TW202116511A - Robot arm, mechanical assembly and assembly method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本揭露是有關於一種機械手臂、機械組合件及其組裝方法,且特別是有關於一種以斜面原理組裝的機械手臂、機械組合件及其組裝方法。The present disclosure relates to a mechanical arm, a mechanical assembly and an assembly method thereof, and particularly relates to a mechanical arm, a mechanical assembly and an assembly method that are assembled on the principle of an inclined plane.
機械手臂通常包含數個關節,此些關節分別製作完成後,採用螺紋元件直接螺合,而螺合處通常是對接之二關節相對的二接合面。然而,二關節之間的接合面之間的空間狹小,往往需要額外借助鎖附工具於此狹小空間內操作螺紋元件方能螺合二關節。然,即使借助工具,於狹小空間內操作螺紋元件仍相當不便,消耗大量組裝工時。因此,如何提出一種能增進組裝性的機械手臂是本技術領域業者努力的目標之一。A mechanical arm usually contains several joints. After these joints are manufactured separately, they are directly screwed by threaded elements, and the screw joints are usually two opposite joints of the butt joints. However, the space between the joint surfaces between the two joints is narrow, and it is often necessary to additionally use a locking tool to operate the threaded element in the narrow space to screw the two joints. However, even with the help of tools, it is still quite inconvenient to operate the threaded element in a small space, which consumes a lot of assembly man-hours. Therefore, how to propose a robotic arm that can improve assembly is one of the goals of the industry in this technical field.
本揭露係有關於一種機械手臂、機械組合件及其組裝方法,可改善前述習知問題。This disclosure relates to a mechanical arm, a mechanical assembly and an assembly method thereof, which can improve the aforementioned conventional problems.
本揭露一實施例提出一種機械手臂。機械手臂包括一第一關節、一第二關節及一結合元件。第一關節具有一第一斜面。第二關節與第一關節對接且具有一第二斜面。結合元件具有相對之一第三斜面與一第四斜面。其中,第三斜面與第一斜面接觸,而第四斜面與第二斜面接觸。An embodiment of the present disclosure provides a robotic arm. The robotic arm includes a first joint, a second joint and a coupling element. The first joint has a first inclined surface. The second joint is connected to the first joint and has a second inclined surface. The combining element has a third inclined surface and a fourth inclined surface opposite to each other. Wherein, the third inclined surface is in contact with the first inclined surface, and the fourth inclined surface is in contact with the second inclined surface.
本揭露另一實施例提出一種機械組合件。機械組合件包括一第一組件、一第二組件及一結合元件。第一組件具有一第一斜面。第二組件與第一組件對接且具有一第二斜面。結合元件具有相對之一第三斜面與一第四斜面。其中,第三斜面與第一斜面接觸,而第四斜面與第二斜面接觸。Another embodiment of the present disclosure provides a mechanical assembly. The mechanical assembly includes a first component, a second component and a coupling element. The first component has a first inclined surface. The second component is connected to the first component and has a second inclined surface. The combining element has a third inclined surface and a fourth inclined surface opposite to each other. Wherein, the third inclined surface is in contact with the first inclined surface, and the fourth inclined surface is in contact with the second inclined surface.
本揭露另一實施例提出一種機械手臂之組裝方法。組裝方法包括以下步驟。提供一第一關節、一第二關節及一結合元件,其中第一關節具有一第一斜面,第二關節具有一第二斜面,結合元件具有相對之一第三斜面與一第四斜面;對接第一關節與第二關節;以及,以結合元件結合第一關節與該第二關節,其中第三斜面與第一斜面接觸,而第四斜面與第二斜面接觸。Another embodiment of the present disclosure provides a method for assembling a robot arm. The assembly method includes the following steps. A first joint, a second joint, and a coupling element are provided, wherein the first joint has a first slope, the second joint has a second slope, and the coupling element has a third slope and a fourth slope opposite to each other; The first joint and the second joint; and the first joint and the second joint are combined by a coupling element, wherein the third inclined surface is in contact with the first inclined surface, and the fourth inclined surface is in contact with the second inclined surface.
