发明名称 一种被动式多遥轴顺应性装置
摘要 本创作系关于一种被动式多遥轴顺应性(Multiple Remote Center Compliance,MRCC)机构,可安装于机械臂上作为其机械腕装置。此种多遥轴顺应性机构包括平移结构体及旋转结构体,其系串连式连接于操作件及固定件之间,以使操作件可在远端顺应中心之处或附近执行平移及旋转运动。其中平移结构体系连接固定于固定件(如机械手臂末端)上,其内设置一平移块,而提供侧向及方位的顺应性;及旋转结构体系与该平移结构体可相对移动地连结且操作于操作件(如机械手臂之爪部)上,其内设置一旋转块,其具有球弧面之外型,而提供角度及方位的顺应性。在一实例中,可另包括可调整之弹性装置,用于克服重力对平移块及旋转块所造成影响,顺利地进行非上对下垂直装配之工作。
申请公布号 TW370927 申请公布日期 1999.09.21
申请号 TW086215668 申请日期 1997.09.12
申请人 行政院国家科学委员会 台北巿和平东路二段一○六号 发明人 程启正;陈金山
分类号 B25J9/00;G01B5/25 主分类号 B25J9/00
代理机构 代理人 陈长文
主权项 1.一种被动式多遥轴顺应性装置,包括一平移结构 体及一旋转结构体;其中 该平移结构体包括一平移块壳体、一具有一中央 轴之平移块,该平移块系藉若干弹性装置而弹性地 悬吊于平移块壳体中,使该平移块可在该平移块壳 体内作平移式运动,且可依该平移块之中央轴旋转 者; 该旋转结构体包括一旋转块壳体、一连结块及一 旋转块,该旋转块具有一球弧状上表面及一球弧状 下表面并在其中心处具有一中央轴,该旋转块系以 若干弹性装置而弹性地悬吊于该旋转块壳体内,使 该旋转块可在该旋转块壳体内依该旋转块之中央 轴旋转,且可依该旋转块之球弧状上、下表面之弧 度摇摆者,其中 该平移块之中央轴系大致与旋转块之中央轴同轴 向且串连式连结固定至该旋转块壳体;及该旋转块 之中央轴系穿设出该旋转结块壳体而连结固定至 该连结块。2.根据申请专利范围第1项之被动式多 遥轴顺应性装置,其中该平移块结构体及该旋转块 结构体另包括若干调整装置,用于调整该平移块及 该旋转块相对于该平移块壳体及该旋转块壳体之 位置。3.根据申请专利范围第2项之被动式多遥轴 顺应性装置,其中该调整置系樏栓,用于调整该弹 性装置。4.根据申请专利范围第3项之被动式多遥 轴顺应性装置,其中该等弹性装置系压缩弹簧。5. 根据申请专利范围第1项之被动式多遥轴顺应性装 置,另包括轴承组,置于该平移块与该平移块壳体 及该旋转块与该旋转块壳体之间。6.一种被动式 多遥轴顺应性装置,包括一平移结构体及一旋转结 构体;其中 该平移结构体包括: 一平移块壳体,大约呈一圆柱体外形,具有一上表 面、一下表面、一周壁,其内形成一平移块容置室 ;及 一平移块,大约呈一圆盘状外形,具有一上表面、 一下表面、及一周壁、及一自该平移块之下表面 垂直延伸之平移块连结杆,该平移块系置于该平移 块容置室内,该平移块连结杆系穿出该平移块壳体 且该平移块系以若干弹性装置而悬吊于该平移块 壳体中,使该平移块可在该平移块容置室内作平移 式运动,且可依平移块连结杆旋转; 该旋转结构体包括: 一连结块; 一旋转块壳体,大约呈一圆柱体外形,具有一上表 面、一下表面、及一周壁,其内形成一旋转块容置 室;及 一旋转块,大约呈一圆盘状外形,具有一球弧状上 表面、一球弧状下表面、一周壁、及一自该旋转 块之下表面延伸之旋转块连结杆,该旋转块系置于 该旋转块容置室内,该旋转块连结杆系穿出该旋转 块壳体而连结固定至该连结块,且该旋转块系藉若 干弹性装置与该旋转块壳体弹性连接,使该旋转块 可在该旋转块容置室内依旋转块连结杆旋转,且可 依该旋转块之球弧状上、下表面之弧度旋摆;及 该平移块连结杆系大致与旋转块连结杆同轴向地 串连式连结固定至该旋转块壳体。