TWI538363B - 順應性馬達結構及其製造方法 - Google Patents

Description

順應性馬達結構及其製造方法

本發明係有關於一種馬達結構，特別是一種具有緊密的結構設計，使得馬達的結構能夠大幅縮小，又能同時達到順應性的順應性馬達結構。本發明還涉及此順應性馬達結構的製造方法。

近年來，有鑑於全球高齡化社會的到來，醫療輔具的需求逐漸增加，因此市面上也出現各式各樣的醫療輔具，例如外骨骼機器人、手術機器人及復健機器人等等。其中，機器人主要是由馬達及減速機組合形成一動力模組來進行驅動，利用馬達及減速機的組合，提供適當的轉速及扭矩輸出。然而，復健機器人需要配合人的肢體運動，因此其對於適應性有較高的要求，若是復健機器人出力過大或是剛性過高，會很容易對使用者造成嚴重傷害。

為了能夠達到順應性，通常需要藉由雙馬達以差速機構進行動力耦合，其中一馬達提供定位功能，稱之定位馬達，另一馬達提供剛性調整功能，稱之剛性馬達，透過控制器可對定位馬達進行位置控制，以及剛性馬達進行扭力控制，進而達到即時控制機器人之順應性。另外，也可透過兩馬達的速度差，達到調整輸出剛性。然而，由於傳統雙馬達的架構，馬達與差速機構的耦合需要透過額外的介面結構來達成，因此使得機器人整體體積難以縮小，嚴重影響醫療輔具的應用。

目前，雙馬達結構主要可以分為串接式雙馬達結構及並接式雙馬達結構。例如，中華民國專利公告第I274460號揭露一種串接式雙馬達結構，其係以串接的方式連結二馬達及一行星齒輪組，二馬達分別驅動行星齒輪組之行星臂與環狀齒輪以產生動力，再經由行星齒輪組之太陽齒輪輸出。然而，上述串接式雙馬達結構的設計雖然可以有效地縮減雙馬達結構的外徑，但卻大幅地增加了雙馬達結構的長度，使其整體的體積過大，使用上較為不便。美國專利第7538466號之馬達結構也有同樣的問題。

中華民國專利公告第I274460號揭露一種並接式雙馬達結構器，，其係以並接的方式連結二個馬達，再使二馬達連結至一行星齒輪組，二馬達分別驅動行星齒輪組之行星臂與環狀齒輪以產生動力，再經由行星齒輪組太陽齒輪輸出。上述並接式雙馬達結構的設計雖然可以有效地縮減雙馬達結構的長度，但卻大幅地增加了雙馬達結構的外徑，使其整體的體積過大，使用上較為不便。

因此，如何提出一種馬達結構，具有更緊密的結構，能有效改善習知技藝之馬達結構體積過大的情況，且又能同時達到順應性的需求已成為一個刻不容緩的問題。

有鑑於上述習知技藝之問題，本發明之其中一目的就是在提供一種馬達結構，以解決習知技藝之馬達結構容易產生體積過大，使用上極為不便的問題。

根據本發明之其中一目的，提出一種順應性馬達結構及其製造方法。此馬達結構可包含第一馬達、第二馬達及第一齒輪組。第一馬達可包含第一轉子。第二馬達可包含第二轉子。第一齒輪組可包含彼此相互耦合的第一內輸入軸、第一外輸入軸及第一輸出軸，第一內輸入軸可連結於第一轉 子，而第一外輸入軸可連結於第二轉子，第一馬達及第二馬達與第一齒輪組耦合產生之動力則可透過第一輸出軸輸出。

在一實施例中，順應性馬達結構更可包含一第二齒輪組，第二齒輪組可包含彼此相互耦合的第二內輸入軸、第二外輸入軸及第二輸出軸，第一輸出軸可連結於第二內輸入軸，第一馬達及第二馬達與第一齒輪組及第二齒輪組耦合產生之動力則可透過第一輸出軸，並經由第二內輸入軸及第二輸出軸輸出，而第二外輸入軸可為固定。

