专利名称：关节型机器人的制作方法
技术领域：
本发明涉及在上下移动的工作轴的上下设置蛇腹状部件的关节型机器人(SCARA机器人)。
背景技术：
自以往，关节型机器人被用于电子元件的安装。在这种关节型机器人中，已知有为了防止外部的粉尘或水滴等进入内部或者相反为了防止内部的粉尘或油滴等飞散到外部，而在工作轴的上部及下部与机器人主体的盖部之间设置蛇腹状的罩部件的关节型机器人(例如，日本专利公开公报特开平11-138488号)。
该专利文献中记载的关节型机器人包括主体臂、能够相对于主体臂水平旋转的第一臂、以及能够相对于第一臂水平旋转的第二臂。在第二臂的远端，设置有能够上下移动以及能够旋转转动的滚珠丝杠花键，在滚珠丝杠花键的上部与下部分别设置防静电型蛇腹状部件。通过该防静电型蛇腹状部件，确保关节型机器人内以及设置关节型机器人的净化室内的清洁度。在这种关节型机器人中，为了使滚珠丝杠花键上下移动以及旋转转动而使用马达。马达由于工作而发热。并且，若该发热过剩，会产生使马达的工作效率变差或者使马达变得容易损坏的问题。在所述的以往的关节型机器人中，由于在滚珠丝杠花键的上下分别设置有蛇腹状部件，因此在滚珠丝杠花键上下移动时，空气在隔着第二臂的上部侧与下部侧之间移动。然而，由于所述滚珠丝杠花键是借助正时皮带传递来的马达的驱动力而被驱动移动的，因此马达设置在离开上下的蛇腹状部件之间的位置。因此，马达无法利用在上下的蛇腹状部件之间移动的空气有效地冷却。
发明内容
本发明的目的在于提供一种防尘防滴性良好并且能够抑制马达过热的关节型机器人。本发明所涉及的关节型机器人是使上下移动的工作轴在水平方向上移动的关节型机器人，其包括盖部件，覆盖所述工作轴的侧方；马达，驱动所述工作轴；上部蛇腹状部件，设置于所述盖部件的上部，与所述工作轴的上下移动联动地沿上下方向伸缩；下部蛇腹状部件，设置于所述盖部件的下部，与所述工作轴的上下移动联动地沿上下方向伸缩；其中，所述盖部件的内部空间与所述上部蛇腹状部件的内部空间连通，而且所述盖部件的内部空间与所述下部蛇腹状部件的内部空间连通，所述马达设置在所述上部蛇腹状部件与所述下部蛇腹状部件之间。由此，本发明的关节型机器人的防尘防滴性良好，并且能够抑制马达过热。
图I是表示本发明的第一实施方式所涉及的关节型机器人的立体图。
图2是表示标准规格的关节型机器人的立体图。图3是表示工作轴上升了的时候的关节型机器人的剖视图。图4是表示工作轴下降了的时候的关节型机器人的剖视图。图5是表示上部蛇腹状部件的安装结构的剖视图。图6是表示花键轴与转接轴的连接部的剖视图。图7是表示上部蛇腹状部件与连接用轴的连接部的剖视图。图8是表示下部蛇腹状部件的安装结构的剖视图。图9是表示下部蛇腹状部件与管状部件的连接部的剖视图。 图10是表示下部蛇腹状部件与连接用轴的连接部的剖视图。图11是表示设置于第二臂的连通孔的立体图。图12是表示本发明的第二实施方式所涉及的关节型机器人的工作轴上升后的状态的立体图。图13是表示本发明的第二实施方式所涉及的关节型机器人的工作轴下降后的状态的立体图。图14是表示将配线等固定于工作轴上端的壳体上的状态的立体图。图15是表示从工作轴的下端引出配线等并连接到各装置上的状态的立体图。
具体实施例方式(第一实施方式)下面基于
本发明的第一实施方式所涉及的关节型机器人。图I表示第一实施方式所涉及的关节型机器人A。该关节型机器人A包括基部10、第一臂18、第二臂20 (臂)、设于第二臂20的升降旋转驱动装置30、以及设于升降旋转驱动装置30的上下的上部蛇腹状部件50与下部蛇腹状部件60。关节型机器人A是例如在图2所示的标准规格的关节型机器人B中设置上部蛇腹状部件50与下部蛇腹状部件60来形成为防尘防滴规格并且增加了若干变更的关节型机器人。基部10被固定设置于地板、台面等上。如图3以及图4所示，基部10包括矩形箱状的壳体11 ;固定设置于壳体11内的上部的第一马达12 ;组装于第一马达12的上部且设置于壳体11的上面部Ila的第一减速机13。在下面的说明中，上下方向以及左右方向基于图3以及图4所示的方向指示来叙述。在壳体11的上面部Ila的左侧部分形成有安装用孔lib。第一马达12和第一减速机13借助安装用孔Ilb被安装于上面部11a。第一马达12包括经由轴承旋转自如地支撑在马达壳体12a上的旋转轴12b、设于旋转轴12b的外周的转子、与转子的外周相向地设置的定子和旋转检测用解算器。第一马达12的旋转轴12b以朝向上方的方式设置，在安装用孔Ilb内从下方向上方贯穿，连接于第一减速机13的输入部13a。第一马达12通过将马达壳体12a固定于上面部Ila的下表面而组装于壳体11。第一减速机13是公众所知的谐波驱动减速机(Harmonic Drive,注册商标)，其具体结构从略，但该第一减速机13包括连接于第一马达12的旋转轴12b的输入部13a和连接于第一臂18的输出部13b。在输出部13b的外周设有轴承14，利用该轴承14，第一臂18相对于壳体11在水平面上能够旋转地被支撑。另外，第一马达12的旋转力经由旋转轴12b、输入部13a和输出部13b被减速后传递到第一臂18。在壳体11的上面部Ila的右侧部分，利用安装部件15a固定有朝向后述的盖31延伸的柔性管15的一端部。在柔性管15的内部收容有各种配线、抽吸用配管等(以下记为配线等16)。另外，在壳体11的右侧面部Ilc的下部，设有用于将壳体11内的各种配线、抽吸用配管等的各端部连接于壳体11的外侧的配线和配管(以下记为配线等17)的排气接头17a。该排气接头17a与柔性管15内的配线等16在壳体11内连接。另外，在右侧面部Ilc的排气接头17a的上方部分，设有用户配线连接器17b。第一臂18具有长圆形的板状的形状。在第一臂18的下表面的右侧部分形成有浅凹的安装用凹部，在该安装用凹部中固定有减速机13的输出部13b。在第一臂18的上表面的左侧部分形成有浅凹的安装用凹部，在该安装用凹部中固定设置有后述的第二减速机
