一种机器人外壳制造技术

本实用新型专利技术公开了机器人外壳，包括头部、脖子、身躯、连接在身躯两侧的手臂、位于身躯底部的底盘，所述头部通过轴承卡进所述脖子里，脖子套接在所述身躯顶部，其中身躯、手臂、底盘是机器人外壳的大型壳件，采用聚氨酯材料制造。本实用新型专利技术的优点在于：使用聚氨酯材料生产外观精美尺寸精确的壳件，组合成机器人外壳整体，原料、模具等生产成本低，成型效率高，外壳质量佳，能够防止机器人在行驶过程中因摔倒或碰撞造成损伤。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种塑料外壳，尤其涉及机器人外壳及其聚氨酯大型壳件的

技术介绍
机器人的分类有很多种，从活动空间来分，可以分为水下机器人、地面机器人、飞行机器人和空间站机器人等。不管哪类机器人，其工作都离不开自身性能优异的外壳。虽然机器人的工作环境各不相同，但是外壳质量必须达到能够起到保护内部的要求。对于需要行走、还有需要手臂等肢体活动配合工作的机器人，其外壳的要求是强度高、质地轻、耐摔；机器人外壳是由不同的大型壳件、小型壳件、辅助小件装配而成，所以对壳件制品的尺寸精确度要求高，壳件间的装配结合稳固，特别是结构复杂的大型曲面工件，再者，外壳的生产成本也有所限制，过高的成本是许多制造高质量机器人外壳厂商头疼的难题。现有机器人外壳制造技术中，注塑、吹塑、吸塑、挤塑、冲压、拉伸、折弯、焊接等制造技术已得到广泛的应用，尤其是注塑成型，其具有生产效率高、自动化程度高、人工成本低、制品尺寸精确等特性，但对于大型壳件制造，由于模具造价昂贵而不能实现。假使制造一种机器人外壳，其总高度为1400mm，单件身躯制品高730mm，宽390mm，采取注塑方式，材料厚度2.8-3.6mm,材料PC+ABS，制品一出一，根据下列数据显示：通过计算流长比：730/2.8≈260；查流长比壁厚模腔压力表：P0＝315bar；PC/ABS的粘度系数K：1.55-1.7；模腔压力P＝P0×K＝535.5bar；产品面积S：2847cm2；锁模力F＝P×S＝1524.5685T；实际需要的锁模力＝1524.5685T(1+10％)＝1677T；我们需要1600T以上的大型注塑机，并且需要高昂的模具费用，才能满足产品生产要求。如果采用分割拆件注塑的方式，也避免不了高昂的模具费用，且使这种大型壳件产品的量产存在极大困难和风险。虽然玻璃钢材料因其强度高、质地轻、耐腐蚀强、模具成本低，已被部分厂商尝试使用在机器人外壳上，但是玻璃钢材料缺点是弹性模量低，容易变形，对结构复杂的曲面工件，大多使用手工糊制工艺，机械化程度低，生产周期长，模胚采用树脂或水泥制造，对3mm以下圆角，直角容易拉裂，尺寸不精确，质量不稳定。前文提到的各类机器人的身躯壳件，若采用玻璃钢材料，原材料使用树脂胶加纤维，手工方式反复糊制，除去糊制时间，从凝胶到固化，采取加热或保温措施至25～30°最佳凝胶环境温度，至少需要10小时才能脱模，脱模后并不能马上使用，要在高于15℃的环境中继续固化一周，才能熟透，达到使用强度，进行后期修边处理。生产周期长，且产品质量并不能满足大型壳件的要求。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种机器人外壳。为了达到上述目的本技术采用如下技术方案：机器人外壳，包括头部、脖子、身躯、连接在身躯两侧的手臂、位于身躯底部的底盘，所述头部通过轴承卡进所述脖子里，脖子套接在所述身躯顶部，其中身躯、手臂、底盘是机器人外壳的大型壳件。进一步地，所述身躯由聚氨酯材料一体发泡成型，所述头部、手臂、底盘同样由聚氨酯材料发泡成型；头部和脖子是由ABS材料注塑成型。进一步地，所述手臂包括外臂和内臂，所述外臂内侧边缘设有卡槽，所述内臂内侧边缘设有与所述卡槽相匹配的卡扣，手臂末端连接有手臂前壳；所述内臂通过转动连接机构连接在身躯上，所述内臂外侧设有托盘卡条，两根手臂上的托盘卡条共同作用固定一托盘。进一步地，所述转动连接机构包括手臂转轴、手臂固定架、手臂转轴架，所述手臂转轴连接在所述内臂的外侧上，所述手臂转轴架连接在身躯肩膀安装手臂的安装位，所述手臂固定架上设有手臂转轴卡簧。进一步地，所述底盘从上到下的结构依次为上盖、上壳、下壳、下盖，各部分利用螺丝连接构成底盘，所述上盖通过带有螺纹的金属支杆和匹配的金属支杆螺母连接在所述身躯底部上。机器人大型壳件的制备方法，按质量百分比计，包括以下组分：大型壳件包括身躯、手臂、底盘。优选地，所述身躯和底盘的原料聚氨酯包括黑料和白料。