TW202406704A - 智慧感測夾爪 - Google Patents

Abstract

一種智慧感測夾爪，其能電連接且受控於一控制裝置，並包含一基座、一驅動組件、二移動組件、二夾爪組件、二角度感測單元及一位移感測單元，其中，驅動組件、角度感測單元及位移感測單元裝設於基座並電連接控制裝置，驅動組件能受控作動並藉由移動組件帶動該二夾爪組件夾取及釋放物體，透過角度感測單元感測夾爪組件之曲柄件及位移感測單元感測驅動組件之移動件的位移量，控制智慧感測夾爪所受的沿Z方向之軸向力及沿X方向之夾持力，提升使用功能性及定位精度，感測單元裝設於基座，使夾爪組件無須另外裝設電路，簡化配線結構並降低成本。

Description

智慧感測夾爪

本發明係一種夾爪，尤指能感測沿Z方向之軸向力及沿X方向之夾持力的智慧感測夾爪。

夾爪經常搭配機械手臂或其他驅動設備而應用於自動化作業中，且因應不同作業需求，現今之夾爪具有不同種類，如一般剛性夾爪、柔性夾爪及感測夾爪等。

其中，由於所述一般剛性夾爪不具有感測夾持力道的功能，因此不具備力回饋功能，造成所述一般剛性夾爪發生碰撞，或夾持物件之力道過大造成夾爪或物件損傷時無法被及時發現，因此難以應用於精密作業中；所述柔性夾爪具有撓性但亦不具備有感測功能，撓性使得所述柔性夾爪較不易於碰撞或夾持時造成夾爪或物件損傷，惟所述柔性夾爪之撓性會導致其產生夾持力及夾持位置不易控制，且非夾持方向之剛性差等缺點。

因此，於現今之自動化精密作業中，應用所述感測夾爪逐漸成為趨勢，所述感測夾爪係能夠感測其夾持部對物體產生之夾持力道，而所述感測夾爪之感測方式通常分為電流式、電容式及電阻式，其中，電流式感測係非線性感測且雜訊較多，造成感測結果較不準確；而電容式及電阻式感測則是在夾爪之夾持部裝設電容式或電阻式的壓力感測器，並於夾持時透過所述壓力感測器接觸物體以感測夾持力道，惟由於所述壓力感測器需裝設於夾爪之夾持部，因此於結構及電路配線上較為複雜且成本較高。

本發明之主要目的在於提供一智慧感測夾爪，希藉此改善現今之電流式感測夾爪之感測結果較不準確，而電容式及電阻式感測夾爪則是需將壓力感測器裝設於夾爪之夾持部，造成於結構及電路配線上較為複雜且成本較高等問題。

為達成前揭目的，本發明智慧感測夾爪能電連接且受控於一控制裝置，並界定有一Z方向，所述智慧感測夾爪包含： 一基座； 一驅動組件，其設置於該基座，並包含一驅動件及一移動件，該驅動件電性連接所述控制裝置，並能受控而驅動該移動件沿該Z方向線性移動； 二夾爪組件，該二夾爪組件係相對設置於該基座，每一夾爪組件包含二曲柄件及一夾持件，該二曲柄件相互平行，並分別樞設於該基座，該夾持件連接該二曲柄件，並設有一彈性部及連接該彈性部之一夾持部，且該夾持部位於該夾持件上遠離該曲柄件之一端； 二移動組件，該二移動組件係相對設置於該基座，每一移動組件對應一所述夾爪組件，並包含一連動桿及一彈性件，所述連動桿具有能線性移動地設置於該基座之一移動端，所述連動桿之另一端樞設於對應之夾爪組件之其中一曲柄件，該彈性件之兩端沿該Z方向分別連接該移動件及所述連動桿之移動端； 二角度感測單元，該二角度感測單元設置於該基座，並分別用以感測該二夾爪組件之其中一曲柄件之轉動角度，且電性連接所述控制裝置；及 一位移感測單元，其設置於該基座，並用以感測該移動件之位移量，且電性連接所述控制裝置。

