TWI656004B - 夾取機構 - Google Patents

Abstract

一種夾取機構，包括一框架、一夾取模組及一間距調整模組。夾取模組設置於框架內。夾取模組包括設置於框架的一驅動件及與驅動件連接的一夾取件。驅動件驅使夾取件沿一夾取路徑相對框架位移，以將框架外部的一板件夾取至框架內部。間距調整模組設置於框架，並與夾取模組連接。間距調整模組驅使夾取模組於一間距調整路徑位移。間距調整路徑與該夾取路徑相互垂直。

Description

夾取機構

本發明涉及一種夾取機構，特別是一種與機械手臂配合的夾取機構。

因應工廠自動化之需求，均以機械手臂取代人力來將各式板件搬運至推車或是自推車搬運板件至適當位置。圖1A與圖1B繪示習知技術之以機械手臂搬運板件至推車的流程示意圖。請參考圖1A與圖1B，習知技術僅是利用機械手臂11來固持板件12(如圖1A所示)，並將板件12送往推車13內(如圖1B所示)，以運送至下一工站。然而，機械手臂11在將板件12送往推車13內部存放時(如圖1B所示)，機械手臂11容易與推車13產生干涉或是發生碰撞，影響到板件12的輸送效能。甚至，造成板件12或是機械手臂11損壞。此外，因機械手臂11須深入推車13內部作業才能有效置放或是取得板件12，因此機械手臂11需要較高的操控精密度以及乘載負荷能力，造成運作成本大幅增加。

本發明之目的在於提供一種夾取機構，以提升機械手臂於物件存取的靈活度，並確保機械手臂以及物件不在物件輸送過程發生碰撞。

為達上述目的，本發明提供一種夾取機構，用於與一機械手臂連結，以夾持至少一板件，該板件設有一被夾持結構。該夾取機構包括一框架、一夾取模組以及一間距調整模組。該框架與該機械手臂連結。該夾取模組設置於該框架內。該夾取模組包括設置於該框架的一驅動件以及與該驅動件連接的一夾取件。該驅動件驅使該夾取件沿一夾取路徑相對該框架位移，以將該框架外部的該板件夾取至該框架內部或將該框架內部的該板件夾取至該框架外部。該間距調整模組設置於該框架，並與該夾取模組連接，該間距調整模組驅使該夾取模組於一間距調整路徑位移，該間距調整路徑與該夾取路徑相互垂直。

在本發明之一實施例中，該框架具有至少二框體以及多個第一導引支架，該間距調整模組包括一驅動軸，該驅動軸沿該間距調整路徑與該夾取模組相接，該框體與該機械手臂連結，而該些第一導引支架沿該間距調整路徑連接於該些框體之間，且該夾取模組沿該間距調整路徑滑設於該些第一導引支架，該驅動軸驅使該夾取模組沿該間距調整路徑於該些第一導引支架上滑移。

在本發明之一實施例中，該夾取模組設有多個第二導引支架，該些第二導引支架係沿該夾取路徑延伸而滑設於該些第一導引支架，且該驅動軸係與該第二導引支架相接。

在本發明之一實施例中，各該第二導引支架的內緣設有多個沿該夾取路徑排列的導引滾輪，而經該夾取件夾取的該板件沿該些導引滾輪滑移於該框架內。

在本發明之一實施例中，各該第二導引支架的上緣設有多個沿該夾取路徑排列的防跳脫件，而經該夾取件夾取的該板件限位於該些導引滾輪與該些防跳脫件之間。

在本發明之一實施例中，該防跳脫件為防跳脫滾輪。

在本發明之一實施例中，該夾取件包括一第一夾取支架以及一相對該第一夾取支架移動的第二夾取支架，該第一夾取支架設有一第一夾取滾輪，該第二夾取支架設有一第二夾取滾輪，該板件的該被夾持結構為一凸出結構，該第一夾取滾輪適於位移至該板件的該被夾持結構後緣，而該第二夾取支架適於相對該第一夾取支架移動，使該第二夾取滾輪移動至該板件的該被夾持結構前緣，以與該第一夾取滾輪配合來夾持該被夾持結構。

