TW201321153A - 機器人臂部件及其使用之齒輪間隙調整機構 - Google Patents

Abstract

一種齒輪間隙調整機構，其包括齒輪、安裝座、彈性齒輪、軸承及軸承座，該彈性齒輪與該齒輪嚙合，該軸承套設於該齒輪，該軸承座套設於該軸承並固定安裝於該安裝座上，該彈性齒輪包括外環、內環及裝設於外環及內環之間之彈性件，調整該軸承座於安裝座上之安裝位置，以帶動齒輪推抵彈性齒輪，使彈性件產生形變，從而使彈性件產生驅使彈性齒輪與齒輪緊密嚙合之彈力。本發明還提供一種應用該齒輪間隙調整機構之機器人臂部件。

Description

機器人臂部件及其使用之齒輪間隙調整機構

本發明涉及一種機器人臂部件，尤其涉及一種採用齒輪間隙調整機構之機器人臂部件。

工業機器人通常包括複數分別繞不同旋轉軸線旋轉並依次相連之轉軸。設置於其末端之轉軸，如六軸機器人之第六軸可裝設夾具、切削工具及探測器等以執行各種動作。每一轉軸藉由驅動組件實現繞某一旋轉軸線之轉動。每一驅動組件包括驅動器及減速齒輪。

工業機器人之各轉軸之運動精度、承載能力、運動之平穩性等均受減速齒輪嚙合狀況之影響。若減速齒輪中存於不當之齒輪間隙，則於實際傳動過程中，尤其是於頻繁正反轉動之齒輪之間極易產生衝擊，其結果不僅會導致噪聲及振動量增大，還會降低傳動之精度並縮短減速齒輪之使用壽命。

有鑒於此，有必要提供一種能夠調整齒輪間隙之齒輪間隙調整機構及使用該齒輪間隙調整機構之機器人臂部件。

一種齒輪間隙調整機構，其包括齒輪、安裝座、彈性齒輪、軸承及軸承座，該彈性齒輪與該齒輪嚙合，該軸承套設於該齒輪，該軸承座套設於該軸承並固定安裝於該安裝座上，該彈性齒輪包括外環、內環及裝設於外環及內環之間之彈性件，調整該軸承座於安裝座上之安裝位置，以帶動齒輪推抵彈性齒輪，使彈性件產生形變，從而使彈性件產生驅使彈性齒輪與齒輪緊密嚙合之彈力。

一種機器人臂部件，其包括第一機械臂、與第一機械臂轉動連接之第二機械臂、齒輪間隙調整機構及驅動第二機械臂轉動之驅動組件。齒輪間隙調整機構裝設於第一機械臂內且與驅動組件及第二機械臂分別固定連接之齒輪間隙調整機構，齒輪間隙調整機構包括由驅動組件驅動之齒輪、彈性齒輪、軸承、軸承座及安裝軸承座之安裝座，彈性齒輪與齒輪嚙合，軸承套設於齒輪，軸承座套設於軸承並固定安裝於安裝座上，彈性齒輪包括外環、內環及裝設於外環及內環之間之彈性件，內環與第二機械臂固定連接，以使得第一彈性齒輪轉動時帶動第二機械臂轉動，藉由調整軸承座於安裝座上之安裝位置，以帶動齒輪推抵彈性齒輪，使彈性件產生形變，從而使彈性件產生驅使彈性齒輪與齒輪緊密嚙合之彈力。

上述機器人臂部件由於設置有齒輪間隙調整機構，調整軸承座相對安裝座之位置，能夠使得彈性齒輪發生彈性形變，從而使彈性件產生驅使彈性齒輪與齒輪緊密嚙合之彈力，達到消除齒輪之間間隙之效果。

請一併參閱圖1及圖2，本發明實施方式之機器人臂部件100可應用於六軸工業機器人中，其包括第一機械臂10（僅示出其中一部分）、與第一機械臂10轉動連接之第二機械臂30、裝設於第一機械臂10之齒輪間隙調整機構50以及裝設於第一機械臂10並驅動第二機械臂30轉動之驅動組件70。

