CN114520577B - 旋转机械装置及直线型机械装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种旋转机械装置及直线型机械装置，旋转机械装置用以接触外部对象，其中旋转机械装置包括旋转马达、第一编码器、固定壳体、固定轴、出力轴及第二编码器。旋转马达包括马达壳体及施力轴，马达壳体包括定子及转子。当转子旋转一旋转角度时，转子同时带动施力轴旋转施力角度。第一编码器检测转子的旋转角度。固定壳体连接于马达壳体且环绕于施力轴。固定轴包括容纳孔且对应于施力轴。出力轴包括弹性体且穿设于容纳孔。弹性体穿过出力轴且连接于施力轴。第二编码器包括码盘及感测器，码盘及感测器分别设置于施力轴及固定轴。感测器通过码盘检测施力轴的施力角度。

Description

旋转机械装置及直线型机械装置

技术领域

本发明涉及一种旋转机械装置及直线型机械装置，尤其涉及一种具有编码器的旋转机械装置及直线型机械装置。

背景技术

如今，根据自动化系统的需求，对机械装置的出力大小的精度要求越来越高，为此，多于施力末端设置力量感测器以监控受力大小。传统上，力量感测器通过贴附于弹性体上的应变规进行力量感测，具体而言，当弹性体受力形变时，应变规可测得其变形量，据此可结合弹性系数计算受力大小。然而，根据变规需出线且所贴附的弹性体需接触施力末端，故将限制其应用场合。此外，弹性体上需增加供应变规贴附的空间，且应变规的贴附工艺工艺繁琐，导致贴附工艺所需的空间较大，设计上亦较为复杂，加工成本较高。

因此，如何发展一种可改善上述公知技术的机械装置，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旋转机械装置及直线型机械装置，其通过设置弹性体及编码器对出力轴的受力情况进行感测，结构设计上较为简易，加工成本较低，且相较于现有贴附应变规的力量感测方式，本发明的弹性体及编码器在设置时所需的空间较小。

为达上述目的，本发明提供一种旋转机械装置，用以接触外部对象，且包括旋转马达、第一编码器、固定壳体、固定轴、出力轴及第二编码器。旋转马达包括马达壳体及施力轴，其中马达壳体包括定子及转子，且施力轴具有连接部。定子连接转子，且施力轴设置于马达壳体并连接于转子。当转子旋转一旋转角度时，转子同时带动施力轴旋转施力角度。第一编码器设置于马达壳体以连接定子并检测转子的旋转角度。固定壳体连接于马达壳体且环绕于施力轴。固定轴包括容纳孔，其中固定轴连接固定壳体且对应于施力轴。出力轴包括弹性体，且出力轴穿设于容纳孔，其中弹性体穿过出力轴，且弹性体的末端连接于施力轴的连接部。第二编码器包括码盘及感测器，其中码盘设置于施力轴且环绕于连接部，且感测器设置于固定轴。感测器于空间上相对于码盘，且感测器通过码盘检测施力轴的施力角度。

为达上述目的，本发明另提供一种旋转机械装置，用以接触外部对象，其中旋转机械装置包括旋转马达、第一编码器、动力传输装置、施力轴、固定壳体、固定轴、出力轴及第二编码器。旋转马达旋转一旋转角度以提供第一扭力。第一编码器感测旋转马达的旋转角度。动力传输装置连接于旋转马达，其中动力传输装置增加第一扭力以产生第二扭力。施力轴包括连接部，且施力轴设置于动力传输装置的壳体，其中动力传输装置的第二扭力带动施力轴旋转一施力角度。固定壳体连接于动力传输装置的壳体且环绕于施力轴。固定轴包括容纳孔，其中固定轴连接固定壳体且对应于施力轴。出力轴包括弹性体，且出力轴穿设于容纳孔，其中弹性体穿过出力轴，且弹性体的末端连接于施力轴的连接部。第二编码器包括码盘及感测器，其中码盘设置于施力轴且环绕于连接部，且感测器设置于固定轴。感测器于空间上相对于码盘，且感测器通过码盘检测施力轴的施力角度。

