關(guān)節(jié)式機器手臂的手腕結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及關(guān)節(jié)式機器手臂，特別是指一種關(guān)節(jié)式機器手臂的手腕結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]由于機器手臂具有可操控性，因此被廣泛使用在各種領(lǐng)域的設(shè)備中。例如應(yīng)用在機械加工領(lǐng)域，該機器手臂可搭配加工機，藉由該機器手臂自動取放加工物件，讓加工機對加工物件進行加工作業(yè)；又應(yīng)用在醫(yī)療領(lǐng)域，該機器手臂可受醫(yī)師控制，以對病患進行手術(shù)醫(yī)療；再應(yīng)用于游戲娛樂領(lǐng)域，藉由控制該機器手臂的移動以進行夾持游戲物件的功能。
[0003]參閱圖1，顯示美國US 20110154938 A1的其中一圖式，提供一種機械手臂的關(guān)節(jié)組結(jié)構(gòu)，其為控制設(shè)置于手腕關(guān)節(jié)13內(nèi)部的馬達轉(zhuǎn)動，使多個的纜線由手臂關(guān)節(jié)11內(nèi)部進入手腕關(guān)節(jié)13內(nèi)與內(nèi)部的馬達相連接，為使纜線于手腕關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)時不會發(fā)生纏繞的現(xiàn)象，在該手腕關(guān)節(jié)13及手臂關(guān)節(jié)11之間設(shè)置一具有通孔141的連軸器14，使連接手腕關(guān)節(jié)馬達的纜線可由連軸器14上的通孔141進入手腕關(guān)節(jié)內(nèi)。然而，由于該專利前案是將該連軸器14設(shè)置在手臂關(guān)節(jié)11內(nèi)，因此容易造成手臂關(guān)節(jié)11長度過長的問題，且由于連軸器14本身結(jié)構(gòu)強度較弱，造成手腕關(guān)節(jié)13所能承受的扭矩較低、以及會限制手腕關(guān)節(jié)13的可旋轉(zhuǎn)角度。
[0004]為避免上述問題會采用具有中空孔的中空式減速機來驅(qū)動手腕關(guān)節(jié)，使纜線可直接由中空式減速機的中空孔進入手腕關(guān)節(jié)內(nèi)，但由于中空式減速機的中空孔的大小限制，能穿過的纜線數(shù)量有限，用以控制手臂末端的末端效應(yīng)器的纜線必須設(shè)置于手臂外部，造成手臂運轉(zhuǎn)時容易使該外部纜線發(fā)生纏繞的問題。
[0005]為此，日本JP2006321026專利前案提供一種工業(yè)用機器人，其為減少手臂內(nèi)部走線，于各驅(qū)動馬達增設(shè)矩陣式轉(zhuǎn)換器，令外部的3相AC電源與各馬達的電源并聯(lián)，使原先的電源線總數(shù)由12條減少為3條，使穿設(shè)于手臂內(nèi)部的纜線數(shù)量減少，令纜線可順利穿過中空式減速機的中空孔，降低配線時的難度。然而，該矩陣式變換器要同時控制電壓與電流需要較復雜的控制技術(shù)，因此容易造成系統(tǒng)的復雜化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種關(guān)節(jié)式機器手臂的手腕結(jié)構(gòu)，其主要在不限制旋轉(zhuǎn)角度的前提下，減少穿過手腕的線孔的纜線數(shù)量，以提升安裝、維修與控制的便利性。
