TWI488721B - 機器人臂部件 - Google Patents
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Description
本發明涉及一種機器人臂部件,尤其涉一種方便佈置管線之機器人臂部件。
隨著機械工業之發展,越來越多之機械加工過程中採用工業機器人臂部件來實現自動化生產。隨著技術之不斷進步,機器人臂部件逐漸向多軸化發展,以實現更複雜之運動。複數軸機器人臂部件用於噴塗、清洗等場合,需將運送噴塗液或清洗液等液體之管線或輸送加壓氣體之管線從多軸機器人臂部件內穿過,並連接至多軸機器人臂部件之執行端,以對工件進行噴塗或清洗等。然,由於機器人各機械臂比較長,而管線比較柔軟,故於佈置管線時,較難將管線從管線入口穿設至管線出口,不方便佈置管線。且於拆管線時,較容易拆壞管線,造成噴塗線路不通,影響噴塗效果。
有鑒於此,有必要提供一種能夠方便佈置管線之機器人臂部件。
一種機器人臂部件,其包括第一機械臂及第二機械臂、連接座、軸座、第一驅動組件、第一傳動機構、第二驅動組件、第二傳動機構、及過線筒,該第一傳動機構包括第一傳動件及第一齒輪傳動組件,該第二傳動機構包括第二傳動件及第二齒輪傳動組件,
該第一傳動件及該第二傳動件均為桿狀,該連接座包括殼體及保護蓋,該殼體之側面開設有開口,該保護蓋封蓋該開口並可拆卸地裝設於該殼體上,該殼體一端開設有貫穿孔,該軸座位於該殼體遠離該貫穿孔之一端,該第一驅動組件及該第二驅動組件裝設於該殼體靠近該貫穿孔之一端,該第一傳動件之一端與該第一驅動組件連接,該第二傳動件之一端與該第二驅動組件連接,該第一傳動件及該第二傳動件容納於該殼體中並延伸至該軸座,該第一齒輪傳動組件連接該第一傳動件與該第一機械臂,並穿過該軸座,該第二齒輪傳動組件連接該第二傳動件及該第二機械臂,並穿過該軸座,該第二齒輪傳動組件活動套設於該第一齒輪傳動組件上,該過線筒穿過該第一齒輪傳動組件及第一機械臂。
上述機器人臂部件由於保護蓋可拆卸地裝設於殼體上,當將管線佈置於機器人臂部件中時,管線從貫穿孔穿過後,能夠較方便地從殼體之開口處,將管線穿過第一齒輪傳動組件到達第一機械臂處。
100‧‧‧機器人臂部件
10‧‧‧連接座
20‧‧‧軸座
31‧‧‧第一驅動組件
33‧‧‧第一傳動機構
34‧‧‧第一機械臂
51‧‧‧第二驅動組件
53‧‧‧第二傳動機構
54‧‧‧第二機械臂
71‧‧‧第三驅動組件
73‧‧‧第三傳動機構
74‧‧‧第三機械臂
90‧‧‧過線筒
11‧‧‧殼體
111‧‧‧貫穿孔
13‧‧‧保護蓋
21‧‧‧通孔
23‧‧‧第一開孔
25‧‧‧第二開孔
27‧‧‧第三開孔
311‧‧‧第一驅動件
313‧‧‧第一驅動端
338‧‧‧第一傳動件
330‧‧‧第一齒輪傳動組件
331‧‧‧第一齒輪
332‧‧‧第二齒輪
334‧‧‧第一連接件
335‧‧‧第三齒輪
336‧‧‧第四齒輪
337‧‧‧第五齒輪
511‧‧‧第二驅動件
513‧‧‧第二驅動端
536‧‧‧第二傳動件
530‧‧‧第二齒輪傳動組件
531‧‧‧第六齒輪
532‧‧‧第七齒輪
533‧‧‧第二連接件
534‧‧‧第八齒輪
535‧‧‧第九齒輪
711‧‧‧第三驅動件
713‧‧‧第三驅動端
734‧‧‧第三傳動件
730‧‧‧第三齒輪傳動組件
731‧‧‧第十齒輪
732‧‧‧第十一齒輪
733‧‧‧第三連接件
圖1係本發明實施例之機器人臂部件之立體示意圖。
