TWI680038B - 解煞車裝置及其適用之機器手臂 - Google Patents

Abstract

本案提供一種解煞車裝置及其適用之機器手臂。機器手臂包含殼體及煞車件，殼體定義形成內部空間並具有開口，內部空間經由開口連通於殼體之外部，煞車件設置於內部空間中，機器手臂係對應煞車件之位置而煞車或解煞車。解煞車裝置連接於煞車件，且部分位於內部空間中，部分穿過開口而外露於殼體，在解煞車裝置外露於殼體之部分受到外力作用而移動時，解煞車裝置帶動煞車件同步移動，使機器手臂解煞車。

Description

解煞車裝置及其適用之機器手臂

本案係關於一種解煞車裝置，尤指一種解煞車裝置及其適用之機器手臂。

如今，隨著自動化發展，機器手臂已被廣泛使用，機器手臂中之煞車裝置為其不可或缺之部分，在解除煞車的情況下，機器手臂方可進行移動，為了同時顧及機器手臂的流暢運作與人員安全，須能夠即時且穩定地對機器手臂進行煞車或解煞車。現有技術多利用電力激磁來解除煞車，然而因其需要外部電源來進行電力激磁，故若遭遇斷電且無法立即復電時，則無法進行解煞車，僅能通過拆除機器手臂之外殼來手動解除煞車，所需時間較長，容易造成安全上之疑慮。

因此，如何發展一種可改善上述習知技術之解煞車裝置及其適用之機器手臂，實為目前迫切之需求。

本案之目的在於提供一種解煞車裝置及其適用之機器手臂，機器手臂之煞車件位於其殼體之內部空間中，機器手臂對應煞車件之位置而煞車或解煞車，解煞車裝置連接於煞車件，且部分穿過殼體上之開口而外露於殼體，使用者可施加外力於解煞車裝置外露於殼體之部分，令解煞車裝置帶動煞車件同步移動，據此機器手臂解煞車。由於使用者可於機器手臂之外部經由拉動或推動解煞車裝置而使機器手臂解煞車，故在異常斷電情況下，無需拆除機器手臂之外殼便可即時解除煞車。

為達上述目的，本案提供一種解煞車裝置，適用於機器手臂。機器手臂包含殼體及煞車件，殼體定義形成內部空間並具有開口，內部空間經由開口連通於殼體之外部，煞車件設置於內部空間中，機器手臂係對應煞車件之位置而煞車或解煞車。解煞車裝置連接於煞車件，且部分位於內部空間中，部分穿過開口而外露於殼體，在解煞車裝置外露於殼體之部分受到外力作用而移動時，解煞車裝置帶動煞車件同步移動，使機器手臂解煞車。

為達上述目的，本案另提供一種機器手臂，包含殼體、煞車件及解煞車裝置。殼體定義形成內部空間並具有開口，內部空間經由開口連通於殼體之外部，煞車件設置於內部空間中，機器手臂係對應煞車件之位置而煞車或解煞車。解煞車裝置連接於煞車件，且部分位於內部空間中，部分穿過開口而外露於殼體，在解煞車裝置外露於殼體之部分受到外力作用而移動時，解煞車裝置帶動煞車件同步移動，使機器手臂解煞車。

體現本案特徵與優點的一些典型實施例將在後段的說明中詳細敘述。應理解的是本案能夠在不同的態樣上具有各種的變化，其皆不脫離本案之範圍，且其中的說明及圖示在本質上係當作說明之用，而非架構於限制本案。

