DE102020129796A1

DE102020129796A1 - Robotergehäuse und Roboter

Info

Publication number: DE102020129796A1
Application number: DE102020129796.3A
Authority: DE
Inventors: Kazutaka Nakayama
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2019-11-20
Filing date: 2020-11-11
Publication date: 2021-05-20
Also published as: US11633866B2; US20210146555A1; JP2021079494A; JP7343366B2; CN112824065A

Abstract

Es wird ein Robotergehäuse 1A, 1B, 1C, 1D bereitgestellt, das in einem hohlen Harzkörperabschnitt 2 zwei Befestigungsöffnungen 4 und eine Arbeitsöffnung 7, die eine Verbindung zwischen dem Inneren und dem Äußeren des Körperabschnitts 2 herstellen, umfasst, wobei: die zwei Befestigungsöffnungen 4 jeweils in beiden Endabschnitten des Körperabschnitts 2 vorgesehen sind; ein Metallglied 3, das eine Befestigungsfläche 3a bildet, in ein Harz, das den Körperabschnitt 2 an einer Peripherie der Befestigungsöffnung 4 bildet, eingebettet ist; das Metallglied 3 mit Befestigungslöchern 5 versehen ist, die gestatten, dass Befestigungsschrauben, die zur Befestigung an der Befestigungsfläche 3a verwendet werden, dort hindurch gehen oder darin befestigt werden, und des Weiteren in einem Zustand, in dem die Befestigungsfläche 3a freiliegt, in das Harz eingebettet wird; und Komponenten jeweils an den zwei Befestigungsöffnungen 4 durch Nutzung der Arbeitsöffnung 7 befestigt werden können.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Robotergehäuse und einen Roboter.
Stand der Technik
Im Allgemeinen sind Komponenten eines Industrieroboters aus Metallen, wie z. B. Aluminiumlegierungen, zusammengesetzt, um eine ausreichende Festigkeit bei Erzielung einer Gewichtsreduzierung sicherzustellen (siehe beispielsweise Patentliteratur 1).
Liste bekannter Schriften
Patentliteratur
PTL 1 Ungeprüfte japanische Patentanmeldung, Veröffentlichungsnr. 2013-018058
Kurzdarstellung der Erfindung
Technisches Problem
Es gibt jedoch eine Grenze bei der Gewichtsreduzierung von Metallkomponenten, und zur präzisen Herstellung einer Befestigungsfläche, an der eine andere Komponente, wie z. B. ein Aktuator, befestigt werden soll, ist eine präzise Bearbeitung der Befestigungsfläche erforderlich; somit besteht ein Problem in der Erhöhung der Herstellungskosten.
Die vorliegende Erfindung erfolgte im Hinblick auf die oben erwähnten Umstände, und eine Aufgabe davon besteht darin, ein Robotergehäuse und einen Roboter bereitzustellen, bei denen die Erzielung einer weiteren Gewichtsreduzierung unter Beibehaltung der Festigkeit und auch eine Reduzierung der Herstellungskosten möglich sind. Hier wird das Robotergehäuse der vorliegenden Anmeldung als ein Gehäusefestigkeitsglied, das eine selbsttragende Körperstruktur aufweist und das einen Basisabschnitt, der Gliedstücke verbindet, abdeckt, definiert.
Lösung des Problems
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung richtet sich auf ein Robotergehäuse, das in einem hohlen Harzkörperabschnitt zwei Befestigungsöffnungen und eine Arbeitsöffnung, die eine Verbindung zwischen dem Inneren und dem Äußeren des Körperabschnitts herstellen, umfasst, wobei: die zwei Befestigungsöffnungen jeweils in beiden Endabschnitten des Körperabschnitts vorgesehen sind; ein Metallglied, das eine Befestigungsfläche bildet, in ein Harz, das den Körperabschnitt an einer Peripherie der Befestigungsöffnung bildet, eingebettet ist; das Metallglied mit Befestigungslöchern versehen ist, die gestatten, dass Befestigungsschrauben, die zur Befestigung an der Befestigungsfläche verwendet werden, dort hindurch gehen oder darin befestigt werden, und des Weiteren in einem Zustand, in dem die Befestigungsfläche freiliegt, in das Harz eingebettet wird; und Komponenten jeweils an den zwei Befestigungsöffnungen durch Nutzung der Arbeitsöffnung befestigt werden können.
Figurenliste

[1] 1 ist ein Schemadiagramm, das ein Beispiel für einen Roboter, bei dem ein Robotergehäuse gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewendet wird, zeigt.
[2] 2 ist eine perspektivische Ansicht, die das Robotergehäuse in 1 zeigt.
[3] 3 ist eine Vorderansicht des Robotergehäuses in 2.
[4] 4 ist eine Seitenansicht des Robotergehäuses in 2.
[5] 5 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Metallplatte zeigt, die an einer Befestigungsöffnung des Robotergehäuses in 2 vorgesehen ist.
[6] 6 ist eine Längsschnittansicht des Robotergehäuses in 2.
[7] 7 ist eine Längsschnittteilansicht der Befestigungsöffnung des Robotergehäuses in 2.
[8] 8 ist eine auseinandergezogene Längsschnittansicht zur Erläuterung der Vorgehensweise zur Verbindung des Robotergehäuses in 2 mit einem Untersetzungsgetriebe der ersten Achse und einem Untersetzungsgetriebe der zweiten Achse.
[9] 9 ist eine Rückansicht des mit den Untersetzungsgetrieben in 8 verbauten Robotergehäuses.
[10] 10 ist eine Längsschnittansicht, die einen Zustand zeigt, in dem das Robotergehäuse in 2 mit dem Untersetzungsgetriebe der ersten Achse und dem Untersetzungsgetriebe der zweiten Achse verbaut ist.
