具备双支承式的臂部件的多关节机械手的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种具备双支承式的臂部件的多关节机械手（1），其包含：具备由相互平行的两个突出部（11、12）构成的U字形状部分（10）的第一臂部件（A1）；以及在U字形状部分的两个突出部以双支承式可转动地被连结的第二臂部件（A2），其中，第一臂部件由在U字形状部分的两个突出部之间且相对于第二臂部件的转动轴线垂直的平面被分割的两个半型部分（31、32）形成。并且，第一臂部件包含将两个半型部分相互结合的结合部（45a、45b）。
【专利说明】具备双支承式的臂部件的多关节机械手
【技术领域】
[0001]本发明涉及具备双支承式的臂部件的多关节机械手。
【背景技术】
[0002]广泛应用具备多个关节的多关节机械手。一般的多关节机械手具有:具备U字形状的部分的第一臂部件；以可转动的方式连结于U字形状部分的第二臂部件。这样的所谓的双支承式的臂部件也公开在日本特开平7-124886号公报、日本特公平6-30852号公报以及日本特开2011-5635号公报。
[0003]然而，多关节机械手的第一臂部件以及第二臂部件通过铸造例如砂型铸造、重力铸造、或者压力铸造来制造。其中，压力铸造尤其在尺寸精度以及稳定性上优越，而且能够进行廉价的批量生产，所以被广泛应用。
[0004]图14A以及图14B是在压力铸造上使用的模具的剖视图。如图14A所示，若在两个模具B1、B2之间形成铸件CO，则使模具B1、B2分别向开模方向移动而打开，取出铸件CO。相对于此，在图14B中，在铸件CO上设置有切削部分C1、C2。因此，切削部分C1、C2成为障碍，不能将一方的模具B2向其开模方向打开，所以，不能取出铸件CO。
[0005]图15是制造多关节机械手的第一臂部件的模具的剖视图。制造具备U字形状部分的第一臂部件Al时，有时图15所示的模具的开模方向与转动轴线的方向相同。然而，此时，第一臂部件Al的U字形状部分相当于切削部分。因此，不能打开模具B1、B2，不能取出第一臂部件Al。
[0006]而且，机械手在臂部件内侧的中空部分收纳动力传递要素例如齿轮以及传动带，以及线条体例如配线以及配管。其理由是为了防止动力传递要素、线条体露出在外部。然而，根据中空部分的形状，有时该中空部分相当于切削部分，不能从模具取出臂部件。
[0007]为此，尤其是在制造机械手的臂部件时，不用压力铸造而多用砂型铸造。然而，在砂型铸造中，需要在铸造后破坏砂型而掏出砂。因此，砂型铸造费事，而且导致制造费用的增加。
[0008]本发明鉴于这样的情况，其目的在于，提供即使在制造双支承式的臂部件的情况下也能够利用压力铸造制造的多关节机械手。
【发明内容】
[0009]为了达到上述目的，根据第一方案，提供如下的多关节机械手，其包含:具备由相互平行的两个突出部构成的U字形状部分的第一臂部件；以及在U字形状部分的两个突出部以双支承式可转动地被连结的第二臂部件，上述第一臂部件由在上述U字形状部分的上述两个突出部之间且相对于上述第二臂部件的转动轴线垂直的平面被分割的两个半型部分形成，上述第一臂部件包含将两个半型部分相互结合的结合部。
[0010]根据第二方式，在第一方案中，上述半型部分的各个由在相对于上述平面平行的追加平面被分割的两个下位半型部分形成，上述半型部分的各个包含使上述两个下位半型部分相互结合的追加结合部。
[0011]通过在附图中示出的本发明的典型的实施方式的详细说明，本发明的这些目的、特征以及优点以及其他的目的、特征以及优点会变得更加明确。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是基于本发明的多关节机械手的立体图。
