CN106041999A - 连接线条体的连接部件配置于臂的多关节机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供多关节机器人，该多关节机器人具备通过关节部来改变方向的臂和安装于臂且连接有线条体的管接头。臂包含在内部具有空洞的框体。框体具有朝向内部凹陷的凹部。管接头配置于凹部的内部。

Description

连接线条体的连接部件配置于臂的多关节机器人

技术领域

本发明涉及具备臂的多关节机器人。

背景技术

多关节机器人通过由配置于臂彼此之间的关节部来改变角度从而使位置以及姿势变化。在臂的前端配置有腕部，在腕部安装有手部等的作业工具。许多的作业工具具有驱动机构，需要电力、空气等的供给。另外，作业工具也有发送用于驱动作业工具的电信号的情况。这些电力、空气、以及电信号等通过被称为线条体的布线、配管而供给至作业工具。

与作业工具连接的线条体为了供给电力等而与机器人连接。在机器人配置有连接有线条体的连接部件。连接部件包含连接器、管接头。这样的连接部件为了线条体的连接变得容易而优选配置于接近作业工具的位置。因此，一般连接部件配置于接近作业工具的机器人的臂的表面。

日本特开2013－212560号公报公开了具备包含连接部主体、中空的连接器壳体、以及支撑端子的支撑部件的连接部的机器人。公开了连接部从臂的表面突出，与连接部连接的连接器的引出方向被设定为预定的转动轴的方向。

多关节机器人配置于其他的机器人、周边的装置密集的环境的情况较多。因此，优选机器人工作时的干涉区域较小。然而，连接器、管接头等的连接部件从臂的表面突出。因此，存在连接部件容易与其他的机器人等的周边的装置、或者机器人的连接部件以外的部分干涉的问题。

另外，食品、医药品等的制造工厂所使用的多关节机器人从卫生的观点来看需要较高地保持清洁度。作业者能够通过用药液、水清洗机器人来维持清洁度。然而，现有技术的连接部件从臂的表面突出，所以存在连接部件的周围容易积存清洗液、灰尘等异物的问题。因此，存在清洁度降低或者清洗作业费事的情况。

尤其清洗液等的液体飞散的环境下所使用的机器人具有将臂的内部密闭的构造以免液体侵入臂的内部。并在连接部件与臂的表面之间配置有衬垫。然而，衬垫被堆积在连接部件的下部的异物逐渐腐蚀。其结果，与连接部件以外的密闭位置相比，存在异物容易从连接部件与臂的密闭位置侵入臂的内部的问题。

发明内容

本发明的多关节机器人具备由关节部改变方向的臂和安装于臂且连接有线条体的连接部件。臂包含在内部具有空洞的框体。框体具有朝向内部凹陷的凹部。连接部件配置于凹部的内部。

在上述发明中，框体包含筒形状的筒状部、从筒状部朝向框体的内部延伸的壁部、以及从壁部沿着臂的表面延伸的底板部，凹部由壁部以及底板部形成。底板部由板部件构成，板部件经由第一密闭部件而固定于壁部，连接部件经由第二密闭部件而固定于板部件。

