CN112689553A - 机械臂以及机械臂的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的机械臂(100a～100d)包括臂构件(10)、以及至少两条配线(20a～20d)，两条配线(20a～20d)的结构为：分别为平板形状，且以在垂直于所述平板形状的面的方向上互相相向的状态平行配置；在各自的周围设置屏蔽线(S1)；分别为螺线形状；或互相成为绞线状。
Description
技术领域
本发明涉及一种机械臂以及机械臂的制造方法。
背景技术
作为以往技术，已知有一种包括机械臂的作业用机器人，所述机械臂包括多个臂构件。例如，专利文献1公开一种作业用机器人，所述作业用机器人包括从基端侧向前端侧依序设置的多个臂构件、及介置于各臂构件间的关节轴。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本公开专利公报“日本专利特开2009-113188号公报(2009年5月28日公开”
发明内容
发明所要解决的问题
但是，当制造专利文献1所公开的作业用机器人的情形时，需要进行如下作业：在机械臂内的空间配置配线，将所述配线在设置于马达等的电极与来自机械臂外部的输入电极等之间连接。而且，由于机械臂中需要供配线通过的空间，因此机械臂的尺寸变大。
进而，由于是以马达驱动机械臂，因此存在将马达产生的噪声从机械臂内的配线释放到外部的问题。即，机械臂内的配线需要应对噪声，但当采用应对噪声的结构的情形时，也存在配线结构变得复杂的问题。
本发明是鉴于所述问题点而完成的，其目的在于提供一种实现组装成本的降低以及装置的小型化、并且也实现了对噪声的应对的机械臂以及其制造方法。
解决问题的技术手段
为了解决所述问题，本发明的一实施方式的机械臂包括：臂构件，以实心的方式由树脂构成；以及至少两条配线，被埋入构成所述臂构件的所述树脂的内部，由导电性材料构成；两条所述配线的结构为：(1)分别为平板形状，且以在垂直于所述平板形状的面的方向上互相相向的状态平行配置；(2)在各自的周围设置屏蔽线；(3)分别为螺线形状；或(4)互相成为绞线状。
为了解决所述问题，本发明的一实施方式的机械臂的制造方法是使用立体造形装置来制造机械臂的方法，所述立体造形装置通过将造形材料层叠来制造立体造形物，所述机械臂的制造方法包括以下工序：将包含所述树脂以及所述导电性材料的所述造形材料层叠，以将由导电性材料构成的至少两条配线埋入以实心的方式由树脂构成的臂构件的内部；以两条所述配线成为如下结构的方式实施所述层叠的工序：(1)分别为平板形状，且以在垂直于所述平板形状的面的方向上互相相向的状态平行配置；(2)在各自的周围设置屏蔽线；(3)分别为螺线形状；或(4)互相成为绞线状。
发明的效果
根据本发明的一实施方式，能够提供一种实现组装成本的降低以及装置的小型化、并且也实现了对噪声的应对的机械臂以及其制造方法。
附图说明
[图1](a)～(d)是表示本实施方式的机械臂的配线结构的一例的立体图。
[图2]是表示本实施方式的机器人的结构的一例的图。
[图3]是表示机械臂中臂构件与驱动部连接的情况的图。
[图4]是表示机械臂中两个臂构件连接的情况的图。
[图5]是表示作为图4所示的机械臂的变化例的机械臂中两个臂构件连接的情况的图。
[图6](a)以及(b)是表示图5所示的机械臂中相对于第二臂构件侧凹部的圆筒面垂直的剖面的剖面图。
[图7]是表示包括将图1的(a)所示的包含配线的臂构件嵌入筒状金属构件中而成者的机械臂的图。
[图8]是表示图1的(a)所示的包含配线的臂构件的周围被屏蔽线覆盖的情况的图。
具体实施方式
〔实施方式〕
基于附图对本发明的一方面的实施方式(以下也表述为“本实施方式”)进行说明。首先，对适用本发明的一实施方式的场景的一例进行说明。本发明的一实施方式的机械臂是由3D打印机(三维造形机)等立体造形装置所造形。具体而言，所述机械臂是通过使用所述立体造形装置将包含绝缘性材料、导电性材料等的造形材料层叠而制造。所述立体造形装置是通过将造形材料层叠来制造立体造形物的装置。