第一機械臂10包括保護殼11，其具有一容納空間111，齒輪間隙調整機構50收容於容納空間111中。第二機械臂30為一中空之殼體，其一端與齒輪間隙調整機構50固接。

請一併參閱圖3，齒輪間隙調整機構50包括安裝座51、第一彈性齒輪52、第一齒輪53、軸承54、軸承座55、第二彈性齒輪56以及第二齒輪57。

安裝座51套設於第二機械臂30上，且與第一機械臂10之保護殼11一端固定連接。安裝座51為一殼體，其開設有一通孔511，第二機械臂30穿過通孔511且第二機械臂30與安裝座51之間能夠相互轉動。安裝座51靠近第一機械臂10之一端形成有一安裝部513，用於安裝齒輪間隙調整機構50。

第一彈性齒輪52裝設於保護殼11靠近第二機械臂30之一側，其包括外環521、內環523及裝設於外環521及內環523之間之彈性件525。彈性件525包括彎折部5251、形成於彎折部5251外圈之第一端部5253及形成於彎折部5251內圈之第二端部5255。外環521套設於彈性件525上，外環521之外壁上形成有輪齒（圖未示），外環521之內壁與彈性件525之第一端部5253固定連接。彈性件525套設於內環523上，彈性件525之第二端部5255與內環523之外壁相固接。本實施例中，彎折部5251為藉由鑄造剛性片體使其彎折形成之折彎環。內環523與第二機械臂30固定連接，以使得第一彈性齒輪52轉動時帶動第二機械臂30轉動。

第一齒輪53裝設於第一彈性齒輪52靠近安裝部513之一側，其包括輪齒部531及於輪齒部531遠離安裝座51一側凸伸形成之軸部533，輪齒部531與第一彈性齒輪52之外環521之輪齒相嚙合，以使得第一齒輪53轉動時帶動第一彈性齒輪52轉動。

軸承54套設於第一齒輪53上，於本實施方式中，軸承54之數量為二。軸承座55套設於軸承54上，且固定安裝於安裝座51之安裝部513上。

第二彈性齒輪56套設於第一齒輪53遠離安裝座51之一端上，第二彈性齒輪56之結構與第一彈性齒輪52之結構類似，其包括外環561、內環563及裝設於外環561及內環563之間之彈性件565。彈性件565包括彎折部5651、形成於彎折部5651外圈之第一端部5653及形成於彎折部5651內圈之第二端部5655。外環561套設於彈性件535上，外環561之外壁上形成有輪齒（圖未示），外環561之內壁與彈性件565之第一端部5653固定連接。彈性件565套設於內環563上，彈性件565之第二端部5655與內環563之外壁相固接。彎折部5651為剛性片體彎折形成之折彎環。內環563固定套設於第一齒輪53上，以使得第一齒輪53轉動時帶動第二彈性齒輪56轉動。

第二齒輪57裝設於第二彈性齒輪56靠近第一機械臂10之一側，其包括輪齒部571及於輪齒部571朝向第一機械臂10凸伸之軸部573。輪齒部571上形成有輪齒，且與第二彈性齒輪56之外環561之輪齒嚙合，以使得第二齒輪57轉動時帶動第二彈性齒輪56轉動。軸部573於軸線方向開設一固接孔（圖未標）以及於固接孔之側壁上平行軸線方向開設有一凹槽5731，軸部573套設於驅動組件70上，以使得驅動組件70能夠驅動第二齒輪57轉動。

驅動組件70裝設於第一機械臂10，其包括驅動件71、於驅動件71朝向第二齒輪57凸伸之驅動軸73以及於驅動軸73外壁上垂直軸線方向凸伸形成之止轉件75，第二齒輪57之軸部573套設於驅動軸73上，驅動軸73容納於軸部573之固接孔中，止轉件75容納於凹槽5731中。藉由螺釘（圖未標）將第二齒輪57及驅動軸73固接，止轉件75限定於凹槽5731中以防止第二齒輪57相對驅動軸73轉動。於本實施方式中，驅動件71為馬達，可理解，驅動件71亦可為其他能夠驅動驅動軸73轉動之驅動件，例如氣缸。

