TWI836523B - 減少髒汙之機械手臂 - Google Patents

Abstract

一種機械手臂包含一吸附元件，吸附元件於機械手臂的一內部空間獲得一粉塵，以避免汙染內部零件。

Description

減少髒汙之機械手臂

本發明有關一種機械手臂，尤其是關於減少髒汙之機械手臂，以改善機械手臂的可靠性。

一般機械手臂利用編碼器模組偵測運動狀態，編碼器模組通常包含編碼盤與編碼盤偵測器，然而，因編碼盤與編碼盤偵測器所處位置易受粉塵影響。所以，當需提昇機械手臂性能，而使用高精度且高解析度的編碼盤時，該編碼盤更無法接受粉塵的影響，粉塵將導致機械手臂精度性能提升困難。或者，機械手臂經年累月使用後，內部旋轉件會有發塵風險，如此，當粉塵進到編碼器模組的光盤系統中，易引發異常導致機械手臂無法使用，例如不符安全機制或髒汙檢測機制的規範而停機

基於上述問題，本發明提出一種減少髒污的機械手臂，以降低上述問題發生。

本發明之目的提供一種減少髒污的機械手臂，其利用吸附元件獲得機械手臂內部空間的髒污，而降低機械手臂存在的髒污。

本發明之目的提供一種減少髒污的機械手臂，其利用對插結構降低機械手臂內部空間的髒污流動，而提升機械手臂的可靠性。

為達到前述發明的目的，本發明機械手臂包含吸附元件，吸附元件於機械手臂的內部空間獲得一粉塵，以避免汙染內部零件。

其中，吸附元件具有一磁力或一靜電，以吸附粉塵；或者，吸附元件具有一黏性，以吸黏粉塵。

其中，機械手臂的內部空間可以是一編碼器殼體與一編碼器防塵蓋之間的非密閉式內部空間。

為達到前述發明的目的，本發明機械手臂包含一對插結構，對插結構具有一凹槽與一凸出部，凸出部位於凹槽中，以降低髒污的流動率。

其中，利用複數個對插結構分別位於吸附元件的兩側，以阻擋部分髒污進入編碼器殼體與編碼器防塵蓋之間的非密閉式內部空間。

其中，編碼器防塵蓋包含複數容置處，該些容置處容納複數個吸附元件，如此，通過對插結構的髒污，因編碼器模組運行時內部氣流的帶動，而被吸附至吸附元件。

1:機械手臂

2:關節模組

3:控制器

10:馬達

11:馬達轉軸

20:減速機

21:減速機輸出端

30:編碼器模組

31:編碼器模組

32:鎖固端

33:通孔

40:編碼器殼體

41:軸承

42:編碼器支架

43:編碼盤

44:吸附元件

45:編碼器防塵蓋

451:容置處

452:偵測孔

46:編碼器偵測器

47:編碼器電路板

50:對插結構

51:對插結構

52:對插結構

60:容汙槽

圖1，其為本發明機械手臂的示意圖； 圖2，其為本發明機械手臂之關節模組內部的示意圖；圖3，其為本發明機械手臂之編碼器模組的上視圖；圖4，其為本發明機械手臂之編碼器模組的爆炸圖；圖5，其為本發明機械手臂之編碼器模組的剖面圖；及圖6，其為本發明機械手臂之對插結構的示意圖。

有關本發明為達成上述目的，所採用之技術手段及其功效，茲舉實施例，並配合圖式加以說明如下。

請參閱圖1，其為本發明機械手臂的示意圖。機械手臂1包含複數關節模組2，並由一控制器3控制機械手臂1的運動。請參閱圖2，其為本發明機械手臂之關節模組內部的示意圖。如圖所示，機械手臂1的關節模組2包含一馬達10、一馬達轉軸11、一減速機20、一減速機輸出端21與複數編碼器模組30、31。該些編碼器模組30、31分別設置於馬達10的馬達轉軸11與減速機20的減速機輸出端21，而偵測馬達10的一輸出狀態與減速機20的一減速狀態。

