CN107639412B - 自动螺丝锁付模块及其机器手臂应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动螺丝锁付模块及其机器手臂，自动螺丝锁付模块包括板组、输入模块、螺丝起子模块、传动模块、可动模块、弹性件及位置传感器。板组包括底板，输入模块包括输入端。螺丝起子模块包括螺丝起子及螺丝起子套筒，螺丝起子固接于螺丝起子套筒。传动模块连接输入端及螺丝起子套筒，使输入端、传动模块及螺丝起子套筒同步旋转。可动模块设置于底板上且可相对于底板移动，可动模块包括轴承，部分的螺丝起子套筒穿设于轴承，使可动模块连接螺丝起子模块可相对于底板移动。弹性件设置于底板上，且连接可动模块。位置传感器设置于底板上，且检测可动模块的位移量。

Description

自动螺丝锁付模块及其机器手臂应用

技术领域

本发明为一种螺丝锁付模块，尤指一种自动螺丝锁付模块及其机器手臂应用。

背景技术

随着工业发展，为了替代人力、提升生产速度和降低成本，已发展出各种自动机械。电子产品通常需要螺丝来固定各个对象(即工件)以完成组装，因此，自动螺丝锁付装置被广泛的用于将螺丝锁付于对象上，藉以提高生产效率及减少成本。

当使用自动螺丝锁付装置将螺丝锁固于对象上时，为了防止自动螺丝锁付装置在进行螺丝锁固的过程中损坏对象，有许多要素需要特别考虑。这些要素包括例如自动螺丝锁付装置施加于对象的下压力、螺丝与对象的螺孔间的锁付状况(例如滑牙、斜锁或未锁紧情况)、螺丝锁付的扭力等等。

目前，各种生产线都会使用工业用锁螺丝机，一般的工业用锁螺丝机包含一多关节手臂及一螺丝起子，其中螺丝起子设置于多关节手臂，用于将螺丝锁固于物件上。然而，前述的工业用锁螺丝机仅有单一功能，无法应用于其他用途，因此成本较高。此外，对象摆放于工作平台的位置可能会有高低差。为了避免工业用锁螺丝机因对象摆放位置的高低差造成过大的下压力损坏对象，会在螺丝起子中或是螺丝起子和多关节手臂之间加入缓冲机制，其中缓冲机制可以是一弹簧或是一气压缸。然而，倘若使用前述的方法，则无法精确掌握对象的螺丝锁付位置，且使用弹簧或气压缸可能导致误判螺丝与对象的螺孔之间的锁付状况。

因此，如何发展一种可改善上述现有技术缺失的自动螺丝锁付模块及其机器手臂应用，实为相关技术领域者目前所迫切需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的为提供一种自动螺丝锁付模块及其机器手臂应用，其成本较低，可精确掌握对象的螺丝锁付位置，并良好控制下压力避免对象损坏。此外，自动螺丝锁付模块能够在不改变机器手臂的原始结构及电路的情况下，简易且可拆卸地耦接至多关节手臂末端或加装于多关节手臂上。如有其他使用需求，机器手臂末端的自动螺丝锁付模块可以替换为其他工具，成本也因而降低。

根据本发明的构想，本发明提供一种自动螺丝锁付模块，其包括板组、输入模块、螺丝起子模块、传动模块、可动模块、弹性件及位置传感器。板组包括底板，输入模块包括输入端。螺丝起子模块包括螺丝起子以及螺丝起子套筒，其中螺丝起子固接于螺丝起子套筒。传动模块连接输入端及螺丝起子套筒，以使输入端、传动模块及螺丝起子套筒同步旋转。可动模块设置于底板上，且可相对于底板移动，其中可动模块包括轴承，且部分的螺丝起子套筒穿设于轴承，使可动模块连接螺丝起子模块可相对于底板移动。弹性件设置于底板上，且连接于可动模块。位置传感器设置于底板上，且用于检测可动模块的位移量。

根据本发明的另一构想，本发明提供一种机器手臂，其包括多关节手臂以及自动螺丝锁付模块。多关节手臂包括一末端轴。自动螺丝锁付模块可拆卸地耦接于该多关节手臂的该末端轴，且包括板组、输入模块、螺丝起子模块、传动模块、可动模块、弹性件及位置传感器。板组包括底板，输入模块包括输入端。螺丝起子模块包括螺丝起子以及螺丝起子套筒，其中螺丝起子固接于螺丝起子套筒。传动模块连接输入端及螺丝起子套筒，以使输入端、传动模块及螺丝起子套筒同步旋转。可动模块设置于底板上，且可相对于底板移动，其中可动模块包括轴承，且部分的螺丝起子套筒穿设于轴承，使可动模块连接螺丝起子模块可相对于底板移动。弹性件设置于底板上，且连接于可动模块。位置传感器设置于底板上，且用于检测可动模块的位移量。

