TW201127573A - Robot arm - Google Patents

Description

201127573 六、發明說明： 【發明所屬之技術領威】 [0001]本發明涉及一種機械手臂裝置。 【先前技術】 [0002]當前，機械手臂廣泛應用於生產實踐中，用以替代人工 來進行各種作業。例如’在印刷電路板（PCB)的生產過 程中，就會經常利用機械手臂來夹持量測工具，以便將 量測工具精確地定位於PCB上需要進行檢測的部位，這樣 可大大提高生產效率及檢測的準確性。然而，習知的機 械手臂都是基於直角座標系的，藉由機械手臂分別沿互 相垂直的三個渣標轴的移動來讓夾持於機械手臂前端的 夾爪上的量測工具準破定位於待檢測工件上需要進行檢 測的具體位置，結構複雜’佔用空間大，造成使用不方 便。 【發明内容】 [0003] 鑒於以上内容，有必'要提供一種結構簡單、使用方便的 機械手臂裝置。.： , ,… .：, [0004] 一種機械手臂裝置，包括軌道架、支撐臂及可沿該支撐 臂做直線運動的夾持機構’該轨道架呈圓環形狀，該支 撐臂伸向該轨道架的中心並可沿該軌道架做圓週運動。 [0005] 本發明機械手臂裝置藉由讓該支撐臂沿該軌道架做圓週 運動，讓該夾持機構沿該支撐臂做直線運動’從而建立 了一個極座標系，這樣可讓遠失持機構在三維空間運動 ，不僅結構簡單，使用也很方便。 【實施方式】 0992006721-0 099103573 表單编號 A0101 201127573 [0006] 請參昭圖] , “、、國1 ’本發明機械手臂裝置1的較佳實施方式，其 勺才舌 匕§呈圓環形狀的軌道架1 〇及可沿該軌道架1 〇滑動的滑 動架19 °該滑動架19包括可設置於該軌道架10並可沿該 軌道架1G滑動的滑座20、支撑臂3G、第-驅動機構40、 第—驅動機構50、第三驅動機構60及用於夾持量測工具 的爽持機構7〇。 t 1 ^^#10㈣具有安裝口 12的本體部分μ及可置於該安 裝口 12内而與該本體部分14接合在一起的接合部分16。 Λ本體。卩分14的底面及該接合部分16的底面沿週向均設 有β齒142、162。當該接合部分16與諸本體部分14接合 在—起時’該等滑齒142、1&2便形成一環形齒帶。四個 支樓件18均勻地分佈固定於該轨道架10的内圓環面上。 [0008] α座20可經由該安裝口 12套設於該軌道架1〇的本體部分 14 ’其包括相對而設的頂壁21、底壁22及相對而設的兩 侧壁23、24。該頂壁21、底壁22及兩侧壁23 ' 24—起圍 η开乂成一收容空間25。該頂壁2丨開設複數固定孔2丨2。該 兩侧壁23、24分別開設有柩轉孔232、242。該側壁24設 有用於避讓該專支擇件18的避位槽27。這樣，當該滑 座20沿該軌道架1〇的本體部分14運動時，既可避免與該 等支撐件18發生干涉，又可防止該滑座2〇脫離該軌道架 10 〇 [0009] 支樓臂30包括連接板32及垂直地設於該連接板32兩端的 安裝板34及安裝架35。該安裝架35包括兩橫板36及垂直 設於該兩橫板36兩端的兩豎板37。該兩橫板36對應設有 兩滑槽364。其中位於底部的橫板36於其滑槽364的兩側 099103573 表單蝙號Α0101 第4頁/共16頁 201127573 [0010] 對應該滑座20的固定孔212開設複數安裝孔362 °該兩豎 板37分別開設有穿置孔372。 該第一驅動機構40包括電機42、傳動軸44及傳動齒輪46 。該傳動齒輪46對應該傳動軸44開設有中心孔462 ° [0011] ο [0012] [0013] 〇 [0014] 該第二驅動機構50包括電機52、傳動絲杠54及滑動組件 56。該滑動組件56包括滑動塊57、安裝件58及隔板59。 該滑動塊57對應傳動絲杠54開設有螺紋孔572 °該滑動塊 57於上下兩端分別凸設有固定部574。該安裝件58及隔板 59分別開設兩光孔582、592。 該第三驅動機構60包括電機62、主動齒輪64、兩從動齒 輪66及兩傳動絲杠67。 