TWM557184U - 具有快速替換夾頭效果的機械手臂 - Google Patents

Abstract

本新型係一種具有快速替換夾頭效果的機械手臂，包括一臂部、一夾持裝置以及數個夾爪，將不同形態的夾頭固定於數個相同的刀桿上形成各夾爪，再藉由該夾持裝置夾持所欲使用的夾爪，達到快速替換夾爪的效果，進一步，透過將一氣壓接頭設於該夾持裝置的殼體上，並在各夾爪上設置一驅動單元，讓使用者僅需在結合該夾持裝置與其中一夾爪時，同時讓該氣壓接頭與該驅動單元相結合，即可利用外接的供氣源控制爪部張開及閉合，有效改進現有機械手臂裝卸夾頭時會有耗時、不便的問題，同時降低生產線上所需設置機械手臂的數量。

Description

具有快速替換夾頭效果的機械手臂

本新型涉及一種機械手臂，尤指一種容易裝卸夾頭而具有快速替換夾頭效果的機械手臂。

隨著工業的發展與人力成本的上升，機械手臂逐漸大規模地運用在生產線上，不僅可以取代從事重複性工作的人力，大幅降低生產的成本，同時利用機械手臂生產相較於人工操作，具有低失誤率以及高效率的優點，因此，機械手臂成為時下工業發展的主流技術。

現有的機械手臂於使用時，係利用人工組裝的方式將一夾頭鎖固在現有機械手臂的一臂部之前端後，現有的機械手臂方可以進行夾取物件等的工作，然而，現有工業的生產線上物件的種類繁多，無法僅透過單一種夾頭來夾取所有大小、重量或形狀不同的物品，因此，以現有機械手臂的技術，若使用者決定替換夾頭以夾取不同種類的物件時，不僅需花費人工組裝及替換所需的時間，且會相對影響加工的效率等問題；若使用者決定設置多個機械手臂並結合不同夾頭，藉以夾取不同種類的物件，則會相對增加使用的成本，且尚須考慮工作環境中設置多個機械手臂會有相互干擾、碰撞等問題。

綜上所述，現有的機械手臂替換夾頭不易，且難以有效率地夾取不同種類的物件，確有其需加以改進之處。

為解決上述問題，本新型利用刀桿夾持系統(Clamping System)的工作原理，將不同形態的夾頭分別固定於一刀桿上，並在一臂部前端設置一夾持裝置，則可透過該夾持裝置快速裝卸各刀桿，藉以將不同形態的夾頭連接於機械手臂上，達成可快速替換夾頭的效果，進一步說明如下。

本新型係一種具有快速替換夾頭效果的機械手臂，包括一臂部、一夾持裝置以及至少一夾爪，其中：該臂部係於兩端分別設有一底座以及一結合座；該夾持裝置係與該臂部結合於該結合座，且設有一殼體、一安裝槽以及一鎖扣件，其中該殼體係固定於該結合座，該安裝槽係自該殼體的一側凹設形成，該鎖扣件係可活動地設於該殼體內部且伸入該安裝槽內；以及該至少一夾爪係可與該夾持裝置相結合，該至少一夾爪設有一刀桿以及一夾頭，其中該刀桿的一端係可伸入該安裝槽並為該鎖扣件所固定，該刀桿的另一端設有一容置槽，該夾頭係固定於該刀桿的另一端的端面。

上述具有快速替換夾頭效果的機械手臂，其係包括數個夾爪，該數個夾爪係由數個不同形態的夾頭與數個相同的刀桿相結合而形成。

進一步，上述具有快速替換夾頭效果的機械手臂，其中該至少一夾爪的夾頭係包括一夾頭本體以及一爪部，該夾頭本體係與該刀桿相結合，該夾頭本體內可活動地設有一帶動軸，該爪部係有三等角度間隔分佈且可輻射張開的爪，且該爪部係與該帶動軸相連接。

