CN108687796B - 机器人臂以及机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种机器人臂(1)以及机器人，其在保持强度的同时实现进一步的轻量化，并且降低生产成本。該机器人臂(1)在树脂制的长条的臂主体(2)的两端具有安装接口部(3)，各安装接口部(3)具有：连接部(4)，其为树脂制且与臂主体(2)连接；以及金属部件(5)，其埋入于构成连接部(4)的树脂中且构成安装面(5a)，金属部件(5)具有贯穿孔(7)，该贯穿孔(7)在板厚方向上贯穿且使安装螺钉贯穿，并且金属部件(5)以使安装面(5a)以及与安装面(5a)为相反的一侧的贯穿孔(7)的周围的安装螺钉的接触面露出的方式埋入于树脂中。

Description

机器人臂以及机器人

技术领域

本发明涉及机器人臂以及机器人。

背景技术

一般而言，产业用机器人的臂，为了在实现轻量化的同时保持强度，由铝合金等金属构成(例如，参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-018058号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，由于金属制的机器人臂在轻量化方面存在极限，并且为了高精度地制造促动器的安装面，需要高精度地加工安装面，因此存在生产成本高的不良情况。

本发明是鉴于上述情况而做出的，目的在于提供一种机器人臂以及机器人，其在保持强度的同时实现进一步的轻量化，并且能够降低生产成本。

用于解决问题的方案

为了达到上述目的，本发明提供以下方案。

本发明的一个方案提供一种机器人臂，该机器人臂在树脂制的长条的臂主体的两端具有安装接口部，各该安装接口部具有：连接部，其为树脂制且与所述臂主体连接；以及金属部件，其埋入于构成该连接部的树脂中且构成安装面，该金属部件具有贯穿孔，该贯穿孔在板厚方向上贯穿且使安装螺钉贯穿，并且该金属部件以使所述安装面以及与该安装面为相反的一侧的所述贯穿孔的周围的所述安装螺钉的接触面露出的方式埋入于树脂中。

根据本方案，由于构成机器人臂的臂主体以及安装接口部的连接部由树脂构成，因此与使用金属材料的现有的机器人臂相比较，能够大幅度地实现轻量化。在该情况下，将臂主体的两端的安装接口部的金属部件互相在树脂成型模具中高精度地进行定位，在该状态下，由树脂来成型连接部，从而只要将金属部件事先高精度地进行机械加工，就不需要构成为机器人臂之后的机械加工，从而能够将生产成本控制得低。

在利用贯穿安装接口部所具备的金属部件的贯穿孔的安装螺钉将机器人臂固定于促动器等被安装体上的情况下，由于使金属部件的表面作为安装螺钉的接触面而露出，因此能够使安装螺钉的头部与被安装体之间不存在树脂而紧固安装螺钉，能够防止由于反复应力作用而导致的螺钉松开等，从而更加切实地固定。

虽未图示，但上述金属部件可以将管状的多个金属部件排列于圆周上。

在上述方案中，所述金属部件可以是具有多个所述贯穿孔的平板状的部件。

在上述方案中，所述臂主体可以形成为具有内孔的空心的管状，所述连接部形成为具有中央孔的空心，所述中央孔使所述内孔敞开，所述金属部件配置于包围所述中央孔的位置。

通过如此，机器人臂内形成一个空间，该空间从一个安装接口部的安装面穿过臂主体的内孔并贯穿至另一个安装接口部的安装面为止。利用该空间能够使电缆等的线条体通过，从而能够使线条体不露出到外侧而进行配线。