23。第二臂20借助该第二减速机23与第二马达22安装于第一臂18。第二臂20(臂)具有与第一臂18相比在长轴方向上较长、厚度较薄的长圆形的板 状的形状。在第二臂20的右侧部分形成有上下贯穿该第二臂20的安装用孔21。第二马达22的旋转轴22b以朝向下方的方式设置，在安装用孔21内从上方向下方贯穿。第二马达22通过将马达壳体22a固定于第二臂20的上表面而组装于第二臂20。该第二马达22与所述第一马达12上下方向的设置相反，但是由与所述第一马达12同样机型的马达构成。此外，在本实施方式中，第二臂20相当于本发明的臂。第二减速机23也与所述第一减速机13上下方向的设置相反，但是由与所述第一减速机13同样机型的减速机构成。第二减速机23包括连接于第二马达22的旋转轴22b的输入部23a和连接于第一臂18的输出部23b。第二减速机23将第二马达22的旋转轴22b的旋转减速后传递到第一臂18。在输出部23b的外周设有轴承24。借助该轴承24，第二臂20相对于第一臂18能够旋转地被支撑。另外，第二马达22的驱动力经由旋转轴22b、输入部23a和输出部23b传递到第一臂18。在第二臂20的左侧部分形成有后述的工作轴32插通的安装用孔25。升降旋转驱动装置30设于第二臂20的左侧，包括盖31 (盖部件的一部分)、贯穿安装用孔25并垂直地设置的中空的工作轴32、使工作轴32绕轴线方向旋转的旋转装置33、和使工作轴32沿上下方向移动的升降装置40。另外，工作轴32包括构成主体部分的花键轴32a ;连接于花键轴32a的上端，贯穿形成于盖31的上表面的圆管形通孔部31a (上部通孔)并延伸到外部上方的转接轴32b ;连接于转接轴32b的上端的连接用轴32c ;连接于花键轴32a的下端的连接用轴32d。在本实施方式中，由转接轴32b与连接用轴32c构成本发明的延长轴。盖31具备内部空间，具有左侧部分比右侧部分高的高度不同的箱状的形状，其在第二臂20的上侧面的大致整个范围上设置。该盖31以使花键轴32a、旋转装置33和升降装置40的比第二臂20更上方的部分位于左侧部分的内部空间的状态，从周围和上方包围这些部件。另外，在盖31的上表面的右侧部分形成有向上方突出的有顶筒状的突出收容部31b。旋转装置33包括花键轴32a贯穿的第三马达34 (本发明的“马达”之一，“旋转用马达”的一例)与第三减速机35。第三马达34贯穿所述安装用孔25并固定设置于第二臂20，该第三马达34包括旋转自如地支撑在马达壳体34a内的圆管状旋转轴34b、设于旋转轴34b的外周的转子、与转子的外周相向地设置的定子和旋转检测用解算器等。第三减速机35由与所述的第一、第二减速机13、23同样机型的减速机构成,包括输入部35a和输出部35b。在输出部35b的外周设有轴承36。在轴承36的外圈上，经由安装部件37a连接有球形花键螺母37。在该球形花键螺母37的内周面上，在周向上以一定间隔形成多个纵槽。此外，花键轴32a由在外周面形成有多个纵槽32e (参照图11)的钢制的圆管轴构成，该花键轴32a的纵槽32e啮合于球形花键螺母37的纵槽，以相对于第三马达34、第三减速机35和球形花键螺母37能够上下移动的状态设置。花键轴32a的下部借助球形花键螺母37、安装部件37a和轴承36旋转自如地被支撑在第二臂20上。由第三马达34的工作产生的旋转力通过第三减速机35减速后传递给花键轴32a，花键轴32a与球形花键螺母37 —起旋转。如图5所示，花键轴32a的上端部以通过上下设置的轴承38a、38b而能够绕轴线方向旋转且沿上下方向被固定的状态，被支撑在升降装置40所具备的连接部件41上。升降装置40包括连接部件41、滚珠丝杠螺母42、滚珠丝杠轴43和第四马达44 (本发明的“马达”之一)。第四马达44被固定设置在第二臂20的安装有第三马达34的部分的右侧。滚珠丝杠轴43连接于第四马达44的旋转轴，通过第四马达44的工作而绕轴线方向旋转。·滚珠丝杠螺母42螺合于滚珠丝杠轴43，连接部件41将滚珠丝杠螺母42和花键轴32a的上端部连接起来。因此，在通过第四马达44的工作而滚珠丝杠轴43绕轴线方向旋转时，滚珠丝杠螺母42沿滚珠丝杠轴43上下移动，并且随着该移动，花键轴32a也借助连接部件41上下移动。此外，滚珠丝杠轴43的上端部分突出在盖31的突出收容部31b内。在花键轴32a的上端，经由轴承螺母45连接有转接轴32b。转接轴32b由铝制的管状部件构成，其外径和内径被设定为与花键轴32a大致相同，在表面实施有防蚀铝处理。由此提高抗蚀性和耐磨损性。另外，如图6所示，在转接轴32b的下端部形成有向外部侧突出的连接用凸缘部46。在凸缘部46的下表面外周，向下方突出的环状的突起46a沿着凸缘部46的周缘部形成。在凸缘部46的转接轴32b的主体部分与突起46a之间，形成有上下贯穿的多个螺纹通孔(未图示)。