下文所述的臂构件10、第一臂构件10a/第一臂构件10c、第二臂构件10b/第二臂构件10d、配线20/配线20a～配线20d、屏蔽线S1、臂侧电极E1/臂侧电极E11、第一臂构件侧电极E3/第一臂构件侧电极E4/第一臂构件侧电极E7/第一臂构件侧电极E8、第二臂构件侧电极E5/第二臂构件侧电极E6/第二臂构件侧电极E9/第二臂构件侧电极E10、突出部14、弹性部40a/弹性部40b、以及屏蔽线60是由所述立体造形装置所造形。
(机器人的结构的一例)
图2是表示本实施方式的机器人1的结构的一例的图。如图2所示，机器人1包括机械臂100以及本体部200。机械臂100的内部的配线结构可为图1的(a)～(d)所示的机械臂100a～机械臂100d的内部的配线结构的任一结构。机械臂100包括第一臂构件10a以及第二臂构件10b。在第一臂构件10a的至少一部分与第二臂构件10b的至少一部分互相重叠的状态下，将第一臂构件10a与第二臂构件10b以能够互相旋转的方式连接。另外，机械臂100包括两个臂构件，也可以包括三个以上臂构件。
第一臂构件10a以及第二臂构件10b具有与下文所述的臂构件10相同的结构。第二臂构件10b与本体部200连接，在本体部200的内部设置了控制机器人1的控制机器。
图1的(a)～(d)是表示本实施方式的机械臂100a～机械臂100d的配线结构的一例的立体图。另外，图1的(a)～(d)表示机械臂100a～机械臂100d的规定位置处的剖面。
(机械臂的配线结构的一例)
如图1的(a)所示，机械臂100a包括臂构件10以及至少两条配线20a。至少两条配线20a被埋入臂构件10的内部。两条配线20a分别为平板形状，且以在垂直于所述平板形状的面的方向上互相相向的状态平行配置。另外，两条配线20a只要为由两者产生静电电容的程度，那么也可以不完全平行。
臂构件10是绝缘性材料，例如以实心的方式由树脂构成。另外，所谓“以实心的方式构成”包括将配线20a埋入作为用来保持臂构件10的结构强度的材料的树脂的内部的结构。例如，在图1的(a)中，可以成为从臂构件10的侧面向内侧凹陷的形状。进而，所述凹陷的形状也可以为延伸到两条配线20a之间的形状。此时，可以在两条配线20a之间设置空气层。此外，臂构件10的剖面形状在图1的(a)～(d)中为四边形，例如也可为圆形、椭圆形、其他形状。如上所述，对于臂构件10的剖面形状并无特别限定。
配线20a由导电性材料构成。配线20a在机械臂100a中用来对与配线20a电连接的各部(下文所述的驱动部30等)发送电力以及信号。此处所说明的配线20a的相关内容也适用于下文所述的配线20/配线20b～配线20d。
由此，因为已经将配线20a埋入臂构件10的内部，所以能够减少连接配线20a的作业，从而可实现制造成本的削减。而且，由于不需要覆盖配线20a的覆膜，因此可将机械臂100a的尺寸减小与不需要覆膜相应的程度。而且，由于将配线20a埋入臂构件10的内部，故而可减小配线20a断线的可能性，同时不需要配置于机械臂100a内的空间的配线。进而，由于在构成臂构件10的树脂的内部埋入导电性材料，故而可通过所述导电性材料提高臂构件10的增强效果。
此外，两条配线20a分别为平板形状，且以在垂直于所述平板形状的面的方向上互相相向的状态平行配置。因此，通过调整两条配线20a间的距离、以及两条配线20a的宽度，而能够调整两条配线20a的静电电容。如上所述，由于能够调整两条配线20a的静电电容，因此能够抑制从配线20a向外部输出的噪声。而且，能够抑制来自外部的噪声对流过配线20a的电流产生影响。所述宽度是与配线20a延伸的方向(配线20a的长边方向)垂直且与平板形状的面平行的方向的长度。
如图1的(b)所示，机械臂100b与机械臂100a相比，将至少两条配线20a变更为至少两条配线20b的方面、以及在两条配线20b的周围设置屏蔽线S1的方面不同。屏蔽线S1通过设置于配线20b的周围，可抑制从配线20b向外部输出的噪声。而且，可抑制来自外部的噪声对流过配线20b的电流产生影响。
另外，也可以不在至少两条配线20b各自的周围设置屏蔽线S1，而是将至少两条配线20b汇合并用屏蔽线S1覆盖。