在上述方案中，所述安装接口部可以与所述臂主体的长轴平行地配置所述金属部件的所述安装面。

通过如此，能够通过金属部件便利地固定在促动器上，所述促动器围绕与臂主体的长轴正交的轴线旋转驱动。

在上述方案中，两个所述安装接口部的所述安装面可以配置于同一个平面内或者配置为互相平行。

通过如此，能够高精度地制造两个安装接口部的安装面，并且能够作为围绕两条平行的轴线能够摆动的、典型的机器人臂进行利用。

在上述方案中，在所述连接部中可以设置有开口部，该开口部使该连接部内的空间在与所述中央孔为相反的一侧向外部敞开。

通过如此，将安装面固定于促动器等被安装体上，从而在被金属部件包围的中央孔堵塞的状态下，能够经由开口部进入机器人臂的内部空间，能够容易地进行线条体的配线作业等。

在上述方案中，所述机器人臂可以具有盖部件，所述盖部件能够开关地堵塞所述开口部。

通过如此，在敞开开口部而进行线条体的配线作业等之后利用盖部件关闭开口部，从而能够将机器人臂的内部空间相对于外部堵塞。

在上述方案中，所述金属部件可以通过***成型而埋入于构成所述连接部的树脂中。

通过如此，能够将金属部件便利且高精度地埋入于构成连接部的树脂中。

在上述方案中，所述金属部件的所述安装面可以从构成所述连接部的树脂突出而配置。

通过如此，不用加工周围的树脂，就能够利用金属部件的安装面固定于促动器等被安装体上。

在上述方案中，可以在所述安装接口部上沿周向隔开间隔地设置有多个所述贯穿孔，配置于所述臂主体侧的一个以上的所述贯穿孔在与所述安装面为相反的一侧由构成所述连接部的树脂堵塞。

通过如此，在金属部件与臂主体重叠的部分中，臂主体成为妨碍而不能在贯穿孔中***安装螺钉，但能够将向安装面侧敞开的贯穿孔用作与促动器等被安装体之间的定位用的销孔。将金属部件的贯穿孔等间隔地配置在圆周上，并且使正面和背面为同一形状，从而能够形成如下结构：可以不用太注意相对于金属部件的连接部的正面和背面、以及旋转方向的相位的管理。

本发明的其他方案提供具有上述任一项机器人臂的机器人。

发明效果

根据本发明，起到如下效果：在保持强度的同时实现进一步的轻量化，并且能够降低生产成本。

附图说明

图1是表示本发明的一个实施方式所涉及的机器人臂的立体图。

图2是从安装面侧观察图1的机器人臂的立体图。

图3是从安装面侧观察图1的机器人臂的图。

图4是图1的机器人臂的俯视图。

图5是图1的机器人臂的侧视图。

图6是图1的机器人臂的安装接口部的局部放大纵向截面图。

图7是图6的A部分的放大纵向截面图。

图8是表示将图1的机器人臂装配于减速器上的机器人的关节轴部分的主视图。

图9是表示图8的关节轴部分的立体图。

附图标记说明

1：机器人臂

2：臂主体

2a：内孔

3：安装接口部

4：连接部

5：金属板(金属部件)

5a：安装面

6：中央孔

7：贯穿孔

8：开口部

9：安装螺钉

10：盖部件

100：机器人

具体实施方式

下面参照附图对本发明的一个实施方式所涉及的机器人臂1以及机器人100，进行说明。

如图1～图5所示，本实施方式所涉及的机器人臂1具有：圆筒的管状的臂主体2；以及两个安装接口部3，其设置于该臂主体2的长轴方向的两端。

臂主体2由树脂构成。

安装接口部3具有：连接部4，其为树脂制且与臂主体2连接；以及金属板(金属部件)5，其为平板状且埋入于构成该连接部4的树脂中。金属板5例如通过***成型而埋入于构成连接部4的树脂中。

如图2和图3所示，金属板5形成为具有中央孔6的环形板状。在金属板5上沿周向隔开间隔地设置有在板厚方向上贯穿的多个贯穿孔7。

各连接部4构成为空心，并且使臂主体2的内孔2a向两个金属板5的中央孔6敞开。

金属板5以板厚方向的一个面作为安装面5a，使安装面5a整体露出。

如图6所示，金属板5的板厚方向的另一个面在使几个贯穿孔7的周围局部露出的状态下，由构成连接部4的树脂覆盖。露出于贯穿孔7的周围的金属板5的表面露出得大于安装螺钉的头部的外径少许，以作为***至贯穿孔7内的安装螺钉的接触面而发挥功能。

