机器人的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及机器人，特别是涉及具有多关节臂的机器人。
【背景技术】
[0002]以往，在工厂等制造现场中的工业产品的组装工序、或者焊接工序等作业中，为了自动化、省力化而多使用工业用的机器人。而且近年来，随着用于与工业产品的小型化、高功能化对应的作业工序的复杂化，具有多个连杆、结合件等的臂部件被驱动轴(旋转轴)组合成能够转动的多关节臂的多轴控制的机器人的需要逐渐增加。例如在专利文献1、或者专利文献2中，公开了在基体(胴体)的左右两侧连结有6轴多关节臂的机器人。在这种6轴多关节臂中，为了实现与人的臂的动作相同的动作，例如由肩部、上臂部、前臂部、手腕部构成。在成为这种多关节臂的手腕部的连杆的前端侧，安装有执行机器人所进行的规定的作业的机械手等末端执行器。
[0003]另外，近年来，为了使多关节臂的动作更接近人的臂的动作，还开发有在对上臂部追加了用于进行扭转动作(以滚动轴为旋转轴而旋转的动作)的关节，将进行扭转动作的臂与进行屈伸动作(以与滚动轴正交的偏摆轴为旋转轴而旋转的动作)的臂交替连结的7轴构成的多关节臂。
[0004]这样，以往，在利用工业用的机器人试图对手工进行的作业进行自动化时，为了能够导入于现有的生产线，需要与人相同尺寸的机器人，即要求小型化。在具有上述那样的由6轴构成、或者由7轴构成的多关节臂的机器人中，在同时实现由多关节(多轴)臂的驱动进行的末端执行器的移动自由度的增大、以及小型化的方面，以可转动的方式连接并驱动机器人的多关节臂中相邻的连杆彼此的关节构造成为支配性因素。特别是多关节臂中安装有末端执行器的最末端的连杆的小型化非常必要，设置该最末端连杆的驱动轴的连杆的关节构造的小型化成为要点。
[0005]另外，多关节臂中与安装有末端执行器的最末端侧的屈伸旋转轴连结的手腕部的连杆、即以能够绕扭转旋转轴(滚动轴)转动的方式与安装有末端执行器的手连结的连杆即手腕部件的小型化成为要点。在手腕部件至少装入有包括使手绕扭转旋转轴(滚动轴)转动的转子、转子转轴、定子、以及壳体的马达等驱动要素。作为能够成为实现这种手腕部件的小型化的启示的机器人的结构，例如在专利文献3中公开了将形成臂部件(此处为手腕部件)的外形的部件当做壳体使用的机器人。
[0006]此外，例如，最末端的连杆相对于相邻的连杆由进行屈伸动作的偏摆轴连结。若作为该第η连杆偏摆轴，直接连接作为驱动用旋转源的例如马达的旋转轴，则马达沿第η连杆驱动轴的方向伸出，从而导致第η-1连杆的关节构造的大型化。
[0007]作为能够避免这种情况的关节构造，发明者发现在第η-1连杆配置有第η连杆的驱动用旋转源、经由绕第η连杆的偏摆轴转动的驱动轴通过驱动用旋转源而转动的驱动轮(驱动带轮)、以及经由同步带等的连续的传动索而与驱动轮连结的从动轮(从动带轮)的结构是有效的，有利于第η连杆与第η-1连杆的关节构造的小型化。
[0008]专利文献1:日本特开2008-188699号公报
[0009]专利文献2:日本特开2010-167515号公报
[0010]专利文献3:日本特开昭62-241689号公报
[0011]然而，在利用上述的同步带驱动使第η连杆相对于第η-1进行屈伸动作的关节构造中，若相对于欲确保机器人的多关节臂的转动角度大的方向而驱动轴位于靠近的方向，则第η-1连杆与第η连杆的屈伸动作干扰，从而存在担心末端执行器的移动的自由度被制约的课题。
