润滑油劣化传感器以及设置有该润滑油劣化传感器的机械的利记博彩app
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【专利摘要】提供一种润滑油劣化传感器，其布置在机械主体中，用于检测机械主体的润滑油的劣化。透过光的间隙形成构件具有供润滑油进入的油用间隙。油用间隙布置在从发光元件到有色光接收元件的光路上。支撑构件支撑发光元件、有色光接收元件和间隙形成构件。以固定到机械主体的方式构造的固定构件设置有在接触部的外部与机械主体接触的接触部。支撑构件以与接触部隔开的方式布置在接触部的内侧，使得光路的至少一部分布置在接触部的内侧。
【专利说明】润滑油劣化传感器以及设置有该润滑油劣化传感器的机械
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于检测机械的润滑油的劣化的润滑油劣化传感器。
【背景技术】
[0002] 传统地，对于用于检测机械的润滑油的劣化的润滑油劣化传感器，已知的为油劣 化度传感器。在该传感器中，供润滑油进入的油进入间隙部形成于从红外LED(发光二极 管）到光电二极管的光路上。接着，根据光电二极管的光接收量测量相对于从红外LED发 射的光被油进入间隙部中的润滑油吸收的光吸收量，以确定跟由此测量的光吸收量相关的 润滑油的劣化度（例如，参见专利文献1和专利文献2)。
[0003] 然而，在专利文献1和专利文献2中说明的油劣化度传感器具有如下问题：虽然润 滑油中的不溶解成分的浓度可以被测量作为润滑油的劣化度，但不能确定润滑油中的污染 物的种类。
[0004] 对于确定润滑油中的污染物的种类的技术，已知如下的技术：在该技术中，LED朝 向用于过滤润滑油的膜过滤器照射光线。接着，光接收元件将来自膜过滤器上的污染物的 反射光转换为RGB的数值，以基于由此转换的RGB数值确定润滑油中的污染物的种类（例 如，参见非专利文献1和非专利文献2)。
[0005] 现有技术文献
[0006] 专利文献
[0007] 专利文献1 :日本特开平7-146233号公报
[0008] 专利文献2 :日本特开平10-104160号公报
[0009] 非专利文献1 :山口智彦及其他四人，"润滑油中的污染物的色相判别方法"，福井 大学工学部研究报告，2003年3月，第51卷，第1号，81-88页
[0010] 非专利文献2 :本田知己，"润滑油劣化诊断?检测技术"，日本精密工程学会杂志， 2009年，第75卷，第3号，359-362页
【发明内容】
[0011] 发明要解决的问是页
[0012] 由于在非专利文献1和非专利文献2中说明的技术需要从机械排出润滑油并且通 过膜过滤器过滤润滑油，因此出现缺乏即时性的问题。
[0013] 本发明的目标是提供一种能即时确定机械的润滑油中的污染物的种类和数量的 润滑油劣化传感器。
[0014] 用于解决问题的方案
[0015] 根据本发明，提供了一种润滑油劣化传感器，其用于在所述润滑油劣化传感器安 装在机械主体的状态下检测所述机械主体的润滑油的劣化，所述润滑油劣化传感器包括：
[0016] 发光元件，其被构造为发射光；
[0017] 有色光接收元件，其被构造为检测接收到的光的颜色；
[0018] 间隙形成构件，其形成供所述润滑油进入的油用间隙；
[0019] 支撑构件，其支撑所述发光元件、所述有色光接收元件和所述间隙形成构件；以及
[0020] 固定构件，其被构造为固定到所述机械主体，
[0021] 其中
[0022] 所述间隙形成构件被构造为透过从所述发光元件发射的光，
[0023] 所述油用间隙布置在从所述发光元件到所述有色光接收元件的光路上，
[0024] 所述固定构件包括在接触部的外侧与所述机械主体接触的接触部，以及
[0025] 所述支撑构件以与所述接触部隔开的方式布置在所述接触部的内侧，使得所述光 路的至少一部分布置在所述接触部的内侧。
[0026] 所述接触部可以被构造为插入所述机械主体的孔中。
[0027] 所述孔可以是螺纹孔，并且所述接触部可以是螺纹部，所述螺纹部被构造为插入 并固定到所述机械主体的所述螺纹孔。
[0028] 所述固定构件可以可转动地支撑所述支撑构件，使得当所述支撑构件转动时所述 油用间隙的开口的方向变化。
[0029] 所述支撑构件可以包括转动驱动力接收部，所述转动驱动力接收部在当所述固定 构件固定到所述机械主体时所述转动驱动力接收部不与所述润滑油接触的位置，所述转动 驱动力接收部通过接触力从外部接收使所述支撑构件相对于所述固定构件转动的驱动力。
[0030] 所述润滑油劣化传感器还可以包括：转动防止构件，其通过与所述支撑构件和所 述固定构件两者都接触来防止所述支撑构件相对于所述固定构件转动，其中
[0031] 所述转动防止构件包括接触驱动力接收部，所述接触驱动力接收部在当所述固定 构件固定到所述机械主体时所述接触驱动力接收部不与所述润滑油接触的位置，所述接触 驱动力接收部通过接触力从外部接收用于使所述转动防止构件与所述支撑构件和所述固 定构件两者都接触的驱动力。
[0032] 根据本发明，提供一种机械，该机械包括润滑油劣化传感器和机械主体。
[0033] 所述机械还可以包括清扫构件，所述清扫构件被构造为清扫所述润滑油劣化传感 器。所述机械主体可以包括传感器侧部分和清扫构件侧部分，所述润滑油劣化传感器安装 在所述传感器侧部分，所述清扫构件侧部分能相对于所述传感器侧部分移动并且所述清扫 构件安装在所述清扫构件侧部分。所述清扫构件可以布置在当所述传感器侧部分与所述清 扫构件侧部分相对移动时与所述间隙形成构件的形成所述油用间隙的间隙形成面接触的 位置。
[0034] 所述清扫构件可以设有多个插入部，所述多个插入部被构造为插入所述油用间隙 并具有弹性。所述插入部中的每一个的在所述油用间隙的间隔方向上的宽度比所述油用间 隙的间隔小，以及所述多个插入部的在所述油用间隙的间隔方向上的全体宽度比所述油用 间隙的间隔大。
[0035] 所述机械可以是用于工业机器人的减速机，以及所述机械主体可以是所述减速机 的主体。
[0036] 所述机械可以是工业机器人。所述机械主体可以包括臂和用于所述臂的关节部的 减速机，以及所述润滑油可以是用于所述减速机的润滑油。
[0037] 所述机械可以是工业机器人。所述机械主体可以包括臂和用于所述臂的关节部的 减速机，所述润滑油可以是用于所述减速机的润滑油。所述臂可以是所述传感器侧部分。所 述减速机可以是所述清扫构件侧部分。所述清扫构件可以布置在当所述减速机转动时与所 述间隙形成面接触的位置。
[0038] 发明的效果
[0039] 在根据本发明的润滑油劣化传感器中，有色光接收元件检测通过发光元件发射的 光中波长没有被油用间隙处的润滑油中的诸如铁粉等的污染物吸收的光的颜色。因而，能 即时检测出机械主体的润滑油中的污染物的颜色。即，根据本发明的润滑油劣化传感器能 够基于有色光接收元件检测的颜色即时确定机械主体的润滑油中的污染物的种类和数量。 此外，在根据本发明的润滑油劣化传感器中，即使接触部与机械主体接触并且变形,接触部 的变形也难以传递到与接触部隔开配置的支撑构件。因而，难以发生光路归因于支撑构件 的变形而产生的变化。因此，能抑制在接触部与机械主体接触的情况下机械主体的润滑油 的劣化的检测精度的下降。
[0040] 在根据本发明的润滑油劣化传感器中，当接触部插入到机械主体的孔中并且与机 械主体接触时，接触部可能朝向其内侧变形。因而，能有效地抑制在接触部与机械主体接触 的情况下机械主体的润滑油的劣化的检测精度的下降。
[0041] 在根据本发明的润滑油劣化传感器中，当螺纹部旋入机械主体的螺纹孔并且与机 械主体接触时，螺纹部可能朝向其内侧变形。因而，能有效地抑制在螺纹部固定到机械主体 的情况下机械主体的润滑油的劣化的检测精度的下降。
[0042] 在根据本发明的润滑油劣化传感器中，能够调整在将固定构件固定到机械主体时 油用间隙的开口的方向，使得在固定构件固定到机械主体的情况下的机械主体的润滑油的 劣化的检测精度变高。
[0043] 在根据本发明的润滑油劣化传感器中，能够调整在将固定构件固定到机械主体的 情况下油用间隙的开口的方向，使得在将固定构件固定到机械主体后的机械主体的润滑油 的劣化的检测精度变高。
[0044] 在根据本发明的润滑油劣化传感器中，能够固定在将固定构件固定到机械主体的 情况下油用间隙的开口的方向，使得在将固定构件固定到机械主体后的机械主体的润滑油 的劣化的检测精度变高。
[0045] 根据本发明的机械能通过使用润滑油劣化传感器即时确定机械主体的润滑油中 的污染物的种类和数量。此外，根据本发明的机械能在润滑油劣化传感器的接触部接触机 械主体的情况下通过润滑油劣化传感器抑制机械主体的润滑油的劣化的检测精度的下降。