[0007]為解決上述問題，本發(fā)明提供一種關(guān)節(jié)式機器手臂的手腕結(jié)構(gòu)，包含:一手腕本體，具有一前端部、一后端部、一設(shè)于該前、后端部之間的容置部、及一設(shè)于該后端部且使該容置部與外界相連通的線孔；一手腕轉(zhuǎn)體，能夠被控制地樞設(shè)在該手腕本體的前端部；一訊號處理電路板，能夠拆離地設(shè)置于該手腕本體的后端部且位于該容置部內(nèi)，并具有一對應(yīng)該線孔的缺口 ；一連接器，設(shè)于該手腕本體且與該訊號處理電路板訊號連結(jié)；一控制單元，設(shè)于該手腕本體的容置部，并與該訊號處理電路板訊號連結(jié)；一驅(qū)動單元，設(shè)于該手腕本體的容置部，并控制該手腕轉(zhuǎn)體相對于該手腕本體擺動。
[0008]較佳地，該訊號處理電路板更具有一串列訊號傳輸介面，該手腕本體的線孔是供一復合纜線穿置于該容置部內(nèi)，該復合纜線包含一訊號連接該串列訊號傳輸介面且用以傳送串列訊號的串列訊號纜線。
[0009]較佳地，該訊號處理電路板更具有一第一連接器模組、一第二連接器模組、一輸入/輸出模組、及一處理單元，該第一連接器模組是訊號連接該串列訊號傳輸介面與該串列訊號纜線之間，用以將串列訊號傳送至該串列訊號傳輸介面再送至該處理單元，該處理單元對串列訊號進行解碼，該第二連接器模組訊號連接該輸入/輸出模組，且分別與該控制單元、該連接器之間訊號連接一控制訊號線、一連接訊號線。
[0010]較佳地，該訊號處理電路板藉由一承板而能夠拆離地設(shè)置于該手腕本體的后端部且位于該容置部內(nèi)，該承板具有一鎖固在該手腕本體后端部的快拆部、及一連接該快拆部且位于該手腕本體容置部內(nèi)并供該訊號處理電路板鎖固的載部。
[0011 ] 較佳地，該手腕轉(zhuǎn)體具有一樞設(shè)在該手腕本體前端部的第一可動部及一樞設(shè)于該第一可動部的第二可動部，該驅(qū)動單元具有一控制該第一可動部相對于該手腕本體擺動的第一馬達組、及一控制該第二可動部相對于該第一可動部轉(zhuǎn)動的第二馬達組。
[0012]較佳地，該復合纜線更包含一電性連接至該第一、二馬達組的馬達電力纜線及一馬達訊號纜線。
[0013]較佳地，該第一馬達組包含一第一減速機及一與該第一減速機動力連結(jié)的第一馬達，該第二馬達組包含一第二減速機及一與該第二減速機動力連結(jié)的第二馬達。
[0014]較佳地，該手腕本體的后端部是能夠樞轉(zhuǎn)地設(shè)在一手臂本體，該手臂本體設(shè)有一連接帶動該手腕本體后端部的中空式減速機，該中空式減速機具有一與該線孔連通且供一復合纜線穿置的中空孔。
【附圖說明】
[0015]圖1是美國US 20110154938 A1的其中一圖式。
[0016]圖2是本發(fā)明的側(cè)視圖，顯示本發(fā)明設(shè)有末端效應(yīng)器與設(shè)在機器手臂手臂關(guān)節(jié)的狀態(tài)。
[0017]圖3是本發(fā)明的立體組合圖。
[0018]圖4是本發(fā)明的立體分解圖，顯示訊號處理電路板分離于手腕本體的狀態(tài)。
[0019]圖5是本發(fā)明的立體分解圖，顯示承板與訊號處理電路板分離于手腕本體的狀
ο
[0020]圖6是本發(fā)明的上視圖。
[0021]圖7是本發(fā)明的側(cè)視圖，顯示訊號處理電路板的狀態(tài)。
[0022]圖8是本發(fā)明的方塊圖，顯示本發(fā)明訊號控制的示意圖。
[0023]圖9是本發(fā)明的立體分解圖，顯示本發(fā)明能夠樞轉(zhuǎn)地設(shè)在一具有中空式減速機的手臂本體的狀態(tài)。
[0024]附圖標記說明
[0025]手腕關(guān)節(jié)11
[0026]末端效應(yīng)器12
[0027]手臂關(guān)節(jié)13
[0028]連軸器14