本發明智慧感測夾爪能受控於如機械手臂之控制裝置，並能藉由所述控制裝置帶動，所述控制裝置能驅動該驅動組件之驅動件，以藉由該二移動組件分別帶動該二夾爪組件的夾持件之夾持部靠近及遠離，以藉此透過該二夾爪組件之夾持件夾持及釋放物體，其中，所述智慧感測夾爪具備有下列優點： 1. 能感測兩方向之作用力：當所述夾爪組件之夾持件受力作用時，所述角度感測單元能感測所述夾爪組件之曲柄件的旋轉角度，該位移感測單元能感測該所述移動件沿該Z方向移動的位移量，使所述控制裝置經運算後能得知所述夾持件所受的沿該Z方向之一軸向力的大小及沿與該Z方向垂直之一X方向的一夾持力的大小，且所述控制裝置能透過控制該驅動件，而控制所述智慧感測夾爪對物體施加的沿該Z方向之力道及沿該X方向之力道，藉此能應用於碰撞偵測及提升夾持所述物體之定位精度，並提升所述智慧感測夾爪的使用功能性。 2. 能提升感測精度：如前述，所述角度感測單元係感測所述曲柄件之轉動角度，該位移感測單元係感測所述移動件之位移量，因此所述智慧感測夾爪係透過感測機械結構之作動以進行所述夾持力及所述軸向力之量測，因此能夠提升感測的精確性及可靠性。 3. 能降低生產成本：由於該二角度感測單元及該位移感測單元分別裝設於該基座，使所述夾爪組件之夾持件無須另外裝設電路，能有效簡化配線結構，並降低生產成本，且藉由該二角度感測單元及該位移感測單元之感測，使所述控制裝置僅透過所述驅動組件的一個所述驅動件，就能分別控制所述智慧感測夾爪對所述物體施加之軸向力及夾持力，及能控制該二夾爪組件之作動，藉此能降低生產成本及減輕所述智慧感測夾爪之整體重量。 4. 能避免造成物體受損：由於所述夾爪組件之夾持件的夾持部係透過所述彈性部連接，而所述彈性部能彈性變形，使所述夾持件能於提供類似於柔性夾爪之夾持觸感的同時仍維持剛性，並使所述夾持件的夾持部能於碰到所述物體或發生碰撞時提供緩衝，因此能避免造成所述智慧感測夾爪或所述物體受損，且透過所述彈性部提供之彈性變形，能克服一定程度的定位誤差。

此外，每一夾爪組件之夾持件之彈性部無論是沿該X方向連接該夾持部，或是與該X方向夾有一角度而連接該夾持部，皆不影響所述智慧感測夾爪測量所述軸向力及所述夾持力，因而使所述智慧感測夾爪能配合廠商之需求調整結構設計，提升適用範圍。

較佳地，該二移動組件及各自對應之夾爪組件分別位於該驅動組件之二側，使所述智慧感測夾爪於該Z方向的兩側呈對稱，另外，該驅動組件包含一驅動螺桿，該基座上設置有二軸向滑軌，該驅動螺桿樞設於該基座並連接該驅動件，該移動件螺設於該驅動螺桿，並能移動地設置於該二軸向滑軌上，該驅動件能驅動該驅動螺桿轉動，以使該移動件於該驅動螺桿及該二軸向滑軌上沿該Z方向移動，藉此能提升所述智慧感測夾爪之作動穩定性，並藉此提升量測精確度。

再者，每一所述夾爪組件之夾持件具有一連接基部，該連接基部連接該二曲柄件，於本創作之一種較佳實施例中，每一夾爪組件之夾持件之彈性部係直接連接該連接基部及該夾持部，而於本創作之另一種較佳實施例中，該連接基部上設置有一夾爪滑軌，該彈性部之一端連接該連接基部，另一端能移動地設置於該夾爪滑軌上並連接該夾持部，而該夾爪滑軌能與該X方向夾有一角度而設置，藉此使該彈性部與該X方向夾有所述角度而連接該夾持部，而能改變該夾持部之型態，提升所述智慧感測夾爪之適用範圍及所述夾持件受力時能移動的距離，供廠商依需求而選擇。

