本發(fā)明涉及一種在關節(jié)處具有致動器的工件搬運機器人，該致動器具有馬達部分和減速器部分。

背景技術：

1、在搬運半導體晶圓等基板的搬運裝置中，主要搭載有具有水平多關節(jié)臂的清潔搬運機器人，用于在收納基板的容器與處理裝置之間搬運基板。圖1是表示現(xiàn)有清潔搬運機器人結構的剖視圖。該搬運機器人所具有的水平多關節(jié)臂構成為，上下兩段的臂a、b與指狀物c相互以自由旋轉的方式連接，各臂a、b以及指狀物c分別由單獨的致動器d驅動。作為這樣的清潔搬運機器人，專利文獻1所示的技術是已知的。

2、在機器人關節(jié)的致動器的馬達部分，很多時候會使用易于控制的電動馬達。為了能夠安裝在機器人關節(jié)這一有限的地方，電動馬達必須減小直徑。然而，直徑變小會導致轉矩降低，所以安裝減速器部分，通過較大的減速比來增大轉矩。

3、作為一種能增大每個齒數的減速比的減速器，差動齒輪減速機構廣為人知。例如，依據專利文獻2，公開了一種具有差動齒輪機構作為減速器部分的致動器(發(fā)明名稱為“馬達”)。該減速器是一種利用差動齒輪機構的減速器中的歲差、章動運動的減速器。圖2轉載了專利文獻2所公開的剖視圖(圖1)。該減速器在與輸出軸e一同旋轉的輸出齒輪f和固定在主體上的固定齒輪g之間，設置了兩面均有齒面的擺動齒輪h，并且轉子構成為：使得擺動齒輪h相對于輸出軸e始終保持一定角度的傾斜狀態(tài)，以便擺動齒輪h的各個齒能夠與輸出齒輪f和固定齒輪g相嚙合。擺動齒輪h由磁性體制成，在擺動齒輪h的設置有固定齒輪g的一側，作為使擺動齒輪擺動的驅動源，等間隔地配置有6個線圈k。

4、當對6個線圈k中的一個通電時，擺動齒輪h會被該線圈k產生的磁力吸引。接著，依次對其相鄰的線圈k通電，由此，就會被通電的線圈k吸引，擺動齒輪h的傾斜方向發(fā)生旋轉。隨之，固定齒輪g的齒與擺動齒輪h的齒的嚙合位置也會沿旋轉方向產生位移。固定齒輪g與擺動齒輪h的齒數設置有一定差值，由此在固定齒輪g與擺動齒輪h之間會產生旋轉位移。同樣地，擺動齒輪h的齒數與輸出齒輪f的齒數也設定了一定差值，在擺動齒輪h與輸出齒輪f之間也會產生位移。由此，便獲得較大的減速比。

5、專利文獻3公開了在電動馬達中具有歲差運動式減速器的致動器。該致動器在電動馬達的外轉子上設置凸輪部，使擺動齒輪(第一面齒輪)進行歲差運動。擺動齒輪與固定齒輪(第二面齒輪)嚙合。擺動齒輪通過花鍵結構與內圈(相當于輸出齒輪的功能)處于無法相對旋轉的狀態(tài)。由于擺動齒輪和固定齒輪的齒數的不同，擺動齒輪旋轉，內圈與之聯(lián)動地旋轉。內圈與輸出軸相連。根據該技術，能夠在馬達的外轉子的徑向外側配置歲差運動式減速器，因此能夠使致動器在軸向上變得扁平。

6、現(xiàn)有技術文獻

7、專利文獻

8、專利文獻1：日本特開2012-161858號公報

9、專利文獻2：日本特公平06-005981號公報

10、專利文獻3：日本特開2020-43620號公報

技術實現(xiàn)思路

1、發(fā)明要解決的問題

2、然而，在專利文獻2的具有擺動齒輪機構的馬達中，由于是通過對配置在擺動齒輪下方的線圈通電，以磁力吸引擺動齒輪的形式，所以上下方向的尺寸會變大。而且，因為只有配置在固定齒輪所在一側的線圈磁鐵的磁力才是驅動擺動齒輪的力，所以吸引擺動齒輪的磁力強度不能說充分，例如當施加較大負荷時，也有可能會發(fā)生齒輪跳齒。

3、另外，在專利文獻3的具有擺動齒輪機構的馬達中，由于在馬達的外轉子的徑向外側配置有歲差運動式減速器，因此電磁鐵的磁極位置靠近中心，難以輸出轉矩。另外，作為機器人關節(jié)處的致動器，要讓關節(jié)動作所需的電線、配管等貫穿輸出軸的內部空間來進行鋪設是很困難的。