以下结合实施例和图式进行说明，使上述的本发明内容与既有技术的区别更加显而易见。

附图说明

图1A为本发明第一实施例的自动螺丝锁付模块的立体示意图。

图1B为图1A所示的自动螺丝锁付模块加上两个侧面支撑板的立体示意图。

图1C为图1A所示的自动螺丝锁付模块的分解示意图。

图2为本发明第二实施例的自动螺丝锁付模块的立体示意图。

图3A为本发明第三实施例的自动螺丝锁付模块的立体示意图。

图3B为图3A所示的自动螺丝锁付模块加上一侧面支撑板的立体示意图。

图4为本发明第一实施例的机器手臂装上图2所示的螺丝锁付模块的立体示意图。

图5为本发明第二实施例的机器手臂装上图3B所示的螺丝锁付模块的立体示意图。

图6为本发明第三实施例的机器手臂装上图2所示的螺丝锁付模块的立体示意图。

图7为本发明第四实施例的机器手臂装上图3B所示的螺丝锁付模块的立体示意图。

图8A为本发明第四实施例的自动螺丝锁付模块的立体示意图。

图8B为图8A所示的自动螺丝锁付模块的立体示意图，其中一侧面支撑板省略未绘出。

图9A为本发明第五实施例的自动螺丝锁付模块的立体示意图。

图9B为图9A所示的自动螺丝锁付模块的立体示意图，其中一侧面支撑板省略未绘出。

图10为本发明第五实施例的机器手臂装上图8A所示的螺丝锁付模块的立体示意图。

图11为本发明第六实施例的机器手臂装上图9A所示的螺丝锁付模块的立体示意图。

图12为本发明第七实施例的机器手臂装上图8A所示的螺丝锁付模块的立体示意图。

图13为本发明第八实施例的机器手臂装上图9A所示的螺丝锁付模块的立体示意图。

其中，附图标记

1、1a、1c、1d：自动螺丝锁付模块

3、5、7、9：多关节手臂

30、50、70、90：基座

31、51、71、91：多轴机构

32、52、72、92：末端轴

4、8、8’：水平关节机器手臂

6：多关节机器手

10：输入模块

11：板组

111：底板

112：第一侧面支撑板

113：第二侧面支撑板

114：轨道

115：凹槽

12：传动模块

121：驱动套筒

1211：轴孔

1212：安装孔

122：传动轴

1221：环部

1222：接脚

1223：连接轴

13：可动模块

132：连结座

1321：轴承

1322：第一延伸部

1323：第二延伸部

133：滑台

14：螺丝起子模块

141：螺丝起子套筒

1411：第一结合部

1412：第二结合部

142：螺丝起子

15：弹性件

16：位置传感器

161：第一检测元件

162：第二检测元件

17：第一固定架

18：第二固定架

19：扭力传感器

20：马达

21：第一联轴器

22：第二联轴器

23：框架

24：安装元件

具体实施方式

体现本发明特征与优点的一些典型实施例将在后段的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的态样上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及图式在本质上系当作说明之用，而非用于限制本发明。

图1A为本发明第一实施例的自动螺丝锁付模块的立体示意图，图1B为图1A所示的自动螺丝锁付模块加上两个侧面支撑板的立体示意图，图1C为图1A所示的自动螺丝锁付模块的分解示意图。如图1A、图1B及图1C所示，自动螺丝锁付模块1用于使螺丝紧固在对象(即工件)的螺孔上，自动螺丝锁付模块1包含输入模块10、板组11、传动模块12、可动模块13、螺丝起子模块14、弹性件15、位置传感器16、第一固定架17及第二固定架18。板组11包括底板111、第一侧面支撑板112及第二侧面支撑板113。第一侧面支撑板112和第二侧面支撑板113固设在底板111的两侧边缘，且底板111、第一侧面支撑板112及第二侧面支撑板113定义形成一容置空间，其中该容置空间内可至少容设输入模块10、传动模块12、可动模块13、弹性件15、位置传感器16、第一固定架17及第二固定架18。第一侧面支撑板112用于安装螺丝起子模块14，而第二侧面支撑板113用于支撑输入模块10。于某些实施例中，第一侧面支撑板112和第二侧面支撑板113可省略。在底板111的内表面有一凹槽115。于本实施例中，板组11还包含轨道114，设置于底板111的内表面。较佳地，轨道114固设在凹槽115的底部。

