彈性機械關節的制作方法

彈性機械關節的制作方法
【專利摘要】一種彈性機械關節，包含有第一臂，是樞接第二臂。驅動裝置，是設置在第一臂。移動件，受該驅動裝置驅使移動。彈性組合，是具有導桿、滑塊和彈性件，導桿具有第一端和第二端，第一端固接第一臂或第二臂，第二端穿過滑塊，彈性件設于第一端和第二端之間，分別頂抵第一臂或第二臂及滑塊。以及，撓性元件，其一端連接第二臂，另一端連接移動件，并繞設于滑塊，當第二臂移動遭遇阻擋時，是拉動撓性元件在克服彈性件彈力后推動滑塊移動，讓第二臂擺動。由此，當該第二臂碰觸物體時，通過撓性元件克服彈性件彈力讓第二臂擺動，避免對物體產生傷害。
【專利說明】彈性機械關節
【技術領域】
[0001]本發明是與機械關節有關，特別是指一種彈性機械關節。
【背景技術】
[0002]隨著機器人工業蓬勃發展，人們面對機器人的機會或是機器人協助與代替人們工作的機會已經增加許多，例如，人形機器手(anthropomorphicrobot hand)就是模仿人類手掌的結構協助人們并如人的手掌般的處理事務。
[0003]在此同時，因為人們接觸機器人的機會大增，關于人類與機器人的互動安全(safeinteraction)問題的重要性也就顯得相當重要。以傳統人形機械手而言，其是以捉取物品設計，而讓每個指節彼此樞接并被帶動在預定的自由度下運動，如此雖可以確實達成捉取物體的功效，但是若要與人類互動，則在互動安全的考慮上顯然仍有不足，不足之處在于機械手的指節是采用鋼性材料制作而成其指關節并未具有彈性，當機械手受驅動行進時，若物體阻擋在機械手行路徑，在未有其它指令下達的情況下機械手將持續移動，導致機械手撞擊物體而造成傷害。
[0004]上述狀況，對于在生產線的工業機器人而言，是可以加裝護網防止意外發生，但是對于人類與機器人的互動活動來說，則不適用。因此，如何在機器手的移動過程中突遇阻礙的物體時避免傷及物體，是增加人類與機器人的互動安全性的關鍵課題。

【發明內容】

[0005]本發明的主要目的在于提供一種彈性機械關節，其當有物體阻礙其行進路線時，是能避免對物體產生傷害。
[0006]緣是，為了達成前述目的，依據本發明所提供的一種彈性機械關節，包含有一第一臂，是樞接一第二臂；一驅動裝置，是設置在該第一臂，供驅動物體；一移動件，是設置在該驅動裝置，受該驅動裝置驅使移動；一彈性組合，是具有一導桿、一滑塊和一彈性件，該導桿具有相對的一第一端和一第二端，該第一端固接該第一臂或第二臂，該第二端是穿過該滑塊并限制該滑塊僅能沿著該導桿移動，該彈性件是設于該第一端和第二端之間，分別頂抵該第一臂或該第二臂及該滑塊；以及一撓性元件，其一端連接該第二臂，另一端連接該移動件，并繞設于該滑塊，當該第二臂移動遭遇阻擋時，是拉動該撓性元件，在克服該彈性件彈力后推動滑塊朝該第一端移動，而讓第二臂擺動。
[0007]由此，當該第二臂碰觸物體時，通過該撓性元件克服該彈性件彈力讓該第二臂擺動，避免該第二臂對物體產生傷害。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]為了詳細說明本發明的技術特點所在，列舉以下的一較佳實施例并配合【專利附圖】