在上述发明中，臂包含覆盖凹部的整体的罩部件，罩部件具有将线条体向外部引出的孔部。

在上述发明中，臂包含将孔部与线条体之间封闭的防尘部件，罩部件具有将向凹部的内部流入的液体排出的开口部。

在上述发明中，臂包含将孔部与线条体之间密闭的第三密闭部件、和将罩部件与框体之间密闭的第四密闭部件，由凹部和罩部件包围的空间被密闭。

在上述发明中，臂包含支撑线条体的支撑台、和在支撑台固定线条体的固定部件，支撑台在孔部的附近的区域中固定于框体，线条体由固定部件固定于支撑台。

在上述发明中，臂形成为在线条体没有连接在连接部件的情况下，能够安装覆盖凹部的整体的盖部件。

附图说明

图1是实施方式中的第一机器人的立体图。

图2是配置有第一机器人的连接部件的部分的放大立体图。

图3是配置有第一机器人的连接部件的部分的概要剖视图。

图4是比较例的机器人的立体图。

图5是配置有比较例的机器人的连接部件的部分的概要剖视图。

图6是实施方式中配置有第二机器人的连接部件的部分的放大立体图。

图7是配置有第二机器人的连接部件的部分的概要剖视图。

图8是表示第二机器人的第一变形例的罩部件的放大立体图。

图9是表示第二机器人的第二变形例的罩部件的放大立体图。

图10是表示第二机器人的第三变形例的连接部件的部分的概要剖视图。

图11是表示第二机器人的第四变形例的连接部件的部分的放大立体图。

图12是实施方式中配置有第三机器人的连接部件的部分的概要剖视图。

图13是第三机器人的罩部件的部分的放大立体图。

图14是第三机器人的密闭部件的立体图。

图15是实施方式中第四机器人的罩部件和固定台的放大立体图。

图16是实施方式中配置有第五机器人的连接部件的部分的概要剖视图。

图17是实施方式中第五机器人的变形例的罩部件的放大立体图。

具体实施方式

参照图1至图17，对实施方式中的机器人进行说明。本实施方式的机器人在臂彼此之间配置有关节部，在关节部臂的方向进行变化。另外，本实施方式的机器人是具备多个关节部的多关节机器人。机器人包含在各个关节部中驱动臂的臂驱动装置。

图1是本实施方式中的机器人系统的立体图。机器人系统具备把持工件的手部2、和移动手部2的第一机器人1。手部2是把持或者解放工件的作业工具。作业工具也被称为终端执行器。作为作业工具，并不局限于手部，能够采用焊接用的作业工具、涂装用的作业工具等任意的作业工具。

机器人1具备固定于设置面的基体14、和被基体14支撑的旋转部13。旋转部13形成为能够如箭头91所示那样将旋转轴81作为转动轴而相对于基体14转动。机器人1具备多个臂11、12。臂12被旋转部13支撑。臂12形成为如箭头92所示地以旋转轴82作为转动轴而相对于旋转部13转动。臂11被臂12支撑。臂11形成为以旋转轴83作为转动轴而相对于臂12转动。另外，臂11形成为以旋转轴84为转动轴而转动。

机器人1包含配置于臂11的前端的腕部15。在腕部15固定有手部2。机器人1具备驱动腕部15的腕部驱动装置。腕部15形成为以旋转轴85为转动轴而转动。另外，腕部15能够以旋转轴86为转动轴转动地支撑手部2。

机器人1具备驱动手部2的手部驱动装置。在本实施方式中，通过手部驱动装置驱动从而使手部2的爪部2a打开或者关闭。本实施方式的手部驱动装置通过压缩空气驱动手部2。本实施方式的手部驱动装置包含配置于手部2的手部驱动缸。另外，手部驱动装置包含用于向手部驱动缸供给压缩空气的空气泵。空气泵配置于机器人1。压缩空气通过线条体41从机器人1供给至手部2。

这里，所谓线条体是将布线、配管等统称的术语。线条体包含有向马达供给电力的动力线、供给电信号的信号线等的布线。另外，线条体包含有供给液体、气体的配管。

图2表示本实施方式中配置有第一机器人的连接部件的部分的放大立体图。图3表示第一机器人的连接部件以及腕部驱动装置的部分的概要剖视图。参照图1、图2以及图3，臂11包含在内部具有空洞的框体21。在框体21的内部配置有由驱动腕部15的腕部驱动马达51、52等的电力驱动的装置。

框体21包含形成为筒形状的筒状部21a。在框体21的侧面形成有朝向内部凹陷的凹部25。凹部25形成为从臂11的表面凹陷。框体21包含从筒状部21a朝向框体21的内部延伸的壁部21b。框体21包含作为固定于壁部21b的底板部的板部件21c。底板部从壁部21b沿着臂11的表面延伸。凹部25由壁部21b以及板部件21c构成。