该输入模块10包括一输入端。传动模块12包含驱动套筒121及传动轴122，驱动套筒121包含一轴孔1211和多个安装孔1212。部分输入端会插设于驱动套筒121的轴孔1211，且该输入端固接于驱动套筒121。藉此，当输入端受马达(未图标)驱动而旋转时，驱动套筒121亦会同步旋转，其中马达可为例如但不限于电动马达或气动马达。

该传动轴122包含一环部1221、多个接脚1222及一连接轴1223。接脚1222设置在环部1221的第一表面并从该第一表面向外延伸，且接脚1222的位置与驱动套筒121的安装孔1212位置相对应。连接轴1223则设置在环部1221的第二表面并从该第二表面向外延伸。接脚1222可对应插设于驱动套筒121的安装孔1212。藉此，当输入端受马达(未图标)驱动而旋转时，驱动套筒121与传动轴122的连接轴1223皆会同步旋转。

该可动模块13包含连结座132及滑台133，连结座132固设于滑台133的表面，且连结座132与滑台133可相对于轨道114移动。连结座132包括轴承1321、第一延伸部1322及第二延伸部1323，第一延伸部1322和第二延伸部1323分别位于轴承1321的两相对侧。滑台133可移动地耦接至底板111上的轨道114，从而使滑台133和连结座132能够一同沿着轨道114移动。传动轴122的连接轴1223插设于连结座132的轴承1321。螺丝起子模块14包括螺丝起子套筒141及一螺丝起子142。螺丝起子套筒141包含第一结合部1411及第二结合部1412。第一结合部1411插设于连结座132的轴承1321，使可动模块13连接螺丝起子模块14而可相对于底板111移动。此外，传动轴122的连接轴1223固接于螺丝起子套筒141的第一结合部1411。螺丝起子142固接于螺丝起子套筒141的第二结合部1412。藉此，螺丝起子142、螺丝起子套筒141和传动轴122的连接轴1223能够同步旋转。

该弹性件15具有两末端，弹性件15的一末端与连结座132的第一延伸部1322连接；而弹性件15的另一末端与第一固定架17连接，第一固定架17固设在底板111的内表面上。当连结座132和滑台133一同沿着轨道114移动时，连结座132会施力于弹性件15。藉此，弹性件15会被压缩并产生一弹性回复力以使连结座132可以回到原本的位置。弹性件15具有特定的弹性系数(即杨氏模数)，较佳但不限定地，弹性件15可以是一弹簧。

该位置传感器16具有第一检测元件161(即固定部分)及一第二检测元件162(即可动部分)。第一检测元件161固设在第二固定架18上，而第二固定架18则固设在底板111的内表面上。第二检测元件162固设在连结座132的第二延伸部1323上，并且可活动地插设于第一检测元件161。藉此，位置传感器16即可根据第二检测元件162相对于第一检测元件161的移动轨迹检测出连结座132的位移量。需要注意的是，位置传感器的结构并不限于前述实施例所提，可依实际需求使用不同的位置传感器(例如光学位置传感器)来检测连结座132的位移量。

请再参阅图1A至图1C。当自动螺丝锁付模块1进行锁付动作且输入端受马达(未图标)驱动而旋转时，驱动套筒121、传动轴122及螺丝起子套筒141皆会同步旋转。因此，螺丝起子142即可转动以进行锁付动作。当自动螺丝锁付模块1的螺丝起子142为了将螺丝紧固至对象，向对象移动并与之接触时，螺丝起子142随即承受压力。在此情况下，螺丝起子模块14会推动可动模块13的连结座132，与此同时，连结座132和滑台133在底板111上沿着轨道114移动致使连结座132施力于弹性件15，弹性件15也因而压缩，此外，固设于连结座132的第二延伸部1323上的第二检测元件162会相对于第一检测元件161移动。藉此，即可获得连结座132的位移量。因所获的连结座132的位移量和弹性件15的形变量相等，所以亦可获得弹性件15的形变量。

根据虎克定律(Hooke’s law)(见方程式(1))，弹性件15的回复力可以通过弹性件15的弹性系数和弹性件15的形变量获得。

F＝-k X (1)