請參閱圖1至圖4，為本發明智慧感測夾爪之第一種較佳實施例，其能電連接且受控於一控制裝置，並界定有一Z方向，所述智慧感測夾爪包含一基座10、一驅動組件20、二夾爪組件30、二移動組件40、二角度感測單元50及一位移感測單元60。

如圖1至圖4所示，該驅動組件20設置於該基座10，並包含一驅動件21及一移動件22，該驅動件21電性連接所述控制裝置，並能受控而驅動該移動件22沿該Z方向線性移動，較佳地。該驅動件21為一馬達。

如圖1至圖3所示，該二夾爪組件30係相對設置於該基座10，每一夾爪組件30包含二曲柄件31及一夾持件32，該二曲柄件31相互平行，並分別樞設於該基座10，該夾持件32連接該二曲柄件31，並設有一彈性部321及連接該彈性部321之一夾持部322，且該夾持部322位於該夾持件32上遠離所述曲柄件31之一端，所述彈性部321較佳地係一壓縮彈簧。

如圖1及圖2所示，該二移動組件40係相對設置於該基座10，每一移動組件40對應一所述夾爪組件30，並包含一連動桿41及一彈性件42，所述連動桿41具有能線性移動地設置於該基座10之一移動端411，所述連動桿41之另一端樞設於對應之夾爪組件30之其中一曲柄件31，該彈性件42之兩端沿該Z方向分別連接該移動件22及所述連動桿41之移動端411，所述彈性件42較佳地係一壓縮彈簧，更佳地為一平面彈簧，所述平面彈簧相較於一般螺旋狀彈簧具有兩端容易固定且尺寸較小的優勢，應用於本創作智慧感測夾爪中能提升結構穩定性及能減少體積。

其中，該驅動組件20包含一驅動螺桿23，該基座10上設置有二軸向滑軌11，該驅動螺桿23樞設於該基座10並連接該驅動件21，該移動件22螺設於該驅動螺桿23，並能移動地設置於該二軸向滑軌11上，該驅動件21能驅動該驅動螺桿23轉動，以使該移動件22於該驅動螺桿23及該二軸向滑軌11上沿該Z方向移動，每一移動組件40之連動桿41的移動端411分別對應設置於每一所述軸向滑軌11上。

再者，每一軸向滑軌11上分別設置有一軸向滑塊12，每一移動組件40之連動桿41的移動端411分別對應樞設於所述軸向滑塊12上，使所述連動桿41的移動端411能於該基座10上線性移動，每一移動組件40之彈性件42之兩端沿該Z方向分別連接該驅動組件20之移動件22及對應的連動桿41之移動端411設置之軸向滑塊12。

較佳地，該二移動組件40及各自對應之夾爪組件30分別位於該驅動組件20之二側，該基座10之該二軸向滑軌11分別位於該驅動螺桿23的二側，且所述連動桿41之移動端411至該驅動螺桿23的距離大於所述連動桿41之另一端至該驅動螺桿23的距離，使所述智慧感測夾爪於該Z方向的兩側呈對稱，而配合該移動件22設置於該二軸向滑軌11，能提升所述智慧感測夾爪之作動穩定性，並藉此提升量測精確度。

如圖3及圖4所示，該二角度感測單元50設置於該基座10，每一角度感測單元50分別對應每一夾爪組件30，並用以感測所述夾爪組件30之其中一曲柄件31之轉動角度，且該二角度感測單元50分別電性連接所述控制裝置，由於所述夾爪組件30之該二曲柄件31係平行設置，因此當該二曲柄件31被驅動旋轉時，該二曲柄件31之轉動角度會相等。

如圖3及圖4所示，該位移感測單元60設置於該基座10，並用以感測該移動件22之位移量，且電性連接所述控制裝置。其中，所述角度感測單元50及所述位移感測單元60較佳地係分別為一光學編碼器，再者，該二夾爪組件30及該二移動組件40設置於該基座10之前側，該二角度感測單元50、該位移感測單元60及該驅動件21設置於該基座10之背側。

