本發(fā)明的實(shí)施方式涉及一種機(jī)械臂機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)：

一直以來多關(guān)節(jié)機(jī)械臂機(jī)構(gòu)被用在產(chǎn)業(yè)用機(jī)器人等各種領(lǐng)域。在這種多關(guān)節(jié)機(jī)械臂機(jī)構(gòu)中，例如組合裝備有直動(dòng)伸縮關(guān)節(jié)。構(gòu)成直動(dòng)伸縮關(guān)節(jié)的臂部由例如是由具有相同形狀的多個(gè)鏈節(jié)呈排狀連結(jié)的連結(jié)鏈節(jié)排構(gòu)成。通過將連結(jié)鏈節(jié)排接合而構(gòu)成具有一定剛性的柱狀體。如果驅(qū)動(dòng)直動(dòng)伸縮關(guān)節(jié)，則成為柱狀體的臂部被送出。因此，如果保持柱狀體的力較小則機(jī)械臂機(jī)構(gòu)的剛性下降。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的問題

本發(fā)明的目的是，提升具有直動(dòng)伸縮關(guān)節(jié)的機(jī)械臂機(jī)構(gòu)的剛性。

用于解決問題的方案

本實(shí)施方式所涉及的機(jī)械臂機(jī)構(gòu)具有直動(dòng)伸縮關(guān)節(jié)，所述直動(dòng)伸縮關(guān)節(jié)具有臂部及支撐所述臂部的射出部，所述臂部具有第一連結(jié)鏈節(jié)排及第二連結(jié)鏈節(jié)排，所述第一連結(jié)鏈節(jié)排是由具有剖面“コ”字或“ロ”字形的多個(gè)第一連結(jié)鏈節(jié)構(gòu)成，所述第二連結(jié)鏈節(jié)排是由具有大致平板形狀的多個(gè)第二連結(jié)鏈節(jié)構(gòu)成，所述第二連結(jié)鏈節(jié)排通過與所述第一連結(jié)鏈節(jié)排接合而構(gòu)成具有一定剛性的柱狀體，所述射出部將所述第一、第二連結(jié)鏈節(jié)排接合且具有用于通過所述第一、第二連結(jié)鏈節(jié)排的接合而支撐所述柱狀體的第一輥及第二輥，所述第一輥與所述第二輥是夾持所述柱狀體而配置。

附圖說明

圖1是本實(shí)施方式所涉及的機(jī)械臂機(jī)構(gòu)的外觀立體圖；

圖2是表示圖1的機(jī)械臂機(jī)構(gòu)的內(nèi)部構(gòu)造的立體圖；

圖3是從剖面方向觀察圖1的機(jī)械臂機(jī)構(gòu)的內(nèi)部構(gòu)造的圖；

圖4是表示圖3的射出部的內(nèi)部構(gòu)造的圖；

圖5是從上方、側(cè)方及下方觀察圖3的射出部的圖；

圖6是用于說明本實(shí)施方式所涉及的機(jī)械臂機(jī)構(gòu)的射出部的接合功能的補(bǔ)充說明圖；

圖7是以與臂中心軸正交的剖面切斷變形例所涉及的射出部所得的剖面圖；

圖8是從上方、側(cè)方及下方觀察圖7的射出部的圖；

圖9是用于說明構(gòu)成本實(shí)施方式所涉及的射出部的多個(gè)上部輥與多個(gè)下部輥的配置條件的補(bǔ)充說明圖；

圖10是表示圖9的射出部的變形例的圖；

圖11是表示使用單一的上部輥與單一的下部輥的情形時(shí)的射出部30的構(gòu)成的一個(gè)例子的圖。

具體實(shí)施方式

以下，參照附圖，對本實(shí)施方式所涉及的機(jī)械臂機(jī)構(gòu)進(jìn)行說明。在以下的說明中，對具有大致相同功能及構(gòu)成的構(gòu)成要素標(biāo)注相同的標(biāo)號，只在必要情形時(shí)進(jìn)行重復(fù)說明。

圖1是本實(shí)施方式所涉及的機(jī)械臂機(jī)構(gòu)的外觀立體圖。圖2、圖3表示圖1的機(jī)械臂機(jī)構(gòu)的內(nèi)部構(gòu)造。機(jī)械臂機(jī)構(gòu)具有大致圓筒形狀的基部1和與基部1連接的臂部2。在臂部2的前端安裝有被稱為末端執(zhí)行器的末端效應(yīng)器3。圖1圖示把可把持住對象物的手部作為末端效應(yīng)器3。末端效應(yīng)器3并不限定于手部，也可為其它工具、或相機(jī)、顯示器。也可在臂部2的前端設(shè)置可更換為任意種類的末端效應(yīng)器3的轉(zhuǎn)接器。

臂部2具有多個(gè)、此處為六個(gè)關(guān)節(jié)部j1、j2、j3、j4、j5、j6。多個(gè)關(guān)節(jié)部j1、j2、j3、j4、j5、j6是從基部1依序配設(shè)。一般而言，第一、第二、第三軸ra1、ra2、ra3被稱為根部三軸，第四、第五、第六軸ra4、ra5、ra6被稱為改變手部3的姿勢的腕部三軸。構(gòu)成根部三軸的關(guān)節(jié)部j1、j2、j3的至少一個(gè)為直動(dòng)關(guān)節(jié)。這里，第三關(guān)節(jié)部j3構(gòu)成為直動(dòng)關(guān)節(jié)、特別是伸縮距離相對較長的關(guān)節(jié)部。第一關(guān)節(jié)部j1是以例如被基座面垂直支撐的第一旋轉(zhuǎn)軸ra1為中心的扭轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)。第二關(guān)節(jié)部j2是以與第一旋轉(zhuǎn)軸ra1垂直配置的第二旋轉(zhuǎn)軸ra2為中心的彎曲關(guān)節(jié)。第三關(guān)節(jié)部j3是以與第二旋轉(zhuǎn)軸ra2垂直配置的第三軸(移動(dòng)軸)ra3為中心而直線伸縮的關(guān)節(jié)。第四關(guān)節(jié)部j4是以與第三移動(dòng)軸ra3一致的第四旋轉(zhuǎn)軸ra4為中心的扭轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，第五關(guān)節(jié)部j5是以與第四旋轉(zhuǎn)軸ra4正交的第五旋轉(zhuǎn)軸ra5為中心的彎曲關(guān)節(jié)。第六關(guān)節(jié)部j6是以與第四旋轉(zhuǎn)軸ra4正交、且與第五旋轉(zhuǎn)軸ra5垂直配置的第六旋轉(zhuǎn)軸ra6為中心的彎曲關(guān)節(jié)。

