機器人的制作方法
【專利摘要】一種機器人，其包括：機械臂，所述機械臂包括第一框架和第二框架，所述第二框架聯(lián)接到第一框架，從而可圍繞關(guān)節(jié)軸轉(zhuǎn)動；纜索，所述纜索沿著第一框架的側(cè)表面和第二框架的側(cè)表面布置；第一固定構(gòu)件，所述第一固定構(gòu)件用于將纜索固定到第一框架的側(cè)表面；第二固定構(gòu)件，所述第二固定構(gòu)件用于將纜索固定到第二框架的側(cè)表面；保持構(gòu)件，所述保持構(gòu)件用于保持纜索在第一固定構(gòu)件與第二固定構(gòu)件之間的部分；和支撐機構(gòu)，所述支撐機構(gòu)用于管制保持構(gòu)件沿著關(guān)節(jié)軸的軸線方向的運動，支撐機構(gòu)支撐保持構(gòu)件，以便使保持構(gòu)件可沿著與關(guān)節(jié)軸的軸線方向垂直的方向運動以順應纜索的彎曲運動。
【專利說明】機器人
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種機器人，所述機器人包括:機械臂，所述機械臂包括第一框架和第二框架，所述第一框架和第二框架彼此聯(lián)接成可圍繞關(guān)節(jié)軸轉(zhuǎn)動；和纜索，所述纜索在沿著機械臂的側(cè)表面鋪設的同時固定到機械臂。
【背景技術(shù)】
[0002]在工業(yè)機器人的關(guān)節(jié)部分中，設有纜索，例如，電力線、信號線和空氣管道。隨關(guān)節(jié)部分的轉(zhuǎn)動一起，纜索接收彎曲力和扭轉(zhuǎn)力而變形。此時，纜索可以松弛以反復地碰撞周圍裝置和在周圍裝置上滑動，并且因而，纜索會被破壞。尤其，當纜索是空氣管道時，纜索會以較小的曲率半徑彎曲而使空氣壓力波動，或者空氣會從纜索中所產(chǎn)生的裂紋泄漏到外部。
[0003]在工業(yè)機器人的關(guān)節(jié)部分中，纜索通常布設成使得纜索可以隨關(guān)節(jié)部分的轉(zhuǎn)動一起扭曲。然而，為了使纜索能夠扭曲，必須沿著轉(zhuǎn)動軸線方向三維地設置纜索，這導致關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)尺寸變大的問題。鑒于此，某些工業(yè)機器人具有其中纜索沿著關(guān)節(jié)部分的外側(cè)鋪設的構(gòu)造，以便使纜索可以彎曲以順應關(guān)節(jié)部分的轉(zhuǎn)動。
[0004]另外，已經(jīng)提出這樣一種裝置，S卩，在所述裝置中，在關(guān)節(jié)部分的兩個端部處，gp，在第一框架和第二框架的側(cè)表面上，纜索由支架支撐，每個所述支架都由板彈簧形成，由此能夠使固定位置位移和傾斜(參見日本專利申請?zhí)亻_N0.H10-34588)。該構(gòu)造防止纜索由于纜索的過度張緊而被破壞，并且防止纜索由于撓曲而接觸到周圍裝置。
[0005]然而，在日本專利申請?zhí)亻_Νο.ΗΙΟ-34588中，支架彈性地變形，并且因此，隨關(guān)節(jié)部分的轉(zhuǎn)動一起運動的纜索不會被支架固定，并且整個纜索可以隨支架的彈性變形一起運動。當整個纜索如上所述運動時，力會作用在諸如連接器的連接部分上，導致纜索在連接部分處斷開。
[0006]因此，纜索需要被固定在每個框架的側(cè)表面上。然而，當纜索沿著每個框架的側(cè)表面鋪設時，纜索可以通過圍繞關(guān)節(jié)軸彎曲運動而彎曲，這會導致纜索沿著關(guān)節(jié)軸方向撓曲。當纜索如上所述沿著關(guān)節(jié)軸方向撓曲時，纜索會反復地碰撞周圍裝置或在周圍裝置上滑動。
[0007]為了解決該問題，提供這樣一種措施，S卩，將機器人放置在離周圍裝置一定距離的位置處以防止纜索接觸到周圍裝置，但是問題在于，增大了布置空間。另外，纜索會與機械臂自身反復地接觸，并且因此，不能僅通過將機器人放置在離周圍裝置一定距離的位置處而防止破壞纜索。
[0008]因此，可想到以下措施來防止破壞纜索。纜索可以用諸如Cablevey0r (商標)或波紋管之類的外蓋覆蓋，以便防止纜索直接接觸機械臂和周圍裝置。
[0009]然而，需要更多的空間來安裝外蓋，并且因此，問題在于，機器人尺寸變大。另外，當纜索在外蓋內(nèi)部撓曲時，纜索反復地接觸外蓋的內(nèi)壁，并且因此，不能有效地防止破壞纜索。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種機器人，所述機器人能夠管制纜索的撓曲以防止破壞纜索。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，提供一種機器人，所述機器人包括:機械臂，所述機械臂包括第一框架和第二框架，所述第二框架聯(lián)接到第一框架，從而可圍繞關(guān)節(jié)軸轉(zhuǎn)動；纜索，所述纜索沿著第一框架的側(cè)表面和第二框架的側(cè)表面布置；第一固定構(gòu)件，所述第一固定構(gòu)件用于將纜索固定到第一框架的側(cè)表面；第二固定構(gòu)件，所述第二固定構(gòu)件用于將纜索固定到第二框架的側(cè)表面；保持構(gòu)件，所述保持構(gòu)件用于保持纜索在第一固定構(gòu)件與第二固定構(gòu)件之間的一部分；和支撐機構(gòu)，所述支撐機構(gòu)用于管制保持構(gòu)件沿著關(guān)節(jié)軸的軸線方向的運動，支撐機構(gòu)支撐保持構(gòu)件，以便使保持構(gòu)件可沿著與關(guān)節(jié)軸的軸線方向垂直的方向運動以順應纜索的彎曲運動。
[0012]本發(fā)明的其它特征將從以下參照附圖的示例性實施例的說明而變得明顯。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的機器人的示意性構(gòu)造的透視圖；
[0014]圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的機器人的示意性構(gòu)造的局部透視圖；
[0015]圖3A和3B是示出在本發(fā)明的第一實施例中的保持構(gòu)件和支撐機構(gòu)的示意性構(gòu)造的解釋性視圖；
[0016]圖4A和4B是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的機器人的示意圖；
[0017]圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的機器人的示意圖；
[0018]圖6A和6B是示出根據(jù)比較示例的機器人的示意圖；
[0019]圖7A和7B是示出根據(jù)所述比較示例的機器人的示意圖；
[0020]圖8是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的纜索上的點的軌跡和軌跡的近似圓的解釋性視圖；
[0021]圖9是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的纜索的取向和保持構(gòu)件的取向的解釋性視圖；
[0022]圖10是根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的機器人的保持構(gòu)件和支撐機構(gòu)的透視圖；
