專利名稱：平行連桿機(jī)構(gòu)及工業(yè)用機(jī)器人的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及平行連桿機(jī)構(gòu)及工業(yè)用機(jī)器人。
背景技術(shù)：
通常，工業(yè)用機(jī)器人要求迅速的動(dòng)作速度、高的處理精度、對(duì)應(yīng)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的高的潔凈水平。近年來(lái)，期望這樣的工業(yè)用機(jī)器人在使用特殊氣體及藥品的特殊環(huán)境下工作。例如，作為SCARA機(jī)器人的上下軸機(jī)構(gòu)，已知有將滾珠絲杠用作直動(dòng)軸的機(jī)構(gòu)。這種機(jī)構(gòu)具有為防止起塵及油脂從臂內(nèi)部向外部環(huán)境飛散而作為保護(hù)構(gòu)件可以伸縮的防塵罩(bellows)。上下軸機(jī)構(gòu)，隨著防塵罩的收縮，維持行動(dòng)速度和處理精度，同時(shí)可以確保高度的潔凈水平。
但是，在防塵罩伸縮時(shí)，在上下軸機(jī)構(gòu)的內(nèi)部壓力有變動(dòng)，引起起塵及油脂的飛散。因此，具備防塵罩的上下軸機(jī)構(gòu)難以維持高的潔凈水平。另外，具備防塵罩的上下軸機(jī)構(gòu)從確保防塵罩的機(jī)械耐久性的觀點(diǎn)考慮，防塵罩的原材料有限制。因此，具備防塵罩的上下軸機(jī)構(gòu)難以在特殊環(huán)境下工作。
因此，作為工業(yè)用機(jī)器人的上下軸機(jī)構(gòu)，有不需要上述防塵罩的兩用平行連桿機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)。在日本國(guó)特開2002-326181號(hào)公報(bào)中，第一臂與固定基座和連結(jié)基座連結(jié)，第二臂與連結(jié)基座和可動(dòng)基座連結(jié)，并在固定基座上搭載驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，將多個(gè)正齒輪內(nèi)裝于連結(jié)基座的內(nèi)部。驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)經(jīng)由減速器旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)正齒輪。正齒輪將旋轉(zhuǎn)力傳遞向兩個(gè)臂，使可動(dòng)基座上下動(dòng)作。
但是，日本特開2002-326181號(hào)公報(bào)中的機(jī)構(gòu)，作為驅(qū)動(dòng)源的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)被固定在固定基座上。因此，組裝工業(yè)用機(jī)器人時(shí)，必須使驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸心和臂的旋轉(zhuǎn)軸心一致。這就使工業(yè)用機(jī)器人的組裝作業(yè)變得繁雜。
另外，為了維持工業(yè)用機(jī)器人的高度潔凈水平，電纜類被配置在固定基座和各個(gè)臂的內(nèi)部。在工業(yè)用機(jī)器人中，為了讓這樣的內(nèi)部布線可以進(jìn)行，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)采用了中空電動(dòng)機(jī)。這導(dǎo)致了工業(yè)用機(jī)器人的尺寸大型化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了消除上述的問(wèn)題點(diǎn)而進(jìn)行的，其目的在于，提供一種作為驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)即使不采用中空電動(dòng)機(jī)也能容易地構(gòu)成內(nèi)部布線的容易安裝的平行連桿機(jī)構(gòu)及容易組裝的工業(yè)用機(jī)器人。
為了達(dá)到上述目的，在本發(fā)明的一個(gè)形態(tài)中，提供具備第一臂、第二臂、第一輔助連桿、第二輔助連桿及驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的平行連桿機(jī)構(gòu)。第一臂具備基端部及前端部，在第一臂的基端部上設(shè)置具有第一旋轉(zhuǎn)軸心的筒狀的連結(jié)軸，第一臂的基端部經(jīng)由該連結(jié)軸能夠旋轉(zhuǎn)地連結(jié)在可動(dòng)基座上，第二臂具備基端部及前端部，第二臂的前端部旋轉(zhuǎn)可能地連結(jié)在可動(dòng)基座上，第二臂的基端部，經(jīng)由和傳遞機(jī)構(gòu)相連結(jié)的連結(jié)部，能夠旋轉(zhuǎn)地連結(jié)在所述第一臂的前端部上。第一輔助連桿與第一臂、連結(jié)部及固定基座一起構(gòu)成第一平行連桿，第二輔助連桿與第二臂、連結(jié)部及可動(dòng)基座一起構(gòu)成第二平行連桿。驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)傳遞機(jī)構(gòu)是為了使第一臂及第二臂轉(zhuǎn)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)具備具有第二旋轉(zhuǎn)軸心的電動(dòng)機(jī)軸。為了在第一臂以第一旋轉(zhuǎn)軸心為中心旋轉(zhuǎn)時(shí)，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)能夠與第一臂一起以第一旋轉(zhuǎn)軸心為中心轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)以第二旋轉(zhuǎn)軸心從第一旋轉(zhuǎn)軸心在連結(jié)軸徑向偏移的狀態(tài)固定于第一臂和連結(jié)軸的任一個(gè)上。