[0046] 在根据本发明的机械中，当传感器侧部分和清扫构件侧部分彼此相对移动时，清 扫构件擦掉粘附到间隙形成构件的间隙形成面的诸如污泥等的污垢。因而，能够抑制润滑 油劣化传感器的性能的下降。结果，根据本发明的机械能够抑制润滑油劣化传感器的性能 的下降，该润滑油劣化传感器能够即时确定润滑油中的污染物的种类和数量。
[0047] 在根据本发明的机械中，与清扫构件仅由在油用间隙的间隔方向上的宽度比油用 间隙的间隔大的单个插入部构造而成的情况相比，在将清扫构件插入油用间隙时通过清扫 构件施加到润滑油劣化传感器的压力可以较小。结果，能够抑制润滑油劣化传感器的性能 归因于从清扫构件施加到润滑油劣化传感器的压力而下降。此外，在根据本发明的机械中， 通过清扫构件的多个插入部能够有效地擦掉粘附到间隙形成构件的间隙形成面的诸如泥 污等的污垢。
[0048] 根据本发明的工业机器人用减速机能够抑制润滑油劣化传感器的性能的下降，该 润滑油劣化传感器能够即时确定润滑油中的污染物的种类和数量。因而，根据本发明的工 业机器人用减速机能够长时间维持故障的即时预知的精度。
[0049] 根据本发明的工业机器人能够抑制润滑油劣化传感器的性能的下降，该润滑油劣 化传感器能够即时确定润滑油中的污染物的种类和数量。因而，根据本发明的工业机器人 能够长时间维持故障的即时预知的精度。
[0050] 在根据本发明的工业机器人中，每次臂被减速机驱动时，清扫构件就能够擦掉粘 附到润滑油劣化传感器的间隙形成面的诸如污泥等的污垢。
[0051] 根据本发明的润滑油劣化传感器能够即时确定机械的润滑油中的污染物的种类 和数量。
【专利附图】
【附图说明】
[0052] 图1是根据本发明的第一实施方式的工业机器人的侧视图。
[0053] 图2是图1中示出的工业机器人的关节部的截面图。
[0054] 图3是图2中示出的润滑油劣化传感器的主视图。
[0055] 图4是在安装到臂的状态下的图3所示的润滑油劣化传感器的主截面图。
[0056] 图5(a)是图3中示出的润滑油劣化传感器的平面图。图5(b)是图3中示出的润 滑油劣化传感器的仰视图。
[0057] 图6 (a)是图3中示出的壳体的主视图。图6(b)是图3中示出的壳体的主截面图。
[0058] 图7(a)是图3中示出的壳体的侧视图。图7(b)是图3中示出的壳体的侧截面图。
[0059] 图8(a)是图3中示出的壳体的平面图。图8(b)是图3中示出的壳体的仰视图。
[0060] 图9(a)是图3中示出的保持件的主视图。图9(b)是图3中示出的保持件的主截 面图。
[0061] 图10(a)是图3中示出的保持件的侧视图。图10(b)是图3中示出的保持件的侧 截面图。
[0062] 图11 (a)是图3中示出的保持件的平面图。图11 (b)是图3中示出的保持件的仰 视图。
[0063] 图12是示出从图4中示出的白色LED到RGB传感器的光路的图。
[0064] 图13(a)是图3中示出的保持件盖的主视图。图13(b)是图3中示出的保持件盖 的主截面图。
[0065] 图14(a)是图3中示出的保持件盖的平面图。图14(b)是图3中示出的保持件盖 的仰视图。
[0066] 图15是示出图3中示出的油用间隙的开口相对于润滑油的流动的方向与通过RGB 传感器检测的颜色相对于黑色的色差ΛΕ之间的关系的示例的图。
[0067] 图16(a)是示出图3中示出的油用间隙的开口相对于润滑油的流动的方向是0度 的状态的图。图16(b)是示出图3中示出的油用间隙的开口相对于润滑油的流动的方向是 45度的状态的图。图16(c)是示出图3中示出的油用间隙的开口相对于润滑油的流动的方 向是90度的状态的图。
[0068] 图17(a)是示出在图2中示出的润滑油包含钥作为添加剂的情况下色差ΛE的时 间变化的实验结果的表。图17(b)是图17(a)中示出的实验结果的图。
[0069] 图18(a)是示出在图2中示出的润滑油不包含钥作为添加剂的情况下色差ΛΕ的 时间变化的实验结果的表。图18(b)是图18(a)中示出的实验结果的图。
[0070] 图19是根据本发明的第二实施方式的工业机器人的关节部的截面图。
[0071] 图20是图19中示出的固定有清扫构件的支撑体的组成部件的平面图。
[0072] 图21(a)是图20中示出的清扫构件的示例的平面图。图21(b)是不同于图21(a) 中示出的清扫构件的另一个示例的平面图。
[0073] 图22(a)是在图21(a)中示出的清扫构件的一部分插入油用间隙的情况下的清扫 构件的平面图。图22(b)是在图21(b)中示出的清扫构件的一部分插入油用间隙的情况下 的清扫构件的平面图。
[0074] 图23是在图21中示出的插入部是刷子的情况下的清扫构件的立体图。
[0075] 图24是示出根据本发明的第二实施方式的工业机器人的关节部的截面图，该截 面图示出不同于图19中示出的关节部的另一个示例。
【具体实施方式】
[0076] 以下将参照【专利附图】
【附图说明】本发明的实施方式。
[0077] 首先，将说明作为根据第一实施方式的机械的工业机器人的构造。
[0078] 图1是根据本实施方式的工业机器人100的侧视图。
[0079] 如图1所示，工业机器人100包括要安装到诸如地板或天花板等的设置部分900 的安装部111、臂112至116、用于在安装部111和臂112之间进行连接的关节部120、用于 在臂112和臂113之间进行连接的关节部130、用于在臂113和臂114之间进行连接的关节 部140、用于在臂114和臂115之间进行连接的关节部150、用于在臂115和臂116之间进 行连接的关节部160、以及用于在臂116和未示出的手之间进行连接的关节部170。
[0080] 在工业机器人100是根据本发明的机械的情况下，工业机器人100的除了稍后说 明的诸如润滑油131a等的润滑油、稍后说明的诸如润滑油劣化传感器137a、137b、139a、 139b等的润滑油劣化传感器以外的部分构成根据本发明的机械主体。
[0081] 图2是关节部130的截面图。虽然以下仅对关节部130做出了说明，但各关节部 120、140至170的构造大致相同。
[0082] 如图2中所示，关节部130包括减速机131、马达138以及润滑油劣化传感器139a、 139b，减速机131用于在臂112和臂113之间进行连接，马达138借助于螺钉138a固定到 臂112,润滑油劣化传感器139a、139b分别用于检测减小在减速机131的可动部处产生的摩 擦用的润滑油131a的劣化。
[0083] 减速机131包括减速机主体132和分别用于检测减速机主体132的润滑油131a 的劣化的润滑油劣化传感器137a、137b。在减速机131是根据本发明的机械的情况下，减速 机主体132构成根据本发明的机械主体。
[0084] 减速机主体132包括壳体133、支撑体134、齿轮135a、三个齿轮135b、三个曲轴 135c和两个外齿轮136,壳体133借助于螺钉133a固定到臂112,支撑体134借助于螺钉 134a固定到臂113,齿轮135a被固定到马达138的输出轴，三个齿轮135b围绕减速机131 的中心轴等间隔地布置并且与齿轮135a啮合，三个曲轴135c围绕减速机131的中心轴等 间隔地布置并且分别被固定到齿轮135b，两个外齿轮136与设置在壳体133处的内齿轮啮 合。
[0085] 壳体133通过轴承133b可转动地支撑支撑体134。在壳体133和支撑体134之间 设置有用于防止润滑油131a泄漏的密封构件133c。
[0086] 曲轴135c中的每一个被支撑体134经由轴承134b可转动地支撑，并且还被外齿 轮136经由轴承136a可转动地支撑。
[0087] 润滑油劣化传感器137a和润滑油劣化传感器137b分别固定到壳体133。润滑油 劣化传感器139a固定到臂112。润滑油劣化传感器139b固定到臂113。
[0088] 图3是润滑油劣化传感器139b的主视图。图4是在安装到臂113的状态下的润 滑油劣化传感器139b的主截面图。图5(a)是润滑油劣化传感器139b的平面图。图5(b) 是润滑油劣化传感器139b的仰视图。虽然以下仅对润滑油劣化传感器139b进行说明，但 是，除了润滑油劣化传感器139b以外的诸如润滑油劣化传感器137a、137b、139a等的各润 滑油劣化传感器的构造也大致相同。
[0089] 如图3至图5(b)所示出的，润滑油劣化传感器139b包括用于支撑润滑油劣化传 感器139b的各组成部件的由铝合金制成的壳体20、用于支撑稍后说明的白色LED72、RGB传 感器73和间隙形成构件60的支撑构件30、通过支撑构件30保持的间隙形成构件60、以及 具有白色LED72和RGB传感器73的电子元件组70。
[0090] 支撑构件30借助于具有六角形孔的螺钉12固定到壳体20。支撑构件30包括由 铝合金制成的保持件40和由铝合金制成的保持件盖50,保持件盖50借助于具有六角形孔 的螺钉13固定到保持件40。
