带检测机构的回转致动器及关节单元制造技术

在带检测机构的回转致动器(1)中，电动机(30)及减速机(40)以同心状态配置在圆筒状外壳(2)的内部，回转臂(9)的回转位置检测用的刻度尺(14)配置在圆筒状外壳(2)的圆形外周面(3)上，位置检测器(15)装设在沿圆形外周面(3)进行回转的回转臂(9)的与圆形外周面(3)相对的相对部(10)中。由刻度尺(14)和位置检测器(15)所构成的检测机构对能沿圆筒状外壳(2)的圆形外周面(3)在有限的角度范围内进行回转的回转臂(9)的回转位置进行检测。能实现一种将各部件以同心状态进行配置、适用作手指关节单元的、轴长较短、小型且紧凑的带检测机构的回转致动器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种包括能沿圆筒状外壳的圆形外周面在有限的角度范围内进行回转的回转臂的回转致动器，此外，还涉及一种包括用于检测回转臂的回转位置的检测机构的小型且结构紧凑的回转致动器。
技术介绍
在机器人臂部的手腕和肘等关节部、机器人手部的手指关节部等中安装有致动器，该致动器使安装在关节部的关节轴上的构件在有限的角度范围内进行旋转或回转。作为这样的致动器，如专利文献I中记载的那样，已知有一种将电动机与减速机同轴状地串联连接，并使与它们的中心轴线同轴配置的关节轴绕该中心轴线进行旋转的结构。此外，如专利文献2中记载的那样，已知有一种通过由一对伞齿轮所构成的减速齿轮机构传递电动机输出旋转而使与电动机轴正交的关节轴进行旋转的结构。此处，作为用于检测关节轴的旋转位置、回转位置的检测机构，如专利文献I中记载的那样，已知有一种利用配置在反射板外侧的反射型光传感器对形成在减速机的输出轴的外周面上的反射板进行检测的结构。此外，如专利文献3中记载的那样，已知有一种在同轴状地安装在转轴上的圆筒旋转体的外周面上形成刻度尺，利用配置在外周侧的反射型光传感器对其进行检测的结构。现有技术文献专利文献专利文献1:日本专利特开2006-141101号公报专利文献2:日本专利特开2004-122339号公报专利文献3:日本专利特开平08-254439号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题在专利文献I中记载的那样的使关节轴绕电动机轴线进行旋转的致动器中，由于成为将电动机与减速机串联连结的结构，因此，轴长变长。因此，有时不适合在轴长较短的机器人手部的手指单元的关节等中使用。此外，作为检测致动器的旋转位置的检测机构，在将专利文献3中记载的光学式旋转编码器安装在电动机轴或关节轴等上的情况下，轴长会进一步变长，对关节部的小型化、紧凑化不利。鉴于上述问题，本专利技术的技术问题在于提供一种回转致动器，该回转致动器包括用于对能沿圆筒状外壳的圆形外周面在有限的角度范围内进行回转的回转臂的回转位置进行检测的检测机构，并具有适于用作手指关节单元的、小型且紧凑的结构。解决技术问题所采用的技术方案为了解决上述技术问题，本专利技术的回转致动器的特征在于，具有:圆筒状外壳；固定支轴及旋转输出轴，该固定支轴及旋转输出轴从圆筒状外壳的两端面朝向外侧同轴状地突出；回转臂，该回转臂包括架设在固定支轴与旋转输出轴之间且与圆筒状外壳的圆形外周面相对的相对部，并能沿圆形外周面在有限的角度范围内进行回转；刻度尺，该刻度尺为了检测回转臂的回转位置而在圆形外周面上沿其圆周方向形成；位置检测器，该位置检测器为了读取刻度尺而装设在回转臂的相对部中；电动机，该电动机以同心状态组装在圆筒状外壳的内部；以及减速机，该减速机为了将电动机的输出旋转进行减速后输出给旋转输出轴，在圆筒状外壳的内部，以同心状态组装在电动机的内侧，回转臂的一端被固定支轴支承成能自由旋转，另一端与旋转输出轴连结。