水平多關(guān)節(jié)機(jī)械手臂的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明與機(jī)械手臂有關(guān)，特別是關(guān)于一種水平多關(guān)節(jié)機(jī)械手臂(SCARA Robot)。
【背景技術(shù)】
[0002]請(qǐng)參閱中國(guó)臺(tái)灣專(zhuān)利公開(kāi)號(hào)為201242731的發(fā)明專(zhuān)利，公知的水平多關(guān)節(jié)機(jī)械手臂主要包含有一基座、一設(shè)于該基座上的第一懸臂、一設(shè)于該第一懸臂上的第二懸臂，以及一垂直地貫穿該第二懸臂的軸桿，該第一懸臂受一設(shè)于該基座內(nèi)的第一馬達(dá)驅(qū)轉(zhuǎn)，該第二懸臂受一設(shè)于其本身內(nèi)部的第二馬達(dá)驅(qū)轉(zhuǎn)，而該軸桿則受到較為復(fù)雜的驅(qū)動(dòng)方式而能分別或同時(shí)旋轉(zhuǎn)及軸向位移。
[0003]詳細(xì)地說(shuō)，該軸桿為一具有花鍵槽的滾珠螺桿，該第二懸臂內(nèi)還設(shè)有一軸桿驅(qū)動(dòng)裝置，包含有二馬達(dá)、二皮帶，以及套設(shè)于該軸桿的一花鍵螺帽及一滾珠螺帽，該花鍵螺帽及該滾珠螺帽分別由該二皮帶而分別受該二馬達(dá)驅(qū)轉(zhuǎn)；由此，該花鍵螺帽旋轉(zhuǎn)時(shí)可帶動(dòng)該軸桿旋轉(zhuǎn)，該滾珠螺帽旋轉(zhuǎn)時(shí)可帶動(dòng)該軸桿軸向位移。
[0004]然而，前述的軸桿驅(qū)動(dòng)裝置是采用間接驅(qū)動(dòng)方式，因此效能較低，且皮帶無(wú)法長(zhǎng)時(shí)間維持一定的張力，因而其傳動(dòng)效果會(huì)隨張力改變而較不穩(wěn)定，且皮帶還會(huì)對(duì)軸桿施加側(cè)向力而使軸桿偏移，進(jìn)而降低軸桿位置控制的精確度。此外，當(dāng)該軸桿受該花鍵螺帽帶動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，必須依據(jù)該軸桿的轉(zhuǎn)動(dòng)情況而控制該滾珠螺帽，才能使該軸桿僅轉(zhuǎn)動(dòng)而不位移或者產(chǎn)生所需的位移量，因此該軸桿驅(qū)動(dòng)裝置的控制方式較為復(fù)雜。再者，該軸桿驅(qū)動(dòng)裝置的構(gòu)造亦較為復(fù)雜，因而較不易更換零件，例如要更換皮帶還需先拆解多項(xiàng)零件，因此其維護(hù)成本高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種水平多關(guān)節(jié)機(jī)械手臂，其末端的軸桿采用直接驅(qū)動(dòng)方式，因此效能較高且穩(wěn)定、控制上較為容易且精準(zhǔn)，而且零件較不易耗損因而維護(hù)成本較低。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的水平多關(guān)節(jié)機(jī)械手臂包含有一基座、一第一懸臂、一第二懸臂、一棒狀線性馬達(dá)，以及一旋轉(zhuǎn)馬達(dá)。該第一懸臂能相對(duì)該基座而以一第一假想軸線為中心旋轉(zhuǎn)地設(shè)于該基座上。該第二懸臂能相對(duì)該第一懸臂而以一第二假想軸線為中心旋轉(zhuǎn)地設(shè)于該第一懸臂上，且該第二假想軸線實(shí)質(zhì)上平行于該第一假想軸線。該棒狀線性馬達(dá)包含有一設(shè)置于該第二懸臂的固定件，以及一能相對(duì)該固定件而沿一第三假想軸線位移的軸桿，且該第三假想軸線實(shí)質(zhì)上平行于該第一假想軸線。該旋轉(zhuǎn)馬達(dá)能驅(qū)動(dòng)該軸桿以該第三假想軸線為中心旋轉(zhuǎn)地設(shè)置于該第二懸臂。
[0007]由此，該軸桿是采用直接驅(qū)動(dòng)方式，而不由皮帶或其他傳動(dòng)件帶動(dòng)，因此效能較高且穩(wěn)定，并可避免軸桿因受到皮帶施予的側(cè)向力而偏移，且該軸桿的位移控制及轉(zhuǎn)動(dòng)控制系不互相影響，因此控制上較為容易且精準(zhǔn)，而且零件較不易耗損因而維護(hù)成本較低。