圖2係圖1所示機器人臂部件之側視圖。
圖3係圖2所示機器人臂部件沿III-III線之剖視圖。
圖4係圖1所示機器人臂部件之俯視圖。
圖5係圖4所示機器人臂部件沿V-V線之剖視圖。
請同時參閱圖1至圖5,本發明實施方式之機器人臂部件100包括
連接座10、軸座20、第一驅動組件31、第一傳動機構33、第一機械臂34、第二驅動組件51、第二傳動機構53、第二機械臂54、第三驅動組件71、第三傳動機構73、第三機械臂74、過線筒90及管線(圖未示)。軸座20位於連接座10之一端,第一驅動組件31、第二驅動組件51及第三驅動組件71裝設於連接座10遠離軸座20之另一端,第一傳動機構33連接第一驅動組件31與第一機械臂34,並部分容納於連接座10中。第二傳動機構53連接第二驅動組件51與第二機械臂54,並部分容納於連接座10中。第三傳動機構73連接第三驅動組件71與第三機械臂74,並部分容納於連接座10中。第一機械臂34、第二機械臂54及第三機械臂74相互轉動連接。過線筒90穿設於第一機械臂34、第二機械臂54及第三機械臂74中,用於供管線穿過。管線穿過連接座10及過線筒90到達第一機械臂34,以於機器人臂部件100執行噴塗或清洗等動作時提供液體或氣體。於本實施方式中,機器人臂部件100為六軸機器人臂部件,第一機械臂34、第二機械臂54及第三機械臂74分別為第六軸、第五軸及第四軸。
連接座10包括殼體11及可拆卸地裝設於殼體11上之保護蓋13。殼體11大致為圓筒側面被沿平行軸線之方向切去部分後之形狀,且其截面大致為L形,其於一端開設有貫穿孔111,以供管線穿過。保護蓋13封蓋殼體11側面被切之開口(未標示),並可拆卸地鎖固於殼體11上。軸座20位於殼體11遠離貫穿孔111之一側,其大致為中空圓柱狀,且沿著軸線開設有一通孔21,並於繞著通孔21之圓週上開設有第一開孔23、第二開孔25及第三開孔27。通孔21為二台階孔,且其直徑由靠近殼體11之一端向遠離殼體11之一端增大。第一開孔23及第二開孔25之連線為軸座20端面之直徑,第
三開孔27位於第一開孔23及第二開孔25之一側。
第一驅動組件31包括第一驅動件311及凸伸形成於第一驅動件311一端之第一驅動端313。第一驅動件311裝設於殼體11靠近貫穿孔111之一端,且第一驅動端313朝向並容納於殼體11中。於本實施方式中,第一驅動件311為馬達。
第一傳動機構33包括第一齒輪傳動組件330及第一傳動件338。第一傳動件338與第一驅動端313固接,第一齒輪傳動組件330連接第一傳動件338與第一機械臂34,以使得第一驅動件311藉由第一驅動端313、第一傳動件338及第一齒輪傳動組件330帶動第一機械臂34轉動。
第一傳動件338大致為桿狀,其一端與第一驅動端313固定連接,以於第一驅動件311之驅動下旋轉。第一傳動件338沿平行殼體11之長度方向容納於殼體11中,且朝向殼體11遠離貫穿孔111一端延伸至軸座20之第一開孔23中。
第一齒輪傳動組件330包括第一齒輪331、第二齒輪332、第一連接件334、第三齒輪335、第四齒輪336及第五齒輪337。第一齒輪331與第一傳動件338固定連接,第二齒輪332與第一齒輪331嚙合。第一連接件334之二端分別與第二齒輪332及第三齒輪335固定連接。第三齒輪335、第四齒輪336及第五齒輪337依次相嚙合,第一機械臂34與第五齒輪337固定連接,從而使得第一驅動件311驅動時,藉由第一傳動件338、第一齒輪331、第二齒輪332、第一連接件334、第三齒輪335、第四齒輪336及第五齒輪337驅動第一機械臂34轉動。
