CN101309784B - 工业用机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种工业用机器人，提供一种价廉且不会给机器人的运动性能带来不良影响的工业用机器人的关节部的防水/防尘结构。为此，机械手型机器人具有：设于机械手的外圆周的一部分的线缆通过孔，具有在线缆通过孔中通过并布线于机械手内侧和外侧的线缆，在线缆通过孔附近具有模压引导器，该模压引导器用于卷绕通过其内部的一个或多个导线的外圆周，通过树脂填充对模压引导器内侧进行模压处理，在模压引导器外侧具有密封部件。

Description

工业用机器人

技术领域

本发明涉及工业用机器人，特别涉及工业用机器人的关节部中的机内布线线缆的防尘和防水结构。

背景技术

一般，在工业用机器人(以后简称为“机器人”)中，布线有在驱动机器人的各个关节轴的电动机、安装在机器人上的焊接用进给装置、和各种传感器设备中使用的电缆、以及用于提供空气和气体等的流体导管等各种线状体。

并且，这些布线线状体存在由于受到机器人的关节部旋转运动时的弯曲和扭转动作而在机械耐久性方面所担忧的弯曲半径和转动动作范围这样的制约条件，并且根据工业用机器人的配置环境和用途，也需要考虑机器人的关节部的防尘/防水结构。

另外，作为以往的机器人的关节部的防尘/防水结构，已经公知的方法是通过设于关节中心部的贯通孔布线线状体，利用防护罩和密封圈封住臂开口部(例如参照专利文献1)。

但是，在上述以往的结构中，用于使线状体通过的贯通孔与关节轴是同轴设置，所以需要避开关节轴中心部配置驱动电动机，相应地皮带轮和定时传送带等动力传递系统部件和轴承机构增加，不能避免机器人的总体成本升高。

并且，由于关节部的结构变复杂，使得关节部体积增大，质量增加。另外，由于使线状体通过设于减速机中的贯通孔，所以在该线状体的数量增加而不能通过贯通孔时，需要采用贯通孔更大的大型减速机。相应地皮带轮和电动机等其他部件也需要采用大型部件，结果导致关节部的大型化和质量增加。在重量增加时，机器人自身的重量成为自身的负荷，导致机器人的运动性能降低。

专利文献1日本特开平11-254377号公报

发明内容

本发明就是鉴于上述以往的问题而提出的，其目的在于，提供一种价廉而且不会给机器人的运动性能带来不良影响的、机器人的关节部的防水/防尘结构。

为此，本发明的工业用机器人具有：设于机械手侧面的线缆通过孔；在所述线缆通过孔中通过并布线于所述机械手的内侧和外侧的线缆；设于所述线缆外侧的线缆保护管；在内侧插通所述线缆，并与所述线缆保护管的一端侧接合的线缆保护管固定部件；固定所述线缆保护管固定部件和所述线缆的线缆固定部件；设于所述线缆通过孔中，并在内侧插通所述线缆的第1接合部件；配置在所述线缆保护管固定部件和所述第1接合部件内侧的模压引导器；填充在所述模压引导器内侧的填充树脂；以及在内侧插通所述线缆并与所述第1接合部件接合，从而固定所述线缆保护管固定部件和所述模压引导器的第2接合部件，所述模压引导器在内侧形成有能与所述线缆保护管的一端侧旋合的槽，所述模压引导器和所述线缆保护管通过旋合而接合。

根据这种结构，只对设于机械手侧面的线缆贯通孔部分进行防尘/防水处理，由此可以实现低廉又小型而且具有防尘/防水特性的关节部结构。

并且，在伴随驱动机器人的各个关节轴的电动机、安装在机器人上的焊接用进给装置、和各种传感器设备等的规格变更而线缆和用于提供空气及气体等的流体导管等的数量和大小变化时，也能够容易应对，而且不会给配置于关节轴的动力传递系统部件等带来影响。

