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TWI508831B - A joint device for a parallel robot - Google Patents

A joint device for a parallel robot Download PDF

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TWI508831B
TWI508831B TW102103098A TW102103098A TWI508831B TW I508831 B TWI508831 B TW I508831B TW 102103098 A TW102103098 A TW 102103098A TW 102103098 A TW102103098 A TW 102103098A TW I508831 B TWI508831 B TW I508831B
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    • B25J9/003—Programme-controlled manipulators having parallel kinematics
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    • B25J9/0051—Programme-controlled manipulators having parallel kinematics with kinematics chains having a rotary joint at the base with kinematics chains of the type rotary-universal-universal or rotary-spherical-spherical, e.g. Delta type manipulators
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Description

應用於並聯型機器手的關節裝置
本發明是有關於一種並聯型機器手，特別是指一種應用於並聯型機器手的關節裝置。
參閱圖1、2，現有的一種應用於並聯型機器手的關節裝置，該並聯型機器手包括三驅動馬達11，該關節裝置包括三環繞設置的擺動單元12、三對應該等擺動單元12設置的主臂單元13，及一連接該等主臂單元13的平台單元14，每一主臂單元13具有二設置於相對應的擺動單元12的第一球桿131、二分別可轉動地設置於該等第一球桿131的第一球接頭132、二設置於該等第一球接頭132的延伸桿133、二設置於該等延伸桿133且相反該等第一球接頭132的一側的第二球接頭134，及二可轉動地設置於該等第二球接頭134的第二球桿135，該平台單元14連接於該等第二球桿135。
使用時，該平台單元14能夠透過該等第一球桿131、該等第一球接頭132、該等第二球接頭134及該等第二球桿135的輔助而平移，進而進行機械加工。
然而，由於該等第一球接頭132及該等第二球接頭134用以連接該等第一球桿131及該等第二球桿135 的球窩於製作上存在加工誤差，且該等第一球桿131及該等第二球桿135在長時間使用後容易產生磨損，因此使得加工時的精度無法提升。
因此，本發明之目的，即在提供一種可以提高精度的應用於並聯型機器手的關節裝置。
於是本發明應用於並聯型機器手的關節裝置，該並聯型機器手包括複數驅動馬達，該關節裝置包含複數擺動單元、複數主臂單元，及一平台單元。
該等擺動單元間隔環繞設置，且各自連接並可受相對應的驅動馬達的驅動而擺動，該等主臂單元對應該等擺動單元設置，每一主臂單元包括一沿一第一軸線設置於相對應的擺動單元的第一軸承組、二分別沿二垂直於該第一軸線的第二軸線設置於該第一軸承組的第二軸承組、二可轉動地設置於該等第二軸承組並朝向下方且朝向該等主臂單元的內側延伸的延伸桿、二分別沿二相互平行的第三軸線設置於該等延伸桿且相反該等第二軸承組的一側的第三軸承組，及一沿一第四軸線設置於該等第三軸承組的第四軸承組，該第四軸線平行該第一軸線且垂直該等第三軸線，該平台單元連接於該等主臂單元的第四軸承組。
本發明之功效在於：藉由該等第一軸承組、該等第二軸承組、該等第三軸承組及該等第四軸承組的設計，能夠減少背隙，進而提升加工精度。
2‧‧‧擺動單元
3‧‧‧主臂單元
31‧‧‧第一軸承組
311‧‧‧斜角滾珠軸承
312‧‧‧上軸承架
32‧‧‧第二軸承組
321‧‧‧滾珠軸承
33‧‧‧延伸桿
34‧‧‧第三軸承組
341‧‧‧滾珠軸承
35‧‧‧第四軸承組
351‧‧‧斜角滾珠軸承
352‧‧‧下軸承架
4‧‧‧預力單元
41‧‧‧預力模組
411‧‧‧結合件
412‧‧‧彈性件
5‧‧‧平台單元
9‧‧‧驅動馬達
X‧‧‧第一軸線
Y‧‧‧第二軸線
Z‧‧‧第三軸線
L‧‧‧第四軸線
本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是現有的一種應用於並聯型機器手的關節裝置的立體組合圖；圖2是該現有的關節裝置的局部分解圖；圖3是本發明應用於並聯型機器手的關節裝置的一較佳實施例的立體組合圖；圖4是該較佳實施例的局部組合圖；及圖5是該較佳實施例的局部立體分解圖。
參閱圖3、4、5，為本發明應用於並聯型機器手的關節裝置之較佳實施例，該並聯型機器手包括三驅動馬達9，該關節裝置包含三擺動單元2、三主臂單元3、三預力單元4，及一平台單元5。
該等擺動單元2間隔環繞設置，且各自連接並可受相對應的驅動馬達9的驅動而擺動。
該等主臂單元3對應該等擺動單元2設置，每一主臂單元3包括一沿一第一軸線X設置於相對應的擺動單元2的第一軸承組31、二分別沿二垂直於該第一軸線X的第二軸線Y設置於該第一軸承組31的第二軸承組32、二可轉動地設置於該等第二軸承組32並朝向下方且朝向該等主臂單元3的內側延伸的延伸桿33、二分別沿二相互平行的第三軸線Z設置於該等延伸桿33且相反該等第二軸承 組32的一側的第三軸承組34，及一沿一第四軸線L設置於該等第三軸承組34的第四軸承組35，該第四軸線L平行該第一軸線X且垂直該等第三軸線Z。
於本實施例中，每一主臂單元3的該等第二軸承組32及該等第三軸承組34是分別設置於相對應延伸桿33沿軸向的兩相反側，每一主臂單元3的該等第二軸承組32是設置於該第一軸承組31的兩側，每一主臂單元3的該等第三軸承組34是設置於該第四軸承組35的兩側。
每一第一軸承組31具有一對相互結合的斜角滾珠軸承311，及二分別連接相對應的該等斜角滾珠軸承311並供相對應的該等第二軸承組32設置的上軸承架312。
每一第二軸承組32具有二相對設置於相對應的上軸承架312且穿入相對應的延伸桿33的滾珠軸承321。
每一第三軸承組34具有二相對設置且穿入相對應的延伸桿33的滾珠軸承341。
每一第四軸承組35具有一對相互結合的斜角滾珠軸承351，及二分別連接相對應的該等斜角滾珠軸承351並供相對應的每一第三軸承組34的該等滾珠軸承341設置的下軸承架352。
該等預力單元4對應該等主臂單元3設置，每一預力單元4包括二分別設置於相對應的主臂單元3的該等延伸桿33沿軸向的兩相反側的預力模組41，每一預力模組41具有二對應設置於該等延伸桿33的結合件411，及一連接該等結合件411的彈性件412。
該平台單元5連接於該等主臂單元3的第四軸 承組35。
使用時，藉由該等彈性件412的拉力，使得相對應受到拉力的該等結合件411能進一步地連動相對應的該等延伸桿33，並使相對應的該第二軸承組32及該第三軸承組34對該第一軸承組31及該第四軸承組35施加預力，進而使相對應的該等斜角滾珠軸承311、351相互推抵而緊密結合，而能順暢轉動，進而增加該並聯型機器手的加工精度。
藉由該等第一軸承組、該等第二軸承組、該等第三軸承組及該等第四軸承組的設計，能夠減少背隙，進而提升加工精度。
綜上所述，藉由該等第一軸承組31及該等第四軸承組35中該等斜角滾珠軸承311、351受到相對應等預力單元4的預力而緊密結合的設計，以及該等第二軸承組32及該等第三軸承組34的該等滾珠軸承321、341的設計，相較於現有的並聯型機器手，本發明能夠大幅度減少關節處的背隙，進而提升加工精度，且該等斜角滾珠軸承311、351在重複運作之後，也不會產生磨損而影響加工精度，故確實能達成本發明之目的。
惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
3‧‧‧主臂單元
31‧‧‧第一軸承組
311‧‧‧斜角滾珠軸承
312‧‧‧上軸承架
32‧‧‧第二軸承組
321‧‧‧滾珠軸承
33‧‧‧延伸桿
34‧‧‧第三軸承組
341‧‧‧滾珠軸承
35‧‧‧第四軸承組
351‧‧‧斜角滾珠軸承
352‧‧‧下軸承架
41‧‧‧預力模組
411‧‧‧結合件
412‧‧‧彈性件
5‧‧‧平台單元

