機械手臂裝置的製作方法
2023-12-03 13:22:21
專利名稱：機械手臂裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種機械手臂裝置，特別是涉及一種可穩定地增加 位移行程，且位移慣量低的機械手臂裝置。
背景技術：
參閱圖1、 2,為中國臺灣公告第M327778號"加長行程之機械手臂，， 新型專利案，該案所揭示的機械手臂1主要包括有一機臺11、 一連設於 機臺11上的手臂座12、以及一設於機臺11上且能控制手臂座12左右位 移的傳動機構13。機臺11具有一工作區110,工作區110長向的內、外 側邊分別設有一滑軌111。而手臂座12長向兩端並分別設有一呈吸盤形 態的固定座121。傳動機構13包括有一滑塊131、兩個分別設於滑塊131 上、下兩端處的上滑座132與下滑座133、 一固設於工作區110底端處的 上齒排134、 一固設於手臂座12頂面的下齒排135、以及一伺服馬達136。 上、下滑座132、 133均是以滑動方式與相對應的滑軌111相互勾連，以 達到手臂座12與機臺11間的結合關係。而伺服馬達136並連接一減速 一幾137,伺服馬達136具有一心軸1361，心軸1361上並組配一齒4侖減速 器138,齒輪減速器138具有同軸一體成型的大、小齒輪1381、 1382, 大齒輪1381與下齒排135相嚙合，小齒輪1382則與上齒排134相嚙合。 藉此利用伺服馬達136帶動齒輪減速器138轉動時，由於與小齒輪1382 嚙合的上齒排134呈固設狀態，所以能進一步連動與伺服馬達136結合 的滑塊131位移，同時與大齒輪1381嚙合的下齒排135則齒輪減速器138 轉動的相反方向位移，並帶動固結的手臂座12產生同步、同向的位移， 以進行吸附及輸送工作件的作業。
然而因伺服馬達136經減速機137直接驅動大、小齒輪1381、 1382， 以致伺服馬達136與減速機137必須隨著手臂座12、齒輪減速器138及
4下齒排135同步位移，以致伺服馬達136的驅動力必須增大，且在快速 移動的過程中，重量較重的伺服馬達136、減速機137與齒輪減速器138 隨著往復位移會增加運動慣量，因此需要較大的馬達負荷力，由於需急 速增速與減速，以致會增加震動現象，而影響整體位移的穩定性。
實用新型內容
本實用新型的目的是在提供一種有效降低位移的運動慣量，並可增 加位移行程，且穩定性佳的機械手臂裝置。本實用新型機械手臂裝置， 包含
一機臺，包括有一承載座，該承載座具有兩個彼此相反且呈長向延 伸的側壁，各側壁上分別設有一上導軌；
一固持移動裝置，包括有一位於該承載座下方的基座、多個設於該 基座上的滑座、 一可滑動地設於該基座底部的手臂座，該手臂座兩相對 外側壁上各設有一下導軌，該等滑座分別扣持於各該上、下導軌上；
一齒條組，具有一設於該承載座上的上齒條，以及一設於該手臂座 上的下齒條；
一傳動機構，包括有一樞設於該基座上且與各該齒條嚙合的齒輪組、 一設於該承載座上的驅動馬達、 一連接於該驅動馬達與該固持移動裝置 間的連動件，該驅動馬達並能藉由連動該連動件而帶動該固持移動裝置， 以驅使該齒輪組轉動並同時循該等齒條移動。
本實用新型的有益效果在於排除驅動馬達與減速機構等的重量負 擔，將位移運動所需的必要構件減至最低，因而能有效降低位移的運動 慣量，且可增加位移行程，並使穩定性更佳。
圖i是中國臺灣公告第M327778號"機械手臂"新型專利案的主視
