CN111283729B - 解刹车装置及其适用的机器手臂 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种解刹车装置及其适用的机器手臂。机器手臂包含壳体及刹车件，壳体定义形成内部空间并具有开口，内部空间通过开口连通于壳体的外部，刹车件设置于内部空间中，机器手臂是对应刹车件的位置而刹车或解刹车。解刹车装置连接于刹车件，且部分位于内部空间中，部分穿过开口而外露于壳体，在解刹车装置外露于壳体的部分受到外力作用而移动时，解刹车装置带动刹车件同步移动，使机器手臂解刹车。

Description

解刹车装置及其适用的机器手臂

技术领域

本发明设计一种解刹车装置，特别涉及一种解刹车装置及其适用的机器手臂。

背景技术

如今，随着自动化发展，机器手臂已被广泛使用，机器手臂中的刹车装置为其不可或缺的部分，在解除刹车的情况下，机器手臂方可进行移动，为了同时顾及机器手臂的流畅操作与人员安全，须能够即时且稳定地对机器手臂进行刹车或解刹车。现有技术多利用电力激磁来解除刹车，然而因其需要外部电源来进行电力激磁，故若遭遇断电且无法立即复电时，则无法进行解刹车，仅能通过拆除机器手臂的外壳来手动解除刹车，所需时间较长，容易造成安全上的疑虑。

因此，如何发展一种可改善上述现有技术的解刹车装置及其适用的机器手臂，实为目前迫切的需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可在断电情况下解除刹车的解刹车装置及其适用的机器手臂。为达上述目的，本发明提供一种解刹车装置，适用于机器手臂。机器手臂包含壳体及刹车件，壳体定义形成内部空间并具有开口，内部空间通过开口连通于壳体的外部，刹车件设置于内部空间中，机器手臂是对应刹车件的位置而刹车或解刹车。解刹车装置连接于刹车件，且部分位于内部空间中，部分穿过开口而外露于壳体，在解刹车装置外露于壳体的部分受到外力作用而移动时，解刹车装置带动刹车件同步移动，使机器手臂解刹车。

为达上述目的，本发明另提供一种机器手臂，包含壳体、刹车件及解刹车装置。壳体定义形成内部空间并具有开口，内部空间通过开口连通于壳体的外部，刹车件设置于内部空间中，机器手臂是对应刹车件的位置而刹车或解刹车。解刹车装置连接于刹车件，且部分位于内部空间中，部分穿过开口而外露于壳体，在解刹车装置外露于壳体的部分受到外力作用而移动时，解刹车装置带动刹车件同步移动，使机器手臂解刹车。

本发明的有益效果在于：本发明提出的一种解刹车装置及其适用的机器手臂，机器手臂的刹车件位于其壳体的内部空间中，机器手臂对应刹车件的位置而刹车或解刹车，解刹车装置连接于刹车件，且部分穿过壳体上的开口而外露于壳体，使用者可施加外力于解刹车装置外露于壳体的部分，令解刹车装置带动刹车件同步移动，据此机器手臂解刹车。由于使用者可于机器手臂的外部通过拉动或推动解刹车装置而使机器手臂解刹车，故在异常断电情况下，无需拆除机器手臂的外壳便可即时解除刹车。

附图说明

图1为本发明较佳实施例的机器手臂及解刹车装置的立体结构示意图。

图2为图1所示的机器手臂的内部结构示意图。

图3A为图1所示的机器手臂及解刹车装置于解刹车时的剖面图。

图3B为图1所示的机器手臂及解刹车装置于刹车时的剖面图。

图4为图1所示的刹车件及解刹车装置的分解结构示意图。

图5为图3B中的虚线方框部分的放大示意图。

图6为显示图1所示的解刹车装置的变化例的机器手臂内部结构示意图。

图7为本发明另一较佳实施例的机器手臂及解刹车装置的立体结构示意图。

图8为图7所示的机器手臂的内部结构示意图。

图9A为图7所示的机器手臂及解刹车装置于解刹车时的剖面图。

图9B为图7所示的机器手臂及解刹车装置于刹车时的剖面图。

附图标记说明：

1、1’：机器手臂

11：壳体

12：刹车件

121：挡块

122：弹性件

13：内部空间

14、14’：开口

141：第二固定部

15：转轴

16：棘轮

17：致动器

18：固定座

171、181：中空部

2、2’：解刹车装置

211：第一挡止部

212：第二挡止部

213：连接件

214：控制钮

215：第一固定部

22：转向辅件

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方式上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及附图在本质上是当作说明之用，而非架构于限制本发明。