更進一步，上述具有快速替換夾頭效果的機械手臂，其中該至少一夾爪係設有一活塞件，且該活塞件係可滑動地設於該容置槽，並與該夾頭的帶動軸相連接。

上述具有快速替換夾頭效果的機械手臂，其中該夾持裝置設有一氣壓接頭，該氣壓接頭係設於該殼體鄰近該安裝槽的位置，且該氣壓接頭與 外部一供氣源相連接；該至少一夾爪設有一驅動單元，該驅動單元係設於該刀桿的外周緣的一側且與該氣壓接頭相連接，並可將該供氣源的氣體倒入該刀桿的容置槽中。

再進一步，上述具有快速替換夾頭效果的機械手臂，其中該夾持裝置係包括一壓缸、一移動凸輪、一從動件以及一輔助件，且該殼體內設有一貫通該殼體兩側的滑槽，該壓缸係結合於該殼體與該滑槽相連通的其中一側，該壓缸並設有一活塞桿，該移動凸輪係可沿該滑槽軸向移動地結合於該殼體內，且與該壓缸的活塞桿相連接，該從動件係可軸向移動地結合於該殼體內並與該移動凸輪垂直連接，該從動件遠離該移動凸輪的一端設有一頭部，且該頭部伸入該安裝槽內，該鎖扣件係套設於該從動件且介於該頭部及該從動件與該移動凸輪結合處之間，且該鎖扣件靠近該頭部的一端受擠壓時可輻射向外張開，該輔助件的一側伸入該殼體內並與該鎖扣件相連接，該安裝槽係軸向貫通於該輔助件，且該安裝槽與該從動件位於同一軸線上。

較佳的是，上述具有快速替換夾頭效果的機械手臂，其中該夾爪的刀桿與該夾持裝置結合的一端係呈套筒狀，且該夾爪與該夾持裝置結合時，該刀桿係套設於該從動件的頭部，且其內壁環形設有一卡槽，當該從動件的頭部擠壓該鎖扣件時，該鎖扣件會輻射向外張開並卡扣於該卡槽，藉以將該夾爪與該夾持裝置相固定。

藉由上述的技術特徵，本新型係將不同形態的夾頭固定於數個相同的刀桿上形成各夾爪，再藉由該夾持裝置夾持所欲使用的夾爪，達成快速替換夾爪的功效，進一步，透過將該氣壓接頭設於該夾持裝置的殼體上，並在各夾爪上設置該驅動單元，讓使用者僅需在結合該夾持裝置與其中一夾爪時，同時讓該氣壓接頭與該驅動單元相結合，即可利用外接的供氣源控制爪部張 開、閉合，有效改進現有機械手臂裝卸夾頭會有耗時、不便的問題，同時降低生產線上所需設置機械手臂的數量。

10‧‧‧臂部

11‧‧‧底座

12‧‧‧結合座

20‧‧‧夾持裝置

201‧‧‧底盤

202‧‧‧彈性件

21‧‧‧殼體

211‧‧‧滑槽

22‧‧‧壓缸

221‧‧‧活塞桿

23‧‧‧移動凸輪

24‧‧‧從動件

241‧‧‧頭部

25‧‧‧鎖扣件

26‧‧‧輔助件

261‧‧‧安裝槽

27‧‧‧氣壓接頭

30、30A、30B‧‧‧夾爪

301‧‧‧卡槽

302‧‧‧彈性體

31‧‧‧刀桿

311‧‧‧夾制部

312‧‧‧結合部

313‧‧‧容置槽

314‧‧‧進氣孔

32‧‧‧夾頭

321‧‧‧夾頭本體

322‧‧‧爪部

33‧‧‧活塞件

34‧‧‧驅動單元

341‧‧‧配管塊

342‧‧‧連通管

40‧‧‧工作平台

50‧‧‧物件

圖1係本新型較佳實施例的立體外觀圖。

圖2係本新型較佳實施例局部的立體分解圖。

圖3係本新型較佳實施例夾持裝置的立體分解圖。

圖4係本新型較佳實施例夾爪的立體分解圖。

圖5係本新型較佳實施例夾持裝置的側視剖面圖。

圖6係本新型較佳實施例夾持裝置操作時的側視剖面圖。

圖7係本新型較佳實施例夾爪的局部側視剖面圖。

圖8係本新型較佳實施例夾爪操作時的局部側視剖面圖。

圖9係本新型較佳實施例使用狀態示意圖。

圖10及圖11係本新型較佳實施例替換夾爪的作動示意圖。

為能詳細瞭解本新型的技術特徵及實用工效且能依照說明書的內容來實現，茲進一步以圖式所示的較佳實施例，詳細說明如後：本新型提供的較佳實施例係如圖1及圖2所示，係包括一臂部10、一夾持裝置20以及一夾爪30，其中：該臂部10係由數段桿件相互樞接而形成且設有一底座11以及一結合座12，其中該底座11係如圖9所示固定於一工作平台40上，以使該臂部10 可於該工作平台40上擺動，該結合座12係設於該臂部10相對於該底座11的另一端而位於該工作平台40的上方。

如圖2及圖3所示，該夾持裝置20係透過一底盤201固定於該臂部10的結合座12，且設有一殼體21、一壓缸22、一移動凸輪23、一從動件24、一鎖扣件25、一輔助件26以及一氣壓接頭27，其中該殼體21係與該底盤201相結合且設有一貫通該殼體21兩側的滑槽211；該壓缸22係設於該殼體21鄰近該底盤201且與該滑槽211相連通的其中一側，該壓缸22並設有一活塞桿221；該移動凸輪23係可沿該滑槽211軸向移動地結合於該殼體21內，且與該壓缸22的活塞桿221相連接；該從動件24係以底部連接一彈性件202而可軸向移動地結合於該殼體21內，並與該移動凸輪23垂直連接，該從動件24遠離該移動凸輪23的一端設有一頭部241；該鎖扣件25係套設於該從動件24且介於該頭部241及該從動件24與該移動凸輪23結合處之間，且該鎖扣件25靠近該頭部241的一端受擠壓時可輻射向外張開；該輔助件26的一側伸入該殼體21內並與該鎖扣件25相連接，且該輔助件26軸向貫通形成一安裝槽261，該安裝槽261與該從動件24位於同一軸線上，且該從動件24的頭部241伸入該安裝槽261內；該氣壓接頭27係固定於該殼體21鄰近輔助件26的位置，並可外接一供氣源，藉以將氣體傳導至與該氣壓接頭27連接的構件。

如圖2及圖4所示，該夾爪30係與該夾持裝置20相結合且設有一刀桿31、一夾頭32、一活塞件33以及一驅動單元34，其中該刀桿31具有一軸向且伸入該夾持裝置20與該輔助件26相結合，並沿軸向在兩端分別設有一夾制部311及一結合部312，該夾制部311係一套筒狀結構且其外徑小於該輔助件26的安裝槽261的內徑，藉以伸入該安裝槽261內，該夾制部311的內徑大於該從動件24的頭部241，藉以套設該從動件24，並且該夾制部311的內壁環形凹設有一卡槽301，該結合部312沿軸向設有一容置槽313，且該結合部312的外周緣設有 與該容置槽313相連通的一進氣孔314以及一出氣孔(圖未示)，使氣體可藉由該進氣孔314進入該容置槽313；該夾頭32係與該刀桿31相結合且沿軸向在兩端分別設有一夾頭本體321以及一爪部322，該夾頭本體321係透過螺絲固定於該結合部312遠離該夾制部311的端面，使該夾頭32固定於該刀桿31上，該夾頭本體321並設有一帶動軸(圖未示)，且該帶動軸與該刀桿31的容置槽313相連通，該爪部322具有三等角度間隔分佈且可輻射張開的爪且與該帶動軸相連接；該活塞件33係可活動地與該刀桿31及該夾頭32相結合，該活塞件33係設於該容置槽313內並與該夾頭32的帶動軸相連接並間接連接該爪部322，且該活塞件33與該夾頭32之間設有一彈性體302；如圖2所示，該驅動單元34係與該刀桿31相結合並可與該氣壓接頭27相連接，該驅動單元34設有一配管塊341以及一連通管342，該配管塊341係設於該結合部312外周緣的一側且該配管塊341內設有一流道，當該夾爪30與該夾持裝置20相結合時，該流道與該氣壓接頭27相連接，該連通管342係以兩端連接該配管塊341的流道與該結合部312的進氣孔314，使該流道內的氣體可經由此路徑進入該容置槽313，並推動該活塞件33而進一步使該爪部322張開。

