一种应用于机器人上的碳纤维机械手臂的制作方法

本实用新型涉及一种机械臂,更具体地说，它涉及一种应用于机器人上的碳纤维机械手臂。

背景技术：

利用碳纤维制成的应用于机器人上的机械手臂与金属手臂相比具有许多优势，其比重比铝还轻，不到钢的1/4，比强度是铁的20倍。抗拉强度在3500兆帕以上，是钢的7-9倍，且变形量小，抗疲劳性能好，材料本身的特性稳定。但由于碳纤维的比重小，碳纤维机械手臂的重量小，因而在工作过程中易产生抖动，同时碳纤维具有各向异性，其轴向强度远远大于其他方向的强度，碳纤维机械手臂在使用过程中受到应力过大时仍会产生破坏。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种防抖动、强度较大且便于安装的应用于机器人上的碳纤维机械手臂。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：一种应用于机器人上的碳纤维机械手臂，包括手臂本体，手臂本体的一端设有第一安装孔，手臂本体另一端设有若干均匀分布的第二安装孔，手臂本体包括第一侧面、第二侧面、第一曲面和第二曲面，第一侧面与第二侧面相对，第一曲面与第二曲面相对，第一曲面包括依次连接的第一抗压部、第二抗压部和第三抗压部，第一抗压部、第二抗压部和第三抗压部均呈弧状，第一曲面的两端与第二曲面连接并分别构成首部和尾部，首部和尾部均呈圆弧状，第一侧面包括平衡支撑部，平衡支撑部呈倾斜状，平衡支撑部靠近首部的一端到第二侧面的最短距离大于平衡支撑部靠近尾部的一端到第二侧面的最短距离，第二侧面靠近尾部的一端设有平衡加强块。

通过采用上述技术方案，产品整体通过第一安装孔和第二安装孔与外接部件进行连接，产品整体在使用过程中第一曲面受到外接部件产生的压力，第一抗压部和第三抗压部受到压力的作用而产生弯曲，从而第一抗压部和第三抗压部对第二抗压部产生挤压，第二抗压部受到挤压而产生变形并产生反作用力，反作用力抵消了一部分第一曲面上受到的压力，从而第一曲面抵抗压力的能力增加。外接部件通过螺钉、螺栓等连接件与第一安装孔和第二安装孔进行配合连接，在产品整体使用过程中，连接件会对第一安装孔和第二安装孔产生压力，压力作用于首部和尾部上，通过首部和尾部均呈圆弧状，圆弧状的表面不易产生应力集中，从而首部和尾部的压力分布较为均匀，首部和尾部不易产生开裂。第一曲面靠近第一安装孔的一端与第二曲面连接形成首部，第一曲面靠近第二安装孔的一端与第二曲面连接形成尾部，由首部至尾部，第一侧面与第二侧面的宽度基本呈增大的趋势，一方面有利于第二安装孔的布置；另一方面随着宽度的增大，产品整体的强度增大。由于第一侧面的宽度和第二侧面的宽度的改变，使得产品整体靠近尾部部分的重量大于产品整体靠近首部部分的重量，产品整体的重心偏向尾部，通过平衡支撑部由靠近尾部的一端至靠近尾部的一端呈倾斜状，将产品整体的重心向靠近首部的方向进行调整，使得产品整体的重心到首部的距离等于产品整体的重心到尾部的距离，从而避免产品整体的重心过于偏向尾部使得产品整体在使用过程中受力不均而产生抖动，保证产品整体工作的稳定性，同时当产品整体的两端受到压力时，平衡支撑部能分散压力，起到了良好的斜面支撑作用，从而使得产品整体的强度增加。由于平衡加强部的作用，使得产品整体的重心偏向第一侧面，通过平衡加强块的重量将产品整体的重心向靠近第二侧面的方向进行调整，使得产品整体的重心到第一侧面的距离与产品整体的重心到第二侧面的距离相等，避免重心偏离使得产品整体在使用过程中受力不均而产生抖动，平衡加强块优选采用比重大于碳纤维的金属材料，从而体积较小的平衡加强块即能有效的调整产品整体的重心。通过若干个第二安装孔同时与外接部件进行连接，增加产品整体与外接部件的连接强度，避免产品整体与外接部件的连接处产生松动而使得产品整体在使用过程中产生抖动。在使用过程中，第二安装孔受到挤压使得第二侧面上应力增加，通过平衡加强块将第二侧面上受到的压力进行分散并对第二侧面进行加强。

本实用新型进一步设置为：第一安装孔内套有金属环，金属环的内环上设有螺纹。

通过采用上述技术方案，节省碳纤维的用量，在碳纤维材料上开设螺纹易破坏碳纤维的结构且在金属上加工螺纹较为容易。

本实用新型进一步设置为：第二安装孔包括第一通孔和第二通孔，第一通孔的轴线与第二通孔的轴线位于同一条直线上，第一通孔的直径大于第二通孔，第一通孔与第二通孔连通并使得第二通孔的两侧形成台阶。

通过采用上述技术方案，外接部件通过与第二安装孔相适配的连接件连接并固定于尾部，通过台阶对连接件进行限位，使得连接件在第二安装孔内不易产生移动，从而保证产品整体在使用过程中能稳定的工作。

本实用新型进一步设置为：所述第一抗压部的弧度、第二抗压部的弧度和第三抗压部的弧度均为8°～12°。

通过采用上述技术方案，第一抗压部、第二抗压部和第三抗压部均具有较大的抗压强度；并使得第一曲面的两端受到压力时，第一曲面的形状改变量小，从而保证产品整体的工作稳定性。