在一實施例中，第一齒輪組可為差動齒輪組。

在一實施例中，第二齒輪組可為減速齒輪組。

在一實施例中，順應性馬達結構更可包含殼體，第二外輸入軸可固定於殼體上。

在一實施例中，第一轉子可為中空，第一齒輪組可容置於第一轉子內部之容置空間。

在一實施例中，第二轉子可為中空，第二齒輪組可容置於第二轉子內部之容置空間。

在一實施例中，第一齒輪組可為行星齒輪組，第一齒輪組之太陽齒輪可連結於第一轉子，第一齒輪組之環狀齒輪可連結第二轉子，第一齒輪組之行星架可連結於第二輸入軸。

在一實施例中，第二齒輪組可為行星齒輪組，第一齒輪組之行星架可連結於第二齒輪組之太陽齒輪，第一馬達及第二馬達與第一齒輪組及第二齒輪組耦合產生之動力則可透過第一齒輪組之行星架，並經由第二齒輪組之太陽齒輪及行星架輸出，第二齒輪組之環狀齒輪可為固定。

在一實施例中，第一齒輪組及第二齒輪組可為擺線式齒輪組或諧和式齒輪組。

在一實施例中，第一馬達及第二馬達可為伺服馬達。

在一實施例中，順應性馬達結構更可包含至少一編碼器。

在一實施例中，順應性馬達結構更可包含至少一霍爾感測器。

根據本發明之其中一目的，再提出一種順應性馬達製造方法，此方法可包含下列步驟：提供一第一馬達，第一馬達可包含第一轉子；提供第二馬達，第二馬達可包含第二轉子；提供第一齒輪組，第一齒輪組可包含彼此相互耦合的第一內輸入軸、第一外輸入軸及第一輸出軸；以及連結第一內輸入軸於第一轉子，並連結第一外輸入軸於第二轉子，使第一馬達及第二馬達與第一齒輪組耦合產生之動力可透過第一輸出軸輸出。

在一實施例中，此方法更可包含下列步驟：提供一第二齒輪組，該第二齒輪組係包含彼此相互耦合的一第二內輸入軸、一第二外輸入軸及一第二輸出軸。

在一實施例中，此方法更可包含下列步驟：連結該第一輸出軸於該第二內輸入軸，連結該第二內輸入軸於該第二輸出軸，並固定該第二外輸入軸，該第一馬達及該第二馬達與該第一齒輪組及該第二齒輪組耦合產生之動力則透過該第一輸出軸，並經由該第二內輸入軸及該第二輸出軸輸出。

在一實施例中，第一齒輪組可為差動齒輪組。

在一實施例中，第二齒輪組可為減速齒輪組。

在一實施例中，此方法更可包含下列步驟：固定第二外輸入軸於順應性馬達之殼體上。

在一實施例中，此方法更可包含下列步驟：設置第一齒輪組於第一轉子之中空內部之容置空間。

在一實施例中，此方法更可包含下列步驟：設置第二齒輪組於第二轉子之中空內部之容置空間。

在一實施例中，第一齒輪組可為行星齒輪組，第一齒輪組之太陽齒輪可連結於第一轉子，第一齒輪組之環狀齒輪可連結第二轉子，第一齒輪組之行星架可連結於第二輸入軸。

在一實施例中，第二齒輪組可為行星齒輪組，第一齒輪組之行星架可連結於第二齒輪組之太陽齒輪，第一馬達及第二馬達與第一齒輪組與第二齒輪組耦合產生之動力則可透過第一齒輪組之行星架，並可經由第二齒輪組之太陽齒輪及行星架輸出，第二齒輪組之環狀齒輪可為固定。

在一實施例中，第一齒輪組及第二齒輪組可為擺線式齒輪組或諧和式齒輪組。

在一實施例中，第一馬達及第二馬達可為伺服馬達。

承上所述，依本發明之順應性馬達結構及其製造方法，其可具有一或多個下述優點：

(1)本發明之一實施例利用第一馬達之轉子之中空部位設置差動齒輪組，而第一馬達及第二馬達則分別連結至差動齒輪組的二輪出軸，緊密的結構設計使具單齒輪組之雙馬達結構的整體體積能大幅縮小，且能達到順應性的需求，使用上更為方便。

(2)本發明之一實施例利用第一馬達之轉子之中空部位設置差動齒輪組，並利用第二馬達之轉子之中空部位設置減速齒輪組，使雙馬達結構能夠同時設置二個齒輪組，緊密的結構設計可進一步使具雙齒輪組的雙馬達結構的整體體積大幅縮小，同時也能夠達到順應性的需求。

(3)本發明之一實施例中，第一馬達之轉子可透過延伸組件連結至差動齒輪組之太陽齒輪，第二馬達之轉子則可透過延伸部連結至差動齒輪組之環狀齒輪，因此二馬達不需要透過複雜的介面結構與差動齒輪組耦合，不但可縮小雙馬達結構的整體體積，更能降低雙馬達結構的複雜性，使其成 本減少。

