机器人和连杆制造技术

本发明专利技术涉及一种机器人和连杆。该机器人包括具有纵向基端的连杆，该基端以可旋转的方式连接至一构件从而围绕垂直于该连杆的纵向方向的旋转轴线旋转。所述连杆形成为管状形状，使得该连杆的垂直于所述纵向方向的横截面具有椭圆形形状或带有至少一个曲线角部的基本矩形形状。

【技术实现步骤摘要】
机器人和连杆
这里公开的实施方式涉及一种机器人和连杆。
技术介绍
传统上，已经提出了这样一种机器人，该机器人包括被连接成相对于彼此进行旋 转的多个连杆并且利用安装至连杆的末端的末端执行器(例如手）执行指定任务(例如参见 日本专利申请公报No. 2012-171072)。在日本专利申请公报No. 2012-171072公开的技术 中，机器人的每个连杆都具有长方体形状，并且被形成为使得其在垂直于纵向方向的方向 上截取的横截面具有矩形形状。 当机器人例如进行旋转运动时在机器人的连杆上施加诸如弯曲应力和扭转应力 之类的应力。然而，如果连杆的横截面具有如上提及的矩形形状，则应力可能会集中在矩形 横截面的例如角部上。
技术实现思路
这里公开的实施方式提供了一种能够减轻由连杆的运动产生的局部应力集中的 机器人。 根据一个实施方式的机器人包括具有纵向基端的连杆，该基端以可旋转的方式连 接至一构件从而围绕垂直于该连杆的纵向方向的旋转轴线旋转。所述连杆形成为管状形 状，使得该连杆的垂直于所述纵向方向的横截面具有椭圆形形状或带有至少一个曲线角部 的基本矩形形状。 根据这里公开的实施方式，可以减轻由连杆的运动产生的局部应力集中。 【附图说明】 图1是示出了根据第一实施方式的机器人的示意性侧视图。 图2是图1中所示的机器人的示意性立体图。 图3是示出了图1中所示的机器人的下臂的侧视图。 图4是图3中所示的下臂的右侧视图。 图5是沿着图3中的线V - V截取的剖面图。 图6是图1中所示的机器人的下臂的示意性立体图。 图7A是用于说明图1中所示的机器人的下臂的制造过程的说明性示意立体图。 图7B是用于说明图1中所示的机器人的下臂的制造过程的另一个说明性示意立 体图。 图7C是用于说明图1中所示的机器人的下臂的制造过程的又一个说明性示意立 体图。 图8是沿着图7B中的线VIII-VIII截取的剖面图。 图9是示出了根据第二实施方式的机器人的下臂的侧视图。 图10是图9中所示的下臂的右侧视图。 图11是沿着图9中的线XI-XI截取的剖面图。 图12是示出了根据第三实施方式的下臂的侧视图。 图13是图12中所示的下臂的右侧视图。 图14是沿着图12中的线XIV-XIV截取的剖面图。 图15是类似于图14的剖面图，但是示出了根据第三实施方式的机器人的下臂的 修改示例。 【具体实施方式】 现在将参照形成本申请的一部分的附图详细地描述在本申请中公开的机器人的 实施方式。本公开不受以下描述的实施方式的限制。 为了使得该描述容易理解，图1示出了包括Z轴、Y轴和X轴的三维直角坐标系，Z 轴的正向为坚直向上方向，Z轴的负向为坚直向下方向，Y轴在绘图纸张平面上的左右方向 上延伸，X轴从绘图纸张平面的前侧向后侧延伸。该直角坐标系有时将在如下描述中使用 的其他附图中示出。 在下文中，将使用诸如X轴方向、Y轴方向和Z轴方向之类的表述来描述的 机器人的构造。这些表述旨在指当机器人采取图中所示的姿势时的X轴方向、Y轴方向和Z 轴方向。当前公开不限于这些方向。 在附图以及实施方式的如下描述中，将与机器人的安装表面(例如水平表面）平行 且彼此正交的轴线限定为X轴和Y轴。将正交于该安装表面的轴线限定为Z轴。 (第一实施方式） 图1是示出了根据第一实施方式的机器人的示意性侧视图。图2是图1中所示的 机器人的示意性立体图。 如图1和图2所示，机器人1是包括多个连杆和多个旋转轴(关节轴)J1指J6 (参 见图1)的多关节型机器人，其中所述连杆彼此连接。机器人1包括作为连杆的可旋转地彼 此连接的基座10、摆动单元(第一构件）11、下臂(连杆）12、上臂(第二构件）13、第一腕部单 元14、第二腕部单元15和第三腕部单元16 (图2中未示出）。 更具体地说，如图1所示，摆动单元11连接至基座10以围绕旋转轴线J1旋转。下 臂12连接至摆动单元11以围绕垂直于旋转轴线J1的旋转轴线J2旋转。上臂13连接至 下臂12以围绕平行于旋转轴线J2的旋转轴线J3旋转。第一腕部单元14连接至上臂13 以围绕垂直于旋转轴线J3的旋转轴线J4旋转。 第二腕部单元15连接至第一腕部单元14以围绕垂直于旋转轴线J4的旋转轴线 J5旋转。第三腕部单元16连接至第二腕部单元15以围绕垂直于旋转轴线J5的旋转轴线 J6旋转。 下臂12是当该下臂12被保持在图1中所示的位置时其纵向方向在Z轴方向上延 伸的连杆。下臂12的纵向基端（即图1中的下端）被以可旋转的方式连接至作为第一构件 的摆动单元11。另一方面，作为第二构件的上臂13被以可旋转的方式连接至下臂12的末 端（即图1中的上端)。 诸如垂直、平行等上述术语以及诸如正交等下述术语并不必然地要求在 数学方面严格精确，而是允许大致上的公差或误差。在题述说明书中，术语垂直旨在不 仅指两条直线(例如两个旋转轴）在同一平面上以直角彼此相交的情况，而且还指位于不同 平面上的两条直线彼此成直角的情况。在题述说明书中，术语正交旨在指两条直线在同 一平面上以直角彼此相交的情况。 机器人1还包括用于旋转地驱动摆动单元11、下臂12、上臂13和第一至第三腕部 单元14、15和16的致动器Ml至M6。每个致动器Ml至M6的动力通过减速器传递至与其相 连的对应连杆。致动器Ml至M6例如包括伺服马达。然而，致动器Ml至M6不限于伺服马 达，而是可以为其他马达，诸如液压马达等。在如下描述中，致动器将被称为马达。 现在将对相应的马达Ml至M6进行描述。附装至基座10的马达Ml (参见图1)通 过减速器(未示出）连接至摆动单元11并且被构造成旋转地驱动摆动单元11。附装至摆动 单元11的马达M2通过减速器17 (参见图2)连接至下臂12并且被构造成旋转地驱动下臂 12。附装至下臂12的马达M3通过减速器(未示出）连接至上臂13并且被构造成旋转地驱 动上臂13。附装至上臂13的马达M4通过减速器(未示出）连接至第一腕部单元14并且被 构造成旋转地驱动第一腕部单元14。 马达M5和M6 (后者在图1中没有示出）被附装至上臂13,正像马达M4 -样。马 达M5通过例如带轮机构或齿轮机构(未示出)连接至第二腕部单元15并且被构造成旋转地 驱动地驱动第二腕部单元15。类似地，马达M6通过例如带轮机构（未示出）连接至第三腕 部单元16并且被构造成旋转地驱动第三腕部单元16。 表示操作命令的信号被从控制单元(未示出）输入到马达Ml至M6。马达Ml至M6 的操作根据这些信号来进行控制。末端执行器(未示出，例如手)被附装至第三腕部单元16。 当控制单元控制马达Ml至M6的操作时，机器人1执行指定任务(例如工件传递任 务)，同时适当地改变例如末端执行器的位置和角度。 由如上所构造的机器人1的各连杆的例如旋转运动或摆动运动产生的诸如弯曲 应力和扭转应力之类的应力以及由连接至该连杆的末端侧的另一个连杆的负荷产生的应 力被施加在对应的连杆上。例如，由下臂12围绕旋转轴线J2的旋转运动和下臂12围绕旋 转轴线J1的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机器人，该机器人包括：具有纵向基端的连杆，该基端以可旋转的方式连接至一构件从而围绕垂直于该连杆的纵向方向的旋转轴线旋转，其中，所述连杆形成为管状形状，使得该连杆的垂直于所述纵向方向的横截面具有椭圆形形状或带有至少一个曲线角部的基本矩形形状。