其中，F是弹性件的回复力、k是弹性件的特定弹性系数(即弹性件的一常因子特性)，而X是弹性件的形变量。因此，施于对象或螺丝起子142上的力可经由弹性件15的弹性系数及位置传感器16获取的位移量得知，当自动螺丝锁付模块1测定受力程度高于一预设程度时，自动螺丝锁付模块1会停止锁付动作以防止对象损坏。在某些实施例中，自动螺丝锁付模块1可以更换不同弹性系数的弹性件15并正常运作，藉此，受力的测量范围可以视情况进行调整和扩大。

图2为本发明第二实施例的自动螺丝锁付模块的立体示意图。其中与第一实施例相对应的组成部分以相同元件符号表示，且其功能、结构相似于此不再赘述。与图1A至图1C所示的自动螺丝锁付模块1相比，此实施例的自动螺丝锁付模块1更包括第一联轴器21及第二联轴器22。输入模块10的输入端可凭借第一联轴器21及第二联轴器22耦接于马达(未图示)的旋转轴，若马达(未图示)的旋转轴为一突出轴，则马达的旋转轴可插设于第二联轴器22的安装孔(未图示)。输入模块10的输入端可插设于第一联轴器21的安装孔(未图示)，第一联轴器21和第二联轴器22耦接在一起。藉此，马达可以通过第一联轴器21及第二联轴器22来驱动输入模块10旋转。

图3A为本发明第三实施例的自动螺丝锁付模块的立体示意图，图3B则是图3A所示的自动螺丝锁付模块加上一侧面支撑板的立体示意图。其中与第一实施例相对应的组成部分以相同元件符号表示，且其功能、结构相似于此不再赘述。相较于图2所示的自动螺丝锁付模块1，此实施例的自动螺丝锁付模块1a更包括扭力传感器19以便直接检测扭力。扭力传感器19直接耦接于输入模块10的输入端。在某些实施例中，扭力传感器19耦接于第一联轴器21。自动螺丝锁付模块1a可藉由扭力传感器19准确得知将螺丝锁付于对象时的扭力，相较于现有技术检测扭力的方法，其扭力是基于马达的电流测定，因此，本发明的螺丝锁付模块1a能测得比现有技术更加精确的扭力。

图4为本发明第一实施例的机器手臂装设上图2所示的螺丝锁付模块的立体示意图。如图1A至图1C、图2及图4所示，水平关节机器手臂4(Selective Compliance AssemblyRobot Arm,SCARA)(即机器手臂)包含多关节手臂3及螺丝锁付模块1。螺丝锁付模块1能够简易且可拆卸地耦接于多关节手臂3的末端，且不改变多关节手臂3的原始结构和电路。多关节手臂3包括基座30、多轴机构31及末端轴32。螺丝锁付模块1耦接于末端轴32，水平关节机器手臂4可以是一四轴机器手臂，但不限于此。多关节手臂3的末端轴32可驱动输入模块10旋转，且多关节手臂3可依据水平关节机器手臂4的控制单元的控制使螺丝锁付模块1向对象移动，经由水平关节机器手臂4可精确得知对象的螺丝锁付位置，且可精准控制施予对象的力以防对象受损。此外，螺丝锁付模块1更能够在不改变水平关节机器手臂4的原始结构和电路的情况下，简易且可拆卸地耦接于多关节手臂3的末端。水平关节机器手臂4的螺丝锁付模块1可依照使用需求替换为其他工具装设在多关节手臂3的末端，成本也能因此降低。需要注意的是，机器手臂不限于前述实施例所提，可依实际需求使用不同的机器手臂，例如关节型坐标机器手臂(Articulated robot)或Delta机器手臂。

图5为本发明第二实施例的机器手臂装设上图3B所示的螺丝锁付模块的立体示意图。如图3A、图3B和图5所示，水平关节机器手臂4(即机器手臂)包含多关节手臂3及螺丝锁付模块1a，螺丝锁付模块1a能够简易且可拆卸地耦接于多关节手臂3的末端，且不改变多关节手臂3的原始结构和电路。多关节手臂3包括基座30、多轴机构31及末端轴32。螺丝锁付模块1a耦接于末端轴32，水平关节机器手臂4可以是一四轴机器手臂，但不限于此。多关节手臂3的末端轴32可驱动输入模块10旋转，且多关节手臂3可依据水平关节机器手臂4的控制单元的控制使螺丝锁付模块1a向对象移动，经由水平关节机器手臂4可精确得知对象的螺丝锁付位置，且可精准控制施予对象的力以防对象受损。此外，螺丝锁付模块1a更能够在不改变水平关节机器手臂4的原始结构和电路的情况下，简易且可拆卸地耦接于多关节手臂3的末端。水平关节机器手臂4的螺丝锁付模块1a可依照使用需求替换为其他工具装设在多关节手臂3的末端，成本也能因此降低。需要注意的是，机器手臂不限于前述实施例所提，可依实际需求使用不同的机器手臂，例如关节型坐标机器手臂(Articulated robot)或Delta机器手臂。

