201213073 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 [0001] [0002] 〇 本發明涉及-種機器人，尤其涉及—種用於1自_ 生產線’能完成搬運、碼料工作之機器人。 【先前技術】 一種習知機器人包括複數依錢接之機械臂，設置於其 末端之機械臂可裝設以、切削工具及探測 執 行器。每一機械臂藉由 承鲕執 ^精由—驅動組件實現繞某一旋轉轴续 之轉動。驅動組件一妒5 k 4 琛 I包括沿各機械臂之旋轉轴線方向 馬相及與馬達相連接之減速機，減速機之輪出 端驅動機械胸動，故，各機替沿其旋轉軸線之尺寸 通常較大:因驅動部·直接安褒於機械臂，運動時各 機械#承受之負載較大，從而慣性矩變大，給機械臂控 制之準確性及快速性造成困難q各機械臂沿各自旋轉 轴線方向之尺寸均較大，增加了機器人整體結構所佔用 之空間。 h 1 〇 【發明内容】 [0003]鑒於上述狀況，有必要提供一種結構緊凑且便於控制 之 機器人 [0004] 一種機器人，其包括機架、與機架轉動連接之大臂、與 大臂轉動連接之小臂、末端執行器、與小臂轉動連接之 連接件、依次連接於該連接件與小臂間之第一連桿及第 二連桿、與機架及連接件轉動連接之第三連桿、與機架 轉動連接之驅動連桿、以及連接驅動連桿與小臂之從動 連桿。連接件、第一連桿、第二連桿及小臂共同形成第 099132951 表單編號A0101 第5頁/共17頁 0992057653-0 201213073 [0005] 一平行四邊形結構。連接件、大臂、第三連桿以及機架 共同形成第二平行四邊形結構。驅動連桿、從動連桿、 】煮大臂及機架共同形成一五邊形結構。末端執行器 安裝於該第二連桿。該機器人還包括用於驅動大臂之第 一驅動組件，用於驅動驅動連桿之第二驅動組件，第一 驅動組件及第二驅動組件均設置於機架。 上述機器人藉由第一平行四邊形結構以及第二平行四邊 形結構之共同約束，使末端執行器相對於機架之姿態保 持不變，並可使得機器人之整體結構更為緊凑，佔用空 間較小。另，利用讓氣邊形結構，可使菸將第一驅動組 件及第一驅動組件均設置於機架上，且因驅動小臂之第 二驅動組件設置於機架上，小臂之負載減小，從而慣性 矩較小，便於小臂之運動控制。 [0006] [0007] 【實施方式】 下面將結合附圖及具體實施方式對本發明之機器人作進 一步詳細說明。 ；；：：： ...丨 請參見圖1至圖3，本發明貪施方式之機器人丨〇〇包括底座 1〇、轉動設置於底座10上之機架20、與機架2〇轉動連接
之大臂30、與大臂30轉動連接之小臂4〇、 以及位於末端 之末端執行器50。小臂40包括第一連接端41以及第二連 接端42。末端執行器50安裝於第一連接端ο，機架轉 動連接於第二連接端42。 [0008] 099132951 〜β 鸷連接。 件43與小臂40之第一連接端41之間設有依次連接之 連桿44及第二連桿45 °連接件43、第—連桿44、 表單編號Α0101 第6頁/共17頁 0992057653-0 201213073 [0009] O [ooio] [0011] θ 桿45以及小臂40共同組成一平行四邊形結構（圖未標） °末端執行器50安裝於第二連桿45上。 機架20與連接件43之間設有第三連桿46。第三連桿46二 端分別與機架20及連接件43轉動連接。連接件43、大臂 〇第二連桿46以及機架20共同形成第二平行四邊形結 構（圖未標）。在第一平行四邊形結構及第二平行四邊 形結構共同約束下，末端執行器50在運動過程甲，相對 於機架20之姿態可始終保持不變。 本實施方式中，連接件43包括轉軸部430以及位於轉軸部 430二側之第一連接部431及第二連接部432。轉轴部430 與小臂40轉動連接。第一連接部431及第二連接部432形 成“L”型結構’且第一連接部431與第一連椁44轉動連 接，第二連接部432與第三連桿46轉動連接。 第二連桿45包括安裝板451以及與安裝板451固定連接且 垂直於安裝板451之支撐桿452。安裝板451與小臂40之 第—連接端41轉動連接，支撐桿452與第一連桿44轉動連 接°末端執行器5d與安裝板451柑連，以將末端執行器50 安裝於第二連桿45上。 [0012] 機架20與小臂40之第二連接端42間還設有依次連接之驅 動連桿47以及從動連桿48。驅動連桿47、從動連桿48、 小臂40、大臂30以及機架20共同形成一五邊形結構（圖 未標）。連接件43、第一連桿44、第二連桿45及第三連 桿46設置於小臂40之一侧，驅動連桿47及從動連桿48設 置於小臂4 0相對之另一側。本實施方式中，第一平行四 099132951 表單編號A0101 第7頁/共17頁 0992057653-0 201213073 邊形結構、第二平行四邊形結構以及五邊形結構之轉動 關節處均藉由轉軸實現轉動連接。 [0013] a器人100還包括驅動大臂30之第一驅動組件61，驅動驅 動連柃47之第二驅動組件62，以及驅動機架2〇之第三驅 動組件63。第一驅動組件61及第二驅動組件62均設置於 機架20上，第三驅動組件63設置於第一、第二驅動組件 61、62之間。採用該配置方式，可使機器人1〇〇之結構更 為緊凑’且驅動小臂40之第二驅動組件μ設置於機架2〇 上，減小了小臂4 0之負載’從而便於對小臂4 〇進行控制 。