專利名稱：機(jī)器人臂部的線條體配設(shè)機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工業(yè)用機(jī)器人的設(shè)置在機(jī)器人臂部的線條體配設(shè)機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
在使用工業(yè)用機(jī)器人進(jìn)行作業(yè)的情況下，需要將供給動(dòng)力或信號(hào)的電纜、或者供給冷卻水或驅(qū)動(dòng)用空氣的管之類的線條體經(jīng)由該機(jī)器人的前臂，連接在該機(jī)器人的手腕部前端所安裝的焊接用焊槍或手部上。配設(shè)于機(jī)器人的前臂部的線條體需要具有某種程度的長度(余量長度)，以免在前臂部旋轉(zhuǎn)動(dòng)作時(shí)對(duì)其作用過度的力。但是，另一方面，由于具有余量長度的線條體有時(shí)因機(jī)器人的前臂部的位置、姿勢而產(chǎn)生松弛，因此希望不與外圍設(shè)備(鄰接的機(jī)器人、手部、夾具、工件等)干涉。例如，在日本特開2003-136462號(hào)公報(bào)中公開了用于防止由線條體的余量長度引起的干涉的引導(dǎo)部件。具體地說，引導(dǎo)部件15是與上部臂1構(gòu)成同心的圓筒部件，覆蓋焊接電纜7的卷繞在上部臂1上的部分，并將焊接電纜7保持在上部臂1與引導(dǎo)部件15之間的環(huán)狀的空間中。在日本特開2003-136462號(hào)公報(bào)所記載的結(jié)構(gòu)中，線條體被引導(dǎo)機(jī)構(gòu)限制，因此在被限制的部分，過度的力作用于線條體上，存在對(duì)線條體的耐久性造成不良影響的危險(xiǎn)。 此外，在更換線條體時(shí)，需要對(duì)線條體進(jìn)行相對(duì)于引導(dǎo)機(jī)構(gòu)的拆卸及安裝作業(yè)，因此作業(yè)者的負(fù)擔(dān)非常大。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種即使不使用引導(dǎo)部件也能夠有效地回避線條體與外圍設(shè)備等的接觸或干涉的機(jī)器人臂部的線條體配設(shè)機(jī)構(gòu)。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種機(jī)器人臂部的線條體配設(shè)機(jī)構(gòu)，設(shè)置有線條體，該線條體經(jīng)由工業(yè)用機(jī)器人的前臂配設(shè)到手腕部前端所安裝的終端執(zhí)行器，包括向上述終端執(zhí)行器供給動(dòng)力或信號(hào)的電纜以及供給冷卻水或驅(qū)動(dòng)用空氣的管的至少一方，該機(jī)器人臂部的線條體配設(shè)機(jī)構(gòu)具有包含沿著上述前臂的長度方向的長軸線的非旋轉(zhuǎn)部；可繞上述長軸線旋轉(zhuǎn)地安裝在上述非旋轉(zhuǎn)部的一端的旋轉(zhuǎn)部；安裝在上述非旋轉(zhuǎn)部上，且不能滑動(dòng)地固定上述線條體的第一固定部件；以及構(gòu)成為可與上述旋轉(zhuǎn)部一體地旋轉(zhuǎn)，且不能滑動(dòng)地固定上述線條體的第二固定部件，上述第二固定部件配置于在上述長軸線方向上離開上述第一固定部件的距離至少為上述線條體的垂直于長度方向的剖面方向長度以上的位置，上述旋轉(zhuǎn)部處于繞上述長軸線的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作范圍的中心位置時(shí)，上述第一固定部件配置成在上述長軸線方向觀察時(shí)，上述線條體在以上述長軸線為中心的圓的第一切線方向定向，而且，上述第二固定部件配置成在上述長軸線方向觀察時(shí)，上述線條體在上述圓的第二切線方向定向，上述第一切線及上述第二切線大致垂直，而且關(guān)于由包含上述長軸線并與第二切線平行的邊界面劃定的兩個(gè)區(qū)域，上述第一固定部件及上述第二固定部件配置成存在于相同區(qū)域。
