臂状结构体以及机器人制造技术

臂状结构体(1)具备：管状的主体部(2)；以及安装接口部(3)，其与主体部(2)的至少一方的端部接合，且能够固定于其他部件，主体部(2)以及安装接口部(3)的至少一部分由包含连续的增强纤维的树脂构成，主体部(2)与安装接口部(3)，通过设置于一方的凹部(8)与设置于另一方的凸部(10)的嵌合，从而接合为卡止主体部(2)的长轴方向以及围绕长轴的相对移动的状态。的长轴方向以及围绕长轴的相对移动的状态。的长轴方向以及围绕长轴的相对移动的状态。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】臂状结构体以及机器人


[0001]本专利技术涉及臂状结构体以及机器人。

技术介绍

[0002]作为工业用机器人的臂，已知一种如下结构：为了实现轻量化的同时保持强度，在树脂制的长条的臂主体的两端利用粘接剂接合安装接口部(例如，参照专利文献1。)。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1：日本特开2020－15127号公报

技术实现思路

[0006]专利技术要解决的问题
[0007]只利用粘接剂接合臂主体与安装接口部，有时难以得到像工业用机器人的臂那样，针对要求强度、刚性的用途的足够的接合强度。从而，期望如下臂状结构体：以简单的方法，以高的接合强度接合，也能够适用于要求强度、刚性的用途。
[0008]用于解决问题的方案
[0009]本专利技术的一个方案是一种臂状结构体，所述臂状结构体具备：管状的主体部；以及安装接口部，其与该主体部的至少一方的端部接合，且能够固定于其他部件，所述主体部以及所述安装接口部的至少一部分由包含连续的增强纤维的树脂构成，所述主体部与所述安装接口部，通过设置于一方的凹部与设置于另一方的凸部的嵌合，从而接合为卡止所述主体部的长轴方向以及围绕该长轴的相对移动的状态。
[0010]在此的连续的增强纤维的定义是，一般而言增强纤维的长度为10mm以上，定义为在注塑成型法中难以成形的增强纤维。包含于注塑成型用的树脂颗粒的增强纤维的长度，一般而言作为短纤维为1mm左右，作为长纤维为2mm左右。若成为10mm以上的长度，则增强纤维缠绕于注塑成型机的螺杆，成为破坏注塑成型机的主要原因。
附图说明
[0011]图1是表示本专利技术的一个实施方式的臂状结构体的主视图。
[0012]图2是表示图1的臂状结构体的纵向剖视图。
[0013]图3是表示图1的臂状结构体的安装接口部的局部放大的纵向剖视图。
[0014]图4是表示构成图1的臂状结构体的主体部以及安装接口部的增强纤维的立体图。
[0015]图5是表示用于制造图1的臂状结构体的模具的一个例子的纵向剖视图。
[0016]图6是表示在图1的臂状结构体的制造过程中将树脂注入口压入预成形件的状态的放大纵向剖视图。
[0017]图7是表示在图1的臂状结构体的制造过程中从预成形件分离树脂注入口的状态的放大纵向剖视图。
[0018]图8是表示图1的臂状结构体的第一变形例的安装接口部的局部的纵向剖视图。
[0019]图9是表示图1的臂状结构体的第二变形例的安装接口部的局部的纵向剖视图。
[0020]图10是表示图1的臂状结构体的第三变形例的安装接口部的局部的纵向剖视图。
[0021]图11是表示图1的臂状结构体的第四变形例的安装接口部的局部的纵向剖视图。
[0022]图12是表示图1的臂状结构体的第五变形例的安装接口部的局部的纵向剖视图。
具体实施方式
[0023]以下，参照附图对本专利技术的一个实施方式的臂状结构体1以及机器人进行说明。
[0024]本实施方式的臂状结构体1是例如机器人臂。
[0025]本实施方式的机器人具备至少一个臂状结构体1。
[0026]如图1以及图2所示，本实施方式的臂状结构体1具备：圆筒的管状的主体部2，其具有内孔2a；以及一对安装接口部3，其与主体部2的长轴方向的两方的端部接合。
[0027]主体部2例如至少一部分由包含连续的增强纤维30的碳纤维增强树脂(CFRP)构成。
[0028]安装接口部3的至少一部也由包含连续的增强纤维30的碳纤维增强树脂构成，并且具有与主体部2的内孔2a连接的中空部4。
