关节式机器手臂的手腕结构的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及关节式机器手臂，特别是指一种关节式机器手臂的手腕结构。
【背景技术】
[0002]由于机器手臂具有可操控性，因此被广泛使用在各种领域的设备中。例如应用在机械加工领域，该机器手臂可搭配加工机，藉由该机器手臂自动取放加工物件，让加工机对加工物件进行加工作业；又应用在医疗领域，该机器手臂可受医师控制，以对病患进行手术医疗；再应用于游戏娱乐领域，藉由控制该机器手臂的移动以进行夹持游戏物件的功能。
[0003]参阅图1，显示美国US 20110154938 A1的其中一图式，提供一种机械手臂的关节组结构，其为控制设置于手腕关节13内部的马达转动，使多个的缆线由手臂关节11内部进入手腕关节13内与内部的马达相连接，为使缆线于手腕关节旋转时不会发生缠绕的现象，在该手腕关节13及手臂关节11之间设置一具有通孔141的连轴器14，使连接手腕关节马达的缆线可由连轴器14上的通孔141进入手腕关节内。然而，由于该专利前案是将该连轴器14设置在手臂关节11内，因此容易造成手臂关节11长度过长的问题，且由于连轴器14本身结构强度较弱，造成手腕关节13所能承受的扭矩较低、以及会限制手腕关节13的可旋转角度。
[0004]为避免上述问题会采用具有中空孔的中空式减速机来驱动手腕关节，使缆线可直接由中空式减速机的中空孔进入手腕关节内，但由于中空式减速机的中空孔的大小限制，能穿过的缆线数量有限，用以控制手臂末端的末端效应器的缆线必须设置于手臂外部，造成手臂运转时容易使该外部缆线发生缠绕的问题。
[0005]为此，日本JP2006321026专利前案提供一种工业用机器人，其为减少手臂内部走线，于各驱动马达增设矩阵式转换器，令外部的3相AC电源与各马达的电源并联，使原先的电源线总数由12条减少为3条，使穿设于手臂内部的缆线数量减少，令缆线可顺利穿过中空式减速机的中空孔，降低配线时的难度。然而，该矩阵式变换器要同时控制电压与电流需要较复杂的控制技术，因此容易造成系统的复杂化。
【发明内容】
[0006]本发明所要解决的技术问题在于提供一种关节式机器手臂的手腕结构，其主要在不限制旋转角度的前提下，减少穿过手腕的线孔的缆线数量，以提升安装、维修与控制的便利性。
[0007]为解决上述问题，本发明提供一种关节式机器手臂的手腕结构，包含:一手腕本体，具有一前端部、一后端部、一设于该前、后端部之间的容置部、及一设于该后端部且使该容置部与外界相连通的线孔；一手腕转体，能够被控制地枢设在该手腕本体的前端部；一讯号处理电路板，能够拆离地设置于该手腕本体的后端部且位于该容置部内，并具有一对应该线孔的缺口 ；一连接器，设于该手腕本体且与该讯号处理电路板讯号连结；一控制单元，设于该手腕本体的容置部，并与该讯号处理电路板讯号连结；一驱动单元，设于该手腕本体的容置部，并控制该手腕转体相对于该手腕本体摆动。
[0008]较佳地，该讯号处理电路板更具有一串列讯号传输介面，该手腕本体的线孔是供一复合缆线穿置于该容置部内，该复合缆线包含一讯号连接该串列讯号传输介面且用以传送串列讯号的串列讯号缆线。
[0009]较佳地，该讯号处理电路板更具有一第一连接器模组、一第二连接器模组、一输入/输出模组、及一处理单元，该第一连接器模组是讯号连接该串列讯号传输介面与该串列讯号缆线之间，用以将串列讯号传送至该串列讯号传输介面再送至该处理单元，该处理单元对串列讯号进行解码，该第二连接器模组讯号连接该输入/输出模组，且分别与该控制单元、该连接器之间讯号连接一控制讯号线、一连接讯号线。
[0010]较佳地，该讯号处理电路板藉由一承板而能够拆离地设置于该手腕本体的后端部且位于该容置部内，该承板具有一锁固在该手腕本体后端部的快拆部、及一连接该快拆部且位于该手腕本体容置部内并供该讯号处理电路板锁固的载部。
[0011 ] 较佳地，该手腕转体具有一枢设在该手腕本体前端部的第一可动部及一枢设于该第一可动部的第二可动部，该驱动单元具有一控制该第一可动部相对于该手腕本体摆动的第一马达组、及一控制该第二可动部相对于该第一可动部转动的第二马达组。
[0012]较佳地，该复合缆线更包含一电性连接至该第一、二马达组的马达电力缆线及一马达讯号缆线。
[0013]较佳地，该第一马达组包含一第一减速机及一与该第一减速机动力连结的第一马达，该第二马达组包含一第二减速机及一与该第二减速机动力连结的第二马达。