通過第一關(guān)節(jié)部j1的扭動(dòng)旋轉(zhuǎn)，臂部2與手部3一起旋轉(zhuǎn)。通過第二關(guān)節(jié)部j2的彎曲旋轉(zhuǎn)，臂部2與手部3一起以第二關(guān)節(jié)部j2的第二旋轉(zhuǎn)軸ra2為中心進(jìn)行起伏移動(dòng)。形成基部1的臂支撐體(第一支撐體)11a具有以第一關(guān)節(jié)部j1的旋轉(zhuǎn)軸ra1為中心形成的圓筒形狀的中空構(gòu)造。第一關(guān)節(jié)部j1是安裝在未圖示的固定臺(tái)。當(dāng)?shù)谝魂P(guān)節(jié)部j1旋轉(zhuǎn)時(shí)，第一支撐體11a是與臂部2的旋轉(zhuǎn)一起進(jìn)行軸旋轉(zhuǎn)。另外，第一支撐體11a也可固定在接地層。在此情形時(shí)，是設(shè)為與第一支撐體11a分開而臂部2獨(dú)立旋轉(zhuǎn)的構(gòu)造。在第一支撐體11a的上部連接有第二支撐部11b。

第二支撐部11b具有與第一支撐部11a連續(xù)的中空構(gòu)造。第二支撐部11b的一端安裝在第一關(guān)節(jié)部j1的旋轉(zhuǎn)部。第二支撐部11b的另一端開放，第三支撐部11c是在第二關(guān)節(jié)部j2的旋轉(zhuǎn)軸ra2轉(zhuǎn)動(dòng)自如地嵌入。第三支撐部11c具有與第一支撐部11a及第二支撐部連通的鱗片狀的中空構(gòu)造。第三支撐部11c是伴隨第二關(guān)節(jié)部j2的彎曲旋轉(zhuǎn)而其后部被收納或送出至第二支撐部11b。構(gòu)成臂部2的直動(dòng)關(guān)節(jié)部的第三關(guān)節(jié)部j3的后部是通過其收縮而被收納在第一支撐部11a與第二支撐部11b連續(xù)的中空構(gòu)造的內(nèi)部。

第一關(guān)節(jié)部j1包含圓環(huán)形狀的固定部及旋轉(zhuǎn)部，在固定部被固定在基座。在旋轉(zhuǎn)部安裝有第一支撐部11a及第二支撐部11b。當(dāng)?shù)谝魂P(guān)節(jié)部j1旋轉(zhuǎn)時(shí)，第一、第二、第三支撐體11a、11b、11c以第一旋轉(zhuǎn)軸ra1為中心而與臂部2及手部3一起旋轉(zhuǎn)。

第三支撐部11c是其后端下部以旋轉(zhuǎn)軸ra2為中心轉(zhuǎn)動(dòng)自如地嵌入至第二支撐部11b的開放端下部。由此，構(gòu)成作為以旋轉(zhuǎn)軸ra2為中心的彎曲關(guān)節(jié)部的第二關(guān)節(jié)部j2。當(dāng)?shù)诙P(guān)節(jié)部j2轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，臂部2與手部3一起以第二關(guān)節(jié)部j2的旋轉(zhuǎn)軸ra2為中心朝垂直方向轉(zhuǎn)動(dòng)、即起伏動(dòng)作。第二關(guān)節(jié)部j2的旋轉(zhuǎn)軸ra2設(shè)為與作為扭轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)部的第一關(guān)節(jié)部j1的第一旋轉(zhuǎn)軸ra1垂直。

如上所述，作為關(guān)節(jié)部的第三關(guān)節(jié)部j3是構(gòu)成臂部2的主要構(gòu)成部分。在臂部2的前端設(shè)有所述手部3。手部3是裝備在如圖1所示臂部2的前端。手部3是通過第一、第二、第三關(guān)節(jié)部j1、j2、j3而移動(dòng)至任意位置，通過第四、第五、第六關(guān)節(jié)部j4、j5、j6而配置為任意姿勢。手部3具有開閉的兩個(gè)指部16a、16b。第四關(guān)節(jié)部j4是具有與沿著臂部2的伸縮方向的臂中心軸、即與第三關(guān)節(jié)部j3的移動(dòng)軸ra3典型地一致的旋轉(zhuǎn)軸ra4的扭轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)。如果第四關(guān)節(jié)部j4旋轉(zhuǎn)則手部3從第四關(guān)節(jié)部j4至前端以旋轉(zhuǎn)軸ra4為中心旋轉(zhuǎn)。

第五關(guān)節(jié)部j5是具有與第四關(guān)節(jié)部j4的移動(dòng)軸ra4正交的旋轉(zhuǎn)軸ra5的彎曲關(guān)節(jié)部。如果第五關(guān)節(jié)部旋轉(zhuǎn)，則手部16從第五關(guān)節(jié)部j5至前端而上下轉(zhuǎn)動(dòng)。第六關(guān)節(jié)部j6是具有與第四關(guān)節(jié)部j4的旋轉(zhuǎn)軸ra4正交、且與第五關(guān)節(jié)部j5的旋轉(zhuǎn)軸ra5垂直的旋轉(zhuǎn)軸ra6的彎曲關(guān)節(jié)。如果第六關(guān)節(jié)部j6旋轉(zhuǎn)則手部16左右旋轉(zhuǎn)。

通過第一至第六關(guān)節(jié)部j1-j6的轉(zhuǎn)動(dòng)、彎曲、伸縮，可將手部3的兩個(gè)指手16配置為任意的位置·姿勢。特別是，第三關(guān)節(jié)部j3的直動(dòng)伸縮距離的長度可實(shí)現(xiàn)手部3對基部1的附近位置至遠(yuǎn)距離位置的大范圍的對象的作用。