第1圖係為本案較佳實施例之機器手臂及解煞車裝置的立體結構示意圖，第2圖係為第1圖所示之機器手臂的內部結構示意圖，第3A圖係為第1圖所示之機器手臂及解煞車裝置於解煞車時的剖面圖，第3B圖係為第1圖所示之機器手臂及解煞車裝置於煞車時的剖面圖，第4圖係為第1圖所示之煞車件及解煞車裝置的分解結構示意圖。如第1、2、3A、3B及4圖所示，機器手臂1包含殼體11、煞車件12及解煞車裝置2，殼體11定義形成內部空間13並具有開口14，內部空間13經由開口14連通於殼體11之外部，煞車件12設置於內部空間13中，機器手臂1係對應煞車件12之位置而煞車或解煞車。解煞車裝置2與煞車件12相連接，且解煞車裝置2係部分位於內部空間13中，部分穿過開口14而外露於殼體11。在解煞車裝置2外露於殼體11之部分受到外力作用而移動時，解煞車裝置2帶動煞車件12同步移動，使機器手臂1解煞車。由於解煞車裝置2部分外露於殼體11，故使用者可通過施加外力於解煞車裝置2外露於殼體11之部分而使機器手臂1解煞車，因此在斷電情況下，無需拆除殼體11便能即時解除煞車。

於一些實施例中，機器手臂1還包含轉軸15及棘輪16，煞車件12包含致動器17、固定座18、擋塊121及彈性件122，棘輪16係套設於轉軸15，機器手臂1之移動係由轉軸15及棘輪16之旋轉進行驅動。致動器17係固接於殼體11內部，並與殼體11保持相對靜止，且致動器17包含中空部171，以供解煞車裝置2、擋塊121及彈性件122穿設，致動器17例如為電磁閥或其他具驅動力之元件。固定座18包含中空部181，固定座18之中空部181與致動器17之中空部171相對應配置，例如位於同一直線上。彈性件122之一端連接於擋塊121，彈性件122之另一端抵接於固定座18。解煞車裝置2固接於煞車件12之擋塊121。機器手臂1係對應擋塊121與棘輪16間之相對位置而煞車或解煞車。在機器手臂1電力正常狀況下，係控制致動器17帶動擋塊121進行煞車或解煞車，而在電力異常斷電無法復電的狀態下，係操作解煞車裝置2外露於殼體11之部分進行解煞車，再利用彈性件122之回復力推動擋塊121進行煞車。如第3A圖所示，在解煞車裝置2受外力作用而移動時，解煞車裝置2帶動擋塊121朝遠離棘輪16之方向移動並壓縮彈性件122，使擋塊121脫離棘輪16之轉動路徑，進而使棘輪16可自由轉動，據此機器手臂1解煞車，於一些實施例中，外力作用可為使用者將解煞車裝置2外露於殼體11之部分往外拉。如第3B圖所示，當外力作用停止時，擋塊121受彈性件122之回復力驅動而朝棘輪16移動，擋塊121回到位於棘輪16之轉動路徑上並卡阻棘輪16，棘輪16無法轉動，據此機器手臂1煞車。

為避免解煞車裝置2移動距離過長，而導致解煞車裝置2完全位於內部空間13中或過度自殼體11突出，於一些實施例中，解煞車裝置2還可包含但不限相對之第一擋止部211及第二擋止部212。第一擋止部211及第二擋止部212係架構於限制解煞車裝置2之移動範圍，其中，第一擋止部211外露於殼體11，第二擋止部212位於內部空間13中，且第一擋止部211之直徑及第二擋止部212之直徑均大於開口14之孔徑。因此，於解煞車裝置2中，僅有第一擋止部211與第二擋止部212間之部分可穿過開口14，解煞車裝置2之可移動距離等同於第一擋止部211與第二擋止部212間之距離。於一些實施例中，解煞車裝置2於第一擋止部211與第二擋止部212間之部分的直徑小於開口14之孔徑。於一些實施例中，解煞車裝置2於第一擋止部211與第二擋止部212間之部分的直徑等於開口14之孔徑，並相互密合，據此維持機器手臂1之異物防護(Ingress Protection)特性。