為了對本揭露之上述及其他方面有更佳的瞭解,下文特舉實施例,並配合所附圖式詳細說明如下:In order to have a better understanding of the above and other aspects of the present disclosure, the following examples are specially cited, and the accompanying drawings are described in detail as follows:
本揭露實施例提供一種機械組合件,其包含第一組件、第二組件及結合元件,其中第一組件具有一第一斜面,第二組件具有一第二斜面,結合元件具有相對之一第三斜面與一第四斜面,而第三斜面與第一斜面接觸,而第四斜面與第二斜面接觸。如此,第一組件、第二組件與結合元件可透過斜面彼此楔合。機械組合件可以是機械手臂或其它二組件具有結合需求的組件。本揭露實施例的機械組合件係以機械手臂100為例,請參照以下說明。The disclosed embodiment provides a mechanical assembly, which includes a first component, a second component, and a coupling element. The first component has a first inclined surface, the second component has a second inclined surface, and the coupling element has a third The inclined surface is in contact with a fourth inclined surface, the third inclined surface is in contact with the first inclined surface, and the fourth inclined surface is in contact with the second inclined surface. In this way, the first component, the second component and the coupling element can be wedged with each other through the inclined surface. The mechanical assembly can be a robotic arm or a component that has a combination of two other components. The mechanical assembly of the embodiment of the present disclosure takes the
請參照第1A~5C圖,第1A~1C圖繪示依照本揭露一實施例之機械手臂100的示意圖,第2及3圖繪示第1A圖之機械手臂100的分解圖,第4圖繪示第1B圖之機械手臂100沿方向4-4’方向(例如,XY平面方向的剖面)的剖面圖,而第5A圖繪示第1B圖之機械手臂100沿方向5A-5A’方向(例如,YZ平面方向的剖面)的剖面圖,第5B圖繪示第5A圖之局部5B’的放大圖,而第5C圖繪示第5A圖之局部5C’的放大圖。Please refer to Figures 1A to 5C. Figures 1A to 1C show a schematic diagram of a
如第1A~1C圖所示,機械手臂100包括第一關節110、第二關節120、結合元件130及至少一固定元件140(第1B及1C圖未繪示固定元件140)。如第5A~5C圖,第一關節110具有第一斜面110s1。第二關節120具有第二斜面120s1。結合元件130具有相對之第三斜面130s1與第四斜面130s2。第三斜面130s1與第一斜面110s1接觸,而第四斜面130s2與第二斜面120s1接觸。如此,第一關節110、第二關節120與結合元件130可透過第一斜面110s1、第二斜面120s1、第三斜面130s1與第四斜面130s2彼此楔合。As shown in Figs. 1A to 1C, the
在實施例中,結合元件130之第三斜面130s1與第一斜面110s1沿Z軸向接觸且結合元件130之第四斜面130s2與第二斜面120s1沿Z軸向接觸,因此結合元件130可拘束第一關節110與第二關節120沿Z軸向的相對位移。Z軸向例如是第一關節110與第二關節120的對接方向,而圖式的XY平面大致垂直於Z軸向。In the embodiment, the third inclined surface 130s1 of the
如第5A~5C圖所示,第一關節110具有第一凹部110r,第一凹部110r從第一關節110之第一外周面110s2內陷。第二關節120具有一第二凹部120r,第二凹部120r從第二關節120之第二外周面120s2內陷。第一凹部110r具有第一斜面110s1,而第二凹部120r具有第二斜面120s1。結合元件130具有第一內周面130s3及第二內周面130s4。如第5B圖所示,第一內周面130s3與第一凹部110r的凹部底面110b彼此隔開一間隔SP1,此間隔SP1提供結合元件130往凹部底面110b移動過程的容置空間,使結合元件130之第三斜面130s1與第一斜面110s1得以緊密接觸(若省略間隔SP1,則第一內周面130s3與第一凹部110r的凹部底面110b可能先接觸,此會阻止結合元件130之第三斜面130s1與第一斜面110s1緊密接觸)。As shown in FIGS. 5A to 5C, the
相似地,如第5B圖所示,第二內周面130s4與第二凹部120r的凹部底面120b彼此隔開一間隔SP2,此間隔SP2提供結合元件130往凹部底面120b移動的容置行程,使結合元件130之第四斜面130s2與第二斜面120s1得以緊密接觸(若省略間隔SP2,則第二內周面130s4與第二凹部120r的凹部底面120b可能先接觸,此會阻止結合元件130之第四斜面130s2與第二斜面120s1緊密接觸)。Similarly, as shown in Figure 5B, the second inner peripheral surface 130s4 and the