[11] 11 ist eine Längsschnittansicht, die eine Modifikation des Robotergehäuses in 2 zeigt.
[12] 12 ist eine Längsschnittansicht, die eine weitere Modifikation des Robotergehäuses in 2 zeigt.
[13] 13 ist eine perspektivische Ansicht, die zusammen mit den Metallplatten ein Beispiel für Metallverstärkungsglieder, die bei einer Modifikation des Robotergehäuses in 2 vorgesehen sind, zeigt.
[14] 14 ist eine perspektivische Ansicht, die zusammen mit den Metallplatten ein Beispiel anderer Metallverstärkungsglieder, die bei einer Modifikation des Robotergehäuses in 2 vorgesehen sind, zeigt.
[15] 15 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Modifikation des Robotergehäuses in 2, in das die Metallverstärkungsglieder in 13 eingebettet sind, zeigt.
[16] 16 zeigt eine Modifikation eines zweiten Robotergehäuses in 1.
[17] 17 ist eine Längsschnittansicht des zweiten Robotergehäuses in 16.

Beschreibung von Ausführungsformen
Nachstehend werden ein Robotergehäuse (im Folgenden einfach als ein „Gehäuse“ bezeichnet) 1A, 1B, 1C, 1D und ein Roboter 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Wie in 1 gezeigt wird, ist mindestens ein Gehäuse 1A, 1B, 1C, 1D gemäß dieser Ausführungsform in dem Roboter 100 vorgesehen. In einem Beispiel für den Roboter 100 gemäß der Darstellung in 1 werden die vier Gehäuse 1A, 1B, 1C, 1D verwendet.
Das erste Gehäuse 1A wird dahingehend gestützt, um eine vertikale erste Achse A bezüglich einer auf einem Boden installierten Basis 110 drehbar zu sein, und stützt auch einen ersten Arm 120 dahingehend, um eine horizontale zweite Achse B drehbar zu sein.
Das zweite Gehäuse 1B wird an dem distalen Ende des ersten Arms 120 dahingehend gestützt, um eine dritte Achse C, die parallel zu der zweiten Achse B verläuft, drehbar zu sein, und stützt auch einen rohrförmigen zweiten Arm 130 dahingehend, um eine vierte Achse D in der Längsrichtung davon drehbar zu sein.
Das dritte Gehäuse 1C ist an dem distalen Ende des zweiten Arms 130 fixiert und stützt auch das vierte Gehäuse 1D dahingehend, um eine fünfte Achse I, die zu der vierten Achse D orthogonal ist, drehbar zu sein. Des Weiteren wird das vierte Gehäuse 1D dahingehend gestützt, um die fünfte Achse E bezüglich des dritten Gehäuses 1C drehbar zu sein, und stützt des Weiteren einen Befestigungsflansch 140, an dem ein Arbeitsorgan zu befestigen ist, dahingehend, um eine sechste Achse F, die zu der fünften Achse E orthogonal ist, drehbar zu sein.
Das erste, das zweite und das vierte Gehäuse 1A, 1B, 1D weisen jeweils Aktuatoren 150 auf, die an beiden Enden direkt fixiert sind, und das dritte Gehäuse 1C weist einen Aktuator 150, der an einem Ende direkt fixiert ist, und einen Aktuator 150, der an dem anderen Ende über den zweiten Arm 130 indirekt fixiert ist, auf. Die Aktuatoren 150 umfassen jeweils ein Untersetzungsgetriebe 151 und einen Motor 152, die später beschrieben werden. Das erste bis vierte Gehäuse 1A, 1B, 1C, 1D haben unterschiedliche Größen, jedoch im Wesentlichen dieselbe Form.
Gemäß der Darstellung in 2 und 3 umfasst das Gehäuse 1A, 1B, 1C, 1D gemäß dieser Ausführungsform einen rohrförmigen Harzkörperabschnitt 2, dessen äußere Form eine quadratische Querschnittsform mit abgerundeten Ecken aufweist. Gemäß der Darstellung in 4 ist der Körperabschnitt 2 an einer mittigen Position in der Längenrichtung im rechten Winkel gebogen und ist in einer hohlen quadratischen Rohrform, die insgesamt in einer L-Form gebogen ist, ausgebildet.
Der Körperabschnitt 2 ist an beiden Enden davon in der Längenrichtung mit flachen Metallplatten (mit Metallgliedern) 3 versehen, die in ein Harz, das den Körperabschnitt 2 bildet, beispielsweise durch Umspritzen, eingebettet werden.
Gemäß der Darstellung in 5 ist die Metallplatte 3 ringförmig mit einem kreisförmigen mittigen Loch 4 ausgebildet. Mehrere Durchgangslöcher 5, die in der Plattendickenrichtung durchdringen, sind in Abständen in der Umfangsrichtung in der Metallplatte 3 vorgesehen
gemäß der Darstellung in 6 sind die zwei Metallplatten 3 an beiden Enden des Körperabschnitts 2 in einer zueinander orthogonalen Positionsbeziehung angeordnet. Die mittigen Löcher 4 der zwei Metallplatten 3 bilden zwei Befestigungsöffnungen, die einen Innenraum des hohlen Körperabschnitts 2 zur Außenumgebung hin öffnen.
Gemäß der Darstellung in 6 und 7 dient eine Fläche der Metallplatte 3 in der Plattendickenrichtung als eine Befestigungsfläche 3a, und die gesamte Befestigungsfläche 3a liegt frei. In einem Beispiel, das in 6 gezeigt wird, ist die Befestigungsfläche 3a auf eine Außenseite des Gehäuses 1A, 1B, 1C, 1D angeordnet.
