WO2022239223A1 - 手首用カバー、ロボットおよび手首用カバーセット - Google Patents
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Definitions
- the present disclosure relates to wrist covers, robots, and wrist cover sets.
- a cover that covers the wrist of a robot is known (see Patent Document 1, for example).
- the cover is a single tubular form covering a first wrist element, a second wrist element that rotates relative to the first wrist element, and a third wrist element that rotates relative to the second wrist element. have. One end of the cover is attached to the first wrist element and the other end of the cover is attached to the third wrist element.
- Patent Document 1 includes bellows to cover the three wrist elements while allowing displacement of the second wrist element relative to the first wrist element and displacement of the third wrist element relative to the second wrist element. , allowing for large deformations.
- the amount of displacement of the second wrist element with respect to the first wrist element and the amount of displacement of the third wrist element with respect to the second wrist element are usually set large in order to ensure a large operating range of the robot.
- the bellows for allowing a large displacement of two axes needs to be large in length and outer diameter in order to increase the amount of expansion and contraction. increase the possibility of Accordingly, a need exists for a wrist cover and robot that can reduce the potential for interference around the wrist of the robot with a compact configuration.
- One aspect of the present disclosure is a wrist cover that covers a wrist of a robot including a first wrist element, a second wrist element, and a third wrist element that are connected in series so as to be relatively rotatable, wherein the second wrist element A first wrist element that is fixed to seal an annular gap between the second wrist element and the third wrist element while allowing relative rotation between the second wrist element and the third wrist element.
- a rotary seal member ; and a flexible bag-like cover body having a first opening arranged to allow the first wrist element to pass therethrough and a second opening arranged to allow the third wrist element to pass therethrough. and the cover main body and the first rotary seal member are mounted in such a manner that the entire periphery between the peripheral edge of the second opening and the first rotary seal member is sealed.
- FIG. 1 is a perspective view showing the overall configuration of a robot provided with a wrist cover according to an embodiment of the present disclosure
- FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing the wrist of the robot of FIG. 1
- FIG. Figure 2 is an enlarged longitudinal section showing the second arm and first wrist element of the wrist of the robot of Figure 1
- Figure 3 is an enlarged longitudinal cross-sectional view showing the second and third wrist elements of the wrist of Figure 2
- 1 is a perspective view showing a cover body of a wrist cover according to an embodiment of the present disclosure
- FIG. FIG. 2 is an enlarged longitudinal sectional view showing the second arm and the first wrist element of the wrist of the first variant of the robot of FIG. 1
- FIG. 4 is an enlarged longitudinal sectional view showing a second wrist element and a third wrist element of a second modification of the robot of FIG. 1;
- FIG. 4 is an enlarged longitudinal sectional view showing a first wrist element of a third variant of the robot of FIG. 1;
- a wrist cover 1 and a robot 10 according to an embodiment of the present disclosure will be described below with reference to the drawings.
- the robot 10 according to this embodiment is, for example, a 6-axis articulated robot as shown in FIG.
- the robot 10 includes a base 20 installed on a horizontal floor surface, and a swing body 30 rotatably supported with respect to the base 20 about the vertical J1 axis A.
- the robot 10 includes a first arm 40 rotatably supported with respect to the revolving barrel 30 around the horizontal J2 axis B, and rotates with respect to the tip of the first arm 40 around the horizontal J3 axis C. and a second arm (arm) 50 supported on the arm.
- the robot 10 includes a triaxial wrist 60 supported at the tip of the second arm 50 and a wrist cover 1 attached to the wrist 60 .
- the wrist 60 is rotatably supported with respect to the second arm 50 about a J4 axis (first axis) D extending along a plane perpendicular to the J3 axis C.
- a first wrist element 70 is provided.
- the wrist 60 includes a second wrist element 80 rotatably supported with respect to a first wrist element 70 about a J5 axis E orthogonal to the J4 axis D, and a J6 axis (third axis) orthogonal to the J5 axis E. and a third wrist element 90 rotatably supported about F with respect to the second wrist element 80 .
- the second arm 50 and the first wrist element 70 are provided with a hollow hole 51 and a hollow hole (first hollow hole) 71 extending along the J4 axis D, as shown in FIG.
- An annular gap between the second arm 50 and the first wrist element 70 is sealed by an oil seal (not shown).
- a cylindrical guide tube (cylindrical member) 52 fixed to the second arm 50 is arranged along the J4 axis D in the hollow holes 51 and 71 .
- An annular gap between the tip of the guide tube 52 and the first wrist element 70 is sealed by an oil seal 72 .
- the second wrist element 80 has a hollow hole (second hollow hole) 81 whose center axis is the J6 axis F.
- the third wrist element 90 also has a hollow hole (third hollow hole) 91 having the J6 axis F as a central axis.
- the third wrist element 90 is arranged in the hollow hole 81 of the second wrist element 80, and the annular gap between it and the second wrist element 80 is sealed by an oil seal (not shown).
- the third wrist element 90 includes a flange surface 90a to which a tool (not shown) can be attached, and a cylindrical outer surface (outer surface) 92 arranged around the flange surface 90a and centered on the J6 axis F.
- the wrist cover 1 permits relative rotation between the second wrist element 80 and the third wrist element 90 while sealing the annular gap between them. It has an oil seal (first rotary seal member) 2 that The wrist cover 1 also includes a bag-shaped cover body 4 that covers the first wrist element 70 and the second wrist element 80 , and an attachment member 3 that attaches the cover body 4 to the wrist 60 .
- the cover main body 4 is made of, for example, a flexible resin, preferably a stretchable resin.
- the cover body 4 has a shape that covers the wrist 60 with the J4 axis D and the J6 axis F arranged in a straight line with a small gap from the outer surface of the wrist 60. have. 5, the cover body 4 has a first opening 4a through which the first wrist element 70 passes and a second opening 4b through which the third wrist element 90 passes.
- the cover main body 4 has a third opening 4c arranged at a position corresponding to the opening of the hollow hole 71 of the first wrist element 70 on the distal side and the opening of the hollow hole 81 of the second wrist element 80 on the proximal side. It has a fourth opening 4d arranged at a corresponding position.