[0091] 间隙形成构件60由玻璃制成的两个直角棱镜61、62构成。作为供润滑油131a进 入的间隙的油用间隙60a形成于两个直角棱镜61、62之间。
[0092] 电子元件组70包括借助于螺钉11固定到支撑构件30的电路板71、安装到电路板 71上的白色LED72、安装到电路板71上的RGB传感器73、布置在电路板71的与电路板71 的白色LED72和RGB传感器73所在侧相反的一面侧的电路板74、用于固定电路板71和电 路板74的多个柱75、布置在电路板74的电路板71所在侧相反的一面侧的电路板76、用于 固定电路板74和电路板76的多个柱77、以及安装在电路板76的与电路板76的电路板74 所在侧相反的一面侧的连接器78。多个电子元件安装在电路板71、电路板74和电路板76 上。电路板71、电路板74和电路板76相互电连接。
[0093] 润滑油劣化传感器139b包括用于防止润滑油131a从壳体20和臂113之间的间 隙泄漏的0型环14、用于防止润滑油131a从壳体20和保持件40之间的间隙泄漏的0型环 15、以及布置在壳体20和保持件盖50之间的0型环16。
[0094] 图6 (a)是壳体20的主视图。图6 (b)是壳体20的主截面图。图7 (a)是壳体20 的侧视图。图7(b)是壳体20的侧截面图。图8(a)是壳体20的平面图。图8(b)是壳体 20的仰视图。
[0095] 如图3至图8(b)所示，壳体20包括螺纹部21、工具接触部22和保持件容纳部23， 螺纹部21待固定到臂113的螺纹孔113a，在相对于臂113的螺纹孔113a转动螺纹部21 时，通过诸如扳手等的工具夹持工具接触部22,保持件容纳部23容纳保持件40。此外，壳 体20设置有螺纹孔24、槽25、槽26以及槽27,具有六角孔的螺钉12分别拧入螺纹孔24， 0型环14嵌入到槽25中，0型环15嵌入到槽26中，0型环16嵌入到槽27中。
[0096] 壳体20被构造为被固定到工业机器人100的臂113 ( S卩，机械主体），因此构成本 发明的固定构件。此外，螺纹部21被构造为插入臂113的螺纹孔113a中并且固定到螺纹 部21的外侧的螺纹孔113a，并且构成根据本发明的接触部。
[0097] 在移除润滑油劣化传感器139b的状态下，臂113的螺纹孔113a可以用于将润滑 油131a供给到减速机131和用于从减速机131除去润滑油131a。
[0098] 图9 (a)是保持件40的主视图。图9 (b)是保持件40的主截面图。图10 (a)是保 持件40的侧视图。图10(b)的保持件40的侧截面图。图11(a)是保持件40的平面图，图 11 (b)是保持件40的仰视图。图12是示出从白色LED72到RGB传感器73的光路10a的 图。
[0099] 如图3至图5(b)以及图9 (a)至图12所示，保持件40包括用于容纳直角棱镜61 的棱镜容纳部41、用于容纳直角棱镜62的棱镜容纳部42、用于容纳白色LED72的LED容纳 部43、以及用于容纳RGB传感器73的RGB传感器容纳部44。此外，保持件40设置有连通 棱镜容纳部41和LED容纳部43的孔45、连通棱镜容纳部42和RGB传感器容纳部44的孔 46、旋入螺钉11的螺纹孔47、以及旋入具有六角形孔的螺钉13的螺纹孔48。
[0100] 棱镜容纳部41包括将直角棱镜61夹在中间的两个壁41a。直角棱镜61借助于粘 合剂固定到壁41a。棱镜容纳部42包括将直角棱镜62夹在中间的两个壁42a。直角棱镜 62借助于粘合剂固定到壁42a。
[0101] 保持件40借助于LED容纳部43、孔45、棱镜容纳部41、棱镜容纳部42、孔46以及 RGB传感器容纳部44围绕从白色LED72到RGB传感器73的光路10a的至少一部分。
[0102] 在保持件40的表面实施防止光反射的处理，诸如消光黑色氧化铝膜处理（black alumite treatment for matting)等。
[0103] 保持件40通过电路板71支撑白色LED72和RGB传感器73。此外，保持件40直接 支撑间隙形成构件60。
[0104] 如图12所示，间隙形成构件60的油用间隙60a布置在从白色LED72到RGB传感 器73的光路10a上。
[0105] 直角棱镜61、62透过从白色LED72发射的光。直角棱镜61设置有光入射面61a、 光反射面61b和光出射面61c，从白色LED72发射的光入射到光入射面61a，光反射面61b 以将光的传播方向弯曲90度的方式反射从光入射面61a进入的光，光出射面61c出射通过 光反射面61b反射的光。直角棱镜62设置有光入射面62a、光反射面62b和光出射面62c， 从直角棱镜61的光出射面61c出射的光入射到光入射面62a，光反射面62b以将光的传播 方向弯曲90度的方式反射从光入射面62a进入的光，光出射面62c出射通过光反射面62b 反射的光。
[0106] 直角棱镜61的光入射面61a、光反射面61b和光出射面61c以及直角棱镜62的光 入射面62a、光反射面62b和光出射面62c中的每一方均为光学研磨的。此外，直角棱镜61 的光反射面61b和直角棱镜62的光反射面62b中的每一方均设置有铝沉积膜。此外，在铝 沉积膜上形成Si02膜，以便保护硬度和粘合力低的铝沉积膜。
[0107] 光路l〇a通过直角棱镜61的光反射面61b弯曲90度，并且还通过直角棱镜62的 光反射面62b弯曲90度。也就是，光路10a通过间隙形成构件60弯曲180度。
[0108] 当直角棱镜61的光出射面61c和直角棱镜62的光入射面62a之间的间隔太短 时，即，油用间隙60a的长度太短时，润滑油131a中的污染物不可能适当地流过间隙60a。 因此，润滑油131a中的污染物的颜色的检测精度降低。另一方面，当油用间隙60a的长度 太长时，从白色LED72发射的光被油用间隙60a中的润滑油131a中的污染物过度地吸收， 因此不可能到达RGB传感器73。因而，润滑油131a中的污染物的颜色的检测精度也降低。 因此，优选地，适当地设置油用间隙60a的长度以使润滑油131a中的污染物的颜色的检测 精度变高。例如，油用间隙60a的长度为1mm。
[0109] 白色LED72是发射白光的电子元件并且构成根据本发明的发光元件。例如，可以 采用日亚化学公司（Nichia)制造的NSPW500GS-K1作为白色LED72。
[0110] RGB传感器73是检测接收的光的颜色的电子元件并且构成根据本发明的有色光 接收元件。例如，可以采用滨松光电公司（Hamamatsu Photonics K.K.)制造的S9032-02 作为RGB传感器73。
[0111] 如图4所示，连接器78被构造成使得在润滑油劣化传感器139b外部的外部装置 的连接器95连接到连接器78，以便经由连接器95从外部装置供给电力，润滑油劣化传感器 139b的检测结果作为电信号经由连接器95输出到外部装置。
[0112] 如图12所示，保持件40以与螺纹部21隔开的方式布置在螺纹部21的内侧，使得 光路l〇a的一部分布置在壳体20的螺纹部21的内侧。换言之，间隙10b形成于壳体20的 螺纹部21和保持件40之间。
[0113] 图13(a)是保持件盖50的主视图。图13(b)是保持件盖50的主截面图。图14(a) 是保持件盖50的平面图。图14(b)是保持件盖50的仰视图。
[0114] 如图3至图5(b)以及图13(a)至图14(b)所示，保持件盖50设置有工具接触部 51，工具接触部51用于在相对于壳体20转动支撑构件30时与诸如六角形扳手等的工具接 触。工具接触部51是用于通过接触力从外部接收可使支撑构件30相对于壳体20转动的 驱动力的部分，并且工具接触部51构成根据本发明的转动驱动力接收部。工具接触部51 布置在当壳体20固定到臂113时不与润滑油131a接触的位置。此外，保持件盖50设置有 供连接器78插入的孔52和供具有六角形孔的螺钉13插入的孔53。
[0115] 对保持件盖50的表面实施防止光反射的处理，该防止光反射处理诸如消光黑色 氧化铝膜处理等。
[0116] 如图3和图4所示，具有六角形孔的螺钉12被构造为通过与支撑构件30和壳体 20都接触，使得防止支撑构件30相对于壳体20转动，并构成根据本发明的转动防止构件。 具有六角形孔的螺钉12具有用于与诸如六角形扳手等的工具接触的工具接触部12a。工具 接触部12a是用于通过接触力从外部接收使螺钉12接触支撑构件30和壳体20两者的驱 动力的部分，并且构成根据本发明的接触驱动力接收部。工具接触部12a布置在当壳体20 固定到臂113时不与润滑油131a接触的位置。
[0117] 接下来，将说明润滑油劣化传感器139b的装配方法。虽然以下仅对润滑油劣化传 感器139b进行说明，但除了润滑油劣化传感器139b以外的诸如润滑油劣化传感器137a、 137b、139a等的各润滑油劣化传感器的装配方法也大致相同。
