CN101745919A - 具有回位机制的浮动装置及其工作站 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种具有回位机制的浮动装置及其工作台，该浮动装置具有一浮动平台、回位导引板、定位组件以及一导引装置。该回位导引板，其设置于该浮动平台的一侧。该定位组件与该浮动平台相滑接，该定位组件的一端枢接于该回位导引板上。该导引装置则设置于该浮动平台上且藉由一第一线性运动而抵靠于该回位导引板上或者是脱离该回位导引板，该导引装置藉由该回位导引板的导引而将该浮动平台回复原点位置。在另一实施例中，本发明更将该具有回位机制的浮动装置应用于一工作站平台，以该浮动平台配合一自动装置的位置而抓取该自动装置，并可于该自动装置离开后，使该浮动平台回复到原点位置。

Description

具有回位机制的浮动装置及其工作站

技术领域

本发明有关一种回位装置，尤其是指一种可使浮动平台回归原点位置的一种具有回位机制的浮动装置及其工作站。

背景技术

拜科技飞快地进展所赐，工业朝向自动化发展以将以往反复、琐碎又吃力的劳力密集工作利用自动化机器来完成。

自动装置为自动化的一个重要设备。利用在自动装置加装不同的配备，便可以成为一种具备特殊职务功能的自动装置，因此使用范围极为广泛。也因为如此，近年来自动装置的开发逐渐受到重视。影响自动装置运转时间最主要的原因即为自动装置的电力供应来源-电池。自动装置能够运行的时间正比于电池的电量，而电池的电量多寡又与电池体积及重量成正比。因此，若要使自动装置拥有长时间的续航力，那么自动装置就需要承载较重及体积较大的电池，此举势必造成自动装置体积的庞大，也会需要较大的马力输出。

一般市面的自动装置为增加其自主移动的时间，较常采用自动进充电站进行充电的方式，机器人所需的电量高，故需较久的充电时间，而机器人在进行充电时是呈现静止的，许多值勤机器人(如执行安全巡逻、厂房检测、工件安装…等用途的机器人)是不允许其停摆的情况出现。由于充电会造成自动装置停滞无法工作，因此可改用自动更换电池的方式来增长自动装置的运行时间，在自动装置运行的过程同时可针对电力不足的电池进行充电，如此自动装置的运行就不会因充电而需停摆。

自动化更换电池的装置可使自主移动机器人拥有长时间的运转状态，但现今的自动导引技术的定位精度并无法完全达到自动更换机器人电池的要求，意指自走移动机器人的进站角度及位置是不确定的，因此电力工作站在机器人进站后，对于非正位进站的自走移动机器人需具有容错的能力以进行电池更换。虽然自动装置所需的电池更换站的设计为浮动式工作站，用以容许机器人更大的进站误差，但也产生了工作站本体于电池更换后须准确回到原点位置的回位需求。

在现有技术中，一般常见的回位方式为使用弹簧装置如图1所示，其为现有技术的工作站与自动装置关系示意图。工作站系统1具有设置弹簧连结浮动式工作平台10与工作站架11，利用其回复力使浮动式工作平台10回位，由于弹簧12为可形变的装置，于自动装置13更换电池过程中可能因与自动装置13结合的接触力导致工作站本体产生振动。

发明内容

本发明提供一种具有回位机制的浮动装置，其可藉由一导引设计让具有多维度的浮动平台可以适时的回归到原点定位以待下一次的作业。

本发明提供一种利用具有回位机制的浮动装置的工作站，其以浮动平台与自动装置结合以力对自动装置进行维护作业，该浮动平台藉由回位机制的运作适时的回复至原点位置，以消除自动装置与浮动平台结合角度的误差。

在一实施例中，本发明提供一种具有回位机制的浮动装置，包括：一浮动平台；一回位导引板，其设置于该浮动平台的一侧；一定位组件，其与该浮动平台相滑接，该定位组件的一端枢接于该回位导引板上；以及一导引装置，其设置于该浮动平台上，该导引装置藉由一第一线性运动而抵靠于该回位导引板上或者是脱离该回位导引板，该导引装置藉由该回位导引板的导引而将该浮动平台回复原点位置。

