TWI542455B - 單軸機器人 - Google Patents

Description

單軸機器人

本發明涉及一種單軸機器人，尤其涉及一種可調節密封式之單軸機器人。

為了減少單軸類機器人於使用中遭受粉塵、水、油等之入侵，需要對其進行密封設置。先前業界已經研發出密封式結構之直線型機器人，此類機器人於使用過程中，驅動機構驅動基臺作直線運動，密封帶隔離驅動機構，避免外面粉塵、水、油污等雜質進入驅動機構。然，密封帶加大驅動機構驅動與基臺之間移動之摩擦力，另，於使用一段時間後，密封帶容易變松，密封效果變差。

鑒於上述內容，有必要提供一種可調節密封帶鬆緊且減小摩擦力之單軸機器人。

一種單軸機器人，其包括框架、安裝於該框架上之驅動機構、導向機構及密封帶，且該驅動機構驅動該導向機構做直線運動。該導向機構包括與該驅動機構連接之基臺、安裝於該基臺上之導向架、第一導向輪、二第二導向輪，及調整組件。該第一導向輪與該二第二導向輪平行間隔地安裝於該導向架上，該二第二導向輪位於該第一導向輪之二側。該密封帶從該框架之一端向另一端延伸並依次繞過該第二導向輪、該第一導向輪及另一該第二導向輪 以將該驅動機構封閉於該框架內，其中該二第二導向輪朝向該基臺抵壓該密封帶之外側，該第一導向輪沿背離該基臺方向抵壓該密封帶內側。該第一導向輪包括沿其中心軸線設置之轉動軸及轉動套設於該轉動軸之轉動部，該轉動軸之二端分別形成有第一斜面。該調整組件包括分別位於該轉動軸二端之調整塊及穿過該導向架之至少一調節件，其中一調整塊與該導向架相連接，另一調整塊與該至少一調節件固定連接，每該調整塊形成有與該第一斜面抵持之第二斜面。該調節件能夠推動該調整塊移動以於該第一斜面與該第二斜面之配合下調節該第一導向輪抵壓該密封帶之高度。

單軸機器人包含有導向機構及密封帶。導向機構包含有導向架、安裝於導向架上之第一導向輪、第二導向輪及調整組件。該單軸機器人借助第一導向輪及第二導向輪滾動來移動整導向機構，其減少了導向架與密封帶之間之摩擦力，延長了密封帶及導向架之使用壽命。另，該單軸機器人藉由調整組件來調整第一導向輪及第二導向輪之位置高度以控制密封帶之張緊程度，進而更好地保證密封帶與框架之間之間隙，使得該單軸機器人處於完全密封之狀態，防止外界環境對其造成傷害。

