專(zhuān)利名稱：機(jī)器人的管線處理裝置及具備管線處理裝置的機(jī)器人的制作方法
技術(shù)區(qū)域本發(fā)明涉及處理包含工業(yè)用機(jī)器人的配線及配管等的管線的管線處理裝置以及具備該裝置的機(jī)器人。
背景技術(shù)：
在利用機(jī)器人進(jìn)行作業(yè)的場(chǎng)合，由向安裝在手腕前端的末端執(zhí)行器傳送動(dòng)力和信號(hào)的配線、配管等組成的管線是必需的。當(dāng)將這些管線沿著機(jī)器人的手臂和手腕周邊圍繞時(shí)，有時(shí)出現(xiàn)管線和手臂及其他周邊機(jī)器等接觸而破損或磨損的情況。為了消除這類(lèi)問(wèn)題，迄今為止已有多個(gè)提案被提出。
例如在歐洲特許第1060057號(hào)說(shuō)明書(shū)中公開(kāi)了這樣的構(gòu)成將內(nèi)部具有配線及配管的撓性導(dǎo)管在設(shè)置在機(jī)器人的前臂上的同時(shí)，借助于將導(dǎo)管能夠滑動(dòng)地保持的保持構(gòu)件，沿前臂進(jìn)行配置。
在歐洲特許第1060057號(hào)說(shuō)明書(shū)內(nèi)所示的構(gòu)成中，為了可以將保持構(gòu)件設(shè)置在前臂的上面的中央附近而將保持構(gòu)件緊靠前臂配置是比較困難的，因而有可能在導(dǎo)管和前臂之間產(chǎn)生間隙并且前臂的干涉區(qū)域變大。另外在位于保持構(gòu)件上的管線的滑動(dòng)方向與前臂的長(zhǎng)度方向的夾角較小的場(chǎng)合，當(dāng)導(dǎo)管從纏繞在前臂上的狀態(tài)返回時(shí)，會(huì)有這樣的情況由于導(dǎo)管移動(dòng)或收縮時(shí)的方向不同于在保持手端上滑動(dòng)的方向，滑動(dòng)阻力變大，導(dǎo)管通過(guò)自力無(wú)法返回。因此在歐洲專(zhuān)利第1060057號(hào)說(shuō)明書(shū)中，必須在導(dǎo)管的一部分設(shè)置彈簧等輔助要素，輔助在保持構(gòu)件上的滑動(dòng)，防止在導(dǎo)管上產(chǎn)生多余長(zhǎng)度即松弛部分。

發(fā)明內(nèi)容
故而，本發(fā)明提供一種在極力減小導(dǎo)管的干涉區(qū)域同時(shí)，即使不使用上述的彈簧等也能夠吸收導(dǎo)管的不必要的多余長(zhǎng)度的簡(jiǎn)易的構(gòu)造的管線處理裝置及具備該裝置的機(jī)器人。
為達(dá)成上述目的，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式提供了設(shè)置在具有上臂、借助于關(guān)節(jié)可動(dòng)地連接在上述上臂的前臂、可以旋轉(zhuǎn)地安裝在上述前臂的前端的手腕、在上述手腕上安裝的末端執(zhí)行器以及與上述末端執(zhí)行器連接的撓性管線的機(jī)器人中的、適應(yīng)上述機(jī)器人的動(dòng)作地支撐上述管線的管線處理裝置，該管線處理裝置具有設(shè)置在上述上臂并可以固定或扭轉(zhuǎn)地支撐上述管線的第1管線支撐部件；鄰接上述關(guān)節(jié)設(shè)置在上述前臂上，可以滑動(dòng)、繞沿該滑動(dòng)方向的軸線旋轉(zhuǎn)以及繞與該軸線垂直的軸線旋轉(zhuǎn)地保持上述管線的保持部件，與上述手腕可以一體旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在上述手腕上且可以固定或扭轉(zhuǎn)地支撐上述管線的第2管線支撐部件，而且上述第1、第2管線支撐部件以及上述保持部件配置成伴隨上述手腕的旋轉(zhuǎn)的上述管線的松弛部分在上述第1管線支撐部件和上述保持部件之間產(chǎn)生的相對(duì)位置關(guān)系。
上述保持部件最好配置在上述關(guān)節(jié)附近，由此上述管線的松弛部分便在上述關(guān)節(jié)的周?chē)a(chǎn)生。
上述管線處理裝置還可以具有減低上述前臂和上述管線之間的滑動(dòng)阻力的構(gòu)件。
減低上述滑動(dòng)阻力的構(gòu)件可以是設(shè)置在上述前臂與上述管線接觸的部位上的凸部，也可以是設(shè)置在上述管線與上述前臂的接觸的部位上的凸部。而且無(wú)論哪種場(chǎng)合上述凸部都能夠是環(huán)部件。
