TWI345520B - Parallel-kinematical machine - Google Patents

Description

九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 尤其相關於在工業中 本發明係關於機器工具之領域 用於工作的機械手臂。 【先前技術】 美國專利第4,732,525號（相應於MW)係教示 二=行運動機’其係為以一種傳統設計之機械手臂的 形式所呈現。機械手臂係包含 中壯^ lu J以破伸長及縮短的設 、，’、係為與一個於其一端1 ^ . , ^ , 處運载有一定位用頭部 中央g件相結合。令央管件|姑壯 件亦被裝設以經由一個中央軸 承的媒介而能夠在1軸向 稀Μ “ 移動，此中央抽承係以一 種4象接頭的形式所呈現，苴 三 -係&供了相關於機器基座的 由“一個設定裝置係經由提供了 —個接頭而被連接至定 又幻 由Θ 66 —加k - 用碩°P，並且亦經由具有兩個自 部能夠在一有限工作=基座，以便使得定位用頭 作用力及壓力作用力移：β設定裝置係僅針對張力 μ 而中央官件係針對來自位於定位用 負载的所有旋轉作用力以及靑曲應力。 此一機器移動& I # 性則係取決於可用轴承係大大地取決於其剛性，而剛 分材料使得扭轉庫力以及自由度的數目而定，並取決於成 化的能力而定及彎曲應力在臨界方向上能夠最小 頭部的大側向作用力可被提及的是，相對於定位用 係會造成中央管件產生彎曲以及/或 7 1345520 者旋轉介於其在機器基座中之迴轉軸承之間的傾向，以及 其與設定裝置之連接。 所述傳統機器的剛性則係取決於設定裝置與定位用頭 部之連接的設計而定，並取決於尹央管件本身的内在剛性 而疋為了增強此一傳統機器的剛性，主要所需的是運用 較嚴格的容差於每一接頭中，而次要的是使用一個更強健 的中央官件，而此係會使得重量增大。 中央管件係可以藉由使用一個較硬的材料以及/或者 藉由增大管件的厚度以及/或者增大其直徑而被製作為較 強健者。 然而，所有在機器剛性上的此等改良係會造成較高的 成本、較笨重的機器、以及供定位用頭部所能運作之工作 .區域的縮小。 類似的平行運動機亦例如是從 ⑽⑴43,498)、美國專 案第 1職而為吾人所知。 ’%⑽就以及_ 然而’這些已知的機器 所用之剛❹均未具有—種容許供現代機器 所用之剛性程度及準確程度的基本結構。 【發明内容】 本發明的-項目的係為提供一種 及吾人所希求之正確性係為較已知平行 ·’其剛性 合-種能夠提供相當低製造成本之簡單建冑機為大，並結 -個更進-步的目的係為提供此一機器而不具有中央 管件，以便改善定仿田-s Α 用頭邛在其工作範圍中的移動性， 亦能達成一種簡單的建椹 幻遷構以及相當低的製造成本。 而另則的係為降低此_機器的移動質量。 ^一目的係藉由如同在伴隨中請專利範圍獨立項所界 定之本發明而被加以達成。本發明之適當的實施例將從伴 隨申請專利範圍獨立項而將為顯明者。 將從伴 t發月係相關於—種平行運動機，其係包含至少 可以單獨地於其鄉&士；， — 、縱向方向上被伸長及縮短的設定裝置。 個没疋裝置係經由一個第一接頭而被連接至一個定位用 頭部’並經由—個適當的萬象接頭而被連接至-個機器基 座，其係可以具有一個迴轉裝置或一滾珠螺桿的形式= :見。定位用頭部係可藉此藉由設定裝置之調動而在—工作 鞄圍中移動。至少兩個強化樑體係經由-個別的樑體旋轉 轴承而被連接至定位用頭部，每—個樑體旋轉軸承係僅具 自由度。當一或多個設定裝置係被伸長及縮短之 ^母個強化樑體係被配置以橫向地滑動在一樑體軸承 中。另外，每一個樑體轴承係經由一個樑體萬象接頭而被 連接至機器基座，並且至少—個強化樑體的樑體軸承係可 旋轉繞著-個平行於強化樑體之縱向軸線而延伸的轴線。 .¾•係在方面係就諸部件間之相互關係，而在另 一方面為就在機器基座中以及在定位用頭部中之部件軸 承，而提供了介於機器基座、設定裝置、強化樑體、以及 定位用頭部間關係之許多可行的基本實施例，士口同將從參 照第六圖所為描述之以下部分而將為顯明者。 9 1345520 4> 下文中所描述之詳細實施例係包含三個設定裝置，每 --個設定裝置係被連接至其個別的強化樑體，其中，第二 設定裝置亦被提供有一個額外的強化樑體。 萬象接頭係包含一個外側迴轉部件，其係被裝設在前 述的基座中以旋轉繞著一個外側迴轉轴線，並且萬象接頭