[0013]图2是基于本发明的第一实施方式的第一臂部件的主视图。
[0014]图3是构成第一臂部件的一方的半型部分的模具的剖视图。
[0015]图4是构成第一臂部件的两个半型部分的模具的立体图。
[0016]图5是基于本发明的第二实施方式的第一臂部件的主视图。
[0017]图6是构成第二臂部件的一个下位半型部分的模具的剖视图。
[0018]图7是构成第二臂部件的另一个下位半型部分的模具的剖视图。图8是构成第二臂部件的四个下位半型部分的模具的立体图。
[0019]图9是第一臂部件的立体图。
[0020]图10是沿着图9的线A-A观察的部分立体图。
[0021]图11是某实施方式中的第一臂部件以及第二臂部件的剖视图。
[0022]图12是其他实施方式中的第一臂部件以及第二臂部件的剖视图。
[0023]图13是另一个实施方式中的第一臂部件以及第二臂部件的剖视图。
[0024]图14A是在压力铸造中使用的模具的剖视图。
[0025]图14B是在压力铸造中使用的模具的其他的剖视图。
[0026]图15是制造多关节机械手的第一臂部件的模具的剖视图。
【具体实施方式】
[0027]以下，参照附图，对本发明的实施方式进行说明。在以下的图中，对相同的部件赋予相同的参照符号。为了易于理解，适当地变更这些图的缩尺。
[0028]图1是基于本发明的多关节机械手的立体图。如图1所示，多关节机械手I具有多个臂部件。这些多个臂部件中的、第一臂部件Al具有U字形状部分10。而且，第二臂部件A2以可转动的方式连接于第一臂部件Al的U字形状部分10。其中，在图1中示出了第二臂部件A2的转动轴线O。
[0029]图2是基于本发明的第一实施方式的第一臂部件的主视图。第一臂部件Al的U字形状部分10由相互平行的两个突出部11、12构成。在图2中，在这些突出部11、12之间的中心示出平面P1。该平面Pl相对于第二臂部件A2的转动轴线O (请参照图1)大致垂直地延伸。第一臂部件Al被平面Pl分割的两个部分称为半型部分31、32。
[0030]图3是构成第一臂部件的一方的半型部分的模具的剖视图，在第一实施方式中，通过压力铸造制造半型部分31、32。在图3中，示出了一方的半型部分31的模具B1、B2。模具B1、B2之间的界面位于与突出部11的内壁对应的位置。在如此地配置了模具B1、B2的情况下，在半型部分31不产生切削部分。因此，在与转动轴线O相同的方向上打开模具BUB2而能够取出半型部分31。另一方的半型部分32也相同。
[0031]由此，如图4所示，制造出两个半型部分31、32。从图4可知，在各个半型部分31、32的内部形成有用于收纳动力传递要素以及线条体的凹部。组装这些半型部分31、32而制造出第一臂部件Al，上述的凹部在第一臂部件Al的内部形成中空部分。
[0032]图5是基于本发明的第二实施方式的第一臂部件的主视图。图5中，除了上述的平面Pl之外，还分别示出通过突出部11、12的大致中间部分的追加平面P2、P3。从图可知，这些追加平面P2、P3相对于平面Pl平行。第一臂部件Al被平面Pl以及追加平面P2、P3分割的四个部分称为下位半型部分41a、41b、42a、42b。其中，可知两个下位半型部分41a、41b相当于半型部分31，两个下位半型部分42a、42b相当于半型部分32。
[0033]图6是构成第二臂部件的一个下位半型部分的模具的剖视图，在第二实施方式中，通过压力铸造来制造下位半型部分41a。图6中示出了一方的下位半型部分41a的模具B3、B4。模具B3、B4之间的界面位于与突出部11的内壁对应的位置。在如此地配置了模具B3、B4的情况下，在下位半型部分41a不产生切削部分。因此，在与转动轴线O相同的方向上打开模具B3、B4而能够取出下位半型部分41a。另一方的下位半型部分42a也相同。