- the mounting member 3 includes a belt 31 for fixing the periphery of the first opening 4a of the cover body 4 to the first wrist element 70, and a belt 31 for securing the periphery of the second opening 4b to the second wrist element. It has an annular member (first annular member) 32 fixed to 80 and a pressing plate 33 .
- the mounting member 3 includes a ring member 34 that fixes the periphery of the third opening 4c to the periphery of the opening of the hollow hole 71 of the first wrist element 70 on the tip side, and the periphery of the fourth opening 4d of the second wrist element 80. and a ring member 35 fixed to the periphery of the opening of the hollow hole 81 on the proximal end side.
- the belt 31 tightens the peripheral edge of the first opening 4a of the cover body 4 from the radial direction outside while the first wrist element 70 is passed through the first opening 4a. As a result, the belt 31 fixes the cover body 4 to the first wrist element 70 in a state in which the entire periphery of the first opening 4a of the cover body 4 and the outer peripheral surface of the first wrist element 70 are sealed. .
- the annular member 32 has a circular hole (first hole) 32 a with an inner diameter larger than the outer diameter of the outer peripheral surface 92 of the third wrist element 90 . With the oil seal 2 fitted in the hole 32a and the outer peripheral surface 92 of the third wrist element 90 inserted into the lip 2a of the oil seal 2, the annular member 32 can be attached to the tip of the second wrist element 80. can.
- the inner peripheral surface (inner surface) 32b of the hole 32a of the annular member 32 has the J6 axis F as the central axis and is arranged radially outward with a gap from the outer peripheral surface 92 of the third wrist element 90. .
- the oil seal 2 allows rotation of the third wrist element 90 about the J6 axis F with respect to the second wrist element 80, the inner peripheral surface 32b of the annular member 32 and the outer peripheral surface 92 of the third wrist element 90 are aligned. The annular gap between is sealed.
- the annular member 32 is provided with an annular seat surface 32c formed of a plane orthogonal to the J6 axis F when attached to the second wrist element 80 .
- the peripheral edge of the second opening 4b of the cover main body 4 is brought into close contact with the seat surface 32c, and the cover main body 4 is sandwiched between the ring plate-like pressing plate 33 and the seat surface 32c, which are then tightened together with the bolts 6.
- the second opening 4 b of the cover body 4 can be fixed to the tip of the second wrist element 80 .
- the cover main body 4 and the oil seal 2 are attached with the annular member 32 interposed therebetween so as to seal the entire periphery between the peripheral edge of the second opening 4b and the oil seal 2 .
- the ring member 34 is formed in a ring plate shape having a through hole 34 a with an inner diameter substantially equal to the inner diameter of the hollow hole 71 .
- the ring member 34 is attached by a plurality of bolts 7 with the through hole 34a aligned with the opening of the hollow hole 71 on the distal end side, so that the peripheral edge of the third opening 4c of the cover main body 4 sandwiched between the two. is sealingly attached to the first wrist element 70 .
- the ring member 35 is formed in a ring plate shape having a through hole 35 a with an inner diameter substantially equal to the inner diameter of the hollow hole 81 .
- the ring member 35 is attached by bolts 8 with the through hole 35a aligned with the opening of the base end of the hollow hole 81, so that the peripheral edge of the fourth opening 4d of the cover main body 4 sandwiched between the two. It is sealingly attached to the second wrist element 80 .
- the tip of the third wrist element 90 into the first opening 4a of the cover body 4, and cover the entire wrist 60 with the cover body 4 as shown in FIG.
- the first wrist element 70 is passed through the first opening 4a
- the third wrist element 90 is passed through the second opening 4b
- the third opening 4c is the opening on the distal end side of the hollow hole 71 of the first wrist element 70.
- the fourth opening 4 d is aligned with the proximal opening of the hollow hole 81 of the second wrist element 80 .
- the peripheral edge of the first opening 4a through which the first wrist element 70 is passed is tightened by the belt 31 from the radially outward direction.
- the cover main body 4 can be fixed to the first wrist element 70 while sealing the entire circumference between the peripheral edge of the first opening 4 a and the outer peripheral surface of the first wrist element 70 .
- the annular member 32 and the presser plate are held in a state in which the peripheral edge of the second opening 4b of the cover body 4 is sandwiched between the seating surface 32c of the annular member 32 and the presser plate 33 over the entire circumference.
- Plate 33 is co-tightened to second wrist element 80 by bolts 6 .
- the cover body 4 can be fixed to the second wrist element 80 while sealing the entire circumference between the peripheral edge of the second opening 4 b and the annular member 32 .
- the bolt 7 is used to hold the ring member 34 between them. Assemble. As a result, the periphery of the third opening 4c is hermetically attached to the periphery of the opening of the hollow hole 71 of the first wrist element 70 on the distal end side.
- the peripheral edge of the base end of the hollow hole 81 and the ring member 35 are assembled with the bolt 8 while the peripheral edge of the fourth opening 4d is sandwiched therebetween. is sealingly attached to the proximal opening periphery of hollow bore 81 . This completes the operation of attaching the wrist cover 1 .
- the cover body 4 surrounds the first wrist element 70 and the second wrist element 80, when the second wrist element 80 is rotated about the J5 axis E with respect to the first wrist element 70, the cover body 4 is deformed. and the state of covering the first wrist element 70 and the second wrist element 80 is maintained. Also, since the gap between the second wrist element 80 and the third wrist element 90 is sealed by the oil seal 2, the third wrist element 90 rotates about the J6 axis F with respect to the second wrist element 80. Even if it is made to move, the cover main body 4 does not need to be deformed. That is, since the cover body 4 only needs to be deformed by the rotation of the second wrist element 80 with respect to the first wrist element 70, the margin for deformation given to the cover body 4 can be kept small.
- the cover main body 4 may be configured to have a size that fits the outer surface of the wrist 60 .
- the allowance for deformation of the cover main body 4 is provided by bellows or slackness, a relatively small allowance for allowing deformation of one axis is sufficient, and the wrist cover 1 is widened outward of the wrist 60. There is an advantage that it does not need to protrude.