如圖2所示，所述智慧感測夾爪界定有與該Z方向垂直之一X方向，每一所述夾爪組件30之夾持件32具有一連接基部323，該連接基部323連接該二曲柄件31，於本發明之第一種較佳實施例中，每一夾爪組件30之夾持件32之彈性部321係直接連接該連接基部323及該夾持部322，且該夾持件32係一體成形，因此能降低成本並使尺寸縮小；另如圖5至圖8所示，於本發明之第二種及第三種較佳實施例中，該連接基部323上設置有一夾爪滑軌324，該彈性部321之一端連接該連接基部323，另一端能移動地設置於該夾爪滑軌324上並連接該夾持部322，而該夾爪滑軌324能與該X方向夾有一角度 而設置，藉此使所述夾持件32之彈性部321能與該X方向夾有所述角度 而連接該夾持部322，而能改變該夾持部322之型態，提升所述智慧感測夾爪之適用範圍及所述夾持件32受力時能移動的距離，供廠商依需求而選擇。

如圖9及圖10所示，本發明智慧感測夾爪能透過所述控制裝置控制該驅動組件20之驅動件21運作，使該驅動件21透過一皮帶211及一皮帶輪212帶動該驅動螺桿23旋轉，而使該移動件22沿該Z方向移動，該移動件22會帶動該二移動組件40之彈性件42沿該Z方向移動並帶動對應之連動桿41，而使該二移動組件40之連動桿41分別對應之該二夾爪組件30的曲柄件31轉動，藉此使所述曲柄件31帶動所述夾持件32移動，而使該二夾爪組件30之夾持件32的夾持部322互相靠近或分離，以使本發明智慧感測夾爪夾持或釋放物體，而能以一個所述驅動件21帶動該二夾爪組件30，以精簡結構、減輕重量並降低成本。

其中，透過所述智慧感測夾爪之該二角度感測單元50及該位移感測單元60，能供所述控制裝置感測該二夾爪組件30之夾持件32的夾持部322所受之平行於該Z方向的軸向力Fz平行於該X方向的夾持力Fx，以藉此控制所述智慧感測夾爪之施力，或能感測所述夾持件32是否受到撞擊，以下將以簡圖說明所述智慧感測夾爪如何感測所述軸向力Fz及所述夾持力Fx，而所述智慧感測夾爪對夾持於該二夾持件32之間的一物體70施加的沿該X方向之力道係與所述夾持力Fx方向相反；所述智慧感測夾爪對所述物體70施加的沿該Z方向之力道係與所述軸向力Fz方向相反。

如圖2及圖6所示，於本發明之第一種及第二種較佳實施例中，每一夾爪組件30之夾持件32之彈性部321係沿該X方向連接該連接基部323，請參閱圖11，於所述夾持件32之夾持部322界定有一施力點G，當該二夾爪組件30之夾持件32的夾持部322夾持或碰觸到所述物體70時，每一夾爪組件30之夾持件32的夾持部322會受到反作用力，於簡圖中將以所述夾持力Fx及所述軸向力Fz作用於所述施力點G進行說明。此外，由於該二夾爪組件30係對稱設置，因此該二夾爪組件30所受之軸向力Fz的大小相等，所受之夾持力Fx的大小亦相等，僅所述夾持力Fx的方向相反，故僅以其中一所述夾爪組件30進行說明，另外，為便於說明，故將所述夾爪組件30之該二曲柄件31分別界定為一第一曲柄件31a及一第二曲柄件31b，該第一曲柄件31a係樞接對應之移動組件40之連動桿41。

如圖11所示，當所述夾持件32之夾持部322受到力量作用時，會使所述夾持件32之彈性部321被壓縮而產生一彈性部壓縮量 ，且所述曲柄件31及所述連動桿41會轉動，所述連動桿41之移動端411會移動，所述彈性件42會被壓縮。