該夾持機構70包括滑動件72、安裝於該滑動件72的電機 74及由該電機74驅動的用於夾持量測工具的兩夾持臂76 。該滑動件72相對地設有兩側板722，每π侧板722開設 兩用於穿置該兩傳動絲杠6 7岛螺紋孔7 2 4。 請同時參照圖1和圖2，組裝時〖將該第一驅動機構40的 傳動齒輪46放入該滑座20的收容空間25内’並讓該傳動 齒輪46的中心孔462與該滑座20的側壁23、24的樞轉孔 232、242相互對準。將該第一驅動機構40的傳動轴44依 次穿入該樞轉孔232、中心孔462及樞轉孔242，以將該 傳動齒輪46可轉動地安裝於該滑座2〇内。將該滑座2〇放 入本體部分14的安裝口 12並套設在本體部分14，該傳動 齒輪46與該本體部分14的滑齒142相互响合。將該接合部 匁16置於該本體部分14的安裝口 12，以與該本體部分η 099103573 表單編號Α0101 第5頁/共16頁 0992006721-0 201127573 相對接，從㈣⑼道架1Q。將該切臂麻置於該滑 座2〇的頂壁21上’讓該支撺臂30的安裳架35的安裝孔 362與該頂壁21的固定孔212相互對準，用固定件（如螺 絲）鎖固於該等安裴孔362及對應的固定孔212内，從而 將該支撐臂_定於該滑座2〇。這時，該安裝板34位於 该軌道架10外侧，該安裝架35伸向該軌道架1〇的中心。 [0015] [0016] 將該第一驅動機構4〇的電機42安裝於該支撐臂3〇的安裝 板34的下部並正對該滑座20，用連接件8〇 (如連接軸套 )將該電機42的轉轴與該第一釋動機構4〇的傳動軸44連 接起來。 將該第二驅動機構50的滑動組件56的滑動塊57置於該支 撐臂30的安裝架35内，讓該滑動塊57的兩固定部574分 別容置於該安裝架35的兩橫板36的滑槽364。將該滑動組 件56的安裝件58及隔板59分別固定於該滑動塊57的兩固 定部574而滑動安裝於該安裝架的兩側。將該第二驅動 機構50的電機52安裝於該支撐臂_的丨安裴板34的上部。 將該第二驅動機構50的傳動綠杠54穿過該安裳架35的一 穿置孔372、滑動塊57的螺紋孔572及該安裝架35的另一 穿置孔372並藉由一連接件90 (如連接軸套）連接該轉動 絲杠54的相應端。這時’該傳動絲杠54沿該安裝架35伸 向該軌道架10的中心的方向安裝於該支撐臂30的安裝架 讓該第三驅動機構60的兩傳動絲杠67分別穿入該夾持機 構70的滑動件72的螺紋孔724而螺設於該失持機構70的 清動件7 2，並讓該兩傳動絲紅6 7分別穿過該第二驅動機 099103573 表單編號A0101 第6頁/共16頁 0992006721Ό [0017] 201127573 構50的1^板59及安裝件58的對應光孔592、582。將該第 二驅動機構60的兩從動齒輪66放置於該安裴件58内並分 別安裝於該兩傳動絲杠67，而該第三驅動機構60的主動 齒輪64安裝於該第三驅動機構60的電機62的轉軸。將該 电機62安裝於該安裝件58，並讓該主動齒輪64與該兩從 動齒輪66相互嚙合。這樣，即完成該機械手臂裝置1的組 裝。 [0018]使用時’藉由固定件（如螺絲）將該轨道架1 〇的四個支 〇 撐件18固定於—自動檢測設備的檢測臺上（圖未示）， 從而將該機械手臂装置1固定於該檢測臺。豸兩炎持臂76 可夾持-量測工具。本實施友式中，該兩失持臂76失持 刀別作為正、負極的探針92。將待測產品（如pCB (圖未 ㈡）放置於檢測臺。啟動第一' 第；·三驅動機構 40、50、60的電機42、52、62，該第一驅動機構4〇的傳 雜44及傳動絲伽動該滑座20及該支射外沿該軌 道架ίο做®週運動；該第二驅動機構5㈣傳動絲杠54驅 〇 動該㈣組件56，偏帶減第三驅動機獅及該夾持 機構70-起沿該支推臂3〇的安裝架35 (即該轨道架1〇的 仫向）做直線運動，该第二驅動機構的電機Μ藉由主 從動齒輪64、66而驅動該兩傳動絲扛67轉動，進而帶動 該夾持機構H動（即”直於該軌道架1Q所在平 面的方向做直線運動），從而讓該兩探㈣在三維空間 靈活運動並精確定位於該PCB上需要進行檢測的部位，方 便地檢測該PCB是否有通電不良部位。