TW201309441A - 機器人 - Google Patents

Abstract

一種機器人包括第一軸體、與該第一軸體轉動連接之第二軸體、電機及向該電機傳遞動力之電纜。該電機固定裝設於第一軸體中，且帶動第二軸體相對該第一軸體轉動，該電纜穿設於第一軸體及第二軸體內，且向電機傳遞動力。該機器人還包括傳動機構及固定穿設於該第二軸體之過線組件，該過線組件沿該第二軸體之軸線方向開設有過線孔以供該電纜穿設。該電機之動力藉由該傳動機構傳遞給該第二軸體，以使該第二軸體能夠圍繞該第一軸體之軸線旋轉。

Description

機器人

本發明涉及一種工業機器人，尤其涉及一種具有電纜保護結構之機器人。

隨著機械工業之發展，愈來越愈之機械加工過程中使用工業機器人來實現自動化生產。隨著技術之不斷進步，機器人逐漸向多軸化發展，以實現更複雜之運動。於多軸機器人中，常藉由馬達及電纜來傳輸動力，從而實現多軸運動。為了結構緊湊，通常將電纜直接從減速機中穿過。然，各軸之減速機之減速機芯之轉速較高，由於電纜易彎曲而碰到高速運轉之減速機芯，使電纜被磨壞，導致機器人無法正常工作。

鑒於上述狀況，有必要提供一種能夠防止電纜磨壞之機器人。

一種機器人包括第一軸體、與該第一軸體轉動連接之第二軸體、電機及向該電機傳遞動力之電纜。該電機固定裝設於第一軸體中，且帶動第二軸體相對該第一軸體轉動，該電纜穿設於第一軸體及第二軸體內，且向電機傳遞動力。該機器人還包括傳動機構及固定穿設於該第二軸體之過線組件，該過線組件沿該第二軸體之軸線方向開設有過線孔以供該電纜穿設。該電機之動力藉由該傳動機構傳遞給該第二軸體，以使該第二軸體能夠圍繞該第一軸體之軸線旋轉。

該機器人將過線組件固定裝設於第二軸體上，該過線組件上沿第一軸體之方向貫通開設有一過線孔，該過線孔之中心線與第一軸體之軸線重合，從而電纜從該過線孔中導出。因此於第二軸體相對第一軸體轉動時，電纜由於處於轉動之軸心而無需轉動，能避免電纜纏繞於第一軸體或第二軸體內而發生磨損，從而使第二軸體相對第一軸體轉動較為順暢。

下面將結合附圖及具體實施方式對本發明進一步之詳細說明。

請參閱圖1及圖3，本發明實施方式之機器人100包括第一軸體10、第二軸體30、過線組件50、電機70、傳動機構80及電纜90。第一軸體10與第二軸體30轉動連接，過線組件50固定裝設於第二軸體30上。電機70裝設於第一軸體10上，且電機70帶動第二軸體30相對該第一軸體10轉動。傳動機構80套設於過線組件50上，電機70帶動傳動機構80轉動，傳動機構80將電機70之動力傳遞給第二軸體30，使第二軸體30以第一軸體10之軸線為中心旋轉。電纜90穿設於過線組件50。本實施方式中，機器人100為多軸機器人，電纜90共有多條，其中一條電纜90與電機70連接，用於向電機70傳輸動力。

請一併參閱圖2，第一軸體10可藉由鑄造成型。第一軸體10大體為中空之柱狀，其包括第一固定端11、與第一固定端11相對之第二固定端13及第一固定端11與第二固定端13共同形成之收容空間15。第一固定端11用於將機器人100固定於基座上（圖未示）上。第二固定端13上向外凸設有大致圓柱狀之裝配部131，該裝配部131上開設有一貫通第一軸體10之裝配孔（圖未示）。裝配孔之中心線與第一軸體10之軸線L重合。收容空間15用於收容電機70。

第二軸體30之結構與第一軸體10之結構相似，其可藉由鑄造成型。第二軸體30包括一與第一軸體10相對設置之固定端31及向外凸設於固定端31底面之固定架33。固定端31上開設有一貫通固定端31及固定架33之裝設孔（圖未示），裝設孔與第一軸體10之裝配孔同軸設置，且裝設孔之中心線與第一軸體10之軸線L重合。為簡化起見，第二軸體30之其他軸部件及位於軸部件內之組件皆被省略。

請一併參閱圖4，過線組件50固定裝設於第二軸體30之固定端31上，且穿過第二軸體30之裝設孔。過線組件50包括過線筒51及裝設於過線筒51一端之軸套53。於本實施方式中，過線筒51呈中空T字形，其包括基部511及形成於基部511 一端之固定部513。基部511呈圓柱狀，其一部分穿過第一軸體10之裝配孔，且收容於第一軸體10之收容空間15內。固定部513藉由固定件（圖未標）固定裝設於第二軸體30之固定端31上。固定部513呈圓盤狀，其中央開設有一貫通固定部513及基部511之過線孔517，該過線孔517之中心線與第一軸體10之軸線L重合。電纜90穿設過線孔517。過線筒51之基部511與固定部513之交接處為圓角過渡，從而減少過線筒51邊緣與電纜90之間之摩擦力。軸套53套設於過線筒51上，並與過線筒51過盈配合，其包括基體531及向外凸設於基體531一端之擋持部533。基體531呈中空環狀，其內壁與過線筒51過盈配合，外壁與傳動機構80過盈配合，且擋持部533與傳動機構80相抵持。擋持部533上鄰近基體531形有一弧形內表面（圖未示），使電纜90與軸套53內表面之間之摩擦力減小，以使保護電纜90。