- the cover body 4 seals and surrounds the gap between the first wrist element 70 and the second wrist element 80 with the hollow holes 71 , 81 , 91 arranged outside the cover body 4 . Therefore, even if dust or the like enters inside the hollow holes 71 , 81 , 91 from the outside, the dust or the like does not enter the inside of the cover main body 4 . Therefore, even if the wrist 60 has a hollow structure, the gap between the first wrist element 70 and the second wrist element 80 can be more reliably protected.
- the wrist cover 1 is a seal member (fourth rotary seal) that seals the annular gap between the second arm 50 and the first wrist element 70. member) 25 may be provided.
- the sealing member 25 is a strip-shaped member made of an elastically deformable material.
- the seal member 25 includes a trunk portion 25 a that is wrapped around the entire circumference of the outer circumferential surface of an annular base member 26 that is fixed to the outer circumferential surface of the first wrist element 70 , and a body portion 25 a that extends axially from the trunk portion 25 a to the second arm 50 . and a lip 25b that is in close contact with the fixed annular member 53 over the entire circumference.
- the peripheral edge of the first opening 4a of the cover body 4 is sandwiched between the base member 26 and the trunk portion 25a. Then, the belt 31 is tightened from the radially outer side of the body portion 25a.
- the cover body 4 can be fixed in such a manner that the space between the peripheral edge of the first opening 4a and the first wrist element 70 is sealed over the entire periphery, and the sealing member 25 allows the second arm 50 and the first wrist element 70 to be separated from each other.
- the toroidal gap between the wrist element 70 can be sealed.
- the annular member 32 and the pressing plate 33 are held in a state in which the peripheral edge of the second opening 4b of the cover body 4 is sandwiched between the seating surface 32c of the annular member 32 and the pressing plate 33 over the entire circumference. are tightened together with the second wrist element 80 by bolts 6. Further, the bolts 7 are used to assemble the cover body 4 with the peripheral edge of the third opening 4c of the cover body 4 sandwiched between the peripheral edge of the opening of the hollow hole 71 and the ring member 34 over the entire circumference. Further, the periphery of the opening of the hollow hole 81 and the ring member 35 were assembled with the bolts 8 with the periphery of the fourth opening 4d of the cover body 4 sandwiched therebetween. Alternatively, the pressing plate 33 and the ring members 34 and 35 may be attached to the cover body 4 with an adhesive or the like.
- the annular gap between the second wrist element 80 and the third wrist element 90 is sealed by the oil seal 2 on the distal end side of the second wrist element 80 .
- the second wrist element 80 may also be sealed by the oil seal (second rotary seal member) 5 on the base end side of the .
- the ring-shaped member (second ring-shaped member) 11 is fixed to the second wrist element 80 at the periphery of the opening on the base end side of the hollow hole 81, and in the hole (second hole) 11a of the ring-shaped member 11, A third wrist element 90 projecting proximally of the second wrist element 80 is inserted.
- An oil seal 5 is attached to the inner peripheral surface (inner surface) 11b of the hole 11a of the annular member 11 .
- the peripheral edge of the fourth opening 4d of the cover body 4 is sandwiched between the seat surface 11c provided on the annular member 11 and the pressing plate 12 over the entire circumference, so that the annular member 11 intervenes and the cover main body 4 becomes the fourth opening.
- 2 is hermetically fixed to the wrist element 80 .
- the annular gap between the second wrist element 80 and the third wrist element 90 is sealed by an oil seal 13 provided in the mechanical portion of the robot 10.
- the gap between the annular member 11 is doubly sealed by the oil seal 5 . This improves the sealing performance and protects the oil seal 13 of the mechanism from wear.
- the annular gap between the first wrist element 70 and the guide tube 52 is sealed by the oil seal 72 on the distal end side of the hollow hole 71 .
- the wrist cover 1 includes an oil seal (third rotary seal member) 73 that seals the annular gap between the first wrist element 70 and the guide tube 52, as shown in FIG. You may prepare.
- the wrist cover 1 includes an annular member (third annular member) 14 fixed to the first wrist element 70 and a hole ( and an oil seal 73 attached to the inner peripheral surface (inner surface) 14b of the third hole 14a.
- an oil seal 73 attached to the inner peripheral surface (inner surface) 14b of the third hole 14a.
- the peripheral edge of the third opening 4c of the cover body 4 is sandwiched between the seat surface 14c provided on the annular member 14 and the pressing plate 15 over the entire circumference, so that the annular member 14 intervenes and the first wrist is held. It is hermetically fixed to element 70 .
- an oil seal 72 that seals an annular gap between the first wrist element 70 and the guide tube 52 is thereby arranged between the guide tube 52 and the annular member 14. It is protected by an oil seal 73.
- the oil seal 2 is fitted to the inner peripheral surface 32b of the annular member 32 .
- a wrist cover set including the cover main body 4 and the oil seal 2 may be employed, the peripheral edge of the second opening 4b of which is fixed to the outer peripheral surface of the second wrist element 80 in a sealed state.
- the oil seal 2 that seals the annular gap between the second wrist element 80 and the third wrist element 90 is provided apart from the cover body 4 that covers the first wrist element 70 and the second wrist element 80.
- an oil seal 5 may be provided apart from the cover body 4 that covers the first wrist element 70 and the second wrist element 80.
- the lips 2a, 5a of the oil seals 2, 5 may be brought into close contact with the outer peripheral surface 92 of the third wrist element 90, the inner peripheral surface 81 of the second wrist element 80, or the second wrist. It may be brought into close contact with the inner peripheral surfaces 32b, 11b of the annular members 32, 11 fixed to the element 80.
- an oil seal for sealing the annular gap between the first wrist element 70 and the guide tube 52 is provided separately from the cover body 4 that covers the first wrist element 70 and the second wrist element 80 .
- 73 may be employed.
- the lip 73a of the oil seal 73 may be brought into close contact with the outer peripheral surface of the guide tube 52, the inner peripheral surface of the first wrist element 70, or the annular member 14 fixed to the first wrist element 70. It may be brought into close contact with the inner peripheral surface 14b.
- the third opening 4c and the fourth opening 4d of the cover body 4 may be omitted.
- the cover main body 4 can be attached to the wrist 60 through the first opening 4a and the second opening 4b, thereby facilitating the attachment work.