轴承螺母45包括圆管状的轴承螺母主体45a和从轴承螺母主体45a的外周上部沿圆周向外部侧延伸的凸缘部45b。轴承螺母主体45a使花键轴32a的上端外周位于内周侦牝利用螺纹之间的螺合固定于花键轴32a。凸缘部45b形成为可嵌入凸缘部46的突起46a内部的大小，以与凸缘部46的螺纹通孔相同的间隔形成上下贯穿的多个螺纹孔(未图示)。在突起46a的内部嵌入凸缘部45b，从凸缘部46的螺纹通孔的上部插入螺钉47，使该螺钉47螺合于凸缘部45b的螺纹孔，据此将转接轴32b连接于花键轴32a。另外，轴承螺母45的上端面与转接轴32b的下表面之间通过O环47a密封。在转接轴32b的上端连接有管状的连接用轴32c。在盖31的通孔部31a与连接用轴32c的上部之间，安装有与工作轴32的上下移动联动地沿上下方向伸缩的上部蛇腹状部件50。如图7所示，在转接轴32b的上端部形成有向外部侧突出的连接用凸缘部48。在该凸缘部48上，上下贯穿的多个螺纹孔(未图示)沿圆周形成。另外，连接用轴32c由钢制的管状部件构成，与转接轴32b相比其轴方向的长度较短，外径和内径被设定为与转接轴32b相同，在表面实施有电镀处理。在连接用轴32c的下端部形成有向外部侧突出的连接用凸缘部49。在凸缘部49的下表面外周，向下方突出的环状的突起49a沿着凸缘部49的周缘部形成。在凸缘部49的连接用轴32c的主体部分与突起49a之间，上下贯穿的多个螺纹通孔以与凸缘部48的螺纹孔相同的间隔形成。在突起49a的内部嵌入凸缘部48，从凸缘部49的螺纹通孔的上部插入螺钉48a，使该螺钉48a螺合于凸缘部48的螺纹孔，据此将连接用轴32c连接于转接轴32b。另外，凸缘部48的上表面与凸缘部49的下表面之间通过O环48b密封。在连接用轴32c的上部外周，借助轴承51安装有壳体52。在连接用轴32c的上部外周的轴承51以及壳体52的上方安装有另一壳体53。轴承51通过将内圈51a固定于连接用轴32c的外周，将外圈51b固定于壳体52，以相对于连接用轴32c沿上下方向无法在壳体52上移动的状态，绕轴线方向能够旋转地连接。壳体52包括在轴承51的上方从与连接用轴32c的外周面隔开间隔的部分向外周侧伸展的凸缘状的水平部52a、从水平部52a的下表面外周侧沿轴承51的外周面向下方延伸的轴承收纳部52b、以及从水平部52a的上表面内周侧向上方延伸的固定部52c (后述的端面密封件53d收缩而被固定)。
连接用轴32c与轴承51的内圈51a之间、以及轴承51的外圈51b与壳体52的轴承收纳部52b之间分别通过O环51c、51d进行密封。另外，在轴承收纳部52b的内周面下部沿圆周形成沟部，在该沟部中设置簧环52d。通过该簧环52d防止轴承51从轴承收纳部52b内脱出。壳体53包括从连接用轴32c的外周面上端向外周侧伸展的凸缘状的水平部53a、从水平部53a的下表面内周侧在连接用轴32c的外周面与壳体52的固定部52c之间向下方延伸的滑动支撑部53b、从水平部53a的下表面外周侧朝着壳体52的上表面外周向下方延伸的密封件收纳部53c。壳体53的内周面通过螺纹之间的螺合而固定在连接用轴32c的外周面，在其双方的交界面上涂覆有密封剂。另外，在由水平部53a的下表面、密封件收纳部53c、固定部52c的外周面以及水平部52a的上表面围成的空间中，设置有端面密封件 53d。轴承51的内圈51a与壳体53固定于连接用轴32c，轴承51的外圈51b与壳体52能够相对于连接用轴32c旋转。在壳体52旋转时，端面密封件53d相对于水平部53a的下表面滑动。另外，连接用轴32c、轴承51、壳体52以及壳体53的分别接触的部分由O环51c、51d、密封剂以及端面密封件53d密封。此外，端面密封件53d由接触密封件构成，防止粉尘等通过。上部蛇腹状部件50由将聚氨脂树脂形成为蛇腹状的可伸缩部件构成，在其下端部与上端部分别形成有圆管形的固定部50a、50b。如图6所示,下端侧的固定部50a覆盖所述盖31的通孔部31a的外周面，在其外周经由聚氨脂片材54安装有夹持部件55。夹持部件55由带状部55a和包括螺钉的缔结部55b构成。经由聚氨脂片材54在固定部50a的周围卷绕有带状部55a，由缔结部55b紧固带状部55a，据此将固定部50a固定于通孔部31a的外周面。如图7所示，上端侧的固定部50b覆盖壳体52的外周面，在其外周经由聚氨脂片材54a安装有夹持部件56。夹持部件56与夹持部件55同样，由带状部56a和包括螺钉的缔结部56b构成。经由聚氨脂片材54a在固定部50b的周围卷绕有带状部56a，由缔结部56b紧固带状部56a，据此将固定部50b固定于壳体52。另外，聚氨脂片材54a与壳体52之间通过上下隔开间隔设置的O环57a、57b进行密封。
