本發(fā)明與機(jī)械手臂的終端受動器(End Effector)有關(guān)，特別是一種機(jī)械夾爪驅(qū)動裝置，可以用來驅(qū)動夾爪夾取物品。

背景技術(shù)：

隨著科技進(jìn)步，機(jī)械手臂越來越廣泛地運(yùn)用在各種類型的工作場合以代替人工操作。特別是在工作環(huán)境較為惡劣的場合，采用機(jī)械手臂不但可以減少工作人員的工安意外的產(chǎn)生機(jī)會，也可以減少惡劣環(huán)境對于工作人員的健康所造成的威脅。例如，焊接工作過程中所產(chǎn)生的氣體、高溫和強(qiáng)光對于工作人員所產(chǎn)生對于呼吸系統(tǒng)、燒燙傷和眼睛加速老化等問題和危害。

機(jī)械手臂在實(shí)際應(yīng)用上，須配合針對不同物理功能所設(shè)計(jì)的終端受動器(End Effector)的使用以產(chǎn)生物理效果，舉例來說，若終端受動器采用夾爪裝置用來抓取物品，則在抓起物品后移動到他處后即產(chǎn)生移動物品的物理功效。

已知的夾爪裝置中，多采用齒輪齒條等零件來驅(qū)動夾爪，此外夾爪的路徑并無導(dǎo)引裝置，其僅通過多個夾爪彼此靠近或遠(yuǎn)離達(dá)成夾取或放開物體的功能，然而通過齒輪和齒條傳動會有夾爪位置控制精度不足的問題，且夾爪無導(dǎo)引的情況下受力容易移動，在夾取物體時恐有失誤掉落的情況產(chǎn)生。

此外，已知夾爪裝置是有采用擺臂式連桿設(shè)計(jì)，然而此種夾爪會有夾持點(diǎn)的高度會隨著各夾爪距離不同而有變化，造成進(jìn)行夾持作業(yè)的難度增加且不容易夾持薄型工件的狀況。還有夾爪裝置是采用平行擺臂式連桿設(shè)計(jì)，其與擺臂式連桿設(shè)計(jì)同樣會產(chǎn)生夾持點(diǎn)的高度會隨著各夾爪距離不同 而有變化的特征。對于前述問題，是有已知的夾爪裝置采用楔形勾塊(wedge hook)的設(shè)計(jì)，可以由軸向運(yùn)動的外力驅(qū)動而讓各夾爪于徑向移動。因?yàn)閵A爪通過斜面之間的推擠在徑向運(yùn)動，所以避免產(chǎn)生夾爪的夾持點(diǎn)高度隨著各夾爪距離不同產(chǎn)生變化的問題。然而，此種設(shè)計(jì)是由軸向運(yùn)動的分力帶動徑向運(yùn)動，故須在軸向運(yùn)動的施力必定要大于徑向運(yùn)動的施力才能運(yùn)動，而夾爪的夾持力量也必定小于軸向施力造成軸向施力的能量浪費(fèi)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

對于已知技術(shù)所存在的問題，本發(fā)明提供一種機(jī)械夾爪驅(qū)動裝置，其主要目的在于較已知技術(shù)精準(zhǔn)地控制夾爪位置，減少抓取物品失誤掉落的機(jī)會。

為了達(dá)成主要目的，本發(fā)明提供一種機(jī)械夾爪驅(qū)動裝置，其包含：一第一板體。一螺桿，具有一第一段和一第二段，該第一段連接該第一板體。一第二板體，是連接該第二段，該第二板體具有多個貫穿槽。一驅(qū)動板體，是具有一螺帽部，該螺帽部是套設(shè)在該螺桿，而受該螺桿旋轉(zhuǎn)驅(qū)動該螺帽部移動。多個連桿組，各該連桿組具有一第一連桿，其兩端分別定義一第一軸線和一第二軸線，該第一連桿于該第一軸線樞接該第二板體；一第二連桿，其依序定義一第三軸線、一第四軸線和一第五軸線，該第二連桿于該第三軸線樞接該驅(qū)動板體，該第二連桿于該第四軸線樞接該第一連桿的第二軸線。多個連接板，各該連接板分別樞接該第二連桿于該第五軸線，并對應(yīng)地穿過該貫穿槽。以及多個線性滑軌組，各該線性移動組具有一滑軌和一滑塊，各該滑軌是沿著該螺桿的徑向分布設(shè)置在該第二板體，該滑塊設(shè)置于該滑軌上被限制沿著該滑軌移動且連接該連接板。由此，由螺桿驅(qū)動螺帽部，再經(jīng)連桿組驅(qū)動該滑塊沿著滑軌移動，能精準(zhǔn)地控制夾爪位置抓取物品，減少失物掉落的機(jī)會。

