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    • 专利摘要:
    一種球鉸機構，其包括球頭件、與該球頭件轉動連接之配合件以及複數彈性組件，該球頭件包括一球頭部。該配合件上對應凹設有一與該球頭部相匹配之球形鉸接槽，該球頭部收容於該球形鉸接槽內。該配合件上凹設有複數與該鉸接槽相互連通之安裝槽，該複數彈性組件分別裝設於該配合件之安裝槽內，且分別彈性抵持於該球頭部之週緣，以使該球頭件與配合件相緊密配合於一起。
    公开号:TW201312017A
    申请号:TW100133564
    申请日:2011-09-19
    公开日:2013-03-16
    发明作者:Bo Long
    申请人:Hon Hai Prec Ind Co Ltd；
    IPC主号:B25J17-00
    专利说明:
    球鉸機構、應用該球鉸機構之支鏈及其並聯機器人
    本發明涉及一種鉸接結構，尤其涉及一種球鉸機構、應用該球鉸機構之支鏈及其並聯機器人。
    並聯機器人一般包括一定平臺、一動平臺以及並聯連接於定平臺與動平臺之間之六支鏈。定平臺一般固定放置，六支鏈可作伸縮運動，每一支鏈之二端部分別藉由球鉸機構與動平臺及定平臺連接。習知之球鉸機構一般包括相配合之球頭件與配合件，然，由於加工或裝配之精度不夠,使得相配合連接之球頭件與配合件之間存於一定間隙，導致球頭件與配合件之間之接觸面不能始終緊密貼合，易發生磨損。故易造成動平臺於運動過程中產生振動，從而降低並聯機器人運動之穩定性及定位之精度，導致並聯機器人難以適用於高精度要求之場合。
    鑒於上述內容，有必要提供一種穩定性以及定位性較好之球鉸機構。
    還有必要提供一種應用該球鉸機構之支鏈及其並聯機器人。
    一種球鉸機構，其包括球頭件、與該球頭件轉動連接之配合件以及複數彈性組件，該球頭件包括一球頭部。該配合件上對應凹設有一與該球頭部相匹配之球形鉸接槽，該球頭部收容於該球形鉸接槽內。該配合件上凹設有複數與該鉸接槽相互連通之安裝槽，該複數彈性組件分別裝設於該配合件之安裝槽內，且分別彈性抵持於該球頭部之週緣，以使該球頭件與配合件相緊密配合於一起。
    一種支鏈，其包括一第一連接件、一第二連接件及二球鉸機構，該第一連接件與第二連接件活動連接，該二球鉸機構分別相對裝設於第一連接件與第二連接件之末端。每一球鉸機構均包括球頭件、與該球頭件轉動連接之配合件以及複數彈性組件，該球頭件包括一球頭部，該配合件上對應凹設有一與該球頭部相匹配之球形鉸接槽。該球頭部收容於該球形鉸接槽內，其中一球鉸機構之球頭件與第一連接件固定連接，另一球鉸機構之球頭件與第二連接件固定連接。該配合件上凹設有複數與該鉸接槽相互連通之安裝槽，該複數彈性組件分別裝設於該配合件之安裝槽內，且分別彈性抵持於該球頭部之週緣，以使該球頭件與配合件相緊密配合於一起。
    一種並聯機器人，其包括定平臺、動平臺、並聯連接於該定平臺與動平臺之間之複數支鏈，該複數支鏈包括一第一連接件、一第二連接件及二球鉸機構，該第一連接件與第二連接件活動連接，該二球鉸機構分別相對裝設於第一連接件與第二連接件之末端。每一球鉸機構均包括球頭件、與該球頭件轉動連接之配合件以及複數彈性組件，該球頭件包括一球形狀之球頭部，該配合件上對應凹設有一與該球頭部相匹配之球形鉸接槽。該球頭部收容於該球形鉸接槽內，其中一球鉸機構之球頭件與第一連接件固定連接，另一球鉸機構之球頭件與第二連接件固定連接。其中一球鉸機構之配合件與定平臺固定連接，另一球鉸機構之配合件與動平臺固定連接。該配合件上凹設有複數與該鉸接槽相互連通之安裝槽，該複數彈性組件分別裝設於該配合件之安裝槽內，且分別彈性抵持於該球頭部之週緣，以使該球頭件與配合件相緊密配合於一起。
    該球鉸機構藉由複數彈性組件提供之彈性力，使該抵持件與該球頭件相緊密抵持，以使該球頭件與該配合件之間始終保持良好之接觸，即使於裝配時或者後續因磨損而使二者之間產生間隙時，亦可利用該彈性力使間隙減小或消除，從而提高該球鉸機構運動時之穩定性以及定位之精度。
    下面將結合附圖及具體實施方式對本發明進一步之詳細說明。
    請參見圖1，本發明實施方式之並聯機器人100包括一定平臺10、一動平臺30及並聯連接於定平臺10與動平臺30之間之複數支鏈50。本實施方式中支鏈50之數量為六，每一支鏈50之一端分別連接於定平臺10及動平臺30上。
