專利名稱：多關(guān)節(jié)機(jī)械手的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種具有多個(gè)臂體和自由旋轉(zhuǎn)地連接各臂體的關(guān)節(jié) 部的多關(guān)節(jié)機(jī)械手，尤其涉及到一種其關(guān)節(jié)部由使相鄰的兩個(gè)臂體同 軸自由旋轉(zhuǎn)地連接的同軸關(guān)節(jié)部、和使一個(gè)臂體相對(duì)于另一個(gè)臂體自 由旋轉(zhuǎn)地連接的直交關(guān)節(jié)部構(gòu)成的多關(guān)節(jié)機(jī)械手。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的可直立的機(jī)械手可折疊斜交關(guān)節(jié)，即使在狹小的空間內(nèi)也 可配置機(jī)械手。為了中空地實(shí)現(xiàn)斜交關(guān)節(jié)，具有中空形狀的波動(dòng)齒輪 減速機(jī)械(參照專利文獻(xiàn)l)。并且為了驅(qū)動(dòng)斜交關(guān)節(jié)，到減速機(jī)械的 電機(jī)旋轉(zhuǎn)軸與關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)軸平行時(shí)通過(guò)正齒輪傳送傳遞、傾斜時(shí)通過(guò)錐齒輪傳送(參照專利文獻(xiàn)2)。圖4是表示專利文獻(xiàn)1的機(jī)械手的圖。在圖4中，20是多關(guān)節(jié)機(jī) 械手，Cl是第l臂體，C2是第2臂體，C3是第3臂體，C4是第4臂 體，C5是第5臂體，C6是第6臂體。各臂體繞分別成45度角傾斜的 旋轉(zhuǎn)軸線自由旋轉(zhuǎn)地連接。多關(guān)節(jié)機(jī)械手20通過(guò)旋轉(zhuǎn)各臂體C1 C6， 可改變第6臂體C6上設(shè)置的未圖示的手指裝置的位置及姿勢(shì)。使第1 臂體Cl和第2臂體C2、第2臂體C2和第3臂體C3、第3臂體C3和 第4臂體C4、第5臂體C5和第6臂體C6分別從彼此彎曲90度的姿 勢(shì)開(kāi)始，使第3臂體C3相對(duì)于第2臂體C2旋轉(zhuǎn)、并使第4臂體C4 相對(duì)于第3臂體C3旋轉(zhuǎn)，從而可使第6臂體C6的位置在橫向方向Y 遠(yuǎn)離第1臂體C1、并在高度方向Z變小。這樣一來(lái)，在保持第6臂體 C6的姿勢(shì)、第6臂體C6和基臺(tái)21的縱向方向Z的距離較短的狀態(tài)下， 使第6臂體C6向橫向方向Y移動(dòng)。因此，現(xiàn)有的機(jī)械手折疊斜交關(guān)節(jié)， 即使在狹小的空間下也可配置機(jī)械手。并且，圖5是表示專利文獻(xiàn)2中的機(jī)器人的關(guān)節(jié)機(jī)械的圖。在圖5中，電機(jī)12的旋轉(zhuǎn)通過(guò)錐齒輪40、 42驅(qū)動(dòng)斜交關(guān)節(jié)6。因此，現(xiàn)有的 機(jī)械手的斜交關(guān)節(jié)通過(guò)齒輪裝置驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)。專利文獻(xiàn)l:日本特開(kāi)2004—148449號(hào)公報(bào) 專利文獻(xiàn)2:日本特開(kāi)2003 — 025269號(hào)公報(bào)發(fā)明內(nèi)容但是，專利文獻(xiàn)1這樣的現(xiàn)有的可直立的機(jī)械手是斜交關(guān)節(jié)，與 具有一般的直交關(guān)節(jié)的生產(chǎn)用機(jī)器人相比，軸動(dòng)作不同，當(dāng)以和現(xiàn)有 的具有一般的直交關(guān)節(jié)的生產(chǎn)用機(jī)器人相同的移動(dòng)軸和移動(dòng)量進(jìn)行軸 操作時(shí)，會(huì)向計(jì)劃外的方向動(dòng)作，存在示教時(shí)間延長(zhǎng)的問(wèn)題。并且，如專利文獻(xiàn)2所示，為了實(shí)現(xiàn)斜交關(guān)節(jié)而使用齒輪，但提 高旋轉(zhuǎn)次數(shù)時(shí)動(dòng)作音上升，存在無(wú)法提高機(jī)器人動(dòng)作速度的問(wèn)題。進(jìn) 一步，由于電機(jī)和驅(qū)動(dòng)部通過(guò)齒輪結(jié)合，因此難于減小臂部并設(shè)置在 狹小的空間內(nèi)。并且，在專利文獻(xiàn)2的構(gòu)造中，臂部外皮的圓筒部件 和關(guān)節(jié)部之間需要設(shè)置電機(jī)(電機(jī)12的位置)，因此無(wú)法使臂部外徑 變細(xì)。并且，在關(guān)節(jié)部的中空部出于應(yīng)用方面而設(shè)置多個(gè)需要的線狀 體時(shí)，設(shè)置電機(jī)的空間進(jìn)一步變小，無(wú)法采用高輸出的電機(jī)，存在機(jī) 器人的動(dòng)作速度、可搬運(yùn)質(zhì)量無(wú)法提高的問(wèn)題。相反，如果設(shè)置高輸 出的電機(jī)，則臂部外形變大，且無(wú)法確保中空直徑，存在無(wú)法設(shè)置應(yīng) 用電纜的問(wèn)題。本發(fā)明鑒于以上問(wèn)題而產(chǎn)生，其目的在于提供一種可使示教方法 簡(jiǎn)單化，并提高臂部動(dòng)作速度、可在狹小空間內(nèi)搭載重物的機(jī)械手。為了解決上述課題，本發(fā)明具有以下構(gòu)成。技術(shù)方案1所述的發(fā)明是一種多關(guān)節(jié)機(jī)械手，具有大致串聯(lián)設(shè) 置的多個(gè)臂體；以及關(guān)節(jié)部，將上述多個(gè)臂體中相鄰的兩個(gè)臂體自由 旋轉(zhuǎn)地連接，其中，相鄰的上述關(guān)節(jié)部的旋轉(zhuǎn)軸之間彼此以直角交叉 設(shè)置，即，不象現(xiàn)有的一般的6軸多關(guān)節(jié)機(jī)器人那樣構(gòu)成為6軸中的 一部分相鄰關(guān)節(jié)部的旋轉(zhuǎn)軸朝向相同的方向。技術(shù)方案2所述的發(fā)明是一種多關(guān)節(jié)機(jī)械手，具有大致串聯(lián)設(shè) 置的多個(gè)臂體；以及關(guān)節(jié)部，將上述多個(gè)臂體中相鄰的兩個(gè)臂體自由 旋轉(zhuǎn)地連接，其中，相鄰的上述關(guān)節(jié)部的旋轉(zhuǎn)軸之間在同一平面上彼 此以直角交叉設(shè)置，即，可使多個(gè)臂體旋轉(zhuǎn)的關(guān)節(jié)部的旋轉(zhuǎn)軸全部在 同一平面上排列。技術(shù)方案3的發(fā)明是技術(shù)方案1或2所述的多關(guān)節(jié)機(jī)械手，其中，上述關(guān)節(jié)部通過(guò)伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸和減速機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸同軸地連接的致 動(dòng)器自由旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)上述臂體，不象現(xiàn)有的關(guān)節(jié)部那樣在減速機(jī)和伺 服電機(jī)之間具有齒輪等傳送機(jī)構(gòu)。技術(shù)方案4所述的發(fā)明是根據(jù)技術(shù)方案3所述的多關(guān)節(jié)機(jī)械手， 其中，上述伺服電機(jī)和上述減速機(jī)由一體形成的致動(dòng)器構(gòu)成，其結(jié)構(gòu) 采用了伺服電機(jī)和減速機(jī)一體形成的致動(dòng)器。技術(shù)方案5所述的發(fā)明是根據(jù)技術(shù)方案3或4所述的多關(guān)節(jié)機(jī)械 手，其中，上述致動(dòng)器在上述伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸和上述減速機(jī)的旋轉(zhuǎn) 軸中，形成中空孔，在伺服電機(jī)和減速機(jī)各自的旋轉(zhuǎn)軸上形成軸向貫 通的中空孔，作為具有在致動(dòng)器的軸向上貫通的貫通孔的致動(dòng)器。