TWI438067B - 機器人臂部件 - Google Patents

Description

機器人臂部件

本發明涉及一種機器人臂部件。

機器人通常包括複數依次相連之機械臂，設置於其末端之機械臂，可裝設夾具、切削工具及探測器等以執行各種動作。每個機械臂藉由驅動元件實現繞單軸之旋轉。驅動元件一般包括沿各機械臂之轉動軸線方向設置之電機以及與電機相連接之減速機構，該減速機構一般選擇RV(rotate vector)減速機或HD(harmonic drive)減速機，減速機構之輸出端與另一機械臂相連接以驅動並使該另一機械臂按照預設之轉速旋轉，故各機械臂沿其轉動軸線方向之尺寸通常較大，不利於機器人在較狹小操作空間中之應用，而且RV減速機及HD減速機一般價格昂貴，使得製造成本較高。

鑒於上述狀況，有必要提供一種成本較低且整體尺寸較小之機器人臂部件。

一種機器人臂部件，其包括第一機械臂及與該第一機械臂轉動連接之第二機械臂，第一機械臂包括第一軸套、第一輸入軸及套設於第一輸入軸上之第二輸入軸，第一輸入軸與第二輸入軸可轉動的連接於第一軸套內，第二機械臂包括第二軸套及部分設置於軸 套中之輸出軸，第一輸入軸藉由一對錐齒輪帶動第二機械臂之軸套相對第一機械臂旋轉，連接第一輸入軸及第二機械臂之軸套之一對錐齒輪中之一個連接於第一輸入軸之末端，另一個藉由軸承轉動連接於該第一軸套內，第二輸入軸藉由至少兩對錐齒輪帶動第二機械臂之輸出軸相對第二軸套旋轉。

機器人臂部件之第一輸入軸及第二輸入軸輸入之動力係藉由尺寸較小之錐齒輪傳遞至第二機械臂之軸套及輸出軸之，相對採用尺寸較大之減速機進行傳動，可使機器人臂部件之尺寸減小，且生產成本也可大幅度降低。

10‧‧‧機器人臂部件

11‧‧‧第一機械臂

13‧‧‧第二機械臂

10‧‧‧安裝板

111‧‧‧第一軸套

112‧‧‧第一輸入軸

113‧‧‧第二輸入軸

114‧‧‧第一錐齒輪

115‧‧‧第二錐齒輪

116‧‧‧第一軸承

117‧‧‧第二軸承

118‧‧‧第三軸承

119‧‧‧連接板

1111‧‧‧直筒段

1112‧‧‧弧形筒段

1113‧‧‧安裝槽

131‧‧‧第二軸套

132‧‧‧輸出軸

133‧‧‧第三錐齒輪

134‧‧‧端蓋

135‧‧‧第四軸承

圖1係本發明實施方式之機器人臂部件之立體示意圖。

圖2係圖1所示機器人臂部件去除第一軸套及第二軸套後之立體示意圖。

圖3係圖1所示機器人臂部件沿III-III線之剖面圖。

圖4係圖2所示之第二輸入軸藉由錐齒輪傳動至輸出軸之立體示意圖。

下面將結合附圖及實施例對本發明之機器人臂部件作進一步詳細說明。

請參閱圖1，本發明實施例提供一種機器人臂部件10，其包括相互轉動連接之第一機械臂11及第二機械臂13。

請同時參閱圖1至圖4，第一機械臂11包括第一軸套111及設置於第一軸套111中之第一輸入軸112、第二輸入軸113、一對第一錐 齒輪114及一對第二錐齒輪115。

第一軸套111包括一直筒段1111及一連接於直筒段1111一端之弧形筒段1112，且直筒段1111之表面開設有複數安裝槽1113。第一輸入軸112藉由第一軸承116可轉動連接於直筒段1111內，第二輸入軸113藉由第二軸承117可轉動地設置於第一輸入軸112內，本實施例中，第一輸入軸112及第二輸入軸113為中空軸。一第一錐齒輪114連接於第一輸入軸112之末端，另一第一錐齒輪114藉由第三軸承118設置於第一輸入軸112內，且與第一輸入軸112末端之第一錐齒輪114相嚙合。該第三軸承118上固定有連接板119。一第二錐齒輪115連接於第二輸入軸113之末端，且部分位於第一輸入軸112之末端之第一錐齒輪114之內部。另一第二錐齒輪115部分設置於第三軸承118上之第一錐齒輪114內部，且與第二輸入軸113之末端之第二錐齒輪115相嚙合。

