TWI573657B - 具有萬向固持件的並聯運動機 - Google Patents

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克里斯多夫 拉爾森
菲德瑞克 帕爾姆克斯特
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艾克西瓊科技控股公司
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Description

具有萬向固持件的並聯運動機
本發明是有關工具機和機器人系統之技術領域，並且特別是有關意欲被使用於工業應用之並聯運動機和其萬向固持件。
專利WO 2006/054935揭示出一種與本發明相關型式之並聯運動機。在此專利文件中所揭示之並聯運動機包括三個能夠個別被伸長和縮短的設定裝置，用以將定位頭部移動。每一個以上三個設定裝置是經由第一接頭而被連接至定位頭部。此外，每一個設定裝置是經由萬向接頭而被連接至底座。定位頭部則是在與設定裝置之操縱狀況相對應的工作範圍內移動。
在該先前技術專利文件中所揭示之底座被設計成為固定塊單元，每一個用於每一個設定裝置之以上三個萬向接頭被安裝至固定塊單元內。此底座(亦是被稱為上側平台)是製造複雜和難以被加工，用以在每一個萬向接頭之每一個承座內得到正確的公差，以上加工方法的成本則是相當昂貴。此底座亦是非常沈重，於是，須花費較高的運輸成本和需要在機器被安置之位置處具有精確的安裝架。同樣地，對於此種具有以上底座之機器的最終使用者來說，由於底座的體積和重量，此底座是難以被配置用以結合至使用者之製造系統中。
此種機器之運動精確度主要是依據其剛度，剛度則依序是依據可以採用之軸承數目/自由度，並且亦是依據元件材料的性能，用以將在重要方向上的扭轉應力和彎曲應力減到最小。在所揭示之並聯運動機中，每一個被安裝著萬向接頭之底座於底座本身的加工表面是需要具有較高公差，用以致使機器得到所需的剛度。因此，當公差是必須用於此種機器時，非常難以製造出用於此種機器之鑄造底座。習知的機器底座亦是具有中央孔洞，電纜線是經由此中央孔洞而被穿入，此中央孔洞亦會將底座的剛度減弱。
本發明之一項目的是提供重量減弱的並聯運動機。
另外一項目的是相較於先前習知機器，提供亦是具有更佳成本效益的並聯運動機。
另外一項目的亦是製作出此種容易被製造的機器。
另外，本發明之一項目的是提供整體剛性增加的並聯運動機，因此，相較於先前技術之機器，本發明之機器在加工過程中可以得到較高公差。
本發明之一項目的是提供並聯運動機之萬向固持件，相較於先前習知並聯運動機，本發明之並聯運動機的剛度和其所需的精確度增加。以上目的之達成係將本發明結合具有相當低製造成本之簡單構造。
另外一項目的亦是將第一設定裝置之萬向固持件與第三設定裝置固持件彼此相互連接，用以避免在操作過程 中，以上設定裝置個別產生扭轉現象，造成剛性大致上增加。
另外一項目的是提供此種重量更輕之萬向固持件，並且因而亦是有助於得到簡單構造和相當低的製造成本。
同時，另外一項目的是提供此種並聯運動機之萬向固持件，用以符合最終使用者之安裝需求。
以上目的之得到係藉由如同在隨附獨立申請專利範圍中所界定的本發明。本發明之進一步適宜實施例將可從隨附相關申請專利範圍中被明顯得知。
本發明是有關一種包括三個設定裝置之並聯運動機，以上三個設定裝置於其縱軸方向上是可以個別被伸長和縮短，其中每一個設定裝置於一末端處是經由第一接頭而被連接至定位頭部。每一個設定裝置被連接至萬向接頭之個別第一、第二和第三內部萬向平衡環。每一個內部萬向平衡環是被安裝於用以在外部萬向平衡環內旋轉之軸承內，外部萬向平衡環是以可旋轉之方式被安裝於在外部安裝架內的外部萬向軸承內。在描述內容中，此外部安裝架被揭示，並且連同其外形作為安裝框架，但是此框架僅被標示作為用於萬向固持件(外部萬向平衡環)軸承之位置。以上這些位置係由機器的最終使用者所提供，並且只要軸承的位置維持固定，以上這些位置是可以採用許多不同方式來加以配置。於是，定位頭部可以在與設定裝置之操縱狀況相對應的工作範圍內移動。機器是具有至少二個加強樑，每一個加強樑則是經由個別的樑體旋轉軸承而被連接 至定位頭部，每一個樑體旋轉軸承僅具有一個自由度。當一個或更多個設定裝置被伸長或縮短時，每一個加強樑是被用以沿著縱向而在該個別不同萬向接頭中之樑體軸承內滑動。每一個樑體軸承是經由樑體萬向接頭而被連接至萬向固持件，而且其中至少一個加強樑之樑體軸承是沿著一與該加強樑之縱向軸保持平行而延伸的軸心來旋轉。第一內部萬向平衡環和第三內部萬向平衡環是沿著在個別不同外部萬向平衡環內之平行軸而以可旋轉之方式被安裝。以及，個別不同外部萬向平衡環是被連接至共用萬向固持件內，此共用萬向固持件是被安裝用以沿著共用萬向軸來旋轉，並且第二內部萬向平衡環是被安裝於單一萬向固持件內，此單一萬向固持件則是被安裝於二個相對置軸承內，用以沿著一並未與該共用萬向軸對準成一直線(亦即是並未具有共用旋轉軸)之單一萬向軸來旋轉。