如图1的(c)所示，机械臂100c与机械臂100a相比，将至少两条配线20a变更为至少两条配线20c的方面、以及两条配线20c分别为螺线状的方面不同。通过两条配线20c分别为螺线状，而可抑制从配线20c向外部输出的噪声，可抑制来自外部的噪声对流过配线20c的电流产生影响。此外，通过变更螺线状配线20c的卷绕数，可以调整配线20c的电感，因此可进一步抑制从配线20c向外部输出的噪声，可进一步抑制来自外部的噪声对流过配线20c的电流产生影响。
另外，在图1的(c)中示出了配线20c为2条的情形，但是也可以为1条配线20c为螺线状的结构。此外，也可以为两条配线20c分别在不同的位置分别成为螺线状的结构。
如图1的(d)所示，机械臂100d与机械臂100a相比，将至少两条配线20a变更为至少两条配线20d的方面、以及两条配线20d互相成为绞线状的方面不同。通过两条配线20d互相成为绞线状，而可抑制从配线20d向外部输出的噪声。而且，可抑制来自外部的噪声对流过配线20d的电流产生影响。
根据以上内容，例如机械臂使用马达来驱动，因此有时马达产生的噪声会传导到配线，并从配线释放到外部。与此相对，配线20a～配线20d的结构是能够抑制噪声释放到外部的结构，因此能够提供噪声向外部的释放得到抑制的机械臂100a～机械臂100d。而且，配线20a的静电电容、以及配线20c的电感具有积存磁场、电场等能量的效果。由此，在机械臂100a～机械臂100d的动作停止时能够蓄积再生电力，以及在机械臂100a～机械臂100d的动作加速时能够瞬间释放出动力运行电力。
(机械臂的制造方法的一例)
上文所述的机械臂100a～机械臂100d是由所述立体造形6装置所造形。具体而言，将包含树脂以及导电性材料的造形材料层叠(层叠的工序)，以将由导电性材料构成的至少两条配线埋入以实心的方式由树脂构成的臂构件10的内部。所述配线可为配线20a～配线20d的任一配线。
当将造形材料层叠时，以两条配线成为下述(1)～(4)的结构的方式实施。(1)两条配线20a分别为平板形状，且以在垂直于所述平板形状的面的方向上互相相向的状态平行配置的结构。(2)两条配线20b在各自的周围设置屏蔽线S1的结构。(3)两条配线20c分别为螺线形状的结构。(4)两条配线20d互相成为绞线状的结构。
(机械臂的结构的一例)
图3是表示机械臂100中第一臂构件10a与驱动部30连接的情况的图。如图3所示，机械臂100包括驱动部30。驱动部30嵌入形成于第一臂构件10a的侧面的臂侧凹部11中。即，驱动部30安装于第一臂构件10a。驱动部30以使与第一臂构件10a连接的第二臂构件10b旋转的方式进行驱动。驱动部30例如可为马达，不过只要能够使第二臂构件10b旋转，那么并无特别限定。
在臂侧凹部11形成了圆筒面11s。在第一臂构件10a的圆筒面11s设置臂侧电极E1/臂侧电极E11，臂侧电极E1/臂侧电极E11分别与埋入第一臂构件10a中的配线20为一体。即，臂侧电极E1/臂侧电极E11分别以与配线20相同的材料连续构成。配线20的结构可为图1的(a)～(d)所示的配线20a～配线20d的结构的任一结构。在驱动部30的圆筒面30s设置了驱动部侧电极E2/驱动部侧电极E22。另外，也可以在第一臂构件10a的圆筒面11s设置三个以上臂侧电极。
臂侧电极E1/臂侧电极E11分别通过将驱动部30嵌入臂侧凹部11中而与驱动部侧电极E2/驱动部侧电极E22电连接。即，臂侧电极E1/臂侧电极E11分别通过将驱动部30安装于第一臂构件10a，而与驱动部侧电极E2/驱动部侧电极E22电连接。
通过将驱动部30安装于第一臂构件10a，而将臂侧电极E1/臂侧电极E11与驱动部侧电极E2/驱动部侧电极E22电连接，因此可将第一臂构件10a与驱动部30的连接部分设为简单的结构。例如，不会如以往的机械臂那样，因用配线将臂侧电极与驱动部侧电极连接，而成为在驱动部至控制机器混杂多条配线那样复杂的结构。而且，不需要用来将臂侧电极E1/臂侧电极E11与驱动部侧电极E2/驱动部侧电极E22连接的配线。因此，能够减少连接配线的作业。