第三關(guān)節(jié)部j3的特征為通過構(gòu)成的直動(dòng)伸縮臂機(jī)構(gòu)而實(shí)現(xiàn)直動(dòng)伸縮距離的長度。直動(dòng)伸縮距離的長度是通過圖2、圖3所示的構(gòu)造達(dá)成。直動(dòng)伸縮臂機(jī)構(gòu)具有第一連結(jié)鏈節(jié)排21及第二連結(jié)鏈節(jié)排20。在臂部2水平配置的基準(zhǔn)姿勢下，第一連結(jié)鏈節(jié)排21位于第二連結(jié)鏈節(jié)排20的下部，第二連結(jié)鏈節(jié)排20位于第一連結(jié)鏈節(jié)排21的上部。另外，第一連結(jié)鏈節(jié)23的背面?zhèn)仁桥c第二連結(jié)鏈節(jié)22的背面?zhèn)葘ο颉?/p>

第一連結(jié)鏈節(jié)排21具有相同的剖面“コ”字形，包含通過銷而在背面部位排狀連結(jié)的多個(gè)第一連結(jié)鏈節(jié)23。具備如下性質(zhì)：因利用第一連結(jié)鏈節(jié)23的剖面形狀及銷實(shí)現(xiàn)的鏈接位置，而第一連結(jié)鏈節(jié)排21可向其背面方向彎曲但無法反過來朝表面方向彎曲。另外，第一連結(jié)鏈節(jié)23的剖面形狀不僅可為“コ”字形，也可為剖面“ロ”字形等。

第二連結(jié)鏈節(jié)排20具有與第一連結(jié)鏈節(jié)23大致相等的寬度的大致平板形狀，包含以在背面方向及表面方向均可彎曲的狀態(tài)通過而銷排狀連結(jié)的多個(gè)第二連結(jié)鏈節(jié)22。第一連結(jié)鏈節(jié)排21是通過結(jié)合鏈節(jié)26而與第二連結(jié)鏈節(jié)排20在前端部結(jié)合。結(jié)合鏈節(jié)26具有第一連結(jié)鏈節(jié)23與第二連結(jié)鏈節(jié)22成為一體的形狀。如圖2所示，在第二連結(jié)鏈節(jié)22的背面分別形成有線性齒輪22a。線性齒輪22a在第二連結(jié)鏈節(jié)22成直線狀時(shí)被鏈接，構(gòu)成連續(xù)的線性齒輪(齒條)。

如圖3所示，第二連結(jié)鏈節(jié)22在第三支撐體11c內(nèi)被夾持在輥r1與驅(qū)動(dòng)齒輪24a之間。由此，線性齒輪22a嚙合在驅(qū)動(dòng)齒輪24a。當(dāng)臂伸長時(shí)，驅(qū)動(dòng)馬達(dá)m1，驅(qū)動(dòng)齒輪24a正向旋轉(zhuǎn)，由此，第二連結(jié)鏈節(jié)排20與第一連結(jié)鏈節(jié)排21一起形成柱狀體，并從射出部30朝前方被送出。此時(shí)，第一連結(jié)鏈節(jié)排21與第二連結(jié)鏈節(jié)排20的背面彼此接合。當(dāng)臂收縮時(shí)，驅(qū)動(dòng)馬達(dá)m1，驅(qū)動(dòng)齒輪24a逆向旋轉(zhuǎn)，由此，柱狀體在射出部30的后方解除接合狀態(tài)，而相互分離。分離后的第二連結(jié)鏈節(jié)排20與第一連結(jié)鏈節(jié)排21分別變成可彎曲的狀態(tài)，朝沿著第一旋轉(zhuǎn)軸ra1的方向彎曲，儲(chǔ)存在第一撐體11a的內(nèi)部。

以下，參照圖4、5對射出部30的構(gòu)造進(jìn)行說明。圖4是表示圖3的射出部的內(nèi)部構(gòu)造的圖。圖4(a)是從剖面方向觀察射出部30的圖。圖4(b)是以與射出中心軸正交的剖面切斷射出部30所得的剖面圖。圖5是從上方、側(cè)方及下方觀察射出部30的圖。圖5(a)是從上方觀察射出部30的圖。圖5(b)是從側(cè)方觀察射出部30的圖。圖5(c)是從下方觀察射出部30的圖。

射出部30具備將第一連結(jié)鏈節(jié)排21與第二連結(jié)鏈節(jié)排20接合且用于支撐臂部2的構(gòu)造。以下，對射出部30的典型構(gòu)造進(jìn)行說明。射出部30是配置在射出口33的后方附近。射出部30具有大致錐筒形狀的外觀。以下，將大致錐筒形狀的射出部30的中心軸稱為射出中心軸。射出中心軸是與臂中心軸一致。臂中心軸是由射出部30支撐的柱狀體的中心軸。

射出部30具備一對側(cè)壁板321、322、下壁板323及上壁板324。側(cè)壁板321、322是平面為長方形的平板。一對側(cè)壁板321、322是從射出中心軸朝左右方向(圖中+y方向及-y方向)隔開等距離而分別配置。一對側(cè)壁板321、322是以比柱狀體的寬度長的距離隔開。一對側(cè)壁板321、322的下端部之間是通過下壁板323而固定，上端部之間是通過上壁板324而固定。通過下壁板323及上壁板324，將一對側(cè)壁板321、322的間隔保持固定。一對側(cè)壁板321、322是固定在第一支撐體11a或第二支撐體11b。

在一對側(cè)壁板321、322上分別設(shè)有多個(gè)側(cè)部輥313、314。以下，對設(shè)在側(cè)壁板321的多個(gè)側(cè)部輥313進(jìn)行說明。

在側(cè)壁板321的外側(cè)面的既定位置，固定有一對軸承部325、326。軸承部325為細(xì)長的角柱，具有與射出中心軸平行的中心軸。軸承部326具有與軸承部325相同的形狀。固定一對軸承部325、326的位置分別與從射出中心軸在上下方向(圖中+z方向及-z方向)間隔等距離的位置對應(yīng)。