此外，該第一軸線、該第二軸線該第三軸線構(gòu)成一第一夾角。該第一軸線、該第二軸線和該第五軸線構(gòu)成一第二夾角；該第一夾角和該第二夾角互補(bǔ)。

此外，該第一軸線和該第二軸線相隔一第一距離。該第三軸線和該第 四軸線相隔一第二距離；該第四軸線和該第五軸線相隔一第三距離。該第一距離、第二距離和第三距離彼此相等。由此，可以驅(qū)動鏈接該第五軸的滑塊及其上的夾爪依照滑軌沿著該螺桿的徑向移動，避免夾持點(diǎn)的高度會隨著各夾爪距離不同而有變化。

再者，當(dāng)該第一夾角小于該第二夾角，該第三軸線沿著該螺桿軸向平均移動速率小于該第五軸線沿著該螺桿徑向平均移動速率，且該第五軸線的施力將大于該第三軸線的受力，可以達(dá)成解決施力減小的問題。

最后，當(dāng)該第一夾角大于該第二夾角，該第三軸線沿著該螺桿軸向平均移動速率大于該第五軸線沿著該螺桿徑向平均移動速率，如此一來，可以收到該第五軸線沿著該螺桿徑向平均移動速率小于該第三軸線沿著該螺桿軸向平均移動速率的效果。

附圖說明

為進(jìn)一步說明本發(fā)明的具體技術(shù)內(nèi)容，以下結(jié)合實(shí)施例及附圖詳細(xì)說明如后，其中：

圖1為本發(fā)明實(shí)施例的立體圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例的左視圖。

圖3為本發(fā)明實(shí)施例的立體圖。

圖4為沿著圖3中4-4剖面線的剖視圖。

圖5為本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，顯示第一夾角大于第二夾角。

圖6為本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，顯示第一夾角小于第二夾角。

圖7為本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，顯示連桿組配置。

圖8為本發(fā)明實(shí)施例的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，其在第一距離、第二距離和第三距離為100毫米的條件下測試。

具體實(shí)施方式

在此先說明，以下定義的軸線是指一虛擬軸，其讓各連桿分別繞著彼此樞接處的軸線旋轉(zhuǎn)。另外，以下實(shí)質(zhì)平行是指包括可以稍偏離精確定義的平行關(guān)系，其成因來自制作加工的誤差，而誤差小到讓整體結(jié)構(gòu)的運(yùn)動，仍顯現(xiàn)其平行關(guān)系的特征。

請參閱圖1-圖8，本發(fā)明實(shí)施例所供的一種機(jī)械夾爪驅(qū)動裝置，其包含：一第一板體10、一螺桿20、一第二板體30、一驅(qū)動板體40、多個連桿組50、多個連接板70和多個線性滑軌組80。

該螺桿20，具有相對設(shè)置的一第一段21和一第二段22，該第一段21連接該第一板體10。須說明的是，在本實(shí)施例中，該螺桿通過設(shè)置在該第一板體10上的一驅(qū)動組60驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，該驅(qū)動組60包含有一馬達(dá)61、一大皮帶輪62、一小皮帶輪63和一皮帶64，該馬達(dá)61轉(zhuǎn)動該小皮帶輪63通過該皮帶64驅(qū)動該大皮帶輪62，達(dá)成被放大馬達(dá)61扭矩的效果后再驅(qū)動與該大皮帶輪62固接的螺桿20，驅(qū)動該螺桿20旋轉(zhuǎn)。

該第二板體30，是連接該螺桿20的第二段22，該第二板體30具有多個貫穿槽31，各該貫穿槽31沿著該螺桿20的徑向配置。

該驅(qū)動板體40，是可受外力移動地設(shè)置在該第一板體10和該第二板體30之間，在本實(shí)施例中該驅(qū)動板體40具有一螺帽部41，該螺帽部41是套設(shè)在該螺桿20，而受該螺桿20旋轉(zhuǎn)驅(qū)動該螺帽部41移動。

