具備雙支承式的臂部件的多關節(jié)機械手的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種具備雙支承式的臂部件的多關節(jié)機械手（1），其包含：具備由相互平行的兩個突出部（11、12）構成的U字形狀部分（10）的第一臂部件（A1）；以及在U字形狀部分的兩個突出部以雙支承式可轉(zhuǎn)動地被連結的第二臂部件（A2），其中，第一臂部件由在U字形狀部分的兩個突出部之間且相對于第二臂部件的轉(zhuǎn)動軸線垂直的平面被分割的兩個半型部分（31、32）形成。并且，第一臂部件包含將兩個半型部分相互結合的結合部（45a、45b）。
【專利說明】具備雙支承式的臂部件的多關節(jié)機械手
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及具備雙支承式的臂部件的多關節(jié)機械手。
【背景技術】
[0002]廣泛應用具備多個關節(jié)的多關節(jié)機械手。一般的多關節(jié)機械手具有:具備U字形狀的部分的第一臂部件；以可轉(zhuǎn)動的方式連結于U字形狀部分的第二臂部件。這樣的所謂的雙支承式的臂部件也公開在日本特開平7-124886號公報、日本特公平6-30852號公報以及日本特開2011-5635號公報。
[0003]然而，多關節(jié)機械手的第一臂部件以及第二臂部件通過鑄造例如砂型鑄造、重力鑄造、或者壓力鑄造來制造。其中，壓力鑄造尤其在尺寸精度以及穩(wěn)定性上優(yōu)越，而且能夠進行廉價的批量生產(chǎn)，所以被廣泛應用。
[0004]圖14A以及圖14B是在壓力鑄造上使用的模具的剖視圖。如圖14A所示，若在兩個模具B1、B2之間形成鑄件CO，則使模具B1、B2分別向開模方向移動而打開，取出鑄件CO。相對于此，在圖14B中，在鑄件CO上設置有切削部分C1、C2。因此，切削部分C1、C2成為障礙，不能將一方的模具B2向其開模方向打開，所以，不能取出鑄件CO。
[0005]圖15是制造多關節(jié)機械手的第一臂部件的模具的剖視圖。制造具備U字形狀部分的第一臂部件Al時，有時圖15所示的模具的開模方向與轉(zhuǎn)動軸線的方向相同。然而，此時，第一臂部件Al的U字形狀部分相當于切削部分。因此，不能打開模具B1、B2，不能取出第一臂部件Al。
[0006]而且，機械手在臂部件內(nèi)側的中空部分收納動力傳遞要素例如齒輪以及傳動帶，以及線條體例如配線以及配管。其理由是為了防止動力傳遞要素、線條體露出在外部。然而，根據(jù)中空部分的形狀，有時該中空部分相當于切削部分，不能從模具取出臂部件。
[0007]為此，尤其是在制造機械手的臂部件時，不用壓力鑄造而多用砂型鑄造。然而，在砂型鑄造中，需要在鑄造后破壞砂型而掏出砂。因此，砂型鑄造費事，而且導致制造費用的增加。
[0008]本發(fā)明鑒于這樣的情況，其目的在于，提供即使在制造雙支承式的臂部件的情況下也能夠利用壓力鑄造制造的多關節(jié)機械手。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]為了達到上述目的，根據(jù)第一方案，提供如下的多關節(jié)機械手，其包含:具備由相互平行的兩個突出部構成的U字形狀部分的第一臂部件；以及在U字形狀部分的兩個突出部以雙支承式可轉(zhuǎn)動地被連結的第二臂部件，上述第一臂部件由在上述U字形狀部分的上述兩個突出部之間且相對于上述第二臂部件的轉(zhuǎn)動軸線垂直的平面被分割的兩個半型部分形成，上述第一臂部件包含將兩個半型部分相互結合的結合部。
[0010]根據(jù)第二方式，在第一方案中，上述半型部分的各個由在相對于上述平面平行的追加平面被分割的兩個下位半型部分形成，上述半型部分的各個包含使上述兩個下位半型部分相互結合的追加結合部。
[0011]通過在附圖中示出的本發(fā)明的典型的實施方式的詳細說明，本發(fā)明的這些目的、特征以及優(yōu)點以及其他的目的、特征以及優(yōu)點會變得更加明確。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是基于本發(fā)明的多關節(jié)機械手的立體圖。