[0034]图7是构成第二臂部件的另一个下位半型部分的模具的剖视图，在第二实施方式中，通过压力铸造来制造下位半型部分41b。图7中示出了另一方的下位半型部分41b的模具B5、B6。模具B5、B6之间的界面位于与突出部11的大致中心对应的位置。在如此地配置了模具B5、B6的情况下，在下位半型部分41b不产生切削部分。因此，在与转动轴线O相同的方向上打开模具B5、B6而能够取出下位半型部分41b。另一方的下位半型部分42b也相同。
[0035]由此，如图8所示制造出四个下位半型部分41a、41b、42a、42b。从图8可知，在各个下位半型部分41a、41b、42a、42b的内部形成有用于收纳动力传递要素以及线条体的中空部或者凹部。组装这些半型部分41a、41b、42a、42b而制造出第一臂部件Al，上述的凹部在第一臂部件Al的内部形成中空部分。
[0036]图9是第一臂部件的立体图。如图9所示的第一臂部件Al由下位半型部分41a、41b、42a、42b构成。在此，下位半型部分42a以及下位半型部分42b通过短尺螺栓45a相互结合。下位半型部分41a以及下位半型部分41b也相同。并且，下位半型部分41a以及下位半型部分42a通过长尺螺栓45b相互连接。这些短尺螺栓45a以及长尺螺栓45b起到作为结合部的作用。
[0037]另外，半型部分31、32也相同地被组装，制造出第一臂部件Al。然而，此时需要注意使用长尺螺栓45b (参照图4)。
[0038]图10是沿着图9的线A-A观察的部分立体图。如图10所示，在下位半型部分41a以及下位半型部分42a之间的连结部分设置有定位销47。通过这些定位销47能够提高定位精度。并且，虽未图示，可以在下位半型部分41a、41b、42a、42b的各连结面配置密封部件，例如O环、垫片或者是在连结面涂敷密封剂。由此，能够赋予机械手的第一臂部件Al防水功能。
[0039]这样，在本发明中，能够通过压力铸造制造出双支承式的第一臂部件Al。S卩，本发明中，不需要进行砂型铸造，所以抑制制造费用，并且以廉价批量生产具备高品质的臂部件Al的多关节机械手I。
[0040]这样，在第一实施方式中，通过用平面Pl分割的半型部分31、32制造具备U字形状部分的第一臂部件Al。通过以不包含切削部分的方式配置模具，从而利用压力铸造制造这些半型部分31、32，而能够制造出第一臂部件Al。
[0041]而且，在第二实施方式中，例如一方的半型部分31由两个下位半型部分41a、41b构成。因此，可知，能够容易且廉价制造出更复杂的形状的第一臂部件Al。
[0042]图11是某实施方式中的第一臂部件以及第二臂部件的剖视图。如图11所示，在第一臂部件Al的一方的突出部11配置减速机51。并且，在另一方的突出部12配置轴承52。通过这样的结构，在突出部11、12之间夹住第二臂部件A2，利用减速机51以及轴承52能够使第二臂部件A2以可转动地支承于突出部11。采用这样的双支承构造的情况下，与采用单支承构造的情况相比，提高关节轴的刚性。因此，能够提高多关节机械手I的前端的位置精度。
[0043]另外，在具有防水功能的多关节机械手I的情况下，如图11所示，也可以在轴承52的周围配置油封53，或者赋予轴承52防水功能。由此，能够防止从关节轴向多关节机械手I内进入水。
[0044]而且，在图11中，马达M配置在U字形状部分10的下方。并且，马达M的输出轴通过配置在突出部11内部的动力传递要素例如齿轮或者传动带55连接于减速机51。然而，一般来说，为了提高多关节机械手I的位置精度，需要对齿轮以及传动带55的位置进行微调整。如参照图8等所说明，第一臂部件Al由四个下位半型部分41a、41b、42a、42b制造的情况下，例如只要卸下外侧的下位半型部分41b，就能够容易操作齿轮以及传动带55。因此，本发明中，能够提高齿轮以及传动带55的位置的调整作业的效率。