(4)本發明之順應性馬達結構不但能運作於順應模式，更可以運作於鎖定模式、減速模式、差速模式、差動模式及速度干擾模式等等各種不同的模式，故能提供多種不同的功能，應用上也更為廣泛。

(5)本發明之順應性馬達結構可有效減少雙馬達結構的體積，故可以大量應用在外骨骼機器人、手術機器人及復健機器人等等醫療輔具上，故實用性極佳，極具商業價值。

1、2‧‧‧順應性馬達結構

11‧‧‧第一馬達

111、211‧‧‧第一轉子

12‧‧‧第二馬達

121、221‧‧‧第二轉子

13‧‧‧第一齒輪組

131‧‧‧第一內輸入軸

132‧‧‧第一外輸入軸

133‧‧‧第一輸出軸

14‧‧‧第二齒輪組

141‧‧‧第二內輸入軸

142‧‧‧第二外輸入軸

143‧‧‧第二輸出軸

15、25‧‧‧殼體

21‧‧‧第一伺服馬達

22‧‧‧第二伺服馬達

2211‧‧‧轉子延伸部

23‧‧‧差動齒輪組

231‧‧‧第一太陽齒輪

2311‧‧‧延伸組件

232‧‧‧第一環狀齒輪

233‧‧‧第一行星架

2331‧‧‧第一行星架前蓋

2332‧‧‧第一行星架後蓋

234‧‧‧第一行星齒輪

23311‧‧‧第一行星架延伸部

24‧‧‧減速齒輪組

241‧‧‧第二太陽齒輪

242‧‧‧第二環狀齒輪

243‧‧‧第二行星架

244‧‧‧第二行星齒輪

2431‧‧‧第二行星架前蓋

2432‧‧‧第二行星架後蓋

24311‧‧‧第二行星架延伸部

251‧‧‧前蓋

252‧‧‧環狀本體

253‧‧‧後蓋

OA‧‧‧出力軸

S61~S65、S101~S106、S111~S115‧‧‧步驟流程

第1圖 係為本發明之順應性馬達結構之示意圖。

第2圖 係為本發明之順應性馬達結構之另一示意圖。

第3圖 係為本發明之順應性馬達結構之第一實施例之第一示意圖。

第4圖 係為本發明之順應性馬達結構之第一實施例之第二示意圖。

第5圖 係為本發明之順應性馬達結構之第一實施例之第三示意圖。

第6圖 係為本發明之第一實施例之順應性馬達製造方法之流程圖。

第7圖 係為本發明之順應性馬達結構之第二實施例之第一示意圖。

第8圖 係為本發明之順應性馬達結構之第二實施例之第二示意圖。

第9A圖 係為本發明之順應性馬達結構之第三實施例之第三示意圖。

第9B圖 係為本發明之順應性馬達結構之第三實施例之第四示意圖。

第10圖 係為本發明之第二實施例之順應性馬達製造方法之流程圖。

第11圖 係為本發明之順應性馬達製造方法之流程圖。

以下將參照相關圖式，說明依本發明之順應性馬達結構及其製造方法之實施例，為了清楚與方便圖式說明之故，圖式中的各部件在尺寸與比例上可能會被誇大或縮小地呈現，部份次要部件也可能被省略，為使便於理解，下述實施例中之相同元件係以相同之符號標示來說明。

請參閱第1圖，其係為本發明之順應性馬達結構之示意圖。如圖所示，此本發明之順應性馬達結構1可包含第一馬達11、第二馬達12、第一齒輪組13、殼體15及出力軸OA。

第一馬達11可包含第一轉子111，第一轉子111可為中空。第二馬達12可包含第二轉子121，第二轉子121可為中空，第一馬達11及第二馬達12可為伺服馬達。第一齒輪組13可設置於第一轉子111之中空內部之容置空間內，第一齒輪組13可包含第一內輸入軸131、第一外輸入軸132及第一輸出軸133，而第一內輸入軸131、第一外輸入軸132及第一輸出軸133彼此相互耦合。第一內輸入軸131可連結於第一轉子111，而第一外輸入軸132可連結於第二轉子121，第一輸出軸133通過第二轉子121中空內部連結至順應性馬達結構1之輸出軸OA。藉由上述的結構，第一馬達11及第二馬達12與第一齒輪組13耦合產生之動力則可以透過第一輸出軸133輸出。

