工业用机械手的手腕结构 |
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| 申请号 | CN201410175339.5 | 申请日 | 2014-04-28 | 公开(公告)号 | CN104128929B | 公开(公告)日 | 2016-01-13 |
| 申请人 | 发那科株式会社; | 发明人 | 井上俊彦; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供一种工业用机械手的 手腕 结构，其具备将第二手腕用 马 达的动 力 传递到第二手腕单元的第二手腕用动力传递部、将第三手腕用马达的动力传递到第三手腕单元的第三手腕用动力传递部。第二手腕用动力传递部具有双曲面 齿轮 组件、在第三手腕用马达的侧方与第一轴线平行地延伸设置的 驱动轴 、使第二手腕用马达的旋转减速地传递到驱动轴的第一减速部、使驱动轴的旋转减速地传递到第二手腕用 小齿轮 的第二减速部，第三手腕用动力传递部具有双曲面齿轮组件、使第三手腕用马达的旋转减速地传递到第三手腕用小齿轮的第三减速部。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种工业用机械手的手腕结构，其特征在于，具备： |
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| 说明书全文 | 工业用机械手的手腕结构技术领域背景技术[0002] 以往，已知有下述工业用机械手的手腕结构：具备第一手腕单元、能旋转地支撑在第一手腕单元的前端部的第二手腕单元、以及能旋转地支撑在第二手腕单元的前端部的第三手腕单元，将设在第一手腕单元的第二手腕用马达及第三手腕用马达的动力分别通过具有小齿轮与内齿轮的双曲面齿轮组件传递到第二手腕单元及第三手腕单元。例如，在专利第4233578号公报(JP4233578B)记载的手腕结构中，将第二手腕用马达配置在比第三手腕用马达靠第一手腕单元的前端侧，将第二手腕用马达的动力通过一组平齿轮输入第二手腕用小齿轮。 [0003] 然而，为了驱动第二手腕单元，需要比驱动第三手腕单元大的驱动转矩。因此，一般较大地设定从第二手腕用马达到第二手腕单元的动力传递路径的减速比。但是，在JP4233578B记载的手腕结构中，由于将第二手腕用马达的动力只通过一组平齿轮输入第二手腕用小齿轮，因此，为了得到充分的减速比，需要增大双曲面齿轮组件的减速比，当增大双曲面齿轮组件的减速比时，存在动力的传递效率下降之类的问题。 发明内容[0004] 本发明的工业用机械手的手腕结构具备沿第一轴线方向延伸且能绕第一轴线旋转地设置的第一手腕单元、能绕第二轴线旋转地支撑在第一手腕单元的前端部的第二手腕单元、能绕第三轴线旋转地支撑在第二手腕单元的前端部的第三手腕单元、设在第一手腕单元上且具有与第一轴线平行地延伸的输出轴的第二手腕用马达、设在第一手腕单元上且具有与第一轴线平行地延伸的输出轴的第三手腕用马达、将第二手腕用马达的动力传递到第二手腕单元的第二手腕用动力传递部、以及将第三手腕用马达的动力传递到第三手腕单元的第三手腕用动力传递部。第三手腕用马达配置在比第二手腕用马达靠上述第一手腕单元的前端侧。第二手腕用动力传递部具有能以与第一轴线平行的轴线为中心旋转地设在第一手腕单元上的第二手腕用小齿轮、能以第二轴线为中心旋转地设在第一手腕单元上且具有与第二手腕用小齿轮啮合的第二手腕用大齿轮的第二手腕用双曲面齿轮组件、在第三手腕用马达的侧方与第一轴线平行地延伸设置的驱动轴、使第二手腕用马达的旋转减速地传递到驱动轴的第一减速部、以及使驱动轴的旋转减速地传递到第二手腕用小齿轮的第二减速部。