图1为本发明较佳实施例的机器手臂及解刹车装置的立体结构示意图，图2为图1所示的机器手臂的内部结构示意图，图3A为图1所示的机器手臂及解刹车装置于解刹车时的剖面图，图3B为图1所示的机器手臂及解刹车装置于刹车时的剖面图，图4为图1所示的刹车件及解刹车装置的分解结构示意图。如图1、图2、图3A、图3B及图4所示，机器手臂1包含壳体11、刹车件12及解刹车装置2，壳体11定义形成内部空间13并具有开口14，内部空间13通过开口14连通于壳体11的外部，刹车件12设置于内部空间13中，机器手臂1是对应刹车件12的位置而刹车或解刹车。解刹车装置2与刹车件12相连接，且解刹车装置2部分位于内部空间13中，部分穿过开口14而外露于壳体11。在解刹车装置2外露于壳体11的部分受到外力作用而移动时，解刹车装置2带动刹车件12同步移动，使机器手臂1解刹车。由于解刹车装置2部分外露于壳体11，故使用者可通过施加外力于解刹车装置2外露于壳体11的部分而使机器手臂1解刹车，因此在断电情况下，无需拆除壳体11便能即时解除刹车。

于一些实施例中，机器手臂1还包含转轴15及棘轮16，刹车件12包含致动器17、固定座18、挡块121及弹性件122，棘轮16是套设于转轴15，机器手臂1的移动是由转轴15及棘轮16的旋转进行驱动。致动器17固接于壳体11内部，并与壳体11保持相对静止，且致动器17包含中空部171，以供解刹车装置2、挡块121及弹性件122穿设，致动器17例如为电磁阀或其他具驱动力的元件。固定座18包含中空部181，固定座18的中空部181与致动器17的中空部171相对应配置，例如位于同一直线上。弹性件122的一端连接于挡块121，弹性件122的另一端抵接于固定座18。解刹车装置2固接于刹车件12的挡块121。机器手臂1对应挡块121与棘轮16间的相对位置而刹车或解刹车。在机器手臂1电力正常状况下，控制致动器17带动挡块121进行刹车或解刹车，而在电力异常断电无法复电的状态下，操作解刹车装置2外露于壳体11的部分进行解刹车，再利用弹性件122的回复力推动挡块121进行刹车。如图3A所示，在解刹车装置2受外力作用而移动时，解刹车装置2带动挡块121朝远离棘轮16的方向移动并压缩弹性件122，使挡块121脱离棘轮16的转动路径，进而使棘轮16可自由转动，据此机器手臂1解刹车，于一些实施例中，外力作用可为使用者将解刹车装置2外露于壳体11的部分往外拉。如图3B所示，当外力作用停止时，挡块121受弹性件122的回复力驱动而朝棘轮16移动，挡块121回到位于棘轮16的转动路径上并卡阻棘轮16，棘轮16无法转动，据此机器手臂1刹车。

为避免解刹车装置2移动距离过长，而导致解刹车装置2完全位于内部空间13中或过度自壳体11突出，于一些实施例中，解刹车装置2还可包含但不限相对的第一挡止部211及第二挡止部212。第一挡止部211及第二挡止部212是架构于限制解刹车装置2的移动范围，其中，第一挡止部211外露于壳体11，第二挡止部212位于内部空间13中，且第一挡止部211的直径及第二挡止部212的直径均大于开口14的孔径。因此，于解刹车装置2中，仅有第一挡止部211与第二挡止部212间的部分可穿过开口14，解刹车装置2的可移动距离等同于第一挡止部211与第二挡止部212间的距离。于一些实施例中，解刹车装置2于第一挡止部211与第二挡止部212间的部分的直径小于开口14的孔径。于一些实施例中，解刹车装置2于第一挡止部211与第二挡止部212间的部分的直径等于开口14的孔径，并相互密合，据此维持机器手臂1的异物防护(Ingress Protection)特性。