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Abstract
相対回転可能に直列に連結される第１手首要素（７０）、第２手首要素（８０）および第３手首要素（９０）を備えるロボットの手首（６０）を覆う手首用カバー（１）であって、第２手首要素（８０）に固定されることにより、第２手首要素（８０）と第３手首要素（９０）との相対回転を許容しつつ、第２手首要素（８０）と第３手首要素（９０）との間の円環状の隙間を密封する第１回転シール部材と、第１手首要素（７０）を貫通させた状態に配置する第１開口および第３手首要素（９０）を貫通させた状態に配置する第２開口を有する柔軟な袋状のカバー本体（４）とを備え、カバー本体（４）と第１回転シール部材とが、第２開口の周縁と第１回転シール部材との間を、全周にわたって密封した状態に取り付けられる手首用カバー（１）である。
Description
本開示は、手首用カバー、ロボットおよび手首用カバーセットに関するものである。
ロボットの手首を覆うカバーが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
このカバーは、第１の手首要素、第１の手首要素に対して回転する第２の手首要素および第２の手首要素に対して回転する第３の手首要素を覆う単一の筒状の形態を有している。カバーの一端は第１の手首要素に取り付けられ、カバーの他端は第３の手首要素に取り付けられている。
このカバーは、第１の手首要素、第１の手首要素に対して回転する第２の手首要素および第２の手首要素に対して回転する第３の手首要素を覆う単一の筒状の形態を有している。カバーの一端は第１の手首要素に取り付けられ、カバーの他端は第３の手首要素に取り付けられている。
特許文献１のカバーは、３つの手首要素を覆いつつ、第１の手首要素に対する第２の手首要素の変位および第２の手首要素に対する第３の手首要素の変位を許容するために蛇腹を備え、大きな変形を可能にしている。
第１の手首要素に対する第２の手首要素および第２の手首要素に対する第３の手首要素の変位量は、ロボットの動作範囲を大きく確保するために、通常、大きく設定される。２軸分の大きな変位を許容するための蛇腹は、伸縮量を大きくするために、長さおよび外径を大きくする必要があり、周囲に配置されるワーク等の周辺部材等とカバーとの干渉の可能性が増大する。
したがって、コンパクトな構成により、ロボットの手首の周りの干渉の可能性を低減することができる手首用カバーおよびロボットが望まれている。
したがって、コンパクトな構成により、ロボットの手首の周りの干渉の可能性を低減することができる手首用カバーおよびロボットが望まれている。
本開示の一態様は、相対回転可能に直列に連結される第１手首要素、第２手首要素および第３手首要素を備えるロボットの手首を覆う手首用カバーであって、前記第２手首要素に固定されることにより、該第２手首要素と前記第３手首要素との相対回転を許容しつつ、前記第２手首要素と前記第３手首要素との間の円環状の隙間を密封する第１回転シール部材と、前記第１手首要素を貫通させた状態に配置する第１開口および前記第３手首要素を貫通させた状態に配置する第２開口を有する柔軟な袋状のカバー本体とを備え、該カバー本体と前記第１回転シール部材とが、前記第２開口の周縁と前記第１回転シール部材との間を、全周にわたって密封した状態に取り付けられる手首用カバーである。
本開示の一実施形態に係る手首用カバー１およびロボット１０について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係るロボット１０は、例えば、図１に示されるように、６軸多関節ロボットである。
本実施形態に係るロボット１０は、例えば、図１に示されるように、６軸多関節ロボットである。
ロボット１０は、水平な床面に設置されるベース２０と、鉛直なＪ１軸線Ａ回りに、ベース２０に対して回転可能に支持された旋回胴３０とを備えている。また、ロボット１０は、水平なＪ２軸線Ｂ回りに、旋回胴３０に対して回転可能に支持された第１アーム４０と、水平なＪ３軸線Ｃ回りに、第１アーム４０の先端に対して回転可能に支持された第２アーム（アーム）５０とを備えている。さらに、ロボット１０は、第２アーム５０の先端に支持された３軸の手首６０と、手首６０に取り付けられた手首用カバー１とを備えている。
手首６０は、図１および図２に示されるように、Ｊ３軸線Ｃに直交する平面に沿って延びるＪ４軸線（第１軸線）Ｄ回りに、第２アーム５０に対して回転可能に支持された第１手首要素７０を備えている。手首６０は、Ｊ４軸線Ｄに直交するＪ５軸線Ｅ回りに、第１手首要素７０に対して回転可能に支持された第２手首要素８０と、Ｊ５軸線Ｅに直交するＪ６軸線（第３軸線）Ｆ回りに、第２手首要素８０に対して回転可能に支持された第３手首要素９０とを備えている。
第２アーム５０および第１手首要素７０は、図３に示されるように、Ｊ４軸線Ｄに沿って貫通する中空孔５１および中空孔（第１中空孔）７１を備えている。第２アーム５０と第１手首要素７０との間の円環状の隙間は、オイルシール（図示略）によって密封されている。
中空孔５１，７１内には、第２アーム５０に固定された円筒状のガイド管（円筒状部材）５２が、Ｊ４軸線Ｄに沿って配置されている。また、ガイド管５２の先端と第１手首要素７０との間の円環状の隙間は、オイルシール７２によって密封されている。
第２手首要素８０は、Ｊ６軸線Ｆを中心軸とする中空孔（第２中空孔）８１を備えている。また、第３手首要素９０は、Ｊ６軸線Ｆを中心軸とする中空孔（第３中空孔）９１を備えている。第３手首要素９０は、第２手首要素８０の中空孔８１内に配置され、第２手首要素８０との間の円環状の隙間は、オイルシール（図示略）によって密封されている。また、第３手首要素９０は、図示しないツールを取り付け可能なフランジ面９０ａと、フランジ面９０ａの周囲に配置されＪ６軸線Ｆを中心軸とする円筒状の外周面（外面）９２とを備えている。