100‧‧‧單軸機器人

10‧‧‧框架

11‧‧‧基座

113‧‧‧底座

115‧‧‧側壁

13‧‧‧承載板

15‧‧‧固定板

17‧‧‧容納腔

30‧‧‧驅動機構

31‧‧‧驅動件

311‧‧‧驅動本體

313‧‧‧驅動軸

315‧‧‧輸出軸

32‧‧‧第一傳動輪

33‧‧‧絲桿

35‧‧‧第二傳動輪

37‧‧‧傳動帶

39‧‧‧轉動輪

38‧‧‧防護罩

50‧‧‧導向機構

51‧‧‧滑軌

53‧‧‧基臺

531‧‧‧滑行部

533‧‧‧支撐部

55‧‧‧導向架

551‧‧‧凹陷部

553‧‧‧連接孔

57‧‧‧第一導向輪

571‧‧‧轉動軸

5711‧‧‧第一斜面

58‧‧‧第二導向輪

59‧‧‧調整組件

591‧‧‧調整架

5911‧‧‧腰形孔

593‧‧‧調整塊

5931‧‧‧第二斜面

595‧‧‧調節件

70‧‧‧密封帶

80‧‧‧保護蓋

圖1係本發明實施方式中之單軸機器人之立體示意圖。

圖2係圖1所示單軸機器人之立體分解示意圖。

圖3係圖2所示單軸機器人去掉部分結構後之立體示意圖。

圖4係圖3所示單軸機器人結構之立體分解示意圖。

圖5係圖3所示單軸機器人區域V處之放大示意圖。

圖6係圖4所示單軸機器人導向機構之部分結構之立體示意圖。

請一併參閱圖1至圖3，本發明實施方式中之單軸機器人100，其包括框架10、驅動機構30、導向機構50、密封帶70及保護蓋80。框架10用於安裝並支撐驅動機構30、導向機構50、密封帶70及保護蓋80。驅動機構30及導向機構50安裝於框架10上，且驅動機構30能夠驅動導向機構50。密封帶70安裝於框架10上，用於密封保護單軸機器人100。保護蓋80安裝於導向機構50上，其用於密封保護導向機構50。

框架10包括基座11、分別垂直安裝於基座11二端之承載板13及固定板15。基座11包括底座113及安裝於底座113上之側壁115。本實施方式中，底座113呈現為“U”形結構。側壁115大致呈“L”形，且二側壁115相對地安裝於底座113之二側。承載板13及固定板15相互平行，且分別安裝於基座11之二端。基座11、承載板13及固定板15共同形成一容納腔17。

驅動機構30包括驅動件31、第一傳動輪32、絲桿33、第二傳動輪35、傳動帶37、轉動輪39及防護罩38。驅動件31安裝於基座11上，且其包括驅動本體311、與該驅動本體311連接之驅動軸313及與驅動軸313止轉連接之輸出軸315。驅動本體311安裝於基座11上，且收容於容納腔17裡。輸出軸315穿過承載板13且凸伸出容納腔17外。第一傳動輪32套設於驅動件31之輸出軸315上，且位於承載板13之遠離固定板15之一側。第一傳動輪32可於驅動件31之驅動下轉動。絲桿33可轉動地穿設於承載板13及固定板15上， 且靠近承載板13之一端凸出承載板13。絲桿33與承載板13及固定板15垂直，且與驅動件31之輸出軸315平行。第二傳動輪35套設於絲桿33凸出承載板13之一端上，並與第一傳動輪32位於承載板13之同一側。第二傳動輪35可帶動絲桿33轉動。傳動帶37纏繞於第一傳動輪32及第二傳動輪35上，其用於使第二傳動輪35於第一傳動輪32之帶動下轉動。轉動輪39套設於絲桿33上，並收容於容納腔17裡。轉動輪39與絲桿33藉由螺紋配合。當絲桿33於轉動時，轉動輪39可螺旋式地沿著絲桿33滑動。防護罩38套設於承載板13遠離固定板15之一側上，其用於封蓋第一傳動輪32及第二傳動輪35，防止其裸露於外部環境中。

請一併參閱圖4，導向機構50包括滑軌51、基臺53、導向架55、第一導向輪57、二第二導向輪58及調整組件59。滑軌51大致為矩形板狀，其安裝於底座113上，且收容於容納腔17內。滑軌51與絲桿33平行設置。基臺53可滑動地安裝於滑軌51上，且套設於絲桿33上。基臺53包括滑行部531及固定安裝於滑行部531上之支撐部533。滑行部531可滑動地安裝於滑軌51上。支撐部533為中空塊狀，其可活動地套設於絲桿33上，並與轉動輪39固定。支撐部533可隨轉動輪39一起沿著絲桿33移動，進而帶動滑行部531沿著滑軌51移動。

導向架55大致為“II”型結構，其安裝於支撐部533上。導向架55之大致中間部位開設一凹陷部551，且與絲桿33平行之二側分別開設有三連接孔553。第一導向輪57與二第二導向輪58分別平行間隔地安裝於導向架55上，且均與絲桿33之長度方向垂直。第一導向輪57收容於導向架55之凹陷部551中。二第二導向輪58分 別安裝於導向架55之二端，並位於第一導向輪57之二側。