此处，作为刻度尺，使用一种沿圆周方向以规定的间隔形成有光反射面的刻度尺，能使用反射型光传感器作为位置检测器，该反射型光传感器包括:发光元件，该发光元件对刻度尺射出检测光；以及接收元件，该接收元件接收被刻度尺的反射面反射后的检测光成分。此外，能使用具有以下结构的圆筒状外壳，S卩，包括:圆筒状主体部，该圆筒状主体部形成有圆形外周面；第一端板部，该第一端板部对圆筒状主体部的一端进行封闭；以及第二端板部，该第二端板部对圆筒状主体部的另一端进行封闭。在此情况下，固定支轴与第一端板部一体形成，旋转输出轴以贯通在第二端板部上形成的通孔的状态进行配置，并利用安装在该通孔的内周面上的轴承将旋转输出轴支承成能自由旋转的状态。此外，同心状地组装在圆筒状外壳内的电动机包括:电动机定子，该电动机定子安装在圆筒状主体部的内周面上并呈圆筒状；电动机转子，该电动机转子空开一定的间隙同心状地配置在电动机定子的内侧，并包括圆筒部及对该圆筒部的第一端板部一侧的端部进行封闭的圆盘部，该电动机转子呈杯状；电动机轴，该电动机轴同心状地固定在电动机转子的圆盘部的中心部，并贯通该圆盘部进行延伸；以及磁力检测元件，该磁力检测元件为了检测电动机转子的磁极位置而安装在第二端板部的内侧端面上，电动机轴的第一端板部一侧的轴端部被安装在第一端板部的内侧端面的中心部的轴承支承成能自由旋转的状态。此外，作为同心状地组装在该结构的电动机内侧的减速机，能使用包括刚性内齿齿轮、挠性外齿齿轮及波动发生器的波动齿轮减速机。此情况下的波动齿轮减速机的各构成零件采用下面的结构即可。刚性内齿齿轮包括与第二端板部一体形成的圆筒部分，该圆筒部分以同心状态配置在电动机转子的上述圆筒部的内侧，其前端延伸至电动机转子的圆盘部的附近位置，并在该前端内周面部分形成有内齿，挠性外齿齿轮包括:能在径向上挠曲的挠性圆筒部分；对该挠性圆筒部分的一端进行封闭的隔膜；形成在该隔膜的中心部分的轴套；以及形成在挠性圆筒部分的开口端的外周面部分的外齿，该挠性外齿齿轮呈杯状，在刚性内齿齿轮的内侧，以轴套朝向第二端板部一侧的状态配置成同心状态，轴套与旋转输出轴以同轴状态相连结，外齿与内齿相对，波动发生器包括:刚性凸轮板，该刚性凸轮板以同心状态形成在电动机轴的从圆盘部朝内侧突出的轴部分上，并具有椭圆形轮廓；以及波形轴承，该波形轴承安装在刚性凸轮板的外周面上，挠性外齿齿轮的挠性圆筒部分上形成有外齿的开口端部分通过该波动发生器而挠曲成椭圆状，并在该椭圆状的长轴方向的两端与内齿啮合，电动机轴的内侧的轴端部被以同轴状态安装在挠性外齿齿轮的轴套上的轴承支承成能自由旋转的状态。接下来，将本专利技术的带检测机构的回转致动器串联连结，从而构成用作机器人手部的手指等的多级式的回转致动器。为此所使用的本专利技术的带检测机构的回转致动器的特征在于，外壳侧连结部形成在圆筒状外壳的圆形外周面上，臂侧连结部形成在回转臂的相对部的外周面上，外壳侧连结部与臂侧连结部能从圆筒状外壳的圆形外周面的径向相互连结。专利技术的效果在本专利技术的带检测机构的回转致动器中，电动机及减速机以同心状态配置在圆筒状外壳的内部，回转臂的回转位置检测用的刻度尺配置在圆筒状外壳的圆形外周面上，位置检测器装设在沿圆形外周面进行回转的回转臂的与圆形外周面相对的相对部中。