本發(fā)明的另外的形態(tài)中，提供一種具備第一平行連桿、第二平行連桿、第一輸出軸、第二輸出軸、筒狀的連結(jié)軸及固定部的工業(yè)用機(jī)器人。第一平行連桿具備固定基座、連結(jié)基座、第一臂及第一輔助連桿。第一臂具備能夠轉(zhuǎn)動(dòng)地連結(jié)在固定基座上的基端部及能夠轉(zhuǎn)動(dòng)地連結(jié)在連結(jié)基座上的前端部。第一輔助連桿與第一臂平行配置，具有能夠轉(zhuǎn)動(dòng)地連結(jié)在固定基座上的基端部及能夠轉(zhuǎn)動(dòng)地連結(jié)在連結(jié)基座上的前端部。第二平行連桿具備所述連結(jié)基座、可動(dòng)基座、第二臂及第二輔助連桿。第二臂具備能夠轉(zhuǎn)動(dòng)地連結(jié)在連結(jié)基座上的基端部及能夠轉(zhuǎn)動(dòng)地連結(jié)在可動(dòng)基座上的前端部。第二輔助連桿具備能夠轉(zhuǎn)動(dòng)地連結(jié)在連結(jié)基座上的基端部及能夠轉(zhuǎn)動(dòng)地連結(jié)在可動(dòng)基座上的前端部。第一輸出軸設(shè)置在第一臂的前端部上，將驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)力轉(zhuǎn)換后輸出到連結(jié)基座。第二輸出軸設(shè)置在第一臂的前端部上，轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)力輸出到第二臂。連結(jié)軸設(shè)置在第一臂的基端部上，將第一臂旋轉(zhuǎn)可能地連結(jié)到固定基座上。第一臂以第一旋轉(zhuǎn)軸心為中心轉(zhuǎn)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)具備具有第二旋轉(zhuǎn)軸心的電動(dòng)機(jī)軸。固定部以第二旋轉(zhuǎn)軸心從第一旋轉(zhuǎn)軸心在連結(jié)軸徑向上偏移的狀態(tài)將驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)固定在第一臂或者連結(jié)軸的任一個(gè)上。


圖1是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中的工業(yè)用機(jī)器人的側(cè)面圖。
圖2是表示圖1中的工業(yè)用機(jī)器人的剖面圖。
圖3是表示圖1中的工業(yè)用機(jī)器人的放大剖面圖。
圖4是表示設(shè)置在圖1中的工業(yè)用機(jī)器人上的波動(dòng)齒輪減速器的放大剖面圖。
圖5為圖1中的工業(yè)用機(jī)器人的動(dòng)作的圖。
具體實(shí)施例方式
以下，按照?qǐng)D1到圖5的順序，對(duì)將本發(fā)明具體化的一個(gè)實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。
如圖1所示，工業(yè)用機(jī)器人1具備固定在地板面B上的大致長(zhǎng)方體形的固定基座2。如圖2所示，固定基座2具備通過(guò)軸承4轉(zhuǎn)動(dòng)可能地被支承的圓筒狀的第一連結(jié)軸5。在第一連結(jié)軸5上連結(jié)有第一臂3的基端部。也就是說(shuō)，在第一臂3的基端部上設(shè)置有第一連結(jié)軸5，同一基端部經(jīng)由該第一連結(jié)軸5被連結(jié)在固定基座2上。在第一臂3的基端部上，形成有連通孔3H，它連通第一臂3的內(nèi)側(cè)和外側(cè)之間。在連通孔3H的外側(cè)周邊，由固定螺釘B1固定所述第一連結(jié)軸5。第一連結(jié)軸5和第一臂3的連結(jié)部分被未圖示的O型環(huán)密封。第一臂3具備第一臂罩3a，該第一臂罩3a在第一臂3的內(nèi)部形成密封的空間。
第一臂3以第一連結(jié)軸5(連通孔3H)的中心軸線L1(第一旋轉(zhuǎn)軸心)為中心進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。第一臂3以中心軸線L1為中心旋轉(zhuǎn)時(shí)，固定基座2和第一臂3的內(nèi)部空間分別被保持為密封狀態(tài)。
如圖3所示，在連通孔3H的內(nèi)側(cè)周邊上連結(jié)固定有圓板狀的法蘭6。法蘭6的外徑被形成為小于第一臂3的連通孔3H(第一連結(jié)軸5)的內(nèi)徑。在法蘭6的中央部分上形成有軸承孔6a，在該軸承孔6a上配設(shè)有軸承7。
圖3中的法蘭6的上側(cè)，由固定螺釘B2固定在連通孔3H的內(nèi)側(cè)周邊中圖3中的上部。因此，軸承孔6a的中心軸線M1(第二旋轉(zhuǎn)軸心)相對(duì)于第一連結(jié)軸5的中心軸線L1(第一旋轉(zhuǎn)軸心)向在圖3中的上側(cè)偏移。法蘭6堵塞了連通孔3H(第一連結(jié)軸5的中空部)的一部分，這部分僅僅是中心軸線M1的偏移的那部分，由此形成連通固定基座2的內(nèi)部空間和第一臂3的內(nèi)部空間之間的空間S。第一臂3以中心軸線L1為中心轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，法蘭6以中心軸線L1為中心隨著第一臂3的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，維持連通孔3H及第一連結(jié)軸5的中空部的空間S。