在本發明之一實施例中，該夾取件更包括一夾取汽缸，與該第一夾取支架以及該第二夾取支架相接，以控制該第一夾取支架以及該第二夾取支架的位移方向。

在本發明之一實施例中，該驅動件包括一無桿氣缸導引桿，該無桿氣缸導引桿與該夾取件相接，以帶動該夾取件於該夾取路徑上位移。

在本發明之一實施例中，夾取機構更包括一視覺辨識模組，設置於該框架外側。

為了讓上述目的、技術特徵以及實際實施後之增益性更為明顯易懂，於下文中將係以較佳之實施範例輔佐對應相關之圖式來進行更詳細之說明。

為更清楚了解本發明之特徵、內容與優點及其所能達成之功效，茲將本發明配合附圖，並以實施例之表達形式詳細說明如下。

圖2繪示本發明一實施例的夾取機構與一機械手臂配合來自推車夾持板件的示意圖。圖3繪示圖2的夾取機構的立體圖。圖4A繪示圖2的夾取機構與機械手臂配合來夾持板件的立體圖。圖4B至圖4D繪示4A的夾取機構與機械手臂配合來夾持板件的流程示意圖。圖5A繪示圖4A的夾取機構與板件的側視圖。圖5B至圖5D繪示圖4B至圖4D的夾取機構與板件的側視圖。請參考圖2、圖3、圖4A-圖4D以及圖5A-圖5D，本實施例的夾取機構200係用於與一機械手臂21連結，用以自一推車23內夾持至少一板件22。亦或是，可以夾持至少一板件22，並送往推車13內，以運送至下一工站。在本實施例中，板件22例如設有一被夾持結構22a，而夾取機構200即是經由夾取此被夾持結構22a來移動板件22。

本實施例的夾取機構200包括一框架210、一夾取模組220以及一間距調整模組230。框架210係與機械手臂21連結。夾取模組220則是設置於框架210內，夾取模組220並可被控制自框架210內移動至框架210外以夾取板件22。在本發明中，夾取機構200至少可配設一夾取模組220，而本實施例之夾取機構200係以配設二夾取模組220為例作說明。換言之，本實施例之夾取機構200在與機械手臂21連結後，可以一次夾持二板件22。

承上所述，本實施例的夾取模組220包括設置一驅動件以及一夾取件224。其中，本實施例的驅動件為無桿氣缸導引桿229，其配設於框架210，而夾取件224則是與無桿氣缸導引桿229連接。在一較佳實施例中，無桿氣缸導引桿229可以與夾取件224相接，以帶動夾取件224於一夾取路徑L1上位移。即，無桿氣缸導引桿229可以驅使夾取件224沿夾取路徑L1相對框架210位移，以將框架210外部的板件22夾取至框架210內部或將框架210內部的板件22夾取至框架210外部的推車23。圖4A即繪出機械手臂21帶動夾取機構200至推車23外側並準備夾取置放於推車23內部的板件22的示意圖。為方便說明，圖4A並未繪出推車23。對應地，圖5A即繪出機械手臂21及夾取機構200於圖4A之狀態時的側視圖。由圖2、圖4A以及圖5A更是可清楚的了解，機械手臂21在帶動夾取模組220至推車23處，以準備夾取板件22時，夾取模組220與板件22之間的相對位置。

此外，本實施例的間距調整模組230係設置於框架210，並與夾取模組220連接。間距調整模組230可驅使夾取模組220於一間距調整路徑L2位移。在本實施例中，間距調整路徑L2例如是與夾取路徑L1相互垂直。進一步地說，本實施例的框架210例如是由至少二框體212以及多個第一導引支架214所構成，而機械手臂21即是連結於框體212。其中，本實施例的框架210係以二框體212為例做說明。

另外，本實施例的間距調整模組230則包括一驅動軸232。驅動軸232是沿間距調整路徑L2與夾取模組220相接，而這些第一導引支架214是沿間距調整路徑L2連接於二框體212之間。在本實施例中，夾取模組220是沿間距調整路徑L2滑設於這些第一導引支架214。如此一來，間距調整模組230即可透過驅動軸232驅使夾取模組220沿間距調整路徑L2於第一導引支架214上滑移。距調整路徑L2例如是於重力方向上的路徑。進而，夾取模組220可以被調整至適當的高度，以讓夾取件224可以在適當的位置夾取板件22。在一較佳實施例中，二框體212之間的距離或是空間亦可以透過第一導引支架214以線性襯套連接的設計方式來做位置的相對滑動，進而調整兩層之間距。換言之，本實施例之第一導引支架214的設計係將固定與導引功能相結合，進而能有效減少機構零件的數量，減輕整體重量。