其中，所述夾持力Fx能以下列方程式表示： 於上述方程式中， 為所述夾持力； 為所述夾持件32之彈性部321的彈性係數。 即所述夾持力Fx等於所述夾持件32之彈性部321的彈性係數 乘以所述彈性部壓縮量 ，所述彈性部壓縮量 能以下列方程式表示： 於上述方程式中， 所述彈性部壓縮量；該第二曲柄件31b的兩端分別具有連接該基座10的一樞接點E及連接所述夾持件32之連接基部323的一樞接點F， 為該第二曲柄件31b自所述樞接點E至所述樞接點F之間的長度； 為該二曲柄件31之初始角度，能由廠商依需求自行調整設定； 為所述曲柄件31旋轉後的角度，並能由對應之所述角度感測單元50量測而得。 透過所述角度感測單元50量測對應之曲柄件31旋轉後的角度，即能夠算出所述彈性部壓縮量 ，並能夠運算得出所述夾持力Fx，因此，所述控制裝置能透過所述角度感測單元50控制所述曲柄件31之旋轉後的角度，以控制所述智慧感測夾爪之夾持力Fx。

此外，所述軸向力Fz能以下列方程式表示： 於上述方程式中， 為所述連動桿41之受力； 為所述連動桿41轉動後的角度； 為該第一曲柄件31a自一樞接點B至一樞接點C之間的長度，其中所述樞接點B為該第一曲柄件31a與所述連動桿41之連接處，所述樞接點C為該第一曲柄件31a與該基座10之連接處； 為該第一曲柄件31a自所述樞接點B至一樞接點D之間的長度，所述樞接點D為該第一曲柄件31a與所述夾持件32之連接基部323的連接處。其中，所述連動桿41之受力 能以下列方程式表示： 於上述方程式中， 為與所述連動桿41對應的彈性件42的彈性係數，所述連動桿41與所述彈性件42透過一樞接點A連接； 為所述移動件22沿該Z方向移動的位移量，並能藉由該位移感測單元60感測； 為所述連動桿41之移動端411沿該Z方向的位移量，即所述樞接點A沿該Z方向的位移量。其中，所述連動桿41之移動端411的位移量 能以下列方程式表示： 於上述方程式中， 為所述樞接點A至所述樞接點C沿該Z方向之初始長度，即一基點O至所述樞接點C之初始長度，所述基點O係為了便於利用向量迴路法進行連桿分析所界定的假想基準點，所述基點O的位置係沿該X方向與所述樞接點A平行，並係沿該Z方向與所述樞接點C平行； 為所述連動桿41自所述樞接點A至所述樞接點B之間的長度。其中所述樞接點A至所述樞接點C沿該Z方向之初始長度 能以下列方程式表示： 於上述方程式中， 為所述連動桿41之初始角度，能由廠商依需求自行調整設定。而所述連動桿41轉動後的角度 能以下列方程式表示： 於上述方程式中， 為所述樞接點A與所述基點O之間的距離，即所述樞接點A與所述樞接點C之間沿該X方向的距離。因此，由前述的方程式可得知，所述控制裝置能透過所述角度感測單元50控制所述曲柄件31之旋轉後的角度，並透過該位移感測單元60及控制該驅動件21，以控制所述移動件22沿該Z方向移動的位移量，即能控制所述智慧感測夾爪之軸向力Fz。

因此，所述控制裝置藉由所述角度感測單元50感測，並透過操控該驅動件21作動，就能控制所述曲柄件31之轉動角度以控制沿該X方向的所述夾持力Fx，而不會受所述軸向力Fz之影響；當透過所述角度感測單元50感測並經運算得知所述夾持力Fx的力量大小後，再透過該位移感測單元60感測該驅動件21作動而帶動所述移動件22沿該Z方向移動的位移量 ，即能夠控制沿該Z方向的所述軸向力Fz，且所述軸向力Fz之控制不受所述夾持力Fx變化的影響，並能夠在控制所述軸向力Fz的過程中監測所述夾持力Fx的力量變化，使所述智慧感測夾爪能夠分別提供所述控制裝置感測及控制所述夾持力Fx及所述軸向力Fz，有效提升所述智慧感測夾爪的使用功能性。