此外，通过将驱动部30嵌入臂侧凹部11中，驱动部30的关节轴31会从形成于臂侧凹部11的底面的开口12穿过。穿过开口12的关节轴31连接于第二臂构件10b。驱动部30通过使关节轴31旋转，而以使第二臂构件10b旋转的方式驱动。关节轴31用来使第一臂构件10a与第二臂构件10b互相旋转。如此，机械臂100包括关节轴31。
图4表示机械臂100中第一臂构件10a与第二臂构件10b连接的情况的图。图4中省略图3所示的臂侧凹部11以及驱动部30。上文所述的关节轴31通过穿过开口12并进入形成于第二臂构件10b的侧面的开口13中，而连接于第二臂构件10b。
此外，在机械臂100中，在第一臂构件10a中垂直于关节轴31的轴方向的侧面设置了第一臂构件侧电极E3/第一臂构件侧电极E4，在第二臂构件10b中垂直于关节轴31的轴方向的侧面设置了第二臂构件侧电极E5/第二臂构件侧电极E6。由此，能够将使第一臂构件侧电极E3/第一臂构件侧电极E4与第二臂构件侧电极E5/第二臂构件侧电极E6在维持导通的状态下滑动的结构设为简单的结构。例如，不会如以往的机械臂那样，因用配线将第一臂构件侧电极与第二臂构件侧电极连接，而成为第一臂构件与第二臂构件的连接部分混杂多条配线那样复杂的结构。
另外，图4所示的示例中，相对于关节轴31，第一臂构件10a与第二臂构件10b成为沿着与第一臂构件10a以及第二臂构件10b的长边方向垂直的方向而一部分互相重叠配置的结构，但不限定于此。例如，考虑第一臂构件10a与第二臂构件10b沿着第一臂构件10a以及第二臂构件10b的长边方向重叠配置的情形。此时可为如下结构：在第一臂构件10a形成两个突出部，在所述两个突出部之间隔着形成于第二臂构件10b的突出部，以贯穿这些突出部的方式设置关节轴31。此外也可为如下结构：在第一臂构件10a以及第二臂构件10b分别形成多个突出部，在两者交替咬合的部分，关节轴31贯穿多个突出部而设置。
进而，在第一臂构件10a与第二臂构件10b互相旋转时，第一臂构件侧电极E3与第二臂构件侧电极E5在维持导通的状态下滑动，第一臂构件侧电极E4与第二臂构件侧电极E6在维持导通的状态下滑动。而且，第一臂构件侧电极E3/第一臂构件侧电极E4分别与埋入第一臂构件10a中的配线20为一体，第二臂构件侧电极E5/第二臂构件侧电极E6分别与埋入第二臂构件10b中的配线20为一体。即，第一臂构件侧电极E3/第一臂构件侧电极E4分别以与埋入第一臂构件10a中的配线20相同的材料连续构成。而且，第二臂构件侧电极E5/第二臂构件侧电极E6分别以与埋入第二臂构件10b中的配线20相同的材料连续构成。
由此，不需要用来将埋入第一臂构件10a中的配线20与埋入第二臂构件10b中的配线20连接的配线。因此，能够减少连接配线的作业，同时能够减小配线断线的可能性。而且，即使在第一臂构件10a与第二臂构件10b互相旋转时也能够维持导通。由此，与设置用来将埋入第一臂构件10a中的配线20与埋入第二臂构件10b中的配线20连接的配线的情形时相比，可获得下述效果。
具体而言，例如能够防止第一臂构件10a与第二臂构件10b的关节轴31的旋转的可动范围发生限制的情况，或者能够防止为了容许关节轴31的旋转而使配线的长度有富余，而导致装置大型化的情况。
另外，图4中在第一臂构件10a的侧面设置了两个第一臂构件侧电极E3/第一臂构件侧电极E4，但也可以在第一臂构件10a的侧面设置三个以上第一臂构件侧电极。此外，在第二臂构件10b的侧面设置了两个第二臂构件侧电极E5/第二臂构件侧电极E6，但也可以在第二臂构件10b的侧面设置三个以上第二臂构件侧电极。
此外，第一臂构件侧电极E3/第一臂构件侧电极E4可分别为集电环，第二臂构件侧电极E5/第二臂构件侧电极E6可分别为电刷。反之，第一臂构件侧电极E3/第一臂构件侧电极E4可分别为电刷，第二臂构件侧电极E5/第二臂构件侧电极E6可分别为集电环。
由此，可将第一臂构件10a与第二臂构件10b之间的配线20的连接部分设为简单的结构。例如，不会如以往的机械臂那样成为第一臂构件与第二臂构件的连接部分混杂多条配线那样复杂的结构。