在優(yōu)選的實(shí)施方式中，上述線條體通過將多根電纜或管相互絞合并且組合成束狀而構(gòu)成。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，上述多根電纜或管的絞合方向或每單位長度的絞合次數(shù)以抑制線條體向旋轉(zhuǎn)半徑方向伸出的方式選定。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，上述線條體具有覆蓋該線條體的罩以及該線條體插通的螺旋彈簧的一方或雙方。本發(fā)明的上述目的、特征及優(yōu)點(diǎn)，通過參照附圖對(duì)以下的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行說明而變得更加清楚。


圖Ia是包含本發(fā)明的實(shí)施方式的線條體配設(shè)機(jī)構(gòu)的機(jī)器人前臂周圍的側(cè)視圖。圖Ib是圖Ia的A-A剖視圖。圖Ic是圖Ia的俯視圖。圖2是模式地表示圖Ib的圖。圖3a是表示第二固定部件從圖Ia的狀態(tài)旋轉(zhuǎn)了的狀態(tài)的側(cè)視圖。圖北是圖3a的B-B剖視圖。圖3c是圖3a的俯視圖。圖如是表示第二固定部件從圖Ia的狀態(tài)向與圖3a的場合相反的方向旋轉(zhuǎn)了的狀態(tài)的側(cè)視圖。圖4b是圖如的C-C剖視圖。圖如是圖如的俯視圖。圖5是表示線條體的具體結(jié)構(gòu)例的圖。圖6是表示在線條體上設(shè)置了罩及螺旋彈簧的例子的圖。
具體實(shí)施例方式圖Ia Ic是表示本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的圖，具體地說，表示經(jīng)由工業(yè)用機(jī)器人的前臂10配設(shè)到手腕部前端所安裝的終端執(zhí)行器12的線條體14的配設(shè)機(jī)構(gòu)的側(cè)視圖 la、圖Ia的A-A剖視圖lb、俯視圖lc。前臂10具有從基部16沿著長軸線18延伸的大致圓柱狀或圓錐臺(tái)狀的臂部20，在臂部20的前端安裝有可繞長軸線18旋轉(zhuǎn)的手腕部即旋轉(zhuǎn)部22。線條體14是包含向終端執(zhí)行器12供給動(dòng)力或信號(hào)的電纜以及供給冷卻水或驅(qū)動(dòng)用空氣的管的至少一方的撓性部件，如后文所述，優(yōu)選不是完全的撓性而是也具備一定的彈性或剛性。線條體14從未圖示的動(dòng)力、信號(hào)、冷卻水或驅(qū)動(dòng)用空氣的供給源延伸，固定在非旋轉(zhuǎn)部所安裝的第一固定部件M上，并且固定在構(gòu)成為安裝在旋轉(zhuǎn)部22上并與旋轉(zhuǎn)部 22 —體旋轉(zhuǎn)的第二固定部件沈上，且與終端執(zhí)行器12連接。而且，線條體14以相對(duì)于第一及第二固定部件不能滑動(dòng)的方式(以相對(duì)于線條體長度方向不移動(dòng)的方式)固定。此外， 在圖示例中，第一及第二固定部件作為從外側(cè)夾緊線條體14的環(huán)狀部件進(jìn)行了圖示，但如果是可不能滑動(dòng)地固定線條體14的結(jié)構(gòu)，則沒有限定于這種方式。第一固定部件M如果是前臂10的非旋轉(zhuǎn)部則安裝在哪個(gè)部件上都可以，但是配置在從臂部20的外表面離開的位置上，在圖示例中，安裝在從基部16和臂部20的連接部附近向大致垂直于軸線18的方向延伸的托架觀(圖la)上。另一方面，第二固定部件沈構(gòu)成為與旋轉(zhuǎn)部22 —體地旋轉(zhuǎn)，在圖示例中，安裝在定子部件30 (圖Ic)上，該定子部件30 安裝在旋轉(zhuǎn)部22上并從旋轉(zhuǎn)部22朝向軸線18的方向而且朝向基部16側(cè)延伸。兩固定部件的安裝位置不限于圖示的例子，兩固定部件間在軸線18的方向上的距離至少比線條體 14在垂直于長度方向的剖面方向長度(例如直徑)大。