本実施形態に係る手首用カバー１は、図２から図４に示すように、第２手首要素８０と第３手首要素９０との相対回転を許容しつつ、両者間の円環状の隙間を密封するオイルシール（第１回転シール部材）２を備えている。また、手首用カバー１は、第１手首要素７０および第２手首要素８０を覆う袋状のカバー本体４と、カバー本体４を手首６０に取り付ける取付部材３とを備えている。
カバー本体４は、例えば、可撓性を有する樹脂、好ましくは、伸縮性を有する樹脂によって形成されている。カバー本体４は、例えば、図２に示されるように、Ｊ４軸線ＤとＪ６軸線Ｆとを一直線上に配置した状態の手首６０を、手首６０の外表面に対して微小隙間を空けて覆う形状を有している。
また、カバー本体４は、図５に示されるように、第１手首要素７０を貫通させる第１開口４ａおよび第３手首要素９０を貫通させる第２開口４ｂを備えている。さらに、カバー本体４は、第１手首要素７０の中空孔７１の先端側の開口に一致する位置に配置される第３開口４ｃおよび第２手首要素８０の中空孔８１の基端側の開口に一致する位置に配置される第４開口４ｄを備えている。
また、カバー本体４は、図５に示されるように、第１手首要素７０を貫通させる第１開口４ａおよび第３手首要素９０を貫通させる第２開口４ｂを備えている。さらに、カバー本体４は、第１手首要素７０の中空孔７１の先端側の開口に一致する位置に配置される第３開口４ｃおよび第２手首要素８０の中空孔８１の基端側の開口に一致する位置に配置される第４開口４ｄを備えている。
取付部材３は、図３および図４に示されるように、カバー本体４の第１開口４ａの周縁を第１手首要素７０に固定するベルト３１と、第２開口４ｂの周縁を第２手首要素８０に固定する環状部材（第１環状部材）３２および押え板３３とを備えている。また、取付部材３は、第３開口４ｃの周縁を第１手首要素７０の中空孔７１の先端側の開口周縁に固定するリング部材３４と、第４開口４ｄの周縁を第２手首要素８０の中空孔８１の基端側の開口周縁に固定するリング部材３５とを備えている。
ベルト３１は、第１開口４ａに第１手首要素７０を貫通させた状態で、カバー本体４の第１開口４ａの周縁を径方向外方から締め付ける。これにより、ベルト３１は、カバー本体４の第１開口４ａの周縁と第１手首要素７０の外周面との間を全周にわたって密封した状態に、カバー本体４を第１手首要素７０に固定する。
環状部材３２は、第３手首要素９０の外周面９２の外径寸法よりも大きな内径寸法の円形の孔（第１孔）３２ａを備えている。孔３２ａ内にオイルシール２を嵌合させ、オイルシール２のリップ２ａ内に第３手首要素９０の外周面９２を挿入した状態で、環状部材３２を第２手首要素８０の先端に取り付けることができる。
すなわち、環状部材３２の孔３２ａの内周面（内面）３２ｂは、Ｊ６軸線Ｆを中心軸とし、第３手首要素９０の外周面９２に対して径方向外方に隙間をあけて配置される。これにより、オイルシール２によって、第２手首要素８０に対する第３手首要素９０のＪ６軸線Ｆ回りの回転が許容されつつ、環状部材３２の内周面３２ｂと第３手首要素９０の外周面９２との間の円環状の隙間が密封される。
環状部材３２には、第２手首要素８０に取り付けられた状態で、Ｊ６軸線Ｆに直交する平面からなる円環状の座面３２ｃが設けられている。この座面３２ｃにカバー本体４の第２開口４ｂの周縁を密着させ、リング板状の押え板３３と座面３２ｃとの間にカバー本体４を挟んで、ボルト６によって共締めすることにより、カバー本体４の第２開口４ｂを第２手首要素８０の先端に固定することができる。
これにより、カバー本体４とオイルシール２とが、環状部材３２を介在させて、第２開口４ｂの周縁とオイルシール２との間を、全周にわたって密封した状態に取り付けられる。
これにより、カバー本体４とオイルシール２とが、環状部材３２を介在させて、第２開口４ｂの周縁とオイルシール２との間を、全周にわたって密封した状態に取り付けられる。
リング部材３４は、中空孔７１の内径と略同等の内径の貫通孔３４ａを有するリング板状に形成されている。
リング部材３４は、貫通孔３４ａを中空孔７１の先端側の開口に一致させた状態で、複数のボルト７によって取り付けられることにより、両者間に挟まれたカバー本体４の第３開口４ｃの周縁を第１手首要素７０に対して密封した状態に取り付ける。
同様に、リング部材３５は、中空孔８１の内径と略同等の内径の貫通孔３５ａを有するリング板状に形成されている。リング部材３５は、貫通孔３５ａを中空孔８１の基端側の開口に一致させた状態で、ボルト８によって取り付けられることにより、両者間に挟まれたカバー本体４の第４開口４ｄの周縁を第２手首要素８０に対して密封した状態に取り付ける。
リング部材３４は、貫通孔３４ａを中空孔７１の先端側の開口に一致させた状態で、複数のボルト７によって取り付けられることにより、両者間に挟まれたカバー本体４の第３開口４ｃの周縁を第１手首要素７０に対して密封した状態に取り付ける。
同様に、リング部材３５は、中空孔８１の内径と略同等の内径の貫通孔３５ａを有するリング板状に形成されている。リング部材３５は、貫通孔３５ａを中空孔８１の基端側の開口に一致させた状態で、ボルト８によって取り付けられることにより、両者間に挟まれたカバー本体４の第４開口４ｄの周縁を第２手首要素８０に対して密封した状態に取り付ける。
このように構成された本実施形態に係る手首用カバー１およびロボット１０の作用について以下に説明する。
ロボット１０の手首６０に手首用カバー１を取り付けるには、まず、図４に示されるように、オイルシール２を内周面３２ｂに嵌合させた環状部材３２を、第２手首要素８０の先端に取り付ける。これにより、オイルシール２のリップ２ａが、第３手首要素９０の外周面９２に全周にわたって密着し、オイルシール２によって、環状部材３２の内周面３２ｂと第３手首要素９０の外周面９２との間の円環状の隙間が密封される。