在本發明之一項實施例中，該第二萬向軸被定位成幾乎是與該共用萬向軸保持平行。
在本發明之一項實施例中，單一萬向固持件之該單一萬向軸被定位成幾乎是與該共用萬向軸保持垂直，而且單一萬向固持件之至少一個該軸承是被安置於外部安裝架內。
在本發明之一項實施例中，單一萬向固持件之二個軸承是被安置於外部安裝架內。
在本發明之一項實施例中，單一單向固持件之一個軸承是被安置於外部安裝架內，並且單一萬向固持件之另一 軸承則是被安置於共用萬向固持件內，其安裝位置是介於第一內部萬向平衡環的軸承與第三內部萬向平衡環的軸承之間。
在本發明之一項實施例中，單一萬向固持件之該另一軸承是被提供作為在共用萬向固持件內之滾珠接頭軸承。
在本發明之一項實施例中，單一萬向固持件之該另一軸承是被提供作為具有內部軸承固持件和在共用外部萬向固持件內之外部軸承固持件的萬向接頭軸承，使得單一萬向固持件能夠被安裝至共用萬向固持件，介於該軸承固持件之間則是具有二個自由度。
在本發明之一項實施例中，每一個加強樑於第一方向上是具有彎曲剛度，相較於在與該第一方向保持直角之方向上的彎曲剛度，第一方向上的彎曲剛度則是較大。
在本發明之一項實施例中，每一個加強樑具有通常是長方形的橫剖面形狀。
以下所描述之詳細實施例包括三個設定裝置，每一個設定裝置被連接至其個別不同的加強樑，其中第二加強樑是沿著其縱向軸略微旋轉。其中第二設定裝置具有額外加強樑之實施例亦是被視為在本發明的範圍內。
如同從所說明之實施例中將明顯得知，第一接頭是僅具有一個自由度，因而將其剛度提供予機器。
每一個加強樑是用以呈現於第一方向，相較於在與第一方向保持直角之方向上的抗彎曲性，第一方向上的抗彎曲性則是超過甚多。以上結果使得加強樑通常是具有長方 形橫剖面形狀或是橢圓形橫剖面形狀。然而，應瞭解的是其他橫剖面形狀可考量納入至本發明的範圍內，例如是I字樑。加強樑以是由採用碳纖維來加強之複合材料所製成為較適宜。
依照實施例之機器被詳細表示出包括三個設定裝置，每一個設定裝置是被永久連接至位於該第一接頭之加強樑。如同以上所標示之內容，一個設定裝置亦是可以具有額外的加強樑，用以於所有方向上得到通常是相同的剛度，如同在先前技術參考文件中所揭示之內容。如同以上所標示之內容，機器可以考量是僅具有二個被安置成彼此相互保持直角之架強樑。至少一個加強樑之樑體軸承是沿著其本身之縱向軸略微旋轉，或是沿著位於其與該其本身縱向軸保持平行之萬向固持件內的軸心略微旋轉。
以上所說明之實施例的第一個設定裝置是由螺旋式機構所組成，其中螺帽被永久連接至內部迴轉元件。然而，應瞭解的是具有其他種類設定裝置之其他機器設計是完全可考量納入至本發明的範圍內。舉例而言，線性馬達可以被用來作為設定裝置，取代以上所說明之螺旋式機構。此種線性馬達甚至是由加強樑所組成或是包含加強樑之部件。
每一個加強樑包括至少一個縱向延伸之第一滑動元件，例如是可以被膠黏和牢牢地以螺絲鎖附至加強樑之鋼滑桿，該第一滑動元件是以形狀固定住之方式被連接至第二滑動元件，但是相對於第二滑動元件則是可以滑動，第 二滑動元件例如是導軌，第二滑動元件是經由中間軸承，直接或間接被連接至螺帽。在此項應用實例中，當第二滑動元件是經由中間軸承，間接被連接至螺帽，第二滑動元件則是以如同形狀之方式，相對於螺帽而被導引，用以能夠沿著設定裝置的周圍來傾斜。
以上的螺絲或是螺帽係藉由設定裝置馬達而以可旋轉之方式來驅動。當螺絲是由馬達所驅動時，馬達被連接至螺絲之一末端處。該螺絲之另一末端則是被支撐軸承所支撐住。在詳細表示出之實施例的應用實例中，設定裝置馬達是被安裝於馬達固持件內，馬達固持件之一末端具有該第一接頭的一部件，並且亦是包括連接表面，一個或更多個加強樑是用以被鎖附抵住連接表面。用於將設定裝置馬達固定住之馬達固持件可以被替換地安裝於與圖形中所示位置相對之螺絲的另一末端處，因此，在此項應用實例中，螺絲之”未具有馬達”末端是被連接至第一接頭。當螺帽是由馬達所驅動時，驅動作用係經由例如是皮帶驅動或是類似驅動方式而能夠產生，使得設定裝置傳送到馬達之傳動比率能夠方便被改變。