圖2是圖1的側視圖3是本實用新型機械手臂裝置的第一優選實施例的前^L示意圖；圖4是該第一較實施例的側視示意圖； 圖5是該第一優選實施例的俯視示意圖； 圖6是圖3的局部放大示意圖； 圖7是圖4的局部放大示意圖8是本實用新型機械手臂裝置的第二優選實施例的前視局部放大
圖9是第二優選實施例的側視局部放大示意圖；及
圖10是本實用新型機械手臂裝置的第三優選實施例的前視局部放大圖。
具體實施方式
以下結合附圖及實施例對本實用新型進行詳細說明
在本實用新型被詳細描述前，要注意的是，在以下的說明內容中， 類似的元件是以相同的附圖標記來表示。
參閱圖3、 4，是本實用新型機械手臂裝置2的第一優選實施例，包 括有一機臺3、 一固持移動裝置4、 一齒條組5以及一傳動機構6。機臺 3包括有一承載座31,該承載座31具有兩個彼此相反且呈長向延伸的側 壁311,各側壁311上分別設有一上導軌32。而固持移動裝置4包括有 一位於承載座31下方的基座41、多個固設於基座41上的滑座42、 一可 滑動地設於基座41底部的手臂座43。手臂座43於長向的兩相對外側壁 上各設有一下導軌33,各該下導軌33並與各上導軌32呈上、下對應， 各滑座42分別扣持於各上、下導軌32、 33上，且可在傳動機構6驅動 下帶動基座41相對上、下導軌32、 33滑動位移。再配合參閱圖5，手臂 座43底面並設有多個固持件431,在本實施例中，該等固持件431是以 吸盤做說明，但是不以此為限，當然也可以是如夾爪等可用以固持一工 作件的等效結構置換。另外，齒條組5具有一設於承載座31上的上齒條 51、以及一設於手臂座43上的下齒條52。
參閱圖3、 4、 7，傳動機構6包括有一樞設於基座41上的齒4侖組61、 一設於承載座31上且具有一轉軸621的驅動馬達62、 一連接於驅動馬達62與齒輪組61間的連動件63。在本實施例中，驅動馬達62是設置於靠 近承載座31—端處。又，配合參閱圖6，齒輪組61具有一大齒輪611、 及一與大齒輪611同軸樞設的小齒輪612,且大齒4侖611與下齒條52相 嚙合，小齒輪612則與上齒條51相嚙合。另外，連動件63包括有一"i更 於轉軸621上的上皮帶輪631、 一位於上齒條51上方處且與上齒條51 相平行的導螺杆632、 一設於導螺杆632 —端並能連動導螺杆632旋轉的 下皮帶輪633、一環設於上皮帶輪631與下皮帶輪633間的傳輸皮帶634、 一滑設於導螺杆632另一端的導螺杆螺母635、以及一與導螺杆螺母635 相連接的連接座636，連接座636是呈L形體狀，其另一端並與齒輪組 61同軸連接。另外，傳輸皮帶634則可為時規皮帶。
參閱圖3、 6，本實用新型機械手臂裝置2在使用上，是利用驅動馬 達62驅動其轉軸621帶動上皮帶輪631轉動，從而連動傳輸皮帶634帶 動下皮帶輪633同步旋轉，由於下皮帶輪633是固設於導螺杆632上， 因此下皮帶輪633也能帶動導螺杆632同步旋轉，進而驅動導螺杆螺母 635帶動連接座636循導螺杆632位移，連接座636同時牽動基座41, 基座41進一步帶動齒輪組61,此時借上齒條51是固設於承載座31上無 法移動，所以與上齒條51相嚙合的小齒輪612的轉動只會循著上齒條51
進而使得手臂座43能相對上、下導軌32、 33滑動位移，藉此即可將固 持件431所吸附的工作件傳送至下一工作站。特別說明的是，利用驅動 馬達62驅動轉軸621的正轉或反轉，即可帶動手臂座43反覆直線運動 以遞送工作件及復^f立。
