Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Gelenkmechanismus, der in dem vorderen Endbereich des Arms eines Industrieroboters vorgesehen ist.

Gemäß dem neuesten Stand der Technik ist in JP-A-63-70896 ein Gelenkmechanismus beschrieben, der in dem vorderen Endbereich des Arms eines Industrieroboters eine drehbare Welle aufweist, die sich um eine zweite Achse dreht, die senkrecht zu einer ersten Achse ist, die sich in der Längsrichtung des Arms erstreckt, und eine drehbare Welle aufweist, die sich um eine dritte Achse dreht, die senkrecht zu der zweiten Achse ist, wobei zwei Antriebsmechanismen vorgesehen sind, um die zweite und die dritte Achse unabhängig voneinander anzutreiben, und folglich einen Werkzeugbefestigungsbereich über ein Kegelrad um die zweite und die dritte Achse zu drehen.

Außerdem ist in JP-A-61-168487 ein Gelenkmechanismus beschrieben, bei dem ein Arm von drei Wellen von hohler Struktur in einer konzentrischen Form gebildet wird, wobei ein geneigter, drehbarer Bereich von hohler Form, der sich über ein hohles Kegelrad um eine zweite Achse dreht, die relativ zu einer sich in der Längsrichtung des Arms erstreckenden, ersten Achse geneigt ist, in dem vorderen Endbereich des Arms vorgesehen ist, und ein hohler Werkzeugbefestigungsbereich, der über ein Kegelrad um eine relativ zu der zweiten Achse geneigte, dritte Achse drehbar ist, vorgesehen ist.

Da jedoch gemäß dem neuesten Stand der Technik in JP-A-63-70896 der vordere Endbereich des Arms von zwei Antriebsmechanismen eingenommen wird, um die zweite und die dritte Achse unabhängig voneinander anzutreiben, können ein Kabel und ein Schlauch zur Versorgung mit elektrischem Strom und Fluid, wie zum Beispiel Drucköl oder Druckluft, usw., nicht bis zu dem an dem Werkzeugbefestigungsbereich befestigte Werkzeug hindurchgeführt werden, und dieses Kabel und dieser Schlauch werden daher außerhalb des Gelenkbereichs angeordnet. Aus diesem Grund ergab sich das Problem, daß in dem Fall, in dem der Gelenkbereich viele Male gedreht wird, das Kabel oder der Schlauch um den Gelenkbereich herumgewickelt wird, wodurch der Drehbereich des Gelenkbereichs begrenzt wird.

Außerdem ergab sich gemäß dem Stand der Technik in dem Patent JP-A-61-168487 (Tokkaisho), bei dem zwar das Kabel oder der Schlauch durch den hohlen Arm hindurchgeführt werden kann, es aber erforderlich ist, dieses Kabel oder diesen Schlauch innerhalb von drei hohlen Kegelrädem des Gelenkbereichs zu führen, wobei der hohle Durchgang gekrümmt ist, das Problem, daß zum Befestigen/Abnehmen des Kabels oder Schlauchs das Werkzeug von dem Werkzeugbefestigungsbereich abgenommen wird, und danach der Verbinder abgenommen wird, so daß viel Zeit erforderlich ist.

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist, einen Gelenkmechanismus eines Industrieroboters zu verwirklichen, bei dem es nicht möglich ist, daß die Drehbewegung des Gelenkbereichs begrenzt wird, und das Befestigen/ Abnehmen des Kabels oder des Schlauchs für das Werkzeug erleichtert wird.