这样，在上部蛇腹状部件50的上端固定部50b与构成工作轴32的上端部的连接用轴32c之间，设置由轴承51、壳体52、53以及端面密封件53d等构成的第一旋转密封机构。该第一旋转密封机构以工作轴32 (上端固定部50b)能够相对于上部蛇腹状部件50旋转的状态，将上端固定部50b与连接用轴32c之间予以密封。如图8所示，在第二臂20的下表面的左侧部分，设置有覆盖减速机35、球形花键螺母37的管状部件58。该管状部件58在其上部包括覆盖减速机35的大径部58a，在其下方包括覆盖球形花键螺母37、越向下直径越细的倾斜部58b。在倾斜部58b的下方，以较细的直径形成轴方向的长度也较短的连接部58c (下部通孔)。在本实施方式中，由管状部件58 (下部部件)与盖31 (上部部件)构成本发明的“盖部件”。另外，利用该盖部件的内部空间，形成由该盖部件与第二臂20围成的空间部。具体而言，在第二臂20的上方形成有由盖31的内壁与第二臂20的上表面围成的第一空间部(上部部件的内部空间)，在第二臂20的下方形成有由管状部件58的内壁与第二臂20的下表面围成的第二空间部(下部部件的内部空间)。在所述第一空间部的上方设置有作为上部通孔的通孔部31a，在所述第二空间部的下方设置有作为下部通孔的连接部58c，工作 轴32插通于通孔部31a与连接部58c，从而贯穿所述盖部件的内部空间。花键轴32a的下部从连接部58c的下端开口向下方突出。连接用轴32d连接于花键轴32a的从连接部58c的下端开口突出的部分的下端。在连接部58c与连接用轴32d之间，安装有与工作轴32的上下移动联动地沿上下方向伸缩的下部蛇腹状部件60。连接用轴32d是具有两种直径相异的管状体，其包括大径管状部和小径管状部，大径管状部位于连接用轴32d的上部，覆盖花键轴32a的下端部分外周，小径管状部位于连接用轴32d的下部，具有与花键轴32a相同程度的外径和内径。在连接用轴32d的上端形成有图9所示的开槽紧固部59。开槽紧固部59由螺栓59a紧固，据此将连接用轴32d固定于花键轴32a。另外，如图10所示，在连接用轴32d的小径管状部分的上部外周，借助轴承61安装有壳体62。在连接用轴32d的外周的轴承61以及壳体62的下方安装有另一壳体63。轴承61通过将内圈61a固定于连接用轴32d的外周,将外圈61b固定于壳体62,以相对于连接用轴32d沿上下方向无法在壳体62上移动的状态，绕轴线方向能够旋转地连接。壳体62包括在轴承61的下方从与连接用轴32d的外周面隔开间隔的部分向外周侧伸展的凸缘状的水平部62a、从水平部62a的上表面外周侧沿轴承61的外周面向上方延伸的轴承收纳部62b、从水平部62a的下表面内周缘部与下表面外周缘部保持一定间隔向下方延伸的固定部62c (后述的端面密封件63e收缩而被固定)、以及密封件收纳部62d。连接用轴32d与轴承61的内圈61a之间、以及轴承61的外圈61b与壳体62的轴承收纳部62b之间分别通过O环61c、61d进行密封。另外，在轴承收纳部62b的内周面上部沿圆周形成沟部，在该沟部中设置簧环62e。通过该簧环62e防止轴承61从轴承收纳部62b内脱出。壳体63包括从连接用轴32d的外周面向外周侧伸展以堵住固定部62c与密封件收纳部62d的下端开口的凸缘状的水平部63a、从水平部63a的上表面内周侧在连接用轴32d的外周面与壳体62的固定部62c之间向上方延伸的轴承内圈固定部63b、以及从轴承内圈固定部63b的下表面的一方向下方延伸后沿着连接用轴32d的外周面从两侧沿圆周方向延伸的C形的开槽紧固部63c。开槽紧固部63c由螺栓63d紧固，据此将壳体63固定于连接用轴32d。在由水平部62a的下表面、固定部62c、密封件收纳部62d以及水平部63a的上表面围成的空间中，设置有端面密封件63e。连接用轴32d与壳体63的轴承内圈固定部63b之间通过O环63f密封。轴承61的内圈61a与壳体63固定于连接用轴32d,轴承61的外圈61b与壳体62能够相对于连接用轴32d旋转。在壳体62旋转时，端面密封件63e相对于水平部63a滑动。另外，连接用轴32d、轴承61、壳体62以及壳体63的分别接触的部分由O环61c、61d、63f以及端面密封件63e密封。此外，端面密封件63e具有与所述端面密封件53d同样的结构。下部蛇腹状部件60采用与上部蛇腹状部件50同样的 结构，在蛇腹状部分的上端部与下端部分别形成圆管形的固定部60a、60b。如图9所示,上端侧的固定部60a覆盖连接部58c的外周面，在其外周经由聚氨脂片材64安装有夹持部件65。夹持部件65由带状部65a和包括螺钉的缔结部65b构成。经由聚氨脂片材64在连接部58c的周围卷绕有带状部65a,由缔结部65b紧固带状部65a,据此将固定部60a固定于连接部58c的外周面。另外，聚氨脂片材64与连接部58c之间通过上下隔开间隔设置的O环66a、66b进行密封。下端侧的固定部60b覆盖壳体62的轴承收纳部62b的外周面，在其外周经由聚氨脂片材64a安装有夹持部件67。夹持部件67与夹持部件65同样，由带状部67a和包括螺钉的缔结部67b构成。经由聚氨脂片材64a在固定部60b的周围卷绕有带状部67a，由缔结部67b紧固带状部67a，据此将固定部60b固定于壳体62。另外，聚氨脂片材64a与壳体62之间通过上下隔开间隔设置的O环68a、68b进行密封。这样，在下部蛇腹状部件60的下端固定部60b与构成工作轴32的下端部的连接用轴32d之间，设置由轴承61、壳体62、63以及端面密封件63e等构成的第二旋转密封机构。该第二旋转密封机构以工作轴32(下端固定部60b)能够相对于下部蛇腹状部件60旋转的状态，将下端固定部60b与连接用轴32d之间予以密封。如图11所示，在第二臂20的设置马达34的部分的前后分别形成有上下贯穿该第二臂20的一对长圆状的第一连通孔69，在左侧部分形成有隔开间隔且相互近对的部分比相互远对的部分的宽度大的一对大致椭圆形的第二连通孔69a。第一连通孔69与第二连通孔69a接近第二臂20的设置马达34的部分，以包围所述部分的周围的方式设置。