第三手腕用动力传递部具有能以与第一轴线平行的轴线为中心旋转地设在第一手腕单元上的第三手腕用小齿轮、能以第二轴线为中心旋转地设在第一手腕单元上且具有与第三手腕用小齿轮啮合的第三手腕用大齿轮的第三手腕用双曲面齿轮组件、以及使第三手腕用马达的旋转减速地传递到第三手腕用小齿轮的第三减速部。附图说明 [0005] 本发明的目的、特征及优点通过与附图相关的以下的实施方式的说明变得更明确。在该附图中， [0006] 图1是表示本发明的实施方式的工业用机械手的手腕结构的内部结构的主视图。 [0007] 图2是表示本发明的实施方式的工业用机械手的手腕结构的内部结构的侧视图。 [0008] 图3是表示应用本发明的实施方式的手腕结构的工业用机械手的一个例子的侧视图。 [0009] 图4是表示应用本发明的实施方式的手腕结构的工业用机械手的一个例子的侧视图。 [0010] 图5是从斜后方观察构成本发明的实施方式的手腕结构的第一手腕单元的立体图。 [0011] 图6是图1的VI-VI线剖视图。 [0012] 图7是表示构成本发明的实施方式的手腕结构的第三手腕用伺服马达的安装部的结构的图。 [0013] 图8是表示构成本发明的实施方式的手腕结构的第二手腕用伺服马达的安装部的结构的图。 [0014] 图9是表示图6的变形例的图。 具体实施方式[0015] 下面，参照图1～图9说明本发明的实施方式。图1及图2分别是表示本发明的实施方式的工业用机械手的手腕结构100的内部结构的主视图及侧视图。图3及图4是表示应用该手腕结构100的工业用机械手1A及1B的一个例子的侧视图。 [0016] 首先，说明工业用机械手1A、1B的结构。图3、4所示的工业用机械手1A、1B是具有正交六轴的自由度的机械手。特别地，图3表示作为最终轴的手腕单元，具备焊接炬2的弧光焊接用机械手1A，图4表示作为最终轴的手腕单元，具备手工具3的操纵机械手1B。如图3所示，在焊接炬2上连接捆绑了信号电缆、电源电缆、焊丝、气管、电线导管等的线条体4。另一方面，如图4所示，在手工具3上连接捆绑了信号电缆、电源电缆及空气配管等的线条体4。 [0017] 在图3、4中，基座6能以沿上下方向延伸的轴线为中心旋转，上臂7能转动地支撑在基座6上。前臂8能转动地支撑在上臂7的前端部，手腕结构100支撑在前臂8的前端部。基座6、上臂7与前臂8以三转动轴的自由度转动。另外，图3、4的工业用机械手1A、1B除了作为终端操作装置的第三手腕单元12的形态、连接在第三手腕单元12上的线条体 4的结构、输送线条体4的送给装置5的结构在两者不同这一点外，其他部分相同。即，基座 6、上臂7与前臂8的结构在两者中相同。 [0018] 手腕结构100包括第一手腕单元10、第二手腕单元11及第三手腕单元12，具有三转动轴的自由度。第一手腕单元10能绕沿长度方向延伸的第一轴线L1旋转地支撑在前臂8的前端部。第二手腕单元11能绕与第一轴线L1相交的第二轴线L2旋转地支撑在第一手腕单元10的前端部。第三手腕单元12能绕与第二轴线L2相交的第三轴线L3转动地支撑在第二手腕单元11的前端部。 [0019] 第一轴线L1、第二轴线L2与第三轴线L3在一点相交，手腕结构100为轴向排列手腕的结构。由此，如图2所示，第一轴线L1与第三轴线L3位于同一轴线上，能够减小第一手腕10旋转时其他手腕单元11、12的干涉半径。另外，能够实现旋转平衡好、控制性好的手腕结构100。构成以上的工业用机械手1A、1B的各个驱动单元由与各个驱动单元对应的伺服马达驱动。伺服马达根据来自未图示的机械手控制装置的指令被控制，由此，机械手1A、1B能够得到规定的位置及姿势。 [0020] 接着，对手腕结构100的结构进行说明。另外，在以下，为了方便说明，如图1、2所示定义上下方向、前后方向及左右方向，根据该定义说明各部的结构。