在法蘭6的固定基座2側(cè)，支承構(gòu)件8一體形成。支承構(gòu)件8，貫通第一連結(jié)軸5的內(nèi)側(cè)的中空部，延伸到直到固定基座2的內(nèi)部空間。在支承構(gòu)件8的固定基座2側(cè)，固定部9一體形成。驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)10固定設(shè)置在固定部9上。驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)10的電動(dòng)機(jī)軸11，貫通法蘭6的軸承孔6a，延伸到第一臂3的內(nèi)部空間。在電動(dòng)機(jī)軸11的前端部上，連結(jié)有構(gòu)成連結(jié)驅(qū)動(dòng)構(gòu)件的滑輪P1。
電動(dòng)機(jī)軸11回旋轉(zhuǎn)動(dòng)地被軸承7所支承。電動(dòng)機(jī)軸11的中心軸線和軸承孔6a的中心軸線M1一致。由此，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)10的電動(dòng)機(jī)軸11相對(duì)于第一連結(jié)軸5的中心軸線L1向在圖3中的上側(cè)偏移。驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)10堵塞了連通孔3H(第一連結(jié)軸5的中空部)的一部分，這部分僅是電動(dòng)機(jī)軸11偏置的那部分，由此形成了連通固定基座2的內(nèi)部空間和第一臂3的內(nèi)部空間之間的空間S。當(dāng)?shù)谝槐?以中心軸線L1為中心轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)10以中心軸線L1為中心與第一臂3一起轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，能夠維持連通孔3H及第一連結(jié)軸5的中空部的空間S。
如此，在固定基座2和第一臂3之間能夠維持寬的中空通路。所以，即使不將中空電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)10使用，也可以在固定基座2和第一臂3之間引繞布線和配管。
另外，該驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)10的位置，僅通過(guò)第一臂3的位置而被規(guī)定。因此，無(wú)需使電動(dòng)機(jī)軸11配置在中心軸線L1上。即，沒(méi)有必要對(duì)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)10的電動(dòng)機(jī)軸11和第一臂3的旋轉(zhuǎn)中心進(jìn)行對(duì)齊。所以，能夠輕易地對(duì)工業(yè)用機(jī)器人1進(jìn)行組裝。
還有，通過(guò)貫通第一連結(jié)軸5的中空部的電動(dòng)機(jī)軸11，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)10被固定在第一連結(jié)軸5上。因此，與使電動(dòng)機(jī)軸11配置在固定基座2的內(nèi)部空間或第一臂的內(nèi)部空間的情況相比，能夠?qū)⒃谥行妮S線L1上的工業(yè)用機(jī)器人1的尺寸縮小相當(dāng)于電動(dòng)機(jī)軸11的長(zhǎng)度的部分。
如圖2和圖4所示，在第一臂3的上端部上，配置有作為傳遞機(jī)構(gòu)的波動(dòng)齒輪減速器20。波動(dòng)齒輪減速器20的主體外殼K，通過(guò)連結(jié)螺釘B3被連結(jié)固定在第一臂3上。如圖4所示，波動(dòng)齒輪減速器20具備圓筒狀的輸入軸21，在該輸入軸21上連結(jié)有構(gòu)成連結(jié)驅(qū)動(dòng)構(gòu)件的滑輪P2?；哖2借助連結(jié)在電動(dòng)機(jī)軸11上的滑輪P1和未圖示的傳送帶被驅(qū)動(dòng)連結(jié)，傳送驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)10的轉(zhuǎn)矩。
在輸入軸21上配設(shè)有波形信號(hào)發(fā)生器22。波形信號(hào)發(fā)生器22具有被固定在輸入軸21上呈橢圓形的凸輪部22a、和被分別設(shè)置在凸輪部22a的外周左右的第一滾珠軸承22b及第二滾珠軸承22c。當(dāng)輸入軸21以中心軸線L2為中心進(jìn)行旋轉(zhuǎn)時(shí)，第一及第二滾珠軸承22b，22c的內(nèi)輪，以中心軸線L2為中心和凸輪部22a一起進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
在第一滾珠軸承22b的外輪上配設(shè)有第一柔性齒輪24。第一柔性齒輪24被形成為大致杯狀，其開口部由金屬?gòu)椥泽w構(gòu)成。第一柔性齒輪24的開口部的內(nèi)周面與第一滾珠軸承22b的外輪接觸。輸入軸21(凸輪部22a)以中心軸線L2為中心進(jìn)行旋轉(zhuǎn)時(shí)，第一柔性齒輪24的開口部沿著凸輪部22a的外周面橢圓形地彈性變形。在第一柔性齒輪24的開口部的外周面上形成有齒(未圖示)。另外，通過(guò)未圖示的連結(jié)螺釘，第一輸出軸27被固定在第一柔性齒輪24的基部24a上。第一輸出軸27能夠旋轉(zhuǎn)的被輸入軸21支承，以中心軸線L2為中心進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
在第二滾珠軸承22c的外輪上配設(shè)有第二柔性齒輪25。第二滾珠軸承22c被形成為大致大禮帽狀，其筒部由金屬?gòu)椥泽w構(gòu)成。第二柔性齒輪25的筒部的內(nèi)周面與第二滾珠軸承22c的外輪接觸。當(dāng)輸入軸21(凸輪部22a)以中心軸線L2為中心旋轉(zhuǎn)時(shí)，第二柔性齒輪25的筒部沿著凸輪部22a的外周面橢圓形地彈性變形。在第二柔性齒輪25的筒部的外周側(cè)形成有齒(未圖示)。另外，該第二柔性齒輪25的法蘭部25a被固定螺釘B4固定在主體外殼K上。