技術(shù)方案6所述的發(fā)明是根據(jù)技術(shù)方案5所述的多關(guān)節(jié)機(jī)械手， 其中，線狀體被插入到上述中空孔中，依次通過(guò)上述多個(gè)臂體及上述 關(guān)節(jié)部地設(shè)置，電纜等線狀體并未纏繞在多關(guān)節(jié)機(jī)械手的外部(環(huán)繞 外部)，而是插入到臂體的內(nèi)部的中空孔中。技術(shù)方案7所述的發(fā)明是根據(jù)技術(shù)方案6所述的多關(guān)節(jié)機(jī)械手， 其中，上述線狀體是上述伺服電機(jī)的動(dòng)力線及信號(hào)線，線狀體包括構(gòu) 成關(guān)節(jié)部的伺服電機(jī)所需的動(dòng)力線及信號(hào)線。技術(shù)方案8所述的發(fā)明是根據(jù)技術(shù)方案6所述的多關(guān)節(jié)機(jī)械手，其中，上述線狀體是與上述多個(gè)臂體的前端連接的終端受動(dòng)器的動(dòng)力 線、信號(hào)線及流體用管，線狀體包括與臂部的前端連接的終端受動(dòng)器 用的動(dòng)力線、信號(hào)線及流體用管。技術(shù)方案9的發(fā)明是根據(jù)技術(shù)方案7或8所述的多關(guān)節(jié)機(jī)械手， 其中，在上述多個(gè)臂體的一端設(shè)置固定在設(shè)有多關(guān)節(jié)機(jī)械手的設(shè)置面 上的基體，在該基體上設(shè)有上述線狀體中繼的面板，線狀體與基體的 中繼面板連接，通過(guò)中繼面板連接到機(jī)械手的控制器、流體的流體源 等。技術(shù)方案10所述的發(fā)明是根據(jù)技術(shù)方案6所述的多關(guān)節(jié)機(jī)械手， 其中，上述線狀體在上述多個(gè)臂體的內(nèi)部在至少一處通過(guò)連接器可連 接或脫離地連接，線狀體在臂體內(nèi)部任意的位置上通過(guò)連接器可裝卸 地連接。技術(shù)方案11所述的發(fā)明是根據(jù)技術(shù)方案io所述的多關(guān)節(jié)機(jī)械手， 其中，上述線狀體在上述中空孔的前后由上述連接器可連接或脫離地 連接，從中空孔伸出的線狀體在該中空孔的前后可通過(guò)連接器裝卸。技術(shù)方案12所述的發(fā)明是一種多關(guān)節(jié)機(jī)械手，具有串聯(lián)設(shè)置的 多個(gè)臂體；以及關(guān)節(jié)部，將上述多個(gè)臂體中相鄰的兩個(gè)臂體自由旋轉(zhuǎn) 地連接，其中，在上述串聯(lián)設(shè)置的多個(gè)臂體的一端，連接有固定在設(shè) 有上述多關(guān)節(jié)機(jī)械手的設(shè)置面上的基體，上述多個(gè)臂體的一端由該基 體可旋轉(zhuǎn)地支持，上述多個(gè)臂體設(shè)置成相鄰的上述關(guān)節(jié)部的旋轉(zhuǎn)軸之間在同一平面上彼此直角交叉，上述多個(gè)臂體相對(duì)于上述設(shè)置面全部 為直立狀態(tài)時(shí)，上述彼此直角交叉的旋轉(zhuǎn)軸的組中，構(gòu)成相對(duì)于上述 設(shè)置面平行的軸的各致動(dòng)器的位置設(shè)置在相對(duì)于上述設(shè)置面平行的軸 正前方的軸通過(guò)該致動(dòng)器的長(zhǎng)度的大致中央附近的位置，設(shè)置在設(shè)置 面上固定的基體，使多個(gè)臂體的一端自由旋轉(zhuǎn)地連接到該基體，并且 使多個(gè)臂體分別自由旋轉(zhuǎn)地連接的關(guān)節(jié)部的旋轉(zhuǎn)軸彼此直角交叉地構(gòu) 成，使多個(gè)臂體旋轉(zhuǎn)的關(guān)節(jié)部的旋轉(zhuǎn)軸全部可在同一平面上排列，因 此多個(gè)臂體相對(duì)于設(shè)置面全部直立的狀態(tài)下，使驅(qū)動(dòng)相對(duì)于設(shè)置面平 行的旋轉(zhuǎn)軸的致動(dòng)器的位置設(shè)置在與該旋轉(zhuǎn)軸相鄰的旋轉(zhuǎn)軸(正前方 的軸)虛擬地貫通該致動(dòng)器的大致中央的位置。技術(shù)方案13所述的發(fā)明是根據(jù)技術(shù)方案12所述的多關(guān)節(jié)機(jī)械手， 其中，上述關(guān)節(jié)部通過(guò)伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸和減速機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸同軸地連 接的致動(dòng)器自由旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)上述臂體，不象現(xiàn)有的關(guān)節(jié)部那樣在減速 機(jī)和伺服電機(jī)之間不有齒輪等傳送機(jī)構(gòu)。技術(shù)方案14所述的發(fā)明是根據(jù)技術(shù)方案13所述的多關(guān)節(jié)機(jī)械手， 其中，上述伺服電機(jī)和上述減速機(jī)由一體形成的致動(dòng)器構(gòu)成，其構(gòu)成 采用伺服電機(jī)和減速機(jī)一體形成的致動(dòng)器。技術(shù)方案15所述的發(fā)明是根據(jù)技術(shù)方案13或14所述的多關(guān)節(jié)機(jī) 械手，其中，上述致動(dòng)器在上述伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸和上述減速機(jī)的旋 轉(zhuǎn)軸上形成中空孔，在伺服電機(jī)和減速機(jī)各自的旋轉(zhuǎn)軸上形成軸向貫 通的中空孔，作為具有在致動(dòng)器的軸向上貫通的貫通孔的致動(dòng)器。技術(shù)方案16所述的發(fā)明是根據(jù)技術(shù)方案所述的多關(guān)節(jié)機(jī)械手，其 中，線狀體被插入到上述中空孔中，依次通過(guò)上述多個(gè)臂體及上述關(guān) 節(jié)部地設(shè)置，電纜等線狀體并未纏繞在多關(guān)節(jié)機(jī)械手的外部(環(huán)繞外 部)，而是插入到臂體的內(nèi)部的中空孔中。技術(shù)方案17所述的發(fā)明是根據(jù)技術(shù)方案16所述的多關(guān)節(jié)機(jī)械手， 其中，上述線狀體是上述伺服電機(jī)的動(dòng)力線及信號(hào)線，線狀體包括構(gòu) 成關(guān)節(jié)部的伺服電機(jī)所需的動(dòng)力線及信號(hào)線。技術(shù)方案18所述的發(fā)明是根據(jù)技術(shù)方案16所述的多關(guān)節(jié)機(jī)械手，其中，上述線狀體是與上述多個(gè)臂體的前端連接的終端受動(dòng)器的動(dòng)力 線、信號(hào)線及流體用管，線狀體包括與臂部的前端連接的終端受動(dòng)器 用的動(dòng)力線、信號(hào)線及流體用管。技術(shù)方案19所述的發(fā)明是根據(jù)技術(shù)方案17或18所述的多關(guān)節(jié)機(jī) 械手，其中，在上述基體上設(shè)有上述線狀體中繼的面板，線狀體與基 體的中繼面板連接，通過(guò)中繼面板連接到機(jī)械手的控制器、流體的流 體源等。技術(shù)方案20所述的發(fā)明是根據(jù)技術(shù)方案16所述的多關(guān)節(jié)機(jī)械手， 其中，上述線狀體在上述多個(gè)臂體的內(nèi)部在至少一處通過(guò)連接器可連 接或脫離地連接，線狀體在臂體內(nèi)部任意的位置上通過(guò)連接器可裝卸 地連接。技術(shù)方案21所述的發(fā)明是根據(jù)技術(shù)方案16所述的多關(guān)節(jié)機(jī)械手， 其中，上述線狀體在上述中空孔的前后由上述連接器可連接或脫離地 連接，從中空孔伸出的線狀體在該中空孔的前后可通過(guò)連接器裝卸。技術(shù)方案22所述的發(fā)明是根據(jù)技術(shù)方案16所述的多關(guān)節(jié)機(jī)械手， 其中，在分別構(gòu)成相對(duì)于上述設(shè)置面平行的一組的旋轉(zhuǎn)軸的致動(dòng)器的 中空孔中，上述線狀體在插入的上述中空孔的前后由夾持部件彎曲固 定，并且由上述夾持部件以使得距相對(duì)于上述設(shè)置面平行的軸正前方 的軸的、上述彎曲的部分的突出距離在上述中空孔的前后大致相等的 方式固定，線狀體在相對(duì)設(shè)置面平行的旋轉(zhuǎn)軸的致動(dòng)器的中空孔的前 后，朝向與該旋轉(zhuǎn)軸相鄰的旋轉(zhuǎn)軸的致動(dòng)器地彎曲并被夾持，從該中空孔的前后突出的該彎曲部分距相鄰的旋轉(zhuǎn)軸的距離和距相鄰的旋轉(zhuǎn) 軸的距離相等。