位於定位頭部之二個第一接頭包括相互平行的接頭軸，因此，位於該定位頭部之第三個該第一接頭包括以與以上二個其餘第一接頭保持直角而延伸之接頭軸。此外，每一個設定裝置之萬向接頭的內部迴轉軸是與設定裝置之第一接頭的接頭軸保持平行，相對於以上這些接頭則是無法容許產生傾斜，亦即是加強樑係沿著一與在接頭內之其 本身對稱縱向軸保持平行的軸心來旋轉。
詳細表示出之實施例所具有的並聯運動機，並聯運動機的萬向接頭包括二個接頭，每一個接頭具有二個自由度，並且一個接頭是具有三個自由度，以及有關於機器之每一個樑體旋轉軸承，亦即是位於定位頭部，僅具有一個自由度。
應瞭解的是所提供之加強樑數目和其橫剖面尺寸是可以依照本發明來加以改變。另外，應瞭解的是第一接頭(亦即是相對於定位頭部之設定裝置接頭)之自由度數目可以被改變，所提供之樑體旋轉軸承則並非是與第一接頭共用。
為了要更加清楚地描述本發明，先前技術之機器將在圖1中加以描述，並且本發明是從此先前技術之機器中發展出來。因此，為了要得到依照本發明之機器的基本瞭解內容，可參考此先前技術之機器。當用以描述此先前技術之機器時所使用的術語則是略微不同於當用以描述依照本發明之實施例時所使用的術語。此外，如同從隨附圖形中可以得知，此先前技術之機器包含若干亦是出現於本發明實施例中的相對應元件。
圖1說明先前技術之並聯運動機1。此並聯運動機包括底座2，其中三個分開的萬向接頭3.1、3.2、3.3是被安裝於在底座內之三個相對應穿通開口中。設定裝置4.1、4.2、4.3和一個或二個加強樑5.1、5.2.1、5.2.2、5.3延伸穿過每 一個萬向接頭。當與設定裝置相關之萬向接頭和與加強樑相關之萬向接頭並非是一致時，加強樑之萬向接頭被稱為樑體萬向接頭，以元件符號BU1、BU2、BU3來標示。設定裝置具有螺旋式機構的型式，螺旋式機構之螺帽是被牢牢地連接至萬向接頭。設定裝置之螺絲是由被安裝於馬達固持件7.1、7.2、7.3內之設定馬達6.1、6.2、6.3所驅動，以上固持件7.1、7.2、7.3於其末端處依序具有第一接頭之部件8，此部件8是與第一接頭之另一部件9共同作動，用以沿著第一接頭軸10來旋轉。第一接頭之另一部件9是被牢牢地連接至定位頭部11。因此，圖1實施例之第一接頭8、9、10的功能是用以作為相對於第三加強樑5.3之樑體旋轉軸承100.3，並且在此項應用實例中，用以作為僅具有一個自由度之鉸鏈。其餘的馬達固持件7.1、7.2係經由個別不同的樑體旋轉軸承100.1、100.2，相對應地被連接至定位頭部。接著，定位頭部通常是被連接至操縱頭部12、刀具頭13，以及刀具附件機構14，用以將刀具移動於此機器的工作範圍內。馬達固持件7.1、7.2、7.3亦是包括位於二相對置側邊上之連接表面15，加強樑5.1、5.2.1、5.2.2、5.3則是被鎖附抵住此連接表面15。從圖1中亦是可以得知，底座具有用於容納電纜線和其他類似線材之傳輸介質入口16。
當設定裝置4.1、4.2、4.3被伸長或縮短時，每一個加強樑5.1、5.2、5.3被配置用以在底座2內之樑體軸承17.1、17.2.1、17.2.2、17.3中做橫向滑動運動。依照圖1實施例 之樑體軸承17.1、17.2.1、17.2.2、17.3是被配置於與個別不同設定裝置之萬向接頭3.1、3.2、3.3一致的樑體萬向接頭BU1、BU2、BU3內。
從圖1中可以得知，以上設定裝置的其中之一，第二設定裝置4.2包括二個加強樑5.2.1、5.2.2，此二加強樑則是被安置於與該加強樑相連接之設定裝置的個別不同側邊上，並且通常是被定位成與位於其餘二定位裝置4.1、4.3處之其餘二加強樑5.1、5.3保持直角。以上結果導致此種加強樑重複成形，在此機器內的全部加強樑可以具有相同尺寸和承受強度大小相等的作用力。
