TW201427801A - 機械手臂操作系統 - Google Patents

Abstract

一種機械手臂操作系統包含一基座、一液壓系統、一機械手臂系統及一操作裝置。該液壓系統及機械手臂系統設置於該基座上，且該液壓系統機械性連接至該機械手臂系統。該操作裝置連接至該液壓系統，利用該操作裝置控制該液壓系統之輸出液壓，再利用該液壓系統之輸出液壓操作該機械手臂系統。

Description

機械手臂操作系統

本發明係關於一種機械手臂操作系統；特別是關於一種機械手臂操作示範教學〔demonstration〕系統；更特別是關於一種挖土機之機械手臂操作系統。

習用機械手臂裝置，如中華民國專利公告第M421153號之〝遊戲用挖土機之工作臂控制裝置〞新型專利，其揭示一種遊戲用挖土機之工作臂控制裝置。該工作臂控制裝置於一座體上樞接連結一工作臂組，且該工作臂組具有至少一工作臂及一挖斗。該工作臂組另連結一驅動機構，並以該工作臂控制裝置進行控制該驅動機構帶動該工作臂組樞轉擺動，使該工作臂組之挖斗進行鏟挖動作。

該驅動機構設有一驅動組，且該驅動組可帶動該工作臂組之工作臂進行上、下樞轉擺動。另外，於該控制裝置設有一感應器，以感測該工作臂組之挖斗向下鏟挖之反饋動作，並控制該工作臂及驅動組隨著該挖斗向下鏟挖之反饋動作，而帶動該工作臂組之工作臂向上樞轉擺動，使該工作臂組之挖斗可持續進行向下樞擺之鏟挖動作，以模擬真實之挖土動作。

另一機械手臂裝置，如中華民國專利公告第M342885號之〝玩具挖土機安全工作臂〞新型專利，其揭示一種玩具挖土機。該玩具挖土機包括：一車體；一工作臂，其由一第一中空桿體及一第二中空桿體樞接而成，該第一中空桿體之一端樞設於該車體，該第二中空桿體在異於樞設該車體之第一中空桿體的一端則設有一鏟斗，於該車體樞設之第一中空桿體兩側樞設一橫向握桿；該車體於樞設該工作臂之位置設置有一卡槽；該工作臂樞設於該車體之第一中空桿體內部設置有一卡桿，該卡桿於該第一中空桿體內部之一端樞設有一連動桿，該連動桿一 端與橫向握桿連接，該卡桿與該第一中空桿體內壁間設有一復位彈簧，利用該卡桿與卡槽的設計避免幼童於玩耍時不慎推倒該工作臂而前傾受傷。

然而，前述第M421153號之工作臂控制裝置或第M342885號之安全工作臂皆不具有機械手臂操作示範教學功能。因此，習用機械手臂裝置必然存在進一步提供具示範教學功能的需求。前述中華民國專利公告第M421153號及第M342885號之專利僅為本發明技術背景之參考及說明目前技術發展狀態而已，其並非用以限制本發明之範圍。

有鑑於此，本發明為了滿足上述需求，其提供一種機械手臂操作系統，其利用一操作裝置操作控制一液壓系統之輸出液壓，再利用該液壓系統之輸出液壓操作一機械手臂系統，以改善習用機械手臂裝置不具有操作示範教學功能之技術缺點。

本發明之主要目的係提供一種機械手臂操作系統，其利用一操作裝置操作控制一液壓系統之輸出液壓，再利用該液壓系統之輸出液壓操作一機械手臂系統，其達成液壓操作示範教學之目的。

為了達成上述目的，本發明較佳實施例之機械手臂操作系統包含：一基座；一液壓系統，其設置於該基座上；一機械手臂系統，其設置於該基座上，且該液壓系統機械性連接至該機械手臂系統；及一操作裝置，其連接至該液壓系統；其中該操作裝置控制該液壓系統之輸出液壓，利用該液壓系統之輸出液壓操作該機械手臂系統。

