本發(fā)明涉及類人機(jī)器人的關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)：

以往，公知有借助減速器使第1構(gòu)件和第2構(gòu)件能夠相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的類人機(jī)器人的關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)。在專利文獻(xiàn)1中記載有主體上半部和主體下半部借助作為減速器的諧波齒輪裝置即諧波驅(qū)動(dòng)器(ハーモニックドライブ：注冊(cè)商標(biāo))連接的關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)。在該關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)中，諧波齒輪裝置具有作為固定側(cè)齒輪的環(huán)狀內(nèi)齒輪以及與該環(huán)狀內(nèi)齒輪嚙合且旋轉(zhuǎn)的作為輸出側(cè)齒輪的彈性外齒輪。在該關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)中，主體下半部的上部軸部固定于環(huán)狀內(nèi)齒輪，并且主體上半部的主體外殼固定于彈性外齒輪，從而處于主體上半部和主體下半部能夠相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的狀態(tài)。

近年來(lái)，在類人機(jī)器人的關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)中，存在增大從減速器向第1構(gòu)件或第2構(gòu)件傳遞的轉(zhuǎn)矩這樣的期望。在專利文獻(xiàn)1所記載的關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)中，采用難以承受高負(fù)荷的諧波齒輪裝置作為減速器。因此，該諧波齒輪裝置的輸出側(cè)齒輪是彈性外齒輪，因此，彈性外齒輪與主體上半部的主體外殼之間的固定部位受到限制，由此，難以增大從諧波齒輪裝置向主體上半部的傳遞轉(zhuǎn)矩。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2005－161438號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種解決了上述的問題的類人機(jī)器人的關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)。

按照本發(fā)明的一技術(shù)方案的類人機(jī)器人的關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)包括：第1構(gòu)件，其構(gòu)成所述類人機(jī)器人的第1部分；第2構(gòu)件，其構(gòu)成所述類人機(jī)器人的第2部分并且具有彼此相對(duì)的第1部位和第2部位；齒輪裝置，其具有：曲軸，其形成有偏心部；擺動(dòng)齒輪，其具有供所述偏心部插入的插入孔和多個(gè)外齒；齒輪架，其以所述曲軸能夠轉(zhuǎn)動(dòng)的方式保持所述曲軸；外筒，其配置于所述齒輪架的徑向的外側(cè)，并且具有與所述擺動(dòng)齒輪的各所述外齒嚙合的多個(gè)內(nèi)齒，該齒輪裝置構(gòu)成為，利用所述擺動(dòng)齒輪的隨著所述曲軸的旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的擺動(dòng)使所述齒輪架和所述外筒呈同心狀相對(duì)地移位，并且，該齒輪裝置配置于所述第1部位與所述第2部位之間；第1固定構(gòu)件，其用于將所述外筒和所述第1構(gòu)件固定；以及第2固定構(gòu)件，其用于將所述齒輪架和所述第2構(gòu)件固定，所述第2固定構(gòu)件具有：一側(cè)固定部，其用于將所述第2構(gòu)件的所述第1部位和所述齒輪架固定；另一側(cè)固定部，其用于將所述第2構(gòu)件的所述第2部位和所述齒輪架固定。

附圖說(shuō)明

圖1是表示本實(shí)施方式的類人機(jī)器人的概略構(gòu)成的主視圖。

圖2是表示本實(shí)施方式的關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)Y1的主要部分的概略剖視圖。

圖3的(A)是表示本實(shí)施方式的關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)Y1中的第1部位210的內(nèi)壁的概略主視圖，是以虛線表示齒輪架所處的區(qū)域的圖。

圖3的(B)是表示本實(shí)施方式的關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)Y1中的第2部位220的內(nèi)壁的概略主視圖，是以虛線表示齒輪架所處的區(qū)域的圖。

圖4是表示本實(shí)施方式的關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)Y1的變形例1的圖，示出了與圖2同樣的部位。

圖5是表示本實(shí)施方式的關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)Y1的變形例2的圖，示出了與圖2同樣的部位。

圖6是表示本實(shí)施方式的關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)Y1的變形例3的圖，示出了與圖2同樣的部位。

圖7是表示本實(shí)施方式的關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)Y1的變形例4的圖，示出了與圖2同樣的部位。

具體實(shí)施方式

以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的一實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。但是，為了便于說(shuō)明，以下所參照的各圖將為了說(shuō)明本實(shí)施方式所需的主要構(gòu)件簡(jiǎn)單化地表示。因而，本實(shí)施方式的類人機(jī)器人X1的關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)Y1可包括本說(shuō)明書所參照的各圖中沒有示出的任意的構(gòu)成構(gòu)件。

如圖1所示，本實(shí)施方式的類人機(jī)器人X1是具有多個(gè)關(guān)節(jié)部分的人型機(jī)器人。類人機(jī)器人X1包括關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)Y1，該關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)Y1包括：第1構(gòu)件100，其構(gòu)成從手到肘的部分；第2構(gòu)件200，其構(gòu)成從肘到肩的部分；齒輪裝置300，其構(gòu)成肘部分并且實(shí)現(xiàn)第1構(gòu)件100與第2構(gòu)件200之間的相對(duì)的轉(zhuǎn)動(dòng)。此外，在本實(shí)施方式中，對(duì)關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)Y1構(gòu)成類人機(jī)器人X1的肘關(guān)節(jié)部分的例子進(jìn)行說(shuō)明，但并不限于此，關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)Y1也可以構(gòu)成類人機(jī)器人X1的其他關(guān)節(jié)部分。另外，在本實(shí)施方式中，將關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)Y1適用于外觀形狀完全是人型的類人機(jī)器人X1，但并不限于此，也可適用于具有類人的外觀形狀的猿那樣的類人機(jī)器人。