技術(shù)方案23所述發(fā)明是根據(jù)技術(shù)方案22所述的多關(guān)節(jié)機(jī)械手，其中，上述多個(gè)臂體的各個(gè)下部與驅(qū)動(dòng)上述相鄰的關(guān)節(jié)部正前方的旋 轉(zhuǎn)軸的致動(dòng)器連接，其內(nèi)部空間內(nèi)包從上述正前方的旋轉(zhuǎn)軸暫時(shí)離開(kāi) 地彎折的、上述線狀體的彎曲部分，其上部保持有驅(qū)動(dòng)上述相鄰的關(guān) 節(jié)部正后方的旋轉(zhuǎn)軸的致動(dòng)器，通過(guò)使臂體的形狀為彎折形狀，可進(jìn) 一步減小機(jī)械手的寬。技術(shù)方案24所述發(fā)明是根據(jù)技術(shù)方案22所述的多關(guān)節(jié)機(jī)械手， 其中，上述多個(gè)臂體分別是可分離為內(nèi)包上述關(guān)節(jié)部的剛體部分、及 內(nèi)包上述線狀體的彎曲部分的蓋子部分的構(gòu)造，上述蓋子部分由比上 述剛體部分的材料輕的樹(shù)脂性材料形成，將不影響各臂體強(qiáng)度的部分、 即覆蓋線狀體的彎曲部分的部分作為蓋子部，與需要具有內(nèi)包關(guān)節(jié)部 等的強(qiáng)度的剛體部分離，用比剛體部分輕的樹(shù)脂性材料形成蓋子部分。技術(shù)方案25所述發(fā)明是根據(jù)技術(shù)方案1或2或13或14所述的多 關(guān)節(jié)機(jī)械手，其中，上述多個(gè)臂體由第1至第6的6個(gè)臂體構(gòu)成，上 述關(guān)節(jié)部由伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸和減速機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸同軸地連接的致動(dòng)器 構(gòu)成，上述第1臂體的一端與固定在設(shè)有上述多關(guān)節(jié)機(jī)械手的設(shè)置面 上的基體連接，并且上述第1臂體通過(guò)上述基體上設(shè)置的第1致動(dòng)器 旋轉(zhuǎn)，上述第2臂體的一端與上述第1臂體的另一端連接，并且通過(guò) 上述第1臂體上設(shè)置的第2致動(dòng)器旋轉(zhuǎn)，上述第3臂體的一端與上述 第2臂體的另一端連接，并且通過(guò)上述第2臂體上設(shè)置的第3致動(dòng)器 旋轉(zhuǎn)，上述第4臂體的一端與上述第3臂體的另一端連接，并且通過(guò) 上述第3臂體上設(shè)置的第4致動(dòng)器旋轉(zhuǎn)，上述第5臂體的一端與上述 第4臂體的另一端連接，并且通過(guò)上述第4臂體上設(shè)置的第5致動(dòng)器 旋轉(zhuǎn)，上述第6臂體的一端與上述第5臂體的另一端連接，并且通過(guò) 上述第5臂體上設(shè)置的第6致動(dòng)器旋轉(zhuǎn)，上述第6臂體的另一端上設(shè)有第7致動(dòng)器，在該第7致動(dòng)器的減速機(jī)輸出軸上設(shè)有安裝了終端受 動(dòng)器的機(jī)構(gòu)，將該多關(guān)節(jié)機(jī)械手構(gòu)成為所謂7軸機(jī)械手，該7軸彼此 正交地構(gòu)成，并且安裝有終端受動(dòng)器。技術(shù)方案26所述發(fā)明是根據(jù)技術(shù)方案25所述的多關(guān)節(jié)機(jī)械手， 其中，在上述第1至第7致動(dòng)器中，從上述第1致動(dòng)器開(kāi)始，使致動(dòng) 器的形狀及容量依次變小地構(gòu)成，相對(duì)于設(shè)置面越靠近前端，致動(dòng)器 越小。技術(shù)方案27所述發(fā)明是根據(jù)技術(shù)方案25所述的多關(guān)節(jié)機(jī)械手， 其中，在上述第1至第7致動(dòng)器中，使上述第1和上述第2、上述第3 和上述第4、上述第5和上述第6及上述第7各自的致動(dòng)器為同一形狀、 同一容量，盡量使這些致動(dòng)器可通用。技術(shù)方案28所述發(fā)明是根據(jù)技術(shù)方案25所述的多關(guān)節(jié)機(jī)械手， 其中，使上述第4和上述第6致動(dòng)器的旋轉(zhuǎn)軸的間隔小于上述第2和 上述第4致動(dòng)器的旋轉(zhuǎn)軸的間隔，靠近前端的臂體以更小的間隔構(gòu)成。技術(shù)方案29的發(fā)明是一種機(jī)器人系統(tǒng)，其中，具有控制技術(shù)方案 1或2或12所述的多關(guān)節(jié)機(jī)械手的控制器，機(jī)械手和控制器以1對(duì)1 的組合構(gòu)成。技術(shù)方案30所述發(fā)明是根據(jù)技術(shù)方案1或2或12所述的多關(guān)節(jié) 機(jī)械手，其中，在上述多個(gè)臂體的前端搭載焊接用焊槍及噴射器、涂 裝用的涂裝噴射器、搬運(yùn)用的手、密封用的噴射器中的任意一個(gè)，在 臂體的前端具有可適用該機(jī)械手動(dòng)作的工件的終端受動(dòng)器。技術(shù)方案31所述發(fā)明是一種雙臂多關(guān)節(jié)機(jī)械手，其中，兩個(gè)技術(shù) 方案1或2或12所述的多關(guān)節(jié)機(jī)械手設(shè)置在共同的基體上，g卩，構(gòu)成 所謂人型機(jī)械手。技術(shù)方案32所述發(fā)明是根據(jù)技術(shù)方案31所述的雙臂多關(guān)節(jié)機(jī)械 手，其中，上述基體中內(nèi)置控制上述兩個(gè)多關(guān)節(jié)機(jī)械手的控制器，通 過(guò)筐體所具有的一臺(tái)共用的控制器，控制兩個(gè)該多關(guān)節(jié)機(jī)械手。
發(fā)明效果
根據(jù)技術(shù)方案1所述發(fā)明，由于具有大致串聯(lián)設(shè)置的多個(gè)臂體、 自由旋轉(zhuǎn)地連接相鄰的兩個(gè)上述臂體的關(guān)節(jié)部、及相鄰的上述關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)軸傾斜90度的上述關(guān)節(jié)部，因此可使機(jī)器人示教方法簡(jiǎn)化。
根據(jù)技術(shù)方案2所述發(fā)明，相鄰的關(guān)節(jié)部的旋轉(zhuǎn)軸之間在同一平面上彼此直角交叉設(shè)置，因此關(guān)節(jié)部的旋轉(zhuǎn)軸可全部在同一平面上排 列，臂體可大致直線狀排列地運(yùn)轉(zhuǎn)，即使是狹小的場(chǎng)所內(nèi)也可設(shè)置。 并且，可以根據(jù)需要使機(jī)器人在高度方向變低。并且，可高速動(dòng)作， 可搬運(yùn)質(zhì)量大。
根據(jù)技術(shù)方案3所述發(fā)明，不象現(xiàn)有技術(shù)那樣在減速機(jī)和伺服電 機(jī)之間具有齒輪等傳送機(jī)構(gòu)，因此可降低齒輪部分的噪音，并無(wú)需這一部分的空間。
根據(jù)技術(shù)方案4所述發(fā)明，致動(dòng)器在關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)軸方向上緊湊地、 扁平地形成，因此可減小臂部大小，可作為一個(gè)整體設(shè)置在更狹小的空間。
根據(jù)技術(shù)方案5及6所述發(fā)明，電纜等線狀體可通過(guò)中空孔，因 此無(wú)需將電纜等纏繞到機(jī)械手臂部的外部，從而可減少周圍物體與線 狀體干擾的危險(xiǎn)，線狀體斷線的可能性也降低。
