[发明专利]机器人关节构造和机器人

说明书

本发明涉及机器人关节构造和机器人。机器人关节构造包括：电动机，其在能够绕铅垂轴线旋转的机器人关节轴中使用；电动机侧齿轮，其安装于电动机的轴；辅助轴承，其辅助地对轴进行轴支承；转接器，其将电动机、电动机侧齿轮以及辅助轴承一体化；以及移动机构，其将利用转接器一体化而成的单元构造向电动机的径向移动，以使电动机侧齿轮靠近与电动机侧齿轮啮合的对方侧齿轮。

技术领域

本发明涉及机器人，特别涉及具备间隙减小机构的机器人关节构造和机器人。

背景技术

在使机器人一边进行动作一边进行加工的激光应用、密封应用等中，由于机器人的轨迹精度被直接向产品精度复制，因此对机器人要求较高的轨迹精度。

对于垂直多关节机器人、水平多关节机器人等工业用机器人，大多情况下采用将自伺服电动机输出的转矩利用减速机构放大的驱动方式，但由于减速机构中存在的间隙而导致电动机轴与输出轴之间的旋转产生误差，而使机器人的轨迹精度劣化。作为去除、减小或调整该间隙的现有技术，公知有例如下述的专利文献。

在日本特公平03－73436号公报中公开有如下的机构：调节调节螺钉使交错齿轮装置的小齿轮在轴向上移动，从而调节小齿轮与大齿轮之间的间隙。

在日本特开2008－223812号公报中公开有如下的机构：对定位螺母进行位置调整而使圆锥齿轮在轴向上移动，从而调整圆锥齿轮与大圆锥齿轮之间的间隙。

在日本特开2005－76748号公报中公开有如下的机构：通过将固定于第1齿轮轴的两端的毂分别利用弹簧按压，从而使第1齿轮轴平行移动来减小设于第1齿轮轴的齿轮与输出轴齿轮之间的间隙。

在日本特开平9－193815号公报中公开有如下的电动动力转向装置：利用碟形弹簧使大伞齿轮在轴向上移动，从而调整大伞齿轮与小伞齿轮之间的间隙。

在日本特开2009－74611号公报中公开有如下的机器人的关节构造和机器人臂：用于支承行星齿轮的施力轴的支承构件被第一弹性构件朝向可动内齿轮和固定内齿轮施力，从而去除、减小行星齿轮与可动内齿轮以及行星齿轮与固定内齿轮之间的间隙。

在日本特开2010－143284号公报中公开有如下的电动动力转向装置：在惰轮从动于被驱动齿轮的旋转而开始旋转时，承受了来自被驱动齿轮的啮合反作用力的惰轮沿着与连结驱动齿轮的旋转中心和被驱动齿轮的旋转中心的线平行的规定方向向驱动齿轮侧移动，从而成为惰轮与驱动齿轮之间的间隙量几乎没有的状态。

在日本特开2015－36186号公报中公开有如下的水平多关节机器人：利用波动齿轮装置(HarmonicDrive，注册商标)减小了动力的自电动机向第3臂的传递路径上的间隙。

在日本特开2016－199177号公报中公开有如下的动力转向装置：利用螺旋弹簧对蜗杆轴的轴承施力来维持蜗轮蜗杆的啮合状态，从而减小了间隙。

在日本特开2017－106533号公报中公开有如下的双曲面减速机构：具有与两个电动机的输出轴分别连结的两个驱动齿轮以及由两个驱动齿轮驱动的被驱动齿轮，各个输出轴平行，并且各个输出轴的轴间距离配置为小于被驱动齿轮的外径。

发明内容

特别是在距机器人前端的距离较远的关节轴，例如垂直多关节机器人的第1轴中存在的间隙对机器人轨迹精度的影响较大，因此，减小间隙是较重要的。另外，对于能够绕铅垂轴线旋转的其他的关节轴，例如垂直多关节机器人的第4轴至第6轴，由于存在对关节轴的齿轮不作用重力的情况，因此，这些关节轴中存在的间隙有时也对机器人轨迹精度产生影响。这一点也适用于水平多关节机器人的关节轴。

另外，在自电动机到减速机构的距离较远而延长电动机轴的情况下，为了减轻对电动机轴的负荷、确保电动机轴的刚性等，有时安装辅助轴承，但由于安装于电动机轴的齿轮的旋转轴线位置被辅助轴承固定，因此难以调整电动机侧齿轮与对方侧齿轮之间的间隙。