使用時，驅動件71驅動驅動軸73轉動，驅動軸73帶動第二齒輪57轉動，第二齒輪57帶動第二彈性齒輪56轉動，第二彈性齒輪56帶動第一齒輪53轉動，第一齒輪53帶動第一彈性齒輪52轉動，第一彈性齒輪52帶動第二機械臂30轉動。

機器人臂部件100於使用時間較長後，有可能會發生第一彈性齒輪52與第一齒輪53之間或第二彈性齒輪56與第二齒輪57之間嚙合不緊密之現象，從而引起齒輪間傳動不精密及噪聲較大。

調整軸承座55於安裝部513之位置，將軸承座55靠近第一彈性齒輪52之方向移動，由於軸承座55移動時帶動第一齒輪53朝向第一彈性齒輪52移動，第一齒輪53推動第一彈性齒輪52，使得彈性件525發生彈性形變，彈性件525產生之彈性力推動外環521之輪齒與第一齒輪53之輪齒部531之間緊密嚙合。同時，軸承座55移動時帶動第二彈性齒輪56朝向第二齒輪57移動，第二彈性齒輪56之彈性件565發生彈性形變，其產生之彈性力推動外環561之輪齒與第二齒輪57之輪齒部571之間緊密嚙合。然後重新將軸承座55固定於安裝座51上。

可理解，第一齒輪53可直接與驅動組件70之驅動軸73固定連接，以使得驅動件71直接驅動第一齒輪53，此時第二彈性齒輪56及第二齒輪57可省略。

機器人臂部件100由於設置有齒輪間隙調整機構50，調整軸承座55相對安裝座51之位置，能夠使得第一彈性齒輪52及第二彈性齒輪56發生彈性形變而產生彈性力，使得第一彈性齒輪52與第一齒輪53之間及第二彈性齒輪56與第二齒輪57之間嚙合緊密，達到消除齒輪之間間隙之效果。

綜上所述，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方式，本發明之範圍並不以上述實施方式為限，舉凡熟悉本案技藝之人士，於爰依本案發明精神所作之等效修飾或變化，皆應包含於以下之申請專利範圍內。

100．．．機器人臂部件

10．．．第一機械臂

30．．．第二機械臂

50．．．齒輪間隙調整機構

70．．．驅動組件

11．．．保護殼

111．．．容納空間

51．．．安裝座

511．．．通孔

513．．．安裝部

52．．．第一彈性齒輪

53．．．第一齒輪

54．．．軸承

55．．．軸承座

56．．．第二彈性齒輪

57．．．第二齒輪

521、561．．．外環

523、563．．．內環

525、565．．．彈性件

531、571．．．輪齒部

533、573．．．軸部

5251、5651．．．彎折部

5253、5653．．．第一端部

5255、5655．．．第二端部

5731．．．凹槽

71．．．驅動件

73．．．驅動軸

75．．．止轉件

圖1係本發明實施例之機器人臂部件之立體圖。

圖2係圖1所示之機器人臂部件沿II-II方向之局部剖面示意圖。

圖3係圖2所示之機器人臂部件局部III之放大示意圖。

10．．．第一機械臂

30．．．第二機械臂

50．．．齒輪間隙調整機構

70．．．驅動組件

11．．．保護殼

111．．．容納空間

51．．．安裝座

511．．．通孔

513．．．安裝部

52．．．第一彈性齒輪

57．．．第二齒輪

521．．．外環

523．．．內環

525．．．彈性件

571．．．輪齒部

573．．．軸部

5731．．．凹槽

71．．．驅動件

73．．．驅動軸

75．．．止轉件

Claims (10)