Claims (6)

  1. 一種應用於並聯型機器手的關節裝置，該並聯型機器手包括複數驅動馬達，該關節裝置包含：複數擺動單元，間隔環繞設置，且各自連接並可受相對應的驅動馬達的驅動而擺動；複數主臂單元，對應該等擺動單元設置，每一主臂單元包括一沿一第一軸線設置於相對應的擺動單元的第一軸承組、二分別沿二垂直於該第一軸線的第二軸線設置於該第一軸承組的第二軸承組、二可轉動地設置於該等第二軸承組並朝向下方且朝向該等主臂單元的內側延伸的延伸桿、二分別沿二相互平行的第三軸線設置於該等延伸桿且相反該等第二軸承組的一側的第三軸承組，及一沿一第四軸線設置於該等第三軸承組的第四軸承組，該第四軸線平行該第一軸線且垂直該等第三軸線，每一第一軸承組具有一對相互結合的斜角滾珠軸承，及二分別連接相對應的該等斜角滾珠軸承並供相對應的該等第二軸承組設置的上軸承架，每一第四軸承組具有一對相互結合的斜角滾珠軸承，及二分別連接相對應的該等斜角滾珠軸承並供相對應的該等第三軸承組設置的下軸承架；一平台單元，連接於該等主臂單元的第四軸承組；及複數預力單元，對應該等主臂單元設置，每一預力單元包括二分別設置於相對應的主臂單元的該等延伸 桿沿軸向的兩相反側的預力模組，每一預力模組具有二對應設置於該等延伸桿的結合件，及一連接該等結合件的彈性件。
  2. 如請求項1所述的應用於並聯型機器手的關節裝置，其中，每一第二軸承組具有二相對設置於相對應的上軸承架且穿入相對應的延伸桿的滾珠軸承。
  3. 如請求項1所述的應用於並聯型機器手的關節裝置，其中，每一第三軸承組具有二相對設置於相對應的下軸承架且穿入相對應的延伸桿的滾珠軸承。
  4. 如請求項1所述的應用於並聯型機器手的關節裝置，其中，每一主臂單元的該等第二軸承組及該等第三軸承組是分別設置於相對應延伸桿沿軸向的兩相反側。
  5. 如請求項1所述的應用於並聯型機器手的關節裝置，其中，每一主臂單元的該等第二軸承組是設置於該第一軸承組的兩側。
  6. 如請求項1所述的應用於並聯型機器手的關節裝置，其中，每一主臂單元的該等第三軸承組是設置於該第四軸承組的兩側。
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