本發(fā)明的其他實(shí)施方式提供一種具有上述本發(fā)明的管線處理裝置的機(jī)器人。


本發(fā)明的上述或其他目的、特征及優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)參照附圖對(duì)以下的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明，可以更加明了。
圖1a及圖1b分別是包含本發(fā)明的管線處理裝置的由機(jī)器人的上臂至末端執(zhí)行器的整體構(gòu)成的俯視圖及右側(cè)視圖。
圖2A～圖2c分別是在圖1中使手腕旋轉(zhuǎn)時(shí)的俯視圖、左側(cè)視圖及右側(cè)視圖。
圖3是與圖1a類(lèi)似的圖，是表示環(huán)狀部件的其他形態(tài)的圖。
具體實(shí)施例方式
關(guān)于本發(fā)明的實(shí)施例，利用附圖進(jìn)行詳細(xì)地說(shuō)明。
圖1a及圖1b是表示包含本發(fā)明的管線處理裝置的由機(jī)器人的上臂至末端執(zhí)行器的整體構(gòu)成圖。機(jī)器人1具有上臂10、借助于關(guān)節(jié)11可動(dòng)地與上臂10連接的前臂12、可以旋轉(zhuǎn)地被安裝在前臂12上的手腕14及安裝在手腕14上的末端執(zhí)行器16。向末端執(zhí)行器16傳送的動(dòng)力和信號(hào)通過(guò)將配線以及配管等插通在撓性導(dǎo)管內(nèi)而成的管線18進(jìn)行傳送。管線18從未圖示的機(jī)器人1的底座起沿著上臂10、前臂12以及手腕部14配設(shè)，且連接到末端執(zhí)行器16上。
如圖1a以及圖1b所示，在上臂10上設(shè)置第1管線支撐部件即導(dǎo)管支撐部件20，在手腕14上設(shè)置第2管線支撐部件即導(dǎo)管支撐部件22。管線即導(dǎo)管18通過(guò)第1導(dǎo)管支撐部件20以及第2導(dǎo)管支撐部件22可以固定或扭轉(zhuǎn)地被支撐，而且在第1導(dǎo)管支撐部件20和第2導(dǎo)管部件支撐部件22之間，詳細(xì)地說(shuō)通過(guò)在接近前臂12的側(cè)方最好是靠近關(guān)節(jié)11的位置被設(shè)置的保持構(gòu)件即保持部件24，可以滑動(dòng)、繞沿該滑動(dòng)的方向的軸線旋轉(zhuǎn)以及繞與該軸線垂直的軸線旋轉(zhuǎn)地被保持。保持部件24具有例如如圖所示的環(huán)狀。保持部件24最好盡可能地接前臂12上的關(guān)節(jié)11附近的部位(也就是說(shuō)前臂12的根部附近)地設(shè)置，這樣，導(dǎo)管18與前臂12之間的間隙便能夠減小，將與外部的周邊機(jī)器等的干涉抑制在最小的限度。另外在圖1a以及圖1b所示的第1狀態(tài)(即導(dǎo)管18未纏繞在前臂12上的狀態(tài))下，如圖1b更好地表示的那樣，位于第1導(dǎo)管支撐部件20和保持構(gòu)件24之間(特別在關(guān)節(jié)11近旁)的導(dǎo)管18多少有些松弛即多余長(zhǎng)度。
圖2a～圖2c是表示手腕14旋轉(zhuǎn)的第2狀態(tài)的圖(即導(dǎo)管18纏繞在前臂12上的狀態(tài))。由于一旦手腕14旋轉(zhuǎn)，第2導(dǎo)管支撐部件22也伴隨著手腕14的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)，這樣導(dǎo)管18向末端執(zhí)行器16一側(cè)拉伸在保持構(gòu)件24多少向末端執(zhí)行器16一側(cè)滑動(dòng)，而且在纏繞在前臂12的同時(shí)在第1導(dǎo)管支撐部件20與第2導(dǎo)管支撐部件22間延伸。因此導(dǎo)管18成為盡可能地接近前臂12的狀態(tài)，與周邊機(jī)器等的干涉大大地減低。再者，此時(shí)為了使導(dǎo)管18的動(dòng)作更加圓滑，也可以在前臂12的外周面上設(shè)置如圖所示的凸部例如環(huán)狀部件26。這樣一來(lái)，能夠使導(dǎo)管18和前臂12的外周面的接觸面積為零或大幅減小，能夠使作用在纏繞在前臂12上時(shí)的導(dǎo)管18的摩擦力和滑動(dòng)阻力大大地減低。另外代替為減低導(dǎo)管18和前臂12的外周面的接觸面積的環(huán)狀部件26等凸部，也可以使用所圖3所示設(shè)置在導(dǎo)管18上而不是設(shè)置在前臂12上的與環(huán)狀部件26相同的環(huán)狀部件等的凸部26’。