由上述可知，本實施例中，第一齒輪組13之二輸入軸131、132可分別連結至第一轉子111及第二轉子121。因此，第一馬達11及第二馬達12與第一齒輪組13耦合產生之動力則可透過第一輸出軸133輸出；此外，第一齒輪組13可容置於第一轉子111之中空內部之容置空間內，因此使雙馬達單齒輪組之順應性馬達結構1的體積能夠大幅減小，使其使用上更為方便。

請參閱第2圖，其係為本發明之順應性馬達結構之另一示意圖。如圖所示，此本發明之順應性馬達結構1可包含第一馬達11、第二馬達12及第一齒輪組13、第二齒輪組14、殼體15及出力軸OA。

第一馬達11可包含第一轉子111，第一轉子111可為中空。第二馬達12可包含第二轉子121，第二轉子121可為中空。第一齒輪組13可設置於第一轉子111之中空內部之容置空間內，第一齒輪組13可包含第一內輸入軸131、第一外輸入軸132及第一輸出軸133，而第一內輸入軸131、第一外輸入軸132及第一輸出軸133彼此相互耦合。第一內輸入軸131可連結於第一轉子111，而第一外輸入軸132可連結於第二轉子121。

同樣的，第二齒輪組14可設置於第一轉子121之中空內部之容置空間內，第二齒輪組14可包含第二內輸入軸141、第二外輸入軸142及第二輸出軸143，而第二內輸入軸141、第二外輸入軸142及第二輸出軸143彼此相互耦合。第一輸出軸131可連結於第二內輸入軸141，第二輸出軸143則連結至順應性馬達結構1之輸出軸OA，而第二外輸入軸142可固定於殼體15上。藉由上述的結構，第一馬達11及第二馬達12與第一齒輪組13及第二齒輪組14耦合產生之動力則可透過第一輸出軸131，並經由第二內輸入軸141及第二輸出軸143輸出。

由上述可知，本實施例中，第一齒輪組13之二輸入軸131、132可分別連結至第一轉子111及第二轉子121，而第一輸出軸131則可連結於第二齒輪組14之第二內輸入軸141。因此，第一馬達11及第二馬達12與第一齒輪組13及第二齒輪組14耦合產生之動力則可透過第一輸出軸133，並經由第二內輸入軸141及第二輸出軸143輸出；此外，第一齒輪組13及第二齒輪組14可分別容置於第一轉子111及第二轉子121之中空內部之容置空間內，因此使雙馬達雙齒輪組之順應性馬達結構1的體積能夠大幅減小， 使其使用上更為方便。

請參閱第3圖、第4圖及第5圖，其係為本發明之順應性馬達結構之第一實施例之第一示意圖、第二示意圖及第三示意圖。本實施例舉例說明了具單齒輪組之雙馬達結構的一個較佳實施例，如第3圖及第4圖所示，順應性馬達結構2可包含第一伺服馬達21、第二伺服馬達22、差動齒輪組23及殼體25。

如第4圖所示，殼體25可包含前蓋251、環狀本體252及後蓋253，其可容置第一伺服馬達21、第二伺服馬達22及差動齒輪組23。

第一伺服馬達21可包含第一定子212及第一轉子211，第一定子212及第一轉子211可為中空，第一轉子211設置於第一定子212之中空內部之容置空間內。第二伺服馬達22可包含第二定子222及第二轉子221，第二定子222及第二轉子221可為中空，第二轉子221設置於第二定子222之中空內部之容置空間內。

差動齒輪組23可為行星齒輪組，其可設置於第一轉子211之中空內部之容置空間內，如第5圖所示，差動齒輪組23可包含第一太陽齒輪231、第一環狀齒輪232、第一行星架233及複數個第一行星齒輪234，而第一太陽齒輪231、第一環狀齒輪232及第一行星架233彼此相互耦合。如第4圖及第5圖所示，第一太陽齒輪231可透過一杯狀之延伸組件2311連結於第一轉子111，而第二轉子221可包含轉子延伸部2211，並可透過轉子延伸部2211連結於第一環狀齒輪232，第一行星架233可包含第一行星架前蓋2331及第一行星架後蓋2332，第一行星架前蓋2331可包含一杯狀之第一行星架延伸部23311，其可通過第二轉子221中空內部並延伸至殼體15外以做為順應性馬達結構2之輸出軸。

藉由上述的結構，第一伺服馬達11及第二伺服馬達12與差動齒輪組 23耦合產生之動力則可透過第一行星架233輸出。在其它較佳的實施例中，差動齒輪組23也可以是擺線式齒輪組、諧和式齒輪組，或其它出力軸與入力軸在同一軸線上之齒輪機構。此外，上述之順應性馬達結構2可包含至少一編碼器及至少一霍爾感測器(未繪於圖中)，兩者可設置於殼體25內部。當然，上述之結構設計僅為舉例，本發明並不以此為限。