[0013]圖2是基于本發(fā)明的第一實施方式的第一臂部件的主視圖。
[0014]圖3是構成第一臂部件的一方的半型部分的模具的剖視圖。
[0015]圖4是構成第一臂部件的兩個半型部分的模具的立體圖。
[0016]圖5是基于本發(fā)明的第二實施方式的第一臂部件的主視圖。
[0017]圖6是構成第二臂部件的一個下位半型部分的模具的剖視圖。
[0018]圖7是構成第二臂部件的另一個下位半型部分的模具的剖視圖。圖8是構成第二臂部件的四個下位半型部分的模具的立體圖。
[0019]圖9是第一臂部件的立體圖。
[0020]圖10是沿著圖9的線A-A觀察的部分立體圖。
[0021]圖11是某實施方式中的第一臂部件以及第二臂部件的剖視圖。
[0022]圖12是其他實施方式中的第一臂部件以及第二臂部件的剖視圖。
[0023]圖13是另一個實施方式中的第一臂部件以及第二臂部件的剖視圖。
[0024]圖14A是在壓力鑄造中使用的模具的剖視圖。
[0025]圖14B是在壓力鑄造中使用的模具的其他的剖視圖。
[0026]圖15是制造多關節(jié)機械手的第一臂部件的模具的剖視圖。
【具體實施方式】
[0027]以下，參照附圖，對本發(fā)明的實施方式進行說明。在以下的圖中，對相同的部件賦予相同的參照符號。為了易于理解，適當?shù)刈兏@些圖的縮尺。
[0028]圖1是基于本發(fā)明的多關節(jié)機械手的立體圖。如圖1所示，多關節(jié)機械手I具有多個臂部件。這些多個臂部件中的、第一臂部件Al具有U字形狀部分10。而且，第二臂部件A2以可轉(zhuǎn)動的方式連接于第一臂部件Al的U字形狀部分10。其中，在圖1中示出了第二臂部件A2的轉(zhuǎn)動軸線O。
[0029]圖2是基于本發(fā)明的第一實施方式的第一臂部件的主視圖。第一臂部件Al的U字形狀部分10由相互平行的兩個突出部11、12構成。在圖2中，在這些突出部11、12之間的中心示出平面P1。該平面Pl相對于第二臂部件A2的轉(zhuǎn)動軸線O (請參照圖1)大致垂直地延伸。第一臂部件Al被平面Pl分割的兩個部分稱為半型部分31、32。
[0030]圖3是構成第一臂部件的一方的半型部分的模具的剖視圖，在第一實施方式中，通過壓力鑄造制造半型部分31、32。在圖3中，示出了一方的半型部分31的模具B1、B2。模具B1、B2之間的界面位于與突出部11的內(nèi)壁對應的位置。在如此地配置了模具B1、B2的情況下，在半型部分31不產(chǎn)生切削部分。因此，在與轉(zhuǎn)動軸線O相同的方向上打開模具BUB2而能夠取出半型部分31。另一方的半型部分32也相同。
[0031]由此，如圖4所示，制造出兩個半型部分31、32。從圖4可知，在各個半型部分31、32的內(nèi)部形成有用于收納動力傳遞要素以及線條體的凹部。組裝這些半型部分31、32而制造出第一臂部件Al，上述的凹部在第一臂部件Al的內(nèi)部形成中空部分。
[0032]圖5是基于本發(fā)明的第二實施方式的第一臂部件的主視圖。圖5中，除了上述的平面Pl之外，還分別示出通過突出部11、12的大致中間部分的追加平面P2、P3。從圖可知，這些追加平面P2、P3相對于平面Pl平行。第一臂部件Al被平面Pl以及追加平面P2、P3分割的四個部分稱為下位半型部分41a、41b、42a、42b。其中，可知兩個下位半型部分41a、41b相當于半型部分31，兩個下位半型部分42a、42b相當于半型部分32。
[0033]圖6是構成第二臂部件的一個下位半型部分的模具的剖視圖，在第二實施方式中，通過壓力鑄造來制造下位半型部分41a。圖6中示出了一方的下位半型部分41a的模具B3、B4。模具B3、B4之間的界面位于與突出部11的內(nèi)壁對應的位置。在如此地配置了模具B3、B4的情況下，在下位半型部分41a不產(chǎn)生切削部分。因此，在與轉(zhuǎn)動軸線O相同的方向上打開模具B3、B4而能夠取出下位半型部分41a。另一方的下位半型部分42a也相同。
