TWI461271B - 機器人臂部件 - Google Patents

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TWI461271B
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Description

機器人臂部件
本發明涉及一種機器人臂部件。
機器人一般包括基座、依次連接之複數機械臂及驅動組件，驅動組件用於驅動相應機械臂運動，以使各機械臂可分別繞一旋轉軸線轉動以使機器人獲得所需之自由度。以六軸機器人之第四機械臂、第五機械臂與第六機械臂為例，第六機械臂位於其末端，驅動第五機械臂之驅動組件一般採用帶傳動方式，即於第四機械臂上安裝電機，藉由帶傳動機構將電機之動力傳遞至第五機械臂以帶動第五機械臂轉動。然，採用帶傳動方式會降低驅動組件剛性，導致機器人抗衝擊能力較弱。
鑒於上述狀況，有必要提供一種剛性較大、抗衝擊能力較強之機器人臂部件。
一種機器人臂部件，包括支撐臂、與支撐臂轉動連接之第一機械臂、與第一機械臂轉動連接之第二機械臂，以及驅動第一機械臂之驅動組件，該驅動組件包括具有輸出軸之驅動件。該驅動組件還包括與支撐臂固定連接之支承組件，以及由該支承組件支承之齒輪傳動機構，該支承組件包括與支撐臂固定連接之第一支承板以及與該第一支承板固定連接之第二支承板，該第一支承板包括 與支撐臂固定連接之底板及由該底板凸伸形成之複數凸伸部，該第二支承板與該複數凸伸部遠離該底板之端部固定連接，以使該第一支承板與該第二支承板之間形成收容空間，該齒輪傳動機構安裝於第一支承板與第二支承板之間之收容空間。
上述機器人臂部件之驅動組件採用齒輪傳動機構將驅動件之動力傳遞至第二機械臂，可提高機器人臂部件之剛性以及抗衝擊能力。與支撐臂固定連接之支承組件可方便齒輪傳動機構之安裝。
100‧‧‧機器人臂部件
11‧‧‧支撐臂
12‧‧‧第一機械臂
13‧‧‧第二機械臂
112‧‧‧本體
113‧‧‧殼體
1120‧‧‧連接座
1121‧‧‧第一叉分支
1122‧‧‧第二叉分支
1123‧‧‧收容孔
1125、1643‧‧‧收容空間
121‧‧‧轉動體
122‧‧‧連接軸
1221‧‧‧輸入端
1223‧‧‧輸出端
161‧‧‧驅動件
162‧‧‧齒輪傳動機構
164‧‧‧支承組件
1612‧‧‧輸出軸
1621‧‧‧第一小齒輪
1622‧‧‧第一大齒輪
1623‧‧‧第二小齒輪
1624‧‧‧第二大齒輪
1625‧‧‧第三小齒輪
1626‧‧‧第三大齒輪
1627‧‧‧第一齒輪軸
1628‧‧‧第二齒輪軸
1641‧‧‧第一支承板
1642‧‧‧第二支承板
圖1係本發明實施方式機器人臂部件之立體組裝示意圖。
圖2係圖1所示機器人臂部件之局部結構圖。
圖3係沿圖1中III-III線之剖示圖。
下面將結合附圖及具體實施方式對本發明之機器人臂部件作進一步詳細說明。
請參閱圖1至圖3，本發明實施方式之機器人臂部件100包括支撐臂11、可轉動地連接於支撐臂11一端之第一機械臂12，與第一機械臂12轉動連接之第二機械臂13以及驅動第一機械臂12之驅動組件(圖未標)。本實施方式之機器人臂部件100應用於六軸機器人中，支撐臂11、第一及第二機械臂12、13分別繞六軸機器人之第四至第六旋轉軸線a、b、c轉動。其中，第二機械臂13設於六軸機器人之末端，可安裝刀具、夾具等末端執行裝置。第四及第六旋轉軸線a、c均與第五旋轉軸線b垂直。
支撐臂11包括本體112以及分別設於本體112一側之殼體113。本 體112大致呈叉形結構，其包括連接座1120以及由連接座1120一端大致平行延伸形成之第一叉分支1121及第二叉分支1122。連接座1120開設有沿平行第五旋轉軸線b方向延伸之收容孔1123。第一叉分支1121與第二叉分支1122間形成收容空間1125。
第一機械臂12包括轉動體121以及連接軸122。轉動體121大致呈矩形塊狀，其沿第六旋轉軸線c二側分別與第一叉分支1121以及第二叉分支1122轉動連接，從而可轉動地收容於收容空間1125內。連接軸122沿第五旋轉軸線b方向設置，其包括輸入端1221及輸出端1223。輸入端1221與驅動組件之動力輸出端連接，輸出端1223與轉動體121固定連接，以將驅動組件之動力傳送至第一機械臂12。
驅動組件包括驅動件161、齒輪傳動機構162以及支承該齒輪傳動機構162之支承組件164。
驅動件161為一伺服電機，並包括一輸出軸1612，輸出軸1612之軸線方向與第五旋轉軸線b方向平行。驅動件161收容於收容空間1125內，其輸出軸1612伸入殼體113內。
齒輪傳動機構162採用斜齒輪進行動力傳遞，作為一較佳方案，可採用高精度和高強度之斜齒輪，從而減小雜訊，並提高強度。本實施方式中，齒輪傳動機構162為三級齒輪傳動機構，其包括第一小齒輪1621、與第一小齒輪1621嚙合之第一大齒輪1622、與第一大齒輪1622同軸設置之第二小齒輪1623、與第二小齒輪1623嚙合之第二大齒輪1624、與第二大齒輪1624同軸設置之第三小齒輪1625，以及與第三小齒輪1625嚙合之第三大齒輪1626。
第一大齒輪1622與第二小齒輪1623分別固定於第一齒輪軸1627二端，第二大齒輪1624與第三小齒輪1625分別固定於第二齒輪軸1628二端。第一小齒輪1621與驅動件161之輸出軸1612固定連接，第三大齒輪1626與第一機械臂12之連接軸122固定連接。上述各齒輪之軸線相互平行。
支承組件164包括第一支承板1641以及與第一支承板1641固定連接之第二支承板1642。第一支承板1641固定設置於支撐臂11之第一叉分支1121外側。第一支承板1641與第二支承板1642間形成一收容空間1643，齒輪傳動機構162安裝於收容空間1643內。第一支承板1641與第二支承板1642上對應開設複數軸孔(圖未標)，第一齒輪軸1627及第二齒輪軸1628之端部可轉動地設於相應之軸孔內，從而方便齒輪傳動機構162之安裝。
本發明之機器人臂部件100採用齒輪傳動機構162將驅動件161之動力傳送至第一機械臂12，可利用齒輪傳動機構之較佳剛性，提高機器人臂部件100強度以及抗衝擊能力。
可以理解，本發明之機器人臂部件100不限於六軸機器人中使用，其可用於包括具有支撐臂11、第一機械臂12及第二機械臂13之三軸、四軸或者五軸機器人中。齒輪傳動機構162亦可增加或減少傳動級數，以滿足傳動比要求。
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，以上所述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。
13‧‧‧第二機械臂
113‧‧‧殼體
1123‧‧‧收容孔
121‧‧‧轉動體
122‧‧‧連接軸
1221‧‧‧輸入端
1223‧‧‧輸出端
161‧‧‧驅動件
1612‧‧‧輸出軸
1621‧‧‧第一小齒輪
1622‧‧‧第一大齒輪
1623‧‧‧第二小齒輪
1624‧‧‧第二大齒輪
1625‧‧‧第三小齒輪
1626‧‧‧第三大齒輪
1627‧‧‧第一齒輪軸
1628‧‧‧第二齒輪軸
1642‧‧‧第二支承板