[0014]较佳地，该手腕本体的后端部是能够枢转地设在一手臂本体，该手臂本体设有一连接带动该手腕本体后端部的中空式减速机，该中空式减速机具有一与该线孔连通且供一复合缆线穿置的中空孔。
【附图说明】
[0015]图1是美国US 20110154938 A1的其中一图式。
[0016]图2是本发明的侧视图，显示本发明设有末端效应器与设在机器手臂手臂关节的状态。
[0017]图3是本发明的立体组合图。
[0018]图4是本发明的立体分解图，显示讯号处理电路板分离于手腕本体的状态。
[0019]图5是本发明的立体分解图，显示承板与讯号处理电路板分离于手腕本体的状
ο
[0020]图6是本发明的上视图。
[0021]图7是本发明的侧视图，显示讯号处理电路板的状态。
[0022]图8是本发明的方块图，显示本发明讯号控制的示意图。
[0023]图9是本发明的立体分解图，显示本发明能够枢转地设在一具有中空式减速机的手臂本体的状态。
[0024]附图标记说明
[0025]手腕关节11
[0026]末端效应器12
[0027]手臂关节13
[0028]连轴器14
[0029]手臂本体21
[0030]末端效应器22
[0031]控制器23
[0032]串列讯号传输介面231
[0033]中央处理单元232
[0034]中空式减速机26
[0035]中空孔261
[0036]手腕本体30
[0037]前端部31
[0038]后端部32
[0039]容置部33
[0040]线孔:34
[0041]手腕转体40
[0042]第一可动部41
[0043]第二可动部42
[0044]讯号处理电路板50
[0045]缺口51
[0046]螺柱52
[0047]串列讯号传输介面53
[0048]第一连接器模组54
[0049]输入/输出模组55
[0050]第二连接器模组56
[0051]处理单元57
[0052]连接器60
[0053]连接器讯号线61
[0054]讯号/动力线62
[0055]控制单元70
[0056]控制单元讯号线71
[0057]驱动单元80
[0058]第一马达组81
[0059]第一减速机811
[0060]第一马达812
[0061]第二马达组82
[0062]第二减速机821
[0063]第二马达822
[0064]复合缆线91
[0065]串列讯号的串列讯号缆线911
[0066]马达电力缆线912
[0067]马达讯号缆线913
[0068]承板％
[0069]快拆部961
[0070]载部962
[0071]承板缺口963
【具体实施方式】
[0072]参阅图2至图8所示，本发明实施例所提供的一种关节式机器手臂的手腕结构，其适用设在机器手臂手臂本体21上，且设有末端效应器22，并是由一手腕本体30、一手腕转体40、一讯号处理电路板50、一连接器60、一控制单元70、及一驱动单元80，其中:
[0073]所述手腕本体30，具有一前端部31、一后端部32、一设于该前、后端部31、32之间的容置部33、及一设于该后端部32且使该容置部33与外界相连通的线孔34 ;本实施例中，该后端部32是能够枢转地设在机器手臂的手臂本体21，该线孔34可供一复合缆线91穿置于该容置部33内，该复合缆线91包含串列讯号的串列讯号缆线911、马达电力缆线912、及马达讯号缆线913。
[0074]所述手腕转体40，能够被控制地枢设在该手腕本体30的前端部31 ;本实施例中，该手腕转体40具有一枢设在该手腕本体30前端部31的第一可动部41及一枢设于该第一可动部41的第二可动部42，且该第二可动部42设有该末端效应器22。
[0075]所述讯号处理电路板50，能够拆离地设置于该手腕本体30的后端部32且位于该容置部33内，并具有一对应该线孔34的缺口 51 ;本实施例中，该讯号处理电路板50藉由一承板96而能够拆离地设置于该手腕本体30的后端部32且位于该容置部33内，该承板96具有一锁固在该手腕本体30后端部32的快拆部961、及一连接该快拆部961且位于该手腕本体30容置部33内并供该讯号处理电路板50锁固的载部962，当然，该承板96亦具有对应该线孔34的承板缺口 963，而该讯号处理电路板50与该承板96之间是透过多个个螺柱52相互锁固；另外，该讯号处理电路板50更具有一串列讯号传输介面53、一讯号连接该串列讯号传输介面53的第一连接器模组54、一输入/输出模组55、一讯号连接该输入/输出模组55的第二连接器模组56、及一处理单元57，该复合缆线91的串列讯号缆线911是讯号连接该第一连接器模组54而与该串列讯号传输介面53呈