TW201247374A - Robot arm and detection device having same - Google Patents

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Shen-Chun Li
Chun-Neng Liao
Shou-Kuo Hsu
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Description

201247374 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 一種具有該機械手的檢測裝置 [0001]本發明涉及一種機械手及 [先前技術] [0002] 機器人係近幾十年發展起來的一種高科技自動化生産設 備，機械手係機器人的一種重要分支，通過在機械手上 安裝不同之設備，可以實現對工件的加工，檢測等動作 。對工件進行加工或檢測前，機械手需對工件進行定位 以確保工件位置的準確性。一般的做法為先在機械手上 安裝影像擷取裝置以擷取工件的影像，經分析影像後再 調整機械手的位置。機械手的位置調整完成後，將影像 擷取裝置卸下再將探測裝置裝上，然後移動機械手將探 測裝置與工件接觸以檢測工件。惟，上述操作不便，效 率低下。 【發明内容】 [0003] 鑒於以上内容，有必要提供一種能夠提高操作便利性及 工作效率的機械手及一種具有該機械手的檢測裝置。 [0004] 一種機械手，其包括支撐臂、調節桿及檢測單元，該調 節桿能夠轉動地設置於該支撐臂上，該檢測單元設置在 該調節捍末端，該檢測單元包括影像擷取裝置及探針裝 置’該影像擷取裝置用於擷取工件的影像，該探針裝置 包括驅動裝置及探針’該驅動裝置設置在該影像擁取裝 置，該探針能夠移動地設置於該驅動裝置並用於接觸該 工件，該驅動裝置用於驅動該探針在不遮擋該影像擷取 100117482 表單編號A0101 第4頁/共22頁 1002029364-0 201247374 裝置掏取該卫件的影像的第 [0005]
[0006] 置操取該工件的影像的第二位置㈣。、、*挪像掏取裝 一種檢測裝置，其勺 、 統、機械手運動控二，的機械手、影像擷取控制系 系統電性連接及測試系統’該影像操取控制 =接該―_韻手_ 、電改連接該探針並驗獲取紅件的測試參數。 相較於先前技術’本發明的機械手及檢狀置，利用驅 動裝置將探針在不遮擋該影像擷取裝置擷取該工件的影 像的第一位置與遮擋該影像擷取裝置擷取該工件的影像 的第二位置移動，使機械手的功能切換快速，進而提高 了操作便利性及工作效率。 【實施方式】 [0007] 下面將結合圖式對本發明作進一步詳細說明。 [0008] 請參閱圖1至圖4 ’本發明實施方式提供的一種檢測裝置 100包括機械手10、影像擷取控制系統20 '機械手運動控 制系統30及測試系統40。 [〇〇〇9] 該機械手10包括支撐臂11、調節桿12及檢測單元13。 [〇〇1〇] 該支撐臂11包括第一支臂111及連接於該第一支臂111的 第二支臂112。該第一支臂111大致呈L型’其底部11 3裝 有第一驅動電機（圖未示）及末端114裝有第二驅動電機 (圖未示）’第一驅動電機及第二驅動電機可由檢測裝 置1〇〇所控制，以在通電時驅動第一支臂111旋轉及第二 2 表單编號A0101 第5頁/共22頁 1002029364-0 201247374 [0011] [0012] [0013] 支臂11 2至合適位置。該第二支臂112通過兩個轉動臂 115能夠轉動地連接至第一支臂。 該調節桿12能夠轉動地穿設於該第二支臂u2上，具體地 ’該第二支臂11 2遠離第一支臂111的一端丨丨6開設有螺 孔117。該調節桿12包括桿體121及連接板122。該桿體 121為螺桿’其螺合於該螺孔117 ^連接板122設置於桿 體121的下端。桿體121旋轉時，可帶動連接板122沿著 桿體121軸向上下移動。 檢測單元13設置在該調節桿12末端，本實施方式中，該 檢測單元13設置於連接板122上。該檢測單元13包括影像 擷取裝置131及探針裝置132。 該影像擷取裝置131用於擷取工件的影像。該影像擷取裝 置131較佳為具有自動對焦功能的影像擷取裝置。