    定平臺10與動平臺30於本實施方式中均呈大致圓形板狀，該定平臺10與動平臺30上鄰近其週緣位置處開設有複數安裝孔301（動平臺30上之安裝孔未示出）。
    每一支鏈50包括一第一連接件51、一第二連接件53及二球鉸機構60，第一連接件51與第二連接件53活動連接，二球鉸機構60分別相對裝設於第一連接件51與第二連接件53之末端。於本實施方式中，第一連接件51與第二連接件53滑動連接，可實現相互之間之伸縮滑移，用以調節整個支鏈50之長度。第一連接件51包括連接板511及安裝於連接板511上之驅動件513。驅動件513用以驅動第二連接件53相對於連接板511移動。驅動件513可為氣動組件或液動組件。藉由控制每一支鏈50中第二連接件53相對於第一連接件51之移動距離及球鉸機構60，使動平臺30可相對定平臺10具有六自由度。
    請一併參閱圖2至圖4，每一球鉸機構60包括球頭件70、與球頭件70鉸接之配合件80及裝設於配合件80上且彈性抵持於球頭件70上之複數彈性組件90。
    球頭件70包括基體71、連接部72及球頭部73。基體71呈大致矩形板狀，使用時對應固定裝設於支鏈50之連接板511上。連接部72呈圓柱狀，其沿垂直於基體71方向凸設於基體71上大致中部位置處。球頭部73大致呈球形狀，對應凸設於連接部72上遠離基體71之一端，用以與配合件80相互球鉸於一起。
    配合件80包括基部81及凸設於基部81一端之固定部83。基部81上遠離固定部83之一端凹設有一與球頭部73相匹配之球形鉸接槽811，用於收容並與球頭件70之球頭部73相互鉸接。基部81之週壁上對應該複數彈性組件90貫通開設有與鉸接槽811相互連通之複數安裝槽813。固定部83呈圓柱狀，其上遠離基部81之一側形成一傾斜之設置之連接面831。連接面831開設有複數連接孔833，用於與定平臺10或動平臺30固定連接，使配合件80安裝於定平臺10或動平臺30後，相對傾斜設置。
    每一彈性組件90包括一抵持件91、一鎖緊件95及一夾設於抵持件91與鎖緊件95之間之彈性件93。於本實施方式中，抵持件91為球形，其裝設於配合件80之安裝槽813內鄰近鉸接槽811之一端，且其部分露出於安裝槽813與鉸接於安裝槽813內之球頭部73抵持。鎖緊件95為螺釘，其固定裝設於安裝槽813上遠離鉸接槽811之一端。彈性件93為螺旋彈簧，其裝設於安裝槽813內，其二端部分別彈性抵持於鎖緊件95與抵持件91，使抵持件91與球頭件70之球頭部73相緊密抵持。
    組裝時，首先將球頭件70之球頭部73配合裝設於鉸接槽811內；然後將二球鉸機構60之球頭件70分別固定裝設於第一連接件51之連接板511及第二連接件53上；最後將二球鉸機構60之配合件80之固定部83分別與定平臺10及動平臺固定連接。
    並聯機器人100之六支鏈50之協同運動，使動平臺30相對於定平臺10具有六運動自由度。當然，根據實際應用中對動平臺30運動自由度之要求，支鏈50之數量可相應變更。並聯機器人100藉由彈性組件90提供之彈性力，使抵持件91與球頭件70相緊密抵持，以使球頭件70與配合件80之間始終保持良好之接觸，即使於裝配時或者後續因磨損而使二者之間產生間隙時，亦可利用該彈性力使間隙減小或消除，從而提高動平臺30之運動穩定性以及定位之精度。
    可理解，鎖緊件95可省略，彈性件93一端直接固定裝設於安裝槽813底端即可。
    另，本領域技術人員還可於本發明精神內做其他變化，當然，這些依據本發明精神所做之變化，都應包含於本發明所要求保護之範圍內。
    100．．．並聯機器人
    10．．．定平臺
    30．．．動平臺
    301．．．安裝孔
    50．．．支鏈
    51．．．第一連接件
    511．．．連接板
    513．．．驅動件
    53．．．第二連接件
    60．．．球鉸機構
    70．．．球頭件
    71．．．基體
    73．．．球頭部
    80．．．配合件
    81．．．基部
    811．．．鉸接槽
    813．．．安裝槽
    83．．．固定部
    831．．．連接面
    833．．．連接孔
    90．．．彈性組件
    91．．．抵持件
    93．．．彈性件
    95．．．鎖緊件
