CN111386181B - 机器人的股关节构造体 - Google Patents

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Abstract

机器人的股关节构造体具备：一对大腿基端部件(20A、20B)；以及骨盆部件(10)，其为柱状，配置为被一对大腿基端部件(20A、20B)夹持，在骨盆部件(10)的前表面中的左右的端部和骨盆部件(10)的后表面中的左右的端部分别通过沿上下方向延伸的凹部(119)而形成有凸缘部(12)，凸缘部(12)与大腿基端部件(20A、20B)通过紧固部件(13)而被紧固。

Description

机器人的股关节构造体
技术领域
本发明涉及机器人的股关节构造体。
背景技术
公知有一种腿行走机器人，经由冲击吸收机构连结躯干部和脚部连杆的腰板(例如参照专利文献1)。在上述专利文献1中公开的腿行走机器人中，在躯干部经由腰板结合有左右的腿部。
具体而言，在腰板的内部配置有构成用于回旋腿部的关节的谐波减速器(商品名)，谐波减速器中的环形花键的固定侧通过螺栓固定于腰板，环形花键的驱动侧通过螺栓固定于构成腿部的输出部件。而且，该螺栓分别配置为插通腰板以及输出部件的沿上下方向延伸的贯通孔。
专利文献1：日本特开平5－305578号公报
在上述专利文献1公开的腿行走机器人中，在腰板的上方配置有躯干部，另外，在输出部件的下方配置有腿部。因此，存在如下课题，即：在紧固或者拆下螺栓时，由于使用的驱动器等工具进入的缝隙较小，所以制造机器人时以及执行维护作业时，腿部的安装以及/或者卸下作业困难。
发明内容
本发明的目的在于解决上述现有课题，提供制造机器人时以及执行维护作业时能够容易执行腿部的安装以及/或者卸下作业的机器人的股关节构造体。
本发明的机器人的股关节构造体具备：一对大腿基端部件；以及骨盆部件，其为柱状，配置为被一对上述大腿基端部件夹持，在上述骨盆部件的前表面中的左右的端部以及上述骨盆部件的后表面中的左右的端部，分别通过沿上下方向延伸的凹部而形成有凸缘部，上述凸缘部与上述大腿基端部件通过紧固部件而被紧固。
通过在骨盆部件由凹部形成凸缘部，能够实现机器人的小型化。另外，由于该凸缘部与大腿基端部件通过紧固部件被紧固，所以能够容易地进行将大腿基板部件，进而将具有大腿基板部件的腿安装于骨盆部件以及/或者从骨盆部件卸下的作业。
发明的效果
根据本发明的机器人的股关节构造体，能够实现机器人的小型化，并且容易执行腿单元的安装以及/或者卸下作业。
附图说明
图1是表示具备本实施方式1的股关节构造体的机器人的简要结构的示意图。
图2是简要表示图1所示的机器人中的控制装置的结构的功能框图。
图3是表示本实施方式1的机器人的股关节构造体的简要结构的分解图。
图4是图3所示的机器人的股关节构造体的侧视图。
图5是图3所示的机器人的股关节构造体的后视图。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的实施方式。此外，在全部附图中，对相同或者相当的部分标注相同的附图标记，并省略重复说明。另外，存在如下情况，即：在全部附图中，选出用于说明本发明的构成要素并将其图示，其他构成要素省略图示。并且，本发明不限定于以下的实施方式。
(实施方式1)
本实施方式1的机器人的股关节构造体具备：一对大腿基端部件；以及骨盆部件，其为柱状，配置为被一对大腿基端部件夹持，在骨盆部件的前表面中的左右的端部和骨盆部件的后表面中的左右的端部，分别通过沿上下方向延伸的凹部而形成有凸缘部，凸缘部与大腿基端部件通过紧固部件而被紧固。
另外，在本实施方式1的机器人的股关节构造体中，可以构成为：在大腿基端部件设置有沿上下方向延伸的贯通孔，在贯通孔配置有具有中空部的轴承部件，在轴承部件的中空部收纳有连接器，该连接器连接配设于腿的第一电缆与配设于躯干的第二电缆。
并且，在本实施方式1的机器人的股关节构造体中，可以构成为：在骨盆部件设置有沿上下方向延伸的第一贯通孔，在形成于前表面以及/或者后表面的凹部，以与第一贯通孔连通的方式设置有第二贯通孔，第二电缆从第一贯通孔经由第二贯通孔被向骨盆部件的外部引出。
以下，参照图1～图5说明本实施方式1的机器人的股关节构造体的一个例子。
