關(guān)節(jié)構(gòu)造以及具備該關(guān)節(jié)構(gòu)造的工業(yè)用機(jī)器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及能夠使線條體的長度余量最優(yōu)化的關(guān)節(jié)構(gòu)造以及具備該關(guān)節(jié)構(gòu)造的工業(yè)用機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]在具有上臂、能夠旋轉(zhuǎn)地連結(jié)于上臂的前臂、以及能夠旋轉(zhuǎn)地設(shè)置于前臂的腕軸的工業(yè)用機(jī)器人中，存在相對(duì)于連結(jié)上臂的旋轉(zhuǎn)中心和腕軸的旋轉(zhuǎn)中心的直線，前臂的旋轉(zhuǎn)中心位于上方的情況和位于下方的情況這兩種動(dòng)作方式。近年來的機(jī)器人中大多數(shù)情況下，為了在該機(jī)器人的后方盡可能確保較寬的動(dòng)作范圍，增大相對(duì)于上臂的前臂的旋轉(zhuǎn)角度的范圍，能夠采用上述兩種動(dòng)作方式。
[0003]作為與之相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)，例如在日本特開2003 - 225883號(hào)公報(bào)中記載有如下的結(jié)構(gòu)，在長孔狀的配線插通孔1b設(shè)置塑料制的外側(cè)線纜導(dǎo)向件20，在外側(cè)線纜導(dǎo)向件20內(nèi)以能夠沿周向滑動(dòng)移動(dòng)的方式支撐用于保持線纜7的塑料制內(nèi)側(cè)線纜支架21，使內(nèi)側(cè)線纜支架21從外側(cè)線纜導(dǎo)向件20向下方突出而配置于與框架8的連結(jié)部8a對(duì)應(yīng)的高度位置。
[0004]另外，在日本特開2002 - 239968號(hào)公報(bào)中記載有如下的結(jié)構(gòu)，在第二工作臂14的外殼31上，在既在直徑方向上也在圓周方向上錯(cuò)開的位置設(shè)置固定側(cè)第一止動(dòng)件37及固定側(cè)第二止動(dòng)件38，在向順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)第三工作臂15時(shí)固定側(cè)第一止動(dòng)件37與可動(dòng)側(cè)第一止動(dòng)件35抵接，在向逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)時(shí)固定側(cè)第二止動(dòng)件38與可動(dòng)側(cè)第二止動(dòng)件36抵接。
[0005]再有，在日本特開2010 - 089186號(hào)公報(bào)中記載有實(shí)現(xiàn)了如下功能的機(jī)器人控制裝置，抑制相對(duì)于軟件控制上的可動(dòng)控制范圍區(qū)域錯(cuò)誤地設(shè)定物理止動(dòng)件的可動(dòng)范圍區(qū)域，再有將多個(gè)可動(dòng)控制范圍區(qū)域設(shè)定在工作臂的規(guī)定可動(dòng)范圍內(nèi)。
[0006]在大多數(shù)工業(yè)用機(jī)器人中，在控制該機(jī)器人的各軸的馬達(dá)上連接有從機(jī)器人控制裝置延伸出來的線條體，在該情況下，上臂與前臂之間的關(guān)節(jié)部周圍的(可動(dòng)的)線條體以即使上臂在較寬的動(dòng)作范圍內(nèi)動(dòng)作的情況下在線條體產(chǎn)生的應(yīng)力也在允許范圍內(nèi)的方式來決定其長度、配線路徑，因此存在線條體向橫向的凸出變大等弊端。