如图1、2所示，第一手腕单元10在前后方向上延伸，其后端部能旋转地支撑在前臂8的前端部。在前臂8上设有用于以规定的减速比对第一手腕单元10减速地使其旋转的未图示的伺服马达与减速机构。减速机构以其输出部与第一轴线L1同轴地旋转的方式收纳在前臂8上，通过减速机构，第一手腕单元10以第一轴线L1为中心被旋转驱动。 [0021] 第一手腕单元10具有通过沿与第一轴线L1垂直的铅垂方向延伸的安装面SA一体地连结的前侧壳体10A与后侧壳体10B，在各壳体10A、10B的内侧形成收纳空间SP1、SP2。在后侧的收纳空间SP2中配置驱动第二手腕单元11的伺服马达13、驱动第三手腕单元12的伺服马达14。伺服马达14配置在伺服马达13的前侧。 [0022] 各伺服马达13、14的输出轴13a、14a分别与第一轴线L1平行地向前方突出。伺服马达13位于比伺服马达14靠上方，输出轴13a在第一轴线L1的上方延伸，输出轴14a在第一轴线L1的下方延伸。换言之，伺服马达13、14的输出轴13a、14a以相对于包括第一轴线L1与第二轴线L2的平面大致为面对称的方式偏离地定位，伺服马达13、14在包括第一轴线L1与第二轴线L2的平面的两侧，以在前后偏离的状态并且局部重合的状态互相并列设置。 [0023] 这样，通过将第二手腕用马达13配置在第一手腕单元10的基端侧(后侧)，将第三手腕用马达14配置在第一手腕单元10的前端侧(前侧)，从第一轴线L1方向(前方或后方)观察，能够使两个马达13、14局部重合地配置。由此，能够较小地抑制与第一轴线L1垂直的第一手腕单元10的轴直角截面积。 [0024] 在前侧的收纳空间SP1中设有以规定的减速比对伺服马达13的旋转速度进行减速的双曲面齿轮组件15、以规定的减速比对伺服马达14的旋转速度进行减速的双曲面齿轮组件20。各双曲面齿轮组件15、20分别具有由伺服马达13、14旋转驱动的小齿轮(原动侧小齿轮)16、21、分别与小齿轮16、21啮合的内齿轮(从动侧大齿轮)17、22。 [0025] 小齿轮16设置于在第一轴线L1的上方沿前后方向延伸的轴部160的前端部，小齿轮21设置于在第一轴线L1的下方与第一轴线L1平行地延伸的轴部210的前端部。小齿轮16(轴部160)通过设在前后两端部的轴承18a、18b(圆锥滚子轴承)及安装于轴承18a、18b之间的滚针轴承18c，能以与第一轴线L1平行的轴线L16为中心旋转地支撑在前侧壳体10A上。小齿轮21(轴部210)也同样通过设在前后两端部的轴承23a、23b(圆锥滚子轴承)及安装于轴承23a、23b之间的滚针轴承23c，能以与第一轴线L1平行的轴线L21为中心旋转地支撑在前侧壳体10A上。 [0026] 分别通过轴承螺母18d、23d沿轴向对轴承18a、18b及轴承23a、23b施加预压，使小齿轮16、21的旋转精度为最佳状态地能旋转地支撑小齿轮16、21。通过在前后一对的轴承18a、18b及23a、23b之间设置滚针轴承18c及23c，即使是超过预压的外力进行作用，难以利用轴承18a、18b及23a、23b进行稳定的支撑的场合，也能利用滚针轴承18c、23c良好地支撑小齿轮16、21。另外，也能代替滚针轴承18c、23c使用套筒。 [0027] 在前侧壳体10A的前端部，分别能以第二轴线L2为中心旋转地设有小齿轮16啮合的内齿轮17与小齿轮21啮合的内齿轮22。内齿轮17直径比内齿轮22大，在内齿轮17的右侧配置内齿轮22。小齿轮16形成为齿向右方扭转的状态，小齿轮21在齿向与小齿轮16不同的方向(左方)扭转的状态下形成。这样，通过分别对称、即互相反向对置地形成两个小齿轮16、21的齿形，能将两个小齿轮16、21配置于在与第二轴线L2垂直的轴直角方向上对称地偏离中心的位置。 [0028] 如图2所示，小齿轮16、21与内齿轮17、22的位置关系由垫片调整。即，利用配置在轴承18a、23a的前侧的SM1调整小齿轮16、21的前后方向的位置，利用配置在轴承19及轴承32a的右方的垫片SM2调整内齿轮17、22的左右方向的位置。由此，能够调整小齿轮16、21与内齿轮17、22之间的齿隙及齿接触。 [0029] 内齿轮17一体地连结在第二手腕单元11上。内齿轮17通过轴承19能旋转地支撑在第一手腕单元10内，利用内齿轮17的旋转，第二手腕单元11以第二轴线L2为中心被旋转驱动。 [0030] 在第二手腕单元11上，以第二轴线L2为旋转中心设有伞齿轮31。伞齿轮31的轴部沿第二轴线L2在左右方向上延伸，内齿轮22的内周面与该轴部花键结合。伞齿轮31的轴部通过左右一对的轴承32a、32b能旋转地支撑在内齿轮17的内侧，伞齿轮31以第二轴线L2为中心与内齿轮22一体地旋转。 [0031] 在第三手腕单元12上，以第三轴线L3为旋转中心设有伞齿轮33。伞齿轮33与伞齿轮31啮合，利用内齿轮22的旋转，伞齿轮33借助于伞齿轮31旋转。由此，第三手腕单元12以第三轴线L3为中心被旋转驱动。伞齿轮31的外径比伞齿轮33的外径大，在从伞齿轮31向伞齿轮33传递动力时，伞齿轮33的旋转速度增加。 [0032] 在第三手腕单元12的前端部形成安装面12a，在安装面12a上能装卸地安装与作业内容相应的配件AT(图3的焊接炬2、图4的手工具3等)。本实施方式的手腕结构100具有三轴方向的自由度，因此，能自如地改变配件AT的位置及姿势。在该场合，从第二轴线L2到配件AT的中心的距离比从第三轴线L3到配件AT的中心的距离长，因此，为了驱动第二手腕单元11，需要比驱动第三手腕单元12大的驱动转矩。即，需要增大第二手腕用马达13的减速比。若想要只利用双曲面齿轮组件15得到该减速比，则双曲面齿轮组件15的减速比变大，动力的传递效率下降。在本实施方式中，考虑这一点如下那样构成手腕结构100。 [0033] 如图1所示，手腕结构100具有将第二手腕用伺服马达13的动力传递到第二手腕单元11的第二手腕用动力传递部50、将第三手腕用伺服马达14的动力传递到第三手腕单元12的第三手腕用动力传递部55。 [0034] 第二手腕用动力传递部50具有双曲面齿轮组件15、设在伺服马达13与双曲面齿轮组件15之间的第一减速部RG1及第二减速部RG2。在伺服马达14的上方，沿前后方向延伸设置有驱动轴51，在驱动轴51的前后两端部安装平齿轮52、53。驱动轴51通过前后一对的轴承51a、51b能以与第一轴线L1平行的轴线为中心旋转地支撑在后侧壳体10B上。另外，在轴承51a的后方及轴承51b的前方分别设有油封51c、51d，防止轴承51a、51b的润滑油浸入伺服马达14侧。 [0035] 平齿轮53与伺服马达13的输出轴13a啮合，伺服马达13的旋转通过平齿轮53传递到驱动轴51。平齿轮53直径比输出轴13a大，输出轴13与平齿轮53构成第一减速部RG1。伺服马达13的旋转利用第一减速部RG1以规定的减速比减速，驱动轴51以比伺服马达13低的速度旋转。 [0036] 驱动轴51的前端部向前侧壳体10A内突出，平齿轮52配置在前侧壳体10A内。在小齿轮16的轴部160的后端部安装能以轴线L16为中心旋转的平齿轮54。平齿轮52与平齿轮54啮合，驱动轴51的旋转通过平齿轮52、54传递到小齿轮16。平齿轮54直径比平齿轮52大，平齿轮52、54构成第二减速部RG2。驱动轴51的旋转利用第二减速部RG2以规定的减速比减速，小齿轮16以比驱动轴51低的速度旋转。 [0037] 这样，第二手腕用伺服马达13的旋转通过两组减速部RG1、RG2传递到小齿轮16。由此，能够不使双曲面齿轮组件15的减速比过大地使第二手腕单元11以规定的驱动转矩旋转。