[0029]另外，在安装接口部3设置有用于固定于构成机器人的其他部件、例如减速器的输出轴的圆环状的凸缘部5。一对安装接口部3的凸缘部5具备配置于与主体部2的长轴平行的同一平面上的凸缘面5a。
[0030]凸缘部5在中央具有使中空部4开口的中央孔6，在中央孔6的周围具备沿周向隔开间隔而配置的多个贯穿孔7。能够沿着经由一方的凸缘部5的中央孔6使电缆等线条体穿过主体部2的内孔2a，并且从另一方的凸缘部5的中央孔6取出的路径布线线条体。为了提高臂的外观，凸缘部5设置于中空部4内，并且开口11形成比较大的尺寸，以便工具、人的手进入内部。
[0031]另外，安装接口部3具备埋入于凸缘部5的平板状的金属板41。
[0032]如图1至图3所示，金属板41形成为具有中央孔42的环板状。在金属板41沿周向隔开间隔而设置有沿板厚方向贯穿的多个贯穿孔43。
[0033]金属板41以板厚方向的一面作为安装面41a，使安装面41a整体露出。另外，金属板41的板厚方向的另一面，在使若干贯穿孔43的周围局部露出于凸缘部5的贯穿孔7内的状态下，由构成凸缘部5的树脂局部覆盖。露出于贯穿孔43的周围的金属板41的表面，作为插入于贯穿孔43的安装螺钉(省略图示)的接触面而发挥作用。
[0034]主体部2与一对安装接口部3通过以下结构而接合。
[0035]即，如图2以及图3所示，主体部2在从长轴方向的两方的端部离开预定距离的位置，具备沿径向贯穿的贯穿孔(凹部)8。贯穿孔8具有圆形的横截面形状，在各端部附近沿周向隔开间隔而各设置多个、例如四个。
[0036]在安装接口部3设置有：圆筒状的嵌合部9，其使主体部2的两方的端部的外周面嵌合；以及互补形状的凸部10，其从嵌合部9的内表面向径向内侧突出，并且与主体部2的贯穿孔8正好嵌合。
[0037]如图4所示，在构成主体部2以及安装接口部3的树脂内的增强纤维30的取向方向
中，增强纤维30的至少一部分以与贯穿孔8以及凸部10的剪切方向垂直的方向取向。具体而言，增强纤维30的至少一部分，优选地以沿着贯穿孔8的内表面的中心轴方向以及沿着凸部10的外周面的中心轴方向取向。
[0038]以下对这样构成的本实施方式的臂状结构体1的制造方法进行说明。
[0039]本实施方式的臂状结构体1通过如下而制造：使用RTM(树脂传递模塑)法，利用图5所示的模具100，成形树脂。
[0040]模具100具备：上模110以及下模120，其沿上下方向开关；圆柱状的第一可动模125，其以能够沿竖直方向直线移动的方式被支撑；以及圆柱状的第二可动模130，其以能够贯穿第一可动模125并沿水平方向直线移动的方式被支撑。上模110具备设置有用于注入树脂的贯穿孔111的树脂注入部150。在第二可动模130的前端部具备能够与主体部2的内孔2a无间隙地嵌合的嵌合凸部131。
[0041]在本实施方式的制造方法中，首先，在主体部2的两方的端部附近形成贯穿孔8。另外，在模具100内部，作为中间基体材料配置有预成形件31。预成形件31是如下状态：预赋形为由连续的增强纤维30事先成形的产品形状。
[0042]预成形件31的增强纤维30，由于相对于所有的方向成为较强的强度，因此例如也可以将一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种臂状结构体，其特征在于，具备：管状的主体部；以及安装接口部，其与该主体部的至少一方的端部接合，且能够固定于其他部件，所述主体部以及所述安装接口部的至少一部分由包含连续的增强纤维的树脂构成，所述主体部与所述安装接口部，通过设置于一方的凹部与设置于另一方的凸部的嵌合，从而接合为卡止所述主体部的长轴方向以及围绕该长轴的相对移动的状态。2.根据权利要求1所述的臂状结构体，其特征在于，所述凹部的周围以及所述凸部中至少一方由包含所述增强纤维的树脂构成。3.根据权利要求2所述的臂状结构体，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：中山一隆，
申请(专利权)人：发那科株式会社，
类型：发明
国别省市：