[机器人的结构]
首先，参照图1说明具备本实施方式1的股关节构造体的机器人的结构。
图1是表示具备本实施方式1的股关节构造体的机器人的简要结构的示意图。
如图1所示，机器人100具备躯干101、头102、一对臂103、103、一对腿104、104以及配置于躯干101内的控制装置110。
头102经由颈关节105与躯干101连接。在颈关节105配置有用于使头102相对于躯干101相对地摆动(转动)的驱动机构(未图示)。
同样地，臂103经由肩关节106与躯干101连接。在肩关节106配置有用于使臂103相对于躯干101相对地摆动(转动)的驱动机构(未图示)。
配置于颈关节105以及肩关节106的驱动机构由促动器(例如电动马达(伺服马达))以及齿条·小齿轮、带·带轮等驱动部件构成。
另外，腿104经由本实施方式1的股关节构造体111与构成躯干101的一部分的腰108连接。之后叙述股关节构造体111的结构。
此外，在本实施方式1中，采用了控制装置110配置于躯干101内的形态，但不限定于此。可以采用控制装置110配置于头102等其他构成部件内的形态，也可以采用控制装置110配置于机器人100的外部的形态。
这里，参照图2说明控制装置110的结构。
图2是简要表示图1所示的机器人中的控制装置的结构的功能框图。
如图2所示，控制装置110具备CPU等运算部110a、ROM、RAM等存储部110b以及伺服控制部110c。控制装置110例如也可以是具备微型控制器等计算机的机器人控制器。
此外，控制装置110可以由进行集中控制的单独的控制装置110构成，也可以由相互配合进行分散控制的多个控制装置110构成。另外，在本实施方式1中，采用了存储部110b配置于控制装置110内的形态，但不限定于此，也可以采用存储部110b相对于控制装置110独立设置的形态。
在存储部110b存储有基本程序、各种固定数据等信息。运算部110a通过读取并执行存储于存储部110b的基本程序等软件来控制机器人的各种动作。即，运算部110a生成机器人的控制指令，并将其输出至伺服控制部110c。伺服控制部110c构成为基于由运算部110a生成的控制指令来控制设置于机器人100的各关节的伺服马达的驱动。
[机器人的股关节构造体的结构]
接下来，参照图3～图5说明本实施方式1的机器人的股关节构造体111的结构。
图3是表示本实施方式1的机器人的股关节构造体的简要结构的分解图。图4是图3所示的机器人的股关节构造体的侧视图。图5是图3所示的机器人的股关节构造体的后视图。此外，在图3～图5中，将机器人的股关节构造体中的上下、左右以及前后方向表示为图中的上下、左右以及前后方向。
如图3～图5所示，本实施方式1的机器人的股关节构造体111具备骨盆部件10和一对大腿基端部件20A、20B，骨盆部件10配置为被一对大腿基端部件20A、20B夹持。骨盆部件10以及大腿基端部件20A、20B形成为柱状(这里为四棱柱状)。
在骨盆部件10的前表面以及后表面中的左右的端部，分别通过沿上下方向延伸的凹部11而形成有凸缘部12。另外，在骨盆部件10设置有贯通上表面和下表面的第一贯通孔15，在第一贯通孔15嵌合有腰连接部件90的下端部。在腰连接部件90，以与第一贯通孔15连通的方式设置有沿上下方向延伸的贯通孔91。
另外，在骨盆部件10的后表面侧的凹部11，以与第一贯通孔15连通的方式设置有第二贯通孔16。此外，第二贯通孔16也可以设置于骨盆部件10的前表面侧的凹部11。
在凸缘部12设置有沿左右方向延伸的贯通孔，在该贯通孔插通有紧固部件(这里为螺栓)13。另外，在骨盆部件10的左右的侧面配设有定位用的销14。
在大腿基端部件20A的左侧面配设有定位用的凹部21A。通过凹部21A与配设于骨盆部件10的右侧面的销14嵌合，能够进行骨盆部件10与大腿基端部件20A的定位。
另外，在大腿基端部件20A的左侧面配设有用于供紧固部件13的前端部进行螺纹接合的凹部22A。由此，骨盆部件10和大腿基端部件20A通过紧固部件13而被紧固。
同样地，在大腿基端部件20B的右侧面配设有定位用的凹部(未图示)。通过该凹部与配设于骨盆部件10的左侧面的销14嵌合，能够进行骨盆部件10与大腿基端部件20B的定位。