例如，能够将第一减速部RG1及第二减速部RG2的减速比分别设定为1:1.5～1：4，将双曲面齿轮组件15的减速比设定为1:8～1：20。第一减速部RG1及第二减速部RG2的减速比的分配在各自的搭载部位的结构上，应选择最适的值，例如，第一减速部RG1也能够为1:1.5，第二减速部RG2为1:4。其结果，能够将双曲面齿轮组件15的减速比抑制为20以下。即，能够防止双曲面齿轮组件15的减速比过大，防止传递效率下降。 [0038] 第三手腕用动力传递部55具有双曲面齿轮组件20、一对伞齿轮31、33、设在伺服马达14与双曲面齿轮组件20之间的第三减速部RG3。在小齿轮21的轴部210的后端部，能以轴线L21为中心旋转地安装平齿轮56。平齿轮56与伺服马达14的输出轴14a啮合，伺服马达14的旋转通过平齿轮56传递到小齿轮21。平齿轮56直径比输出轴14a大，输出轴14a与平齿轮56构成第三减速部RG3。伺服马达14的旋转利用第三减速部RG3以规定的减速比减速，小齿轮21以比伺服马达14低的速度旋转。 [0039] 第三手腕用伺服马达14的旋转通过一组减速部RG3传递到小齿轮21。第三轴线L3与配件AT的中心轴的距离小，第三手腕单元12不需要第二手腕单元11那样大的驱动转矩。因此，即使减速部RG3是一组，也能不使双曲面齿轮组件20的减速比过大地以规定的驱动转矩使第三手腕单元12旋转。例如，能够将第三减速部RG3的减速比设定为1:3～1：5，将双曲面齿轮组件15的减速比设定为1:10～1：20。其结果，能够将双曲面齿轮组件15的减速比抑制为20以下。即，能够防止双曲面齿轮组件20的减速比过大，防止传递效率下降。 [0040] 图5是从斜后方观察第一手腕单元10的立体图。如图5所示，在第一手腕单元10(后侧罩10B)的后端部沿第一轴线L1开有贯通孔41，在贯通孔41的后方配置用于对第一手腕单元10的旋转进行减速的未图示的减速机构。在减速机构的输出部形成空心孔，连接在伺服马达13、14的连接器上的控制电缆插通空心孔。由此，吸收第一手腕单元10绕第一轴线L1旋转时的电缆的扭转，能够防止断线等电缆的损伤。在第一手腕单元10上能装卸地安装有罩42。通过安装罩42，能够容易地在伺服马达13、14的连接器上装卸控制电缆。 [0041] 另外，例如如图4所示，沿控制电缆配设连接在相当于第三手腕单元12的手工具3上的线条体4，也能够将设在线条体4的端部的连接器连接在第三手腕单元12的手腕凸缘的连接器上。由此，能够防止沿手腕单元10～12配设的线条体4露出到外部，能够实现线条体4的动作稳定，并且，干涉半径小的线条体4的配线处理结构。 [0042] 图6是表示第一手腕单元10的前后壳体10A、10B的安装面SA的结构的图(图1的VI-VI线剖视图)，表示平齿轮52、平齿轮54及伺服马达14的输出轴14a、平齿轮56的位置关系。如图6所示，构成第二减速部RG2的小径的平齿轮52配置在大径的平齿轮54的左方，构成第三减速部RG3的小径的输出轴14a配置在大径的平齿轮56的左方。另外，平齿轮52及平齿轮54配置在输出轴14a及平齿轮56的上方，平齿轮56的轴线L21比平齿轮54的轴线L16向右方偏离。 [0043] 如图5、6及后述的图9所示，在后侧壳体10B的前端部及前侧壳体10A的后端部分别设有凸缘部FL，在一方的凸缘部FL上开有贯通孔43a，在另一方的凸缘部FL上形成螺纹孔43b(阴螺纹部)。即，在后侧壳体10B的右端部及前侧壳体10A的左端部分别开有贯通孔43a，与之对应地，在前侧壳体10A的右端部及后侧壳体10B的左端部分别形成螺纹孔43b。 [0044] 如图5、9所示，螺钉44从后方插通右侧的贯通孔43a，螺钉44与螺纹孔43b螺纹结合。