对于配置于与臂主体2重叠的位置的贯穿孔7，以不使金属板5作为接触面露出，而由构成臂主体2的树脂来堵塞贯穿孔7的方式覆盖。通过设定为这种结构，从而在放入定位销时，能够使定位销不会因机器人100的动作等而脱落。

金属板5的安装面5a配置于从构成连接部4的树脂突出的位置上。而且，两个连接部4的金属板5的安装面5a配置于同一平面内。

在连接部4上设置有开口部8，该开口部8在与金属板5的中央孔6为相反的一侧，使连接部4内的空间向外部敞开。开口部8能够由下述的盖部件10堵塞。

为了制造这种构成的本实施方式所涉及的机器人臂1，将通过机械加工等高精度制造的成为两张金属板5的安装面5a的一侧的表面以配置于同一平面内的方式利用夹具等进行定位，在该状态下，利用构成臂主体2以及连接部4的树脂***成型金属板5，从而制造在臂主体2的两端具有两个安装接口部3的机器人臂1。

或者，在以金属板5的安装面5a配置于同一平面内的方式进行定位的状态下，将连接部4中***成型有各金属板5的两个安装接口部3固定于臂主体2的两端，从而制造机器人臂1。

根据如此制造的本实施方式所涉及的机器人臂1，与由铝合金等金属构成的情况相比较，由于整体大致由树脂构成，因此能够实现大幅度的轻量化。

由于***成型而制造高精度构成的金属板5，因此不用机械加工两个金属板5的安装面5a，就能够高精度配置。因此，不需要机械加工，能够削减生产成本。

尤其，由于使金属板5的安装面5a从构成连接部4的树脂突出，因此具有如下有利点：在将机器人臂1安装于减速器输出轴110上时，树脂不会成为妨碍。

而且，如图8和图9所示，通过将这种机器人臂1固定于机器人100的减速器输出轴110等上，从而能够简易地构成机器人100的关节轴。

在该情况下，通过使安装螺钉9贯穿设置于金属板5上的贯穿孔7而紧固于减速器输出轴110的螺纹孔内，从而能够将安装螺钉9的头部用力按压在作为与金属板5的安装面5a为相反的一侧的表面的接触面上。

即，由于在安装螺钉9的头部与减速器输出轴110之间存在树脂时，不能进行充分的紧固，因此机器人100反复进行动作，从而存在安装螺钉9松动的危险，但在本实施方式中，由于只将金属板5配置于安装螺钉9的头部和减速器输出轴110之间，因此具有如下优点：能够以充分的紧固力进行紧固，从而能够切实地防止安装螺钉9的松动。

但是，还需要充分注意防止金属板5自身由于负载而从连接部4的树脂部件剥离。考虑到这个情况，如图7所示，在金属板5的侧面中，优选为如下结构：在从安装面5a沿厚度方向隔开间隔的位置上设置有向径向突出的凸部15。通过如此，由于金属板5的纵向截面形状在臂的长度方向上以带凹凸的形状构成，因此凸部15卡在连接部4内，并且只要不破坏连接部4的树脂部件，就能够使金属板5不剥离。例示了在金属板5上设置有凸部15的结构，但取而代之，也可以在金属板5的侧面中，在厚度方向的中途位置上设置向径向凹陷的凹部。

根据本实施方式所涉及的机器人臂1，由于臂主体2形成为具有内孔2a的空心的管状，金属板5形成为具有中央孔6的环形板状，连接部4以使内孔2a向中央孔6敞开的方式形成为空心，因此机器人臂1内形成一个空间，该空间从一个安装接口部3的安装面5a穿过臂主体2的内孔2a并贯穿至另一个安装接口部3的安装面5a为止。由此具有如下优点：能够利用该空间而使电缆等线条体通过，从而能够使线条体不露出到外侧而进行配线。

