TWI480142B - 機器人臂部件 - Google Patents

Description

機器人臂部件

本發明涉及一種機器人臂部件。

工業機器人通常包括複數分別繞不同旋轉軸線旋轉並依次相連之轉軸。設置於工業機器人末端之轉軸，如六軸機器人之末端軸(第六軸)可裝設夾具、切削工具、噴塗工具、焊接工具及探測器等以執行各種動作。

每一轉軸藉由驅動組件件實現繞某一旋轉軸線之轉動。每一驅動組件包括驅動件和減速齒輪。驅動件通常為馬達，需要設置電纜來傳輸動力，從而實現多軸運動。夾具及探測器等需要設置數據線以傳輸數據，切削工具需要設置管道以傳送切削液，噴塗工具需要設置管道以傳輸塗料等。習知機器人用於帶動末端軸轉動之馬達等機構通常設置於末端軸之轉軸之正上方，從而各種電纜、數據線及管道需設置於末端軸之外側，如是機器人之第六軸於轉動過程中，電纜、數據線及管道會纏繞於機器人第六軸，從而影響機器人正常工作。

有鑑於此，有必要提供一種能避免電纜及管道纏繞之機器人臂部件。

一種機器人臂部件，其包括第一軸體、與第一軸體轉動連接之第 二軸體、第一驅動件、第一傳動機構、第二驅動件及第二傳動機構，第一驅動件藉由第一傳動機構驅動第二軸體相對第一軸體繞第一軸線轉動，第二傳動機構包括受第二驅動件驅動之第一齒輪及與第一齒輪嚙合之第二齒輪，第二軸體具有繞第二軸線可轉動之輸出軸，第二傳動機構還包括主動輪、從動輪、傳送帶、傳動軸及止擋塊，主動輪連接至第二驅動件，傳動帶連接主動輪及從動輪，從動輪套設且固定於傳動軸上，傳動軸與第一齒輪固接，傳動軸具有軸肩，止擋塊固定於傳動軸上且抵持第一齒輪遠離軸肩之一端上，輸出軸固設於第二齒輪，第二軸體、輸出軸及第二齒輪均開設有以第二軸線為軸線之過線孔。

該機器人臂部件使用時，可將需要用該機器人臂部件帶動之夾具或噴塗工具固定至輸出軸，或者直接收容於輸出軸之過線孔內，連接夾具或噴塗工具之電纜及管道直接通過第二軸體、輸出軸及第二齒輪之過線孔連接至夾具或噴塗工具，從而夾具或噴塗工具隨輸出軸繞第二軸線轉動時，電纜及管道處於轉動中心而不會纏繞於第二軸體，從而電纜及管道不易發生磨損，且增加了第二軸體轉動之靈活性。

100‧‧‧機器人臂部件

10‧‧‧第一軸體

12‧‧‧第一軸線

14‧‧‧收容部

16‧‧‧連接端

20‧‧‧第二軸體

22‧‧‧第二軸線

24‧‧‧固定端

242‧‧‧收容槽

26‧‧‧輸出端

261‧‧‧端面

262、282、7842‧‧‧過線孔

2622‧‧‧孔壁

264‧‧‧容置槽

28‧‧‧輸出軸

30‧‧‧第一驅動件

32‧‧‧驅動軸

40‧‧‧第一傳動機構

42‧‧‧第一主動輪

44‧‧‧第一傳動帶

46‧‧‧第一從動輪

462、472‧‧‧軸孔

47‧‧‧連接件

474‧‧‧容納槽

48‧‧‧滾子軸承

49、83‧‧‧螺釘

60‧‧‧第二驅動件

62‧‧‧轉軸

70‧‧‧第二傳動機構

72‧‧‧第二主動輪

74‧‧‧傳動軸

742‧‧‧傳動端

744‧‧‧齒輪固定端

746‧‧‧軸肩

75‧‧‧第二從動輪

76‧‧‧第二傳動帶

77‧‧‧交叉滾子軸承

78‧‧‧齒輪副

782‧‧‧第一齒輪

784‧‧‧第二齒輪

79‧‧‧第一軸承

81‧‧‧第二軸承

82‧‧‧止擋塊

圖1係本發明實施方式之機器人臂部件之立體示意圖。

圖2係沿圖1中II-II線之剖視圖。

下面以具體實施方式並結合附圖對本發明實施方式提供之機器人臂部件作進一步詳細說明。

請參閱圖1和圖2，本發明實施方式之機器人臂部件100可應用於 六軸工業機器人中，其包括第一軸體10、第二軸體20、第一驅動件30、第一傳動機構40、第二驅動件60及第二傳動機構70。其中，第一軸體10具有第一軸線12，第二軸體20具有第二軸線22，且第一軸線12與第二軸線22基本垂直。第一軸體10與第二軸體20轉動連接，第二軸體20繞第一軸線12可相對第一軸體10旋轉。本實施方式中，第二軸體20作為六軸工業機器人之末端軸。