图6为本发明第三实施例的机器手臂装设上图2所示的螺丝锁付模块的立体示意图。如图1A至图1C、图2和图6所示，多关节机器手6(即机器手臂)包含多关节手臂5及螺丝锁付模块1，螺丝锁付模块1能够简易且可拆卸式地耦接于多关节手臂5的末端，且不改变多关节手臂5的原始结构和电路。多关节手臂5具有基座50、多轴机构51及末端轴52。螺丝锁付模块1耦接于末端轴52，多关节机器手6可以是一六轴机器手臂，但不限于此。多关节手臂5的末端轴52可驱动输入模块10旋转，且多关节手臂5可依据多关节机器手6的控制单元的控制使螺丝锁付模块1向对象移动，经由多关节机器手6可精确得知对象的螺丝锁付位置，且可精准控制施予对象的力以防对象受损。此外，螺丝锁付模块1更能够在不改变多关节机器手6的原始结构和电路的情况下，简易且可拆卸地耦接于多关节手臂5的末端。多关节机器手6的螺丝锁付模块1可依照使用需求替换为其他工具装设在多关节手臂5的末端，成本也能因此降低。需要注意的是，机器手臂不限于前述实施例所提，可依实际需求使用不同的机器手臂，例如水平关节机器手臂(SCARA robot)或Delta机器手臂。

图7为本发明第四实施例的机器手臂装设上图3B所示的螺丝锁付模块的立体示意图。如图3A、图3B和图7所示，多关节机器手6(即机器手臂)包含多关节手臂5及螺丝锁付模块1a，螺丝锁付模块1a能够简易且可拆卸式地耦接于多关节手臂5的末端，且不改变多关节手臂5的原始结构和电路。多关节手臂5具有基座50、多轴机构51及末端轴52。螺丝锁付模块1a耦接于末端轴52，多关节机器手6可以是一六轴机器手臂，但不限于此。多关节手臂5的末端轴52可驱动输入模块10旋转，且多关节手臂5可依据多关节机器手6的控制单元的控制使螺丝锁付模块1a向对象移动，经由多关节机器手6可精确得知对象的螺丝锁付位置，且可精准控制施予对象的力以防对象受损。此外，螺丝锁付模块1更能够在不改变多关节机器手6的原始结构和电路的情况下，简易且可拆卸式地耦接于多关节手臂5的末端。多关节机器手6的螺丝锁付模块1a可依照使用需求替换为其他工具装设在多关节手臂5的末端，成本也能因此降低。需要注意的是，机器手臂不限于前述实施例所提，可依实际需求使用不同的机器手臂，例如水平关节机器手臂(SCARA robot)或Delta机器手臂。

图8A为本发明第四实施例的自动螺丝锁付模块的立体示意图，图8B为图8A所示的自动螺丝锁付模块的立体示意图，其中一侧面支撑板省略未绘出。其中与第一实施例相对应的组成部分以相同元件标号表示，且其功能、结构相似于此不再赘述。相较于图2所示的自动螺丝锁付模块1，此实施例的自动螺丝锁付模块1c更包括马达20、框架23及安装元件24。马达20与输入模块10相连接，在某些实施例中，马达20经由第一联轴器21及第二联轴器22与输入模块10连接。框架23遮盖住第一联轴器21和第二联轴器22并连接马达20。安装元件24用来与多关节手臂的对应耦接部分相固接。藉此，自动螺丝锁付模块1c可在不改变多关节手臂的结构及电路的情况下，简易且可拆卸地装设在多关节手臂上。

图9A为本发明第五实施例的自动螺丝锁付模块的立体示意图，图9B为图9A所示的自动螺丝锁付模块的立体示意图，其中一侧面支撑板省略未绘出。其中与第一实施例相对应的组成部分以相同元件标号表示，且其功能、结构相似于此不再赘述。相较于图8A及图8B所示的自动螺丝锁付模块1c，此实施例的自动螺丝锁付模块1d更包括一扭力传感器19以直接检测扭力，该扭力传感器19直接耦接于输入模块10的输入端，在某些实施例中，扭力传感器19耦接于第一联轴器21。自动螺丝锁付模块1d可藉由扭力传感器19准确得知将螺丝锁付于对象时的扭力，相较于现有技术检测扭力的方法，其扭力是基于马达的电流测定，因此，本发明所发明的螺丝锁付模块1d能测得比现有技术更加精确的扭力。

