本發(fā)明涉及一種機(jī)器人的手腕結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

在現(xiàn)有技術(shù)中，已知一種機(jī)器人的手腕結(jié)構(gòu)，其具備：第一手腕單元，其能夠圍繞第一軸線旋轉(zhuǎn)；第二手腕單元，其以能夠圍繞與第一軸線正交的第二軸線進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的方式支撐于該第一手腕單元；以及第三手腕單元，其以能夠圍繞與第二軸線正交的第三軸線進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的方式支撐于該第二手腕單元(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。

該手腕結(jié)構(gòu)將設(shè)置于第一手腕單元的第二手腕用馬達(dá)和第三手腕用馬達(dá)的動(dòng)力，分別經(jīng)由具有小齒輪和齒圈(ringgear)的兩對(duì)雙曲線齒輪組，而傳遞至第二手腕單元和第三手腕單元。

兩個(gè)齒圈同軸配置，徑向外側(cè)的齒圈對(duì)一個(gè)手腕用馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行減速而驅(qū)動(dòng)第二手腕單元，徑向內(nèi)側(cè)的齒圈對(duì)另一個(gè)手腕用馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行減速，并經(jīng)由第二驅(qū)動(dòng)要素內(nèi)的錐齒輪組而驅(qū)動(dòng)第三手腕單元。

在專利文獻(xiàn)1的手腕結(jié)構(gòu)中，第二手腕單元具備：第一殼體，其具有固定于徑向外側(cè)的齒圈的輸出凸緣；第二殼體，其固定于該第一殼體的輸出凸緣；以及第三殼體，其固定于第一殼體和第二殼體。在第一殼體容納有在徑向內(nèi)側(cè)的齒圈上固定的第三手腕單元的驅(qū)動(dòng)側(cè)的錐齒輪。第三殼體可旋轉(zhuǎn)地支撐第三手腕單元，并且容納有從動(dòng)側(cè)的錐齒輪。

而且，第二殼體作為用于連結(jié)第一殼體與第二殼體的部件起作用。這些三個(gè)殼體利用螺釘相互緊固，并且在通過(guò)定位銷進(jìn)行定位的狀態(tài)下進(jìn)行固定。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本專利第4233578號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的問(wèn)題

但是，在專利文獻(xiàn)1的手腕結(jié)構(gòu)中，第二殼體和第三殼體分體構(gòu)成，并利用銷和螺釘固定為定位狀態(tài)，因此存在部件件數(shù)多，加工成本和組裝成本變高的不良情況。

另外，在專利文獻(xiàn)1的手腕結(jié)構(gòu)中，第三手腕單元的驅(qū)動(dòng)側(cè)的錐齒輪配置于比第一殼體的輸出凸緣的凸緣面更沿軸方向下陷的位置。因此，為了使容納于第三殼體的從動(dòng)側(cè)的錐齒輪與容納于第一殼體的驅(qū)動(dòng)側(cè)的錐齒輪嚙合，需要切除第一殼體的輸出凸緣的一部分從而露出驅(qū)動(dòng)側(cè)的錐齒輪。

其結(jié)果，存在如下不良情況：無(wú)法采用由第一殼體的輸出凸緣和第二殼體之間的凹坑進(jìn)行的定位、基于環(huán)狀密封部件的針對(duì)整個(gè)圓周的密封結(jié)構(gòu)，從而無(wú)法提高組裝性、密封性。

本發(fā)明是鑒于上述情況而提出的，其目的在于，提供一種機(jī)器人的手腕結(jié)構(gòu)，其能夠減少第二手腕單元的部件件數(shù)而實(shí)現(xiàn)低成本化，并且，能夠提高加工性、組裝性以及密封性。