[0008]有關(guān)本發(fā)明所提供的水平多關(guān)節(jié)機(jī)械手臂的詳細(xì)構(gòu)造、特點(diǎn)、組裝或使用方式，將于后續(xù)的實(shí)施方式詳細(xì)說(shuō)明中予以描述。然而，在本發(fā)明領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者應(yīng)能了解，該等詳細(xì)說(shuō)明以及實(shí)施本發(fā)明所列舉的特定實(shí)施例，僅用于說(shuō)明本發(fā)明，并非用以限制本發(fā)明的專(zhuān)利申請(qǐng)范圍。
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1為本發(fā)明一較佳實(shí)施例所提供的水平多關(guān)節(jié)機(jī)械手臂的立體組合圖；
[0010]圖2為本發(fā)明該較佳實(shí)施例所提供的水平多關(guān)節(jié)機(jī)械手臂的部分剖視圖；以及
[0011]圖3為本發(fā)明該較佳實(shí)施例所提供的水平多關(guān)節(jié)機(jī)械手臂的一旋轉(zhuǎn)馬達(dá)、一套筒、一隔板及一棒狀線性馬達(dá)的立體分解圖。
[0012]附圖中主要組件符號(hào)說(shuō)明:
[0013]10水平多關(guān)節(jié)機(jī)械手臂；20基座；30第一懸臂；40第二懸臂；42隔板；44頂板；46底板;50棒狀線性馬達(dá)；52固定件；54軸桿；542溝槽;60、70、80旋轉(zhuǎn)馬達(dá)；82穿孔；90套筒；L1第一假想軸線；L2第二假想軸線；L3第三假想軸線。
【具體實(shí)施方式】
[0014]請(qǐng)參閱各圖，本發(fā)明一較佳實(shí)施例所提供的水平多關(guān)節(jié)機(jī)械手臂10包含有一基座20、一第一懸臂30、一第二懸臂40、一棒狀線性馬達(dá)(shaft motor) 50、三旋轉(zhuǎn)馬達(dá)(rotary motor) 60、70、80，以及一套筒 90。
[0015]該第一懸臂30的一端設(shè)于該基座20上,該旋轉(zhuǎn)馬達(dá)60設(shè)于該基座20內(nèi)，并向上凸伸出一轉(zhuǎn)軸(圖中未不)，該轉(zhuǎn)軸與該第一懸臂30連接,并能驅(qū)動(dòng)該第一懸臂30相對(duì)該基座20而以一第一假想軸線LI為中心旋轉(zhuǎn)。
[0016]該第二懸臂40的一端系設(shè)于該第一懸臂30的另一端上,該旋轉(zhuǎn)馬達(dá)70設(shè)于該第二懸臂40內(nèi)，并向下凸伸出一轉(zhuǎn)軸(圖中未示)，該轉(zhuǎn)軸與該第一懸臂30連接；由此，該旋轉(zhuǎn)馬達(dá)70能驅(qū)動(dòng)該第二懸臂40相對(duì)該第一懸臂30而以一第二假想軸線L2為中心旋轉(zhuǎn)，且該第二假想軸線L2實(shí)質(zhì)上平行于該第一假想軸線LI。
[0017]該棒狀線性馬達(dá)50包含有一呈方柱狀的固定件52，以及一呈圓柱狀的軸桿54，該固定件52是由一隔板42而固設(shè)于該第二懸臂40內(nèi)，該軸桿54穿設(shè)于該固定件52，并凸伸出該第二懸臂40的一頂板44及一底板46。該棒狀線性馬達(dá)50運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，該軸桿54相對(duì)該固定件52而沿一第三假想軸線L3位移，且該第三假想軸線L3實(shí)質(zhì)上平行于第一、二假想軸線L1、L2。
[0018]該旋轉(zhuǎn)馬達(dá)80是采用與前述的旋轉(zhuǎn)馬達(dá)60、70不同型態(tài)的馬達(dá)，該旋轉(zhuǎn)馬達(dá)80中央具有一穿孔82，該套筒90固定于該穿孔82內(nèi)，并可受該旋轉(zhuǎn)馬達(dá)80驅(qū)動(dòng)而旋轉(zhuǎn)。該旋轉(zhuǎn)馬達(dá)80及該套筒90設(shè)于該第二懸臂40內(nèi)且位于該頂板44與該隔板42之間，該軸桿54穿過(guò)該套筒90，且該軸桿54的外表面與該套筒90的內(nèi)表面相嵌，使得該軸桿54能受該套筒90帶動(dòng)而以該第三假想軸線L3為中心旋轉(zhuǎn)。
[0019]在本實(shí)施例中，該軸桿54的外表面具有多數(shù)實(shí)質(zhì)上平行于該第三假想軸線L3的溝槽542，該軸桿54是由該等溝槽542而與該套筒90相嵌，舉例而言，該套筒90的內(nèi)表面可設(shè)有對(duì)應(yīng)該等溝槽542的循環(huán)路徑滾動(dòng)溝(圖中未示)，以及多數(shù)設(shè)于該循環(huán)路徑滾動(dòng)溝與溝槽542內(nèi)的滾珠(圖中未示)，或者，該套筒90的內(nèi)表面可設(shè)有嵌入該等溝槽542的凸塊(圖中未示)。然而，該旋轉(zhuǎn)馬達(dá)80的型態(tài)及其驅(qū)動(dòng)該軸桿54的方式并不以本實(shí)施例所提供者為限，只要該旋轉(zhuǎn)馬達(dá)80能驅(qū)動(dòng)該軸桿54以該第三假想軸線L3為中心旋轉(zhuǎn)即可。