以下，參照?qǐng)D2和圖3且詳細(xì)地說(shuō)明關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)Y1所具有的第1構(gòu)件100、第2構(gòu)件200以及齒輪裝置300。

第1構(gòu)件100具有主體部120和安裝部110。主體部120是構(gòu)成類人機(jī)器人X1中的從手到肘的部分的主要部位。安裝部110從主體部120的頂端向后述的第1部位210與第2部位220之間的空間延伸，安裝于后述的齒輪裝置300的外筒2。

第2構(gòu)件200具有主體部250、第1部位210以及第2部位220。主體部250是構(gòu)成類人機(jī)器人X1中的從肘到肩的部分的主要部位。第1部位210和第2部位220從主體部250的頂端向第1構(gòu)件100側(cè)延伸，以彼此分開的方式相對(duì)。第1部位210具有設(shè)于與第2部位220相對(duì)的內(nèi)壁的槽狀的第1引導(dǎo)部210a，第2部位220具有設(shè)于與第1部位210相對(duì)的內(nèi)壁的槽狀的第2引導(dǎo)部220a。第1引導(dǎo)部210a具有第1停止部210b，第2引導(dǎo)部220a具有第2停止部220b。第1停止部210b和第2停止部220b具有沿著齒輪裝置300的齒輪架4的外緣的形狀。

齒輪裝置300以被第1引導(dǎo)部210a和第2引導(dǎo)部220a引導(dǎo)的方式在預(yù)定的插入方向上插入第1部位210與第2部位220之間的空間。并且，插入到所述空間的齒輪裝置300被定位于齒輪架4的外緣與第1停止部210b以及第2停止部220b碰觸的位置。

此外，第1引導(dǎo)部210a、第2引導(dǎo)部220a也可以沒有形成為槽狀。例如也可以呈軌道狀形成于第1部位210、第2部位220各自的內(nèi)壁。

齒輪裝置300適用作構(gòu)成類人機(jī)器人X1的肘關(guān)節(jié)部分的減速器。該齒輪裝置300具有例如80～200的減速比。齒輪裝置300配置于第2構(gòu)件200的第1部位210與第2部位220之間的空間。具體而言，齒輪裝置300配置成，在第1部位210與第2部位220之間的空間中，齒輪架4與第1停止部210b以及第2停止部220b接觸。

齒輪裝置300是中心曲軸式的齒輪裝置。齒輪裝置300構(gòu)成為，根據(jù)來(lái)自外部的輸入而使位于該齒輪裝置300的中央部分的曲軸10旋轉(zhuǎn)，與曲軸10的偏心部10a、10b聯(lián)動(dòng)而使擺動(dòng)齒輪14、16擺動(dòng)旋轉(zhuǎn)，從而從輸入旋轉(zhuǎn)獲得減速后的輸出旋轉(zhuǎn)。由此，能夠在第1構(gòu)件100與第2構(gòu)件200之間產(chǎn)生相對(duì)旋轉(zhuǎn)。

齒輪裝置300具有外筒2、齒輪架4、曲軸10、第1擺動(dòng)齒輪14以及第2擺動(dòng)齒輪16。

外筒2用于構(gòu)成齒輪裝置300的外表面，具有大致圓筒形狀。在外筒2的內(nèi)周面形成有許多銷槽2b。各銷槽2b以沿著外筒2的軸向延伸的方式配置，在與軸向正交的截面上具有半圓形的截面形狀。這些銷槽2b沿著外筒2的周向以等間隔排列。

在外筒2中具有許多內(nèi)齒銷3。各內(nèi)齒銷3分別安裝于各銷槽2b。具體而言，各內(nèi)齒銷3分別嵌入所對(duì)應(yīng)的銷槽2b，并以沿著外筒2的軸向延伸的姿勢(shì)配置。由此，許多內(nèi)齒銷3沿著外筒2的周向以等間隔排列。第1擺動(dòng)齒輪14的第1外齒14a以及第2擺動(dòng)齒輪16的第2外齒16a與這些內(nèi)齒銷3嚙合。

外筒2具有向外筒2的徑向的外側(cè)延伸的凸緣部。凸緣部在外筒2的軸向上位于與安裝部110重疊的位置。

外筒2中的除了各內(nèi)齒銷3之外的主要部位由密度比該各內(nèi)齒銷3的密度小的輕量材料形成。在本實(shí)施方式中，外筒2中的除了各內(nèi)齒銷3之外的主要部位由鋁材料形成，各內(nèi)齒銷3由鐵材料形成。

齒輪架4以與外筒2配置于同軸上的狀態(tài)收容于該外筒2內(nèi)。齒輪架4配置于外筒2的徑向內(nèi)側(cè)。在齒輪架4與外筒2之間設(shè)有沿著軸向彼此分開的一對(duì)主軸承6a、6b。主軸承6a、6b容許外筒2與齒輪架4之間的相對(duì)旋轉(zhuǎn)。

齒輪架4具有基板4a、多個(gè)軸4c以及端板4b?；?a、各軸4c以及端板4b是分別獨(dú)立的構(gòu)件。基板4a、各軸4c以及端板4b由后述的第2固定構(gòu)件40彼此固定。基板4a和端板4b由密度比軸4c的密度小的輕量的材料構(gòu)成。本實(shí)施方式中，基板4a和端板4b由鋁材料形成，各軸4c由鐵材料形成。此外，基板4a、各軸4c以及端板4b也可以不是分別獨(dú)立的構(gòu)件，例如基板4a和各軸4c也可以形成為一體，并且該形成體和端板4b是分別獨(dú)立的構(gòu)件。