于一些实施例中，如图5所示，解刹车装置2可选地包含连接件213及控制钮214。控制钮214一端露出开口14，另一端与连接件213相连接，连接件213位于内部空间13中并一端连接于刹车件12，连接件213可为例如但不限于可挠性线材及硬性材料，而且，连接件213可固接挡块121。控制钮214包含第一固定部215，第一固定部215的直径小于或等于开口14的孔径；壳体11还具有位于开口14处的第二固定部141，第二固定部141与第一固定部215具有相结合的结构，控制钮214通过第一固定部215与第二固定部141间的结合而固定于壳体11的开口14处，当第一固定部215与壳体11的第二固定部141分离时，可使控制钮214于开口14处移动。于一些实施例中，第一固定部215及第二固定部141可例如但不限于包含相对应的螺纹，从而通过旋转使第一固定部215与第二固定部141相结合或分离，进而使控制钮214可拆卸地组接于壳体11。第一固定部215及第二固定部141亦可为卡合或楔合等其他固定方式。在控制钮214受外力作用而移动时，连接件213带动挡块121朝远离棘轮16的方向移动并压缩弹性件122，使挡块121脱离棘轮16的转动路径，进而使棘轮16可自由转动，据此机器手臂1解刹车，于一些实施例中，外力作用可为使用者将控制钮214外露于壳体11的部分往外拉。如图3B所示，当外力作用停止时，挡块121受弹性件122的回复力驱动而朝棘轮16移动，挡块121回到位于棘轮16的转动路径上并卡阻棘轮16，棘轮16无法转动，据此机器手臂1刹车。

于一些实施例中，控制钮214还可包含第一挡止部211及第二挡止部212，第一固定部215位于第一挡止部211与第二挡止部212之间，且第一挡止部211、第一固定部215与第二挡止部212相连接成一体，第二挡止部212固接连接件213，控制钮214的可移动距离等同于第一挡止部211与第二挡止部212间的距离。于一些实施例中，控制钮214于第一挡止部211与第二挡止部212间的部分的直径小于开口14的孔径。于一些实施例中，控制钮214于第一挡止部211与第二挡止部212间的部分的直径等于开口14的孔径，并相互密合，据此维持机器手臂1的异物防护(Ingress Protection)特性。

此外，于前述实施例中，开口14的中心与中空部171及181的开口中心位于同一直线上，故穿设于中空部171及181的连接件213无需进行弯折即可朝开口14的方向延伸。然而实际上，开口的位置不受限制，可通过弯曲连接件213，使解刹车装置2对应于开口的位置进行设置。例如图6所示，于一些实施例中，开口14’设置于壳体11的环形侧壁上，开口14’的中心与中空部171及181的开口中心并非位于同一直线上，控制钮214可配置于开口14’中而与连接件213相连接，其中连接件213为可挠性线材。于一些实施例中，解刹车装置2还可选地包含转向辅件22，转向辅件22具有中空部供连接件213穿设，转向辅件22架构于辅助连接件213进行弯折，使连接件213及控制钮214对应开口14位置进行设置。于此实施例中，是利用转向辅件22辅助连接件213进行弯折，使弯折后的连接件213可朝开口14’的方向延伸，据此连接件213及控制钮214可对应开口14’的位置进行设置。

于图2所示的实施例中，外力拉动解刹车装置2外露于壳体11的部分以进行解刹车，换言之，解刹车装置2是受外力作用而带动刹车件12同步朝开口14移动，以实现解刹车。然而，于另一些实施例中，亦可由外力推动解刹车装置2外露于壳体11的部分，使解刹车装置2带动刹车件12同步朝远离开口14的方向移动，据此实现解刹车。以下是以图7、图8、图9A及图9B为例进行说明。

图7为本发明另一较佳实施例的机器手臂及解刹车装置的立体结构示意图，图8为图7所示的机器手臂的内部结构示意图，图9A为图7所示的机器手臂及解刹车装置于解刹车时的剖面图，图9B为图7所示的机器手臂及解刹车装置于刹车时的剖面图。于图7、图8、图9A及图9B图，类似于图1、图2、图3A及图3B所示的元件及结构以相同标号表示，故于此不再赘述。然而相较于图1、图2、图3A及图3B所示的机器手臂1及解刹车装置2，于图7、图8、图9A及图9B所示的机器手臂1’及解刹车装置2’中，棘轮16、挡块121、弹性件122及致动器17间的相对位置关系有所变化。如图3A及图3B所示，弹性件122位于棘轮16所在平面的相对两侧中距离开口14较近的一侧，而如图9A及图9B所示，连接件213连接或相邻挡块121，弹性件122位于棘轮16所在平面的相对两侧中距离开口14较远的一侧，弹性件122的一端连接于挡块121，弹性件122的另一端抵接于固定座18。因此，于图7、图8、图9A及图9B所示的机器手臂1’及解刹车装置2’中，如图9A所示，解刹车装置2’受外力作用朝远离开口14或邻近内部空间13的方向移动，同步带动刹车件12的挡块121朝远离棘轮16的方向移动并压缩弹性件122，使挡块121脱离棘轮16的转动路径，据此机器手臂1’解刹车。如图9B所示，在挡块121受弹性件122的回复力驱动而朝开口14移动并接近棘轮16，挡块121因位于棘轮16的转动路径上而卡阻棘轮16，据此机器手臂1’刹车。