係更進一步地包含一個内側迴轉部件，其係被裝設在該外 側迴轉部件中以旋轉繞著一個内側迴轉軸線，該内側迴轉 軸線係正交於該外側迴轉軸線。在此一示例之中，樑體軸 承係較佳地被連接至萬象接頭的内側迴轉部件。在其他實 施例的示例中，樑體軸承係可以與設定裝置之萬象接頭相 勿離，但疋被連接至一個自身的萬象接頭而與設定裝置之 萬象接頭成分隔關係，，然而，其係需要一個自身的樑體旋 轉軸承以使強化樑體連接至定位用頭部。 第一接頭係僅 並在同時消除 如同將為所說明之實施例而為顯明者 被提供以一個自由度，而提供剛性予機器 中央管件之需求。 母-個強化樑體係被適配以於一第一方向上表現出一 彎曲阻抗，此彎曲阻抗係大大地超過其於一個正交於第一 :向之方向上的彎曲阻抗。此係使得強化樑體能夠具有- ^上矩形的剖面形狀’或者是—個橢圓的剖面形狀。 然而，將為吾人所了解 疋在本發明的範疇内，其他的 ^面形狀係可為吾人所句知 體u者，例如是I形樑體。強化樑 體將較佳地為由一種以础 義维所強化的複合材料所製成。 x發明所詳細顯示的機器係包含三個設定裝置， 1345520 母一個設定裝置係於該第一接頭處被永久地連接至一個強 化樑體。該等設定裝置的一個亦被提供有一個額外的強化 樑體，而吾人之意圖係為在所有的方向上獲得大體上相同 的剛性。如同在上文中所指出者，機器係可為吾人所理解 痛又地僅被提供有兩個被定位成彼此正交的強化樑體。至少 一個強化樑體的樑體軸承係可旋轉繞其自身的縱向轴線， 或是繞著在其基座軸承中而平行於該自身縱向轴線的軸 線。在所說明的此一實施例之中，雙強化樑體係可旋轉繞 著在内側迴轉部件中的設定裝置。 所說明之實施例的每一個設定裝置係為由一個螺絲螺 帽機構所構成，該螺帽係被永久地連接至内側迴轉部件。 然而，將為吾人所了解的是，具有其他類型設定裝置的其 他機器設計係全可於本發明的範疇内為吾人所理解。舉例 而言，線性馬達係可以被使用作為設定裝置來取代所說明

的螺絲螺帽機構。此-線性馬達係、甚至可以由強化標體所 構成或包含強化樑體的一部份。 每一個強化樑體係包含至少一個铲— 以 王乂 個縱向延伸的索一滑動 部件，例如是一個鋼皙的滿^曰 ^ 地螺固至樑體，該第一滑動部 f件係以一種形狀鎖定的方式 被連接至例如是一引導軌道的 、、典 j乐一 /骨動部件，但可相對於 其以進行滑動，該第二滑動 > + 月勃°p件係經由一個中間的軸承而 被直接地或間接地連接至螺帽 . A 在第二滑動部件係經由一 個中間軸承而被間接地連接 螺畅的不例中，第二滑動部 件係以一種形狀的方式而藉处 由此夠在設定裝置周圍傾斜而 1345520 φ 相對於螺帽被引導，如同可以從具有雙強化樑體之萬象轴 承之所說明實施例而為顯明者。雖然所說明的實施例係顯 不出，強化樑體係藉由容許在内側迴轉部件中旋轉而可旋 轉繞著-個平行於強化樑體之對稱縱向軸線而延伸的軸 線’將為吾人所了解的是，相應的旋轉係可以藉由裝設整 個用於在機器基座中旋轉的萬象接頭，亦即該接頭的外側 迴轉部件，而為吾人所達成。 螺絲或螺帽係藉由一個設定裝置馬達而被可旋轉地驅 ®馬達所驅動者為螺絲之時，馬達係被連接至螺絲的 -個端部，而該螺絲的另一個端部係藉由一個支承軸承所 支承在所詳細顯示的實施例的示例巾，設定裝置馬達係 被裝設在-個馬達保持件中，其—端部係被提供有該第一 接頭的°卩伤，且其亦包含連接表面供一或多個強化樑體 所意欲以被固定者。保持住設定裝置馬逹的馬達保持件係 或可被裝5史在螺絲的另一端部處而與所顯示者不同，而在 此不例中螺絲所未裝設有馬達之端部則係被連接至第一接 頭。