专利名称：机械手臂装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种机械手臂装置，特别是涉及一种可稳定地增加 位移行程，且位移惯量低的机械手臂装置。
背景技术：
参阅图1、 2,为中国台湾公告第M327778号"加长行程之机械手臂，， 新型专利案，该案所揭示的机械手臂1主要包括有一机台11、 一连设于 机台11上的手臂座12、以及一设于机台11上且能控制手臂座12左右位 移的传动机构13。机台11具有一工作区110,工作区110长向的内、外 侧边分别设有一滑轨111。而手臂座12长向两端并分别设有一呈吸盘形 态的固定座121。传动机构13包括有一滑块131、两个分别设于滑块131 上、下两端处的上滑座132与下滑座133、 一固设于工作区110底端处的 上齿排134、 一固设于手臂座12顶面的下齿排135、以及一伺服马达136。 上、下滑座132、 133均是以滑动方式与相对应的滑轨111相互勾连，以 达到手臂座12与机台11间的结合关系。而伺服马达136并连接一减速 一几137,伺服马达136具有一心轴1361，心轴1361上并组配一齿4仑减速 器138,齿轮减速器138具有同轴一体成型的大、小齿轮1381、 1382, 大齿轮1381与下齿排135相啮合，小齿轮1382则与上齿排134相啮合。 借此利用伺服马达136带动齿轮减速器138转动时，由于与小齿轮1382 啮合的上齿排134呈固设状态，所以能进一步连动与伺服马达136结合 的滑块131位移，同时与大齿轮1381啮合的下齿排135则齿轮减速器138 转动的相反方向位移，并带动固结的手臂座12产生同步、同向的位移， 以进行吸附及输送工作件的作业。
然而因伺服马达136经减速机137直接驱动大、小齿轮1381、 1382， 以致伺服马达136与减速机137必须随着手臂座12、齿轮减速器138及
4下齿排135同步位移，以致伺服马达136的驱动力必须增大，且在快速 移动的过程中，重量较重的伺服马达136、减速机137与齿轮减速器138 随着往复位移会增加运动惯量，因此需要较大的马达负荷力，由于需急 速增速与减速，以致会增加震动现象，而影响整体位移的稳定性。
实用新型内容
本实用新型的目的是在提供一种有效降低位移的运动惯量，并可增 加位移行程，且稳定性佳的机械手臂装置。本实用新型机械手臂装置， 包含
一机台，包括有一承载座，该承载座具有两个彼此相反且呈长向延 伸的侧壁，各侧壁上分别设有一上导轨；
一固持移动装置，包括有一位于该承载座下方的基座、多个设于该 基座上的滑座、 一可滑动地设于该基座底部的手臂座，该手臂座两相对 外侧壁上各设有一下导轨，该等滑座分别扣持于各该上、下导轨上；
一齿条组，具有一设于该承载座上的上齿条，以及一设于该手臂座 上的下齿条；
一传动机构，包括有一枢设于该基座上且与各该齿条啮合的齿轮组、 一设于该承载座上的驱动马达、 一连接于该驱动马达与该固持移动装置 间的连动件，该驱动马达并能借由连动该连动件而带动该固持移动装置， 以驱使该齿轮组转动并同时循该等齿条移动。
本实用新型的有益效果在于排除驱动马达与减速机构等的重量负 担，将位移运动所需的必要构件减至最低，因而能有效降低位移的运动 惯量，且可增加位移行程，并使稳定性更佳。
图i是中国台湾公告第M327778号"机械手臂"新型专利案的主视
图2是图1的侧视图3是本实用新型机械手臂装置的第一优选实施例的前^L示意图；图4是该第一较实施例的侧视示意图； 图5是该第一优选实施例的俯视示意图； 图6是图3的局部放大示意图； 图7是图4的局部放大示意图8是本实用新型机械手臂装置的第二优选实施例的前视局部放大
图9是第二优选实施例的侧视局部放大示意图；及
图10是本实用新型机械手臂装置的第三优选实施例的前视局部放大图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本实用新型进行详细说明
在本实用新型被详细描述前，要注意的是，在以下的说明内容中， 类似的元件是以相同的附图标记来表示。
参阅图3、 4，是本实用新型机械手臂装置2的第一优选实施例，包 括有一机台3、 一固持移动装置4、 一齿条组5以及一传动机构6。机台 3包括有一承载座31,该承载座31具有两个彼此相反且呈长向延伸的侧 壁311,各侧壁311上分别设有一上导轨32。而固持移动装置4包括有 一位于承载座31下方的基座41、多个固设于基座41上的滑座42、 一可 滑动地设于基座41底部的手臂座43。手臂座43于长向的两相对外侧壁 上各设有一下导轨33,各该下导轨33并与各上导轨32呈上、下对应， 各滑座42分别扣持于各上、下导轨32、 33上，且可在传动机构6驱动 下带动基座41相对上、下导轨32、 33滑动位移。再配合参阅图5，手臂 座43底面并设有多个固持件431,在本实施例中，该等固持件431是以 吸盘做说明，但是不以此为限，当然也可以是如夹爪等可用以固持一工 作件的等效结构置换。另外，齿条组5具有一设于承载座31上的上齿条 51、以及一设于手臂座43上的下齿条52。