參閱圖8、 9，為本實用新型的第二優選實施例，本實施例與第一優 選實施例大致相同，其不同處在於傳動機構8的驅動馬達82是設置承載 座31中段處，而其連動件83則包括有一設於驅動馬達82的轉軸821上 的上皮帶輪831、兩個樞設於承載座31上且分置於上皮帶輪831兩側較 低位置處的壓制輪832、兩個樞設於承載座31上且分置於鄰近上齒條51 兩端處的下皮帶輪833、以及一環設於上皮帶輪831、兩壓制輪832與兩 下皮帶輪833間的傳輸皮帶834,且傳輸皮帶834的兩端分別固設於基座
741兩側。藉此利用驅動馬達82的轉軸821帶動上皮帶輪831轉動，以連 動傳輸皮帶834位移而連動兩下皮帶4侖833轉動，且傳輸皮帶834的位 移也會同時帶動基座41同向移動，此時上齒條51亦因固設於承載座31 上無法移動，所以樞設於基座41上的大、小齒4侖611、 612也會在基座 41位移的帶動下進行轉動同時循著上、下齒條51、 52位移，而手臂座 43也在基座41的同步帶動下滑動位移，如此同樣能將固持件431所吸附 的工作件傳送至下一工作站。
參閱圖10，為本實用新型的第三優選實施例，本實施例與第一優選 實施例大致相同，其不同處在於傳動機構9的驅動馬達92設置在承載座 31縱長向的一側處，並省略上、下皮帶4侖及傳輸皮帶，其連動件93包括 有一與驅動馬達92的轉軸921相連《|妄的導螺杆931、以及一與導螺杆931 相連接的連接座932,連接座932另一端並與齒輪組61同軸連接。藉此 利用驅動馬達92的轉軸921直接驅動導螺杆931進行旋轉，進而連動連 接座932循導螺杆931位移，又借連接座932與齒輪組61同軸連接，使 得連接座932進一步連動齒輪組61轉動，進而如前述實施例般帶動基座 41與手臂座43相對上、下導軌32、 33滑動位移，以吸附工作件並傳送 至下一工作站。
由於本實用新型機械手臂裝置2的驅動馬達62、 82、 92是定位在承 載座31上而不會隨著移動，且基座41是推動手臂座43的必備支架，可 謂是將位移運動所需的必要構件減至最低，因此能減輕基座41連動手臂 座43位移時的重量負荷，驅動馬達62、 82、 92不必輸出很大的驅動力， 且能有效降低位移時的運動慣量，可使穩定性更佳。
另外，因傳動機構6的齒輪組61中的小齒4侖612與上齒條51相齧 合，又上齒條51是固設於承載座上無法移動，因此當固持移動裝置4有 位移動作時，與小齒輪612同軸的大齒輪611會同時推動下齒條52,如 前述由於基座41連動手臂座43位移時的重量負荷已減輕，所以可穩定 地使下齒條52的位移行程增加。
如上述，本實用新型機械手臂裝置2藉由上述構造的設計，將位移 運動所需的必要構件減至最低，不但可增加位移4於程，並能減輕基座41
8連動手臂座43位移時的重量負荷，有效降低位移的運動慣量，且穩定性 更佳，所以確實能達到上述本實用新型所欲達到的目的及功效。
權利要求1. 一種機械手臂裝置，用以固持一工作件並遞送至目的地；其特徵在於所述機械手臂裝置包括有一機臺，包括有一承載座，所述承載座具有兩個彼此相反且呈長向延伸的側壁，各側壁上分別設有一上導軌；一固持移動裝置，包括有一位於所述承載座下方的基座、多個設於所述基座上的滑座、一可滑動地設於所述基座底部的手臂座，所述手臂座兩相對外側壁上各設有一下導軌，所述等滑座分別扣持於各所述上、下導軌上；一齒條組，具有一設於所述承載座上的上齒條、以及一設於所述手臂座上的下齒條；以及一傳動機構，包括有一樞設於所述基座上且與各所述齒條嚙合的齒輪組、一設於所述承載座上的驅動馬達、一連接於所述驅動馬達與所述固持移動裝置間的連動件，所述驅動馬達並能藉由連動所述連動件而帶動所述固持移動裝置，以驅使所述齒輪組轉動並同時循所述等齒條移動。