在另一实施例中，本发明提供一种工作站，包括：一浮动平台；一回位导引板，其设置于该浮动平台的一侧；一定位组件，其与该浮动平台相滑接，该定位组件的一端枢接于该回位导引板上；一导引装置，其设置于该浮动平台上，该导引装置藉由一第一线性运动而抵靠于该回位导引板上或者是脱离该回位导引板，该导引装置藉由该回位导引板的导引而将该浮动平台回复原点位置；以及一抓取装置，其设置于该浮动平台上，该抓取装置提供抓取一自动装置。

附图说明

图1为习用的自动装置与浮动平台结合示意图；

图2为本发明的具有回位机制的浮动装置实施例示意图；

图3为浮动平台浮动状态示意图；

图4为本发明的导引装置于回位导引板上移动示意图；

图5A为本发明的固定组件另一实施例示意图；

图5B为本发明的导引装置另一实施例示意图；

图5C为本发明的导引装置又一实施例示意图；

图6A为本发明具有回位机制的工作站示意图；

图6B与图6C为本发明的抓取装置动作示意图；

图7为本发明的工作站与自动装置实施例示意图；

图8为本发明的工作站抓取自动装置示意图。

1-工作站系统

10-浮动式工作平台

11-工作站架

12-弹簧

13-自动装置

2-具有回位机制的浮动装置

20-浮动平台

201-滚动组件

21-回位导引板

210-斜面

211-低点位置

212-枢轴

22、22a-定位组件

220-开槽

221-销柱

220a-滑块

221a-滑轨

23-导引装置

230-移动部

2301-导轨

2302-滑块

231-从动部

2310-链条

2311-从动轮

232-弹性体

233-滚轮

235a、235b-滑轮

236-皮带

237-螺杆

238-滑座

239a、239b-固定板

239c-导杆

24-线性驱动单元

240、241-固定板

242-导引柱

243-驱动单元

245-滑块

3-工作站

30-框架

31-感测杆

310、311-感测导体

32-控制单元

33-抓取装置

34-线性驱动单元

340、341-固定板

342-导引柱

343-驱动单元

345-滑块

346-块体

35-抓取臂

350-开槽

351-枢轴

90-自动装置

901-电极单元

具体实施方式

为进一步描述本发明的特征、目的及功能，下文特将本发明的装置的相关细部结构以及设计的理念原由进行说明，以进一步说明本发明的特点，详细说明陈述如下：

请参阅图2所示，该图为本发明的具有回位机制的浮动装置实施例示意图。本发明的精神在于藉由机构的设计可以让具有浮动机制装置中的浮动组件可以回到原点位置，而不会因为浮动组件浮动的关系而使得位置无法掌握，进而影响到浮动组件的运作。在图2的实施例中，该浮动装置2具有一浮动平台20，其一侧面上设置有多个具有万向移动的滚动组件(如万向滚轮，但不以此为限)201与202(图中仅显示一部份)，该多个滚动组件201与202辅助该浮动平台20进行多个自由度的移动。在该浮动平台20的一侧设置有一回位导引板21，其固定于一个定位上。该定位并无一定限制，例如装置本身的支架或者是其它不会让该回位导引板21产生移动的位置。该回位导引板21上具有至少一个斜面210，使该回位导引板上具有一低点位置211。在本实施例中，该回位导引21板上以一V字型斜面来实施，但不以此为限。而在该V字型斜面的位置211，即为所谓的低点位置。

该回位导引板21的一端以一枢轴212与一定位组件22相枢接，该定位组件22其与该浮动平台20相滑接。在本实施例中，该定位组件22与该浮动平台20滑接的方式为在该定位组件22上开设一长形开槽220，而在该浮动平台20上则设置有一销柱221，该销柱221滑设于该长形开槽220内，而使得该销柱221可随着浮动平台20的移动或转向，而在该长形开槽220内滑动。