所述手臂包括外臂和内臂，所述外臂原料聚氨酯为软质聚氨酯，所述内臂原料聚氨酯为硬质聚氨酯。二甲基环已胺是标准硬泡催化剂，五甲基二乙烯三胺可用于改善硬泡流动性，提高质量。机器人大型壳件的制备方法，步骤如下：(1)把各种原料在15-20℃条件下，按配比加入低压发泡机，转速1200r/min中高速搅拌6秒；(2)根据需要制造的大型壳件的形状选取相应的模具钢材质的夹具，在夹具型腔中涂上脱模剂；(3)把经(1)处理后的材料用注泡机浇注在(2)的夹具型腔中，锁紧夹具；发泡条件为15-25℃，生产前无需模具升温，发泡过程中化学反应产生热量导致模温升高至30-40℃，模腔温度保持在30-40℃；(4)材料在30-40℃夹具型腔中熟化10-20min，形成机器人大型壳件工件；(5)工件脱模；(6)将工件在15-25℃下放置3小时，然后打磨以去除熟化过程中形成的表面气泡；(7)在工件表面刮涂原子灰以填充表面气孔和缝隙。进一步地，制造手臂外臂时，在夹具型腔中涂上脱模剂后，浇注能自结皮的外臂原料前，先把成型的手臂内臂放置在夹具型腔中，以手臂内臂为“骨”料，形成“皮-肉-骨”的模式。进一步地，对于底盘的上盖和下盖、手臂外臂和内臂之间，需用毛刷将聚氨酯粘合剂涂抹在各个工件胶槽内，然后把粘合的工件用皱纹胶纸捆绑，再在15-25℃环境下放置3小时，然后打磨除去表面气泡，进行后续处理。本技术的优点在于：1、机器人身躯为聚氨酯材料一体成型，无需分割成型再粘合，制造精度高，质量佳，达到了机器人外壳强度高、质地轻、耐摔的要求，能够防止机器人在行驶过程中因摔倒或碰撞造成损伤；2、机器人手臂、底盘虽然是分割几个壳件用聚氨酯材料成型，但成型精度高，手臂外壳上的滑槽、卡扣、托盘卡条等起配合作用的结构稳固，底盘分为上盖、上壳、下壳、下盖几部分结构，用螺丝连接一起构成密闭的底盘外壳，手臂和底盘各壳件组合形成密闭的空间内部的零部件及手臂连接身躯的转动连接机构，即使机器人在行走过程中会不慎发生碰撞，也不会造成外壳摔破、裂开，对零件造成损伤；3、生产制造的人力、材料、模具成本低。附图说明此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本技术的不当限定，在附图中：图1是本技术实施例结构示意图；图2是本技术实施例手臂结构示意图；图3是本技术实施例底盘结构示意图。具体实施方式下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本技术，在此以本技术的示意性实施例及说明用来解释本技术，但并不作为对本技术的限定。本技术的目的在于提供机器人外壳及其大型壳件制备方法。为了达到上述目的本技术采用如下技术方案：实施例一：机器人外壳，总高度1400mm，包括头部1、脖子2、身躯4、连接在身躯4两侧的手臂3、位于身躯3底部的底盘5，所述头部1通过轴承6卡进所述脖子2里，脖子2套接在所述身躯4顶部，其中身躯4、手臂3、底盘5是机器人外壳的大型壳件，是由聚氨酯材料制造而成；头部1、脖子2和辅助小件是由ABS材料注塑成型。发泡模具采用模具钢材质制造而成。所述身躯一体注塑成型，其原料的组分如下：制备步骤如下：(1)把各种原料在20℃条件下加入发泡机中，以1200r/min高速搅拌6秒；(2)在身躯壳件夹具型腔中涂上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机器人外壳，其特征在于：包括头部、脖子、身躯、连接在身躯两侧的手臂、位于身躯底部的底盘，所述头部通过轴承卡进所述脖子里，脖子套接在所述身躯顶部，其中身躯、手臂、底盘是机器人外壳的大型壳件。

【技术特征摘要】
1.一种机器人外壳，其特征在于：包括头部、脖子、身躯、连接在身躯两侧的手臂、位于身躯底部的底盘，所述头部通过轴承卡进所述脖子里，脖子套接在所述身躯顶部，其中身躯、手臂、底盘是机器人外壳的大型壳件。2.根据权利要求1所述的一种机器人外壳，其特征在于：所述身躯由聚氨酯材料一体发泡成型，所述头部、手臂、底盘同样由聚氨酯材料发泡成型；头部和脖子是由ABS材料成型。3.根据权利要求2所述的一种机器人外壳，其特征在于：所述手臂包括外臂和内臂，所述外臂内侧边缘设有卡槽，所述内臂内侧边缘设有与所述卡槽相匹配的卡扣，手臂末端连接有手臂前壳；所述内臂通过转动连接机构连...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖作华，
申请(专利权)人：河源市勇艺达科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44