Darüber hinaus wird, gemäß der Darstellung in 7, die andere Fläche 3b der Metallplatte 3 in der Plattendickenrichtung in einem Zustand, in dem die Peripherien der Durchgangslöcher 5 zum Teil frei liegen, mit dem Harz, das den Körperabschnitt 2 bildet, bedeckt. Ein Abschnitt der Fläche 3b der Metallplatte 3, der an der Peripherie des Durchgangslochs 5 freiliegt, liegt in einem Bereich frei, der etwas größer als ein Außendurchmesser eines Kopfabschnitts 6a einer in das Durchgangsloch 5 einzuführenden Befestigungsschraube 6 ist, so dass die Fläche 3b als eine Sitzfläche der Befestigungsschraube 6 wirkt, wie durch eine strichpunktierte Linie in 7 angegeben wird.
Darüber hinaus ist die Befestigungsfläche 3a der Metallplatte 3 an einer von dem Harz, das den Körperabschnitt 2 bildet, vorragenden Position angeordnet.
Gemäß der Darstellung in 2 und 6 ist der Körperabschnitt 2 mit einer rechteckigen Arbeitsöffnung 7 in einem mittigen gebogenen Abschnitt in der Längenrichtung versehen.
Die Arbeitsöffnung 7 wird auch durch ein mittiges Loch in einer ringförmigen Metallplatte (einem anderen Metallglied) 8 durch Einbetten der Metallplatte 8 in das Harz, das den Körperabschnitt 2 bildet, konfiguriert und öffnet den Innenraum des Körperabschnitts 2 nach außen hin. Mehrere Schraubenlöcher (Befestigungsfläche) 9 sind in der Metallplatte 8 in Abständen in der Umfangsrichtung vorgesehen.
„Arbeit‟ in der Arbeitsöffnung 7 gibt Folgendes an: Befestigen des Untersetzungsgetriebes 151 und des Motors 152, bei denen es sich um Mechanismuskomponenten handelt, an der Metallplatte 3; Lösen des Untersetzungsgetriebes 151 und des Motors 152 von der Metallplatte 3; Austauschen des Motors 152; Anbringen/Lösen an/von dem Motor 152 eines Anschlusses eines Drahtkörpers zum Antrieb des Motors 152; Austauschen des Drahtkörpers selbst; usw.
Die Arbeitsöffnung 7 ist so konfiguriert, dass sie etwas größer als die Befestigungsöffnungen 4 ist, und ist an einer Wandfläche des Körperabschnitts 2 zwischen den zwei Befestigungsöffnungen 4 angeordnet, so dass die Arbeitsöffnung 7 jeweilige Winkel von 45° mit den zwei die Befestigungsöffnungen 4 bildenden Metallplatten 3 bildet. Mit dieser Konfiguration wird die Arbeitsöffnung 7 an einer Position ausgebildet und weist eine derartige Größe auf, dass Komponenten dorthin durchgeführt werden können, wobei die Komponenten jeweils von außerhalb der Arbeitsöffnung 7 durch das Innere des Körperabschnitts 2 an den zwei Befestigungsöffnungen 4 direkt oder indirekt befestigt werden. Hier sind die direkt oder indirekt zu Befestigens Komponenten beispielsweise die Untersetzungsgetriebe 151 und die Motoren 152 gemäß der Darstellung in 8.
In dem Fall von 8 ist es erforderlich, die Größe und die Position der Arbeitsöffnung 7 zu bestimmen, so dass die Motoren 152 durch die Arbeitsöffnung 7 hindurchgehen können, selbst wenn Wartungsarbeiten, wie z. B. Austausch des Motors, durchgeführt werden. In dem Fall, in dem die Untersetzungsgetriebe 151 selbst in den Körperabschnitt 2 so aufgenommen werden müssen, dass sie nicht frei liegen, ist es nötig, die Arbeitsöffnung 7 so auszubilden, dass sie eine Größe aufweist, die gestattet, dass die Untersetzungsgetriebe 151 dort hindurch gehen. Da jedoch die Größe der Arbeitsöffnung 7 vergrößert wird, wird es schwierig, ausreichende Festigkeit des Körperabschnitts 2 sicherzustellen. Somit wird bevorzugt, eine einzige Arbeitsöffnung 7 zu haben, durch die alle beide Metallplatten 3 zugänglich sind. Darüber hinaus ist es, wenn eine ausreichende Größe sichergestellt wird, so dass nicht nur die Untersetzungsgetriebe 151 und die Motoren 152, sondern auch Befestigungsbolzen, ein langer T-Schlüssel oder eine Hand eines Arbeiters durch die Arbeitsöffnung 7 hindurchgehen können, auch möglich, ausreichende Bearbeitbarkeit sicherzustellen.
Die Arbeitsöffnung 7 ist in einem Normalzustand, wenn sie nicht verwendet wird, durch einen Deckelkörper 10 verschlossen, der später beschrieben wird.
Darüber hinaus kann eine Öffnung mit einer Größe, die die Sicherstellung ausreichender Festigkeit des Körperabschnitts 2 nicht beeinträchtigt, separat von der Arbeitsöffnung 7 vorgesehen sein. Es ist ausreichend, dass diese Öffnung eine derartige Größe aufweist, dass beispielsweise Befestigungsbolzen, ein L-Schlüssel oder ein T-Schlüssel, wobei es sich um ein Befestigungswerkzeug für die Befestigungsbolzen handelt, oder eine Hand eines Arbeiters dort hindurchgehen kann. Als ein Deckel für die Öffnung kann beispielsweise ein Harzdeckel, der mit einer Schnappstruktur versehen ist, oder ein elastischer Körper, der elastische Verformung nutzt, wie z. B. ein Gummi, eingesetzt werden.