第一軸體10為近似中空柱狀，其包括收容部14及位於第一軸體10一端之連接端16。收容部14用於收容第一驅動件30、第一傳動機構40、第二驅動件60及部分第二傳動機構70。連接端16與第二軸體20連接。

第二軸體20大體為L形，其包括固定端24、輸出端26及輸出軸28。固定端24固定於第一軸體10之連接端16。固定端24大體沿垂直於第一軸線12之方向延伸。固定端24鄰近第一軸體10之一側面凹陷形成收容槽242。輸出端26自固定端24之一端沿垂直於第二軸線22之方向延伸。輸出端26具有端面261。輸出端26開設有以第二軸線22為軸線之過線孔262及容置槽264。過線孔262貫穿端面261。過線孔262具有孔壁2622。容置槽264自端面261之內側環形凹陷而成，且貫穿過線孔262鄰近端面261之一端之孔壁2622。容置槽264與收容槽242相通。輸出軸28大體為圓筒狀，其具有過線孔282。過線孔282與過線孔262同軸並相通。

第一驅動件30收容於收容部14遠離連接端16之一端。第一驅動件30具有驅動軸32。本實施方式中，第一驅動件30為馬達。

第一傳動機構40包括第一主動輪42、第一傳動帶44、第一從動輪46、連接件47及滾子軸承48。

第一主動輪42固定於驅動軸32，可隨驅動軸32一起轉動。第一傳動帶44連接第一主動輪42及第一從動輪46。連接件47收容於收容部14鄰近連接端16之一端，且藉由設於連接件47及收容部14之側壁之間之滾子軸承48滾動支撐。第一從動輪46採用螺釘49固定於連接件47遠離連接端16之一端。第一從動輪46及連接件47分別開設有沿第一軸線12之方向延伸之軸孔462及軸孔472。軸孔462與軸孔472相通。連接件47鄰近連接端16之一端與第二軸體20之固定端24固定連接。連接件47與固定端24相對之一端端面向內凹陷形成有容納槽474。容納槽474與收容槽242位置相對。

第二驅動件60收容於收容部14遠離連接端16之一端，且與第一驅動件30並排設置。第二驅動件60具有轉軸62。本實施方式中，第二驅動件60為馬達。

第二傳動機構70包括第二主動輪72、傳動軸74、第二從動輪75、第二傳動帶76、交叉滾子軸承77、齒輪副78、第一軸承79及第二軸承81。

第二主動輪72套設並固定於轉軸62，可隨轉軸62一起轉動。傳動軸74包括傳動端742、與傳動端742對應之齒輪固定端744及形成於齒輪固定端744之軸肩746。傳動軸74穿設於連接件47之軸孔472及第一從動輪46之軸孔462，且傳動端742自第一從動輪46遠離連接件47之一端突出。第二從動輪75套設並固定於傳動軸74自第一從動輪46之軸孔462突出之一端。第二傳動帶76連接第二主動輪72及第二從動輪75。交叉滾子軸承77套設於傳動軸74，且位於傳動軸74與軸孔462、軸孔472之孔壁之間以滾動支撐傳動軸74。齒輪固定端744收容於收容槽242。

本實施方式中，齒輪副78為錐齒輪副，其包括第一齒輪782及與第一齒輪782相嚙合之第二齒輪784。第一齒輪782套設於傳動軸74之齒輪固定端744並與傳動軸74止轉連接。第一齒輪782一端與軸肩746相抵，其相對之一端與固定於傳動軸74之止擋塊82相抵以軸向限位。止擋塊82與傳動軸74之間藉由螺釘83固定連接。可理解，第一齒輪782與傳動軸74之間之連接方式亦可為過盈連接等，齒輪副78亦可為直齒圓柱齒輪副等其他傳動結構。第一齒輪782收容於收容槽242且向容納槽474突出，第一齒輪782之周向由裝設於第一齒輪782及收容槽242之側壁之間之第一軸承79滾動支撐。第二齒輪784收容於輸出端26之容置槽264內，且第二齒輪784之周向由裝設於第二齒輪784及容置槽264之側壁之間之第二軸承81滾動支撐。第二齒輪784開設有以第二軸線22為軸線之過線孔7842。輸出軸28採用螺釘固定於第二齒輪784且可隨第二齒輪784一起轉動。過線孔262、過線孔282及過線孔7842同軸且孔徑大體相當。

本實施方式中，機器人臂部件100還設有複數油封(圖未標)，以防止各軸承及錐齒輪副78之潤滑油洩漏，同時該機器人臂部件100於惡劣環境下(切削)使用時，還可防止外界之液體進入機器人臂部件100內。

使用時，將夾具或噴塗工具固定至輸出軸28，或者直接收容於過線孔282內。連接夾具或噴塗工具之電纜及管道直接通過過線孔262、過線孔7842連接至夾具或噴塗工具。第一驅動件30帶動第一主動輪42轉動，並藉由第一傳動帶44帶動第一從動輪46轉動。第一從動輪46帶動固定於其上之連接件47相對第一軸體10轉動， 進而帶動固定於連接件47上之第二軸體20相對第一軸體10轉動。