根據(jù)技術(shù)方案7所述發(fā)明，機(jī)械手自身所需的電機(jī)的電線等電纜 也纏繞在臂體內(nèi)部，并且這些電纜通過(guò)旋轉(zhuǎn)軸的中心，因此相對(duì)于在遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)軸的位置進(jìn)行纏繞的情況，電纜的彎曲較小，斷線的可能性 也降低。根據(jù)技術(shù)方案8所述發(fā)明，與臂體前端連接的終端受動(dòng)器用的動(dòng) 力線等也放在機(jī)械手內(nèi)部，因此也減少與機(jī)械手周圍裝置干擾的危險(xiǎn)。根據(jù)技術(shù)方案9所述發(fā)明，線狀體通過(guò)基體的中繼面板與控制器 等連接，因此例如作為涂裝機(jī)器人使用時(shí)，無(wú)論在危險(xiǎn)氣氛的涂裝區(qū) 域上設(shè)置機(jī)械手，還是控制器設(shè)置在遠(yuǎn)離危險(xiǎn)氣氛的非危險(xiǎn)氣氛中時(shí)， 均可輕易地構(gòu)成。根據(jù)技術(shù)方案10所述發(fā)明，在臂體內(nèi)部的任意位置可分離線狀體， 因此例如維護(hù)時(shí)只要在必要處分離即可，可使作業(yè)變得容易。根據(jù)技術(shù)方案ll所述發(fā)明，可在中空孔的前后分離線狀體，因此 即使連接器是無(wú)法通過(guò)中空孔的大小，也可通過(guò)分割線狀體而容易地 分離致動(dòng)器、臂體。并且，中空部的大小僅考慮線狀體占有的截面直 徑即可，不取決于連接器尺寸，可設(shè)置最大限度的電纜根數(shù)。根據(jù)技術(shù)方案12所述發(fā)明，相對(duì)設(shè)置面平行的旋轉(zhuǎn)軸的致動(dòng)器設(shè)置在相對(duì)于相鄰旋轉(zhuǎn)軸(即相對(duì)于設(shè)置面垂直的軸)位于大致中央的 位置，因此相對(duì)設(shè)置面平行的旋轉(zhuǎn)軸的致動(dòng)器的部分即使通過(guò)相鄰的 旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，也可減小旋轉(zhuǎn)時(shí)的旋轉(zhuǎn)直徑。根據(jù)技術(shù)方案13所述發(fā)明，除了技術(shù)方案12的發(fā)明效果外，臂 體還可以相對(duì)于設(shè)置面大致直線狀排列地動(dòng)作，在該狀態(tài)下可將相對(duì) 于基體面一體旋轉(zhuǎn)臂體時(shí)的旋轉(zhuǎn)直徑、即機(jī)械手的最小旋轉(zhuǎn)直徑抑制 得較小。根據(jù)技術(shù)方案14所述發(fā)明，不象現(xiàn)有的關(guān)節(jié)部那樣在減速機(jī)和伺服電機(jī)之間具有齒輪等傳送機(jī)構(gòu)，因此可降低齒輪部分的噪音，并無(wú) 需這一部分的空間。根據(jù)技術(shù)方案15所述發(fā)明，致動(dòng)器在關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)軸方向上緊湊地、 扁平地形成，因此可減小臂部大小，可作為一個(gè)整體設(shè)置在更狹小的 空間。根據(jù)技術(shù)方案16所述發(fā)明，電纜等線狀體可通過(guò)中空孔，因此無(wú) 需將電纜等纏繞到機(jī)械手臂部的外部，從而可減少周圍物體與線狀體 干擾的危險(xiǎn)，線狀體斷線的可能性也降低。根據(jù)技術(shù)方案17所述發(fā)明，電纜等線狀體可通過(guò)中空孔，因此無(wú)需將電纜等纏繞到機(jī)械手臂部的外部，從而可減少周圍物體與線狀體 干擾的危險(xiǎn)，線狀體斷線的可能性也降低。根據(jù)技術(shù)方案18所述發(fā)明，機(jī)械手自身所需的電機(jī)的電線等電纜 也纏繞在臂體內(nèi)部，并且這些電纜通過(guò)旋轉(zhuǎn)軸的中心，因此相對(duì)于在 遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)軸的位置進(jìn)行纏繞，電纜的彎曲較小，斷線的可能性也降低。根據(jù)技術(shù)方案19所述發(fā)明，與臂體前端連接的終端受動(dòng)器用的動(dòng) 力線等也放在機(jī)械手內(nèi)部，因此也減少與機(jī)械手周圍裝置干擾的危險(xiǎn)。根據(jù)技術(shù)方案20所述發(fā)明，線狀體通過(guò)基體的中繼面板與控制器 等連接，因此例如作為涂裝機(jī)器人使用時(shí)，無(wú)論在危險(xiǎn)氣氛的涂裝區(qū) 域上設(shè)置機(jī)械手，還是控制器設(shè)置在遠(yuǎn)離危險(xiǎn)氣氛的非危險(xiǎn)氣氛中時(shí)， 均可輕易地構(gòu)成。根據(jù)技術(shù)方案21所述發(fā)明，可在臂體內(nèi)部的任意位置分離線狀體， 因此例如維護(hù)時(shí)只要在必要處分離即可，可使作業(yè)變得容易。根據(jù)技術(shù)方案22所述發(fā)明，可在中空孔的前后分離線狀體，因此 即使連接器是無(wú)法通過(guò)中空孔的大小，也可通過(guò)分割線狀體來(lái)容易地 分離致動(dòng)器、臂體。并且，中空部的大小僅考慮線狀體占有的截面直 徑即可，不取決于連接器尺寸，可設(shè)置最大限度的電纜根數(shù)。根據(jù)技術(shù)方案23所述發(fā)明，通過(guò)了相對(duì)于設(shè)置面平行的旋轉(zhuǎn)軸的 中空孔的線狀體的彎曲部分距與其旋轉(zhuǎn)軸相鄰的旋轉(zhuǎn)軸的距離，也在 中空孔的前后基本相等，因此可進(jìn)一步減小所需的旋轉(zhuǎn)直徑。根據(jù)技術(shù)方案24所述發(fā)明，將不大幅影響各臂體強(qiáng)度的部分作為其他配件，進(jìn)一步使用樹(shù)脂性材料使其輕型化，因此減輕了對(duì)致動(dòng)器 的負(fù)荷，致動(dòng)器可使用小容量的裝置，從而將機(jī)械手整體設(shè)計(jì)得較小。根據(jù)技術(shù)方案25所述發(fā)明，通過(guò)使機(jī)械手的軸數(shù)為7軸，在三維 空間內(nèi)成為向已足夠使用的6軸機(jī)械手加上了冗長(zhǎng)軸的軸數(shù)，因此可 構(gòu)成在狹小空間內(nèi)也可進(jìn)行工作的機(jī)械手。根據(jù)技術(shù)方案26所述發(fā)明，隨著靠近前端，致動(dòng)器容量及形狀逐 漸變小，從而可使前端一側(cè)的臂體設(shè)計(jì)得較小，這樣一來(lái)，機(jī)械手的 前端一側(cè)可進(jìn)入到更狹小的空間。根據(jù)技術(shù)方案27所述發(fā)明，盡量實(shí)現(xiàn)了致動(dòng)器的共用，因此可減 少致動(dòng)器的成本，制造時(shí)也較為簡(jiǎn)單。根據(jù)技術(shù)方案28所述發(fā)明，可使前端一側(cè)的臂體進(jìn)一步設(shè)計(jì)得較 小，從而使機(jī)械手的前端一側(cè)可進(jìn)入到更狹小的空間。根據(jù)技術(shù)方案31所述發(fā)明，通過(guò)形成所謂人型構(gòu)造，可實(shí)現(xiàn)接近 人類的作業(yè)狀態(tài)。根據(jù)技術(shù)方案32所述發(fā)明，可使兩個(gè)機(jī)械手協(xié)調(diào)動(dòng)作。


圖1是表示本發(fā)明的第1實(shí)施例的機(jī)械手裝置的側(cè)向剖視圖。 圖2是表示本發(fā)明的機(jī)械手的動(dòng)作的透視圖。圖3是表示本發(fā)明的機(jī)械手的動(dòng)作的透視圖。 圖4是現(xiàn)有的機(jī)械手裝置的外觀圖。 圖5是現(xiàn)有的機(jī)械手裝置的關(guān)節(jié)部的側(cè)向剖視圖。 圖6是放大圖1中的J1、 J2軸部分的詳細(xì)示圖。標(biāo)號(hào)說(shuō)明CO基體Cl第1臂體C2第2臂體C3第3臂體C4第4臂體C5第5臂體C6第6臂體C7第7臂體10J2軸線狀體14J2軸致動(dòng)器15J2軸中空孔13J2軸電機(jī)部12J2軸減速機(jī)部lla連接器lib連接器Jl關(guān)節(jié)軸J3關(guān)節(jié)軸J4關(guān)節(jié)軸J5關(guān)節(jié)軸J6關(guān)節(jié)軸J7關(guān)節(jié)軸101Jl軸伺服電機(jī)301J3軸伺服電機(jī)頓J4軸伺服電機(jī)501J5軸伺服電機(jī)601J6軸伺服電機(jī)701J7軸伺服電機(jī)102Jl軸減速機(jī)202J2軸減速機(jī)302J3軸減速機(jī)402J4軸減速機(jī)502J5軸減速機(jī)602J6軸減速機(jī)702J7軸減速機(jī)103Jl軸中空孔303J3軸中空孔403J4軸中空孔503J5軸中空孔603J6軸中空孔703J7軸中空孔104Jl軸線狀體204J3軸線狀體304J4軸線狀體404J5軸線狀體504J6軸線狀體604J7軸線狀體802a夾子802b夾子901蓋子902 蓋子具體實(shí)施方式