即，以回转致动器的中心轴线为中心，减速机、电动机、圆筒状外壳、形成在圆筒状外壳的圆形外周面上的刻度尺、装设在回转臂的与圆形外周面相对的相对部中的位置检测器按此顺序从内侧朝向外侧同心状地进行配置。因此，能实现轴长较短、小型且结构紧凑的带检测机构的回转致动器。此外，检测机构由形成在圆筒状外壳的圆形外周面上的刻度尺以及装设在回转臂的沿圆形外周面进行回转的相对部中的位置检测器所构成。作为设置上述刻度尺及位置检测器的空间，能利用回转致动器的构成零件即圆筒状外壳的圆形外周面及回转臂的相对部的内部，因此，无需在回转致动器的轴线方向或径向上追加专用的设置空间。因此，无需为了附加检测机构而增加回转致动器的轴长或直径，能实现小型且紧凑的带检测机构的回转致动器。附图说明图1是表示本专利技术的实施方式所涉及的带检测机构的回转致动器的主视图及侧视图。图2是以图1 (b)的A-A线剖切带检测机构的回转致动器时的纵剖视图。图3是表示连结成多级的带检测机构的回转致动器的说明图。具体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种带检测机构的回转致动器，其特征在于，具有: 圆筒状外壳； 固定支轴及旋转输出轴，该固定支轴及旋转输出轴从所述圆筒状外壳的两端面朝向外侧同轴状地突出； 回转臂，该回转臂架设在所述固定支轴与所述旋转输出轴之间且包括与所述圆筒状外壳的圆形外周面相对的相对部，该回转臂能沿所述圆形外周面在有限的角度范围内进行回转; 刻度尺，该刻度尺为了检测所述回转臂的回转位置而在所述圆形外周面上沿其圆周方向形成； 位置检测器，该位置检测器为了读取所述刻度尺而装设在所述回转臂的所述相对部中； 电动机，该电动机以同心状态组装在所述圆筒状外壳的内部；以及减速机，该减速机为了将所述电动机的输出旋转进行减速后输出给所述旋转输出轴，在所述圆筒状外壳的内部，以同心状态组装在所述电动机的内侧， 所述回转臂的一端被所述固定支轴支承成能自由旋转，另一端与所述旋转输出轴相连结。2.如权利要求1所述的带检测机构的回转致动器，其特征在于， 所述刻度尺沿所述圆周方向以规定的`间隔形成有光反射面， 所述位置检测器是反射型光传感器，其包括:发光元件，该发光元件对所述刻度尺射出检测光；以及接收元件，该接收元件接收被所述刻度尺的反射面反射后的检测光成分。3.如权利要求1所述的带检测机构的回转致动器，其特征在于， 所述圆筒状外壳包括:圆筒状主体部，该圆筒状主体部形成有所述圆形外周面；第一端板部，该第一端板部对圆筒状主体部的一端进行封闭；以及第二端板部，该第二端板部对所述圆筒状主体部的另一端进行封闭， 所述固定支轴与所述第一端板部一体形成， 所述旋转输出轴贯通在所述第二端板部上形成的通孔进行延伸，并被安装在该通孔的内周面上的轴承支承成能自由旋转的状态。4.如权利要求3所述的带检测机构的回转致动器，其特征在于， 所述电动机包括: 电动机定子，该电动机定子安装在所述圆筒状主体部的内周面上并呈圆筒状； 电动机转子，该电动机转子空开一定的间隙同心状地配置在电动机定子的内侧，并包括圆筒部及对该圆筒部的所述第一端板部一侧的端部进行封闭的圆盘部，该电动机转子呈杯状； 电动机轴，该电动机轴同心...

【专利技术属性】
技术研发人员：谷冈望，
申请(专利权)人：谐波传动系统有限公司，
类型：
国别省市：