基板4a在外筒2內(nèi)配置于軸向的第1部位210側(cè)。在該基板4a的徑向中央部設(shè)有圓形的貫通孔4d?；?a在該基板4a的徑向上與第1停止部210b接觸，并且在該基板4a的軸向上與第1部位210的內(nèi)壁接觸。

端板4b沿著軸向與基板4a分開地設(shè)置，在外筒2內(nèi)配置于軸向的第2部位220側(cè)。在該端板4b的徑向中央部設(shè)有圓形的貫通孔4f。端板4b在該端板4b的徑向上與第2停止部220b接觸，并且在該端板4b的軸向上與第2部位220的內(nèi)壁接觸?；?a和端板4b隔著后述的第1擺動(dòng)齒輪14和第2擺動(dòng)齒輪16彼此相對(duì)。

各軸4c沿著基板4a和端板4b的軸向延伸，將該基板4a和端板4b連接起來(lái)。具體而言，各軸4c位于基板4a與端板4b之間的空間，插入被設(shè)于后述的第1擺動(dòng)齒輪14的第1貫通孔14c以及被設(shè)于第2擺動(dòng)齒輪16的第2貫通孔16c。各軸4c的一端部分分別嵌入基板4a中的設(shè)于與第1擺動(dòng)齒輪14相對(duì)的面的多個(gè)凹部分。各軸4c的另一端部分分別嵌入端板4b中的設(shè)于與第2擺動(dòng)齒輪16相對(duì)的面的多個(gè)凹部分。各軸4c沿著齒輪架4的周向以等間隔配置。此外，軸4c的個(gè)數(shù)能夠根據(jù)齒輪裝置300的使用形態(tài)適當(dāng)變更。

曲軸10以其軸心與外筒2以及齒輪架4的軸心一致的方式配置于齒輪裝置300的中心部，是繞軸線旋轉(zhuǎn)的構(gòu)件。具體而言，在齒輪裝置300的中心部，基板4a的貫通孔4d、端板4b的貫通孔4f、后述的第1擺動(dòng)齒輪14的第1插入孔14b以及后述的第2擺動(dòng)齒輪16的第2插入孔16b彼此連通，在這些連通孔部分插入有曲軸10。另外，在曲軸10中的靠第2部位220側(cè)的頂端部安裝有省略圖示的供驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)力輸入的帶輪等輸入部11。具體而言，輸入部11穿過(guò)與端板4b的貫通孔4f連通的第2部位220的輸入孔220d而安裝于曲軸10的頂端部。輸入部11通過(guò)將驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)力向曲軸10傳遞而使該曲軸10繞軸線旋轉(zhuǎn)。

曲軸10被一對(duì)曲軸軸承12a、12b支承為能夠相對(duì)于齒輪架4繞軸線旋轉(zhuǎn)。具體而言，第1曲軸軸承12a配置于曲軸10的軸向上的靠第1部位210側(cè)的一端部分與基板4a之間。另一方面，第2曲軸軸承12b配置于曲軸10的軸向上的靠第2部位220側(cè)的另一端部分與端板4b之間。由此，曲軸10能夠旋轉(zhuǎn)地支承于基板4a和端板4b。

曲軸10具有軸主體10c和與該軸主體10c形成為一體的偏心部10a、10b。第1偏心部10a和第2偏心部10b沿著軸向排列配置于軸主體10c中的由兩曲軸軸承12a、12b支承著的部分之間。第1偏心部10a和第2偏心部10b分別具有圓柱形狀，均以相對(duì)于軸主體10c的軸心偏心了的狀態(tài)從軸主體10c向徑向外側(cè)伸出。第1偏心部10a和第2偏心部10b分別相對(duì)于軸心以預(yù)定的偏心量偏心，以彼此具有預(yù)定角度的相位差的方式配置。

第1擺動(dòng)齒輪14配置于外筒2內(nèi)的基板4a與端板4b之間的空間。第1擺動(dòng)齒輪14具有比外筒2的內(nèi)徑稍小的大小的外徑。第1擺動(dòng)齒輪14具有第1外齒14a、第1插入孔14b以及多個(gè)第1貫通孔14c。第1外齒14a是在第1擺動(dòng)齒輪14的整個(gè)周向上平滑地連續(xù)的波形狀的部位。第1外齒14a的齒數(shù)設(shè)定得比內(nèi)齒銷3的數(shù)量少。第1插入孔14b是供第1偏心部10a插入的部位，在該第1插入孔14b中，第1擺動(dòng)齒輪14借助第1滾子軸承安裝于第1偏心部10a。各第1貫通孔14c是供各軸4c插入的部位，具有比該各軸4c的外徑稍大的直徑。

第2擺動(dòng)齒輪16配置于外筒2內(nèi)的基板4a與端板4b之間的空間，位于比第1擺動(dòng)齒輪14靠第2部位220側(cè)的位置。第2擺動(dòng)齒輪16具有比外筒2的內(nèi)徑稍小的大小的外徑。第2擺動(dòng)齒輪16具有第2外齒16a、第2插入孔16b以及多個(gè)第2貫通孔16c。第2外齒16a是在第2擺動(dòng)齒輪16的整個(gè)周向上平滑地連續(xù)的波形狀的部位。第2外齒16a的齒數(shù)設(shè)定得比內(nèi)齒銷3的數(shù)量少。第2插入孔16b是供第2偏心部10b插入的部位，且在該第2插入孔16b中第2擺動(dòng)齒輪16借助第2滾子軸承安裝于第2偏心部10b。各第2貫通孔16c是供各軸4c插入的部位，具有比該各軸4c的外徑稍大的直徑。

