基板10固定於外殼體11之上端側，並配置於較旋轉側限制構件45更靠上側的位置。管狀構件26之上端配置於較電路基板10之上表面更靠上側的位置。如圖4所示，於電路基板10裝配有用於驅動馬達7之馬達驅動電路58、及用於將輸入至電路基板10之信號向電路基板10外部輸出的信號傳遞電路59。並且，於電路基板10裝配有與配線60之端部連接的連接器61、62。具體而言，至少兩個連接器61、62裝配於電路基板10。連接器61、62裝配於電路基板10之上表面。另外，連接器61、62係陽連接器或者陰連接器，藉由使固定於配線60之端部的陽連接器或者陰連接器與連接器61、62卡合，使配線60之端部與連接器61、62連接。信號傳遞電路59例如係為了將來自位置檢測機構9之輸出信號(具體而言，係來自感測器37之輸出信號)或者於電路基板10上對該輸出信號進行處理後得到的信號自連接器61或者連接器62向電路基板10外部輸出而設置。並且，信號傳遞電路59係為了將自連接器61輸入之信號自連接器62輸出，且將自連接器62輸入之信號自連接器61輸出而設置。(關節部、臂之連結構成)如上文所述，支持構件4與第一關節部2A以可相對轉動的方式連結，第一關節部2A與第二關節部2B以可相對轉動的方式連結，第二關節部2B與第一臂3A之基端固定，第一臂3A之前端與第三關節部2C固定，第三關節部2C與第四關節部2D以可相對轉動的方式連結，第四關節部2D與第二臂3B之基端以可相對轉動的方式連結，第二臂3B之前端與第五關節部2E固定，第五關節部2E與第六關節部2F以可相對轉動的方式連結。具體而言，例如以機器人1能夠進行圖2(B)所示之動作的方式，如下所示，使各關節部2與臂3連結。另外，於以下之說明中，將第一關節部2A之剛性內齒齒輪16之軸向作為「第一關節部2A之軸向」、將第二關節部2B之剛性內齒齒輪16之軸向作為「第二關節部2B之軸向」、將第三關節部2C之剛性內齒齒輪16之軸向作為「第三關節部2C之軸向」，將第四關節部2D之剛性內齒齒輪16之軸向作為「第四關節部2D之軸向」、將第五關節部2E之剛性內齒齒輪16之軸向作為「第五關節部2E之軸向」、將第六關節部2F之剛性內齒齒輪16之軸向作為「第六關節部2F之軸向」。首先，藉由使支持構件4固定於第一關節部2A之凸緣部27a，而將支持構件4與第一關節部2A連結。具體而言，藉由使支持構件4的未形成凸緣部4a之側的端面固定於第一關節部2A之凸緣部27a，而使支持構件4與第一關節部2A連結。即，以第一關節部2A之軸向與支持構件4之軸向一致的方式將支持構件4與第一關節部2A連結。第一關節部2A之輸出側構件27之貫通孔27c穿過支持構件4之貫通孔。第一關節部2A與第二關節部2B係以第一關節部2A之軸向與第二關節部2B之軸向正交的方式連結。並且，於第二關節部2B之凸緣部27a固定有第一關節部2A之外殼體11。具體而言，於第二關節部2B之凸緣部27a固定有第一關節部2A之外殼主體41的形成有開口部41a的側面。第二關節部2B之凸緣部27a堵塞第一關節部2A之外殼主體41之開口部41a，第二關節部2B之輸出側構件27之貫通孔27c穿過第一關節部2A之外殼體11之內部。第二關節部2B與第一臂3A係以第二關節部2B之軸向與第一臂3A之長邊方向(軸向)正交的方式連結。並且，於第二關節部2B之外殼體11固定有第一臂3A之基端。具體而言，於第二關節部2B之外殼主體41的形成有開口部41a的側面固定有第一臂3A之基端。第一臂3A之基端堵塞第二關節部2B之外殼主體41之開口部41a，第一臂3A之內周側穿過第二關節部2B之外殼體11之內部。第一臂3A與第三關節部2C係以第一臂3A之長邊方向與第三關節部2C之軸向正交的方式連結。並且，於第三關節部2C之外殼體11固定有第一臂3A之前端。具體而言，於第三關節部2C之外殼主體41的形成有開口部41a的側面固定有第一臂3A之前端。第一臂3A之前端堵塞第三關節部2C之外殼主體41之開口部41a，第一臂3A之內周側穿過第三關節部2B之外殼體11的內部。第三關節部2C與第四關節部2D係以第三關節部2C之軸向與第四關節部2D之軸向正交的方式連結。並且，於第三關節部2C之凸緣部27a固定有第四關節部2C之外殼體11。具體而言，於第三關節部2C之凸緣部27a固定有第四關節部2D之外殼主體41的形成有開口部41a的側面。更具體而言，經由固定於第四關節部2D之外殼主體41的形成有開口部41a的側面之連結構件63，將第四關節部2D之外殼主體41的形成有開口部41a的側面固定於第三關節部2C之凸緣部27a。連結構件63形成為具備固定於第三關節部2C之凸緣部27a的凸緣部63a的帶突出部之圓筒狀。連結構件63堵塞第四關節部2D之外殼主體41的開口部41a，貫通於連結構件63之軸向的貫通孔以及第三關節部2B之輸出側構件27的貫通孔27c穿過第四關節部2D之外殼體11的內部。