为达上述目的，本发明另提供一种直线型机械装置，用以接触外部对象，其中直线型机械装置包括直线型马达、支撑座、第一编码器、弹性元件、出力轴及第二编码器。直线型马达包括定子壳体及转子壳体，其中定子壳体连接转子壳体的第一侧。转子壳体包括线性转子及施力单元，且施力单元设置于转子壳体的第二侧，其中第一侧垂直地连接于第二侧。转子壳体的第三侧的一部分直接贴合于支撑座的一平面上，且施力单元没有接触支撑座的该平面。当线性转子移动一直线位移时，线性转子同时带动施力单元移动该直线位移，且该直线位移垂直于支撑座的该平面。其中该第三侧垂直地连接于该第二侧，且该第三侧相对于该第一侧。第一编码器连接定子壳体以感测线性转子的直线位移。弹性元件的第一末端连接施力单元。出力轴的第一末端连接弹性元件的第二末端。第二编码器包括码尺及感测器，其中码尺设置于出力轴上，且感测器设置于支撑座的一侧面。感测器于空间上相对于码尺，且感测器通过码尺检测出力轴的位移。

本发明的有益效果在于，本发明提供一种旋转机械装置及直线型机械装置，通过设置弹性体及编码器即可对出力轴的受力情况进行感测，结构设计上较为简易，加工成本较低，且相较于现有贴附应变规的力量感测方式，本发明的弹性体及编码器在设置时所需的空间较小。此外，因第二编码器的码盘及感测器分别设置于出力轴及固定轴上，且仅有感测器具有出线，故出力轴可进行旋转或移动而不受到出线限制。

附图说明

图1A为本发明第一较佳实施例的旋转机械装置的截面示意图。

图1B为本发明第一较佳实施例的旋转机械装置的架构示意图。

图2A为本发明第二较佳实施例的旋转机械装置的截面示意图。

图2B为本发明第二较佳实施例的旋转机械装置的架构示意图。

图3A为本发明第三较佳实施例的直线型机械装置的截面示意图。

图3B为本发明第三较佳实施例的直线型机械装置的架构示意图。

图4为图3A的直线型机械装置的部分结构与工件的截面示意图。

图5为图3A的直线型机械装置的直线型马达的速度及电流的波形示意图。

附图标记如下：

100：旋转机械装置

11：旋转马达

111：马达壳体

112：施力轴

113：连接部

12：第一编码器

13：固定壳体

14：固定轴

141：容纳孔

15：出力轴

151：弹性体

16：第二编码器

161：码盘

162：感测器

150：控制器

S11：第一位置信号

S12：第二位置信号

S13：第三位置信号

200：旋转机械装置

21：旋转马达

22：第一编码器

23：动力传输装置

24：施力轴

241：连接部

25：固定壳体

26：固定轴

261：容纳孔

27：出力轴

271：弹性体

28：第二编码器

281：码盘

282：感测器

250：控制器

S21：第一位置信号

S22：第二位置信号

S23：第三位置信号

300：直线型机械装置

31：直线型马达

311：定子壳体

312：转子壳体

312a：第一侧

312b：第二侧

312c：第三侧

313：线性转子

314：施力单元

32：支撑座

33：第一编码器

331：码尺

332：感测器

34：弹性元件

35：出力轴

36：第二编码器

361：码尺

362：感测器

37：线圈

38：磁石

39：线圈组主支撑座

350：控制器

S31：第一位置信号

S32：第二位置信号

S33：第三位置信号

4：外部对象

d：距离

D：预设值

t0、t1、t2、t3：时间

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，且其中的说明及图示在本质上当作说明之用，而非用以限制本发明。

