TWI464046B - 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。

一種機器人，例如用於堆垛之碼垛機器人，其包括旋轉基座、由旋轉基座帶動旋轉之升降架、由升降架帶動升降之第一臂、與第一臂滑動連接並被懸臂支撐之第二臂，以及與第二臂轉動連接之第三臂。第三臂用於擷取堆垛物，並可隨第二臂相對於第一臂伸縮。第二臂被懸臂支撐，其連接第三臂之外伸端承受外載荷，當第二臂自身重力及所承受之外載荷較大時，第二臂易彎曲變形，造成機器人使用壽命較低。

鑒於上述內容，有必要提供一種變形較小之機器人臂部件。

一種機器人臂部件，包括第一臂、第二臂、驅動機構以及彈性支撐機構，該第二臂包括第一端及相對設置之第二端。該第一端與第一臂滑動連接並由第一臂懸臂支撐，該驅動機構驅動該第二臂相對於該第一臂滑動。該彈性支撐機構與第一臂相連接，且設於第一端與第二端間並彈性支撐該第二臂，該彈性支撐機構包括與該第一臂固定連接之底座、設於底座內之彈性件以及由該彈性件彈性抵持並與第二臂抵接之支撐件。

上述機器人之第二臂第一端與第二端間設有彈性支撐機構，可對 第二臂提供支撐力，從而提高第二臂承受外載荷之能力，減小第二臂之變形。同時，第二臂相對於第一臂滑動時，第二臂與彈性支撐機構接觸點之變形量相應變化，因彈性支撐機構彈性支撐第二臂，其提供之彈性支撐力可對應調整，從而柔性地支撐第二臂。

100‧‧‧機器人臂部件

11‧‧‧第一臂

12‧‧‧第二臂

13‧‧‧第三臂

14‧‧‧驅動機構

15‧‧‧彈性支撐機構

121‧‧‧第一端

122‧‧‧第二端

112‧‧‧基板

113‧‧‧側板

114‧‧‧底板

1121‧‧‧導軌

123‧‧‧滑動座

1231‧‧‧滑槽

1232‧‧‧螺紋座

141‧‧‧電機

142‧‧‧螺桿

143‧‧‧支撐座

151‧‧‧底座

152‧‧‧彈性件

153‧‧‧支撐件

154‧‧‧調節件

1512‧‧‧支撐壁

1514‧‧‧導向槽

1515‧‧‧通孔

1516‧‧‧螺紋部

1531‧‧‧滾動軸承

1532‧‧‧支撐軸

1533‧‧‧第一擋圈

1534‧‧‧第二擋圈

1541‧‧‧螺紋連接部

1542‧‧‧套接部

圖1係本發明實施方式之機器人臂部件之立體組裝圖。

圖2係圖1所示機器人臂部件之局部結構立體分解圖。

圖3係圖1所示機器人臂部件之彈性支撐機構之立體組裝圖。

圖4係沿圖3中IV-IV方向之剖面圖。

下面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及圖2，本發明實施方式之機器人臂部件100包括第一臂11、第二臂12、第三臂13、驅動機構14以及彈性支撐機構15。第二臂12包括相對設置之第一端121及第二端122。第一端121與第一臂11滑動連接並由第一臂11懸臂支撐。第二端122與第三臂13轉動連接。驅動機構14驅動第二臂12相對第一臂11沿第一方向a-a滑動。彈性支撐機構15設置於第二臂12之第一端121與第二端122間且與第一臂11固定連接並彈性支撐第二臂12。機器人臂部件100可應用於垛碼機器人中，其中第三臂13可連接夾爪、吸盤等裝置進行抓取動作。

第一臂11包括基板112、由基板112相對二側邊緣垂直延伸之二側 板113，以及連接二側板113之底板114。基板112上設有二沿第一方向a-a直線延伸之導軌1121。

第二臂12為一中空殼體，其橫截面大致為矩形。第二臂12還包括與第一端121固定連接之滑動座123。滑動座123開設二滑槽1231，該二滑槽1231分別與第一臂11之二導軌1121滑動配合，從而第二臂12可沿導軌1121相對於第一臂11滑動。滑動座123包括螺紋座1232，螺紋座1232開設沿第一方向a-a之螺紋孔(圖未示)。

驅動機構14包括電機141、由電機141帶動之螺桿142、以及支撐螺桿142之支撐座143。螺桿142與滑動座123之螺紋座1232之螺紋孔配合，以帶動滑動座123及第二臂12滑動。電機141固定於第一臂11之底板114。支撐座143固定於基板112遠離底板114之一端，且設於二導軌1121間，以支承螺桿142之端部。

請同時參閱圖3及圖4，彈性支撐機構15包括底座151、彈性件152、支撐件153以及調節件154。彈性支撐機構15安裝於基板112遠離底板114一端，並設於二導軌1121間。本實施方式中，彈性件152及調節件154數量均為二。