[0012]另外，手腕部件需要能够承受随着装配有末端执行器的手的动作而引起的力矩的力的刚性，因此在形成手腕部件的外形的部件实施孔、切口等导致刚性降低的加工时，为了保持必要的刚性而需要留意加工位置、加工形状。然而，在专利文献2所记载的机器人中，未特别记载用于保持形成作为壳体而使用的臂部件的外形的部件的刚性的结构，因此在实际的使用中无法承受施加的压力而引起变形等，从而存在机器人的动作的精度恶化、产生手腕部件的弯曲、破损的可能的课题。
[0013]另外，在关节构造的小型化中，存在需要连杆间的配线的拉回的小型化应对、避免配线的发热以及/或者电的负面影响等的课题。
【发明内容】
[0014]本发明是为了解决上述的课题的至少一部分而提出的，能够作为以下的方式或者应用例而实现。
[0015]【应用例I】本应用例的机器人的特征在于，具备关节驱动机构，该关节驱动机构包括通过从驱动源经由驱动轴传递来的动力而旋转的驱动轮、和通过从上述驱动轮经由连续的传动索传递来的动力而旋转的从动轮，上述从动轮使臂部件转动，使上述从动轮旋转的驱动轴的旋转轴线不配置于如下所述的假想的直线上:将使与上述臂部件连结的臂部件通过与上述驱动轴平行的驱动轴的动力来转动的驱动轮的旋转轴线、与上述从动轮的旋转轴线连结起来的直线。
[0016]根据本应用例，相比直接连接驱动源的构造，能够实现臂部件的小型化，并且通过在与将驱动轮的旋转轴线、与上述从动轮的旋转轴线连结起来的假想的线不同的位置配置有驱动轴，能够在臂部件中隔着假想的线与驱动轴相反的一侧的区域，确保绕驱动轴转动的臂部件的屈伸动作的空间广。
[0017]本应用例中的“平行”除了包括完全平行的结构之外，还包括在10°以内的范围内交叉的结构。
[0018]【应用例2】本应用例的机器人，具有基体和将多个臂部件连结的多关节臂，上述多关节臂以相对于上述基体绕肩轴转动的方式与该基体连结，上述多个臂部件以绕与上述肩轴平行的滚动轴、和与上述滚动轴正交的偏摆轴中的任一轴转动的方式被连结，上述偏摆轴从上述基体侧依次为第I偏摆轴?第η偏摆轴，其中η为3以上的整数。
[0019]本应用例中的“正交”除了包括完全正交的结构之外，还包括在10°以内的范围内交叉的机构。
[0020]另外，本应用例中的“肩轴”是指与基体表面交叉的旋转轴，“偏摆轴”是指沿所希望的面使臂部件的长轴旋转的旋转轴，“滚动轴”是指与上述的“偏摆轴”正交的旋转轴。
[0021]根据本应用例，相比在第η偏摆轴直接连接驱动用旋转源的构造，能够实现设置第η偏摆轴的臂部件的小型化，并且通过在与将第η偏摆轴的旋转轴线、与邻接于第η偏摆轴的偏摆轴的旋转轴线连结起来的假想的线不同的位置配置有驱动轴，能够在设置有第η偏摆轴的臂部件中隔着假想的线与驱动轴相反的一侧的区域，确保绕第η偏摆轴转动的臂部件的屈伸动作的空间广。
[0022]另外，由于第η偏摆轴、与邻接的偏摆轴配置于一条直线上，因此能够抑制多关节臂的动作的奇异点，从而高度确保末端执行器的移动的连续性。
[0023]因此，能够提供能够执行高精度的作业的小型、轻型的机器人。
[0024]【应用例3】在上述应用例所记载的机器人中，其特征在于，上述驱动轮被配置为向上述多关节臂的转动角度增大的方向从上述假想的直线分离。
[0025]根据本应用例，能够提供相对于假想的线增大关节臂的转动角度的方向的多关节臂的移动的自由度高的机器人。例如，能够提供适用于利用末端执行器将被作业物向垂直方向上方拿起的方向的机器人的基体附近的作业的机器人。
[0026]【应用例4】在上述应用例所记载的机器人中，其特征在于，上述基体具备多个上述多关节臂。