於一些實施例中，如第5圖所示，解煞車裝置2可選地包含連接件213及控制鈕214。控制鈕214一端露出開口14，另一端與連接件213相連接，連接件213位於內部空間13中並一端連接於煞車件12，連接件213可為例如但不限於可撓性線材及硬性材料，而且，連接件213可固接擋塊121。控制鈕214包含第一固定部215，第一固定部215之直徑小於或等於開口14之孔徑；殼體11還具有位於開口14處的第二固定部141，第二固定部141與第一固定部215具有相結合的結構，控制鈕214係經由第一固定部215與第二固定部141間之結合而固定於殼體11的開口14處，當第一固定部215與殼體11的第二固定部141分離時，可使控制鈕214於開口14處移動。於一些實施例中，第一固定部215及第二固定部141可例如但不限於包含相對應之螺紋，從而透過旋轉使第一固定部215與第二固定部141相結合或分離，進而使控制鈕214可拆卸地組接於殼體11。第一固定部215及第二固定部141亦可為卡合或楔合等其他固定方式。在控制鈕214受外力作用而移動時，連接件213帶動擋塊121朝遠離棘輪16之方向移動並壓縮彈性件122，使擋塊121脫離棘輪16之轉動路徑，進而使棘輪16可自由轉動，據此機器手臂1解煞車，於一些實施例中，外力作用可為使用者將控制鈕214外露於殼體11之部分往外拉。如第3B圖所示，當外力作用停止時，擋塊121受彈性件122之回復力驅動而朝棘輪16移動，擋塊121回到位於棘輪16之轉動路徑上並卡阻棘輪16，棘輪16無法轉動，據此機器手臂1煞車。

於一些實施例中，控制鈕214還可包含第一擋止部211及第二擋止部212，第一固定部215位於第一擋止部211與第二擋止部212之間，且第一擋止部211、第一固定部215與第二擋止部212相連接成一體，第二擋止部212固接連接件213，控制鈕214之可移動距離等同於第一擋止部211與第二擋止部212間之距離。於一些實施例中，控制鈕214於第一擋止部211與第二擋止部212間之部分的直徑小於開口14之孔徑。於一些實施例中，控制鈕214於第一擋止部211與第二擋止部212間之部分的直徑等於開口14之孔徑，並相互密合，據此維持機器手臂1之異物防護(Ingress Protection)特性。

此外，於前述實施例中，開口14之中心與中空部171及181之開口中心位於同一直線上，故穿設於中空部171及181之連接件213無需進行彎折即可朝開口14之方向延伸。然而實際上，開口之位置不受限制，可透過彎曲連接件213，使解煞車裝置2對應於開口之位置進行設置。例如第6圖所示，於一些實施例中，開口14’設置於殼體11之環形側壁上，開口14’之中心與中空部171及181之開口中心並非位於同一直線上，控制鈕214可配置於開口14’中而與連接件213相連接，其中連接件213為可撓性線材。於一些實施例中，解煞車裝置2還可選地包含轉向輔件22，轉向輔件22具有中空部供連接件213穿設，轉向輔件22係架構於輔助連接件213進行彎折，使連接件213及控制鈕214對應開口14位置進行設置。於此實施例中，係利用轉向輔件22輔助連接件213進行彎折，使彎折後之連接件213可朝開口14’之方向延伸，據此連接件213及控制鈕214可對應開口14’之位置進行設置。

於第2圖所示之實施例中，外力係拉動解煞車裝置2外露於殼體11之部分以進行解煞車，換言之，解煞車裝置2係受外力作用而帶動煞車件12同步朝開口14移動，以實現解煞車。然而，於另一些實施例中，亦可由外力推動解煞車裝置2外露於殼體11之部分，使解煞車裝置2帶動煞車件12同步朝遠離開口14之方向移動，據此實現解煞車。以下係以第7、8、9A及9B圖為例進行說明。