[0023]圖1lA和IlB是示出根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的機器人的示意圖；
[0024]圖12是示出根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的機器人的示意圖；
[0025]圖13是沿著圖12的線13-13得到的機器人的局部剖視圖；
[0026]圖14是當機械臂的第二框架運動以相對于第一框架轉(zhuǎn)動時的示意圖；
[0027]圖15是示出根據(jù)本發(fā)明的第五實施例的機器人的示意圖；
[0028]圖16A和16B是示出根據(jù)本發(fā)明的第六實施例的機器人的主部件的解釋性視圖；和
[0029]圖17是示出根據(jù)本發(fā)明的第七實施例的機器人的主部件的剖視圖。
【具體實施方式】
[0030]現(xiàn)在，參照附圖詳細地說明本發(fā)明的實施例。
[0031](第一實施例)[0032]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的機器人的示意性構(gòu)造的透視圖。注意到，在圖1中，圖紙的右前方向被稱為X方向，圖紙的左前方向被稱為Z方向，并且圖紙的向上方向被稱為Y方向。另外，圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的機器人的示意性構(gòu)造的局部透視圖。圖1中所示的機器人100是工業(yè)機器人，并且包括6軸機械臂101、設置在機械臂101的遠側(cè)端部上的末端執(zhí)行器(例如，機械手)88和沿著機械臂101的外側(cè)表面鋪設的纜索102。
[0033]機械臂101包括:框架111，其用作由縱向構(gòu)件形成的第一框架(第一連桿)；和框架112，其用作由縱向構(gòu)件形成的第二框架(第二連桿)?？蚣?11的遠側(cè)端部和框架112的近側(cè)端部在關(guān)節(jié)軸(關(guān)節(jié)的軸)113處彼此聯(lián)接。借此，框架112可以相對于框架111圍繞關(guān)節(jié)軸113轉(zhuǎn)動?？蚣?12通過設置在框架112內(nèi)的馬達(未示出)相對于框架111圍繞關(guān)節(jié)軸113執(zhí)行在±90°的范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)動動作。
[0034]機械臂101還包括基座81，所述基座81固定到底板表面F并且用作用于支撐框架111的近側(cè)端部的基座部件。在基座81的內(nèi)部，設置有馬達(未示出)以導致框架111圍繞關(guān)節(jié)軸54執(zhí)行在土 180°的范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)動運動。
[0035]機械臂101還包括:框架84，所述框架84聯(lián)接到框架112，從而可圍繞關(guān)節(jié)軸56轉(zhuǎn)動；和框架85，所述框架85聯(lián)接到框架84，從而可圍繞關(guān)節(jié)軸57轉(zhuǎn)動。機械臂101還包括:框架86，所述框架86聯(lián)接到框架85，從而可圍繞關(guān)節(jié)軸58轉(zhuǎn)動；和框架87，所述框架87聯(lián)接到框架86，從而可圍繞關(guān)節(jié)軸59轉(zhuǎn)動。
[0036]框架84通過設置在框架112內(nèi)的馬達(未示出)圍繞關(guān)節(jié)軸56執(zhí)行在±90°的范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)動動作?？蚣?5通過設置在框架84內(nèi)的馬達(未示出)圍繞關(guān)節(jié)軸57執(zhí)行在±180°的范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)動動作?？蚣?6通過設置在框架85內(nèi)的馬達(未示出)圍繞關(guān)節(jié)軸58執(zhí)行在±90°的范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)動動作?？蚣?7通過設置在框架86內(nèi)的馬達(未示出)圍繞關(guān)節(jié)軸59執(zhí)行在土 180°的范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)動動作。末端執(zhí)行器88安裝到框架87并且被設置在末端執(zhí)行器88內(nèi)的馬達(未示出)驅(qū)動以能夠抓緊或釋放物體(未示出)。
[0037]機械臂101構(gòu)造成使得框架111、112、84、85、86和87均執(zhí)行轉(zhuǎn)動動作或旋轉(zhuǎn)動作，并且因此，與其中執(zhí)行直線動作的構(gòu)造比較，可以減小由機械臂101所占據(jù)的空間。另夕卜，框架111、112、84、85、86和87可以獨立地執(zhí)行動作，并且因此，機械臂101的遠側(cè)端部可以獲取具有六個自由度的姿態(tài)。
[0038]用于驅(qū)動框架111、框架112、框架84、框架85、框架86、框架87和末端執(zhí)行器88的相應的馬達經(jīng)由纜索供給動力和控制信號。纜索從設置在機械臂101之外的控制裝置(未示出)連接到基座81，并且纜索穿過每個框架以連接到每個馬達。例如，當纜索102連接到設置在框架112內(nèi)的馬達時，與基座81連接的纜索102經(jīng)過框架111內(nèi)部而通向外部。通向外部的纜索102沿著框架111的側(cè)表面朝向框架112布設。然后，纜索102進入框架112內(nèi)部以連接到設置在框架112內(nèi)的馬達(未示出)。
[0039]如圖2中所示，框架111具有側(cè)表面111a，并且框架112具有側(cè)表面112a。側(cè)表面Illa和側(cè)表面112a彼此齊平。側(cè)表面Illa是在框架111的外側(cè)上的表面，并且側(cè)表面112a是在框架112的外側(cè)上的表面。側(cè)表面Illa是其法線與關(guān)節(jié)軸113的軸線平行的表面，并且側(cè)表面112a是其法線與關(guān)節(jié)軸113的軸線平行的表面。換言之，側(cè)表面IllA和112a是與關(guān)節(jié)軸113垂直的表面。[0040]注意到,側(cè)表面Illa和側(cè)表面112a可以不齊平，而是彼此偏移，并且側(cè)表面IllA和112a可以是不與關(guān)節(jié)軸113垂直的表面，而是從垂直狀態(tài)偏移的表面。
[0041]纜索102沿著側(cè)表面Illa和側(cè)表面112a布置，從而沿著縱向方向延伸。纜索102是電力線、信號線、空氣管道或它們的組合，并且纜索102的兩個端部經(jīng)由諸如連接器的連接部分連接到控制裝置、馬達等(未示出)。