§馬達所驅動者為螺帽之時，驅動係可以例如是經由 個帶式驅動或類似者而被施行，如此設定裝置與馬達之 比率係可以被輕易地改變。 在疋位用頭部處之該等第一接頭的兩個係包含相互平 行的接頭軸線，而在定位用頭部處之該等第一接頭的第三 個則係包含—個與正交於另二第一接頭所延伸的接頭軸 線。另外，名， . 母一個設定裝置之萬象接頭的内側迴轉軸線係 平行於設定驻φ 、置之第一接頭的接頭軸線，而關於這些不容 12 1345520 許傾斜的接頭，強化樑體之旋轉係繞著— w 個軸線，而此軸 線係平行於其在接頭中之自身對稱縱向輪線。 所詳細顯示的實施例係提供了一稀 4里十订運動機，其萬 象接頭係包含具有二個自由度的兩個接 饮峭u及一個三個自 由度的接頭，並且而關於機器在定位用 碩部處的每一個樑 體紅轉軸承係僅有一個自由度。 將為吾人所了解的是，所提供之強 _ 速化榡體的數目及其 d面尺寸係可以根據本發明而改變。 θ ^ 力將為吾人所了解的 疋，第一接頭，亦即關於定位用頭部 古丄— 疋裝置接頭所具 有之自由度數目係可以被改變，只要栂 货冰 、哥梂體旋轉軸承不會與 第一接頭共用即可。 【實施方式】 切明現在將參照在伴隨圖式中所說明之示例性實施 例來加以更詳細地描述。 第-說明， W =#’包3-個基座2 ’其中三個分離的萬象接頭Π 過每」係«設在基座中的三個相應刺穿開口中。延伸通 個強/萬象接頭的是—個設定裝置4」，4.2, 4.3以及一 ”置=桿件A5.2,5·2.1，5·2·2,5·3。當相關於設 IS之萬象接頭並未與相關於強化襟體之萬象接頭相重 用於擦體萬象接頭之強化樑體的萬象接頭传以元 件符號刪，則，则來標^ ㈣以凡 螺帽機構的形式，Α中經浐置係-有-甸螺絲 稱的U纟中螺帽係被牢固地連接至萬象接頭。 13 1345520 設定裝置螺絲係藉由被裝設在-馬達保持件7i，72,73 :的-個設定裝置馬達6」，6.2, 6.3心動，其接著在其 端部處被提供有一第一接頭的一部份8， 再係為與接頭之 另-部份9 一起作動以繞著一個接頭輪w 〇進行旋轉。 接頭的該另一部份9係被牢固地連接至一個定位用頭部1 卜第-圖實施例的第-接頭8, 9, 10係從而作用為一個 相關於強化樑體5.3的樑體旋轉軸承1〇〇3，並且在此一一 例中係作用為僅具有一個自由度的一個錢鏈。其他的：： 保持件7.2, 7·3 I經由一個獨立的樑體旋轉轴承ι〇〇ι W0.2而被相應地連接至定位用頭部。定位用頭部丄丄在 典型的狀況下係接著被連接至一個調動頭部1 2、一個工 具頭部1 3、-個X具附接機構i 4，以使—工具移動於 -工作範圍中。馬達保持件7」，7,2, 73 相對㈣ 上包含連接表面1 5，而強化樑體 被固定抵住該連接表面！ 5。如同亦將可從第一圖中為吾 人所見者’基座係被提供有一個媒介物窗口 i 6以容納纜 線或類似物。 每-個強化樑體5山5.2, 5·3係被配置以在伸長或縮 短設定裝置41 4 2 4 7 , ’ 5 .3時’迠夠橫向地滑動移動於基座 2中的-個樑體轴承⑴’⑴山⑴又旧卜根據第 —圖實施例之樑體軸承17」，17.2, 17.3係被配置於襟體萬 象接頭BUl，BU2, BU3中，樑體萬象接頭则，即2,則 係為與個別設定裝置的萬象接頭3」，3.2, 3.3相重合。 如同將可從第一圖所見者，該等設定裝置的一個，及 14 1345520 第二設定裝置4.2，係包含兩個強化樑部5.2.1，5.2.2，其 係被置放在被連接至該樑體之設定裝置的一個別側邊上， 並且被定向為大體上正交於位在另兩個設定裝置41，43 處之剩下的兩個強化樑體5.1，5.3。因為此強化樑體的成倍 設置’在機器中所有的強化樑體係可以被提供相同的尺 寸’並且將可針對相當大量度的作用力。 第一圖係顯示出一個與一強化樑體5 · 1相結合的第一 设疋裝置4.1 其係為類似於在第一圖中的第三設定裝置 4.3。萬象接頭3.丨係包含一個外側迴轉部件2丄，其係被 裝設在基座中以旋轉繞著一個外側迴轉軸線2 2 ,並且其 更包含一個内側迴轉部件2 3 ’其係被裝設在外側迴轉部 件2 1 +以旋轉繞著一個内側迴轉轴線2 4。