TWI568554B - 機械手臂 - Google Patents

Description

機械手臂

本發明是有關於一種夾合物品並進行搬送的機械手臂。

專利文獻1中揭示了一種夾合物品並進行搬送的機械手臂。

該機械手臂將第1臂旋轉自如地支撐於支柱的上端部，且將第2臂旋轉自如地支撐於第1臂。將支撐桿上下移動自如地設置於第2臂，並將夾合部分設置於支撐桿的下端部。

機械臂如以下般來搬送物品。

使第1臂及第2臂旋轉而將夾合部分定位於物品上。然後，使夾合部分為夾合釋放狀態，使支撐桿向下方移動，藉此將夾合部分放置於物品的兩側方。該狀態下使夾合部分以夾合狀態進行動作而夾合物品。

然後，藉由使支撐桿向上方移動，而將物品與夾合部分一併提昇，使第1臂及第2臂旋轉而將物品與夾合部分一併搬送至規定的位置為止。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本專利特開平8-309295號公報

機械手臂在使夾合部分向下方移動而夾合物品時，若夾合部分與物品的位置偏移，則存在夾合部分會強力地抵接於物品的上表面而因夾合部分造成物品損傷的情況。

本發明的目的在於提供一種夾合部分的夾合爪不會強力地抵接於物品而造成物品損傷的機械手臂。

本發明為一種機械手臂，包括：裝置本體40；夾合裝置3a，包含從所述裝置本體40延伸設置的夾合部分50，且能夠利用所述夾合部分50來夾合物品；以及移動裝置3b，使所述夾合裝置3a移動且保持為能夠上下移動及平行移動，所述夾合裝置3a利用移動裝置3b使裝置本體40與夾合部分50成為一體而向下方移動，所述機械手臂的特徵在於：在所述夾合部分50未夾合物品而是抵接於所述物品的情況下，僅裝置本體40朝向夾合部分50而向下方移動，檢測單元60，檢測出僅所述裝置本體40朝向夾合部分50移動；以及利用所述檢測單元60的檢測信號使移動裝置3b的移動停止的單元。

本發明的機械手臂設置著：連結單元70，將所述裝置本體40與夾合部分50上下移動自如地加以連結；以及保持單元80，將所述裝置本體40與夾合部分50的上下方向的間隔保持為規定的大小，所述檢測單元60能在裝置本體40與夾合部分50的上下方向的間隔小於規定的大小時，輸出檢測信號。

本發明的機械手臂可設為：在所述夾合部分50朝向上下方向而安裝著導桿71，將導桿71在上下方向上移動自如地支撐於裝置本體40並作為連結單元70，繞所述導桿71設置盤簧81，盤簧81的其中一端與裝置本體40接觸，另一端與夾合部分50接觸，藉此作為保持單元80。

本發明的機械手臂可設為：由安裝於所述裝置本體40的投光器64、受光器65及安裝於所述夾合部分50且遮蔽投光器64的光的檢測體66來作為檢測單元60。

本發明的機械手臂可設為：在所述裝置本體40與夾合部分50成為一體而上下移動時檢測體66遮蔽投光器64的光，在裝置本體40朝向夾合部分50而向下方移動時，檢測體66不遮蔽投光器64的光而由受光器65接收光並輸出檢測信號。

根據本發明，在藉由使裝置本體40向下方移動而夾合部分50的夾合爪51夾合物品時，由檢測單元60檢測出夾合爪51抵接於物品且夾合爪51未夾合物品，藉此使移動裝置3b停止， 從而使裝置本體40的朝向下方的移動停止，因而夾合爪51不會強力地抵接於物品而造成物品損傷。

1‧‧‧拉片搬送裝置

2‧‧‧搬送輸送機

2a‧‧‧皮帶(載置面)

3‧‧‧機械手臂

3a‧‧‧夾合裝置

3b‧‧‧移動裝置

4‧‧‧拉片(物品)

5‧‧‧拉鏈頭組裝機

6‧‧‧皮帶移動距離檢測單元

6a‧‧‧輥

6b‧‧‧編碼器

7‧‧‧控制器(停止單元)

