TW201235166A - Robot claw and robot using the same - Google Patents

Description

201235166 六、發明說明： 【發明所屬之技術領威】 [0001] |發明涉及一種機器人手爪及採用該機器人手爪之機器 人。 [先前技術] [0002] 機器人抓取產品之方式通常為抱、夾、撐、磁力等。撐 之方式常見為旋轉三滾珠向心膨脹式，該種機器人之手 爪包括圓筒狀之爪套、鋼芯及三滾珠。爪套包括抓取部 及安裝部，爪套之安裝部之侧壁上開設有容納孔’三滾 珠分別自套筒之安裝部裝入套筒並收容於容納孔中’鋼 芯自套筒之安裝部裝入套筒並可沿套筒側壁軸向移動。 待抓取產品上通常對應開設有抓取孔，抓取孔之側壁開 設有滾珠孔。抓取產品時，手爪插入抓取孔，鋼芯朝向 套筒之抓取部之端面移動，三滚珠由於受到鋼芯之壓力 而向四周撐開，並藉由容納孔進入抓取孔側壁之滚珠孔 以抓取產品。 〇 [0003]然而’對於一些體積較小之產品，若開設之抓取孔之孔 徑過大會對產品之結構造成較大影響，是以，需要設計 出直徑較小之機器人手爪。由於爪套之直徑較小，需相 應地採用直徑較小之滾珠，惟，因滚珠直徑較小，滚珠 進入滚珠孔之體積較小，报難確保機器人手爪及待抓取 &口口之間有足夠之摩擦力’機器人手爪抓取產品時產品 容易脫落，從而影冑機器人之工作效率。 【發明内容】 [〇_鑒於上述内容’有必錢供—種狀有效抓取具有較小 100106920 _號麵 麵刪 201235166 抓取孔之產品之機器人手爪及採㈣機器人手水之機器 人0 _5]-種機ϋ人手爪，其包括套筒、撐桿及滚珠，套筒二端 分別為安裝部及抓取部，抓取部之侧壁上開設有容納孔 ，滾珠活動收容於容納孔，撐桿之一端設置有推頂部， 撐桿之推頂部收容於套筒内，撐桿可沿套筒軸向運動， 推頂部用於推頂滚珠以使該滚珠部分露出於容納孔，抓 取部之端面上開設有與容納孔相通之裝配孔以使滾珠可 從裝配孔安裝到容納孔，機器人手爪還包括安裝於裝配 孔内用於防止滾珠從容納孔脫出之柱塞。 [0006] -種機器人’其包括連接件、氣缸及機器人手爪，氣缸 與連接件之一端相固定’機器人手爪固定於氣缸上機 ™人手爪包括套筒、樓桿及滾珠，套筒二端分別為安裝 部及抓取部，抓取部之㈣上開設有賴孔，滚珠活動 收容於容納孔’撐桿之—端設置有推頂部，撐桿之推頂 部收容於㈣內，撑桿可沿㈣軸運動，推頂部用於 推頂滚珠以使其部分露出於容納孔，其中抓取部 上開設有與容納孔相通之裝配孔以使滾珠可從萝 裝到容納孔，機器人手爪還包括安裝於裝配孔内 止滾珠從容納孔脫出之柱塞。 之端面 配孔安 用於防 [0007] 所述機器人手爪，抓取部之端面上開設有與容 之裝配孔以使滾珠可從裝配孔安裝到容納孔。 目 通取 100106920 產品上開设之抓取孔較小，三滾珠無法從安筆& 納孔時’可藉由設計較大尺寸之裝配孔將液珠轉、入容 孔裝入容納孔’從而使機器人手爪能有效丨也抓^ 表單編號Α0101 第4頁/共17頁 具有較 由裝酉己 201235166 小抓取孔之產品。 【實施方式】 [0008] 下面結合附圖及具體實施方式對本發明之機器人手爪及 採用。亥機器人手爪之機器人作進一步之詳細說明。 [0009] 請參閱圖1及圖2，本發明實施方式之機器人1〇〇包括連接 件20、氣缸3〇、感應裝置4〇及機器人手爪50。氣缸3〇裝 设於連接件20之端部，感應裝置40及機器人手爪5〇固定 於氣缸30上。 〇 [0010]連接件20與機器人100之驅動裝置〈圖未示）相連接，用 於帶動氣缸3〇及機器人手爪印運動本發明實施方式中 ’連接件20為中空圊柱體，以減小機器人1〇〇之重量。