各該連桿組50分別具有一第一連桿51和一第二連桿52。

該第一連桿51兩端分別定義一第一軸線511和一第二軸線512，該第一連桿51于該第一軸線511處樞接該第二板體30。以及該第二連桿52，其依序定義一第三軸線521、一第四軸線522和一第五軸線523。該第二連桿52于該第三軸線521處樞接該驅(qū)動板體40，該第二連桿51于該第四軸線522處樞接該第一連桿51的第二軸線512，該第五軸線523供外物連結(jié)。

各該連接板70分別樞接該第二連桿52于該第五軸線523，并在對應(yīng)地穿過各該貫穿槽31。

各該線性移動模塊80具有一滑軌81和一82滑塊，各該滑軌81是沿著該螺桿20的徑向分布設(shè)置在該第二板體30，該滑塊82設(shè)置于該滑軌81上被限制沿著該滑軌81移動且連接該連接板70。在實(shí)施例中，夾爪90是裝設(shè)在滑塊82上隨著滑塊82移動。其當(dāng)夾爪90受到外力時，因由線性移動模塊80受力，故避免外力通過該連接板70施力于連桿組50，防止該連桿組50受力損壞，更讓裝設(shè)于滑塊82的夾爪90精準(zhǔn)地于該螺桿20的徑向移動。

由此，本發(fā)明所提供的機(jī)械夾爪驅(qū)動裝置，在運(yùn)用螺桿20驅(qū)動驅(qū)動板體的螺帽部41的方式下已較已知技術(shù)采用齒輪與齒條傳動傳動方式精準(zhǔn)，再加上運(yùn)用線性滑軌80的滑軌81與滑塊82的配合，減少夾爪90受力偏移的機(jī)會，可以精準(zhǔn)地控制夾爪90的位置，減少抓取物品失誤掉落的機(jī)會。

須特別說明的是，在實(shí)施例中，該第一軸線511-該第五軸線523實(shí)質(zhì)互相平行，該第一軸線511、該第二軸線512、該第三軸線521構(gòu)成一第一夾角A1。該第一軸線511、該第二軸線512和該第五軸線523構(gòu)成一第二夾角A2。該第一夾角A1和該第二夾角A2互補(bǔ)，如此可以確認(rèn)該第二連桿52的第三軸線521、第四軸線522和第五軸線523在同一平面上。

再者，若要讓該第五軸線523作沿著該螺桿20的徑向運(yùn)動，則須讓該第一軸線511和該第二軸線512相隔一第一距離D1；該第三軸線521和該第四軸線522相隔一第二距離D2；該第四軸線522和該第五軸線523相隔一第三距離D3；該第一距離D1、第二距離D2和第三距離D3彼此相等。

此外，當(dāng)該第一夾角A1小于該第二夾角A2，該第三軸線521沿著該螺桿20軸向平均移動速率小于該第五軸線523沿著該螺桿20徑向平均移動速率，如此將可以獲得快速移動第五軸線523平均移動速率的效果，還可以將第二連桿52于第三軸線521所受的施力被放大施加在該第五軸線523處。

最后，當(dāng)該第一夾角A1大于該第二夾角A2，該第三軸線521沿著該螺桿20軸向平均移動速率大于該第五軸線523沿著該螺桿20徑向平均移動速率。

上述特別說明的運(yùn)作情況如下：

1、當(dāng)該驅(qū)動板體40朝該第一板體10移動時，該第一連桿51會以該第一軸線511為轉(zhuǎn)動中心而朝向該第三軸線521移動，而讓該第一夾角A1將增加角度，該第二夾角A2將減少角度，而當(dāng)該第一夾角A1大于該第二夾角A2，該第三軸線521沿著該螺桿20軸向平均移動速率大于該第五軸線523沿著該螺桿20徑向平均移動速率。

2、該驅(qū)動板體40朝該第二板體30移動，該第一連桿51會以該第一 軸線511為轉(zhuǎn)動中心而朝向該第五軸線523移動，而讓該第一夾角A1將減少角度，該第二夾角A2將增加角度，當(dāng)該第一夾角A1小于該第二夾角A2，該第三軸線521沿著該螺桿20軸向平均移動速率小于該第五軸線523沿著該螺桿20徑向平均移動速率，如此將可以獲得快速移動第五軸線523的效果，也產(chǎn)生將第二連桿52于第三軸線521所受的施力被放大施加在該第五軸線523的效果。另外，還須說明的是，在前述實(shí)施例中，該第二連桿的第五軸線是在該螺桿和該第一軸線之間移動。還可以配置如圖6所示，讓該第一軸線位于該第二連桿的第五軸線和該螺桿之間。