該影像 擷取裝置131包括殼體133、鏡頭單元（圖未示）及位於 殼體133内的影像感測器（圖未示），鏡頭單元安裝在殼 體133上。 [0014] [0015] 該探針裝置132包括驅動裝置135、探針136、連接件137 、限位件138及探針固定架139 ^該連接件137大致呈[型 ，其可通過螺接、黏接等方式設置於該影像擷取裝置131 的殼體133上且連接該調節桿12末端，即連接在該連接板 122的一端面上。該連接件137可通過螺接、黏接等方式 固定在該連接板122的端面上。該連接件137的—邊緣開 設呈漏斗狀的缺口 370。 該限位件138卡接於該連接件137上，具體地，該限位件 100117482 表單編號A0101 第6頁/共22頁 1002029364-0 201247374 [0016] Ο [0017] G [0018] 138的上邊380設置有凸塊38!，凸塊381的形狀與缺口 370的形狀相匹配，通過凸塊38ι與缺口 37〇的相互卡合 而使限位件138連接至連接件137上。進一步地，殼體 133開設有殼體螺孔330 ’限位件138開設有對應於殼體 螺孔330的限位件螺孔382，可通過螺釘鎖固的方式將限 位件138進一步固定。 該限位件138在其中間位置開設有限位開口 383，該限位 開口 383包括旋轉孔部384及與該旋轉孔部384相通的限 位孔部385。該旋轉孔部384大致呈圓形。限位孔部385 的開口角度可限定探針固定架139旋轉的角度。 該探針固定架139固定該探針136並設置於該驅動裝置 135。 具體地，該探針固定架139包括旋轉臂390及支撐 架391。該旋轉臂390包括位於該旋轉臂39〇相對兩側的 耦合端392及連接端393。該耦合端392固定於該驅動裝 置135上，該支撐架391連接於連接端393且固定該探針 136。 位於耦合端392與連接端393之間的旋轉臂39〇收容 於限位孔部385。 該驅動裝置135包括與該耦合端392相互耦合的耦合部 350，該耦合部350大致呈圓形並穿設於該旋轉孔部384 。本實施方式_，該驅動裝置135以方向控㈣電磁控制 方式控制氣流的流向，進而控制耦合部35〇轉動的方向。 因此，本實施方式中，該驅動裝置丨35包扛 巴括兩個氣口 351 ，該兩個氣口 351可用於與供氣裝置（圖未示）相連接， 以將供氣裝置提供的氣流導入至驅動裝置135 流驅動麵合部3 5 0的（逆時針或順時針）旋轉 100117482 表單編號A0101 第7頁/共22頁 以利用氣 進而驅動 1002029364-0 201247374 探針136的轉動。 [0019] ===可根據實際所需而採用不__，若所需㈣ ± 機板某個電子元件㈣腳電壓或焊盤導電性 ^騎針136可顧具有彈性科«，例如金屬彈餐 2右所紐測的轉參數為温度時，麟針136可選用 度探測特性的元件，例如熱電㈣；其它情況不 --舉例。 [0020] 該影像掏取控制系謂電性連接於該影像操取裝置i3i並 用於控制«像棘|置131對該工件進行賴影像並 將影像輸出至顯示終端（display terminai)。該機械
手運動控制系統3GH；性連接該機械手1Q並用於控制該機 械手10的運動。具體地’該機械手運動控制系統3〇可控 制第-驅動電機、第二驅動電機及驅動裝置135的運作， 以對應地控制第-支臂lu、第二支臂112及探針136的 運動。 [0021] [0022] 該測試系統40電性連接該探針136並用於獲取該工件的測 試參數’如獲取電壓、溫度等所需參數，將所獲取的參 數與該測試系統40中預設的參數比較並將上述參數及比 較結果輸出至顯示終端。 使用時’該機械手運動控制系統3〇控制驅動裝置135，使 探針136位於鏡頭單元之側面，即位於不遮擋該影像擷取 裝置131擷取該工件的影像的第一位置。請結合圖4及圖5 ’探針136不遮擋該影像擷取裝置131擷取該工件的影像 理解為：在影像擷取裝置13丨視角範圍内所擷取的影像 100117482 表單編號A0101 第8頁/共22頁 1002029364-0 201247374 過如終端進行檢視）中，探針136所形成的 六叉、61與工件所需檢測的部分所形成的影像201不 置]5月°。