在板部件21c固定有起到连接部件作用的管接头31以及连接器32。连接部件是用于连接配管、布线等的部件。作为连接部件，能够例示用于连接供给马达的电力的动力线的连接器、用于连接供给电信号的信号线等的布线的连接器、以及用于供给液体、气体的管接头。

板部件21c通过作为紧固部件的螺钉26而固定于壁部21b的底部。管接头31以及连接器32被插通到形成于板部件21c的插通孔。在插通孔形成有阴螺纹。管接头31以及连接器32通过旋转螺母部31a、32a而固定于板部件21c。

在框体21的内部铺设有配管53以及布线54。配管53以及布线54与各个连接部件的框体21的内部的连接部连接。而且，与连接部件的框体21的外侧的连接部连接的线条体41，与手部2连接。这样，线条体41能够将用于驱动作业工具的空气、电力、电信号等供给至作业工具。

在壁部21b与板部件21c之间配置有作为第一密闭部件的衬垫23。衬垫23具有沿着板部件21c的外形的形状。在板部件21c与管接头31之间、以及板部件21c与连接器32之间配置有作为第二密闭部件的衬垫24。衬垫23、24由具有弹性的橡胶等材质形成。

这样，板部件21c经由衬垫23而固定于壁部21b，管接头31以及连接器32经由衬垫24而固定于板部件21c。通过采用该结构，即使在框体21形成凹部25也能够密闭框体21的内部。从而能够抑制灰尘、清洗液等的异物进入框体21的内部。参照图3，在框体21的内部配置有腕部驱动马达51、52等装置。或者，在框体21的内部铺设有电布线。因此，有可能存在液体、灰尘等的异物进入框体21的内部而使这些电气配件发生故障。在本实施方式中，因为密闭框体21的内部，能够抑制配置于框体21的内部的电气配件的故障。

图4表示比较例的机器人系统的立体图。比较例的机器人系统具备机器人3。在机器人3中，作为连接部件的管接头31以及连接器32被配置为从臂11的表面突出。在图4所示的例子中，臂11的框体21的上表面被形成为平面状。在臂11的上表面固定有管接头31以及连接器32。

在比较例的机器人3中，通过管接头31以及连接器32形成从臂11的表面突出的凸状的部分。因此，管接头31以及连接器32在机器人3驱动时，有可能干涉连接部件以外的机器人3的部分、其他的装置。由于干涉区域变大，机器人3的动作的限制变严。

参照图1至图3，本实施方式中的机器人1的管接头31以及连接器32配置在形成于框体21的凹部25的内部。能够抑制管接头31以及连接器32从臂11的表面突出。因此，本实施方式中的机器人1能够减小干涉区域。即，能够抑制连接部件干涉连接部件以外的机器人1的部分、其他的装置。

尤其本实施方式中的机器人1形成为管接头31以及连接器32的高度比凹部25的深度低。即，形成有较深的凹部25以免管接头31以及连接器32从筒状部21a的表面突出。通过该结构，能够有效地减小干涉区域。

图5表示比较例的机器人的连接部件的部分的概要剖视图。在比较例的机器人3中，由于管接头31以及连接器32从臂11的筒状部21a的表面突出，因此在管接头31的下部以及连接器32的下部中，容易堆积清洗液等的异物61。异物61以包围衬垫24的方式堆积。衬垫24由于处于与异物61接触的状态，而容易产生腐蚀等劣化。若产生衬垫24的劣化，则无法维持框体21的内部的密闭。