此外，该浮动装置2上更具有一导引装置23，其设置于该浮动平台20上。该导引装置23藉由一第一线性运动而抵靠于该回位导引板21上或者是脱离该回位导引板21，该导引装置23藉由该回位导引板21的导引而将该浮动平台20回复原点位置。在本实施例中，提供该第一线性位移运动的方式为藉由设置在浮动平台上的一线性驱动单元24来达成。该线性驱动单元24更具有一对固定板240与241、一驱动单元243以及一滑座245。该对固定板240与241，其分别设置于该浮动平台20上且相对一距离，该对固定板240与241间具有一对导引柱242分设于该对固定板240与241的两侧。该驱动单元243，其与一螺杆244相偶接，该螺杆244设置于该对导引柱242之间，该驱动单元243提供一驱动力以转动该螺杆244。该滑座245，其与该螺杆244相偶接且滑设于该对导引柱242上，该滑座245藉由该螺杆244的转动产生该第二线性运动，而销柱221可以设置于该滑座上与该定位组件22相滑接。

该导引装置23更具有一移动部230、一从动部231以及一弹性体232。该移动部230，其设置于该浮动平台20上，该移动部230可提供该第一线性运动。该从动部231，其分别与该滑座245以及该移动部230相连接，该从动部231藉由向前推动该滑座245的第二线性运动所产生的动力转换成该第一线性运动所需的动力。在本实施例中，该从动部231更具有一从动轮2311以及一传动链条2310。该从动轮2311，其枢接于该浮动平台20上，从动轮2311上具有棘齿与该链条2310相偶接。该传动链条2310的两端分别与该移动部230以及该线性驱动单元24的滑座245端部的块体246相连接。该弹性体232，其分别与该浮动平台20以及该移动部230相连接。该弹性体232可藉由该移动部230向该回位导引组件21移动时所产生的拉力而被拉伸以蓄积使该移动部230反向移动时所需的动力。在本实施例中，该移动部230更具有一导轨2301以及滑块2302，该导轨2301固定于该浮动平台20上，该滑块2302滑接于该导轨2301上。在本实施例中，该滑块2302的一端更具有一滚轮233，其可于该回位导引板21上的斜面210滚动。

接下来说明本发明图2实施例的运作是如何让浮动的平台20可以回到原点。请同时参阅图2以及图3所示，其中图3为浮动平台浮动状态示意图。一开始浮动装置2如同图1所示的状态，浮动平台20因为导引组件23藉由滚轮233抵靠于回位导引板21上的V字型斜面210的底点位置211，因此浮动平台20并不会浮动。当线性驱动单元24的驱动单元243(如马达)旋转时，螺杆244会跟着转动而带动该滑座245向回位导引板21方向移动时，弹性体232的弹性恢复力会使得滑块2302向上方移动进而使得滑块2302上的滚轮233脱离该V字型斜面210。当滚轮233一脱离时，浮动平台20即形成浮动状态(如图3所示)。当浮动平台20完成对应的工作时，需要在回复原点位置时，此时驱动单元243带动螺杆244向另一方向旋转使得滑座245向前移动。

当滑座245向前移动的同时，会带动链条2310与从动轮2311而拉动滑块2302向回位导引板21移动。请参阅图4所示，由于浮动平台20有可能在位置偏斜的状态，因此当滑块2302向回位导引板21移动时会先接触到斜面210，随着滑座245向前移动以及藉由定位组件22的拘束与导引，滚轮233会沿着斜面210向下移动至低点位置211。如图1所示，当到滑座245到达定位时，滚轮233也同时到达低点位置211，藉由定位组件22与销柱221的抵靠以及滚轮233抵靠在低点位置211而使得浮动平台20再度回复并固定于原点位置上。

由上述的叙述可以了解本发明在于利用固定组件22的拘束以及导引装置23产生的线性运动抵靠于回位导引板21上使得浮动平台20可以回归到原点。根据这个精神熟悉此项技术的人可以根据图2的实施例予以变化，例如：如图5A所示，该图为本发明的固定组件另一实施例示意图。在本实施例中，固定组件22a为一滑块220a与滑轨221a的组合，其中滑块220a与该滑座245相连接，而该滑轨221a与该滑块220a相滑接，滑轨221a的一端则枢接于该回位导引板21上。