[0045]并且，在图11中，示出了线条体57例如用于配置在与第二臂部件A2相比更靠前端侧的马达(未图示)的电缆或者用于驱动位于多关节机械手I的前端的手部(未图示)的气管。这样的线条体57被配置为从第二臂部件A2经过轴承52通过第一臂部件Al的突出部12的内部。因此，避免线条体57露出在多关节机械手I的外部。而且，这样的线条体57的配置作业例如能够通过只卸下外侧的下位半型部分42b而进行。因此，在本发明中，能够提高线条体57的配置作业的效率。
[0046]并且，采用了中空构造的减速机51的情况下，也可以将线条体57配置在突出部11侦U。这样的情况下，线条体57和上述的动力传递要素例如齿轮以及传动带55配置在同一个突出部11内。因此，只卸下外侧的一个下位半型部分41b，就能够进行齿轮以及传动带55的位置的调整作业和线条体57的配置作业的双方。
[0047]图12是其他实施方式中的第一臂部件以及第二臂部件的剖视图。图12中，两个马达Ml、M2配置在U字形状部分10的下方。并且，一方的马达Ml的输出轴通过配置在突出部11的内部的动力传递要素例如齿轮以及传动带55与减速机51连接。并且，另一方的马达M2的输出轴通过配置在突出部12的内部的动力传递要素例如齿轮以及传动带56连接于第二臂部件A2内的被驱动部。在这样的构成中，通过采用中空构造的减速机51，也能够将动力传递要素例如齿轮以及传动带55、56配置在同一个突出部11内。显然，在这样的情况下，也得到与上述的效果相同的效果。
[0048]图13是另一个实施方式中的第一臂部件以及第二臂部件的剖视图。图13中，马达M配置在第二臂部件A2内，与减速机51直接连结。在这样的情况下，能够将动力传递要素例如齿轮以及传动带55从突出部11的内部的空间排除。
[0049]发明效果[0050]在第一方案中，通过以上述的平面分割的半型部分制造具备U字形状部分的第一臂部件。通过以不包含切削部分的方式配置模具，从而利用压力铸造制造这些半型部分，而能够制造出第一臂部件。即，本发明中，不需要进行砂型铸造，所以抑制制造费用，并且以廉价批量生产具备高品质的臂部件的机械手。
[0051]在第二方案中，半型部分由两个下位半型部分构成，所以能够容易且廉价制造出更复杂的形状的第一臂部件。
[0052]利用典型的实施方式说明了本发明，但本领域人员可理解，在不脱离本发明的范围内，能够进行上述的变更以及各种其他变更、省略、追加。
【权利要求】
1.一种多关节机械手，该多关节机械手(I)包含:具备由相互平行的两个突出部(11、12)构成的U字形状部分(10)的第一臂部件(Al);以及在U字形状部分的两个突出部以双支承式可转动地被连结的第二臂部件(A2)，其特征在于， 上述第一臂部件由在上述U字形状部分的上述两个突出部之间且相对于上述第二臂部件的转动轴线垂直的平面被分割的两个半型部分(31、32 )形成， 上述第一臂部件包含将两个半型部分相互结合的结合部(45a、45b )。
2.根据权利要求1所述的多关节机械手，其特征在于， 上述半型部分的各个由在相对于上述平面平行的追加平面被分割的两个下位半型部分(41a、41b、42a、42b)形成， 上述半型部分的各个包含使上述两个下位半型部分相互结合的追加结合部(45a)。
【文档编号】B25J17/00GK103624795SQ201310361999
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年8月19日 优先权日:2012年8月20日
【发明者】山本真广 申请人:发那科株式会社