[0118] 首先，将粘合剂涂在保持件40的棱镜容纳部41的待与直角棱镜61的光入射面 61a相接触的表面上，还将粘合剂涂在直角棱镜61的待与棱镜容纳部41的两个壁41a接触 的两个表面上。接着，将直角棱镜61通过粘合剂固定到棱镜容纳部41。此外，将粘合剂涂 在保持件40的棱镜容纳部42的待与直角棱镜62的光出射面62c相接触的表面上，还将粘 合剂涂在直角棱镜62的待与棱镜容纳部42的两个壁42a接触的两个表面上。接着，将直 角棱镜62通过粘合剂固定到棱镜容纳部42。此外，将白色LED72借助于粘合剂固定到保持 件40的LED容纳部43。
[0119] 然后，将其上安装了 RGB传感器73的电路板71借助于螺钉11固定到保持件40， 并将白色LED72借助于焊接固定到电路板71。此外，装配诸如连接器78等的各种电子元 件，从而通过保持件40支撑电子元件组70。
[0120] 接着，将保持件盖50借助于具有六角形孔的螺钉13固定到保持件40。
[0121] 最后，借助于具有六角形孔的螺钉12将保持件40固定到安装有0型环14、0型环 15和0型环16的壳体20的保持件容纳部23。
[0122] 接下来，将对将润滑油劣化传感器139b安装到臂113的方法进行说明。虽然以下 仅对润滑油劣化传感器139b进行说明，但除了润滑油劣化传感器139b以外的诸如润滑油 劣化传感器137a、137b、139a等的各润滑油劣化传感器的安装方法大致相同。
[0123] 首先，通过工具夹持壳体20的工具接触部22并将壳体20的螺纹部21插入臂113 的螺纹孔113a。即，通过将螺纹部旋入螺纹孔将润滑油劣化传感器139b固定到臂113。
[0124] 然后，将在润滑油劣化传感器139b的外部的外部装置的连接器95连接到连接器 78 〇
[0125] 接下来，将说明工业机器人100的动作。
[0126] 首先，将说明关节部130的动作。虽然以下仅对关节部130进行说明，但关节部 120、140至170的动作也大致相同。
[0127] 当关节部130的马达138的输出轴转动时，马达138的转动速度被减速机131减 小，从而固定到减速机131的支撑体134的臂113通过马达的转动力相对于固定到减速机 131的壳体133的臂112移动。
[0128] 接下来，将说明润滑油劣化传感器139b的动作。虽然以下仅对润滑油劣化传感器 139b进行说明，但除了润滑油劣化传感器139b以外的诸如润滑油劣化传感器137a、137b、 139a等的各润滑油劣化传感器的动作也大致相同。
[0129] 润滑油劣化传感器139b经由连接器78响应从外部装置供给的电力从白色LED72 发射白光。
[0130] 接着，润滑油劣化传感器139b将通过RGB传感器73接收的光的各颜色RGB的光 量作为电信号经由连接器78输出到外部装置。
[0131] 润滑油劣化传感器139b可以另外安装除了 RGB传感器73之外的另外的传感器。 例如，在润滑油劣化传感器139b中，当电子元件组70中包含用于检测润滑油131a的温度 的温度传感器时，通过温度传感器检测的温度也可以作为电信号经由连接器78输出到外 部装置。
[0132] 接下来，将对调整润滑油劣化传感器139b的油用间隙60a的开口 60b的方向的方 法进行说明。虽然以下仅对润滑油劣化传感器139b进行说明，但除了润滑油劣化传感器 139b以外的诸如润滑油劣化传感器137a、137b、139a等的各润滑油劣化传感器的调整方法 大致相同。
[0133] 润滑油劣化传感器139b的外部装置能够基于RGB传感器73检测的颜色确定减速 机131的润滑油131a中的污染物的种类和数量。即，润滑油劣化传感器139b通过检测润 滑油131a中的污染物的颜色能够检测出润滑油131a的劣化程度。
[0134] 图15是示出油用间隙60a的开口 60b相对于润滑油131a的流动的方向与通过 RGB传感器73检测的颜色相对于黑色的色差ΛΕ之间的关系的示例的图。图16(a)是示出 油用间隙60a的开口 60b相对于润滑油131a的流动的方向是0度的状态的图。图16(b) 是示出油用间隙60a的开口 60b相对于润滑油131a的流动的方向是45度的状态的图。图 16(c)是示出油用间隙60a的开口 60b相对于润滑油131a的流动的方向是90度的状态的 图。
[0135] 通过使用由RGB传感器73检测的颜色RGB的各值，通过由接下来的数学式1示出 的表达式能够计算由RGB传感器73检测的颜色相对于黑色的色差ΛE。
[0136] [数学式1]
[0137]
【权利要求】
1. 一种润滑油劣化传感器，其用于在所述润滑油劣化传感器安装在机械主体的状态下 检测所述机械主体的润滑油的劣化，所述润滑油劣化传感器包括： 发光元件，其被构造为发射光； 有色光接收元件，其被构造为检测接收到的光的颜色； 间隙形成构件，其形成供所述润滑油进入的油用间隙； 支撑构件，其支撑所述发光元件、所述有色光接收元件和所述间隙形成构件；以及 固定构件，其被构造为固定到所述机械主体， 其中 所述间隙形成构件被构造为透过从所述发光元件发射的光， 所述油用间隙布置在从所述发光元件到所述有色光接收元件的光路上， 所述固定构件包括在接触部的外侧与所述机械主体接触的接触部，以及 所述支撑构件以与所述接触部隔开的方式布置在所述接触部的内侧，使得所述光路的 至少一部分布置在所述接触部的内侧。
2. 根据权利要求1所述的润滑油劣化传感器，其特征在于， 所述接触部被构造为插入所述机械主体的孔中。
3. 根据权利要求2所述的润滑油劣化传感器，其特征在于， 所述孔是螺纹孔，并且 所述接触部是螺纹部，所述螺纹部被构造为插入并固定到所述机械主体的所述螺纹 孔。
4. 根据权利要求1至3中任一项所述的润滑油劣化传感器，其特征在于， 所述固定构件可转动地支撑所述支撑构件，使得当所述支撑构件转动时所述油用间隙 的开口的方向变化。
5. 根据权利要求4所述的润滑油劣化传感器，其特征在于， 所述支撑构件包括转动驱动力接收部，所述转动驱动力接收部在当所述固定构件固定 到所述机械主体时所述转动驱动力接收部不与所述润滑油接触的位置，所述转动驱动力接 收部通过接触力从外部接收使所述支撑构件相对于所述固定构件转动的驱动力。
6. 根据权利要求4或5所述的润滑油劣化传感器，其特征在于，所述润滑油劣化传感器 还包括： 转动防止构件，其通过与所述支撑构件和所述固定构件两者都接触来防止所述支撑构 件相对于所述固定构件转动，其中 所述转动防止构件包括接触驱动力接收部，所述接触驱动力接收部在当所述固定构件 固定到所述机械主体时所述接触驱动力接收部不与所述润滑油接触的位置，所述接触驱动 力接收部通过接触力从外部接收用于使所述转动防止构件与所述支撑构件和所述固定构 件两者都接触的驱动力。
7. -种机械，其包括： 根据权利要求1至6中任一项所述的润滑油劣化传感器；以及 所述机械主体。
8. 根据权利要求7所述的机械，其特征在于，所述机械还包括： 清扫构件，其被构造为清扫所述润滑油劣化传感器，其中 所述机械主体包括传感器侧部分和清扫构件侧部分，所述润滑油劣化传感器安装在所 述传感器侧部分，所述清扫构件侧部分能相对于所述传感器侧部分移动并且所述清扫构件 安装在所述清扫构件侧部分， 所述清扫构件布置在当所述传感器侧部分与所述清扫构件侧部分相对移动时与所述 间隙形成构件的形成所述油用间隙的间隙形成面接触的位置。
9. 根据权利要求8所述的机械，其特征在于， 所述清扫构件包括多个插入部，所述多个插入部被构造为插入所述油用间隙并具有弹 性， 所述插入部中的每一个的在所述油用间隙的间隔方向上的宽度比所述油用间隙的间 隔小，以及 所述多个插入部的在所述油用间隙的间隔方向上的全体宽度比所述油用间隙的间隔 大。
10. 根据权利要求7至9中任一项所述的机械，其特征在于， 所述机械是用于工业机器人的减速机，以及 所述机械主体是所述减速机的主体。
11. 根据权利要求7至9中任一项所述的机械，其特征在于， 所述机械是工业机器人， 所述机械主体包括臂和用于所述臂的关节部的减速机，以及 所述润滑油是用于所述减速机的润滑油。
12. 根据权利要求8或9所述的机械，其特征在于， 所述机械是工业机器人， 所述机械主体包括臂和用于所述臂的关节部的减速机， 所述润滑油是用于所述减速机的润滑油， 所述臂是所述传感器侧部分， 所述减速机是所述清扫构件侧部分，以及 所述清扫构件布置在当所述减速机转动时与所述间隙形成面接触的位置。
【文档编号】G01N21/27GK104114998SQ201380009771
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2013年2月14日 优先权日:2012年2月17日