本發明較佳實施例之該液壓系統包含數個輸送管路及數個切換開關，利用該切換開關之開啟或關閉調整該液壓系統之輸出液壓。

本發明較佳實施例之該切換開關選自一三通開關，以便依需求切換該輸送管路之開啟或關閉。

本發明較佳實施例之該液壓系統包含一第一液壓柱及一第二液壓柱。

本發明較佳實施例之該第一液壓柱之一端樞接於該基座，而該第一液壓柱之另一端樞接於一樞接座。

本發明較佳實施例之該第二液壓柱之一端樞接於該樞接座，該第二液壓柱之另一端連結一工具主體。

本發明較佳實施例之該機械手臂系統包含一第一臂桿及一第二臂桿。

本發明較佳實施例之該第一臂桿之一端樞接於該基座，而該第一臂桿之另一端樞接於該第二臂桿，且該樞接座固定於該第一臂桿上。

本發明較佳實施例之該操作裝置包含一第一液壓操作筒及一第二液壓操作筒。

本發明較佳實施例之該第二液壓操作筒連接設置於二單向閥之間。

本發明較佳實施例之該第一液壓操作筒或第二液壓操作筒具有數個刻度。

為了充分瞭解本發明，於下文將例舉較佳實施例並配合所附圖式作詳細說明，且其並非用以限定本發明。

本發明較佳實施例之機械手臂操作系統適用於手動操作 〔manual operation〕、半自動操作〔semi-automatic operation〕或自動操作〔automatic operation〕液壓機械操作原理或汲取其它各種流體〔例如：添加各種顏料水或油〕進行示範，但其並非用以限定本發明之範圍。本發明較佳實施例之機械手臂操作系統選擇製成各種實驗教學示範用器材、裝飾品或其它類似器材，但其並非用以限定本發明之應用範圍。

第1圖揭示本發明較佳實施例之機械手臂操作系統之組合立體後視圖，其整合設置為單一系統；第2圖揭示本發明較佳實施例之機械手臂操作系統之上視圖，其對應於第1圖之立體圖；第3圖揭示本發明較佳實施例之機械手臂操作系統之側視圖，其對應於第1圖之組合立體圖。請參照第1、2及3圖所示，本發明較佳實施例之機械手臂操作系統1包含一基座10、一液壓系統2、一機械手臂系統3及一操作裝置4，其依需要組裝於該基座10上或自該基座10上拆解，以方便攜帶或適當收藏。

請再參照第1、2及3圖所示，舉例而言，該基座10選自一平面板體，且該基座10之尺寸規格及材質依需求設置。該基座10用以承載該液壓系統2、機械手臂系統3及操作裝置4或其它操作功能裝置，其依需求適當調整擺放設置於該基座10上，以便提供各種液壓機械操作功能，例如：挖土功能或推土功能。

舉例而言，該基座10之全部或部分平面板體可選擇由透明〔transparent〕或半透明〔semi-transparent〕材料〔例如：壓克力〔acrylic〕材料〕製成，以便由下方觀看該基座10之上方動作，以提升擴大觀看視角；或，該基座10之全部或部分平面板體可選擇由不透明〔opaque〕材料〔例如：木質材料〕製成。

請再參照第1、2及3圖所示，該液壓系統2〔hydraulic system〕固定設置〔例如，螺合鎖固〕於該基座10上，以便在該基座10上進行適當操作。舉例而言，該液壓系統2包含數個輸送管路〔conduit〕及數個切換開關〔switch valve〕，且適當串接形成一流體輸送迴路〔fluid transportation circuit〕。利用該切換開關之開啟或關閉調整該液壓系統2之輸出液壓，但其並非用以限定本發明之應用範圍。該切換開關選自一三通開關，以便依需求切換該輸送管路之開啟或關閉，以提升該流體輸送迴路之彈性輸出液壓。

請再參照第1、2及3圖所示，另外，該液壓系統2包含一第一液壓柱〔hydraulic cylinder〕21及一第二液壓柱22，其適當配置於該液壓系統2內。在機械操作時，利用該第一液壓柱21之適當伸長〔extension〕或縮回〔retraction〕進一步配合該第二液壓柱22之適當伸長或縮回，以形成各種液壓機械操作動作。

舉例而言，該第一液壓柱21之一端以一樞接固定座210樞接於該基座10上，而該第一液壓柱21之另一端樞接於一樞接座23，且該樞接座23包含一第一側板〔未標示符號〕及一第二側板〔未標示符號〕。該第一液壓柱21具有數個刻度〔scale〕或其它顯示器〔display〕或內部設有至少一個浮球，以利於觀看該液壓系統2及第一液壓柱21之內部流體進行定量操作，但其並非用以限定本發明之應用範圍。

