搬运装置的制作方法

本实用新型涉及一种机械手臂的技术领域，尤指一种可用于搬运物品的机械手臂。

背景技术：

机械手臂(robotic arm，俗称机器人)是工业自动化中的重要设备，目前业界已发展出多种不同的机械手臂，例如六轴关节型机器人、平面关节型机器人(SCARA，Selective Compliance Robot Arm)、三角机器人(Delta robot)与XYZ直角坐标机器人(XYZ Cartesian robot)等等，机器人通常被运用于搬运、加工(如焊接)或是其他比较危险或困难的作业，具有作业准确、效率高等优点。

然而，现有的机器手臂存在若干有待解决的技术问题：以前述的六轴机器人或SCARA机器人为例，当机器人将物品由机器人的前方搬到后方时，必须绕一个半圆形的区域范围，此时，为了机器手臂的顺利动作并顾及人员安全，该区域范围内必须净空，如此一来，即增加了该机器手臂的楼地板面积占用，此外，机器手臂在两处之间以回转方式进行搬运，其行进路径呈现为较长的弧形，导致搬运时间拉长，降低了工作效率，是故，如何针对上述缺失加以改进，即为本案申请人所欲解决的技术困难点所在。

技术实现要素：

有鉴于现有机器手臂的前述缺失，因此本实用新型的目的在于发展一种可节省工厂楼地板面积占用的机械手臂。

本实用新型的另一目的，在于发展一种可节省搬运时间的机械手臂。

为达成以上的目的，本实用新型系提供一种搬运装置，其包含一基座、一直线运动臂组件以及一端拾器组件，其中：该基座上设有一第一垂直摆动轴，该第一垂直摆动轴与直线运动臂组件动力连接，该直线运动臂组件具有一滑座以及一滑设于该滑座上的运动臂，该运动臂末端设有一第二垂直摆动轴，该第二垂直摆动轴与端拾器组件动力连接。

其中，进一步包含有一架高底座，该架高底座设有一第一水平摆动轴，该第一水平摆动轴与该基座动力连接。

进一步的，包含有一地板行走轴，且该架高底座结合固设于该地板行走轴上。

其中，该运动臂末端设有一腕部，且该第二垂直摆动轴设置于该腕部上，又该运动臂与腕部之间进一步设有一第二水平摆动轴。

其中，该端拾器组件设有一连接件以及一与该连接件相连接结合的端拾器，且该第二垂直摆动轴与该连接件相轴设。

进一步的，该连接件与端拾器之间设有一第三水平摆动轴。

其中，进一步包含有一门型行走轴，该基座结合固设于该门型行走轴上。

如此，本实用新型的机械手臂在搬运物品时不需用到水平回转摆动的动作，故机械手臂周围不用预留额外的净空区域，进而使本实用新型可达到节省楼地板面积占用的功效；此外，本实用新型在将物品由前方搬运到后方时，物品呈现几乎是一直线的搬运移动路径，不需要绕行较长的弧形路径，进而可兼具节省搬运时间的效果。

附图说明

图1是本实用新型的一实施例的结构示意图。

图2是本实用新型的一实施例其基本三轴的动作示意图。

图3是本实用新型的一实施例的其余各轴的动作示意图。

图4是本实用新型其第二实施例的结构示意图。

图5是图4的动作示意图。

图6是本实用新型其第二实施例的另一种组装方式的结构示意图。

图7是图6的动作示意图。

图8是本实用新型其第三实施例的结构示意图。

附图标记说明：1-高底座；11-第一水平摆动轴；2-基座；21-第一垂直摆动轴；3-直线运动臂组件；31-滑座；32-运动臂；33-第二垂直摆动轴；34-腕部；4-端拾器组件；41-连接件；42-端拾器；5-工件；6-第二水平摆动轴；7-第三水平摆动轴；8-门型行走轴；8a-地板行走轴。

具体实施方式

请参阅图1所示，本实用新型系提供一种搬运装置，其包含一基座2、一直线运动臂组件3以及一端拾器(end effector)组件4，其中：

该基座2上设有一第一垂直摆动轴21，该第一垂直摆动轴21与直线运动臂组件3动力连接，使该第一垂直摆动轴21可带动直线运动臂组件3相对基座2垂直摆动，该直线运动臂组件3具有一滑座31以及一滑设或套接于该滑座31上的运动臂32，使该运动臂32可相对该滑座31直线滑移，在本实用新型的一种实施例及图1中，该第一垂直摆动轴21系轴接于该滑座31一侧，又，该运动臂32末端设有一第二垂直摆动轴33，该第二垂直摆动轴33与端拾器组件4动力连接，而使该第二垂直摆动轴33可带动端拾器组件4相对直线运动臂组件3垂直摆动，在本实施例中，该端拾器组件4具有一连接件41以及一与该连接件41相连接结合的端拾器42，且该第二垂直摆动轴33与该连接件41相轴设，请再配合参阅图2所示，该端拾器42即机器手臂中最末端用来抓取工件5(即待加工或搬运的物品)的部件，具体而言，该端拾器42可包括例如吸盘或夹爪在内的装置，此外，本实用新型的各个运动轴(包括各种转轴或作为直线运动轴的滑座31)通常需分别由动力装置如马达搭配减速机、时规皮带或齿轮等部件来带动，此外，也可依需要设置有原点传感器及/或正负极限传感器，以作为各运动轴的归零基准及限制其运动范围，避免碰撞或造成意外，惟上述的动力装置与各种传感器的具体结构及详细的连接组设方式系属本领域的通常知识且非本案发明点所在，故在图中并未绘出且不再详述；