此外，如圖7及圖8所示，於本發明之第三種較佳實施例中，每一夾爪組件30之夾持件32之彈性部321係與該X方向夾有一角度 而連接該夾持部322，所述角度 介於0度至90度之間，不包含端點值其中，請參閱圖12，當所述夾持件32之彈性部321的兩端與該X方向夾有所述角度 而分別連接該夾持部322及該連接基部323時，所述夾持力Fx能以下列方程式表示： 於上述方程式中， 為所述夾持力， 為所述夾持件32之彈性部321的兩端與該X方向之間的夾角，其餘符號已於前述的段落中敘明，故於此不贅述。所述軸向力Fz能以下列方程式表示： 於上述方程式中， 為所述軸向力，其餘符號已於前述的段落中敘明，且係以相同方程式運算而得，故於此不贅述。 藉由前述的方程式可得知，無論所述夾持件32之彈性部321是否與該X方向夾有所述角度 而連接該夾持部322及該連接基部323，皆不影響所述智慧感測夾爪測量所述軸向力Fz及所述夾持力Fx，因而使所述智慧感測夾爪能配合廠商之需求調整結構設計，提升適用範圍。

本發明智慧感測夾爪透過所述軸向力Fz及所述夾持力Fx之感測，能用以進行意外碰撞偵測，當所述控制裝置帶動所述智慧感測夾爪移動之路徑異常或移動環境異常，使所述夾持件32受到碰撞時，所述夾持件32會受到反作用力，所述控制裝置就會感測到所述軸向力Fz及所述夾持力Fx發生變化，並能判斷碰撞是來自於該Z方向或該X方向，藉此帶動所述智慧感測夾爪移動以迴避。

如圖13所示，當所述夾爪組件30之夾持件32接觸到所述物體70底下的一載盤80時，所述控制裝置能帶動所述智慧感測夾爪沿該Z方向往上移動，確保夾取位置準確，藉此能夠提升定位精度，其中，若所述夾持件32係於所述連接基部323或所述彈性部321受到碰撞時，所述夾持件32仍會因撞擊而移動並帶動所述曲柄件31轉動，使所述角度感測單元50感測到角度變化，而仍能夠使所述控制裝置分辨所述智慧感測夾爪所受之撞擊方向，並進行迴避。

當所述智慧感測夾爪將所述物體70夾起，使所述物體70離開所述載盤80時，透過感測所述軸向力Fz即能夠量測所述物體70之重量，並能夠透過所述夾持力Fx之換算得知所述物體70於該X方向上的寬度尺寸，而當所述智慧感測夾爪將所述物體70放下時，所述物體70會沿Z方向碰觸到所述載盤80，使感測到的軸向力Fz發生變化，藉此能提升所述智慧感測夾爪擺置所述物體70之精確度，且使所述智慧感測夾爪不必使用空投或預設路徑的方式擺置所述物體70，能避免所述物體70遭到撞擊，並提升所述智慧感測夾爪之適用範圍。

再者，由於所述智慧感測夾爪的該二夾爪組件30分別連接有一所述角度感測單元50，使該二夾爪組件30之夾持件32分別所受的夾持力Fx能分開感測，因此當所述智慧感測夾爪夾持的物體70沿X方向的任一側碰觸到其餘物體時，會使該二夾爪組件30中與所述其餘物體碰觸同一側的夾爪組件30之夾持件32所受的夾持力Fx發生變化，所述控制裝置能藉此得知所述物體70受到碰撞；或當欲將所述物體70放置於孔位中等四周有壁面的放置位置時，能藉此修正所述物體70的位置偏移或歪斜；亦或是當所述物體70的放置位置設有定位結構時，能透過所述物體70碰觸所述定位結構產生之夾持力Fx變化，以確認所述物體70是否抵達放置位置。

此外，由於所述角度感測單元50及該位移感測單元60均分別裝設於該基座10，因此無須在所述夾爪組件30上配置線路，而能簡化配線結構並降低成本，當夾持所述物體70時，所述角度感測單元50及該位移感測單元60不會直接接觸到所述物體70，因此亦不會受到所述夾持力Fx之影響，且所述角度感測單元50及該位移感測單元60係感測機械結構之作動，即所述曲柄件31之轉動角度及所述移動件22之位移量，搭配現有光學編碼器對角度及距離之量測精度高，因此能夠提升感測的精確性及可靠性。