Darüber hinaus ist das Gehäuse 1A, 1B, 1C, 1D gemäß dieser Ausführungsform mit dem Deckelkörper 10, der die Arbeitsöffnung 7 verschließen kann, versehen. Mehrere Durchgangslöcher, die in der Plattendickenrichtung durchdringen, sind in dem Deckelkörper 10 in Abständen in der Umfangsrichtung vorgesehen. Die Arbeitsöffnung 7 kann dadurch geschlossen werden, dass Schrauben durch die Durchgangslöcher in dem Deckelkörper 10 geschoben und die Schrauben in die Schraubenlöcher 9 der Metallplatte 8 geschraubt werden.
Nachstehend wird die Betriebsweise des so konfigurierten Gehäuses 1A, 1B, 1C, 1D und Roboters 100 gemäß dieser Ausführungsform beschrieben.
Zur Konfiguration des Roboters 100 durch Verwendung des Gehäuses 1A, 1B, 1C, 1D gemäß dieser Ausführungsform, wie in 8 dargestellt wird, wird beispielsweise eine Eingangswelle des Untersetzungsgetriebes 151, das eine an der Basis 110 fixierte Ausgangswelle aufweist, in engen Kontakt zu der Befestigungsfläche 3a der Metallplatte 3, die eine Befestigungsöffnung 4 aufweist, gebracht. Dann werden die Befestigungsschrauben 6, die durch die Arbeitsöffnung 7 vom Inneren des Körperabschnitts 2 durch die Durchgangslöcher 5 der Metallplatte 3 geschoben werden, in Schraubenlöcher des Untersetzungsgetriebes 151 geschraubt.
Darüber hinaus wird eine Eingangswelle des Untersetzungsgetriebes 151, das eine an dem ersten Arm 120 fixierte Ausgangswelle aufweist, in engen Kontakt zu der Befestigungsfläche 3a der Metallplatte 3, die die andere Befestigungsöffnung 4 aufweist, gebracht. Dann werden die Befestigungsschrauben 6, die durch die Arbeitsöffnung 7 vom Inneren des Körperabschnitts 2 durch die Durchgangslöcher 5 der Metallplatte 3 geschoben werden, in Schraubenlöcher des Untersetzungsgetriebes 151 geschraubt.
In einem Beispiel, das in 8-10 gezeigt wird, ist der Motor 152, der eine Antriebskraft in das Untersetzungsgetriebe 151 der ersten Achse einleitet, in dem Körperabschnitt 2 angeordnet und ist an der Eingangswelle des Untersetzungsgetriebes 151 der ersten Achse fixiert. Darüber hinaus ist der Motor 152, der eine Antriebskraft in das Untersetzungsgetriebe 151 der zweiten Achse einleitet, auch in dem Körperabschnitt 2 angeordnet und ist an der Eingangswelle des Untersetzungsgetriebes 151 der zweiten Achse fixiert. Dadurch werden eine erste Welle, die das erste Gehäuse 1A um die vertikale erste Achse A bezüglich der Basis 110 dreht, und eine zweite Welle, die den ersten Arm 120 um die horizontale zweite Achse B bezüglich des ersten Gehäuses 1A dreht, konfiguriert.
Darüber hinaus ist in dem Beispiel, das in 8-10 gezeigt wird, jedes der Untersetzungsgetriebe 151 mit einem mittigen Loch 151a versehen, das dort entlang einer mittigen Achse davon durchdringt. Darüber hinaus ist der Motor 152 exzentrisch an einer das mittige Loch 151a nicht überlagernden Position angeordnet. Dadurch ist es möglich, das Verlegen eines Drahtkörpers, darunter eines Stromkabels für den Motor 152, von der Seite der Basis 110 in den Innenraum des ersten Gehäuses 1A und den ersten Arm 120 durch die mittigen Löcher 151a der Untersetzungsgetriebe 151 durchzuführen.
Durch ähnliches Verbauen des zweiten bis vierten Gehäuses 1B, 1C, 1D ist es möglich, den in 1 gezeigten Roboter 100 leicht zu konfigurieren.
Obgleich das Untersetzungsgetriebe 151 und der Motor 152 in der in 8 gezeigten Struktur direkt miteinander verbunden sind, kann eine Befestigungsschnittstelle für den Motor 152 an dem Körperabschnitt 2 vorgesehen sein. Diese Metallplatte zur Motorbefestigung kann in das Harz des Körperabschnitts 2 eingebettet sein.
Wie oben beschrieben wird, ist bei dem Gehäuse 1A, 1B, 1C, 1D gemäß dieser Ausführungsform im Wesentlichen das gesamte Gehäuse aus Harz zusammengesetzt; somit ist es möglich, im Vergleich zu dem Fall, in dem das Gehäuse aus einem Metall, wie z. B. einer Aluminiumlegierung, zusammengesetzt ist, eine beträchtliche Gewichtsreduzierung zu erzielen.
Darüber hinaus können die Befestigungsfläche 3a der zwei Metallplatten 3 ohne maschinelle Bearbeitung präziser angeordnet werden, da die präzise konfigurierten Metallplatten 3 durch Umspritzen hergestellt werden. Dadurch wird die Notwendigkeit einer maschinellen Bearbeitung eliminiert, und es ist möglich, die Herstellungskosten zu reduzieren.
Insbesondere besteht, da die Befestigungsfläche 3a der Metallplatte 3 von dem Harz, das den Körperabschnitt 2 bildet, vorragt, ein Vorteil darin, dass das Harz nicht zum Hindernis wird, wenn eine Befestigung an dem Untersetzungsgetriebe 151 durchgeführt wird.