如上所述，根据本发明，可以利用非常简单的结构实现机械手的关节部的防尘/防水结构。并且，能够容易应对线缆和流体导管等的变更，而且不会给动力传递系统部件等带来形状变更等影响。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式的机器人的结构概况的立体图。

图2是表示其关节部的防尘/防水结构的结构概况的主要部分的立体图。

图3是表示其关节部的防尘/防水结构的结构概况的主要部分的分解图。

图4是表示设于其关节部附近的线缆通过孔附近的防尘/防水结构的主要部分的剖面图。

标号说明

1第1臂；2第2臂；3第3臂；4a、4b线缆通过孔；5线缆保护管；6线缆束；7模压引导器；8模压处理部；9线缆保护管固定部件；11捆绑带(线缆固定部件)；12第1接合部件；13第2接合部件；14第1密封部件；15第2密封部件；20机械手。

具体实施方式

(实施方式)

以下，使用图1～图4说明本发明的一个实施方式。

图1是表示本实施方式的工业用机器人的结构概况的立体图，图2是表示该机器人关节部的防尘/防水结构的结构概况的主要部分的立体图，图3是表示其关节部的防尘/防水结构的结构概况的主要部分的分解图。

图4是表示设于其关节部附近的线缆通过孔4a、4b附近的防尘/防水结构的主要部分的剖面图。

如图1所示，该机器人在机械手20上设有第1臂1、第2臂2、第3臂3。

在该机械手20的外周(外表面)的关节部附近设有线缆通过孔4a、4b，在该线缆通过孔4a、4b处设有螺纹部(未图示)。另外，该螺纹部用于与设于后述的第1接合部件12上的螺纹部旋合。

沿着第2臂2的侧面设有线缆保护管5。在线缆保护管5的内部收纳有在驱动机器人的各个关节轴的电动机、安装在机器人上的焊接用进给装置、和各种传感器设备中使用的电缆(导线等)、以及用于提供空气和气体等的流体导管等各种线状体(以下称为“线缆束”)6。并且，如图1所示，线缆保护管5在线缆通过孔4a、4b中通过，进行从第1臂1到第3臂3的布线处理。并且，该线缆保护管5具有保护线缆束6的作用，作为一例由金属弹簧构成，形成为将金属丝卷绕成线圈状的具有弹性的大致管形状。即，不需要是准确的管形状，只要大致是管形状即可。

如图2～图4所示，在线缆保护管5的内部收容有线缆束6。在线缆保护管5的端部设有模压引导器7。线缆保护管5的至少一部分配置在模压引导器7的内侧，在其内部插通有线缆束6。另外，在该模压引导器7的内侧形成有可以与线缆保护管5的一端侧旋合的槽，通过旋合线缆保护管5和模压引导器7，可以接合线缆保护管5和模压引导器7。并且，该模压引导器7呈大致圆筒形状，例如由树脂等形成，也可以具有弹性。

在模压引导器7内侧，模压处理部8填充有树脂，以便无间隙地固定线缆保护管5和线缆束6。另外，作为该填充树脂，可以使用环氧树脂等，也可以使用除此以外的材料。

线缆保护管固定部件9与线缆保护管5的一端侧接合，在其内侧插通有线缆束6。另外，在该线缆保护管固定部件9的内侧形成有可以与线缆保护管5的一端侧旋合的槽，通过旋合线缆保护管5和线缆保护管固定部件9，可以接合线缆保护管5和线缆保护管固定部件9。

利用线缆固定部件固定线缆保护管固定部件9和线缆束6。在本实施方式中，作为该线缆固定部件，使用捆绑带11。在线缆保护管固定部件9上设有孔，使捆绑带11插通线缆保护管固定部件9的孔并捆绑线缆保护管固定部件9和线缆束6，从而固定线缆保护管固定部件9和线缆束6。