在軸承部325、326之間可旋轉(zhuǎn)地固定有多個(gè)側(cè)部輥313。多個(gè)側(cè)部輥313是相互平行且沿著射出中心軸排列。多個(gè)側(cè)部輥313具有上下方向(圖中z方向)的旋轉(zhuǎn)軸。側(cè)部輥313具有比從固定在軸承部325、326的側(cè)部輥313的旋轉(zhuǎn)軸至側(cè)壁板321的內(nèi)側(cè)面為止的距離長的半徑。在側(cè)壁板321的既定位置，形成有用于使側(cè)部輥313從側(cè)壁板321的內(nèi)側(cè)面突出的突出孔329。在側(cè)壁板321上形成有突出孔329的位置,是與固定在軸承部325與326之間的側(cè)部輥313的位置對應(yīng)。通過在側(cè)壁板321上形成突出孔329，固定在軸承部325、326的側(cè)部輥313從側(cè)壁板321的內(nèi)側(cè)面突出。通過從側(cè)壁板321的內(nèi)側(cè)面突出的多個(gè)側(cè)部輥313的突出端來規(guī)定支撐柱狀體的支撐面。

與側(cè)壁板321同樣地，在側(cè)壁板322上固定有一對軸承部327、328。與一對軸承部325、326同樣地，在一對軸承部327、328之間可旋轉(zhuǎn)地固定有多個(gè)側(cè)部輥314。側(cè)部輥314具有與側(cè)部輥313相同的形狀。多個(gè)側(cè)部輥314是與多個(gè)側(cè)部輥313同樣地，從側(cè)壁板322的內(nèi)側(cè)面突出。通過從側(cè)壁板322的內(nèi)側(cè)面突出的多個(gè)側(cè)部輥314的突出端而規(guī)定支撐柱狀體的支撐面。

從由多個(gè)側(cè)部輥313規(guī)定的支撐面至由多個(gè)側(cè)部輥314規(guī)定的支撐面為止的距離,是對應(yīng)于射出部30的筒狀部分的寬度。由多個(gè)側(cè)部輥313規(guī)定的支撐面與由多個(gè)側(cè)部輥314規(guī)定的支撐面,是以射出部30的筒狀部分的寬度變成柱狀體的寬度以下的長度的方式設(shè)計(jì)。具體而言，從側(cè)部輥313、314的側(cè)壁板321、322的內(nèi)側(cè)面的突出長度以從由多個(gè)側(cè)部輥313規(guī)定的支撐面至由多個(gè)側(cè)部輥314規(guī)定的支撐面為止的距離變成柱狀體的寬度以下的長度的方式調(diào)整。當(dāng)從由多個(gè)側(cè)部輥313規(guī)定的支撐面至由多個(gè)側(cè)部輥314規(guī)定的支撐面為止的距離比柱狀體的寬度短時(shí)，多個(gè)側(cè)部輥313、314以在柱狀體之間施加有預(yù)壓的狀態(tài)支撐柱狀體。

在側(cè)壁板321、322的上部間可旋轉(zhuǎn)地固定有多個(gè)上部輥312。多個(gè)上部輥312是相互平行且沿著射出中心軸排列。因此，多個(gè)上部輥312具有左右方向(圖中y方向)的旋轉(zhuǎn)軸。通過多個(gè)上部輥312的下部而規(guī)定支撐柱狀體的支撐面。在側(cè)壁板321、322的下部間可旋轉(zhuǎn)地固定有多個(gè)下部輥311。多個(gè)下部輥311是相互平行且沿著射出中心軸排列。因此，多個(gè)下部輥311具有左右方向(圖中y方向)的旋轉(zhuǎn)軸。通過多個(gè)下部輥311的上部而規(guī)定支撐柱狀體的支撐面。

從由多個(gè)上部輥312規(guī)定的支撐面至由多個(gè)下部輥311規(guī)定的支撐面為止的距離是對應(yīng)于射出部30的筒狀部分的厚度。由多個(gè)上部輥312規(guī)定的支撐面與由多個(gè)下部輥311規(guī)定的支撐面,是以射出部30的筒狀部分的厚度變成柱狀體的厚度以下的長度的方式設(shè)計(jì)。具體而言，多個(gè)上部輥312與多個(gè)下部輥311的固定位置，是以從由多個(gè)上部輥312規(guī)定的支撐面至由多個(gè)下部輥311規(guī)定的支撐面為止的距離變成柱狀體的厚度以下的長度的方式?jīng)Q定。當(dāng)從由多個(gè)上部輥312規(guī)定的支撐面至由多個(gè)下部輥311規(guī)定的支撐面為止的距離比柱狀體的厚度短時(shí)，多個(gè)上部輥312與多個(gè)下部輥是以在柱狀體之間施加有預(yù)壓的狀態(tài)支撐柱狀體。

如以上所說明的，射出部30具有大致錐筒形狀。柱狀體是由射出部30的筒狀部分支撐。射出部30的筒狀部分的寬度及厚度分別是以比柱狀體的寬度及厚度短的方式設(shè)計(jì)。由此，射出部30與柱狀體之間變成施加有預(yù)壓的狀態(tài)。通過對射出部30與柱狀體之間施加適當(dāng)?shù)念A(yù)壓，可提升射出部30支撐柱狀體的力。因此，可提升射出部30的剛性。另外，可減少臂收縮時(shí)的晃動(dòng)，通過晃動(dòng)減少而可防止異響。即，可以針對伴隨著臂部2及末端效應(yīng)器3的移動(dòng)而施加的外力和與臂部2及末端效應(yīng)器3的重量對應(yīng)的外力，減少射出部30的變形量。由此，可以通過射出部30來提高保持臂部2的位置的精度。另外，在本實(shí)施方式中，作為施加預(yù)壓的方法是采用固定位置預(yù)壓。在本實(shí)施方式中，固定位置預(yù)壓是根據(jù)輥與柱狀體之間的位置關(guān)系，對柱狀體與射出部30之間施加預(yù)壓的方法。此時(shí)，通過使輥的間隔略短于柱狀體的寬度(厚度)而對柱狀體與射出部30之間施加預(yù)壓。然而，對柱狀體與射出部30之間施加預(yù)壓的方法并不限定于此。也可通過利用螺旋彈簧或盤簧等的定壓預(yù)壓，對柱狀體與射出部30之間施加預(yù)壓。在本實(shí)施方式中，可通過利用這些彈簧將輥向柱狀體壓入，對柱狀體與射出部30之間施加預(yù)壓。