用于解決問(wèn)題的方案

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供以下方案。

本發(fā)明的一個(gè)方案提供一種機(jī)器人的手腕結(jié)構(gòu)，具備：第一手腕單元，其以能夠圍繞第一軸線進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的方式被懸臂支撐；第二手腕單元，其以能夠圍繞與所述第一軸線相交的第二軸線進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的方式懸臂支撐于該第一手腕單元；第三手腕單元，其以能夠圍繞與所述第二軸線相交的第三軸線進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的方式懸臂支撐于該第二手腕單元；兩個(gè)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，其設(shè)置于所述第一手腕單元，并分別驅(qū)動(dòng)所述第二手腕單元和所述第三手腕單元；以及兩組齒輪組，其對(duì)各個(gè)該驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行減速，各個(gè)所述齒輪組具備：以能夠圍繞所述第二軸線進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的方式同軸配置，并使第二手腕單元進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的從動(dòng)側(cè)大直徑齒輪、或者使所述第三手腕單元進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的從動(dòng)側(cè)小直徑齒輪，所述從動(dòng)側(cè)小直徑齒輪固定于驅(qū)動(dòng)側(cè)錐齒輪，該驅(qū)動(dòng)側(cè)錐齒輪與固定于所述第三手腕單元的從動(dòng)側(cè)錐齒輪嚙合，所述第二手腕單元具備：第一殼體，其具有在整個(gè)圓周配置于使所述驅(qū)動(dòng)側(cè)錐齒輪沿軸向露出的位置的凸緣面，并固定于所述從動(dòng)側(cè)大直徑齒輪；以及第二殼體，其固定于該第一殼體的所述凸緣面，并且能夠旋轉(zhuǎn)地支撐所述第三手腕單元。

根據(jù)本方案，如果使設(shè)置于第一手腕單元的一個(gè)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)工作，則該驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)被一個(gè)齒輪組減速，由此能夠使固定于從動(dòng)側(cè)大直徑齒輪的第二手腕單元圍繞第二軸線進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。另外，如果使另一個(gè)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)工作，則該驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)被另一個(gè)齒輪組減速，由此能夠使固定于從動(dòng)側(cè)小直徑齒輪的驅(qū)動(dòng)側(cè)錐齒輪圍繞第二軸線進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。

由于驅(qū)動(dòng)側(cè)錐齒輪與固定于第三手腕單元的從動(dòng)側(cè)錐齒輪嚙合，因此驅(qū)動(dòng)側(cè)錐齒輪的旋轉(zhuǎn)力傳遞至從動(dòng)側(cè)錐齒輪，從而能夠使第三手腕單元圍繞第三軸線進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。

據(jù)此，通過(guò)設(shè)置于第一手腕單元的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，能夠使第二手腕單元和第三手腕單元圍繞相互相交的軸線獨(dú)立地進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。

在該情況下，構(gòu)成第二手腕單元的第一殼體，具有在整個(gè)圓周配置于使驅(qū)動(dòng)側(cè)錐齒輪沿軸向露出的位置的凸緣面，并且支撐第三手腕單元的第二殼體固定于第一殼體的凸緣面，因此能夠在兩個(gè)殼體之間形成圍繞第二軸線且在整個(gè)圓周連續(xù)的平坦的接合面。即，無(wú)需將第二殼體分割為兩個(gè)，由此減少部件件數(shù)，從而能夠降低成本。

另外，在兩個(gè)殼體之間圍繞第二軸線且在整個(gè)圓周形成的連續(xù)的平坦的接合面，通過(guò)單一的環(huán)狀的密封部件，能夠無(wú)切縫地容易進(jìn)行密封。而且，通過(guò)將凸緣面圍繞第二軸線且在整個(gè)圓周形成，能夠容易進(jìn)行基于凹坑的定位。據(jù)此，能夠提高加工性、組裝性以及密封性。

在上述方案中，所述第一殼體具備與所述凸緣面鄰接且以所述第二軸線為中心的圓筒面或圓筒內(nèi)表面，所述第二殼體具有與所述圓筒面或所述圓筒內(nèi)表面嵌合的嵌合面也可。

通過(guò)如此，當(dāng)?shù)诙んw緊固于第一殼體的凸緣面時(shí)，使設(shè)置于第一殼體的圓筒面或圓筒內(nèi)表面和設(shè)置于第二殼體的嵌合面嵌合，從而不使用銷也能夠容易進(jìn)行第二軸線和第三軸線之間的定位，從而能夠提高組裝性。