連 接件20包括基體22及分別設置於基體22靠近二端外側壁 上之二法蘭24、26。法蘭24位於基體22上靠近氣缸3〇之 一端，法蘭24上設置有二螺紋通孔242，螺紋通孔242與 緊固螺釘244相配合固定連接件20及氣缸30。基體22靠 近法蘭24之一端之側壁上開設有螺紋轧224。法蘭26位於 基體22之遠離法蘭24之另一端，法蘭26上開設有複數用 於將連接件20固定於驅動裝置上之鎖定孔262。 [0011] 本發明實施方式中，氣缸30包括本體3〇〇及氣管304。本 趙300上相應開設有用於安裝氣管304之進氣孔308及用 於安裝機器人手爪50之安裝孔309。本體300還開設有用 於穿設螺栓307以固定氣缸30及連接件20之固定孔305。 螺栓307穿過固定孔305，並與螺紋孔224相配合將氣缸 30固定於連接件20上。 100106920 表單編號A0101 1002011716-0 201235166 [0012] [0013] 本發明實施方式中 T ’感應裝置4 0係一感應器，感應裝置 40用於感知待抓取挥Q t α 取樣品與機器人手爪50之距離。 請-併參閱圖3至圖5，機器人手爪5()呈圓柱體狀，其包 括套心撐桿55、；衰珠56及柱塞58。撐桿55及滾珠56 收I於套胃52内’柱塞58塞住套筒52以防止滾珠56脫落 _]套筒52包括安裝部521及抓取部似。安裝部521靠近端 面之侧壁上凹設有凹槽522，凹槽522用於安裝密封件53 。抓取部523用於插入待抓取產品之抓取孔（圖未示）以 抓取產品。抓取部523之侧壁上蘭設有用於收容滾珠56之 容納孔524。優選地，抓取部523之内徑呈台階狀容納 孔524二側之抓取部523之内徑不同，其中靠近抓取部 523之端面之一側内徑較大以形成一裝配孔5232，容納孔 524開設於抓取部523之二段内徑不同抓取部523之過渡 區（圖未標），裝配孔5232與容解孔524相通，裝配孔 5232用於方便將滾珠56從套筒52之抓取部523安|到容 納孔524。本發明實施方式中，滾珠56之數量為三，對靡 地開設有三用於活動收容滾珠56之容納孔524，每—滾珠 56對應收容於一容納孔524内。優選地，三容納孔524之 中心均勻分佈於套筒52之橫截面上之圓周上。抓取部523 鄰近容納孔524且靠近端部之位置處還開設有鎖孔526， 鎖孔526用於鎖定柱塞58。 [0015] 撑桿55為圓柱體狀，其包括推頂部550及固定部551。撑 100106920 桿55之推頂部550收容於套筒52内，撐桿55可沿套筒52 轴向運動。推頂部550之錐角為60度，推頂部550用於推 表單編號A0101 第6頁/共17頁 1002011716-0 201235166 [0016] Ο [0017]

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[0018] 100106920 頂滾珠5 6以使滚珠5 6部分露出於容納孔5 2 4。固定部5 51 設置有一軸肩552。軸肩552上凹設有二用於安裝密封件 54之環形槽5522。 柱塞58為圓柱體狀，其直徑與套筒52之抓取部523之裝配 孔5232之内徑相當，柱塞58上開設有螺孔582。柱塞58 裝入裝配孔5232時，柱塞58緊鄰容納孔524以輔助支撐 滾珠56，從而防止滾珠56從容納孔524脫落❶柱塞58還 包括一螺桿584，螺桿584依次穿過套筒52之鎖孔526及 螺孔582將柱塞58鎖定於套筒52之抓取部523。 t裝時，首先將滾珠56沿套..