底座151大致為U型塊，其包括相對設置之二支撐壁1512以及連接二支撐壁1512之底壁(圖未標)。每一支撐壁1512開設一導向槽1514。底座151還開設有二沿垂直第一方向a-a延伸之通孔1515，每一通孔1515與一導向槽1514相連通，且每一通孔1515內設有螺紋部1516。與通孔1515對應，第一臂11之基板112開設有螺紋孔(圖未示)，以使底座151可藉由螺紋件固定於基板112上。

每一彈性件152收容於底座151之一通孔1515內，並彈性抵持於支 撐件153與調節件154間，支撐件153於彈性件152提供之彈力作用下彈性支撐第二臂12。

支撐件153包括二並排設置之滾動軸承1531以及穿設二滾動軸承1531之支撐軸1532。滾動軸承1531設於底座151之二支撐壁1512間，支撐軸1532二端分別設於導向槽1514內，其週面抵壓彈性件152端部，從而當彈性件152伸縮變形時，支撐件153可沿於導向槽1514上升或下降。

滾動軸承1531之外週面為圓柱面，其與第二臂12滾動接觸，從而第二臂12相對於支撐件153移動時，產生之摩擦力較小。支撐軸1532上嵌設二第一擋圈1533以及二第二擋圈1534。其中，二第一擋圈1533用於防止滾動軸承1531相對於支撐軸1532沿其軸向移動，二第二擋圈1534用於防止支撐軸1532相對於底座151沿其軸向移動。

每一調節件154包括螺紋連接部1541以及位於端部之套接部1542，套接部1542之直徑較螺紋連接部1541直徑小。螺紋連接部1541穿設第一臂11之基板112與底座151之螺紋部1516螺接。彈性件152套設於套接部1542並與螺紋連接部1541相抵持。旋轉調節件154，可使其可相對於底座151之通孔1515旋入或旋出，從而調節彈性件152之變形量，即調整彈性件152提供之彈性支撐力之大小。

彈性件152可為彈簧或者彈片等。作為較佳選擇，彈性件152為矩形螺旋彈簧，其可提供78牛頓至2381牛頓之彈性力。

機器人臂部件100於第二臂12之第一端121與第二端122間設置彈 性支撐機構15，可對第二臂12提供一支撐力，從而提高第二臂12承受外載荷之能力，減小第二臂12之變形，還可延長第二臂12之使用壽命。另，當第二臂12相對第一臂11沿第一方向a-a滑動時，因第二臂12被彈性支撐機構15支撐之支撐點沿第一方向a-a之位置及第二臂12之變形量相應變化，彈性支撐機構15之彈性件152相應伸縮變形，其提供之彈性支撐力也對應變化，從而可柔性地支撐第二臂12。且機器人臂部件100之彈性支撐機構15元件較少，成本較低。

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。

100‧‧‧機器人臂部件

11‧‧‧第一臂

12‧‧‧第二臂

13‧‧‧第三臂

121‧‧‧第一端

122‧‧‧第二端

112‧‧‧基板

113‧‧‧側板

114‧‧‧底板

141‧‧‧電機

Claims (9)

1. 一種機器人臂部件，包括第一臂、第二臂以及驅動機構，該第二臂包括相對設置之第一端及第二端，該第一端與第一臂滑動連接並由第一臂懸臂支撐，該驅動機構驅動該第二臂相對該第一臂滑動，其改良在於：該機器人臂部件還包括與第一臂相連接且設於第一端與第二端間之彈性支撐機構，該彈性支撐機構彈性支撐該第二臂，該彈性支撐機構包括與該第一臂固定連接之底座、設於底座內之彈性件以及由該彈性件彈性抵持並與第二臂抵接之支撐件。
2. 如申請專利範圍第1項所述之機器人臂部件，其中該彈性支撐機構還包括調節件，該調節件與該底座螺接，並對該彈性件施壓以調節該彈性件之彈力大小。
3. 如申請專利範圍第2項所述之機器人臂部件，其中該調節件包括位於其端部之套接部，該彈性件套設於該套接部。
4. 如申請專利範圍第1項所述之機器人臂部件，其中該支撐件包括與該第二臂滾動接觸之圓柱面。
5. 如申請專利範圍第4項所述之機器人臂部件，其中該支撐件包括滾動軸承，該圓柱面為該滾動軸承之外週面。
6. 如申請專利範圍第5項所述之機器人臂部件，其中該底座設有沿同一方向延伸之二導向槽，該支撐件包括穿設於該滾動軸承之支撐軸，該支撐軸之二端分別設於二導向槽內，並可於彈性件之抵持下沿導向槽移動。
7. 如申請專利範圍第1至6任一項所述之機器人臂部件，其中該彈性件為矩形彈簧。
8. 如申請專利範圍第1至6任一項所述之機器人臂部件，其中該第一臂包括 基板，該基板設有沿直線延伸之導軌，該第二臂包括設於第一端之滑動座，該滑動座開設有與導軌滑動配合之滑槽以使第二臂沿導軌延伸方向可滑動。
9. 如申請專利範圍第8項所述之機器人臂部件，其中該驅動機構包括電機、由該電機驅動之螺桿以及支撐該螺桿之支撐座。