如图2、9所示，螺钉45从前方插通左侧的贯通孔43a，螺钉45与螺纹孔43b螺纹结合。由此，将前侧壳体10A连结在后侧壳体10B上。贯通孔43a的直径比螺钉44、45的直径大，因此，前侧壳体10A能以螺钉44、45与贯通孔43a的径向的间隙沿安装面SA上相对于后侧壳体10B移动。 [0045] 其结果，如图6所示，例如能够使后侧壳体10B沿箭头A方向相对于前侧壳体10A相对移动，由此，能调整支撑在前侧壳体10A上的平齿轮54与支撑在后侧壳体10B上的平齿轮52的中心间的距离△L1及支撑在前侧壳体10A上的平齿轮56与支撑在后侧壳体10B上的伺服马达14的输出轴14a的中心间的距离△L2。通过这样调整中心间距离△L1、△L2，能够减小第二减速部RG2及第三减速部RG3的齿隙。在此，通过正确地设置伺服马达14的输出轴14a及平齿轮52、54、56在第一手腕单元10的前后壳体10A、10B的安装面SA内的位置，高精度地形成伺服马达14的输出轴14a及平齿轮52、54、56，能高精度地对第一手腕单元10的前后壳体10A、10B间的相对位置进行定位，也能够维持与机械手的运动相关的尺寸精度。 [0046] 本实施方式的手腕结构100能分别调整伺服马达13、14的安装位置。图7是表示第三手腕用伺服马达14的安装部的结构的图，图8是表示第二手腕用伺服马达13的安装部的结构的图。 [0047] 如图1、7所示，在后侧壳体10B上设置马达支撑部61，在马达支撑部61的后端部形成与第一轴线L1垂直的支撑面61a。在伺服马达14的前端凸缘部开有贯通孔62，在马达支撑部16上与贯通孔62对应地设置螺纹孔63。伺服马达14利用贯通贯通孔62地与螺纹孔63螺纹结合的螺钉64，安装在支撑面61a上。在螺钉64与贯通孔62之间具有径向的间隙，伺服马达14能以该间隙沿支撑面61a移动。由此，例如能够使伺服马达14沿图7的箭头A方向相对于后侧壳体10B相对移动。其结果，能调整伺服马达14的输出轴14a与支撑在前侧壳体10A上的平齿轮56的中心间距离△L2，能减小第三减速部RG3的齿隙。 [0048] 如图1、8所示，在后侧壳体10B上，在马达支撑部61的后方设有马达支撑部66，在马达支撑部66的后端部形成与第一轴线L1垂直的支撑面66a。在伺服马达13的前端凸缘部开有贯通孔67，在马达支撑部66上，与贯通孔67对应地设有螺纹孔68。伺服马达13利用贯通贯通孔67地与螺纹孔68螺纹结合的螺钉69安装在支撑面66a上。在螺钉69与贯通孔67之间具有径向的间隙，伺服马达13能以该间隙沿支撑面66a移动。由此，例如能够使伺服马达13沿图8的箭头A方向相对于后侧壳体10B相对移动。其结果，能调整设在驱动轴51上的平齿轮53与伺服马达13的输出轴13a的中心间距离△L3，能减小第一减速部RG1的齿隙。 [0049] 图9是表示图6的变形例的图。在图9中，在第一手腕单元10的前后壳体10A、10B的安装面SA上设有定位用销70。定位用销70无间隙地嵌合在设在前后壳体10A、10B上的定位孔中，相对于后侧壳体10B对前侧壳体10A进行定位。此时，前侧壳体10A能在安装面SA上以定位用销70为支点沿图的箭头A方向转动。由此，能调整平齿轮52与平齿轮 54之间的中心间距离△L1，能减小第二减速部RG2的齿隙。在该场合，在调整平齿轮52、54的中心间距离△L1后，如图7所示，通过调整伺服马达14的安装位置，只要调整伺服马达 14的输出轴14a与平齿轮56的中心间距离△L2即可。另外，在该场合，也通过正确地设置伺服马达14的输出轴14a及平齿轮56在第一手腕单元10的前后壳体10A、10B的安装面SA内的位置，高精度地形成伺服马达14的输出轴14a及平齿轮56，能高精度地对第一手腕单元10的前后壳体10A、10B间的相对位置进行定位。 [0050] 在本实施方式中，由于减小双曲面齿轮组件15、20的减速比，因此，减速部RG1～RG3的齿隙的影响变大，由于齿隙，有可能对机械手的动作性能带来不良影响。在这方面，如图6～图9所示，通过设置减速部RG1～RG3的位置调整功能，能将齿隙抑制为最小，提高双曲面齿轮组件15、20的传递效率，并且，得到机械手的良好的动作性能。 [0051] 根据本实施方式，能起到以下的作用效果。 [0052] (1)本实施方式的手腕结构100具有第二手腕用伺服马达13、配置在比第二手腕用伺服马达13靠第一手腕单元10的前端侧(前侧)的第三手腕用伺服马达14、将伺服马达13的动力传递到第二手腕单元11的动力传递部50、以及将伺服马达14的动力传递到第三手腕单元12的动力传递部55。动力传递部50具有双曲面齿轮组件15、在伺服马达14的侧方与第一轴线L1平行地延伸设置的驱动轴51、对伺服马达13的旋转减速地传递到驱动轴51的第一减速部RG1、对驱动轴51的旋转减速地传递到双曲面齿轮组件15的小齿轮16的第二齿轮部RG2，动力传递部55具有双曲面齿轮组件20、对伺服马达14的旋转进行减速地传递到双曲面齿轮组件20的小齿轮21的第三减速部RG3。 [0053] 由此，由于伺服马达13的旋转通过两组减速部RG1、RG2减速，因此能够不使双曲面齿轮组件15的减速比过大地以高转矩驱动第二手腕单元11。另一方面，伺服马达14的旋转通过一组减速部RG3减速，但第三手腕单元12不需要第二手腕单元11那样大的驱动转矩，因此，不需要使双曲面齿轮组件20的减速比那么大。其结果，能够将双曲面齿轮组件15、20的减速比设定为例如20以下，能提高双曲面齿轮组件15、20的传递效率。另外，将伺服马达13配置在伺服马达14的后方，在伺服马达14的侧方配置驱动轴51，因此，能不使第一手腕单元10大型化地容易且有效地在第一手腕单元10内配置两组减速部RG1、RG2。减速部RG1～RG3由平齿轮构成，因此，能提高减速部RG1～RG3的传递效率。 [0054] (2)第一手腕单元10具有收纳伺服马达13、14，并且能旋转地支撑驱动轴51的后侧壳体10B、安装在形成在后侧壳体10B的前端部的与第一轴线L1垂直的安装面SA上，能旋转地支撑双曲面齿轮组件15、20的前侧壳体10A。由此，能够容易地将伺服马达13、14与驱动轴51及双曲面齿轮组件15、20组装在第一手腕单元10内地配置。第一手腕单元10由前后一对的壳体10A、10B分割，第一手腕单元10的分割面(安装面SA)是一处，因此，提高第一手腕单元10的组装性及密封性。另外，第一手腕单元10台阶部也少，从外部观察的美观性也好。 [0055] (3)前后的壳体10A、10B通过将插通了贯通孔43a的螺钉44、45与螺纹孔43b螺纹结合而连结(图6)。由此，能调整与第一轴线L1垂直的安装面SA上的前侧壳体10A相对于后侧壳体10B的位置，能够容易地减小第二减速部RG2与第三减速部RG3的齿隙。 [0056] (4)在将定位用销70嵌合在安装面SA上的场合，前侧壳体10A能以定位用销70为支点，相对于后侧壳体10B转动(图9)。由此，能容易地调整平齿轮52、54间的位置，能容易地减小第二减速部RG2的齿隙。 [0057] (5)在第一手腕单元10的后侧壳体10B上设置马达支撑部61，通过将贯通了伺服马达14的凸缘部的贯通孔62的螺钉64螺纹结合在马达支撑部61的螺纹孔63中，将伺服马达14固定在与第一轴线L1垂直的支撑面61a上(图7)。由此，能调整支撑面61a上的伺服马达14的位置，能单独调整伺服马达14的输出轴14a与小齿轮21的平齿轮56的中心间距离△L2。