第7圖係為本案另一較佳實施例之機器手臂及解煞車裝置的立體結構示意圖，第8圖係為第7圖所示之機器手臂的內部結構示意圖，第9A圖係為第7圖所示之機器手臂及解煞車裝置於解煞車時的剖面圖，第9B圖係為第7圖所示之機器手臂及解煞車裝置於煞車時的剖面圖。於第7、8、9A及9B圖中，類似於第1、2、3A及3B圖所示之元件及結構係以相同標號表示，故於此不再贅述。惟相較於第1、2、3A及3B圖所示之機器手臂1及解煞車裝置2，於第7、8、9A及9B圖所示之機器手臂1’及解煞車裝置2’中，棘輪16、擋塊121、彈性件122及致動器17間之相對位置關係有所變化。如第3A及3B圖所示，彈性件122係位於棘輪16所在平面之相對兩側中距離開口14較近之一側，而如第9A及9B圖所示，連接件213連接或相鄰擋塊121，彈性件122係位於棘輪16所在平面之相對兩側中距離開口14較遠之一側，彈性件122之一端連接於擋塊121，彈性件122之另一端抵接於固定座18。因此，於第7、8、9A及9B圖所示之機器手臂1’及解煞車裝置2’中，如第9A圖所示，解煞車裝置2’受外力作用朝遠離開口14或鄰近內部空間13之方向移動，同步帶動煞車件12之擋塊121朝遠離棘輪16之方向移動並壓縮彈性件122，使擋塊121脫離棘輪16之轉動路徑，據此機器手臂1’解煞車。如第9B圖所示，在擋塊121受彈性件122之回復力驅動而朝開口14移動並接近棘輪16，擋塊121因位於棘輪16之轉動路徑上而卡阻棘輪16，據此機器手臂1’煞車。

實際上，外力之施力方式與方向可對應解煞車裝置及煞車件12之結構及相對位置進行調整，並不限於上述示例，僅需滿足煞車件12在外力作用於解煞車裝置時可被帶動脫離棘輪16之轉動路徑，且煞車件12可受彈性件122之回復力驅動而復位並卡阻棘輪16，令使用者可於殼體11外部即時進行煞車及解煞車即可。解煞車裝置之整體可為硬材，或解煞車裝置為一體成形的硬材；或解煞車裝置可部分為可撓性材料且另一部分為硬材，可撓性材料之部分固接於煞車件12與硬材之間，部分硬材外露於殼體11。

綜上所述，本案提供一種解煞車裝置及其適用之機器手臂，機器手臂之煞車件位於其殼體之內部空間中，機器手臂對應煞車件之位置而煞車或解煞車，解煞車裝置連接於煞車件，且部分穿過殼體上之開口而外露於殼體，使用者可施加外力於解煞車裝置外露於殼體之部分，令解煞車裝置帶動煞車件同步移動，據此機器手臂解煞車。由於使用者可於機器手臂之外部經由拉動或推動解煞車裝置而使機器手臂解煞車，故在斷電無法立即復電情況下，無需拆除機器手臂之外殼便可即時解除煞車。

須注意，上述僅是為說明本案而提出之較佳實施例，本案不限於所述之實施例，本案之範圍由如附專利申請範圍決定。且本案得由熟習此技術之人士任施匠思而為諸般修飾，然皆不脫如附專利申請範圍所欲保護者。

1、1’‧‧‧機器手臂

11‧‧‧殼體

12‧‧‧煞車件

121‧‧‧擋塊

122‧‧‧彈性件

13‧‧‧內部空間

14、14’‧‧‧開口

141‧‧‧第二固定部

15‧‧‧轉軸

16‧‧‧棘輪

17‧‧‧致動器

18‧‧‧固定座

171、181‧‧‧中空部

2、2’‧‧‧解煞車裝置

211‧‧‧第一擋止部

212‧‧‧第二擋止部

213‧‧‧連接件

214‧‧‧控制鈕

215‧‧‧第一固定部

22‧‧‧轉向輔件

第1圖係為本案較佳實施例之機器手臂及解煞車裝置的立體結構示意圖。

第2圖係為第1圖所示之機器手臂的內部結構示意圖。

第3A圖係為第1圖所示之機器手臂及解煞車裝置於解煞車時的剖面圖。

第3B圖係為第1圖所示之機器手臂及解煞車裝置於煞車時的剖面圖。

第4圖係為第1圖所示之煞車件及解煞車裝置的分解結構示意圖。

第5圖係為第3B圖中之虛線方框部分的放大示意圖。

第6圖係為顯示第1圖所示之解煞車裝置之變化例的機器手臂內部結構示意圖。

第7圖係為本案另一較佳實施例之機器手臂及解煞車裝置的立體結構示意圖。

第8圖係為第7圖所示之機器手臂的內部結構示意圖。

第9A圖係為第7圖所示之機器手臂及解煞車裝置於解煞車時的剖面圖。

第9B圖係為第7圖所示之機器手臂及解煞車裝置於煞車時的剖面圖。

Claims (21)