筒.52之抓取部523之裝配孔 5232裝入容納孔524内，裝上柱塞5δ ;其次將密封件53 固定於凹槽522内，並將撐桿55之推頂部550從套筒52之 安裝部521插入套筒52，直至撐桿55之軸肩552與套筒52 之女裝部5 21之端面相抵持，此時，推頂部5 5 〇位於三滾 珠56之中間；然後將密封件54套設於撐桿託之軸肩552 上之環形槽5522内，並將機器人手爪5〇固定於氣缸3〇之 本體300之安裝孔309内，將氣管304安裝於進氣孔3〇8内 ，將感應裝置40固定於氣缸30之本體3〇〇上；最後藉由螺 栓307將氣缸30與連接件20相固定，並藉由緊固螺釘244 與法籣24相配合進一步固定氣虹30與連接件2〇。 工作時，機器人手爪50進入待抓取產品上開設之抓取孔 内，氣缸30帶動撐桿55上下移動，當撐桿55朝向靠近柱 塞58之一端移動時，滾珠56受到推頂部55〇之擠壓而向四 周撐開以凸出容納孔524，滚珠56進入待失持產品上之抓 取孔侧壁上開設之滾珠孔以抓取產品；當撐桿55朝向遠 表單編號Α0101 第7頁/共17頁 1002011716-0 201235166 挺塞58之一端移動時，滾珠56向套筒52之軸心收攏， 滾殊56與待夾持產品上之抓取孔側壁上開設之滚珠孔相 互脫餘，從而解除滚珠56與待夾持產品之鎖定以將產品 &下。 [0019]所过〔M ^ , Λ / 嗎器人手爪50，其容納孔524二側之抓取部523之内 徑$ —，其中罪近抓取部523之端面之一側之内徑較大並 夕成骏配孔5232。當滚珠56之直徑較小，且三滚珠56可 依人從套筒52之安裝部521裝入容納孔524時，可選擇從 女裝部521裝入滚珠56 ;當将抓取產品上開設之抓取孔較 小時’機器人手爪50之抓取部523之直徑相應較小，為保 -證機器人手爪50抓取產品之效率，需確保滾珠56具有一 定大小之直徑，此時三滾珠56無法從安裝部521裝入容納 孔524，可藉由尺寸較大之裝配孔5232將滚珠56裝入容 納孔524，從而使機器人手爪5〇能有效地抓取具有較小抓 取孔之產品。 ；；： [0020]综上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提 出專利申請。惟，以上所述者值為本發明之較佳實施方 式，本發明之範圍並不以上述實施方式為限，舉凡熟悉 本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變 化’皆應涵蓋於以下申請專利範圍内。 【圖式簡單說明】 [0021] 圖1係本發明實施方式之機器人之立體示意圖。 [0022] 圖2係圖1所示機器人之立體分解示意圖。 [0023] 圖3係圖1所示機器人手爪之立體示意圖。 100106920 表單編號Α0101 第8頁/共17頁 1002011716-0 201235166 [0024] 圖4係圖3所示機器人手爪之立體分解示意圖 [0025] 圖5係圖3所示機器人手爪沿V - V線之剖視圖 【主要元件符號說明】 [0026] 機器人：100 [0027] 連接件：20 [0028] 氣缸：30 [0029] 感應裝置：40 Ο [0030] 機器人手爪：50 [0031] 基體：22 [0032] 螺紋孔：224 [0033] 法蘭：24、26 [0034] 螺紋通孔：242 [0035] 緊固螺釘：244 〇 [0036] 鎖定孔：262 [0037] 本體：300 [0038] 氣管：304 [0039] 固定孔：305 [0040] 螺栓：307 [0041] 進氣孔：308 [0042] 安裝孔：30 9 100106920 表單編號A0101 第9頁/共17頁 1002011716-0 201235166 [0043]套筒：52 [0044] 安裝部：521 [0045] 抓取部：523 [0046] 裝配孔：5232 [0047] 容納孔：524 [0048] 鎖孔：5 2 6 [0049] 凹槽：522 [0050] 密封件：5 3、5 4 [0051] 撐桿：55 [0052] 滚珠：56 [0053] 柱塞：58 [0054] 推頂部：550 [0055] 固定部：5 51 [0056] 軸肩：552 [0057] 環形槽：5522 [0058] 螺孔：582 [0059] 螺桿：584 100106920 表單編號A0101 第10頁/共17頁 1002011716-0

Claims (1)

1. 201235166 七、申請專利範圍： 1 . 一種機器人手爪，其包括套筒、撐桿及滚珠，該套筒二端 分別為安裝部及抓取部，該抓取部之側壁上開設有容納孔 ，該滾珠活動收容於該容納孔，該撐桿之一端設置有推頂 部，該撐桿之推頂部收容於該套筒内，該撐桿可沿該套筒 軸向運動，該推頂部用於推頂該滚珠以使其部分露出於容 納孔，其改良在於：該抓取部之端面上開設有與容納孔相 通之裝配孔以使該滚珠可從該裝配孔安裝到該容納孔，該 機器人手爪還包括安裝於該裝配孔内用於防止該滚珠從該 容納孔脫出之柱塞。 2 .如申請專利範圍第1項所述之機器人手爪，其中該安裝部 凹設有凹槽，該套筒還包括密封件，該密封件收容於該凹 槽内。 3 .如申請專利範圍第1或2項所述之機器人手爪，其中該抓取 部之侧壁鄰近該容納孔位置處開設有鎖孔，該柱塞上開設 有螺孔，該柱塞還包括一螺桿，該螺桿依次穿過該鎖孔及 該螺孔將該柱塞固定安裝於該裝配孔内。 4.如申請專利範圍第1項所述之機器人手爪，其中該滚珠數 量為三，該容納孔數量亦為三，每一滚珠對應收容於一容 納孔内。 5 .如申請專利範圍第4項所述之機器人手爪，其中該推頂部 之錐角為60度，三容納孔之中心均勻分佈於該套筒之橫截 面上之圓周上。 6.如申請專利範圍第1項所述之機器人手爪，其中該撐桿還 包括固定部，該固定部上設有一軸肩，該軸肩上凹設有環 100106920 表單編號A0101 第11頁/共17頁 1002011716-0 201235166 形槽，該環形槽用於以安裝密封件。 7 . —種機器人，其包括連接件、氣缸及機器人手爪，該氣缸 與該連接件之一端相固定，該機器人手爪固定於該氣缸上 ，該機器人手爪包括套筒、撐桿及滾珠，該套筒二端分別 為安裝部及抓取部，該抓取部之側壁上開設有容納孔，該 滾珠活動收容於該容納孔，該撐桿之一端設置有推頂部， 該撐桿之推頂部收容於該套筒内，該撐桿可沿該套筒軸向 運動，該推頂部用於推頂該滾珠以使其部分露出於容納孔 ，其改良在於：該抓取部之端面上開設有與容納孔相通之 裝配孔以使該滾珠可從該裝配孔安裝到該容納孔，該機器 人手爪還包括安裝於該裝配孔内用於防止該滾珠從該容納 孔脫出之柱塞。 8 .如申請專利範圍第7項所述之機器人，其中該抓取部之側 壁鄰近該容納孔位置處開設有鎖孔，該柱塞上開設有螺孔 ，該柱塞還包括一螺桿，該螺桿依次穿過該鎖孔及該螺孔 將該柱塞固定安裝於該裝配孔内。 9 .如申請專利範圍第7或8項所述之機器人，其中該連接件為 中空之圓柱體。 10 .如申請專利範圍第7或8項所述之機器人，其中該機器人還 包括感應裝置，該感應裝置固定於該氣缸上。 100106920 表單編號 A0101 第 12 頁/共 17 頁 1002011716-0