其中，本實施例的夾取模組220係設有多個第二導引支架226，這些第二導引支架226係沿夾取路徑L1延伸而滑設於對應的第一導引支架214，且驅動軸232係與第二導引支架226相接。因此，間距調整模組230即可透過驅動軸232與第二導引支架226的相接關係來驅使夾取模組220沿間距調整路徑L2於第一導引支架214上滑移，進而讓夾取模組220被調整至適當的高度。特別的是，本實施例係於每一第二導引支架226的內緣設置多個沿夾取路徑L1排列的導引滾輪227，而經夾取件224夾取的板件22則適於藉由這些導引滾輪227沿著夾取路徑L1滑移於至框架210內。在一較佳實施例中，每一個第二導引支架226的上緣亦可設置多個沿夾取路徑L1排列的防跳脫件228，而經夾取件224夾取的板件22即可限位於這些導引滾輪227與防跳脫件228之間，避免板件22於夾取過程中偏移或是鬆脫。本實施例的防跳脫件228例如是防跳脫滾輪。

請再一併參考圖6A與圖6B，圖6A繪示圖3的夾取件的示意圖，圖6B繪示圖6A的夾取件的上視圖。值得一提的是，本實施例的夾取件224主要是由一第一夾取支架224a以及一可相對第一夾取支架224a移動的第二夾取支架224b所構成。其中，第一夾取支架224a例如設有一第一夾取滾輪224c，第二夾取支架224b例如設有一第二夾取滾輪224d，而板件22的該被夾持結構為一凸出結構。進而，第一夾取滾輪224c適於經由第一夾取支架224a的作動而移動至板件22的被夾持結構22a後緣。對應地，第二夾取支架224b可相對第一夾取支架224a或是第一夾取滾輪224c移動，以使第二夾取滾輪224d可經第二夾取支架224b移動至板件22的被夾持結構22a前緣。

如此一來，第二夾取滾輪224d即可與第一夾取滾輪224c配合來夾持板件22的被夾持結構22a。進而，板件22可以有效地受到夾取件224的夾持，並能再藉由無桿氣缸導引桿229、引滾輪227以及防跳脫件228的輔助來被傳送至框架210內，以完成板件22的輸送作業。在一較佳實施例中，夾取件224還可包括一夾取汽缸224e。夾取汽缸224e例如是與第一夾取支架224a以及第二夾取支架224b相接，以控制第一夾取支架224a以及第二夾取支架224b的位移方向。

上述說明即如圖4B至圖4D所示，亦可一併參考圖5B至圖5D。其中，圖4B即繪出夾取模組220在圖4A的狀態之後，無桿氣缸導引桿229驅使夾取件224沿夾取路徑L1相對框架210位移的示意圖。其中，根據本發明之一具體實施例，當夾取件224被驅使至板件22的被夾持結構22a下方時，夾取件224例如可以藉由間距調整模組230的輔助以沿著距調整路徑L2向上調整夾取位置，進而第一夾取滾輪224c即可抵接於板件22的被夾持結構22a後緣，而被夾持結構22a即可位於第一夾取滾輪224c與第二夾取滾輪224d之間。對應地，圖5B即繪出夾取模組220於圖4B之狀態時的側視圖。在此須注意的是，根據本發明之另一實施例，本發明之夾取件224亦可僅因應各板材22間不同間距而設計，而不在於夾取機構200進行夾取動作時調整間距。

另外，圖4C繪出夾取模組220在圖4B的狀態之後，夾取汽缸224e或是其他適當動構件驅使第二夾取支架224b朝向被夾持結構22a位移的示意圖。其中，第二夾取支架224b朝向被夾持結構22a位移，會使第二夾取滾輪224d可經第二夾取支架224b的移動而抵觸至板件22的被夾持結構22a前緣。進而，被夾持結構22a能有效地被夾持於第一夾取滾輪224c與第二夾取滾輪224d之間。對應地，圖5C即繪出夾取模組220於圖4C之狀態時的側視圖。

另一方面，圖4D繪出夾取模組220在圖4C的狀態之後，夾取件224沿夾取路徑L1相對框架210位移回其初始位置的示意圖。其中，夾取件224即是將所夾取的板件22帶回至框架210內。需注意的是，在夾取件224將所夾取的板件22帶回至框架210的過程中，板件22會藉由導引滾輪227的引導而沿著夾取路徑L1滑移於至框架210內。同時，藉由本實施例之防跳脫件228的設置，板件22可以穩固地限位於這些導引滾輪227與防跳脫件228之間。

在一較佳實施例中，夾取機構200還可包括一視覺辨識模組240。視覺辨識模組240例如是設置於框架210外側。視覺辨識模組240可偵測每台推車/機台之實際位置偏差量，修正抓取及放置之點位，進而能容許推車/機台之差異變化之功能，提高抓放板件22的精準度，減少抓放板件22過程中異常狀況的發生。

請一併參考圖7A與圖7B，圖7A繪示圖4D的無桿氣缸導引桿的示意圖，圖7B繪示圖7A的無桿氣缸導引桿沿I-I’線的剖視圖。本實施例的無桿氣缸導引桿229係設有一無桿缸滑塊229a、一導引板229b、一連接固定塊229c以及二側邊滾輪229d。其中，無桿缸滑塊229a內穿設有一無桿缸汽缸軸229e。無桿氣缸滑塊229a可與無桿缸汽缸軸滑動配合，並以導引板229b拘束無桿氣缸滑塊229a之旋轉自由度。特別的是，為能提升導引板229b與無桿氣缸滑塊229a之間的穩定度，本實施例係於導引板229b側邊設置二側邊滾輪229d，並使用連接固定塊229c來連接無桿氣缸滑塊229a及兩組側邊滾輪229d，並以側邊滾輪229d夾住導引板229b，以避免無桿氣缸滑塊229a與無桿缸汽缸軸於滑動配合時的旋轉晃動。本實施例的設計不用額外安裝導引軌道，減少機構和整體重量，又能減少無桿氣缸滑塊的偏擺晃動角度，提高更好的準確度、精度。

綜上所述，本發明的夾取機構在經機械手臂的帶動後能配設在承載板件的推車開口，進而再藉由夾取模組的驅動件以及間距調整模組的驅動軸等驅動構件的驅使讓夾取件夾取板件的前緣，再依靠導引滾輪的輔助將板件自推車取出至夾取機構的框架內，並送至下一個工站。當然，本發明的夾取模組亦可以自框架內取出板件，並送至推車內，其工作原理與前述說明相同。換言之，本發明的夾取機構能有效率且安全地輸送板件，從而節省習知技術的機械手臂之取放板件時的移動距離及機械手臂的移動空間。

再者，本發明的夾取機構可以同時配設二個以上的夾取模組。如此一來，夾取機構即可同時抓取兩片以上的板件，進而節省作業時間，增加效率，提升產能。另一方面，由於本發明的夾取機構配設有間距調整模組，因此本發明的夾取機構可以在重力方向上適當的調整夾取模組間的作業高度。換言之，本發明的夾取機構可同時針對不同板件配置間距的推車/機台進行作業，減少因應不同推車/機台而更換夾具及更換夾具後的調整的時間，從而提高產能。

以上所述之實施例僅係為說明本發明之技術思想及特點，其目的在使熟習此項技藝之人士能夠瞭解本創作之內容並據以實施，當不能以之限定本發明之專利範圍，即凡依本發明所揭示之精神所作之均等變化或修飾，仍應涵蓋在本發明之專利範圍內。

11、21‧‧‧機械手臂

12、22‧‧‧板件

13、23‧‧‧推車

22a‧‧‧被夾持結構

200‧‧‧夾取機構

210‧‧‧框架

212‧‧‧框體

214‧‧‧第一導引支架

220‧‧‧夾取模組

222‧‧‧拖鏈

224‧‧‧夾取件

224a‧‧‧第一夾取支架

224b‧‧‧第二夾取支架

224c‧‧‧第一夾取滾輪

224d‧‧‧第二夾取滾輪

224e‧‧‧夾取汽缸

226‧‧‧第二導引支架

227‧‧‧導引滾輪

228‧‧‧防跳脫件

229‧‧‧無桿氣缸導引桿

229a‧‧‧無桿缸滑塊

229b‧‧‧導引板

229c‧‧‧連接固定塊

229d‧‧‧側邊滾輪

229e‧‧‧無桿缸汽缸軸

230‧‧‧間距調整模組

232‧‧‧驅動軸

240‧‧‧視覺辨識模組

L1‧‧‧夾取路徑

L2‧‧‧間距調整路徑

圖1A與圖1B繪示習知技術之以機械手臂搬運板件至推車的流程示意圖。 圖2繪示本發明一實施例的夾取機構與一機械手臂配合來自推車夾持板件的示意圖。 圖3繪示圖2的夾取機構的立體圖。 圖4A繪示圖2的夾取機構與機械手臂配合來夾持板件的立體圖。 圖4B至圖4D繪示4A的夾取機構與機械手臂配合來夾持板件的流程示意圖。 圖5A繪示圖4A的夾取機構與板件的側視圖。 圖5B至圖5D繪示圖4B至圖4D的夾取機構與板件的側視圖。 圖6A繪示圖3的夾取件的示意圖。 圖6B繪示圖6A的夾取件的上視圖。 圖7A繪示圖4D的無桿氣缸導引桿的示意圖。 圖7B繪示圖7A的無桿氣缸導引桿沿I-I’線的剖視圖。

Claims (10)

1. 一種夾取機構，與一機械手臂連結，以夾持至少一板件，該板件設有一被夾持結構，該夾取機構包括： 一框架，與該機械手臂連結； 一夾取模組，設置於該框架內，該夾取模組包括： 一驅動件，設置於該框架； 一夾取件，與該驅動件連接，該驅動件驅使該夾取件沿一夾取路徑相對該框架位移，以將該框架外部的該板件夾取至該框架內部或將該框架內部的該板件夾取至該框架外部； 一間距調整模組，設置於該框架，並與該夾取模組連接，該間距調整模組驅使該夾取模組於一間距調整路徑位移，該間距調整路徑與該夾取路徑相互垂直。
2. 如申請專利範圍第1項所述之夾取機構，其中該框架具有至少二框體以及多個第一導引支架，該間距調整模組包括一驅動軸，該驅動軸沿該間距調整路徑與該夾取模組相接，該框體與該機械手臂連結，而該些第一導引支架沿該間距調整路徑連接於該些框體之間，且該夾取模組沿該間距調整路徑滑設於該些第一導引支架，該驅動軸驅使該夾取模組沿該間距調整路徑於該些第一導引支架上滑移。
3. 如申請專利範圍第2項所述之夾取機構，其中該夾取模組設有多個第二導引支架，該些第二導引支架係沿該夾取路徑延伸而滑設於該些第一導引支架，且該驅動軸係與該第二導引支架相接。
4. 如申請專利範圍第3項所述之夾取機構，其中各該第二導引支架的內緣設有多個沿該夾取路徑排列的導引滾輪，而經該夾取件夾取的該板件沿該些導引滾輪滑移於該框架內。
5. 如申請專利範圍第4項所述之夾取機構，其中各該第二導引支架的上緣設有多個沿該夾取路徑排列的防跳脫件，而經該夾取件夾取的該板件限位於該些導引滾輪與該些防跳脫件之間。
6. 如申請專利範圍第5項所述之夾取機構，其中該防跳脫件為防跳脫滾輪。
7. 如申請專利範圍第1項所述之夾取機構，其中該夾取件包括一第一夾取支架以及一相對該第一夾取支架移動的第二夾取支架，該第一夾取支架設有一第一夾取滾輪，該第二夾取支架設有一第二夾取滾輪，該板件的該被夾持結構為一凸出結構，該第一夾取滾輪適於位移至該板件的該被夾持結構後緣，而該第二夾取支架適於相對該第一夾取支架移動，使該第二夾取滾輪移動至該板件的該被夾持結構前緣，以與該第一夾取滾輪配合來夾持該被夾持結構。
8. 如申請專利範圍第7項所述之夾取機構，其中該夾取件更包括一夾取汽缸，與該第一夾取支架以及該第二夾取支架相接，以控制該第一夾取支架以及該第二夾取支架的位移方向。
9. 如申請專利範圍第1項所述之夾取機構，其中該驅動件包括一無桿氣缸導引桿，該無桿氣缸導引桿與該夾取件相接，以帶動該夾取件於該夾取路徑上位移。
10. 如申請專利範圍第1項所述之夾取機構，更包括一視覺辨識模組，設置於該框架外側。