1. 一種齒輪間隙調整機構，其包括一第一齒輪，其改良在於：該齒輪間隙調整機構還包括安裝座、第一彈性齒輪、軸承及軸承座，該第一彈性齒輪與該第一齒輪嚙合，該軸承套設於該第一齒輪，該軸承座套設於該軸承並固定安裝於該安裝座上，該第一彈性齒輪包括外環、內環及裝設於該外環及該內環之間之彈性件，藉由調整該軸承座於該安裝座上之安裝位置，以帶動該第一齒輪推抵該第一彈性齒輪，使該彈性件產生形變，從而使該彈性件產生驅使該第一彈性齒輪與該第一齒輪緊密嚙合之彈力。
2. 如申請專利範圍第1項所述之齒輪間隙調整機構，其中該外環套設於該彈性件，該彈性件套設於該內環，該外環形成有與該第一齒輪嚙合之輪齒。
3. 如申請專利範圍第1項所述之齒輪間隙調整機構，其中該彈性件包括彎折部、形成於該彎折部外圈之第一端部及形成於該彎折部內圈之第二端部，該第一端部與該外環固定連接，該第二端部與該內環固定連接。
4. 如申請專利範圍第1項所述之齒輪間隙調整機構，其中該第一齒輪包括輪齒部及於該輪齒部朝向遠離安裝座一側凸伸之軸部，該軸承套設於該軸部上。
5. 如申請專利範圍第4項所述之齒輪間隙調整機構，其中該齒輪間隙調整機構還包括第二彈性齒輪及與該第二彈性齒輪嚙合之第二齒輪，該第二彈性齒輪套設於該軸部遠離該輪齒部之一端。
6. 如申請專利範圍第5項所述之齒輪間隙調整機構，其中該第二彈性齒輪還包括外環、內環及裝設於該外環及該內環之間之彈性件，該外環套設於該彈性件，該彈性件套設於該內環。
7. 一種機器人臂部件，其包括第一機械臂、與該第一機械臂轉動連接之第二機械臂及驅動該第二機械臂轉動之驅動組件，其改良在於：該機器人臂部件還包括設置於該第一機械臂內且與該驅動組件及該第二機械臂分別固定連接之齒輪間隙調整機構，該齒輪間隙調整機構包括由該驅動組件驅動之第一齒輪、第一彈性齒輪、軸承、軸承座及安裝該軸承座之安裝座，該第一彈性齒輪與該第一齒輪嚙合，該軸承套設於該第一齒輪，該軸承座套設於該軸承並固定安裝於該安裝座上，該第一彈性齒輪包括外環、內環及裝設於該外環及該內環之間之彈性件，該內環與該第二機械臂固定連接，以使得第一彈性齒輪轉動時帶動該第二機械臂轉動，藉由調整該軸承座於安裝座上之安裝位置，以帶動該第一齒輪推抵該第一彈性齒輪，使該彈性件產生形變，從而使該彈性件產生驅使該第一彈性齒輪與該第一齒輪緊密嚙合之彈力。
8. 如申請專利範圍第7項所述之機器人臂部件，其中該外環套設於該彈性件，該彈性件套設於該內環，該外環形成有該第一齒輪嚙合之輪齒。
9. 如申請專利範圍第7項所述之機器人臂部件，其中該彈性件包括彎折部、形成於該彎折部外圈之第一端部及形成於該彎折部內圈之第二端部，該第一端部與該外環固定連接，該第二端部與該內環固定連接。
10. 如申請專利範圍第9項所述之機器人臂部件，其中該第一齒輪包括輪齒部及於輪齒部朝向遠離安裝座一側凸伸之軸部，該軸承套設於該軸部上，該齒輪間隙調整機構還包括第二彈性齒輪及與該第二彈性齒輪嚙合之第二齒輪，該第二彈性齒輪套設於該軸部遠離該輪齒部之一端，該第二齒輪與該驅動組件固定連接，以使得該驅動組件驅動該第二齒輪轉動，從而帶動該第二彈性齒輪及該第一齒輪轉動。