強化襟體 亦延伸通個位在萬象接頭中的迴 口 設定裝置4」以及強化襟體係能夠均句地:為^單 元般地移動於萬象接頭中。就此方面而論，強化樑體Η 係包含兩個第一縱向延伸滑動 桿的形式所呈現m… 糸為以兩個滑 /、係砘形狀方面係被鎖定，但一 被滑動地連接至一個個丨 個係 丧主個個別的第二滑動部件2 部件2 7係以一種引遙抽.音, 弟一 /月動 種弓I導軌道的形式所呈現而被 至内側迴轉部件2 3。 也連接 乙J 。又疋裝置4.1的螺帽2只 地裝设在内側迴轉部件9 q 士 ’、牛固 、锝。P件2 3中，而該裝置之螺 過螺帽，並且在i 一端1M i 、，糸係鉍轉通 所運 碥處藉由一個支承軸承2 1而被 當設定裝置4·1的螺絲係藉由設定裝置馬達6. 15 丄'45520 =之時，馬達保持件係'連同其接頭部分 到達/縮回自萬象接頭並從而 起將會 R 土座’連同強化樑體 1一起破位移地裝設在滑動部件2 7 將移動於一工作r囹咖如 ’而疋位用頭部 之螺碎…一示例之中，個別設定裝置 “將會作用為介於；t位用頭部與基座間的推拉傳送機 而被連接至設定裝置的強化樑體將會作用為針對豐曲 :力及扭轉應力的機構，並且用以在介於定位用頭部與基 座之間側向地傳送作用力。 第三圖係為在第二圖之點F 3處所截的剖面圖。第三 圖係顯示出設定裝置之螺絲3 "皮螺固在其螺帽2 8中： 該螺帽係被牢固地裝設在内側迴轉部件2 3中，而内側迴 轉4件2 3係轉而被裝設以旋轉繞著在外側迴轉部件2 1 中的内側迴轉軸線2 4。圖式係更清楚地顯示出強化桿件 5.1的第一滑動部件2 6是如何被滑動地配置而在同時能 夠被形狀控制於另兩個被永久地固定在内側迴轉部件2 3 處的滑動部件2 7。圖式亦清楚地顯示出迴轉窗口 2 5 ^ 亦將可為吾人從圖式所清楚見到的是，強化樑體51係具 有一個矩形的剖面形狀，意指樑體在一第一方向上將具有 一彎曲剛性，而此彎曲剛性係大大地超過樑體在正交於該 第一方向之一方向上的彎曲剛性。 第四圖係說明了該三個設定裝置的另—且為最後的一 個設定裝置，並亦顯示出被連接至該設定裝置的兩個強化 樑體5.2.1，5.2·2 ’該等樑體係被牢固地連接至馬達保持件 7.2 ’其係位在設定馬達6.2及設定裝置（在圖式中係被— 1345520 個強化樑It 5.2」斤阻擋而無法為吾人所見）之一個別側 邊上。此-設定裝置係延伸通過一個内側迴轉部件4 3， 其係相應於先前描述的部件而為被裝設以旋轉繞著—個位 在一外側迴轉部件21中的内側迴轉軸線4 6，而外側迴 轉部件2 1係接著被裝設以旋轉繞著一個在該基座中的外 側迴轉轴線4 7。然而，内側迴轉部件4 3係包含—個第 -以及-個第二迴轉窗口 45」，45 2，而兩個強化樑體Μ」 5.2.2係分別彼此平行地延伸。 ’ 第五圖係為在第四圖之點F 5處所截的剖面圖。在第 五圖的說明I設定裝置的螺絲51係為與其螺帽^成 螺紋銜接，其係經由一個位在内側迴轉部件4 3中的螺帽 容置件5 4而被牢固地連接$ ^ 運接至一個中央腰部5 3，該腰部 係藉由位在該腰部之每—個別側邊上的該二迴轉窗口 451， 斤形A /亦將可從圖式所見的是’每一個強化樑體5 2丄 ^2係經由兩個傾斜部件551，55 2而被連接至内側迴轉 I/ 3，其中一個傾斜部件55·1係被袭設以繞著設定裝 ,5 午4 3之一側邊上的螺絲5 χ而進行 傾斜移動，而另一個傾… ^ ^ °卩件5 5 _2係被相應地裝設以繞著 6二裝置所位在内側迴轉部件43之另-側邊上的螺絲5 母一個傾斜部件55丄55.2係被裝設 在螺帽容置件5 4中，以績签抓h雖琢 傾斜移動…個傾 。二、之螺絲51而進行 並且-個第二坐落用臂:？ 3 一個第-坐落用臂部56.1， 絲5 1的對角续# 6·2係被安置成在設定裝置之螺 ”’，而其座向係被定向成相反方向，以使 17 1345520 得第一坐落用臂部5 6 1係仅 '、保持住被連接至一強化樑體5.2.1 的一個第一滑動部件571 坌-小贫田辟A 及—個第一滑動部件57.2 ,而 第一丄洛用煮0 P 5 6.2係保牲乂士 Λ 接的一個坌-说& '、.