TW436397B - Gripper apparatus for robots - Google Patents

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Ο Α7 Β7 五、發明說明（1 ) 發明之範噙 • --------------裝 I I <請先閲讀背面之注意事項再^"本頁> 本發明是關係及一種用於搬運機器人等的握爪裝置。 習知拮藝知說明 大體上而言’現在的機器人代替人類在許多地方使 用’例如複雜危險的工作環境、重複簡單的機械作業，或 是需要大量動力的作業。目前機器人是幾乎使用在所有人 類努力的領域中，包括軍事、農業及海洋探險，以及在許 多的工業領域。 工業用機器人尤其是廣泛地運用在諸如焊接、製造、 封裝、檢査、機器作業及運輸等領域。以運輸機器人為例， 以機器人將一工作件由一個位置移到另一個位置，其握爪 構件及裝置進步’使其可基於需運輸的工作件大小、重量 及特徵，輕易地拾起及搬運工作件β 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 藉由參考習知技藝的範例，可對本發明有最佳的瞭 解。參考第6 — 8圖，第6囷是一種習知用於機器人之握 爪裝置的前視圖’第7囷是第6圖之裝置的縱剖面囷，及 第8圖大體上是沿第6圖的Μ — VI線段索取的剖視囷《如 圖所示，該習知的握爪裝置包括一殼體1〇1及一對用以拾 起一工作件120搬運的握爪1〇3。該等握爪1〇3是彼此相 對配置’且分別是可轉動地連接或裝配於該殼體1 〇 J。 如第7圖所示，其中該殼體i〇i具有一用以轉動握爪 103的握爪構件1〇7。該握爪構件107包括一可轉動設置 且在該殼體1 〇 1内部直向延伸的引導螺桿1 〇g、一相對該 引導螺桿109轉動上下移動的滑座元件115、一對滑動連 第4頁 桊紙掁尺度迺用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 χ 297公釐） A7 B7 436397 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（2 ) 結件119及一對握爪連結件1〇4。當各滑動連結件119的 另一端分別藉由一握爪連結件104連接至握爪1〇3時，每 —滑動連結件119 一端連接至該滑座115。 該螺桿109兩端可轉動地設置有用以可轉動支揮該引 導螺桿109的支撐元件113。在該下支撐元件113的下方 設有一可在該引導螺桿109下端部分與該引導螺桿1〇9 一 起轉動的第一齒輪Η1。該殼體101中，在鄰近該引導螺 桿109之兩側平行設置有一對引導軌道117。該等引導軌 道117是用以引導該滑座115垂直或上昇運動。 在該滑座115的中心部分形成有一耦合至該引導螺桿 109的螺母116，以使該滑座115可相對該引導螺桿ι〇9 的向前或逆向轉動而上下移動。 每一握爪103形成有一夾持溝槽105，以夾持工作件 120頂部突出的握把122進行運送。 鄰近該引導螺桿109設置有一用以使該引導螺桿log 以順向或逆向轉動的驅動馬達121。一第二齒輪123耦合 至該驅動馬達122的一輸出軸（囷未示），以嘴合至該引 導螺桿109的第一齒輪ill。 在習知的搬運機器人用之握爪裝置中，由於該引導螺 桿109是直向延伸地設置在該殼體ιοί中，所，以該握爪裝 置的整體高度相對就很大，因此導致空間無效益使用。 發明概沭 因此，本發明的目的在於提供一種用於搬運機器人等( 之握爪裝置’其具有一相對較小高度且垂直地密集，藉此第5頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS>A4規格（210 χ 297公;g ) {蜻先閲讀嘴面之注意事項再填寫本頁》 ί Τ ί A7 4 3 63 9 7 __l_B7_____ 五、發明說明（3 ) g々'空巧有。 為達成此目的’本發明用於搬運機器人等的握爪裝置 包括一對平行設置在一平面上的握爪，該等握爪可相對一 旋轉轴轉動’以相互接近或遠離而釋放、失持一工作件； 一與該握爪的旋轉軸平行設置的引導螺桿，其可順向或逆 向轉動；一耦合於該引導螺桿的第一滑座，其係沿著該引 導螺桿的旋轉軸並因應該引導螺桿之旋轉而往復運動；數 個轉換構件’其等被設置於該對握爪間的，以將該第一滑 座的往復運動轉換成該等握爪的轉動運動；及驅動構件， 以驅動該引導螺桿朝順向或逆向轉動的。 