第四關節部2D與第二臂3B係以第四關節部2D之軸向與第二臂3B之長邊方向一致的方式連結。並且，於第四關節部2D之凸緣部27a固定有第二臂3B之基端。第二臂3B之內周側穿過第四關節部2D之輸出側構件27之貫通孔27c。另外，於第二臂3B之基端形成有凸緣部3a，該凸緣部3a用於將第二臂3B之基端固定於第四關節部2D之凸緣部27a，第四關節部2D之凸緣部27a與凸緣部3a相互固定。第二臂3B與第五關節部2E係以第二臂3B之長邊方向與第五關節部2E之軸向正交的方式連結。並且，於第五關節部2E之外殼體11固定有第二臂3B之前端。具體而言，於第五關節部2E之外殼主體41的形成有開口部41a的側面固定有第二臂3B之前端。第二臂3B之前端堵塞第五關節部2E之外殼主體41的開口部41a，第二臂3B之內周側穿過第五關節部2E之外殼體11的內部。第五關節部2E與第六關節部2F係以第五關節部2E之軸向與第六關節部2F之軸向正交的方式連結。並且，於第五關節部2E之凸緣部27a固定有第六關節部2F之外殼體11。具體而言，於第五關節部2E之凸緣部27a固定有第六關節部2F之外殼主體41的形成有開口部41a的側面。第五關節部2E之凸緣部27a堵塞第六關節部2F之外殼主體41的開口部41a，第五關節部2E之輸出側構件27之貫通孔27c穿過第六關節部2F之外殼體11的內部。(配線之引繞構成)以下，對機器人1內部之配線60的引繞構成進行說明。於以下之說明中，將第一關節部2A之電路基板10作為「電路基板10A」，將第二關節部2B之電路基板10作為「電路基板10B」，將第三關節部2C之電路基板10作為「電路基板10C」，將第四關節部2D之電路基板10作為「電路基板10D」，將第五關節部2E之電路基板10作為「電路基板10E」，將第六關節部2F之電路基板10作為「電路基板10F」。如圖4所示，於第六關節部2F與第五關節部2E之間，第六關節部2F之電路基板10F之連接器61與第五關節部2E之電路基板10E之連接器62藉由配線60而連接。即，一端與電路基板10F之連接器61連接並且自第六關節部2F之外殼體11引出的配線60之另一端係與電路基板10E之連接器62連接。該配線60以通過第六關節部2F之開口部41a的方式自第六關節部2F之外殼體11引出，並以通過第五關節部2E之輸出側構件27之貫通孔27c以及第五關節部2E之管狀構件26之內周側的方式引繞從而與電路基板10E之連接器62連接。於第五關節部2E與第四關節部2D之間，第五關節部2E之電路基板10E之連接器61與第四關節部2D之電路基板10D之連接器62藉由配線60而連接。即，一端與電路基板10E之連接器61連接並且自第五關節部2E之外殼體11引出的配線60之另一端係與電路基板10D之連接器62連接。該配線60以通過第五關節部2E之開口部41a的方式自第五關節部2E之外殼體11引出，並以通過第二臂3B之內周側、第四關節部2D之輸出側構件27之貫通孔27c以及第四關節部2D之管狀構件26之內周側的方式引繞從而與電路基板10D之連接器62連接。於第四關節部2D與第三關節部2C之間，第四關節部2D之電路基板10D之連接器61與第三關節部2C之電路基板10C之連接器62藉由配線60而連接。即，一端與電路基板10D之連接器61連接並且自第四關節部2D之外殼體11引出的配線60之另一端係與電路基板10C之連接器62連接。該配線60以通過第四關節部2D之開口部41a的方式自第四關節部2D之外殼體11引出，並以通過連結構件63之貫通孔、第三關節部2C之輸出側構件27之貫通孔27c以及第三關節部2C之管狀構件26之內周側的方式引繞從而與電路基板10C之連接器62連接。於第三關節部2C與第二關節部2B之間，第三關節部2C之電路基板10C之連接器61與第二關節部2B之電路基板10B之連接器62藉由配線60而連接。即，一端與電路基板10C之連接器61連接並且自第三關節部2C之外殼體11引出的配線60之另一端係與電路基板10B之連接器62連接。該配線60以通過第三關節部2C之開口部41a的方式自第三關節部2C之外殼體11引出，並以通過第一臂3A之內周側以及第二關節部2B之開口部41a的方式引繞從而與電路基板10B之連接器62連接。於第二關節部2B與第一關節部2A之間，第二關節部2B之電路基板10B之連接器61與第一關節部2A之電路基板10A之連接器62藉由配線60而連接。即，一端與電路基板10B之連接器61連接並且自第二關節部2B之外殼體11引出的配線60之另一端係與電路基板10A之連接器62連接。該配線60以通過第二關節部2B之管狀構件26之內周側以及第二關節部2B之輸出側構件27之貫通孔27c的方式自第二關節部2B之外殼體11引出，並以通過第一關節部2A之開口部41a的方式引繞從而與電路基板10A之連接器62連接。