ロボット１０の手首６０に手首用カバー１を取り付けるには、まず、図４に示されるように、オイルシール２を内周面３２ｂに嵌合させた環状部材３２を、第２手首要素８０の先端に取り付ける。これにより、オイルシール２のリップ２ａが、第３手首要素９０の外周面９２に全周にわたって密着し、オイルシール２によって、環状部材３２の内周面３２ｂと第３手首要素９０の外周面９２との間の円環状の隙間が密封される。
次いで、カバー本体４の第１開口４ａに、第３手首要素９０の先端を挿入し、カバー本体４を、図２に示されるように、手首６０全体に被せていく。そして、第１開口４ａに第１手首要素７０を貫通させるとともに、第２開口４ｂに第３手首要素９０を貫通させ、第３開口４ｃを第１手首要素７０の中空孔７１の先端側の開口に一致させ、第４開口４ｄを第２手首要素８０の中空孔８１の基端側の開口に一致させる。
この状態において、図３に示されるように、第１手首要素７０を貫通させた状態の第１開口４ａの周縁を、ベルト３１によって径方向外方から締め付ける。これにより、第１開口４ａの周縁と第１手首要素７０の外周面との間を全周にわたって密封するとともに、カバー本体４を第１手首要素７０に対して固定することができる。
また、図４に示されるように、環状部材３２の座面３２ｃと押え板３３との間に、カバー本体４の第２開口４ｂの周縁を全周にわたって挟んだ状態で、環状部材３２および押え板３３をボルト６によって第２手首要素８０に共締めする。これにより、第２開口４ｂの周縁と環状部材３２との間を全周にわたって密封するとともに、カバー本体４を第２手首要素８０に対して固定することができる。
また、第１手首要素７０の中空孔７１の先端側の開口周縁とリング部材３４とを、両者の間にカバー本体４の第３開口４ｃの周縁を全周にわたって挟んだ状態で、ボルト７によって組み付ける。これにより、第３開口４ｃの周縁が第１手首要素７０の中空孔７１の先端側の開口周縁に密封して取り付けられる。同様に、中空孔８１の基端側の開口周縁とリング部材３５とを、両者の間に第４開口４ｄの周縁を全周にわたって挟んだ状態で、ボルト８によって組み付けることにより、第４開口４ｄの周縁が中空孔８１の基端側の開口周縁に密封して取り付けられる。これにより、手首用カバー１の取り付け作業が終了する。
カバー本体４が、第１手首要素７０および第２手首要素８０を取り囲んでいるので、第１手首要素７０に対して第２手首要素８０をＪ５軸線Ｅ回りに回転させると、カバー本体４が変形し、第１手首要素７０および第２手首要素８０を覆った状態が維持される。
また、第２手首要素８０と第３手首要素９０との間の隙間は、オイルシール２によって密封されているので、第２手首要素８０に対してＪ６軸線Ｆ回りに第３手首要素９０を回転させても、カバー本体４を変形させずに済む。
すなわち、カバー本体４は、第１手首要素７０に対する第２手首要素８０の回転による変形だけを許容すればよいので、カバー本体４に与える変形のための余裕を小さく抑えることができる。
また、第２手首要素８０と第３手首要素９０との間の隙間は、オイルシール２によって密封されているので、第２手首要素８０に対してＪ６軸線Ｆ回りに第３手首要素９０を回転させても、カバー本体４を変形させずに済む。
すなわち、カバー本体４は、第１手首要素７０に対する第２手首要素８０の回転による変形だけを許容すればよいので、カバー本体４に与える変形のための余裕を小さく抑えることができる。
例えば、カバー本体４の変形のための余裕をカバー本体４の伸縮性によって賄う場合には、カバー本体４を手首６０の外面にフィットする大きさに構成すればよい。また、例えば、カバー本体４の変形のための余裕をジャバラあるいは弛みによって賄う場合には、１軸分の変形を許容する比較的小さな余裕で済み、手首６０の外方に手首用カバー１を大きく突出させずに済むという利点がある。
また、カバー本体４は、中空孔７１，８１，９１をカバー本体４の外側に配置した状態で、第１手首要素７０と第２手首要素８０との間の隙間を密封して取り囲んでいる。このため、中空孔７１，８１，９１の内側に外部からの塵埃等が侵入した場合であっても、その塵埃等がカバー本体４の内側にまで侵入することがない。したがって、手首６０が中空孔を有する構造の場合であっても、第１手首要素７０と第２手首要素８０との間の隙間をより確実に保護することができる。
なお、本実施形態においては、手首用カバー１が、図６に示されるように、第２アーム５０と第１手首要素７０との間の円環状の隙間を密封するシール部材（第４回転シール部材）２５を備えてもよい。
図６に示す例では、シール部材２５は、弾性変形可能な材料によって形成された帯状の部材である。シール部材２５は、第１手首要素７０の外周面に固定された環状のベース部材２６の外周面に全周にわたって巻き付けられる胴部２５ａと、胴部２５ａから軸方向に延び、第２アーム５０に固定された環状部材５３に全周にわたって密着するリップ２５ｂとを備える。
カバー本体４の第１開口４ａの周縁は、ベース部材２６と胴部２５ａとの間に挟まれる。そして、胴部２５ａの径方向外側からベルト３１によって締め付ける。これにより、第１開口４ａの周縁と第１手首要素７０との間を、全周にわたって密封した状態にカバー本体４を固定することができるとともに、シール部材２５によって、第２アーム５０と第１手首要素７０との間の円環状の隙間を密封することができる。
カバー本体４の第１開口４ａの周縁は、ベース部材２６と胴部２５ａとの間に挟まれる。そして、胴部２５ａの径方向外側からベルト３１によって締め付ける。これにより、第１開口４ａの周縁と第１手首要素７０との間を、全周にわたって密封した状態にカバー本体４を固定することができるとともに、シール部材２５によって、第２アーム５０と第１手首要素７０との間の円環状の隙間を密封することができる。