第一连通孔69与第二连通孔69a的俯视合计面积设定为与通孔部31a的内周面与转接轴32b的外周面之间的部分的俯视面积相同或者比之稍大。同样，所述合计面积设定为与连接部58c的内周面与花键轴32a的外周面之间的部分的俯视面积相同或者比之稍大。因此，在工作轴32上升的时候，下部蛇腹状部件60收缩，下部蛇腹状部件60内的空气从管状部件58通过第一、第二连通孔69、69a进入盖31内。同时，上部蛇腹状部件50伸长，盖31内的空气的一部分通过通孔部31a的内部进入上部蛇腹状部件50内。另外，在工作轴32下降的时候，上部蛇腹状部件50收缩，上部蛇腹状部件50内的空气通过通孔部31a的内部进入盖31内。同时，下部蛇腹状部件60伸长，盖31内的空气的一部分通过第一、第二连通孔69、69a进入管状部件58内，进而从管状部件58进入下部蛇腹状部件60内。即，经由第一、第二连通孔69、69a，空气能够在盖31的内部空间与管状部件58的内部空间之间流通。这样，在工作轴32升降时，在上部蛇腹状部件50、下部蛇腹状部件60、管状部件58以及盖31的内部产生空气流。该空气流通过第三马达34与第三减速机35的周围，冷却第三马达34和第三减速机35。另外，与第三马达34邻接的第四马达44也通过所述空气流冷却。此外，虽然省略图示，但在连接用轴32d的下部借助接合器安装有机械手。在机械手上安装有工具等作业用具、卡具、作业臂、抽吸装置等作业装置、传感器等。另外，壳体11内的配线等17、通过柔性管15内的配线等16的一部分连接于第一 第四马达12、22、34、44等,其余的配线等16进一步借助其他连接配线、连接配管连接于安装在机械手上的作业装置、传感器。柔性管15的远端通过安装部件15b固定于盖31的右侧部分的上表面，配线等16在盖31内连接于其他连接配线、连接配管。另外，配线等16、17等的一部分连接于控制装置(未图示)或电源，关节型机器人A所具备的各装置按照控制装置的控制而工作。此外，通过柔性管15内、连通于盖31内的配管连接于基部10的排气接头17a。在盖31内产生了压力变动时，从排气接头17a排出空气，据此调整使得盖31内的压力为一定。此外，在盖31内产生压力变动的情况下，空气通过柔性管15内，据此消除该压力变动。 在将以此方式构成的关节型机器人A作为例如在基板等上安装电子元件的元件安装机工作时，基板等安装电子元件的部件被设置于指定的部位，并且电子元件被准备在指定的部位。另外，在工作轴32下部的机械手上安装有抽吸装置、传感器等装置，将对应的配线、配管连接于这些装置。并且，通过开关等操作来开始关节型机器人A的工作。由此，第一臂18相对于基部10以第一马达12的旋转轴12b为中心在水平面上旋转，并且第二臂20相对于第一臂18以第二马达22的旋转轴22b为中心在水平面上旋转，以使工作轴32移动到电子元件的设置部位。接着，通过第三、第四马达34、44的工作，工作轴32的下端的抽吸装置下降，并且工作轴32绕轴线方向旋转，从而能够从指定方向吸附电子元件。在该状态下，通过抽吸装置的工作，电子元件被吸附于抽吸装置。接着，通过第四马达44的工作抽吸装置上升，通过第一、第二马达12、22的工作，第一臂18相对于基部10旋转，第二臂20相对于第一臂18旋转，抽吸装置移动到基板的指定位置的上方。接着，通过第三、第四马达34、44的工作，抽吸装置下降并且绕轴线方向旋转，以使电子元件位于基板的设定位置。在该状态下，解除抽吸装置对电子元件的吸引，电子元件被安装在基板上。通过反复进行该操作，多个电子元件依次被安装在基板上。在该关节型机器人A工作时，上部蛇腹状部件50与下部蛇腹状部件60以密闭工作轴32的从盖31以及管状部件58突出到外部的部分的周围的状态，随着工作轴32的升降而伸缩。因此，能够防止外部的尘埃进入关节型机器人A内，并且防止关节型机器人A内的油滴或灰尘飞散到外部。另外，第三马达34与第三减速机35通过基于工作轴32的升降而在上部蛇腹状部件50至下部蛇腹状部件60之间产生的空气流动来冷却，从而能够维持适当的工作状态。如上所述，在本实施方式所涉及的关节型机器人A中，在工作轴32的上部设置上部蛇腹状部件50，并且在工作轴32的下部设置下部蛇腹状部件60，使盖31以及管状部件58的内部相对于外部密闭。并且，通过盖31的通孔部31a连通上部蛇腹状部件50的内部空间与盖31的内部空间，通过管状部件58的连接部58c连通下部蛇腹状部件60的内部空间与管状部件58的内部空间。此外，通过设置于第二臂20的第一、第二连通孔69、69a，来连通盖31(上部部件)的内部空间与管状部件58 (下部部件)的内部空间。因此，能够在防止粉尘等在关节型机器人A的内部与外部之间进出的状态下升降工作轴32。另外，旋转装置33的第三马达34与第三减速机35设置于上部蛇腹状部件50与下部蛇腹状部件60之间，在该部分中，工作轴32升降时产生特别大的空气流动。通过该空气流动，第三马达34与第三减速机35高效地被冷却，因此能够抑制因过热而使工作效率降低或变得容易损坏。另外，与第三马达34邻接的第四马达44也能够通过所述空气流动在某种程度上得到冷却。另外，在工作轴32的上下设置有上部蛇腹状部件50与下部蛇腹状部件60，并且使上部蛇腹状部件50以及下部蛇腹状部件60的内部空间分别连通于盖31、管状部件58的内部空间，因此即使工作轴32升降，也不会产生关节型机器人A的整个内部中的体积变化，也不会产生压力变动。