参照图1至图3，在本实施方式中的机器人1中，管接头31以及连接器32配置于凹部25的内部。能够抑制液体等的飞散物进入凹部25的内部。尤其能够抑制向沿着框体21的表面的方向飞散的异物61进入凹部25的内部。因此，能够抑制异物61堆积在管接头31的周围以及连接器32的周围。其结果，能够抑制机器人的清洁度的降低。另外，能够抑制衬垫24的劣化。或者，能够减少连接部件的周围的清洗作业。

本实施方式中的连接部件的高度形成为比凹部的深度低，但并不局限于该方式，连接部件的一部分也可以从框体的筒状部的表面突出。

图6表示本实施方式中配置有第二机器人的连接部件的部分的立体图。图7表示本实施方式的第二机器人的连接部件的部分的概要剖视图。参照图6以及图7，第二机器人的臂11包含覆盖凹部25的整体的罩部件27。罩部件27具有引出线条体41的孔部28。孔部28形成为在罩部件27中朝向手部2的部分。罩部件27配置为如箭头97所示那样覆盖凹部25。罩部件27通过作为紧固部件的螺钉29而固定于框体21的筒状部21a。与管接头31以及连接器32连接的线条体41通过孔部28而被引出至外部。

在第二机器人中，由于用罩部件27覆盖管接头31以及连接器32，因此能够抑制异物侵入凹部25的内部。异物难以堆积在管接头31的周围以及连接器32的周围。尤其由于从外侧观察臂11时较细的凸部变少，因此异物难以堆积。因此，机器人1的清洁度提高。或者，能够减少机器人1的清洗作业。

图8表示本实施方式的第二机器人的第一变形例。图9表示本实施方式的第二机器人的第二变形例。在图8以及图9所示的机器人1中，在罩部件27的孔部28配置有作为防尘部件的海绵部件33、34。海绵部件33、34将孔部28与线条体41之间封闭。防尘部件例如能够由海绵等的柔软的可变形材料形成。

在图8所示的第一变形例中，使用了两个海绵部件33。在组装罩部件27时，配置了下侧的海绵部件33之后，将线条体41配置在下侧的海绵部件33的表面。接下来，配置上侧的海绵部件33。接下来，用螺钉30固定顶板27a。

在图9所示的第二变形例中，在海绵部件34形成有多个切口部34a。切口部34a与线条体41的位置以及根数对应地形成。在该结构中，在孔部28配置了海绵部件34之后，向切口部34a插通线条体41。将全部的线条体41配置在所希望的位置。接下来，用螺钉30固定顶板27a。

在第二机器人的第一变形例以及第二变形例中，引出线条体41的孔部28被封闭部件封闭，所以能够抑制灰尘以及尘埃等的异物进入罩部件27的内部。即，能够抑制异物进入凹部25的内部。因此，能够有效地抑制异物堆积在连接部件的周围。

此外，作为防尘部件，并不局限于由海绵形成的部件，能够采用抑制灰尘以及埃等侵入的任意的材质的部件。

图10表示第二机器人的第三变形例的连接部件的部分的概要剖视图。在上述的第二机器人中，能够抑制灰尘等的固体的异物的进入，但存在清洗液等的液体的异物通过防尘部件的情况。或者，存在液体的异物从罩部件27与框体21的接触部分进入凹部25的情况。第三变形例的机器人1具有将流入凹部25的内部的液体排出的开口部27b。在第三变形例中，在罩部件27形成有开口部27b。开口部27b能够由贯通罩部件27的孔构成。开口部27b起到除水孔的作用。

通过在罩部件27设置开口部27b，从而在臂11移动而使开口部27b面向下侧时，能够如箭头98所示，排出积存在凹部25的内部的液体。或者，作业者通过手动操作移动机器人1，变更机器人1的位置以及姿势以使开口部27b面向下侧。而且，也可以从开口部27b排出液体的异物。