圖Ib是表示圖Ia的A-A剖面的圖，具體地說，是在從長軸線18的方向而且從終端執(zhí)行器側(cè)向基部側(cè)的方向上觀察前臂10的圖，圖2是模式地表示圖Ib的圖。圖lb(圖 2)的線條體14的配置表示旋轉(zhuǎn)部22的旋轉(zhuǎn)角度位置處于繞軸線18的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作范圍的中間的狀態(tài)。更詳細(xì)而言，旋轉(zhuǎn)部22以圖2的狀態(tài)為中心可以向箭頭32及34的方向分別旋轉(zhuǎn)180°。在該狀態(tài)下，第一固定部件M在稍微離開表示臂部20的外表面的圓36的位置，而且以從第一固定部件M向第二固定部件沈側(cè)延伸的線條體14沿著圓36的第一切線38延伸到(優(yōu)選向垂直下方)至少與圓36相接的位置及姿勢配置。另一方面，第二固定部件沈以線條體14從第二固定部件沈向終端執(zhí)行器側(cè)延伸的方向沿著圓36的第二切線40的方向(優(yōu)選水平方向)的位置及姿勢配置，而且第一切線38與第二切線40大致垂直。此外，第二固定部件沈也可以從圓36離開，但是從使線條體14適當(dāng)?shù)匮刂鄄?0的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選如圖2所示配置成，從第二固定部件沈向終端執(zhí)行器側(cè)延伸的線條體14與臂部20的外表面36抵接。此外，就第一固定部件M與第二固定部件沈之間的線條體的長度而言，若考慮旋轉(zhuǎn)部22從圖2的狀態(tài)向箭頭32的方向旋轉(zhuǎn)了 180°的情況，則為從第一固定部件M延伸的線條體14直到與圓36相接的距離dl和圓36的圓周長度的1/4的總長以上。另一方面，若考慮旋轉(zhuǎn)部22從圖2的狀態(tài)向箭頭34的方向旋轉(zhuǎn)了 180°的情況，則為第一固定部件M與第二固定部件沈之間的距離d2和圓36的圓周長度的1/2的總長以上。另外，如圖2所示，考慮了包含長軸線18而且與第二切線40平行的邊界面42的情況，臂部20的外側(cè)區(qū)域被劃定為比邊界面42靠上方的區(qū)域44(用斜線圖示)和靠下方的區(qū)域46，但也可以配置成第一固定部件M及第二固定部件沈雙方包含于上述兩個(gè)區(qū)域的任意一個(gè)中(在圖示例中為上方的區(qū)域44)。此外，雖然包含兩個(gè)固定部件的區(qū)域?yàn)?4、 46的任意一個(gè)都可以，但是從通過重力使線條體14容易沿著臂部20的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選上方區(qū)域44。根據(jù)圖Ib (圖2)所示的結(jié)構(gòu)，在第一固定部件對(duì)和第二固定部件沈之間延伸的線條體14不會(huì)從臂部20較大地伸出，即使不另行設(shè)置用于線條體的引導(dǎo)部件等，也能夠防止與周邊設(shè)備的干涉。其次，考慮旋轉(zhuǎn)部22從圖2所示的中心位置向箭頭32的方向旋轉(zhuǎn)了 180°的情況、即向第二固定部件26接近第一切線38的方向旋轉(zhuǎn)了 180°的情況，圖3a 3c表示此時(shí)的線條體14的處理狀態(tài)。如側(cè)視圖3a所示，第一固定部件M的位置及姿勢與圖Ia相比沒有變化，而是第二固定部件26移動(dòng)到臂部20的下方。線條體14如俯視圖3c所示呈大致U字形狀并處于如沿著臂部20和旋轉(zhuǎn)部22的外表面那樣的狀態(tài)，即使不使用引導(dǎo)部件等，也不會(huì)從臂部20較大地伸出。相反地，考慮旋轉(zhuǎn)部22從圖2所示的中心位置向箭頭34的方向旋轉(zhuǎn)了 180°的情況、即向第二固定部件26離開第一切線38的方向旋轉(zhuǎn)了 180°的情況，圖如 如表示此時(shí)的線條體14的處理狀態(tài)。如側(cè)視圖如所示，第一固定部件M的位置及姿勢與圖Ia相比沒有變化，而是第二固定部件26移動(dòng)到臂部20的下方。