由此，上部蛇腹状部件50与下部蛇腹状部件60中难以产生损坏或劣化。另外，在上部蛇腹状部件50的上端固定部50b与构成工作轴32的上端部的连接用轴32c之间，设置有由轴承51、壳体52、53以及端面密封件53d等构成的第一旋转密封机构，即使工作轴32绕轴线方向旋转，也可防止上部蛇腹状部件50旋转。同样，在下部蛇腹状部件60的固定部60b与构成工作轴32的下端部的连接用轴32c之间，设置有由轴承61、壳体62、63以及端面密封件63e等构成的第二旋转密封机构。因此，能够防止在上部蛇腹状部件50或下部蛇腹状部件60中产生扭曲，能够防止因扭曲反复产生而使上部蛇腹状部件50或下部蛇腹状部件60发生损坏。此外，由铝制的转接轴32b、钢制的连接用轴32c、32d构成工作轴32的从盖31及管状部件58突出的部分。因此，能够缩短要求加工精度、价格较高的花键轴32a的长度。另夕卜，转接轴32b以及连接用轴32d能够相对于花键轴32a进行装拆，连接用轴32c能够相对于转接轴32b进行装拆。因此，在上述各部件损坏的情况下能够不更换工作轴32整体，仅更换损坏的部件。此外，图2所示的关节型机器人B的除了上部蛇腹状部件50和下部蛇腹状部件60之外的部分的结构与关节型机器人A存在若干不同的部分，因此将相同的符号标注于对应的部分并省略说明。另外，在关节型机器人B中，盖31的通孔部31a被密封件78塞住O(第二实施方式)图12和图13表示本发明的第二实施方式所涉及的关节型机器人C。该关节型机器人C是改变了与所述关节型机器人A中的经由柔性管15延伸的配线等16连接的配线以及配管70 (以下记为配线等70)的布置的关节型机器人，配线等70的安装结构以外的部分与关节型机器人A相同。因此，对相同的部分标注相同的符号来进行说明。在该关节型机器人C中，配线等70从盖31的上表面较低的右侧部分向连接用轴32c的上端延伸设置。配线等70的基端部分由设于盖31的上表面的包括配线连接器和配管接头的连接部件71固定。配线等70的基端部在盖31内分别连接于经由柔性管15延伸来的配线等16的对应的配线等。另外，在第二臂20的前后侧部的左右方向的中央部分，设置有沿着盖31的上表面较高的左侧部分的右侧缘部延伸且上部比盖31的上表面更高的状的支架72。在支架72的上侧部分形成有隔开指定间隔的多个螺纹通孔72a。配线等70沿着该支架72前部的、上下延伸的部分设置，并且通过隔开间隔设置的多个尼龙夹持件73和螺钉73a，固定于支架72的螺纹通孔72a。配线等70的远端部分通过工作轴32的内部，从工作轴32的下端向下方延伸。另夕卜，如图14所示，在设置于工作轴32的上端的壳体53的上表面，安装有固定用支架74。配线等70由该支架74固定于壳体53的上表面。支架74由L形部件构成，该L形部件包括分别形成有隔开间隔的多个螺纹通孔的水平片74a与垂直片74b。另外，在壳体53的上表面上形成有多个螺纹孔。支架74以水平片74a位于壳体53的上表面上的方式设置，通过螺钉74c固定于壳体53。配线等70通过两个尼龙夹持件75和各两个螺钉75a固定于垂直片74b。另外，考虑到壳体53位于图12所示的移动范围上端时与位于图13所示的移动范围下端时之间的行程、以及工作轴32绕轴线方向旋转时的扭曲，配线等70在连接部件71与支架74之间的部分的长度设定为能够追随工作轴32且不产生松弛的长度。
另外，如图15所示，在构成工作轴32的下部的连接用轴32d上，借助接合器76安装有机械手76a。在机械手76a上安装有工具等作业用具、卡具、作业臂、抽吸装置等作业装置、传感器76b等。通过工作轴32内而被布线的配线等70连接于机械手76a上安装的作业装置、传感器76b。此外，由于配线等70中在连接用轴32d的下端部与机械手76a、传感器76b之间的部分的长度无须具有余量，因此设定为最小限度的长度。另外，配线等70在盖31内连接于配线等16。该关节型机器人C的其他的部分的结构与所述的关节型机器人A相同。在以此方式构成的关节型机器人C中，由于配线等70设置于工作轴32内，因此在关节型机器人C的工作中即使第二臂20剧烈地摇动，配线等70也不会成为第二臂20的移动的障碍。该关节型机器人C的其他的作用效果与所述的关节型机器人A的作用效果相同。另外，本发明所涉及的关节型机器人不限定于所述的各实施方式，能够适当变更后予以实施。例如，在所述的实施方式中，例示了使用端面密封件53d、63e的防尘防滴规格的关节型机器人A、C。作为替代，也可以除去端面密封件53d、63e，而采用清洁规格的关节型机器人。在采用清洁规格的关节型机器人的情况下，能够除去存在产生尘埃的可能性的端面密封件53d、63e。在此情况下，防止尘埃向外部排出的密封结构可采用所谓迷宫式(labyrinth)结构，该迷宫式结构曲折地形成通路，以利用其阻力来防止泄漏。另外，为了减少产生尘埃，也可以使轴承的内圈与外圈之间具备的密封件为非接触式，或者除去该密封件。即使在此情况下，由于盖31、管状部件58、上部蛇腹状部件50以及下部蛇腹状部件60的内部因抽吸而变为负压，因此可防止尘埃向外部排出。另外，通过省略端面密封件53d、63e，能够减小壳体52、62旋转时的摩擦。此外，在所述实施方式中，盖部件包括盖31和管状部件58，但可以省略它们其中的一者。在此情况下，在包括盖31或管状部件58的盖部件的内部设置旋转装置33、升降装置40等。另外，在省略了盖31的情况下，由安装用孔25构成上部通孔，在省略了管状部件58的情况下，由安装用孔25构成下部通孔。另外，也可以省略设置于第二臂20的第一、第二连通孔69、69a，在安装用孔25与马达34之间设置空气能够通过的间隙，由该间隙构成连通孔。另外，本发明所涉及的关节型机器人的其他的部分的结构也能够在本发明的技术范围内适当变更。