参阅图3、 4、 7，传动机构6包括有一枢设于基座41上的齿4仑组61、 一设于承载座31上且具有一转轴621的驱动马达62、 一连接于驱动马达62与齿轮组61间的连动件63。在本实施例中，驱动马达62是设置于靠 近承载座31—端处。又，配合参阅图6，齿轮组61具有一大齿轮611、 及一与大齿轮611同轴枢设的小齿轮612,且大齿4仑611与下齿条52相 啮合，小齿轮612则与上齿条51相啮合。另外，连动件63包括有一"i更 于转轴621上的上皮带轮631、 一位于上齿条51上方处且与上齿条51 相平行的导螺杆632、 一设于导螺杆632 —端并能连动导螺杆632旋转的 下皮带轮633、一环设于上皮带轮631与下皮带轮633间的传输皮带634、 一滑设于导螺杆632另一端的导螺杆螺母635、以及一与导螺杆螺母635 相连接的连接座636，连接座636是呈L形体状，其另一端并与齿轮组 61同轴连接。另外，传输皮带634则可为时规皮带。
参阅图3、 6，本实用新型机械手臂装置2在使用上，是利用驱动马 达62驱动其转轴621带动上皮带轮631转动，从而连动传输皮带634带 动下皮带轮633同步旋转，由于下皮带轮633是固设于导螺杆632上， 因此下皮带轮633也能带动导螺杆632同步旋转，进而驱动导螺杆螺母 635带动连接座636循导螺杆632位移，连接座636同时牵动基座41, 基座41进一步带动齿轮组61,此时借上齿条51是固设于承载座31上无 法移动，所以与上齿条51相啮合的小齿轮612的转动只会循着上齿条51
进而使得手臂座43能相对上、下导轨32、 33滑动位移，借此即可将固 持件431所吸附的工作件传送至下一工作站。特别说明的是，利用驱动 马达62驱动转轴621的正转或反转，即可带动手臂座43反复直线运动 以递送工作件及复^f立。
参阅图8、 9，为本实用新型的第二优选实施例，本实施例与第一优 选实施例大致相同，其不同处在于传动机构8的驱动马达82是设置承载 座31中段处，而其连动件83则包括有一设于驱动马达82的转轴821上 的上皮带轮831、两个枢设于承载座31上且分置于上皮带轮831两侧较 低位置处的压制轮832、两个枢设于承载座31上且分置于邻近上齿条51 两端处的下皮带轮833、以及一环设于上皮带轮831、两压制轮832与两 下皮带轮833间的传输皮带834,且传输皮带834的两端分别固设于基座
741两侧。借此利用驱动马达82的转轴821带动上皮带轮831转动，以连 动传输皮带834位移而连动两下皮带4仑833转动，且传输皮带834的位 移也会同时带动基座41同向移动，此时上齿条51亦因固设于承载座31 上无法移动，所以枢设于基座41上的大、小齿4仑611、 612也会在基座 41位移的带动下进行转动同时循着上、下齿条51、 52位移，而手臂座 43也在基座41的同步带动下滑动位移，如此同样能将固持件431所吸附 的工作件传送至下一工作站。
参阅图10，为本实用新型的第三优选实施例，本实施例与第一优选 实施例大致相同，其不同处在于传动机构9的驱动马达92设置在承载座 31纵长向的一侧处，并省略上、下皮带4仑及传输皮带，其连动件93包括 有一与驱动马达92的转轴921相连《|妄的导螺杆931、以及一与导螺杆931 相连接的连接座932,连接座932另一端并与齿轮组61同轴连接。借此 利用驱动马达92的转轴921直接驱动导螺杆931进行旋转，进而连动连 接座932循导螺杆931位移，又借连接座932与齿轮组61同轴连接，使 得连接座932进一步连动齿轮组61转动，进而如前述实施例般带动基座 41与手臂座43相对上、下导轨32、 33滑动位移，以吸附工作件并传送 至下一工作站。
由于本实用新型机械手臂装置2的驱动马达62、 82、 92是定位在承 载座31上而不会随着移动，且基座41是推动手臂座43的必备支架，可 谓是将位移运动所需的必要构件减至最低，因此能减轻基座41连动手臂 座43位移时的重量负荷，驱动马达62、 82、 92不必输出很大的驱动力， 且能有效降低位移时的运动惯量，可使稳定性更佳。