2. 根據權利要求1所述的機械手臂裝置，其特徵在於所述齒輪組 具有一大齒輪及一與大齒輪同軸樞設的小齒輪，且所述大齒輪並與所述 下齒條相嚙合，所述小齒輪則與所述上齒條相嚙合。
3. 根據權利要求2所述的機械手臂裝置，其特徵在於所述手臂座 底面並設有多個能用以固持所述工作件的固持件。
4. 根據權利要求3所述的機械手臂裝置，其特徵在於所述等固持 件是吸盤。
5. 根據權利要求2所述的機械手臂裝置，其特徵在於所述驅動馬 達設置於靠近所述承載座一端處。
6. 根據權利要求5所述的機械手臂裝置，其特徵在於所述連動件 包括有一受所述驅動馬達驅動而旋轉的上皮帶輪、 一位於所述上齒條上 方處且與所述上齒條相平行的導螺杆、 一設於所述導螺杆一端並能連動 所述導螺杆旋轉的下皮帶輪、 一環設於所述上皮帶輪與所述下皮帶輪間並在所述上皮帶輪旋轉帶動下而能連動所述下皮帶輪及所述導螺杆旋轉 的傳輸皮帶、 一滑設於所述導螺杆另一端的導螺杆螺母、以及一與所述 導螺杆螺母相連接並能連動所述齒輪組位移的連接座。
7. 根據權利要求6所述的機械手臂裝置，其特徵在於所述連接座 另 一端並與所述齒輪組同軸連接。
8. 根據權利要求2所述的機械手臂裝置，其特徵在於所述驅動馬 達是設置所述承載座中段處且位於所述基座上方。
9. 根據權利要求8所述的機械手臂裝置，其特徵在於所述連動件 包括有一受所述驅動馬達驅動而旋轉的上皮帶輪、兩個樞設於所述承載 座上且分置於所述上皮帶輪兩側較低位置處的壓制輪、兩個樞設於所述 承載座上且分置於鄰近所述上齒條兩端處的下皮帶^N以及一環設於所 述上皮帶輪、兩壓制輪與兩下皮帶輪間的傳輸皮帶，且所述傳輸皮帶的 兩端分別固設於所述基座兩側，藉此所述驅動馬達驅動所述上皮帶輪轉 動，進而連動所述傳輸皮帶連動兩下皮帶輪轉動，同時帶動所述基座及 所述手臂座同步同向移動。
10. 根據權利要求2所述的機械手臂裝置，其特徵在於所述傳動機 構的所述驅動馬達是設置在所述承載座縱長向的一側處。
11. 根據權利要求10所述的機械手臂裝置，其特徵在於所述連動 件包括有一受所述驅動馬達驅動的導螺杆、以及一與導螺杆相連接的連 接座，所述連接座另一端並與所述齒輪組同軸連接，借所述驅動馬達直 接驅動所述導螺杆旋轉，以連動所述連接座循所述導螺杆位移並同時連 動所述齒輪組轉動，帶動所述基座與所述手臂座相對所述上、下導軌滑 動位移。
專利摘要一種機械手臂裝置，主要是在一機臺上設置一承載座，承載座的兩長向側壁上分別設有一上導軌，且承載座上設有一固持移動裝置及一驅動馬達，固持移動裝置包括有一位於承載座下方且設有一上齒條的基座、多個固設於基座上的滑座、一可滑動地設於基座底部且設有一下齒條的手臂座，手臂座兩相對外側壁上各設有一下導軌，該等滑座分別扣持於各上、下導軌上。特別在於基座上樞設有一與各齒條嚙合的齒輪組，驅動馬達與固持移動裝置間並連設有一連動件，藉此穩定地增加位移行程，並有效地降低位移慣量。
文檔編號B25J3/04GK201271888SQ20082013319
公開日2009年7月15日 申請日期2008年9月25日 優先權日2008年9月25日
發明者何文助, 姜智彬, 張景棠, 林明暘, 謝啟均, 郭挺均, 郭勝雄 申請人:協易機械工業股份有限公司