以下參照

本發(fā)明的實(shí)施方式。實(shí)施例1圖1是表示本發(fā)明的第1實(shí)施例的機(jī)械手裝置的側(cè)向剖視圖。在圖1中，Cl是第l臂體，C2是第2臂體，C3是第3臂體，C4是第4 臂體，C5是第5臂體，C6是第6臂體，C7是第7臂體。C0是支持第 1臂體C1的基體，是相對(duì)于未圖示的設(shè)置面固定機(jī)械手裝置的部分。 各臂體如下所述，通過(guò)關(guān)節(jié)部相對(duì)旋轉(zhuǎn)。在圖1中，基體C0設(shè)置在地 面上，上述各臂體的長(zhǎng)度方向分別表示朝向天地方向的直立狀態(tài)。并 且，基體CO上設(shè)有來(lái)自下述伺服電機(jī)、終端受動(dòng)器的線狀體中繼的未 圖示的面板。進(jìn)一步，通過(guò)未圖示的電纜，經(jīng)由面板連接同樣未圖示 的機(jī)械手裝置的控制器和這些線狀體，對(duì)機(jī)械手裝置內(nèi)的伺服電機(jī)、 終端受動(dòng)器進(jìn)行動(dòng)作控制。如此連接的機(jī)械手裝置和控制器構(gòu)成為機(jī) 器人系統(tǒng)。第1臂體Cl以關(guān)節(jié)軸Jl為中心旋轉(zhuǎn)，第2臂體C2以關(guān)節(jié)軸J2 為中心旋轉(zhuǎn)，第3臂體C3以關(guān)節(jié)軸J3為中心旋轉(zhuǎn)，第4臂體C4以關(guān) 節(jié)軸J4為中心旋轉(zhuǎn)，第5臂體C5以關(guān)節(jié)軸J5為中心旋轉(zhuǎn)，第6臂體 C6以關(guān)節(jié)軸J6為中心旋轉(zhuǎn)，第7臂體C7以關(guān)節(jié)軸J7為中心旋轉(zhuǎn)。此 外，第7臂體C7也是連接下述終端受動(dòng)器的部件。并且，關(guān)節(jié)軸J2相對(duì)關(guān)節(jié)軸Jl正交，關(guān)節(jié)軸J3相對(duì)關(guān)節(jié)軸J2正 交，關(guān)節(jié)軸J4相對(duì)關(guān)節(jié)軸J3正交，關(guān)節(jié)軸J5相對(duì)關(guān)節(jié)軸J4正交，關(guān) 節(jié)軸J6相對(duì)關(guān)節(jié)軸J5正交，關(guān)節(jié)軸J7相對(duì)關(guān)節(jié)軸J6正交。通過(guò)這種 軸構(gòu)成，相對(duì)于支持動(dòng)作軸的軸進(jìn)行正交動(dòng)作，因此與現(xiàn)有的一般的6 軸生產(chǎn)用機(jī)器人接近同一示教操作方法，可高效地進(jìn)行示教。并且，在本實(shí)施例中，關(guān)節(jié)軸J1、關(guān)節(jié)軸J3、關(guān)節(jié)軸J5、關(guān)節(jié)軸 J7各自的旋轉(zhuǎn)中心直立時(shí)，形成在同一線上。通過(guò)該軸構(gòu)成，成為用 于在狹小空間內(nèi)設(shè)置的最小尺寸。即，機(jī)械手俯視圖的投影面積變得最小。但也可對(duì)關(guān)節(jié)軸J1、關(guān)節(jié)軸J3、關(guān)節(jié)軸J5、關(guān)節(jié)軸J7各自的旋 轉(zhuǎn)中心給予偏移尺寸。關(guān)節(jié)軸Jl通過(guò)使伺服電機(jī)101的旋轉(zhuǎn)減速的減速機(jī)102被驅(qū)動(dòng)， 伺服電機(jī)101和減速機(jī)102的旋轉(zhuǎn)中心與關(guān)節(jié)軸Jl的旋轉(zhuǎn)軸一致。并 且，在伺服電機(jī)101和減速機(jī)102的旋轉(zhuǎn)中心上，開(kāi)口形成中空孔103， 線狀體104貫通中空孔103地配置。關(guān)節(jié)軸J2通過(guò)使伺服電機(jī)14的旋轉(zhuǎn)減速的減速機(jī)12驅(qū)動(dòng)，伺服 電機(jī)14和減速機(jī)12的旋轉(zhuǎn)中心與關(guān)節(jié)軸J2的旋轉(zhuǎn)軸一致。并且，在 伺服電機(jī)14和減速機(jī)12的旋轉(zhuǎn)中心上，開(kāi)口形成中空孔15，線狀體 IO貫通中空孔15地配置。關(guān)節(jié)軸J3通過(guò)使伺服電機(jī)301的旋轉(zhuǎn)減速的減速機(jī)302驅(qū)動(dòng)，伺 服電機(jī)301和減速機(jī)302的旋轉(zhuǎn)中心與關(guān)節(jié)軸J3的旋轉(zhuǎn)軸一致。并且， 在伺服電機(jī)301和減速機(jī)302的旋轉(zhuǎn)中心上，開(kāi)口形成中空孔303，線 狀體304貫通中空孔303地配置。關(guān)節(jié)軸J4通過(guò)使伺服電機(jī)401的旋轉(zhuǎn)減速的減速機(jī)402驅(qū)動(dòng)，伺 服電機(jī)401和減速機(jī)402的旋轉(zhuǎn)中心與關(guān)節(jié)軸J4的旋轉(zhuǎn)軸一致。并且， 在伺服電機(jī)401和減速機(jī)402的旋轉(zhuǎn)中心上，開(kāi)口形成中空孔403，線 狀體404貫通中空孔403地配置。關(guān)節(jié)軸J5通過(guò)使伺服電機(jī)501的旋轉(zhuǎn)減速的減速機(jī)502驅(qū)動(dòng)，伺 服電機(jī)501和減速機(jī)502的旋轉(zhuǎn)中心與關(guān)節(jié)軸J5的旋轉(zhuǎn)軸一致。并且， 在伺服電機(jī)501和減速機(jī)502的旋轉(zhuǎn)中心上，開(kāi)口形成中空孔503，線 狀體504貫通中空孔503地配置。關(guān)節(jié)軸J6通過(guò)使伺服電機(jī)601的旋轉(zhuǎn)減速的減速機(jī)602驅(qū)動(dòng)，伺 服電機(jī)601和減速機(jī)602的旋轉(zhuǎn)中心與關(guān)節(jié)軸J6的旋轉(zhuǎn)軸一致。并且， 在伺服電機(jī)601和減速機(jī)602的旋轉(zhuǎn)中心上，開(kāi)口形成中空孔603，線 狀體604貫通中空孔603地配置。關(guān)節(jié)軸J7通過(guò)使伺服電機(jī)701的旋轉(zhuǎn)減速的減速機(jī)702驅(qū)動(dòng)，伺 服電機(jī)701和減速機(jī)702的旋轉(zhuǎn)中心與關(guān)節(jié)軸J7的旋轉(zhuǎn)軸一致。并且， 在伺服電機(jī)701和減速機(jī)702的旋轉(zhuǎn)中心上，開(kāi)口形成中空孔703，線 狀體704貫通中空孔703地配置。上述各線狀體包括各伺服電機(jī)的電源線和編碼器等的信號(hào)線。并 且，尤其是線狀體704是由終端受動(dòng)器用的動(dòng)力線、信號(hào)線、氣體等 流體為主的管所構(gòu)成的線狀體。如上所述，本機(jī)械手裝置中，在基體CO上設(shè)置驅(qū)動(dòng)Jl軸的伺服 電機(jī)101和減速機(jī)102，第1臂體Cl的一端連接到減速機(jī)102的輸出 軸并旋轉(zhuǎn)。并且，在第1臂體的另一端設(shè)置伺服電機(jī)14和減速機(jī)12， 第2臂體C2的一端連接到減速機(jī)12的輸出軸并旋轉(zhuǎn)。并且，在第2 臂體C2的另一端設(shè)置伺服電機(jī)301和減速機(jī)302，第3臂體C3的一 端連接到減速機(jī)302的輸出軸并旋轉(zhuǎn)。并且，在第3臂體C3的另一端 設(shè)置伺服電機(jī)401和減速機(jī)402，第4臂體C4的一端連接到減速機(jī)402 的輸出軸并旋轉(zhuǎn)。并且，在第4臂體C4的另一端設(shè)置伺服電機(jī)501和 減速機(jī)502，第5臂體C5的一端連接到減速機(jī)502的輸出軸并旋轉(zhuǎn)。 并且，在第5臂體C5的另一端設(shè)置伺服電機(jī)601和減速機(jī)602，第6 臂體C6的一端連接到減速機(jī)602的輸出軸并旋轉(zhuǎn)。并且，在第6臂體 C6的另一端設(shè)置伺服電機(jī)701和減速機(jī)702，在減速機(jī)702的輸出軸 上，設(shè)有用于連接未圖示的終端受動(dòng)器的第7臂體C7。