圖2表示出本發明之第一實施例；一種包括三個設定裝置24.1、24.2、24.3的並聯運動機20，每一個設定裝置具有馬達和螺旋式機構，用以結合在此機器內之萬向接頭的內部萬向部件一起作動。以上設定裝置可以個別被伸長和縮短。每一個設定裝置24.1、24.2、24.3於一末端是經由第一接頭200.1、200.2、200.3而被連接至定位頭部211，其中每一個設定裝置24.1、24.2、24.3被連接至萬向接頭(UGJ)之個別第一、第二和第三內部萬向平衡環23.1、23.2、23.3。每一個內部萬向平衡環23.1、23.2、23.3是被安裝於用以在萬向固持件21、22內旋轉之軸承25、26、27內，萬向固持件21、22則是以可旋轉之方式被安裝於在外部安裝架290內的外部萬向軸承28、29內。在以下內容中所使用之”軸承”用語係用於二種軸承本身和用於軸承之承座。定位頭部211可以在與設定裝置24.1、24.2、24.3之操 縱狀況相對應的工作範圍內移動。至少二個加強樑25.1、25.2、25.3，每一個加強樑則是經由個別的第一接頭200.1、200.2、200.3而被連接至定位頭部211，每一個第一接頭僅具有一個自由度。當一個或更多個設定裝置24.1、24.2、24.3被伸長或縮短時，每一個加強樑25.1、25.2、25.3是被用以沿著縱向而在該個別不同萬向接頭(UGJ)中之樑體軸承內滑動。每一個樑體軸承是被連接至萬向固持件21、22，而且至少一個加強樑25.2之樑體軸承是沿著一與該加強樑25.2之縱向軸保持平行而延伸的軸心來旋轉。第一內部萬向平衡環23.1和第三內部萬向平衡環23.3是沿著在一個和相同萬向固持件21內之平行軸而以可旋轉之方式被安裝。因此，在本發明中，第一和第三設定裝置之先前提及外部萬向平衡環，以及第一和第三加強樑是被連接進入至共用萬向固持件21內，此共用萬向固持件21是被安裝用以沿著在共用萬向軸承28內之共用萬向軸來旋轉。第二內部萬向平衡環23.2是被提供用以在單一萬向固持件22內旋轉，此單一萬向固持件22則是被安裝於二個相對置之外部萬向軸承29內，用以沿著一並未與該共用萬向軸對準成一直線之第二萬向軸來旋轉。然而，在圖2中所揭示之實施例中，萬向固持件21、22的萬向軸彼此之間是保持平行或是幾乎平行，並且延伸穿過外部萬向軸承28、29。
圖3表示出本發明之第二實施例，其中並聯運動機30包含如同在圖2中所描述之相對應部件，除了以下內容以外，單一萬向固持件22之外部萬向軸承39’的第二萬向軸 31被定位成是與共用萬向固持件21之外部萬向軸承28的共用萬向軸32保持垂直或是幾乎垂直。從圖3中可以得知，由於第二萬向軸31之不同定位方式，此第二實施例之外部安裝架390將會略微重新配置，其中外部安裝件之額外部件391是需要用於在第二萬向軸31上之一個外部萬向軸承39”。
圖4表示出本發明之第三實施例，其中並聯運動機40包含如同在圖2中所描述之相對應部件，除了以下內容以外，外部萬向軸承39之第二萬向軸31被定位成是與共用萬向固持件21之外部萬向軸承28的共用萬向軸32保持垂直或是幾乎垂直。在此第三實施例中，從圖4中可以得知，單一萬向固持件22之第一外部萬向軸承39’是被安裝於外部安裝架490內，同時，第二外部萬向軸承49是被安裝於共用萬向固持件21內。
從以上圖形中可以得知，第一和第二實施例在外部安裝架內是需要四個外側安裝架，並且第三實施例在外部安裝架內是僅需要三個外側安裝架。
圖5表示出在圖2中之第一實施例的二個萬向固持件，共用萬向固持件21和單一萬向固持件22。如同在圖2中所標示之內容，共用萬向固持件21是具有被連接至外側安裝架之第一外部萬向軸承28’和第二外部萬向軸承28”，此外側安裝架例如是先前所揭示之外部安裝框架。共用萬向固持件21亦是具有個別不同的第一軸承和第二軸承25’、25”、27’、27”，用於設定裝置之內部萬向平衡環和其 加強樑則是被安裝至該軸承。另外，單一萬向固持件22是具有被連接至以上所描述之外側安裝架之第一外部萬向軸承29’和第二外部萬向軸承29”。如同亦是在圖2中所揭示之內容，單一萬向固持件22之旋轉軸51是與共用萬向固持件21之旋轉軸52保持平行或是幾乎平行。單一萬向固持件22亦是具有第一軸承和第二軸承26’、26”，用於第二設定裝置之內部萬向平衡環和其加強樑。從圖2和圖5中可以得知，用於內部萬向平衡環之軸承25’、25”、26’、26”、27’、27”是與外部萬向軸承28’、28”、29’、29”保持垂直，用以組成萬向接頭。
圖6表示出在圖3中之第二實施例的二個萬向固持件21、22。在此項實施例中，用於內部萬向平衡環之內部軸承是採用如同在圖5中所描述之相同方式，被安置於萬向固持件內。亦是如同在圖3中所揭示之內容，單一萬向固持件22之旋轉軸31被定位成是與共用萬向固持件21之旋轉軸32保持垂直或是幾乎垂直。