Darüber hinaus kann in diesem Fall dadurch, dass dafür gesorgt wird, dass die Befestigungsschraube 6 das in der Metallplatte 3 vorgesehene Durchgangsloch 5 durchdringt, und die Befestigungsschraube 6 in das Schraubenloch des Untersetzungsgetriebes 151 geschraubt wird, der Kopfabschnitt 6a der Befestigungsschraube 6 an die Sitzfläche, bei der es sich um die Fläche 3b der Metallplatte 3 auf der der Befestigungsfläche 3a gegenüberliegenden Seite handelt, gedrückt werden.
Anders ausgedrückt kommt es in dem Fall, in dem das Harz zwischen dem Kopfabschnitt 6a der Befestigungsschraube 6 und dem Untersetzungsgetriebe 151 vorhanden ist, zu einem Phänomen, bei dem der Bolzen selbst bei wiederholtem Festziehen nicht komplett festgezogen wird und keine ausreichende Axialkraft ausgeübt werden kann; somit besteht das Risiko, dass sich die Befestigungsschraube 6 bei wiederholtem Betrieb des Roboters 100 lockert. Im Gegensatz dazu ist bei dieser Ausführungsform lediglich die Metallplatte 3 zwischen dem Kopfabschnitt 6a der Befestigungsschraube 6 und dem Untersetzungsgetriebe 151 angeordnet; somit besteht ein Vorteil darin, dass es möglich ist, die Befestigungsschraube 6 mit einer ausreichenden Schraubkraft fest zu schrauben und eine Lockerung der Befestigungsschraube 6 zuverlässig zu verhindern.
Es sollte jedoch ausreichend Sorgfalt walten gelassen werden, so dass die Metallplatte 3 selbst sich nicht aufgrund einer Belastung von dem Harzglied des Körperabschnitts 2 ablöst. Unter Berücksichtigung dessen wird gemäß der Darstellung in 7 bevorzugt, eine Struktur zu haben, bei der Vorsprünge 11, die in radialen Richtungen vorragen, auf Seitenflächen der Metallplatte 3 an Positionen, die von der Befestigungsfläche 3a in der Dickenrichtung beabstandet sind, vorgesehen sind.
Dadurch wird die Metallplatte 3 so konfiguriert, dass sie eine Querschnittsform mit Unregelmäßigkeiten in der Längsrichtung aufweist; somit bleiben die Vorsprünge 11 in dem Körperabschnitt 2 hängen und es ist möglich, zu verhindern, dass sich die Metallplatte 3 ablöst, es sei denn das Harzglied des Körperabschnitts 2 wird zerbrochen. Obgleich die Struktur, bei der die Vorsprünge 11 auf der Metallplatte 3 vorgesehen sind, als ein Beispiel bei dieser Ausführungsform dargestellt worden ist, können alternativ dazu vertiefte Abschnitte, die in radialen Richtungen vertieft sind, auf den Seitenflächen der Metallplatte 3 an Zwischenpositionen in der Dickenrichtung vorgesehen sein.
Darüber hinaus ist bei dem Gehäuse 1A, 1B, 1C, 1D gemäß dieser Ausführungsform die Arbeitsöffnung 7 an einer mittigen Position zwischen den zwei Befestigungsöffnungen 4 angeordnet und es ist möglich, ohne Weiteres Arbeiten zum Befestigen der Untersetzungsgetriebe 151 oder dergleichen, Verlegungsarbeiten für einen Drahtkörper usw. in Bezug auf beide Befestigungsöffnungen 4 durch die Arbeitsöffnung 7 durchzuführen. Durch die Verwendung der allgemeinen Arbeitsöffnung 7 ist es möglich, die Anzahl an Öffnungen zu reduzieren und die Festigkeit des Gehäuses 1A, 1B, 1C, 1D zu verbessern.
Es wird angemerkt, dass bei dieser Ausführungsform der Körperabschnitt 2 mit einer quadratischen Rohrform, die in einer L-Form gebogen ist, als ein Beispiel dargestellt worden ist. Alternativ dazu ist es zulässig, einen Körperabschnitt 2 einzusetzen, der rohrförmig mit einer beliebigen anderen Querschnittsform, wie z. B. einer zylindrischen Form, ausgebildet ist. Darüber hinaus kann ein gerader rohrförmiger Körperabschnitt 2 anstatt des Körperabschnitts 2 mit einer Rohrform, die L-förmig gebogen ist, eingesetzt werden.
Darüber hinaus ist die Metallplatte 3 ein jeder der Befestigungsöffnungen 4 bei dieser Ausführungsform mit den Durchgangslöchern 5, die das Durchdringen der Befestigungsschrauben 6 gestatten, versehen. Alternativ dazu kann gemäß der Darstellung in 11 in dem Fall, in dem Durchgangslöcher in einer an der Befestigungsfläche zu befestigenden Komponente, wie z. B. dem Untersetzungsgetriebe 151, vorgesehen sind, die Metallplatte 3 mit Schraubenlöchern 12 versehen sein, in die Befestigungsschrauben 13 geschraubt werden. In diesem Fall muss die Sitzfläche nicht auf der Fläche 3b der Metallplatte 3 auf der der Befestigungsfläche 3a gegenüberliegenden Seite freiliegen.
Darüber hinaus ist bei dieser Ausführungsform die Befestigungsfläche 3a der Metallplatte 3 an jeder der Befestigungsöffnungen 4 auf der Außenseite des Körperabschnitts 2 angeordnet. Alternativ dazu kann gemäß der Darstellung in 12 in dem Fall, in dem eine Komponente, wie z. B. das Untersetzungsgetriebe 151, in dem Körperabschnitt 2 angeordnet ist, kann die Befestigungsfläche 3a so vorgesehen sein, dass sie auf einer Innenseite des Körperabschnitts 2 freiliegt. Obgleich die Metallplatte 3 bei dieser Ausführungsform in Form eines Innenflanschs, der sich von einer Seitenwand des Körperabschnitts 2 radial nach innen erstreckt, vorgesehen ist, kann die Metallplatte 3 als Alternative in Form eines Außenflanschs, der sich von der Seitenwand des Körperabschnitts 2 radial nach außen erstreckt, vorgesehen sein.