第一齒輪331固定裝設於第一傳動件338遠離第一驅動件311之一端,且與第一傳動件338同軸設置。第二齒輪332位於第一齒輪331靠近殼體11軸線之一側,且與殼體11同軸設置,並與第一齒輪331嚙合。第二齒輪332之旋轉軸為軸線A。第一連接件334為直徑大致與第二齒輪332相等之圓筒狀,且同軸設置於第二齒輪332遠離第一傳動件338之一端。第一連接件334與第二齒輪332固定連接。第三齒輪335與第一連接件334遠離第二齒輪332之一端固定連接,且與第一連接件334同軸設置。第四齒輪336位於第三齒輪335遠離第一連接件334之一側,並與第三齒輪335嚙合。第四齒輪336之旋轉軸為軸線B,軸線B與軸線A斜交。第五齒輪337設置於第四齒輪336遠離第三齒輪335之一側,並與第四齒輪336嚙合。第五齒輪337之旋轉軸為軸線C,軸線C與軸線A平行,並與軸線B斜交。第一機械臂34固定裝設於第五齒輪337遠離第四齒輪336之一側,並與第五齒輪337同軸設置。第一驅動件311帶動第一傳動件338旋轉時,藉由第一傳動件338、第一齒輪331、第二齒輪332、第一連接件334、第三齒輪335、第四齒輪336及第五齒輪337驅動第一機械臂34繞軸線C轉動。
第二驅動組件51包括第二驅動件511及凸伸形成於第二驅動件511一端之第二驅動端513。第二驅動件511裝設於殼體11靠近貫穿孔111之一端,且第二驅動端513朝向並容納於殼體11中。第一驅動件311與第二驅動件511之連線為殼體11端面之直徑。於本實施方式中,第二驅動件511為馬達。
第二傳動機構53包括第二齒輪傳動組件530及第二傳動件536。第二傳動件536與第二驅動端513固接,第二齒輪傳動組件530連接
第二傳動件536與第二機械臂54,以使得第二驅動件511藉由第二驅動端513、第二傳動件536及第二齒輪傳動組件530帶動第二機械臂54轉動。
第二傳動件536大致為桿狀,其一端與第二驅動端513固定連接,以於第二驅動件511之驅動下旋轉。第二傳動件536沿平行第一傳動件338之方向容納於殼體11中,且朝向殼體11遠離貫穿孔111一端延伸至軸座20之第二開孔25中。
第二齒輪傳動組件530包括第六齒輪531、第七齒輪532、第二連接件533、第八齒輪534及第九齒輪535。第六齒輪531與第二傳動件536固定連接,第七齒輪532與第六齒輪531嚙合。第二連接件533之二端分別與第七齒輪532及第八齒輪534固定連接。第九齒輪535與第八齒輪534嚙合,第二機械臂54與第九齒輪535固定連接,從而使得第二驅動件511驅動時,藉由第二驅動端513、第二傳動件536、第六齒輪531、第七齒輪532、第二連接件533、第八齒輪534及第九齒輪535驅動第二機械臂54轉動。
第六齒輪531固定裝設於第二傳動件536遠離第二驅動件511之一端,且與第二傳動件536同軸設置。第七齒輪532位於第六齒輪531靠近殼體11軸線之一側,且位於第二齒輪332遠離殼體11之一側,並與第六齒輪531嚙合。第七齒輪532之旋轉軸與軸線A重合。第二連接件533為直徑大致與第七齒輪532相等之圓筒狀,且同軸套設於第一連接件334上,並位於第七齒輪532遠離第二傳動件536之一端。第二連接件533與第七齒輪532固定連接。第八齒輪534與第二連接件533遠離第七齒輪532之一端固定連接,並套設於第三齒輪335上,且與第二連接件533同軸設置。第九齒輪535
