CN106965168A - 工业机器人 - Google Patents

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郑立巍
林钰翔
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Abstract

本发明所提供的工业机器人，具有一用以于内部产生动力并形成预定运动型态的致动部，以及一用以驱动所述致动部的内部动力源以输出动力的驱动器，其中，所述驱动器邻接结合于所述致动部的一端上，并使所述致动部中用以产生动力的动力单元的出力轴段，与用以传递动力以使一作动单元形成预定运动型态的传动单元的传动轴段，彼此同轴且一体成型。

Description

工业机器人
技术领域
本发明与传动装置有关，特别是关于一种工业机器人。
背景技术
机器人的组成通常包含有控制系统、驱动器、马达以及传动系统，从而以控制系统进行智慧运算与控制指令的下达，使驱动器根据控制指令以驱动马达，令马达输出动力并经由传动系统对外产生预定的动作内容，这样的工业机器人，固已于产业中被实际应用，但由于其加工工序过于繁复，同时其必要的机械与电气连接元件有影响传动与传递可靠性之虞，且影响空间的有效利用，加以现有驱动器通常被安置在远端，因此，在紧邻于传动系统实际运作的空间中，操控人员无法即时地获悉实际运作的状态，而必需从远端的控制系统中始能知悉，其即时性与便利性均不佳。
发明内容
本发明的目的是提供一种工业机器人，其使驱动器、动力部与传动部一体化，减少连接元件的需求，降低组装工序的繁复程度，减少配线数量，并获得精简整体体积的功效。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：
本发明所提供的工业机器人包含有一用以于内部产生动力并形成预定运动型态的致动部；以及一用以驱动所述致动部的内部动力源以输出动力的驱动器，其中，所述驱动器邻接结合于所述致动部的一端上，并使所述致动部中用以产生动力的动力单元的出力轴段，与用以传递动力以使一作动单元形成预定运动型态的传动单元的传动轴段，彼此同轴且一体成型。
更进一步地，所述工业机器人可因应不同的产业应用需求，改变所述驱动器与所述致动部的相对结合位置，为达成所述功效，使所述致动部更包含有一座件，除了供设所述动力单元与所述传动单元外，并以对应于所述出力轴段轴向上的一端与所述驱动器邻接结合。
据此，所述驱动器与所述致动部间的结合，在各个构成组件间的相对空间位置上，可被调整为使所述动力单元位于所述驱动器与所述传动单元间，或调整为使所述传动单元位于所述驱动器与所述动力单元之间，以利于因应实际应用的条件变化进行调整。
再者，为达到控制机器人运作，使所述致动部更包含有一回授单元，用以感测运动位移量，以回授予外部的控制系统。
其中，所述回授单元可与所述传动单元的传动轴段连接用以感测所述传动单元的传动轴段，或与所述动力单元的出力轴段连接用以感测所述动力单元的出力轴段的几何位移量，或与所述作动单元连接用以感测所述作动单元的几何位移量。
具体而言，所述动力单元为电动机，所述传动单元的传动轴段为螺杆，优选为滚珠螺杆，俾在所述动力单元将电能转换为机械能后，通过一体成型的出力轴段直接驱使所述传动轴段在受定位拘束的状态下进行原地的转动，从而使所述作动单元可以沿所述传动轴段的轴向进行往复线性位移。
另外，为使所述工业机器人在产业应用上具有即时性的讯显示功效，可通过不同的可见光以及特定的发光方式，达到传递不同资讯的功效，为此，使所述驱动器更包含有一内部呈中空的壳身，固设于所述座件的一端上；多数电连接线，分别自所述壳身内部延伸至所述壳身外；至少一控制钮，设于所述壳身上；以及一光源，设于所述壳身内部，所产生的光则经由所述控制钮向外传递。
所述驱动器更包含有一讯号传输装置，用以进行连线与资料传输。
本发明的有益效果是：本发明所提供的工业机器人可因应产业实际应用上的条件变化，在维持使出力轴段与传动轴段为一体成型，且使驱动器与致动部结合为一体的空间状态下，改变其内部构成元件彼此间相对的空间型态，以达到灵活使用的功效。
附图说明
图1为本发明第一较佳实施例的立体图。
图2为本发明第一较佳实施例的局部立体图。
图3为本发明第一较佳实施例沿图1中3-3方向的剖视图。
图4为本发明第二较佳实施例的立体外观图。
图5为本发明第三较佳实施例的立体外观图。
图6为本发明第四较佳实施例的立体外观图。
附图标号：1：工业机器人；2：马达；3：驱动器；4：传动系统；5：联轴器；10：工业机器人；20、20’：致动部；21：动力单元；211：出力轴段；22、22”：传动单元；221：传动轴段；23：作动单元；231：滑座；24：座件；241、241”：导座；242：墩座；243、243”：壳座；30、30’、30”、30”’：驱动器；31：壳身；32：滑孔；33：穿孔；34：控制钮；35：讯号传输装置；40、40’、40”、40”’：回授单元。
具体实施方式