第二驅動件60帶動第二主動輪72轉動，並藉由第二傳動帶76帶動第二從動輪75轉動。第二從動輪75帶動固定於其上之傳動軸74轉動，進而帶動固定與傳動軸74上之第一齒輪782繞第一軸線12轉動，第一齒輪782帶動與之嚙合之第二齒輪784繞第二軸線22轉動，進而帶動固設於第二齒輪784上之輸出軸28繞第二軸線22轉動。

夾具或噴塗工具固定至輸出軸28，連接夾具或噴塗工具之電纜及管道直接通過過線孔262、過線孔7842連接至夾具或噴塗工具，從而夾具或噴塗工具隨輸出軸28繞第二軸線22轉動時，電纜及管道處於轉動中心而不會纏繞於第二軸體20，增加了第二軸體20轉動之靈活性。

綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施例，舉凡熟悉本案技藝之人士，在爰依本發明精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下之如申請專利範圍內。

10‧‧‧第一軸體

12‧‧‧第一軸線

14‧‧‧收容部

16‧‧‧連接端

22‧‧‧第二軸線

24‧‧‧固定端

242‧‧‧收容槽

26‧‧‧輸出端

261‧‧‧端面

262、282、7842‧‧‧過線孔

2622‧‧‧孔壁

264‧‧‧容置槽

28‧‧‧輸出軸

30‧‧‧第一驅動件

32‧‧‧驅動軸

40‧‧‧第一傳動機構

42‧‧‧第一主動輪

44‧‧‧第一傳動帶

46‧‧‧第一從動輪

462、472‧‧‧軸孔

47‧‧‧連接件

474‧‧‧容納槽

48‧‧‧滾子軸承

49、83‧‧‧螺釘

60‧‧‧第二驅動件

62‧‧‧轉軸

70‧‧‧第二傳動機構

72‧‧‧第二主動輪

74‧‧‧傳動軸

742‧‧‧傳動端

744‧‧‧齒輪固定端

746‧‧‧軸肩

75‧‧‧第二從動輪

76‧‧‧第二傳動帶

77‧‧‧交叉滾子軸承

78‧‧‧齒輪副

782‧‧‧第一齒輪

784‧‧‧第二齒輪

79‧‧‧第一軸承

81‧‧‧第二軸承

82‧‧‧止擋塊

Claims (8)

1. 一種機器人臂部件，其包括第一軸體、與該第一軸體轉動連接之第二軸體、第一驅動件、第一傳動機構、第二驅動件及第二傳動機構，該第一驅動件藉由該第一傳動機構驅動該第二軸體相對該第一軸體繞第一軸線轉動，該第二傳動機構包括受該第二驅動件驅動之第一齒輪及與該第一齒輪嚙合之第二齒輪，該第二軸體具有可繞第二軸線轉動之輸出軸，其改良在於：該第二傳動機構還包括主動輪、從動輪、傳送帶、傳動軸及止擋塊，該主動輪連接至該第二驅動件，該傳動帶連接該主動輪及該從動輪，該從動輪套設且固定於該傳動軸上，該傳動軸與該第一齒輪固接，該傳動軸具有軸肩，該止擋塊固定於該傳動軸上且抵持該第一齒輪遠離該軸肩之一端上，該輸出軸固設於該第二齒輪，該第二軸體、該輸出軸及該第二齒輪均開設有以該第二軸線為軸線之過線孔。
2. 如申請專利範圍第1項所述之機器人臂部件，其中該第一齒輪及該第二齒輪均為錐齒輪。
3. 如申請專利範圍第2項所述之機器人臂部件，其中該第二軸體包括沿垂直於第一軸線之方向延伸之固定端及沿垂直於第二軸線之方向延伸之輸出端，該固定端連接至該第一軸體，該輸出軸設於該輸出端。
4. 如申請專利範圍第3項所述之機器人臂部件，其中該固定端鄰近該第一軸體之一側形成有收容槽，該輸出端形成有與該收容槽相通之容置槽，該第一齒輪收容於該收容槽，該第二齒輪收容於該容置槽。
5. 如申請專利範圍第3項所述之機器人臂部件，其中該第二傳動機構還包括設於該第一齒輪及該收容槽之間用於滾動支撐該第一齒輪之第一軸承及設於該第二齒輪及該容置槽之間用於滾動支撐該第二齒輪之第二軸承。
6. 如申請專利範圍第1項所述之機器人臂部件，其中該第一傳動機構包括主動輪、傳動帶及從動輪，該主動輪連接至該第一驅動件且受該第一驅動件驅動可轉動，該傳動帶連接該主動輪及該從動輪，該第二軸體與該從動輪固接。
7. 如申請專利範圍第6項所述之機器人臂部件，其中該第一傳動機構還包括連接該第一從動輪及該第二軸體之連接件。
8. 如申請專利範圍第7項所述之機器人臂部件，其中該第一軸體包括收容部及連接端，該第一驅動件、該第一傳動機構及該第二驅動件均收容於該收容部，該第二軸體設於該連接端。