圖7表示出在圖4中之第三實施例的二個萬向固持件21、22。同樣地，在此項實施例中，用於內部萬向平衡環之內部軸承是採用如同在圖5中所描述之相同方式，被安置於萬向固持件內，如同在圖6中和亦是在圖4中所揭示之內容，單一萬向固持件22之旋轉軸31被定位成是與共用萬向固持件21之旋轉軸32保持垂直或是幾乎垂直。然而，如同在圖4中所揭示之內容，單一萬向固持件22之第二外部萬向軸承49是被安裝於共用萬向固持件21內，介 於共用萬向固持件21之內部萬向平衡環的軸承25、27中間和與軸承25、27保持相等距離。
圖8表示出安裝框架290連同在圖2中第一實施例之其共用萬向固持件21和其單一萬向固持件22的側視圖。
圖9表示出經過如同在圖8中所標示之安裝框架290和萬向固持件21、22的剖面部分A-A。在此剖面部分中可以明顯得知共用萬向固持件21之旋轉軸52是與單一萬向固持件22之旋轉軸51保持平行或是幾乎平行。以下揭示內容亦為軸承25’、25”、27’、27”係用於共用萬向固持件21之內部萬向平衡環，並且軸承26’、26”係用於單一萬向固持件22之內部萬向平衡環。共用萬向固持件之第一外部萬向軸承28’和第二外部萬向軸承28”，以及單一萬向固持件之相對置第一外部萬向軸承和第二外部萬向軸承29’、29”亦是被揭示於圖9中。
圖10表示出安裝框架390連同在圖3中第二實施例之其共用萬向固持件21和其單一萬向固持件22的側視圖。
圖11表示出經過如同在圖10中所標示之安裝框架390和萬向固持件21、22的剖面部分B-B。在此剖面部分中可以明顯得知共用萬向固持件21之旋轉軸32是與單一萬向固持件22之旋轉軸31保持垂直或是幾乎垂直。以下揭示內容亦為軸承25’、25”、27’、27”係用於共用萬向固持件21之內部萬向平衡環，並且軸承26’、26”係用於單一萬向固持件22之內部萬向平衡環。共用萬向固持件之第一外部萬向軸承28’和第二外部萬向軸承28”，以及單一萬向固持 件之相對置第一外部萬向軸承和第二外部萬向軸承39’、39”亦是被揭示於圖11中。以上二個外部軸承39’、39”是被安置於安裝框架390內。
圖12表示出安裝框架490連同在圖4中第三實施例之其共用萬向固持件21和其單一萬向固持件22的側視圖。
圖13表示出經過如同在圖12中所標示之安裝框架490和萬向固持件21、22的剖面部分C-C。在此剖面部分中可以明顯得知共用萬向固持件21之旋轉軸32是與單一萬向固持件22之旋轉軸31保持垂直或是幾乎垂直。以下揭示內容亦為相對應軸承25’、25”、27’、27”係用於共用萬向固持件21之內部萬向平衡環，並且軸承26’、26”係用於單一萬向固持件22之內部萬向平衡環。共用萬向固持件之第一外部萬向軸承28’和第二外部萬向軸承28”，以及單一萬向固持件之相對置第一外部萬向軸承和第二外部萬向軸承39’、49”亦是被揭示於圖13中。以上二外部萬向軸承的第一外部萬向軸承39’是被安置於安裝框架490內，並且以上二外部萬向軸承的第二外部萬向軸承49’是被安置於共用萬向固持件21內，介於第一內部萬向平衡環軸承25’、25”與第二內部萬向平衡環軸承27’、27”之間。介於該第二外部萬向軸承49’與第一內部萬向平衡環軸承25’、25”之間的距離則是等於介於該第二外部萬向軸承49’與第二內部萬向平衡軸軸承27’、27”之間的距離。
第二外部萬向軸承49’是被提供作為滾珠與接頭軸承，其中滾珠131是被安置於單一萬向固持件22上，同時， 用於滾珠131之承座132是被安置於共用萬向固持件21內。滾珠131是以鎖緊圈133來固定至承座132內。
圖14表示出安裝框架490連同在圖4中第三實施例之第二替代配置方式之其共用萬向固持件21和其單一萬向固持件22的側視圖。
圖15表示出經過如同在圖14中所標示之安裝框架490和萬向固持件21、22的剖面部分D-D。在此剖面部分中可以明顯得知共用萬向固持件21之旋轉軸32是與單一萬向固持件22之旋轉軸31保持垂直或是幾乎垂直。以下揭示內容亦為相對應軸承25’、25”、27’、27”係用於共用萬向固持件21之內部萬向平衡環，並且軸承26’、26”係用於單一萬向固持件22之內部萬向平衡環。共用萬向固持件之第一外部萬向軸承28’和第二外部萬向軸承28”，以及單一萬向固持件之相對置第一外部萬向軸承和第二外部萬向軸承39’、49”亦是被揭示於圖15中。以上二外部萬向軸承的第一外部萬向軸承39’是被安置於安裝框架490內，並且以上二外部萬向軸承的第二外部萬向軸承49”是被安置於共用萬向固持件21內，介於第一內部萬向平衡環軸承25’、25”與第二內部萬向平衡環軸承27’、27”之間。介於該第二外部萬向軸承49”與第一內部萬向平衡環軸承25’、25”之間的距離則是等於介於該第二外部萬向軸承49”與第二內部萬向平衡軸軸承27’、27”之間的距離。
第二外部萬向軸承49”是被提供作為萬向接頭軸承，其具有被固定安裝於共用萬向固持件21內之外部接頭軸承 151，和以可旋轉之方式被安裝於在外部接頭軸承151內之旋轉軸32周圍的內部接頭軸承152。在此內部接頭軸承152中，單一萬向固持件22是被安裝用以沿著其旋轉軸31來旋轉。因此，此種萬向接頭軸承係提供用以使得共用萬向固持件21能夠沿著其旋轉軸32產生單獨運動，並且用以使得單一萬向固持件22能夠沿著其旋轉軸31產生單獨運動，同時，以上二萬向固持件彼此之間依然是相互連接。
在所有的已被描述實施例中，應瞭解的是內部萬向平衡環是以可旋轉之方式被安裝於每一個萬向固持件內，以上萬向平衡環係被設計用以將設定裝置和加強樑之每一個運動予以內部支撐住與導引，以上萬向平衡環例如是依照在先前技術之並聯運動機中所揭示的分開萬向接頭3.1、3.2、3.3。另外，應瞭解的是內部萬向平衡環之每一個旋轉軸是與個別不同萬向固持件之個別旋轉軸保持垂直，並且亦是被安置於相同的個別平面內。
1‧‧‧並聯運動機
2‧‧‧底座
3.1‧‧‧萬向接頭
3.2‧‧‧萬向接頭
3.3‧‧‧萬向接頭
4.1‧‧‧設定裝置
4.2‧‧‧設定裝置
4.3‧‧‧設定裝置
5.1‧‧‧加強樑
5.2.1‧‧‧加強樑
5.2.2‧‧‧加強樑
5.2.3‧‧‧加強樑
6.1‧‧‧設定馬達
6.2‧‧‧設定馬達
6.3‧‧‧設定馬達
7.1‧‧‧馬達固持件
7.2‧‧‧馬達固持件
7.3‧‧‧馬達固持件
8‧‧‧第一接頭
9‧‧‧第一接頭
10‧‧‧第一接頭軸/第一接頭
11‧‧‧定位頭部
12‧‧‧操縱頭部
13‧‧‧刀具頭
14‧‧‧刀具附件機構
15‧‧‧連接表面
16‧‧‧傳輸介質入口
17.1‧‧‧樑體軸承
17.2.1‧‧‧樑體軸承
17.2.2‧‧‧樑體軸承
17.3‧‧‧樑體軸承
20‧‧‧並聯運動機
21‧‧‧萬向固持件
22‧‧‧萬向固持件
23.1‧‧‧內部萬向平衡環
23.2‧‧‧內部萬向平衡環
23.3‧‧‧內部萬向平衡環
24.1‧‧‧設定裝置
24.2‧‧‧設定裝置
24.3‧‧‧設定裝置
25‧‧‧軸承
25’‧‧‧軸承
25”‧‧‧軸承
25.1‧‧‧加強樑
25.2‧‧‧加強樑
25.3‧‧‧加強樑
26‧‧‧軸承
26’‧‧‧軸承
26”‧‧‧軸承
27‧‧‧軸承
27’‧‧‧軸承
27”‧‧‧軸承
28‧‧‧共用萬向軸承/外部萬向軸承
28’‧‧‧第一外部萬向軸承
28”‧‧‧第二外部萬向軸承
29‧‧‧外部萬向軸承
29’‧‧‧第一外部萬向軸承
29”‧‧‧第二外部萬向軸承
30‧‧‧並聯運動機
31‧‧‧第二萬向軸/旋轉軸
32‧‧‧共用萬向軸/旋轉軸
39‧‧‧外部萬向軸承
39’‧‧‧第一外部萬向軸承
39”‧‧‧第二外部萬向軸承
40‧‧‧並聯運動機
49‧‧‧第二外部萬向軸承
49’‧‧‧第二外部萬向軸承
49”‧‧‧第二外部萬向軸承
51‧‧‧旋轉軸/第二萬向軸
52‧‧‧旋轉軸/共用萬向軸
100.1‧‧‧樑體旋轉軸承
100.2‧‧‧樑體旋轉軸承
100.3‧‧‧樑體旋轉軸承
131‧‧‧滾珠
132‧‧‧承座
133‧‧‧鎖緊圈
151‧‧‧外部接頭軸承
152‧‧‧內部接頭軸承
200.1‧‧‧第一接頭
200.2‧‧‧第一接頭
200.3‧‧‧第一接頭
211‧‧‧定位頭部
290‧‧‧外部安裝架
390‧‧‧外部安裝架
391‧‧‧外部安裝架的額外部件
490‧‧‧外部安裝架
BU1‧‧‧樑體萬向接頭
BU2‧‧‧樑體萬向接頭
BU3‧‧‧樑體萬向接頭