另外，在射出部30通常作用有與臂部2及末端效應(yīng)器3的重量對應(yīng)的外力(重力)。因此，對與柱狀體之間施加預(yù)壓的效果,特別是對射出部30的上部輥312與下部輥311較為顯著。另一方面，相比于上部輥312及下部輥311，不會(huì)對側(cè)部輥313、314作用大的外力。因此，側(cè)部輥313、314與柱狀體之間即便不施加預(yù)壓，射出部30的剛性也不會(huì)大幅下降。即，射出部30的筒狀部分的寬度是與柱狀體的寬度相等即可。另外，也可代替與柱狀體線接觸的側(cè)部輥313、314，而使用與柱狀體點(diǎn)接觸的滾珠軸承。關(guān)于代替?zhèn)炔枯?13、314而使用滾珠軸承時(shí)的射出部30的構(gòu)成，將參照圖7、8在下文敘述。

其次，參照圖6對射出部30的接合功能進(jìn)行說明。

射出部30具有將第一連結(jié)鏈節(jié)排21與第二連結(jié)鏈節(jié)排20接合的接合功能。圖6是用于說明本實(shí)施方式所涉及的機(jī)械臂機(jī)構(gòu)的射出部30的接合功能的補(bǔ)充說明圖。圖6是將臂部2伸長時(shí)的、第一連結(jié)鏈節(jié)排21與第二連結(jié)鏈節(jié)排20被射出部30引導(dǎo)而相互接合的狀況按單位時(shí)間經(jīng)過而表示的圖。圖6(a)至圖6(d)依序表示經(jīng)過時(shí)間。

如果驅(qū)動(dòng)齒輪24a正向旋轉(zhuǎn)，則第二連結(jié)鏈節(jié)排20與第一連結(jié)鏈節(jié)排21一起被射出部30引導(dǎo)。被射出部30引導(dǎo)的第一連結(jié)鏈節(jié)23一面沿著最末尾的下部輥311旋轉(zhuǎn)一面排列在與射出中心軸平行的直線上。同樣地，被射出部30引導(dǎo)的第二連結(jié)鏈節(jié)22沿著最末尾的上部輥312的旋轉(zhuǎn)軸而排列在與射出中心軸平行的直線上。如上所述，射出部30的筒狀部分的厚度比臂部2的厚度稍短。因此，第二連結(jié)鏈節(jié)排20是與第一連結(jié)鏈節(jié)排21一起被射出部30的后方的上部輥312與下部輥311夾持。由此，第一連結(jié)鏈節(jié)排21與第二連結(jié)鏈節(jié)排20相互擠壓而接合。接合后的第一連結(jié)鏈節(jié)排21與第二連結(jié)鏈節(jié)排20通過被射出部30的多個(gè)輥支撐而保持接合狀態(tài)。當(dāng)保持第一連結(jié)鏈節(jié)排21與第二連結(jié)鏈節(jié)排20的接合狀態(tài)時(shí)，第一連結(jié)鏈節(jié)排21與第二連結(jié)鏈節(jié)排20的彎曲被限制，由此，由第一連結(jié)鏈節(jié)排21與第二連結(jié)鏈節(jié)排20構(gòu)成具備一定剛性的柱狀體。并且，被接合的臂部2從射出部30朝前方被送出。

以下，參照圖7、8對變形例所涉及的射出部30進(jìn)行說明。圖7是以與射出中心軸正交的剖面切斷變形例所涉及的射出部30所得的剖面圖。圖8是從上下及側(cè)方觀察圖7的射出部30的圖。在變形例所涉及的射出部30中，代替?zhèn)炔枯?13、314而使用滾珠軸承342、343。

在變形例所涉及的射出部30中，在側(cè)壁板321、322分別排列成一排的多個(gè)滾珠軸承342、343嵌合在第一連結(jié)鏈節(jié)排21的兩側(cè)的側(cè)面形成的直線狀的承收槽331、332，由此支撐柱狀體的側(cè)面。

在第一連結(jié)鏈節(jié)23的兩側(cè)的側(cè)面的外側(cè)形成有相互對向的一對承收槽331、332。承收槽331具有圓弧形狀的剖面。該圓弧具有與后述的滾珠318、319相同的徑。一對承收槽331、332是以連結(jié)各者最深部的直線與臂中心軸垂直的方式形成。當(dāng)?shù)谝贿B結(jié)鏈節(jié)排21呈直線狀整齊排列時(shí)，一對承收槽331、332構(gòu)成連續(xù)的直線狀的承收槽。

側(cè)壁板321、322分別具備多個(gè)滾珠軸承342、343。滾珠軸承342是由滾珠318及軸承部316構(gòu)成。滾珠318被軸承部316可旋轉(zhuǎn)地保持。滾珠軸承343具有與滾珠軸承342相同的構(gòu)造，由滾珠319及軸承部317構(gòu)成。多個(gè)滾珠軸承342、343是從側(cè)壁板321、322的內(nèi)側(cè)面突出。

在側(cè)壁板321，多個(gè)滾珠軸承342是沿著射出中心軸而排列成一排。在側(cè)壁板322，多個(gè)滾珠軸承343夾持柱狀體而排列成一排。多個(gè)滾珠軸承343相對于射出中心軸而配置在與多個(gè)滾珠軸承342分別相同的位置。多個(gè)滾珠軸承342、343的配置位置是與形成在第一連結(jié)鏈節(jié)23的承收槽331、332的位置對應(yīng)。多個(gè)滾珠軸承342與多個(gè)滾珠軸承343之間的間隔略短于承收槽331、332的最深部之間的距離。因此，多個(gè)滾珠軸承342、343與柱狀體之間施加有預(yù)壓。由此，可獲得與使用輥的情形相同的效果。另外，在以側(cè)面支撐柱狀體的滾珠軸承342、343上，并不會(huì)作用比上部輥312及下部輥311大的荷重。因此，即便不對多個(gè)滾珠軸承342、343與柱狀體之間施加預(yù)壓，也可通過多個(gè)滾珠軸承342、343支撐柱狀體。因此，多個(gè)滾珠軸承342與多個(gè)滾珠軸承343之間的間隔,也可與承收槽331、332的最深部之間的距離相等。