請一併參閱圖4，電機70收容並固定裝設於第一軸體10之收容空間15內，且位於過線筒51之一側。電機70包括主體71、轉軸73及輸入齒輪75。主體71藉由固定件（圖未標）固定裝設於第一軸體10之收容空間15內，轉軸73裝設於主體71上鄰近第一軸體10之第二固定端13位置處，輸入齒輪75固定裝設於轉軸73上，且輸入齒輪75隨轉軸73運動。

傳動機構80包括支撐組件81、傳動組件83、減速組件85及軸承87。支撐組件81固定裝設於第一軸體10之第二固定端13之底面上，用於支援過線組件50。支撐組件81包括支撐件811及裝設於支撐件811上之軸承813。支撐件811固定裝設於第一軸體10之第二固定端13之底表面上。軸承813設置於支撐件811與軸套53之間，使第一軸體10與第二軸體30藉由過線組件50轉動連接。

傳動組件83套設於過線筒51上，且與電機70之輸入齒輪75可轉動地裝設於一起。傳動組件83包括中心齒輪831及轉動帶833。中心齒輪831可轉動地套設於過線筒51上，且可繞軸線L旋轉。轉動帶833套設於輸入齒輪75與中心齒輪831上，使輸入齒輪75帶動中心齒輪831同步運動。

減速組件85包括減速器851、第一軸承853及第二軸承855。本實施方式中，減速器851為諧波減速器，其包括剛輪8511及與剛輪8511嚙合之柔輪8513。柔輪8513套設於過線筒51，且一端與中心齒輪831固定連接於一起，並可隨中心齒輪831一起轉動。第一軸承853套設於減速器851柔輪8513上。第一軸承853設置於減速器851之柔輪8513及第一軸體10之裝配部131之間。第二軸承855設置於減速器851之柔輪8513及第二軸體30之固定架33之間。從而於第一軸承853及第二軸承855之配合下，減速器851之柔輪8513能平穩轉動。

軸承87套設於過線筒51。本實施方式中，軸承87為交叉滾子軸承，其包括內圈871及與內圈871配合之外圈873。內圈871套設於減速器851，且內圈871與剛輪8511固定連接。內圈871固定裝設於第二軸體30之固定端31之固定架33上，使第二軸體30可隨內圈871一起轉動。外圈873固定裝設於第一軸體10之第二固定端13上。

電纜90穿設於過線組件50之過線孔517。於本實施方式中,電纜90共有多條，其中一條電纜90與電機70連接，用於向電機70傳輸動力。

機器人100通電後，電機70之轉軸73轉動，從而帶動輸入齒輪75轉動，進而帶動中心齒輪831轉動；中心齒輪831帶動固接於中心齒輪831一端之減速器851之柔輪8513轉動，進而帶動剛輪8511轉動；剛輪8511帶動軸承87之內圈871轉動，使內圈871帶動第二軸體30轉動，從而實現第一軸體10與第二軸體30相對轉動。

機器人100藉由採用電機70、傳動機構80帶動第二軸體30繞軸線L轉動。過線組件50固定裝設於第二軸體30上，其上沿第一軸體10之方向貫通開設有一過線孔517。過線孔517之中心線與第一軸體10之軸線L重合，從而電纜90從過線孔517導出。因此於第二軸體30相對第一軸體10轉動時，電纜90由於處於轉動之軸心而無需轉動，能避免電纜90纏繞於第一軸體10或第二軸體30而發生磨損，從而使第二軸體30相對第一軸體10轉動較為順暢。另，過線組件50之過線筒51之基部511與固定部513之交接處為圓角過渡，且軸套53之擋持部533上形有弧形內表面，因此大大減少電纜90與過線筒51邊緣及軸套53之內表面之間之摩擦力，以使保護電纜90。

可理解，減速器851不限於為諧波減速器，還可為齒輪減速器等其他類型之減速器。電機70與減速器851之間不限於採用轉動帶833傳動，將中心齒輪831與輸入齒輪75直接嚙合於一起，使輸入齒輪75帶動中心齒輪831傳動。軸承87亦可省略，此時直接將第二軸體30固定於減速器851之剛輪8511即可。電機70不限於固設於第一軸體10，還可固設於第二軸體30上。

