[發明專利]機器人關節構造和機器人

在審

• 申請號: 202010069762.2
• 申請日: 2020-01-21
• 公開（公告）號: CN111469162A
• 公開（公告）日: 2020-07-31
• 發明（設計）人: 村上邦彥
• 申請（專利權）人: 發那科株式會社
• 主分類號: B25J17/02
• 分類號: B25J17/02;B25J9/12;B25J9/10
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇

本發明涉及機器人關節構造和機器人。機器人關節構造包括：電動機，其在能夠繞鉛垂軸線旋轉的機器人關節軸中使用；電動機側齒輪，其安裝于電動機的軸；輔助軸承，其輔助地對軸進行軸支承；轉接器，其將電動機、電動機側齒輪以及輔助軸承一體化；以及移動機構，其將利用轉接器一體化而成的單元構造向電動機的徑向移動，以使電動機側齒輪靠近與電動機側齒輪嚙合的對方側齒輪。

技術領域

本發明涉及機器人，特別涉及具備間隙減小機構的機器人關節構造和機器人。

背景技術

在使機器人一邊進行動作一邊進行加工的激光應用、密封應用等中，由于機器人的軌跡精度被直接向產品精度復制，因此對機器人要求較高的軌跡精度。

對于垂直多關節機器人、水平多關節機器人等工業用機器人，大多情況下采用將自伺服電動機輸出的轉矩利用減速機構放大的驅動方式，但由于減速機構中存在的間隙而導致電動機軸與輸出軸之間的旋轉產生誤差，而使機器人的軌跡精度劣化。作為去除、減小或調整該間隙的現有技術，公知有例如下述的專利文獻。

在日本特公平03－73436號公報中公開有如下的機構：調節調節螺釘使交錯齒輪裝置的小齒輪在軸向上移動，從而調節小齒輪與大齒輪之間的間隙。

在日本特開2008－223812號公報中公開有如下的機構：對定位螺母進行位置調整而使圓錐齒輪在軸向上移動，從而調整圓錐齒輪與大圓錐齒輪之間的間隙。

在日本特開2005－76748號公報中公開有如下的機構：通過將固定于第1齒輪軸的兩端的轂分別利用彈簧按壓，從而使第1齒輪軸平行移動來減小設于第1齒輪軸的齒輪與輸出軸齒輪之間的間隙。

在日本特開平9－193815號公報中公開有如下的電動動力轉向裝置：利用碟形彈簧使大傘齒輪在軸向上移動，從而調整大傘齒輪與小傘齒輪之間的間隙。

在日本特開2009－74611號公報中公開有如下的機器人的關節構造和機器人臂：用于支承行星齒輪的施力軸的支承構件被第一彈性構件朝向可動內齒輪和固定內齒輪施力，從而去除、減小行星齒輪與可動內齒輪以及行星齒輪與固定內齒輪之間的間隙。

在日本特開2010－143284號公報中公開有如下的電動動力轉向裝置：在惰輪從動于被驅動齒輪的旋轉而開始旋轉時，承受了來自被驅動齒輪的嚙合反作用力的惰輪沿著與連結驅動齒輪的旋轉中心和被驅動齒輪的旋轉中心的線平行的規定方向向驅動齒輪側移動，從而成為惰輪與驅動齒輪之間的間隙量幾乎沒有的狀態。

在日本特開2015－36186號公報中公開有如下的水平多關節機器人：利用波動齒輪裝置(HarmonicDrive，注冊商標)減小了動力的自電動機向第3臂的傳遞路徑上的間隙。

在日本特開2016－199177號公報中公開有如下的動力轉向裝置：利用螺旋彈簧對蝸桿軸的軸承施力來維持蝸輪蝸桿的嚙合狀態，從而減小了間隙。

在日本特開2017－106533號公報中公開有如下的雙曲面減速機構：具有與兩個電動機的輸出軸分別連結的兩個驅動齒輪以及由兩個驅動齒輪驅動的被驅動齒輪，各個輸出軸平行，并且各個輸出軸的軸間距離配置為小于被驅動齒輪的外徑。

發明內容

特別是在距機器人前端的距離較遠的關節軸，例如垂直多關節機器人的第1軸中存在的間隙對機器人軌跡精度的影響較大，因此，減小間隙是較重要的。另外，對于能夠繞鉛垂軸線旋轉的其他的關節軸，例如垂直多關節機器人的第4軸至第6軸，由于存在對關節軸的齒輪不作用重力的情況，因此，這些關節軸中存在的間隙有時也對機器人軌跡精度產生影響。這一點也適用于水平多關節機器人的關節軸。

另外，在自電動機到減速機構的距離較遠而延長電動機軸的情況下，為了減輕對電動機軸的負荷、確保電動機軸的剛性等，有時安裝輔助軸承，但由于安裝于電動機軸的齒輪的旋轉軸線位置被輔助軸承固定，因此難以調整電動機側齒輪與對方側齒輪之間的間隙。