而且，关于电刷以及集电环，由于与埋入第一臂构件10a以及第二臂构件10b中的各配线20为一体，因此可将电刷与集电环在维持导通的状态下滑动的部分设为简单的结构。例如，与以往的机械臂相比，不会成为电刷以及集电环与配线不同体那样复杂的结构。
图5是表示作为图4所示的机械臂100的变化例的机械臂101中第一臂构件10c与第二臂构件10d连接的情况的图。如图5所示，机械臂101与机械臂100相比，将第一臂构件侧电极E3/第一臂构件侧电极E4分别变更为第一臂构件侧电极E7/第一臂构件侧电极E8的方面、以及将第二臂构件侧电极E5/第二臂构件侧电极E6分别变更为第二臂构件侧电极E9/第二臂构件侧电极E10的方面不同。而且，机械臂101与机械臂100相比，在第一臂构件10c的侧面设置了突出部14的方面、以及在第二臂构件10d的侧面形成了第二臂构件侧凹部15的方面不同。
在第一臂构件10c的侧面设置了与关节轴31同轴的圆筒型突出部14，在第二臂构件10d的侧面形成了第二臂构件侧凹部15。突出部14嵌入第二臂构件侧凹部15中。
而且，驱动部30的关节轴31(未图示)穿过第一臂构件10c的开口12，贯穿突出部14。关节轴31与第二臂构件10d连接。由此，通过利用设置于第一臂构件10c的驱动部30(未图示)使关节轴31旋转，而在突出部14嵌入第二臂构件侧凹部15中的状态下，第二臂构件侧凹部15与突出部14滑动。
在机械臂101中，在突出部14的圆筒面14s设置了第一臂构件侧电极E7/第一臂构件侧电极E8，在第二臂构件侧凹部15的圆筒面15s设置了第二臂构件侧电极E9/第二臂构件侧电极E10。由此，可将第一臂构件10c与第二臂构件10d的连接部分设为简单的结构。而且，可将使第一臂构件侧电极E7/第一臂构件侧电极E8各者与第二臂构件侧电极E9/第二臂构件侧电极E10各者在维持导通的状态下滑动的结构设为简单的结构。例如，不会如以往的机械臂那样成为第一臂构件与第二臂构件的连接部分混杂多条配线那样复杂的结构。
另外，图5中在突出部14的圆筒面14s设置了两个第一臂构件侧电极E7/第一臂构件侧电极E8，但也可以在突出部14的圆筒面14s设置三个以上第一臂构件侧电极。此外，在第二臂构件侧凹部15的圆筒面15s设置了两个第二臂构件侧电极E9/第二臂构件侧电极E10，但也可以在第二臂构件侧凹部15的圆筒面15s设置三个以上第二臂构件侧电极。
而且，第一臂构件侧电极E7/第一臂构件侧电极E8可分别为集电环，第二臂构件侧电极E9/第二臂构件侧电极E10可分别为电刷。反之，第一臂构件侧电极E7/第一臂构件侧电极E8可分别为电刷，第二臂构件侧电极E9/第二臂构件侧电极E10可分别为集电环。
图6的(a)以及(b)是表示图5所示的机械臂101中相对于第二臂构件侧凹部15的圆筒面15s垂直的剖面的剖面图。在机械臂101中，如图6的(a)以及(b)所示，在第二臂构件侧凹部15的圆筒面15s(表面)设置了具有弹性的弹性部40a/弹性部40b。在弹性部40a/弹性部40b的表面形成了第二臂构件侧电极E9。关于第二臂构件侧电极E10，也成为在弹性部40a/弹性部40b的表面形成了第二臂构件侧电极E10的结构。第二臂构件侧电极E9/第二臂构件侧电极E10为导电性材料。
此外，关于图4所示的机械臂101的第二臂构件侧电极E5/第二臂构件侧电极E6，也成为在弹性部40a/弹性部40b的表面形成了第二臂构件侧电极E5/第二臂构件侧电极E6的结构。进而，在第一臂构件侧电极E3/第一臂构件侧电极E4/第一臂构件侧电极E7/第一臂构件侧电极E8为电刷的情形时，也可为在弹性部40a/弹性部40b的表面形成了第一臂构件侧电极E3/第一臂构件侧电极E4/第一臂构件侧电极E7/第一臂构件侧电极E8的结构。因此，通过在第一臂构件10c或第二臂构件10d的表面设置弹性部40a/弹性部40b，而能够利用弹性部40a或弹性部40b使集电环与电刷牢固地接触。
如图6的(a)所示，弹性部40a相对于第二臂构件侧凹部15的圆筒面15s倾斜，从圆筒面15s突出。而且，弹性部40a相对于圆筒面15s向斜上方延伸。此外，如图6的(b)所示，弹性部40b具有山型形状，与圆筒面15s之间的空间成为由弹性变形形成的移动空间。埋入第二臂构件10d的内部的配线20通过弹性部40b，与第二臂构件侧电极E9为一体。