在第一及第二的柔性齒輪24、25的外側(cè)上配置有圓筒狀的剛性齒輪26。通過(guò)未圖示的連結(jié)螺釘，第二輸出軸28被連結(jié)在剛性齒輪26的外側(cè)上。第二輸出軸28通過(guò)被配設(shè)在第一輸出軸27的外側(cè)上的軸承29，旋轉(zhuǎn)可能地被第一輸出軸27所支承。當(dāng)剛性齒輪26進(jìn)行旋轉(zhuǎn)時(shí)，第二輸出軸28以中心軸線L2為中心進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。
在剛性齒輪26的內(nèi)周上，形成有與第一柔性齒輪24嚙合的左側(cè)齒部26a及與第二柔性齒輪25嚙合的右側(cè)齒部26b。左側(cè)齒部26a具有比第一柔性齒輪24的齒數(shù)還要多的齒，僅在凸輪部22a的長(zhǎng)方向上與第一柔性齒輪24嚙合。右側(cè)齒部26b具有比第二柔性齒輪25的齒數(shù)要多的齒，僅在凸輪部22a的長(zhǎng)方向上與第二柔性齒輪25嚙合。
左側(cè)齒部26a的各個(gè)齒，在輸入軸21向右旋轉(zhuǎn)1次時(shí)，僅以左側(cè)齒部26a的齒數(shù)比第一柔性齒輪24的齒數(shù)多出的部分，使各自嚙合的第一柔性齒輪24的齒的位置向左相對(duì)移動(dòng)。即，剛性齒輪26，在輸入軸21旋轉(zhuǎn)時(shí)，沿著輸入軸21旋轉(zhuǎn)方向的反方向，使第一輸出軸27對(duì)于第一柔性齒輪24進(jìn)行相對(duì)旋轉(zhuǎn)。該剛性齒輪26，以對(duì)應(yīng)左側(cè)齒部26a的齒數(shù)和第一柔性齒輪24的齒數(shù)之差的減速比，使第一輸出軸27進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
右側(cè)齒部26b的各個(gè)齒，在輸入軸21向右旋轉(zhuǎn)1次時(shí)，僅以右側(cè)齒部26b的齒數(shù)比第二柔性齒輪25的齒數(shù)多出的部分，使各自嚙合的第二柔性齒輪25的齒的位置向左相對(duì)移動(dòng)。即，剛性齒輪26，在輸入軸21旋轉(zhuǎn)時(shí)，沿著輸入軸21旋轉(zhuǎn)方向的反方向，使第二輸出軸28對(duì)于第二柔性齒輪25進(jìn)行相對(duì)旋轉(zhuǎn)。該剛性齒輪26，以對(duì)應(yīng)右側(cè)齒部26b的齒數(shù)和第二柔性齒輪25的齒數(shù)之差的減速比，使第二輸出軸28進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
即，輸入軸21的旋轉(zhuǎn)，通過(guò)第一柔性齒輪24和剛性齒輪26的左側(cè)齒部26a，被轉(zhuǎn)換為反方向且減速之后傳送到第一輸出軸27。輸入軸21的旋轉(zhuǎn)另外通過(guò)第二柔性齒輪25和剛性齒輪26的右側(cè)齒部26b，被轉(zhuǎn)換為反方向且減速之后傳送到第二輸出軸28。
第一輸出軸27對(duì)于輸入軸21的減速比和第二輸出軸28對(duì)于輸入軸21的減速比，可以通過(guò)變更第一及第二的柔性齒輪24、25的齒數(shù)，左側(cè)齒部26a的齒數(shù)、右側(cè)齒部26b的齒數(shù)而變更。在本實(shí)施方式中，為了使第一輸出軸27對(duì)于輸入軸21的減速比和第二輸出軸28對(duì)于輸入軸21的減速比之比成為2∶1，而設(shè)定各齒數(shù)。即，本實(shí)施方式中的第二輸出軸28以兩倍于第一輸出軸27的旋轉(zhuǎn)角度的旋轉(zhuǎn)角度與第一輸出軸27同方向旋轉(zhuǎn)。
在第二輸出軸28上連結(jié)有第二臂30的下端部。詳細(xì)地說(shuō)，第二臂30由連結(jié)螺釘B5固定在第二輸出軸28上，其下端的筒狀部30b覆蓋第二輸出軸28的外周。
如圖2所示，在第二臂30的上端部上，連結(jié)有被形成大致箱體狀的可動(dòng)基座40。可動(dòng)基座40具備由軸承42支承的旋轉(zhuǎn)可能的圓筒狀的第二連結(jié)軸43。在第二臂30的上端部上形成有連通孔30H，第二連結(jié)軸43相對(duì)于該連通孔30H的外側(cè)周邊由固定螺釘B6固定。第二臂30旋轉(zhuǎn)可能地被連結(jié)在可動(dòng)基座40上，以第二連結(jié)軸43的中心軸線L3為中心進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。第二連結(jié)軸43及第二臂30為中空構(gòu)造。第二臂30被第二套筒30所密封。第二連結(jié)軸43和第二臂30的連結(jié)部分被未圖示的O型環(huán)等密封。
如圖4所示，在波動(dòng)齒輪減速器20的第一輸出軸27上，固定有被設(shè)置在比第二臂30還要外側(cè)(在圖2中為左側(cè))的連結(jié)基座50。連結(jié)基座50由杯狀的連結(jié)部51、和固定在連結(jié)部51上的延長(zhǎng)部52構(gòu)成。連結(jié)部51由連結(jié)螺釘B7連結(jié)固定在第一輸出軸27上。在連結(jié)部51的中心形成有貫通孔51H，與所述波動(dòng)齒輪減速器20的輸入軸21的內(nèi)部空間連通。另外，在連結(jié)部51上形成有從貫通孔51H延伸到第二臂30一側(cè)的連通部50a，該連通部連通輸入軸21的內(nèi)部空間和第二臂30的內(nèi)部空間。連結(jié)部51具備連結(jié)部外殼51a，此外殼封閉輸入軸21和第二臂30之間的空間。