該轉換構件較佳包括一對第一滑座連結件，各個第一 滑座連結件具有一第一及第二端，該等滑座連結件的各個 第一端係可轉動地耦合於該第一滑座；數個引導構件其等 係用以引導該等第一滑座連結件的第二端，以使該等第一 滑座連結件的第二端以一橫過該引導螺桿的旋轉軸之方向 移動；及一對握爪連結件，該等握爪連結件各具有一個第 一端’以連接至個別的第一滑座連結件之第二端，及一第 二端，以連接至個別的握爪，俾以同軸轉動。 該引導構件較佳包括一引導軌道，其朝橫過該引導螺 桿的旋轉軸之方向延伸，被鄰設在該等第一滑座連結件的 第二端處；以及一對可在該引導軌道上滑動的滑座β 該轉換構件更佳包括一對連接連結件，該等連接連結 件各具有一個第一端，以連接至個別的第一滑座連結件之 第二端，及一個第二端，以連接至個別的握爪連結件β 第6頁 _本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公芨) ~ -------------- -裝 i I (請先Mit't面之注t事項再填寫本頁> J ,1 <-0 -線. 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 Α7 Β7 436397 五、發明說明（4 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 在較佳實施例中，該轉換構件更包括一對第二滑座連 結件’具有一個第一端以連接至個別的第一滑座連結件之 第二端’及一個第二端以連接至一個別的連接連結件。 該驅動構件與該引導螺桿較佳是以數個結構連接在一 起。 本發明進一步的特徵及優點將以下列的較佳實施例說 明之。 \ 周示之簡箪說明 第1及2圖分別是本發明的前視囷及侧視囷，顯示本 發明較佳實施例的運輸機器人用之握爪裝置： 第3圖是沿第1圖的瓜一皿線段所取的截面圖； 第4圖是第1圊之握爪裝置的部分截面放大囷； 第5圖是沿第1圖的V — V線段所取的截面圖； 第6圖是一種習知用於機器人之握爪裝置的前是圖； 第7圖是第6圖之裝置的縱剖面囷；及 第8圓大體上是沿第6囷的VHI _ VI線段索取的另一剖 視圖。 較佳實施例之實施模式 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 如圖所示，第1及2圖分別是本發明的前視圖及側視 圖，顯示本發明較佳實施例的運輸機器人用之握爪或握爪 裝置。在圖示中，該握爪裝置包括一殼艘1及一對連接於 該殼體1下表面的握爪3。在本發明中，該殼體1較上述 的習知握爪裝置低或小，且垂直方向也較為密實。如第1、 2及3 — 5圖所示的一種握爪構件或裝置，其相似於第6 第7頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

五、發明說明（5 ) -8圖’且部分的相同元件的參考標號與相對的第6_8’ 圖二個位置的參考標號最後一個數字相同（如該握爪在第 1 — 5囷中為3,在第6 — 8圓中為1〇3)。 如第2圈所示，該等握爪3的剖面大體上是1]形形狀。 各握爪3具有一旋轉轴7，該旋轉轴7係可轉動地耦接至 一在該殼體1上形成的轴安裝孔（圖未示第工囷中清 楚顯示，各握爪3在下部形成有一夾持溝槽9，以夾持一 由工作件10頂部延伸出的相對握把丨2，進行搬運β 仍續前述，第3囷是大致沿第1圈的皿一瓜線段所取 的截面囷，第4圊是第1圈之握爪裝置的部分截面放大 圖，及第5圖是大致沿第1囷的ν — ν線段所取的載面 圖。如3 — 5圖所示，該殼體1形成有數個用以支撐該等 握爪3的軸調整零件11 ^該等軸調整零件u形成有用以 可轉動地納置相對的該等握爪3之旋轉轴7。 該引導螺桿13的兩端係可旋轉地支擇在由該殼想1 突出或向外延伸的二個支撐元件15上》公螺紋（囷未示） 是設在該引導螺桿13的周圍表面，且以一預定間距沿著 引導螺桿13的縱向延伸。該引導螺桿13的一端搞合有一 與該引導螺桿13 —起轉動的驅動皮帶輪17。 