また、本実施形態においては、カバー本体４の第２開口４ｂの周縁を、環状部材３２の座面３２ｃと押え板３３との間に全周にわたって挟んだ状態で、環状部材３２および押え板３３をボルト６によって第２手首要素８０に共締めした。また、中空孔７１の開口周縁とリング部材３４との間にカバー本体４の第３開口４ｃの周縁を全周にわたって挟んだ状態で、ボルト７によって組み付けた。さらに、中空孔８１の開口周縁とリング部材３５とを、両者の間にカバー本体４の第４開口４ｄの周縁を全周にわたって挟んだ状態で、ボルト８によって組み付けた。これに代えて、押え板３３，リング部材３４，３５が、カバー本体４に接着剤等によって取り付けられていてもよい。
また、本実施形態においては、第２手首要素８０と第３手首要素９０との間の円環状の隙間を、第２手首要素８０の先端側においてオイルシール２によって密封した。これに加えて、図７に示されるように、第３手首要素９０が、第２手首要素８０の中空孔８１を貫通して基端側にも突出している場合には、第２手首要素８０の基端側においても、第２手首要素８０と第３手首要素９０との間の円環状の隙間をオイルシール（第２回転シール部材）５によって密封してもよい。
具体的には、中空孔８１の基端側の開口周縁において、第２手首要素８０に環状部材（第２環状部材）１１を固定し、環状部材１１の孔（第２孔）１１ａ内に、第２手首要素８０の基端側に突出している第３手首要素９０を挿入する。環状部材１１の孔１１ａの内周面（内面）１１ｂにはオイルシール５が取り付けられている。オイルシール５のリップ５ａを第３手首要素９０の外周面９２に接触させることにより、第３手首要素９０と環状部材１１との間の円環状の隙間がオイルシール５によって密封される。
この場合に、カバー本体４は、第４開口４ｄの周縁が、環状部材１１に設けた座面１１ｃと押え板１２との間に全周にわたって挟まれることにより、環状部材１１を介在させて第２手首要素８０に密封状態に固定される。第２手首要素８０と第３手首要素９０との間の円環状の隙間は、ロボット１０の機構部に備えられたオイルシール１３によって密封されているが、その外側において、第３手首要素９０と環状部材１１との間の隙間がオイルシール５によって２重に密封される。これにより、密封性を向上し、機構部のオイルシール１３を摩耗から保護することができる。
また、本実施形態に係るロボット１０においては、第１手首要素７０とガイド管５２との間の円環状の隙間を、中空孔７１の先端側においてオイルシール７２によって密封している。これに加えて、手首用カバー１が、図８に示されるように、第１手首要素７０とガイド管５２との間の円環状の隙間を密封するオイルシール（第３回転シール部材）７３を備えてもよい。
図８に示す例では、手首用カバー１は、中空孔７１の先端側の開口周縁において、第１手首要素７０に固定される環状部材（第３環状部材）１４と、環状部材１４の孔（第３孔）１４ａの内周面（内面）１４ｂに取り付けられたオイルシール７３とを備える。オイルシール７３のリップ７３ａをガイド管５２の外周面に接触させることにより、ガイド管５２と環状部材１４との間の円環状の隙間がオイルシール７３によって密封される。
また、カバー本体４は、第３開口４ｃの周縁が、環状部材１４に設けた座面１４ｃと押え板１５との間に全周にわたって挟まれることにより、環状部材１４を介在させて第１手首要素７０に密封状態に固定される。これにより、ロボット１０の構成部品として第１手首要素７０とガイド管５２との間の円環状の隙間を密封しているオイルシール７２が、ガイド管５２と環状部材１４との間に配置されるオイルシール７３によって保護される。
また、本実施形態においては、環状部材３２の内周面３２ｂにオイルシール２を嵌合させることとした。これに代えて、第２開口４ｂの周縁が第２手首要素８０の外周面に密封状態に固定されるカバー本体４と、オイルシール２とを備える手首用カバーセットを採用してもよい。
すなわち、第１手首要素７０および第２手首要素８０を覆うカバー本体４とは別に、第２手首要素８０と第３手首要素９０との間の円環状の隙間を密封するオイルシール２を備えていてもよい。また、オイルシール５を備えていてもよい。
この場合には、オイルシール２，５のリップ２ａ，５ａは、第３手首要素９０の外周面９２に密着させられてもよいし、第２手首要素８０の内周面８１あるいは、第２手首要素８０に固定された環状部材３２，１１の内周面３２ｂ，１１ｂに密着させられてもよい。
この場合には、オイルシール２，５のリップ２ａ，５ａは、第３手首要素９０の外周面９２に密着させられてもよいし、第２手首要素８０の内周面８１あるいは、第２手首要素８０に固定された環状部材３２，１１の内周面３２ｂ，１１ｂに密着させられてもよい。
また、本実施形態においては、第１手首要素７０および第２手首要素８０を覆うカバー本体４とは別に、第１手首要素７０とガイド管５２との間の円環状の隙間を密封するオイルシール７３とを備える手首用カバーセットを採用してもよい。
この場合、オイルシール７３のリップ７３ａは、ガイド管５２の外周面に密着させられてもよいし、第１手首要素７０の内周面あるいは、第１手首要素７０に固定された環状部材１４の内周面１４ｂに密着させられてもよい。
この場合、オイルシール７３のリップ７３ａは、ガイド管５２の外周面に密着させられてもよいし、第１手首要素７０の内周面あるいは、第１手首要素７０に固定された環状部材１４の内周面１４ｂに密着させられてもよい。
また、カバー本体４の第３開口４ｃおよび第４開口４ｄは省略されてもよい。これにより、カバー本体４は、第１開口４ａおよび第２開口４ｂによって手首６０に取り付けられればよいので、取付作業を容易にすることができる。
１ 手首用カバー
２ オイルシール（第１回転シール部材）
４ カバー本体
４ａ 第１開口
４ｂ 第２開口
４ｃ 第３開口
４ｄ 第４開口
５ オイルシール（第２回転シール部材）
１０ ロボット
１１ 環状部材（第２環状部材）
１１ａ 孔（第２孔）
１１ｂ 内周面（内面）
１４ 環状部材（第３環状部材）
１４ａ 孔（第３孔）
１４ｂ 内周面（内面）
２５ シール部材（第４回転シール部材）
３２ 環状部材（第１環状部材）
３２ａ 孔（第１孔）
３２ｂ 内周面（内面）