即，工業(yè)用機(jī)器人，具有經(jīng)由固定基座2、第一連結(jié)軸5、第一臂3、波動(dòng)齒輪減速器20、連通部50a、第二臂30、第二連結(jié)軸43的內(nèi)部空間，連通到可動(dòng)基座40的空間(通路)。如圖2所示，固定基座2和可動(dòng)基座40之間的布線、配管60，其基端與固定基座2內(nèi)的布線基板W和電子管(未圖示)連結(jié)，通過(guò)此空間(通路)引繞到各部。
如圖1所示，在連結(jié)基座50的延長(zhǎng)部52上，延伸形成有下側(cè)延長(zhǎng)片52a和上側(cè)延長(zhǎng)片52b。
第一輔助連桿55的上端部旋轉(zhuǎn)可能地連結(jié)在下側(cè)延長(zhǎng)片52a上。第一輔助連桿55的下端部旋轉(zhuǎn)可能地連結(jié)在固定基座2的延長(zhǎng)框架部2a上。在本實(shí)施方式中，將連結(jié)第一臂3的下側(cè)連結(jié)點(diǎn)和第一輔助連桿55的下側(cè)連結(jié)點(diǎn)的線稱作第一平行線R1，將連結(jié)第一臂3的上側(cè)連結(jié)點(diǎn)和第一輔助連桿55的上側(cè)連結(jié)點(diǎn)的線稱作第二平行線R2。這些第一臂3、第一輔助連桿55、第一平行線R1及第二平行線R2分別構(gòu)成平行四邊形的各邊。而且，第一臂3、第一輔助連桿55、固定基座2及連結(jié)基座50構(gòu)成第一平行線R1不動(dòng)的第一平行連桿機(jī)構(gòu)R10。
在上側(cè)延長(zhǎng)片52b上旋轉(zhuǎn)可能地連結(jié)有第二輔助連桿56的下端部。第二輔助連桿56的上端部旋轉(zhuǎn)可能地連結(jié)在可動(dòng)基座40上。在本實(shí)施方式中，將連結(jié)第二臂30的下側(cè)連結(jié)點(diǎn)和第二輔助連桿56的下側(cè)連結(jié)點(diǎn)的線稱作第三平行線R3，將連結(jié)第二臂30的上側(cè)連結(jié)點(diǎn)和第二輔助連桿56的上側(cè)連結(jié)點(diǎn)的線稱作第四平行線R4。第二臂30、第二輔助連桿56、第三平行線R3、第四平行線R4分別構(gòu)成平行四邊形的各邊。而且，第二臂30、第二輔助連桿56、連結(jié)基座50及可動(dòng)基座40構(gòu)成第二平行連桿機(jī)構(gòu)R20。
在可動(dòng)基座40的上部具備機(jī)械臂機(jī)構(gòu)61。機(jī)械臂機(jī)構(gòu)61具備第一水平臂62及第一關(guān)節(jié)軸63。第一水平臂62以第一關(guān)節(jié)軸63為中心進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。在第一水平臂62的前端部上設(shè)置有第二關(guān)節(jié)軸64及第二水平臂65。第二水平臂65以第二關(guān)節(jié)軸64為中心進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。在第二水平臂65的前端部上設(shè)置有能夠旋轉(zhuǎn)的工作軸66。在工作軸66上安裝有協(xié)助裝置的末端受動(dòng)器(未圖示)。
其次，對(duì)如上所述構(gòu)成的工業(yè)用機(jī)器人1的作用進(jìn)行說(shuō)明。詳細(xì)地說(shuō)，是對(duì)可動(dòng)基座40從圖5中的實(shí)線所示的位置移動(dòng)到同圖中的2點(diǎn)虛線表示的位置時(shí)的情況加以說(shuō)明。
首先，為了使第一臂3及第二臂30旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)10，經(jīng)由滑輪P1、P2使波動(dòng)齒輪減速器20的輸入軸21向左旋轉(zhuǎn)。于是，第一輸出軸27，在第一柔性齒輪24及剛性齒輪26的左側(cè)齒部26a的作用下，向與輸入軸21相反方向的右方旋轉(zhuǎn)。第一輸出軸27根據(jù)該旋轉(zhuǎn)控制角度θa。
第二輸出軸28，在第二柔性齒輪25及剛性齒輪26的作用下，與輸入軸21呈反方向向右旋轉(zhuǎn)。第二輸出軸28通過(guò)該旋轉(zhuǎn)控制角度θb。
第一輸出軸27向右旋轉(zhuǎn)時(shí)，第一平行連桿機(jī)構(gòu)R10，維持第二平行線R2相對(duì)于第一平行線R1的平行姿勢(shì)。即，第一平行連桿機(jī)構(gòu)R10，在將連結(jié)基座50的水平線D1相對(duì)于底面B維持為平行，同時(shí)旋轉(zhuǎn)第一臂3和第一輔助連桿55，使連結(jié)基座50從實(shí)線的位置移動(dòng)到2點(diǎn)虛線的位置(在圖5中為左上方)。
第一輸出軸27向右旋轉(zhuǎn)時(shí)，第二輸出軸28以第一輸出軸27的2倍的旋轉(zhuǎn)角度向右旋轉(zhuǎn)(與第一輸出軸27的旋轉(zhuǎn)方向相同的方向)。即，第二輸出軸28的角度θa僅增大旋轉(zhuǎn)角度θ時(shí)，將角度θb僅增大旋轉(zhuǎn)角度2θ，將角度θc僅增大旋轉(zhuǎn)角度θ。即，第二輸出軸28將角度θa和角度θc設(shè)為一直是相同的角度。
第一輸出軸27向右旋轉(zhuǎn)時(shí)，第二平行連桿機(jī)構(gòu)R20，維持第四平行線R4相對(duì)于第三平行線R3的平行狀態(tài)。即，第二平行連桿機(jī)構(gòu)R20將可動(dòng)基座40的姿勢(shì)維持為水平，同時(shí)旋轉(zhuǎn)第二臂30和第二輔助連桿56，使可動(dòng)基座40從垂直線上的實(shí)線的位置上升到2點(diǎn)虛線的位置。
相反，使可動(dòng)基座40從2點(diǎn)虛線的位置下降到實(shí)線的位置的情況下，使波動(dòng)齒輪減速器20的輸入軸21向右旋轉(zhuǎn)。
其次，對(duì)本實(shí)施方式的效果進(jìn)行說(shuō)明。