相對的，該第二液壓柱22之一端樞接於該樞接座23，該第二液壓柱22之另一端連結一工具主體〔未標示符號〕，例如：挖斗。該第二液壓柱22具有數個刻度或其它顯示器或內部設有至少一個浮球，以利於觀看該液壓系統2及第二液壓柱22之內部流體進行定量操作，但其並非用以限定本發明之應用範圍。

舉例而言，該液壓系統2之全部或部分構件可選擇由透明 或半透明材料〔例如：塑膠〔plastic〕材料〕製成，以便觀看該液壓系統2之內部動作；或，該液壓系統2之全部或部分構件可選擇由不透明材料製成。

請再參照第1、2及3圖所示，舉例而言，在適當操作下，該第一液壓柱21及第二液壓柱22之組合體相對於該基座10之上方可選擇往上或往前伸出，亦可選擇往下或往前伸出，亦可選擇往上或往後縮回，亦可選擇往下或往後縮回，以便在該基座10上方適當進行前、後、上或下液壓機械操作。

請再參照第1、2及3圖所示，該機械手臂系統3固定設置〔例如，螺合鎖固〕於該基座10上，以便在該基座10上進行適當操作。另外，該機械手臂系統3機械性連接〔mechanical connection〕至該液壓系統2，以便利用該第一液壓柱21及第二液壓柱22之組合體進行液壓機械操作。

舉例而言，該機械手臂系統3選擇包含數個樞接元件，且適當組合形成一機械動作系統〔mechanical action system〕。利用該樞接元件彈性調整樞接組合該機械手臂系統3之輸出機械動作，但其並非用以限定本發明之應用範圍。該樞接元件選自一樞接桿，以便依需求彈性調整輸出機械動作。

請再參照第1、2及3圖所示，該機械手臂系統3至少包含一第一臂桿31及一第二臂桿32，其適當配置於該機械手臂系統3內。在機械操作時，利用該第一臂桿31之適當相對樞轉移動〔pivotal movement〕進一步配合該第二臂桿32之適當相對樞轉移動，以形成各種液壓機械操作動作。

舉例而言，該第一臂桿31之一端以一樞接固定座310樞接於該基座10上，而該第一臂桿31之另一端樞接於該第二臂桿32。在該第一臂桿31上固定該樞接座23，以便利用該第一液壓柱21操作該第一臂桿31。

相對的，該第二臂桿32之一端樞接於該第二液壓柱22， 以便利用該第二液壓柱22操作該第二臂桿32。另外，該第二臂桿32之另一端固接〔mounting〕於該工具主體，且在該第二臂桿32之兩端之間樞接該第一臂桿31，如此該第一臂桿31之動作可配合於該第二臂桿32之動作。

舉例而言，該機械手臂系統3之全部或部分構件可選擇由透明或半透明材料〔例如：壓克力材料〕製成，以便由不同方向觀看該機械手臂系統3之操作動作，以避免阻礙觀看該機械手臂操作系統1之其它構件之操作；或，該機械手臂系統3之全部或部分構件可選擇由不透明材料〔例如：金屬或木質材料〕製成。

請再參照第1、2及3圖所示，舉例而言，在適當操作下，該第一臂桿31及第二臂桿32之組合體相對於該基座10之上方可選擇往上或往前伸出擺動〔swing〕，亦可選擇往下或往前伸出擺動，亦可選擇往上或往後縮回擺動，亦可選擇往下或往後縮回擺動，以便在該基座10上方適當進行前、後、上或下液壓機械操作。

請再參照第1、2及3圖所示，該操作裝置4以管路連接至該液壓系統2，以便利用該操作裝置4控制該液壓系統2之輸出液壓。接著，利用該液壓系統2之輸出液壓操作該機械手臂系統3或其它機械操作系統〔未繪示〕。另外，該操作裝置4可選擇不設置於該基座10上，而將該操作裝置4選擇設置於其它位置。

請再參照第1、2及3圖所示，該操作裝置4包含一第一液壓操作筒41及一第二液壓操作筒42，且該第一液壓操作筒41及第二液壓操作筒42適當配置於該基座10上。該第二液壓操作筒42連接設置於二單向閥之間，如此該第二液壓操作筒42之操作輸出液壓受該二單向閥之限制。

該第一液壓操作筒41選自一液壓柱體〔cylinder〕，且該 液壓柱體具有一操作桿〔actuating level〕。該第一液壓操作筒41具有數個刻度或其它顯示器或內部設有至少一個浮球，以利於觀看該第一液壓操作筒41之內部流體進行定量操作，但其並非用以限定本發明之應用範圍。

