CN111975811A - 臂固定装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种臂固定装置(1)，其不会使装置大型化，整体节省空间且具有能够充分承受臂的载荷的强度。臂固定装置(1)将第一臂固定于基座，该第一臂被支撑为能够围绕水平的第二轴线相对于基座旋转，并且被伺服马达的动力驱动而围绕第二轴线旋转，该臂固定装置(1)具备：安装部(11)，其在周向上位置能够调整且能够装卸地安装于基座；一对突起固定部(13a)，其在该安装部(11)安装于基座的状态下，相对于第二轴线沿径向延伸且配置于在周向上隔着突起部的位置，突起部设置于第一臂且沿第二轴线方向突出；以及连接部(13b)，其将突起固定部(13a)的前端彼此连接。

Description

臂固定装置

技术领域

本发明涉及臂固定装置。

背景技术

以往，在工业机器人中，已知如下机器人：该机器人为了在因故障等原因而更换伺服马达时代替伺服马达而暂时防止臂的落下，具备将止动器与臂抵靠而固定臂的臂固定装置(例如专利文献1。)。在机器人具备重力平衡装置的情况下，更换伺服马达时不知道臂围绕轴线向哪个方向旋转。因此，专利文献1所记载的机器人具有如下结构：能够利用一对止动器支撑臂的旋转方向的两侧。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015-163414号公报

发明内容

发明要解决的问题

专利文献1所记载的机器人能够利用一对止动器支撑臂的旋转方向的两侧，但由于臂实际旋转的方向是一个方向，因此臂的载荷仅施加于一个止动器。若将具有能够承受臂的载荷的强度的大型的止动器分别配置于臂的旋转方向的两侧，则占用较大的空间，能够设置固定装置的臂的角度受到限制。因此，期望如下臂固定装置：不会使装置大型化，整体节省空间且具有能够充分承受臂的载荷的强度。

用于解决问题的方案

本发明的一个方案是臂固定装置，所述臂固定装置将可动臂固定于支撑部件，所述可动臂被支撑为能够围绕水平的轴线相对于所述支撑部件旋转，并且被伺服马达的动力驱动而围绕所述轴线旋转，所述臂固定装置具备：安装部，其在周向上位置能够调整且能够装卸地安装于所述支撑部件以及所述可动臂中的一个；一对突起固定部，其在该安装部安装于所述支撑部件以及所述可动臂中的一个的状态下，相对于所述轴线沿径向延伸，且配置于在周向上隔着突起部的位置，所述突起部设置于所述支撑部件以及所述可动臂中的另一个且沿所述轴线方向突出；以及连接部，其将该突起固定部的前端彼此连接。

附图说明

图1是表示安装有本发明的一个实施方式的臂固定装置的机器人的外观的侧视图。

图2是从与第二轴线正交的方向观察图1的臂固定装置以及机器人的主视图。

图3是从表面侧观察图1以及图2的臂固定装置的立体图。

图4是从作为背面的安装面侧观察图1以及图2的臂固定装置的立体图。

图5是表示变更了安装图1的臂固定装置的位置的机器人的外观的侧视图。

图6是从与第二轴线正交的方向观察图5的臂固定装置以及机器人的主视图。

图7是表示安装有本发明的一个实施方式的变形例的臂固定装置的机器人的外观的侧视图。

附图标记说明：

1：臂固定装置

3：基座(支撑部件)

5：第一臂(可动臂)

5a：突起部

11：安装部

11d：长孔

13a：突起固定部

13b：连接部

13c：贯穿部(窗部)

13e：固定部螺纹孔

15：螺栓(紧固件)

17：螺钉部件

J2：第二轴线(轴线)

具体实施方式

以下参照附图对本发明的一个实施方式的臂固定装置进行说明。

如图1以及图2所示，本实施方式的臂固定装置1用于机器人10，该机器人10具备：基座(支撑部件)3，其被支撑为能够围绕竖直的第一轴线J1旋转；第一臂(可动臂)5，其被支撑为能够相对于基座3围绕水平的第二轴线(轴线)J2旋转；以及伺服马达(省略图示)，其驱动第一臂5相对于基座3围绕第二轴线J2旋转，臂固定装置1是将第一臂5固定于基座3的装置。图中，附图标记7是被支撑为能够相对于第一臂5围绕与第二轴线J2平行的第三轴线J3旋转的第二臂，附图标记9是减轻驱动第一臂5旋转的伺服马达的载荷的重力平衡装置。

在基座3的上端部附近设置有多个螺纹孔3a。多个螺纹孔3a沿周向以等间距排列于围绕第二轴线J2的圆周上。

第一臂5以悬臂的状态能够旋转地支撑于基座3。在第一臂5上，在基座3侧的侧面设置有向沿着第二轴线J2的方向突出的突起部5a。突起部5a例如形成为棱柱状或者圆柱状。附图标记5b是与重力平衡装置9连接的第一臂5的平衡器连接部。