相反，在手腕14由第2狀態(tài)向第1狀態(tài)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在第1導(dǎo)管支撐部件20與第2導(dǎo)管支撐部件22之間導(dǎo)管18動(dòng)作以便從前臂12解開(kāi)。在歐洲專(zhuān)利第1060057號(hào)說(shuō)明書(shū)的裝置中，因?yàn)椴痪哂邢喈?dāng)于本發(fā)明中的第2導(dǎo)管支撐部件22的部件，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)解開(kāi)的導(dǎo)管由前臂離開(kāi)垂下產(chǎn)生不需要的多余長(zhǎng)度的情況，故而有時(shí)必須使用彈簧等輔助要素吸收該多余長(zhǎng)度。但在本發(fā)明中，由于通過(guò)第2導(dǎo)管支撐部件22防止了導(dǎo)管18的下垂和由前臂12的脫離，這樣由第1狀態(tài)在保持構(gòu)件24向末端執(zhí)行器16一側(cè)些許滑動(dòng)的導(dǎo)管18的多余長(zhǎng)度部分維持在其長(zhǎng)度方向與在保持部件24滑動(dòng)的方向基本相等的狀態(tài)。因此為解開(kāi)纏繞在前臂12上的導(dǎo)管18，手腕14而進(jìn)行旋轉(zhuǎn)時(shí)，即使在上臂10上不使用彈簧等輔助要素，在保持構(gòu)件24內(nèi)的導(dǎo)管18也能夠圓滑地滑動(dòng)。這里如上所述，通過(guò)將保持構(gòu)件24配置在關(guān)節(jié)11附近，能夠使在第2狀態(tài)下的導(dǎo)管18跨越前臂12全體緊密地接觸并將干涉區(qū)域抑制在最小限度，而且，能夠使導(dǎo)管18的松弛部分產(chǎn)生在無(wú)需考慮干涉的關(guān)節(jié)11的周?chē)?，非常有利。另外，通過(guò)將保持構(gòu)件即環(huán)24預(yù)先配置成適當(dāng)?shù)慕嵌?，能夠使?dǎo)管18的動(dòng)作更加圓滑。還有，最佳的保持構(gòu)件24的角度根據(jù)導(dǎo)管18的尺寸、材質(zhì)，前臂的尺寸等而有所不同，但多數(shù)情況下，最好是保持構(gòu)件24中的導(dǎo)管18的長(zhǎng)度方向前臂12的長(zhǎng)度方向的角度為20度～70度。
上述的保持構(gòu)件24中的導(dǎo)管18向上臂一側(cè)的滑動(dòng)(即由第2狀態(tài)向第1狀態(tài)的移動(dòng))是否能夠圓滑地進(jìn)行很大程度上取決于設(shè)置手腕14上的第2導(dǎo)管支持部件22與保持部件24之間的距離L(參照?qǐng)D1b)。因此，在前臂12較長(zhǎng)的情況下，如圖1a和圖2a所示，最好借助于安裝在手腕14上的適當(dāng)?shù)耐屑?8，將第2導(dǎo)管支撐部件22設(shè)置在從手腕14多少靠近前臂12的位置，并且根據(jù)導(dǎo)管18的尺寸、材質(zhì)等，將距離L縮短成適當(dāng)?shù)木嚯x。
采用本發(fā)明能夠獲得這樣的效果伴隨著手腕的旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的管線的多余長(zhǎng)度即松弛部分產(chǎn)生在第1管線支撐部件和保持部件之間，而不產(chǎn)生在容易形成與外部相干擾的問(wèn)題的前臂的周?chē)?br> 參照為了便于說(shuō)明而選定的特定的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說(shuō)明，但是無(wú)庸置疑，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)從員來(lái)說(shuō)，只要不脫離本發(fā)明的基本概念以及范圍，可以進(jìn)行多種變更。
權(quán)利要求