鄰近該引導螺桿13處，設有一對與該引導螺桿平行 的引導軌道19。一第一滑座23可滑動地柄合於該對引導 軌道19上。該第一滑座23的中央部分形成一螺母25， 以嚙合於該引導螺桿13的公螺紋（囷未示）上，以使該 第一滑座23相對該引導螺桿13的順向或逆向轉動而在— 第8頁 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 請 先 Μ 讀 背 面 之 注 意 事 項 再 % 本 頁 訂 ♦ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 436397 A7

一·-------SI 五、發明說明（6 ) 水平面上往復。 該旋轉軸7與該等握爪3間設有一第二引導軌道27(見 第3及4囷），其垂直該引導螺桿13的旋轉軸延伸❶兩個 第二滑座29可滑動地耦合於該第二引導軌道27。該等第 二滑座29相對於該握爪3的旋轉轴7之轉動，而沿著該 引導軌道27滑動。在第4圖中可知，該等第二滑塊29各 設有一第二滑塊結合件32。每一第二滑塊結合件32的一 端係連接至旋轉軸30。每一第二滑塊29的旋轉轴30分 別耦合至第一滑座結合件33的一端，在本實施例中，其 係耦合於該第一滑座23的另一端。如第3囷所示，該等 第一滑座結合件33的中央部分係為彆曲且與另一第一滑 座結合件33交錯，而類似於一對剪刀。 如第3圖所示’數個握爪連結件37柄合於該等握爪3 的旋轉軸7的一端，以和該等旋轉轴一起轉動。每一握爪 連結件37的另一端與每一第二滑座連結件32間各連接有 一個別的連接連結件41。 在鄰近該引等螺桿13處設有一驅動馬達45,該驅動 馬達45具有一與該引導螺桿13平行地延伸的輸出軸（囷 未示）。該驅動馬達45耦合有一與該引導螺桿13的驅動 滑17輪一致的的驅動皮帶輪47。該驅動皮帶輪47與該 驅動皮帶輪17間藉由一帶49連接。 在使用時，第1一5圖的握爪3是設置於該物體10 上方以進行搬運’以該驅動馬達45提供動力。回應該馬 達45驅動軸的轉動，該引導螺桿以該馬達驅動軸45轉動 第9頁 本紙張尺度適用中國國家標筚（CNS)A4規格（210 X 297公爱） — I1IIIII1 — — — · ! I t i — !! *3^ (鲭先閲讀嘴面之注意事項再填寫本mo 經濟部智慧財產局員工消費合作社印*|衣 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4363¾7 , a? _ B7 五、發明說明（7 ) 方向的相反方向轉動。因此，該第一滑座23以一離開該 驅動皮帶輪17的方向沿著該第一引導轨道μ移動。 此動作的結果’該等第二滑座29由於是與該第一滑 座連結件33連接，使其沿著該第二引導軌道27滑動，以 便於使該等滑座29彼此離開地移動。由於該等握爪連結 件37是以該等第二滑座連結件32及該等連接連結件41 連接於該等滑座29，因此，該等握爪連結件37以相互相 反的方向轉動。該等握爪3是彼此接近地轉動，而相對於 該等握爪連結件37的轉動。如此，該工作件的握把12 即可藉由該等握爪3的夾持溝槽9的滯留及銜接而被搬 運β 若藉由該等握爪3夾持的該工作件1〇時，是藉由一 搬運機器人（圖未示）搬運至一未承載位置，該驅動馬達 45的驅動軸以相反方向轉動，且該等握爪3的轉動，使 其彼此離開地移動。 如上所述’本發明提供了一種握爪，該裝置適用於一 搬運機器人，其低高度且垂直密集，藉此使有效空間更有 效地利用》 雖然本發明已以一較佳實施例說明，但是，熟知此技 藝者對未述於本實施例之增加、變更、替代及刪減，並不 脫離於本發明之精神及範圍之外。 第10頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 * 297公釐） -------------裝！ —訂-------線 {請先Μ讀臂面之注意事項再填寫本頁> 五 發明說明（8 ) A7 B7 436397 經-濟部智慧財產局員工消費合作社印製 元件標號對照表 1 殼體 3 握爪 7 旋轉柚 9 夾持溝槽 10 工作件 11 軸調整零件 12 握把 13 引導螺桿 15 支撐元件 17 驅動皮帶輪 19 引導軌道 23 第_滑座 25 螺母 27 第二引導軌道 29 第二滑座 30 旋轉軸30 32 第二滑座連結件 33 第一滑座連結件 37 握爪連結件 41 連接連結件 45 驅動馬達 47 驅動皮帶輪 49 帶 101 殼體 103 握爪 104 握爪連結件 105 夾持溝槽 107 握爪構件 109 引導螺桿 111 第一齒輪 113 支樓元件 115 滑座元件 116 螺母 117 引導軌道 119 滑動連結件 120 工作件 121 驅動馬達 122 握把 123 第二齒輪 第11頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公轚） i I ----------裝------II 訂 -------線 (請先W讀背面之注意事項再填寫本頁)

Claims (1)

1. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印 436397 b * CrO D8 六、申請專利範圍 1. 一種用於機器人之握爪裳置，該握爪裝置包括： 一對平行設置在一平面上的握爪，該等握爪可相對 於一旋轉軸而轉動，以相互接近或遠離而夾持或釋放一 工作件； 一與該握爪的旋轉轴平行設置的引導螺桿，其可順 向或逆向轉動： 一耦合於該引導螺桿的第一滑座，其係沿著該引導 螺桿的旋轉轴並因應該引導螺桿之旋轉而往復運動； 數個轉換構件，其等被設置於該對握爪間，以將該 第一滑座的往復運動轉換成該等握爪的轉動運動；及 驅動構件，以驅動該引導螺桿以順向或逆向轉動。 2. 根據申請專利範圍第1項的握爪裝置，其中該轉換構件 包括： 一對第一滑座連結件，各個第一滑座連結件具有一 第一及第一端’該等滑座連結件的各個第一端係可轉動 地耦合於該第一滑座； 數個引導構件，其等係用以引導該等第一滑座連結 件的各個第二端，以使該等第一滑座連結件的第二端以 一橫過該引導螺桿的旋轉軸之方向移動；及 一對握爪連結件，該等握爪連結件各具有一個第— 端’以連接至個別的第一滑座連結件之第二端，及一個 第二端’以連接至個別的握爪，俾以同軸轉動。 3. 根據申請專利範圍第2項的握爪裝置，其中該引導構件 包括： 第12頁 本紙張尺度適用中@ ®家標準（CNS)A4規格⑵G χ 297公爱） -----— 14 - tj - I * - l I I I--^ «ΕΙΙΙ — lla ^ iiSr先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} SS8S ABCD 9 3 6 3 4 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 六、申請專利範圍 一引導軌道，其朝橫過該引導螺桿的旋轉軸之方向 延伸，且被鄰設在該等第一滑座連結件的第二端處；及 一對可在該引導軌道上滑動的滑座。 4. 根據申請專利範圍第2項的握爪裝置，其中該轉換構件 更包括一對連接連結件，該等連接連結件各具有一個第 一端’以連接至個別的第一滑座連結件之第二端，及一 個第二端’以連接至個別的握爪連結件。 5. 根據申請專利範圍第3項的握爪裝置，其中該轉換構件 更包括一對連接連結件，該等連接連結件各具有一個第 一端，以連接至個別的第一滑座連結件之第二端，及一 個第二端’以連接至個別的握爪連結件。 6. 根據申請專利範圍第4項的握爪裝置，其中該轉換構件 更包括一對第二滑座連結件，具有一個第一端以連接至 個別的第一滑座連結件之第二端，及一個第二端以連接 至一個別的連接連結件。 * 7‘根據申請專利範圍第5項的握爪裝置，其中該轉換構件 更包括一對第二滑座連結件，該等第二滑座連結件具有 一個第一端以連接至個別的第一滑座連結件之第二端， 及一個第二端以連接至一個別的連接連結件。 8_根據申請專利範圍第丨項的握爪裝置，其更包括數個用 以連接該驅動構件與該引導螺桿的皮帶輪結構。 第13頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 x 297公衮） ---- ---— — — — —— --------I I I I (請先閱讀嘴面之注意事項再填寫本頁》