如第5A及5B圖所示,第一關節110包括定位孔111,而第二關節120包括定位軸121。第一關節110具有第一端面110e,定位孔111相對第一端面110e凹陷。第二關節120具有第二端面120e,定位軸121相對第二端面120e突出。當第一關節110與第二關節120對接時,第一端面110e與第二端面120e接觸,如平貼。As shown in FIGS. 5A and 5B, the
定位孔111與定位軸121可相配合,以拘束第一關節110與第二關節120沿XY平面的相對運動。舉例來說,如第4圖所示,定位孔111具有相對之第一平側面111s1及第二平側面111s2、以及相對之第一曲側面111s3及第二曲側面111s4。第一曲側面111s3及第二曲側面111s4連接第一平側面111s1與第二平側面111s2。定位軸121具有相對之第三平側面121s1及第四平側面121s2、以及相對之第三曲側面121s3及第四曲側面121s4。第三曲側面121s3及第四曲側面121s4連接第三平側面121s1與第四平側面121s2。在第一關節110與第二關節120組裝後,如第4圖所示,定位孔111與定位軸121相配合,其中第一平側面111s1與第三平側面121s1相對,第二平側面111s2與第四平側面121s2相對,第一曲側面111s3與第三曲側面121s3相對,而第二曲側面111s4與第四曲側面121s4相對。透過此些表面相對配置,可拘束第一關節110與第二關節120沿XY平面的相對運動。The
詳言之,藉由第一平側面111s1與第三平側面121s1相對,而第二平側面111s2與第四平側面121s2相對,使第一關節110與第二關節120沿X軸向的相對位移受到拘束。藉由第一曲側面111s3與第三曲側面121s3相對,而第二曲側面111s4與第四曲側面121s4相對,使第一關節110與第二關節120沿Y軸向的相對位移受到拘束。X軸向與Y軸向大致上垂直。In detail, by the first flat side surface 111s1 opposite to the third flat side surface 121s1, and the second flat side surface 111s2 opposite to the fourth flat side surface 121s2, the relative displacement of the first joint 110 and the second joint 120 along the X-axis is achieved. Be restrained. The first curved side surface 111s3 is opposite to the third curved side surface 121s3, and the second curved side surface 111s4 is opposite to the fourth curved side surface 121s4, so that the relative displacement of the first joint 110 and the second joint 120 along the Y-axis is restricted. The X axis is substantially perpendicular to the Y axis.
如第4圖所示,在本實施例中,前述曲側面例如是圓柱面。在一實施例中,第一曲側面111s3及第三曲側面121s3的圓心角A1例如是介於60度~150度,較佳但非限制地是大於120度,而第二曲側面111s4及第四曲側面121s4的圓心角A2例如是介於60度~150度之間的任一數值,較佳但非限制地是70度~130度間的任一數值,或是大於100度。此外,第一曲側面111s3的圓心與第二曲側面111s4的圓心可重合(例如,共點),然亦可不重合。相似地,第三曲側面121s3的圓心與第四曲側面121s4的圓心可重合(例如,共點),然亦可不重合。As shown in Fig. 4, in this embodiment, the aforementioned curved side surface is, for example, a cylindrical surface. In one embodiment, the central angle A1 of the first curved side surface 111s3 and the third curved side surface 121s3 is, for example, between 60 degrees and 150 degrees, preferably, but not limited to, greater than 120 degrees, and the second curved side surface 111s4 and the third curved side surface 121s3 The central angle A2 of the quadrilateral side 121s4 is, for example, any value between 60 degrees and 150 degrees, preferably but not limited to any value between 70 degrees and 130 degrees, or greater than 100 degrees. In addition, the center of the first curved side surface 111s3 and the center of the second curved side surface 111s4 may overlap (for example, share the same point), but they may not overlap. Similarly, the center of the third curved side surface 121s3 and the center of the fourth curved side surface 121s4 may overlap (for example, share the same point), but they may not overlap.