图7是表示包括将图1的(a)所示的包含配线20a的臂构件10嵌入筒状金属构件50中而成者的机械臂102的图。如图7所示，机械臂102包括筒状金属构件50。金属构件50例如可为金属管。即，在臂构件10设置了金属构件50作为包含金属的增强构件。
如上所述，通过在臂构件10设置包含金属的增强构件，能够使机械臂102成为更结实的结构。而且，通过将包含树脂的臂构件10嵌入筒状金属构件50中，能够相对容易地实现所述结构。
另外，也可以将上文所述的第一臂构件10a/第一臂构件10c以及第二臂构件10b/第二臂构件10d嵌入金属构件50中。而且，也可以将上文所述的包含至少两条配线(配线20b～配线20d的任意配线)的臂构件10嵌入金属构件50中。
图8是表示图1的(a)所示的包含配线20a的臂构件10的周围被屏蔽线60覆盖的情况的图。如图8所示，机械臂103包括屏蔽线60。屏蔽线60覆盖着臂构件10的周围。换言之，在臂构件10的表面形成屏蔽线60。如上所述，通过臂构件10的周围被屏蔽线60覆盖，可抑制从配线20a向外部输出的噪声。而且，可抑制来自外部的噪声对流过配线20a的电流产生影响。
图8所示的结构是由所述立体造形装置所造形。具体而言，将包含树脂以及导电性材料的造形材料层叠，以将由导电性材料构成的屏蔽线60形成于以实心的方式由树脂构成的臂构件10的外表面。
另外，上文所述的第一臂构件10a/第一臂构件10c以及第二臂构件10b/第二臂构件10d的周围也可以被屏蔽线60覆盖。而且，上文所述的包含至少两条配线(配线20b～配线20d的任意配线)的臂构件10的周围也可以被屏蔽线60覆盖。
[总结]
本发明的一实施方式的机械臂包括：臂构件，以实心的方式由树脂构成；以及至少两条配线，被埋入构成所述臂构件的所述树脂的内部，由导电性材料构成；两条所述配线为如下结构：(1)分别为平板形状，且以在垂直于所述平板形状的面的方向上互相相向的状态平行配置；(2)在各自的周围设置屏蔽线；(3)分别为螺线形状；或(4)互相成为绞线状。
根据所述结构，由于已经将配线埋入构成臂构件的树脂的内部，因此能够减少连接配线的作业，而能够实现制造成本的削减。由于不需要覆盖配线的覆膜，因此可将机械臂的尺寸减小与不需要覆膜相应的程度。而且，由于将配线埋入臂构件的内部，因此能够减小配线断线的可能性，同时不需要配置于机械臂内的空间的配线。进而，由于将导电性材料埋入构成臂构件的树脂的内部，因此可通过所述导电性材料提高臂构件的增强效果。
而且，例如机械臂使用马达来驱动，因此有时马达产生的噪声会传导到配线，并从配线释放到外部。与此相对，所述(1)～(4)的结构能够抑制噪声释放到外部，以及能够抑制来自外部的噪声对流过配线的电流产生影响。因此，能够提供噪声向外部的释放、以及来自外部的噪声产生的影响得到抑制的机械臂。
将两个所述臂构件称为第一臂构件以及第二臂构件，在所述第一臂构件的至少一部分与所述第二臂构件的至少一部分互相重叠的状态下，所述第一臂构件与所述第二臂构件以能够互相旋转的方式连接，当所述第一臂构件与所述第二臂构件互相旋转时，与埋入所述第一臂构件中的所述配线为一体的第一臂构件侧电极可以和与埋入所述第二臂构件中的所述配线为一体的第二臂构件侧电极在维持导通的状态下滑动。
根据所述结构，与埋入第一臂构件中的配线为一体的第一臂构件侧电极和与埋入第二臂构件中的配线为一体的第二臂构件侧电极在维持导通的状态下滑动。因此，不需要用来将埋入第一臂构件中的配线与埋入第二臂构件中的配线连接的配线。因此，能够减少连接配线的作业，同时能够减小配线断线的可能性。
而且，即使在第一臂构件与第二臂构件互相旋转时也能够维持导通。由此，与设置用来将埋入第一臂构件中的配线与埋入第二臂构件中的配线连接的配线的情形时相比，可获得下述效果。具体而言，例如能够防止第一臂构件与第二臂构件的关节轴的旋转的可动范围发生限制的情况，或者能够防止为了容许关节轴的旋转而使配线的长度有富余，而导致装置大型化的情况。
可为所述第一臂构件侧电极以及所述第二臂构件侧电极中的一者为集电环，所述第一臂构件侧电极以及所述第二臂构件侧电极中的另一者为电刷。