另外，在上述方案中，在所述第一殼體和所述第二殼體之間設(shè)置環(huán)狀的密封部件也可。

通過(guò)如此，利用環(huán)狀的密封部件能夠?qū)⒌谝粴んw和第二殼體之間無(wú)切縫地容易進(jìn)行密封，從而能夠提高密封性。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明，具有減少第二手腕單元的部件件數(shù)而實(shí)現(xiàn)低成本化，并且能夠提高加工性、組裝性以及密封性的效果。

附圖說(shuō)明

圖1是示出本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的機(jī)器人的手腕結(jié)構(gòu)的縱剖視圖。

圖2是示出本發(fā)明的其他實(shí)施方式的機(jī)器人的手腕結(jié)構(gòu)的縱剖視圖。

圖3是示出圖1的手腕結(jié)構(gòu)的分解立體圖。

圖4是示出現(xiàn)有的機(jī)器人的手腕結(jié)構(gòu)的縱剖視圖。

圖5是示出圖4的手腕結(jié)構(gòu)的分解立體圖。

附圖標(biāo)記說(shuō)明

1、30機(jī)器人的手腕結(jié)構(gòu)

2第一手腕單元

3第二手腕單元

4第三手腕單元

5a、5b伺服馬達(dá)(驅(qū)動(dòng)馬達(dá))

6雙曲線齒輪組(齒輪組)

8a從動(dòng)側(cè)大直徑齒輪(大直徑齒輪)

8b從動(dòng)側(cè)小直徑齒輪(小直徑齒輪)

16、16b第一殼體

17、17b、32、33第二殼體

19驅(qū)動(dòng)側(cè)錐齒輪

21、21b、26、31凸緣面

22、22b圓筒面

24從動(dòng)側(cè)錐齒輪

27圓筒內(nèi)表面(嵌合面)

28密封部件

a第一軸線

b第二軸線

c第三軸線

具體實(shí)施方式

以下，參照附圖說(shuō)明本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的機(jī)器人的手腕結(jié)構(gòu)1。

如圖1所示，本實(shí)施方式的機(jī)器人的手腕結(jié)構(gòu)1具備第一手腕單元2、第二手腕單元3、第三手腕單元4。

第一手腕單元2，以能夠圍繞與機(jī)器人臂的長(zhǎng)度方向軸一致的第一軸線a進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的方式懸臂支撐于未圖示的機(jī)器人臂的前端。

第二手腕單元3，以能夠圍繞與第一軸線a正交的第二軸線b進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的方式懸臂支撐于第一手腕單元2的前端。

第三手腕單元4，以能夠圍繞與第二軸線b正交的第三軸線c進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的方式懸臂支撐于第二手腕單元3的前端。

這些第一手腕單元2、第二手腕單元3以及第三手腕單元4，構(gòu)成第一軸線a、第二軸線b以及第三軸線c在一點(diǎn)上相交的所謂的串聯(lián)(inline)手腕。

第一手腕單元2具備：兩個(gè)伺服馬達(dá)(驅(qū)動(dòng)馬達(dá))5a、5b，其分別驅(qū)動(dòng)第二手腕單元3和第三手腕單元4；以及兩組雙曲線齒輪組(齒輪組)6，其以規(guī)定的減速比對(duì)各個(gè)伺服馬達(dá)5a、5b的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行減速。

各個(gè)組的雙曲線齒輪組6具備：由各個(gè)伺服馬達(dá)5a、5b驅(qū)動(dòng)的小齒輪7；以及與該小齒輪7嚙合的齒圈8a、8b。

兩個(gè)齒圈8a、8b共有第二軸線b而可旋轉(zhuǎn)地同軸配置，并且由配置于徑向外側(cè)的從動(dòng)側(cè)大直徑齒輪(以下，亦稱為大直徑齒輪8a)和配置于徑向內(nèi)側(cè)的從動(dòng)側(cè)小直徑齒輪(以下，亦稱為小直徑齒輪8b)構(gòu)成。

兩個(gè)伺服馬達(dá)5a、5b配置于在第一軸線a的長(zhǎng)度方向上錯(cuò)開(kāi)的位置。兩個(gè)伺服馬達(dá)5a、5b的輸出軸11a、11b配置于在與包含第一軸線a和第二軸線b的平面正交的方向上相互偏移的位置。