【发明者】中村江儿, 岛田英史 申请人:纳博特斯克有限公司
【专利摘要】提供一种润滑油劣化传感器，其布置在机械主体中，用于检测机械主体的润滑油的劣化。透过光的间隙形成构件具有供润滑油进入的油用间隙。油用间隙布置在从发光元件到有色光接收元件的光路上。支撑构件支撑发光元件、有色光接收元件和间隙形成构件。以固定到机械主体的方式构造的固定构件设置有在接触部的外部与机械主体接触的接触部。支撑构件以与接触部隔开的方式布置在接触部的内侧，使得光路的至少一部分布置在接触部的内侧。
【专利说明】润滑油劣化传感器以及设置有该润滑油劣化传感器的机械
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于检测机械的润滑油的劣化的润滑油劣化传感器。
【背景技术】
[0002] 传统地，对于用于检测机械的润滑油的劣化的润滑油劣化传感器，已知的为油劣 化度传感器。在该传感器中，供润滑油进入的油进入间隙部形成于从红外LED(发光二极 管）到光电二极管的光路上。接着，根据光电二极管的光接收量测量相对于从红外LED发 射的光被油进入间隙部中的润滑油吸收的光吸收量，以确定跟由此测量的光吸收量相关的 润滑油的劣化度（例如，参见专利文献1和专利文献2)。
[0003] 然而，在专利文献1和专利文献2中说明的油劣化度传感器具有如下问题：虽然润 滑油中的不溶解成分的浓度可以被测量作为润滑油的劣化度，但不能确定润滑油中的污染 物的种类。
[0004] 对于确定润滑油中的污染物的种类的技术，已知如下的技术：在该技术中，LED朝 向用于过滤润滑油的膜过滤器照射光线。接着，光接收元件将来自膜过滤器上的污染物的 反射光转换为RGB的数值，以基于由此转换的RGB数值确定润滑油中的污染物的种类（例 如，参见非专利文献1和非专利文献2)。
[0005] 现有技术文献
[0006] 专利文献
[0007] 专利文献1 :日本特开平7-146233号公报
[0008] 专利文献2 :日本特开平10-104160号公报
[0009] 非专利文献1 :山口智彦及其他四人，"润滑油中的污染物的色相判别方法"，福井 大学工学部研究报告，2003年3月，第51卷，第1号，81-88页
[0010] 非专利文献2 :本田知己，"润滑油劣化诊断?检测技术"，日本精密工程学会杂志， 2009年，第75卷，第3号，359-362页
【发明内容】
[0011] 发明要解决的问是页
[0012] 由于在非专利文献1和非专利文献2中说明的技术需要从机械排出润滑油并且通 过膜过滤器过滤润滑油，因此出现缺乏即时性的问题。
[0013] 本发明的目标是提供一种能即时确定机械的润滑油中的污染物的种类和数量的 润滑油劣化传感器。
[0014] 用于解决问题的方案
[0015] 根据本发明，提供了一种润滑油劣化传感器，其用于在所述润滑油劣化传感器安 装在机械主体的状态下检测所述机械主体的润滑油的劣化，所述润滑油劣化传感器包括：
[0016] 发光元件，其被构造为发射光；
[0017] 有色光接收元件，其被构造为检测接收到的光的颜色；
[0018] 间隙形成构件，其形成供所述润滑油进入的油用间隙；
[0019] 支撑构件，其支撑所述发光元件、所述有色光接收元件和所述间隙形成构件；以及
[0020] 固定构件，其被构造为固定到所述机械主体，
[0021] 其中
[0022] 所述间隙形成构件被构造为透过从所述发光元件发射的光，
[0023] 所述油用间隙布置在从所述发光元件到所述有色光接收元件的光路上，
[0024] 所述固定构件包括在接触部的外侧与所述机械主体接触的接触部，以及
[0025] 所述支撑构件以与所述接触部隔开的方式布置在所述接触部的内侧，使得所述光 路的至少一部分布置在所述接触部的内侧。
[0026] 所述接触部可以被构造为插入所述机械主体的孔中。
[0027] 所述孔可以是螺纹孔，并且所述接触部可以是螺纹部，所述螺纹部被构造为插入 并固定到所述机械主体的所述螺纹孔。
[0028] 所述固定构件可以可转动地支撑所述支撑构件，使得当所述支撑构件转动时所述 油用间隙的开口的方向变化。
[0029] 所述支撑构件可以包括转动驱动力接收部，所述转动驱动力接收部在当所述固定 构件固定到所述机械主体时所述转动驱动力接收部不与所述润滑油接触的位置，所述转动 驱动力接收部通过接触力从外部接收使所述支撑构件相对于所述固定构件转动的驱动力。
[0030] 所述润滑油劣化传感器还可以包括：转动防止构件，其通过与所述支撑构件和所 述固定构件两者都接触来防止所述支撑构件相对于所述固定构件转动，其中
[0031] 所述转动防止构件包括接触驱动力接收部，所述接触驱动力接收部在当所述固定 构件固定到所述机械主体时所述接触驱动力接收部不与所述润滑油接触的位置，所述接触 驱动力接收部通过接触力从外部接收用于使所述转动防止构件与所述支撑构件和所述固 定构件两者都接触的驱动力。
[0032] 根据本发明，提供一种机械，该机械包括润滑油劣化传感器和机械主体。
[0033] 所述机械还可以包括清扫构件，所述清扫构件被构造为清扫所述润滑油劣化传感 器。所述机械主体可以包括传感器侧部分和清扫构件侧部分，所述润滑油劣化传感器安装 在所述传感器侧部分，所述清扫构件侧部分能相对于所述传感器侧部分移动并且所述清扫 构件安装在所述清扫构件侧部分。所述清扫构件可以布置在当所述传感器侧部分与所述清 扫构件侧部分相对移动时与所述间隙形成构件的形成所述油用间隙的间隙形成面接触的 位置。
[0034] 所述清扫构件可以设有多个插入部，所述多个插入部被构造为插入所述油用间隙 并具有弹性。所述插入部中的每一个的在所述油用间隙的间隔方向上的宽度比所述油用间 隙的间隔小，以及所述多个插入部的在所述油用间隙的间隔方向上的全体宽度比所述油用 间隙的间隔大。
[0035] 所述机械可以是用于工业机器人的减速机，以及所述机械主体可以是所述减速机 的主体。
[0036] 所述机械可以是工业机器人。所述机械主体可以包括臂和用于所述臂的关节部的 减速机，以及所述润滑油可以是用于所述减速机的润滑油。
[0037] 所述机械可以是工业机器人。所述机械主体可以包括臂和用于所述臂的关节部的 减速机，所述润滑油可以是用于所述减速机的润滑油。所述臂可以是所述传感器侧部分。所 述减速机可以是所述清扫构件侧部分。所述清扫构件可以布置在当所述减速机转动时与所 述间隙形成面接触的位置。
[0038] 发明的效果
[0039] 在根据本发明的润滑油劣化传感器中，有色光接收元件检测通过发光元件发射的 光中波长没有被油用间隙处的润滑油中的诸如铁粉等的污染物吸收的光的颜色。因而，能 即时检测出机械主体的润滑油中的污染物的颜色。即，根据本发明的润滑油劣化传感器能 够基于有色光接收元件检测的颜色即时确定机械主体的润滑油中的污染物的种类和数量。 此外，在根据本发明的润滑油劣化传感器中，即使接触部与机械主体接触并且变形,接触部 的变形也难以传递到与接触部隔开配置的支撑构件。因而，难以发生光路归因于支撑构件 的变形而产生的变化。因此，能抑制在接触部与机械主体接触的情况下机械主体的润滑油 的劣化的检测精度的下降。
[0040] 在根据本发明的润滑油劣化传感器中，当接触部插入到机械主体的孔中并且与机 械主体接触时，接触部可能朝向其内侧变形。因而，能有效地抑制在接触部与机械主体接触 的情况下机械主体的润滑油的劣化的检测精度的下降。
[0041] 在根据本发明的润滑油劣化传感器中，当螺纹部旋入机械主体的螺纹孔并且与机 械主体接触时，螺纹部可能朝向其内侧变形。因而，能有效地抑制在螺纹部固定到机械主体 的情况下机械主体的润滑油的劣化的检测精度的下降。
[0042] 在根据本发明的润滑油劣化传感器中，能够调整在将固定构件固定到机械主体时 油用间隙的开口的方向，使得在固定构件固定到机械主体的情况下的机械主体的润滑油的 劣化的检测精度变高。
[0043] 在根据本发明的润滑油劣化传感器中，能够调整在将固定构件固定到机械主体的 情况下油用间隙的开口的方向，使得在将固定构件固定到机械主体后的机械主体的润滑油 的劣化的检测精度变高。
[0044] 在根据本发明的润滑油劣化传感器中，能够固定在将固定构件固定到机械主体的 情况下油用间隙的开口的方向，使得在将固定构件固定到机械主体后的机械主体的润滑油 的劣化的检测精度变高。
[0045] 根据本发明的机械能通过使用润滑油劣化传感器即时确定机械主体的润滑油中 的污染物的种类和数量。此外，根据本发明的机械能在润滑油劣化传感器的接触部接触机 械主体的情况下通过润滑油劣化传感器抑制机械主体的润滑油的劣化的检测精度的下降。
[0046] 在根据本发明的机械中，当传感器侧部分和清扫构件侧部分彼此相对移动时，清 扫构件擦掉粘附到间隙形成构件的间隙形成面的诸如污泥等的污垢。因而，能够抑制润滑 油劣化传感器的性能的下降。结果，根据本发明的机械能够抑制润滑油劣化传感器的性能 的下降，该润滑油劣化传感器能够即时确定润滑油中的污染物的种类和数量。