上述具体实施方式
中主要包含具有以下结构的发明。本发明所涉及的关节型机器人是使上下移动的工作轴(32)在水平方向上移动的关节型机器人(A、C)，其包括盖部件(31、58)，覆盖所述工作轴的侧方；马达(34、44)，驱动所述工作轴；上部蛇腹状部件(50)，设置于所述盖部件的上部，与所述工作轴的上下移动联动地沿上下方向伸缩；下部蛇腹状部件(60)，设置于所述盖部件的下部，与所述工作轴的上下移动联动地沿上下方向伸缩；其中，所述盖部件的内部空间与所述上部蛇腹状部件的内部空间连通，而且所述盖部件的内部空间与所述下部蛇腹状部件的内部空间连通，所述马达设置在所述上部蛇腹状部件与所述下部蛇腹状部件之间。本发明所涉及的关节型机器人中，在覆盖工作轴的侧方的盖部件的上部设置上部蛇腹状部件，在盖部件的下部设置下部蛇腹状部件，上部蛇腹状部件的内部空间与下部蛇腹状部件的内部空间之间经由盖部件的内部空间而连通。并且，马达设置在上部蛇腹状部件与下部蛇腹状部件之间。因此，在工作轴上升时，上部蛇腹状部件伸长，下部蛇腹状部件收缩，因此下部蛇腹状部件内的空气向上部蛇腹状部件侧移动。另外，在工作轴下降时，上部蛇腹状部件收缩，下部蛇腹状部件伸长，因此上部蛇腹状部件内的空气向下部蛇腹状部件侧移动。·由此，在上部蛇腹状部件与下部蛇腹状部件之间产生空气的流动，因马达位于该气流中，因此马达效率良好地得到冷却。因此，能够抑制马达过热而使工作效率降低或变得容易损坏。另外，由于在工作轴的上下设置上部蛇腹状部件与下部蛇腹状部件，因此即使工作轴升降，也不会产生上部蛇腹状部件与下部蛇腹状部件的内部整体中的体积变化，从而也不会产生压力变动。由此，上部蛇腹状部件与下部蛇腹状部件难以产生损坏或劣化。本发明中较为理想的是，所述马达是使所述工作轴旋转的旋转用马达(34)，所述关节型机器人还包括减速机(35)，该减速机设置在所述上部蛇腹状部件与所述下部蛇腹状部件之间而且所述旋转用马达与所述工作轴之间，该减速机将所述旋转用马达的旋转减速后传递到所述工作轴。根据该结构，利用在上部蛇腹状部件与所述下部蛇腹状部件之间产生的气流，不仅能够冷却旋转用马达，而且也能够冷却用于减低旋转用马达的旋转速度的减速机。另外，本发明中较为理想的是，所述上部蛇腹状部件设置于所述工作轴的外周，所述关节型机器人还包括第一旋转密封机构(51、52、53、53d)，该第一旋转密封机构在所述上部蛇腹状部件的上端部与所述工作轴的上端部之间，以所述工作轴能够相对于所述上部蛇腹状部件旋转的状态，将所述上部蛇腹状部件的上端部与所述工作轴的上端部之间予以密封。根据该结构，即使工作轴绕轴线方向旋转也能够防止上部蛇腹状部件旋转，因此，能够防止由于扭曲反复产生而上部蛇腹状部件产生损坏。另外，能够可靠地将上部蛇腹状部件的上端部与工作轴的上端部之间予以密封。另外，本发明中较为理想的是，所述下部蛇腹状部件设置于所述工作轴的外周，所述关节型机器人还包括第二旋转密封机构(61、62、63、63e)，该第二旋转密封机构在所述下部蛇腹状部件的下端部与所述工作轴的下端部之间，以所述工作轴能够相对于所述下部蛇腹状部件旋转的状态，将所述下部蛇腹状部件的下端部与所述工作轴的下端部之间予以密封。
根据该结构，即使工作轴绕轴线方向旋转也能够防止下部蛇腹状部件旋转，因此，能够防止由于扭曲反复产生而下部蛇腹状部件产生损坏。另外，能够可靠地将下部蛇腹状部件的下端部与工作轴的下端部之间予以密封。本发明中较为理想的是，所述马达是使所述工作轴旋转的旋转用马达，所述工作轴包含由所述旋转用马达驱动的花键轴(32a)和能够装卸地连接于所述花键轴的上端并且突出在所述盖部件的外部的延长轴(32b、32c)。根据该结构，可使工作轴能够一面上下移动一面旋转。另外，工作轴中因上下移动和绕轴线方向的旋转而要求加工精度、价格较高的部分由花键轴构成，工作轴中突出到盖部件外部的部分由延长轴构成。因此，无需使花键轴延长而突出到盖部件的外部。另外，作为延长轴，能够使用结构简单的廉价部件。另外，延长轴能够相对于花键轴装卸，因此能够简单地更换。本发明中较为理想的是，工作轴为管状。根据该结构，工作轴形成为中空的形状，因此能够将工作轴的内部用于收容配线、配管等。本发明中较为理想的是，还包括臂(20)，将所述工作轴能够移动地予以支撑；其中，利用所述盖部件的内部空间，形成有由所述盖部件与所述臂围成的空间部，在形成所述空间部的部件的上部和下部分别形成有上部通孔(31a)和下部通孔(58c)，所述工作轴插通于所述上部通孔和所述下部通孔。根据该结构，由支撑工作轴的臂与盖部件形成空间部，通过用于使工作轴插通而设置的上部通孔与下部通孔，能够使上部蛇腹状部件与下部蛇腹状部件之间连通。在此情况下，较为理想的是，所述臂包括分别上下贯穿该臂的安装用孔(25)和连通孔(69、69a)，所述盖部件包含上部部件和下部部件，所述上部部件与所述下部部件隔着所述安装用孔及所述连通孔设置在所述臂的上下，所述工作轴插通于所述安装用孔，空气能够经由所述连通孔在所述盖部件的所述上部部件的内部空间与所述下部部件的内部空间之间流通。