Die vorliegende Erfindung ist für einen Gelenkmechanismus eines Industrieroboters bestimmt, der eine zweite Achse hat, die senkrecht zu einer sich in der Längsrichtung des Arms erstreckenden, ersten Achse ist, und eine dritte Achse hat, die senkrecht zu der zweiten Achse ist, und der einen Gelenkbereich umfaßt, der sich um die zweite und die dritte Achse drehen kann, wobei der Gelenkmechanismus aufweist: einen ersten und einen zweiten Untersetzungsmechanismus, wobei diese Untersetzungsmechanismen in beiden Seitenoberflächenbereichen des vorderen Endbereichs des Arms getragen werden, der einen ausgeschnittenen Bereich hat, so daß sie um die zweite Achse gedreht werden können; einen Gelenkrahmen, der einen hohlen Bereich und einen ausgeschnittenen Bereich umfaßt, und auf der Ausgangswelle des ersten Untersetzungsmechanismus befestigt ist; ein erstes Kegelrad, das bei dem Gelenkrahmen vorgesehen ist, und so getragen wird, daß es um die zu der zweiten Achse senkrechte, dritte Achse gedreht werden kann; ein bei dem Gelenkrahmen vorgesehenes, zweites Kegelrad, das sich um eine zu der zweiten Achse parallele Achse dreht, und im Eingriff mit dem ersten Kegelrad steht; ein Zahnrad, das mit dem zweiten Kegelrad integral verbunden ist; ein Zahnrad, das auf der Ausgangswelle des zweiten Untersetzungsmechanismus befestigt ist, und im Eingriff mit dem Zahnrad steht, das mit dem zweiten Kegelrad integral verbunden ist; und einen Werkzeugbefestigungsbereich, der an dem ersten Kegelrad befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Kegelrad einen hohlen Bereich umfaßt, und daß der Werkzeugbefestigungsbereich einen hohlen Bereich umfaßt.

Insbesondere sind das Kabel und der Schlauch, die an das Werkzeug angeschlossen sind, durch den hohlen Bereich und den ausgeschnittenen Bereich des Arms, den hohlen Bereich und den ausgeschnittenen Bereich des Gelenkrahmens, und den hohlen Bereich des ersten Kegelrades hindurchgeführt.

Aus diesem Grund können das Kabel und der Schlauch durch den von dem hohlen Bereich des Arms über den ausgeschnittenen Bereich bis zu dem Werkzeugbefestigungsbereich im wesentlichen linear gebildeten Zwischenraum hindurchgeführt werden, und die Hand wird von der Seitenoberfläche in den ausgeschnittenen Bereich mit relativ breitem Zwischenraum des Gelenkrahmens eingeführt, wodurch es möglich wird, den Anschluß auszuführen.

Daher ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, das Kabel oder den Schlauch für das Werkzeug innerhalb des Gelenkbereichs zu verarbeiten, und eine mehrfache Drehung des Gelenks auszuführen. Außerdem ist das Anschließen des Kabels und des Schlauchs erleichtert, wodurch es möglich wird, die Zeit für die Ausführung des Anschlusses zu reduzieren.

Die Figur 1 ist eine seitliche Schnittansicht, die eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wiedergibt.

Die vorliegende Erfindung wird nun mittels der wiedergegebenen Ausführungsform beschrieben.

Die Figur 1 ist eine seitliche Schnittansicht, die die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wiedergibt. In der Figur bezeichnet die Kennziffer 1 einen Arm, der an einem Ende einen hohlen Bereich 11 und einen ausgeschnittenen Bereich 12 umfaßt. Ein erster Untersetzungsmechanismus (Getriebe) 2 und ein zweiter Untersetzungsmechanismus (Getriebe) 3, die sich um die zweite Achse A&sub2; drehen, die senkrecht zu der sich in der Längsrichtung des Arms 1 erstreckenden, ersten Achse A&sub1; ist, sind bei beiden Seitenoberflächen vorgesehen, wobei der ausgeschnittene Bereich 12 an einem Ende dazwischen angeordnet ist. Die Riemenscheiben 22 und 32 sind auf den Eingangswellen 21 bzw. 31 des ersten und zweiten Untersetzungsmechanismus 2 und 3 befestigt, und diese Untersetzungsmechanismen werden von zwei an dem anderen Ende des Arms 1 vorgesehenen Antriebsmotoren (nicht wiedergegeben) über um die Riemenscheiben 22 und 32 geschlungene Zeitsteuerriemen 23 und 33 angetrieben.