根据所述结构，可将两个臂构件之间的配线的连接部分设为简单的结构。而且，关于电刷以及集电环，由于与埋入两个臂构件中的各配线为一体，因此可将电刷与集电环在维持导通的状态下滑动的部分设为简单的结构。
本发明的一实施方式的机械臂可进而包括驱动部，所述驱动部安装于所述第一臂构件，且以使所述第二臂构件旋转的方式进行驱动，设置于所述第一臂构件且与埋入所述第一臂构件中的所述配线为一体的臂侧电极通过将所述驱动部安装于所述第一臂构件，而与设置于所述驱动部的驱动部侧电极电连接。驱动部例如可为马达，但只要能够使第二臂构件旋转，那么并无特别限定。
根据所述结构，通过将驱动部安装于第一臂构件，而将臂侧电极与驱动部侧电极电连接，因此可将第一臂构件与驱动部的连接部分设为简单的结构。而且，不需要用来将臂侧电极与驱动部侧电极连接的配线。因此，能够减少连接配线的作业。
本发明的一实施方式的机械臂可包括关节轴，用来使所述第一臂构件与所述第二臂构件互相旋转，所述第一臂构件侧电极设置于所述第一臂构件中与所述关节轴的轴方向垂直的侧面，所述第二臂构件侧电极设置于所述第二臂构件中与所述关节轴的轴方向垂直的侧面。根据所述结构，可将使第一臂构件侧电极与第二臂构件侧电极在维持导通的状态下滑动的结构设为简单的结构。
本发明的一实施方式的机械臂可包括关节轴，用来使所述第一臂构件与所述第二臂构件互相旋转，在所述第一臂构件的侧面设置与所述关节轴同轴的圆筒型突出部，在所述第二臂构件的侧面形成与所述突出部滑动的第二臂构件侧凹部，所述第一臂构件侧电极设置于所述突出部的圆筒面，所述第二臂构件侧电极设置于所述第二臂构件侧凹部的圆筒面。
根据所述结构，可将第一臂构件与第二臂构件的连接部分设为简单的结构。而且，可将使第一臂构件侧电极与第二臂构件侧电极在维持导通的状态下滑动的结构设为简单的结构。
根据权利要求3所述的机械臂，其中所述电刷是形成于具有弹性的弹性部的表面的导电性材料，所述弹性部设置于所述第一臂构件或所述第二臂构件的表面。根据所述结构，能够利用弹性部使集电环与电刷牢固地接触。
可在所述臂构件设置包含金属的增强构件。根据所述结构，由于在臂构件设置了包含金属的增强构件，因此能够使机械臂成为更结实的结构。而且，例如通过将包含树脂的臂构件嵌入筒状金属构件中，能够相对容易地实现所述结构。
本发明的一实施方式的机械臂的制造方法是使用立体造形装置来制造机械臂的方法，所述立体造形装置通过将造形材料层叠来制造立体造形物，所述机械臂的制造方法包括以下工序：将包含所述树脂以及所述导电性材料的所述造形材料层叠，以将由导电性材料构成的至少两条配线埋入以实心的方式由树脂构成的臂构件的内部；以两条所述配线成为如下结构的方式实施所述层叠的工序：(1)分别为平板形状，且以在垂直于所述平板形状的面的方向上互相相向的状态平行配置；(2)在各自的周围设置屏蔽线；(3)分别为螺线形状；或(4)互相成为绞线状。
根据所述结构，所述(1)～(4)的结构能够抑制噪声释放到外部、以及来自外部的噪声对流过配线的电流产生影响。因此，能够提供噪声向外部的释放、以及来自外部的噪声产生的影响得到抑制的机械臂。
所述机械臂的制造方法中，所述层叠的工序包括形成两个所述臂构件即第一臂构件以及第二臂构件的工序，进而包括将驱动部安装于所述第一臂构件的工序，所述驱动部以使所述第二臂构件旋转的方式进行驱动，实施将所述驱动部安装于所述第一臂构件的工序，以将设置于所述第一臂构件且与埋入所述第一臂构件中的所述配线为一体的臂侧电极与设置于所述驱动部的驱动部侧电极电连接。
根据所述结构，通过将驱动部安装于第一臂构件以将臂侧电极与驱动部侧电极电连接，从而可在例如不进行焊接的情况下将驱动部容易地安装于第一臂构件。
本发明并不限定于所述各实施方式，可在权利要求所示的范围内进行各种变更，将不同实施方式中分别公开的技术手段适当组合而获得的实施方式也包括于本发明的技术范围内。
符号的说明
10：臂构件
10a、10c：第一臂构件
10b、10d：第二臂构件
14s、15s：圆筒面
14：突出部
15：第二臂构件侧凹部
20、20a、20b、20c、20d：配线