若要檢測⑽的其 他參數時，在㈣持機額的轉㈣裝幼應的量測 099103573 表單編號A0101 第7頁/共16頁 0992006721-0 201127573 工具即可 [0019] 由上可知，該機械手臂&、置1藉由讓該支揮臂m、、儿#糾 架10做圓週運動，而讓♦丄 又饵忒<30沿该轨道 谩邊夾持機構7 〇沿該支撐 線運動，從而建立了 又私煮30做直 三維空間内靈活運動，2座標系，讓該夾持機卵在 工具定位於隨需要 持於該夾持機構70的量測 工具疋位於队要進行檢測的部位 使用也很方便。 、，。構間早， [0020]

本貫施方式T , —%動機構60藉由由主動齒輪64與 兩從動齒輪66組成的齒輪_力傳遞給對應的兩傳㈣ 杠67 ’由該兩傳動絲杠67帶動該失持機構70運動，可使 該夹持機構7G的_敎，讓量>取具精確定位於待測 產品的需要進行㈣的敎。在魏實施料中也可 只將該第三驅動機侧的—個傳動脉67直接連接於該 電機62的轉軸來達到傳力的目的。 [0021] [0022] 本實施方式中’該第一、第二及第三驅動機構4〇、5〇、 6〇的驅動方式是藉由齒輪齒條及絲杠義來實現的。在 其他實施方式中，也可採用磁懸浮的驅動方式。 另外，可以理解，根據檢測需要，可在該軌道架1〇上設 置—個以上這樣的滑動架19，以提高檢測效率。這時， 讓各滑動架19的支樓臂30長短不一，可避免形成量测工 具無法到達的檢測盲區。 综上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利 申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施例，舉凡 熟悉本案技藝之人士 ’在爰依本發明精神所作之等效修 099103573

表單編號A010I 第8頁/共16頁 0992006721-0 [0023] 201127573 [0024] 飾或變化，皆應涵蓋於以下之申請專利範圍内。 【圖式簡單說明】 圖1係本發明機械手臂裝置的較佳實施方式的立體分解圖 0 [0025] 圖2係圖1的立體組裝圖。 [0026] 【主要元件符號說明】 機械手臂裝置：1 ' [0027] 執道架：10 Ο Γ η [0028] 安裝口 ： 12 [0029] 本體部分：14 [0030] 滑齒：142、162 [0031] 接合部分：16 [0032] 支撐件：18 [0033] ❹ [0034] 滑動架：19 滑座：20 [0035] 頂壁：21 [0036] 固定孔：212 [0037] 底壁：22 [0038] 侧壁：23、24 [0039] 樞轉孔：232、242 099103573 表單編號Α0101 第9頁/共16頁 0992006721-0 201127573 [0040] 收容空間：25 [0041] 避位槽：27 [0042] 支撐臂：30 [0043] 連接板：32 [0044] 安裝板：34 [0045] 安裝架：35 [0046] 橫板：36 [0047] 安裝孔：362 [0048] 滑槽：364 [0049] 豎板：37 [0050] 穿置孔：372 [0051] 頂板：39 [0052] 第一驅動機構：40 [0053] 電機：42、52、62、74 [0054] 傳動軸：44 [0055] 傳動齒輪：46 [0056] 中心孔：462 [0057] 第二驅動機構：50 [0058] 傳動絲杠：5 4、6 7 099103573 表單編號A0101 第10頁/共16頁 0992006721-0 201127573 [0059] 滑動組件：56 [0060] 滑動塊：57 [0061] 螺紋孔：572 [0062] 固定部：574 [0063] 安裝件：58 [0064] 光孔：582、592 [0065] 隔板：59 〇 [0066] 第三驅動機構：60 [0067] 主動齒輪：64 ' [0068] 從動齒輪：66 [0069] 爽持機構.7 0 [0070] 滑動件.7 2 [0071] ❹ 侧板：722 [0072] 螺紋孔：724 [0073] 夾持臂：76 [0074] 連接件：80、90 [0075] 探針：92 099103573 表單編號A0101 第11頁/共16頁 0992006721-0