另外，因传动机构6的齿轮组61中的小齿4仑612与上齿条51相啮 合，又上齿条51是固设于承载座上无法移动，因此当固持移动装置4有 位移动作时，与小齿轮612同轴的大齿轮611会同时推动下齿条52,如 前述由于基座41连动手臂座43位移时的重量负荷已减轻，所以可稳定 地使下齿条52的位移行程增加。
如上述，本实用新型机械手臂装置2借由上述构造的设计，将位移 运动所需的必要构件减至最低，不但可增加位移4于程，并能减轻基座41
8连动手臂座43位移时的重量负荷，有效降低位移的运动惯量，且稳定性 更佳，所以确实能达到上述本实用新型所欲达到的目的及功效。
权利要求1. 一种机械手臂装置，用以固持一工作件并递送至目的地；其特征在于所述机械手臂装置包括有一机台，包括有一承载座，所述承载座具有两个彼此相反且呈长向延伸的侧壁，各侧壁上分别设有一上导轨；一固持移动装置，包括有一位于所述承载座下方的基座、多个设于所述基座上的滑座、一可滑动地设于所述基座底部的手臂座，所述手臂座两相对外侧壁上各设有一下导轨，所述等滑座分别扣持于各所述上、下导轨上；一齿条组，具有一设于所述承载座上的上齿条、以及一设于所述手臂座上的下齿条；以及一传动机构，包括有一枢设于所述基座上且与各所述齿条啮合的齿轮组、一设于所述承载座上的驱动马达、一连接于所述驱动马达与所述固持移动装置间的连动件，所述驱动马达并能借由连动所述连动件而带动所述固持移动装置，以驱使所述齿轮组转动并同时循所述等齿条移动。
2. 根据权利要求1所述的机械手臂装置，其特征在于所述齿轮组 具有一大齿轮及一与大齿轮同轴枢设的小齿轮，且所述大齿轮并与所述 下齿条相啮合，所述小齿轮则与所述上齿条相啮合。
3. 根据权利要求2所述的机械手臂装置，其特征在于所述手臂座 底面并设有多个能用以固持所述工作件的固持件。
4. 根据权利要求3所述的机械手臂装置，其特征在于所述等固持 件是吸盘。
5. 根据权利要求2所述的机械手臂装置，其特征在于所述驱动马 达设置于靠近所述承载座一端处。
6. 根据权利要求5所述的机械手臂装置，其特征在于所述连动件 包括有一受所述驱动马达驱动而旋转的上皮带轮、 一位于所述上齿条上 方处且与所述上齿条相平行的导螺杆、 一设于所述导螺杆一端并能连动 所述导螺杆旋转的下皮带轮、 一环设于所述上皮带轮与所述下皮带轮间并在所述上皮带轮旋转带动下而能连动所述下皮带轮及所述导螺杆旋转 的传输皮带、 一滑设于所述导螺杆另一端的导螺杆螺母、以及一与所述 导螺杆螺母相连接并能连动所述齿轮组位移的连接座。
7. 根据权利要求6所述的机械手臂装置，其特征在于所述连接座 另 一端并与所述齿轮组同轴连接。
8. 根据权利要求2所述的机械手臂装置，其特征在于所述驱动马 达是设置所述承载座中段处且位于所述基座上方。
9. 根据权利要求8所述的机械手臂装置，其特征在于所述连动件 包括有一受所述驱动马达驱动而旋转的上皮带轮、两个枢设于所述承载 座上且分置于所述上皮带轮两侧较低位置处的压制轮、两个枢设于所述 承载座上且分置于邻近所述上齿条两端处的下皮带^N以及一环设于所 述上皮带轮、两压制轮与两下皮带轮间的传输皮带，且所述传输皮带的 两端分别固设于所述基座两侧，借此所述驱动马达驱动所述上皮带轮转 动，进而连动所述传输皮带连动两下皮带轮转动，同时带动所述基座及 所述手臂座同步同向移动。
10. 根据权利要求2所述的机械手臂装置，其特征在于所述传动机 构的所述驱动马达是设置在所述承载座纵长向的一侧处。
11. 根据权利要求10所述的机械手臂装置，其特征在于所述连动 件包括有一受所述驱动马达驱动的导螺杆、以及一与导螺杆相连接的连 接座，所述连接座另一端并与所述齿轮组同轴连接，借所述驱动马达直 接驱动所述导螺杆旋转，以连动所述连接座循所述导螺杆位移并同时连 动所述齿轮组转动，带动所述基座与所述手臂座相对所述上、下导轨滑 动位移。
专利摘要一种机械手臂装置，主要是在一机台上设置一承载座，承载座的两长向侧壁上分别设有一上导轨，且承载座上设有一固持移动装置及一驱动马达，固持移动装置包括有一位于承载座下方且设有一上齿条的基座、多个固设于基座上的滑座、一可滑动地设于基座底部且设有一下齿条的手臂座，手臂座两相对外侧壁上各设有一下导轨，该等滑座分别扣持于各上、下导轨上。特别在于基座上枢设有一与各齿条啮合的齿轮组，驱动马达与固持移动装置间并连设有一连动件，借此稳定地增加位移行程，并有效地降低位移惯量。
文档编号B25J3/04GK201271888SQ20082013319
公开日2009年7月15日 申请日期2008年9月25日 优先权日2008年9月25日
发明者何文助, 姜智彬, 张景棠, 林明旸, 谢启均, 郭挺均, 郭胜雄 申请人:协易机械工业股份有限公司