重力平衡装置9具备：圆筒状的壳体9a，其以能够围绕与第二轴线J2平行的第四轴线J4相对旋转的方式与基座3连接；以及轴9b，其从壳体9a的一个端面以与壳体9a同心状的方式突出。

轴9b的前端部以能够围绕与第四轴线J4平行的第五轴线J5相对旋转的方式与第一臂5的平衡器连接部5b连接。轴9b上作用有内置于壳体9a的弹簧(省略图示)的作用力。由此，第一臂5的平衡器连接部5b上作用有因弹簧的作用力而朝向壳体9a的方向的力，因此能够部分地抵消作用于第一臂5的重力的力矩。

臂固定装置1具备：安装部11，其位置能够调整且能够装卸地安装于基座3；以及臂支撑部13，其在安装部11安装于基座3的状态下支撑第一臂5。

如图3以及图4所示，安装部11具有以预定的曲率以圆弧状延伸的板状的形态。安装部11在板厚方向的背面具有平坦的安装面。安装部11具有如下形状：厚度较薄的薄壁部11a、和从与安装面相反的一侧的表面向板厚方向突起的厚壁部11b在圆弧状的周向上隔开间隔地交替排列。厚壁部11b沿周向隔开间隔地设置于两个部位。

在安装部11上，在所有的薄壁部11a以及厚壁部11b上均沿圆弧状的周向隔开间隔地设置有沿板厚方向贯穿的多个贯穿孔11c。多个贯穿孔11c在与基座3的多个螺纹孔3a相同的半径的圆周上以与螺纹孔3a相等的间距排列。

安装部11通过多个螺栓15(参照图1)贯穿多个贯穿孔11c并分别与基座3的螺纹孔3a紧固，从而固定于基座3的上端部。安装部11的贯穿孔11c设置有如下数量：能够产生用于固定第一臂5以使其位置不移动所需的摩擦力的数量。与此相对，基座3的螺纹孔3a设置有比安装部11的贯穿孔11c更足够多的数量。

如图3以及图4所示，臂支撑部13具备：一对突起固定部13a，其从安装部11的两个部位的厚壁部11b向安装部11的圆环状的径向外方延伸；以及连接部13b，其将一对突起固定部13a的前端彼此连接。一对突起固定部13a以及连接部13b均具有与安装部11的厚壁部11b相同的厚度尺寸。

臂支撑部13在连接部13b与安装部11之间具有沿板厚方向贯穿的贯穿部(窗部)13c。贯穿部13c被一对突起固定部13a以及连接部13b包围，并且与由安装部11的厚壁部11b与薄壁部11a之间的台阶形成的空间连续。

由贯穿部13c的深度方向的一部分的空间、和由安装部11的厚壁部11b与薄壁部11a之间的台阶形成的空间构成切口13d，该切口13d在将安装部11安装到基座3时供第一臂5的突起部5a***。切口13d具有能够容纳突起部5a的足够的深度和大小。

在一对突起固定部13a上设置有固定部螺纹孔13e，该固定部螺纹孔13e在安装部11的圆环状的与径向交叉的方向上贯穿各突起固定部13a。在各固定部螺纹孔13e中分别紧固有螺钉部件17，该螺钉部件17在长度方向的前端具有抵靠面17a。在一对固定部螺纹孔13e的内周面形成有内螺纹。

在螺钉部件17的外周面形成有与固定部螺纹孔13e的内螺纹配合的外螺纹。一对螺钉部件17具有比固定部螺纹孔13e长的长度尺寸。一对螺钉部件17均以将抵靠面17a配置于切口13d内的朝向紧固于固定部螺纹孔13e。一对螺钉部件17能够使抵靠面17a相对于***切口13d内的第一臂5的突起部5a，向靠近的方向以及分离的方向进退。

抵靠面17a具有能够与第一臂5的突起部5a的侧面紧贴的形状。例如，相对于棱柱状的突起部5a，抵靠面17a具有平坦的形状。在突起部5a为圆柱状的形态的情况下，例如可以使抵靠面17a为如下形状：以与突起部5a的侧面的曲率相同的曲率弯曲的形状。

通过使一对螺钉部件17分别进退，能够变更切口13d内的一对抵靠面17a的位置。能够在各螺钉部件17上，在隔着固定部螺纹孔13e与抵靠面17a相反的一侧分别安装锁紧螺母19。

接下来对本实施方式的臂固定装置1的作用进行说明。

为了使用上述结构的臂固定装置1来更换机器人10的伺服马达，首先，使紧固于各固定部螺纹孔13e的各螺钉部件17分别后退。在该状态下，如图1以及图2所示，根据第一臂5相对于基座3的旋转角度，使安装部11的安装面与基座3的上端部的第一臂5侧的侧面对准，并将第一臂5的突起部5a***臂支撑部13的切口13d。