住’、第二強化樑體5.2.2相連 接的個第一滑動部件5 8 1 Γ; 72 ，ami，.. .以及一個第一滑動部件58.2。 相應地，位在腰部5 3之另,,* 側邊上的第二傾斜部件55.2 係被形成及疋向成使得每—個強化 、 接至位在腰部5 3之個別仞诸 、..，..2將被連 P5 3之個別側邊上的傾斜部件55山μ二 者’如第五圖所示。兩個強化 & 1係從而經由 該荨傾斜部件而被連接至内側迴轉部件4 3。 第六a圖至第六e圖係描繪說明了落在本發明範缚内 之貫施例的五種不同基本類型。在第六a圖至第六e圖中 使用讀符號係相應於在先前所述圖式中所使用者，而第 六a圖至第六e圖係描繪標示出在本發明範嘴内之實施例 的基本類型，其中，機器係包含至少三個設定裝置4.1，4 2, 4.3 ’其係可於其縱向方向上個別被伸長及縮短，並且每一’ 個設定裝置係經由一個第一接頭8 9 1 η品土 饮只0，A 10而被連接至一個 定位用頭部U。每—個設定裝£41，4 2,4 3亦經由一 個萬象接頭3」，3.2, 3.3而被連接至基座2，該定位用頭 部11係可相應於設定裝置之調動而移動在—個工作範圍 中。至少兩個強化用樑H 5」，5.2係經由一個獨立的樑體 方疋轉軸承100.1，100.2而被連接至定位用頭部丄丄，每一 個樑體旋轉軸承如，脈2係僅具有_個°自由f = 忒等軸承係作用為一個鉸鏈。每一個強化樑體5 i 被配置以在一個或多個設定裝置4.1，4.2, 43係被：2長2 18 1345520 * 縮短之時’能夠橫向地滑動於基座2中的一個樑體軸承17 i 17.2之中。每一個樑體軸承171，172係經由—個樑體萬 象接頭BU1，BU2巾被連接至基座2，如同先前所述者。 至少一個強化樑體5.2的樑體軸承17.2亦可旋轉繞著一個 軸線A，其係為平行於強化樑體5.2的縱向軸線如同在 第六a圖至第六e圖中藉由雙箭頭線所說明者。 第六a圖係說明了實施例的一個第一基本類型，其中 例如是第一設定裝置4.1之一設定裝置的—個第—接頭8'，9， 10係構成一個接頭，其係被直接連接至定位用頭部1 1’，’ 並且與例如是第一強化樑體5.丨之一強化樑體的樑體旋轉 軸承100.1或100.2相隔一距離，該軸承亦被直接地連接 至定位用頭部i i。再者，樑體萬象接頭BU1及基座2中 之第一強化樑體5.1的樑體軸承17.1係為與設定裝置41， 4·2, 4.3的萬象接頭3山3.2, 3.3相隔，該萬象接頭係被牢 固地連接至基座2。 第六b圖係說明了實施例的一個第二基本類型，其中， 其中例如是第一設定裝置4.1之一設定裝置的第一接頭8, 9 1 0係構成一個接頭，其係被直接連接至定位用頭部1工。 例如是第一強化樑體5.〗之一強化樑體的樑體旋轉轴承 1 〇 〇. 1或10 〇. 2在此實施例之示例中係被牢固地連接至該設 定裝置’但與該設定裝置之第一接頭8, 9, 10相隔一距離。 相應於第六a圖中所顯示的實施例，樑體萬象接頭Βυι及 基座2中之第一強化樑體5.1的樑體軸承171係為與設定 裝置4.1，4.2, 4.3的萬象接頭3.1，3.2，3.3相隔，該萬象接 19 1345520 頭亦被牢固地連接至基座2。 第/、c圖係說明了實施例的一個第三基本類型，其中， 例如是第一設定裝置4.1之一設定裝置的第一接頭8, 9, 10 係被牢固地連接至例如是第一強化樑體51的一個強化樑 體。在此一實施例之中，強化樑體51之樑體旋轉轴承1〇〇1 係直接與疋位用頭部相連接。然而，設定裝置之第一接頭 8 ’ 9，1 0係為與樑體旋轉轴承i 〇〇」相隔一距離。相應於第 八a圖以及第六b圖中所顯示的實施例，樑體萬象接頭BU1 及基座2中之強化樑體5.1的樑體軸承17.丨係為與設定裝 置4.1，4.2, 4.3的萬象接頭3.