值得一提的是，習知技藝之雙馬達結構主要以串接式雙馬達結構及並接式雙馬達結構為主，然而，習知技藝之串接式雙馬達結構及並接式雙馬達結構整體的體積過大，使用上較為不便。相反的，由上述可知，本實施例中，差動齒輪組23可容置於第一轉子211之中空內部之容置空間內，同時編碼器及霍爾感測器也同時整合設置於殼體15內部，因此使雙馬達單齒輪組之順應性馬達結構2長度及外徑均能減少，使其體積能夠大幅減小，使其使用上更為方便。

又，差動齒輪組23之二輸入軸，即第一太陽齒輪231、第一環狀齒輪232可分別連結至第一轉子211及第二轉子121。因此，第一伺服馬達21及第二伺服馬達22與差動齒輪組23耦合產生之動力則可透過第一行星架233輸出，因此可透過二馬達的速度差來調整雙馬達結構之剛性，使其能夠達到順應性的需求。

此外，差動齒輪組23之第一太陽齒輪231可僅透過一延伸組件2311與第一轉子111連結，而第一環狀齒輪232可直接連結於第二轉子221之轉子延伸部2211，因此第一伺服馬達21及第二伺服馬達22不需要透過複雜的介面結構即可與差動齒輪組耦合，使雙馬達結構的複雜性降低，並同時降低了雙馬達結構的成本。因此，本發明之順應性馬達結構可有效減少雙馬達結構的體積及成本，故可以大量應用在外骨骼機器人、手術機器人及復健機器人等等醫療輔具上，故實用性極佳，極具商業價值。由上述可 知，本發明極具進步性之專利要件。

請參閱第6圖，其係為本發明之第一實施例之順應性馬達製造方法之流程圖。本實施例所提出之順應性馬達結構之製造方法可以包含下列數個步驟：在步驟S61中，提供第一伺服馬達，第一伺服馬達可包含第一轉子。

在步驟S62中，提供第二伺服馬達，第二伺服馬達可包含第二轉子；。

在步驟S63中，提供差動齒輪組，差動齒輪組可包含彼此相互耦合的第一太陽齒輪、第一環狀齒輪及第一行星架。

在步驟S64中，透過延伸組件連結第一太陽齒輪於第一轉子。

在步驟S65中，連結第一環狀齒輪於第二轉子之轉子延伸部，使第一伺服馬達及第二伺服馬達與差動齒輪組耦合產生之動力可透過第一行星架輸出。

請參閱第7圖、第8圖、第9A圖及第9B圖，其係為本發明之順應性馬達結構之第二實施例之第一示意圖、第二示意圖及第三示意圖。本實施例舉例說明了具雙齒輪組之雙馬達結構的一個較佳實施例，如第7圖及第8圖所示，順應性馬達結構2可包含第一伺服馬達21、第二伺服馬達22、差動齒輪組23、減速齒輪組24及殼體25。

殼體25可包含前蓋251、環狀本體252及後蓋253，其可容置第一伺服馬達21、第二伺服馬達22、差動齒輪組23及減速齒輪組24。

第一伺服馬達21可包含第一定子212及第一轉子211，第一定子212及第一轉子211可為中空，第一轉子211設置於第一定子212之中空內部之容置空間內。第二伺服馬達22可包含第二定子222及第二轉子221，第二定子222及第二轉子221可為中空，第二轉子221設置於第二定子222之中空內部之容置空間內。

差動齒輪組23可為行星齒輪組，其可設置於第一轉子211之中空內部之容置空間內，如第9A圖所示，差動齒輪組23可包含第一太陽齒輪231、第一環狀齒輪232、第一行星架233及複數個第一行星齒輪234，而第一太陽齒輪231、第一環狀齒輪232及第一行星架233透過該些第一行星齒輪234彼此相互耦合。如第8圖及第9A圖所示，第一太陽齒輪231可透過一杯狀之延伸組件2311連結於第一轉子111，而第二轉子221可包含轉子延伸部2211，並可透過轉子延伸部2211連結於第一環狀齒輪232，第一行星架233可包含第一行星架前蓋2331及第一行星架後蓋2332，第一行星架前蓋2331可包含一杯狀之第一行星架延伸部23311，其可連結至減速齒輪組24。

同樣的，減速齒輪組24可以為行星齒輪組，其可以設置於第二轉子221之中空內部之容置空間內，如第9B圖所示，減速齒輪組24可以包含第二太陽齒輪241、第二環狀齒輪242、第二行星架243及複數個第二行星齒輪244，而第二太陽齒輪241、第二環狀齒輪242、第二行星架243透過該些第二行星齒輪244彼此相互耦合。如第8圖及第9B圖所示，差動齒輪組23之第一行星架延伸部23311可連結於減速齒輪組24之第二太陽齒輪241，使第一伺服馬達21及第二伺服馬達22與差動齒輪組23及減速齒輪組24耦合產生之動力透過差動齒輪組23之第一太陽齒輪231，並可經由減速齒輪組24之第二太陽齒輪241傳遞至第二行星架243，第二行星架243可包含第二行星架前蓋2431及第二行星架後蓋2432，第二行星架前蓋2431可以包含一杯狀之第二行星架延伸部24311，其可以延伸至殼體15外以做為順應性馬達結構2之輸出軸，減速齒輪組24之第二環狀齒輪242可固定於殼體25之前蓋251之前蓋延伸部2511。

藉由上述的結構，第一伺服馬達11及第二伺服馬達12與差動齒輪組 23及減速齒輪組24耦合產生之動力則可透過第二行星架243輸出。在其它較佳的實施例中，差動齒輪組23及減速齒輪組24也可以是擺線式齒輪組、諧和式齒輪組，或其它出力軸與入力軸在同一軸線上之齒輪機構。此外，上述之順應性馬達結構2可包含至少一編碼器及至少一霍爾感測器(未繪於圖中)，兩者可設置於殼體25內部。當然，上述之結構設計僅為舉例，本發明並不以此為限。

由上述可知，除了差動齒輪組23之外，本實施例之順應性馬達結構2更增加了減速齒輪組24，使本實施例之順應性馬達結構2可應付更多不同的需求，且差動齒輪組23及減速齒輪組24均可內置於第一伺服馬達11及第二伺服馬達12之中空轉子內部之空間，因此大幅地減少了順應性馬達結構2的體積。

此外，前述實施例之順應性馬達結構2可以運作於至少六種不同的工作模式。當順應性馬達結構2運作於順應模式時，其可以適用於各種不同的醫療輔具，例如外骨骼機器人、手術機器人及復健機器人等等。除此之外，順應性馬達結構2更可運作於鎖定模式、減速模式、差速模式、差動模式及速度干擾模式等等各種不同的模式，故能提供多種不同的功能，以應付各種不同的應用需求。順應性馬達結構2之各工作模式整理如表1所示：

由上述可知，當雙馬達結構之其中一個馬達進行扭力控制時，雙馬達結構則可運作於扭力、速度或位置順應模式，此時則可以應用於各種醫療輔具。由於上述各種工作模式應為本發明所屬之技術領域中具有通常知識者所熟知，故不在此多加贅述。

請參閱第10圖，其係為本發明之第二實施例之順應性馬達製造方法之流程圖。本實施例所提出之順應性馬達結構之製造方法可以包含下列數個步驟：在步驟S101中，提供第一伺服馬達，第一伺服馬達可包含第一轉子。

在步驟S102中，提供第二伺服馬達，第二伺服馬達可包含第二轉子。

在步驟S103中，提供差動齒輪組，差動齒輪組可包含彼此相互耦合的第一太陽齒輪、第一環狀齒輪及第一行星架。

在步驟S104中，透過延伸組件連結第一太陽齒輪於第一轉子，並連結第一環狀齒輪於第二轉子之轉子延伸部。

在步驟S105中，提供減速齒輪組，提供減速齒輪組可包含彼此相互耦合的第二太陽齒輪、第二環狀齒輪及第二行星架。

在步驟S106中，連結第一行星架於第二太陽齒輪，連結第二太陽齒輪於第二行星架，並固定第二環狀齒輪於殼體前蓋之前蓋延伸部，使第一伺服馬達及第二伺服馬達與差動齒輪組及減速齒輪組耦合產生之動力則透過 第二行星架，並經由第二太陽齒輪及第二行星架輸出。