Darüber hinaus kann gemäß der Darstellung in 13 ein verstärkendes Metallglied 14, das die Metallplatten 3 an den zwei Befestigungsöffnungen 4 verbindet, in das Harz, das den Körperabschnitt 2 bildet, eingebettet sein. Das verstärkende Metallglied 14 weist eine Form, die einer Seitenwand des Körperabschnitts 2 angepasst ist, auf und kann durch Bolzen, Schweißen oder dergleichen mit den Metallplatten 3 zusammengefügt werden oder kann integral mit den Metallplatten 3 ausgebildet werden.
Durch das Vorsehen des Metallverstärkungsglieds 14 ist es möglich, die Steifigkeit des Gehäuses 1A, 1B, 1C, 1D zu verbessern und die Spannung, wenn eine Last auf das Gehäuse 1A, 1B, 1C, 1D wirkt, zu reduzieren. Es können mehrere Metallverstärkungsglieder 14 vorgesehen sein, und Rippen können an jedem der Metallverstärkungsglieder 14 vorgesehen sein. Das Metallverstärkungsglied 14 kann zusammen mit den Metallplatten 3 in dem Harz, das den Körperabschnitt 2 bildet, durch Umspritzen komplett oder zum Teil eingebettet werden. Beispielsweise können Abschnitte der Rippen vom Harz frei sein.
Darüber hinaus können gemäß der Darstellung in 14 in dem Fall, in dem die Metallplatte 8 an der Arbeitsöffnung 7 angeordnet ist, die Metallverstärkungsglieder 14 die Metallplatten 3 an den zwei Befestigungsöffnungen 4 und die Metallplatte 8 an der Arbeitsöffnung 7 verbinden. Dadurch ist es möglich, die Steifigkeit des Gehäuses 1A, 1B, 1C, 1D weiter zu verbessern. Darüber hinaus ist es gemäß der Darstellung in 15 durch Anordnen der Metallverstärkungsglieder 14 in dem Harz, das den Körperabschnitt 2 bildet, möglich, Verziehen des Harzes nach dem Formen zu reduzieren.
Obgleich bei dieser Ausführungsform die Metallplatte 3, bei der es sich um ein ringplattenartiges Glied handelt, das mit dem mittigen Loch 4, das die Befestigungsöffnung 4 bildet, und den mehreren Durchgangslöchern 5 an der Peripherie des mittigen Lochs 4 versehen ist, als ein Beispiel für das Metallglied dargestellt worden ist, können alternativ dazu mehrere scheibenartige Metallglieder, die jeweils ein einziges Durchgangsloch 5 aufweisen, an der Peripherie des mittigen Lochs 4 angeordnet sein und können in das Harz, das den Körperabschnitt 2 bildet, eingebettet sein. Ähnlich der Metallplatte 3 kann dieses scheibenartige Metallglied eine Form mit Unregelmäßigkeiten aufweisen. Dieselbe Struktur kann bei der Metallplatte 8 angewendet werden.
Obgleich beschrieben wurde, dass der gesamte Körperabschnitt 2 bei dieser Ausführungsform aus dem Harz zusammengesetzt ist, ist es alternativ dazu zulässig, einen Körperabschnitt einzusetzen, bei dem eine Fläche eines aus Metall, wie z. B. Aluminium, hergestellten dünnwandigen Glieds mit einem Harz bedeckt ist. Durch den Einsatz einer Kombination mit Metall ist es möglich, die Steifigkeit des Körperabschnitts 2 zu erhöhen, und es ist auch möglich, die Mängel des verwendeten Metalls durch Verwenden des Metalls und des Harzes in Kombination zu reduzieren, wodurch eine Gewichtsreduzierung erzielt wird. Darüber hinaus ist es durch Bilden der Außenfläche aus einem Harz möglich, das Gehäuse 1A, 1B, 1C, 1D mit einer relativ weichen Fläche zu konfigurieren.
Darüber hinaus kann das Robotergehäuse 1A, 1B, 1C, 1D gemäß dieser Ausführungsform durch Einsetzen eines Spritzgießverfahrens integral geformt werden.
Darüber hinaus kann bei dieser Ausführungsform ein Deckelkörper 10 mit einer Schnappstruktur eingesetzt werden. In diesem Fall ist die Schnappstruktur des Deckelkörpers 10 so an dem Körperabschnitt 2 befestigt, dass sie die Arbeitsöffnung 7 öffnen und schließen kann, wobei der Körperabschnitt 2 durch den Eingriff der Schnappstruktur mit der Arbeitsöffnung 7 geschlossen werden kann.