实际上，外力的施力方式与方向可对应解刹车装置及刹车件12的结构及相对位置进行调整，并不限于上述示例，仅需满足刹车件12在外力作用于解刹车装置时可被带动脱离棘轮16的转动路径，且刹车件12可受弹性件122的回复力驱动而复位并卡阻棘轮16，令使用者可于壳体11外部即时进行刹车及解刹车即可。解刹车装置的整体可为硬质材料，或解刹车装置为一体成型的硬质材料；或解刹车装置可部分为可挠性材料且另一部分为硬质材料，可挠性材料的部分固接于刹车件12与硬质材料之间，部分硬质材料外露于壳体11。

综上所述，本发明提供一种解刹车装置及其适用的机器手臂，机器手臂的刹车件位于其壳体的内部空间中，机器手臂对应刹车件的位置而刹车或解刹车，解刹车装置连接于刹车件，且部分穿过壳体上的开口而外露于壳体，使用者可施加外力于解刹车装置外露于壳体的部分，令解刹车装置带动刹车件同步移动，据此机器手臂解刹车。由于使用者可于机器手臂的外部通过拉动或推动解刹车装置而使机器手臂解刹车，故在断电无法立即复电情况下，无需拆除机器手臂的外壳便可即时解除刹车。

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实施例，本发明的范围由如附权利要求决定。且本发明得由本领域普通技术人员任施匠思而为诸般修饰，然皆不脱如附权利要求所欲保护者。

Claims (19)

1.一种解刹车装置，适用于一机器手臂，该机器手臂包含一壳体及一刹车件，该壳体定义形成一内部空间并具有一开口，该内部空间通过该开口连通于该壳体的外部，该刹车件设置于该内部空间中，该机器手臂是对应该刹车件的位置而刹车或解刹车，

该解刹车装置连接于该刹车件，且部分位于该内部空间中，部分穿过该开口而外露于该壳体，在该解刹车装置外露于该壳体的部分受到一外力作用而移动时，该解刹车装置带动该刹车件同步移动，使该机器手臂解刹车；

其中，该解刹车装置包含相对的一第一挡止部及一第二挡止部，该第一挡止部外露于该壳体，该第二挡止部位于该内部空间中，且该第一挡止部的直径及该第二挡止部的直径均大于该开口的孔径，在该第一挡止部受到该外力作用而移动时，带动该刹车件同步移动，使该机器手臂解刹车，且该第一挡止部或该第二挡止部受限位于该开口。

2.如权利要求1所述的解刹车装置，其中该解刹车装置整体为硬质材料，固接于该刹车件。

3.如权利要求1所述的解刹车装置，其中该解刹车装置的部分为可挠性材料，另一部分为硬质材料。

4.如权利要求1所述的解刹车装置，其中该第一挡止部与该第二挡止部间的部分的直径小于或等于该开口的孔径。

5.如权利要求1所述的解刹车装置，其中该解刹车装置包含一连接件及一控制钮，该连接件位于该内部空间中并连接于该刹车件，该控制钮的一端露出该开口，该控制钮的另一端与该连接件相连接，该控制钮包含一第一固定部，该壳体还具有位于该开口处的一第二固定部，该控制钮通过该第一固定部与该第二固定部相结合而固定于该壳体，在该第一固定部与该第二固定部相分离且该控制钮受到该外力作用而朝远离该内部空间的方向移动时，该控制钮带动该连接件及该刹车件同步移动，使该机器手臂解刹车。

6.如权利要求5所述的解刹车装置，其中该控制钮还包含一第一挡止部及一第二挡止部，该第一固定部位于该第一挡止部与该第二挡止部之间，该第一挡止部、该第一固定部及该第二挡止部相连接，该第二挡止部连接该连接件，该第一固定部的直径小于或等于该开口的孔径。