1.一種管線處理裝置，設(shè)置在具有上臂(10)、借助關(guān)節(jié)(11)可動(dòng)地連接在上述上臂(10)上的前臂(12)、可以旋轉(zhuǎn)地安裝在上述前臂(12)的前端上的手腕(14)、安裝在上述手腕(14)上的末端執(zhí)行器(16)以及與上述末端執(zhí)行器(16)連接的撓性管線(18)的機(jī)器人中的、適應(yīng)上述機(jī)器人(1)的動(dòng)作地支撐上述管線(18)，其特征在于，具有設(shè)置在上述上臂(10)上，可以固定或扭轉(zhuǎn)地支撐上述管線(18)的第1管線支撐部件(20)；鄰接上述關(guān)節(jié)(11)地設(shè)置在上述前臂(12)上，可以滑動(dòng)、繞沿該滑動(dòng)方向的軸線可以旋轉(zhuǎn)以及繞與該軸線垂直的軸線可以旋轉(zhuǎn)地保持上述管線(18)的保持部件(24)；與上述手腕(14)可以一體旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在上述手腕上，可以固定或扭轉(zhuǎn)地支撐上述管線(18)的第2管線支撐部件(22)，上述第1和第2管線支撐部件(20、22)以及上述保持部件(24)配置成伴隨上述手腕(14)的旋轉(zhuǎn)的上述管線(18)的松弛部分在上述第1管線支撐部件(20)和上述保持部件(24)之間產(chǎn)生的相對(duì)位置關(guān)系。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管線處理裝置，其特征在于，上述保持部件(24)配置在上述關(guān)節(jié)(11)的附近，由此上述管線(18)的松弛部分在上述關(guān)節(jié)(11)的周?chē)a(chǎn)生。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管線處理裝置，其特征在于，還具有減低上述前臂(12)和上述管線(18)之間的滑動(dòng)阻力的構(gòu)件(26；26’)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的管線處理裝置，其特征在于，減低上述滑動(dòng)阻力的構(gòu)件(26)是設(shè)置在上述前臂(12)與上述管線(18)接觸的部位上的凸部(26)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的管線處理裝置，其特征在于，上述凸部(26)是環(huán)部件(26)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的管線處理裝置，其特征在于，減低上述滑動(dòng)阻力的構(gòu)件(26’)是設(shè)置在上述管線(18)與上述前臂(12)接觸的部位上的凸部(26’)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的管線處理裝置，其特征在于，上述凸部(26’)是環(huán)部件(26’)。
8.一種機(jī)器人，其特征在于，具備根據(jù)權(quán)利要求1～7中任何一項(xiàng)所述的管線處理裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在極力減小導(dǎo)管的干涉區(qū)域的同時(shí)，即使不使用輔助裝置也能夠吸收導(dǎo)管的不必要的多余長(zhǎng)度的簡(jiǎn)易的構(gòu)造的管線引導(dǎo)裝置以及具備該裝置的機(jī)器人。在上臂上設(shè)置第1導(dǎo)管支撐部件，在手腕上設(shè)置第2導(dǎo)管支撐部件。導(dǎo)管通過(guò)第1導(dǎo)管支撐部件以及第2導(dǎo)管支撐部件支撐可以固定和扭轉(zhuǎn)地被支撐，而且在兩導(dǎo)管支撐部件之間，詳細(xì)地說(shuō)通過(guò)配置在前臂側(cè)方附近的保持構(gòu)件，可以滑動(dòng)、繞沿著該滑動(dòng)方向的軸線旋轉(zhuǎn)以及繞與該軸線垂直的軸線旋轉(zhuǎn)地被保持。由于保持構(gòu)件被盡量靠近前臂地設(shè)置，所以導(dǎo)管和前腕的間隙能夠變小，并且能夠?qū)⑴c外部的周邊機(jī)器等的干涉抑制成最小限度。
文檔編號(hào)B25J19/00GK1781680SQ20051012433
公開(kāi)日2006年6月7日 申請(qǐng)日期2005年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月29日
發(fā)明者木戶岡昭夫, 森岡昌宏 申請(qǐng)人:發(fā)那科株式會(huì)社