[0007]另一方面，實(shí)際上，在相對(duì)于連結(jié)上臂的旋轉(zhuǎn)中心與腕軸的旋轉(zhuǎn)中心的線，前臂的旋轉(zhuǎn)中心位于下方的狀態(tài)下使用機(jī)器人的情況較少，在這樣的情況下，希望限制前臂的動(dòng)作區(qū)域，減少線條體向橫向的凸出。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]因此本發(fā)明的目的在于提供能夠?qū)?yīng)于前臂的動(dòng)作范圍使線條體的長度余量(凸出量)最優(yōu)化的關(guān)節(jié)構(gòu)造以及具備該關(guān)節(jié)構(gòu)造的工業(yè)用機(jī)器人。
[0009]為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的一方案提供一種關(guān)節(jié)構(gòu)造，其是工業(yè)用機(jī)器人的關(guān)節(jié)構(gòu)造，上述關(guān)節(jié)構(gòu)造具備:上臂；具有相對(duì)于上述上臂能夠旋轉(zhuǎn)地連結(jié)的前臂基座的前臂；以及從上述上臂的側(cè)面被引導(dǎo)至上述前臂基座的側(cè)面的線條體，上述關(guān)節(jié)構(gòu)造的特征在于，上述前臂相對(duì)于上述上臂的動(dòng)作范圍能夠變更，上述線條體在上述上臂的側(cè)面與上述前臂基座的側(cè)面之間具有對(duì)應(yīng)于上述前臂的動(dòng)作范圍的長度余量，用于對(duì)應(yīng)于上述前臂的動(dòng)作范圍的變更來調(diào)整上述長度余量的線條體的長度部分被收納或保持于上述上臂或上述前臂基座。
[0010]在優(yōu)選的實(shí)施方式中，具有將上述線條體固定于上述上臂的上部側(cè)面的第一固定部件和將上述線條體固定于上述前臂基座的側(cè)面的第二固定部件。
[0011]在這種情況下，上述第二固定部件構(gòu)成為上述第二固定部件相對(duì)于上述前臂基座的位置以及姿態(tài)的至少一方能夠調(diào)整。
[0012]在優(yōu)選的實(shí)施方式中，上述關(guān)節(jié)構(gòu)造還具有用于限制上述前臂相對(duì)于上述上臂的動(dòng)作范圍的物理止動(dòng)件，上述物理止動(dòng)件構(gòu)成為能夠使上述前臂的動(dòng)作范圍在第一動(dòng)作范圍和比上述第一動(dòng)作范圍寬的第二動(dòng)作范圍之間變更。
[0013]本發(fā)明的其他的方案提供具備上述關(guān)節(jié)構(gòu)造的工業(yè)用機(jī)器人。
【附圖說明】
[0014]通過參照附圖對(duì)以下優(yōu)選的實(shí)施方式進(jìn)行說明將會(huì)使本發(fā)明的上述或其他的目的、特征以及優(yōu)點(diǎn)更明確。
[0015]圖1是表示本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的工業(yè)用機(jī)器人的主要部分的圖。
[0016]圖2a — 2c分別是表示圖1的機(jī)器人的關(guān)節(jié)構(gòu)造的主視圖、側(cè)視圖以及俯視圖。
[0017]圖3是表示機(jī)器人的前臂的動(dòng)作范圍比圖1更寬的例子的圖。
[0018]圖4a — 4c分別表示圖3的機(jī)器人的關(guān)節(jié)構(gòu)造的主視圖、側(cè)視圖以及俯視圖。
[0019]圖5是表示圖1的機(jī)器人的關(guān)節(jié)構(gòu)造的立體圖。