7.根据申请专 利范围第6项之被动式多遥轴顺应性装置,其中: 该平移块在位于将该平移块之周壁平均等份之点, 以相对于各点切线,成固定第一锐角之方向,自各 点朝该平移块内部延伸复数个未穿孔达一预定之 距离; 该平移块壳体在位于将该平移块壳体之周壁平均 等份之点,以相对于各点切线,成固定第一锐角之 方向,自各点朝该平移块壳体内部延伸复数个孔洞 ; 该旋转块在位于将该旋转块之周壁平均等份之点, 以相对于各点切线,成固定第二锐角之方向,自各 点朝该旋转块内部延伸复数个未穿孔达一预定之 距离; 该旋转块壳体在位于将该旋转块壳体之周壁平均 等份之点,以相对于各点切线,成固定第二锐角之 方向,自各点朝该旋转块壳体内部延伸复数个孔洞 ;及 该等弹性装置各具有二相对末端,该等相对末端系 分别置于相关且形成于该平移块及旋转块之未穿 孔与该平移块壳体及旋转块壳体之孔洞内。8.根 据申请专利范围第7项之被动式多遥轴顺应性装置 ,其中该等弹性装置连接于平移块壳体及旋转壳体 之一端,系由一挡止件所固定。9.根据申请专利范 围第8项之被动式多遥轴顺应性装置,其中该等固 定弹性装置之挡止件系螺栓,用于调整该平移块及 该旋转块相对于该平移块壳体及该旋转块壳体之 位置。10.根据申请专利范围第9项之被动式多遥轴 顺应性装置,其中该等弹性装置系压缩弹簧。11.根 据申请专利范围第6项之被动式多遥轴顺应性装置 ,其中该平移块壳体另包括一平移结构体顶盖,及 该旋转块壳体另包括一旋转结构体顶盖,该其平移 结构体顶盖及该旋转结构体顶盖系分别覆盖固定 于该平移块壳体及之该旋转块壳体上表面。12.根 据申请专利范围第6项之被动式多遥轴顺应性装置 ,另包括轴承组,分别置于该平移块与该平移块壳 体之间及该旋转块与该旋转块壳体之间。13.一种 被动式多遥轴顺应性装置,包括一平移结构体及一 旋转结构体;其中 该平移结构体包括: 一平移块,大约呈一圆盘状外形,具有一上表面、 一下表面、一周壁及一自该平移块之下表面且沿 该平移块中央延伸之平移块连结杆,该平移块在位 于将其周壁平均等份之点,以相对于各点切线,成 固定第一锐角之方向,自各点朝该平移块内部延伸 复数个未穿孔达一预定之距离; 一平移块壳体,大约呈一圆柱体外形,具有一上表 面、一下表面及一周壁,该平移块壳之上表面形成 一圆柱体容置室,以在该平移块壳体之内形成一具 上表面之平移块支撑座,其中沿该平移块壳体之中 央另形成一第一穿孔供该平移块连结杆穿出其间, 该平移块壳体在位于将其周壁平均等份之点,以相 对于各点切线,成固定第一锐角之方向,自各点朝 该平移块壳体内部延伸复数个孔洞,且该平移块支 撑座在其上表面,靠近该第一穿孔之周围另形成一 第一环状凹槽; 一平移结构体顶盖,具有一上表面、一下表面及一 周壁,在该平移结构体顶盖之下表面相对于该第一 环状凹槽之处形成一第二环状凹槽,且该平移结构 体顶盖系覆盖固定于该平移块壳体之上表面; 二轴承组,分别设于第一环状凹槽及第二环状凹槽 内,以置于该平移块与该平移块壳体之间、及该平 移块与该平移结构体顶盖之间;及 复数弹性装置,各具有二相对末端,该等相对末端 系分别置于相关且形成于该平移块之未穿孔及该 平移块壳体之孔洞内,以弹性连接该平移块及该平 移块壳体,其中该弹性装置连接于该平移块之一端 系藉由一插梢所固定,该弹性装置连接于平移块壳 体之一端系藉由一挡止件所固定; 该旋转结构体包括: 一旋转块,大约呈一圆盘状外形,具有一球弧状上 表面、一球弧状下表面、一周壁及一自该旋转块 之下表面且沿该旋转块中央垂直延伸之旋转块连 