[0042]在第一實施例中，機器人100包括用于保持纜索102的保持構(gòu)件117和用于支撐保持構(gòu)件117的支撐機構(gòu)118。支撐機構(gòu)118管制保持構(gòu)件117沿著關(guān)節(jié)軸113的軸線方向(Z方向)的運動。另外，支撐機構(gòu)118支撐保持構(gòu)件117，使得保持構(gòu)件117可沿著與關(guān)節(jié)軸113的軸線方向垂直的方向(X方向和Y方向)運動以順應纜索102的彎曲運動。
[0043]面板131可去除地安裝到框架111的側(cè)表面Illa上，并且支撐機構(gòu)118通過面板131的中介作用固定到側(cè)表面111a。在第一實施例中，支撐機構(gòu)118安裝到面板131。用作第一固定構(gòu)件的固定構(gòu)件114和支撐機構(gòu)118可去除地安裝到面板131上，并且可以依據(jù)纜索102的直徑和剛度容易地改變固定構(gòu)件114和支撐機構(gòu)118。
[0044]纜索102由用作第一固定構(gòu)件的固定構(gòu)件114通過面板131的中介作用固定到框架111的側(cè)表面111a，并且由用作第二固定構(gòu)件的固定構(gòu)件115固定到框架112的側(cè)表面112a。具體地，纜索102的一部分被夾持在固定構(gòu)件114與框架111的側(cè)表面Illa (面板131)之間以被固定到側(cè)表面111a。另外，纜索102的另一部分被夾持在固定構(gòu)件115與框架112的側(cè)表面112a之間以被固定到側(cè)表面112a。在第一實施例中，纜索102由固定構(gòu)件114和115固定到機械臂101，以便防止整個纜索102由于機械臂101的彎曲運動(框架112相對于框架111的轉(zhuǎn)動運動)而運動。因此，可以防止張力作用于在纜索102與控制裝置、馬達或類似物之間的連接部分上，并且可以防止纜索102在連接部分處與控制裝置、馬達或類似物斷開。
[0045]此時，纜索102被固定成使得當機械臂101呈預定姿態(tài)時，纜索102在固定到固定構(gòu)件114的部分與固定到固定構(gòu)件115的部分之間的部分是直線的。在第一實施例中，預定姿態(tài)指的是基準姿態(tài)，在所述基準姿態(tài)中框架111的縱向軸線和框架112的縱向軸線變得彼此平行。
[0046]圖3A和3B是示出在本發(fā)明的第一實施例中的保持構(gòu)件和支撐機構(gòu)的示意性構(gòu)造的解釋性視圖。圖3A是保持構(gòu)件和支撐機構(gòu)的剖視圖，并且圖3B是保持構(gòu)件和支撐機構(gòu)的透視圖。
[0047]支撐機構(gòu)118包括:轉(zhuǎn)動軸121，所述轉(zhuǎn)動軸121設置成與關(guān)節(jié)軸113平行；和搖板122，所述搖板122用作搖擺構(gòu)件，所述搖板122固定到轉(zhuǎn)動軸121以由框架111的側(cè)表面Illa支撐，從而可圍繞轉(zhuǎn)動軸121的軸線Cl搖擺。搖板122在相對于面板131 (側(cè)表面Illa)的間隔處由轉(zhuǎn)動軸121支撐，從而防止接觸到面板131 (側(cè)表面111a)。搖板122由剛體形成，并且不會由于纜索102的撓曲力而變形。甚至當搖板122變形時，搖板122也在避免接觸到面板131(側(cè)表面Illa)的程度上變形。借此，甚至當纜索102彎曲時，搖板122也不與面板131 (側(cè)表面Illa)接觸。
[0048]保持構(gòu)件117相對于軸線Cl在靠近關(guān)節(jié)軸113的軸線的位置處借助用作緊固件的螺栓125固定到搖板122。因而，纜索102在固定構(gòu)件114與固定構(gòu)件115之間的部分通過被夾持在保持構(gòu)件117與搖板122之間而被保持。在纜索102靠近關(guān)節(jié)軸113的部分處產(chǎn)生較大的撓曲力。因此，該部分通過保持構(gòu)件117保持，由此有效地防止纜索102撓曲。
[0049]在固定到框架111的面板131中，形成臺階孔。如圖3A中所示，彼此相對的第一滾動軸承132a和第二滾動軸承132b以適當?shù)墓钆浜系矫姘?31中。
[0050]轉(zhuǎn)動軸121通過滾動軸承132A和132b插入，并且轉(zhuǎn)動軸121的一個端部通過鉚接而與搖板122成一體。轉(zhuǎn)動軸121的另一端部借助螺栓133和墊圈134固定到滾動軸承132A和132b的內(nèi)座圈，以便使轉(zhuǎn)動軸121不從滾動軸承132A和132b滑出。
[0051]另外，彈簧墊圈137被夾持在轉(zhuǎn)動軸121的臺階部分與滾動軸承132a的內(nèi)座圈之間，由此調(diào)節(jié)滾動軸承132A和132b的預載荷。保持構(gòu)件117借助螺栓125可去除地安裝到搖板122。
[0052]在第一實施例中，將滾動軸承132A和132b作為用于轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動軸121的機構(gòu)的示例，但是也可以采用滑動軸承。
[0053]另外，在第一實施例中，搖板122和轉(zhuǎn)動軸121彼此成一體地固定，并且轉(zhuǎn)動軸121相對于側(cè)表面Illa (面板131)轉(zhuǎn)動，以便使搖板122圍繞軸線Cl擺動。然而，本發(fā)明不限于此?？梢允褂霉潭ǖ絺?cè)表面Illa (面板131)的固定軸，代替轉(zhuǎn)動軸121。搖板122可以通過軸承的中介作用由固定軸支撐，并且搖板122可以圍繞固定軸的軸線擺動。
[0054]圖4A和4B是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的機器人的示意圖。圖4A是機器人的示意性正視圖，并且圖4B是機器人的示意性側(cè)視圖。纜索102通過在關(guān)節(jié)軸113附近的保持構(gòu)件117固定到搖板122?；鶞首藨B(tài)指的是其中如圖4A和4B中所示，框架111和框架112沿著縱向方向彼此筆直地布置的狀態(tài)。
[0055]圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的機器人的示意圖，并且示出其中機械臂101彎曲的狀態(tài)，即，其中框架112相對于框架111轉(zhuǎn)動的狀態(tài)。如圖5中所示，搖板122被動地繞轉(zhuǎn)動軸121擺動，從而順應纜索102的彎曲運動。借此，保持構(gòu)件117的位置和姿態(tài)圍繞軸線Cl沿著與關(guān)節(jié)軸113的軸線方向(Z方向)垂直的X方向和Y方向被動地改變。此時，因為搖板122固定到轉(zhuǎn)動軸121，而且搖板122由剛體形成，所以保持構(gòu)件117沿著Z方向的運動被管制。
[0056]如上所述，通過支撐機構(gòu)118管制保持構(gòu)件117沿著Z方向的運動，并且因此，沿著Z方向管制由保持構(gòu)件117所保持的纜索102的撓曲。尤其，在第一實施例中，保持構(gòu)件117通過將纜索102推壓在搖板122的表面上而保持纜索102，并且因此，通過搖板122的表面有效地管制纜索102的撓曲。