兹即举以本发明若干较佳实施例，并分别配合图示作个别的说明。
首先，请参阅图1至图3所示，在本发明第一较佳实施例中所提供的工业机器人10，为单轴的工业机器人，在构成要件上则主要包含有一致动部20与一驱动器30。
致动部20具有一用以产生动力的动力单元21；一用以传递动力的传动单元22；一受动力所驱使而进行直线往复位移的作动单元23；以及一用以供设上开构件的座件24。
座件24具有一导座241，呈矩形，用以形成一与长轴方向平行的导引方向，以引导作动单元23的直线往复位移；二墩座242彼此相隔开来地分设于导座241的长轴两端，用供设传动单元22；以及一壳座243固设于导座241长轴一端上，用供设动力单元21。
动力单元21为现有的电动机，用以将电能转换为机械能，并通过传动单元22传动而使作动单元23作动，其定子与转子容设于壳座243内部，而与传动单元22与作动单元23共同地设置于座件24上。
传动单元22则可为螺杆或滚珠螺杆等用以将旋转运动转换为线性运动的运动机构，而以杆轴两端桥设于各墩座242上，并受定位而可原地转动。
作动单元23可为现有的线性滑轨技术，而具有一与传动单元22螺接且滑接于导座241上的滑座231。
其中，动力单元21用以输出机械能的杆状出力轴段211，与呈螺杆或滚珠螺杆(图上未示螺纹槽沟)的传动单元22的传动轴段221，二者为同轴一体成型的单一元件，俾以使动力单元21经由出力轴段211所输出的动力，可以通过传动轴段221直接向外传递，而无需在通过如联轴器等连接元件进行传递。另外，驱动器30并直接邻设结合于座件24相对于作动单元23直线位移方向上的一端上，即可如图所示般地固接于壳座243上，而使动力单元21介于传动单元22与驱动器30之间。从而使致动部20与驱动器30合为一体，是项极简化的设计，除可大幅减少模组数、缩小体积、提升可靠度与性能外，并可减少实际应用时的配线需求与组装工序，同时，由于其机构安装尺寸相容于现有或传统的设计，而可适用于各种工业自动化、简化配线需求以及对空间利用具有较高的要求性。
进一步来说，为因应控制系统的需求，对于机器人的机械位移量需有适当的感测与回授机制，这样的感测技术在现有技术中已有相当的揭露，又非本发明的技术特征所在，是以，其具体的感测技术内容，对于本发明所属技术领域具有通常知识者而言，均已熟知，自无庸再为赘言。因此，凡可用以感测动力单元21的出力轴段211转动时的几何位移量，或感测传动单元22的传动轴段221转动时的几何位移量，或感测作动单元23的滑座231在进行线性往复位移时的几何位移量，均可以一回授单元而被实施于本发明中，其具体地，在图4中即揭示其回授单元40结合于动力单元21出力轴段211相背于传动轴段221的端末上，用以感测出力轴段211的几何位移量。另外，为便于操作人员可以在作业环境中直接获悉机器人的运作状态，通过目力可辨的信号提供，为一较佳的技术手段，为此，在本实施例中进一步使驱动器30具有一壳身31，其内部呈中空，用以邻接固设于座件24上；一滑孔32贯设于壳身31上；二穿孔33，分别贯设于壳身31上，用以供外部的电缆线穿伸，据以电性地连接位于壳身31内外的装置；至少一控制钮34滑设于滑孔32中，并使一端显露以形成操控端，供操作人员近端控制；以及一光源(图上未示)设于壳身31内部，并可使所产生的光经由控制钮34向外传递，俾可以通过不同的可见光或发光的方式，传递不同的作动状态，使操作人员在近端知悉。举例来说，可通过光源的颜色变化来代表不同的状态或模式，也可通过按压控制钮34的次数及时间来进行功能切换，并通过光源的颜色闪烁回馈确认是否执行完成。
驱动器30可包含一讯号传输装置35，通过讯号传输装置35进行连线与资料传输，以提供驱动器的调整校正。在本实施例中，讯号传输装置35可为通用序列汇流排(Universal Serial Bus，USB)，但本发明并不以此为限，在其他实施例中，讯号传输装置35可为具有端子的连接器。
综上所述，本发明所提供的工业机器人可因应产业实际应用上的条件变化，在维持使出力轴段与传动轴段为一体成型，且使驱动器与致动部结合为一体的空间状态下，改变其内部构成元件彼此间相对的空间型态，以达到灵活使用的功效。
其具体的调整，可如图4所示的本发明第二较佳实施例般，令其致动部20’介于回授单元40’与驱动器30’之间，而将回授单元40’与传动单元22’的传动轴段用以感测传动轴段远离动力单元的端末上，据以感测传动单元22’的几何位移量。
或可如图5所示的本发明第三较佳实施例般，令其驱动器30”邻接固设于导座241”长轴另端上，而与壳座243”分立于导座241”的长轴两端上，但使其回授单元40”维持与前述第一较佳实施例相同的配置方式，从而使传动单元22”介于动力单元与驱动器30”之间。
也可如图6所示的本发明第四较佳实施例般，使回授单元40”’的设置方式相同于第二较佳实施例，以及使驱动器30”’的设置方式相同于第三较佳实施例所揭者般，从而使驱动器30”’与回授单元40”’位于致动部20”’远离动力单元的一端。