參考在隨附圖式中所說明之本發明的應用實施例，本發明於上文被詳加描述，圖式中：圖1說明依照所標示之先前技術的並聯運動機；圖2說明依照本發明第一實施例之並聯運動機；圖3說明依照本發明第二實施例之並聯運動機；圖4說明依照本發明第三實施例之並聯運動機；圖5說明依照在圖2中所揭示之第一實施例的並聯運 動機萬向固持件；圖6說明依照在圖3中所揭示之第二實施例的並聯運動機萬向固持件；圖7說明依照在圖4中所揭示之第三實施例的並聯運動機萬向固持件；圖8說明在圖2中所揭示第一實施例之萬向安裝框架的側視圖；圖9揭示出在圖8中之剖面部分A-A；圖10說明在圖3中所揭示第二實施例之萬向安裝框架的側視圖；圖11揭示出在圖10中之剖面部分B-B；圖12說明在圖4中所揭示第三實施例之萬向安裝框架的側視圖；圖13揭示出在圖12中之剖面部分C-C；圖14說明在圖4中揭示第三實施例之另一萬向安裝框架的萬向安裝框架側視圖；圖15揭示出在圖4中之另一萬向安裝框架的剖面部分D-D。
20‧‧‧並聯運動機
21‧‧‧萬向固持件
22‧‧‧萬向固持件
23.1‧‧‧內部萬向平衡環
23.2‧‧‧內部萬向平衡環
23.3‧‧‧內部萬向平衡環
24.1‧‧‧設定裝置
24.2‧‧‧設定裝置
24.3‧‧‧設定裝置
25‧‧‧軸承
25’‧‧‧軸承
25”‧‧‧軸承
25.1‧‧‧加強樑
25.2‧‧‧加強樑
25.3‧‧‧加強樑
26‧‧‧軸承
27‧‧‧軸承
28‧‧‧外部萬向軸承
29‧‧‧外部萬向軸承
200.1‧‧‧第一接頭
200.2‧‧‧第一接頭
200.3‧‧‧第一接頭
211‧‧‧定位頭部
290‧‧‧外部安裝架

Claims (15)

  1. 一種包括三個設定裝置(24.1、24.2、24.3)的並聯運動機(20)，每一個該設定裝置可以個別被伸長和縮短，用以將連接至每一個該設定裝置之一末端處的定位頭部(211)移動於工作範圍內，其中每一個設定裝置(24.1、24.2、24.3)被連接至萬向接頭(UGJ)之個別第一、第二和第三內部萬向平衡環(23.1、23.2、23.3)，並且每一個內部萬向平衡環(23.1、23.2、23.3)是被安裝於用以在萬向固持件(21、22)內旋轉之軸承(25、26、27)內，萬向固持件(21、22)則是以可旋轉之方式被安裝於在外部安裝架(290)內的外部萬向軸承(28、29、39)內，其特徵為第一內部萬向平衡環(23.1)和第三內部萬向平衡環(23.3)是被安裝用以於共用外部萬向固持件(21)內旋轉，共用外部萬向固持件(21)則是被安裝用以沿著共用萬向軸(32、52)旋轉，並且其中第二內部萬向平衡環(23.2)是被安裝用以於單一萬向固持件(22)內旋轉，單一萬向固持件(22)則是被安裝於二個相對置之軸承(29’29”；39’、39”；39’、49’；39’、49”)內用以沿著第二萬向軸(31、51)旋轉，第二萬向軸(31、51)並未與該共用萬向軸(32、52)對準成一直線，且且共用外部萬向固持件圍繞旋轉的共用萬向軸是平行或垂直於單一萬向固持件圍繞旋轉的第二萬向軸。
  2. 一種包括三個設定裝置(24.1、24.2、24.3)的並聯運動機(20、30、40)，每一個該設定裝置可以個別被伸 長和縮短，其中每一個設定裝置(24.1、24.2、24.3)於一末端處是經由第一接頭(200.1、200.2、200.3)而被連接至定位頭部(211)，其中每一個設定裝置(24.1、24.2、24.3)被連接至萬向接頭(UGJ)之個別的第一內部萬向平衡環(23.1)、第二內部萬向平衡環(23.2)和第三內部萬向平衡環(23.3)，並且每一個內部萬向平衡環(23.1、23.2、23.3)是被安裝於用以在萬向固持件(21、22)內旋轉之軸承(25、26、27)內，萬向固持件(21、22)則是以可旋轉之方式被安裝於在外部安裝架內的外部萬向軸承(28、29、39)內，其中定位頭部(211)可以在與設定裝置(24.1、24.2、24.3)之操縱狀況相對應的工作範圍內移動，並且具有至少二個加強樑(25.1、25.2、25.3)，每一個加強樑則是經由該第一接頭(200.1、200.2、200.3)而被連接至定位頭部(11)，每一個加強樑僅具有一個自由度，其中當一個或更多個設定裝置(24.1、24.2、24.3)被伸長或縮短時，每一個加強樑(25.1、25.2、25.3)是用以沿著縱向而在個別不同萬向接頭(UGJ)中之樑體軸承內滑動，其中每一個樑體軸承被連接至萬向固持件(21、22)，以及其中至少一個加強樑(25.2)之樑體軸承是沿著一與該加強樑(25.2)之縱向軸保持平行而延伸的軸心來旋轉，並且第一內部萬向平衡環(23.1)和第三內部萬向平衡環(23.3)是沿著在個別不同萬向固持件內之平行軸而以可旋轉之方式被安裝，其特徵為第一內部萬向平衡環(23.1)和第三內部萬向平衡環(23.3)是被安裝用以於共用外部萬向固持件(21) 內旋轉，共用外部萬向固持件(21)則是被安裝用以沿著共用萬向軸(32、52)旋轉，並且其中第二內部萬向平衡環(23.2)是被安裝用以於單一萬向固持件(22)內旋轉，單一萬向固持件(22)則是被安裝於二個相對置之軸承內用以沿著第二萬向軸(31、51)旋轉，第二萬向軸(31、51)並未與該共用萬向軸(32、52)對準成一直線，且共用外部萬向固持件圍繞旋轉的共用萬向軸是平行或垂直於單一萬向固持件圍繞旋轉的第二萬向軸。