(1)根據(jù)本實(shí)施方式，第一臂3、第一連結(jié)軸5、連結(jié)基座50的連通部50a、第二臂30、第二連結(jié)軸43及可動(dòng)基座40全部是中空構(gòu)造。而且，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)10的電動(dòng)機(jī)軸11從第一連結(jié)軸5的中心軸線L1向第一連結(jié)軸5的直徑方向偏移。
所以，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)10使在中空直徑大的第一連結(jié)軸5上形成相當(dāng)于使電動(dòng)機(jī)軸11向第一連結(jié)軸5的直徑方向偏置的部分的更寬廣的空置空間(空間S)。即，在固定基座2和可動(dòng)基座40之間，能夠形成更寬廣的中空通路，在該中空通路中，能夠引繞機(jī)械臂61的布線、配管60及驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)10的布線等。
因此，作為驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)10無(wú)需使用中空電動(dòng)機(jī)，也無(wú)需配置套筒等。由此，能夠減少零件的數(shù)量，使工業(yè)用機(jī)器人1實(shí)現(xiàn)小型化。另外，組裝工業(yè)用機(jī)器人1時(shí)，無(wú)需進(jìn)行對(duì)齊驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)10的電動(dòng)機(jī)軸11和第一臂3的旋轉(zhuǎn)中心的操作。因此，對(duì)工業(yè)用機(jī)器人1的簡(jiǎn)單組裝成為可能。
(2)因?yàn)椴季€、配管60被收納在工業(yè)用機(jī)器人1的內(nèi)部，無(wú)需設(shè)置電纜布線用的輔助臂。因此，能夠減少零件的數(shù)量，使工業(yè)用機(jī)器人1實(shí)現(xiàn)輕型化。再者，為了使布線、配管60不露出到外部，平行連桿機(jī)構(gòu)(第一平行連桿機(jī)構(gòu)R10及第二平行連桿機(jī)構(gòu)R20)和機(jī)械臂機(jī)構(gòu)61的運(yùn)動(dòng)不受布線、配管60的制約。另外，也可以使作業(yè)中布線、配管60的風(fēng)聲得到抑制。
(3)根據(jù)本實(shí)施方式，在連通孔3H的一側(cè)邊上，固定支承驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)10的法蘭6，將驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)10配置在固定基座2的內(nèi)部。由此，與將驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)10直接安裝在波動(dòng)齒輪減速器20上的情況相比，能夠減小各個(gè)臂的轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)10的重量影響，可以減輕驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)10的負(fù)荷。
(4)根據(jù)本實(shí)施方式，作為傳遞機(jī)構(gòu)，采用具備1個(gè)輸入軸21和2個(gè)輸出軸(第一及第二輸出軸27、28)的波動(dòng)齒輪減速器20。所以，通過(guò)驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)10使輸入軸21進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，可以使第一輸出軸27及第二輸出軸28旋轉(zhuǎn)，繼而使第一臂3及第二臂30產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)。即，僅在波動(dòng)齒輪減速器20的第一輸出軸27及第二輸出軸28上分別安裝連結(jié)基座50及第二臂30，就能夠使第一臂3及第二臂30產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)。由此，能夠進(jìn)一步簡(jiǎn)化工業(yè)用機(jī)器人1的組裝。另外，因?yàn)榭梢栽诓▌?dòng)齒輪減速器20上形成大直徑的中空部分，因此能夠在該中空容易地引繞布線、配管60。
(5)根據(jù)本實(shí)施方式，第一臂3的前端部、第一輸出軸27的軸心、第二輸出軸29的軸心、第二臂30的基端部被配設(shè)在同一直線上。即，第一輸出軸27和第二輸出軸28配設(shè)為同心圓狀。如此，可以將波動(dòng)齒輪減速器20的尺寸在軸向上縮短。因此，與使用正齒輪等的情況相比，能夠?qū)崿F(xiàn)傳遞機(jī)構(gòu)的小型化。
(6)根據(jù)本實(shí)施方式，連結(jié)基座50被配置在第一臂3及第二臂30的最外側(cè)(在圖2中為左側(cè))上。由此，能夠?qū)⒉▌?dòng)齒輪減速器20的輸出準(zhǔn)確地傳送到連結(jié)基座50及第二臂30上。因此，能夠提高波動(dòng)齒輪減速器20的輸出(減速比)的選擇性。
(7)根據(jù)本實(shí)施方式，分別使用第一臂罩3a和第二臂罩30a密封第一臂3及第二臂30。另外，分別由O型環(huán)鏈和密封構(gòu)件57將第一臂3和第一連結(jié)軸5的連結(jié)部分、第二臂30和第二連結(jié)軸43的連結(jié)部分、連結(jié)基座50和第二臂30的連結(jié)部分密封起來(lái)。因此，能夠提高工業(yè)用機(jī)器人1的密封性能，也可以更加確實(shí)地抑制從第一臂3及第二臂30的內(nèi)部產(chǎn)生的粉塵和潤(rùn)滑油的飛散。因此，能夠使工業(yè)用機(jī)器人1在凈化間(cleanroom)等各種各樣的特殊環(huán)境下進(jìn)行工作。