Claims (10)

1.一种工业机器人，它包括：
一致动部，具有一动力单元，用以产生动力；一作动单元，可直线地往复位移；以及一传动单元，传递所述动力单元所输出的动力以驱使所述作动单元进行往复位移；以及
一驱动器，与所述动力单元电性连接，用以驱动所述动力单元；
其特征在于：
所述致动部更包含有一座件，供设所述动力单元、所述传动单元与所述作动单元，并以对应于所述作动单元位移方向的一端与所述驱动器邻接结合；
所述动力单元的出力轴段与所述传动单元的传动轴段，彼此同轴且一体成型。
2.依据权利要求1所述的工业机器人，其特征在于，所述动力单元位于所述驱动器与所述传动单元之间。
3.依据权利要求1所述的工业机器人，其特征在于，所述传动单元位于所述动力单元与所述驱动器之间。
4.依据权利要求1所述的工业机器人，其特征在于，所述致动部更包含有一回授单元，与所述动力单元的出力轴段连接，用以感测所述动力单元的出力轴段的几何位移量。
5.依据权利要求1所述的工业机器人，其特征在于，所述致动部更包含有一回授单元，与所述传动单元的传动轴段连接，用以感测所述传动单元的传动轴段的几何位移量。
6.依据权利要求1所述的工业机器人，其特征在于，所述致动部更包含有一回授单元，与所述作动单元连接，用以感测所述作动单元的几何位移量。
7.依据权利要求1所述的工业机器人，其特征在于，所述传动轴段为螺杆。
8.依据权利要求7所述的工业机器人，其特征在于，所述传动轴段为滚珠螺杆。
9.依据权利要求1所述的工业机器人，其特征在于，所述驱动器更包含有一壳身，其内部呈中空，固设于所述座件的一端上；至少一控制钮，设于所述壳身上；以及一光源，设于所述壳身内部，所产生的光则经由所述控制钮向外传递。
10.依据权利要求1所述的工业机器人，其特征在于，所述驱动器更包含有一讯号传输装置，用以进行连线与资料传输。
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