TWI597142B - 單軸機器人 - Google Patents

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    • B25J19/0075—Means for protecting the manipulator from its environment or vice versa
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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Description

單軸機器人
本發明涉及一種單軸機器人，特別涉及一種密封式的單軸機器人。
為克服單軸機器人於使用過程中遭受粉塵、水、油等的入侵，當下，密封型結構的單軸機器人已被推出，該類密封型單軸機器人可用於環境條件比較惡劣的場所並延長使用壽命。先前技術中，該類單軸機器人包括驅動機構及導向機構，導向機構隨驅動機構運動，並且該類單軸機器人常使用密封帶隔離驅動機構以避免外界粉塵、水、油污等入侵而影響驅動機構正常運作。然，該類單軸機器人被使用一段時間後，密封帶較容易鬆弛而使密封效果變差。
鑒於此，提供一種能夠自動調整密封帶張弛程度的單軸機器人實為必要。
為此，本發明提供一種能夠自動調整密封帶張弛程度的單軸機器人。
一種單軸機器人，其包括機體、裝設於該機體內的驅動機構、導向機構，以及用於密封該驅動機構的密封帶，該驅動機構用於驅動該導向機構。該導向機構包括與該驅動機構相連的工作臺、固定於該工作臺上的導向架、裝設於該導向架上的第一導向輪及兩個第二導向輪，以及用於調節該第一導向輪相對該導向架的高度的兩個調整組件。該第一導向輪平行地設置於該兩個第二導向輪之間。該每個調整組件包括導向軸、用於彈性抵持該第一導向輪與該導向軸的彈性件。該密封帶繞過第一導向輪及該兩個第二導向輪，該第一導向輪與該兩個第二導向輪中的一者沿著背離該工作臺的方向抵持該密封帶的內側，該第一導向輪與該兩個第二導向輪中的另一者朝向該工作臺抵持該密封帶的外側。
上述單軸機器人，其包括導向機構及密封帶，該導向機構具有導向架、第一導向輪、第二導向輪，並且該密封帶繞過該第一導向輪及該兩個第二導向輪，該第一導向輪與該兩個第二導向輪中的一者沿著背離該工作臺的方向抵持該密封帶的內側，該第一導向輪與該兩個第二導向輪中的另一者朝向該工作臺抵持該密封帶的外側，從而能夠使密封帶對該單軸機器人進行密封。另，該導向機構還具有用於調節該第一導向輪相對該導向架的高度的兩個調整組件，該調整組件包括導向軸、彈性抵持第一導向輪及導向軸的彈性件，第一導向輪可藉由兩個調整組件自動調整相對該導向架的高度，以自動調整該密封帶的張緊程度，從而能夠提高該密封帶對該單軸機器人的密封效果。
圖1係本發明一種實施方式提供的單軸機器人的立體示意圖。
圖2係圖1所示的單軸機器人的分解示意圖。
圖3係圖2所示單軸機器人的導向機構的部分結構的分解示意圖。
圖4係圖3所示導向機構的組裝示意圖。
圖5係圖1所示單軸機器人沿線Ⅴ-Ⅴ的剖面圖。
圖6係圖1所示單軸機器人沿線Ⅵ-Ⅵ的剖面圖。
下面將結合附圖與實施例對本發明的單軸機器人作進一步詳細的說明。
請參閱圖1及圖2，本發明一種實施方式提供的單軸機器人100，包括機體10、裝設於機體10內的驅動機構20、導向機構30、用於將驅動機構20密封於機體10內的密封帶40，以及罩設於該導向機構30上的蓋體50。
機體10包括基座11、分別安裝於基座11兩端的承載板12及固定板13，固定於基座11上且位於承載板12與固定板13之間的側板14。承載板12與固定板13大致平行，並與基座11、側板14圍成一矩形的收容空間15，以收容並裝設驅動機構20。
驅動機構20包括轉動軸21、套設於轉動軸21上的傳動輪22。轉動軸21與承載板12、固定板13大致垂直。轉動軸21可轉動地穿設於承載板12上。
於本實施例中，承載板12上可安裝一用於驅動轉動軸21轉動的驅動件，如馬達（圖未示），轉動軸21靠近承載板12的一端突出於承載板12之外，並且使轉動軸21突出於承載板12之外的一端與馬達之間藉由皮帶及齒輪傳動連接，從而使得轉動軸21於馬達的驅動下可繞軸線方向轉動。