此外,在一實施例中,如第4圖,定位孔111與定位軸121之間沿第一餘隙方向(例如,X軸向)具有第一餘隙C1,定位孔111與定位軸121之間沿第二餘隙方向(例如,Y軸向)具有第二餘隙C2。第一餘隙C1例如是介於+0.3mm~+0.6mm(例如,單邊餘隙)之間,此餘隙量使定位孔111與定位軸121可容易對接。此外,前述第一餘隙C1的雙邊餘隙為前述單邊餘隙的數值範圍的二倍,或者,前述第一餘隙C1的數值範圍也可以是雙邊餘隙In addition, in one embodiment, as shown in FIG. 4, there is a first clearance C1 between the
此外,第一餘隙C1與第二餘隙C2相異。在本實施例中,第二餘隙C2小於第一餘隙C1,因此在定位孔111與定位軸121配合後,定位孔111與定位軸121沿第二餘隙方向的相對位移量小於定位孔111與定位軸121沿第一餘隙方向的相對位移量。在一實施例中,第二餘隙C2例如是介於+0.01毫米~+0.03毫米之間,此餘隙量可使定位孔111與定位軸121沿第二餘隙方向精密配合,二者沿第二餘隙方向幾乎不會相對位移或相對位移量不影響機械手臂100的功能。前述第二餘隙C2的數值範圍係單邊餘隙,而雙邊餘隙為單邊餘隙的二倍。In addition, the first clearance C1 is different from the second clearance C2. In this embodiment, the second clearance C2 is smaller than the first clearance C1. Therefore, after the
雖然第一餘隙C1大於第二餘隙C2(定位孔111與定位軸121沿第一餘隙方向會因為餘隙而相對運動),然而藉由第一定位部112與第二定位部122的配合,可減少第一關節110與第二關節120沿第一餘隙方向的相對位移量。以下進一步舉例說明。Although the first clearance C1 is larger than the second clearance C2 (the
如第2及5A~5C圖所示,第一關節110包括第一定位部112,第二關節120包括第二定位部122。在實施例中,第一定位部112與第二定位部122之一者例如是定位孔,而第一定位部112與第二定位部122之另一者例如是定位柱。本揭露實施例之第一定位部112以定位柱為例說明,而第二定位部122以定位孔為例說明,如第2圖,其中第一定位部112相對第一端面110e突出,而第二定位部122相對第二端面120e凹陷。以形狀來說,第一定位部112的剖面形狀(例如,XY平面)例如是圓形,而第二定位部122的剖面形狀(例如,XY平面)相似於第一定位部112的剖面形狀。As shown in FIGS. 2 and 5A to 5C, the first joint 110 includes a
請見第4圖,第一定位部112與第二定位部122的配合可拘束第一關節110與第二關節120沿第一餘隙方向(例如,X軸向)的相對運動。第一定位部112與第二定位部122之間沿第一餘隙方向(例如,X軸向)具有第三餘隙C3。第一定位部112與第二定位部122之間沿第二餘隙方向(例如,Y軸向)具有第四餘隙C4。在實施例中,由於第一定位部112的剖面形狀及第二定位部122的剖面形狀為圓形,因此第三餘隙C3與第四餘隙C4相同。以尺寸來說,第三餘隙C3例如是介於0.004毫米~0.018毫米(例如,雙邊餘隙)之間,而第四餘隙C4例如是介於0.004毫米~0.018毫米 (例如,雙邊餘隙)之間,此些餘隙量使第一定位部112與第二定位部122精密配合。此外,第三餘隙C3小於第一餘隙C1。如此,透過較小的第三餘隙C3,可減少第一關節110與第二關節120沿第一餘隙方向的相對位移量。Please refer to FIG. 4, the cooperation of the
綜上可知,藉由定位孔111與定位軸121的配合以及第一定位部112與第二定位部122的配合可拘束第一關節110與第二關節120沿XY平面的相對運動,但第一關節110與第二關節120仍具有相對Z軸向的轉動自由度(例如,第一關節110與第二關節120仍可繞第一定位部112及第二定位部122轉動)。不過,進一步藉由第三定位部113與第四定位部123的配合可拘束第一關節110與第二關節120相對Z軸向的轉動自由度。以下進一步舉例說明。In summary, the cooperation of the
如第2及4圖所示,第一關節110包括第三定位部113,第二關節120包括第四定位部123。第三定位部113與第四定位部123之一者例如是長槽孔,而第三定位部113與第四定位部123之另一者例如是定位柱。本揭露實施例之第三定位部113以定位柱為例說明,而第四定位部123以長槽孔為例說明,其中第三定位部113相對第一端面110e突出,而第四定位部123相對第二端面120e凹陷。As shown in FIGS. 2 and 4, the first joint 110 includes a
如第4圖,第三定位部113與第四定位部123配合。第三定位部113與第四定位部123之間沿第一餘隙方向(例如, X軸向)具有第五餘隙C5,第三定位部113與第四定位部123之間沿第二餘隙方向(例如,Y軸向)具有第六餘隙C6。在實施例中,由於第四定位部123為沿第一餘隙方向(如,X軸向)延伸的長槽孔,因此第五餘隙C5大於第六餘隙C6。第五餘隙C5可提供第三定位部113與第四定位部123沿第一餘隙方向足夠的配合裕度,使第三定位部113與第四定位部123在足夠配合裕度下更快地結合。以尺寸來說,第五餘隙C5例如是介於1毫米~1.6毫米(例如,雙邊餘隙)之間,此餘隙量第三定位部113與第四定位部123在足夠配合裕度下更快地結合。第六餘隙C6的數值範圍可以與第三餘隙C3或第四餘隙C4相同,例如是介於0.004毫米~0.018毫米之間,此餘隙量可拘束第一定位部112與第二定位部122沿第二餘隙方向的相對轉動量,如此,當第一關節110與第二關節120以第一定位部112與第二定位部122做為支點繞Z軸向轉動時,由於受到第三定位部113與第四定位部123的拘束(例如,Y軸向的拘束),第一關節110與第二關節120無法繞Z軸向相對轉動。As shown in FIG. 4, the