7.如权利要求5所述的解刹车装置，其中该连接件为可挠性材料。

8.如权利要求1所述的解刹车装置，其中该机器手臂还包含一转轴及一棘轮，该棘轮套设于该转轴，该刹车件包含一挡块及一弹性件，在该解刹车装置受该外力作用而移动时，该解刹车装置带动该挡块朝远离该棘轮的方向移动并压缩该弹性件，使该挡块脱离该棘轮的转动路径，据此该机器手臂解刹车，而在该外力作用停止时，该挡块受该弹性件的回复力驱动而朝该棘轮移动，该挡块回到位于该棘轮的转动路径上并卡阻该棘轮，据此该机器手臂刹车。

9.如权利要求8所述的解刹车装置，其中该刹车件还包含一致动器及一固定座，该致动器固接于该壳体，并包含一中空部供该解刹车装置、该挡块及该弹性件穿设，该致动器的该中空部与该固定座的一中空部相对应配置，该弹性件的一端连接于该挡块，该弹性件的另一端抵接于该固定座。

10.如权利要求1所述的解刹车装置，该解刹车装置在受该外力作用时朝该开口的方向移动或朝远离该内部空间的方向移动。

11.如权利要求1所述的解刹车装置，该解刹车装置在受该外力作用时朝远离该开口的方向移动或朝该内部空间的方向移动。

12.一种机器手臂，包含一壳体、一刹车件及一解刹车装置，该壳体定义形成一内部空间并具有一开口，该内部空间通过该开口连通于该壳体的外部，该刹车件设置于该内部空间中，该机器手臂是对应该刹车件的位置而刹车或解刹车，

该解刹车装置连接于该刹车件，且部分位于该内部空间中，部分穿过该开口而外露于该壳体，在该解刹车装置外露于该壳体的部分受到一外力作用而移动时，该解刹车装置带动该刹车件同步移动，使该机器手臂解刹车；

其中，该解刹车装置包含相对的一第一挡止部及一第二挡止部，该第一挡止部外露于该壳体，该第二挡止部位于该内部空间中，且该第一挡止部的直径及该第二挡止部的直径均大于该开口的孔径，在该第一挡止部受到该外力作用而移动时，带动该刹车件同步移动，使该机器手臂解刹车，且该第一挡止部或该第二挡止部受限位于该开口。

13.如权利要求12所述的机器手臂，其中该解刹车装置包含一连接件及一控制钮，该连接件位于该内部空间中并连接于该刹车件，该控制钮的一端露出该开口，该控制钮的另一端与该连接件相连接，该控制钮包含一第一固定部，该壳体还具有位于该开口处的一第二固定部，该控制钮通过该第一固定部与该第二固定部相结合而固定于该壳体，在该第一固定部与该第二固定部相分离且该控制钮受到该外力作用而朝远离该内部空间的方向移动时，该控制钮带动该连接件及该刹车件同步移动，使该机器手臂解刹车。

14.如权利要求13所述的机器手臂，其中该控制钮还包含一第一挡止部及一第二挡止部，该第一固定部位于该第一挡止部与该第二挡止部之间，该第一挡止部、该第一固定部及该第二挡止部相连接，该第二挡止部连接该连接件，该第一固定部的直径小于或等于该开口的孔径。

15.如权利要求14所述的机器手臂，其中该第一挡止部与该第二挡止部间的部分的直径小于或等于该开口的孔径。

16.如权利要求15所述的机器手臂，还包含一转轴及一棘轮，该棘轮套设于该转轴，该刹车件包含一挡块及一弹性件，在该解刹车装置受该外力作用而移动时，该解刹车装置带动该挡块朝远离该棘轮的方向移动并压缩该弹性件，使该挡块脱离该棘轮的转动路径，据此该机器手臂解刹车，而在该外力作用停止时，该挡块受该弹性件的回复力驱动而朝该棘轮移动，该挡块回到位于该棘轮的转动路径上并卡阻该棘轮，据此该机器手臂刹车。

17.如权利要求16所述的机器手臂，其中该刹车件还包含一致动器及一固定座，该致动器系固接于该壳体，并包含一中空部供该解刹车装置、该挡块及该弹性件穿设，该致动器的该中空部与该固定座的一中空部相对应配置，该弹性件的一端连接于该挡块，该弹性件的另一端抵接于该固定座。

18.如权利要求17所述的机器手臂，其中该控制钮在受该外力作用时带动该连接件与该挡块朝该开口的方向移动或朝远离该内部空间的方向移动并压缩该弹性件。

19.如权利要求17所述的机器手臂，其中该控制钮在受该外力作用时带动该连接件与该挡块朝远离该开口的方向移动或朝该内部空间的方向移动并压缩该弹性件。

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