[0057]另外，保持構(gòu)件117通過支撐機構(gòu)118支撐，從而可沿著與關(guān)節(jié)軸113的軸線方向垂直的X方向和Y方向運動以順應纜索102的彎曲運動。借此，沿著X方向和Y方向不抑制纜索102在固定構(gòu)件114與固定構(gòu)件115之間的部分的運動。因此，防止力局部地集中到纜索102上，并且防止破壞纜索102。另外，纜索102不需要用諸如Cableveyor (商標)或波紋管之類的外蓋覆蓋，并且因此，可以減小用于纜索102的安裝空間。因而，機器人100可以減小尺寸。
[0058]接下來，說明比較示例，在所述比較示例中省略了作為本發(fā)明的第一實施例的特征的保持構(gòu)件117和支撐機構(gòu)118。圖6A、6B、7A和7B是示出根據(jù)比較示例的機器人的示意圖。圖6A和6B示出其中機械臂未彎曲的狀態(tài)，并且圖7A和7B示出其中機械臂在關(guān)節(jié)處彎曲的狀態(tài)。圖6A是機器人的示意性正視圖，并且圖6B是機器人的示意性側(cè)視圖。圖7A是機器人的示意性正視圖，并且圖7B是機器人的示意性側(cè)視圖。
[0059]與圖4A和4B類似，基準姿態(tài)指的是其中如圖6A和6B中所示，框架111和框架112沿著縱向方向筆直地布置的情況。另外，如圖7A和7B中所示，其中框架112相對于框架111轉(zhuǎn)動到關(guān)節(jié)軸113的可運動范圍極限的狀態(tài)稱為極限彎曲，并且此時的姿態(tài)稱為極限彎曲姿態(tài)。
[0060]在纜索102的兩個端部在基準姿態(tài)狀態(tài)中用適當?shù)膹埩潭ǔ墒沟美|索102不松弛的情況下，當關(guān)節(jié)軸113轉(zhuǎn)動時，纜索102彎曲而導致?lián)锨?。此時，如圖7B中所示，纜索102相對于由固定構(gòu)件114和固定構(gòu)件115分別固定纜索102的高度而撓曲。另外，在纜索102的兩個端部在彎曲姿態(tài)中用適當?shù)膹埩潭ǔ墒沟美|索102不松弛的情況下，當關(guān)節(jié)軸113轉(zhuǎn)動而返回基準姿態(tài)時，纜索102撓曲。
[0061]接下來，參照圖8和9說明保持構(gòu)件117與轉(zhuǎn)動軸121之間的位置關(guān)系。如圖8中所示，在基準姿態(tài)中經(jīng)過關(guān)節(jié)軸113附近的纜索102上的點稱為纜索保持位置點9。纜索保持位置點9指的是纜索102由保持構(gòu)件117保持的位置。纜索102的撓曲在關(guān)節(jié)軸113附近最容易發(fā)生，并且因此，為了有效地防止撓曲，纜索保持位置點9被設定在關(guān)節(jié)軸113附近。
[0062]另外，纜索保持位置點9隨關(guān)節(jié)軸113的轉(zhuǎn)動一起運動。該運動范圍稱為纜索保持位置點運動范圍11。通過將在基準姿態(tài)中的纜索保持位置點9作為分歧點，右側(cè)對應于右彎，并且左側(cè)對應于左彎。
[0063]當纜索102在框架112相對于框架111繞關(guān)節(jié)軸113的可轉(zhuǎn)動范圍內(nèi)在左側(cè)和右側(cè)上彎曲時，通過纜索保持位置點9畫出的軌跡稱為纜索保持位置軌跡10。接下來，產(chǎn)生纜索保持位置軌跡10的近似圓12。作為產(chǎn)生近似圓12的方法，可以采用最小二乘法對纜索保持位置軌跡10畫圓，但是用于產(chǎn)生近似圓12的方法是任意的。
[0064]轉(zhuǎn)動軸121放置在近似圓12的中心點13處，并且用于保持纜索102的保持構(gòu)件117放置在近似圓12上。保持構(gòu)件117可以圍繞轉(zhuǎn)動軸121被動地轉(zhuǎn)動(旋轉(zhuǎn))。例如，當框架112相對于框架111轉(zhuǎn)動而使纜索102在左側(cè)和右側(cè)上彎曲時，保持構(gòu)件117接收纜索102的彎曲力而圍繞轉(zhuǎn)動軸121轉(zhuǎn)動(旋轉(zhuǎn))以順應纜索102的彎曲運動。
[0065]在第一實施例中，機械臂101的基準姿態(tài)指的是其中框架112位于框架112相對于框架111的可轉(zhuǎn)動范圍的中心處的姿態(tài)。在該狀態(tài)下，固定構(gòu)件114和115布置成使得纜索102在固定構(gòu)件114與固定構(gòu)件115之間的部分是直線的。借此，增大了纜索102的曲率半徑的最小值，并且延長了纜索102的壽命。
[0066]如圖9中所示，當關(guān)節(jié)軸113轉(zhuǎn)動到可運動范圍極限時纜索102在纜索保持位置點9處的切線方向稱為纜索102的縱向方向15。在纜索保持位置點9處連接纜索保持位置點9和中心點13的方向稱為搖擺保持方向16。
[0067]圖9中的符號Θ指示在纜索102的縱向方向15與搖擺保持方向16之間所形成的角，并且對應于纜索固定部分變形角。纜索固定部分變形角被設定成甚至當反復地彎曲了預定的次數(shù)時也能防止破壞纜索102的角。所述預定的次數(shù)依據(jù)第一實施例的機器人100的壽命設定。
[0068]當纜索固定部分變形角Θ不小于或等于預定值時，使纜索保持位置點9略微偏移，并且通過上述方法獲得轉(zhuǎn)動軸121的位置。確定纜索固定部分變形角是否小于或等于預定值，并且當纜索固定部分變形角大于預定值時，再次使纜索保持位置點9偏移。確定保持構(gòu)件117的位置，以便使纜索固定部分變形角小于或等于預定值。另外，當纜索固定部分變形角沒有變得小于或等于預定值時，則將關(guān)節(jié)可運動范圍限制成使得纜索固定部分變形角變成小于或等于預定值。通過借助軟件或機械地限制工業(yè)機器人的運動而限制關(guān)節(jié)可運動范圍。
[0069]如上所述，在第一實施例中，纜索102設有固定構(gòu)件114、固定構(gòu)件115和保持構(gòu)件117，并且保持構(gòu)件117通過支撐機構(gòu)118支撐。這樣，可以防止纜索102沿著圖4A的Z方向撓曲。借此，寬度沒有由于纜索102的撓曲而擴大到框架111和112的外側(cè)。另外，消除了纜索102與側(cè)表面IllA和112a的摩擦，并且因而，纜索102可以具有更長的壽命。
[0070](第二實施例)
[0071]接下來，說明根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的機器人。圖10是示出根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的機器人的保持構(gòu)件和支撐機構(gòu)的透視圖。注意到，機械臂的構(gòu)造與第一實施例中的機械臂的構(gòu)造類似，并且因此，參照圖1說明機械臂。
[0072]在圖10中，支撐機構(gòu)218包括用作第一搖擺構(gòu)件的搖板229，所述搖板229通過用作第一框架的框架111的側(cè)表面Illa (圖1)支撐，從而可圍繞用作第一軸線的轉(zhuǎn)動軸228的軸線C21搖擺，所述軸線C21設置成與關(guān)節(jié)軸113 (圖1)平行。支撐機構(gòu)218還包括用作第二搖擺構(gòu)件的搖板230，所述搖板230通過搖板229支撐，從而可圍繞用作第二軸線的轉(zhuǎn)動軸231的軸線C22搖擺，所述軸線C22設置成與軸線C21不同并且與關(guān)節(jié)軸113平行。換言之，軸線C21和軸線C22彼此不相交，但是彼此平行。保持構(gòu)件217固定到搖板230。