再者，由於所述夾爪組件30之夾持件32的夾持部322係透過所述彈性部321與所述連接基部323連接，而所述彈性部321能彈性變形，而能於提供類似於柔性夾爪之夾持觸感的同時仍維持剛性的硬度，使所述夾持件32的夾持部322能於碰到所述物體70或發生碰撞時提供緩衝，因此能避免造成所述智慧感測夾爪或所述物體70受損，且當欲夾持所述物體70時，若所述控制裝置控制所述智慧感測夾爪之移動位置或所述物體70的位置有偏移，透過所述夾持件32之彈性部321提供之彈性變形能克服一定程度的定位誤差，使所述智慧感測夾爪仍能順利夾持所述物體70。

另外，於本發明之較佳實施例中，所述智慧感測夾爪係揭示以兩組所述夾爪組件30構成的兩爪機械結構，惟本發明提供之所述軸向力Fz及所述夾持力Fx之方程式及力量分析，以及本發明提供之機構連桿簡圖係能應用於由多組所述夾爪組件30所構成的多爪機械結構中，而不僅限於兩爪機械結構。

綜上所述，本發明智慧感測夾爪透過該二角度感測單元50及該位移感測單元60，能分別感測該二夾爪組件30的夾持件32所受的軸向力Fz及夾持力Fx，所述控制裝置能藉此透過該驅動件21而分別控制所述軸向力Fz及所述夾持力Fx，因此能提升所述智慧感測夾爪之使用功能性及定位精度，且透過該二角度感測單元50及該位移感測單元60分別裝設於該基座10的結構設計，使所述夾爪組件30之夾持件32無須另外裝設電路，能有效簡化配線結構，並降低生產成本。

10:基座 11:軸向滑軌 12:軸向滑塊 20:驅動組件 21:驅動件 211:皮帶 212:皮帶輪 22:移動件 23:驅動螺桿 30:夾爪組件 31:曲柄件 31a:第一曲柄件 31b:第二曲柄件 32:夾持件 321:彈性部 322:夾持部 323:連接基部 324:夾爪滑軌 40:移動組件 41:連動桿 411:移動端 42:彈性件 50:角度感測單元 60:位移感測單元 70:物體 80:載盤 Fz:軸向力 Fx:夾持力 A, B, C, D, E, F:樞接點 G:施力點 O:基點 :距離 , , , :長度 , :位移量 , , :角度

圖1：為本發明智慧感測夾爪之第一種較佳實施例之立體示意圖。 圖2：為本發明智慧感測夾爪之第一種較佳實施例之前視平面示意圖。 圖3：為本發明智慧感測夾爪之第一種較佳實施例之背視平面示意圖。 圖4：為本發明智慧感測夾爪之第一種較佳實施例之側視平面示意圖。 圖5：為本發明智慧感測夾爪之第二種較佳實施例之立體示意圖。 圖6：為本發明智慧感測夾爪之第二種較佳實施例之前視平面示意圖。 圖7：為本發明智慧感測夾爪之第三種較佳實施例之示意圖。 圖8：為本發明智慧感測夾爪之第三種較佳實施例之前視平面示意圖。 圖9：為本發明智慧感測夾爪之第一種較佳實施例之二夾持件的夾持部相互遠離之示意圖。 圖10：為本發明智慧感測夾爪之第一種較佳實施例之二夾持件的夾持部相互接近之示意圖。 圖11：為本發明智慧感測夾爪之夾持件之第一種及第二種較佳實施例的單一組驅動組件、夾爪組件及移動組件的部分俯視簡圖。 圖12：為本發明智慧感測夾爪之第三種較佳實施例的驅動組件、夾爪組件及移動組件的部分俯視簡圖。 圖13：為本發明智慧感測夾爪之夾持物體之動作示意圖。

10:基座

11:軸向滑軌

12:軸向滑塊

20:驅動組件

211:皮帶

212:皮帶輪

22:移動件

23:驅動螺桿

30:夾爪組件

31:曲柄件

32:夾持件

321:彈性部

322:夾持部

323:連接基部

40:移動組件

41:連動桿

411:移動端

42:彈性件

50:角度感測單元

Claims (10)