其次，參照圖9對多個(gè)上部輥312與多個(gè)下部輥311的配置條件進(jìn)行說明。圖9是用于說明構(gòu)成本實(shí)施方式所涉及的射出部30的多個(gè)上部輥312與多個(gè)下部輥311的配置條件的補(bǔ)充說明圖。圖9(a)是從剖面方向觀察機(jī)械臂機(jī)構(gòu)的射出部30的圖。圖9(b)是用于說明第二連結(jié)鏈節(jié)22的長度的補(bǔ)充說明圖。將第一連結(jié)鏈節(jié)23的長度設(shè)為l1(以下稱為第一連結(jié)鏈節(jié)長l1)，將第二連結(jié)鏈節(jié)22的長度設(shè)為l2(以下稱為第二連結(jié)鏈節(jié)長l2)。如圖9(b)所示，第二連結(jié)鏈節(jié)22的長度是指,在連接第二連結(jié)鏈節(jié)22的方向(長度方向)上，從第二連結(jié)鏈節(jié)22的前端至后端為止的距離。另外，將鄰接的下部輥311的旋轉(zhuǎn)軸的間隔設(shè)為l3(以下稱為輥間隔l3)，將鄰接的上部輥312的旋轉(zhuǎn)軸的間隔設(shè)為l4(以下稱為輥間隔l4)，將射出部30的最前頭的下部輥311的旋轉(zhuǎn)軸與最末尾的下部輥311的旋轉(zhuǎn)軸的間隔設(shè)為l5(以下稱為下部輥占據(jù)長l5)，將射出部30的最前頭的上部輥312的旋轉(zhuǎn)軸與最末尾的上部輥312的旋轉(zhuǎn)軸的間隔設(shè)為l6(以下稱為上部輥占據(jù)長l6)。這里，作為典型例，第一連結(jié)鏈節(jié)長l1是與第二連結(jié)鏈節(jié)長l2一致。

圖9是表示構(gòu)成射出部30的輥的配置方法的典型例。如圖9所示，射出部30具備多個(gè)下部輥311與多個(gè)上部輥312，這里具備五個(gè)上部輥312及五個(gè)下部輥311。多個(gè)下部輥311與多個(gè)上部輥312分別配置在既定位置。具體而言，最前頭的上部輥312是配置在射出口33的后方附近。另外，將從射出口33送出所接合的臂部2的方向設(shè)為前方。其它上部輥312是從最前頭的上部輥312依序隔開輥間隔l4而配置。輥間隔l4是以成為第二連結(jié)鏈節(jié)長l2以下的長度的方式設(shè)計(jì)。由此，第二連結(jié)鏈節(jié)22至少由一個(gè)上部輥312支撐。例如，輥間隔l4是設(shè)計(jì)成第二連結(jié)鏈節(jié)長l2的3/5的長度。

第二連結(jié)鏈節(jié)排20可向其表面方向及背面方向彎曲。因此，第二連結(jié)鏈節(jié)排20有向其表面方向及背面方向抬高的可能性。然而，由于第二連結(jié)鏈節(jié)22的表面至少由一個(gè)上部輥312支撐，故而即便因某些原因而對第二連結(jié)鏈節(jié)排20作用有向其表面方向抬高的力的情形時(shí)，也可抑制第二連結(jié)鏈節(jié)排20向表面方向的抬高。另外，在第二連結(jié)鏈節(jié)排20的背面方向接合有第一連結(jié)鏈節(jié)排21。第一連結(jié)鏈節(jié)排21具備無法向其表面方向彎曲的性質(zhì)。因此，即便因某些原因而對第二連結(jié)鏈節(jié)排20作用有向其背面方向抬高的力的情形時(shí)，由于第一連結(jié)鏈節(jié)排21無法向表面方向彎曲，故而可抑制第二連結(jié)鏈節(jié)排20向背面方向的抬高。

多個(gè)下部輥311相對于射出中心軸而夾持柱狀體分別配置在與多個(gè)上部輥312相同的位置。即，相對于射出中心軸，多個(gè)上部輥312的最前頭的上部輥312配置在與多個(gè)下部輥311的最前頭的下部輥311相同的位置。另外，相對于射出中心軸，多個(gè)上部輥312的最末尾的上部輥312配置在與多個(gè)下部輥311的最末尾的下部輥311相同的位置。上部輥占據(jù)長l6是與下部輥占據(jù)長l5一致。

這里，第一連結(jié)鏈節(jié)長l1是與第二連結(jié)鏈節(jié)長l2一致。因此，第一連結(jié)鏈節(jié)23至少由一個(gè)下部輥311支撐。第一連結(jié)鏈節(jié)排21具備可向其背面方向彎曲但反過來無法向表面方向彎曲的性質(zhì)。因此，第一連結(jié)鏈節(jié)排21不會(huì)向表面方向抬高。因此，輥間隔l3也可并非為第一連結(jié)鏈節(jié)長l1以下的長度。另外，在第一連結(jié)鏈節(jié)排21的背面方向接合有第二連結(jié)鏈節(jié)排20。第二連結(jié)鏈節(jié)排20通過多個(gè)上部輥312而抑制其向表面方向的抬高。因此，即便在因某些原因而對第一連結(jié)鏈節(jié)排21向其背面方向作用有抬高力的情形時(shí)，第二連結(jié)鏈節(jié)排20不會(huì)向表面方向抬高，故而第一連結(jié)鏈節(jié)排21也不會(huì)向背面方向抬高。