30‧‧‧基座

31‧‧‧柱部

32‧‧‧第1臂

33‧‧‧第2臂

34‧‧‧縱軸

40‧‧‧裝置本體

41‧‧‧第1體

42‧‧‧第2體

43‧‧‧孔

50‧‧‧夾合部分

51‧‧‧夾合爪

52‧‧‧上部體

53‧‧‧下部體

54‧‧‧爪安裝體

60‧‧‧檢測單元

61‧‧‧感測器安裝板

62‧‧‧檢測體安裝板

63‧‧‧凹部

64‧‧‧投光器

65‧‧‧受光器

66‧‧‧檢測體

70‧‧‧連結單元

71‧‧‧導桿

72‧‧‧板

73‧‧‧止動件

80‧‧‧保持單元

81‧‧‧盤簧

a‧‧‧箭頭

A‧‧‧夾合區域

B‧‧‧檢測區域

L‧‧‧距離

圖1是搬送拉鏈用拉鏈頭的拉片的裝置的概略平面圖。

圖2是機械手臂的前視圖。

圖3是夾合裝置的放大前視圖。

圖4是圖3的右側視圖。

圖5是圖3的左側視圖。

圖6是圖3的檢測單元部分的放大圖。

圖7是圖6的平面圖。

圖1是概略性地表示使用本發明的機械手臂搬送拉鏈用拉鏈頭的拉片的裝置的平面圖。

如圖1所示，拉片搬送裝置1包括搬送輸送機2及機械手臂3。

搬送輸送機2具有環形的皮帶2a。藉由對未圖示的馬達進行驅動而使皮帶2a向箭頭a方向旋轉。

拉鏈用拉鏈頭的拉片4載置於皮帶2a。皮帶2a藉由向箭頭a方向旋轉，而將拉片4移送至夾合區域A為止，當將拉片4移送至夾合區域A為止時，皮帶2a停止。

機械手臂3夾合住由皮帶2a移送至夾合區域A的拉片4。機械手臂3將夾合的拉片4搬送至組裝拉鏈用拉鏈頭的拉鏈頭組裝 機5。

機械手臂3如圖1及圖2所示，包括夾合拉片4的夾合裝置3a、及使夾合裝置3a移動的移動裝置3b。

移動裝置3b包括：設置於基座30的上表面的柱部31，可相對於柱部31旋轉地安裝的第1臂32，可相對於第1臂32旋轉地安裝的第2臂33，及可相對於第2臂33旋轉及上下移動自如地安裝的縱軸34。第1臂32與第2臂33的旋轉軸及縱軸34沿著相對於搬送輸送機2的上表面垂直的方向平行地延伸。藉此，第1臂32與第2臂33能夠以各旋轉軸為中心而在與搬送輸送機2的上表面平行的水平面內旋轉。而且，縱軸34藉由第1臂32與第2臂33旋轉，而可沿水平方向移動。

在縱軸34的下端部安裝著夾合裝置3a。

藉此，夾合裝置3a可沿水平方向移動至任意的位置，並且可上下移動，且能夠以縱軸34為中心而旋轉360°。

夾合裝置3a包括安裝於縱軸34的裝置本體40、及與該裝置本體40連結的夾合部分50。夾合部分50包括2個夾合爪51。

機械手臂3的移動裝置3b不限於上述構成。即，對機械手臂3的移動裝置3b而言，只要夾合裝置3a可移動至水平方向的任意的位置，並且可進行上下移動，進而夾合裝置3a能夠繞垂直中心線旋轉360°即可。

而且，機械手臂3的移動裝置3b也可為如下：夾合裝置3a可移動至水平方向的特定的多個位置，並且可上下移動。

然後，對機械手臂3夾合皮帶2a上的拉片4的動作的一例進行說明。

在搬送輸送機2的皮帶2a設定有檢測區域B。檢測區域B設定得比皮帶2a的夾合區域A更靠近皮帶旋轉方向上游側。

在已使皮帶2a停止的狀態下利用未圖示的相機對檢測區域B進行拍攝。利用未圖示的圖像處理部對相機的圖像進行圖像處理，判斷檢測區域B的拉片4的位置及拉片4的方位等，並將拉片4的位置、方位等記憶於控制器7。

使皮帶2a沿箭頭a方向旋轉，使拉片4隨皮帶2a移送。

此時，利用皮帶移動距離檢測單元6對皮帶2a的移動距離進行檢測。皮帶移動距離檢測單元6包括與皮帶2a接觸的輥6a、及對輥6a的轉數進行檢測的編碼器6b。藉由皮帶2a旋轉以使輥6a旋轉。編碼器6b對輥6a的轉數進行檢測，利用該編碼器6b的檢測值對皮帶移動距離進行檢測。

將所檢測到的皮帶移動距離輸入至控制器7。

控制器7利用所檢測到的皮帶移動距離來感測皮帶2a的檢測區域B的拉片4已到達夾合區域A。

控制器7使搬送輸送機2停止，從而使皮帶2a的旋轉停止。

接下來，控制器7根據所記憶的拉片4的位置及拉片4的方位來對機械手臂3的移動裝置3b進行動作控制，將夾合裝置3a的夾合部分50定位於拉片4上。此時，夾合部分50為2個夾合爪51彼此分離的夾合釋放狀態。

使夾合裝置3a向下方移動，從而使夾合部分50的2個夾合爪51與皮帶2a接觸。然後，使2個夾合爪51向彼此接近的方向移動，2個夾合爪51與拉片4的2個端面接觸，從而2個夾合爪51夾合拉片4。

然後，對夾合裝置3a的詳情進行說明。

如圖3至圖5所示，夾合裝置3a包括裝置本體40、夾合部分50及檢測單元60。

裝置本體40安裝於縱軸34的下部。裝置本體40與縱軸34一併上下移動，且與縱軸34一併旋轉360°。

夾合部分50上下移動自如地連結於裝置本體40的下部。

裝置本體40的下部與夾合部分50的上部在上下方向上隔離。

夾合部分50保持於下方的位置，裝置本體40的下部與夾合部分50的上部的上下方向的間隔保持為規定的大小。

藉由對裝置本體40負載規定大小以上的向下的力，裝置本體40朝向夾合部分50而向下方移動，裝置本體40與夾合部分50的上下方向的間隔減小。

2個夾合爪51設置於夾合部分50的下部。夾合爪51藉由夾合裝置3a向下方移動而與皮帶2a接觸。

檢測單元60檢測如下情況：夾合爪51不夾合拉片4，夾合爪51抵接於拉片4的上表面，裝置本體40朝向夾合部分50而向下方移動，即，檢測出裝置本體40與夾合部分50的上下方向的間隔小於規定的大小。

檢測單元60的檢測信號輸入至控制器7。

控制器7在被輸入檢測單元60的檢測信號時使機械手臂3的各動作停止。

然後，對拉片4的夾合動作進行說明。

在機械手臂3的2個夾合爪51夾合皮帶2a上的拉片4時，使縱軸34向下方移動，藉此使裝置本體40向下方移動。藉此，裝置本體40與夾合部分50成為一體而向下方移動。

在2個夾合爪51與皮帶2a的上表面接觸時使縱軸34停止，使2個夾合爪51成為與皮帶2a的上表面接觸的狀態。此時，2個夾合爪51為彼此離開的夾合釋放位置。

接下來，使2個夾合爪51向彼此接近的方向移動，從而2個夾合爪51夾合拉片4。

在如所述般2個夾合爪51夾合拉片4時，如圖3中假想線所示，要夾合的拉片4位於夾合爪51的正下方，與要夾合的拉片4鄰接的拉片4位於夾合爪51的正上方。

在此狀態下，當使夾合裝置3a的裝置本體40向下方移動時，夾合爪51在與皮帶2a的上表面接觸以前抵接於皮帶2a上的拉片4的上表面。

在夾合爪51抵接於皮帶2a上的拉片4的上表面後，若夾合裝置3a的裝置本體40向下方移動，則夾合爪51因拉片4而不會向下方移動，因而在夾合部分50不向下方移動的情況下，裝置本體40朝向夾合部分50而向下方移動。藉此，裝置本體40與夾合 部分50的上下方向的間隔小於規定的大小。