還有，上述實(shí)施方式也可以變更為以下的形態(tài)。
在上述實(shí)施方式中，將驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)10固定在第一臂3上，但也可以將驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)10固定在第一連結(jié)軸5上。
在上述實(shí)施方式中，第一連結(jié)軸5旋轉(zhuǎn)可能地連結(jié)在固定基座2上，將第一臂3固定在第一連結(jié)軸5上，但也可以將第一臂3和第一連結(jié)軸5一體化后作為第一臂3。
在上述實(shí)施方式中，第一輸出軸27為波動(dòng)齒輪減速器20的內(nèi)側(cè)的輸出軸，第二輸出軸28為波動(dòng)齒輪減速器20的外側(cè)的輸出軸，但是并不限定于此。例如也可以內(nèi)側(cè)輸出軸發(fā)揮第二輸出軸28的作用，外側(cè)輸出軸發(fā)揮第一輸出軸27的作用。此時(shí)，將第二臂30的下端部連結(jié)在第一輸出軸27上，將連結(jié)基座50連結(jié)在第二輸出軸28上。另外，將連結(jié)基座50設(shè)置在第一臂3的上端部和第二臂30的下端部之間。由此，能夠省略連結(jié)基座50的連通部50a。因此，連結(jié)基座50的構(gòu)造就可以更加簡(jiǎn)單。并且，此時(shí)第一輸出軸27對(duì)于波動(dòng)齒輪減速器20的輸入軸21的減速比和第二輸出軸28對(duì)于輸入軸21的減速比之比優(yōu)選為1∶2。由此，可動(dòng)基座40可以在垂直線C1上進(jìn)行直線移動(dòng)。
第一輸出軸27對(duì)于輸入軸21的減速比和第二輸出軸28對(duì)于輸入軸21的減速比之比不必一定為2∶1。
在上述實(shí)施方式中，第一輸出軸27和第二輸出軸28被配置為同心圓狀，但是第一輸出軸27和第二輸出軸28也可以不配設(shè)為同心圓狀。
在上述實(shí)施方式中，將波動(dòng)齒輪減速器20安裝在第一臂3的上端部上，但不僅限于此。例如安裝方法相反，也可以將波動(dòng)齒輪減速器20安裝在第二臂30的下端部上。此時(shí)，將連結(jié)基座50連結(jié)在波動(dòng)齒輪減速器20的第一輸出軸27上，將第一臂3的上端部連結(jié)在第二輸出軸28上。
在上述實(shí)施方式中，作為傳遞機(jī)構(gòu)采用單輸入雙輸出的波動(dòng)齒輪減速器20，但不僅限于此。例如，也可以使用能夠使布線、配管60的內(nèi)部布線進(jìn)行而配置的傘齒輪。
在上述實(shí)施方式中，使平行連桿機(jī)構(gòu)(第一臂3、第二臂30、第一輔助連桿55、第二輔助連桿56、連結(jié)基座50及波動(dòng)齒輪減速器20)，在垂直線C1上延伸設(shè)置，但不僅限于此。例如，也可以將平行連桿機(jī)構(gòu)水平設(shè)置。
權(quán)利要求
1.一種平行連桿機(jī)構(gòu)，其特征在于，具備具有基端部及前端部的第一臂，在該第一臂的基端部設(shè)有具有第一旋轉(zhuǎn)軸心的筒狀的連結(jié)軸，該第一臂的基端部經(jīng)由該連結(jié)軸連結(jié)于固定基座且能夠旋轉(zhuǎn)；具有基端部及前端部的第二臂，該第二臂的前端部連結(jié)于可動(dòng)基座且能夠旋轉(zhuǎn)，該第二臂的基端部經(jīng)由與傳遞機(jī)構(gòu)連結(jié)的連結(jié)部連結(jié)于所述第一臂的前端部且能夠旋轉(zhuǎn)；第一輔助連桿，其與所述第一臂、所述連結(jié)部及所述固定基座一起構(gòu)成第一平行連桿；第二輔助連桿，其與所述第二臂、所述連結(jié)部及所述可動(dòng)基座一起構(gòu)成第二平行連桿；驅(qū)動(dòng)為使所述第一臂及所述第二臂轉(zhuǎn)動(dòng)的所述傳遞機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，該驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)具備具有第二旋轉(zhuǎn)軸心電動(dòng)機(jī)軸，為了使所述第一臂以所述第一旋轉(zhuǎn)軸心為中心轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，所述驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)能夠與所述第一臂一起以所述第一旋轉(zhuǎn)軸心為中心轉(zhuǎn)動(dòng)，所述驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)以所述第二旋轉(zhuǎn)軸心從所述第一旋轉(zhuǎn)軸心在所述連結(jié)軸徑向上偏移的狀態(tài)，固定在所述第一臂和所述連結(jié)軸的任一個(gè)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平行連桿機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)通過(guò)所述連結(jié)軸的內(nèi)側(cè)固定于所述第一臂和所述連結(jié)軸的任一個(gè)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的平行連桿機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述第一臂、所述第二臂、所述固定基座及所述可動(dòng)基座具有中空構(gòu)造。