图1A为本发明第一较佳实施例的旋转机械装置100的截面示意图，图1B为本发明第一较佳实施例的旋转机械装置的架构示意图。于第一较佳实施例中，如图1A及图1B所示，旋转机械装置100的出力轴15用以接触外部对象(未图示)，且旋转机械装置100包括旋转马达11、第一编码器12、固定壳体13、固定轴14、出力轴15及第二编码器16。旋转马达11包括马达壳体111及施力轴112，其中马达壳体111包括定子(未图示)及转子(未图示)，且施力轴112具有连接部113。定子连接转子，且施力轴112设置于马达壳体111并连接于转子。当转子旋转一旋转角度时，转子同时带动施力轴112旋转一施力角度。第一编码器12设置于马达壳体111并连接定子，且第一编码器12检测转子的旋转角度。固定壳体13连接于马达壳体111且环绕于施力轴112。固定轴14包括容纳孔141，其中固定轴14连接固定壳体13且对应于施力轴112。出力轴15包括弹性体151，且出力轴15穿设于容纳孔141。弹性体151穿过出力轴15，且弹性体151的末端连接于施力轴112的连接部113。弹性体151可为例如但不限于与出力轴15为一体成形或刚性连接。第二编码器16包括码盘161及感测器162，其中码盘161设置于施力轴112且环绕于连接部113，且感测器162设置于固定轴14。感测器162于空间上相对于码盘161，且感测器162通过码盘161检测施力轴112的施力角度。第一编码器12及第二编码器16可为例如但不限于光学编码器或磁性编码器。当出力轴15没有接触外部对象时，如果转子带动施力轴112旋转一施力角度，则施力轴112通过弹性体151带动出力轴15旋转施力角度。当出力轴15接触外部对象而被固定时，连接于连接部113的弹性体151的末端减少施力轴112的施力角度至一停止角度。

于一些实施例中，旋转机械装置100还包括控制器150，其中控制器150用以检测旋转马达11的马达电流。其中旋转机械装置100的控制器150电性耦接于第一编码器12和第二编码器16。因此，第一编码器12检测马达壳体111中的转子的旋转角度以输出第一位置信号S11给控制器150，且控制器150依据第一位置信号S11计算转子的角加速度。第二编码器16的感测器162分别检测施力角度或停止角度以输出第二位置信号S12或第三位置信号S13给控制器150。

具体而言，当出力轴15没有接触外部对象时，施力轴112的旋转不会被连接于连接部113的弹性体151的末端所限制。因此，马达壳体111的转子旋转一旋转角度，转子可以带动施力轴112旋转一施力角度。此时，感测器162感测施力角度以输出第二位置信号S12。相反地，当出力轴15接触外部对象时，施力轴112的旋转被连接于连接部113的弹性体151的末端所限制。即使马达壳体111的转子旋转一旋转角度，转子仅能带动施力轴112旋转一停止角度，且该施力轴112不会再跟着转子旋转。此时，感测器162感测停止角度以输出第三位置信号S13。

接者，当控制器150判断角加速度随着马达电流进行一成正比变化时，控制器150判断出力轴15没有接触外部对象且记录第二位置信号S12以作为施力轴112的起始位置。具体而言，当出力轴15没有接触外部对象时，马达电流的变化将直接影响角加速度，故转子的角加速度会随马达电流的上升而上升，抑或是随马达电流的下降而下降，换言之，角加速度随马达电流进行成正比变化。当控制器150判断马达电流上升且角加速度没有上升时，可得知出力轴15受到外力影响，故控制器150判断出力轴15接触外部对象且记录第三位置信号S13以作为施力轴112的一停止位置。控制器150依据起始位置与停止位置之间的差值而计算出力轴15的扭力值，其中出力轴15的扭力值等于弹性体151的弹性系数和起始位置与停止位置之间的差值的乘积，且弹性体151的弹性系数可预设于控制器150中。若控制器150判断扭力值高于安全阈值时，则控制器150减少转子的旋转角度或停止运转旋转马达11，从而实现保护外部对象不会被旋转机械装置100过度出力而被破坏。在一些实施例中，外部对象可为芯片、集成电路、晶片等，但本发明不限于此。

由此，通过设置弹性体151及编码器(12、16)即可对出力轴15的受力情况进行感测，结构设计上较为简易，加工成本较低，且相较于现有贴附应变规的力量感测方式，本发明的弹性体151及编码器(12、16)在设置时所需的空间较小。此外，因第二编码器16的码盘161及感测器162分别设置于施力轴112及固定轴14上，且仅有感测器162具有出线至控制器150，故施力轴112可进行旋转而不受到出线限制。

另外，当出力轴15与外部对象间的距离大于预设值时，马达电流及角加速度可任意变化而不受限制，然而当出力轴15与外部对象间的距离小于预设值时，出力轴15准备与外部对象接触，马达电流及角加速度需被限制在较小的一特定范围内。

于一些实施例中，码盘161的外径大于弹性体151的外径，故可产生放大弹性体151的变形量的效果，以利于感测变形量，且相较于现有贴附应变规的力量感测方式，本发明在相同变形量的条件上具有较佳的结构刚性。

图2A为本发明第二较佳实施例的旋转机械装置200的截面示意图，图2B为本发明第二较佳实施例的旋转机械装置的架构示意图。于第二较佳实施例中，如图2A及图2B所示，旋转机械装置200用以接触外部对象(未图示)，且旋转机械装置200包括旋转马达21、第一编码器22、动力传输装置23、施力轴24、固定壳体25、固定轴26、出力轴27及第二编码器28。旋转马达21旋转一旋转角度以提供第一扭力。第一编码器22感测旋转马达21的旋转角度。动力传输装置23连接于旋转马达21，并增加第一扭力以产生第二扭力，其中动力传输装置23依据其减速比减少角加速度并提升扭力。施力轴24包括连接部241，且施力轴24设置于动力传输装置23的壳体，其中动力传输装置23所产生的第二扭力带动施力轴24旋转一施力角度。固定壳体25连接于动力传输装置23的壳体且环绕于施力轴24。固定轴26包括容纳孔261，其中固定轴26连接固定壳体25且对应于施力轴24。出力轴27包括弹性体271，且出力轴27穿设于容纳孔261。弹性体271穿过出力轴27，且弹性体271的末端连接于施力轴24的连接部。弹性体271可为例如但不限于与出力轴27为一体成形或刚性连接。第二编码器28包括码盘281及感测器282，其中码盘281设置于施力轴24且环绕于连接部241，且感测器282设置于固定轴26。感测器282于空间上相对于码盘281，且感测器282通过码盘281检测施力轴24的施力角度。第一编码器22及第二编码器28可为例如但不限于光学编码器或磁性编码器。当出力轴27没有接触外部对象时，施力轴24通过弹性体271带动出力轴27旋转施力角度。当出力轴27接触外部对象而被固定时，弹性体271的末端减少施力轴24的施力角度至一停止角度。

在一些实施例中，动力传输装置23为减速机，但本发明不限于此。由于本领域的通常知识者可以轻易了解减速机适用于增加马达的扭力值，故本发明不细说明动力传输装置23的运作原理。

于一些实施例中，旋转机械装置200还包括控制器250，其中控制器250用以检测旋转马达21的马达电流。第一编码器22检测旋转马达21的旋转角度以输出第一位置信号S21给控制器250，且控制器250依据第一位置信号S21计算旋转马达21的角加速度。第二编码器28的感测器282分别检测施力角度或停止角度以输出第二位置信号S22或第三位置信号S23给控制器250。当控制器250判断角加速度随着马达电流进行一成正比变化时，控制器250判断出力轴27没有接触外部对象且记录第二位置信号S22以作为施力轴24的起始位置。当控制器250判断马达电流上升且角加速度没有上升时，可得知出力轴27受到外力影响，故控制器250判断出力轴27接触外部对象且记录第三位置信号S23以作为施力轴24的一停止位置。控制器250依据起始位置与停止位置之间的差值而计算出力轴27的扭力值，其中出力轴27的扭力值等于弹性体271的弹性系数和起始位置与停止位置之间的差值的乘积，且弹性体271的弹性系数可预设于控制器250中。若控制器250判断扭力值高于安全阈值时，则控制器250减少旋转马达21的旋转角度或停止运转旋转马达21，从而实现保护外部对象不会被旋转机械装置200过度出力而被破坏。

由此，通过设置弹性体271及编码器(22、28)即可对出力轴27的受力情况进行感测，结构设计上较为简易，加工成本较低，且相较于现有贴附应变规的力量感测方式，本发明的弹性体271及编码器(22、28)在设置时所需的空间较小。此外，因第二编码器28的码盘281及感测器282分别设置于施力轴24及固定轴26上，且仅有感测器282具有出线，故施力轴24可进行旋转而不受到出线限制。

另外，当出力轴27与外部对象间的距离大于预设值时，马达电流及角加速度可任意变化而不受限制，然而当出力轴27与外部对象间的距离小于预设值时，出力轴27准备与外部对象接触，马达电流及角加速度需被限制在较小的一特定范围内。

于一些实施例中，码盘281的外径大于弹性体271的外径，故可产生放大弹性体271的变形量的效果，以利于感测变形量，且相较于现有贴附应变规的力量感测方式，本发明在相同变形量的条件上具有较佳的结构刚性。

旋转机械装置200与旋转机械装置100之间的差异仅在于有无动力传输装置23。其他有关于控制器计算出力轴的扭力值的原理相同，故不再赘述。

图3A为本发明第三较佳实施例的直线型机械装置300的截面示意图，图3B为本发明第三较佳实施例的直线型机械装置的架构示意图。于第三较佳实施例中，如图3A及图3B所示，直线型机械装置300用以接触外部对象(未图示)，且直线型机械装置300包括直线型马达31、支撑座32、第一编码器33、弹性元件34、出力轴35及第二编码器36。直线型马达31包括定子壳体311及转子壳体312，其中定子壳体311连接转子壳体312的第一侧312a。转子壳体312包括线性转子313及施力单元314，且施力单元314设置于转子壳体312的第二侧312b，其中转子壳体312的第一侧312a于空间上垂直地连接于转子壳体312的第二侧312b。转子壳体312的第三侧312c的一部分直接贴合于支撑座32的一平面上，其中，转子壳体312的第三侧312c于空间上相对于转子壳体312的第一侧312a且垂直地连接于转子壳体312的第二侧312b，且施力单元314没有接触支撑座32的该平面。当线性转子313移动直线位移时，线性转子313同时带动施力单元314移动直线位移，且该直线位移垂直于支撑座32的该平面。第一编码器33连接定子壳体311以感测线性转子313的直线位移，且第一编码器33包含码尺331及感测器332。弹性元件34的第一末端连接施力单元314，出力轴35的第一末端连接弹性元件34的第二末端。弹性元件34可为例如但不限于与出力轴35为一体成形或刚性连接。第二编码器36包括码尺361及感测器362，其中码尺361设置于出力轴35上，且感测器362设置于支撑座32的一侧面，其中感测器362于空间上相对于码尺361，且感测器362通过码尺361检测出力轴35的位移。第一编码器33及第二编码器36可为例如但不限于光学编码器或磁性编码器。此外，图3A中更示例线圈37、磁石38及线圈组主支撑座39的位置，以便于理解直线型马达31的结构。当出力轴35的第二末端没有接触外部对象时，施力单元314通过弹性元件34带动出力轴35移动一出力位移。当出力轴35的第二末端接触外部对象时，弹性元件34减少出力轴35的出力位移至一停止位移。

于一些实施例中，直线型机械装置300还包括控制器350，其中控制器350用以检测直线型马达31的马达电流。第一编码器33检测线性转子313的直线位移以输出第一位置信号S31给控制器350，且控制器350依据第一位置信号S31计算线性转子313的加速度。第二编码器36的感测器362分别检测出力位移或停止位移以输出第二位置信号S32或第三位置信号S33给控制器350。当控制器350判断加速度随着马达电流进行一成正比变化时，控制器350判断出力轴35没有接触外部对象且记录第二位置信号S32以作为出力轴35的起始位置。当控制器350判断马达电流上升且加速度没有上升时，可得知出力轴35受到外力影响，故控制器350判断出力轴35接触外部对象且记录第三位置信号S33以作为出力轴35的一停止位置。控制器350依据起始位置与停止位置之间的差值而计算出力轴35的出力值，其中出力轴35的出力值等于弹性元件34的弹性系数和起始位置与停止位置之间的差值的乘积，且弹性元件34的弹性系数可预设于控制器350中。若控制器350判断出力值高于安全阈值时，则控制器350减少线性转子313的直线位移或停止运转直线型马达31，从而实现保护外部对象不会被直线型机械装置300过度出力而被破坏。

由此，通过设置弹性元件34及编码器(33、36)即可对出力轴35的受力情况进行感测，结构设计上较为简易，加工成本较低，且相较于现有贴附应变规的力量感测方式，本发明的弹性元件34及编码器(33、36)在设置时所需的空间较小。此外，因第二编码器36的码尺361及感测器362分别设置于出力轴35及支撑座32上，且仅有感测器362具有出线，故出力轴35可进行移动而不受到出线限制。

此外，当出力轴35与外部对象间的距离大于预设值时，马达电流及加速度可任意变化而不受限制，然而当出力轴35与外部对象间的距离小于预设值时，出力轴35准备与外部对象接触，马达电流及加速度需被限制在较小的一特定范围内。

以将第三较佳实施例的直线型机械装置应用于压合作业为例，请参阅图4及图5，图4中的出力轴35可为例如但不限于压合治具，于图5中以实线及虚线分别表示直线型马达31的速度及电流。在时间t0至时间t1的期间，出力轴35与外部对象4间的距离d大于预设值D，直线型马达31处于高速移动区。其中当该距离d远大于预设值D时，可通过提升直线型马达31的速度，以带动出力轴35快速接近外部对象4，而随着该距离d逐渐接近预设值D，直线型马达31的速度亦逐渐下降。在时间t1至时间t2的期间，出力轴35与外部对象4间的距离小于预设值，直线型马达31处于低速限制区，直线型马达31的电流及速度较小且变化幅度较低。在时间t2时，出力轴35与外部对象4相接触，直线型马达31的电流上升，直线型马达31的速度保持不变。在时间t2至时间t3的期间，出力轴35进行压合动作，直线型马达31的电流及速度均保持不变，故直线型马达31的加速度固定为零，且于此期间，控制器350判断出力值高于安全阈值并停止运转直线型马达31。

在一些实施例中，制作弹性体151、弹性体271和弹性元件34的材料为具有延展性的材料，例如：金属(包括：金、银、铂、铁、镍、铜、铝、锌或锡等)、合金或橡胶类等，但本发明不限于此。

综上所述，本发明提供一种旋转机械装置(100、200)及直线型机械装置300，通过设置弹性体及编码器即可对出力轴的受力情况进行感测，结构设计上较为简易，加工成本较低，且相较于现有贴附应变规的力量感测方式，本发明的弹性体及编码器在设置时所需的空间较小。此外，因第二编码器的码盘及感测器分别设置于出力轴及固定轴上，且仅有感测器具有出线，故出力轴可进行旋转或移动而不受到出线限制。

此外，本发明的旋转机械装置(100、200)及直线型机械装置300中，由于弹性体(或称弹性元件)是被设计于接近出力轴接触的外部对象，所以本发明的第二编码器(16、28、36)可以更精准的测量出力轴的扭力值。相较于传统的设计，通常弹性体(或称弹性元件)是远离出力轴接触的外部对象，所以精准度比本发明来的低。

本领域技术人员可以轻易将控制器150、250及350分别设置于旋转机械装置100、200及直线型机械装置300中，因本发明为了简化附图，故仅以框图示意控制器150、250及350，而并未示出控制器150、250及350于旋转机械装置100、200及直线型机械装置300中的具体设置位置。

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书决定。且本发明得由本领域技术人员任施匠思而为诸般修饰，然皆不脱如附权利要求书所欲保护。

Claims (20)

1.一种旋转机械装置，用以接触一外部对象，包括：

一旋转马达，包括一马达壳体及一施力轴，其中该马达壳体包括一定子及一转子，且该施力轴具有一连接部，其中该定子连接该转子，且该施力轴设置于该马达壳体并连接于该转子，其中当该转子旋转一旋转角度时，该转子同时带动该施力轴旋转一施力角度；

一第一编码器，设置于该马达壳体以连接该定子并检测该转子的该旋转角度；

一固定壳体，连接于该马达壳体且环绕于该施力轴；

一固定轴，包括一容纳孔，其中该固定轴连接该固定壳体且对应于该施力轴；

一出力轴，包括一弹性体，且该出力轴穿设于该容纳孔，其中该弹性体穿过该出力轴，且该弹性体的一末端连接于该施力轴的该连接部；以及

一第二编码器，包括一码盘及一感测器，其中该码盘设置于该施力轴且环绕于该连接部，且该感测器设置于该固定轴，其中该感测器于空间上相对于该码盘，且该感测器通过该码盘检测该施力轴的该施力角度。

2.如权利要求1所述的旋转机械装置，其中当该出力轴没有接触该外部对象时，该施力轴通过该弹性体带动该出力轴旋转该施力角度；其中当该出力轴接触该外部对象而被固定时，该弹性体的该末端减少该施力轴的该施力角度至一停止角度。

3.如权利要求2所述的旋转机械装置，还包括一控制器，且该控制器用以检测该旋转马达的马达电流；

其中该第一编码器检测该转子的该旋转角度以输出一第一位置信号给该控制器，且该控制器依据该第一位置信号计算该转子的一角加速度；

其中该第二编码器的该感测器分别检测该施力角度或该停止角度以输出一第二位置信号或一第三位置信号给该控制器。

4.如权利要求3所述的旋转机械装置，其中当该控制器判断该角加速度随着该马达电流进行一成正比变化时，该控制器判断该出力轴没有接触该外部对象且记录该第二位置信号以作为该施力轴的一起始位置。

5.如权利要求4所述的旋转机械装置，其中当该控制器判断该马达电流上升且该角加速度没有上升时，该控制器判断该出力轴接触该外部对象且记录该第三位置信号以作为该施力轴的一停止位置。

6.如权利要求5所述的旋转机械装置，其中该控制器依据该起始位置及该停止位置之间的一差值来计算该出力轴的一扭力值。

7.如权利要求6所述的旋转机械装置，其中当该控制器判断该扭力值高于一安全阀值时，该控制器减少该转子的该旋转角度或停止运转该旋转马达。

8.一种旋转机械装置，用以接触一外部对象，其中该旋转机械装置包括：

一旋转马达，旋转一旋转角度以提供一第一扭力；

一第一编码器，感测该旋转马达的该旋转角度；

一动力传输装置，连接于该旋转马达，其中该动力传输装置增加该第一扭力以产生一第二扭力；

一施力轴，包括一连接部，且该施力轴设置于该动力传输装置的壳体，其中该动力传输装置的该第二扭力带动该施力轴旋转一施力角度；

一固定壳体，连接于该动力传输装置的壳体且环绕于该施力轴；

一固定轴，包括一容纳孔，其中该固定轴连接该固定壳体且对应于该施力轴；

一出力轴，包括一弹性体，且该出力轴穿设于该容纳孔，其中该弹性体穿过该出力轴，且该弹性体的一末端连接于该施力轴的该连接部；以及

一第二编码器，包括一码盘及一感测器，其中该码盘设置于该施力轴且环绕于该连接部，且该感测器设置于该固定轴，其中该感测器于空间上相对于该码盘，且该感测器通过该码盘检测该施力轴的该施力角度。

9.如权利要求8所述的旋转机械装置，其中当该出力轴没有接触该外部对象时，该施力轴通过该弹性体带动该出力轴旋转该施力角度；其中当该出力轴接触该外部对象而被固定时，该弹性体的该末端减少该施力轴的该施力角度至一停止角度。

10.如权利要求9所述的旋转机械装置，还包括一控制器，且该控制器用以检测该旋转马达的马达电流；

其中该第一编码器检测该旋转马达的该旋转角度以输出一第一位置信号给该控制器，且该控制器依据该第一位置信号计算该旋转马达的一角加速度；

其中该第二编码器的该感测器分别检测该施力角度或该停止角度以输出一第二位置信号或一第三位置信号给该控制器。

11.如权利要求10所述的旋转机械装置，其中当该控制器判断该角加速度随着该马达电流进行一成正比变化时，该控制器判断该出力轴没有接触该外部对象且记录该第二位置信号以作为该施力轴的一起始位置。

12.如权利要求11所述的旋转机械装置，其中当该控制器判断该马达电流上升且该角加速度没有上升时，该控制器判断该出力轴接触该外部对象且记录该第三位置信号以作为该施力轴的一停止位置；其中该控制器依据该起始位置及该停止位置之间的一差值来计算该出力轴的一扭力值。

13.如权利要求8所述的旋转机械装置，其中该码盘的外径大于该弹性体的外径。

14.如权利要求8所述的旋转机械装置，其中该弹性体与该出力轴为一体成型或刚性连接。

15.一种直线型机械装置，用以接触一外部对象，其中该直线型机械装置包括：

一直线型马达，包括一定子壳体及一转子壳体，其中该定子壳体连接该转子壳体的一第一侧，且该转子壳体包括一线性转子及一施力单元，且该施力单元设置于该转子壳体的一第二侧，其中该第一侧垂直地连接于该第二侧；

一支撑座，其中该转子壳体的一第三侧的一部分直接贴合于该支撑座的一平面上，且该施力单元没有接触该支撑座的该平面，其中当该线性转子移动一直线位移时，该线性转子同时带动该施力单元移动该直线位移，且该直线位移垂直于该支撑座的该平面，其中该第三侧垂直地连接于该第二侧，且该第三侧相对于该第一侧；

一第一编码器，连接该定子壳体以感测该线性转子的该直线位移；

一弹性元件，其中该弹性元件的一第一末端连接该施力单元；

一出力轴，其中该出力轴的一第一末端连接该弹性元件的一第二末端；以及

一第二编码器，包括一码尺及一感测器，其中该码尺设置于该出力轴上，且该感测器设置于该支撑座的一侧面，其中该感测器于空间上相对于该码尺，且该感测器通过该码尺检测该出力轴的位移。

16.如权利要求15所述的直线型机械装置，其中当该出力轴的一第二末端没有接触该外部对象时，该施力单元通过该弹性元件带动该出力轴移动一出力位移；其中当该出力轴的该第二末端接触该外部对象时，该弹性元件减少该出力轴的该出力位移至一停止位移。

17.如权利要求16所述的直线型机械装置，还包括一控制器，且该控制器用以检测该直线型马达的马达电流；

其中该第一编码器检测该线性转子的该直线位移以输出一第一位置信号给该控制器，且该控制器依据该第一位置信号计算该线性转子的一加速度；

其中该第二编码器的该感测器分别检测该出力位移或该停止位移以输出一第二位置信号或一第三位置信号给该控制器。

18.如权利要求17所述的直线型机械装置，其中当该控制器判断该加速度随着该马达电流进行一成正比变化时，该控制器判断该出力轴没有接触该外部对象且记录该第二位置信号以作为该出力轴的一起始位置。

19.如权利要求18所述的直线型机械装置，其中当该控制器判断该马达电流上升且该加速度没有上升时，该控制器判断该出力轴接触该外部对象且记录该第三位置信号以作为该出力轴的一停止位置。

20.如权利要求19所述的直线型机械装置，其中该控制器依据该起始位置及该停止位置之间的一差值来计算该出力轴的一出力值。