另外关于该导引装置23主要是藉由线性运动来决定浮动平台20是在浮动状态还是原点位置状态，因此线性运动的提供方法也不限于图2的方式。例如在图5B中为直接于该从动部231的链条2310的一端偶接上一驱动部234(例如：线性导轨)或者是其它可提供线性运动的动力源，其属于现有技术，在此不作赘述。另外，亦可以如图5C所示，该从动部由螺杆237、皮带236以及与滑块2302相连接的滑座238的组合来达成线性运动的效果。其中，该滑座1238设置于两固定板239a与239b之间且与导杆239c相滑接。线性驱动单元24的螺杆244末端偶接有一滑轮235a，而滑轮235a藉由皮带236与另一滑轮235b相连接。螺杆237则与该滑轮235b相偶接以接收由线性驱动单元24的驱动单元243所输出的动力，使得螺杆237的转动与螺杆244同步，进而带动滑座238产生线性运动而导引该滑块2302移动。前述的实施例，都是熟悉此项技术的人可以根据本案的精神予以变化的实施例。

请参阅图6A所示，该图为本发明具有回位机制的工作站示意图。该工作站3具有一框架30，其内具有浮动装置2。该浮动装置2具有一浮动平台20、一对回位导引板21、一对定位组件22以及一对导引装置23。该浮动平台20、回位导引板21、定位组件22以及导引装置23如同前面图2的实施例所述，在此不作赘述。该工作站3上更具有一一感测杆31，其连接于该浮动平台20的外侧。该感测杆31上具有一对感测导体310与311其分别与一控制单元32相连接。此外，该工作站3上更具有一抓取装置33，其设置于该浮动平台20上。

该抓取装置33更具有一线性驱动单元34以及一对抓取臂35。该线性驱动单元34具有一对固定板340与341、一驱动单元343以及一滑座345。该对固定板340与341间具有一对导引柱342。该驱动单元343，其与一螺杆344相偶接。在该滑座345上具有一对销柱346其与该定位组件22相滑接，该线性驱动单元34提供一线性运动，该线性驱动单元34的结构与图2的线性驱动单元24相同，在此不作赘述。在本实施例中，该对抓取臂35的一端分别枢接于该滑座345的两侧的一块体347上。而每一抓取臂35上具有一开槽350，开槽350的壁面具有凸轮曲面轮廓。在该线性驱动单元34的固定板340上的两侧分别具有一滚子3401，其分别容置于对应的抓取臂33上的开槽350内而与该开槽350的壁面相抵靠。

如图6B与图6C所示，该对抓取臂35，假设一开始该对抓取臂35的初始位置为图6B所示的状态，由于该对抓取臂35其分别枢接于该线性驱动单元34的滑座345的两侧。当该驱动单元343驱动螺杆344转动时，会带动滑座345向后退，因为抓取臂35的开槽350内的凸轮曲面与固定板340上的滚子3401的互相配合，抓取臂35的自由端会以枢接于滑座345上的枢轴351为轴心转动，以形成如图6C的状态。

请参阅图7与图8所示，该图为本发明的工作站实施例示意图。在本实施例中，该工作站3可抓取自动装置90，以利进行维修程序。该自动装置90为各种不同功能的具有自主移动的装置，例如：自动搬运装置或自动清洁装置等，但不以此为限。例如：当自动装置90于蓄电池电量过低时，即自主移动至工作站3进行电力补给，当自动装置90进站后，自动装置90两电极单元901触碰感测杆31两端的感测导体310与311会发送一数字信号至控制单元32启动抓取装置33。如图8所示，因为浮动平台20在导引装置23以及该线性驱动单元34的作动下，会使得浮动平台20得以多维度移动，因此虽然自动装置90进站角度具有一偏差量，但是感测杆31中心可以因浮动平台20的多维度自适移动而旋转至与自动装置90进站偏差量相同的角度，使自动装置90两电极单元901可触碰感测杆31两端的感测导体310与311启动抓取装置33。抓取装置33的两抓取臂35在线性驱动单元34的滑座345向下移动的带动下，因为抓取臂35的开槽350内的凸轮曲面与固定板340上的滚子3401的互相配合，抓取臂35的自由端会以枢接于滑座345上的枢轴351为轴心转动，并且抓取该自动装置90。