藉此，檢測單元60輸出檢測信號，檢測信號被輸入至控制器7。控制器7使機械手臂3的各動作立即停止，從而裝置本體40在夾合爪51抵接於拉片4的上表面時立即停止。

藉此，夾合部分50(夾合爪51)停止在此位置(即，抵接於拉片4的上表面的位置)，因而夾合部分50(夾合爪51)不會強力地抵接於拉片4的上表面，夾合部分50(夾合爪51)不會對拉片4造成損傷。即，控制器7為使裝置本體40停止的單元。

夾合裝置3a的裝置本體40包括第1體41、及設置於第1體41的下部的第2體42。

夾合部分50包括上部體52、下部體53、及設置於下部體53的2個爪安裝體54。爪安裝體54上安裝著夾合爪51。

下部體53包括使2個爪安裝體54向彼此接近的方向(夾合方向)及彼此離開的方向(夾合釋放方向)移動的機構。

跨及裝置本體40的第2體42與夾合部分50的上部體52而設置著連結單元70及保持單元80。

連結單元70具有設置於上部體52的導桿71。導桿71向比上部體52靠上方突出，且貫通第2體42的孔43，而比第2體42更向上方突出。

在導桿71的突出端安裝著板72。

止動件73以板72與其上表面接觸的方式設置於第2體42。

藉此，上部體52(夾合部分50)利用導桿71、板72、 止動件73而懸掛連結於第2體42(裝置本體40)，第2體42與上部體52在上下方向上隔離。上部體52可與導桿71、板72一併相對於第2體42而向上方移動。上部體52可沿著導桿71而向下方移動。

保持單元80將第2體42(裝置本體40的下部)與上部體52(夾合部分50)的上下方向的間隔保持為規定的大小。

例如，繞導桿71來設置盤簧81。使盤簧81的長度方向的其中一端部與第2體42的下表面接觸，使盤簧81的長度方向的另一端部與上部體52接觸，藉此利用盤簧81使裝置本體40與夾合部分50向彼此離開的方向移動，從而使板72與止動件73接觸。藉此，將裝置本體40與夾合部分50的上下方向的間隔保持為規定的大小。

檢測單元60具有感測器安裝板61及檢測體安裝板62。感測器安裝板61安裝於第2體42(裝置本體40)。檢測體安裝板62安裝於上部體52(夾合部分50)。

感測器安裝板61與檢測體安裝板62相向。

如圖6及圖7所示，感測器安裝板61的上部具有凹部63。凹部63向上方開口。

在感測器安裝板61的以凹部63為邊界的其中一側設置著投光器64。在另一側設置著受光器65。

投光器64與受光器65相向，藉由使受光器65接收投光器64所投射的光，而輸出檢測信號。

在檢測體安裝板62的上部安裝著檢測體66。檢測體66插入至感測器安裝板61的凹部63。

檢測體66與感測器安裝板61可在上下方向上移動。

當檢測體66在遮蔽投光器64所投射的光的位置，且感測器安裝板61相對於檢測體66而向上下方向移動規定的距離L時，投光器64所投射的光到達至受光器65。

使感測器安裝板61或檢測體安裝板62向上下方向移動，從而可調整安裝高度。

藉此，可對感測器安裝板61的投光器64所投射的光到達至受光器65的移動距離L進行調整。

對檢測單元60的檢測動作進行說明。

當裝置本體40與夾合部分50的上下方向的間隔為規定的大小時，檢測體66遮蔽投光器64的光。

藉此，受光器65接收不到投光器64的光，因而檢測單元60不輸出檢測信號。

夾合爪51抵接於拉片4的上表面，且夾合部分50不向下方移動而裝置本體40向下方移動，藉此當裝置本體40與夾合部分50的上下方向的間隔減小時，感測器安裝板61相對於檢測體安裝板62而向下方移動，因而投光器64、受光器65向比檢測體66靠下方移動，受光器65接收投光器64的光。