根据该结构，上部通孔位于盖部件的上部，下部通孔位于盖部件的下部。并且，所述臂位于盖部件的上部与下部之间。通过在该臂上形成安装用孔，能够使工作轴贯穿盖部件的上下。另外，通过在所述臂的上下配置盖部件，该臂位于盖部件的上部部件与下部部件之间，即使如此，通过在该臂上形成连通孔，也能连通盖部件的上部部件的内部空间与下部部件的内部空间，使空气流动。另外，较为理想的是，所述连通孔中空气流动部分的剖面面积比所述上部通孔的内周面与所述工作轴的外周面之间的空气流动部分的剖面面积大且比所述下部通孔的内周面与所述工作轴的外周面之间的空气流动部分的剖面面积大。在此情况下，使连通孔的剖面面积与上部通孔的内周面与工作轴的外周面之间的空气流动部分的剖面面积、以及下部通孔的内周面与工作轴的外周面之间的空气流动部分的剖面面积相同或者比之较大。根据该结构，能够减少随着工作轴的升降产生的、上部蛇腹状部件内、盖部件内、以及下部蛇腹状部件内的整体的内部压力的变化。另外，较为理想的是，所述马达固定设置于所述臂，所述连通孔设置于所述臂中所述马达的设置部分的周围。根据该结构，流过所述连通孔的空气流容易接触马达，能够进一步提闻冷却效果。
权利要求
1.一种关节型机器人，其特征在于 该关节型机器人是使上下移动的工作轴在水平方向上移动的关节型机器人，其包括 盖部件，覆盖所述工作轴的侧方； 马达，驱动所述工作轴； 上部蛇腹状部件，设置于所述盖部件的上部，与所述工作轴的上下移动联动地沿上下方向伸缩； 下部蛇腹状部件，设置于所述盖部件的下部，与所述工作轴的上下移动联动地沿上下方向伸缩；其中， 所述盖部件的内部空间与所述上部蛇腹状部件的内部空间连通，而且所述盖部件的内部空间与所述下部蛇腹状部件的内部空间连通， 所述马达设置在所述上部蛇腹状部件与所述下部蛇腹状部件之间。
2.根据权利要求I所述的关节型机器人，其特征在于 所述马达是使所述工作轴旋转的旋转用马达， 所述关节型机器人还包括减速机， 所述减速机设置在所述上部蛇腹状部件与所述下部蛇腹状部件之间而且所述旋转用马达与所述工作轴之间，该减速机将所述旋转用马达的旋转减速后传递到所述工作轴。
3.根据权利要求I所述的关节型机器人，其特征在于 所述上部蛇腹状部件设置于所述工作轴的外周， 所述关节型机器人还包括第一旋转密封机构， 所述第一旋转密封机构在所述上部蛇腹状部件的上端部与所述工作轴的上端部之间，以所述工作轴能够相对于所述上部蛇腹状部件旋转的状态，将所述上部蛇腹状部件的上端部与所述工作轴的上端部之间予以密封。
4.根据权利要求I所述的关节型机器人，其特征在于 所述下部蛇腹状部件设置于所述工作轴的外周， 所述关节型机器人还包括第二旋转密封机构， 所述第二旋转密封机构在所述下部蛇腹状部件的下端部与所述工作轴的下端部之间，以所述工作轴能够相对于所述下部蛇腹状部件旋转的状态，将所述下部蛇腹状部件的下端部与所述工作轴的下端部之间予以密封。
5.根据权利要求I所述的关节型机器人，其特征在于 所述马达是使所述工作轴旋转的旋转用马达， 所述工作轴包含由所述旋转用马达驱动的花键轴和能够装拆地连接于所述花键轴的上端并且突出在所述盖部件的外部的延长轴。
6.根据权利要求I所述的关节型机器人，其特征在于 所述工作轴为管状。
7.根据权利要求I至6中任一项所述的关节型机器人，其特征在于还包括 臂，将所述工作轴能够移动地予以支撑；其中， 利用所述盖部件的内部空间，形成有由所述盖部件与所述臂围成的空间部， 在形成所述空间部的部件的上部和下部分别形成有上部通孔和下部通孔， 所述工作轴插通于所述上部通孔和所述下部通孔。
8.根据权利要求7所述的关节型机器人，其特征在于 所述臂包括分别上下贯穿该臂的安装用孔和连通孔， 所述盖部件包含上部部件和下部部件，所述上部部件与所述下部部件隔着所述安装用孔及所述连通孔设置在所述臂的上下， 所述工作轴插通于所述安装用孔，空气能够经由所述连通孔在所述盖部件的所述上部部件的内部空间与所述下部部件的内部空间之间流通。
9.根据权利要求8所述的关节型机器人，其特征在于 所述连通孔中空气流动部分的剖面面积比所述上部通孔的内周面与所述工作轴的外周面之间的空气流动部分的剖面面积大且比所述下部通孔的内周面与所述工作轴的外周面之间的空气流动部分的剖面面积大。
10.根据权利要求8所述的关节型机器人，其特征在于 所述马达固定设置于所述臂， 所述连通孔设置于所述臂中所述马达的设置部分的周围。
全文摘要
一种关节型机器人，是使上下移动的工作轴在水平方向上移动的关节型机器人，其包括盖部件，覆盖所述工作轴的侧方；马达，驱动所述工作轴；上部蛇腹状部件，设置于所述盖部件的上部，与所述工作轴的上下移动联动地沿上下方向伸缩；下部蛇腹状部件，设置于所述盖部件的下部，与所述工作轴的上下移动联动地沿上下方向伸缩。所述盖部件的内部空间与所述上部蛇腹状部件的内部空间连通，而且所述盖部件的内部空间与所述下部蛇腹状部件的内部空间连通。所述马达设置在所述上部蛇腹状部件与所述下部蛇腹状部件之间。由此，能够实现良好的防尘防滴性，并且能够抑制马达过热。
文档编号B25J19/00GK102756379SQ20121012511
公开日2012年10月31日 申请日期2012年4月25日 优先权日2011年4月25日
发明者马目俊文 申请人:雅马哈发动机株式会社