對(duì)于第1擺動(dòng)齒輪14、第2擺動(dòng)齒輪16，在第1偏心部10a、第2偏心部10b隨著曲軸10的旋轉(zhuǎn)而偏心旋轉(zhuǎn)之際，與該偏心旋轉(zhuǎn)聯(lián)動(dòng)，以第1外齒14a、第2外齒16a與內(nèi)齒銷3嚙合的方式以不同的相位擺動(dòng)旋轉(zhuǎn)。

此外，在本實(shí)施方式中，采用了相位彼此不同的第1擺動(dòng)齒輪14和第2擺動(dòng)齒輪16這兩個(gè)擺動(dòng)齒輪，但并不限于此，也可以采用1個(gè)或者3個(gè)以上的擺動(dòng)齒輪。

在具有這樣的結(jié)構(gòu)的齒輪裝置300中，通過(guò)借助輸入部11向曲軸10傳遞驅(qū)動(dòng)力，曲軸10以與該驅(qū)動(dòng)力相應(yīng)的預(yù)定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，并且第1擺動(dòng)齒輪14和第2擺動(dòng)齒輪16以與該旋轉(zhuǎn)相應(yīng)的預(yù)定的轉(zhuǎn)速擺動(dòng)旋轉(zhuǎn)。此時(shí)，第1擺動(dòng)齒輪14和第2擺動(dòng)齒輪16一邊以嚙合位置依次移動(dòng)的方式與內(nèi)齒銷3嚙合一邊公轉(zhuǎn)。由此，外筒2和齒輪架4呈同心狀相對(duì)地移位。

在此，齒輪裝置300還具有多個(gè)第1固定構(gòu)件30和多個(gè)第2固定構(gòu)件40。各第1固定構(gòu)件30固定著第1構(gòu)件100和外筒2。各第2固定構(gòu)件40固定著第2構(gòu)件200和齒輪架4。

各第1固定構(gòu)件30是將第1構(gòu)件100固定于外筒2的構(gòu)件。在此，第1構(gòu)件100的安裝部110具有將該安裝部110的一部分沿著外筒2的軸向貫通的多個(gè)緊固孔110a。另外，外筒2的凸緣部具有多個(gè)貫穿孔2c，該貫穿孔2c將凸緣部的一部分沿著外筒2的軸向貫通并且與各緊固孔110a連通。各第1固定構(gòu)件30通過(guò)穿過(guò)凸緣部的貫穿孔2c而插入緊固孔110a，從而將外筒2的凸緣部和第1構(gòu)件100的安裝部110緊固起來(lái)。

各第2固定構(gòu)件40是將第2構(gòu)件200和齒輪架4固定的構(gòu)件。各第2固定構(gòu)件40包括多個(gè)一側(cè)固定部40a和多個(gè)另一側(cè)固定部40b。

各一側(cè)固定部40a是將第2構(gòu)件200的第1部位210和齒輪架4固定的構(gòu)件。在此，第1部位210具有將該第1部位210的一部分沿著齒輪架4的軸向貫通的多個(gè)貫穿孔210c。另外，基板4a在齒輪架4的軸向上具有與各貫穿孔210c連通并且供貫通軸4c的一端嵌入的凹部分的多個(gè)貫穿孔4e。另外，軸4c在齒輪架4的軸向上具有與各貫穿孔4e連通的多個(gè)緊固孔4h。各一側(cè)固定部40a通過(guò)穿過(guò)貫穿孔210c和貫穿孔4e而插入緊固孔4h，從而將第1部位210和基板4a緊固，并且將該基板4a和軸4c緊固起來(lái)。此外，一側(cè)固定部40a也可以不將基板4a和軸4c緊固，而將基板4a和第1部位210緊固起來(lái)即可。在一側(cè)固定部40a不將基板4a和軸4c緊固的情況下，該基板4a和軸4c既可以由一體的構(gòu)件形成，也可以利用除了一側(cè)固定部40a以外的其他固定構(gòu)件緊固。

在本實(shí)施方式中，如圖3的(A)所示，在第1部位210形成有在基板4a的整個(gè)周向上以等間隔配置的6個(gè)貫穿孔210c。并且，與該6個(gè)貫穿孔210c相對(duì)應(yīng)地設(shè)有6個(gè)一側(cè)固定部40a。此外，一側(cè)固定部40a的個(gè)數(shù)是任意的，能夠根據(jù)關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)Y1的使用形態(tài)適當(dāng)變更。

各另一側(cè)固定部40b是將第2構(gòu)件200的第2部位220和齒輪架4固定的構(gòu)件。在此，第2部位220具有將該第2部位220的一部分沿著齒輪架4的軸向貫通的多個(gè)貫穿孔220c。另外，端板4b在齒輪架4的軸向上具有與各貫穿孔220c連通并且貫通供軸4c的另一端嵌入的凹部分的多個(gè)貫穿孔4g。另外，軸4c在齒輪架4的軸向上具有與各貫穿孔4g連通的多個(gè)緊固孔4i。各另一側(cè)固定部40b通過(guò)穿過(guò)貫穿孔220c和貫穿孔4g而插入緊固孔4i，從而將第2部位220和端板4b緊固，并且將該端板4b和軸4c緊固起來(lái)。此外，另一側(cè)固定部40b也可以不將端板4b和軸4c緊固，而將端板4b和第2部位220緊固起來(lái)即可。在另一側(cè)固定部40b不將端板4b和軸4c緊固的情況下，該端板4b和軸4c既可以由一體的構(gòu)件形成，也可以利用除了另一側(cè)固定部40b以外的其他固定構(gòu)件緊固。