丨，3.2, 3·3相隔，該萬象接頭 係被牢固地連接至基座2。 第〃、d圖係說明了實施例的一個第四基本類型，其中， 例如是第一設定裝置4.1之一設定裝置的第一接頭8, 9, 工〇，以及例如是第一強化樑體的一個強化樑體的樑體 旋轉軸承100.1、100.2係構成被置放成直接與定位用頭部 1 1相連接的相同接頭。相應於第六a圖、第六b圖以及 第八c圖中所顯示的實施例’樑體萬象接頭bu 1及基座2 中之強化樑體5.1的樑體軸承17.1係為與設定裝置41, 4 2, 4.3的萬象接頭3.1，3.2, 3.3相隔，該萬象接頭係被牢固地 連接至基座2。 第六e圖係說明了實施例的一個第五基本類型，其中， 例如是第一設定裝置4.丨之一設定裝置的第一接 以及例如是第一強化樑體的一個強化樑體的樑體 旋轉軸承100.1、100 2係構成被置放成直接與定位用頭部 20 1345520 1 1相連接的相同接頭。設定裝置4丨，4 2, 4 3之萬象接 頭3.1，3.2，3.3係被牢固地連接至基座2，並且由基座2 中之樑體軸承以及該強化樑體的樑體萬象軸承所構成。在 此實施例之示例中，強化樑體係從而與設定裝置一起移 動0 實施例之此一第五基本類型係包含一個設定裝置，而 ，，且5以根據參照第一圖至第五圖而作為示例來加以詳細描 述之實施例的強化樑體，此一實施例係屬於實施例的第五 鲁基本類型。 樑體萬象接頭BU1，BU2亦為所稱的Cardan萬象接 頭’其係、具有兩個自由纟’此—接頭的運動行為係為使得 在外側迴轉軸線2 2處的旋轉角度，因為在其間的角度（被 吃稱之為旋轉角度差）而不類似於内側迴轉軸線2 4的旋 轉田僅具一個自由度的樑體旋轉軸承100.1，100.2係被 安置成彼此正交之時，關於BU1及BU2的旋轉角度差將 會彼此抵銷，而造成機器之運動鎖定，除非至少一個強化 樑體係被容許以進行旋轉，如同相關於第七圖而藉由以下 方程式所顯示者。 旋轉角度差係可以被表示為： Ψ/t =a2-al -al (1 ) 9k = arctan --tanal ’、中’石係為介於外側迴轉軸線與内側迴轉轴線間的 角度，α 1係為外側迴轉軸線的旋轉，並且^ 2係為内側 迴轉軸線的旋轉。 21 【先前技術】 ^圖係說明了根據本發明之—機器的實施例； 第一圖係說明了根據第一 其係為帶有被連接之設定裝置圖之機㈣-個強化樑體， :三圖係為在第二圓之” 3處的 衷置的剖面圖； 久。又疋 第四圖係說明了另一個擁口。 墟笛 機盗強化樑體’此樑體係可根 據第一圖而旋轉，並且亦鞀；d 很 卜 I且亦顯不出被連接的設定裝置； 第五圖係為在第四圖之點p F 5處的強化樑體以及設定 裝置的剖面圖； 第六a圖至第六e圖係描繪說明了根據本發明實施例 的五種不同基本類型；以及 第七圖係說明了 一個萬象接頭，其係為以__種具有二 個自由度之Cardan萬象接頭的形式呈現。 【主要元件符號說明】 1 平行運動機 2 基座 3.1 萬象接頭 3.2 萬象接頭 3.3 萬象接頭 4.1 設定裝置 4.2 設定裝置 4.3 設定裝置 22 1345520 5.1 強化樑體 5.2 強化樑體 5.2.1 強化樑體 5.2.2 強化樑體 5.3 強化樑體 6 設定裝置馬達 6.1 設定裝置馬達 6.2 設定裝置馬達 6.3 設定裝置馬達 7.1 馬達保持件 7.2 馬達保持件 7.3 馬達保持件 8 第一接頭 9 第一接頭 10 第一接頭 11 定位用頭部 12 調動頭部 13 工具頭部 14 工具附接機構 15 連接表面 16 媒介物窗口 17.1 樑體軸承 17.2 樑體軸承 17.2.1 樑體軸承 23 1345520 17.2.2 樑體軸承 17.3 樑體軸承 21 外側迴轉部件 22 外側迴轉軸線 23 内側迴轉部件 24 内側旋轉軸線 25 迴轉窗口 26 第一滑動部件 27 第二滑動部件 28 螺帽 29 支承軸承 31 螺絲 43 内側迴轉部件 46 内側旋轉轴線 47 外側迴轉轴線 5 1 螺絲 52 螺帽 57.1 第二滑動部件 57.2 第一滑動部件 58.1 第二滑動部件 58.2 第一滑動部件 100.1 樑體旋轉軸承 100.2 樑體旋轉軸承 100.3 樑體旋轉軸承 24 1345520 BUI BU2 BU3 樑體萬象接頭 樑體萬象接頭 樑體萬象接頭