由于在与金属板5的中央孔6为相反的一侧设置有使连接部4内的空间向外部敞开的开口部8，因此通过将安装面5a固定于促动器120等被安装体上，从而能够在堵塞金属板5的中央孔6的状态下，经由开口部8进入机器人臂1的内部空间，具有能够容易地进行线条体的固定作业或配线作业等的优点。

如图9所示，在将堵塞开口部8的盖部件10利用螺钉固定于连接部4上的情况下，将具有与开口部8连通的中央孔14的形成为环形板状的金属板12通过***成型而事先埋入连接部4侧，并在该金属板12上设置螺纹孔13，从而能够以不松动的方式固定盖部件10。通过牢固地紧固盖部件10，能够提高机器人臂1的强度。

对于使作为接触面的金属板5的表面露出的贯穿孔7，当如上所述利用安装螺钉9固定于减速器输出轴110等上时能够利用，但对于与臂主体2重叠而由树脂堵塞的贯穿孔7，也能够用作与定位销嵌合的销孔，该定位销进行与减速器输出轴110之间的周向的定位。

作为本实施方式所涉及的机器人臂1，例示了在以两个金属板5的安装面5a配置于同一平面内的方式进行定位的状态下制造的机器人臂1，但取而代之，还可以在以两个金属板5的安装面5a互相平行而配置的方式进行定位的状态下进行制造。

在本实施方式中，作为金属部件，例示了作为具有中央孔6和在该中央孔6的周围具有多个贯穿孔7的环形板状的部件的金属板5，但取而代之，还可以将多个具有单一的贯穿孔7的垫圈形的金属部件配置在中央孔6的周围，并埋入于构成连接部4的树脂中。

Claims (11)

1.一种机器人臂，其特征在于，

在树脂制的长条的臂主体的两端具有安装接口部，

各该安装接口部具有：连接部，其为树脂制且与所述臂主体连接；以及

金属部件，其埋入于构成该连接部的树脂中且构成安装面，

该金属部件具有贯穿孔，所述贯穿孔在厚度方向上贯穿且使安装螺钉贯穿，并且该金属部件以使所述安装面以及与该安装面为相反的一侧的所述贯穿孔的周围的所述安装螺钉的接触面露出的方式埋入于树脂中。

2.根据权利要求1所述的机器人臂，其特征在于，

所述金属部件是具有多个所述贯穿孔的平板状的部件。

3.根据权利要求1或2所述的机器人臂，其特征在于，

所述臂主体形成为具有内孔的空心的管状，

所述连接部形成为具有中央孔的空心，所述中央孔使所述内孔敞开，

所述金属部件配置于包围所述中央孔的位置。

4.根据权利要求1或2所述的机器人臂，其特征在于，

所述安装接口部以与所述臂主体的长轴平行的方式配置所述金属部件的所述安装面。

5.根据权利要求1或2所述的机器人臂，其特征在于，

两个所述安装接口部的所述安装面配置于同一个平面内或者配置为互相平行。

6.根据权利要求3所述的机器人臂，其特征在于，

在所述连接部上设置有开口部，所述开口部使该连接部内的空间在与所述中央孔为相反的一侧向外部敞开。

7.根据权利要求6所述的机器人臂，其特征在于，

所述机器人臂具有盖部件，所述盖部件能够开关地堵塞所述开口部。

8.根据权利要求1或2所述的机器人臂，其特征在于，

所述金属部件通过***成型而埋入于构成所述连接部的树脂中。

9.根据权利要求1或2所述的机器人臂，其特征在于，

所述金属部件的所述安装面从构成所述连接部的树脂突出而配置。

10.根据权利要求1或2所述的机器人臂，其特征在于，

在所述安装接口部上沿周向隔开间隔地设置有多个所述贯穿孔，

配置于所述臂主体侧的一个以上的所述贯穿孔在与所述安装面为相反的一侧由构成所述连接部的树脂堵塞。

11.一种机器人，其特征在于，

所述机器人具有权利要求1～10中任一项所述的机器人臂。