具备使臂摆动的马达的机器人的关节构造制造技术

本发明专利技术提供一种机器人的关节构造，其中，马达在臂的内部空间中固定于臂的一方的壁部。空心轴承插入到在臂的另一方的壁部上形成的第一开口部内。空心轴部能够装拆地固定于壳体，且支撑空心轴承的内圈。空心轴部的空心部形成为比马达小。第一开口部形成为能够使马达通过。在形成支撑部的壳体的壁部上形成有能够使空心轴承和马达能够通过的第二开口部。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种机器人的关节构造，其具备：空心构造的臂；壳体，其形成摆动自如地支撑臂的支撑部；以及使臂摆动的马达。
技术介绍
在机器人的关节构造中公知有所谓两点支撑型的关节构造，即利用相互对置的一对支撑部夹持并摆动自如地支撑臂的构造。如日本特开平8—141968号公报所示，这种关节构造具备：空心构造的臂；以及U字形状的壳体，其形成夹持臂的一端部而相互对置的一对支撑部且利用一对支撑部摆动自如地支撑臂。图3是现有技术的机器人的关节构造的剖视图。如图3所示，U字形状的壳体10形成有夹持臂14而相互对置的一对支撑部A、B，并利用一对支撑部A、B将臂14支撑为绕摆动轴X自由摆动。在壳体10和臂14的各内部空间中容纳有使臂14摆动的旋转装置。作为旋转装置使用了图3所示那样的马达15及减速器17等。如图3所示，将马达15及减速器17的各旋转轴配置在与臂14的摆动轴X相同的轴线上。如图3所示，马达15在臂14的内部空间中装配于臂14的两侧壁中一方的壁部14a。另外，在臂14的另一方的壁部14b形成有开口部14c，在开口部14c内配置有空心轴承16。在空心轴承16内插入有筒形的空心轴部10a。空心轴部10a形成于壳体10且空心轴部10a的中心轴与臂14的摆动轴X一致。另外，以使马达15通过空心轴部10a内的方式使空心轴部10a的内径比马达15的外径大，从而能够进行马达15的装配和更换。因此，当马达15的外径增大时，则需要使空心轴部10a的空心部的内径D增大，并且增大空心轴承16的尺寸。通常，空心轴承的成本会随着轴承尺寸的增大而升高。如日本特开平8－141968号公报所示的机器人的手腕关节那样，由于对关节轴进行驱动的马达
的外径比较小，因此空心轴承的尺寸较小即可。但是，对于比手腕关节施加更大负荷的关节例如肘关节或肩关节，则需要使用比手腕关节的马达更大的马达。其结果是，空心轴承的尺寸增大，空心轴承的成本也会上升。这种问题会在将日本特开平8－141968号公报公开的关节构造适用于机器人的手腕关节以外的关节时发生。图4是表示垂直多关节型机器人的立体图。如图4所示，在垂直多关节型机器人的臂的前端部安装有把持工件W的手部41。另外，作为臂的关节有手腕关节42、肘关节43及肩关节44等。对肘关节43或肩关节44等的关节轴进行驱动的马达通常比驱动手腕关节42的关节轴的马达更大。为了解决上述的成本问题，提出了一种能够使U字形状的壳体10分割而由两个零件制成的关节构造的方案。图5示出了具备这种能够分割的U字形状的壳体10的关节构造的剖视图。另外，在图5中对与图3所示的结构要素相同的结构要素附加相同符号。参照图5，U字形状的壳体10是通过将L字形状的第一零件11和I字形状的第二零件12利用螺栓13紧固而形成的。另外，第一零件11和第二零件12夹持臂14相互对置，将臂14支撑为绕摆动轴X自由摆动。特别是在第二零件12形成有筒形的空心轴部12a。空心轴部12a插入到位于臂14的另一方的壁部14b的开口部14c内的空心轴承16中。另外，空心轴部12a的中心轴与臂14的摆动轴X一致。采用这种构造时，通过松动螺栓13而能够将第二零件12从第一零件11取下。取下第二零件12后也能够将空心轴承16从臂14的开口部14c取下。因此，仅通过使开口部14c的内径比马达15的外径大，便能够从开口部14c进行马达15的装配、更换。即，在图5所示的现有关节构造中，无需使空心轴承16或空心轴部12a的内径比马达15的外径大。因此，能够与马达15的外径无关地选定空心轴承16的尺寸。但是，机器人的外壳通常由铸件制成。因此，通过使由铸件制成的第一零件11及第二零件12利用螺栓13结合而形成壳体10。采用这种构造时，与使整个壳体10由单一铸件形成的构造相比，壳体10的刚性会降低。另外，由于使第一零件11及第二零件12相互结合而形成壳体10，因此会在机器人的外壳面上增加分割线，从而导致机器人外观性降低。如以上所述，在日本特开平8－141968号公报公开的机器人的关节构造中，存在随着马达外径增大而导致空心轴承成本显著上升的问题。为了解决该问题，有一种构造是如图5所示那样使对臂进行两点支撑的U字形的壳体由两个零件制成而能够分割。但是，在该构造中，存在壳体的刚性和机器人的外观性降低的问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种机器人的关节构造，其不会使摆动自如地支撑臂的壳体的刚性和机器人的外观性降低，并且即使马达的外径增大也不会导致成本增加。