有關該夾持裝置20的操作方式請參閱如圖5及圖6所示，將該夾爪30的刀桿31伸入安裝槽261，且該夾制部311套於該從動件24的頭部241後(此時該驅動單元34與該氣壓接頭27相連接)，利用該壓缸22使該活塞桿221推動該移動凸輪23，進而使該從動件24朝該底盤201移動並壓縮該彈性件202，則該頭部241因此壓迫該鎖扣件25，使其輻射向外張開並卡扣於該夾制部311的卡槽301，藉以將該夾爪30與該夾持裝置20相固定。

有關該夾爪30的操作方式請參閱如圖7及圖8所示，將該夾爪30固定於該夾持裝置20後，即可啟動該氣壓接頭27外接的供氣源，使氣流經該配管塊341內的流道、該連通管342、進氣孔314進入該容置槽313並推動該活塞件 33，使該活塞件33推動帶動軸(同時壓縮該彈性體302)並進一步使該爪部322的三爪輻射張開；一旦該供氣源停止供氣，該彈性體302的恢復力將該活塞件33朝該刀桿31推抵，此時，該爪部322即閉合而可藉此夾取一物件50。

請參閱如圖9所示，本新型在使用時係先將該臂部10固定於該工作平台40，並依據所欲夾取的不同物件50選擇一適當的夾爪30、30A、30B，其中各夾爪30、30A、30B係在數個相同的刀桿31上結合不同形態的夾頭32，即可透過上述的操作方式夾取物件50，進一步，如圖10及圖11所示，當使用者欲替換不同夾爪30A、30B時，僅需要停止該夾持裝置20的壓缸22作動，使其停止推動活塞桿221，則該彈性件202恢復力會推抵該從動件24使其復位，同時該從動件24的頭部241也會遠離並停止擠壓該鎖扣件25，使該鎖扣件25閉合並自該夾爪30的卡槽301鬆脫，此時，使用者即可將該臂部10移至所欲替換的夾爪30A或30B的位置，並以上述該夾持裝置20的操作方式固定夾爪30A或30B。

藉由上述的技術特徵，本新型係將不同形態的夾頭32固定於數個相同的刀桿31上形成各夾爪30、30A、30B，再藉由該夾持裝置20夾持所欲使用的夾爪30、30A、30B，達成快速替換夾爪的功效，進一步，透過將該氣壓接頭27設於該夾持裝置20的殼體21上，並在各夾爪30、30A、30B上設置該驅動單元34，讓使用者僅需在結合該夾持裝置20與其中一夾爪30、30A、30B時，同時讓該氣壓接頭27與該驅動單元34相結合，即可利用外接地供氣源控制爪部32張開、閉合，有效改進現有機械手臂裝卸夾頭會有耗時、不便的問題，同時能減少生產線上所需設置機械手臂的數量。

以上所述，僅是本新型的較佳實施例，並非對本新型任何形式上的限制，任何所屬技術領域中具有通常知識者，若在不脫離本新型所提技術方案的範圍內，利用本新型所揭示技術內容所作出局部更動或修飾的等效實施例，並且未脫離本新型的技術方案內容，均仍屬本新型的技術方案的範圍內。

Claims (9)