儘管前述在說明本發明之順應性馬達結構的過程中，亦已同時說明本發明之順應性馬達製造方法的概念，但為求清楚起見，以下仍然列出本發明之順應性馬達製造方法之流程。

請參閱第11圖，其係為本發明之順應性馬達製造方法之流程圖。本發明之順應性馬達製造方法可以包含下列的步驟：在步驟S111中，提供第一馬達，第一馬達可包含第一轉子。

在步驟S112中，提供第二馬達，第二馬達可包含第二轉子。

在步驟S113中，提供第一齒輪組，第一齒輪組可包含彼此相互耦合的第一內輸入軸、第一外輸入軸及第一輸出軸。

在步驟S114中，連結第一內輸入軸於第一轉子。

在步驟S115中，連結第一外輸入軸於第二轉子，使第一馬達及第二馬達與第一齒輪組耦合產生之動力透過第一輸出軸輸出。

本發明之順應性馬達製造方法的詳細說明以及其實施方式已經於前面敘述本發明之順應性馬達結構時描述過，在此為了簡略說明便不再重覆敘述。

綜上所述，本發明之一實施例利用第一馬達之轉子之中空部位設置差動齒輪組，而第一馬達及第二馬達則分別連結至差動齒輪組的二輪出軸，緊密的結構設計使具單齒輪組之雙馬達結構的整體體積能大幅縮小，且能運作於順應模式，使用上更為方便。

本發明之一實施例利用第一馬達之轉子之中空部位設置差動齒輪組，並利用第二馬達之轉子之中空部位設置減速齒輪組，使雙馬達結構能夠同時設置二個齒輪組，且緊密的結構設計可以進一步使具雙齒輪組的雙馬達結構的整體體積有效的縮小，同時也能夠運作於順應模式，使用上更為方 便。

本發明之一實施例中，第一馬達之轉子可透過延伸組件連結至差動齒輪組之太陽齒輪，第二馬達之轉子則可透過延伸部連結至差動齒輪組之環狀齒輪，因此二馬達不需要透過複雜的介面結構與差動齒輪組耦合，不但可縮小雙馬達結構的整體體積，更能降低雙馬達結構的複雜性，使其成本大幅降低。

本發明之順應性馬達結構不但能運作於順應模式，更可以運作於鎖定模式、減速模式、差速模式、差動模式及速度干擾模式等等各種不同的模式，故能提供多種不同的功能，使其應用更為廣泛。

本發明之順應性馬達結構可有效減少雙馬達結構的體積，故可以大量應用在外骨骼機器人、手術機器人及復健機器人等等醫療輔具上，具備極高的實用性，極具商業價值。

可見本發明在突破先前之技術下，確實已達到所欲增進之功效，且也非熟悉該項技藝者所易於思及，其所具之進步性、實用性，顯已符合專利之申請要件，爰依法提出專利申請，懇請 貴局核准本件發明專利申請案，以勵創作，至感德便。

以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。其它任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應該包含於後附之申請專利範圍中。

1‧‧‧順應性馬達結構

11‧‧‧第一馬達

111‧‧‧第一轉子

12‧‧‧第二馬達

121‧‧‧第二轉子

13‧‧‧第一齒輪組

131‧‧‧第一內輸入軸

132‧‧‧第一外輸入軸

133‧‧‧第一輸出軸

15‧‧‧殼體

OA‧‧‧出力軸

Claims (24)