图11表示第二机器人的第四变形例的连接部件的部分的立体图。第四变形例的机器人1的罩部件27包含排水用部件35。排水用部件35配置于罩部件27的主体的底部。排水用部件35沿着凹部25的形状形成为板状。在排水用部件35形成有一部分被切口的切口部35a。在将罩部件27固定在框体21时切口部35a构成开口部。通过该结构，也能够从开口部排出积存在凹部25的内部的液体的异物。

作为形成于罩部件的除水孔的开口部并不局限于上述的第三变形例以及第四变形例，能够采用在将罩部件固定在框体时形成有开口部的任意的结构。另外，开口部能够形成在罩部件的任意的位置。

图12表示本实施方式的第三机器人的连接部件的部分的概要剖视图。图13表示第三机器人的罩部件的孔部的部分的放大立体图。参照图12以及图13，第三机器人具有配置有管接头31以及连接器32的空间被密闭的构造。

在罩部件27的孔部28配置有作为第三密闭部件的衬垫36。图14表示本实施方式的第三机器人的密闭部件的立体图。参照图12至图14，在第三机器人中对于一个线条体41使用了一个衬垫36。衬垫36由橡胶等的具有弹性的材质形成。衬垫36具有与线条体41的外形对应的贯通孔36a和切口部36b。衬垫36被形成为在贯通孔36a的内部夹持线条体41。贯通孔36a的内面与线条体41紧贴。

衬垫36能够将孔部28与线条体41之间密闭。在组装罩部件27时，使线条体41通过切口部36b而配置在贯通孔36a的内部。在多个线条体41的各个安装衬垫36。接下来，将配置了线条体41的衬垫36配置在罩部件27的孔部28。然后，能够通过由螺钉30固定顶板27a来将孔部28密闭。

另外，在罩部件27与框体21之间配置有作为第四密闭部件的衬垫37。衬垫37由橡胶等的具有弹性的材质形成。衬垫37以包围凹部25的方式形成为板状。通过由螺钉29固定罩部件27，从而衬垫37与罩部件27以及框体21紧贴。

这样，通过配置衬垫36以及衬垫37，从而被凹部25和罩部件27包围的空间被密闭。通过采用该结构，能够抑制灰尘、液体等的异物侵入配置有管接头31以及连接器32的凹部25的内部。能够较高地维持连接部件的周围的清洁度。

图15表示本实施方式中的第四机器人的罩部件的部分的放大立体图。在第四机器人中，臂11包含支撑线条体41的支撑台38、和作为在支撑台38固定线条体的固定部件的固定带39。支撑台38由作为紧固部件的螺钉40固定于框体21。支撑台38在孔部28的外侧中固定于孔部28的附近的区域。支撑台38接近孔部28地配置。

在支撑台38形成有供固定带39插通的插通孔38a。从罩部件27突出的多个线条体41被固定带39固定于支撑台38。

这样，在第四机器人中，线条体41经由支撑台38而固定于框体21。通过采用该结构，能够限制线条体41从作为线条体41的取出口的孔部28朝向的方向。能够抑制线条体41面向不希望的方向。例如，线条体41向远离框体21的方向延伸，能够抑制线条体41从臂11鼓出。其结果，能够抑制线条体41与其他的装置的干涉。或者，能够使线条体41面向手部2，能够容易地进行线条体41的连接。

在图15所示的例子中，在图8所示的第二机器人的第一变形例的框体安装了支撑台，但并不局限于该方式，能够在其他的机器人也安装支撑台。例如，能够在图1至图3所示的第一机器人也安装支撑台以及固定部件。第一机器人不具备罩部件，线条体容易朝向外侧鼓出。然而，通过安装支撑台以及固定部件，能够抑制线条体的鼓出。