1. 一種具有快速替換夾頭效果的機械手臂，係包括：一臂部，其係於兩端分別設有一底座以及一結合座；一夾持裝置，其係與該臂部結合於該結合座，且設有一殼體、一安裝槽以及一鎖扣件，其中該殼體係固定於該結合座，該安裝槽係自該殼體的一側凹設形成，該鎖扣件係可活動地設於該殼體內部且伸入該安裝槽內；以及至少一夾爪，該至少一夾爪係可與該夾持裝置相結合，該至少一夾爪設有一刀桿以及一夾頭，其中該刀桿的一端係可伸入該安裝槽並為該鎖扣件所固定，該刀桿的另一端設有一容置槽，該夾頭係固定於該刀桿的另一端的端面。
2. 如請求項1所述之具有快速替換夾頭效果的機械手臂，其係包括數個夾爪，該數個夾爪係由數個不同形態的夾頭與數個相同的刀桿相結合而形成。
3. 如請求項1或2所述之具有快速替換夾頭效果的機械手臂，其中該至少一夾爪的夾頭係包括一夾頭本體以及一爪部，該夾頭本體係與該刀桿相結合，該夾頭本體內可活動地設有一帶動軸，該爪部係有三等角度間隔分佈且可輻射張開的爪，且該爪部係與該帶動軸相連接。
4. 如請求項3所述之具有快速替換夾頭效果的機械手臂，其中該至少一夾爪係設有一活塞件，且該活塞件係可滑動地設於該容置槽，並與該夾頭的帶動軸相連接。
5. 如請求項4所述之具有快速替換夾頭效果的機械手臂，其中該夾持裝置設有一氣壓接頭，該氣壓接頭係設於該殼體鄰近該安裝槽的位置，且該氣壓接頭與外部一供氣源相連接；該至少一夾爪設有一驅動單元，該驅動單元係設於該刀桿的外周緣的一側且與該氣壓接頭相連接，並可將該供氣源的氣體倒入該刀桿的容置槽中。
6. 如請求項5所述之具有快速替換夾頭效果的機械手臂，其中該夾持裝置係包括一壓缸、一移動凸輪、一從動件以及一輔助件，且該殼體內設有一貫通該殼體兩側的滑槽，該壓缸係結合於該殼體與該滑槽相連通的其中一側，該壓缸並設有一活塞桿，該移動凸輪係可沿該滑槽軸向移動地結合於該殼體內，且與該壓缸的活塞桿相連接，該從動件係可軸向移動地結合於該殼體內並與該移動凸輪垂直連接，該從動件遠離該移動凸輪的一端設有一頭部，且該頭部伸入該安裝槽內，該鎖扣件係套設於該從動件且介於該頭部及該從動件與該移動凸輪結合處之間，且該鎖扣件靠近該頭部的一端受擠壓時可輻射向外張開，該輔助件的一側伸入該殼體內並與該鎖扣件相連接，該安裝槽係軸向貫通於該輔助件，且該安裝槽與該從動件位於同一軸線上。
7. 如請求項6所述之具有快速替換夾頭效果的機械手臂，其中該夾爪的刀桿與該夾持裝置結合的一端係呈套筒狀，且該夾爪與該夾持裝置結合時，該刀桿係套設於該從動件的頭部，且其內壁環形設有一卡槽，當該從動件的頭部擠壓該鎖扣件時，該鎖扣件會輻射向外張開並卡扣於該卡槽，藉以將該夾爪與該夾持裝置相固定。
8. 如請求項1所述之具有快速替換夾頭效果的機械手臂，其中該夾持裝置設有一氣壓接頭，該氣壓接頭係設於該殼體鄰近該安裝槽的位置，且該氣壓接頭與外部一供氣源相連接；該至少一夾爪設有一驅動單元，該驅動單元係設於該刀桿的外周緣的一側且與該氣壓接頭相連接，並可將該供氣源的氣體倒入該刀桿的容置槽中。
9. 如請求項1所述之具有快速替換夾頭效果的機械手臂，其中該夾持裝置係包括一壓缸、一移動凸輪、一從動件以及一輔助件，且該殼體內設有一貫通該殼體兩側的滑槽，該壓缸係結合於該殼體與該滑槽相連通的其中一側，該壓缸並設有一活塞桿，該移動凸輪係可沿該滑槽軸向移動地結合於該殼 體內，且與該壓缸的活塞桿相連接，該從動件係可軸向移動地結合於該殼體內並與該移動凸輪垂直連接，該從動件遠離該移動凸輪的一端設有一頭部，且該頭部伸入該安裝槽內，該鎖扣件係套設於該從動件且介於該頭部及該從動件與該移動凸輪結合處之間，且該鎖扣件靠近該頭部的一端受擠壓時可輻射向外張開，該輔助件的一側伸入該殼體內並與該鎖扣件相連接，該安裝槽係軸向貫通於該輔助件，且該安裝槽與該從動件位於同一軸線上。