綜上所述,雖然第二餘隙C2大於第一餘隙C1,然而在第一定位部112與第二定位部122的配合後,由於第三餘隙C3及第四餘隙C4小於第一餘隙C1及第二餘隙C2,因此可減少第一關節110與第二關節120沿XY平面的相對位移量。且,在第三定位部113與第四定位部123配合後,可拘束第一關節110與第二關節120繞Z軸向的相對轉動量。In summary, although the second clearance C2 is greater than the first clearance C1, after the
如第5B圖所示,結合元件130具有凹槽130r,凹槽130r具有槽底面130b。凹槽130r例如相對前述第一內周面130s3及第二內周面130s4凹陷。第一關節110更具有第一外周面110s2,而第二關節120更具有一第二外周面120s2。第一外周面110s2及第二外周面120s2與槽底面130b隔開一間隔SP3。此間隔SP3提供第一關節110及第二關節120往槽底面130b移動的容置空間,使結合元件130之第三斜面130s1與第一斜面110s1得以緊密接觸以及結合元件130之第四斜面130s2與第二斜面120s1得以緊密接觸(若省略間隔SP3,則結合元件130之槽底面130b與外周面(第一外周面110s2及第二外周面120s2)可能先接觸,此會阻止結合元件130之第三斜面130s1與第一斜面110s1緊密接觸以及阻止結合元件130之第四斜面130s2與第二斜面120s1緊密接觸)。As shown in FIG. 5B, the
如第5B及5C圖所示,第一關節110包括一第一凸緣110A,第一凸緣110A具有前述第一外周面110s2。第二關節120包括一第二凸緣120A,第二凸緣120A具有前述第二外周面120s2。當結合元件130與第一關節110及第二關節120結合時,第一凸緣110A及第二凸緣120A位於凹槽130r內。As shown in FIGS. 5B and 5C, the first joint 110 includes a
如第5B圖所示,在結合元件130結合於第一關節110及第二關節120的過程中,結合元件130之槽底面130b與外周面(第一外周面110s2及第二外周面120s2)可保持間隔,使結合元件130之第三斜面130s1與第一斜面110s1得以緊密接觸以及結合元件130之第四斜面130s2與第二斜面120s1得以緊密接觸。詳言之,如第5C圖所示,凹槽130r具有開口130a,開口130a具有一寬度D1。凹槽130r具有一槽高H1,槽高H1為開口130a與槽底面130b之間的距離。第一凸緣110A具有第一高度H2,第一高度H2例如是第一外周面110s2與一基準R1之間的距離,而第一凸緣110A於基準R1處具有第一厚度D2。第二凸緣120A具有第二高度H3,第二高度H3例如是第二外周面120s2與一基準R2之間的距離,而第二凸緣120A於基準R2處具第二厚度D3。當第一凸緣110A及第二凸緣120A與凹槽130r緊密配合時,第一凸緣110A之基準R1、第二凸緣120A之基準R2與開口130a大致重合,如沿Z軸向大致重合,而槽高H1大於第一凸緣110A的第一高度H2及第二凸緣120A的第二高度H3如此,結合元件130之槽底面130b與外周面(第一外周面110s2及第二外周面120s2)可保持間隔,使結合元件130之第三斜面130s1與第一斜面110s1得以緊密接觸以及結合元件130之第四斜面130s2與第二斜面120s1得以緊密接觸。As shown in Figure 5B, during the process of coupling the
此外,結合元件130可拘束第一關節110與第二關節120繞X軸向的相對轉動及繞Y軸向的相對轉動。詳言之,如第3及4圖所示,第一凸緣110A及第二凸緣120A繞Z軸向360度延伸,且結合元件130也可繞Z軸向360度延伸。如此,在結合元件130、第一關節110與第二關節120組裝後,如第5A~5C圖所示,結合元件130可全周向地卡合於第一凹部110r及第二凹部120r,因此結合元件130可拘束第一關節110與第二關節120繞X軸向的相對轉動及繞Y軸向的相對轉動。In addition, the
如第1至4、5A及5B圖所示,結合元件130包括可相對接合之第一子結合件131與第二子結合件132。第一子結合件131具有凹槽130r的一部分,而第二子結合件132具有凹槽130r的另一部分,例如是凹槽130r的其餘部分。在實施例中,第一子結合件131具有第三斜面130s1之一部分,第二子結合件132具有第三斜面130s1的另一部分,例如是第三斜面130s1的其餘部分,第一子結合件131具有第四斜面130s2之一部分,第二子結合件132具有第四斜面130s2的另一部分,例如是第四斜面130s2的其餘部分。As shown in FIGS. 1 to 4, 5A, and 5B, the
固定元件140 (繪示於第1A圖)固定第一子結合件131與第二子結合件132。例如,請見第4圖,第一子結合件131具有第一貫孔131h1,而第二子結合件132具有第一凹孔132h1。在實施例中,固定元件140 例如是螺栓,其具有公螺紋,而第一凹孔132h1內具有母螺紋。固定元件140穿過第一貫孔131h1並螺合於第一凹孔132h1之母螺紋,以暫時性固定第一子結合件131與第二子結合件132,進而固定第一關節110與第二關節120。相似地,第一子結合件131具有第二貫孔131h2,而第二子結合件132具有第二凹孔132h2。在實施例中,第二凹孔132h2內具有母螺紋。另一固定元件140可穿過第二貫孔131h2並螺合於第二凹孔132h2之母螺紋,以暫時性固定第一子結合件131與第二子結合件132,進而固定第一關節110與第二關節120。The fixing element 140 (shown in FIG. 1A) fixes the first
如第4及5A圖所示,第一貫孔131h1、第一凹孔132h1、第二貫孔131h2及第二凹孔132h2沿Y軸向延伸,固定元件140可沿Y軸向穿過第一貫孔131h1、第一凹孔132h1、第二貫孔131h2及第二凹孔132h2,而固定第一子結合件131與第二子結合件132的相對位置。As shown in Figures 4 and 5A, the first through hole 131h1, the first recessed hole 132h1, the second through hole 131h2, and the second recessed hole 132h2 extend along the Y axis, and the fixing