【技术特征摘要】
2013.03.19 JP 2013-0571151. 一种机器人，该机器人包括： 具有纵向基端的连杆，该基端以可旋转的方式连接至一构件从而围绕垂直于该连杆的 纵向方向的旋转轴线旋转， 其中，所述连杆形成为管状形状，使得该连杆的垂直于所述纵向方向的横截面具有椭 圆形形状或带有至少一个曲线角部的基本矩形形状。2. 根据权利要求1所述的机器人，其中，所述连杆具有供以可旋转的方式连接附加构 件的纵向末端，并且所述连杆形成为使得该连杆的横截面积朝向所述基端和所述末端逐渐 减小。3. 根据权利要求1所述的机器人，其中，所述连杆由焊接钢管制造，所述焊接钢管包括 焊接部，该焊接部形成在所述连杆的根据预先获得的应力分布而选择的应力减小区域中， 所述预先获得的应力分布表示在所述连杆中产生的应力的大小。4. 根据权利要求3所述的机器人，其中，所述焊接部形成在与所述旋转轴线正交且与 所述连杆的所述纵向方向平行的平面上。5. 根据权利要求1所述的机器人，其中，所述连杆包括本体部、第一端部和第二端部， 所述第一端部焊接并连接至所述本体部的一端，所述第二端部焊接并连接至所述本体部的 另一端。6. 根据权利要求5所述的机器人，其中，所述第一端部和所述第二端部由焊接钢管制 造，这些焊接钢管的抗拉强度比制造所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：原田修，一番濑敦，
申请(专利权)人：株式会社安川电机，
类型：发明
国别省市：日本;JP