[0073]搖板229由剛體形成，并且不會由于纜索的撓曲力而變形。甚至當搖板229變形時，搖板229也在避免接觸到側(cè)表面Illa (面板131)的程度上變形。借此，甚至當纜索彎曲時，搖板229也不與側(cè)表面Illa (面板131)接觸。
[0074]在第二實施例中，搖板230的中心固定到轉(zhuǎn)動軸231，并且搖板230圍繞轉(zhuǎn)動軸231可轉(zhuǎn)動地被支撐。搖板230可以通過順應機械臂101的彎曲運動的纜索的彎曲運動而相對于搖板229被動地改變其姿態(tài)。
[0075]換言之，在第二實施例中，為了增大關(guān)節(jié)的可運動角度，如圖10中所示，為保持構(gòu)件217提供轉(zhuǎn)動軸228和轉(zhuǎn)動軸231。在該情況下，與第一實施例類似，采用軸承結(jié)構(gòu)作為用于轉(zhuǎn)動軸228和231的支撐結(jié)構(gòu)。另外，搖板229固定到轉(zhuǎn)動軸228，并且搖板230固定到轉(zhuǎn)動軸231。注意到，當代替轉(zhuǎn)動軸228和231而采用固定軸時，搖板229和230中的每個都可以通過軸承的中介作用相對于固定軸可搖擺地被支撐。
[0076]如上所述，搖板230圍繞軸線C22轉(zhuǎn)動，并且因此，纜索的搖擺保持方向16和縱向方向15彼此基本匹配。這樣，力沒有局部地施加到纜索。
[0077]在第一實施例中，纜索固定部分變形角會限制關(guān)節(jié)的可運動角度。換言之，當使纜索固定部分變形角變得小于或等于預定值的布設無法實現(xiàn)時，需要減小關(guān)節(jié)的可運動角度。在第二實施例中，與第一實施例比較，可以增大關(guān)節(jié)的可運動角度，并且可以維持較小的纜索固定部分變形角。
[0078]另外，搖板230相對于軸線Cl在靠近關(guān)節(jié)軸113 (圖1)的位置處通過搖板229可搖擺地支撐，并且因此，可以進一步有效地增大關(guān)節(jié)的可運動角度。
[0079](第三實施例)[0080]接下來，說明根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的機器人。在第一實施例中，其中框架112的縱向軸線設置成與框架111的縱向軸線平行的狀態(tài)稱為基準姿態(tài)，并且說明了其中從基本姿態(tài)對稱地執(zhí)行轉(zhuǎn)動的情況。然而，在一般的工業(yè)機器人中，由于機械臂101的可運動區(qū)域的原因，有許多框架112不相對于基準姿態(tài)圍繞關(guān)節(jié)對稱地運動的情況。在第三實施例中，說明其中框架112沒有圍繞關(guān)節(jié)對稱地運動的情況。
[0081]圖1lA和IlB示出根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的機器人300的示意圖。在該機械臂101中，當框架112從其中框架111的縱向軸線和框架112的縱向軸線彼此匹配的基準狀態(tài)在左側(cè)和右側(cè)上轉(zhuǎn)動時，可轉(zhuǎn)動和可運動的范圍在每個側(cè)上可以不同。此時，在左側(cè)和右側(cè)中的一個上的轉(zhuǎn)動角大于在另一側(cè)上的轉(zhuǎn)動角。
[0082]固定構(gòu)件114和固定構(gòu)件115布置成使得在其中機械臂101呈預定姿態(tài)的狀態(tài)下纜索102在固定構(gòu)件114與固定構(gòu)件115之間的部分變成直線的。在第三實施例中，機械臂101的預定姿態(tài)對應于這樣的姿態(tài)，即，框架112位于框架112的相對于框架111的可轉(zhuǎn)動范圍的中心處。
[0083]換言之，如圖1lA和IlB中所示，固定構(gòu)件114、固定構(gòu)件115和保持構(gòu)件117布置成位于一直線上，以便使纜索102在框架112相對于框架111的可轉(zhuǎn)動范圍中的中心位置處變成直線的(筆直的)。在該布置下，在左側(cè)和右側(cè)兩側(cè)上以相同的角度執(zhí)行轉(zhuǎn)動，并且因此，纜索102從保持構(gòu)件117所接收的力不會僅在可運動范圍的一側(cè)上增大。固定構(gòu)件114和固定構(gòu)件115設置成使得纜索102在如上所述的可轉(zhuǎn)動范圍的中心處變成筆直的，并且因而可以增大關(guān)節(jié)的可運動范圍。
[0084]另外，為了使機器人300尺寸變小并且防止保持構(gòu)件117自身和周圍裝置由于保持構(gòu)件117在周圍裝置上碰撞和滑動而破壞，保持構(gòu)件117優(yōu)選的是在小于框架111和112的寬度的范圍內(nèi)運動。因此，當產(chǎn)生近似圓12時，在其中纜索保持位置軌跡10大于框架111和112的寬度的情況下，纜索保持位置點9略微朝向纜索的縱向方向15偏移，并且再次畫出近似圓。確定使纜索保持位置軌跡10變得小于框架111和112的寬度的條件，以確定保持構(gòu)件117的保持位置和轉(zhuǎn)動中心位置。如上所述，保持構(gòu)件117在小于框架111或112的寬度的范圍內(nèi)運動，并且因而，機器人300的尺寸可以變小。
[0085](第四實施例)
[0086]接下來，說明根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的機器人。圖12是示出根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的機器人的示意圖。圖13是沿著圖12的線13-13得到的機器人的局部剖視圖。注意到，與第一實施例的部件類似的部件用相同的附圖標記指示，并且省略其說明。
[0087]機器人400包括與第一實施例的那些類似的機械臂101和纜索102。機械臂101的框架111和框架112經(jīng)由關(guān)節(jié)部分J彼此聯(lián)接。與第一實施例類似，纜索102沿著框架111的側(cè)表面11 Ia和框架112的側(cè)表面112a布置，并且經(jīng)過關(guān)節(jié)部分J附近。纜索102的框架111側(cè)通過固定構(gòu)件114固定到框架111的側(cè)表面111a，并且纜索102的框架112側(cè)通過固定構(gòu)件115固定到框架112的側(cè)表面112a。
[0088]機器人400包括用作保持構(gòu)件的纜索固定構(gòu)件417，用于保持纜索102在固定構(gòu)件114與固定構(gòu)件115之間的部分。另外，機器人400包括支撐機構(gòu)418，用于管制纜索固定構(gòu)件417沿著關(guān)節(jié)軸113的軸線方向(Z方向)的運動，并且用于支撐纜索固定構(gòu)件417，使得纜索固定構(gòu)件417可沿著與Z方向垂直的X方向和Y方向運動。[0089]支撐機構(gòu)418包括可運動本體421和支撐構(gòu)件422?？蛇\動本體421包括用于纜索的固定部分421a和法蘭部分421b。用于纜索的固定部分421a具有用于纜索的固定表面421c，纜索102通過纜索固定構(gòu)件417固定到所述固定表面421c。法蘭部分421b從用于纜索的固定部分421a沿著與軸線方向(Z方向)垂直的方向(X方向和Y方向)突出，并且法蘭部分421b形成為與框架111和112中的一個的側(cè)表面形成表面接觸，例如與框架111的側(cè)表面Illa形成表面接觸。