本专利技术的第一方式提供一种机器人的关节构造，其特征在于，具备：空心构造的臂；U字形状的壳体，其形成夹持臂而相互对置的一对支撑部，并利用一对支撑部将臂支撑为绕摆动轴自由摆动；马达，其容纳在臂的内部空间中，且固定在与一对支撑部中一方的支撑部邻接的臂的一方的壁部上，使臂相对于一方的支撑部绕摆动轴摆动；空心轴承，其插入到在与一对支撑部中另一方的支撑部邻接的臂的另一方的壁部上形成的第一开口部内，该空心轴承的中心轴与摆动轴一致；以及空心轴部，其对插入到第一开口部内的空心轴承的内圈进行支撑，空心轴部能够装拆地固定于与臂的另一方的壁部邻接的形成另一方的支撑部的壳体的壁部，在该壁部形成有能够使空心轴承和马达通过的第二开口部，第一开口部形成为能够使马达通过，空心轴部的空心部形成为比马达小。根据本专利技术的第二方式，提供第一方式的机器人的关节构造，其特征在于，还具备形成有第三开口部的轴承适配器，轴承适配器插入到第一开口部内，并且能够装拆地固定于臂的另一方的壁部，在第三开口部内插入有空心轴承，第二开口部形成为能够使空心轴承、马达和轴承适配器通过。根据本专利技术的第三方式，提供第一方式或第二方式的机器人的关节构造，
其特征在于，还具备使马达的转速降低的减速器，该减速器容纳在壳体的内部空间中且固定于臂的一方的壁部，马达及减速器的各旋转轴配置在与摆动轴相同的轴线上。根据本专利技术的第四方式，提供第一方式至第三方式中任一个的机器人的关节构造，其特征在于，壳体由单一零件制成。根据附图所示的本专利技术典型实施方式的详细说明，可以对本专利技术的这些目的、特征、优点和其它目的、特征、优点更加明了。附图说明图1是表示第一实施方式的机器人的关节构造的剖视图。图2是表示第二实施方式的机器人的关节构造的剖视图。图3是表示现有技术的机器人的关节构造的剖视图。图4是通常的垂直多关节型机器人的立体图。图5是表示现有技术的机器人的关节构造的另一个例子的剖视图。具体实施方式接下来，参照附图对本专利技术的实施方式进行说明。在以下图中，对相同部件附加相同的参照符号。为了容易理解而对这些附图适当地变更比例。另外，对与图5所示现有关节构造相同的结构要素附加相同符号进行说明。(第一实施方式)图1是表示第一实施方式的机器人的关节构造的剖视图。如图1所示，第一实施方式的机器人的关节构造具备：空心构造的臂14；以及U字形状的壳体10，其形成夹持臂14的一端部而相互对置的一对支撑部A、B。壳体10利用这样的一对支撑部A、B将臂14支撑为自由摆动。在壳体10及臂14的内部空间中容纳有使臂14摆动的旋转装置。作为该旋转装置设有如图1所示的马达15及减速器17等。如图1所示，马达15容纳在臂14的内部空间中而装配于臂14的两侧壁中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机器人的关节构造，其特征在于，具备：空心构造的臂；U字形状的壳体，其形成夹持上述臂而相互对置的一对支撑部，并利用上述一对支撑部将上述臂支撑为绕摆动轴自由摆动；马达，其容纳在上述臂的内部空间中，且固定在与上述一对支撑部中一方的支撑部邻接的上述臂的一方的壁部上，使上述臂相对于上述一方的支撑部绕上述摆动轴摆动；空心轴承，其插入到在与上述一对支撑部中另一方的支撑部邻接的上述臂的另一方的壁部上形成的第一开口部内，该空心轴承的中心轴与上述摆动轴一致；以及空心轴部，其对插入到上述第一开口部内的上述空心轴承的内圈进行支撑，上述空心轴部能够装拆地固定于与上述臂的上述另一方的壁部邻接的形成上述另一方的支撑部的上述壳体的壁部，在该壁部形成有能够使上述空心轴承和上述马达通过的第二开口部，上述第一开口部形成为能够使上述马达通过，上述空心轴部的空心部形成为比上述马达小。

【技术特征摘要】
2015.04.02 JP 2015-0762551.一种机器人的关节构造，其特征在于，具备：空心构造的臂；U字形状的壳体，其形成夹持上述臂而相互对置的一对支撑部，并利用上述一对支撑部将上述臂支撑为绕摆动轴自由摆动；马达，其容纳在上述臂的内部空间中，且固定在与上述一对支撑部中一方的支撑部邻接的上述臂的一方的壁部上，使上述臂相对于上述一方的支撑部绕上述摆动轴摆动；空心轴承，其插入到在与上述一对支撑部中另一方的支撑部邻接的上述臂的另一方的壁部上形成的第一开口部内，该空心轴承的中心轴与上述摆动轴一致；以及空心轴部，其对插入到上述第一开口部内的上述空心轴承的内圈进行支撑，上述空心轴部能够装拆地固定于与上述臂的上述另一方的壁部邻接的形成上述另一方的支撑部的上述壳体的壁部，在该壁...

【专利技术属性】
技术研发人员：足立悟志，木下聪，田中康好，
申请(专利权)人：发那科株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP