CN212793870U - 螺丝锁付模块及其适用的机器手臂 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种螺丝锁付模块及其适用的机器手臂，该螺丝锁付模块包括中空式驱动装置、传动装置及螺丝起子模块。中空式驱动装置包括转子及减速机，其中转子与减速机相连接。传动装置包括连接件及传动轴，其中连接件与减速机相连接，且传动轴的第一端穿设连接件及中空式驱动装置。螺丝起子模块与传动轴的第一端相连接。当中空式驱动装置驱动转子以第一转速转动，减速机输出低于第一转速的第二转速，并以第二转速带动连接件，传动轴受连接件带动，以使螺丝起子模块受传动轴带动旋转。借此，可提高电机扭力重现性、扭矩及刚性，并可大幅提升垂直方向的总行程。

Description

螺丝锁付模块及其适用的机器手臂

技术领域

本实用新型涉及自动螺丝锁付，尤其涉及一种螺丝锁付模块及其适用的机器手臂。

背景技术

近年来，工业用机器人已逐渐成为工业生产的重要设备。在自动化生产线中，包括螺丝的自动锁付，皆可通过工业用机器人，例如电锁机器人，来完成。

一般而言，市面上的电锁机器人主要是通过机器手臂与自动化的锁付模块搭配而成。常见的架构有将锁付模块放置在一般机器手臂的内部或外部，以及采用直截式架构的电锁机器人。

然而，这些架构下的电锁机器人皆具有不少缺点。若直接在一般的机器手臂上加装锁付模块，由于机器手臂原始的转速过快，无法完成锁螺丝的工作；若采用习知减速机，因习知减速机的减速比普遍在1/100至1/50，会使得输出的转速过低且扭矩过大，同样无法完成锁螺丝的工作。

若采用直截式架构，则存在有行程高度受限以及强度风险等问题。请参阅图1，其显示传统直截式架构的机器手臂的侧面结构透视图。如图1所示，传统直截式架构的机器手臂1通常是将伺服马达11安装于传动轴12的轴向上，并直接驱动传动轴12，进而控制锁付模块。然而，因其受限于伺服马达11自身的高度，使得垂直方向上的总行程受限，且由于伺服马达11承载于上方，使得整体强度不足，且扭力重现不佳。

因此，实有必要创作出一种能解决习知技术缺点的螺丝锁付模块及其适用的机器手臂，以提高整体强度及扭力重现性，同时有效降低安装高度。

实用新型内容

本实用新型的主要目的为提供一种螺丝锁付模块及其适用的机器手臂，以解决并改善前述先前技术的至少一个缺点。

本实用新型的另一目的为提供一种螺丝锁付模块及其适用的机器手臂，通过中空式驱动装置直接驱动传动装置及螺丝起子模块，使电机扭力重现性提高，且整体扭矩及刚性当然提升。此外，由于中空式驱动装置不占用传动轴的行程高度，因此可大幅提升垂直方向的总行程，在设计上更有保留空间。

本实用新型的另一目的为提供一种螺丝锁付模块及其适用的机器手臂，由于本实用新型螺丝锁付模块的中空式驱动装置采用的减速机具有特定的减速比，使得中空式直驱架构应用于机器手臂成为可能，进而达到可应用于多种多样的产品与场合的功效。

为达上述目的，本实用新型的一较佳实施态样为提供一种螺丝锁付模块，包括：中空式驱动装置、传动装置及螺丝起子模块；中空式驱动装置包括转子及减速机，其中转子与减速机相连接；传动装置包括连接件及传动轴，其中连接件与减速机相连接，且传动轴的第一端依序穿设连接件及中空式驱动装置；螺丝起子模块与该传动轴的第一端相连接；其中，当中空式驱动装置驱动转子以第一转速转动，减速机输出低于第一转速的第二转速，并以第二转速带动连接件，且传动轴受连接件带动，以使螺丝起子模块受传动轴带动旋转。

为达上述目的，本实用新型的另一较佳实施态样为提供一种机器手臂，包括：一底座、一伺服马达、一滚珠螺杆、一固定座、一轴承连接器、一轴承组及一螺丝锁付模块；其中伺服马达设置于底座上；滚珠螺杆的一端受伺服马达驱动；固定座具有第一端及第二端；轴承连接器具有第一端及第二端，轴承连接器的第一端与滚珠螺杆的另一端枢接，轴承连接器的第二端与固定座的第一端相连接，使轴承连接器设置于固定座与滚珠螺杆之间；轴承组设置于固定座的第二端；螺丝锁付模块包括：中空式驱动装置、传动装置及螺丝起子模块；中空式驱动装置设置于底座的一侧，且包括一转子及一减速机，其中转子与减速机相连接；传动装置包括连接件及传动轴，其中连接件与减速机相连接，传动轴具有第一端及第二端，传动轴的第二端枢设于轴承组，使传动轴的第二端与固定座的第二端连接，且传动轴的第一端穿设连接件及中空式驱动装置；螺丝起子模块设置于底座相对于中空式驱动装置的另一侧，并与传动轴的第一端相连接；其中，当中空式驱动装置驱动转子以第一转速转动，减速机输出低于第一转速的第二转速，并以第二转速带动连接件，且传动轴受连接件带动，以使螺丝起子模块受传动轴带动旋转。

附图说明

图1为显示传统直截式架构的机器手臂的侧面结构透视图。

图2为显示本实用新型一实施例的螺丝锁付模块的分解结构示意图。

图3为显示图2所示的中空式驱动装置的细部分解结构示意图。

图4为显示本实用新型一实施例的螺丝锁付模块及其适用的机器手臂的分解结构示意图。

图5为显示本实用新型一实施例的螺丝锁付模块及其适用的机器手臂的组合结构示意图。

图6为显示本实用新型一实施例的螺丝锁付模块及其适用的机器手臂的侧面结构透视图。

其中，附图标记：

1：机器手臂

11：伺服马达

12：传动轴

2：螺丝锁付模块

21：中空式驱动装置

211：转子

212：减速机

213：定子

214：外壳

22：传动装置

221：连接件

222：传动轴

23：螺丝起子模块

231：基座

232：套筒

24：伸缩模块

25：伸缩螺丝起子模块

3：机器手臂

31：底座

32：伺服马达

33：滚珠螺杆

34：固定座

35：轴承连接器

36：轴承组

37：壳体

具体实施方式

体现本实用新型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。应理解的是本实用新型能够在不同的态样上具有各种的变化，其皆不脱离本实用新型的范围，且其中的说明及附图在本质上当作说明之用，而非用于限制本实用新型。

请参阅图2及图3，其中图2为显示本实用新型一实施例的螺丝锁付模块的分解结构示意图，以及图3为显示图2所示的中空式驱动装置的细部分解结构示意图。如图2及图3所示，根据本实用新型的一实施例，螺丝锁付模块2包括中空式驱动装置21、传动装置22及螺丝起子模块23，其中螺丝锁付模块2亦可被称为电锁模块或自动化螺丝锁付模块，但不以此为限。中空式驱动装置21包括转子211及减速机212，其中转子211与减速机212相连接，并以相互啮合为较佳，但不以此为限。传动装置22包括连接件221及传动轴222，其中连接件221与减速机212相连接，且传动轴222的第一端依序穿设连接件221及中空式驱动装置21后连接螺丝起子模块23，以达到与连接件221、中空式驱动装置21及螺丝起子模块23相连接。其中螺丝起子模块23可为带有固定形式的螺丝起子头，以作为于专用用途，亦可为可替换式，以供使用者视需求选用适当的螺丝起子头并替换之，但不以此为限。当中空式驱动装置21驱动转子211以第一转速转动，减速机212输出低于第一转速的第二转速，并以第二转速带动连接件221，传动轴222受连接件221带动，以使螺丝起子模块23受传动轴222带动旋转。

换言之，中空式驱动装置21驱动使转子211以第一转速转动，再受减速机减速成为第二转速，并以此第二转速带动螺丝起子模块23旋转，遂可以此进行螺丝锁付动作。应注意的是，中空式驱动装置21是以电力驱动，由于以电力驱动中空式驱动装置21属于习知技术，因此在本实用新型中不行赘述。在此实施例中，本实用新型的螺丝锁付模块2通过中空式驱动装置21直接驱动传动装置22及螺丝起子模块23，使电机扭力重现性提高，且整体扭矩及刚性当然提升。此外，由于中空式驱动装置21不占用传动轴222的行程高度，因此可大幅提升垂直方向的总行程，在设计上更有保留空间。

在一些实施例中，本实用新型中空式驱动装置21的减速机212的减速比以1/3、1/5或1/10为较佳，即以第一转速与第二转速的转速比为三比一、五比一或十比一为较佳，但不以此为限。由于此减速比(转速比)相较于习知减速机属于创新且特定的减速比(转速比)，使得采用中空式直驱架构的本实用新型的螺丝锁付模块2应用于机器手臂成为可能，进而达到可应用于多种及多样的产品与场合的功效。

请再参阅图2及图3。具体而言，本实用新型传动装置22的传动轴222为花键，传动装置22的连接件221为花键螺帽，且花键与花键螺帽彼此卡合固接，因此可架构为同步旋转。此外，本实用新型螺丝起子模块23与花键固接，并与花键及花键螺帽同步旋转。

在一些实施例中，本实用新型中空式驱动装置21还包括定子213及外壳214，且外壳214环绕定子213设置。相应地，定子213容设于外壳214内。此外，转子211至少部分地设置于定子213内，且传动轴222的第一端依序贯穿连接件221、减速机212、转子211、定子213及外壳214，再与螺丝起子模块23相连接。

在一些实施例中，螺丝起子模块23包括基座231及套筒232。其中，套筒232可依需求安装适当的螺丝起子头，其安装方式可以为卡固、紧配、磁吸或其他固定方式实现，但不以此为限。此外，中空式驱动装置21的外壳214设置于减速机212与基座231之间，且基座231设置于外壳214与套筒232之间。

根据本实用新型的构想，螺丝锁付模块2可进一步包括伸缩模块24，伸缩模块24设置于中空式驱动装置21的外壳214与螺丝起子模块23的基座231之间，并可因应传动轴222于垂直方向上的行程提供长度变化，使得外壳214与基座231之间的距离改变，以适用于不同的螺丝长度或螺丝锁付深度等需求，亦可提供较长的力矩。于此实施例中，传动轴222的第一端贯穿连接件221、减速机212、转子211、定子213、外壳214及伸缩模块24，再与螺丝起子模块23相连接，且此处所述的贯穿以依序贯穿连接件221、减速机212、转子211、定子213、外壳214及伸缩模块24为较佳，但不以此为限。

本实用新型的螺丝锁付模块可适用于机器手臂，以通过机器手臂进行自动化螺丝锁付。请参阅图4及图5，其中图4为显示本实用新型一实施例的螺丝锁付模块及其适用的机器手臂的分解结构示意图，以及图5为显示本实用新型一实施例的螺丝锁付模块及其适用的机器手臂的组合结构示意图。如图4及图5所示，根据本实用新型的一实施例，机器手臂3包括底座31、伺服马达32、滚珠螺杆33、固定座34、轴承连接器35、轴承组36以及螺丝锁付模块2。其中，伺服马达32设置于底座31上，且滚珠螺杆33的一端受伺服马达32驱动，滚珠螺杆33的另一端则枢设轴承连接器35的第一端，轴承连接器35的第二端与固定座34的第一端相连接，使轴承连接器35设置于固定座34与滚珠螺杆33之间。轴承组36设置于固定座34的第二端。

请再参阅图4、图5及图6所示，本实用新型的螺丝锁付模块2包括中空式驱动装置21、传动装置22及螺丝起子模块23。其中，中空式驱动装置21设置于底座31的一侧，包括转子211及减速机212，且转子211与减速机212相连接。传动装置22包括连接件221及传动轴222，其中连接件221与减速机212相连接，而传动轴222的第二端枢设于轴承组36，使传动轴222的第二端得以与固定座34的第二端达成连接效果，且传动轴222的第一端依序穿设连接件221及中空式驱动装置21，以达到与连接件221、中空式驱动装置21相连接。螺丝起子模块23设置于底座31相对于中空式驱动装置21的另一侧，并与传动轴222的第一端相连接。当中空式驱动装置21驱动转子211以第一转速转动，减速机212输出低于第一转速的第二转速，并以第二转速带动连接件221，传动轴222受连接件221带动，以使螺丝起子模块23受传动轴222带动旋转，以实现螺丝锁付动作。在一些实施例中，第一转速与第二转速的转速比为三比一、五比一或十比一为较佳，但不以此为限。

在一些实施例中，本实用新型的机器手臂3可进一步包括壳体37，其中壳体37与底座31相连接，使伺服马达32、滚珠螺杆33、固定座34、轴承连接器35、轴承组36、中空式驱动装置21以及传动装置22等组件设置于壳体37与底座31结合后的内部空间内，并可架构为一电锁机器人的部分或全部。

请参阅图6并配合图1，其为显示本实用新型一实施例的螺丝锁付模块及其适用的机器手臂的侧面结构透视图。从图6所示的本实用新型的机器手臂3的侧面结构透视图，与图1所示的传统直截式架构的机器手臂1的侧面结构透视图比较可明显看出，由于本实用新型提出的螺丝锁付模块2的中空式驱动装置21不占用传动轴222的行程高度，相对于习知技术中采用的伺服马达11于垂直方向上驱动传动轴12，本实用新型的螺丝锁付模块2及其适用的机器手臂3的整体总行程，相较习知传统直截式架构的机器手臂1，至少节省一个伺服马达11的行程高度，足见本实用新型确实能达成大幅提升垂直方向的总行程的功效，在设计上相对具有多元化的变化空间。

综上所述，本实用新型提供一种螺丝锁付模块及其适用的机器手臂，通过中空式驱动装置直接驱动传动装置及螺丝起子模块，使电机扭力重现性提高，且整体扭矩及刚性当然提升。此外，由于中空式驱动装置不占用传动轴的行程高度，因此可大幅提升垂直方向的总行程，在设计上更有保留空间。同时，由于本实用新型螺丝锁付模块的中空式驱动装置采用的减速机具有特定的减速比，使得中空式直驱架构应用于机器手臂成为可能，进而达到可应用于多种多样的产品与场合的功效。

当然，本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求书所界定的保护范围。

Claims (9)

1.一种螺丝锁付模块，其特征在于，包括：

一中空式驱动装置，包括一转子、一减速机、一定子及一外壳，其中该转子与该减速机相连接，该外壳环绕该定子设置，且该定子容设于该外壳内；

一传动装置，包括一连接件及一传动轴，其中该连接件与该减速机相连接，且该传动轴的一第一端穿设该连接件及该中空式驱动装置；以及

一螺丝起子模块，与该传动轴的该第一端相连接；

其中，当该中空式驱动装置驱动该转子以一第一转速转动，该减速机输出低于该第一转速的一第二转速，并以该第二转速带动该连接件，该传动轴受该连接件带动，以使该螺丝起子模块受该传动轴带动旋转。

2.根据权利要求1所述的螺丝锁付模块，其特征在于，该减速机的减速比为1/3、1/5或1/10，且该第一转速与该第二转速的转速比为三比一、五比一或十比一。

3.根据权利要求1所述的螺丝锁付模块，其特征在于，该传动轴为一花键，该连接件为一花键螺帽，且该花键与该花键螺帽卡合固接，该螺丝起子模块与该花键固接，并与该花键及该花键螺帽同步旋转。

4.根据权利要求1所述的螺丝锁付模块，其特征在于，该转子至少部分地设置于该定子内，且该传动轴的该第一端贯穿该连接件、该减速机、该转子、该定子及该外壳。

5.根据权利要求1所述的螺丝锁付模块，其特征在于，该螺丝起子模块包括一基座及一套筒，其中该外壳设置于该减速机与该基座之间，且该基座设置于该外壳与该套筒之间。

6.根据权利要求5所述的螺丝锁付模块，其特征在于，还包括一伸缩模块，其中该伸缩模块设置于该外壳与该基座之间，且该传动轴的第一端贯穿该连接件、该减速机、该转子、该定子、该外壳及该伸缩模块。

7.一种机器手臂，其特征在于，包括：

一底座；

一伺服马达，设置于该底座上；

一滚珠螺杆，其一端受该伺服马达驱动；

一固定座，具有一第一端及一第二端；

一轴承连接器，具有一第一端及一第二端，该轴承连接器的该第一端与该滚珠螺杆的另一端枢接，该轴承连接器的该第二端与该固定座的该第一端相连接，使该轴承连接器设置于该固定座与该滚珠螺杆之间；

一轴承组，设置于该固定座的该第二端；以及

一螺丝锁付模块，包括：

一中空式驱动装置，设置于该底座的一侧，包括一转子、一减速机、一定子及一外壳，其中该转子与该减速机相连接，该外壳环绕该定子设置，且该定子容设于该外壳内；

一传动装置，包括一连接件及一传动轴，其中该连接件与该减速机相连接，该传动轴具有一第一端及一第二端，该传动轴的该第二端枢设于该轴承组，使该传动轴的该第二端与该固定座的该第二端连接，且该传动轴的该第一端穿设该连接件及该中空式驱动装置；以及

一螺丝起子模块，设置于该底座相对于该中空式驱动装置的另一侧，并与该传动轴的该第一端相连接；其中，当该中空式驱动装置驱动该转子以一第一转速转动，该减速机输出低于该第一转速的一第二转速，并以该第二转速带动该连接件，该传动轴受该连接件带动，以使该螺丝起子模块受该传动轴带动旋转。

8.根据权利要求7所述的机器手臂，其特征在于，该第一转速与该第二转速的转速比为三比一、五比一或十比一。

9.根据权利要求7所述的机器手臂，其特征在于，还包括一壳体，其中该壳体与该底座相连接，使该伺服马达、该滚珠螺杆、该固定座、该轴承连接器、该轴承组、该中空式驱动装置以及该传动装置设置于该壳体与该底座结合后的一内部空间内。

Images