終端受動(dòng)器是 該機(jī)械手裝置用于進(jìn)行工作的、例如搬運(yùn)用的手、Tig焊接或電弧焊接 用的焊槍、點(diǎn)焊用的噴射器、及噴射流體涂料的涂裝噴射器等。驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)軸的各伺服電機(jī)和減速機(jī)使其旋轉(zhuǎn)軸相同、且一體地形 成，構(gòu)成扁平形的致動(dòng)器。當(dāng)然，未必非要一體形成，但一體形成、 且在軸方向上扁平的裝置有助于實(shí)現(xiàn)多關(guān)節(jié)機(jī)械手的小型化。在該機(jī) 械手中，減速機(jī)使用波動(dòng)齒輪。減速機(jī)和伺服電機(jī)的基本構(gòu)造是公知 的，省略說(shuō)明。減速機(jī)和伺服電機(jī)一體化的裝置也是已知的，同樣省 略說(shuō)明。并且，驅(qū)動(dòng)J1軸到J7軸的致動(dòng)器雖然電機(jī)容量不同，但基本 是同一構(gòu)造。特別對(duì)構(gòu)成J2、 J4、 J6軸的致動(dòng)器的配置進(jìn)行說(shuō)明。這些致動(dòng)器如圖1所示，在各致動(dòng)器的旋轉(zhuǎn)方向的長(zhǎng)邊上，設(shè)置成使Jl、 J3、 J5 的各軸通過(guò)其中央附近。參照?qǐng)D6對(duì)此進(jìn)行說(shuō)明。圖6是放大了圖1 中的J1、 J2軸的部分的詳細(xì)示圖。g口，例如設(shè)置致動(dòng)器，使得在J2軸 中，Jl軸通過(guò)由伺服電機(jī)14和減速機(jī)12構(gòu)成的致動(dòng)器的長(zhǎng)度的大約 一半的位置。這樣一來(lái)，中空孔15的兩端相對(duì)于Jl軸設(shè)置在大致相等 的位置。并且，在J2軸中，通過(guò)夾子802a、 802b，線狀體10在中空 孔15的兩端描繪圓弧地彎曲。并且，通過(guò)該構(gòu)造，臂體C1、 C3、 C5 大致成中空形狀，如圖1所示，相對(duì)于其正下方(正前方)的軸(Jl、 J3、 J5)的減速機(jī)的輸出軸，通過(guò)下端面連接，臂體的內(nèi)部空間暫時(shí)遠(yuǎn) 離正下方的軸地彎折，并收容上述線狀體的彎曲部，在臂體的上部， 保持這些致動(dòng)器，使其相對(duì)于正下的軸為直角，并且相對(duì)于正下方的 軸的J2、 J4、 J6軸的致動(dòng)器及線狀體突出的距離基本相等。另一方面， 臂體C2、 C4、 C6也與這些C1、 C3、 C5基本為同一形狀，在與C2、 C4、 C6反轉(zhuǎn)的狀態(tài)下連接。例如C2相對(duì)于Cl以上下反轉(zhuǎn)的方式通過(guò) J2軸連接。因此，貫通J2、 J4、 J6軸的各致動(dòng)器的中空孔的各線狀體10、 404、 604從各個(gè)中空孔15、 403、 603的兩端排出并彎曲時(shí)，在各中空孔的 兩端，相對(duì)于J1、 J3、 J5軸以基本相同的距離彎曲突出。這樣一來(lái)， 表示覆蓋這些線狀體而形成的臂部的、J2、 J4、 J6軸中的外形尺寸的圖1的A尺寸、B尺寸、C尺寸分別以J1、 J3、 J5軸為中心保持基本相 等的尺寸，使J1、 J3、 J5軸分別旋轉(zhuǎn)時(shí)，可減小確定為A尺寸、B尺 寸、C尺寸的、旋轉(zhuǎn)時(shí)的旋轉(zhuǎn)半徑。并且，例如在圖l所示的臂部的姿 勢(shì)(直立時(shí))下，旋轉(zhuǎn)J1軸時(shí)可減小由A尺寸決定的最小旋轉(zhuǎn)徑。并 且，也減小了相對(duì)于此時(shí)的設(shè)置面的面積。這樣一來(lái)，當(dāng)然可降低與 設(shè)置在多關(guān)節(jié)機(jī)械手周圍的設(shè)備的干擾的危險(xiǎn)性。并且，在本發(fā)明中，所有關(guān)節(jié)在伺服電機(jī)和減速機(jī)之間不具有專 利文獻(xiàn)2所述的齒輪機(jī)構(gòu)，因此即使電機(jī)高速旋轉(zhuǎn)也可進(jìn)行安靜的運(yùn) 轉(zhuǎn)。并且，全部軸采用了扁平致動(dòng)器，因此可減小圖1所示的X方向 的臂部寬度大小A、 B、 C，可設(shè)置在狹小的空間內(nèi)。并且，各關(guān)節(jié)的 電機(jī)可以是和減速機(jī)外徑接近的外形尺寸，因此可大幅增大電機(jī)磁鐵 和機(jī)芯的半徑，從而成為大輸出的電機(jī)，可提高致動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)負(fù)荷、 速度、加速度。并且，設(shè)置在各關(guān)節(jié)的中空孔部的線狀體設(shè)置到其相鄰的軸的中 空孔前，通過(guò)各連接器連接。例如J2軸的情況下，線狀體10的兩端通 過(guò)連接器lla、 lib分別連接到通過(guò)了 Jl軸的線狀體104、及通過(guò)J3 軸的線狀體304。因此，可防止由于通過(guò)大型連接器而使得可設(shè)置在中 空部的電纜根數(shù)受到限制的情況。當(dāng)然，應(yīng)用電纜較少時(shí)，無(wú)需用連 接器中繼，可通過(guò)任意的關(guān)節(jié)部進(jìn)行中繼。這是因?yàn)椋琂2至J7軸的電 纜通過(guò)J1軸，致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)用的電纜較多，但越靠近前端軸應(yīng)用電纜占 的比例越大。這樣一來(lái)，由于致動(dòng)器中空部設(shè)有必要的電纜，因此存在比減速 機(jī)、電機(jī)容量需要由中空直徑?jīng)Q定的情況。除了這種情況外，通過(guò)臂 部采用輕型材料、或設(shè)定動(dòng)作角度限制，至少可用同一容量的波動(dòng)齒 輪裝置構(gòu)成Jl軸到J3軸，因此臂部外形較小，可實(shí)現(xiàn)搭載到狹小的空 間的機(jī)械手。在圖6中，901及902表示與第1臂體Cl及第2臂體C2連接的 蓋子。這些蓋子從第3臂體C3到第6臂體C6為止基本為同樣的構(gòu)造， 是為了覆蓋上述線狀體的彎曲部分而安裝在各臂體上的部分。各臂體 如上所述， 一端(下端)連接到其正下方的軸的致動(dòng)器的減速機(jī)，另 一端(上部)設(shè)置用于使正上方的軸旋轉(zhuǎn)的致動(dòng)器，因此各臂體大致 是剛體的。因此各臂體由不銹鋼、鋁合金、鑄鐵等制造，但覆蓋線狀 體的臂體的側(cè)面部分無(wú)助于臂體的強(qiáng)度。因此，使覆蓋線狀體的彎曲 部的部分以與臂體不同的部件的蓋子形狀形成，并使蓋子為樹(shù)脂性的 輕型材料，從而可使臂體輕型化，減輕對(duì)致動(dòng)器的負(fù)荷。并且，通過(guò) 做成蓋子構(gòu)造，可提高維護(hù)便利性。并且，如上所述，例如Jl到J3軸的致動(dòng)器在圖1中越是靠近Jl 軸的軸，越需要驅(qū)動(dòng)軸的致動(dòng)器的功率較大，但在各軸中盡量使用相 同的致動(dòng)器較好，這一點(diǎn)在致動(dòng)器制造管理、維護(hù)的角度來(lái)說(shuō)是理所 當(dāng)然的。因此，在本發(fā)明中，例如使J1軸和J2軸、J3軸和J4軸、J5 軸和J6軸及J7軸各自的致動(dòng)器基本為同一形狀、同一容量。與此同時(shí)， J4軸和J6軸的間隔變得比J2軸和J4軸的間隔大。并且，通過(guò)這種構(gòu) 造，越靠近多關(guān)節(jié)機(jī)械手的前端部(終端受動(dòng)器一側(cè))的臂體，其長(zhǎng) 度可越短，前端部可進(jìn)入到狹小的空間。上述構(gòu)造的本發(fā)明的多關(guān)節(jié)機(jī)械手用于生產(chǎn)用機(jī)器人。例如將各 種手指裝置、即所謂終端受動(dòng)器連接到多關(guān)節(jié)機(jī)械手的游端部，將手 指裝置配置在目標(biāo)位置上并使手指裝置動(dòng)作，從而可進(jìn)行狹小作業(yè)空 間內(nèi)的搬運(yùn)、密封、涂裝或電弧焊接等。并且，本發(fā)明的多關(guān)節(jié)機(jī)械手具有兩個(gè)，使這些基體CO通用地設(shè) 置，從而可構(gòu)成所謂雙臂機(jī)械手。這種情況下，通過(guò)一臺(tái)控制器進(jìn)行 控制，使這兩個(gè)機(jī)械手彼此不干擾即可。