1. 一種解煞車裝置，適用於一機器手臂，該機器手臂包含一殼體及一煞車件，該殼體定義形成一內部空間並具有一開口，該內部空間經由該開口連通於該殼體之外部，該煞車件設置於該內部空間中，該機器手臂係對應該煞車件之位置而煞車或解煞車， 該解煞車裝置連接於該煞車件，且部分位於該內部空間中，部分穿過該開口而外露於該殼體，在該解煞車裝置外露於該殼體之部分受到一外力作用而移動時，該解煞車裝置帶動該煞車件同步移動，使該機器手臂解煞車。
2. 如申請專利範圍第1項所述之解煞車裝置，其中該解煞車裝置整體為硬材，固接於該煞車件。
3. 如申請專利範圍第1項所述之解煞車裝置，其中該解煞車裝置之部分為可撓性材料，另一部分為硬材。
4. 如申請專利範圍第1項所述之解煞車裝置，其中該解煞車裝置包含相對之一第一擋止部及一第二擋止部，該第一擋止部外露於該殼體，該第二擋止部位於該內部空間中，且該第一擋止部之直徑及該第二擋止部之直徑均大於該開口之孔徑，在該第一擋止部受到該外力作用而移動時，帶動該煞車件同步移動，使該機器手臂解煞車，且該第一擋止部或該第二擋止部受限位於該開口。
5. 如申請專利範圍第4項所述之解煞車裝置，其中該第一擋止部與該第二擋止部間之部分的直徑小於或等於該開口之孔徑。
6. 如申請專利範圍第1項所述之解煞車裝置，其中該解煞車裝置包含一連接件及一控制鈕，該連接件位於該內部空間中並連接於該煞車件，該控制鈕之一端露出該開口，該控制鈕之另一端與該連接件相連接，該控制鈕包含一第一固定部，該殼體還具有位於該開口處的一第二固定部，該控制鈕係經由該第一固定部與該第二固定部相結合而固定於該殼體，在該第一固定部與該第二固定部相分離且該控制鈕受到該外力作用而朝遠離該內部空間之方向移動時，該控制鈕帶動該連接件及該煞車件同步移動，使該機器手臂解煞車。
7. 如申請專利範圍第6項所述之解煞車裝置，其中該控制鈕還包含一第一擋止部及一第二擋止部，該第一固定部位於該第一擋止部與該第二擋止部之間，該第一擋止部、該第一固定部及該第二擋止部相連接，該第二擋止部連接該連接件，該第一固定部之直徑小於或等於該開口之孔徑。
8. 如申請專利範圍第6項所述之解煞車裝置，其中該連接件為可撓性材料。
9. 如申請專利範圍第1項所述之解煞車裝置，其中該機器手臂還包含一轉軸及一棘輪，該棘輪係套設於該轉軸，該煞車件包含一擋塊及一彈性件，在該解煞車裝置受該外力作用而移動時，該解煞車裝置帶動該擋塊朝遠離該棘輪之方向移動並壓縮該彈性件，使該擋塊脫離該棘輪之轉動路徑，據此該機器手臂解煞車，而在該外力作用停止時，該擋塊受該彈性件之回復力驅動而朝該棘輪移動，該擋塊回到位於該棘輪之轉動路徑上並卡阻該棘輪，據此該機器手臂煞車。
10. 如申請專利範圍第9項所述之解煞車裝置，其中該煞車件還包含一致動器及一固定座，該致動器係固接於該殼體，並包含一中空部供該解煞車裝置、該擋塊及該彈性件穿設，該致動器之該中空部與該固定座之一中空部相對應配置，該彈性件之一端連接於該擋塊，該彈性件之另一端抵接於該固定座。
11. 如申請專利範圍第1項所述之解煞車裝置，該解煞車裝置在受該外力作用時朝該開口之方向移動或朝遠離該內部空間之方向移動。