【附圖說明】如后，其中:
[0009]圖1是本發明第一較佳實施例的立體圖，顯示驅動裝置為伺服馬達；[0010]圖2是本發明第一較佳實施例的驅動裝置立體圖；
[0011]圖3是本發明第一較佳實施例的立體圖，顯示驅動裝置為螺桿；
[0012]圖4是本發明第一較佳實施例的彈性組合；
[0013]圖5是本發明第一較佳實施例的使用示意圖；
[0014]圖6是本發明第一較佳實施例的彈性組合使用示意圖；
[0015]圖7是本發明第二較佳實施例的立體圖；以及
[0016]圖8是本發明第二較佳實施例的張力調整裝置。
【具體實施方式】
[0017]如圖1所示，本發明第一較佳實施例所提供的一種彈性機械關節，主要包含有一第一臂11、一第二臂12、一驅動裝置13、一移動件14、一彈性組合15和一撓性元件16。
[0018]該第一臂11和該第二臂12是通過一第一軸17彼此樞接。
[0019]該驅動裝置13，是設置在該第一臂11，供驅動物體。
[0020]該移動件14，是設置在該驅動裝置13，受該驅動裝置13驅使移動。需說明的是，該驅動裝置13能夠為伺服馬達或旋轉缸，該驅動裝置13具有一轉軸131。這時該移動件14為轉盤，是連接該轉軸131而被驅動旋轉，收放連接在該移動件14的撓性元件16，使該第二臂12擺動。值得一提的是，該驅動裝置13也可以為螺桿。而該移動件14為螺帽，是連接該驅動裝置13(螺桿)并被驅動往復運動，而收放連接在該移動件14的撓性元件16，使該第二臂12擺動。
[0021]該彈性組合15，是具有一導桿151、一滑塊152和一彈性件153，該導桿151具有相對的一第一端151a和一第二端151b,該第一端151a固接該第一臂11或第二臂12,本較佳實施例以第二臂12為例，該第二端151b是穿過該滑塊152并限制該滑塊152僅能沿著該導桿151移動,該彈性件153是設于該第一端151a和第二端151b之間,分別頂抵該第一臂11或該第二臂12，本較佳實施例以第二臂12為例，及該滑塊152。以及
[0022]該撓性元件16，可以為帶或線(在本較佳實施例中是以線為例)，其一端連接該第二臂12，另一端連接該移動件14，并繞設于該滑塊152，當該第二臂12移動遭遇阻擋時，是拉動該撓性元件16，在克服該彈性件153彈力后推動滑塊152朝該第一端151a移動，而讓第二臂12擺動。
[0023]請參閱圖1、圖5和圖6，說明本較佳實施例的操作情況。若本發明提供的彈性關節移動時，其第二臂12遇到物體。這時，物體將施力于該第二臂12，該第二臂12所受的力量將傳遞至該撓性元件16，使得該撓性元件16也將力傳至該滑塊152，待克服該彈性件153的彈力后，該滑塊152將沿著該導桿151朝該第一端151a方向滑動，進而使該第二臂12產生擺動,避免對于物體產生損傷。
[0024]請參閱第圖7、圖8，介紹本發明第二較佳實施例，其與第一較佳實施例不同處在于還包含一張力調整裝置18，是設于該第一臂11或該第二臂12，本較佳實施例以第二臂12為例，該撓性元件16是繞設在該張力調整裝置18，受該張力調整裝置18調整該撓性元件16的張力。在本較佳實施例中，該張力調整裝置18具有一單向限制元件181和一調整柱182，該單向限制元件181是固接該第一臂11或該第二臂12，本較佳實施例以第二臂12為例，該單向限制元件181 —般是使用棘輪或單向軸承(單向離合器)，本較佳實施例以單向軸承為例，該調整柱182是固接該單向限制元件181受限于預定方向旋轉，該撓性元件16是繞設于該調整柱182而被該調整柱182卷收。
[0025]值得一題的是，若需要實時量測該撓性元件16的張力，則更可以運用一電位計(potentiometer) 19,設于該第一臂11或該第二臂12,本較佳實施例以第一臂11為例,用來量測該撓性元件16的張力，取得張力資料。
[0026]本較佳實施例的操作情況與第一較佳實施例相同，恕不贅述。
【權利要求】
1.一種彈性機械關節，包含有: 一第一臂，樞接一第二臂； 一驅動裝置，設置在該第一臂，供驅動物體； 一移動件，設置在該驅動裝置，受該驅動裝置驅使移動； 一彈性組合，具有一導桿、一滑塊和一彈性件，該導桿具有相對的一第一端和一第二端，該第一端固接該第一臂或第二臂，該第二端穿過該滑塊并限制該滑塊僅能沿著該導桿移動，該彈性件設于該第一端和第二端之間，分別頂抵該第一臂或該第二臂及該滑塊；以及 一撓性元件，其一端連接該第二臂，另一端連接該移動件，并繞設于該滑塊，當該第二臂移動遭遇阻擋時，拉動該撓性元件，在克服該彈性件彈力后推動滑塊朝該第一端移動，而讓第二臂擺動。
2.如權利要求1所述的彈性機械關節，其中:該第一臂和該第二臂通過一第一軸彼此樞接。
3.如權利要求1所述的彈性機械關節，其中:該驅動裝置為伺服馬達或旋轉缸，該驅動裝置具有一轉軸；該移動件為轉盤，連接該轉軸而被驅動旋轉，收放連接在該移動件的撓性元件，使該第二臂擺動。
4.如權利要求1所述的彈性機械關節，其中:該驅動裝置為螺桿；該移動件為螺帽，連接該驅動裝置并被驅動往復運動，而收放連接在該移動件的撓性元件，使該第二臂擺動。
5.如權利要求1所述的彈性機械關節，其中:還包含一張力調整裝置，設于該第一臂或該第二臂，該撓性元件繞設在該張力調整裝置，受該張力調整裝置調整該撓性元件的張力。
6.如權利要求5所述的彈性機械關節，其中:該張力調整裝置具有一單向限制元件和一調整柱，該單向限制元件固接該第一臂或該第二臂，該調整柱固接該單向限制元件受限于預定方向旋轉，該撓性元件繞設于該調整柱而被該調整柱卷收。
7.如權利要求6所述的彈性機械關節，其中:該單向限制元件為單向軸承或單向離合器。
8.如權利要求1所述的彈性機械關節，其中:該撓性元件為帶或線。
9.如權利要求1所述的彈性機械關節，其中:還包含一電位計，設于該第一臂或該第二臂，量測該撓性元件的張力。
【文檔編號】B25J17/02GK103846926SQ201210521379
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2012年12月7日 優先權日:2012年12月7日
【發明者】黃漢邦, 周立芃 申請人:上銀科技股份有限公司