在本實(shí)施方式中，如圖3的(B)所示，在第2部位220形成有在端板4b的整個(gè)周向上以等間隔配置的6個(gè)貫穿孔220c。并且，與該6個(gè)貫穿孔220c相對(duì)應(yīng)地設(shè)有6個(gè)另一側(cè)固定構(gòu)件40b。此外，另一側(cè)固定部40b的個(gè)數(shù)是任意的，能夠根據(jù)關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)Y1的使用形態(tài)適當(dāng)變更。

在本實(shí)施方式中，一側(cè)固定部40a和另一側(cè)固定部40b在齒輪架4的軸向上彼此相對(duì)地設(shè)置。具體而言，齒輪架4以在該齒輪架4的軸向上被一側(cè)固定部40a和另一側(cè)固定部40b夾持的方式固定于第1部位210和第2部位220。此外，一側(cè)固定部40a和另一側(cè)固定部40b也可以不在齒輪架4的軸向上彼此相對(duì)，一側(cè)固定部40a和另一側(cè)固定部40b分別將第1部位210以及第2部位220分別和齒輪架4固定即可。

從曲軸10經(jīng)由第1擺動(dòng)齒輪14和第2擺動(dòng)齒輪16傳遞到齒輪架4的轉(zhuǎn)矩經(jīng)由彼此相對(duì)的一側(cè)固定部40a和第2固定構(gòu)件40向第1部位210和第2部位220傳遞，從而第2構(gòu)件200相對(duì)于第1構(gòu)件100相對(duì)地轉(zhuǎn)動(dòng)。

如以上說(shuō)明那樣，在本實(shí)施方式的類人機(jī)器人X1的關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)Y1中，第2構(gòu)件200中的第1部位210與第2部位220彼此相對(duì)，在該第1部位210與第2部位220之間配置有齒輪裝置300。并且，利用一側(cè)固定部40a將第1部位210和齒輪架4的基板4a固定，并且利用另一側(cè)固定部40b將第2部位220和齒輪架4的端板4b固定。即、齒輪裝置300的作為輸出構(gòu)件的齒輪架4在該齒輪架4的軸向的兩側(cè)固定于第2構(gòu)件200。因此，能夠增大利用齒輪架4的旋轉(zhuǎn)從齒輪裝置300向第2構(gòu)件200傳遞的轉(zhuǎn)矩。而且，該關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)Y1采用了齒輪裝置300作為減速器，該齒輪裝置300構(gòu)成為利用第1擺動(dòng)齒輪14和第2擺動(dòng)齒輪16的隨著曲軸10的旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的擺動(dòng)使齒輪架4和外筒2呈同心狀相對(duì)地移位。該齒輪裝置300是比諧波齒輪裝置耐高負(fù)荷的裝置，因此，能夠抑制從該齒輪裝置300向第2構(gòu)件200的傳遞轉(zhuǎn)矩變小。

而且，在本實(shí)施方式的關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)Y1中，基板4a、端板4b以及軸4c由彼此獨(dú)立的構(gòu)件構(gòu)成。因此，能夠容易地組裝關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)Y1。具體而言，在組裝關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)Y1之際，首先，將軸4c插入第1擺動(dòng)齒輪14的第1貫通孔14c和第2擺動(dòng)齒輪16的第2貫通孔16c，在此基礎(chǔ)上以隔著第1擺動(dòng)齒輪14和第2擺動(dòng)齒輪16的方式配置基板4a和端板4b。接著，將軸4c、基板4a以及端板4b連接起來(lái)。由此，關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)Y1被組裝好。

而且，在本實(shí)施方式的關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)Y1中，由剛性較高的原材料形成易于從第1擺動(dòng)齒輪14和第2擺動(dòng)齒輪16施加負(fù)荷的軸4c，并且由密度比軸4c的密度小的輕量原材料形成基板4a和端板4b。因此，能夠構(gòu)成耐久力較高且輕量的齒輪架4。

而且，在本實(shí)施方式的關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)Y1中，能夠利用用于將第1部位210和齒輪架4固定的一側(cè)固定部40a將基板4a和軸4c固定，并且能夠利用用于將第2部位220和齒輪架4固定的另一側(cè)固定部40b將端板4b和軸4c固定。因此，即使基板4a、端板4b以及軸4c是彼此獨(dú)立的構(gòu)件，也不增加零部件個(gè)數(shù)就能夠?qū)⑤S4c、基板4a以及端板4b固定。另外，能夠在利用一側(cè)固定部40a將第1部位210和基板4a固定的作業(yè)工序中將該基板4a和軸4c固定，并且能夠在利用另一側(cè)固定部40b將第2部位220和端板4b固定的作業(yè)工序中將該端板4b和軸4c固定。因此，能夠抑制作業(yè)工序復(fù)雜化。