另外，電路基板10A之連接器61經由配線60與機器人1之控制器65連接。該配線60以通過第一關節部2A之管狀構件26之內周側以及第一關節部2A之輸出側構件27之貫通孔27c的方式自第一關節部2A之外殼體11引出，並以通過支持構件4的貫通孔的方式進行引繞。並且，本實施形態中，電路基板10B、10C、10D、10E之連接器62係第一連接器，電路基板10B、10C、10D、10E之連接器61係第二連接器。(本實施形態之主要效果)如以上說明，本實施形態中，關節部2具備與馬達7以及位置檢測機構9電性連接之電路基板10，於電路基板10裝配有用於將輸入至電路基板10之信號向電路基板10外部輸出的信號傳遞電路59、及連接器61、62。故而，本實施形態中，如上文所述，藉由將分別配置於六個關節部2之間的配線60之一端與一關節部2之電路基板10之連接器61連接，且將配線60之另一端與另一關節部2之電路基板10之連接器62連接，能夠進行六個關節部2之間的信號通信以及六個關節部2與控制器65之間的信號通信。故而，本實施形態中，藉由將分別配置於六個關節部2之間的配線60之一端與一關節部2之電路基板10之連接器61連接，且將配線60之另一端係與另一關節部2之電路基板10之連接器62連接，能夠完成六個關節部2之間的配線60之引繞。其結果為，本實施形態中，即使機器人1具備複數個關節部5，亦能夠簡化配線60之引繞。並且，本實施形態中，因能夠簡化配線60之引繞，故而機器人1之組裝變得容易。本實施形態中，關節部2具備馬達7、減速機8、位置檢測機構9、電路基板10、外殼體11以及輸出側構件27，馬達7與減速機8固定於外殼體11。並且，本實施形態中，於電路基板10裝配有馬達驅動電路58、信號傳遞電路59以及連接器61、62。故而，本實施形態中，能夠將關節部2作為功能性地集合之關節模組。故而，本實施形態中，能夠容易地改變機器人1之關節部2的數量。即，例如藉由將固定於第五關節部2E之凸緣部27a的第六關節部2F之外殼體11拆卸，並且將與電路基板10E之連接器62連接的配線60拆卸，能夠使機器人1之關節部2的數量自六個變為五個，故而能夠容易地改變機器人1之關節部2的數量。本實施形態中，於作為減速機8之輸出軸的剛性內齒齒輪16固定有輸出側構件27，於輸出側構件27形成有凸緣部27a，該凸緣部27a配置於外殼體11之外側。故而，本實施形態中，能夠利用凸緣部27a提高關節部2之間的固定強度。(其他實施形態)上述實施形態係本發明之較佳形態之一例，然而本發明不限定於此，可於不脫離本發明之主旨的範圍內進行各種變形實施。上述實施形態中，於第二關節部2B之凸緣部27a固定有第一關節部2A之外殼體11，於第二關節部2B之外殼體11固定有第一臂3A之基端，於第三關節部2C之外殼體11固定有第一臂3A之前端，於第三關節部2C之凸緣部27a固定有第四關節部2C之外殼體11，第二臂3B之基端固定於第四關節部2D之凸緣部27a，於第五關節部2E之外殼體11固定有第二臂3B之前端，於第五關節部2E之凸緣部27a固定有第六關節部2F之外殼體11。除此之外，例如，亦可於第一關節部2A之凸緣部27a固定有第二關節部2B之外殼體11，於第二關節部2B之凸緣部27a固定有第一臂3A之基端，於第三關節部2C之凸緣部27a固定有第一臂3A之前端，於第三關節部2C之外殼體11固定有第四關節部2C之凸緣部27a，第二臂3B之基端固定於第四關節部2D之外殼體11，於第五關節部2E之凸緣部27a固定有第二臂3B之前端，於第五關節部2E之外殼體11固定有第六關節部2F之凸緣部27a。上述實施形態中，剛性內齒齒輪16成為減速機8之輸出軸，然而，可撓性外齒齒輪17亦可成為減速機8的輸出軸。於此情形時，剛性內齒齒輪16固定於外殼體11以及交叉滾子軸承19之內環19a，可撓性外齒齒輪17固定於交叉滾子軸承19之外環19b以及輸出側構件27之凸緣部27a。並且，上述實施形態中，減速機8係中空波動齒輪裝置，然而減速機8亦可為除中空波動齒輪裝置以外之中空減速機。並且，減速機8亦可為除中空減速機以外之減速機。並且，上述實施形態中，馬達7係中空馬達，然而馬達7亦可為除中空馬達以外之馬達。在上述實施形態中，機器人1具備六個關節部2，然而機器人1所具備之關節部2的數量既可為五個以下，亦可為七個以上。並且，上述實施形態中，機器人1具備兩個臂3，然而機器人1所具備之臂3的數量既可為一個，亦可為三個以上。並且，上述實施形態中，配線60於關節部2以及臂3之內部引繞，然而配線60亦可於關節部2以及臂3之外部引繞。並且，上述實施形態中，於輸出側構件27形成有凸緣部27a，然而只要能夠將臂3、外殼體11固定於輸出側構件27，亦可不於輸出側構件27形成凸緣部27a。並且，上述實施形態中，機器人1係產業用機器人，然而機器人1能夠應用於各種用途。例如機器人1亦可為服務用機器人。