此外,前述第一斜面110s1、第二斜面120s1、第三斜面130s1與第四斜面130s2繞Z軸向規則延伸,如延伸成封閉環形(360度)或開放環形(小於360度)。如此,第一子結合件131與第二子結合件132於第一關節110及第二關節120上的位置無組裝方向的限制。例如,在組裝過程中,在先對接第一關節110與第二關節120後,第一子結合件131與第二子結合件132之一者可結合於第一關節110與第二關節120的任意位置,然後第一子結合件131與第二子結合件132之另一者再與第一子結合件131與第二子結合件132之該者對接,然後再以固定元件140固定第一子結合件131與第二子結合件132。In addition, the aforementioned first inclined surface 110s1, second inclined surface 120s1, third inclined surface 130s1, and fourth inclined surface 130s2 regularly extend around the Z axis, such as extending into a closed ring (360 degrees) or an open ring (less than 360 degrees). In this way, the positions of the first
請參照第6A~6E圖,其繪示第1A圖之機械手臂100的組裝(或製造)過程圖。Please refer to FIGS. 6A to 6E, which illustrate the assembly (or manufacturing) process diagram of the
首先,提供第一關節110及第二關節120、以及結合元件130。如第6A圖所示,第一關節110更包括定位孔111、第一定位部112及第三定位部113,而第二關節120更包括定位軸121、第二定位部122及第四定位部123。第一關節110之第一定位部112的端面112e相對第一關節110的第一端面110e突出一第一長度L1,第二關節120之定位軸121的端面121e相對第二關節120的第二端面120e突出一第二長度L2,而第一關節110之第三定位部113的端面113e相對第一關節110的端面110e突出一第三長度L3。First, the first joint 110 and the second joint 120, and the
然後,如第6B圖所示,對接第一關節110與第二關節120。視第一長度L1、第二長度L2及第三長度L3的大小關係不同,第一關節110與第二關節120有不同的配合情況,如下實施例一~四的說明(例如第6A~6E圖所示)。Then, as shown in FIG. 6B, the first joint 110 and the second joint 120 are connected. Depending on the size relationship between the first length L1, the second length L2, and the third length L3, the first joint 110 and the second joint 120 have different matching situations, as described in the following
在實施例一中,第二長度L2大於第一長度L1、且第一長度L1大於第三長度L3 (即,第三長度L3小於第二長度L2)。In the first embodiment, the second length L2 is greater than the first length L1, and the first length L1 is greater than the third length L3 (that is, the third length L3 is less than the second length L2).
如此,在第一關節110與第二關節120的對接過程中,第一關節110的定位孔111與第二關節120的定位軸121先配合(例如第6B圖所示),然後第一關節110的第一定位部112與第二關節120的第二定位部122再配合(例如第6C圖所示),然後第一關節110的的第三定位部113與第二關節120的第四定位部123再配合(例如第6D圖所示)。In this way, during the mating process of the first joint 110 and the second joint 120, the
在實施例二中,第一長度L1大於第二長度L2、且第二長度L2大於第三長度L3。In the second embodiment, the first length L1 is greater than the second length L2, and the second length L2 is greater than the third length L3.
如此,在第一關節110與第二關節120的對接過程中,第一關節110之第一定位部112與第二關節120之第二定位部122先配合,然後第一關節110的定位孔111與第二關節120的定位軸121再配合,然後第一關節110的第三定位部113與第二關節120的第四定位部123再配合。In this way, during the mating process of the first joint 110 and the second joint 120, the
在實施例三中,第一長度L1大致上等於第二長度L2、且第二長度L2大於第三長度L3。In the third embodiment, the first length L1 is substantially equal to the second length L2, and the second length L2 is greater than the third length L3.