另外，在大腿基端部件20B的右侧面配设有用于供紧固部件13的前端部进行螺纹接合的凹部(未图示)。由此，骨盆部件10和大腿基端部件20B通过紧固部件13被紧固。
此外，在本实施方式1中，采用了在大腿基端部件20A、20B配设有凹部21A、22A的形态，但不限定于此。例如，也可以采用在大腿基端部件20A、20B取代凹部21A而配设贯通孔并且销14与该贯通孔嵌合的形态。另外，例如也可以采用在大腿基端部件20A、20B取代凹部22A而配设贯通孔并且紧固部件13与该贯通孔螺纹接合的形态。
并且，在大腿基端部件20A配设有沿上下方向延伸的贯通孔23A。在贯通孔23A配置有具有中空部31A的轴承部件30A。例如能够使用轴承等作为轴承部件30A。
在轴承部件30A的下端部经由第一齿轮40A固定有腿104。第一齿轮40A与第二齿轮50A啮合，在第二齿轮50A固定有电动马达60A的输出轴。电动马达60A固定于大腿基端部件20A的后表面。由此，通过电动马达60A驱动，腿104能够相对于大腿基端部件20A绕沿上下方向延伸的轴(偏转轴)相对地摆动(转动)。
同样地，在大腿基端部件20B配设有沿上下方向延伸的贯通孔23B。在贯通孔23B配置有具有中空部31B的轴承部件30B。作为轴承部件30B，例如能够使用轴承等。
在轴承部件30B的下端部经由第一齿轮40B而固定有腿104。第一齿轮40B与第二齿轮50B啮合，在第二齿轮50B固定有电动马达60B的输出轴。电动马达60B固定于大腿基端部件20B的后表面。由此，通过电动马达60B驱动，腿104能够相对于大腿基端部件20B绕沿上下方向延伸的轴(偏转轴)相对地摆动(转动)。
如图4所示，在电动马达60B连接有第一电缆70B的基端部。在第一电缆70B的前端部配置有连接器71B，该连接器71B与配置于第二电缆80B的基端部的连接器81B连接。连接器71B、81B分别收纳于轴承部件30B的中空部31B内。
另外，如图5所示，第二电缆80B从骨盆部件10的(左侧的)第二贯通孔16经由第一贯通孔15通过腰连接部件90的贯通孔91。而且，第二电缆80B配置为从骨盆部件10的上方向躯干101内伸出。
此外，第二电缆80B的前端部例如也可以与配置于机器人100的内部的蓄电池、除电动马达60A、60B以外的电动马达、或者配置于房屋等的插座(均未图示)等连接。另外，第二电缆80B的前端部例如也可以与控制装置110连接。
同样地，在电动马达60A连接有第一电缆70A的基端部。在第一电缆70A的前端部配置有连接器，该连接器与配置于第二电缆80A的基端部的连接器连接(均未图示)。这些连接器分别收纳于轴承部件30A的中空部31A内。
另外，如图5所示，第二电缆80A从骨盆部件10的(右侧的)第二贯通孔16经由第一贯通孔15通过腰连接部件90的贯通孔91。而且，第二电缆80A配置为从骨盆部件10的上方向躯干101内伸出。
此外，第二电缆80A的前端部例如也可以与配置于机器人100的内部的蓄电池、除电动马达60A、60B以外的电动马达、或者配置于房屋等的插座(均未图示)等连接。另外，第二电缆80A的前端部例如也可以与控制装置110连接。
在这样构成的本实施方式1的机器人的股关节构造体111中，在骨盆部件10的前表面以及后表面，通过凹部11而形成有凸缘部12。由此，和以从骨盆部件10的前表面以及后表面突出的方式形成凸缘部的那种情况相比，能够实现机器人100的小型化。
另外，由于在形成凸缘部12的凹部11侧未配置有其他部件，所以能够充分确保配置驱动器等工具的空间。因此，能够容易地进行紧固凸缘部12与大腿基端部件20A、20B时的作业或者从凸缘部12卸下大腿基端部件20A、20B的作业。
另外，在本实施方式1的机器人的股关节构造体111中，从凸缘部12侧插通紧固部件13来对凸缘部12与大腿基端部件20A、20B进行紧固。由此，和从大腿基端部件20A、20侧插通紧固部件13来对凸缘部12与大腿基端部件20A、20B进行紧固的那种情况相比，能够使机器人100小型化。