[0029]手臂本體21
[0030]末端效應(yīng)器22
[0031]控制器23
[0032]串列訊號傳輸介面231
[0033]中央處理單元232
[0034]中空式減速機26
[0035]中空孔261
[0036]手腕本體30
[0037]前端部31
[0038]后端部32
[0039]容置部33
[0040]線孔:34
[0041]手腕轉(zhuǎn)體40
[0042]第一可動部41
[0043]第二可動部42
[0044]訊號處理電路板50
[0045]缺口51
[0046]螺柱52
[0047]串列訊號傳輸介面53
[0048]第一連接器模組54
[0049]輸入/輸出模組55
[0050]第二連接器模組56
[0051]處理單元57
[0052]連接器60
[0053]連接器訊號線61
[0054]訊號/動力線62
[0055]控制單元70
[0056]控制單元訊號線71
[0057]驅(qū)動單元80
[0058]第一馬達組81
[0059]第一減速機811
[0060]第一馬達812
[0061]第二馬達組82
[0062]第二減速機821
[0063]第二馬達822
[0064]復合纜線91
[0065]串列訊號的串列訊號纜線911
[0066]馬達電力纜線912
[0067]馬達訊號纜線913
[0068]承板％
[0069]快拆部961
[0070]載部962
[0071]承板缺口963
【具體實施方式】
[0072]參閱圖2至圖8所示，本發(fā)明實施例所提供的一種關(guān)節(jié)式機器手臂的手腕結(jié)構(gòu)，其適用設(shè)在機器手臂手臂本體21上，且設(shè)有末端效應(yīng)器22，并是由一手腕本體30、一手腕轉(zhuǎn)體40、一訊號處理電路板50、一連接器60、一控制單元70、及一驅(qū)動單元80，其中:
[0073]所述手腕本體30，具有一前端部31、一后端部32、一設(shè)于該前、后端部31、32之間的容置部33、及一設(shè)于該后端部32且使該容置部33與外界相連通的線孔34 ;本實施例中，該后端部32是能夠樞轉(zhuǎn)地設(shè)在機器手臂的手臂本體21，該線孔34可供一復合纜線91穿置于該容置部33內(nèi)，該復合纜線91包含串列訊號的串列訊號纜線911、馬達電力纜線912、及馬達訊號纜線913。
[0074]所述手腕轉(zhuǎn)體40，能夠被控制地樞設(shè)在該手腕本體30的前端部31 ;本實施例中，該手腕轉(zhuǎn)體40具有一樞設(shè)在該手腕本體30前端部31的第一可動部41及一樞設(shè)于該第一可動部41的第二可動部42，且該第二可動部42設(shè)有該末端效應(yīng)器22。
[0075]所述訊號處理電路板50，能夠拆離地設(shè)置于該手腕本體30的后端部32且位于該容置部33內(nèi)，并具有一對應(yīng)該線孔34的缺口 51 ;本實施例中，該訊號處理電路板50藉由一承板96而能夠拆離地設(shè)置于該手腕本體30的后端部32且位于該容置部33內(nèi)，該承板96具有一鎖固在該手腕本體30后端部32的快拆部961、及一連接該快拆部961且位于該手腕本體30容置部33內(nèi)并供該訊號處理電路板50鎖固的載部962，當然，該承板96亦具有對應(yīng)該線孔34的承板缺口 963，而該訊號處理電路板50與該承板96之間是透過多個個螺柱52相互鎖固；另外，該訊號處理電路板50更具有一串列訊號傳輸介面53、一訊號連接該串列訊號傳輸介面53的第一連接器模組54、一輸入/輸出模組55、一訊號連接該輸入/輸出模組55的第二連接器模組56、及一處理單元57，該復合纜線91的串列訊號纜線911是訊號連接該第一連接器模組54而與該串列訊號傳輸介面53呈