綜上所述，將多個(gè)上部輥312以輥間隔l4成為第二連結(jié)鏈節(jié)長l2以下的長度的方式配置，由此第二連結(jié)鏈節(jié)22至少由一個(gè)上部輥312支撐。由此，可抑制第二連結(jié)鏈節(jié)排20向表面方向的抬高。另外，通過抑制第二連結(jié)鏈節(jié)排20向表面方向的抬高，而可抑制第一連結(jié)鏈節(jié)排21向表面方向的抬高。進(jìn)而，通過第一連結(jié)鏈節(jié)排21具備不可向表面方向彎曲的性質(zhì)，而可抑制第一連結(jié)鏈節(jié)排21及第二連結(jié)鏈節(jié)排20向表面方向的抬高。另外，較佳為對多個(gè)側(cè)部輥313、314也應(yīng)用與多個(gè)上部輥312相同的條件。即，較佳為多個(gè)側(cè)部輥313、314以鄰接的側(cè)部輥的旋轉(zhuǎn)軸間距離成為第二連結(jié)鏈節(jié)長l2以下的長度的方式配置。由此，可防止臂部2向回旋方向的偏移。進(jìn)而，可提升射出部30的剛性。

另外，相對于射出中心軸，將多個(gè)下部輥311夾持柱狀體而分別配置在與多個(gè)上部輥312相同的位置，由此具有如下效果。即，在夾持柱狀體而對向的上部輥312與下部輥311上，從上部輥312對柱狀體賦予的荷重方向是與從下部輥311對柱狀體賦予的荷重方向成直線狀。由此，多個(gè)上部輥312與多個(gè)下部輥311不會(huì)對柱狀體作用力矩。因此，與相對于射出中心軸，將多個(gè)下部輥311夾持柱狀體而配置在與多個(gè)上部輥312不同的位置的情形相比，可抑制柱狀體的彈性變形，且可順暢地進(jìn)行臂部2的伸縮動(dòng)作。進(jìn)而，與相對于射出中心軸，將多個(gè)下部輥311夾持柱狀體而配置在與多個(gè)上部輥312不同的位置的情形相比，可進(jìn)一步提升射出部30的剛性。另外，并不否定相對于射出中心軸將多個(gè)下部輥311夾持柱狀體而配置在與多個(gè)上部輥312不同的位置。

另外，輥間隔l4的下限是基于輥的徑而決定。即，輥間隔l4比上部輥312的直徑長。通過縮短輥間隔l4，可降低第二連結(jié)鏈節(jié)排20抬高的可能性。

另外，例如如果維持上部輥312的數(shù)量而縮短輥間隔l4，則上部輥占據(jù)長l6變短。這樣，有以下情形，即利用射出部30能夠支撐柱狀體的范圍變窄，通過射出部30保持臂部2的力變小，而射出部30的剛性下降。這種情形時(shí)，需要增大射出部30的上部輥312及下部輥311與柱狀體之間作用的預(yù)壓。然而，一個(gè)輥與柱狀體之間施加的預(yù)壓的大小存在上限值。因此，有時(shí)即便施加最大限度的預(yù)壓，射出部30的剛性也較低。即，雖然縮短了輥間隔l4，但是為了維持射出部30的保持臂部2的力，需要增加上部輥312的數(shù)量。這樣，零件件數(shù)變多，成本增加。即，構(gòu)成射出部30的輥數(shù)量與輥間隔，是以使保持臂部2的力為一定以上，防止第一連結(jié)鏈節(jié)排21及第二連結(jié)鏈節(jié)排20的抬高，且能夠接合第一連結(jié)鏈節(jié)排21與第二連結(jié)鏈節(jié)排20的方式設(shè)計(jì)。

另外，最末尾的下部輥311相對于射出中心軸也可不配置在與最末尾的上部輥312相同的位置。在本實(shí)施方式所涉及的臂部2，第一連結(jié)鏈節(jié)排21與第二連結(jié)鏈節(jié)排20的接合，是通過在鄰接的第一連結(jié)鏈節(jié)23之間夾持第二連結(jié)鏈節(jié)22具備的鎖定部而實(shí)現(xiàn)。

假設(shè)相對于射出中心軸將最末尾的下部輥311配置在比最末尾的上部輥312更前方的情形。此時(shí)，第二連結(jié)鏈節(jié)排20是比第一連結(jié)鏈節(jié)排21先排列在直線上。在對排列在直線上的第二鏈接鏈節(jié)排20擠壓第一連結(jié)鏈節(jié)排21的情形時(shí)，鄰接的第一連結(jié)鏈節(jié)23可夾持第二連結(jié)鏈節(jié)22具備的鎖定部。因此，最末尾的下部輥311也可配置在比最末尾的上部輥312更前方。

另一方面，假設(shè)相對于射出中心軸將最末尾的下部輥311配置在比最末尾的上部輥312更后方的情形。此時(shí)，第一連結(jié)鏈節(jié)排21是比第二連結(jié)鏈節(jié)排20先排列在直線上。在對排列在直線上的第一連結(jié)鏈節(jié)排21擠壓第二連結(jié)鏈節(jié)排20的情形時(shí)，鄰接的第一連結(jié)鏈節(jié)23無法夾持第二連結(jié)鏈節(jié)22具備的鎖定部。因此，最末尾的下部輥311不可配置在比最末尾的上部輥312更后方。然而，并非完全否定最末尾的下部輥311配置在比最末尾的上部輥312更后方。只要能夠用通過最末尾的下部輥311的鄰接的第一連結(jié)鏈節(jié)23夾持第二連結(jié)鏈節(jié)22具備的鎖定部，則最末尾的下部輥311也可配置在比最末尾的上部輥312更后方。

另外，只要射出部30能夠保持支撐功能及接合功能，則其構(gòu)成并不限定于圖9。

圖10是表示圖9的射出部30的變形例的圖。

例如，如圖10(a)所示，多個(gè)下部輥311也可夾持柱狀體相對于射出中心軸而分別配置在與多個(gè)上部輥312不同的位置。此時(shí)，最末尾的下部輥311是相對于射出中心軸配置在與最后部的上部輥312相同的位置或者比最末尾的上部輥312更前方。即便在如圖10(a)所示配置多個(gè)下部輥311及多個(gè)上部輥312的情形時(shí)，也可充分地接合第一連結(jié)鏈節(jié)排21與第二連結(jié)鏈節(jié)排20且支撐柱狀體。即，可提升射出部30的剛性。

