TWM555789U - 機械手視覺夾爪環型快拆模組 - Google Patents

Description

機械手視覺夾爪環型快拆模組

本創作係有關於一種機械手臂結構，尤指一種夾爪快拆模組構成，使具有便利進行夾爪的組裝、維修、更換積極效能之機械手視覺夾爪環型快拆模組。

近代工業蓬勃發展，工廠的普遍設立用以大量製造產品，傳統工業必須招募員工親手或操作機械來進行產品製程，而因顧及人類的體力及精神有其極限，無法長時間持續地進行作業，因此在科技發展之下，開發出自動化機械手臂以取代人力。而一般機械手臂常搭配影像擷取裝置使用，俾藉由影像擷取裝置取得目標工件的影像，而將目標工件定位，以利機械手臂抓取。

習知機械手臂技術如第1圖所示，其包括有一工作機構9，該工作機構9包括有一基座91、法蘭件92及連接其間之支架組93，該支組架93包括有相對基座91周緣呈十字對角設置之四支撐桿931，該法蘭件92之周緣設有四個定位凹部921，該定位凹部921用以固定地設置一夾爪94(夾具)，該機械手臂即藉該夾爪94來進行物件之夾取操作。

前述習知機械手臂技術雖能藉該夾爪94來完成自動化夾取物件操作，惟，由於該等夾爪94係屬固定型態之簡易夾爪，無法進行轉向、翻轉等多功能操作，因此其結構單純、構成組件少而使得整體體積較小，故該夾爪94設於該法蘭件92周緣定位凹部921尚屬可行，但若該夾爪欲增加其功能性，例如：具有轉向、翻轉該等運作功能時，則必須增加相應功能之組構件，將使得該法蘭件92周緣無法提供適當之定位空間，且不利該法 蘭件92作更有效之空間利用，例如：該法蘭件92欲增加視覺模組之搭配應用等，因此該等夾爪94設於該法蘭件92周緣之邊上將會限制機械手之功能發展，顯非理想之設計；再者，該夾爪94係以複數螺鎖件固結於該法蘭件92之周緣邊上(定位凹部921)，當該夾爪於現場逐一進行組裝、維修、更換時，將耗費技術人員相當之工時，且現場操作上亦相當不便，亦有一併加以改善之必要。因此，如何改善習知此類機械手該等缺失問題，誠為業界應努力解決、克服之重要方向。

緣此，本創作人有鑑於習知機械手其使用上的缺點及其結構設計上未臻理想之事實，本案創作人即著手研發其解決方案，希望能開發出一種更具機械手其夾爪快速拆卸、組裝之方便性及提升操作上經濟效益之機械手視覺夾爪環型快拆模組，以促進此業之發展，遂經多時之構思而有本創作之產生。

本創作之目的在提供一種機械手視覺夾爪環型快拆模組，其能使機械手之數個夾爪能便利先行組合，使現場配置時具有快速套組、拆卸維修、更換之方便性，進而提升其組配使用上之經濟效益者。

本創作之再一目的在提供一種機械手視覺夾爪環型快拆模組，其能藉由快拆模組之便利性組裝設計，並搭配連結支撐臂、夾治具環之更多靈活空間運用效果，進而提升機械手整體之組裝、應用效率者。

本創作為達上述目的所採用之技術手段係包括有一快拆連接裝置，該快拆連接裝置係進一步包括有：一連結支撐臂，其具有一外接面，該外接面係設有複數個凸導部；一夾治具環，該夾治具環係套設於該連結支撐臂上，該夾治具環上係設有複數連結面，該連結面係用以承接設置一夾爪裝置，該夾爪裝置係連接具有一夾爪，該夾治具環內部相對該凸導部係設有一定位槽，該定位槽係套和於該凸導部。

前述構成，其進一步包括有一多軸轉動機構，該多軸轉動機 構之末端設有一工作機構，該工作機構包括有一連接該快拆連接裝置之基座。

前述構成，其中該連結支撐臂內部係設有一軸套件，該軸套件中心位置係設有一軸通孔，該軸通孔係設有一視覺模組，該視覺模組為一感光耦合元件(CCD)或攝影機，用以擷取影像。

前述構成，其中該凸導部之前端係相對凸伸出該連結支撐臂，並形成一導斜面，該凸導部之後端係設有一較為凸升之抵塊部。

前述構成，其中該連結支撐臂之後方係設有一後法蘭件，該後法蘭件係連結有一多爪夾頭機構，該多爪夾頭機構與該連結支撐臂之間係設有一穿透空間。

前述構成，其中該多爪夾頭機構係包括有複數連動桿件，該連動桿件係通過該穿透空間向上凸伸出，該連動桿件上係設有一壓抵件。

前述構成，其中該夾治具環上係設有至少一壓置面，該壓置面係設有一快拆壓件。

前述構成，其中該壓抵件及該快拆壓件之底部係分別設有一凹槽道。

茲為使 貴審查委員對本創作之技術特徵及所達成之功效更有進一步之瞭解與認識，謹佐以較佳之實施例圖及配合詳細之說明，說明如後：

1‧‧‧多軸轉動機構

2‧‧‧工作機構

21‧‧‧基座

3‧‧‧快拆連接裝置

32‧‧‧連結支撐臂

321‧‧‧外接面

322‧‧‧軸套件

323‧‧‧視覺模組

324‧‧‧凸導部

325‧‧‧抵塊部

326‧‧‧導斜面

328‧‧‧穿透空間

327‧‧‧後法蘭件

331‧‧‧連動桿件

332‧‧‧壓抵件

333‧‧‧凹槽道

34‧‧‧夾治具環

341‧‧‧連結面

342‧‧‧定位槽

343‧‧‧固定孔

344‧‧‧壓置面

35‧‧‧快拆壓件

351‧‧‧凹槽道

36‧‧‧三爪夾頭機構

4‧‧‧夾爪

41‧‧‧旋動臂

5‧‧‧夾爪裝置

51‧‧‧固定座

511‧‧‧支臂

5A‧‧‧滑軌模組

第1圖為習知機械手結構之分解示意圖；第2圖為本創作之立體示意圖；第3圖為本創作之法蘭環件立體示意圖；第4圖為本創作之立體分解示意圖；第5圖為本創作組裝應用示意圖

請參閱第2至4圖，本創作機械手視覺夾爪環型快拆模組係包括有一多軸轉動機構1，該多軸轉動機構1具有可達四個軸向以上的自由度，於本實施例中更進一步界定為六軸轉動機構；該多軸轉動機構1可為習知技術中的任一種結構型式，在此不多加說明。該多軸轉動機構1之末端設有一工作機構2，該工作機構2包括有一基座21，該基座21係接續連接一快拆連接裝置3，該快拆連接裝置3用以連結設置至少一對應之夾爪裝置5及夾爪4。

於本實施例中係設置有三個夾爪4及三個夾爪裝置5，但其數量並非所限。如第3圖所示，該夾爪4係連結於該夾爪裝置5，該夾爪4係包括有兩側之旋動臂41，該夾爪裝置5係包括有一固定座51，該固定座51上設有一滑軌模組5A，該固定座51之一端兩側係分別設有凸出之支臂511，該夾爪4之旋動臂41係樞接於該支臂511，使該夾爪4得以進行旋轉、翻轉之操作。該夾爪裝置5係設於該快拆連接裝置3上，用以提供使現場於配置夾爪4時具有快速套組、拆卸維修、更換之方便性。

本創作之重點技術係在該快拆連接裝置3之設置，該快拆連接裝置3係包括有一連結支撐臂32及夾治具環34，該夾治具環34係套設於該連結支撐臂32上，且該夾治具環34係用以設置該夾爪裝置5及夾爪4，如此模組化設置，可使該夾爪4、夾爪裝置5及夾治具環34可便利迅速地組裝，且其組裝並不限於現場，進而使機械手整體之組裝作業具有相當優異之效率性。

該連結支撐臂32具有一外接面321，該外接面321係設有複數個凸導部324，該凸導部324之前端係可相對凸伸出該連結支撐臂32，並形成一導斜面326，該凸導部324之後端係設有一較為凸升之抵塊部325；該連結支撐臂32內部係設有一軸套件322，該軸套件322係可較該連結支撐臂32凸出，略與該凸導部324之前端相當，該軸套件322中心位置係設有一軸通孔(未標號)，該軸通孔係設有一視覺模組323，該視覺模組323可為感光耦合元件(CCD)或攝影機，用以擷取影像，換言之，該視覺模組323係設於該軸套件322(快拆連接裝置3)之中心位置處。

再者，該快拆連接裝置3於該連結支撐臂32之後方係可進一步設有一後法蘭件327，該後法蘭件327係連結有一三爪(多爪)夾頭機構36，該三爪夾頭機構36與該連結支撐臂32之間係設有一穿透空間328；又，該三爪夾頭機構36係包括有三個連動桿件331，該連動桿件331係通過該穿透空間328向上凸伸出，並位於該抵塊部325、凸導部324之側邊，該連動桿件331上係設有一壓抵件332，該壓抵件332底部係設有一凹槽道333，該壓抵件332係具有氣源及電源接孔/接點之設置(未圖示)；該三爪夾頭機構36係具有氣壓或油壓連動機構設置(未圖示)，用以同時連動該等連動桿件331同步作動，包括該連動桿件331之升、降操作等。

如第3圖所示，該夾治具環34上係設有複數連結面341，該連結面341上係設有複數固定孔343，該夾治具環34內部相對該連結面341處係設有一定位槽342。該連結面341係用以承接設置該夾爪裝置5之固定座51，並通過該固定孔343以固定件(如螺件)相固結，使該設有夾爪4之夾爪裝置5固設於該夾治具環34上，如前所述，該夾治具環34上係設置有三組具夾爪4之夾爪裝置5。另，該夾治具環34上係設有複數壓置面344，該壓置面344係設有一快拆壓件35，該快拆壓件35上係設有一凹槽道351；該快拆壓件35係具有氣源及電源接孔/接點之設置(未圖示)，用以被該壓抵件332壓抵接觸，並產生氣源及電源之導接作用。

請一併參閱第5圖，本創作機械手視覺夾爪環型快拆模組組合時，該數組夾爪4、夾爪裝置5與夾治具環34之組裝可先於方便作業之場所進行組裝，再整體移至機械手現場之組裝。而其組裝時，將該具有數組(三組)夾爪4、夾爪裝置5之夾治具環34，以其定位槽342對應該連結支撐臂32之導斜面326、凸導部324套入至底，使該夾治具環34或固定座51抵接於該抵塊部325，即完成該夾治具環34相對該連結支撐臂32之組合；繼，啟動該三爪夾頭機構36使該等連動桿件331下降作動，並使該壓抵件332壓抵該快拆壓件35，而當該壓抵件332壓抵該快拆壓件35時，藉由其上氣源及電源接孔/接點之設置，使該三爪夾頭機構36自動停止運作，此時該壓抵件332之凹槽道333 係與該快拆壓件35之凹槽道351呈相向對應之狀態，並形成該壓抵件332對該快拆壓件35之壓抵定位，即完成本創作機械手視覺夾爪環型快拆模組之安裝操作，相當迅速而方便。

藉由上述結構，本創作至少具有下列優點：

1.本創作機械手視覺夾爪環型快拆模組，其能更加快速拆換夾爪4或治具，使機械手之數個夾爪4或治具能便利先行組合於夾治具環34上，使現場配置時具有快速套組、拆卸維修、更換之方便性，進而提升其組配使用上之經濟效益。

2.本創作能藉由快拆連接裝置之便利性組裝設計，並搭配連結支撐臂32、夾治具環34之更多靈活空間運用效果，其能因應各種不同需求而使機械手臂能更換相對應的夾爪4或治具，先將不同的夾爪4或治具裝配於夾治具環34上，配合產品生產，而裝配因應的夾爪4或治具，再一次性的拆裝於連結支撐臂32上，進而提升機械手整體之組裝、應用效率，此模組化的結構，能因應少量多樣的生產線，使換線時間縮短。

3.本創作能藉由快拆連接裝置使便利裝設視覺模組，且該視覺模組323設於該軸套件322之中心位置處，使該視覺模組323可隨該多軸轉動機構同步帶動，有效縮短該視覺模組323與夾爪4的距離，而有助於監控、品管、辨識及判斷等工序之精確性，讓整個機械手臂的動作更為流暢，且縮短工作時間可進而提升機械手整體之應用效果。

本創作已藉上述較佳具體實施例進行更詳細說明，惟本創作並不限定於上述所舉例之實施例，凡在本創作揭示之技術思想範圍內，對該等結構作各種等效變化及修飾仍屬本創作之範圍。

1‧‧‧多軸轉動機構

2‧‧‧工作機構

21‧‧‧基座

3‧‧‧快拆連接裝置

323‧‧‧視覺模組

332‧‧‧壓抵件

34‧‧‧夾治具環

35‧‧‧快拆壓件

36‧‧‧三爪夾頭機構

4‧‧‧夾爪

5‧‧‧夾爪裝置

Claims (8)

1. 一種機械手視覺夾爪環型快拆模組，其包括有一快拆連接裝置，該快拆連接裝置係包括有：一連結支撐臂，其具有一外接面，該外接面係設有複數個凸導部；一夾治具環，該夾治具環係套設於該連結支撐臂上，該夾治具環上係設有複數連結面，該連結面係用以承接設置一夾爪裝置，該夾爪裝置係連接具有一夾爪，該夾治具環內部相對該凸導部係設有一定位槽，該定位槽係套和於該凸導部。
2. 如請求項1所述之機械手視覺夾爪環型快拆模組，其進一步包括有一多軸轉動機構，該多軸轉動機構之末端設有一工作機構，該工作機構包括有一連接該快拆連接裝置之基座。
3. 如請求項2所述之機械手視覺夾爪環型快拆模組，其中該連結支撐臂內部係設有一軸套件，該軸套件中心位置係設有一軸通孔，該軸通孔係設有一視覺模組，該視覺模組為一感光耦合元件(CCD)或攝影機，用以擷取影像。
4. 如請求項1所述之機械手視覺夾爪環型快拆模組，其中該凸導部之前端係相對凸伸出該連結支撐臂，並形成一導斜面，該凸導部之後端係設有一較為凸升之抵塊部。
5. 如請求項1所述之機械手視覺夾爪環型快拆模組，其中該連結支撐臂之後方係設有一後法蘭件，該後法蘭件係連結有一多爪夾頭機構，該多爪夾頭機構與該連結支撐臂之間係設有一穿透空間。
6. 如請求項5所述之機械手視覺夾爪環型快拆模組，其中該多爪夾頭機構係包括有複數連動桿件，該連動桿件係通過該穿透空間向上凸伸出，該連動桿件上係設有一壓抵件。
7. 如請求項6所述之機械手視覺夾爪環型快拆模組，其中該夾治具環上係設有至少一壓置面，該壓置面係設有一快拆壓件。
8. 如請求項7所述之機械手視覺夾爪環型快拆模組，其中該壓抵件及該快拆壓件之底部係分別設有一凹槽道。