1. 一種順應性馬達結構，其包含有：一第一馬達，係包含一第一轉子；一第二馬達，係包含一第二轉子；以及一第一齒輪組，係包含彼此相互耦合的一第一內輸入軸、一第一外輸入軸及一第一輸出軸，該第一內輸入軸係連結於該第一轉子，而該第一外輸入軸係連結於該第二轉子，該第一馬達及該第二馬達與該第一齒輪組耦合產生之動力則透過該第一輸出軸輸出。
2. 如申請專利範圍第1項所述之順應性馬達結構，更包含一第二齒輪組，該第二齒輪組係包含彼此相互耦合的一第二內輸入軸、一第二外輸入軸及一第二輸出軸，該第一輸出軸連結於該第二內輸入軸，該第一馬達及該第二馬達與該第一齒輪組及該第二齒輪組耦合產生之動力則透過該第一輸出軸，並經由該第二內輸入軸及該第二輸出軸輸出，而該第二外輸入軸係為固定。
3. 如申請專利範圍第2項所述之順應性馬達結構，其中該第一齒輪組係為差動齒輪組。
4. 如申請專利範圍第3項所述之順應性馬達結構，其中該第二齒輪組係為減速齒輪組。
5. 如申請專利範圍第2項所述之順應性馬達結構，更包含一殼體，該第二外輸入軸係固定於該殼體上。
6. 如申請專利範圍第2項所述之順應性馬達結構，其中該第一轉子係為中空，該第一齒輪組係容置於該第一轉子內部之容置空間。
7. 如申請專利範圍第6項所述之順應性馬達結構，其中該第二轉子係為中空，該第二齒輪組係容置於該第二轉子內部之容置空間。
8. 如申請專利範圍第7項所述之順應性馬達結構，其中該第一齒輪組係為行星齒輪組，該第一齒輪組之太陽齒輪係連結於該第一轉子，該第一齒輪組之環狀齒輪係連結該第二轉子，該第一齒輪組之行星架係連結於該第二輸入軸。
9. 如申請專利範圍第8項所述之順應性馬達結構，其中該第二齒輪組係為行星齒輪組，該第一齒輪組之行星架係連結於該第二齒輪組之太陽齒輪，該第一馬達及該第二馬達與該第一齒輪組及該第二齒輪組耦合產生之動力則透過該第一齒輪組之太陽齒輪，並經由該第二齒輪組之太陽齒輪及行星架輸出，該第二齒輪組之環狀齒輪係為固定。
10. 如申請專利範圍第2項所述之順應性馬達結構，其中該第一齒輪組及該第二齒輪組係為擺線式齒輪組或諧和式齒輪組。
11. 如申請專利範圍第2項所述之順應性馬達結構，其中該第一馬達及該第二馬達係為伺服馬達。
12. 如申請專利範圍第2項所述之順應性馬達結構，更包含至少一編碼器。
13. 如申請專利範圍第12項所述之順應性馬達結構，更包含至少一霍爾感測器。
14. 一種順應性馬達製造方法，其包含有下列步驟：提供一第一馬達，該第一馬達係包含一第一轉子；提供一第二馬達，該第二馬達係包含一第二轉子；提供一第一齒輪組，該第一齒輪組係包含彼此相互耦合的一第一內輸入軸、一第一外輸入軸及一第一輸出軸；以及連結該第一內輸入軸於該第一轉子，並連結該第一外輸入軸於該第二轉子，使該第一馬達及該第二馬達與該第一齒輪組耦合產生之動力透過該第一輸出軸輸出。
15. 如申請專利範圍第14項所述之順應性馬達製造方法，更包含下列步驟：提供一第二齒輪組，該第二齒輪組係包含彼此相互耦合的一第二內輸入軸、一第二外輸入軸及一第二輸出軸；以及連結該第一輸出軸於該第二內輸入軸，連結該第二內輸入軸於該第二輸出軸，並固定該第二外輸入軸，該第一馬達及該第二馬達與該第一齒輪組及該第二齒輪組耦合產生之動力則透過該第一輸出軸，並經由該第二內輸入軸及該第二輸出軸輸出。
16. 如申請專利範圍第15項所述之順應性馬達製造方法，其中該第一齒輪組係為一差動齒輪組。
17. 如申請專利範圍第16項所述之順應性馬達製造方法，其中該第二齒輪組係為一減速齒輪組。
18. 如申請專利範圍第15項所述之順應性馬達製造方法，更包含下列步驟：固定該第二外輸入軸於該順應性馬達之一殼體上。
19. 如申請專利範圍第15項所述之順應性馬達製造方法，更包含下列步驟：設置該第一齒輪組於該第一轉子之中空內部之容置空間。
20. 如申請專利範圍第19項所述之順應性馬達製造方法，更包含下列步驟：設置該第二齒輪組於該第二轉子之中空內部之容置空間。
21. 如申請專利範圍第20項所述之順應性馬達製造方法，其中該第一齒輪組係為行星齒輪組，該第一齒輪組之太陽齒輪係連結於該第一轉子，該第一齒輪組之環狀齒輪係連結該第二轉子，該第一齒輪組之行星架係連結於該第二輸入軸。
22. 如申請專利範圍第21項所述之順應性馬達製造方法，其中該第二齒輪組係為行星齒輪組，該第一齒輪組之行星架係連結於該第二齒輪組之太陽齒輪，該第一馬達及該第二馬達與該第一齒輪組與該第二齒輪組 耦合產生之動力則透過該第一齒輪組之太陽齒輪，並經由該第二齒輪組之太陽齒輪及行星架輸出，該第二齒輪組之環狀齒輪係為固定。
23. 如申請專利範圍第15項所述之順應性馬達製造方法，其中該第一齒輪組及該第二齒輪組係為擺線式齒輪組或諧和式齒輪組。
24. 如申請專利範圍第15項所述之順應性馬達製造方法，其中該第一馬達及該第二馬達係為伺服馬達。