[0090]纜索102通過纜索固定構(gòu)件417固定到可運動本體421的用于纜索的固定部分421a的用于纜索的固定表面421c，并且纜索102和可運動本體421 —體地運動。在用作可運動本體421的纜索安裝表面的、用于纜索的固定表面421c中，以小于纜索102的直徑的間隔開兩個通孔421d。另外，纜索固定構(gòu)件417的兩個端部部分417a均形成爪形狀。纜索固定構(gòu)件417的兩個爪狀端部部分417a分別通過通孔421d插入。因而，兩個爪狀端部部分417a被纜索102向外推動，并且兩個爪狀端部部分417a分別鉤到通孔421d的邊緣部分。借此，纜索102固定到用于纜索的固定表面421c。
[0091]因此，當纜索102通過纜索固定構(gòu)件417固定時，不需要設置諸如螺栓的用于固定的部件，并且可以減少部件的數(shù)量。
[0092]支撐構(gòu)件422通過將法蘭部分421b夾持在支撐構(gòu)件422與框架111的側(cè)表面Illa之間而支撐法蘭部分421b。支撐構(gòu)件422在支撐構(gòu)件422與法蘭部分421b之間設有空隙412的情況下固定到側(cè)表面111a，用于允許可運動本體421沿著框架111的側(cè)表面Illa運動。另外，支撐構(gòu)件422具有形成在其中的開口部分422a，用于避免與用于纜索的固定部分421a干涉。用于纜索的固定部分421a從被支撐構(gòu)件422和側(cè)表面Illa所包圍的區(qū)域通過開口部分422a突出到外部。如上所述，可運動本體421的法蘭部分421b被支撐在空隙412內(nèi)，該空隙設置在支撐構(gòu)件422與框架111的側(cè)表面Illa之間。
[0093]圖14是示出當機械臂101的框架112相對于框架111執(zhí)行轉(zhuǎn)動時的狀態(tài)的示意圖?？蛇\動本體421可以在空隙412內(nèi)沿著X方向和Y方向運動，并且可以圍繞Z方向(沿由箭頭Rl和R2指示的方向)轉(zhuǎn)動。另外，可運動本體421沿著Z方向的運動及其圍繞X方向和Y方向的轉(zhuǎn)動被管制。借此，與可運動本體421 —體運動的纜索102可以類似地沿著X方向和Y方向運動，并且可以類似地圍繞Z方向轉(zhuǎn)動。另外，纜索102沿著Z方向的運動及其圍繞X方向和Y方向的轉(zhuǎn)動被管制。
[0094]另外，氟樹脂材料用于可運動本體421，從而能夠在空隙412內(nèi)平滑運動，并且優(yōu)選的是在可運動本體421的表面上施加油脂以用于潤滑。注意到，可運動本體421的用于纜索的固定部分421a從支撐構(gòu)件422的開口部分422a暴露于外部，并且纜索102固定到用于纜索的固定表面421c的暴露的部分。
[0095]如圖14中所示，當框架112相對于框架111圍繞關(guān)節(jié)部分J轉(zhuǎn)動了+90°或-90°時，纜索102根據(jù)框架112的運動而變形。此時，可運動本體421與纜索102 —起運動，但是可運動本體421被支撐構(gòu)件422支撐(管制)，并且因此，防止沿著Z方向的運動和圍繞X方向和Y方向的轉(zhuǎn)動。借助該構(gòu)造，甚至當纜索102由于框架112的轉(zhuǎn)動而撓曲時，纜索102不沿著Z方向運動，并且因此，可以防止纜索102與周圍裝置干涉。因此，可以防止破壞纜索102和防止縮短纜索102的壽命。
[0096]另外，纜索102可以沿著三個自由度的方向運動，所述三個自由度與沿著X方向和Y方向的運動和圍繞Z方向的轉(zhuǎn)動對應，在所述三個自由度中不管制纜索102的運動。因此，沒有力沿著所述三個自由度的方向施加到纜索102。因此，可以抑制由于張力或壓縮力施加到纜索102而導致的壽命縮短。
[0097]所述三個自由度是對于用于第四實施例中的纜索102所必要的足夠的自由度。另夕卜，纜索102固定到可運動本體421，并且因此，在纜索102與可運動本體421之間沒有產(chǎn)生摩擦，并且因而可以防止纜索102的壽命由于與可運動本體421摩擦而縮短。另外，在第四實施例中，纜索102的運動的軌跡遵循圓弧形狀。因此，考慮到支撐構(gòu)件422容易制造，確定空隙412的形狀是作為最簡單的形狀的三角形。
[0098]如上所述，根據(jù)第四實施例，當框架112相對于框架111轉(zhuǎn)動時，布置成經(jīng)過關(guān)節(jié)部分J上方的纜索102根據(jù)框架112的運動而彎曲和扭曲。此時，纜索102固定到可運動本體421，并且纜索102與可運動本體421 —起運動。可運動本體421允許沿著這樣的方向運動，即，所述方向是設置在支撐構(gòu)件422與框架111或框架112之間的空隙412不管制運動的方向，并且可運動本體421不允許沿著運動被管制的方向運動。因此，通過任意地確定空隙412的形狀，可以任意地管制與可運動本體421 —起運動的纜索102的運動，并且可以防止纜索102的壽命由于纜索102的自由度不足而縮短。另外，纜索102固定到可運動本體421，并且因此，可以防止由于纜索102抵靠可運動本體421摩擦造成磨損所導致的纜索102的壽命縮短。另外,支撐機構(gòu)418僅由可運動本體421和支撐構(gòu)件422形成，并且因此，結(jié)構(gòu)簡單。
[0099](第五實施例)
[0100]接下來，說明根據(jù)本發(fā)明的第五實施例的機器人。圖15是示出根據(jù)本發(fā)明的第五實施例的機器人的示意圖。注意到，與第一實施例的部件類似的部件用相同的附圖標記指示，并且省略其說明。
[0101]當驅(qū)動源或減速器布置在關(guān)節(jié)部分J處時，可運動本體和支撐構(gòu)件不可以布置在固定構(gòu)件114與固定構(gòu)件115之間的中間位置附近，否則驅(qū)動源和減速器會與可運動本體和支撐構(gòu)件發(fā)生干涉。在第五實施例中，用作保持構(gòu)件的纜索固定構(gòu)件517和包括可運動本體521和支撐構(gòu)件522在內(nèi)的支撐機構(gòu)518布置在固定構(gòu)件114 (或固定構(gòu)件115)附近。
[0102]當框架112轉(zhuǎn)動時，得到的纜索102的軌跡是基本直線的。因此，通過使空隙512在如圖15中所示的平面圖中形成為橢圓形，支撐構(gòu)件522可以具有最小尺寸的形狀，并且可以減小部件的尺寸。另外，空隙512僅設置在必要的運動范圍內(nèi)，并且因此，可以優(yōu)化支撐構(gòu)件522的形狀。
[0103]此時，通過將可運動本體521和支撐構(gòu)件522也布置在固定構(gòu)件115側(cè)上以通過纜索固定構(gòu)件517固定纜索102，可以進一步減小纜索102沿著Z方向的變形量。當固定構(gòu)件114和固定構(gòu)件115之間的距離較長時，第五實施例的構(gòu)造是有效的。
[0104](第六實施例)