請一併參閱圖5及圖6，第一導向輪57包括沿其中心軸線設置之轉動軸571及可轉動地套設於轉動軸571上之轉動部573。轉動軸571大致為桿狀，其二端傾斜劈掉一部分後分別形成第一斜面5711。調整組件59包括四調整架591、二調整塊593及至少一調節件595。四調整架591分別裝設於導向架55之四角部，其用於可調節地連接第二導向輪58及導向架55。本實施方式中，每調整架591大致為L型結構，其一端與第二導向輪58固定連接，另一端與導向架55可調節地連接。每調整架591與導向架55相連之一端開設有腰形孔5911，且該腰形孔5911之長軸線方向與導向架55垂直設置。該腰形孔5911用於調整第二導向輪58相對導向架55之高度。當第二導向輪58相對導向架55之位置要提高時，則直接手動調整安裝于腰形孔5911處連接第二導向輪58之緊固件(圖未示)於腰形孔5911處之位置即可。二調整塊593分別安裝於第一導向輪57之轉動軸571之二端。每調整塊593係由一方形塊體傾斜地劈掉一部分後所形成之，其靠近轉動軸571之一端形成一第二斜面5931，並與轉動軸571之第一斜面5711相抵持設置。至少一調節件595穿過導向架55，且與導向架55螺合。本實施方式中，至少一調節件595之數量為二，與二調整塊593對應設置，且每調節件595容納於凹陷部551之一端與對應之調整塊593遠離轉動軸571之一端固定連接。調節件595可推動調整塊593移動以於第一斜面5711與第二斜面5931之配合下調節第一導向輪57相對導向架55之高度。

請再次參閱圖2，密封帶70沿著絲桿33方向依次穿過第一導向輪57及二第二導向輪58，且二端分別與承載板13及固定板15連接。 密封帶70之二側邊分別與側壁115相抵接，其用於密封容納腔17，使該容納腔17相對外界為封閉狀態。密封帶70得有效避免粉塵、油、水等之對裝置構件之入侵，可延長單軸機器人100之使用壽命。於本實施方式中，密封帶70穿過第一導向輪57及二第二導向輪58之方式為：沿著絲桿33方向，該密封帶70從該框架10之一端向另一端延伸，並依次繞過第二導向輪58、該第一導向輪57及另一該第二導向輪58，以將該驅動機構30封閉於框架10內，其中該二第二導向輪58朝向該基臺53抵壓該密封帶70之外側，該第一導向輪57沿背離該基臺53方向抵壓該密封帶70之內側。可理解，密封帶70穿過第一導向輪57及第二導向輪58之方式有複數，不一定按照本實施方式中之，亦可以係該二第二導向輪58沿背離該基臺53抵壓該密封帶70之內側，該第一導向輪57朝向該基臺53方向抵壓該密封帶70之外側。保護蓋80固定安裝於導向架55上，並罩蓋於導向架55上，其用於封蓋導向架55。於本實施方式中，密封帶70為鋼帶。

組裝時，首先，將承載板13及固定板15安裝於基座11之二端，將滑軌51安裝於基座11上，將轉動輪39套設於絲桿33上，且將基臺53套設於轉動輪39上。然後，將絲桿33安裝於承載板13及固定板15之間，將驅動件31安裝於基座11上，將第一傳動輪32套設於驅動件31之輸出軸315上，將第二傳動輪35套設於絲桿33上。接著，將傳動帶37纏繞於第一傳動輪32及第二傳動輪35上，將導向架55安裝於基臺53上，再將第一導向輪57及第二導向輪58安裝於導向架55上，將密封帶70安裝於導向架55上，且穿過導向輪，最後將保護蓋80安裝於導向架55上。