而且，在本實(shí)施方式的關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)Y1中，一側(cè)固定部40a穿過(guò)第1部位210的貫穿孔210c而插入軸4c的緊固孔4h，另一側(cè)固定部40b穿過(guò)第2部位220的貫穿孔220c而插入軸4c的緊固孔4i。因此，從第1擺動(dòng)齒輪14和第2擺動(dòng)齒輪16傳遞到各軸4c的轉(zhuǎn)矩從該各軸4c向各一側(cè)固定部40a和各另一側(cè)固定部40b直接傳遞。由此，能夠增大向第2構(gòu)件200的傳遞轉(zhuǎn)矩。

而且，在本實(shí)施方式的關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)Y1中，在第1部位210設(shè)有第1引導(dǎo)部210a，并且在第2部位220設(shè)有第2引導(dǎo)部220a，被該第1引導(dǎo)部210a、第2引導(dǎo)部220a引導(dǎo)且插入到第1部位210與第2部位220之間的空間的齒輪裝置300在預(yù)定的位置停止。因此，在借助第2固定構(gòu)件40將齒輪架4和第2構(gòu)件200固定之際，能夠可靠地進(jìn)行該齒輪架4與第2構(gòu)件200之間的相對(duì)的定位。由此，關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)Y1的組裝作業(yè)效率得以提高。此外，在本說(shuō)明書中，上述的預(yù)定的位置是指，第1部位210的各貫穿孔210c與基板4a的各貫穿孔4e連通、并且第2部位220的各貫穿孔220c與端板4b的各貫穿孔4g連通的位置。并且，設(shè)有第1停止部210b和第2停止部220b以使齒輪裝置300的插入在該位置停止。

此外，應(yīng)該認(rèn)為此次公開的實(shí)施方式在全部方面都是例示，并非限制性的內(nèi)容。本發(fā)明的范圍不是由上述的實(shí)施方式的說(shuō)明示出而是由權(quán)利要求書示出，還包括在與權(quán)利要求書同等的意味以及范圍內(nèi)的全部的變更。

例如，本實(shí)施方式的類人機(jī)器人X1的關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)Y1如以下那樣，能夠進(jìn)行各種變更。

在圖4所示的關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)Y1的變形例1中，以將在第1部位210的內(nèi)壁與基板4a之間產(chǎn)生的間隙填埋的方式設(shè)有由較薄的平板構(gòu)成的板狀構(gòu)件即墊片50a。另外，以將在第2部位220的內(nèi)壁與基板4a之間產(chǎn)生的間隙填埋的方式設(shè)有由較薄的平板構(gòu)成的板狀構(gòu)件即墊片50b。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，即使是在齒輪架4的軸向上的該齒輪架4的長(zhǎng)度比第1部位210的內(nèi)壁與第2部位220的內(nèi)壁之間的間隔小的情況下，也無(wú)需根據(jù)齒輪裝置300的尺寸來(lái)調(diào)整第1部位210的內(nèi)壁與第2部位220的內(nèi)壁之間的間隔。因此，關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)Y1的組裝作業(yè)效率得以提高。

另外，如圖4所示的關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)Y1的變形例1那樣，于在第1部位210的內(nèi)壁與基板4a之間設(shè)有墊片50a并且在第2部位220的內(nèi)壁與端板4b之間設(shè)有墊片50b的情況下，能夠進(jìn)行第1構(gòu)件100的旋轉(zhuǎn)軸向上的位置調(diào)整。此外，也可以僅設(shè)有墊片50a、50b中的任一者。

另外，在圖4所示的關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)Y1的變形例1中，在墊片50a設(shè)有與第1部位210的貫穿孔210c以及基板4a的貫穿孔4e連通的孔，通過(guò)一側(cè)固定部40a貫穿于該孔，墊片50a被保持。另外，在墊片50b設(shè)有與第2部位220的貫穿孔220c以及端板4b的貫穿孔4g連通的孔，通過(guò)另一側(cè)固定部40b貫穿于該孔，墊片50b被保持。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，能夠利用將第1部位210和基板4a固定的一側(cè)固定部40a保持墊片50a，并且能夠利用將第2部位220和端板4b固定的另一側(cè)固定部40b保持墊片50b。因此，不增加零部件個(gè)數(shù)或者作業(yè)工序，就能夠達(dá)成墊片50a、50b的保持。

在圖5所示的關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)Y1的變形例2中，第1部位210和第2部位220由彼此獨(dú)立的構(gòu)件構(gòu)成，以填埋該第1部位210與第2部位220之間的間隙的方式設(shè)有由較薄的平板構(gòu)成的板狀構(gòu)件即墊片50c。并且，在墊片50c設(shè)于所述間隙的狀態(tài)下，彼此獨(dú)立的第1部位210和第2部位220被第3固定構(gòu)件60緊固。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，即使是在齒輪架4的軸向上的該齒輪架4的長(zhǎng)度比較大的情況下，通過(guò)利用墊片50c使第1部位210的內(nèi)壁與第2部位220的內(nèi)壁之間的間隔擴(kuò)大，從而能夠?qū)X輪裝置300配置于第1部位210與第2部位220之間的空間。

在圖6所示的關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)Y1的變形例3中，采用扁平伺服馬達(dá)70替代輸入部11，該扁平伺服馬達(dá)70由多個(gè)第4固定構(gòu)件80固定于第2部位220。該扁平伺服馬達(dá)70在與第2部位220的外壁相對(duì)的面上具有多個(gè)凹陷，在該各凹陷中收容有各第2固定構(gòu)件40的螺釘頭。這樣，在圖6所示的關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)Y1的變形例3中，通過(guò)采用扁平伺服馬達(dá)70，能夠提高停止位置精度。另外，通過(guò)將扁平伺服馬達(dá)70固定于第2部位220，能夠使向曲軸10傳遞驅(qū)動(dòng)力的馬達(dá)和第2構(gòu)件200一體化。