当该自动装置90进行维修程序(例如更换电池、充电、更新韧体或者是清理等动作之后)要离开该工作站3时，驱动单元343驱使螺杆344反向转动，让滑座345沿着螺杆344的轴向往固定板340的方向移动。此时，抓取臂35因为滑座345的线性运动，再以枢接位置为轴心向转向外侧，使得抓取臂35逐渐脱离该自动装置90。当抓取臂35脱离自动装置90之后，自动装置90可以再度启动离开该工作站3。此时，滑块2302向回位导引板21移动时会先接触到斜面210，随着滑座345向前移动以及藉由定位组件22的拘束与导引滚轮233会沿着斜面210向下移动至低点位置211。当到滑座345到达定位时，滚轮233也同时到达低点位置，藉由定位组件22与销柱346的抵靠以及滚轮233抵靠在低点位置211而使得浮动平台20可以回复并固定于原点位置上。

以上所述，仅为本发明的实施例，不能以之限制本发明范围。即大凡依本发明权利要求所做的均等变化及修饰，仍将不失本发明的要义所在，亦不脱离本发明的精神和范围，故都应视为本发明的进一步实施状况。

综合上述，本发明提供的具有回位机制的浮动装置及其工作站，由于具有可以让浮动平台回复至原点定位，以达成准确回位效果。因此已经可以提高该产业的竞争力以及带动周遭产业的发展，诚已符合发明专利法所规定申请发明所需具备的要件，故依法提出发明专利的申请。

Claims (27)

1.一种具有回位机制的浮动装置，其特征在于，包括：

一浮动平台；

一回位导引板，其设置于该浮动平台的一侧；

一定位组件，其与该浮动平台相滑接，该定位组件的一端枢接于该回位导引板上；以及

一导引装置，其设置于该浮动平台上，该导引装置藉由一第一线性运动而抵靠于该回位导引板上或者是脱离该回位导引板，该导引装置藉由该回位导引板的导引而将该浮动平台回复原点位置。