[0047] 在根据本发明的机械中，与清扫构件仅由在油用间隙的间隔方向上的宽度比油用 间隙的间隔大的单个插入部构造而成的情况相比，在将清扫构件插入油用间隙时通过清扫 构件施加到润滑油劣化传感器的压力可以较小。结果，能够抑制润滑油劣化传感器的性能 归因于从清扫构件施加到润滑油劣化传感器的压力而下降。此外，在根据本发明的机械中， 通过清扫构件的多个插入部能够有效地擦掉粘附到间隙形成构件的间隙形成面的诸如泥 污等的污垢。
[0048] 根据本发明的工业机器人用减速机能够抑制润滑油劣化传感器的性能的下降，该 润滑油劣化传感器能够即时确定润滑油中的污染物的种类和数量。因而，根据本发明的工 业机器人用减速机能够长时间维持故障的即时预知的精度。
[0049] 根据本发明的工业机器人能够抑制润滑油劣化传感器的性能的下降，该润滑油劣 化传感器能够即时确定润滑油中的污染物的种类和数量。因而，根据本发明的工业机器人 能够长时间维持故障的即时预知的精度。
[0050] 在根据本发明的工业机器人中，每次臂被减速机驱动时，清扫构件就能够擦掉粘 附到润滑油劣化传感器的间隙形成面的诸如污泥等的污垢。
[0051] 根据本发明的润滑油劣化传感器能够即时确定机械的润滑油中的污染物的种类 和数量。
【专利附图】
【附图说明】
[0052] 图1是根据本发明的第一实施方式的工业机器人的侧视图。
[0053] 图2是图1中示出的工业机器人的关节部的截面图。
[0054] 图3是图2中示出的润滑油劣化传感器的主视图。
[0055] 图4是在安装到臂的状态下的图3所示的润滑油劣化传感器的主截面图。
[0056] 图5(a)是图3中示出的润滑油劣化传感器的平面图。图5(b)是图3中示出的润 滑油劣化传感器的仰视图。
[0057] 图6 (a)是图3中示出的壳体的主视图。图6(b)是图3中示出的壳体的主截面图。
[0058] 图7(a)是图3中示出的壳体的侧视图。图7(b)是图3中示出的壳体的侧截面图。
[0059] 图8(a)是图3中示出的壳体的平面图。图8(b)是图3中示出的壳体的仰视图。
[0060] 图9(a)是图3中示出的保持件的主视图。图9(b)是图3中示出的保持件的主截 面图。
[0061] 图10(a)是图3中示出的保持件的侧视图。图10(b)是图3中示出的保持件的侧 截面图。
[0062] 图11 (a)是图3中示出的保持件的平面图。图11 (b)是图3中示出的保持件的仰 视图。
[0063] 图12是示出从图4中示出的白色LED到RGB传感器的光路的图。
[0064] 图13(a)是图3中示出的保持件盖的主视图。图13(b)是图3中示出的保持件盖 的主截面图。
[0065] 图14(a)是图3中示出的保持件盖的平面图。图14(b)是图3中示出的保持件盖 的仰视图。
[0066] 图15是示出图3中示出的油用间隙的开口相对于润滑油的流动的方向与通过RGB 传感器检测的颜色相对于黑色的色差ΛΕ之间的关系的示例的图。
[0067] 图16(a)是示出图3中示出的油用间隙的开口相对于润滑油的流动的方向是0度 的状态的图。图16(b)是示出图3中示出的油用间隙的开口相对于润滑油的流动的方向是 45度的状态的图。图16(c)是示出图3中示出的油用间隙的开口相对于润滑油的流动的方 向是90度的状态的图。
[0068] 图17(a)是示出在图2中示出的润滑油包含钥作为添加剂的情况下色差ΛE的时 间变化的实验结果的表。图17(b)是图17(a)中示出的实验结果的图。
[0069] 图18(a)是示出在图2中示出的润滑油不包含钥作为添加剂的情况下色差ΛΕ的 时间变化的实验结果的表。图18(b)是图18(a)中示出的实验结果的图。
[0070] 图19是根据本发明的第二实施方式的工业机器人的关节部的截面图。
[0071] 图20是图19中示出的固定有清扫构件的支撑体的组成部件的平面图。
[0072] 图21(a)是图20中示出的清扫构件的示例的平面图。图21(b)是不同于图21(a) 中示出的清扫构件的另一个示例的平面图。
[0073] 图22(a)是在图21(a)中示出的清扫构件的一部分插入油用间隙的情况下的清扫 构件的平面图。图22(b)是在图21(b)中示出的清扫构件的一部分插入油用间隙的情况下 的清扫构件的平面图。
[0074] 图23是在图21中示出的插入部是刷子的情况下的清扫构件的立体图。
[0075] 图24是示出根据本发明的第二实施方式的工业机器人的关节部的截面图，该截 面图示出不同于图19中示出的关节部的另一个示例。
【具体实施方式】
[0076] 以下将参照【专利附图】
【附图说明】本发明的实施方式。
[0077] 首先，将说明作为根据第一实施方式的机械的工业机器人的构造。
[0078] 图1是根据本实施方式的工业机器人100的侧视图。
[0079] 如图1所示，工业机器人100包括要安装到诸如地板或天花板等的设置部分900 的安装部111、臂112至116、用于在安装部111和臂112之间进行连接的关节部120、用于 在臂112和臂113之间进行连接的关节部130、用于在臂113和臂114之间进行连接的关节 部140、用于在臂114和臂115之间进行连接的关节部150、用于在臂115和臂116之间进 行连接的关节部160、以及用于在臂116和未示出的手之间进行连接的关节部170。
[0080] 在工业机器人100是根据本发明的机械的情况下，工业机器人100的除了稍后说 明的诸如润滑油131a等的润滑油、稍后说明的诸如润滑油劣化传感器137a、137b、139a、 139b等的润滑油劣化传感器以外的部分构成根据本发明的机械主体。
[0081] 图2是关节部130的截面图。虽然以下仅对关节部130做出了说明，但各关节部 120、140至170的构造大致相同。
[0082] 如图2中所示，关节部130包括减速机131、马达138以及润滑油劣化传感器139a、 139b，减速机131用于在臂112和臂113之间进行连接，马达138借助于螺钉138a固定到 臂112,润滑油劣化传感器139a、139b分别用于检测减小在减速机131的可动部处产生的摩 擦用的润滑油131a的劣化。
[0083] 减速机131包括减速机主体132和分别用于检测减速机主体132的润滑油131a 的劣化的润滑油劣化传感器137a、137b。在减速机131是根据本发明的机械的情况下，减速 机主体132构成根据本发明的机械主体。
[0084] 减速机主体132包括壳体133、支撑体134、齿轮135a、三个齿轮135b、三个曲轴 135c和两个外齿轮136,壳体133借助于螺钉133a固定到臂112,支撑体134借助于螺钉 134a固定到臂113,齿轮135a被固定到马达138的输出轴，三个齿轮135b围绕减速机131 的中心轴等间隔地布置并且与齿轮135a啮合，三个曲轴135c围绕减速机131的中心轴等 间隔地布置并且分别被固定到齿轮135b，两个外齿轮136与设置在壳体133处的内齿轮啮 合。
[0085] 壳体133通过轴承133b可转动地支撑支撑体134。在壳体133和支撑体134之间 设置有用于防止润滑油131a泄漏的密封构件133c。
[0086] 曲轴135c中的每一个被支撑体134经由轴承134b可转动地支撑，并且还被外齿 轮136经由轴承136a可转动地支撑。
[0087] 润滑油劣化传感器137a和润滑油劣化传感器137b分别固定到壳体133。润滑油 劣化传感器139a固定到臂112。润滑油劣化传感器139b固定到臂113。
[0088] 图3是润滑油劣化传感器139b的主视图。图4是在安装到臂113的状态下的润 滑油劣化传感器139b的主截面图。图5(a)是润滑油劣化传感器139b的平面图。图5(b) 是润滑油劣化传感器139b的仰视图。虽然以下仅对润滑油劣化传感器139b进行说明，但 是，除了润滑油劣化传感器139b以外的诸如润滑油劣化传感器137a、137b、139a等的各润 滑油劣化传感器的构造也大致相同。
[0089] 如图3至图5(b)所示出的，润滑油劣化传感器139b包括用于支撑润滑油劣化传 感器139b的各组成部件的由铝合金制成的壳体20、用于支撑稍后说明的白色LED72、RGB传 感器73和间隙形成构件60的支撑构件30、通过支撑构件30保持的间隙形成构件60、以及 具有白色LED72和RGB传感器73的电子元件组70。
[0090] 支撑构件30借助于具有六角形孔的螺钉12固定到壳体20。支撑构件30包括由 铝合金制成的保持件40和由铝合金制成的保持件盖50,保持件盖50借助于具有六角形孔 的螺钉13固定到保持件40。
[0091] 间隙形成构件60由玻璃制成的两个直角棱镜61、62构成。作为供润滑油131a进 入的间隙的油用间隙60a形成于两个直角棱镜61、62之间。