Claims (1)

1345520 十、申請專利範圍： 1、一種平行運動機（1)，其係包含至少三個可以單獨 地被伸長及縮短的設定裝置（4.1，4.2, 4.3)，其中，每一個 設定裝置（4.1, 4.2，4.3)係經由一個第一接頭（8，9，1〇)而被 連接至一個定位用頭部（11)，其中’每一個設定裝置（41，4 2, 4.3)係經由一個萬象接頭（3.1，3.2，3.3)而被連接至一個基 座（2)，並且其中，該定位用頭部（11)係可於一工作範圍中 移動以相應於設定裝置（4.1，4.2，4.3)之調動，其特徵係在 於，至少兩個強化樑體（5.1，5_2, 5.2」，5.2.2)係經由一個別 的樑體旋轉軸承（100.1，10(^2)而被連接至定位用頭部 (11) ’每一個樑體旋轉軸承（100」，1〇〇 2)係僅具有一個自 由度，其中，當一或多個設定裝置（41，4 2,4 3)係被伸長 及縮短之時，每一個強化樑體α1，5 2,5 2 1,5·2 2)係適合 以橫向地滑動在基座（2)的一樑體軸承（171，172，1721 17.2.2)中，其中，每一個樑體軸承（171，172，1721，1722) 係經由一個樑體萬象接頭（BU1，BU2)而被連接至基座（2)， 並且其中，至少一個強化樑體（5.1，5.2, 5.2.丨，5.2_2)的樑體 轴承（17.1，17.2, 17.2.1 17_2.2)係可旋轉繞著—個平行於強 化標體（5.丨，5.2, 5.2山5.2·2)之縱向軸線而延伸的軸線。、 2、 根據申請專利範圍第X項所述的平行運動機，其 特徵係在於，該至少一個樑體旋轉軸承（1〇〇山i〇〇.U係: 第一接頭（8, 9, 10)所構成。 3、 根據申請專利範圍第2項所述的平行運動機，其 特徵係在於，該至少一個樑體萬象接頭（BU1，bu勾係為由 26 1345520 一萬象接頭（3·1，3.2, 3,3)所構成。 4、 根攄申請專利範圍第1項所述的平行運動機，其 特徵係在於，該至少一個強化樑體（5.1，5.2’ 5.2.1，5.2 2)的 該樑體旋轉轴承（100.1，1〇〇·2)係被牢牢地連接至一設定裝 置（4.1，4.2, 4_3)。 5、 根據申請專利範圍第1項所述的平行運動機，其 特徵係在於，該設定裝置（4.丨，4.2, 4.3)的該第一接頭（8, 9 10)係被牢牢地連接至一強化樑體（5.1, 5.2, 5.2.1，5.2.2)。 6、 根據申請專利範圍第1項至第5項之任一項所述 的平行運動機，其特徵係在於，該萬象接頭（3.1，3.2，3 y 以及該樑體萬象接頭（BU1，BU2)二者係包含一個外側迴轉 部件（2 1 )以及一個内側迴轉部件（23，43 )，該外側 迴轉°卩件（2 1 )係被裝設在該基座（2 )中以旋轉繞著 一個外側迴轉軸線（22, 47 )，而該内側迴轉部件（23, 43 ) 係破裝設在該外側迴轉部件（21 )中以旋轉繞著一個内侧 奴轉軸線（24，46 )，該内側旋轉軸線（24, 46 )係為正交 於該外側迴轉軸線（22, 47 )。 7、 根據申請專利範圍第6項所述的平行運動機，其 特徵係在於’該樑體軸承（17.1，17.2)係被連接至該萬向接 頭（3.1，3.2, 3.3)的内側迴轉部件（23, 43 )，或是被連接至 §亥標體萬象接頭（BU1，BU2)的内側迴轉部件。 8、 根據申請專利範圍第1項至第5項之任一項所述 的平行運動機’其特徵係在於，每一個強化樑體（5.1，5.2, 5·2·1’ 5_2.2)係於一第一方向上具有一彎曲剛性，其係相當 27 1345520 大於在正交於該第一方向之一方向上的彎曲剛性。 