位於第八齒輪534遠離第二連接件533之一側,並同軸套設於第四齒輪336上,並與第八齒輪534嚙合。第九齒輪535之旋轉軸與軸線B重合。第二機械臂54固定裝設於第九齒輪535遠離第八齒輪534之一側。第二驅動件511帶動第二傳動件536旋轉時,藉由第六齒輪531、第七齒輪532、第二連接件533、第八齒輪534及第九齒輪535驅動第二機械臂54繞軸線B轉動。
第三驅動組件71包括第三驅動件711及凸伸形成於第三驅動件711一端之第三驅動端713。第三驅動件711裝設於殼體11靠近貫穿孔111之一端,且第三驅動端713朝向並容納於殼體11中。第三驅動件711位於第一驅動件311及第二驅動件511之一側,且第一驅動件311、第二驅動件511及第三驅動件711位於殼體11端面上之一圓週上。於本實施方式中,第二驅動件511為馬達。
第三傳動機構73包括第三齒輪傳動組件730及第三傳動件734。第三傳動件734與第三驅動端713固接,第三齒輪傳動組件730連接第三傳動件734與第三機械臂74,以使得第三驅動件711藉由第三驅動端713、第三傳動件734及第三齒輪傳動組件730帶動第三機械臂74轉動。
第三傳動件734大致為桿狀,其一端與第三驅動端713固定連接,以於第三驅動件711之驅動下旋轉。第三傳動件734沿平行第一傳動件338之方向容納於殼體11中,且朝向殼體11遠離貫穿孔111一端延伸至軸座20之第三開孔27中。
第三齒輪傳動組件730包括第三機械臂74第十齒輪731、第十一齒輪732及第三連接件733。第十齒輪731固定裝設於第三傳動件734遠離第三驅動件711之一端,且與第三傳動件734同軸設置。第十
一齒輪732位於第十齒輪731靠近殼體11軸線之一側,且藉由軸承(未標示)套設於第二連接件533上,並與第六齒輪531嚙合。第十一齒輪732之旋轉軸與軸線A重合。第三連接件733為直徑大致與第十一齒輪732相等之圓筒狀,且同軸套設於第一連接件334上,並與第七齒輪532固定連接。第三機械臂74固定裝設於第三連接件733遠離第十一齒輪732之一側,且遠離第三連接件733之一端與第二機械臂54相抵接。第三驅動件711帶動第三傳動件734旋轉時,藉由第十齒輪731、第十一齒輪732及第三連接件733驅動第三機械臂74繞軸線A轉動。於本實施方式中,第一齒輪331、第二齒輪332、第三齒輪335、第六齒輪531、第七齒輪532、第八齒輪534、第十齒輪731及第十一齒輪732為直齒輪,第四齒輪336、第五齒輪337及第九齒輪56為錐齒輪。
於本實施方式中,過線筒90由軸座20之通孔21處,經過第三齒輪335及第四齒輪336延伸至第一機械臂34,並藉由緊固件(未標示)與第二機械臂54固定,用以供管線穿過到達第一機械臂34以進行噴塗等作業。管線從貫穿孔111處穿過,並穿過殼體11及過線筒90到達第一機械臂34。
使用時,將保護蓋13拆下,將用於供送液體或氣體之管線從殼體之貫穿孔111處穿過至殼體11遠離第一驅動件311之一端,並從殼體11上由於拆下保護蓋13形成之開口處將管線進一步從通孔21處穿過至到達第一機械臂34。第一驅動件311帶動第一傳動件338旋轉時,藉由第一傳動件338、第一齒輪331、第二齒輪332、第一連接件334、第三齒輪335、第四齒輪336及第五齒輪337驅動第一機械臂34繞軸線C轉動。第二驅動件511帶動第二傳動件536旋轉