線條體14如俯視圖如所示呈大致圓弧形狀并處于如沿著臂部20和旋轉(zhuǎn)部22的外表面那樣的狀態(tài)，即使不使用引導(dǎo)部件等，也不會(huì)從臂部20較大地伸出。因此，即使旋轉(zhuǎn)部22處于任意的旋轉(zhuǎn)角度位置，線條體14都無需使用引導(dǎo)部件等便能在臂部20上或其附近進(jìn)行處理，可防止與臂部20較大地分離而與外圍設(shè)備等干涉。例如，如圖!Bb所示，第二固定部件沈構(gòu)成為使從第二固定部件沈向終端執(zhí)行器側(cè)延伸的線條體14向沿著臂部20的表面的方向(就圖2而言，向圓36的切線方向)延伸， 因此線條體14優(yōu)選具有某種程度的剛性或彈性，以免線條體14從第二固定部件沈伸出后立即向下方垂下。圖5是表示這種線條體的一個(gè)例子的圖。在圖5的例子中，將多個(gè)電纜或管48相互絞合并組合而做成實(shí)質(zhì)上一個(gè)線條體(束)，以提高整體的剛性。另外，在這種方式中，在將電纜或管48相互絞合并組合成束時(shí)，通過適當(dāng)選定絞合的方向和每單位長度的絞合次數(shù)(即、間距P)，能夠調(diào)整線條體14的剛性，能夠根據(jù)臂的結(jié)構(gòu)和狀況抑制線條體向旋轉(zhuǎn)半徑方向的伸出。更具體地說，關(guān)于上述的線條體14的兩個(gè)處理方式(U字形狀和圓弧形狀)，線條體呈U字形狀時(shí)，通過使構(gòu)成線條體14的電纜或管48的絞合為擰緊方向，從而能夠提高線條體14的剛性，線條體難以下垂。另一方面，由于線條體呈圓弧形狀時(shí)絞合變得寬松，因此線條體14的剛性變低，易于使線條體沿著機(jī)器人臂部的外表面。圖6是表示用罩和彈簧雙方保護(hù)線條體14的方式的一個(gè)例子的圖。線條體14通過用將布或橡膠片等形成為圓筒狀而成的罩50覆蓋例如圖5所示的束狀的部件，并且將罩 50插通螺旋彈簧52的內(nèi)側(cè)而形成。這樣形成的線條體能夠適當(dāng)?shù)乇Ｗo(hù)內(nèi)部的電纜和管免受來自外部的沖擊和過摩擦阻力等。使用圖6所示的線條體的情況下，上述第一固定部件M優(yōu)選將電纜或管的束與罩一起夾緊，螺旋彈簧與罩分開夾緊。具體地說，第一固定部件M具有用于夾緊罩50的罩夾緊部M、和用于夾緊螺旋彈簧52的彈簧夾緊部56。同樣地，第二固定部件沈具有用于夾緊罩50的罩夾緊部58、和用于夾緊螺旋彈簧52的彈簧夾緊部60。此外，在圖6的例子中表示的是由罩50和螺旋彈簧52雙方保護(hù)線條體14的例子， 當(dāng)然也可以是僅使用任意一方的方式。另外，使用螺旋彈簧52的情況下，通過適當(dāng)選定其線徑和間距，從而除了從外部保護(hù)的功能外，線條體14即使不是圖5那樣的方式，也能夠給予所希望的剛性或彈性。根據(jù)本發(fā)明，即使旋轉(zhuǎn)部處于任意的旋轉(zhuǎn)角度位置，都能夠抑制線條體的伸出并有效地回避該線條體與外圍設(shè)備的干涉。通過將多根電纜或管相互絞合并組合而將線條體做成束狀，從而能夠給予線條體適當(dāng)?shù)膭傂曰驈椥?，能夠更加有效地抑制線條體的伸出。而且，剛性或彈性能夠通過多根電纜或管的絞合方向或每單位長度的絞合次數(shù)而適當(dāng)變化。通過在線條體上設(shè)置罩及螺旋彈簧的一方或雙方，從而能夠保護(hù)線條體免受來自外部的沖擊等，并且在使用了螺旋彈簧的情況下，能夠給予線條體剛性或彈性。參照為了說明而選定的特定的實(shí)施方式對(duì)本方明進(jìn)行了說明，不言而喻，本領(lǐng)域人員可以不脫離本發(fā)明的基本概念及范圍地進(jìn)行多種變更。
權(quán)利要求