9、根據申請專利範圍第8項所述的平行運動機，其 特徵係在於，每一個強化樑體（5丄5 2, 5 2〗，5 2 2)係具有 一個大體上矩形的剖面形狀。 1 〇、根據申請專利範圍第i項至第5項之任一項所 述的平行運動機，其特徵係在於，該平行運動機係包含三 個設定裝置⑷，4.2, 4.3)，每一個設定裝置（41， 在沒有任何中間接頭或軸承的情況下係在該第—接頭（8 9 10)處被牢牢地連接至一個強化樑體（51，52，5 2 1 $，， 5.3) 〇 ’ · · ’ .2.2, 11、根據申請專利範圍第i項至第5項之任一項 述的平行運動機’其特徵係在於，該設定裝置（Ο)的」個 係包含一個額外的強化樑體（5 2丨，5 2 2)。 1 2、根據申請專利範圍第6項所述的平行運動機， 其特徵係在於，該至少一個設定裝置（4丨4 2 4 3 . 一個螺絲螺帽機構的形式，其螺絲或螺 糸:有 、‘ 〇， D .Z j 4糸方古 牢牢地連接至該内側迴轉部件（23，43 )。 ' 13、根據申清專利範圍第1項至第 、 币〇項之任一項所 述的平行運動機，其特徵係在於，該至φ 、 〆主^ —個設定裝置（4 j 4.2, 4.3)係具有一個線性馬達的形式。 ’ 1 4、根據巾請專利範圍第i 3項所述的平行運 其特徵係在於，該線性馬達的部分係由—個強化 5-2, 5.2.1，5.2.2, 5.3)所構成。 、-， 1 5、根據申請專利範圍第6項所什μ τ ,所述的平行運動機’ 28 1345520 其特徵係在於’每一個強朴你 1 因強化樑體（5.1，5.2, 5.2.1，5.2.2, 5.3) 係包含至少一個縱向扯拙& 延伸的第一滑動部件（26，57.2, 5 8.2)，例如是一個滑垣 分" 才干’其係以形狀的方式而被連接至 一個第二滑動部件（27 、 ’ ’，58.1) ’例如是一個引導轨 道，該第二滑動部件（27 〇 , 、 ’ 5 7 · 1，5 8 · 1 )係被連接至該内側 迴轉部件（23, 43 )。 1 6、根據申請專利銘阁@ ^ J範圍第15項所述的平行運動機， 其特徵係在於，該第二滑動部件（27,57 1，581)係被固 定地連接至該内側迴轉部件（23,43 )，或者是以形狀方 式相對於該部件而被引導。 1 7、根據申請專利笳囹筮 靶圍第1 2項所述的平行運動機， 其特徵係在於’該機構的 …糸（3 1，5 1 )係適合於一端部 處藉由一個設定裝置邑；查γ 褒置馬達（6·1，6.2, 6.3)而被驅動，而該 螺、，糸的另一端部係藉由 …/ 支承軸承（2 9 )而被支承， ώ加— 機構之螺帽（28,52 )係適合以藉 由一個设定裝置馬達（6 )而被驅動。 1 8、根據申請專利範圍 ^ 4# ^ ^ ^ 固弟丄〈項所述的平行運動機， ”特微係在於，該設定裝 .y 罝馬違（6.1，6·2，6.3)係被裝設 在一個馬達保持件（71 為該第-接頭(8 9 _ 其一端部係被形成 5·3)所欲被加以固定。7目化棕體⑷1，5.2.1，5.2·2， 1 9、根據申請專利範圍第丄項至 迷的平行運動機，其特徵係在於，該至少兩個強化樑體;I：! 29 1345520 5.2，5.2.1，5.2.2)的該樑體旋轉軸承（loo.1，1〇〇·2)係具有被 定向為彼此正交的轴承轴線。 2 ◦、根據申請專利範圍第1 2項所述的平行運動機， 其特徵係在於，該至少兩個強化樑體（5.1，5.3)的該樑體旋 轉軸承（100.1，100.2)係具有被定向為彼此平行的軸承軸 線。 2 1、根據申请專利範圍第6項所述的平行運動機， 其特徵係在於，該兩個強化樑體（5.丨，5.3)的該樑體萬象接 頭（BU1，BU2)的内側迴轉軸線（24，46)係為與個別樑體 旋轉軸承（100.1，100.2)之軸承軸線相平行。 2 2、根據申請專利範圍第2 X項所述的平行運動機， 其特徵係在於’該兩個強化樑體(5」，5.3)的該樑體萬象接 頭（BU1，BU2)的内侧迴轉軸線（2 4 )係為相互平行者。 十一、圖式： 如次頁 30