Auf der Ausgangswelle 24 des ersten Untersetzungsmechanismus 2 sind über die Lagerabdeckung 41 Seitenoberflächenbereiche 44, 45 der beiden Seiten des Gelenkrahmens 4, der mit dem hohlen Bereich 42 und dem ausgeschnittenen Bereich 43 versehen ist, befestigt. Außerdem wird der Gelenkrahmen 4 bei den festen Bereichen des ersten und zweiten Untersetzungsmechanismus 2 und 3 über Lager 46 und 47 getragen, so daß er um die zweite Achse A&sub2; gedreht werden kann. Wenn die Ausgangswelle 24 des ersten Untersetzungsmechanismus 2 gedreht wird, wird der Gelenkrahmen 4 über die Lagerabdeckung 41 um die zweite Achse A&sub2; gedreht.

In dem Endbereich des Gelenkrahmens 4 ist ein erstes Kegelrad 5 von hohler Form vorgesehen, das so getragen wird, daß es um die zu der zweiten Achse A&sub2; senkrechte, dritte Achse A&sub3; gedreht werden kann. An dem ersten Kegelrad 5 ist ein Werkzeugbefestigungsbereich 6 von hohler Form befestigt, der sich konzentrisch zu dem ersten Kegelrad 5 dreht. Außerdem ist bei dem Gelenkrahmen 4 ein zweites Kegelrad 7 vorgesehen, das sich über das Lager 49 um die zu der zweiten Achse A&sub2; parallele Achse A&sub2;' dreht, und so getragen wird, daß es im Eingriff mit dem ersten Kegelrad 5 steht, und ein Stirnrad 71 vorgesehen, das zu dem zweiten Kegelrad 7 konzentrisch ist, und sich zusammen mit diesem Kegelrad dreht.

Auf der Ausgangswelle 34 des zweiten Untersetzungsmechanismus 3 ist ein Stirnrad 8 befestigt, das mit dem Stirnrad 71 im Eingriff steht. Wenn die Ausgangswelle 34 gedreht wird, wird der Werkzeugbefestigungsbereich 6 über die Stirnräder 8, 71 und das erste und zweite Kegelrad 5 und 7 um die dritte Achse A&sub3; gedreht.

Das Werkzeug 9 ist an dem Werkzeugbefestigungsbereich 6 befestigt. Die Verbinder 93, 94 für die an das Werkzeug 9 angeschlossenen Stromversorgungskabel 91 und den an das Werkzeug 9 angeschlossenen Fluidversorgungsschlauch 92 ragen aus dem hohlen Bereich 61 des Werkzeugbefestigungsbereichs 6 in den hohlen Bereich 51 des ersten Kegelrades 5 vor. Die Kabel 91 und der Schlauch 92 sind von dem hohlen Bereich 11 des Arms 1 durch den hohlen Bereich 42 des Gelenkrahmens 4 hindurchgeführt, mit den Verbindern 93, 94 verbunden.

Wie oben erwähnt wurde, ist es nicht notwendig, das Werkzeug von dem Werkzeugbefestigungsbereich 6 abzunehmen, da die Kabel 91 und der Schlauch 92 durch den von dem hohlen Bereich 11 und dem ausgeschnittenen Bereich 12 des Arms 1 bis zu dem Werkzeugbefestigungsbereich 6 im wesentlichen linear gebildeten Zwischenraum hindurchgeführt werden können, und die Hand von der Seitenoberfläche des Gelenkrahmens 4 in den ausgeschnittenen Bereich 43 eingeführt wird, wodurch die Ausführung des Anschlusses bei dem ausgeschnittenen Bereich 43 mit relativ breitem Zwischenraum ermöglicht wird. Folglich wird das Befestigen/Abnehmen des Kabels oder Schlauchs erleichtert.

Die vorliegende Erfindung kann in der Praxis verwendet werden, um einen Gelenkmechanismus herzustellen, der in dem vorderen Endbereich des Arms eines Industrieroboters vorgesehen wird, wobei gemäß der Erfindung, wenn sie bei dem Gelenkmechanismus angewandt wird, der in dem vorderen Endbereich des Arms eines Industrieroboters vorgesehen ist, das Kabel oder der Schlauch für das Werkzeug innerhalb des Gelenkbereichs verarbeitet werden kann, eine mehrfache Drehung des Gelenkbereichs ausgeführt werden kann, das Kabel und der Schlauch leicht angeschlossen werden können, und die Zeit zum Anschließen reduziert werden kann.