另，本領域技術人員還可於本發明精神內做其他變化，當然，這些依據本發明精神所做之變化，都應包含於本發明所要求保護之範圍內。

100．．．機器人

10．．．第一軸體

11．．．第一固定端

13．．．第二固定端

131．．．裝配部

15．．．收容空間

30．．．第二軸體

31．．．固定端

33．．．固定架

50．．．過線組件

51．．．過線筒

511．．．基部

513．．．固定部

517．．．過線孔

53．．．軸套

531．．．基體

533．．．擋持部

70．．．電機

71．．．主體

73．．．轉軸

75．．．輸入齒輪

80．．．傳動機構

81．．．支撐組件

811．．．支撐件

813、87．．．軸承

83．．．傳動組件

831．．．中心齒輪

833．．．轉動帶

85．．．減速組件

851．．．減速器

8511．．．剛輪

8513．．．柔輪

853．．．第一軸承

855．．．第二軸承

871．．．內圈

873．．．外圈

90．．．電纜

圖1係本發明實施方式之機器人之立體示意圖。

圖2係圖1所示機器人之局部立體示意圖。

圖3係沿圖2中III-III線之剖視圖。

圖4係圖3所示機器人之局部立體示意圖。

10．．．第一軸體

11．．．第一固定端

13．．．第二固定端

131．．．裝配部

15．．．收容空間

30．．．第二軸體

31．．．固定端

33．．．固定架

50．．．過線組件

51．．．過線筒

511．．．基部

513．．．固定部

517．．．過線孔

53．．．軸套

531．．．基體

533．．．擋持部

70．．．電機

71．．．主體

73．．．轉軸

75．．．輸入齒輪

80．．．傳動機構

81．．．支撐組件

811．．．支撐件

813、87．．．軸承

83．．．傳動組件

831．．．中心齒輪

833．．．轉動帶

85．．．減速組件

851．．．減速器

8511．．．剛輪

8513．．．柔輪

853．．．第一軸承

855．．．第二軸承

871．．．內圈

873．．．外圈

90．．．電纜

Claims (10)

1. 一種機器人，其包括第一軸體、與該第一軸體轉動連接之第二軸體、電機及向該電機傳遞動力之電纜，該電機固定裝設於第一軸體中，且帶動第二軸體相對該第一軸體轉動，該電纜穿設於第一軸體及第二軸體內，且向電機傳遞動力，其改良在於：該機器人還包括傳動機構及固定穿設於該第二軸體之過線組件，該過線組件沿該第二軸體之軸線方向開設有過線孔以供該電纜穿設，該電機之動力藉由該傳動機構傳遞給該第二軸體，以使該第二軸體能夠圍繞該第一軸體之軸線旋轉。
2. 如申請專利範圍第1項所述之機器人，其中該過線組件包括過線筒，該過線筒包括基部及裝設於該基部一端之固定部；第二軸體包括固定端，該固定端上貫通開設有一裝設孔，該基部穿設該裝設孔，且該固定部固定裝設於該固定端上。
3. 如申請專利範圍第2項所述之機器人，其中該基部與該固定部之交接處為圓角過渡。
4. 如申請專利範圍第2項所述之機器人，其中該第一軸體包括第二固定端、收容空間及凸設於該第二固定端之裝配部，該裝配部上開設有一貫通第二固定端及裝配部之裝配孔，該裝配孔與該過線孔之中心線重合，該基部之一端穿過該裝配孔，且該基部之一端收容於該收容空間內。
5. 如申請專利範圍第4項所述之機器人，其中該傳動機構包括支撐組件，該支撐組件包括支撐件及裝設於該支撐件上之軸承；該過線組件還包括套接於該過線筒一端之軸套；該支撐件固定裝設於該第一軸體之固定端上，該軸承設置於該支撐件與該軸套之間。
6. 如申請專利範圍第5項所述之機器人，其中該過線組件之軸套包括基體及凸設於該基體一端之擋持部，該基體套接於該過線筒一端，該擋持部上鄰近該基體處形有一弧形之內表面。
7. 如申請專利範圍第2項所述之機器人，其中該傳動機構還包括傳動組件及減速組件，傳動組件包括中心齒輪及轉動帶；所述減速組件包括減速器，該減速器之一端與該中心齒輪固定連接於一起；所述電機包括轉軸及固定裝設於該轉軸之輸入齒輪；中心齒輪套設於該過線筒，該轉動帶套設於該輸入齒輪及該中心齒輪上，使該輸入齒輪受該電機驅動轉動，以使該輸入齒輪帶動中心齒輪轉動。
8. 如申請專利範圍第2項所述之機器人，其中該減速器包括剛輪及與該剛輪相嚙合之柔輪；所述傳動機構還包括軸承，該軸承包括內圈及與內圈相配合之外圈；該柔輪套設於過線筒，且一端與中心齒輪固定連接於一起，並可隨中心齒輪一起轉動；該內圈與該剛輪固定連接，使內圈能隨該剛輪一起轉動，該外圈固定裝設於該第一軸體之第二固定端上。
9. 如申請專利範圍第8項所述之機器人，其中該第二軸體之固定端之底面上凸設有一固定架；該軸承之內圈與該固定架固定連接於一起，使該第二軸體可隨該軸承之內圈一起轉動，以使該第一軸體與該第二軸體相對運動。
10. 如申請專利範圍第8項所述之機器人，其中軸承為交叉滾子軸承。