1.一種機(jī)器人臂部的線條體配設(shè)機(jī)構(gòu)，設(shè)置有線條體(14)，該線條體(14)經(jīng)由工業(yè)用機(jī)器人的前臂(10)配設(shè)到手腕部前端所安裝的終端執(zhí)行器(12)，由向上述終端執(zhí)行器 (12)供給動(dòng)力或信號(hào)的電纜、以及供給冷卻水或驅(qū)動(dòng)用空氣的管的至少一方構(gòu)成，該機(jī)器人臂部00)的線條體配設(shè)機(jī)構(gòu)的特征在于，具有包含沿著上述前臂(10)的長度方向的長軸線(18)的非旋轉(zhuǎn)部08)；可繞上述長軸線旋轉(zhuǎn)地安裝在上述非旋轉(zhuǎn)部08)的一端的旋轉(zhuǎn)部02)；安裝在上述非旋轉(zhuǎn)部08)上，且不能滑動(dòng)地固定上述線條體(14)的第一固定部件 (24)；以及構(gòu)成為可與上述旋轉(zhuǎn)部0 —體地旋轉(zhuǎn)，且不能滑動(dòng)地固定上述線條體(14)的第二固定部件(26)，上述第二固定部件06)配置于在上述長軸線方向上離開上述第一固定部件04)的距離至少為上述線條體(14)的垂直于長度方向的剖面方向長度以上的位置，上述旋轉(zhuǎn)部02)處于繞上述長軸線的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作范圍的中心位置時(shí)，上述第一固定部件04)配置成在上述長軸線方向觀察時(shí)，上述線條體(14)在以上述長軸線(18)為中心的圓(36)的第一切線(38)方向定向，而且，上述第二固定部件06)配置成在上述長軸線方向觀察時(shí)，上述線條體(14)在上述圓(36)的第二切線00)方向定向，上述第一切線(38) 及上述第二切線GO)大致垂直，而且關(guān)于由包含上述長軸線(18)并與第二切線GO)平行的邊界面0 劃定的兩個(gè)區(qū)域04、46)，上述第一固定部件04)及上述第二固定部件 (26)配置成存在于相同區(qū)域。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器人臂部的線條體配設(shè)機(jī)構(gòu)，其特征在于，上述線條體(14)通過將多根電纜或管G8)相互絞合并且組合成束狀而構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的機(jī)器人臂部的線條體配設(shè)機(jī)構(gòu)，其特征在于，上述多根電纜或管G8)的絞合方向或每單位長度的絞合次數(shù)以抑制線條體(14)向旋轉(zhuǎn)半徑方向伸出的方式選定。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3任一項(xiàng)所述的機(jī)器人臂部的線條體配設(shè)機(jī)構(gòu)，其特征在于，上述線條體(14)具有覆蓋該線條體(14)的罩(50)以及該線條體(14)插通的螺旋彈簧(52)的一方或雙方。
全文摘要
本發(fā)明提供一種即使不使用引導(dǎo)部件等也能夠有效地回避線條體與外圍設(shè)備等的接觸或干涉的機(jī)器人臂部的線條體配設(shè)機(jī)構(gòu)。線條體配設(shè)機(jī)構(gòu)具有安裝在非旋轉(zhuǎn)部上且不能滑動(dòng)地固定線條體的第一固定部件、以及構(gòu)成為可與旋轉(zhuǎn)部一體地旋轉(zhuǎn)且不能滑動(dòng)地固定線條體的第二固定部件，旋轉(zhuǎn)部處于繞長軸線的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作范圍的中心位置時(shí)，第一固定部件配置成線條體在第一切線方向定向，第二固定部件配置成線條體在大致垂直于第一切線的第二切線方向定向，而且關(guān)于由包含長軸線并與第二切線平行的邊界面劃定的兩個(gè)區(qū)域，兩個(gè)固定部件配置成存在于相同區(qū)域。
文檔編號(hào)B25J19/00GK102218742SQ201110062440
公開日2011年10月19日 申請(qǐng)日期2011年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月14日
發(fā)明者久米宏和, 井林純, 地主宗弘 申請(qǐng)人:發(fā)那科株式會(huì)社