[0092] 电子元件组70包括借助于螺钉11固定到支撑构件30的电路板71、安装到电路板 71上的白色LED72、安装到电路板71上的RGB传感器73、布置在电路板71的与电路板71 的白色LED72和RGB传感器73所在侧相反的一面侧的电路板74、用于固定电路板71和电 路板74的多个柱75、布置在电路板74的电路板71所在侧相反的一面侧的电路板76、用于 固定电路板74和电路板76的多个柱77、以及安装在电路板76的与电路板76的电路板74 所在侧相反的一面侧的连接器78。多个电子元件安装在电路板71、电路板74和电路板76 上。电路板71、电路板74和电路板76相互电连接。
[0093] 润滑油劣化传感器139b包括用于防止润滑油131a从壳体20和臂113之间的间 隙泄漏的0型环14、用于防止润滑油131a从壳体20和保持件40之间的间隙泄漏的0型环 15、以及布置在壳体20和保持件盖50之间的0型环16。
[0094] 图6 (a)是壳体20的主视图。图6 (b)是壳体20的主截面图。图7 (a)是壳体20 的侧视图。图7(b)是壳体20的侧截面图。图8(a)是壳体20的平面图。图8(b)是壳体 20的仰视图。
[0095] 如图3至图8(b)所示，壳体20包括螺纹部21、工具接触部22和保持件容纳部23， 螺纹部21待固定到臂113的螺纹孔113a，在相对于臂113的螺纹孔113a转动螺纹部21 时，通过诸如扳手等的工具夹持工具接触部22,保持件容纳部23容纳保持件40。此外，壳 体20设置有螺纹孔24、槽25、槽26以及槽27,具有六角孔的螺钉12分别拧入螺纹孔24， 0型环14嵌入到槽25中，0型环15嵌入到槽26中，0型环16嵌入到槽27中。
[0096] 壳体20被构造为被固定到工业机器人100的臂113 ( S卩，机械主体），因此构成本 发明的固定构件。此外，螺纹部21被构造为插入臂113的螺纹孔113a中并且固定到螺纹 部21的外侧的螺纹孔113a，并且构成根据本发明的接触部。
[0097] 在移除润滑油劣化传感器139b的状态下，臂113的螺纹孔113a可以用于将润滑 油131a供给到减速机131和用于从减速机131除去润滑油131a。
[0098] 图9 (a)是保持件40的主视图。图9 (b)是保持件40的主截面图。图10 (a)是保 持件40的侧视图。图10(b)的保持件40的侧截面图。图11(a)是保持件40的平面图，图 11 (b)是保持件40的仰视图。图12是示出从白色LED72到RGB传感器73的光路10a的 图。
[0099] 如图3至图5(b)以及图9 (a)至图12所示，保持件40包括用于容纳直角棱镜61 的棱镜容纳部41、用于容纳直角棱镜62的棱镜容纳部42、用于容纳白色LED72的LED容纳 部43、以及用于容纳RGB传感器73的RGB传感器容纳部44。此外，保持件40设置有连通 棱镜容纳部41和LED容纳部43的孔45、连通棱镜容纳部42和RGB传感器容纳部44的孔 46、旋入螺钉11的螺纹孔47、以及旋入具有六角形孔的螺钉13的螺纹孔48。
[0100] 棱镜容纳部41包括将直角棱镜61夹在中间的两个壁41a。直角棱镜61借助于粘 合剂固定到壁41a。棱镜容纳部42包括将直角棱镜62夹在中间的两个壁42a。直角棱镜 62借助于粘合剂固定到壁42a。
[0101] 保持件40借助于LED容纳部43、孔45、棱镜容纳部41、棱镜容纳部42、孔46以及 RGB传感器容纳部44围绕从白色LED72到RGB传感器73的光路10a的至少一部分。
[0102] 在保持件40的表面实施防止光反射的处理，诸如消光黑色氧化铝膜处理（black alumite treatment for matting)等。
[0103] 保持件40通过电路板71支撑白色LED72和RGB传感器73。此外，保持件40直接 支撑间隙形成构件60。
[0104] 如图12所示，间隙形成构件60的油用间隙60a布置在从白色LED72到RGB传感 器73的光路10a上。
[0105] 直角棱镜61、62透过从白色LED72发射的光。直角棱镜61设置有光入射面61a、 光反射面61b和光出射面61c，从白色LED72发射的光入射到光入射面61a，光反射面61b 以将光的传播方向弯曲90度的方式反射从光入射面61a进入的光，光出射面61c出射通过 光反射面61b反射的光。直角棱镜62设置有光入射面62a、光反射面62b和光出射面62c， 从直角棱镜61的光出射面61c出射的光入射到光入射面62a，光反射面62b以将光的传播 方向弯曲90度的方式反射从光入射面62a进入的光，光出射面62c出射通过光反射面62b 反射的光。
[0106] 直角棱镜61的光入射面61a、光反射面61b和光出射面61c以及直角棱镜62的光 入射面62a、光反射面62b和光出射面62c中的每一方均为光学研磨的。此外，直角棱镜61 的光反射面61b和直角棱镜62的光反射面62b中的每一方均设置有铝沉积膜。此外，在铝 沉积膜上形成Si02膜，以便保护硬度和粘合力低的铝沉积膜。
[0107] 光路l〇a通过直角棱镜61的光反射面61b弯曲90度，并且还通过直角棱镜62的 光反射面62b弯曲90度。也就是，光路10a通过间隙形成构件60弯曲180度。
[0108] 当直角棱镜61的光出射面61c和直角棱镜62的光入射面62a之间的间隔太短 时，即，油用间隙60a的长度太短时，润滑油131a中的污染物不可能适当地流过间隙60a。 因此，润滑油131a中的污染物的颜色的检测精度降低。另一方面，当油用间隙60a的长度 太长时，从白色LED72发射的光被油用间隙60a中的润滑油131a中的污染物过度地吸收， 因此不可能到达RGB传感器73。因而，润滑油131a中的污染物的颜色的检测精度也降低。 因此，优选地，适当地设置油用间隙60a的长度以使润滑油131a中的污染物的颜色的检测 精度变高。例如，油用间隙60a的长度为1mm。
[0109] 白色LED72是发射白光的电子元件并且构成根据本发明的发光元件。例如，可以 采用日亚化学公司（Nichia)制造的NSPW500GS-K1作为白色LED72。
[0110] RGB传感器73是检测接收的光的颜色的电子元件并且构成根据本发明的有色光 接收元件。例如，可以采用滨松光电公司（Hamamatsu Photonics K.K.)制造的S9032-02 作为RGB传感器73。
[0111] 如图4所示，连接器78被构造成使得在润滑油劣化传感器139b外部的外部装置 的连接器95连接到连接器78，以便经由连接器95从外部装置供给电力，润滑油劣化传感器 139b的检测结果作为电信号经由连接器95输出到外部装置。
[0112] 如图12所示，保持件40以与螺纹部21隔开的方式布置在螺纹部21的内侧，使得 光路l〇a的一部分布置在壳体20的螺纹部21的内侧。换言之，间隙10b形成于壳体20的 螺纹部21和保持件40之间。
[0113] 图13(a)是保持件盖50的主视图。图13(b)是保持件盖50的主截面图。图14(a) 是保持件盖50的平面图。图14(b)是保持件盖50的仰视图。
[0114] 如图3至图5(b)以及图13(a)至图14(b)所示，保持件盖50设置有工具接触部 51，工具接触部51用于在相对于壳体20转动支撑构件30时与诸如六角形扳手等的工具接 触。工具接触部51是用于通过接触力从外部接收可使支撑构件30相对于壳体20转动的 驱动力的部分，并且工具接触部51构成根据本发明的转动驱动力接收部。工具接触部51 布置在当壳体20固定到臂113时不与润滑油131a接触的位置。此外，保持件盖50设置有 供连接器78插入的孔52和供具有六角形孔的螺钉13插入的孔53。
[0115] 对保持件盖50的表面实施防止光反射的处理，该防止光反射处理诸如消光黑色 氧化铝膜处理等。
[0116] 如图3和图4所示，具有六角形孔的螺钉12被构造为通过与支撑构件30和壳体 20都接触，使得防止支撑构件30相对于壳体20转动，并构成根据本发明的转动防止构件。 具有六角形孔的螺钉12具有用于与诸如六角形扳手等的工具接触的工具接触部12a。工具 接触部12a是用于通过接触力从外部接收使螺钉12接触支撑构件30和壳体20两者的驱 动力的部分，并且构成根据本发明的接触驱动力接收部。工具接触部12a布置在当壳体20 固定到臂113时不与润滑油131a接触的位置。
[0117] 接下来，将说明润滑油劣化传感器139b的装配方法。虽然以下仅对润滑油劣化传 感器139b进行说明，但除了润滑油劣化传感器139b以外的诸如润滑油劣化传感器137a、 137b、139a等的各润滑油劣化传感器的装配方法也大致相同。