一個(gè)小齒輪7經(jīng)由一對(duì)正齒輪(或螺旋齒輪等)12a、12b與一個(gè)伺服馬達(dá)5a的輸出軸11a相連接。該小齒輪7被一對(duì)軸承13可旋轉(zhuǎn)地支撐，并且在相對(duì)于包含第一軸線a和第二軸線b的平面向一個(gè)方向偏移的位置，與小直徑齒輪8b嚙合。

另一個(gè)小齒輪經(jīng)由未圖示一對(duì)正齒輪(或螺旋齒輪等)、驅(qū)動(dòng)軸以及其他一對(duì)正齒輪(或螺旋齒輪等)與另一個(gè)伺服馬達(dá)5b的輸出軸11b相連接。該小齒輪也被一對(duì)軸承可旋轉(zhuǎn)地支撐，在相對(duì)于包含第一軸線a和第二軸線b的平面向另一個(gè)方向偏移的位置，與大直徑齒輪8a嚙合。

據(jù)此，兩個(gè)小齒輪7在隔著包含第一軸線a和第二軸線b的平面的兩側(cè)并行配置。

第二手腕單元3通過(guò)軸承14圍繞第二軸線b可旋轉(zhuǎn)地支撐于第一手腕單元2，并具備固定于大直徑齒輪8a的第一殼體16、和組裝在該第一殼體16的第二殼體17。

在第一殼體16內(nèi)容納有軸20，所述軸20通過(guò)一對(duì)軸承15圍繞第二軸線b可旋轉(zhuǎn)地被支撐，并且在其一端固定有小直徑齒輪8b，在另一端固定有驅(qū)動(dòng)側(cè)錐齒輪19。

如圖1和圖3所示，在第一殼體16設(shè)置有與緊固第二殼體17的凸緣面21，并且在凸緣面21的徑向內(nèi)側(cè)設(shè)置有從凸緣面21突出的圓筒面22。凸緣面21以將驅(qū)動(dòng)側(cè)錐齒輪19的徑向外側(cè)的空間在整個(gè)圓周露出的方式，配置于相對(duì)于驅(qū)動(dòng)側(cè)錐齒輪19在第二軸線b的軸向上向小直徑齒輪8b側(cè)錯(cuò)開(kāi)的位置。

據(jù)此，凸緣面21和圓筒面22圍繞第二軸線b且在整個(gè)圓周無(wú)切縫地連續(xù)配置。在第一殼體16的凸緣面21設(shè)置有圓環(huán)狀的o形圈槽23以容納o形圈(省略圖示)，該o形圈槽23在包圍圓筒面22的位置在整個(gè)圓周形成。

第三手腕單元4和固定于該第三手腕單元4的從動(dòng)側(cè)錐齒輪24通過(guò)軸承25圍繞第三軸線c可旋轉(zhuǎn)地支撐于第二殼體17。另外，在第二殼體17設(shè)置有：凸緣面26，其緊貼于第一殼體16的凸緣面21；以及嵌合面，其由使圓筒面22嵌合的圓筒內(nèi)表面27構(gòu)成。

據(jù)此，如果使圓筒內(nèi)表面27嵌合于圓筒面22而使凸緣面21、26彼此之間緊貼而進(jìn)行緊固，則從第一殼體16的凸緣面21沿第二軸線b的軸向露出的驅(qū)動(dòng)側(cè)錐齒輪19與容納于第二殼體17的從動(dòng)側(cè)錐齒輪24嚙合。

附圖中，附圖標(biāo)記28是，分別用于密封第一手腕單元2和第二手腕單元3之間、第二手腕單元3和第三手腕單元4之間的圓環(huán)狀的密封部件。

以下，說(shuō)明如此構(gòu)成的本實(shí)施方式的機(jī)器人的手腕結(jié)構(gòu)1的作用。

根據(jù)本實(shí)施方式的機(jī)器人的手腕結(jié)構(gòu)1，如果使設(shè)置于第一手腕單元2的一個(gè)伺服馬達(dá)5b工作，則伺服馬達(dá)5b的驅(qū)動(dòng)力經(jīng)由未圖示的一對(duì)正齒輪、驅(qū)動(dòng)軸、其他一對(duì)正齒輪以及由小齒輪和大直徑齒輪8a構(gòu)成的雙曲線齒輪組，傳遞至固定于大直徑齒輪8a的第二手腕單元3。據(jù)此，能夠使第二手腕單元3圍繞第二軸線b進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。