4、用于解決問題的方案

5、為了解決上述問題，本發(fā)明的工件搬運機器人的一種方式為：一種工件搬運機器人，其具有關節(jié)，該關節(jié)將第一臂和第二臂、或者第二臂和指狀物、與使所述第一臂升降移動的升降機構以能夠以中心軸線為中心進行旋轉的方式連接起來，其特征在于，具有：輸出軸，其固定在所述指狀物側的基端，將上下方向作為所述中心軸線的方向；輸出齒輪，其與所述輸出軸一起繞所述中心軸線旋轉；固定齒輪，其配置在所述第二臂側的前端的內部空間，設有與所述輸出齒輪的齒面相對向的齒面；大致圓筒狀的轉子，其以能夠繞所述中心軸線獨立地旋轉的方式安裝在所述輸出軸上；軸承，其以相對于所述中心軸線傾斜規(guī)定角度的傾斜中心軸線為旋轉中心，設置在所述轉子的內壁上；擺動齒輪，其由所述軸承支撐，并且配置在所述輸出齒輪與所述固定齒輪的齒面間，設置在所述固定齒輪側的面上的第一齒面與固定齒輪嚙合，設置在所述輸出齒輪側的面上的第二齒面與輸出齒輪嚙合，并以所述傾斜中心軸線為旋轉中心進行旋轉；永久磁鐵，其位于所述轉子的外周，并以所述中心軸線為中心被同軸狀地固定；以及電磁鐵，其設置在所述第二臂側的前端的內部空間，對所述永久磁鐵產生旋轉磁場。

6、為了解決上述問題，本發(fā)明的工件搬運機器人的另一方式為：一種工件搬運機器人，其具有關節(jié)，該關節(jié)將第一臂和第二臂、或者第二臂和指狀物、與使所述第一臂升降移動的升降機構以能夠以中心軸線為中心進行旋轉的方式連接起來，其特征在于，具有：輸出軸，其固定在所述第一臂側的基端或所述第二臂側的基端，將上下方向作為所述中心軸線的方向；輸出齒輪，其與所述輸出軸一起繞所述中心軸線旋轉；固定齒輪，其配置在所述升降機構或所述第一臂側的前端的內部空間，設有與所述輸出齒輪的齒面相對向的齒面；大致圓筒狀的轉子，其以能夠繞所述中心軸線獨立地旋轉的方式安裝在所述輸出軸上；軸承，其以相對于所述中心軸線傾斜規(guī)定角度的傾斜中心軸線為旋轉中心，設置在所述轉子的內壁上；擺動齒輪，其由所述軸承支撐，并且配置在所述輸出齒輪與所述固定齒輪的齒面間，設置在所述固定齒輪側的面上的第一齒面與固定齒輪嚙合，設置在所述輸出齒輪側的面上的第二齒面與輸出齒輪嚙合，并以所述傾斜中心軸線為旋轉中心進行旋轉；永久磁鐵，其位于所述轉子的外周，并以所述中心軸線為中心被同軸狀地固定；以及電磁鐵，其設置在所述升降機構或所述第一臂側的前端的內部空間，對所述永久磁鐵產生旋轉磁場。

7、為了解決上述問題，本發(fā)明的工件搬運機器人的另一方式為：一種工件搬運機器人，其具有關節(jié)，該關節(jié)將第一臂和第二臂、或者第二臂和指狀物、與使所述第一臂升降移動的升降機構以能夠以中心軸線為中心進行旋轉的方式連接起來，其特征在于，具有：輸出軸，其固定在所述升降機構或所述第一臂側的前端，將上下方向作為所述中心軸線的方向；輸出齒輪，其與所述輸出軸一起繞所述中心軸線旋轉；固定齒輪，其配置在所述第一臂側的基端的內部空間或所述第二臂側的基端的內部空間，設有與所述輸出齒輪的齒面相對向的齒面；大致圓筒狀的轉子，其以能夠繞所述中心軸線獨立地旋轉的方式安裝在所述輸出軸上；軸承，其以相對于所述中心軸線傾斜規(guī)定角度的傾斜中心軸線為旋轉中心，設置在所述轉子的內壁上；擺動齒輪，其由所述軸承支撐，并且配置在所述輸出齒輪與所述固定齒輪的齒面間，設置在所述固定齒輪側的面上的第一齒面與固定齒輪嚙合，設置在所述輸出齒輪側的面上的第二齒面與輸出齒輪嚙合，并以所述傾斜中心軸線為旋轉中心進行旋轉；永久磁鐵，其位于所述轉子的外周，并以所述中心軸線為中心被同軸狀地固定；以及電磁鐵，其設置在所述第一臂側的基端的內部空間或所述第二臂側的基端的內部空間，對所述永久磁鐵產生旋轉磁場。

8、通過采用上述結構，在輸出軸的外周配置固定齒輪、擺動齒輪和輸出齒輪，而且，從擺動齒輪的配置位置沿水平方向、且以中心軸線為中心在擺動齒輪的外側配置永久磁鐵，并且從該永久磁鐵的配置位置沿水平方向、且以中心軸線為中心在永久磁鐵的外側配置電磁鐵。因此，能夠抑制工件搬運機器人的關節(jié)在上下方向上的尺寸。

9、此外，本發(fā)明的工件搬運機器人能夠抑制連接有多個臂的臂體、和以能旋轉的方式安裝在臂體前端的指狀物在上下方向上的尺寸，并且還能夠使各臂輕量化。另外，由于驅動輸出軸的永久磁鐵可以沿輸出軸的外周方向配置電磁鐵，所以能夠將輸出軸制成中空的圓筒形狀。由此，能夠使臂動作所需的電線、配管等貫穿輸出軸的內部空間來進行鋪設。

10、發(fā)明的效果

11、根據本發(fā)明，能夠在抑制工件搬運機器人的關節(jié)在上下方向上的尺寸的同時，獲得較大的驅動力。