傳動輪22與轉動軸21藉由螺紋配合，當轉動軸21轉動時，傳動輪22隨轉動軸21的轉動而沿著轉動軸21的軸線方向螺旋式移動。
導向機構30包括工作臺31、導向架32、一個第一導向輪33、兩個第二導向輪34、用於調整第一導向輪33相對導向架32的高度的兩個調整組件35，以及用於可調節地連接導向架32與第二導向輪34的四個調整架36。
工作臺31呈中空塊狀，與傳動輪22相鄰地套設於轉動軸21上，並與傳動輪22固定連接。工作臺31可隨傳動輪22一起沿著轉動軸21的軸線方向移動。導向架32固定地連接於工作臺31上。本實施方式中，第一導向輪33、第二導向輪34均由微型軸承與光軸組裝而成。兩個調整組件35均包括彈性件351、導向軸352。四個調整架36均由鈑金加工而成。
本實施方式中，密封帶40為長條狀的鋼帶。密封帶40位於兩個側板14之間，與兩個側板14緊密貼合，並且密封帶40與轉動軸21大致平行設置，以將驅動機構20密封於機體10內。
單軸機器人100還包括兩個條狀固定件60，以將密封帶40固定於機體10上。密封帶40靠近承載板12、固定板13的兩個端部分別經由固定件60與承載板12、固定板13固定連接。故收容空間15相對外界可處於密閉狀態而使得驅動機構20被密封於機體10內，從而單軸機器人100可有效避免粉塵、水、油污等入侵，使用壽命較長。
蓋體50罩設於導向機構30上，並與導向機構30的導向架32固定連接，以封蓋導向機構30。蓋體50呈矩形盒狀，其大小、形狀與導向架32相匹配。
請參見圖3及圖4，導向架32大致呈“H”形，其包括設於中間位置上的一個凹陷部321、開設於凹陷部321兩個端部上的兩個盲孔322。凹陷部321與第一導向輪33的大小、形狀相匹配，以用於容納第一導向輪33。
第一導向輪33的兩端分別設有一個導向孔331，導向孔331與導向架32內的盲孔322的位置對應。導向孔331與盲孔322的軸向方向平行設置。
兩個第二導向輪34分別安裝於導向架32的凹陷部321的兩側，並與第一導向輪33平行且間隔設置。第一導向輪33容納於凹陷部321，並平行地設置於兩個第二導向輪34之間。
調整組件35的彈性件351呈中空狀，用於彈性抵持第一導向輪33及導向軸352。本實施方式中，彈性件351為柱狀彈簧。
調整組件35的導向軸352，包括杆狀的軸部3521、環狀的止擋部3522。止擋部3522固定地連接於軸部3521上。導向軸352與導向孔331及盲孔322的軸向方向平行設置。
軸部3521鄰近第一導向輪33的一個端部穿設於彈性件351與導向孔331中。軸部3521遠離第一導向輪33的另一個端部容納於盲孔322內，並與盲孔322的底部相抵持。本實施方式中，軸部3521與止擋部3522一體成型。彈性件351套設於軸部3521上，並彈性抵持於第一導向輪33與止擋部3522之間。
較佳地，彈性件351處於壓縮狀態時，軸部3521鄰近彈性件351的端部可經由導向孔331露於第一導向輪33之外。
可理解的是，第一導向輪33於軸部3521方向上相對導向架32的高度，可隨套設於軸部3521上的彈性件351的彈性狀態的變化而改變。故容納於凹陷部321內的第一導向輪33便可藉由彈性件351的彈性變化，自動地調整其相對導向架32的高度。
四個調整架36均呈“L”形，每個調整架36的一端與第二導向輪34固定連接，另一端可調節地連接於導向架32上。每個調整架36與導向架32相連的一端設有腰形孔361，且腰形孔361的長軸線方向與導向架32所於平面垂直。調整架36遠離腰形孔361的一端設有固定孔362，以固定第二導向輪34。
本實施例中，四個調整架36分別經由一個緊固件（圖未示）穿過腰形孔361而與導向架32的四個角部可調節地連接，並且兩個第二導向輪34分別經由一對調整架36的固定孔362固定於導向架32的兩端。可理解的是，藉由沿腰形孔361的長軸線方向調整安裝於腰形孔361處以連接第二導向輪34的緊固件（圖未示）的高度，可實現第二導向輪34相對導向架32的高度調整。