使用時，將工件放置於保護蓋80上，並藉由緊固件(圖未示)與該單軸機器人100之保護蓋80及導向架55之連接孔553固定連接。驅動件31驅動第一傳動輪32轉動，第二傳動輪35於傳動帶37之作用下開始轉動，絲桿33開始轉動，轉動輪39沿著絲桿33開始螺旋式移動。導向架55跟隨轉動輪39於第一導向輪57及第二導向輪58之作用下滾動移動，從而帶動工件移動。

單軸機器人100中包含有導向機構50及密封帶70，導向機構50包含有導向架55、安裝於導向架55上之第一導向輪57、第二導向輪58及調整組件59。導向機構50係於第一導向輪57、第二導向輪58之作用下滾動移動。該單軸機器人100採用第一導向輪57及第二導向輪58滾動移動整導向機構50，其減少了導向架55與密封帶70之間之摩擦力，延長了密封帶70及導向架55之使用壽命，另，該單軸機器人100藉由調整組件59來調整第一導向輪57及第二導向輪58之位置高度，以控制密封帶70之張緊程度，進而更好地保證密封帶70及容納腔17之間之間隙，使得外界之灰塵、油污等雜質不容易進入該單軸機器人100之內部，防止外界環境對其造成傷害。

可理解，第一傳動輪32、第二傳動輪35與傳動帶37可以省略，此時，驅動件31與絲桿33直接相連，且驅動件31直接驅動絲桿33轉動。

可理解，轉動輪39可省略，此時，基臺53內部設置為與絲桿33相匹配之螺紋，當絲桿33於轉動時，基臺53沿著絲桿33進行螺旋式之移動。

可理解，滑軌51可省略，此時，基臺53與基座11可以設置為不接 觸，且基臺53沿著絲桿33移動。

可理解，調節件595之數量不一定為二，可以省略其中之一，此時，二調整塊593中之一直接裝設於導向架55上，另一調整塊593與調節件595連接。

可理解，驅動機構30可為其他結構，例如可為直接與基臺53連接之氣缸。

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，以上該者僅為本發明之較佳實施例，舉凡熟悉本案技藝之人士，於爰依本發明精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下之如申請專利範圍內。

113‧‧‧底座

115‧‧‧側壁

13‧‧‧承載板

15‧‧‧固定板

17‧‧‧容納腔

30‧‧‧驅動機構

311‧‧‧驅動本體

315‧‧‧輸出軸

32‧‧‧第一傳動輪

33‧‧‧絲桿

35‧‧‧第二傳動輪

37‧‧‧傳動帶

39‧‧‧轉動輪

38‧‧‧防護罩

50‧‧‧導向機構

51‧‧‧滑軌

53‧‧‧基臺

531‧‧‧滑行部

533‧‧‧支撐部

55‧‧‧導向架

553‧‧‧連接孔

58‧‧‧第二導向輪

591‧‧‧調整架

70‧‧‧密封帶

80‧‧‧保護蓋

Claims (10)