第二機械臂13包括第二軸套131及設置於第二軸套131中之輸出軸132、一對第三錐齒輪133及端蓋134。

第二軸套131為弧形筒狀，其與第三軸承118上之第一錐齒輪114固定連接，以在第一輸入軸112帶動下相對第一軸套111轉動。一第三錐齒輪133部分設置於第三軸承118上之第一錐齒輪114中，且與第一錐齒輪114中之第二錐齒輪114固定連接。另一第三錐齒輪133藉由第四軸承135連接於第二軸套131之端部，且與第一錐齒輪114中之第三錐齒輪133相互嚙合。端蓋134固定於第二軸套131遠離第一軸套111之一端，且中部開設有軸孔(圖未標)。輸出軸132與第四軸承135上之第三錐齒輪133固定連接，且從端蓋134之軸孔穿出。

本實施例中，第一、第二、第三錐齒輪114、115、133均為中空之錐齒輪。

工作時，第一輸入軸112及第二輸入軸113在外部動力裝置(圖未示)之帶動下分別獨立旋轉。第二軸套131在一對第一錐齒輪114之傳動下，跟隨第一輸入軸112進行旋轉。輸出軸132在一對第二錐齒輪115及一對第三錐齒輪133之傳動下，跟隨第二輸入軸113進行旋轉(如圖4所示)。

機器人臂部件10之第一輸入軸112套設於第二輸入軸113上，一對第一錐齒輪114分別套設於一對第二錐齒輪115上，且第一、第二、第三錐齒輪114、115、133之尺寸相對減速機之尺寸要小得多，故機器人臂部件10之整體尺寸較小，而且第一、第二、第三錐齒輪114、115、133之成本遠低於減速機之成本，可大幅度降低機器人臂部件10之成本。另，機器人臂部件10之連接線纜(圖未示)可依次穿過第二輸入軸113，一對第二錐齒輪115、一對第三錐齒輪133，最後從輸出軸132中穿出，即連接線纜可設置於機器人臂部件10之內部，以避免機器人臂部件10應用於噴塗等容易引起爆炸之環境時，因為連接線纜漏電而引起爆炸。

可以理解，第二輸入軸11也可根據第二機械臂之結構，藉由兩對以上之錐齒輪帶動所述第二機械臂之輸出軸相對軸套旋轉。

綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上該者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

10‧‧‧機器人臂部

111‧‧‧第一軸套

112‧‧‧第一輸入軸

113‧‧‧第二輸入軸

114‧‧‧第一錐齒輪

115‧‧‧第二錐齒輪

116‧‧‧第一軸承

117‧‧‧第二軸承

118‧‧‧第三軸承

131‧‧‧第二軸套

132‧‧‧輸出軸

133‧‧‧第三錐齒輪

134‧‧‧端蓋

135‧‧‧第四軸承

Claims (10)

1. 一種機器人臂部件，其包括第一機械臂及與該第一機械臂轉動連接之第二機械臂，其改良在於：該第一機械臂包括第一軸套、第一輸入軸及第二輸入軸，該第一輸入軸與第二輸入軸可轉動的連接於該第一軸套內，該第二機械臂包括第二軸套及部分設置於軸套中之輸出軸，該第一輸入軸藉由一對錐齒輪帶動所述第二機械臂之軸套相對第一機械臂旋轉，該連接第一輸入軸及第二機械臂之軸套之一對錐齒輪中之一個連接於第一輸入軸之末端，另一個藉由軸承轉動連接於該第一軸套內，該第二輸入軸藉由至少兩對錐齒輪帶動所述第二機械臂之輸出軸相對第二軸套旋轉。
2. 如申請專利範圍第1項所述之機器人臂部件，其中該第一輸入軸為中空軸，其套設於第二輸入軸上。
3. 如申請專利範圍第2項所述之機器人臂部件，其中該第二輸入軸為中空軸。
4. 如申請專利範圍第1項所述之機器人臂部件，其中該第一軸套包括直筒段及一連接於直筒段一端之弧形筒段。
5. 如申請專利範圍第1項所述之機器人臂部件，其中該第一輸入軸藉由第一軸承轉動連接於所述直筒段內。
6. 如申請專利範圍第1項所述之機器人臂部件，其中該連接第一輸入軸及第二機械臂之軸套之一對錐齒輪中之另一個藉由軸承轉動連接於所述弧形筒段內。
7. 如申請專利範圍第1項所述之機器人臂部件，其中該第二輸入軸藉由兩對錐齒輪帶動所述第二機械臂之輸出軸相對軸套旋轉。
8. 如申請專利範圍第7項所述之機器人臂部件，其中該錐齒輪為中空錐齒輪。
9. 如申請專利範圍第7項所述之機器人臂部件，其中該第二機械臂還包括端蓋，其固定連接於第二機械臂之軸套遠離第一機械臂之一端，該端蓋上開設有軸孔，該輸出軸從所述軸孔中伸出。
10. 如申請專利範圍第1項所述之機器人臂部件，其中該第二機械臂之軸套為弧形筒狀。