Claims (9)

  1. 一種機器人臂部件，包括支撐臂、與支撐臂轉動連接之第一機械臂、與第一機械臂轉動連接之第二機械臂，以及驅動第一機械臂之驅動組件，該驅動組件包括具有輸出軸之驅動件，其改良在於：該驅動組件還包括與支撐臂固定連接之支承組件，以及由該支承組件支承之齒輪傳動機構，該支承組件包括與支撐臂固定連接之第一支承板以及與該第一支承板固定連接之第二支承板，該第一支承板包括與支撐臂固定連接之底板及由該底板凸伸形成之複數凸伸部，該第二支承板與該複數凸伸部遠離該底板之端部固定連接，以使該第一支承板與該第二支承板之間形成收容空間，該齒輪傳動機構安裝於第一支承板與第二支承板之間之收容空間。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之機器人臂部件，其中該齒輪傳動機構採用斜齒輪傳動。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之機器人臂部件，其中該齒輪傳動機構為三級齒輪傳動機構。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之機器人臂部件，其中該齒輪傳動機構之各齒輪軸線相互平行。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之機器人臂部件，其中該支撐臂包括殼體，該齒輪傳動機構收容於該殼體內。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之機器人臂部件，其中該支撐臂包括第一叉分支以及與第一叉分支平行設置之第二叉分支，第一叉分支與第二叉分支間形成收容空間，該第一機械臂設於該收容空間內，且第一機械臂二側分別與第一叉分支及第二叉分支轉動連接。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之機器人臂部件，其中該支撐臂開設有收容孔，該驅動件收容於該收容孔內。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之機器人臂部件，其中該驅動件為伺服電機。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之機器人臂部件，其中該第二機械臂為六軸機器人之末端臂。
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