TWM528839U - 機械手臂及其固鎖裝置 - Google Patents

Description

機械手臂及其固鎖裝置

本創作係關於一種固鎖裝置，特別關於一種應用於機械手臂及其固鎖裝置。

自從機器手臂技術開始發展，於1980年代機器手臂已成功應用於汽車製造業等產業，而目前機械手臂在機器人技術領域中為最廣泛實際應用的自動化機械裝置。許多工業危險之組裝、噴漆、焊接、高溫鑄鍛等繁重工作，皆能以機器手臂取代人工作業。除了主要用於工業製造上，商業農業、醫療救援、娛樂服務、軍事保全、甚至在太空探索等領域，都可以發現其應用裝置。

機械手臂為具有模仿人類手臂功能並可完成各種作業的自動控制設備，這種機器人系統有多關節連結並允許在平面或三度空間進行運動或使用線性位移移動。其構造上由機械主體、控制器、伺服機構和感應器所組成，並由程式根據作業需求設定其一定的指定動作。在機械主體部分，一般設有一基座；一關節 座，係設置於該基座上；以及一連桿組，係樞接於該關節座上，連桿組與該金屬關節座的組合方式一般是透過螺合方式組接，為強化其接合，多會採用環氧樹脂等黏著劑加以固定，但此需要數小時至數天的時間固化，才能達到最佳剛性接合。然而，黏著劑的剛性值遠低於金屬的剛性，接合點的剛性也會降低。再者，黏著劑容易受到環境的影響而產生質變，進而影響接合點的強度。此外，當要調整機械手臂的連桿長度時，則必須更換另一不同長度的連桿，因而增加組裝的時間與成本。

因此，如何提供一種機械手臂及其固鎖裝置，能夠在不需要增加時間與成本的情況下，快速組裝，又能提高機械手臂的組合強度，已成為當前所需解決的課題之一。

有鑑於上述課題，本創作之目的為提供一種應用於機械手臂之固鎖裝置，其包括一第一緊固件，其包括一接合部及一錐形部，其中該錐形部更包括一第一預壓結構；以及一第二緊固件，其包括一環形結構和一連結於該環形結構之頂部，該頂部內緣設有一接合部，當該第一緊固件之接合部與該頂部內緣之該接合部進行組接，該第一預壓結構將削減所產生之壓力。

緣是，為達上述目的，依據本創作之構想，該第一緊固件更包括一第二預壓結構以及複數個曲形片，該第二預壓結構形 成於兩兩相鄰之該曲形片之間，並與該第一預壓結構相連。

依據本創作之構想，該第一預壓結構較佳為一圓孔，該第二預壓結構較佳為複數個槽孔，並與該圓孔相通，該複數個曲形片成環形配置而構成一錐形面。

依據本創作之構想，該頂部具有向外延伸之一凸緣，較佳為一環形凸緣。

依據本創作之構想，該第二緊固件的剛性強度大於該第一緊固件的剛性強度。

依據本創作之構想，該第二緊固件較佳為一鐵製的錐形環或是表面鍍有鉻、鎳或硬度高於鋁的材質之鋁環，該第一緊固件較佳為一鋁製的錐形環。

本創作應用於機械手臂之固鎖裝置更包括一桿件，當組裝該桿件與該第一緊固件和該第二緊固件組接時，其中該桿件穿入該第一緊固件，該頂部內之接合部與該第一緊固件之接合部進行組接，以固鎖該桿件。該第一緊固件更包括一支撐部，設置於該第一緊固件之該接合部的另一端，用以承載一末端元件。該末端元件較佳為一夾爪或一支架。

承上所述，本創作之一種機械手臂及其固鎖裝置僅需將該第二緊固件之頂部的接合部(如內螺紋)與該第一緊固件的接合部(如外表面之螺紋)的組合鎖緊，毋需採用接著劑，即可達到快速組裝的目的。且固鎖面採用錐形環設計，可產生倍力效果， 而接合點因為採用多層的包覆設計，結構強度高於桿件，且又採用預壓式固定法，元件之間沒有間隙，結合剛性不會減弱。

1‧‧‧第一緊固件

2‧‧‧第二緊固件

11‧‧‧接合部

12‧‧‧錐形部

13‧‧‧支撐部

121‧‧‧第一預壓結構

122‧‧‧第二預壓結構

123‧‧‧複數個曲形片

21‧‧‧環形結構

22‧‧‧頂部

221‧‧‧接合部

222‧‧‧凸緣

3‧‧‧桿件

第1圖為本創作之第一緊固件的剖面圖；第2A圖為本創作之第二緊固件的剖面圖；第2B圖為本創作之第二緊固件的立體圖；第3A圖為本創作之機械手臂的部分剖面圖；以及第3B圖為第3A圖之虛線標示區域A的放大圖。

以下將參照相關圖式，說明依據本創作較佳實施例之一種機械手臂及其固鎖裝置。

請參閱第1圖及第2A至2B圖所示，本創作之機械手臂的固鎖裝置包括一第一緊固件1和一第二緊固件2，該第一緊固件1包括一接合部11、、一錐形部12及一支撐部13，其中該錐形部12設置於該接合部11之一端，其更包括一第一預壓結構121、一第二預壓結構122以及複數個曲形片123，該第一預壓結構121較佳為一圓孔，該第二預壓結構122較佳為複數個槽孔，形成於兩兩相鄰之曲形片123之間，並與該圓孔相通。該複數個曲形片123成環形配置而構成一錐形面。該支撐部13設置於該接合部之另一端，用以承載一末端元件，如夾爪、支架等元件。