[0020]圖6是表示圖3的機(jī)器人的關(guān)節(jié)構(gòu)造的立體圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]圖1是表示本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的工業(yè)用機(jī)器人(以下，簡稱為機(jī)器人)10的主要部分的概要圖。機(jī)器人10例如是六軸的多關(guān)節(jié)機(jī)器人，具備:設(shè)置于地面等的未圖示的基臺(tái)；相對(duì)于該基臺(tái)以能夠繞大致鉛垂的軸線旋轉(zhuǎn)的方式連結(jié)的回旋軀體12 ;相對(duì)于回旋軀體12以能夠繞上臂旋轉(zhuǎn)軸14旋轉(zhuǎn)的方式連結(jié)的上臂16 ;以及具有相對(duì)于上臂16以能夠繞前臂旋轉(zhuǎn)軸18旋轉(zhuǎn)的方式連結(jié)的前臂基座部20的前臂22。另外在前臂22的前端安裝有腕元件26，該腕元件26構(gòu)成為在腕旋轉(zhuǎn)中心24能夠繞相互正交的三軸旋轉(zhuǎn)，在腕元件26的前端能夠安裝機(jī)器人手、焊槍等的作業(yè)工具(未圖示)。
[0022]另外在機(jī)器人10中，由用于向驅(qū)動(dòng)機(jī)器人10的各軸(上臂16、前臂22以及腕部26等)的伺服馬達(dá)等馬達(dá)(未圖示)供給電力的線纜等構(gòu)成的可撓性的線條體28從控制機(jī)器人10的機(jī)器人控制裝置(未圖示)配設(shè)，并連接于各馬達(dá)。線條體28從回旋軀體12開始大致沿上臂16的長度方向延伸并被引導(dǎo)至上臂16的側(cè)面，經(jīng)過上臂16與前臂基座20的連結(jié)部(關(guān)節(jié)構(gòu)造)30的側(cè)方，而被引導(dǎo)至前臂基座20的側(cè)面。另外，線條體28在關(guān)節(jié)構(gòu)造30的附近(上臂16的側(cè)面與前臂基座20的側(cè)面之間)，配設(shè)為具有對(duì)應(yīng)于前臂22的動(dòng)作范圍的合適的長度余量(例如，前臂22在該動(dòng)作范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)不會(huì)在線條體28產(chǎn)生過度的應(yīng)力，并且線條體28不會(huì)從關(guān)節(jié)構(gòu)造較大地凸出)。
[0023]圖2a — 2c是表示圖1的機(jī)器人10的關(guān)節(jié)構(gòu)造(上臂16和前臂22 (前臂基座20)的連結(jié)部)30的主視圖(圖2a)、側(cè)視圖(圖2b)以及俯視圖(圖2c)。在關(guān)節(jié)構(gòu)造30設(shè)置有限制前臂22相對(duì)于上臂16的動(dòng)作范圍(旋轉(zhuǎn)角度范圍)的物理止動(dòng)件(機(jī)械式止動(dòng)件)，具體來說，如圖2a所示，在上臂16附近的前臂基座20的部分設(shè)置第一突起32，另一方面，在前臂基座20附近的上臂16的部分設(shè)置有第二突起34 (圖2b)。兩突起的位置以及形狀設(shè)置為，在前臂22的旋轉(zhuǎn)角度達(dá)到規(guī)定動(dòng)作范圍內(nèi)的上限或下限(例如，若旋轉(zhuǎn)角度范圍為±180°，則為+180°或一 180° )時(shí)兩突起相互抵接前臂不會(huì)繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，在圖2a-2c的例子中，前臂22的動(dòng)作范圍設(shè)定為第一動(dòng)作范圍，該第一動(dòng)作范圍比后述的圖3 —圖4c的例子所設(shè)定的第二動(dòng)作范圍窄。
[0024]如上所述，圖2a — 2c的例子中前臂22的可動(dòng)范圍設(shè)定為比較窄的第一動(dòng)作范圍，所以配設(shè)于關(guān)節(jié)構(gòu)造30周圍的線條體28應(yīng)具有的、前臂22的動(dòng)作所需要的長度余量也可以較短。但是，像后述的圖3的例子一樣，在相同機(jī)器人中前臂22的可動(dòng)范圍設(shè)定為比第一動(dòng)作范圍寬的第二動(dòng)作范圍的情況下，線條體28應(yīng)具有的長度余量也需要根據(jù)第二動(dòng)作范圍而加長。在此，若配備于擴(kuò)大前臂22的動(dòng)作范圍的情況，在圖1 一圖2c那樣的