在线缆通过孔4a、4b中设有第1接合部件12。在该第1接合部件12的内侧插通有线缆束6。在该第1接合部件12的两端表面设有螺纹部，一方螺纹部与线缆通过孔4a、4b旋合，另一方螺纹部与后述的第2接合部件13旋合。

第2接合部件13与第1接合部件12接合，从而固定模压引导器7和线缆保护管固定部件9。在第2接合部件13的内侧也插通有线缆束6。并且，在第2接合部件的内侧表面形成有可以与设于第1接合部件12上的螺纹部旋合的螺纹部。

并且，通过旋合第1接合部件12和第2接合部件13，来接合第1接合部件12和第2接合部件13。并且，通过旋合第1接合部件12和第2接合部件13，从而利用第1接合部件12和第2接合部件13夹持模压引导器7和线缆保护管固定部件9，来固定模压引导器7和线缆保护管固定部件9。

另外，作为该第2接合部件13的一个示例，可以使用压力螺母。通过使用压力螺母，与使用单纯的螺母时相比，可以更加牢靠地进行固定。

第1密封部件14对第1接合部件12的内圆周面与模压引导器7的外圆周面之间的间隙进行密封处理。并且，第2密封部件15对第1接合部件12与线缆通过孔4a、4b之间的间隙进行密封处理。另外，作为这些第1密封部件14和第2密封部件15，可以使用具有弹性的密封垫圈，也可以使用O型密封圈和液状界面密封部件等代替。

根据上述结构，利用只在位于线缆通过孔4a、4b内侧的模压引导器7的部分设置的模压处理部8、和设于模压引导器7外侧的第1密封部件14和第2密封部件15，可以防止尘埃和水等从臂外部进入臂内部。即，可以使设有线缆通过孔4a、4b的第1臂1和第3臂3的内部空间形成防尘/防水结构。

并且，如果没有模压引导器7而只是单一的线缆束6，则该线缆束的外形不稳定，在该线缆束6的不稳定的外形部分与线缆通过孔4a、4b之间进行防尘/防水是非常困难的。但是，通过形成本实施方式这样的结构，设置具有稳定的密封外形的模压引导器7，使线缆束6在其内部通过，并利用模压处理部8填充树脂，则可以形成外形(模压引导器7的外形)确定的结构。因此，通过使由第1接合部件12和第2接合部件13形成的内部空间形成为与模压引导器7相对应的形状，并旋合第1接合部件12和第2接合部件13，从而可以容易地实现防尘/防水结构。

并且，如果线缆束6的外形在小于模压引导器7内径的范围内，则在变更构成线缆束6的线状体的根数和种类时，也不会影响线缆通过孔4a、4b和模压引导器7的防尘/防水结构。即，不需要变更线缆通过孔4a、4b，也不会给配置在关节轴上的与动力传递相关的部件等带来影响。

并且，假设由于线缆束6的规格变更使得线状体的数量增加而且大小变化，而不能通过模压引导器7时，通过另外设置该线缆束6通过的模压引导器7，使线缆通过孔4a、4b也形成与其对应的形状，即可容易应对。因此，可以实现一种防尘/防水结构，其不会像以往的机器人那样给配置在关节轴上的动力传递系统部件等带来影响。

另外，通过接合第1接合部件12和第2接合部件13而固定的模压引导器7和线缆保护管固定部件9与线缆保护管5旋合，通过模压处理，将在模压引导器7内侧插通的线缆束6与线缆保护管5贴在一起。与此同时，利用作为线缆固定部件的捆绑带11将线缆束6固定在线缆保护管固定部件9上，从而线缆保护管5和线缆束6被牢靠固定。由此，能够容易地实现不会受到关节轴的旋转动作的影响的线缆布线部的固定。