12. 如申請專利範圍第1項所述之解煞車裝置，該解煞車裝置在受該外力作用時朝遠離該開口之方向移動或朝該內部空間之方向移動。
13. 一種機器手臂，包含一殼體、一煞車件及一解煞車裝置，該殼體定義形成一內部空間並具有一開口，該內部空間經由該開口連通於該殼體之外部，該煞車件設置於該內部空間中，該機器手臂係對應該煞車件之位置而煞車或解煞車， 該解煞車裝置連接於該煞車件，且部分位於該內部空間中，部分穿過該開口而外露於該殼體，在該解煞車裝置外露於該殼體之部分受到一外力作用而移動時，該解煞車裝置帶動該煞車件同步移動，使該機器手臂解煞車。
14. 如申請專利範圍第13項所述之機器手臂，其中該解煞車裝置包含相對之一第一擋止部及一第二擋止部，該第一擋止部外露於該殼體，該第二擋止部位於該內部空間中，且該第一擋止部之直徑及該第二擋止部之直徑均大於該開口之孔徑，在該第一擋止部受到該外力作用而移動時，帶動該煞車件同步移動，使該機器手臂解煞車，且該第一擋止部或該第二擋止部受限位於該開口。
15. 如申請專利範圍第13項所述之機器手臂，其中該解煞車裝置包含一連接件及一控制鈕，該連接件位於該內部空間中並連接於該煞車件，該控制鈕之一端露出該開口，該控制鈕之另一端與該連接件相連接，該控制鈕包含一第一固定部，該殼體還具有位於該開口處的一第二固定部，該控制鈕係經由該第一固定部與該第二固定部相結合而固定於該殼體，在該第一固定部與該第二固定部相分離且該控制鈕受到該外力作用而朝遠離該內部空間之方向移動時，該控制鈕帶動該連接件及該煞車件同步移動，使該機器手臂解煞車。
16. 如申請專利範圍第15項所述之機器手臂，其中該控制鈕還包含一第一擋止部及一第二擋止部，該第一固定部位於該第一擋止部與該第二擋止部之間，該第一擋止部、該第一固定部及該第二擋止部相連接，該第二擋止部連接該連接件，該第一固定部之直徑小於或等於該開口之孔徑。
17. 如申請專利範圍第16項所述之機器手臂，其中該第一擋止部與該第二擋止部間之部分的直徑小於或等於該開口之孔徑。
18. 如申請專利範圍第17項所述之機器手臂，還包含一轉軸及一棘輪，該棘輪係套設於該轉軸，該煞車件包含一擋塊及一彈性件，在該解煞車裝置受該外力作用而移動時，該解煞車裝置帶動該擋塊朝遠離該棘輪之方向移動並壓縮該彈性件，使該擋塊脫離該棘輪之轉動路徑，據此該機器手臂解煞車，而在該外力作用停止時，該擋塊受該彈性件之回復力驅動而朝該棘輪移動，該擋塊回到位於該棘輪之轉動路徑上並卡阻該棘輪，據此該機器手臂煞車。
19. 如申請專利範圍第18項所述之機器手臂，其中該煞車件還包含一致動器及一固定座，該致動器係固接於該殼體，並包含一中空部供該解煞車裝置、該擋塊及該彈性件穿設，該致動器之該中空部與該固定座之一中空部相對應配置，該彈性件之一端連接於該擋塊，該彈性件之另一端抵接於該固定座。
20. 如申請專利範圍第19項所述之機器手臂，其中該控制鈕在受該外力作用時帶動該連接件與該擋塊朝該開口之方向移動或朝遠離該內部空間之方向移動並壓縮該彈性件。
21. 如申請專利範圍第19項所述之機器手臂，其中該控制鈕在受該外力作用時帶動該連接件與該擋塊朝遠離該開口之方向移動或朝該內部空間之方向移動並壓縮該彈性件。