[0118] 首先，将粘合剂涂在保持件40的棱镜容纳部41的待与直角棱镜61的光入射面 61a相接触的表面上，还将粘合剂涂在直角棱镜61的待与棱镜容纳部41的两个壁41a接触 的两个表面上。接着，将直角棱镜61通过粘合剂固定到棱镜容纳部41。此外，将粘合剂涂 在保持件40的棱镜容纳部42的待与直角棱镜62的光出射面62c相接触的表面上，还将粘 合剂涂在直角棱镜62的待与棱镜容纳部42的两个壁42a接触的两个表面上。接着，将直 角棱镜62通过粘合剂固定到棱镜容纳部42。此外，将白色LED72借助于粘合剂固定到保持 件40的LED容纳部43。
[0119] 然后，将其上安装了 RGB传感器73的电路板71借助于螺钉11固定到保持件40， 并将白色LED72借助于焊接固定到电路板71。此外，装配诸如连接器78等的各种电子元 件，从而通过保持件40支撑电子元件组70。
[0120] 接着，将保持件盖50借助于具有六角形孔的螺钉13固定到保持件40。
[0121] 最后，借助于具有六角形孔的螺钉12将保持件40固定到安装有0型环14、0型环 15和0型环16的壳体20的保持件容纳部23。
[0122] 接下来，将对将润滑油劣化传感器139b安装到臂113的方法进行说明。虽然以下 仅对润滑油劣化传感器139b进行说明，但除了润滑油劣化传感器139b以外的诸如润滑油 劣化传感器137a、137b、139a等的各润滑油劣化传感器的安装方法大致相同。
[0123] 首先，通过工具夹持壳体20的工具接触部22并将壳体20的螺纹部21插入臂113 的螺纹孔113a。即，通过将螺纹部旋入螺纹孔将润滑油劣化传感器139b固定到臂113。
[0124] 然后，将在润滑油劣化传感器139b的外部的外部装置的连接器95连接到连接器 78 〇
[0125] 接下来，将说明工业机器人100的动作。
[0126] 首先，将说明关节部130的动作。虽然以下仅对关节部130进行说明，但关节部 120、140至170的动作也大致相同。
[0127] 当关节部130的马达138的输出轴转动时，马达138的转动速度被减速机131减 小，从而固定到减速机131的支撑体134的臂113通过马达的转动力相对于固定到减速机 131的壳体133的臂112移动。
[0128] 接下来，将说明润滑油劣化传感器139b的动作。虽然以下仅对润滑油劣化传感器 139b进行说明，但除了润滑油劣化传感器139b以外的诸如润滑油劣化传感器137a、137b、 139a等的各润滑油劣化传感器的动作也大致相同。
[0129] 润滑油劣化传感器139b经由连接器78响应从外部装置供给的电力从白色LED72 发射白光。
[0130] 接着，润滑油劣化传感器139b将通过RGB传感器73接收的光的各颜色RGB的光 量作为电信号经由连接器78输出到外部装置。
[0131] 润滑油劣化传感器139b可以另外安装除了 RGB传感器73之外的另外的传感器。 例如，在润滑油劣化传感器139b中，当电子元件组70中包含用于检测润滑油131a的温度 的温度传感器时，通过温度传感器检测的温度也可以作为电信号经由连接器78输出到外 部装置。
[0132] 接下来，将对调整润滑油劣化传感器139b的油用间隙60a的开口 60b的方向的方 法进行说明。虽然以下仅对润滑油劣化传感器139b进行说明，但除了润滑油劣化传感器 139b以外的诸如润滑油劣化传感器137a、137b、139a等的各润滑油劣化传感器的调整方法 大致相同。
[0133] 润滑油劣化传感器139b的外部装置能够基于RGB传感器73检测的颜色确定减速 机131的润滑油131a中的污染物的种类和数量。即，润滑油劣化传感器139b通过检测润 滑油131a中的污染物的颜色能够检测出润滑油131a的劣化程度。
[0134] 图15是示出油用间隙60a的开口 60b相对于润滑油131a的流动的方向与通过 RGB传感器73检测的颜色相对于黑色的色差ΛΕ之间的关系的示例的图。图16(a)是示出 油用间隙60a的开口 60b相对于润滑油131a的流动的方向是0度的状态的图。图16(b) 是示出油用间隙60a的开口 60b相对于润滑油131a的流动的方向是45度的状态的图。图 16(c)是示出油用间隙60a的开口 60b相对于润滑油131a的流动的方向是90度的状态的 图。
[0135] 通过使用由RGB传感器73检测的颜色RGB的各值，通过由接下来的数学式1示出 的表达式能够计算由RGB传感器73检测的颜色相对于黑色的色差ΛE。
[0136] [数学式1]
[0137]
【权利要求】
1. 一种润滑油劣化传感器，其用于在所述润滑油劣化传感器安装在机械主体的状态下 检测所述机械主体的润滑油的劣化，所述润滑油劣化传感器包括： 发光元件，其被构造为发射光； 有色光接收元件，其被构造为检测接收到的光的颜色； 间隙形成构件，其形成供所述润滑油进入的油用间隙； 支撑构件，其支撑所述发光元件、所述有色光接收元件和所述间隙形成构件；以及 固定构件，其被构造为固定到所述机械主体， 其中 所述间隙形成构件被构造为透过从所述发光元件发射的光， 所述油用间隙布置在从所述发光元件到所述有色光接收元件的光路上， 所述固定构件包括在接触部的外侧与所述机械主体接触的接触部，以及 所述支撑构件以与所述接触部隔开的方式布置在所述接触部的内侧，使得所述光路的 至少一部分布置在所述接触部的内侧。
2. 根据权利要求1所述的润滑油劣化传感器，其特征在于， 所述接触部被构造为插入所述机械主体的孔中。
3. 根据权利要求2所述的润滑油劣化传感器，其特征在于， 所述孔是螺纹孔，并且 所述接触部是螺纹部，所述螺纹部被构造为插入并固定到所述机械主体的所述螺纹 孔。
4. 根据权利要求1至3中任一项所述的润滑油劣化传感器，其特征在于， 所述固定构件可转动地支撑所述支撑构件，使得当所述支撑构件转动时所述油用间隙 的开口的方向变化。
5. 根据权利要求4所述的润滑油劣化传感器，其特征在于， 所述支撑构件包括转动驱动力接收部，所述转动驱动力接收部在当所述固定构件固定 到所述机械主体时所述转动驱动力接收部不与所述润滑油接触的位置，所述转动驱动力接 收部通过接触力从外部接收使所述支撑构件相对于所述固定构件转动的驱动力。
6. 根据权利要求4或5所述的润滑油劣化传感器，其特征在于，所述润滑油劣化传感器 还包括： 转动防止构件，其通过与所述支撑构件和所述固定构件两者都接触来防止所述支撑构 件相对于所述固定构件转动，其中 所述转动防止构件包括接触驱动力接收部，所述接触驱动力接收部在当所述固定构件 固定到所述机械主体时所述接触驱动力接收部不与所述润滑油接触的位置，所述接触驱动 力接收部通过接触力从外部接收用于使所述转动防止构件与所述支撑构件和所述固定构 件两者都接触的驱动力。
7. -种机械，其包括： 根据权利要求1至6中任一项所述的润滑油劣化传感器；以及 所述机械主体。
8. 根据权利要求7所述的机械，其特征在于，所述机械还包括： 清扫构件，其被构造为清扫所述润滑油劣化传感器，其中 所述机械主体包括传感器侧部分和清扫构件侧部分，所述润滑油劣化传感器安装在所 述传感器侧部分，所述清扫构件侧部分能相对于所述传感器侧部分移动并且所述清扫构件 安装在所述清扫构件侧部分， 所述清扫构件布置在当所述传感器侧部分与所述清扫构件侧部分相对移动时与所述 间隙形成构件的形成所述油用间隙的间隙形成面接触的位置。
9. 根据权利要求8所述的机械，其特征在于， 所述清扫构件包括多个插入部，所述多个插入部被构造为插入所述油用间隙并具有弹 性， 所述插入部中的每一个的在所述油用间隙的间隔方向上的宽度比所述油用间隙的间 隔小，以及 所述多个插入部的在所述油用间隙的间隔方向上的全体宽度比所述油用间隙的间隔 大。
10. 根据权利要求7至9中任一项所述的机械，其特征在于， 所述机械是用于工业机器人的减速机，以及 所述机械主体是所述减速机的主体。
11. 根据权利要求7至9中任一项所述的机械，其特征在于， 所述机械是工业机器人， 所述机械主体包括臂和用于所述臂的关节部的减速机，以及 所述润滑油是用于所述减速机的润滑油。
12. 根据权利要求8或9所述的机械，其特征在于， 所述机械是工业机器人， 所述机械主体包括臂和用于所述臂的关节部的减速机， 所述润滑油是用于所述减速机的润滑油， 所述臂是所述传感器侧部分， 所述减速机是所述清扫构件侧部分，以及 所述清扫构件布置在当所述减速机转动时与所述间隙形成面接触的位置。
【文档编号】G01N21/27GK104114998SQ201380009771
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2013年2月14日 优先权日:2012年2月17日
【发明者】中村江儿, 岛田英史 申请人:纳博特斯克有限公司
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