附图说明

图1为本实用新型实施例第一方向的结构示意图。

图2为本实用新型实施例第二方向的结构示意图。

图3为本实用新型第二安装孔的剖视图。

图中附图标记：1、手臂本体；2、第一安装孔；3、第二安装孔；31、第一通孔；32、第二通孔；33、台阶；4、第一侧面；5、第二侧面；6、第一曲面；61、第一抗压部；62、第二抗压部；63、第三抗压部；7、第二曲面；8、首部；9、尾部；10、平衡支撑部；11、平衡加强块；12、金属环。

具体实施方式

参照图1至图3对本实用新型实施例做进一步说明。

一种应用于机器人上的碳纤维机械手臂，包括手臂本体1，手臂本体1的一端设有第一安装孔2，手臂本体1另一端设有若干均匀分布的第二安装孔3，所述手臂本体1包括第一侧面4、第二侧面5、第一曲面6和第二曲面7，第一侧面4与第二侧面5相对，第一曲面6与第二曲面7相对，第一曲面6包括依次连接的第一抗压部61、第二抗压部62和第三抗压部63，第一抗压部61、第二抗压部62和第三抗压部63均呈弧状，第一曲面6的两端与第二曲面7连接并分别构成首部8和尾部9，首部8和尾部9均呈圆弧状，第一侧面4包括平衡支撑部10，平衡支撑部10呈倾斜状，平衡支撑部10靠近首部8的一端到第二侧面5的最短距离大于平衡支撑部10靠近尾部9的一端到第二侧面5的最短距离，第二侧面5靠近尾部9的一端设有平衡加强块11。

通过采用上述技术特征，产品整体基本采用碳纤维制成，产品整体通过第一安装孔2和第二安装孔3与外接部件进行连接，产品整体在使用过程中第一曲面6受到外接部件产生的压力，第一抗压部61和第三抗压部63受到压力的作用而产生弯曲，从而第一抗压部61和第三抗压部63对第二抗压部62产生挤压，第二抗压部62受到挤压而产生变形并产生反作用力，反作用力抵消了一部分第一曲面6上受到的压力，从而第一曲面6抵抗压力的能力增加。外接部件通过螺钉、螺栓等连接件与第一安装孔2和第二安装孔3进行配合连接，在产品整体使用过程中，连接件会对第一安装孔2和第二安装孔3产生压力，压力作用于首部8和尾部9上，通过首部8和尾部9均呈圆弧状，圆弧状的表面不易产生应力集中，从而首部8和尾部9的压力分布较为均匀，首部8和尾部9不易产生开裂。第一曲面6靠近第一安装孔2的一端与第二曲面7连接形成首部8，第一曲面6靠近第二安装孔3的一端与第二曲面7连接形成尾部9，由首部8至尾部9，第一侧面4与第二侧面5的宽度基本呈增大的趋势，一方面有利于第二安装孔3的布置；另一方面随着宽度的增大，产品整体的强度增大。由于第一侧面4宽度和第二侧面5宽度的改变，使得产品整体靠近尾部9部分的重量大于产品整体靠近首部8部分的重量，产品整体的重心偏向尾部9，通过平衡支撑部10由靠近尾部的一端至靠近尾部的一端呈倾斜状，将产品整体的重心向靠近首部8的方向进行调整，使得产品整体的重心到首部8的距离等于产品整体的重心到尾部9的距离，从而避免产品整体的重心过于偏向尾部9使得产品整体在使用过程中受力不均而产生抖动，保证产品整体工作的稳定性，同时当产品整体的两端受到压力时，平衡支撑部10能分散压力，起到了良好的斜面支撑作用，从而使得产品整体的强度增加。由于平衡加强部的作用，使得产品整体的重心偏向第一侧面4，通过平衡加强块11的重量将产品整体的重心向靠近第二侧面5的方向进行调整，使得产品整体的重心到第一侧面4的距离与产品整体的重心到第二侧面5的距离相等，避免重心偏离使得产品整体在使用过程中受力不均而产生抖动，平衡加强块11优选采用比重大于碳纤维的金属材料，从而体积较小的平衡加强块11即能有效的调整产品整体的重心。通过若干个第二安装孔3同时与外接部件进行连接，增加产品整体与外接部件的连接强度，避免产品整体与外接部件的连接处产生松动而使得产品整体在使用过程中产生抖动。在使用过程中，第二安装孔3受到挤压使得第二侧面5上应力增加，通过平衡加强块11将第二侧面5上受到的压力进行分散并对第二侧面5进行加强。第一安装孔2内套有金属环12，金属环12的内环上设有螺纹，节省碳纤维的用量，在碳纤维材料上开设螺纹易破坏碳纤维的结构且在金属上加工螺纹较为容易，产品整体通过螺纹与外接部件进行连接，连接方便、连接强度较高且产品整体在使用过程中不易产生抖动。外接部件通过与第二安装孔3相适配的连接件连接并固定于尾部9，第一通孔31的直径大于第二通孔32使得第二通孔32的两侧形成台阶33，通过台阶33对连接件进行限位，使得连接件在第二安装孔3内不易产生移动，从而保证产品整体在使用过程中能稳定的工作。当第一抗压部的弧度、第二抗压部的弧度和第三抗压部的弧度均为8°～12°时，第一抗压部、第二抗压部和第三抗压部均具有较大的抗压强度；并使得第一曲面的两端受到压力时，第一曲面6的形状改变量小，从而保证产品整体的工作稳定性。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，本领域的技术人员在本实用新型技术方案范围内进行通常的变化和替换都应包含在本实用新型的保护范围内。