图10为本发明第五实施例的机器手臂装设上图8A所示的螺丝锁付模块的立体示意图。如图8A、图8B及图10所示，水平关节机器手臂8(即机器手臂)包含多关节手臂7及螺丝锁付模块1c。螺丝锁付模块1c能够简易且可拆卸地耦接于多关节手臂7的末端，且不改变多关节手臂7的原始结构和电路。多关节手臂7具有基座70、多轴机构71及末端轴72。螺丝锁付模块1c耦接于末端轴72，水平关节机器手臂8可以是一四轴机器手臂，但不限于此。马达20可驱动输入模块10旋转，且多关节手臂7可依据水平关节机器手臂8的控制单元的控制使螺丝锁付模块1c向对象移动，马达20由水平关节机器手臂8的控制器(未图示)操控，经由水平关节机器手臂8可精确得知对象的螺丝锁付位置，且可精准控制施予对象的力以防对象受损。此外，螺丝锁付模块1c更能够在不改变水平关节机器手臂8的原始结构和电路的情况下，简易且可拆卸地耦接于多关节手臂7的末端。水平关节机器手臂8的螺丝锁付模块1c可依照使用需求替换为其他工具装设在多关节手臂7的末端，成本也能因此降低。需要注意的是，机器手臂不限于前述实施例所提，可依实际需求使用不同的机器手臂，例如笛卡儿机器手臂(Cartesian robot)、龙门型机器手臂(Gantry robot)、圆柱坐标型机器手臂(Cylindrical robot)、球型/极坐标型机器手臂(Spherical/Polar robot)、关节型坐标机器手臂(Articulated robot)、并联式机器手臂(Parallel robot)(Parallel robot)或Delta机器手臂(Delta robot)。

图11为本发明第六实施例的机器手臂装设上图9A所示的螺丝锁付模块的立体示意图。如图9A、图9B及图11所示，水平关节机器手臂8(即机器手臂)包含多关节手臂7及螺丝锁付模块1d。螺丝锁付模块1d能够简易且可拆卸地耦接于多关节手臂7的末端，且不改变多关节手臂7的原始结构和电路。多关节手臂7具有基座70、多轴机构71及末端轴72。螺丝锁付模块1d耦接于末端轴72，水平关节机器手臂8可以是一四轴机器手臂，但不限于此。马达20可驱动输入模块10旋转，且多关节手臂7可依据水平关节机器手臂8的控制单元的控制使螺丝锁付模块1d向对象移动，马达20由水平关节机器手臂8的控制器(未图示)操控，经由水平关节机器手臂8可精确得知对象的螺丝锁付位置，且可精准控制施予对象的力以防对象受损。此外，螺丝锁付模块1d更能够在不改变水平关节机器手臂8的原始结构和电路的情况下，简易且可拆卸地耦接于多关节手臂7的末端。水平关节机器手臂8的螺丝锁付模块1d可依照使用需求替换为其他工具装设在多关节手臂7的末端，成本也能因此降低。需要注意的是，机器手臂不限于前述实施例所提，可依实际需求使用不同的机器手臂，例如笛卡儿机器手臂(Cartesian robot)、龙门型机器手臂(Gantry robot)、圆柱坐标型机器手臂(Cylindrical robot)、球型/极坐标型机器手臂(Spherical/Polar robot)、关节型坐标机器手臂(Articulated robot)、并联式机器手臂(Parallel robot)或Delta机器手臂(Deltarobot)。

图12为本发明第七实施例的机器手臂装设上图8A所示的螺丝锁付模块的立体示意图。如图8A、图8B及图12所示，水平关节机器手臂8’(即机器手臂)包含多关节手臂9及螺丝锁付模块1c。螺丝锁付模块1c能够简易且可拆卸地耦接于多关节手臂9的末端，且不改变多关节手臂9的原始结构和电路。多关节手臂9具有基座90、多轴机构91及末端轴92。螺丝锁付模块1c耦接于末端轴92，水平关节机器手臂8’可以是一六轴机器手臂，但不限于此。马达20可驱动输入模块10旋转，且多关节手臂9可依据水平关节机器手臂8’的控制单元的控制使螺丝锁付模块1c向对象移动，马达20由水平关节机器手臂8’的控制器(无图示)操控，经由水平关节机器手臂8’可精确得知对象的螺丝锁付位置，且可精准控制施予对象的力以防对象受损。此外，螺丝锁付模块1c更能够在不改变水平关节机器手臂8’的原始结构和电路的情况下，简易且可拆卸地耦接于多关节手臂9的末端。水平关节机器手臂8’的螺丝锁付模块1c可依照使用需求替换为其他工具装设在多关节手臂9的末端，成本也能因此降低。需要注意的是，机器手臂不限于前述实施例所提，可依实际需求使用不同的机器手臂，例如笛卡儿机器手臂(Cartesian robot)、龙门型机器手臂(Gantry robot)、圆柱坐标型机器手臂(Cylindrical robot)、球型/极坐标型机器手臂(Spherical/Polar robot)、关节型坐标机器手臂(Articulated robot)、并联式机器手臂(Parallel robot)或Delta机器手臂(Deltarobot)。