Claims (1)

1. 201127573 七、申請專利範圍： 1 . 一種機械手臂裝置，包括轨道架、支撐臂及可沿該支撐臂 做直線運動的夾持機構，該軌道架呈圓環形狀，該支撐臂 伸向該軌道架的中心並可沿該執道架做圓週運動。 2 .如申請專利範圍第1項所述之機械手臂裝置，進一步包括 套設於該軌道架並固定於該支撐臂的滑座及用於驅動該滑 座沿該轨道架做圓週運動的第一驅動機構。 3. 如申請專利範圍第2項所述之機械手臂裝置，其中該轨道 架沿週向形成一由滑齒組成的環形齒帶，該第一驅動機構 包括安裝於該支撐臂的電機、連接於該第一驅動機構的電 機的轉軸的傳動轴及由該傳動軸驅動且嚙合於該執道架的 齒帶的傳動齒輪，該傳動軸將該傳動齒輪可轉動地安裝於 該滑座。 4. 如申請專利範圍第3項所述之機械手臂裝置，進一步包括 用於讓該夾持機構沿該支撐臂做直線運動的第二驅動機構 ，該第二驅動機構包括安裝於該支撐臂的電機、連接於該 第二驅動機構的電機的轉軸的傳動絲杠及由該第二驅動機 構的傳動絲杠驅動的滑動組件，該第二驅動機構的傳動絲 杠沿伸向該軌道架的中心的方向安裝於該支撐臂，該夾持 機構連接於該滑動組件。 5. 如申請專利範圍第4項所述之機械手臂裝置，進一步包括 用於驅動該夾持機構的第三驅動機構，該第三驅動機構包 括安裝於該滑動組件的電機、安裝於該第三驅動機構的電 機的轉軸的主動齒輪、兩嚙合於該主動齒輪的從動齒輪及 兩分別固定於該兩從動齒輪的傳動絲杠，該第三驅動機構 099103573 表單編號A0101 第12頁/共16頁 0992006721-0 201127573 的兩傳動絲权螺設於該夾持機構，以驅動該夹持機構沿垂 直於該執道架所在平面的方向做直線運動。 .如申請專利範圍第5項所述之機械手臂裝置，其中該滑動 組件包括滑動裝設於該支撐臂並穿設於該第二驅動;:構的 傳動絲杠的滑動塊，該滑動塊開設有用於穿置兮笛_。 弟—驅動 機構的傳動絲杠的螺紋孔。 .如申請專利範圍第6項所述之機械手臂裝置，其中該支撐 臂包括連接板、設於該連接板一端並伸向該轨道架的中心 Ο 8 〇 9 10 . 099103573 的安裝架及設於該連接板另一蠕的位於該軌道架外側的安 裝板，該第一驅動機雄的電機及第二驅動機構的電機安裝 於該安裝板。 •如申請專利範圍第7項所述之機械手臂裝置，其中該安裝 架包括兩橫板及設於該兩橫板兩端的兩豎板，該第二驅動 機構的傳動絲杠設置於該兩豎板之間，碎兩橫板對應設有 滑槽，該滑動塊凸設兩分別滑動地容置於該兩滑槽的固定 部，該滑動組件還包括分別固定於該兩固爱部而滑動地置 於該安裝架的兩相對侧的安裝件及隔板，該第三驅動機構 的電機安裝於該安裝件° 如申請專利範圍第4項所述之機械手臂裝置，進—步包括 用於驅動該夾持機構的第三驅動機構’該第三驅動機構包 括固定於該滑動組件的電機、連接於該第三驅動機構的電 機的轉轴的傳動絲杠’該第三驅動機構的傳動絲杜螺設於 該夹持機構，以驅動該爽持機構沿垂直於該轨道架所在平 面的方向做直線運動。 如申請專利範圍第3項所述之機械手臂裝置，進—步包括 複數安裝於該軌道架的支撐件，該滑座開設一用於避讓該 0992006721-0 表單編號Α0101 第13頁/共16頁 201127573 等支禮件的避位槽。 11 .如申請專利範圍第1項所述之機械手臂裝置，其中該夾持 機構可沿垂直於該軌道架所在平面的方向做直線運動。 099103573 表單編號A0101 第14頁/共16頁 0992006721-0