如上所述，设置具有所确定的内部空间和稳定的密封外形的模压引导器7，使线缆束6通过该模压引导器7的内侧，利用模压处理部8实施模压处理。对模压引导器7的外侧实施密封处理，利用作为线缆固定部件的捆绑带11，将与线缆保护管5相旋合的线缆保护管固定部件9和线缆束6固定。并且，仅通过旋合第1接合部件12和第2接合部件13来固定模压引导器7和线缆保护管固定部件9，可以同时实现从机器人外部到内部的线缆布线的防尘/防水结构、和不会受到关节轴的旋转动作的影响的线缆布线部的固定。

因此，可以利用简单的结构实现防尘/防水结构，而不会像以往的机器人的防尘/防水结构那样，由于设置相对机械手的关节轴同轴的中空空间，而使得关节部结构变复杂。并且，不会像以往的机器人那样，由于防尘/防水结构而使得关节部分变大型、使重量增加，所以也不会给机器人的运动性能带来不良影响。

另外，在本实施方式中，示出了线缆束6由多个线状体组成的示例，但线状体的数量没有限制，可以是一个也可以是多个。

根据本发明，可以利用简单的结构来实现机器人的关节部的防水/防尘结构，并且也能够容易应对由于线缆束的规格变更而造成的数量和大小的变化，而且不会给配置在关节轴上的动力传递系统部件等带来影响。因此，作为工业用机器人的关节部结构和线缆布线处理非常有用。

Claims (9)

1.一种工业用机器人，该工业用机器人具有：

设于机械手侧面的线缆通过孔；

在所述线缆通过孔中通过并布线于所述机械手的内侧和外侧的线缆；

设于所述线缆外侧的线缆保护管；

在内侧插通所述线缆，并与所述线缆保护管的一端侧接合的线缆保护管固定部件；

固定所述线缆保护管固定部件和所述线缆的线缆固定部件；

设于所述线缆通过孔中，并在内侧插通所述线缆的第1接合部件；

配置在所述线缆保护管固定部件和所述第1接合部件内侧的模压引导器；

填充在所述模压引导器内侧的填充树脂；以及

在内侧插通所述线缆并与所述第1接合部件接合，从而固定所述线缆保护管固定部件和所述模压引导器的第2接合部件，

所述模压引导器在内侧形成有能与所述线缆保护管的一端侧旋合的槽，所述模压引导器和所述线缆保护管通过旋合而接合。

2.根据权利要求1所述的工业用机器人，

所述工业用机器人还具有与所述线缆保护管的一端侧接合的线缆保护管固定部件，

所述线缆保护管固定部件在内侧形成有能与所述线缆保护管的一端侧旋合的槽，

所述线缆保护管和所述线缆保护管固定部件通过旋合而接合。

3.根据权利要求1所述的工业用机器人，

所述线缆保护管是将金属丝卷绕成线圈状的具有弹性的管形状。

4.根据权利要求1所述的工业用机器人，

所述线缆固定部件是捆绑带，

在所述线缆保护管固定部件上设有孔，

将所述捆绑带插通所述线缆保护管固定部件的孔，并捆绑所述线缆保护管固定部件和所述线缆，从而固定所述线缆保护管固定部件和所述线缆。

5.根据权利要求1所述的工业用机器人，

在所述第1接合部件内侧配置有所述模压引导器的至少一部分；

所述线缆保护管的至少一部分配置在所述模压引导器内侧。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的工业用机器人，使多个所述线缆插通到所述模压引导器的内侧。

7.根据权利要求1～5中任一项所述的工业用机器人，

所述第1接合部件是表面有螺纹牙的连接器，

所述第2接合部件是压力螺母，

所述第1接合部件和所述第2接合部件通过旋合而相互接合。

8.根据权利要求1～5中任一项所述的工业用机器人，利用密封部件对所述第1接合部件的内圆周面与所述模压引导器的外圆周面之间的间隙进行密封处理。

9.根据权利要求8所述的工业用机器人，利用密封部件对所述第1接合部件与所述线缆通过孔之间的间隙进行密封处理。

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