接下来，使安装部11的贯穿孔11c与基座3的螺纹孔3a一致，并且将多个螺栓15经由安装部11的各贯穿孔11c而分别与基座3的各螺纹孔3a紧固。突起部5a的位置能够通过臂支撑部13的贯穿孔13c看到。

接下来，根据切口13d内的突起部5a的位置，使紧固于各固定部螺纹孔13e的各螺钉部件17分别前进，并且使一对抵靠面17a分别与突起部5a的第一臂5的旋转方向的两侧抵靠。抵靠一对抵靠面17a的突起部5a的位置，能够通过臂支撑部13的贯穿部13c看到。

当拆下伺服马达时，根据因重力而使第一臂5要落下的转矩的大小、与重力平衡装置9要拉起第一臂5的转矩的大小之间的差，第一臂5要围绕第二轴线J2向落下的方向或者被拉起的方向中的某一个方向旋转。

针对此，通过将由一对突起固定部13a保持的各抵靠面17a分别与突起部5a的第一臂5的旋转方向的两侧抵靠，使得无论在更换伺服马达时第一臂5围绕第二轴线J2向哪个方向旋转，都能够限制第一臂5的旋转运动。

在该情况下，由于一对突起固定部13a的前端彼此由连接部13b连接，因此能够用一对突起固定部13a这两方来承受施加于一方的突起固定部13a上的第一臂5的载荷，其中该一方的突起固定部13a保持配置于第一臂5旋转的方向上的一方的抵靠面17a。

即，通过使保持一对抵靠面17a的一对突起固定部13a为闭合的形状，能够将施加于一方的突起固定部13a上的第一臂5的载荷分配到两个突起固定部13a。由此，不会使装置大型化，整体节省空间且能够确保充分承受第一臂5的载荷的强度。或者，与强度相同的传统的臂固定装置相比，能够大幅度地小型化。

另外，能够通过臂支撑部13的贯穿部13c，提高将安装部11安装到基座3时、以及将各抵靠面17a与第一臂5的突起部5a抵靠时的可见性。另外，在安装部11安装于基座3的状态下，只要使紧固于固定部螺纹孔13e内的各螺钉部件17分别进退，就能够变更一对抵靠面17a相对于切口13d内的第一臂5的突起部5a的位置。

在本实施方式中，举例说明了基座3的上端部的厚度较厚且基座3的上端部与第一臂5之间的间隙比较大的情况，并且将臂固定装置1设置于基座3的上端部与第一臂5之间的情况。在本实施方式中臂支撑部13具有贯穿部13c，但在该结构中，也可以不在臂支撑部13上设置贯穿部13c。

此外，在本实施方式中，采用了如下结构：在基座3上设置螺纹孔3a，使螺栓15贯穿安装部11的贯穿孔11c而与基座3的螺纹孔3a紧固，由此将安装部11固定于基座3。代替此，例如也可以采用如下结构：采用能够与螺栓15紧固的螺母，在基座3的上端部设置贯穿孔来代替螺纹孔3a，从一侧按照基座3的贯穿孔以及安装部11的贯穿孔11c的顺序依次***螺栓15，从另一侧将螺母安装于螺栓15并紧固。或者，也可以采用如下结构：在基座3的上端部设置贯穿孔来代替螺纹孔3a，设置螺纹孔来代替安装部11的贯穿孔11c，从一侧将螺栓5***基座3的贯穿孔，并与安装孔11的螺纹孔紧固。

基座3的上端部的厚度较薄且基座3的上端部与第一臂5之间的间隙比较窄的情况下，也可以在基座3的上端部的与第一臂5侧相反的一侧设置臂固定装置1。在该情况下，需要在臂支撑部13设置贯穿部13c。贯穿部13c只要具有能够***第一臂5的突起部5a的足够的深度以及大小即可。

将臂固定装置1设置于基座3的上端部的与第一臂5侧相反的一侧的情况下，在使各螺钉部件17分别后退的状态下，例如，如图5以及图6所示，根据第一臂5相对于基座3的旋转角度，将安装部11的安装面与基座3的上端部的与第一臂5侧相反的一侧的侧面对准，并将第一臂5的突起部5a***臂支撑部13的贯穿部13c。在该情况下，第一臂5的突起部5a从安装部11的安装面侧***臂支撑部13的贯穿部13c。

接着，使多个螺栓15经由安装部11的贯穿孔11c而分别与基座3的螺纹孔3a紧固。接着，根据贯穿部13内的突起部5a的位置，使紧固于各固定部螺纹孔13e的各螺钉部件17分别前进，并使一对抵靠面17a分别与突起部5a的第一臂5的旋转方向的两侧抵靠。