另外，如果使設(shè)置于第一手腕單元2的另一個(gè)伺服馬達(dá)5a工作，則伺服馬達(dá)5a的驅(qū)動(dòng)力經(jīng)由一對(duì)正齒輪12a、12b、由小齒輪7和小直徑齒輪8b構(gòu)成的雙曲線齒輪組6、驅(qū)動(dòng)側(cè)錐齒輪19以及從動(dòng)側(cè)錐齒輪24，傳遞至固定于從動(dòng)側(cè)錐齒輪24的第三手腕單元4。據(jù)此，能夠使第三手腕單元4圍繞第三軸線c進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。

在該情況下，根據(jù)本實(shí)施方式的機(jī)器人的手腕結(jié)構(gòu)1，由于構(gòu)成第二手腕單元3的第一殼體16的凸緣面21配置于使驅(qū)動(dòng)側(cè)錐齒輪19沿軸向露出的位置，因此，為了使從動(dòng)側(cè)錐齒輪24與驅(qū)動(dòng)側(cè)錐齒輪19嚙合，如在圖4和圖5中作為參考例而示出的現(xiàn)有機(jī)器人的手腕結(jié)構(gòu)30那樣，不切除凸緣面31的周向的一部分也不存在問(wèn)題。即，由于凸緣面21圍繞第二軸線b在整個(gè)圓周無(wú)切縫地設(shè)置，因此如現(xiàn)有機(jī)器人的手腕結(jié)構(gòu)30那樣，無(wú)需將第二殼體32、33分割為兩個(gè)，從而具有能夠減少部件件數(shù)而降低成本的優(yōu)點(diǎn)。

另外，由于不切除凸緣面21也不存在問(wèn)題，因此能夠圍繞第二軸線b鄰接于凸緣面21形成位于整個(gè)圓周的圓筒面22，從而能夠?qū)⒌谝粴んw16和第二殼體17通過(guò)圓筒面22和圓筒內(nèi)表面27的嵌合來(lái)進(jìn)行定位。因此，無(wú)需利用銷進(jìn)行定位，從而能夠減少部件件數(shù)并實(shí)現(xiàn)加工成本和組裝成本的降低。

而且，由于不切除凸緣面21也不存在問(wèn)題，因此能夠在圍繞第二軸線b包圍圓筒面22的徑向外側(cè)的位置形成位于整個(gè)圓周的o形圈槽23，從而利用o形圈將第一殼體16和第二殼體17在整個(gè)圓周上無(wú)切縫地密封。據(jù)此，具有能夠提高密封性的優(yōu)點(diǎn)。

此外，在本實(shí)施方式中，使從第一殼體16的凸緣面21突出的圓筒面22、和由設(shè)置于第二殼體17的圓筒內(nèi)表面27構(gòu)成的嵌合面進(jìn)行嵌合，取而代之，使從第一殼體16的凸緣面21凹陷的圓筒內(nèi)表面、和由設(shè)置于第二殼體17且突出的圓筒面構(gòu)成的嵌合面進(jìn)行嵌合也可。

另外，在本實(shí)施方式中，第一殼體16的凸緣面21配置于使驅(qū)動(dòng)側(cè)錐齒輪19沿軸向露出的位置，取而代之，如圖2的第一殼體16b所示，通過(guò)使圓筒面22b從凸緣面21b突出，從而與設(shè)置于第二殼體17b的圓筒面27進(jìn)行嵌合也可。

另外，在凸緣面21設(shè)置了o形圈槽23，并利用o形圈密封凸緣面21、26之間，取而代之，o形圈槽23也可以設(shè)置于圓筒面22或圓筒內(nèi)表面27。另外，代替o形圈，也可以采用夾持在凸緣面21、26之間的由弾性材料構(gòu)成的片狀的密封部件。在該情況下，密封部件可以呈圓環(huán)狀，也可以形成其他任意形狀的環(huán)狀。