如此,在第一關節110與第二關節120的對接過程中,第一關節110的第一定位部112與第二關節120的第二定位部122以及第一關節110的定位孔111與第二關節120的定位軸121幾乎可同時/同步配合,然後第一關節110的第三定位部113與第二關節120的第四定位部123再配合。In this way, during the mating process of the first joint 110 and the second joint 120, the
在實施例四中,第一長度L1大於第二長度L2、且第二長度L2與第三長度L3大致上相等。In the fourth embodiment, the first length L1 is greater than the second length L2, and the second length L2 is substantially equal to the third length L3.
如此,在第一關節110與第二關節120的對接過程中,第一關節110的定位孔111與第二關節120的定位軸121先配合,然後第一關節110的第一定位部112與第二關節120的第二定位部122以及第一關節110的第三定位部113與第二關節120的第四定位部123幾乎同時/同步配合。In this way, during the mating process of the first joint 110 and the second joint 120, the
如第6E圖 (與第6A~6D圖的視角不同)所示,在第一關節110與第二關節120對接後,以結合元件130結合第一關節110與第二關節120。結合後,結合元件130之第三斜面130s1與第一關節110之第一斜面110s1接觸,而結合元件130之第四斜面130s2與第二關節120之第二斜面120s1接觸。As shown in FIG. 6E (different from the viewing angle of FIGS. 6A to 6D), after the first joint 110 and the second joint 120 are docked, the first joint 110 and the second joint 120 are combined by the
在第6E圖中,結合元件130包括第一子結合件131及第二子結合件132。第一子結合件131與第二子結合件132於第一關節110及第二關節120上的位置無組裝方向的限制。例如,在組裝過程中,在先對接第一關節110與第二關節120後,第一子結合件131與第二子結合件132之一者可結合於第一關節110與第二關節120的任意位置,然後第一子結合件131與第二子結合件132之另一者再與第一子結合件131與第二子結合件132之該者對接。如此,可快速將第一子結合件131及第二子結合件132結合於對接之第一關節110與第二關節120。In FIG. 6E, the
在第6E圖中,第一斜面110s1與第一端面110e之間的夾角A3可以是介於約5度~15度之間的任意數值,例如是10度。相似地,第二斜面120s1與第二端面120e之間的夾角A4可以是介於約5度~15度之間的任意數值,例如是10度。藉由夾角A3及A4的設計,使結合元件130、第一關節110與第二關節120緊密地接合,如緊密地錐合。In Figure 6E, the included angle A3 between the first inclined surface 110s1 and the
然後,以至少一固定元件140(固定元件140繪示於第1A圖)固定結合元件130與對接後之第一關節110與第二關節120之間的相對位置。例如,以一固定元件140螺合對接之第一子結合件131與第二子結合件132,以固定對接之第一子結合件131與第二子結合件132,進而使結合元件130之第三斜面130s1與第一關節110之第一斜面110s1更緊密地接觸且使結合元件130之第四斜面130s2與第二關節120之第二斜面120s1更緊密地接觸。此外,固定元件140暫時性固定第一關節110與第二關節120,因此可實現機械手臂100的可拆裝性。Then, at least one fixing element 140 (the fixing
如第1A圖所示,固定元件140從第一關節110、第二關節120及結合元件130的外部(非第一關節110與第二關節120的對接面)固定第一關節110、第二關節120與結合元件130的相對位置,使機械手臂100的組裝相當方便且快速。此外,在機械手臂100的組裝過程中,第一關節110與第二關節120主要係以沿一直線方向(例如,Z軸向)對接(例如第6B~6E圖所示),而第一子結合件131與第二子結合件132主要係以沿另一直線方向(例如,Y軸向或X軸向)對接於第一關節110與第二關節120上(例如第6E圖所示)。由於對接方式簡單快速,因此可實現機械手臂100的快速拆裝性。As shown in Figure 1A, the fixing
綜上所述,雖然本揭露已以實施例揭露如上,然其並非用以限定本揭露。本揭露所屬技術領域中具有通常知識者,在不脫離本揭露之精神和範圍內,當可作各種之更動與潤飾。因此,本揭露之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。To sum up, although the present disclosure has been disclosed as above through the embodiments, it is not intended to limit the present disclosure. Those with ordinary knowledge in the technical field to which this disclosure belongs can make various changes and modifications without departing from the spirit and scope of this disclosure. Therefore, the scope of protection of this disclosure shall be subject to the scope of the attached patent application.