圖4及圖6，探針完全移出影像擷取裝 1視角_’即在影像擷取裝置131所擷取的影像 3叫不存在探針的影像。 [0023] Ο [0024] 〇 ^後旋轉調即桿12以沿該調節桿12轴向移動影像操取 置131 ’使工件進入鏡頭單元的景深範圍内。該影像掏 取控制系統20控制影像操取裝置131對工件進行對焦後拍 攝开/成工件的清晰影像。影像操取控制系統20分析該 凊晰影像以確定影像3G()的中心點與卫件影像如之間的 位置差異。該機械手運動控制系統3G根據該位置差異移 動機械手10將影像3〇〇的中心點落在工件景多像的範圍 内。 之後，忒機械手運動控制系統3〇控制驅動裝置135，使探 針136位於鏡頭單元之正前方，即位於遮擋該影像擷取裝 置131擷取該工件的影像2〇1的第二位置，請結合圖7，探 針136遮擋該影像擷取裝置131擷取該工件的影像201理 解為.在影像擷取裝置131視角範圍内所擷取的影像3〇〇 (可通過顯示終端進行檢視）中，探針136所形成的探針 影像361位於工件所需檢測的部分所形成的影像2〇ι的範 圍内。 然後，旋轉調節桿12以沿該調節桿12軸向移動探針136， 使探針136與工件的所需檢測的部分相接觸，之後測試系 統40獲取該工件的測試參數進行測試。 100117482 表單蹁號A0101 第9頁/共22頁 1002029364-0 [0025] 201247374 [0026] [0027] '冰上所述，上述的機械手1G及檢測裝㈣ 將射+136衫錢取裝置131^Γ工 件的影像2G1的第—位置與遮擋該影像條裝絲 該工件的影像201的第二位¥ 擷取 , 置移動，使機械手10的功能切 換快速’進而提高了操作便利性及工作效率。 可以理解，在其它實施方式中，驅動裝置135可選用其它 類型的驅動裝置，如壓電馬達等，及可以翻其它的探 針咖移動方式’如選用沿大致垂直於朗單元光轴方向 平移探針136的方式’只需保證_職探針136在預定 的範圍内移動即可。
[0028] 另外，上賴機械手運動控H謂根肋位置差異移 動機械手U)將影像3_中心點落在工件影像2Gi的範圍 内的過程’可以係手動完成，即操作員在可視化的用戶 介面設定驅動參數，進而控制機械手運動控制系統3〇對 機械手10進行移動。 [0029] [0030] 可以理解，對機械手10的控制、影像拍攝不限於本發明 所揭示的内容，凡在本技術領域内對機械手10的控制技 Ο 術，視覺辨識技術等相關技術均可應用於本發明之機械 手10。 综上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提 出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方 式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本 案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化 ，皆應涵蓋於以下申請專利範圍内。 100117482 表單編號A0101 第10 ΐ/共22頁 1002029364-0 201247374 【圖式簡單說明】 [0031] 圖1為本發明實施方式提供的一種包括機械手的檢測裝置 的功能模塊示意圖。 [0032] 圖2為圖1的機械手的立體示意圖。 [0033] 圖3為圖2的機械手的一個狀態的部分分解示意圖。 [0034] 圖4為圖2的機械手的另一狀態的部分分解示意圖。 [0035] 圖5為圖1的檢測裝置的擷取影像的示意圖。 [0036] 圖6為圖1的檢測裝置的擷取影像的另一示意圖。 [0037] 圖7為圖1的檢測裝置的擷取影像的再一示意圖。 [0038] 【主要元件符號說明】 檢測裝置：100 [0039] 機械手：10 [0040] 影像擷取控制系統：20 [0041] 機械手運動控制系統：30 [0042] 測試系統：40 [0043] 支撐臂：11 [0044] 調節桿：1 2 [0045] 檢測單元：13 [0046] 第一支臂：111 [0047] 第二支臂：112 100117482 表單編號A0101 第11頁/共22頁 1002029364-0 201247374 [0048] 底部：113 [0049] 末端：114 [0050] 轉動臂：115 [0051] 端：116 [0052] 螺孔：117 [0053] 桿體：121 [0054] 連接板：122 [0055] 影像擷取裝置：131 [0056] 探針裝置：132 [0057] 殼體：133 [0058] 驅動裝置：135 [0059] 探針：136 [0060] 連接件：137 [0061] 限位件：138 [0062] 探針固定架：139 [0063] 缺口 ： 370 [0064] 上邊：380 [0065] 凸塊：381 [0066] 殼體螺孔：330 100117482 表單編號A0101 第12頁/共22頁 1002029364-0 201247374 [0067] 限位件螺孔：382 [0068] 限位開口 ： 383 [0069] 旋轉孔部：384 [0070] 限位孔部：385 [0071] 旋轉臂：390 [0072] 支撐架：391 [0073] 耦合端：392 [0074] 連接端：393 [0075] 耦合部：350 [0076] 氣口 ： 351 [0077] 影像：300，361，201 Ο 100117482 表單編號Α0101 第13頁/共22頁 1002029364-0

Claims (1)

  1. 201247374 七 申請專利範圍： •:種機械手，其包括支撐臂、調節桿及檢測單元，該調節 =夠轉動地設置於該支撐臂上，該檢測單元設置在該調 2:末端，該檢測單4括影像梅取裝置及探針裝置，該 =掏取裝置用純取工件的影像，該探針裝置包括驅動 ^及探針’該驅動裝置設置在該影像操取裝置，該探針 =移動地設置於該驅動裝置並用於接觸該工件，該驅動 =於_該探針衫賴該影像綠裝置娜該工件 =的第一位置與遮擋該影像梅取敦獅該工件的影 像的第二位置移動。 .如申請專利範圍第1項所述的機械 衽笛士路 ^于其中，該支樓臂包 栝第一支臂及連接於該第一支臂的 夠轉動地地穿設於該第二支臂上。—彳，該調節桿能 •如申請專利範圍第1項所述的機械 甘 包括連接件、限位件及探針固：、捕針裂置 像操取裝置上且連接該調節桿束端該連接件設置於該影 接件上並用於限制該探針固定架轉動=位:== 固定該探針並設置㈣: «針固疋架 探針固定架使該探針能夠在該第^親動裝置用於轉動該 移動。 位置與該第二位置之間 .如申請專利範圍第3項所述的機械 架包括旋轉臂及支撐架，該旋轉其中，該探針固定 ’包括位於該旋轉臂相對 兩側的耗合端及連接端，該轉合端固定於該， 該支撐架連接於連接端且固定該探針 •如申請專利範圍第4項所述的機械手 其中’該驅動裝置 100117482 表單編號A0101 第14頁/共22頁 1002029364-0 201247374 ❹ 8 ❹ 9 10 一耦合端和互輛合的耦合部。 -種檢測裝置，其包括如申 手 '影像擷取控制系統 巳圍第1項所述的機械 ，該影像絲控”統電 運動控㈣統及測試系統 控制該影像躲裝置心 ☆㈣像擷取裝置並用於 動控制系統電性連接該機 =行拍攝影像’該機械手運 數。 亥探針並用於獲取該工件的測試參 如申請專利範園第6項所奸认〜 ^银士辟 述的檢測袭置，其中，該支撐臂 包括第一支臂及連接於該第一 乂弟支臂的第二支臂，該調節桿 能夠轉動地地穿設於該第二支臂上。 如申請專利範圍第6項所述的檢測震置，其中，該探針震 置包括連接件、限值件及探針固定架，該連接件設置於該 影像棟轉Ϊ上且連_„桿切，位件卡接於該 連接件上並用於限制該探針固定架轉動角度，該探針固定 架固定該探針並設置於該驅動裝置，該驅動裝置用於轉動 該探針固定架使該探針能夠在該第_位置與該第二位置之 間移動。 如申請專利範圍第8項所述的檢測裝置，其中，該探針固 定架包括旋轉臂及支推架，該旋轉臂包括位於該旋轉臂^ 對兩側的耦合端及連接端，該耦合端固定於該驅動骏置^ ，該支撐架連接於連接端且固定該探針。 如申請專利fe圍第9項所述的檢測裝置，其中，該驅動 置包括與該耦合端相互耦合的耦合部。 100117482 表單編號A0101 第15頁/共22頁 1002029364-0
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