并且，對(duì)于通用的基體CO， 使兩個(gè)機(jī)械手為和人類胳膊類似的設(shè)置，并在通用基體CO內(nèi)收容控制 它們的控制器并形成一體，象人類的兩臂及軀干一樣構(gòu)成雙臂機(jī)械手。這樣一來(lái)，在上述搬運(yùn)、密封、涂裝或電弧焊接等作業(yè)中，可象人類 的胳膊一樣進(jìn)行利用左右臂的協(xié)調(diào)作業(yè)。并且，本發(fā)明的多關(guān)節(jié)機(jī)械手如圖3所示，也可使第1臂體Cl和第2臂體C2、第2臂體C2和第3臂體C3、第3臂體C3和第4臂 體C4、第5臂體C5和第6臂體C6分別彼此彎曲90度，從該姿勢(shì)開(kāi) 始使第3臂體C3相對(duì)第2臂體C2向鈍角方向動(dòng)作時(shí)，使第6臂體C6 的位置從第1臂體Cl向橫向方向Y遠(yuǎn)離，并在高度方向Z上減小。 這樣一來(lái)，在保持第6臂體C6的姿勢(shì)、第6臂體C6和基臺(tái)21的縱向 方向Z的距離較短的狀態(tài)下，可使第6臂體C6向橫向方向Y移動(dòng)。并且，本發(fā)明的多關(guān)節(jié)機(jī)械手用于加工機(jī)之間的工件搬運(yùn)時(shí)，如 圖2所示，機(jī)械手可配置在加工機(jī)1和加工機(jī)2之間的未利用的空間。 當(dāng)機(jī)械手未運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，加工機(jī)的前面作為作業(yè)者等通行的空間3被確保， 因此在設(shè)置機(jī)械手時(shí)無(wú)需新的空間。該姿勢(shì)在圖3所示的姿勢(shì)中，是 與以下情況等價(jià)的設(shè)置狀態(tài)在第5臂體C5的旋轉(zhuǎn)軸J5和第3臂體 C3的旋轉(zhuǎn)軸J3所成的角度之間不存在障礙物。
權(quán)利要求
1.一種多關(guān)節(jié)機(jī)械手，具有串聯(lián)設(shè)置的多個(gè)臂體；以及關(guān)節(jié)部，將上述多個(gè)臂體中相鄰的兩個(gè)臂體自由旋轉(zhuǎn)地連接，其特征在于，相鄰的上述關(guān)節(jié)部的旋轉(zhuǎn)軸之間彼此以直角交叉設(shè)置。
2. —種多關(guān)節(jié)機(jī)械手，具有串聯(lián)設(shè)置的多個(gè)臂體；以及關(guān)節(jié)部， 將上述多個(gè)臂體中相鄰的兩個(gè)臂體自由旋轉(zhuǎn)地連接，其特征在于，相鄰的上述關(guān)節(jié)部的旋轉(zhuǎn)軸之間在同一平面上彼此以直角交叉設(shè)置。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多關(guān)節(jié)機(jī)械手，其特征在于，上述 關(guān)節(jié)部通過(guò)伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸和減速機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸同軸地連接的致動(dòng)器 自由旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)上述臂體。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的多關(guān)節(jié)機(jī)械手，其特征在于，上述伺服 電機(jī)和上述減速機(jī)由一體形成的致動(dòng)器構(gòu)成。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的多關(guān)節(jié)機(jī)械手，其特征在于，上述 致動(dòng)器在上述伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸和上述減速機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸中，形成中空 孔。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的多關(guān)節(jié)機(jī)械手，其特征在于，線狀體被 插入到上述中空孔中，依次通過(guò)上述多個(gè)臂體及上述關(guān)節(jié)部地設(shè)置。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的多關(guān)節(jié)機(jī)械手，其特征在于，上述線狀 體是上述伺服電機(jī)的動(dòng)力線及信號(hào)線。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的多關(guān)節(jié)機(jī)械手，其特征在于，上述線狀 體是與上述多個(gè)臂體的前端連接的終端受動(dòng)器的動(dòng)力線、信號(hào)線及流體用管。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的多關(guān)節(jié)機(jī)械手，其特征在于，在上 述多個(gè)臂體的一端設(shè)置固定在設(shè)有多關(guān)節(jié)機(jī)械手的設(shè)置面上的基體， 在該基體上設(shè)有上述線狀體中繼的面板。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的多關(guān)節(jié)機(jī)械手，其特征在于，上述線狀體在上述多個(gè)臂體的內(nèi)部在至少一處通過(guò)連接器可連接或脫離地連 接。
11. 根據(jù)權(quán)利要求io所述的多關(guān)節(jié)機(jī)械手，其特征在于，上述線狀體在上述中空孔的前后由上述連接器可連接或脫離地連接。
12. —種多關(guān)節(jié)機(jī)械手，具有串聯(lián)設(shè)置的多個(gè)臂體；以及關(guān)節(jié) 部，將上述多個(gè)臂體中相鄰的兩個(gè)臂體自由旋轉(zhuǎn)地連接，其特征在于，在上述串聯(lián)設(shè)置的多個(gè)臂體的一端，連接有固定在設(shè)有上述多關(guān) 節(jié)機(jī)械手的設(shè)置面上的基體，上述多個(gè)臂體的一端由該基體可旋轉(zhuǎn)地 支持，上述多個(gè)臂體設(shè)置成相鄰的上述關(guān)節(jié)部的旋轉(zhuǎn)軸之間在同一平面上彼此直角交叉，上述多個(gè)臂體相對(duì)于上述設(shè)置面全部為直立狀態(tài)時(shí)， 上述彼此直角交叉的旋轉(zhuǎn)軸的組中，構(gòu)成相對(duì)于上述設(shè)置面平行的軸的各致動(dòng)器的位置設(shè)置在相對(duì)于上述設(shè)置面平行的軸正前方的軸通過(guò)該致動(dòng)器的長(zhǎng)度的大致中央附近的位置。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的多關(guān)節(jié)機(jī)械手，其特征在于，上述關(guān) 節(jié)部通過(guò)伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸和減速機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸同軸地連接的致動(dòng)器自 由旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)上述臂體。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的多關(guān)節(jié)機(jī)械手，其特征在于，上述伺服電機(jī)和上述減速機(jī)由一體形成的致動(dòng)器構(gòu)成。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的多關(guān)節(jié)機(jī)械手，其特征在于， 上述致動(dòng)器在上述伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸和上述減速機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸上形成中 空孔。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的多關(guān)節(jié)機(jī)械手，其特征在于，線狀體插入到上述中空孔中，依次通過(guò)上述多個(gè)臂體及上述關(guān)節(jié)部地設(shè)置。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的多關(guān)節(jié)機(jī)械手，其特征在于，上述線 狀體是上述伺服電機(jī)的動(dòng)力線及信號(hào)線。
18. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的多關(guān)節(jié)機(jī)械手，其特征在于，上述線 狀體是與上述多個(gè)臂體的前端連接的終端受動(dòng)器的動(dòng)力線、信號(hào)線及 流體用管。
19. 根據(jù)權(quán)利要求17或18所述的多關(guān)節(jié)機(jī)械手，其特征在于， 在上述基體上設(shè)有上述線狀體中繼的面板。
20. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的多關(guān)節(jié)機(jī)械手，其特征在于，上述線 狀體在上述多個(gè)臂體的內(nèi)部在至少一處通過(guò)連接器可連接或脫離地連 接。
21. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的多關(guān)節(jié)機(jī)械手，其特征在于，上述線 狀體在上述中空孔的前后由上述連接器可連接或脫離地連接。
22. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的多關(guān)節(jié)機(jī)械手，其特征在于， 在分別構(gòu)成相對(duì)于上述設(shè)置面平行的一組的旋轉(zhuǎn)軸的致動(dòng)器的中空孔中，上述線狀體在插入的上述中空孔的前后由夾持部件彎曲地固定，并且由上述夾持部件以使得距相對(duì)于上述設(shè)置面平行的軸正前方的軸 的、上述彎曲的部分的突出距離在上述中空孔的前后大致相等的方式 固定。
23. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的多關(guān)節(jié)機(jī)械手，其特征在于，上述多 個(gè)臂體的各個(gè)下部與驅(qū)動(dòng)上述相鄰的關(guān)節(jié)部正前方的旋轉(zhuǎn)軸的致動(dòng)器 連接，其內(nèi)部空間內(nèi)包從上述正前方的旋轉(zhuǎn)軸暫時(shí)離開(kāi)地彎折的、上 述線狀體的彎曲部分，其上部保持有驅(qū)動(dòng)上述相鄰的關(guān)節(jié)部的正后方 的旋轉(zhuǎn)軸的致動(dòng)器。
24. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的多關(guān)節(jié)機(jī)械手，其特征在于，上述多個(gè)臂體分別是可分離為內(nèi)包上述關(guān)節(jié)部的剛體部分、及內(nèi)包上述線狀 體的彎曲部分的蓋子部分的構(gòu)造，上述蓋子部分由比上述剛體部分的材料輕的樹(shù)脂性材料形成。
25. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或13或14所述的多關(guān)節(jié)機(jī)械手，其特 征在于，上述多個(gè)臂體由第1至第6的6個(gè)臂體構(gòu)成， 上述關(guān)節(jié)部由伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸和減速機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸同軸地連接的 致動(dòng)器構(gòu)成，上述第1臂體的一端與固定在設(shè)有上述多關(guān)節(jié)機(jī)械手的設(shè)置面上 的基體連接，并且上述第1臂體通過(guò)上述基體上設(shè)置的第1致動(dòng)器旋 轉(zhuǎn)，上述第2臂體的一端與上述第1臂體的另一端連接，并且通過(guò)上 述第1臂體上設(shè)置的第2致動(dòng)器旋轉(zhuǎn)，上述第3臂體的一端與上述第2臂體的另一端連接，并且通過(guò)上 述第2臂體上設(shè)置的第3致動(dòng)器旋轉(zhuǎn)，上述第4臂體的一端與上述第3臂體的另一端連接，并且通過(guò)上 述第3臂體上設(shè)置的第4致動(dòng)器旋轉(zhuǎn)，上述第5臂體的一端與上述第4臂體的另一端連接，并且通過(guò)上述第4臂體上設(shè)置的第5致動(dòng)器旋轉(zhuǎn)，上述第6臂體的一端與上述第5臂體的另一端連接，并且通過(guò)上 述第5臂體上設(shè)置的第6致動(dòng)器旋轉(zhuǎn)，上述第6臂體的另一端上設(shè)有第7致動(dòng)器，在該第7致動(dòng)器的減 速機(jī)輸出軸上設(shè)有安裝了終端受動(dòng)器的機(jī)構(gòu)。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的多關(guān)節(jié)機(jī)械手，其特征在于，在上述 第1至第7致動(dòng)器中，從上述第1致動(dòng)器開(kāi)始，使致動(dòng)器的形狀及容 量依次變小地構(gòu)成。
27. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的多關(guān)節(jié)機(jī)械手，其特征在于，在上述 第1至第7致動(dòng)器中，使上述第1和上述第2、上述第3和上述第4、 上述第5和上述第6及上述第7各自的致動(dòng)器為同一形狀、同一容量。
28. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的多關(guān)節(jié)機(jī)械手，其特征在于，使上述 第4和上述第6致動(dòng)器的旋轉(zhuǎn)軸的間隔小于上述第2和上述第4致動(dòng) 器的旋轉(zhuǎn)軸的間隔。
29. —種機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于，具有控制權(quán)利要求1或2或 12所述的多關(guān)節(jié)機(jī)械手的控制器。
30. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或12所述的多關(guān)節(jié)機(jī)械手，其特征在于， 在上述多個(gè)臂體的前端搭載焊接用焊槍及噴射器、涂裝用的涂裝噴射 器、搬運(yùn)用的手、密封用的噴射器中的任意一個(gè)。
31. —種雙臂多關(guān)節(jié)機(jī)械手，其特征在于，兩個(gè)權(quán)利要求1或2 或12所述的多關(guān)節(jié)機(jī)械手設(shè)置在共同的基體上。
32. 根據(jù)權(quán)利要求31所述的雙臂多關(guān)節(jié)機(jī)械手，其特征在于，上 述基體中內(nèi)置控制上述兩個(gè)多關(guān)節(jié)機(jī)械手的控制器。
全文摘要
提供一種可使示教方法簡(jiǎn)單化并提高臂部動(dòng)作速度、可在狹小空間內(nèi)搭載重物的機(jī)械手，多關(guān)節(jié)機(jī)械手具有串聯(lián)設(shè)置的多個(gè)臂體；使相鄰的兩個(gè)上述臂體自由旋轉(zhuǎn)地連接的關(guān)節(jié)部；將相鄰的上述關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)軸的傾斜是90度的上述關(guān)節(jié)部；與旋轉(zhuǎn)軸同軸配置在上述關(guān)節(jié)部上的至少一個(gè)線狀體；以及由伺服電機(jī)及減速機(jī)構(gòu)構(gòu)成的上述關(guān)節(jié)部；其中，上述伺服電機(jī)和上述減速機(jī)構(gòu)與上述關(guān)節(jié)的各旋轉(zhuǎn)軸為同軸。
文檔編號(hào)B25J17/00GK101272886SQ200680035659
公開(kāi)日2008年9月24日 申請(qǐng)日期2006年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月27日
發(fā)明者一番瀬敦, 岡久學(xué), 埴谷和宏 申請(qǐng)人:株式會(huì)社安川電機(jī)