復參閱圖2，機械手臂1包含一吸附元件44，吸附元件44在機械手臂1內可以獲得一粉塵(particle)，即機械手臂1利用吸附元件44捕捉內部的髒污，換言之，吸附元件44可以在機械手臂1內的多個適當的位置中，選擇其中一個位置擺放，而減少機械手臂1內部空間存在的髒污。例如吸附元件44設置於機械手臂1之軸臂外殼的內側，或設置於關節模組2外殼的內側，如此當機械手臂1運動時內部空間的氣流帶動髒污移動，而使吸附元件44可以捕捉髒 污，以避免汙染內部零件。於圖2實施例，選擇關節模組2的該些編碼器模組30、31各自包含一個吸附元件44，吸附編碼器模組30、31內的粉塵，避免粉塵影響編碼器模組30、31的運作。其中，吸附元件44可以具有一磁力、一靜電或具有一黏性而吸附粉塵，吸附元件44可以例如是磁性材料(如磁鐵)、靜電貼、靜電發生器或黏膠類型的產品。

請參閱圖3，其為本發明機械手臂之編碼器模組的上視圖。圖3的編碼器模組30的上視圖可以同為編碼器模組31的上視圖。編碼器模組30、31分別包含一鎖固端32、一通孔33與一編碼器電路板47。鎖固端32分別使編碼器模組30、31連結於馬達轉軸11與減速機輸出端21，馬達轉軸11與減速機輸出端21可穿過通孔33並旋轉，如此帶動編碼器模組30、31內部轉動，讓編碼器模組30、31偵測馬達10的一輸出狀態與減速機20的一減速狀態。

請參閱圖4，其為本發明機械手臂之編碼器模組的爆炸圖。圖4雖然僅標示編碼器模組30的爆炸圖，但編碼器模組31的爆炸圖同樣可以參考圖4。該些編碼器模組30、31分別包含編碼器殼體40、一軸承41、編碼器支架42、一編碼盤43、吸附元件44、一編碼器防塵蓋45、一編碼盤偵測器46及編碼器電路板47。其中，編碼器防塵蓋45蓋設於編碼器殼體40的一側，形成非密閉的內部空間，該內部空間包含吸附元件44，使該內部空間的粉塵被吸附至吸附元件44。再者，編碼盤43設置於編碼器殼體40與編碼器防塵蓋45之間的內部空間，即吸附元件44設置於編碼盤43與編碼器防塵蓋45之間。

此外，編碼器防塵蓋45包含複數容置處451，可以容納複數個吸附元件44，如此，當編碼器模組30運行時內部氣流帶動粉塵流動，而使粉塵被 吸附至吸附元件44。如圖所示，編碼器防塵蓋45包含複數偵測孔452，使編碼器電路板47上的編碼盤偵測器46藉由該些偵測孔452，偵測編碼盤43的轉動狀態，並產生相關於馬達轉軸11與減速機輸出端21的狀態至控制器3，以精確控制機械手臂1的運作。

請參閱圖5，其為本發明機械手臂之編碼器模組的剖面圖。由圖面的上方至下方依序為編碼器殼體40環設於軸承41，編碼器支架42支撐軸承41，編碼盤43的轉動隨著編碼器支架42的運動，吸附元件44位於編碼盤43的下方並因編碼器支架42的運動而吸附髒汙，編碼器防塵蓋45容納吸附元件44並與編碼器殼體40結合。編碼器電路板47固定於編碼器防塵蓋45左下方，並用於獲得編碼盤43的運動狀態。此外，編碼盤偵測器46位於編碼器模組30、31的內部空間，及位於編碼器電路板47上，但未於圖5中繪出。

請參閱圖6，其為本發明機械手臂之對插結構的示意圖。圖6是圖5右側的放大圖，其顯示對插結構50、51、52的實施方式，對插結構50、51、52用於阻檔髒汙移動至編碼盤43或編碼盤偵測器46上，即降低髒污的流動率，而有效降低編碼器模組30、31運作異常的發生。每一對插結構51~52具有一凹槽與一凸出部，凸出部位於凹槽中，換言之凹槽位於凸出部的四周。如圖6所示，編碼器殼體40的右側末端具有對插結構50的凸出部，而標示52附近之對插結構為編碼器殼體40具有對插結構52的凹槽，再者，編碼器防塵蓋45具有對插結構50、51的複數個凹槽，編碼器支架42分別對應編碼器殼體40與編碼器防塵蓋45的該些凹槽的位置，而具有對插結構51、52的複數個凸出部，以形成複數個對插結構51、52。其中，由編碼器殼體40、編碼器支架42與編碼器防塵 蓋45的各自結構設計，使編碼器模組30、31分別包含多個對插結構，例如圖6中具有三個對插結構50、51、52。復參閱圖5，編碼器模組30、31的左側有其他三個對插結構，換言之，編碼器模組30、31的該些對插結構分別位於吸附元件44的兩側，阻擋部分髒污進入編碼器殼體40與編碼器防塵蓋45之間的非密閉式內部空間。至於通過該些對插結構的髒污，因編碼器模組30、31運行時內部氣流的帶動，而被吸附至吸附元件44。因此，利用對插結構降低機械手臂1內部空間的髒污流動，而提升機械手臂1的可靠性。