另外，使向曲軸10傳遞驅(qū)動(dòng)力的馬達(dá)和第2構(gòu)件200一體化的結(jié)構(gòu)并不限于圖6所示的變形例3，也可以是如下結(jié)構(gòu)：如圖7所示的變形例4那樣，將馬達(dá)90收容于被設(shè)于第2構(gòu)件200的收容部230，并且將該馬達(dá)90與輸入部11連結(jié)，由此，從馬達(dá)90經(jīng)由輸入部11向曲軸10傳遞驅(qū)動(dòng)力。

這樣，在圖6和圖7所示的關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)Y1的變形例3、4中，將向曲軸10傳遞驅(qū)動(dòng)力的馬達(dá)(扁平伺服馬達(dá)70、馬達(dá)90)安裝于第2構(gòu)件200。由此，能夠構(gòu)成如下組件，該組件具有：構(gòu)成類人機(jī)器人X1的一部分的第1構(gòu)件100和第2構(gòu)件200；能夠使該第1構(gòu)件100與第2構(gòu)件200相對(duì)地轉(zhuǎn)動(dòng)的齒輪裝置300；以及向該齒輪裝置300傳遞驅(qū)動(dòng)力的馬達(dá)(扁平伺服馬達(dá)70、馬達(dá)90)。因此，在圖6和圖7所示的關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)Y1的變形例3、4中，通過(guò)將所述組件適用于單一的類人機(jī)器人X1中的一對(duì)肘關(guān)節(jié)部分，從而能夠達(dá)成該類人機(jī)器人X1的組裝作業(yè)效率的提高或者零部件個(gè)數(shù)的削減。此外，所述組件不僅能夠適用于一對(duì)肘關(guān)節(jié)部分，也能夠適用于例如一對(duì)股關(guān)節(jié)部分或者一對(duì)膝關(guān)節(jié)部分等關(guān)節(jié)中的軸的朝向或者位置構(gòu)成近似的部分。

此外，上述的本實(shí)施方式和變形例1～4的關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)Y1的齒輪裝置300均是中心曲軸式的齒輪裝置，曲軸10的軸主體10c的軸線成為齒輪裝置300的中心軸線，但并不限于此。例如，也可以替代曲軸10而設(shè)置有沿著徑向自齒輪裝置300的中心軸線分開預(yù)定間隔且沿著周向排列的多個(gè)曲軸。另外，除了曲軸10之外，也可以還設(shè)置有沿著周向排列的所述多個(gè)曲軸。這樣，曲軸10的配置、個(gè)數(shù)是任意的，能夠根據(jù)齒輪裝置300的使用形態(tài)適當(dāng)變更。

在此，對(duì)上述實(shí)施方式和變形例1～4進(jìn)行概略說(shuō)明。

本實(shí)施方式的類人機(jī)器人的關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)包括：第1構(gòu)件，其構(gòu)成所述類人機(jī)器人的第1部分；第2構(gòu)件，其構(gòu)成所述類人機(jī)器人的第2部分并且具有彼此相對(duì)的第1部位和第2部位；齒輪裝置，其具有：曲軸，其形成有偏心部；擺動(dòng)齒輪，其具有供所述偏心部插入的插入孔和多個(gè)外齒；齒輪架，其以所述曲軸能夠轉(zhuǎn)動(dòng)的方式保持所述曲軸；外筒，其配置于所述齒輪架的徑向的外側(cè)，并且具有與所述擺動(dòng)齒輪的各所述外齒嚙合的多個(gè)內(nèi)齒，該齒輪裝置構(gòu)成為，利用所述擺動(dòng)齒輪的隨著所述曲軸的旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的擺動(dòng)使所述齒輪架與所述外筒呈同心狀相對(duì)地移位，并且，該齒輪裝置配置于所述第1部位與所述第2部位之間，第1固定構(gòu)件，其用于將所述外筒和所述第1構(gòu)件固定；以及第2固定構(gòu)件，其用于將所述齒輪架和所述第2構(gòu)件固定。所述第2固定構(gòu)件具有：一側(cè)固定部，其用于將所述第2構(gòu)件的所述第1部位和所述齒輪架固定；另一側(cè)固定部，其用于將所述第2構(gòu)件的所述第2部位和所述齒輪架固定。

在上述的類人機(jī)器人的關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)中，在第2構(gòu)件中，第1部位與第2部位彼此相對(duì)，在該第1部位與第2部位之間配置有齒輪裝置。并且，利用一側(cè)固定部將第1部位和齒輪裝置的齒輪架固定，并且利用另一側(cè)固定部將第2部位和齒輪裝置的齒輪架固定。即、齒輪裝置的齒輪架在軸向的兩側(cè)固定于第2構(gòu)件。因此，能夠使由于齒輪架的旋轉(zhuǎn)而向第2構(gòu)件傳遞的轉(zhuǎn)矩增大。而且，在上述的類人機(jī)器人的關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)中，采用了齒輪裝置作為減速器，該齒輪裝置構(gòu)成為利用擺動(dòng)齒輪的隨著曲軸的旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的擺動(dòng)使齒輪架和外筒呈同心狀相對(duì)地移位。該齒輪裝置是比上述的專利文獻(xiàn)1中的諧波齒輪裝置耐高負(fù)荷的裝置，因此，能夠抑制由于由該高負(fù)荷導(dǎo)致的爬齒或者壓曲等而使所述傳遞轉(zhuǎn)矩變小。