1‧‧‧機器人(工業用機器人) 2‧‧‧關節部 2A‧‧‧第一關節部 2B‧‧‧第二關節部 2C‧‧‧第三關節部 2D‧‧‧第四關節部 2E‧‧‧第五關節部 2F‧‧‧第六關節部 3‧‧‧臂 3a‧‧‧凸緣部 3A‧‧‧第一臂 3B‧‧‧第二臂 4‧‧‧支持構件 4a‧‧‧凸緣部 7‧‧‧馬達 8‧‧‧減速機 9‧‧‧位置檢測機構 10‧‧‧電路基板 11‧‧‧外殼體 13‧‧‧旋轉軸 14‧‧‧轉子 15‧‧‧定子 16‧‧‧剛性內齒齒輪(減速機的輸出軸) 17‧‧‧可撓性外齒齒輪 17a‧‧‧凸緣部 18‧‧‧波動產生部 19‧‧‧交叉滾子軸承 19a‧‧‧內環 19b‧‧‧外環 20‧‧‧輸入軸 20a‧‧‧橢圓部 21‧‧‧波形軸承 25‧‧‧旋轉限制機構 26‧‧‧管狀構件 27‧‧‧輸出側構件 27a‧‧‧凸緣部 27b‧‧‧筒部 27c‧‧‧貫通孔 27d‧‧‧小徑部 27e‧‧‧階差面 29‧‧‧驅動用磁鐵 30‧‧‧軸承 31‧‧‧軸承保持構件 32‧‧‧保持構件 32a‧‧‧保持部 32b‧‧‧貫通孔 32c‧‧‧大徑部 32d‧‧‧階差面 33‧‧‧支柱 34‧‧‧軸承 36‧‧‧狹縫板 37‧‧‧感測器 38‧‧‧支持構件 41‧‧‧外殼主體 41a‧‧‧開口部 42‧‧‧罩 45‧‧‧旋轉側限制構件 46‧‧‧固定側限制構件 46a‧‧‧凸緣部 47‧‧‧驅動機構 48‧‧‧線性襯套 49‧‧‧壓縮螺旋彈簧 50‧‧‧螺線管 50a‧‧‧柱塞 58‧‧‧馬達驅動電路 59‧‧‧信號傳遞電路 60‧‧‧配線 61‧‧‧連接器(第二連接器) 62‧‧‧連接器(第一連接器) 63‧‧‧連結構件 63a‧‧‧凸緣部