另外，如圖10(b)、(c)所示，下部輥311的數(shù)量也可比上部輥312的數(shù)量少。由此，與圖9的構(gòu)成相比，可削減構(gòu)成射出部30的零件的件數(shù)。此時(shí)，如圖10(b)所示，為了使下部輥占據(jù)長l5與上部輥占據(jù)長l6一致，多個(gè)下部輥311是以輥間隔l3比輥間隔l4長的方式排列。換言之，多個(gè)下部輥311是以最前頭的下部輥311夾持柱狀體與最前頭的上部輥312對向，最末尾的下部輥311夾持柱狀體與最末尾的上部輥312對向的方式配置。由此，可使射出部30能夠支撐柱狀體的范圍與圖9的射出部30的構(gòu)成達(dá)到同等程度，進(jìn)而能夠以與圖9的構(gòu)成同等程度的力支撐柱狀體，保持臂部2。另外，如圖10(c)所示，多個(gè)下部輥311也可從最前頭的下部輥311起依序以輥間隔l3與輥間隔l4長度相等的方式排列。由此，相對于射出中心軸，多個(gè)下部輥311夾持柱狀體而分別配置在與多個(gè)上部輥312相同的位置，故而與圖10(b)的構(gòu)成相比，可抑制柱狀體的彈性變形，且可順暢地進(jìn)行臂部2的伸縮動(dòng)作。另外，雖未圖示，但上部輥312的數(shù)量也可比下部輥311的數(shù)量少。

這里，作為射出部30的典型例，以射出部30具備多個(gè)上部輥312及多個(gè)下部輥311的情形為例進(jìn)行了說明。然而，只要射出部30能夠支撐柱狀體且接合第一連結(jié)鏈節(jié)排21與第二連結(jié)鏈節(jié)排20，則射出部30也可由單一的上部輥312與單一的下部輥311構(gòu)成。

圖11是表示使用單一的上部輥312與單一的下部輥311時(shí)的射出部30的構(gòu)成的一個(gè)例子的圖。如圖11所示，射出部30具備單一的上部輥312及單一的下部輥311。單一的下部輥311是配置在射出口33的附近。如圖11(a)所示，單一的上部輥312是相對于射出中心軸夾持柱狀體而配置在與單一的下部輥311相同的位置。對下部輥311及上部輥312與柱狀體之間施加預(yù)壓。由此，即便通過單一的下部輥311與單一的上部輥312也可提升射出部30的剛性。即，相對于隨著臂部2及末端效應(yīng)器3的移動(dòng)而施加的外力、相應(yīng)于臂部2及末端效應(yīng)器3的重量而作用的外力，可減小射出部30的變形量。由此，可提高通過射出部30保持臂部2的位置的精度。

另外，在重力方向?yàn)閳D中的-z方向的情形時(shí)，如圖11(b)所示，單一的上部輥312也可相對于射出中心軸而配置在比單一的下部輥311更后方。在柱狀體因相應(yīng)于臂部2及末端效應(yīng)器3的重量作用的重力而產(chǎn)生力的力矩。通過將單一的上部輥312配置在比單一的下部輥311更后方，可抑制因力矩而想要旋轉(zhuǎn)的柱狀體。由此，可與圖11(a)同樣地利用射出部30保持臂部2的位置。

根據(jù)以上所說明的本實(shí)施方式所涉及的機(jī)械臂機(jī)構(gòu)的射出部30，獲得以下的效果。射出部30具備上部輥312及下部輥311。上部輥312與下部輥311夾持柱狀體而配置。此時(shí)，在上部輥312及下部輥311與柱狀體之間施加有預(yù)壓。為了對柱狀體之間施加預(yù)壓，例如相對于厚度方向上的上部輥312與下部輥311的距離比柱狀體的厚度短。通過對柱狀體與射出部30之間施加預(yù)壓，可抑制射出部30與柱狀體之間的晃動(dòng)，從而提升射出部30的剛性。由此，可提高通過射出部30對臂部2的保持精度。

另外，由射出部30引導(dǎo)的第一連結(jié)鏈節(jié)排21與第二連結(jié)鏈節(jié)排20被最末尾的上部輥312與最末尾的下部輥311夾持，相互擠壓而接合。通過射出部30的接合功能可構(gòu)成柱狀體。另外，在射出部30由單一的上部輥312及單一的下部輥311構(gòu)成的情形時(shí)，也可獲得相同的效果。因此，本實(shí)施方式所涉及的機(jī)械臂機(jī)構(gòu)的射出部30具備將由射出部30引導(dǎo)的第一連結(jié)鏈節(jié)排21與第二連結(jié)鏈節(jié)排20接合的功能以及支撐臂部2的功能。

雖然對本發(fā)明的幾個(gè)實(shí)施方式進(jìn)行了說明，但是這些實(shí)施方式只是作為例子提出的，并非用于限定本發(fā)明的范圍。對于這些新的實(shí)施方式，能夠以其他各種方式進(jìn)行實(shí)施，且在不脫離本發(fā)明要旨的范圍內(nèi)能夠進(jìn)行各種省略、置換、變更。這些實(shí)施方式和其變形，包含于本發(fā)明的范圍和要旨的同時(shí)，也包含于權(quán)利要求書中所記載的發(fā)明及其均等范圍內(nèi)。

附圖標(biāo)記說明

1：基部

2：臂部

3：末端效應(yīng)器

j1、j2、j4、j5、j6：旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)部

j3：直動(dòng)關(guān)節(jié)部

11a：第1支撐體

11b：第二支撐體

11c：第三支撐體

20：第二連結(jié)鏈節(jié)排

21：第一連結(jié)鏈節(jié)排

22：第二連結(jié)鏈節(jié)

23：第一連結(jié)鏈節(jié)

26：結(jié)合鏈節(jié)

30：射出部

311：下部輥

312：上部輥

313、314：側(cè)部輥

321、322：側(cè)壁板

323：下壁板

324：上壁板

325、326、327、328：軸承部