[发明专利]旋转轴以及具备该旋转轴的工业用机器人

说明书

技术领域

本发明涉及利用平行连杆(parallel link)机构的工业用机器人。

背景技术

作为利用平行连杆机构的工业用机器人(以下，仅称为机器人)，已知例如日本专利公开公报特表2002-532269号(称为专利文献1)所公开的机器人。该机器人具备：基座部，作为支撑底座；头部(末端执行器(end effector))，具备各种工具等(以下，仅称为工具)；多个(三个)臂，分别将所述基座部与所述头部连接；其中，基于搭载于基座部的马达而使各臂个别地且协作地被驱动，从而使头的位置以及姿势发生变化。该机器人除了所述臂之外还具备将搭载于所述基座部的马达与工具连结的旋转轴，由此，能够以马达来旋转驱动工具。旋转轴伸缩自如地构成，其两端分别经由万向联轴器(万向接头)而连结于工具以及马达，由此，旋转轴在追随头部的位置或姿势的变化的情况下将马达的旋转驱动力传递给头部。

有关旋转轴的结构，更具体而言，旋转轴具有：圆筒状的外筒；内轴；轴衬，固定于所述外筒的内侧且将内轴以相对于该外筒沿轴向移动自如的方式保持。即，旋转轴采用通过内轴与外筒相对地沿它们的轴向位移而伸缩的结构。此外，内轴以及轴衬包括所谓的滚珠花键(ball spline)。滚珠花键具备：花键轴；筒状体，供该花键轴插通；多个滚珠，保持于该筒状体且介于该筒状体与花键轴之间，由此，花键轴和筒状体经由上述滚珠，以能够进行相对于筒状体的花键轴轴向的相对位移且阻止相对于筒状体的花键轴的相对旋转的方式而结合。即，上述旋转轴的内轴包括花键轴，上述旋转轴的轴衬包括筒状体。

然而，在专利文献1所记载的机器人中应用上述旋转轴时存在如下的问题。即，如上所述的机器人被要求以高速动作，为了实现这样的要求，要求臂及旋转轴的轻量化。但是，在使用滚珠花键的上述旋转轴的结构中，介于内轴(花键轴)与轴衬(筒状体)之间的滚珠与内轴以及轴衬点接触。因此，当为了实现旋转轴的轻量化而使内轴及轴衬的直径小径化时，与此相伴的滚珠的小径化导致表面压力下降，从而难以传递期望的旋转扭矩。因此，难以使旋转轴小型化和轻量化。

发明内容

本发明鉴于上述情况而作，其目的在于针对适用于利用平行连杆机构的工业用机器人的旋转轴，实现该旋转轴的小型化和轻量化。

本发明一个方面所涉及的旋转轴是能够伸缩的旋转轴，其连结于第一对方侧部件和第二对方侧部件，并且在所述第一对方侧部件和所述第二对方侧部件之间传递旋转力，该旋转轴包括：第一轴部件，包含导轨部件以及第一连结部，所述导轨部件沿所述旋转轴的轴向延伸，所述第一连结部设置于所述导轨部件的端部且能够连结于所述第一对方侧部件；第二轴部件，包含滑块、筒状体以及第二连结部，所述滑块移动自如地安装于所述导轨部件，所述筒状体沿所述轴向延伸且在该轴向方向上具有第一端部以及第二端部，所述第一端部固定于所述滑块，使得所述导轨部件随着所述滑块向所述第一连结部侧的移动而插入所述筒状体的内侧，所述第二连结部设置于所述筒状体的所述第二端部且能够连结于所述第二对方侧部件；其中，所述滑块包含：滑块主体；多个滚子状滚动体，被保持于所述滑块主体且随着所述滑块的移动而在所述滑块主体与所述导轨部件之间滚动，所述多个滚子状滚动体包含多个第一滚子状滚动体以及多个第二滚子状滚动体，所述多个第一滚子状滚动体沿所述滑块主体与所述导轨部件之间形成的第一滚动路滚动，且在使所述第一轴部件相对于所述第二轴部件沿第一方向旋转的所述旋转力输入至所述第一轴部件或所述第二轴部件时，在所述滑块与所述导轨部件之间传递该旋转扭矩，所述多个第二滚子状滚动体沿所述滑块主体与所述导轨部件之间的形成在与所述第一滚动路不同的位置的第二滚动路滚动，且在使所述第一轴部件相对于所述第二轴部件沿与所述第一方向相反的第二方向旋转的所述旋转力输入至所述第一轴部件或所述第二轴部件时，在所述滑块与所述导轨部件之间传递该旋转扭矩。

本发明另一方面所涉及的工业用机器人是利用平行连杆机构的机器人，其包括：基座部；末端执行器；多个臂，连结所述基座部和所述末端执行器；旋转轴，连结所述基座部和所述末端执行器；马达，搭载于所述基座部且通过驱动所述旋转轴而将旋转驱动力施加于所述末端执行器；其中，该机器人的所述旋转轴是上述的旋转轴，所述旋转轴将所述马达和所述末端执行器中的一者作为所述第一对方侧部件并且将所述马达和所述末端执行器中的另一者作为所述第二对方侧部件而连结于所述马达以及所述末端执行器。

根据本发明，能够实现旋转轴的小型化和轻量化。

附图说明