[0020]由于本發(fā)明是直接以棒狀線性馬達(dá)50的軸桿54作為該水平多關(guān)節(jié)機(jī)械手臂10末端的軸桿，且該軸桿54又直接受到該旋轉(zhuǎn)馬達(dá)80驅(qū)動(dòng)，相較于利用皮帶或其他傳動(dòng)件之間接驅(qū)動(dòng)方式，本發(fā)明所采用的直接驅(qū)動(dòng)方式不但效能較高，而且可避免因皮帶張力改變而影響傳動(dòng)效果，因此本發(fā)明驅(qū)動(dòng)軸桿54的效果較為穩(wěn)定，并可避免該軸桿54因受到皮帶施予的側(cè)向力而偏移，且該軸桿54的位移控制及轉(zhuǎn)動(dòng)控制不互相影響，因此控制上較為容易且精準(zhǔn)，而且零件較不易耗損因而維護(hù)成本較低。
[0021]最后，必須再次說(shuō)明，本發(fā)明于前揭實(shí)施例中所揭示的構(gòu)成組件，僅為舉例說(shuō)明，并非用來(lái)限制本發(fā)明的范圍，其他等效組件的替代或變化，亦應(yīng)為本發(fā)明的申請(qǐng)專(zhuān)利范圍所涵蓋。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種水平多關(guān)節(jié)機(jī)械手臂，包含有: 一基座; 一第一懸臂，能相對(duì)該基座而以一第一假想軸線為中心旋轉(zhuǎn)地設(shè)于該基座上； 一第二懸臂，能相對(duì)該第一懸臂而以一第二假想軸線為中心旋轉(zhuǎn)地設(shè)于該第一懸臂上，且該第二假想軸線系實(shí)質(zhì)上平行于該第一假想軸線； 一棒狀線性馬達(dá)，包含有一設(shè)置于該第二懸臂的固定件，以及一能相對(duì)該固定件而沿一第三假想軸線位移的軸桿，且該第三假想軸線系實(shí)質(zhì)上平行于該第一假想軸線；以及一旋轉(zhuǎn)馬達(dá)，能驅(qū)動(dòng)該軸桿以該第三假想軸線為中心旋轉(zhuǎn)地設(shè)置于該第二懸臂。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水平多關(guān)節(jié)機(jī)械手臂，其中，該旋轉(zhuǎn)馬達(dá)具有一穿孔，該穿孔內(nèi)固設(shè)一可受該旋轉(zhuǎn)馬達(dá)驅(qū)轉(zhuǎn)的套筒，該套筒系能帶動(dòng)該軸桿轉(zhuǎn)動(dòng)地與該軸桿相嵌。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水平多關(guān)節(jié)機(jī)械手臂，其中，該軸桿具有一實(shí)質(zhì)上平行于該第三假想軸線的溝槽，該軸桿系藉由該溝槽而與該套筒相嵌。
【專(zhuān)利摘要】一種水平多關(guān)節(jié)機(jī)械手臂，包含有一基座、一設(shè)于基座上且能相對(duì)基座而以一第一假想軸線為中心旋轉(zhuǎn)的第一懸臂、一設(shè)于第一懸臂上且能相對(duì)第一懸臂而以一第二假想軸線為中心旋轉(zhuǎn)的第二懸臂、一棒狀線性馬達(dá)及一旋轉(zhuǎn)馬達(dá)，該棒狀線性馬達(dá)包含有一設(shè)置于第二懸臂的固定件，以及一能相對(duì)固定件而沿一第三假想軸線位移的軸桿，第一、二、三假想軸線系實(shí)質(zhì)上相互平行，該旋轉(zhuǎn)馬達(dá)系設(shè)置于第二懸臂且能驅(qū)動(dòng)該軸桿以第三假想軸線為中心旋轉(zhuǎn)；藉此，該機(jī)械手臂在軸桿驅(qū)動(dòng)上效能高且穩(wěn)定、軸桿控制容易且精準(zhǔn)，而且零件較不易耗損因此維護(hù)成本較低。
【IPC分類(lèi)】B25J9-04, B25J9-06
【公開(kāi)號(hào)】CN104708620
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310690748
【發(fā)明人】卓永財(cái), 王福清, 林宗穎
【申請(qǐng)人】上銀科技股份有限公司
【公開(kāi)日】2015年6月17日
【申請(qǐng)日】2013年12月16日