[0034]圖7是構成第二臂部件的另一個下位半型部分的模具的剖視圖，在第二實施方式中，通過壓力鑄造來制造下位半型部分41b。圖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之間的界面位于與突出部11的大致中心對應的位置。在如此地配置了模具B5、B6的情況下，在下位半型部分41b不產(chǎn)生切削部分。因此，在與轉(zhuǎn)動軸線O相同的方向上打開模具B5、B6而能夠取出下位半型部分41b。另一方的下位半型部分42b也相同。
[0035]由此，如圖8所示制造出四個下位半型部分41a、41b、42a、42b。從圖8可知，在各個下位半型部分41a、41b、42a、42b的內(nèi)部形成有用于收納動力傳遞要素以及線條體的中空部或者凹部。組裝這些半型部分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的內(nèi)部形成中空部分。
[0036]圖9是第一臂部件的立體圖。如圖9所示的第一臂部件Al由下位半型部分41a、41b、42a、42b構成。在此，下位半型部分42a以及下位半型部分42b通過短尺螺栓45a相互結合。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通過長尺螺栓45b相互連接。這些短尺螺栓45a以及長尺螺栓45b起到作為結合部的作用。
[0037]另外，半型部分31、32也相同地被組裝，制造出第一臂部件Al。然而，此時需要注意使用長尺螺栓45b (參照圖4)。
[0038]圖10是沿著圖9的線A-A觀察的部分立體圖。如圖10所示，在下位半型部分41a以及下位半型部分42a之間的連結部分設置有定位銷47。通過這些定位銷47能夠提高定位精度。并且，雖未圖示，可以在下位半型部分41a、41b、42a、42b的各連結面配置密封部件，例如O環(huán)、墊片或者是在連結面涂敷密封劑。由此，能夠賦予機械手的第一臂部件Al防水功能。
[0039]這樣，在本發(fā)明中，能夠通過壓力鑄造制造出雙支承式的第一臂部件Al。S卩，本發(fā)明中，不需要進行砂型鑄造，所以抑制制造費用，并且以廉價批量生產(chǎn)具備高品質(zhì)的臂部件Al的多關節(jié)機械手I。
[0040]這樣，在第一實施方式中，通過用平面Pl分割的半型部分31、32制造具備U字形狀部分的第一臂部件Al。通過以不包含切削部分的方式配置模具，從而利用壓力鑄造制造這些半型部分31、32，而能夠制造出第一臂部件Al。
[0041]而且，在第二實施方式中，例如一方的半型部分31由兩個下位半型部分41a、41b構成。因此，可知，能夠容易且廉價制造出更復雜的形狀的第一臂部件Al。
[0042]圖11是某實施方式中的第一臂部件以及第二臂部件的剖視圖。如圖11所示，在第一臂部件Al的一方的突出部11配置減速機51。并且，在另一方的突出部12配置軸承52。通過這樣的結構，在突出部11、12之間夾住第二臂部件A2，利用減速機51以及軸承52能夠使第二臂部件A2以可轉(zhuǎn)動地支承于突出部11。采用這樣的雙支承構造的情況下，與采用單支承構造的情況相比，提高關節(jié)軸的剛性。因此，能夠提高多關節(jié)機械手I的前端的位置精度。
[0043]另外，在具有防水功能的多關節(jié)機械手I的情況下，如圖11所示，也可以在軸承52的周圍配置油封53，或者賦予軸承52防水功能。由此，能夠防止從關節(jié)軸向多關節(jié)機械手I內(nèi)進入水。
[0044]而且，在圖11中，馬達M配置在U字形狀部分10的下方。并且，馬達M的輸出軸通過配置在突出部11內(nèi)部的動力傳遞要素例如齒輪或者傳動帶55連接于減速機51。然而，一般來說，為了提高多關節(jié)機械手I的位置精度，需要對齒輪以及傳動帶55的位置進行微調(diào)整。如參照圖8等所說明，第一臂部件Al由四個下位半型部分41a、41b、42a、42b制造的情況下，例如只要卸下外側的下位半型部分41b，就能夠容易操作齒輪以及傳動帶55。因此，本發(fā)明中，能夠提高齒輪以及傳動帶55的位置的調(diào)整作業(yè)的效率。