優(yōu)選的是，所述擺動(dòng)齒輪具有沿著軸向?qū)⒃摂[動(dòng)齒輪貫通的貫通孔，所述齒輪架具有：基板，其與所述第1部位相對(duì)；端板，其與所述第2部位相對(duì)并且隔著所述擺動(dòng)齒輪位于與所述基板相反的一側(cè)；以及軸，其具有比所述貫通孔的直徑小的直徑并且至少一部分位于該貫通孔內(nèi)、并將所述基板和所述端板連接。在該情況下，優(yōu)選的是，所述基板、所述端板以及所述軸由彼此獨(dú)立的構(gòu)件構(gòu)成。

在上述的類人機(jī)器人的關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)中，在將軸插入到擺動(dòng)齒輪的貫通孔的基礎(chǔ)上，以隔著該擺動(dòng)齒輪的方式配置基板和端板，在該狀態(tài)下將軸、基板以及端板連接。由此，能夠容易地組裝關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)。另外，作為關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)，通過(guò)采用這樣的結(jié)構(gòu)，能夠由與基板以及端板不同的原材料形成軸。因此，例如，能夠由剛性較高的原材料形成易于施加高負(fù)荷的軸，并且，由比較輕量的原材料形成基板和端板。由此，能夠形成耐久力高且輕量的齒輪架。

優(yōu)選的是，所述一側(cè)固定部用于將所述基板和所述軸固定，所述另一側(cè)固定部用于將所述端板和所述軸固定。

在上述的類人機(jī)器人的關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)中，能夠利用一側(cè)固定部將第2構(gòu)件的第1部位和齒輪架固定，并且將基板和軸固定。另外，也能夠利用另一側(cè)固定部將第2構(gòu)件的第2部位和齒輪架固定，并且將端板和軸固定。因此，在上述的類人機(jī)器人的關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)中，不增加零部件個(gè)數(shù)或者作業(yè)工序就能夠?qū)⑤S、基板以及端板連接。

優(yōu)選的是，所述基板和端板由密度比所述軸的密度小的材料形成。

在上述的類人機(jī)器人的關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)中，通過(guò)使基板和端板由密度比軸的密度小的輕量材料形成，從而能夠維持軸的剛性且達(dá)成齒輪架整體的輕量化。

優(yōu)選的是，上述的類人機(jī)器人的關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)還具有板狀構(gòu)件，該板狀構(gòu)件設(shè)于所述齒輪架與所述第1部位之間的間隙以及所述齒輪架與所述第2部位之間的間隙中的至少一者并填埋該至少一者。

在上述的類人機(jī)器人的關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)中，即使是在齒輪架的軸向上的長(zhǎng)度比第2構(gòu)件中的第1部位與第2部位之間的間隔小的情況下，也能夠在所述軸向上利用板狀構(gòu)件將在第1部位和第2部位中的至少一者與齒輪架之間產(chǎn)生的間隙填埋。因此，無(wú)需根據(jù)齒輪裝置的尺寸調(diào)整第1部位與第2部位之間的間隔，由此，關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)的組裝作業(yè)效率得以提高。

優(yōu)選的是，所述第1部位和所述第2部位具有引導(dǎo)部，該引導(dǎo)部對(duì)所述齒輪裝置向該第1部位與該第2部位之間的插入進(jìn)行引導(dǎo)并且使所述插入停止在預(yù)定位置。在該情況下，優(yōu)選的是，所述第2固定構(gòu)件在所述預(yù)定位置將所述齒輪架和所述第2構(gòu)件固定。

在上述的類人機(jī)器人的關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)中，在第1部位和第2部位設(shè)有對(duì)齒輪裝置的插入進(jìn)行引導(dǎo)的引導(dǎo)部，利用該引導(dǎo)部使齒輪裝置停止在齒輪架和第2構(gòu)件被固定的預(yù)定位置。因此，在借助第2固定構(gòu)件將齒輪架和第2構(gòu)件固定之際，能夠可靠地進(jìn)行該齒輪架與第2構(gòu)件之間的相對(duì)的定位，由此，關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)的組裝作業(yè)效率得以提高。

優(yōu)選的是，上述的類人機(jī)器人的關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)還具有安裝于所述第2構(gòu)件并向所述曲軸傳遞使該曲軸旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)力的馬達(dá)。

在上述的類人機(jī)器人的關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)中，向曲軸傳遞使該曲軸旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)力的馬達(dá)安裝于第2構(gòu)件。由此，作為關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)整體，能夠構(gòu)成為如下組件，該組件具有構(gòu)成類人機(jī)器人的一部分的第1構(gòu)件和第2構(gòu)件、能夠使該第1構(gòu)件與第2構(gòu)件相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的齒輪裝置、向齒輪裝置傳遞驅(qū)動(dòng)力的馬達(dá)。因此，通過(guò)將所述組件適用于單一的類人機(jī)器人中的構(gòu)造比較近似的多個(gè)關(guān)節(jié)部分，從而能夠達(dá)成該類人機(jī)器人的組裝作業(yè)效率的提高或者零部件個(gè)數(shù)的削減。此外，單一的類人機(jī)器人中的構(gòu)造比較近似的關(guān)節(jié)部分是指該關(guān)節(jié)中的軸的朝向或者位置構(gòu)成近似的部分，能夠?qū)⑸鲜鼋M件分別適用于例如一對(duì)股關(guān)節(jié)、一對(duì)膝關(guān)節(jié)、或者一對(duì)肘關(guān)節(jié)。