圖1係本發明之實施形態中之產業用機器人的正視圖。圖2(A)係圖1所示之產業用機器人的立體圖，(B)係表示(A)所示之產業用機器人動作的狀態的立體圖。圖3係圖1所示之關節部之縱向剖視圖。圖4係用於說明圖1所示之第一關節部、第二關節部、第三關節部、第四關節部、第五關節部以及第六關節部之間的電性連接關係的框圖。

2‧‧‧關節部

7‧‧‧馬達

8‧‧‧減速機

9‧‧‧位置檢測機構

10‧‧‧電路基板

11‧‧‧外殼體

13‧‧‧旋轉軸

14‧‧‧轉子

15‧‧‧定子

16‧‧‧剛性內齒齒輪

17‧‧‧可撓性外齒齒輪

17a‧‧‧凸緣部

18‧‧‧波動產生部

19‧‧‧交叉滾子軸承

19a‧‧‧內環

19b‧‧‧外環

20‧‧‧輸入軸

20a‧‧‧橢圓部

21‧‧‧波形軸承

25‧‧‧旋轉限制機構

26‧‧‧管狀構件

27‧‧‧輸出側構件

27a‧‧‧凸緣部

27b‧‧‧筒部

27c‧‧‧貫通孔

27d‧‧‧小徑部

27e‧‧‧階差面

29‧‧‧驅動用磁鐵

30‧‧‧軸承

31‧‧‧軸承保持構件

32‧‧‧保持構件

32a‧‧‧保持部

32b‧‧‧貫通孔

32c‧‧‧大徑部

32d‧‧‧階差面

33‧‧‧支柱

34‧‧‧軸承

36‧‧‧狹縫板

37‧‧‧感測器

38‧‧‧支持構件

41‧‧‧外殼主體

41a‧‧‧開口部

42‧‧‧罩

45‧‧‧旋轉側限制構件

46‧‧‧固定側限制構件

46a‧‧‧凸緣部

47‧‧‧驅動機構

48‧‧‧線性襯套

49‧‧‧壓縮螺旋彈簧

50‧‧‧螺線管

50a‧‧‧柱塞

Claims (5)