在该情况下，也通过将由一对突起固定部13a保持的各抵靠面17a分别与突起部5a的第一臂5的旋转方向的两侧抵靠，使得在更换伺服马达时无论第一臂5围绕第二轴线J2向哪个方向旋转，都能够限制第一臂5的旋转运动。

而且，通过一对突起固定部13a的前端彼此由连接部13b连接，能够用一对突起固定部13a这两方来承受施加于一方的突起固定部13a上的第一臂5的载荷，其中该一方的突起固定部13a保持配置于第一臂5旋转的方向上的一方的抵靠面17a。

本实施方式能够变形为以下结构。

在本实施方式中，安装部11具有多个贯穿孔11c，通过改变使螺栓15贯穿的贯穿孔11c，来变更安装部11相对于基座3的安装位置。代替贯穿孔11c，例如，也可以如图7所示，在基座3的与多个螺纹孔3a相同半径的圆周上具备沿第一臂5的旋转方向延伸的长孔11d。

根据本变形例，通过改变螺栓15贯穿长孔11d内的位置，能够变更安装部11相对于基座3的安装位置。由此，只要根据第一臂5相对于基座3的旋转角度，改变螺栓15贯穿安装部11的长孔11d内的位置，就能够变更一对抵靠面17a相对于第一臂5的突起部5a的位置。

在本变形例中，也可以不具备贯穿各突起固定部13a的固定部螺纹孔13e以及与各固定部螺纹孔13e紧固的螺钉部件17，而由包围臂支撑部13的切口13d或者贯穿孔11c的一对突起固定部13a的内侧面构成抵靠面17a。在该情况下，一对突起固定部13a的内侧面彼此只要隔开比突起部5a在第一臂5的旋转方向上的宽度尺寸稍微大的间隔而配置即可。

根据本变形例，在将一对突起固定部13a配置于在周向上隔着突起部5a的位置的状态下，将安装部11安装在基座3上。由此，能够将一对突起固定部13a的抵靠面17a与突起部5a的第一臂5的旋转方向的两侧抵靠，利用一对突起固定部13a的各内侧面支撑突起部5a。

另外，在本实施方式中，第一臂5具有突起部5a，将安装部11安装于基座3，将一对突起固定部13a配置于在周向上隔着第一臂5的突起部5a的位置。代替此，例如还可以是基座3在上端部的与第一臂5相反的一侧的侧面具有向沿着第二轴线J2的方向突出的突起部，将安装部11安装于第一臂5，将一对突起固定部13a配置于在周向上隔着基座3的突起部的位置。

另外，在本实施方式中，对基座3和第一臂5进行了固定，但代替此，也可以对第二臂7与第一臂进行5固定。在该情况下，可以将第一臂5作为支撑部件，将第二臂7作为可动臂，也可以将第二臂7作为支撑部件，将第一臂5作为可动臂。

Claims (6)

1.一种臂固定装置，所述臂固定装置将可动臂固定于支撑部件，所述可动臂被支撑为能够围绕水平的轴线相对于所述支撑部件旋转，并且被伺服马达的动力驱动而围绕所述轴线旋转，其特征在于，

所述臂固定装置具备：

安装部，其在周向上位置能够调整且能够装卸地安装于所述支撑部件以及所述可动臂中的一个；

一对突起固定部，其在该安装部安装于所述支撑部件以及所述可动臂中的一个的状态下，相对于所述轴线沿径向延伸，且配置于在周向上隔着突起部的位置，所述突起部设置于所述支撑部件以及所述可动臂中的另一个且沿所述轴线方向突出；以及

连接部，其将该突起固定部的前端彼此连接。

2.根据权利要求1所述的臂固定装置，其特征在于，

在所述安装部与所述连接部之间具备沿所述轴线方向贯穿的窗部。

3.根据权利要求1或2所述的臂固定装置，其特征在于，

所述安装部具备沿所述可动臂的旋转方向延伸的长孔，通过改变紧固件贯穿所述长孔内的位置，来变更所述安装部相对于所述支撑部件以及所述可动臂中的一个的安装位置，其中，所述紧固件贯穿该长孔而紧固于设置在所述支撑部件以及所述可动臂中的一个上的安装部用螺纹孔。

4.根据权利要求1或2所述的臂固定装置，其特征在于，

所述臂固定装置具备固定部螺纹孔和螺钉部件，所述固定部螺纹孔沿与径向交叉的方向贯穿各所述突起固定部，所述螺钉部件紧固于该固定部螺纹孔。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的臂固定装置，其特征在于，

所述支撑部件是基座部件。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的臂固定装置，其特征在于，

所述支撑部件是另一个可动臂。

Images