請參閱圖5及圖6，導向機構30還包括與工作臺31固定相連的滑動件37，以及安裝於機體10的底部的導軌38。滑動件37滑動地安裝於導軌38上，導軌38與轉動軸21平行設置。可理解的是，由於工作臺31與傳動輪22固定連接並可隨傳動輪22一起沿著轉動軸21的軸線方向移動，如此，工作臺31便可帶動與工作臺31固定相連的滑動件37一起沿著導軌38滑動，即沿著轉動軸21的軸線方向滑動。
第一導向輪33還包括與導向孔331同軸設置的收容孔332。收容孔332的直徑與彈性件351相匹配，以容納彈性件351。收容孔332的直徑小於導向孔331，可理解的是，套設於軸部3521上的彈性件351可被完全被容納於收容孔332內而不至於嚮導向孔331內滑脫，這可增強第一導向輪33的穩定性及導向機構30的結構緊湊性。
本實施方式中，第一導向輪33沿著背離工作臺31的方向抵持密封帶40的內側，並且兩個第二導向輪34朝向工作臺31抵持密封帶40的外側。但不限於此，於其它實施方式中，第一導向輪33、第二導向輪34抵持密封帶40的方向可互換，即第一導向輪33朝向工作臺31抵持密封帶40的內側，並且第二導向輪34沿著背離工作臺31的方向抵持密封帶40的外側。
可理解的是，第一導向輪33藉由被調整相對導向架32的高度可控制密封帶40的張緊程度，可使密封帶40達到較佳的密封效果。另，第二導向輪34藉由被調整相對導向架32的高度，可保證第二導向輪34始終與密封帶40處於貼合狀態，亦能夠加強密封帶40的密封效果。
使用時，工件（圖未示）被放置於蓋體50上，並與蓋體50及導向架32固定連接。於一馬達（圖未示）的驅動下，轉動軸21繞自身軸線方向轉動，傳動輪22隨轉動軸21沿轉動軸21的軸線方向做螺旋式移動，並且與傳動輪22固定相連的工作臺31亦隨傳動輪22沿轉動軸21的軸線方向移動。導向架32進而可隨工作臺31移動，並且於第一導向輪33及第二導向輪34的作用下做滾動移動，導向架32與密封帶40之間的滾動摩擦可代替傳統的滑動摩擦，從而可減少導向架32與密封帶40之間的摩擦力，能延長導向機構30及密封帶40的使用壽命。
組裝時，首先，將導軌38固定地安裝於機體10的底部，將傳動輪22套設於轉動軸21上，並將工作臺31套設於傳動輪22上。然後，將承載板12、固定板13安裝於機體10的兩端並將轉動軸21固定於承載板12及固定板13之間。接著，將導向架32固定於工作臺31上，將第一導向輪33及兩個第二導向輪34分別安裝於導向架32上，並將密封帶40依次繞過第二導向輪34、第一導向輪33及另一個第二導向輪34；再將密封帶40的兩端經由固定件60與承載板12、固定板13固定連接。最後，將蓋體50罩設於導向架32上並與導向架32固定連接。
本發明的單軸機器人100，具有導向機構30及密封帶40，導向機構30的調整組件35包括導向軸352、彈性件351，第一導向輪33可藉由兩個調整組件35自動調整相對導向架32的高度，以實現對密封帶40的張緊程度的自動調整，從而能提高密封帶40的密封效果。另，第二導向輪34藉由被調整相對導向架32的高度，可保證第二導向輪34始終與密封帶40處於貼合狀態，故亦有利於加強密封帶40的密封效果。另，導向架32被工作臺31帶動並藉由第一導向輪33及第二導向輪34的作用以滾動方式移動，使得導向架32與密封帶40之間的滾動摩擦代替了滑動摩擦，故這亦減小了導向架32與密封帶40之間的摩擦力，能夠延長單軸機器人100的使用壽命。
另，本領域技術人員還可於本發明精神內做其他變化，當然，這些依據本發明精神所做的變化，都應包含於本發明所要求保護的範圍內。
100‧‧‧單軸機器人
10‧‧‧機體
11‧‧‧基座
12‧‧‧承載板
13‧‧‧固定板
14‧‧‧側板
15‧‧‧收容空間
20‧‧‧驅動機構
21‧‧‧轉動軸
22‧‧‧傳動輪
30‧‧‧導向機構
31‧‧‧工作臺
32‧‧‧導向架
321‧‧‧凹陷部
322‧‧‧盲孔
33‧‧‧第一導向輪
331‧‧‧導向孔
332‧‧‧收容孔
34‧‧‧第二導向輪
35‧‧‧調整組件
351‧‧‧彈性件
352‧‧‧導向軸
3521‧‧‧軸部
3522‧‧‧止擋部
36‧‧‧調整架
361‧‧‧腰形孔
362‧‧‧固定孔
37‧‧‧滑動件
38‧‧‧導軌
40‧‧‧密封帶
60‧‧‧固定件
50‧‧‧蓋體
無
100‧‧‧單軸機器人
10‧‧‧機體
11‧‧‧基座
12‧‧‧承載板
13‧‧‧固定板
14‧‧‧側板
15‧‧‧收容空間
20‧‧‧驅動機構
21‧‧‧轉動軸
22‧‧‧傳動輪
31‧‧‧工作臺
32‧‧‧導向架
33‧‧‧第一導向輪
34‧‧‧第二導向輪
35‧‧‧調整組件
351‧‧‧彈性件
352‧‧‧導向軸
36‧‧‧調整架
40‧‧‧密封帶
60‧‧‧固定件
50‧‧‧蓋體

Claims (10)

  1. 一種單軸機器人，其包括機體、裝設於該機體內的驅動機構、導向機構，以及用於密封該驅動機構的密封帶，該驅動機構用於驅動該導向機構，其改良在於：該導向機構包括與該驅動機構相連的工作臺、固定於該工作臺上的導向架、裝設於該導向架上的第一導向輪及兩個第二導向輪，以及用於調節該第一導向輪相對該導向架的高度的兩個調整組件；該第一導向輪平行地設置於該兩個第二導向輪之間；該每個調整組件包括導向軸、用於彈性抵持該第一導向輪與該導向軸的彈性件；該密封帶繞過該第一導向輪及該兩個第二導向輪，該第一導向輪與該兩個第二導向輪中的一者沿著背離該工作臺的方向抵持該密封帶的內側，該第一導向輪與該兩個第二導向輪中的另一者朝向該工作臺抵持該密封帶的外側。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之單軸機器人，其中該導向軸包括軸部、固設於該軸部上之止擋部，該彈性件套設於該軸部上並抵持於該第一導向輪與該止擋部之間。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之單軸機器人，其中該第一導向輪之兩個端部分別設有一個導向孔，該導向架上與該兩個導向孔對應設置有兩個盲孔。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之單軸機器人，其中該第一導向輪還包括與該導向孔同軸設置之收容孔，該彈性件容納於該收容孔內，該收容孔之直徑小於該導向孔之直徑。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之單軸機器人，其中該軸部鄰近該彈性件之端部穿設於該導向孔及該收容孔內，該軸部遠離該彈性件之端部容納於該盲孔內並與該盲孔之底部相抵持。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之單軸機器人，其中該導向架上設有一個凹陷部，該第一導向輪容納於該凹陷部內，該兩個第二導向輪分別安裝於該凹陷部之兩側。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之單軸機器人，其中該導向機構還包括四個調整架，該四個調整架分別與該導向架調節性地連接，該兩個第二導向輪分別經由兩個調整架固定於該導向架之兩端。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之單軸機器人，其中該每個調整架呈“L”形，該每個調整架與該導向架相連之一端設有一個腰形孔，該腰形孔之長軸方向垂直於該導向架所在之平面。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之單軸機器人，其中該驅動機構包括轉動地設於機該體內之轉動軸、套設於該轉動軸上並隨該轉動軸之轉動而沿該轉動軸之軸線方向移動之傳動輪，該工作臺套設於該轉動軸上並與該傳動輪固定連接。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之單軸機器人，其中該導向機構還包括與該工作臺固定相連之滑動件、以及與該轉動軸平行設置之導軌，該滑動件滑動地設於該導軌上。
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