５０ 第２アーム（アーム）
５２ ガイド管（円筒状部材）
６０ 手首
７０ 第１手首要素
７１ 中空孔（第１中空孔）
７３ オイルシール（第３回転シール部材）
８０ 第２手首要素
８１ 中空孔（第２中空孔）
９０ 第３手首要素
９１ 中空孔（第３中空孔）
９２ 外周面（外面）
Ｄ Ｊ４軸線（第１軸線）
Ｆ Ｊ６軸線（第３軸線）
２ オイルシール（第１回転シール部材）
４ カバー本体
４ａ 第１開口
４ｂ 第２開口
４ｃ 第３開口
４ｄ 第４開口
５ オイルシール（第２回転シール部材）
１０ ロボット
１１ 環状部材（第２環状部材）
１１ａ 孔（第２孔）
１１ｂ 内周面（内面）
１４ 環状部材（第３環状部材）
１４ａ 孔（第３孔）
１４ｂ 内周面（内面）
２５ シール部材（第４回転シール部材）
３２ 環状部材（第１環状部材）
３２ａ 孔（第１孔）
３２ｂ 内周面（内面）
５０ 第２アーム（アーム）
５２ ガイド管（円筒状部材）
６０ 手首
７０ 第１手首要素
７１ 中空孔（第１中空孔）
７３ オイルシール（第３回転シール部材）
８０ 第２手首要素
８１ 中空孔（第２中空孔）
９０ 第３手首要素
９１ 中空孔（第３中空孔）
９２ 外周面（外面）
Ｄ Ｊ４軸線（第１軸線）
Ｆ Ｊ６軸線（第３軸線）
Claims (8)
- 相対回転可能に直列に連結される第１手首要素、第２手首要素および第３手首要素を備えるロボットの手首を覆う手首用カバーであって、
前記第２手首要素に固定されることにより、該第２手首要素と前記第３手首要素との相対回転を許容しつつ、前記第２手首要素と前記第３手首要素との間の円環状の隙間を密封する第１回転シール部材と、
前記第１手首要素を貫通させた状態に配置する第１開口および前記第３手首要素を貫通させた状態に配置する第２開口を有する柔軟な袋状のカバー本体とを備え、
該カバー本体と前記第１回転シール部材とが、前記第２開口の周縁と前記第１回転シール部材との間を、全周にわたって密封した状態に取り付けられる手首用カバー。 - 前記第３手首要素が、円筒状の外面を有し、
前記第３手首要素を貫通させる第１孔を有し、前記第２手首要素に固定される第１環状部材を備え、
前記第１回転シール部材が、前記第１孔の内面と前記第３手首要素の外面との間の円環状の隙間を、前記第１環状部材と前記第３手首要素との相対回転を許容しつつ密封し、
前記第１環状部材と前記カバー本体とが、前記第１孔と前記第２開口とを一致させて、前記第１孔の周縁と前記第２開口の周縁とを、全周にわたって密封した状態に取り付けられている請求項１に記載の手首用カバー。 - 前記第１手首要素が、該第１手首要素の回転軸線である第１軸線を含む位置において、該第１軸線方向に貫通する第１中空孔を備え、
前記第２手首要素が、前記第３手首要素の回転軸線である第３軸線を含む位置において、該第３軸線方向に貫通する第２中空孔を備え、
前記第３手首要素が、前記第２中空孔内に配置されるとともに、前記第３軸線を含む位置において、該第３軸線方向に貫通する第３中空孔を備え、
前記カバー本体が、前記第１中空孔の先端側の開口に一致する位置に配置される第３開口と、
前記第２中空孔の基端側の開口に一致する位置に配置される第４開口とを備え、
前記第３開口の周縁と前記第１中空孔の先端側の開口の周縁とが、密封された状態に取り付けられ、
前記第４開口の周縁と前記第２中空孔の基端側の開口の周縁とが、密封された状態に取り付けられる請求項１または請求項２に記載の手首用カバー。 - 前記第３手首要素が、前記第２中空孔を貫通して基端側にも突出し、
前記第２手首要素の前記基端側から突出した前記第３手首要素を貫通させる第２孔を有し、前記第２手首要素に固定される第２環状部材と、
前記第２孔の内面と前記第３手首要素の外面との間の円環状の隙間を、前記第２環状部材と前記第３手首要素との相対回転を許容しつつ密封する第２回転シール部材とを備え、
前記第２環状部材と前記カバー本体とが、前記第２孔と前記第４開口とを一致させて、前記第２孔の周縁と前記第４開口の周縁とを、全周にわたって密封した状態に取り付けられている請求項３に記載の手首用カバー。 - 前記第１中空孔内に前記第１軸線に沿って延びる円筒状部材を貫通させる第３孔を有し、前記第１手首要素に固定される第３環状部材と、
前記第３孔の内面と前記円筒状部材の外面との間の円環状の隙間を、前記第３環状部材と前記円筒状部材との相対回転を許容しつつ密封する第３回転シール部材とを備え、
前記第３環状部材と前記カバー本体とが、前記第３孔と前記第３開口とを一致させて、前記第３孔の周縁と前記第３開口の周縁とを、全周にわたって密封した状態に取り付けられている請求項３または請求項４に記載の手首用カバー。 - 前記第１手首要素に固定され、該第１手首要素を回転可能に支持するアームと前記第１手首要素との相対回転を許容しつつ、前記アームと前記第１手首要素との間の円環状の隙間を密封する第４回転シール部材を備え、
前記カバー本体と前記第４回転シール部材とが、前記第１開口の周縁と前記第４回転シール部材との間を、全周にわたって密封した状態に取り付けられる請求項１から請求項５のいずれかに記載の手首用カバー。 - 請求項１から請求項６のいずれかに記載の手首用カバーを備えるロボット。
- 相対回転可能に直列に連結される第１手首要素、第２手首要素および第３手首要素を備えるロボットの手首を覆う手首用カバーセットであって、
前記第２手首要素と前記第３手首要素との間の円環状の隙間を、前記第２手首要素と前記第３手首要素との相対回転を許容しつつ密封する第１回転シール部材と、
前記第１手首要素を貫通させた状態に配置する第１開口および前記第３手首要素を貫通させた状態に配置する第２開口を有する柔軟な袋状のカバー本体とを備え、
該カバー本体が、前記第２手首要素の外周面に、前記第２開口の周縁を全周にわたって密封した状態に固定される手首用カバーセット。
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