30：驱动部
31：关节轴
40a、40b：弹性部
100、100a、100b、100c、100d、101、102：机械臂
E1、E11：臂侧电极
E2、E22：驱动部侧电极
E3、E4、E7、E8：第一臂构件侧电极
E5、E6、E9、E10：第二臂构件侧电极
S1：屏蔽线
Claims (10)
1.一种机械臂，包括：
臂构件，以实心的方式由树脂构成；以及
至少两条配线，被埋入构成所述臂构件的所述树脂的内部，由导电性材料构成，
两条所述配线的结构为：
(1)分别为平板形状，且以在垂直于所述平板形状的面的方向上互相相向的状态平行配置；
(2)在各自的周围设置屏蔽线；
(3)分别为螺线形状；或
(4)互相成为绞线状。
2.根据权利要求1所述的机械臂，其中将两个所述臂构件称为第一臂构件以及第二臂构件，
在所述第一臂构件的至少一部分与所述第二臂构件的至少一部分互相重叠的状态下，所述第一臂构件与所述第二臂构件以能够互相旋转的方式连接，
在所述第一臂构件与所述第二臂构件互相旋转时，与埋入所述第一臂构件中的所述配线为一体的第一臂构件侧电极和与埋入所述第二臂构件中的所述配线为一体的第二臂构件侧电极在维持导通的状态下滑动。
3.根据权利要求2所述的机械臂，其中所述第一臂构件侧电极以及所述第二臂构件侧电极中的一者为集电环，所述第一臂构件侧电极以及所述第二臂构件侧电极中的另一者为电刷。
4.根据权利要求2或3所述的机械臂，还包括驱动部，所述驱动部安装于所述第一臂构件，且以使所述第二臂构件旋转的方式进行驱动，
设置于所述第一臂构件且与埋入所述第一臂构件中的所述配线为一体的臂侧电极通过将所述驱动部安装于所述第一臂构件，而与设置于所述驱动部的驱动部侧电极电连接。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的机械臂，包括关节轴，用来使所述第一臂构件与所述第二臂构件互相旋转，
所述第一臂构件侧电极设置于所述第一臂构件中与所述关节轴的轴方向垂直的侧面，所述第二臂构件侧电极设置于所述第二臂构件中与所述关节轴的轴方向垂直的侧面。
6.根据权利要求2至4中任一项所述的机械臂，包括关节轴，用来使所述第一臂构件与所述第二臂构件互相旋转，
在所述第一臂构件的侧面设置与所述关节轴同轴的圆筒型突出部，在所述第二臂构件的侧面形成与所述突出部滑动的第二臂构件侧凹部，
所述第一臂构件侧电极设置于所述突出部的圆筒面，所述第二臂构件侧电极设置于所述第二臂构件侧凹部的圆筒面。
7.根据权利要求3所述的机械臂，其中所述电刷是形成于具有弹性的弹性部的表面的导电性材料，所述弹性部设置于所述第一臂构件或所述第二臂构件的表面。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的机械臂，其中在所述臂构件设置包含金属的增强构件。
9.一种机械臂的制造方法，使用立体造形装置来制造机械臂，所述立体造形装置通过将造形材料层叠来制造立体造形物，所述机械臂的制造方法包括以下工序：
将包含所述树脂以及所述导电性材料的所述造形材料层叠，以将由导电性材料构成的至少两条配线埋入以实心的方式由树脂构成的臂构件的内部，
以两条所述配线成为如下结构的方式实施所述层叠的工序：
(1)分别为平板形状，且以在垂直于所述平板形状的面的方向上互相相向的状态平行配置；
(2)在各自的周围设置屏蔽线；
(3)分别为螺线形状；或
(4)互相成为绞线状。
10.根据权利要求9所述的机械臂的制造方法，其中所述层叠的工序包括形成两个所述臂构件即第一臂构件以及第二臂构件的工序，
还包括将驱动部安装于所述第一臂构件的工序，所述驱动部以使所述第二臂构件旋转的方式进行驱动，
实施将所述驱动部安装于所述第一臂构件的工序，
以将设置于所述第一臂构件且与埋入所述第一臂构件中的所述配线为一体的臂侧电极与设置于所述驱动部的驱动部侧电极电连接。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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