另請參閱第2A和2B圖，其分別顯示本創作之第二緊固件2的剖面圖和立體圖，該第二緊固件2包括一環形結構21和一連結於該環形結構21之頂部22，該頂部22內緣設有一接合部221，可與該第一緊固件1外表面之接合部11進行組接，該頂部22之接合部221與該第一緊固件1之接合部11較佳為可相互螺合之螺紋。該頂部22具有向外延伸之一凸緣222，較佳為一環形凸緣，以利使用者方便進行鎖合，為一省力設計。該第二緊固件2較佳為一鐵製的錐形環，或者該第二緊固件2也可以是鋁環，只是表面需要經過硬化處理，例如是鋁件電鍍鉻或者鎳等硬度高於鋁件的材質，而該第一緊固件1較佳為一鋁製的錐形環，但該第一緊固件1和該第二緊固件2之材質並不限於此，只要該第二緊固件2的剛性強度大於該第一緊固件1的剛性強度，以達到預壓式固定的效果即可。

再請參閱第3A和3B圖，其中第3A圖為本創作之機械手臂的部分剖面圖，而第3B圖為第3A圖之虛線標示區域A的放大圖。本創作之機械手臂更包括一桿件3，當該桿件3與該第一緊固件1和該第二緊固件2進行組接時，該桿件3穿入該第一緊固件1，該第二緊固件2之頂部22的接合部與該第一緊固件1外表面之接合部11進行螺合組接，此時該錐形部12之第一預壓結構121和第二預壓結構122受到擠壓會略微變形，以削減其所產生之壓力，該錐形部12即可夾緊鎖固該桿件3，該第一緊固件1之錐 形面和該第二緊固件2之錐形環即可達到倍力效果。

綜上所述，本創作之機械手臂的固鎖裝置僅需將該第二緊固件之頂部的接合部(如內螺紋)與該第一緊固件外表面之接合部(如外螺紋)的組合鎖緊，毋需採用接著劑，即可達到快速組裝的目的。且固鎖面採用錐形環設計，可產生倍力效果，而接合點因為採用多層的包覆設計，結構強度高於桿件，且又採用預壓式固定法，元件之間沒有間隙，結合剛性不會減弱。

此外，本創作機械手臂可使用薄壁桿件，可大幅降低機械手臂之質量，而且當實際需要調整桿件的長度時，只要重新鬆開該固鎖裝置，調整該桿件穿過該第一緊固件至適當位置後，再鎖緊即可，不需要更換不同長度的桿件，因此可大幅降低組裝的時間與成本。

以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本創作之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。

11‧‧‧接合部

12‧‧‧錐形部

13‧‧‧支撐部

121‧‧‧第一預壓結構

21‧‧‧環形結構

22‧‧‧頂部

3‧‧‧桿件

Claims (12)

1. 一種機械手臂之固鎖裝置，其包括：一第一緊固件，其包括一接合部及一錐形部，其中該錐形部更包括一第一預壓結構；以及一第二緊固件，其包括一環形結構和一連結於該環形結構之頂部，該頂部內緣設有一接合部，當該第一緊固件之接合部與該頂部內緣之該接合部進行組接，該第一預壓結構將削減所產生之壓力。
2. 如申請專利範圍第1項所述之固鎖裝置，其更包括一桿件，當組裝該桿件與該第一緊固件和該第二緊固件組接時，其中該桿件穿入該第一緊固件，該頂部內之接合部與該第一緊固件之接合部進行組接，以固鎖該桿件。
3. 如申請專利範圍第2項所述之固鎖裝置，其中該桿件為一薄壁桿件。
4. 如申請專利範圍第1項所述之固鎖裝置，其中該第一緊固件更包括一支撐部，設置於該第一緊固件之該接合部的另一端，用以承載一末端元件。
5. 如申請專利範圍第4項所述之固鎖裝置，其該末端元件為一夾爪或一支架。
6. 一種固鎖裝置，其包括：一第一緊固件，其包括一接合部及一錐形部，其中該錐形部更包括一第一預壓結構；以及 一第二緊固件，其包括一環形結構和一連結於該環形結構之頂部，該頂部設有一接合部，當該第一緊固件之接合部與該頂部之該接合部進行組接，該第一預壓結構將削減組接時所產生之壓力。
7. 如申請專利範圍第1或6項所述之固鎖裝置，其中該第一緊固件更包括一第二預壓結構以及複數個曲形片，該第二預壓結構形成於兩兩相鄰之該曲形片之間。
8. 如申請專利範圍第7項所述之固鎖裝置，其中該第一預壓結構為一圓孔，該第二預壓結構為複數個槽孔，並與該圓孔相通，該複數個曲形片成環形配置而構成一錐形面。
9. 如申請專利範圍第1或6項所述之固鎖裝置，其中該頂部具有向外延伸之一凸緣。
10. 如申請專利範圍第1或6項所述之固鎖裝置，其中該第二緊固件的剛性強度大於該第一緊固件的剛性強度。
11. 如申請專利範圍第10項所述之固鎖裝置，其中該第二緊固件為一鐵製的錐形環或是一表面鍍有鉻、鎳或硬度高於鋁的材質之鋁環，該第一緊固件為一鋁製的錐形環。
12. 如申請專利範圍第1或6項所述之固鎖裝置，其中該頂部之該接合部與該第一緊固件之該接合部為可相互螺合之螺紋。