  3. 如申請專利範圍第1項到第2項中任一項之並聯運動機，其特徵為該第二萬向軸(51)被定位成是與該共用萬向軸(32、52)保持平行或是幾乎平行。
  4. 如申請專利範圍第1項到第2項中任一項之並聯運動機，其特徵為單一萬向固持件(22)之該第二萬向軸(31)被定位成幾乎是與該共用萬向軸(32、52)保持垂直或是幾乎垂直，而且單一萬向固持件(22)之至少一個該軸承(29、39)是被安置於外部安裝架(290、390、391、490)內。
  5. 如申請專利範圍第4項之並聯運動機，其特徵為單一外部萬向固持件之二個軸承(29’、29”、39’、39”)是被安置於外部安裝架(290、390、391、490)內。
  6. 如申請專利範圍第4項之並聯運動機，其特徵為單一外部萬向固持件(22)之一個軸承(39’)是被安置於外部安裝架(490)內，並且單一萬向固持件(22)之另一軸承(49’、49”)則是被安置於共用萬向固持件(21)內，其安 裝位置是介於第一內部萬向平衡環(23.1)的軸承(25)與第三內部萬向平衡環(23.3)的軸承(27)之間。
  7. 如申請專利範圍第6項之並聯運動機，其特徵為單一萬向固持件(22)之該另一軸承(49’)是被提供作為在共用萬向固持件(21)內之滾珠接頭軸承。
  8. 如申請專利範圍第6項之並聯運動機，其特徵為單一萬向固持件(22)之該另一軸承(49”)是被提供作為具有在共用萬向固持件(21)內之內部接頭軸承(152)和外部接頭軸承(151)的萬向接頭軸承，使得單一萬向固持件(22)能夠被安裝至共用萬向固持件(21)，介於該萬向固持件(21、22)之間則是具有二個自由度。
  9. 如申請專利範圍第2項之並聯運動機，其特徵為每一個加強樑(25.1、25.2、25.3)於第一方向上是具有彎曲剛度，相較於在與該第一方向保持直角之方向上的彎曲剛度，第一方向上的彎曲剛度則是較大。
  10. 如申請專利範圍第9項之並聯運動機，其特徵為每一個加強樑(25.1、25.2、25.3)具有通常是長方形的橫剖面形狀。
  11. 如申請專利範圍第2項之並聯運動機，其特徵為該第二萬向軸是定位成平行於或接近平行於共用萬向軸。
  12. 如申請專利範圍第2項之並聯運動機，其特徵為該單一萬向固持件的第二萬向軸是定位成垂直於或接近垂直於共用萬向軸，且該單一萬向固持件的至少其中一個軸承是位於該外部安裝架中。
  13. 一種並聯運動機，包含：一定位頭部；第一、第二和第三設定裝置，每個定位裝置可以個別被伸長和縮短，用以將定位頭部移動於工作範圍內；每一個第一、第二和第三設定裝置在其中一末端分別在第一、第二和第三位置連接至定位頭部；每一個第一、第二和第三設定裝置分別被連接至萬向接頭(UGJ)之第一、第二和第三內部萬向平衡環；每一個內部萬向平衡環是被安裝於用以在萬向固持件內旋轉之軸承內，萬向固持件則是以可旋轉之方式被安裝於在外部安裝架內的外部萬向軸承內；該第一內部萬向平衡環和第三內部萬向平衡環是被安裝用以於一共用外部萬向固持件內旋轉，共用外部萬向固持件則是被安裝用以繞著一共用萬向軸旋轉；該第二內部萬向平衡環是被安裝用以於一單一萬向固持件內旋轉，單一萬向固持件則是被安裝於二個相對置之軸承內用以繞著一第二萬向軸旋轉，該第二萬向軸並未與該共用萬向軸對準成一直線。
  14. 如申請專利範圍第13項之並聯運動機，其特徵為該第二萬向軸是定位成平行於或接近平行於共用萬向軸。
  15. 如申請專利範圍第13項之並聯運動機，其特徵為該單一萬向固持件的第二萬向軸是定位成垂直於或接近垂直於共用萬向軸，且該單一萬向固持件的至少其中一個軸承是位於該外部安裝架中。
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