因此，在调整了壳体10A、10B彼此的位置后，能对中心间距离△L2进行微调，能容易地减小减速部RG2、RG3的齿隙。 [0058] (6)在第一手腕单元10的后侧壳体10B上设置马达支撑部66，通过将贯通了伺服马达13的凸缘部的贯通孔67的螺钉69螺纹结合在马达支撑部66的螺纹孔68中，将伺服马达13固定在与第一轴线L1垂直的支撑面66a上(图8)。由此，能调整支撑面66a上的伺服马达13的位置，能容易地减小减速部RG1的齿隙。 [0059] (7)第三手腕用动力传递部55还具有设在第二手腕单元11上，以第一轴线L2为中心与双曲面齿轮组件20的内齿轮22一体地旋转的伞齿轮31(第一伞齿轮)、设在第三手腕单元12上，与伞齿轮31啮合且以第三轴线L3为中心旋转的伞齿轮33(第二伞齿轮)，使伞齿轮31的外径比伞齿轮33的外径大。由此，通过伞齿轮31、33对第三手腕单元12增速，相应地，能较低地抑制双曲面齿轮组件15的转数，提高双曲面齿轮组件15的传递效率。 [0060] 另外，在上述实施方式(图1、2)中，通过平齿轮5对伺服马达13的旋转进行减速，但只要使第二手腕用马达13的旋转减速地传递到驱动轴51，则第一减速部的结构可以任意。在上述实施方式中，通过平齿轮52、54对驱动轴51的旋转减速，但只要使驱动轴51的旋转减速地传递到小齿轮16，则第二减速部的结构是任意的。在上述实施方式中，通过平齿轮56对伺服马达14的旋转减速，但只要使第三手腕用马达14的旋转减速地传递到小齿轮21，则第三减速部的结构是任意的。即，例如可以使用平齿轮以外的部件构成第一减速部、第二减速部及第三减速部。构成第二手腕用双曲面齿轮组件15的小齿轮16(第二手腕用小齿轮)与内齿轮17(第二手腕用大齿轮)的结构、及构成第三手腕用双曲面齿轮组件20的小齿轮21(第三手腕用小齿轮)与内齿轮22(第三手腕用大齿轮)的结构未限于上述结构。 [0061] 在上述实施方式(图1、2)中，通过与第一轴线L1垂直的安装面SA，将第一手腕单元10分割为前侧壳体10A与后侧壳体10B，但只要是收纳伺服马达13、14，并且能旋转地支撑驱动轴51的结构，作为第一壳体部的后侧壳体10B的结构是任意的，只要能旋转地支撑双曲面齿轮组件15、20，则作为第二壳体部的前侧壳体10A的结构是任意的。在上述实施方式(图6、9)中，在贯通孔43a与螺钉44、45之间设置间隙，调整安装面SA上的前侧壳体10A相对于后侧壳体10B的位置，但例如可以使贯通孔43a为长孔，限制壳体10A、10B的相对移动方向，壳体位置调整部的结构未限定于上述结构。 [0062] 在上述实施方式(图7、8)中，在第一手腕单元10的内部设置马达支撑部61、66，调整与第一轴线L1垂直的方向的伺服马达13、14的位置，但马达位置调整部的结构未限定于此。可以利用马达位置调整部调整伺服马达13、14的任一方的位置。在上述实施方式(图3、4)中，说明在具备焊接炬2或手工具3的工业用机械手1A、1B上应用手腕结构100的例子，但本发明的手腕结构也能够应用于进行封口、挖掘等的工业用机械手等其他工业用机械手。 [0063] 以上的说明只是一个例子，只要不损坏本发明的特征，则不会由上述实施方式及变形例限定本发明。在上述实施方式及变形例的结构要素中，包括在维持发明的相同性的前提下进行置换的情况。即，在本发明的技术思想的范围内所考虑的其他方式也包含于本发明的范围内。另外，也能任意地组合上述实施方式与变形例的一个或多个。 [0064] 根据本发明，通过两组减速部将第二手腕用马达的旋转传递到双曲面齿轮组件，因此能不增大双曲面齿轮组件的减速比地产生第二手腕单元的必要的驱动转矩，能防止动力的传递效率下降。 |
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