4.根據(jù)權(quán)利要求1～3中任一項(xiàng)所述的平行連桿機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述傳遞機(jī)構(gòu)是具有輸入軸、第一輸出軸及第二輸出軸的波動(dòng)齒輪減速器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的平行連桿機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述第一輸出軸及所述第二輸出軸配置為同心圓狀。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的平行連桿機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述波動(dòng)齒輪減速器的第一輸出軸連結(jié)在由所述連結(jié)部構(gòu)成其一部分的連結(jié)基座上，所述波動(dòng)齒輪減速器的第二輸出軸連結(jié)于所述第二臂的基端部，在所述波動(dòng)齒輪減速器中，所述第一輸出軸相對(duì)于所述輸入軸的減速比和所述第二輸出軸相對(duì)于所述輸入軸的減速比之比為2∶1。
7.一種工業(yè)用機(jī)器人，其特征在于，具備第一平行連桿，該第一平行連桿具備固定基座；連結(jié)基座；第一臂，其具有連結(jié)于所述固定基座且能夠轉(zhuǎn)動(dòng)的基端部、以及連結(jié)于所述連結(jié)基座且能夠轉(zhuǎn)動(dòng)的前端部；第一輔助連桿，其與所述第一臂平行地配置，并且具有連結(jié)于所述固定基座且能夠轉(zhuǎn)動(dòng)的基端部、以及連結(jié)于所述連結(jié)基座且能夠轉(zhuǎn)動(dòng)的前端部；第二平行連桿，該第二平行連桿具備所述連結(jié)基座；可動(dòng)基座；第二臂，其具有連結(jié)于所述連結(jié)基座且能夠轉(zhuǎn)動(dòng)的基端部、以及連結(jié)于所述可動(dòng)基座且能夠轉(zhuǎn)動(dòng)的前端部；第二輔助連桿，其具有連結(jié)于所述連結(jié)基座且能夠轉(zhuǎn)動(dòng)的基端部、以及連結(jié)于所述可動(dòng)基座且能夠轉(zhuǎn)動(dòng)的前端部；第一輸出軸，其設(shè)于所述第一臂的前端部，將驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)力變換輸出到所述連結(jié)基座；第二輸出軸，其設(shè)于所述第一臂的前端部，將所述驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)力變換輸出到所述第二臂；筒狀的連結(jié)軸，其設(shè)于所述第一臂的基端部，將所述第一臂可旋轉(zhuǎn)地連結(jié)在所述固定基座上；固定部，其中，所述第一臂以第一旋轉(zhuǎn)軸心為中心進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，所述驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)具備具有第二旋轉(zhuǎn)軸心的電動(dòng)機(jī)軸，固定部以第二旋轉(zhuǎn)軸心從第一旋轉(zhuǎn)軸心在所述連結(jié)軸徑向上偏移的狀態(tài)，將所述驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)固定在所述第一臂或所述連結(jié)軸的任一個(gè)上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的工業(yè)用機(jī)器人，其特征在于，所述第一臂的前端部、所述第二臂的基端部、所述第一輸出軸的軸心以及所述第二輸出軸的軸心配置在同一直線上，工業(yè)用機(jī)器人還具備具有將所述驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)力作為輸入接受的輸入軸的傳遞機(jī)構(gòu)，所述第一輸出軸相對(duì)于所述輸入軸的減速比和所述第二輸出軸相對(duì)于所述輸入軸的減速比之比為2∶1。
全文摘要
本發(fā)明的平行連桿機(jī)構(gòu)具備第一臂、第二臂、第一輔助連桿、第二輔助連桿以及驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。在第一臂的基端部上，設(shè)有具有第一旋轉(zhuǎn)軸心的筒狀的連結(jié)軸，第一臂的基端部經(jīng)由該連結(jié)軸能夠旋轉(zhuǎn)地連結(jié)于固定基座。第二臂的前端部能夠旋轉(zhuǎn)地連結(jié)在可動(dòng)基座上。第二臂的基端部，通過(guò)和傳遞機(jī)構(gòu)連結(jié)的連結(jié)部，能夠旋轉(zhuǎn)地連結(jié)在第一臂的前端部上。第一輔助連桿與第一臂、連結(jié)部及固定基座一起構(gòu)成第一平行連桿，第二輔助連桿與第二臂、連結(jié)部及可動(dòng)基座一起構(gòu)成第二平行連桿。驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)具備具有第二旋轉(zhuǎn)軸心的電動(dòng)機(jī)軸。為了驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)能夠與第一臂一起轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)以第二旋轉(zhuǎn)軸心從第一旋轉(zhuǎn)軸心在連結(jié)軸徑向上呈偏移的狀態(tài)，固定在第一臂和連結(jié)軸的任一個(gè)上。
文檔編號(hào)B25J9/06GK1951644SQ200610135609
公開日2007年4月25日 申請(qǐng)日期2006年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月19日
發(fā)明者大野政俊 申請(qǐng)人:精工愛(ài)普生株式會(huì)社