结杆,该旋转块在位于将其周壁平均等份之点,以 相对于各点切线,成固定第二锐角之方向,自各点 朝该旋转块内部延伸复数个未穿孔达一预定之距 离; 一旋转块壳体,大约呈一圆柱体外形,具有一上表 面、一下表面及一周壁,该旋转块壳体之上表面形 成一圆柱体旋转块容置室,以在该旋转块壳体内形 成一具有球弧状上表面之旋转块支撑座,其中沿该 旋转块壳体之中央另形成一第二穿孔供该旋转块 连结杆穿设其间,该旋转块壳体在位于将其周壁平 均等份之点,以相对于各点切线,成固定第二锐角 之方向,自各点朝该旋转块壳体内部延伸复数个孔 洞,且该旋转块支撑座在其球弧状上表面靠近该第 二穿孔之周围另形成一第三环状凹槽; 一旋转结构体顶盖,具有一上表面、一球弧状下表 面、及一周壁,沿该旋转结构体顶盖中央形成一第 三穿孔供该平移块连结杆穿设固定于内,且在该旋 转结构体顶盖之下表面相对于该第三环状凹槽之 处形成一第四环状凹槽,该旋转结构体顶盖系覆盖 固定于该旋转块壳体之上表面; 二轴承组,分别设于第三环状凹槽及第四环状凹槽 内,以置于该旋转块与该旋转块壳体之间,及该旋 转块与该旋转结构体顶盖之间; 复数弹性装置,具有二相对未端,该等相对末端系 分别置于相关且形成于该旋转块之未穿孔及该旋 转块壳体之孔洞内,以弹性连接该旋转块及该旋转 块壳体,其中该弹性装置连接于该旋转块之一端系 藉由一插梢所固定,该弹性装置连接于旋转块壳体 之一端系藉由一挡止件所固定;及 一连结块,具有一上表面、一下表面及一周壁,沿 该连结块之中央形成有一第四穿孔供该旋转块连 结杆穿设固定于其内。14.根据申请专利范围第13 项之被动式多遥轴顺应性装置另包含一远端顺应 中心,其中该旋转块之球弧状上表面、该旋转块之 球弧状下表面、旋转块支撑座之球弧状上表面、 及该旋转结构体顶盖之球弧状下表面各具有一半 径,且其圆心皆恰在远端顺应中心或其附近。15.根 据申请专利范围第13项之被动式多遥轴顺应性装 置,其中该旋转块壳体之下表面及该连结块之上表 面系形成一与该旋转块之上表面相对称之球弧状 表面。16.根据申请专利范围第13项之被动式多遥 轴顺应性装置,其中该等弹性装置系压缩弹簧。17. 根据申请专利范围第13项之被动式多遥轴顺应性 装置,其中该轴承组系滚珠。18.根据申请专利范围 第13项之被动式多遥轴顺应性装置,其中该等固定 弹性装置之挡止件系螺栓,用于调整该平移块及该 旋转块相对于该平移块壳体及该旋转块壳体之位 置。19.根据申请专利范围第13项之被动式多遥轴 顺应性装置,其中该平移块、旋转块、平移块壳体 、旋转块壳体之周壁系各别在被平均等份为四份 之处,形成相关之未穿孔及孔洞。20.根据申请专利 范围第13项之被动式多遥轴顺应性装置,其中该第 一锐角及该第二锐角系大致相当者。图式简单说 明: 第一图系根据本创作之被动式多遥轴顺应性(MRCC) 装置之较佳实施例之立体分解图; 第二图系图一之MRCC装置之组合剖面示意图,显示 平移结构体结合于旋转结构体之状态; 第二图a系平移结构之组合剖面示意图; 第二图b系旋转结构之组合剖面示意图; 第三图a系平移块之俯视图; 第三图b系平移块壳体之俯视图; 第三图c系旋转块之俯视图; 第三图d系于转块壳体之俯视图; 第四图显示第一图及之MRCC装置安装于一机械手臂 之示意图; 第五图显示机械手臂执行插配之初期作动示意图; 第六图显示机械手臂执行非对称性元件之中期作 动立体示意图; 第七图显示机械手臂执行插配之后期作动示意图; 及 第八图显示插配一方形工件在倒角面之作动轨迹 示意图。
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