前述的第一垂直摆动轴21、滑座31与第二垂直摆动轴33构成了本实用新型的机械手臂中最重要且基本的三个轴，分别可用来实现运动臂32相对基座2的垂直摆动、运动臂32相对滑座31的直线移动以及端拾器组件4相对运动臂32的垂直摆动，如此一来，请继续参阅图2所示，此图是由侧视的角度来呈现本实用新型的机械手臂，相对于现有的机械手臂是通过水平回转摆动来实现工件5在两处之间的搬运，本实用新型则具有如下的动作方式：一开始，该第一垂直摆动轴21可带动运动臂32朝存放有工件5的方位摆动并呈现倾斜状态，必要时并可使运动臂32相对滑座31向下移动而形成伸长的效果(当然，在此运动臂32只发生相对滑座31位置的改变，其实际长度是不变的)，使位于运动臂32末端的端拾器42可顺利抓取到工件5，然后即可再将运动臂32相对滑座31向上移动一定距离形成内缩的效果，使工件5可离开地面一适当高度，接下来，该第一垂直摆动轴21可带动运动臂32往相反方向摆动回来，同时，在将运动臂32由倾斜摆回至与地面垂直的过程中，并令运动臂32持续相对滑座31往上移动，如此，将可使工件5保持在前述的适当高度，同时，也可以避免运动臂32的末端或端拾器42或工件5在摆回来的过程中撞击到地面，接下来，该第一垂直摆动轴21、滑座31及运动臂32可继续依照与前述相反的动作方式，将工件5搬移到另一个地点，如此即完成搬运工件5的动作流程，其中，值得一提的是，在搬运工件5的过程中，为了避免工件5随着运动臂32的摆动而倾斜(可能会导致预期的外的碰撞或其他不良影响)，该第二垂直摆动轴33可随时持续带动端拾器42朝适当方向摆动，进行倾斜角度的补偿修正，从而使端拾器42及工件5可保持水平，而如图2所示。

凭借上述结构，本实用新型的机械手臂在搬运物品时不需用到水平回转摆动的动作，故机械手臂周围不用预留额外的净空区域，且运动臂32在动作过程中只有高度位置的改变，对此，一般工厂厂房的高度均能承受或适应，因此可确保本实用新型的可行性，进而使本实用新型可达到节省楼地板面积占用的功效；此外，本实用新型在将物品由前方搬运到后方时，可配合或利用计算机程序决定并控制运动臂32相对滑座31的位移量以及第二垂直摆动轴33的转动幅度，从而使物品可如图2所示呈现几乎是一直线的搬运移动路径，不需要绕行较长的弧形路径，进而使本实用新型可兼具节省搬运时间的效果。

此外，除了上述的基本三轴之外，若要提高机械手臂的活动自由度，本实用新型还可以进一步增设其他活动轴，请继续参阅图1所示，其中，本实用新型尚可进一步包含有一架高底座1，且该架高底座1上设有一第一水平摆动轴11，该第一水平摆动轴11与基座2动力连接，如此，请再配合参阅图3所示，使该基座2可相对架高底座1水平摆动；另外，该运动臂32末端尚可设有一腕部34，且该第二垂直摆动轴33设置于该腕部34上，又该运动臂32与腕部34之间可进一步设有一第二水平摆动轴6，用以使该腕部34可相对运动臂32水平摆动；又，该连接件41与端拾器42之间也可进一步设有一第三水平摆动轴7，而可使该端拾器42可相对连接件41水平旋转，如此可用来改变、调整工件5的放置方向，可以注意的是，前述各额外添加的运动轴可以个别实施在本实用新型的机械手臂上，也可以组合或全部实施在本实用新型的机械手臂上，当全部实施时，本实用新型的机械手臂即成为具有六个运动轴的机器人，从而可大幅提升运动自由度，以满足各种作业上的需求。

请参阅图4为本实用新型的第二实施例，其与前述实施例(图1)的差别在于，具有一门型行走轴8用以代替该架高底座1及第一水平摆动轴11，该基座2结合固设于该门型行走轴8上，如此，使该门型行走轴8可带动基座2及其余各部件在门型行走轴8上直线运动，在此，可以留意的是，请再分别参阅图4与图6所示，依照基座2与门型行走轴8的结合组装方向的差异，可分别使该第一垂直摆动轴21的轴向系垂直于该门型行走轴8或平行于该门型行走轴8，如此，请再分别配合参阅图5与图7所示，当该第一垂直摆动轴21作动时，该直线运动臂组件3即可分别以与门型行走轴8相垂直或平行的方式摆动，而可增加物件的搬运范围并提高本实用新型的适用性。

请再参阅图8所示为本实用新型的第三实施例，其与图1的差别在于，进一步包含有一地板行走轴8a，且该架高底座1结合固设于该地板行走轴8a上，如此，使该地板行走轴8a可带动架高底座1及其余各部件在地板行走轴8a上直线运动，值得注意的是，此时本实用新型将可同时实现具有多达七个运动轴的机器人，从而使本实用新型可达到最广泛的活动自由度及应用效益。

以上说明对本实用新型而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离本申请所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本实用新型的保护范围之内。