图13为本发明第八实施例的机器手臂装设上图9A所示的螺丝锁付模块的立体示意图。如图9A、图9B及图13所示，水平关节机器手臂8’(即机器手臂)包含多关节手臂9及螺丝锁付模块1d。螺丝锁付模块1d能够简易且可拆卸地耦接于多关节手臂9的末端，且不改变多关节手臂9的原始结构和电路。多关节手臂9具有基座90、多轴机构91及末端轴92。螺丝锁付模块1d耦接于末端轴92，水平关节机器手臂8’可以是一六轴机器手臂，但不限于此。马达20可驱动输入模块10旋转，且多关节手臂9可依据水平关节机器手臂8’的控制单元的控制使螺丝锁付模块1d向对象移动，马达20由水平关节机器手臂8’的控制器(无图示)操控，经由水平关节机器手臂8’可精确得知对象的螺丝锁付位置，且可精准控制施予对象的力以防对象受损。此外，螺丝锁付模块1d更能够在不改变水平关节机器手臂8’的原始结构和电路的情况下，简易且可拆卸地耦接于多关节手臂9的末端。水平关节机器手臂8’的螺丝锁付模块1d可依照使用需求替换为其他工具装设在多关节手臂9的末端，成本也能因此降低。需要注意的是，机器手臂不限于前述实施例所提，可依实际需求使用不同的机器手臂，例如笛卡儿机器手臂(Cartesian robot)、龙门型机器手臂(Gantry robot)、圆柱坐标型机器手臂(Cylindrical robot)、球型/极坐标型机器手臂(Spherical/Polar robot)、关节型坐标机器手臂(Articulated robot)、并联式机器手臂(Parallel robot)或Delta机器手臂(Deltarobot)。

综上所述，本发明提供一种自动螺丝锁付模块及其机器手臂应用，其成本较低，且使用本发明的自动螺丝锁付模块及机器手臂，可准确获得对象的螺丝锁付位置，亦可良好控制施予对象的力以防对象受损。此外，本发明的自动螺丝锁付模块能轻易且可拆卸地耦接于多关节手臂的一末端，或是额外装设于多关节手臂，且不改变机器手臂的原始构造及电路。机器手臂上的螺丝锁付模块更可以依照使用需求替换为其他工具装设在多关节手臂的末端，成本亦随之降低。

须注意，上述仅是为说明本发明而提出的较佳实施例，本发明不限于所述的特定实施例，本发明的范围由如附权利要求的保护范围决定。任何熟悉本领域的相关技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，但这些更动与润饰皆应包含于本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (15)

1.一种自动螺丝锁付模块，其特征在于，包括：

一板组，包括一底板；

一输入模块，包括一输入端；

一螺丝起子模块，包括一螺丝起子以及一螺丝起子套筒，其中该螺丝起子固接于该螺丝起子套筒；

一传动模块，连接该输入端以及该螺丝起子套筒，以使该输入端、该传动模块及该螺丝起子套筒同步旋转；

一可动模块，设置于该底板上，且可相对于该底板移动，其中该可动模块包括一轴承，且部分的该螺丝起子套筒穿设于该轴承，使该可动模块连接该螺丝起子模块可相对于该底板移动；