1. 一種機器人，其特徵在於，其具備關節部及臂，上述關節部具備：馬達；減速機，其與上述馬達連結；輸出側構件，其固定於上述減速機之輸出軸；位置檢測機構，其用於檢測上述馬達之旋轉位置；電路基板，其與上述馬達以及上述位置檢測機構電性連接；以及外殼體，其收容有上述馬達、上述減速機、上述位置檢測機構以及上述電路基板；上述馬達與上述減速機固定於上述外殼體，於上述電路基板，裝配有用於驅動上述馬達之馬達驅動電路、用於將輸入至上述電路基板之信號向上述電路基板之外部輸出之信號傳遞電路、以及與配線之端部連接之連接器；且上述馬達具備：旋轉軸，其形成為大致圓筒狀；圓筒狀之驅動用磁鐵，其固定於上述旋轉軸之外周面；及定子，其配置於上述驅動用磁鐵之外周側；上述定子之外周面固定於上述外殼體；上述減速機之輸入軸之一端側部分插入並固定於上述旋轉軸之固定有上述驅動用磁鐵之部分之內周側。
2. 如請求項1之機器人，其中上述馬達係具有中空狀之旋轉軸的中空馬達，上述減速機係具有與上述旋轉軸連結之中空狀之輸入軸並與上述馬達配置於同軸上的中空減速機。
3. 如請求項2之機器人，其中上述關節部具備通插於上述旋轉軸以及上述輸入軸之內周側的筒狀之管狀構件，於上述輸出側構件形成有穿過上述管狀構件之內周側的貫通孔，於上述外殼體形成有在與上述輸出軸之軸向正交之方向上開口的開口部。
4. 如請求項1至3中任一項之機器人，其中上述輸出側構件具備凸緣部，該凸緣部形成為圓環狀並配置於上述外殼體之外側。
5. 如請求項4之機器人，其中上述機器人具備第一關節部、第二關節部、第三關節部、第四關節部、第五關節部以及第六關節部作為上述關節部，具備第一臂及第二臂作為上述臂，並且具備固定於上述第一關節部之上述凸緣部的支持構件，至少於上述第二關節部之上述電路基板、上述第三關節部之上述電路基板、上述第四關節部之上述電路基板以及上述第五關節部之上述電路基板裝配有第一連接器及第二連接器該等至少兩個連接器作為上述連接器，上述第一關節部與上述第二關節部係以上述第一關節部之上述輸出軸之軸向與上述第二關節部之上述輸出軸之軸向正交的方式連結，並且於上述第二關節部之上述凸緣部固定有上述第一關節部之外殼體，上述第二關節部與上述第一臂係以上述第二關節部之上述輸出軸之軸向與上述第一臂之長邊方向正交的方式連結，並且上述第一臂之基端固定於上述第二關節部之上述外殼體， 上述第一臂與上述第三關節部係以上述第一臂之長邊方向與上述第三關節部之上述輸出軸之軸向正交的方式連結，並且上述第一臂之前端固定於上述第三關節部之上述外殼體，上述第三關節部與上述第四關節部係以上述第三關節部之上述輸出軸之軸向與上述第四關節部之上述輸出軸之軸向正交的方式連結，並且於上述第三關節部之上述凸緣部固定有上述第四關節部之上述外殼體，上述第四關節部與上述第二臂係以上述第四關節部之上述輸出軸之軸向與上述第二臂之長邊方向一致的方式連結，並且上述第二臂之基端固定於上述第四關節部之上述凸緣部，上述第二臂與上述第五關節部係以上述第二臂之長邊方向與上述第五關節部之上述輸出軸之軸向正交的方式連結，並且上述第二臂之前端固定於上述第五關節部之上述外殼體，上述第五關節部與上述第六關節部係以上述第五關節部之上述輸出軸之軸向與上述第六關節部之上述輸出軸之軸向正交的方式連結，並且於上述第五關節部之上述凸緣部固定有上述第六關節部之上述外殼體，一端與上述第六關節部之上述連接器連接並且自上述第六關節部之上述外殼體引出的上述配線之另一端係與上述第五關節部之上述第一連接器連接，一端與上述第五關節部之上述第二連接器連接並且自上述第五關節部之上述外殼體引出的上述配線之另一端係與上述第四關節部之上述第一連接器連接，一端與上述第四關節部之上述第二連接器連接並且自上述第四關節部之上述外殼體引出的上述配線之另一端係與上述第三關節部的上述第一連接器連接， 一端與上述第三關節部之上述第二連接器連接並且自上述第三關節部之上述外殼體引出的上述配線之另一端係與上述第二關節部之上述第一連接器連接，一端與上述第二關節部之上述第二連接器連接並且自上述第二關節部之上述外殼體引出的上述配線之另一端係與上述第一關節部之上述連接器連接。

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