相對的，該第二液壓操作筒42亦選自一液壓柱體，且該液壓柱體具有一操作桿。該第二液壓操作筒42具有數個刻度或其它顯示器或內部設有至少一個浮球，以利於觀看該第二液壓操作筒42之內部流體進行定量操作，但其並非用以限定本發明之應用範圍。

請再參照第1、2及3圖所示，操作者選擇該第一液壓操作筒41或第二液壓操作筒42，再將該液壓系統2之切換開關適當切換開啟或開關，以便選擇操作該第一液壓柱21或第二液壓柱22。最後，操作者藉由該第一液壓柱21或第二液壓柱22之液壓操作方式進一步控制該第一臂桿31及第二臂桿32之機械動作。

舉例而言，該操作裝置4之全部或部分構件可選擇由透明或半透明材料〔例如：塑膠〔plastic〕材料〕製成，以便觀看該操作裝置4之內部動作；或，該操作裝置4之全部或部分構件可選擇由不透明材料製成。

前述較佳實施例僅舉例說明本發明及其技術特徵，該實施例之技術仍可適當進行各種實質等效修飾及/或替換方式予以實施；因此，本發明之權利範圍須視後附申請專利範圍所界定之範圍為準。本案著作權限制使用於中華民國專利申請用途。

1‧‧‧機械手臂操作系統

10‧‧‧基座

2‧‧‧液壓系統

21‧‧‧第一液壓柱

210‧‧‧樞接固定座

22‧‧‧第二液壓柱

23‧‧‧樞接座

3‧‧‧機械手臂系統

31‧‧‧第一臂桿

310‧‧‧樞接固定座

32‧‧‧第二臂桿

4‧‧‧操作裝置

41‧‧‧第一液壓操作筒

42‧‧‧第二液壓操作筒

第1圖：本發明較佳實施例之機械手臂操作系統之組合立體圖。

第2圖：本發明較佳實施例之機械手臂操作系統之上視圖。

第3圖：本發明較佳實施例之機械手臂操作系統之側視圖。

1‧‧‧機械手臂操作系統

10‧‧‧基座

2‧‧‧液壓系統

21‧‧‧第一液壓柱

210‧‧‧樞接固定座

22‧‧‧第二液壓柱

23‧‧‧樞接座

3‧‧‧機械手臂系統

31‧‧‧第一臂桿

310‧‧‧樞接固定座

32‧‧‧第二臂桿

4‧‧‧操作裝置

41‧‧‧第一液壓操作筒

42‧‧‧第二液壓操作筒

Claims (10)

1. 一種機械手臂操作系統，其包含：一基座；一液壓系統，其設置於該基座上；一機械手臂系統，其設置於該基座上，且該液壓系統機械性連接至該機械手臂系統；及一操作裝置，其連接至該液壓系統；其中該操作裝置控制該液壓系統之輸出液壓，利用該液壓系統之輸出液壓操作該機械手臂系統。
2. 依申請專利範圍第1項所述之機械手臂操作系統，其中該液壓系統包含數個輸送管路及數個切換開關，利用該切換開關之開啟或關閉調整該液壓系統之輸出液壓。
3. 依申請專利範圍第1項所述之機械手臂操作系統，其中該液壓系統包含一第一液壓柱及一第二液壓柱。
4. 依申請專利範圍第3項所述之機械手臂操作系統，其中該第一液壓柱之一端樞接於該基座，而該第一液壓柱之另一端樞接於一樞接座。
5. 依申請專利範圍第3項所述之機械手臂操作系統，其中該第二液壓柱之一端樞接於該樞接座，該第二液壓柱之另一端連結一工具主體。
6. 依申請專利範圍第1項所述之機械手臂操作系統，其中該機械手臂系統包含一第一臂桿及一第二臂桿。
7. 依申請專利範圍第6項所述之機械手臂操作系統，其中該第一臂桿之一端樞接於該基座，而該第一臂桿之另一端樞接於該第二臂桿，且一樞接座固定於該第一臂桿上。
8. 依申請專利範圍第1項所述之機械手臂操作系統，其中該操作裝置包含一第一液壓操作筒及一第二液壓操作筒。
9. 依申請專利範圍第8項所述之機械手臂操作系統，其中該第二液壓操作筒連接設置於二單向閥之間。
10. 依申請專利範圍第8項所述之機械手臂操作系統，其中該第一液壓操作筒或第二液壓操作筒具有數個刻度。