時,藉由第六齒輪531、第七齒輪532、第二連接件533、第八齒輪534及第九齒輪535驅動第二機械臂54繞軸線B轉動。第三驅動件711帶動第三傳動件734旋轉時,藉由第十齒輪731、第十一齒輪732及第三連接件733驅動第三機械臂74繞軸線A轉動。
本實施方式中之機器人臂部件100,由於軸座20至第一機械臂34之間之距離較短,使得管線能夠較容易從過線筒90之一端穿至另一端。由於保護蓋13可拆卸,於安裝管線時,可將保護蓋13拆下,使得管線較方便穿過貫穿孔到達軸座20處,進而方便將管線從過線筒90穿至第一機械臂34。另,第一機械臂34之旋轉軸線C與第三機械臂74之旋轉軸線A之間之垂直距離較短,減小了機器人臂部件100運動過程中,過線筒90中管線之曲折度,提高了管線之使用壽命。
可理解,第三機械臂74可省略,機器人臂部件100可僅包括二機械臂,同樣,機器人臂部件100還可包括其他複數機械臂。第一齒輪傳動組件330、第二齒輪傳動組件530及第三齒輪傳動組件730均可為其他形式之齒輪傳動結構,以使得將第一、第二、第三驅動件之驅動分別傳動至第一、第二、第三機械臂。
綜上所述,本發明符合發明專利要件,爰依法提出專利申請。惟,以上所述者僅為本發明之較佳實施方式,本發明之範圍並不以上述實施方式為限,舉凡熟悉本案技藝之人士,於爰依本案發明精神所作之等效修飾或變化,皆應包含於以下之申請專利範圍內。
20‧‧‧軸座
31‧‧‧第一驅動組件
33‧‧‧第一傳動機構
34‧‧‧第一機械臂
51‧‧‧第二驅動組件
53‧‧‧第二傳動機構
54‧‧‧第二機械臂
11‧‧‧殼體
111‧‧‧貫穿孔
21‧‧‧通孔
23‧‧‧第一開孔
25‧‧‧第二開孔
311‧‧‧第一驅動件
313‧‧‧第一驅動端
338‧‧‧第一傳動件
330‧‧‧第一齒輪傳動組件
331‧‧‧第一齒輪
332‧‧‧第二齒輪
334‧‧‧第一連接件
335‧‧‧第三齒輪
336‧‧‧第四齒輪
337‧‧‧第五齒輪
511‧‧‧第二驅動件
513‧‧‧第二驅動端
536‧‧‧第二傳動件
530‧‧‧第二齒輪傳動組件
531‧‧‧第六齒輪
532‧‧‧第七齒輪
533‧‧‧第二連接件
534‧‧‧第八齒輪
535‧‧‧第九齒輪
Claims (10)
- 一種機器人臂部件,其包括第一機械臂及第二機械臂,其改良在於:該機器人臂部件還包括連接座、軸座、第一驅動組件、第一傳動機構、第二驅動組件、第二傳動機構、及過線筒,該第一傳動機構包括第一傳動件及第一齒輪傳動組件,該第二傳動機構包括第二傳動件及第二齒輪傳動組件,該第一傳動件及該第二傳動件均為桿狀,該連接座包括殼體及保護蓋,該殼體之側面開設有開口,該保護蓋封蓋該開口並可拆卸地裝設於該殼體上,該殼體一端開設有貫穿孔,該軸座位於該殼體遠離該貫穿孔之一端,該第一驅動組件及該第二驅動組件裝設於該殼體靠近該貫穿孔之一端,該第一傳動件之一端與該第一驅動組件連接,該第二傳動件之一端與該第二驅動組件連接,該第一傳動件及該第二傳動件容納於該殼體中並延伸至該軸座,該第一齒輪傳動組件連接該第一傳動件與該第一機械臂,並穿過該軸座,該第二齒輪傳動組件連接該第二傳動件及該第二機械臂,並穿過該軸座,該第二齒輪傳動組件活動套設於該第一齒輪傳動組件上,該過線筒穿過該第一齒輪傳動組件及第一機械臂。