100:機械手臂 110:第一關節 110A:第一凸緣 110e:第一端面 110s1:第一斜面 110s2:第一外周面 110r:第一凹部 110b, 120b:凹部底面 111:定位孔 112:第一定位部 112e, 121e, 113e:端面 113:第三定位部 111s1:第一平側面 111s2:第二平側面 111s3:第一曲側面 111s4:第二曲側面 120:第二關節 120A:第二凸緣 120e:第二端面 120s1:第二斜面 120s2:第二外周面 120r:第二凹部 121:定位軸 121s1:第三平側面 121s2:第四平側面 121s3:第三曲側面 121s4:第四曲側面 122:第二定位部 123:第四定位部 130:結合元件 130a:開口 130s1:第三斜面 130s2:第四斜面 130s3:第一內周面 130s4:第二內周面 130r:凹槽 130b:槽底面 131:第一子結合件 131h1:第一貫孔 132h1:第一凹孔 132:第二子結合件 131h2:第二貫孔 132h2:第二凹孔 140:固定元件 A1, A2:圓心角 C1:第一餘隙 C2:第二餘隙 C3:第三餘隙 C4:第四餘隙 C5:第五餘隙 C6:第六餘隙 D1:寬度 D2:第一厚度 D3:第二厚度 H1:槽高 H2:第一高度 H3:第二高度 L1:第一長度 L2:第二長度 L3:第三長度 X, Y, Z:軸向 SP1, SP2, SP3:間隔100: Robotic arm 110: first joint 110A: First flange 110e: the first end face 110s1: the first slope 110s2: the first outer peripheral surface 110r: The first recess 110b, 120b: bottom surface of recess 111: positioning hole 112: The first positioning part 112e, 121e, 113e: end face 113: The third positioning part 111s1: the first flat side 111s2: second flat side 111s3: the first side of the song 111s4: Second side of the curve 120: second joint 120A: second flange 120e: second end face 120s1: second slope 120s2: second outer peripheral surface 120r: second recess 121: positioning axis 121s1: third flat side 121s2: the fourth flat side 121s3: Third side of the song 121s4: Side of the fourth song 122: second positioning part 123: The fourth positioning part 130: Combining components 130a: opening 130s1: third slope 130s2: the fourth slope 130s3: the first inner peripheral surface 130s4: the second inner peripheral surface 130r: groove 130b: groove bottom 131: The first sub-assembly 131h1: first through hole 132h1: the first recessed hole 132: The second sub-assembly 131h2: second through hole 132h2: second recessed hole 140: fixed element A1, A2: central angle C1: first clearance C2: second clearance C3: third clearance C4: fourth clearance C5: Fifth clearance C6: sixth clearance D1: width D2: The first thickness D3: second thickness H1: Groove height H2: first height H3: second height L1: first length L2: second length L3: third length X, Y, Z: axial SP1, SP2, SP3: interval
第1A~1C圖繪示依照本揭露一實施例之機械手臂的示意圖。
第2及3圖繪示第1A圖之機械手臂的分解圖。
第4圖繪示第1B圖之機械手臂沿方向4-4’的剖面圖。
第5A圖繪示第1B圖之機械手臂沿方向5A-5A’的剖面圖。
第5B圖繪示第5A圖之局部5B’的放大圖。
第5C圖繪示第5A圖之局部5C’的放大圖。
第6A~6E圖繪示第1A圖之機械手臂的組裝過程圖。1A to 1C are schematic diagrams of a robotic arm according to an embodiment of the disclosure.
Figures 2 and 3 show an exploded view of the robotic arm of Figure 1A.
Figure 4 shows a cross-sectional view of the robotic arm of Figure 1B along the direction 4-4'.
Fig. 5A shows a cross-sectional view of the robot arm of Fig. 1B along the
100:機械手臂100: Robotic arm
110:第一關節110: first joint
110A:第一凸緣110A: First flange
110e:第一端面110e: the first end face
111:定位孔111: positioning hole
111s1:第一平側面111s1: the first flat side
111s2:第二平側面111s2: second flat side
111s3:第一曲側面111s3: the first side of the song
111s4:第二曲側面111s4: Second side of the curve
112:第一定位部112: The first positioning part
113:第三定位部113: The third positioning part
120:第二關節120: second joint
120A:第二凸緣120A: second flange
120e:第二端面120e: second end face
121:定位軸121: positioning axis
121s1:第三平側面121s1: third flat side
121s2:第四平側面121s2: the fourth flat side
121s3:第三曲側面121s3: Third side of the song
121s4:第四曲側面121s4: Side of the fourth song
122:第二定位部122: second positioning part
123:第四定位部123: The fourth positioning part
130:結合元件130: Combining components
131:第一子結合件131: The first sub-assembly
132:第二子結合件132: The second sub-assembly
130r:凹槽130r: groove
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