[0105]接下來，說明根據(jù)本發(fā)明的第六實施例的機器人。圖16A和16B是示出根據(jù)本發(fā)明的第六實施例的機器人的主部件的解釋性視圖。圖16A是機器人的主部件的局部剖視圖。圖16B是支撐機構(gòu)的分解透視圖。注意到，與第一實施例的部件類似的部件用相同的附圖標記指示，并且省略其說明。[0106]如圖16A和16B中所示，機器人包括用作保持構(gòu)件的纜索固定構(gòu)件617和支撐機構(gòu)618。支撐機構(gòu)618包括可運動本體621和支撐構(gòu)件622。
[0107]可運動本體621包括:用于纜索的固定部分621a，所述用于纜索的固定部分62Ia具有用于纜索的固定表面621c，纜索102固定到所述用于纜索的固定表面621c ;和法蘭部分621b。用于纜索的固定部分621a穿過形成在支撐構(gòu)件622中的開口部分622a以暴露于外部。
[0108]在第六實施例中，用于纜索的固定表面621c形成為具有大于開口部分622a的開口面積的面積。具體地，在可運動本體621的用于纜索的固定部分621a的一部分中形成有狹窄部分621e，可運動本體621的用于纜索的固定部分621a的所述一部分對應于開口部分622a。狹窄部分621e布置成穿過支撐構(gòu)件622的開口部分622a。借此，不管開口部分622a的尺寸如何，都可以自由地確定可運動本體621的用于纜索的固定表面621c的尺寸。因此，可運動本體621和支撐構(gòu)件622可以在沒有受到纜索102的直徑影響的情況下使尺寸最小化。此時，支撐構(gòu)件622通過設置到支撐構(gòu)件622的多個爪部分622b固定到框架111的側(cè)表面111a。
[0109]當支撐構(gòu)件622安裝到框架111時，在框架111中開口的通孔Illb彈性地變形以能夠供爪部分622b穿過。因而，爪部分622b鉤到框架111。借此，可運動本體621的法蘭部分621b通過被夾持在支撐構(gòu)件622的本體側(cè)與框架111的側(cè)表面Illa之間而被支撐。因此，不需要設置諸如螺栓的、用于固定支撐構(gòu)件622的緊固構(gòu)件，并且結(jié)構(gòu)簡單。
[0110]另外，如圖16B中所示，支撐構(gòu)件622包括兩個分開的支撐構(gòu)件半本體631和支撐構(gòu)件半本體632。另外，在其中形成開口部分622a的切口部631a和632a夾持狹窄部分621e的狀態(tài)下，支撐構(gòu)件622被組裝到框架111。
[0111]如上所述，借助第六實施例的構(gòu)造，能夠消除了其中可運動本體621的待布置在空隙中的部分大于用于固定纜索102的部分的相關(guān)性。因此，可運動本體621和支撐構(gòu)件622可以使尺寸最小化。
[0112](第七實施例)
[0113]接下來，說明根據(jù)本發(fā)明的第七實施例的機器人。圖17是示出根據(jù)本發(fā)明的第七實施例的機器人的主部件的剖視圖。注意到，與第一實施例的部件類似的部件用相同的附圖標記指示，并且省略其說明。
[0114]在第一實施例至第六實施例中，說明了其中纜索102布置在框架111和112的外側(cè)上的情況，但是本發(fā)明不限于此。
[0115]機器人700包括機械臂101，所述機械臂101包括框架111和框架112，所述框架112聯(lián)接到框架111，從而可圍繞關(guān)節(jié)軸113轉(zhuǎn)動。另外，機器人700包括纜索102，所述纜索102沿著關(guān)節(jié)軸113的軸線方向(Z方向)穿過框架111和112，并且分別沿著框架111和112的內(nèi)側(cè)上的側(cè)表面Illc和112c布置。機器人700還包括:固定構(gòu)件714，用于將纜索102固定到框架111的側(cè)表面Illc ;和固定構(gòu)件715，用于將纜索102固定到框架112的側(cè)表面112c。
[0116]機器人700還包括用作保持構(gòu)件的可運動本體717，用于保持纜索102在固定構(gòu)件714與固定構(gòu)件715之間的部分，即，在軸線方向(Z方向)上沿著關(guān)節(jié)軸113經(jīng)過的部分102c。機器人700還包括支撐機構(gòu)718，用于管制可運動本體717沿著與關(guān)節(jié)軸113的軸線方向垂直的方向(X方向和Y方向)的運動，并且用于支撐可運動本體717，以便使可運動本體717可沿著軸線方向運動和可圍繞關(guān)節(jié)軸113轉(zhuǎn)動。
[0117]支撐機構(gòu)718包括:環(huán)狀軸構(gòu)件748，所述環(huán)狀軸構(gòu)件748安裝到框架111 ;和支撐構(gòu)件745，所述支撐構(gòu)件745固定到軸構(gòu)件748的中空部分。軸構(gòu)件748的外圓周通過軸承749的中介作用聯(lián)接到軸構(gòu)件746，并且軸構(gòu)件746安裝到框架112。
[0118]可運動本體717設置在支撐構(gòu)件745中的空隙747內(nèi)。可運動本體717可以在空隙747內(nèi)圍繞Z方向轉(zhuǎn)動和沿著Z方向運動。
[0119]纜索102在其中纜索102穿過可運動本體717的中心的狀態(tài)下經(jīng)過框架111內(nèi)部并且固定到可運動本體717。此外，纜索102穿過軸構(gòu)件748的中心和軸構(gòu)件746的中心，并且固定到框架112的內(nèi)側(cè)。纜索102可以在固定到可運動本體717的部分(換言之，部分102c)處圍繞Z方向轉(zhuǎn)動和沿著Z方向運動。
[0120]因此，當框架112圍繞關(guān)節(jié)軸113轉(zhuǎn)動時，根據(jù)轉(zhuǎn)動運動，纜索102圍繞Z方向轉(zhuǎn)動和扭曲并且沿著Z方向運動。因此，沒有力局部地施加到纜索102。
[0121]另外，圍繞X方向和Y方向的轉(zhuǎn)動及沿著X方向和Y方向的運動被管制，并且因此，可以防止纜索102與框架111的纜索引入孔和框架112的纜索引入孔發(fā)生干涉。
[0122]如上所述，可以緩和施加到纜索102的扭曲力和張力，并且可以防止由于纜索102與周圍部件干涉而縮短纜索102的壽命。
[0123]另外,纜索102固定到可運動本體717，并且因此，可以防止纜索102與可運動本體717之間的摩擦，并且可以防止縮短纜索102的壽命。
[0124]注意到，本發(fā)明不限于上述實施例，并且本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以在本發(fā)明的技術(shù)想法內(nèi)對其進行許多修改。
[0125]在第一實施例至第七實施例中，說明了機械臂101具有六個框架的實例，但是本發(fā)明可應用于機械臂101具有兩個或更多個框架的實例。
[0126]另外，在第一實施例至第三實施例中，說明了支撐機構(gòu)118或218通過面板131的中介作用固定到框架111的實例，但是支撐機構(gòu)118或218可以直接固定到框架111。
[0127]另外，優(yōu)選的是機械臂101的預定姿態(tài)是其中框架112位于框架112相對于框架111的可轉(zhuǎn)動范圍的中心處的姿態(tài)，但是不排除除了該姿態(tài)以外的姿態(tài)。