- 如申請專利範圍第1項所述之機器人臂部件,其中該第一齒輪傳動組件包括第一齒輪、第二齒輪、第一連接件、第三齒輪、第四齒輪及第五齒輪,該第一齒輪與該第一傳動件固接,該第二齒輪與該第一齒輪嚙合,該第一連接件之二端與該第二齒輪及該第三齒輪分別固接,該第二齒輪、該第一連接件及該第三齒輪同軸設置,該第四齒輪與該第三齒輪嚙合,該第四齒輪之旋轉軸與該第三齒輪之旋轉軸斜交,該第五齒輪與該第四齒輪嚙合,該第五齒輪之旋轉軸與該第四齒輪之旋轉軸斜交,且與該第三齒輪之旋轉軸平行,該過線筒穿過該三齒輪、該第四齒輪及該第一機 械臂。
- 如申請專利範圍第2項所述之機器人臂部件,其中該第二齒輪傳動組件包括第六齒輪、第七齒輪、第二連接件、第八齒輪及第九齒輪,該第六齒輪與該第二傳動件固接,該第七齒輪與該第六齒輪嚙合,該第二連接件之二端分別與該第七齒輪與該第八齒輪嚙合,該第九齒輪與該第八齒輪嚙合,該第七齒輪、該第二連接件及該第八齒輪同軸設置,該第九齒輪之旋轉軸與該第八齒輪之旋轉軸斜交。
- 如申請專利範圍第3項所述之機器人臂部件,其中該第七齒輪、該第二連接件及該第八齒輪之軸線與該第二齒輪、該第一連接件及該第三齒輪之軸線重合,該第七齒輪及該第二連接件套設於該第一連接件上,該第八齒輪套設於該第三齒輪上,該第九齒輪同軸套設於該第四齒輪上。
- 如申請專利範圍第4項所述之機器人臂部件,其中該機器人臂部件還包括第三機械臂、第三驅動組件及第三傳動機構,該第三機械臂與該第二機械臂轉動連接,該第三傳動機構包括第三傳動件及第三齒輪傳動組件,該第三驅動組件裝設於該殼體靠近該第一驅動組件之一端,該第三傳動件裝設於該第三驅動組件上,並容納於該殼體中,該第三齒輪傳動組件連接該第三傳動組件及該第三機械臂,該殼體為圓筒側面被沿平行軸線之方向切去部分後之形狀,且其截面為L形。
- 如申請專利範圍第5項所述之機器人臂部件,其中該第三齒輪傳動組件包括第十齒輪、第十一齒輪及第三連接件,該第十齒輪與該第三傳動件固接,該第十一齒輪與該第十齒輪嚙合,該第三連接件之二端分別與該第十齒輪及該第三機械臂連接。
- 如申請專利範圍第6項所述之機器人臂部件,其中該第十一齒輪及該第三連接件同軸設置,該第十一齒輪及該第三連接件同軸套設於該第二連接件上,該第三機械臂套設於該第八齒輪上。
- 如申請專利範圍第7項所述之機器人臂部件,其中該軸座位於該殼體遠離該第一驅動件之一端,該軸座開設有通孔及於通孔週圍開設有第一開孔、第二開孔及第三開孔,該第一傳動件穿設於該第一開孔中,且該第一齒輪容納於該第一開孔中,該第二傳動件穿設於該第二開孔中,且該第六齒輪容納於該第二開孔中,該第三傳動件穿設於該第三開孔中,且該第十齒輪容納於該第三通孔中,該第二齒輪、第七齒輪及該第十一齒輪容納於該通孔中,該過線筒穿過該軸座、該第三齒輪、該第四齒輪及該第一機械臂。
- 如申請專利範圍第1項所述之機器人臂部件,其中該第一驅動組件包括第一驅動件及凸伸於該第一驅動件之第一驅動端,該第二驅動組件包括第二驅動件及凸伸於該第二驅動件之第二驅動端,該第三驅動組件包括第三驅動件及凸伸於該第三驅動件之第三驅動端,該第一驅動件、該第二驅動件及該第三驅動件裝設於該殼體靠近該殼體之一端,該第一驅動端與該第一傳動件固接,該第二驅動端與該第二傳動件固接,該第三驅動端與該第三傳動件固接,該第一驅動件驅動該第一驅動端轉動,該第二驅動件驅動該第二驅動端轉動,該第三驅動件驅動該第三驅動端轉動。
- 如申請專利範圍第9項所述之機器人臂部件,其中該第一驅動件與該第二驅動件之連線為該殼體端面之直徑。
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