1. 一種智慧感測夾爪，其能電連接且受控於一控制裝置，並界定有一Z方向，所述智慧感測夾爪包含： 一基座； 一驅動組件，其設置於該基座，並包含一驅動件及一移動件，該驅動件電性連接所述控制裝置，並能受控而驅動該移動件沿該Z方向線性移動； 二夾爪組件，該二夾爪組件係相對設置於該基座，每一夾爪組件包含二曲柄件及一夾持件，該二曲柄件相互平行，並分別樞設於該基座，該夾持件連接該二曲柄件，並設有一彈性部及連接該彈性部之一夾持部，且該夾持部位於該夾持件上遠離所述曲柄件之一端； 二移動組件，該二移動組件係相對設置於該基座，每一移動組件對應一所述夾爪組件，並包含一連動桿及一彈性件，所述連動桿具有能線性移動地設置於該基座之一移動端，所述連動桿之另一端樞設於對應之夾爪組件之其中一曲柄件，該彈性件之兩端沿該Z方向分別連接該移動件及所述連動桿之移動端； 二角度感測單元，該二角度感測單元設置於該基座，並分別用以感測該二夾爪組件之其中一曲柄件之轉動角度，且電性連接所述控制裝置；及 一位移感測單元，其設置於該基座，並用以感測該移動件之位移量，且電性連接所述控制裝置。
2. 如請求項1所述之智慧感測夾爪，其中所述智慧感測夾爪界定有與該Z方向垂直之一X方向，每一夾爪組件之夾持件之彈性部係沿該X方向連接該夾持部。
3. 如請求項1所述之智慧感測夾爪，其中所述智慧感測夾爪界定有與該Z方向垂直之一X方向，每一夾爪組件之夾持件之彈性部係與該X方向夾有一角度而連接該夾持部，所述角度介於0度至90度之間，不包含端點值。
4. 如請求項1至3中任一項所述之智慧感測夾爪，其中該二移動組件及各自對應之夾爪組件分別位於該驅動組件之二側。
5. 如請求項1至3中任一項所述之智慧感測夾爪，其中該驅動組件包含一驅動螺桿，該基座上設置有二軸向滑軌，該驅動螺桿樞設於該基座並連接該驅動件，該移動件螺設於該驅動螺桿，並能移動地設置於該二軸向滑軌上，該驅動件能驅動該驅動螺桿轉動，以使該移動件於該驅動螺桿及該二軸向滑軌上沿該Z方向移動。
6. 如請求項4所述之智慧感測夾爪，其中該驅動組件包含一驅動螺桿，該基座上設置有二軸向滑軌，該驅動螺桿樞設於該基座並連接該驅動件，該二軸向滑軌分別設置於該驅動螺桿的二側，該移動件螺設於該驅動螺桿，並能移動地設置於該二軸向滑軌上，該驅動件能驅動該驅動螺桿轉動，以使該移動件於該驅動螺桿及該二軸向滑軌上沿該Z方向移動。
7. 如請求項6所述之智慧感測夾爪，其中每一移動組件之連動桿的移動端分別對應設置於每一所述軸向滑軌上，且所述連動桿之移動端至該驅動螺桿的距離大於所述連動桿之另一端至該驅動螺桿的距離。
8. 如請求項1至3中任一項所述之智慧感測夾爪，其中每一所述夾爪組件之夾持件具有一連接基部，該連接基部連接該二曲柄件，該連接基部上設置有一夾爪滑軌，該彈性部之一端連接該連接基部，另一端能移動地設置於該夾爪滑軌上並連接該夾持部。
9. 如請求項6所述之智慧感測夾爪，其中每一所述夾爪組件之夾持件具有一連接基部，該連接基部連接該二曲柄件，該連接基部上設置有一夾爪滑軌，該彈性部之一端連接該連接基部，另一端能移動地設置於該夾爪滑軌上並連接該夾持部。
10. 如請求項7所述之智慧感測夾爪，其中每一所述夾爪組件之夾持件具有一連接基部，該連接基部連接該二曲柄件，該連接基部上設置有一夾爪滑軌，該彈性部之一端連接該連接基部，另一端能移動地設置於該夾爪滑軌上並連接該夾持部。

Images