2.如权利要求1所述的具有回位机制的浮动装置，其特征在于，该定位组件内具有一开槽。

3.如权利要求2所述的具有回位机制的浮动装置，其特征在于，该浮动平台上具有一销柱，其滑设于该开槽内。

4.如权利要求1所述的具有回位机制的浮动装置，其特征在于，该导引装置还具有：

一移动部，其设置于该浮动平台上，该移动部进行该第一线性运动；以及

一驱动部，其与该移动部相连接，该驱动部可带动该移动部产生该第一线性运动。

5.如权利要求4所述的具有回位机制的浮动装置，其特征在于，该移动部更具有一导轨以及滑块，该导轨固定于该浮动平台上，该滑块滑接于该导轨上。

6.如权利要求5所述的具有回位机制的浮动装置，其特征在于，该滑块的一端更具有一滚轮。

7.如权利要求1所述的具有回位机制的浮动装置，其特征在于，该回位导引板上具有一斜面以导引该导引装置。

8.如权利要求1所述的具有回位机制的浮动装置，其特征在于，该浮动平台以一线性驱动单元与该定位组件相滑接，该线性驱动单元提供一第二线性运动。

9.如权利要求8所述的具有回位机制的浮动装置，其特征在于，该导引装置更具有：

一移动部，其设置于该浮动平台上，该移动部进行该第一线性运动；以及

一从动部，其分别与该浮动平台以及该移动部相连接，该从动部藉由该第二线性运动所产生的动力转换成该第一线性运动所需的动力；以及

一弹性体，其分别与该浮动平台以及该移动部相连接。

10.如权利要求9所述的具有回位机制的浮动装置，其特征在于，该从动部更具有：

一从动轮，其枢接于该浮动平台上；以及

一传动链条，其偶接于该从动轮上，该传动链条的两端分别与该移动部以及该线性驱动单元相连接。

11.如权利要求9所述的回位机制的浮动装置，其特征在于，该移动部更具有一导轨以及滑块，该导轨固定于该浮动平台上，该滑块滑接于该导轨上。

12.如权利要求12所述的回位机制的浮动装置，其特征在于，该滑块的一端更具有一滚轮。

13.一种工作站，其特征在于，包括：

一浮动平台；

一回位导引板，其设置于该浮动平台的一侧；

一定位组件，其与该浮动平台相滑接，该定位组件的一端枢接于该回位导引板上；

一导引装置，其设置于该浮动平台上，该导引装置藉由一第一线性运动而抵靠于该回位导引板上或者是脱离该回位导引板，该导引装置藉由该回位导引板的导引而将该浮动平台回复原点位置；以及

一抓取装置，其设置于该浮动平台上，该抓取装置提供抓取一自动装置。

14.如权利要求13所述的工作站，其特征在于，该定位组件内具有一开槽。

15.如权利要求14所述的工作站，其特征在于，该浮动平台上具有一销柱，其滑设于该开槽内。

16.如权利要求13所述的工作站，其特征在于，该导引装置更具有：

一驱动部；

一移动部，其设置于该浮动平台上，该移动部进行该第一线性运动；

一从动部，其与该移动部以及该驱动部相连接；以及

一弹性体，其与该浮动平台以及该移动部相连接。

17.如权利要求13所述的工作站，其特征在于，该回位导引板上具有一斜面以导引该导引装置。

18.如权利要求13所述的工作站，其特征在于，该抓取装置更具有：

一线性驱动单元，与该定位组件相滑接，该线性驱动单元提供一第二线性运动；以及

一对抓取臂，其分别偶接于该线性驱动单元的两侧，该对抓取臂藉由该第二线性运动的带动以抓取或释放该自动装置。

19.如权利要求18所述的工作站，其特征在于，该线性驱动单元更具有：

一对固定板，其系分别设置于该浮动平台上，该对固定板间具有一对导引柱；

一驱动单元，其与一螺杆相偶接，该螺杆设置于该对导引柱之间，该驱动单元提供一驱动力以转动该螺杆；以及

一滑座，其与该螺杆相偶接且滑设于该对导引柱上，该滑座藉由该螺杆的转动产生该第二线性运动，该滑座上更具有一销柱，其与该定位组件相滑接。

20.如权利要求19所述的工作站，其特征在于，该滑座上设置有一销柱与该定位组件相滑接。

21.如权利要求19所述的工作站，其特征在于，的一固定板上的两侧分别具有一滚子。

22.如权利要求21所述的工作站，其特征在于，该滑座的两侧更分别与该对抓取臂相枢接，且该对抓取壁上分别具有一开槽，该开槽的壁面与该导引柱相抵靠。

23.如权利要求19所述的工作站，其特征在于，该导引装置更具有：

一移动部，其设置于该浮动平台上，该移动部进行该第一线性运动；以及

一从动部，其分别与该滑座以及该移动部相连接，该从动部藉由该第二线性运动所产生的动力转换成该第一线性运动所需的动力；以及

一弹性体，其分别与该浮动平台以及该移动部相连接。

24.如权利要求23所述的工作站，其特征在于，该从动部更具有：

一从动轮，其枢接于该浮动平台上；以及

一传动链条，其偶接于该从动轮上，该传动链条的两端分别与该移动部以及该线性驱动单元相连接。

25.如权利要求23所述的工作站，其特征在于，该移动部更具有一导轨以及滑块，该导轨固定于该浮动平台上，该滑块滑接于该导轨上。

26.如权利要求25所述的工作站，其特征在于，该滑块的一端更具有一滚轮。

27.如权利要求13所述的工作站，其特征在于，该回位导引板的一端以一枢轴与一定位组件相枢接。

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