即，在从大腿基端部件20A、20侧插通紧固部件13时，需要以避开轴承部件30A、30B的方式配置紧固部件13，轴承部件30A、30B的前后方向的厚度变大。然而，在从凸缘部12侧插通紧固部件13时，无需增大轴承部件30A、30B的前后方向的厚度，因此能够使机器人100小型化。
另外，在本实施方式1的机器人的股关节构造体111中，在轴承部件30A的中空部31A内收纳有连接第一电缆70A与第二电缆80A的连接器。同样地，在轴承部件30B的中空部31B内收纳有连接第一电缆70B与第二电缆80B的连接器71B、81B。
由此，和在骨盆部件10、大腿基端部件20A、20B等的外表面配置用于连接两根电缆的插座的形态相比，能够使机器人100小型化。另外，通过连接、分离连接器，能够容易地进行第一电缆70A与第二电缆80A的电连接及分离，或者第一电缆70B与第二电缆80B的电连接及分离。因此，能够容易进行维护作业。
并且，在本实施方式1的机器人的股关节构造体111中，第二电缆80A、80B配置为从骨盆部件10的第二贯通孔16经由第一贯通孔15从骨盆部件10的上方向躯干101的内部引出。由此，如图5的双点划线所示，和从骨盆部件10的下端部插通第二电缆80A、80B的情况相比，能够使机器人100小型化。
即，从下端部插通第二电缆80A、80B时，为了抑制电缆的断线，需要增大电缆的曲率半径。因此，当配置覆盖骨盆部件10的下端部的罩部件时，该罩部件大型化，其结果是，机器人大型化。
另一方面，在本实施方式1的机器人的股关节构造体111中，从骨盆部件10的第二贯通孔16插通第二电缆80A、80B，因此无需将覆盖骨盆部件10的下端部的罩部件大型化。因此，能够使机器人100小型化。
此外，在本实施方式1中，例示出将股关节构造体111应用于两足步行机器人的形态，但不限定于此。也可以采用将股关节构造体111应用于四足步行机器人的形态。
根据上述说明可知，对本领域技术人员而言，本发明的很多改进或者其他实施方式显而易见。因此，上述说明应解释成仅为例示，出于教导本领域技术人员的目的，提供执行本发明的最优方式。能够不脱离本发明的精神地实际变更其构造以及/或者功能的详细内容。
工业上的可利用性
由于本发明的机器人的股关节构造体能够实现机器人的小型化，并且容易执行腿单元的安装以及/或者卸下作业，所以在工业机器人的领域中有用。
附图标记说明：
10…骨盆部件；11…凹部；12…凸缘部；13…紧固部件；14…销；15…第一贯通孔；16…第二贯通孔；20A…大腿基端部件；20B…大腿基端部件；21A…凹部；22A…凹部；23A…贯通孔；23B…贯通孔；30A…轴承部件；30B…轴承部件；31A…中空部；31B…中空部；40A…第一齿轮；40B…第一齿轮；50A…第二齿轮；50B…第二齿轮；60A…电动马达；60B…电动马达；70A…第一电缆；70B…第一电缆；71B…连接器；80A…第二电缆；80B…第二电缆；81B…连接器；90…腰连接部件；91…贯通孔；101…躯干；102…头；103…臂；104…腿；105…颈关节；106…肩关节；108…腰；110…控制装置；110a…运算部；110b…存储部；110c…伺服控制部；111…股关节构造体。

Claims (3)

1.一种机器人的股关节构造体，其特征在于，具备：
一对大腿基端部件；以及
骨盆部件，其为柱状，配置为被一对所述大腿基端部件夹持，
在所述骨盆部件的前表面中的左右的端部以及所述骨盆部件的后表面中的左右的端部，分别通过沿上下方向延伸的凹部而形成有凸缘部，
所述凸缘部与所述大腿基端部件通过紧固部件直接被紧固，
在所述骨盆部件设置有沿上下方向延伸的第一贯通孔，
在形成于所述前表面以及/或者所述后表面的凹部，以与所述第一贯通孔连通的方式设置有第二贯通孔。
2.根据权利要求1所述的机器人的股关节构造体，其特征在于，
在所述大腿基端部件设置有沿上下方向延伸的贯通孔，
在所述贯通孔配置有具有中空部的轴承部件，
在所述轴承部件的中空部收纳有连接器，该连接器连接配设于腿的第一电缆与配设于躯干的第二电缆。
3.根据权利要求2所述的机器人的股关节构造体，其特征在于，
所述第二电缆从所述第一贯通孔经由所述第二贯通孔被向所述骨盆部件的外部引出。
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