此外，對插結構50、52的凹槽與凸出部皆為矩形，而對插結構51為矩形凸出部與多邊形凹槽，所以，對插結構的形狀非實施例所限。另外，編碼器模組30、31兩側亦可以包含至少一容汙槽60，如圖5-6實施例為左右各一個容汙槽60且為弧形，如此當內部空間有油汙發生時，因編碼器支架42旋轉產生的離心力讓油汙留滯在容汙槽60內，而可以減少汙染編碼器模組30、31的風險，例如降低編碼盤43的汙染。

綜上所述，本發明之目的提供一種減少髒污的機械手臂，其利用吸附元件獲得機械手臂內部空間的髒污，避免汙染內部零件，而降低機械手臂存在的髒污。吸附元件可以具有一磁力、一靜電或具有一黏性，以吸黏例如粉塵類的髒污。另外，更可利用具有凹槽與凸出部的對插結構降低機械手臂內部空間的髒污流動，即降低髒污的流動率，而提升機械手臂的可靠性。其中，機械手臂的內部空間可以是編碼器殼體與編碼器防塵蓋之間的非密閉式內部空間。再者，對插結構的凸出部位於其凹槽中，且對插結構可以為複數個，並分別位於吸附元件的兩側，以阻擋部分髒污進入編碼器殼體與編碼器防塵蓋之間 的非密閉式內部空間。如此，編碼器防塵蓋的複數容置處所容納的複數個吸附元件，因編碼器模組運行時內部氣流帶動髒污，而可以吸附到通過對插結構的髒污。

以上所述者，僅為用以方便說明本發明之實施例，本發明之範圍不限於該等實施例，凡依本發明所做的任何變更，於不脫離本發明之精神下，皆屬本發明申請專利之範圍。

2:關節模組

10:馬達

11:馬達轉軸

20:減速機

21:減速機輸出端

30:編碼器模組

31:編碼器模組

44:吸附元件

Claims (7)

1. 一種機械手臂，其包含：一吸附元件，於該機械手臂的一內部空間獲得一粉塵；及一編碼器模組，其包含一編碼器殼體，具有複數個凹槽與複數個凸出部；一編碼器防塵蓋，具有複數個該凹槽；及一編碼器支架，具有複數個該凸出部，分別對應該編碼器殼體與該編碼器防塵蓋的該些凹槽的位置，而形成複數個對插結構；該編碼器支架包含至少一容汙槽，及該些對插結構分別位於該吸附元件的兩側。
2. 如申請專利範圍第1項所述之機械手臂，其中該吸附元件具有一磁力或一靜電，以捕捉該粉塵。
3. 如申請專利範圍第1項所述之機械手臂，其中該吸附元件具有一黏性，以吸黏該粉塵。
4. 如申請專利範圍第1項所述之機械手臂，其包含：一編碼器殼體；及一編碼器防塵蓋，蓋設於該編碼器殼體的一側，形成非密閉的該內部空間。
5. 如申請專利範圍第4項所述之機械手臂，其包含：一編碼盤，設置於該編碼器殼體與該編碼器防塵蓋之間的該內部空間；其中，該吸附元件設置於該編碼盤與該編碼器防塵蓋之間，以吸附該內部空間的該粉塵。
6. 如申請專利範圍第1項所述之機械手臂，其包含：一對插結構，設置於該編碼器模組，具有一凹槽與一凸出部，該凸出部位於該凹槽中。
7. 如申請專利範圍第6項所述之機械手臂，其包含複數編碼器模組，該些編碼器模組各自包含該編碼器殼體、一軸承、該編碼器支架、一編碼盤、該吸附元件、該編碼器防塵蓋、一編碼盤偵測器及一編碼器電路板，該些編碼器模組分別設置於一馬達的一馬達轉軸與一減速機的一減速機輸出端，而偵測該馬達的一輸出狀態與該減速機的一減速狀態。