末端執行器50還包括一旋轉馬達51，以使末端執行器 50可相對第二連桿45繞豎直方向轉動，從而末端執行器 50可獲得更多之自由度。 [0014] 本實施方式中，機器人100藉由底座1〇安裝至地面或者其 他支揮面上。機架20包括底板21及從底板21—側垂直延 伸出之側板22。側板22上設有一連接座221，第三連桿 46之一端與連接座221轉動連#。側板22上還設有分別位 於連接座221二侧之第一安寒新？23及第二安裝部224。 [0015] 第一驅動組件61包括第一馬達612以及第一滅速機構613 ，第一馬達612固定設置於底板21上。第一滅速機構613 安裝於第一安装部223。第二驅動組件62包拮第二馬達 621以及第二滅速機構623。第二馬達621固定設置於底 板21，第二減速機構623安裝於第二安裝部224。第三驅 動組件63包栝第三馬達631、由第三馬達631驅動之外齒 齒輪（圖未承），以及與該外齒齒輪嚙合以使機架2〇相 對底座ίο旋轉之内齒齒輪（圖未示）。第三馬達631設置 0992057653 099132951 表單編號A0101 第8頁/共17頁 201213073 於第—馬達612與第二馬達621之間。 [0016] 進一步，機器人100還包括與機架2〇相結合之保護罩8〇。 第、第二及第三馬達612、621、631均收容於保護罩 80内，從而防止塵屑、油污等污染上述馬達，可延長第 —、第二及第三馬達612、621、631之使用壽命。保護 罩80可採用透明材料製成，從而方便使用者從外部直接 觀察保護罩8〇内之各機構之工作狀況。 [0017] Ο ο 以下介紹機器人1〇〇之工作原理，請同時參見圖}至圖3， 因機架20、大臂30、連接件43之第二連接部432，以及 第三連桿46共同組成第二平行四邊形結構’當第一馬達 612驅動大臂30轉動時，第二連接部432相對於機架2〇之 姿態保持不變。因連接件43之第一連接部431 '第一連桿 44、第二連桿45，以及小臂4〇組成第―平形四邊形結構 ，當第二馬達621驅動驅動連桿47，從而藉由從動連桿48 帶動小臂40轉動時，第二連桿45相對於第一連接部431之 姿態保持不變，即末端執行器5〇相對於第一連接部431之 姿態不變。第一連接部431與苐|二連接部432形成“L，，型 結構，即二者形成一固定夾角，從而末端執行器5〇相對 於機架20之姿態保持不變，即末端執行器5〇始終保持平 動。此種鼓计在待處理或搬運之貨物較重時有明顯之優 勢。末端執行器50於旋轉馬達51之帶動下，還可繞豎直 方向旋轉’形成機器人100之末端執行器旋轉關節。 結合不同之末端執行器50，本發明之機器人1〇〇可將待處 理之貨物從源點轉移到目標點，完成相應之裝貨、卸貨 、搬運、碼垛等多種工作。 099132951 表單編號A0101 第9頁/共17頁 0992057653-0 [0018] 201213073 [0019] 综上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提 出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方 式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本 案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化 ，皆應涵蓋於以下申請專利範圍内。 【圖式簡單說明】 [0020] 圖1係本發明實施方式之機器人之立體圖，圖中對保護罩 進行了局部剖切。 [0021] 圖2係圖1所示之機器人沿另一視角之立體圖。 [0022] 圖3係圖1所示機器人之運動原理圖。 【主要元件符號說明】 [0023] 機器人1 0 0 [0024] 底座 10 [0025] 機架 20 [0026] 大臂 3 0 [0027] 小臂 40 [0028] 末端執行器50 [0029] 第一連接端41 [0030] 第二連接端42 [0031] 連接件43 [0032] 第一連桿44 099132951 表單編號A0101 第10頁/共17頁 0992057653-0 201213073
[0033] 第二連桿45 [0034] 第三連桿46 [0035] 轉軸部430 [0036] 第一連接部431 [0037] 第二連接部432 [0038] 安裝板451 [0039] 支撐桿452 [0040] 驅動連桿47 [0041] 從動連桿48 [0042] 第一驅動組件 61 [0043] 第二驅動組件 62 [0044] 第三驅動組件 63 [0045] 旋轉馬達51 [0046] 底板21 [0047] 側板22 [0048] 連接座221 [0049] 第一安裝部223 [0050] 第二安裝部224 [0051] 第一馬達612
099132951 表單編號A0101 第11頁/共17頁 0992057653-0 201213073 [0052] 第一減速機構613 [0053] 第二馬達 6 21 [0054] 第二減速機構623 [0055] 第三馬達6 31 [0056] 保護罩8 0 099132951 表單編號A0101 第12頁/共17頁 0992057653-0