作为本实施方式的固定部件，使用固定带，但并不局限于该方式，能够采用能够将线条体固定在支撑台的任意的部件。

图16表示本实施方式中的第五机器人的连接部件的部分的概要剖视图。根据安装在机器人1的作业工具的种类，存在不需要空气、电等的供给的情况。在不需要空气、电等的供给的情况下，不连接部件连接线条体。第五机器人形成为，在线条体没有连接在连接部件的情况下，能够安装覆盖凹部25的整体的盖部件43。盖部件43形成为板状。盖部件43通过螺钉等的紧固部件而固定于框体21。通过安装盖部件43，能够抑制异物侵入凹部25的内部。其结果，能够提高连接部件的周围的清洁度。

另外，在本实施方式中，在盖部件43与框体21之间配置有作为由橡胶等形成的密闭部件的衬垫37。通过该结构，能够使由凹部25以及盖部件43包围的空间被密闭。因此，能够有效地抑制异物进入凹部25的内部。

图17表示本实施方式的第五机器人的变形例的罩部件的放大立体图。在第五机器人的变形例中，在框体21固定有罩部件27。另外，在第五机器人的变形例中，使用罩部件27作为盖部件。罩部件27形成为能够将闭合部件44安装在用于供线条体41插通的孔部28。闭合部件44被形成为板状。闭合部件44通过螺钉45而固定于罩部件27的主体。通过安装有闭合部件44，罩部件27起到覆盖凹部的整体的盖部件的作用。在该变形例中，也能够抑制异物侵入凹部25的内部。

在本实施方式中，例示出在与腕部连结的臂配置有连接部件的机器人，但并不局限于该方式，能够在任意的臂配置连接部件。另外，在本实施方式中，与连接部件连接的线条体与作业工具(终端执行器)连接，但并不局限于该方式，也可以与作业工具以外的部分连接。

在本实施方式中，例示出具有六个旋转轴的多关节机器人来进行了说明，但并不局限于该方式，能够将本发明应用于任意的机器人。

根据本发明，能够提供抑制干涉并且抑制连接部件的周围堆积异物的多关节机器人。

上述的实施方式能够适当地组合。在上述的各个图中，在相同或者相等的部分标注相同的符号。此外，上述的实施方式是例示并不对发明进行限定。另外，在实施方式中，包含有权利要求书所示的实施方式的变更。

Claims (7)

1.一种多关节机器人，其特征在于，具备：

通过关节部来改变方向的臂；以及

安装于上述臂且连接有线条体的连接部件，

上述臂包含在内部具有空洞的框体，

上述框体具有朝向内部凹陷的凹部，

连接部件配置于上述凹部的内部。

2.根据权利要求1所述的多关节机器人，其特征在于，

上述框体包含筒形状的筒状部、从筒状部朝向上述框体的内部延伸的壁部、以及从壁部沿着上述臂的表面延伸的底板部，

上述凹部由上述壁部以及上述底板部形成，

上述底板部由板部件构成，

上述板部件经由第一密闭部件而固定于上述壁部，

连接部件经由第二密闭部件而固定于上述板部件。

3.根据权利要求2所述的多关节机器人，其特征在于，

上述臂包含覆盖上述凹部的整体的罩部件，

罩部件具有将线条体向外部引出的孔部。

4.根据权利要求3所述的多关节机器人，其特征在于，

上述臂包含将上述孔部与线条体之间封闭的防尘部件，

罩部件具有将流入上述凹部的内部的液体排出的开口部。

5.根据权利要求3所述的多关节机器人，其特征在于，

上述臂包含将上述孔部与线条体之间密闭的第三密闭部件和将罩部件与上述框体之间密闭的第四密闭部件，

被上述凹部和罩部件包围的空间被密闭。

6.根据权利要求3至5中任一项所述的多关节机器人，其特征在于，

上述臂包含支撑线条体的支撑台和在支撑台固定线条体的固定部件，

上述支撑台在上述孔部的附近的区域固定于上述框体，

线条体通过上述固定部件而固定于上述支撑台。

7.根据权利要求1或2所述的多关节机器人，其特征在于，

上述臂形成为，在线条体没有连接在连接部件的情况下能够安装将上述凹部的整体覆盖的盖部件。