一弹性件，设置于该底板上，且连接于该可动模块；以及

一位置传感器，设置于该底板上，且用于检测该可动模块的一位移量。

2.如权利要求1所述的自动螺丝锁付模块，其特征在于，该自动螺丝锁付模块依据该位移量以及该弹性件的弹性系数，以取得该螺丝起子对一对象进行螺丝锁付的一施力。

3.如权利要求1所述的自动螺丝锁付模块，其特征在于，该板组包括一轨道，且该底板的一内表面具有一凹槽，其中该轨道固设于该凹槽的底部。

4.如权利要求1所述的自动螺丝锁付模块，其特征在于，该板组包括：

一第一侧面支撑板，固设于该底板的一侧边缘，且支撑该螺丝起子模块；以及

一第二侧面支撑板，固设于该底板的另一侧边缘，且支撑该输入模块；

其中该底板、该第一侧面支撑板及该第二侧面支撑板定义形成一容置空间，该容置空间容设该输入模块、该传动模块、该可动模块、该弹性件及该位置传感器。

5.如权利要求3所述的自动螺丝锁付模块，其特征在于，该可动模块包含：

一滑台，可移动地耦接至该轨道；以及

一连结座，固设于该滑台的表面，且与该滑台一同沿该轨道移动，其中该连结座包括该轴承、一第一延伸部及一第二延伸部，该第一延伸部与该第二延伸部位于该轴承的两相对侧。

6.如权利要求5所述的自动螺丝锁付模块，其特征在于，还包括一第一固定架，固设于该底板，其中该弹性件的一末端连接于该第一固定架，该弹性件的另一末端连接于该第一延伸部，且当该连结座与该滑台一同沿该轨道移动时，该连结座施力于该弹性件。

7.如权利要求5所述的自动螺丝锁付模块，其特征在于，还包括一第二固定架，固设于该底板，其中该位置传感器包括：

一第一检测元件，固设于该第二固定架；以及

一第二检测元件，固设于该第二延伸部，且可活动地插设于该第一检测元件。

8.如权利要求1所述的自动螺丝锁付模块，其特征在于，该传动模块包含：

一驱动套筒，包含一轴孔以及多个安装孔；以及

一传动轴，包含：

一环部，具有一第一表面及一第二表面；

多个接脚，设置于该环部的该第一表面，且从该第一表面向外延伸，其中该多个接脚对应插设于该驱动套筒的该多个安装孔；以及

一连接轴，设置于该环部的该第二表面，且从该第二表面向外延伸，其中该连接轴与该螺丝起子套筒固接；

其中，该输入端部分插设于该驱动套筒的该轴孔且固接于该驱动套筒，其中该输入端、该驱动套筒及该传动轴的该连接轴同步旋转。

9.如权利要求8所述的自动螺丝锁付模块，其特征在于，该螺丝起子套筒包含：

一第一结合部，穿设于该轴承，其中该传动轴的该连接轴固接于该第一结合部；以及

一第二结合部，与该螺丝起子相固接；

其中，该螺丝起子、该螺丝起子套筒以及该传动轴的该连接轴同步旋转。

10.如权利要求1所述的自动螺丝锁付模块，其特征在于，还包括一扭力传感器，耦接于该输入模块的该输入端。

11.如权利要求1所述的自动螺丝锁付模块，其特征在于，还包括：

一第一联轴器，与该输入模块的该输入端连接；

一第二联轴器，与该第一联轴器相耦接；

一马达，经由该第一联轴器及该第二联轴器与该输入模块连接，以驱动该输入模块；以及

一框架，遮盖该第一联轴器及该第二联轴器，并连接该马达。

12.一种机器手臂，其特征在于，包括：

一多关节手臂，包括一末端轴；以及

一自动螺丝锁付模块，可拆卸地耦接于该多关节手臂的该末端轴，且包括：

一板组，包括一底板；

一输入模块，包括一输入端；

一螺丝起子模块，包括一螺丝起子以及一螺丝起子套筒，其中该螺丝起子固接于该螺丝起子套筒；

一传动模块，连接该输入端以及该螺丝起子套筒，以使该输入端、该传动模块及该螺丝起子套筒同步旋转；

一可动模块，设置于该底板上，且可相对于该底板移动，其中该可动模块包括一轴承，且部分的该螺丝起子套筒穿设于该轴承，使该可动模块连接该螺丝起子模块可相对于该底板移动；

一弹性件，设置于该底板上，且连接于该可动模块；以及

一位置传感器，设置于该底板上，且用于检测该可动模块的一位移量。

13.如权利要求12所述的机器手臂，其特征在于，该机器手臂为一四轴机器手臂或一六轴机器手臂。

14.如权利要求12所述的机器手臂，其特征在于，该多关节手臂还包括一基座及一多轴机构，且该末端轴架构于驱动该输入模块。

15.如权利要求12所述的机器手臂，其特征在于，该自动螺丝锁付模块还包括一安装元件，架构于将该自动螺丝锁付模块固定于该多关节手臂。