Darüber hinaus ist das Harz, das den Körperabschnitt 2 bildet, vorzugsweise ein Harz mit einer Flammenhaltungszeit von 10 Sekunden oder weniger, selbst wenn das Harz in der vertikalen Richtung platziert und der Flamme für 10 Sekunden ausgesetzt wird, und auch mit Flammenhemmung, so dass das Harz nicht mehr als 127 mm brennt. Des Weiteren ist es, wenn eine Probe ((125±5) × (13±0,5) × t) mm direkt an einer Klemme befestigt wird, und zweimal ein 10-Sekunden-Kontakt mit einer 20-mm-Flamme durchgeführt wird, bevorzugt, dass: die Brennzeit jeder Probe 10 Sekunden oder weniger beträgt; die Gesamtbrennzeit von fünf Proben 50 Sekunden oder weniger beträgt; die Brenn- und Glühzeit jeder Probe 30 Sekunden oder weniger beträgt; das Brennen die Klemme nicht erreicht; und unterhalb der Proben angeordnete Baumwolle nicht entzündet wird. Mit dieser Konfiguration besteht ein Vorteil darin, dass die Selbstlöschungseigenschaften sichergestellt werden können, selbst wenn das Gehäuse 1A, 1B, 1C, 1D aus einigen Gründen überhitzt. Darüber hinaus wirkt das Harz natürlich ausreichend als das Gehäuse 1A, 1B, 1C, 1D, selbst wenn die Flammenhemmung nicht die oben beschriebenen Bedingungen erfüllt und der Grad etwas niedriger ist.
Darüber hinaus kann zusätzlich zu dem Fall der Verwendung eines flammenhemmenden Harzes gemäß obiger Beschreibung, selbst wenn das Harz selbst eine niedrige Flammenhemmung hat, eine Beschichtung mit einer höheren Flammenhemmung als das Harz auf die gesamte Außenfläche des Harzes aufgetragen werden.
Darüber hinaus kann als das Harz ein beliebiges duroplastisches oder thermoplastisches Harz eingesetzt werden.
Darüber hinaus kann ein beliebiges faserverstärktes Harz, wie z. B. ein glasfaserverstärktes Harz oder ein kohlefaserverstärktes Harz als das Harz eingesetzt werden. Bei einem glasfaserverstärkten Harz ist es, da die Fasern farblos und transparent sind, auch möglich, die Beschichtungskosten durch Einmischen einer Farbe in ein Basismaterial zu reduzieren. Bei einem kohlefaserverstärkten Harz ist, da die Kohlefasern schwarz sind, die schwarze Farbe der Fasern sichtbar, selbst wenn eine Farbe in das Basismaterial eingemischt wird, somit wird das Auftragen der zuvor erwähnten Beschichtung mit hoher Flammenhemmung auf die Außenfläche des Harzes bevorzugt.
Darüber hinaus weist bei dieser Ausführungsform ein Querschnitt parallel zur Befestigungsfläche 3a der Metallplatte 3, die an zwei Stellen des Körperabschnitts 2 angeordnet ist, eine quadratische Konturform, deren Eckenabschnitte abgerundet sind, auf; jedoch ist die Konturform nicht darauf beschränkt und die Querschnittskontur kann kreisförmig ausgebildet sein. Die Kreisreform gestattet, dass eine Ecke R größer ist und ist die Wirkung der Abschwächung einer Kontaktkraft zum Zeitpunkt des Kontakts mit einer Person zu erwarten.
Darüber hinaus kann eine Modifikation des zweiten Gehäuses 1B gemäß der Darstellung in 16 bei dieser Ausführungsform eingesetzt werden. In diesem Fall gemäß der Darstellung in 17 unterscheidet sich das zweite Gehäuse 1B von dem zweiten Gehäuse 1B in 6 insofern, dass die zwei Metallplatten 3 so angeordnet sind, dass die Befestigungsfläche 3a parallel zueinander sind. Darüber hinaus ist die Arbeitsöffnung 7 auf einer Fläche des Harzkörperabschnitts 2 vorgesehen, wobei die Fläche in einem Zwischenraum zwischen den zwei Metallplatten 3 positioniert ist. Die Befestigungsfläche 3a der zwei Metallplatten 3 liegen zum Inneren des Körperabschnitts 2 hin frei.
In dem Beispiel in 16 gibt es auch einen Fall, in dem eine der Befestigungsfläche 3a der zwei Metallplatten 3 als eine Befestigungsfläche für einen Aktuator 150, der den zweiten Arm 130 dreht, dient, und die andere dient als eine Befestigungsfläche, an der der erste Arm 120 direkt befestigt ist. In diesem Fall liegt die Befestigungsfläche, an der der erste Arm 120 direkt befestigt ist, vorzugsweise nach außen hin frei.
Mit dieser Konfiguration wird das Untersetzungsgetriebe 151 oder dergleichen durch die Arbeitsöffnung 7 in den Körperabschnitt 2 eingebracht und wird von außerhalb des Körperabschnitts 2 durch Bolzen fixiert, wobei die Fläche 3b als die Sitzfläche dient, in einem Zustand, in dem das Untersetzungsgetriebe 151 oder dergleichen in Kontakt mit der Befestigungsfläche 3a der einen Metallplatte 3 ist. Ein Verbindungsglied oder dergleichen wird an der Befestigungsfläche 3a der anderen Metallplatte 3 befestigt. Darüber hinaus können die Metallverstärkungsglieder 14, die die Metallplatten 3 und die Metallplatte 8 miteinander verbinden, in dem Harz, das den Körperabschnitt 2 bildet, eingebettet sein.