[0027]根据本应用例，由于具备多个上述应用例所示的确保可动区域大，抑制奇异点，有利于小型、轻型化的多关节臂，所以能够提供能够高精度地进行多种作业的小型的机器人。
[0028]【应用例5】本应用例的机器人是具有基体、和设置于上述基体的多关节臂，并具备:经由轴承部而与上述多关节臂连结的手腕部件、和能够绕旋转轴转动地与上述手腕部件连结并装配有末端执行器的手，上述机器人的特征在于，上述手腕部件具备马达和壳体，该壳体具有定位并收容上述马达的马达收容凹部、并且形成上述手腕部件的外形，上述壳体为在比上述轴承部更靠上述手侧不具有分界面的连续的一体构造。
[0029]根据本应用例，与如以往那样将定位、收容于壳体内的马达还收容于形成手腕部件的外形的部件的结构相比，能够使手腕部件更小型化。
[0030]并且，在本应用例中，在使装配于手的末端执行器为了进行规定的作业而移动时，从手腕部件的壳体的轴承部向手安装部施加力矩的力。根据本应用例，在随着末端执行器的移动而产生的力矩的力的路径不具有分界面，即，形成为由同一材料形成的连续构造，因此能够保持壳体的刚性。
[0031]因此，能够提供能够高精度地执行多种精细的作业的小型、轻型的机器人。
[0032]【应用例6】在上述应用例所记载的机器人中，优选为上述马达收容凹部具有从上述手侧朝向上述基体侧增大的台阶。
[0033]根据本应用例，能够与马达一起，将例如机械制动器、位置(旋转)检测器(编码器)等驱动要素收容于壳体内而紧凑地构成手腕部件，并且通过从基体侧对壳体形成材料进行切削加工而能够容易形成能够收容多个驱动要素的马达收容凹部。
[0034]【应用例7】在上述应用例所记载的机器人中，优选为上述手腕部件被上述轴承部悬臂支承。
[0035]根据本应用例，由于能够使机器人的手腕部的屈伸旋转轴向的幅度紧凑，所以有利于机器人的小型化。
[0036]【应用例8】在上述应用例所记载的机器人中，优选为在上述手腕部件具有从上述基体侧进行配线的电配线，导入上述电配线的切口或者孔设置在比上述轴承部更靠上述基体侧的位置。
[0037]根据本应用例，由于在避开随着末端执行器的移动而产生的力矩的力的路径的位置设置孔、切口，所以能够抑制壳体的刚性的劣化。
[0038]【应用例9】根据上述应用例所记载的机器人，其特征在于，从具有与上述马达的转轴的轴线平行的法线的剖面观察，从上述马达收容凹部至上述壳体的外形的上述壳体的壁厚相等，且不足上述马达的大小的40%。
[0039]根据本应用例，发明者发现能够保持实用的刚性，并且能够实现手腕部件的小型化。
[0040]【应用例10】在上述应用例所记载的机器人中，其特征在于，上述基体具备多个上述多关节臂。
[0041]根据本应用例，由于具备多个上述应用例所示的确保可动区域大，抑制奇异点，有利于小型、轻型化的多关节臂，所以能够提供能够高精度地进行多种精细作业的小型的机器人。
[0042]【应用例11】本应用例的机器人的特征在于，具有:基体；和多关节臂，该多关节臂包括多个臂部件以及将上述多个臂部件连结并转动的关节驱动机构，上述多关节臂以相对于上述基体绕肩轴转动的方式与该基体连结，相邻的上述臂部件以绕与上述肩轴平行的滚动轴、和与上述滚动轴正交的偏摆轴中的任一轴转动的方式被连结，上述偏摆轴从上述基体侧依次为第I偏摆轴?第η偏摆轴，其中η为3以上的整数，在具有上述第η偏摆轴的上述臂部件中，设置有驱动传递部，该驱动传递部具有:上述第η偏摆轴的驱动源；通过从上述驱动源传递来的动力而旋转的驱动轮；以及经由连续的传动索从上述驱动轮被传递动力而作为上述第η偏摆轴旋转的从动轮，包括对电力线以及