藉此，檢測單元60輸出檢測信號。

檢測單元60可設為接觸式開關、接近式開關。

本實施形態的機械手臂夾合皮帶2a上的拉片4，但不限定於此。即，本發明的機械手臂為對載置於載置面(皮帶2a)的物品(拉片4)進行夾合的機械手臂。

2a‧‧‧皮帶(載置面)

3a‧‧‧夾合裝置

4‧‧‧拉片(物品)

34‧‧‧縱軸

40‧‧‧裝置本體

41‧‧‧第1體

42‧‧‧第2體

43‧‧‧孔

50‧‧‧夾合部分

51‧‧‧夾合爪

52‧‧‧上部體

53‧‧‧下部體

54‧‧‧爪安裝體

60‧‧‧檢測單元

61‧‧‧感測器安裝板

62‧‧‧檢測體安裝板

70‧‧‧連結單元

71‧‧‧導桿

72‧‧‧板

73‧‧‧止動件

80‧‧‧保持單元

81‧‧‧盤簧

Claims (5)

1. 一種機械手臂，包括：裝置本體(40)；夾合裝置(3a)，包含從所述裝置本體(40)延伸設置的夾合部分(50)，且能夠利用所述夾合部分(50)來夾合物品；以及移動裝置(3b)，使所述夾合裝置(3a)移動且保持為能夠上下移動及平行移動，所述夾合裝置(3a)利用所述移動裝置(3b)使所述裝置本體(40)與所述夾合部分(50)成為一體而向下方移動，所述機械手臂的特徵在於：在所述夾合部分(50)未夾合所述物品而是抵接的情況下，僅所述裝置本體(40)朝向所述夾合部分(50)而向下方移動，檢測單元(60)，檢測出僅所述裝置本體(40)朝向所述夾合部分(50)移動；以及所述機械手臂包括利用所述檢測單元(60)的檢測信號使所述移動裝置(3b)的移動停止的單元；其中所述檢測單元(60)具有安裝於所述裝置本體(40)的感測器安裝板(61)及安裝於所述夾合部分(50)的檢測體安裝板(62),當所述檢測單元(60)在所述裝置本體(40)與所述夾合部分(50)的上下方向的間隔小於規定的大小時，所述感測器安裝板(61)朝向遠離所述檢測體安裝板(62)的方向移動，且所述檢測單元(60)輸出檢測信號。
2. 如申請專利範圍第1項所述的機械手臂，其設置著： 連結單元(70)，將所述裝置本體(40)與所述夾合部分(50)上下移動自如地加以連結；以及保持單元(80)，將所述裝置本體(40)與所述夾合部分(50)的上下方向的間隔保持為規定的大小。
3. 如申請專利範圍第2項所述的機械手臂，其中在所述夾合部分(50)朝向上下方向而安裝著導桿(71)，將所述導桿(71)在上下方向上移動自如地支撐於所述裝置本體(40)並作為所述連結單元(70)，繞所述導桿(71)設置盤簧(81)，所述盤簧(81)的其中一端與所述裝置本體(40)接觸，另一端與所述夾合部分(50)接觸，藉此作為所述保持單元(80)。
4. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述的機械手臂，其中由安裝於所述裝置本體(40)的所述感測器安裝板(61)的投光器(64)、受光器(65)及安裝於所述夾合部分(50)的所述檢測體安裝板(62)且遮蔽所述投光器(64)的光的檢測體(66)來作為所述檢測單元(60)。
5. 如申請專利範圍第4項所述的機械手臂，其中在所述裝置本體(40)與所述夾合部分(50)成為一體而上下移動時所述檢測體(66)遮蔽所述投光器(64)的光，在所述裝置本體(40)朝向所述夾合部分(50)而向下方移動時，所述檢測體(66)不遮蔽所述投光器(64)的光而由所述受光器(65) 接收光並輸出檢測信號。