1. 一種單軸機器人，其包括框架、安裝於該框架上之驅動機構、導向機構及密封帶，且該驅動機構驅動該導向機構做直線運動，其改良在於該導向機構包括與該驅動機構連接之基臺、安裝於該基臺上之導向架、第一導向輪、二第二導向輪，及調整組件，該第一導向輪與該二第二導向輪平行間隔地安裝於該導向架上，二該第二導向輪位於該第一導向輪之二側，該密封帶從該框架之一端向另一端延伸並依次繞過該第二導向輪、該第一導向輪及另一該第二導向輪以將該驅動機構封閉於該框架內，其中該二第二導向輪朝向該基臺抵壓該密封帶之外側以使該密封帶始終與該框架相抵接，該第一導向輪沿背離該基臺方向抵壓該密封帶內側，該第一導向輪包括沿其中心軸線設置之轉動軸及轉動套設於該轉動軸之轉動部，該轉動軸之二端分別形成有第一斜面，該調整組件包括調整架、分別位於該轉動軸二端之調整塊及穿過該導向架之至少一調節件，該調整架用於調整該二第二導向輪相對該導向架之高度，其中一該調整塊與該導向架相連接，另一該調整塊與該至少一調節件固定連接，每一該調整塊形成有與該第一斜面抵持之第二斜面，該調節件能夠推動該調整塊移動以於該第一斜面與該第二斜面之配合下調節該第一導向輪相對該導向架之高度，該第一導向輪與該二第二導向輪相配合以調節該密封帶與該框架相抵接的程度。
2. 如申請專利範圍第1項所述之單軸機器人，其中該調整架為四個，該每調整架之一端與對應之該第二導向輪之一端固定連接，另一端與該導向架連接，該每調整架上與該導向架相連之一端開設有腰形孔，且該腰形孔之長軸線方向與該導向架垂直設置，從而能夠調整該第二導向輪相對該 導向架之高度。
3. 如申請專利範圍第1項所述之單軸機器人，其中該導向架開設一凹陷部，該第一導向輪安裝於該凹陷部內，該二第二導向輪分別位於該凹陷部之二側，並與該第一導向輪相互平行，該至少一調節件容納於該凹陷部之一端且與對應之該調整塊遠離該轉動軸之一端固定連接。
4. 如申請專利範圍第3項所述之單軸機器人，其中該至少一調節件之數量為二，該每調節件均穿過該導向架，且與該導向架螺合，並分別靠近該第一導向輪之二端，該每調節件分別容納於該凹陷部之一端且與對應之該調整塊遠離該轉動軸之一端固定連接。
5. 如申請專利範圍第1項所述之單軸機器人，其中該框架包括基座、分別垂直安裝於該基座二端之承載板及固定板，且該基座、該承載板及該固定板共同形成一容納腔，該密封帶之二端分別與該承載板及該固定板連接，該密封帶密封該容納腔。
6. 如申請專利範圍第5項所述之單軸機器人，其中該基座包括底座及安裝於該底座上之二側壁，該二側壁相對地安裝於該底座上，且該密封帶之二側邊與該二側壁相抵接。
7. 如申請專利範圍第5項所述之單軸機器人，其中該驅動機構包括驅動件、第一傳動輪、絲杆、第二傳動輪、傳動帶及轉動輪，該驅動件包括安裝於該基座且收容於該容納腔裡之驅動本體、與該驅動本體連接之驅動軸及與該驅動軸止轉連接之輸出軸，該輸出軸穿過該承載板且凸伸出該容納腔外，該第一傳動輪套設於該輸出軸上，且位於該承載板之遠離該固定板之一側，該絲杆轉動地穿設於該承載板及該固定板上，且靠近該承載板之一端凸出該承載板，並與該輸出軸平行，該第二傳動輪套設於該絲杆凸出該承載板之一端上，並與該第一傳動輪位於該承載板之同一側，該傳動帶纏繞於該第一傳動輪及該第二傳動輪上，該轉動輪套設於該 絲杆上，並收容於該容納腔裡，該基臺套設於該絲杆上。
8. 如申請專利範圍第6項所述之單軸機器人，其中該導向機構還包括安裝於該基座上之滑軌，該滑軌安裝於該底座上，且收容於該容納腔內，該滑軌與該絲杆平行設置，該基臺滑動地安裝於該滑軌上，且套設於該絲杆上。
9. 如申請專利範圍第8項所述之單軸機器人，其中該基臺包括滑動地安裝於該滑軌上之滑行部及固定安裝於滑行部上之支撐部，該支撐部活動地套設於該絲杆上，並與該轉動輪固定，該導向架安裝於該支撐部上。
10. 如申請專利範圍第1項所述之單軸機器人，其中該單軸機器人還包括罩蓋於該導向架上之保護蓋，該保護蓋隨著該導向架一起移動；以及該驅動機構包括防護罩，該防護罩套設於該承載板遠離該固定板之一側上，並封蓋該第一傳動輪及該第二傳動輪。