[0045]并且，在圖11中，示出了線條體57例如用于配置在與第二臂部件A2相比更靠前端側的馬達(未圖示)的電纜或者用于驅(qū)動位于多關節(jié)機械手I的前端的手部(未圖示)的氣管。這樣的線條體57被配置為從第二臂部件A2經(jīng)過軸承52通過第一臂部件Al的突出部12的內(nèi)部。因此，避免線條體57露出在多關節(jié)機械手I的外部。而且，這樣的線條體57的配置作業(yè)例如能夠通過只卸下外側的下位半型部分42b而進行。因此，在本發(fā)明中，能夠提高線條體57的配置作業(yè)的效率。
[0046]并且，采用了中空構造的減速機51的情況下，也可以將線條體57配置在突出部11偵U。這樣的情況下，線條體57和上述的動力傳遞要素例如齒輪以及傳動帶55配置在同一個突出部11內(nèi)。因此，只卸下外側的一個下位半型部分41b，就能夠進行齒輪以及傳動帶55的位置的調(diào)整作業(yè)和線條體57的配置作業(yè)的雙方。
[0047]圖12是其他實施方式中的第一臂部件以及第二臂部件的剖視圖。圖12中，兩個馬達Ml、M2配置在U字形狀部分10的下方。并且，一方的馬達Ml的輸出軸通過配置在突出部11的內(nèi)部的動力傳遞要素例如齒輪以及傳動帶55與減速機51連接。并且，另一方的馬達M2的輸出軸通過配置在突出部12的內(nèi)部的動力傳遞要素例如齒輪以及傳動帶56連接于第二臂部件A2內(nèi)的被驅(qū)動部。在這樣的構成中，通過采用中空構造的減速機51，也能夠?qū)恿鬟f要素例如齒輪以及傳動帶55、56配置在同一個突出部11內(nèi)。顯然，在這樣的情況下，也得到與上述的效果相同的效果。
[0048]圖13是另一個實施方式中的第一臂部件以及第二臂部件的剖視圖。圖13中，馬達M配置在第二臂部件A2內(nèi)，與減速機51直接連結。在這樣的情況下，能夠?qū)恿鬟f要素例如齒輪以及傳動帶55從突出部11的內(nèi)部的空間排除。
[0049]發(fā)明效果[0050]在第一方案中，通過以上述的平面分割的半型部分制造具備U字形狀部分的第一臂部件。通過以不包含切削部分的方式配置模具，從而利用壓力鑄造制造這些半型部分，而能夠制造出第一臂部件。即，本發(fā)明中，不需要進行砂型鑄造，所以抑制制造費用，并且以廉價批量生產(chǎn)具備高品質(zhì)的臂部件的機械手。
[0051]在第二方案中，半型部分由兩個下位半型部分構成，所以能夠容易且廉價制造出更復雜的形狀的第一臂部件。
[0052]利用典型的實施方式說明了本發(fā)明，但本領域人員可理解，在不脫離本發(fā)明的范圍內(nèi)，能夠進行上述的變更以及各種其他變更、省略、追加。
【權利要求】
1.一種多關節(jié)機械手，該多關節(jié)機械手(I)包含:具備由相互平行的兩個突出部(11、12)構成的U字形狀部分(10)的第一臂部件(Al);以及在U字形狀部分的兩個突出部以雙支承式可轉(zhuǎn)動地被連結的第二臂部件(A2)，其特征在于， 上述第一臂部件由在上述U字形狀部分的上述兩個突出部之間且相對于上述第二臂部件的轉(zhuǎn)動軸線垂直的平面被分割的兩個半型部分(31、32 )形成， 上述第一臂部件包含將兩個半型部分相互結合的結合部(45a、45b )。
2.根據(jù)權利要求1所述的多關節(jié)機械手，其特征在于， 上述半型部分的各個由在相對于上述平面平行的追加平面被分割的兩個下位半型部分(41a、41b、42a、42b)形成， 上述半型部分的各個包含使上述兩個下位半型部分相互結合的追加結合部(45a)。
【文檔編號】B25J17/00GK103624795SQ201310361999
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年8月19日 優(yōu)先權日:2012年8月20日
【發(fā)明者】山本真廣 申請人:發(fā)那科株式會社