Bezugszeichenliste

1A: erstes Gehäuse (Robotergehäuse, Gehäuse)
1B: zweites Gehäuse (Robotergehäuse, Gehäuse)
1C: drittes Gehäuse (Robotergehäuse, Gehäuse)
1D: viertes Gehäuse (Robotergehäuse, Gehäuse)
2: Körperabschnitt
3: Metallplatte (Metallglied)
3a: Befestigungsfläche
3b: Fläche (Sitzfläche)
4: mittiges Loch (Befestigungsöffnung)
5: Durchgangsloch (Befestigungsloch)
6,: 13 Befestigungsschraube
7: mittiges Loch (Arbeitsöffnung)
8: Metallplatte (weiteres Metallglied)
9: Schraubenloch (Befestigungsloch)
10: Deckelkörper
12: Schraubenloch (Befestigungsloch)
14: Metallverstärkungsglied
151: Untersetzungsgetriebe (Komponente)
152: Motor (Komponente)

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2013018058 [0003]

Claims

Robotergehäuse, das in einem hohlen Harzkörperabschnitt zwei Befestigungsöffnungen und eine Arbeitsöffnung, die eine Verbindung zwischen dem Inneren und dem Äußeren des Körperabschnitts herstellen, umfasst, wobei: die zwei Befestigungsöffnungen jeweils in beiden Endabschnitten des Körperabschnitts vorgesehen sind; ein Metallglied, das eine Befestigungsfläche bildet, in ein Harz, das den Körperabschnitt an einer Peripherie der Befestigungsöffnung bildet, eingebettet ist; das Metallglied mit Befestigungslöchern versehen ist, die gestatten, dass Befestigungsschrauben, die zur Befestigung an der Befestigungsfläche verwendet werden, dort hindurchgehen oder darin befestigt werden, und des Weiteren in einem Zustand, in dem die Befestigungsfläche freiliegt, in das Harz eingebettet wird; und Komponenten jeweils an den zwei Befestigungsöffnungen durch Nutzung der Arbeitsöffnung befestigt werden können.
Robotergehäuse nach Anspruch 1, wobei die Arbeitsöffnung an einer Position ausgebildet ist und eine derartige Größe aufweist, dass die Komponenten dort hindurchgeführt werden können, wobei die Komponenten jeweils von außerhalb der Arbeitsöffnung durch das Innere des Körperabschnitts an den zwei Befestigungsöffnungen befestigt werden.
Robotergehäuse nach Anspruch 1 oder 2, wobei: das Metallglied ein flaches plattenartiges Glied umfasst; und die Befestigungslöcher mehrere Durchgangslöcher umfassen, die das Metallglied in einer Plattendickenrichtung durchdringen.
Robotergehäuse nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Metallglied in einem Zustand, in dem eine Sitzfläche an einer Peripherie des Befestigungslochs auf einer der Befestigungsfläche gegenüberliegenden Seite freiliegt, in das Harz eingebettet wird.
Robotergehäuse nach Anspruch 4, wobei: das Metallglied ein flaches plattenartiges Glied umfasst; und die Befestigungslöcher mehrere Schraubenlöcher umfassen, die das Metallglied in einer Plattendickenrichtung durchdringen.
Robotergehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Arbeitsöffnung in der Mitte zwischen den zwei Befestigungsöffnungen angeordnet ist.
Robotergehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Befestigungsfläche der zwei Befestigungsöffnungen in einer zueinander orthogonalen Positionsbeziehung angeordnet sind.
Robotergehäuse nach Anspruch 7, wobei der Körperabschnitt in einer Rohrform, die in einer L-Form gebogen ist, ausgebildet ist; die Befestigungsöffnungen an beiden Enden des Körperabschnitts angeordnet sind; und die Arbeitsöffnung in einem gebogenen Abschnitt des Körperabschnitts angeordnet ist.
Robotergehäuse nach einem der Ansprüche 6 bis 8, das ferner einen Deckelkörper umfasst, der so an dem Körperabschnitt befestigt ist, dass er die Arbeitsöffnung öffnen und schließen kann, wobei: ein anderes Metallglied in das Harz, das den Körperabschnitt an der Peripherie der Arbeitsöffnung bildet, eingebettet ist; und das andere Metallglied mit Schraubenlöchern versehen ist, in die Schrauben zur Befestigung des Deckelkörpers an der Arbeitsöffnung geschraubt werden.
Robotergehäuse nach einem der Ansprüche 6 bis 8, das ferner einen Deckelkörper mit einer Schnappstruktur umfasst, der so an dem Körperabschnitt befestigt ist, dass er die Arbeitsöffnung öffnen und schließen kann, wobei der Körperabschnitt durch den Eingriff der Schnappstruktur des Deckelkörpers geschlossen wird.
Robotergehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 10, das ferner ein Metallverstärkungsglied umfasst, das die zwei Metallglieder, die an den zwei Befestigungsöffnungen vorgesehen sind, verbindet.
Robotergehäuse nach Anspruch 9, das ferner ein Metallverstärkungsglied umfasst, das die zwei Metallglieder, die an den zwei Befestigungsöffnungen vorgesehen sind, und das andere Metallglied verbindet.
Robotergehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei das Metallglied durch Umspritzen in das Harz, das den Körperabschnitt bildet, eingebettet wird.
Robotergehäuse nach Anspruch 11 oder 12, wobei das Metallglied und das Metallverstärkungsglied durch Umspritzen in das Harz, das den Körperabschnitt bildet, eingebettet werden.
Robotergehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei das Robotergehäuse durch Einsatz eines Spritzgussverfahrens integral geformt wird.
Robotergehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei das Harz, das den Körperabschnitt bildet, eine Flammenhaltungszeit von 10 Sekunden oder weniger, selbst wenn das Harz in der vertikalen Richtung platziert und der Flamme für 10 Sekunden ausgesetzt wird, aufweist und auch Flammenhemmung, so dass das Harz nicht mehr als 127 mm brennt, aufweist.
Robotergehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei eine Außenfläche des Harzes, das den Körperabschnitt bildet, mit einer Beschichtung bedeckt ist, die eine Flammenhaltungszeit von 10 Sekunden oder weniger, selbst wenn bei Platzierung in der vertikalen Richtung und Ausgesetztsein einer Flamme für 10 Sekunden aufweist und auch Flammenhemmung, so dass die Beschichtung nicht mehr als 127 mm brennt, aufweist.
Roboter, der mindestens ein Robotergehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 17 umfasst.