[0128]另外，在第七實施例中，說明了纜索102布置在框架111的內(nèi)側(cè)上的側(cè)表面Illc和框架112的內(nèi)側(cè)上的側(cè)表面112c上的實例，但是本發(fā)明不限于此。在第七實施例中，纜索102可以穿過框架111以達到外側(cè)并且可以在外側(cè)上沿著框架111的側(cè)表面布置。另外，纜索102可以穿過框架112以達到外側(cè)并且可以在外側(cè)上沿著框架112的側(cè)表面布置。
[0129]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，防止力在纜索上局部地集中，并且可以防止破壞纜索。
[0130]雖然已經(jīng)參照示例性實施例說明本發(fā)明，但應理解，本發(fā)明不限于所公開的示例性實施例。以下權(quán)利要求的范圍按照最廣泛的解釋，從而包含所有這樣的修改和等同結(jié)構(gòu)及功能。
【權(quán)利要求】
1.一種機器人，所述機器人包括: 機械臂，所述機械臂包括: 第一框架；和 第二框架，所述第二框架聯(lián)接到所述第一框架，從而能繞關(guān)節(jié)軸轉(zhuǎn)動； 纜索，所述纜索沿著所述第一框架的側(cè)表面和所述第二框架的側(cè)表面布置； 第一固定構(gòu)件，所述第一固定構(gòu)件用于將所述纜索固定到所述第一框架的側(cè)表面； 第二固定構(gòu)件，所述第二固定構(gòu)件用于將所述纜索固定到所述第二框架的側(cè)表面； 保持構(gòu)件，所述保持構(gòu)件用于保持所述纜索在所述第一固定構(gòu)件與所述第二固定構(gòu)件之間的部分；和 支撐機構(gòu)，所述支撐機構(gòu)用于管制所述保持構(gòu)件沿著所述關(guān)節(jié)軸的軸線方向的運動，所述支撐機構(gòu)支撐所述保持構(gòu)件，以便使所述保持構(gòu)件能運動以順應所述纜索的彎曲運動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機器人， 其中，所述支撐機構(gòu)包括搖擺構(gòu)件，所述搖擺構(gòu)件由所述第一框架的側(cè)表面支撐，從而能繞與所述關(guān)節(jié)軸平行的軸線搖擺，并且 其中，所述保持構(gòu)件固定到所述搖擺構(gòu)件。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的機器人，其中，所述保持構(gòu)件相對于所述軸線在所述關(guān)節(jié)軸附近的位置處固定到所述搖擺構(gòu)件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機器人， 其中，所述支撐機構(gòu)包括: 第一搖擺構(gòu)件，所述第一搖擺構(gòu)件由所述第一框架的側(cè)表面支撐，從而能繞與所述關(guān)節(jié)軸平行的第一軸線搖擺；和 第二搖擺構(gòu)件，所述第二搖擺構(gòu)件由所述第一搖擺構(gòu)件支撐，從而能繞與所述第一軸線不同且與所述關(guān)節(jié)軸平行的第二軸線搖擺，并且其中，所述保持構(gòu)件固定到所述第二搖擺構(gòu)件。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的機器人，其中，所述第二搖擺構(gòu)件相對于所述第一軸線在所述關(guān)節(jié)軸附近的位置處由所述第一搖擺構(gòu)件可搖擺地支撐。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機器人，其中，所述支撐機構(gòu)包括: 能運動的本體，所述能運動的本體包括: 用于纜索的固定部分，所述用于纜索的固定部分具有用于纜索的固定表面，所述纜索通過所述保持構(gòu)件固定到所述用于纜索的固定表面；和 法蘭部分，所述法蘭部分從所述用于纜索的固定部分沿著與所述軸線方向垂直的方向突出，所述法蘭部分保持與所述第一框架和第二框架中的一個的側(cè)表面進行表面接觸；和支撐構(gòu)件，所述支撐構(gòu)件用于通過將所述法蘭部分夾持在所述第一框架和第二框架中的所述一個的側(cè)表面與所述支撐構(gòu)件之間而支撐所述法蘭部分，所述支撐構(gòu)件在所述支撐構(gòu)件與所述法蘭部分之間設有空隙的情況下固定到所述第一框架和第二框架中的所述一個的側(cè)表面，用于允許所述能運動的本體沿著所述第一框架和第二框架中的所述一個的側(cè)表面運動，所述支撐構(gòu)件具有形成在其中的開口部分，用于避免與所述用于纜索的固定部分發(fā)生干涉。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的機器人，其中，所述用于纜索的固定表面形成為具有大于所述開口部分的開口面積的面積。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的機器人，其中，所述空隙在平面圖中具有橢圓形狀。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機器人，其中，所述第一固定構(gòu)件和所述第二固定構(gòu)件布置成使得所述纜索在所述第一固定構(gòu)件與所述第二固定構(gòu)件之間的部分在其中所述機械臂呈預定姿態(tài)的狀態(tài)下是直線的。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的機器人，其中，所述預定姿態(tài)包括其中所述第二框架位于所述第二框架相對于所述第一框架的能轉(zhuǎn)動范圍的中心處的姿態(tài)。
11.一種機器人，所述機器人包括: 機械臂，所述機械臂包括: 第一框架；和 第二框架，所述第二框架聯(lián)接到所述第一框架，從而能繞關(guān)節(jié)軸轉(zhuǎn)動； 纜索，所述纜索沿著所述關(guān)節(jié)軸的軸線方向穿過所述第一框架和所述第二框架并且在其內(nèi)側(cè)和外側(cè)中的一個上布置在所述第一框架的側(cè)表面和所述第二框架的側(cè)表面上；第一固定構(gòu)件，所述第一固定構(gòu)件用于將所述纜索固定到所述第一框架的側(cè)表面；第二固定構(gòu)件，所述第二固定構(gòu)件用于將所述纜索固定到所述第二框架的側(cè)表面； 保持構(gòu)件，所述保持構(gòu)件用于保持所述纜索在所述第一固定構(gòu)件與所述第二固定構(gòu)件之間的部分，該部分沿著所述軸線方向穿過所述關(guān)節(jié)軸；和 支撐機構(gòu)，所述支撐機構(gòu)用于管制所述保持構(gòu)件沿著與所述關(guān)節(jié)軸的軸線方向垂直的方向的運動，所述支撐機構(gòu)支撐所述保持構(gòu)件，以便使所述保持構(gòu)件能沿著所述軸線方向運動并且能圍繞所述關(guān)節(jié)軸轉(zhuǎn)動。
【文檔編號】B25J19/00GK103538080SQ201310285463
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年7月9日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月12日
【發(fā)明者】淺野秀忠, 小上和訓, 小河原隆行, 木村明弘 申請人:佳能株式會社