    圖1係本發明實施方式之並聯機器人之立體示意圖。
    圖2係圖1所示並聯機器人之球鉸機構之立體示意圖。
    圖3係圖2所示球鉸機構之立體分解圖。
    圖4係圖2所示球鉸機構之剖視圖。
    70．．．球頭件
    71．．．基體
    73．．．球頭部
    80．．．配合件
    81．．．基部
    811．．．鉸接槽
    813．．．安裝槽
    83．．．固定部
    831．．．連接面
    90．．．彈性組件
    91．．．抵持件
    93．．．彈性件
    95．．．鎖緊件
    权利要求:
    Claims (10)
    [1] 一種球鉸機構，其包括球頭件及與該球頭件轉動連接之配合件，該球頭件包括一球頭部；該配合件上對應凹設有一與該球頭部相匹配之球形鉸接槽，該球頭部收容於該球形鉸接槽內，其改良在於：該配合件上凹設有複數與該鉸接槽相互連通之安裝槽；該球鉸機構還包括複數彈性組件，該複數彈性組件分別裝設於該配合件之安裝槽內，且分別彈性抵持於該球頭部之週緣，以使該球頭件與配合件相緊密配合於一起。
    [2] 如申請專利範圍第1項所述之球鉸機構，其中該複數彈性組件均包括抵持件及與該抵持件彈性抵持之彈性件，該抵持件裝設於該配合件之安裝槽內鄰近該鉸接槽之一端，且部分露出於該安裝槽與鉸接於該安裝槽內之球頭部抵持，該彈性件裝設於該安裝槽內，且與該抵持件彈性抵持，使該抵持件與該球頭件之球頭部相互抵持。
    [3] 如申請專利範圍第2項所述之球鉸機構，其中該安裝槽貫通開設於該配合件上；該複數彈性組件均還包括鎖緊件，該鎖緊件固定裝設於該安裝槽上遠離該鉸接槽之一端，該彈性件之二端部分別彈性抵持於該鎖緊件與該抵持件之間，使該抵持件與該球頭件之球頭部相互抵持。
    [4] 一種支鏈，其包括一第一連接件、一第二連接件及二球鉸機構，該第一連接件與第二連接件活動連接，該二球鉸機構分別相對裝設於第一連接件與第二連接件之末端；每一球鉸機構均包括球頭件及與該球頭件轉動連接之配合件，該球頭件包括一球頭部；該配合件上對應凹設有一與該球頭部相匹配之球形鉸接槽，該球頭部收容於該球形鉸接槽內，其中一球鉸機構之球頭件與第一連接件固定連接，另一球鉸機構之球頭件與第二連接件固定連接，其改良在於：該配合件上凹設有複數與該鉸接槽相互連通之安裝槽；該球鉸機構還包括複數彈性組件，該複數彈性組件分別裝設於該配合件之安裝槽內，且分別彈性抵持於該球頭部之週緣，以使該球頭件與配合件相緊密配合於一起。
    [5] 如申請專利範圍第4項所述之支鏈，其中該複數彈性組件均包括抵持件及與該抵持件彈性抵持之彈性件，該抵持件裝設於該配合件之安裝槽內鄰近該鉸接槽之一端，且部分露出於該安裝槽與鉸接於該安裝槽內之球頭部抵持，該彈性件裝設於該安裝槽內，使該抵持件與該球頭件之球頭部相互抵持。
    [6] 如申請專利範圍第5項所述之支鏈，其中該球頭件還包括一與該球頭部相連接之基部，其中一球頭件之基部與該第一連接件固定連接，另一球頭件之基部與第二連接件固定連接。
    [7] 一種並聯機器人，其包括定平臺、動平臺、並聯連接於該定平臺與動平臺之間之複數支鏈，該複數支鏈包括一第一連接件、一第二連接件及二球鉸機構，該第一連接件與第二連接件活動連接，該二球鉸機構分別相對裝設於第一連接件與第二連接件之末端；每一球鉸機構均包括球頭件及與該球頭件轉動連接之配合件，該球頭件包括一球形狀之球頭部；該配合件上對應凹設有一與該球頭部相匹配之球形鉸接槽，該球頭部收容於該球形鉸接槽內，其中一球鉸機構之球頭件與第一連接件固定連接，另一球鉸機構之球頭件與第二連接件固定連接，其中一球鉸機構之配合件與定平臺固定連接，另一球鉸機構之配合件與動平臺固定連接，其改良在於：該配合件上凹設有複數與該鉸接槽相互連通之安裝槽；該球鉸機構還包括複數彈性組件，該複數彈性組件分別裝設於該配合件之安裝槽內，且分別彈性抵持於該球頭部之週緣，以使該球頭件與配合件相緊密配合於一起。
    [8] 如申請專利範圍第7項所述之並聯機器人，其中該複數彈性組件均包括抵持件及與該抵持件彈性抵持之彈性件，該抵持件裝設於該配合件之安裝槽內鄰近該鉸接槽之一端，且部分露出於該安裝槽與鉸接於該安裝槽內之球頭部抵持，該彈性件裝設於該安裝槽內，使該抵持件與該球頭件之球頭部相互抵持。
    [9] 如申請專利範圍第8項所述之並聯機器人，其中該每一支鏈之球頭件還包括一與該球頭部相連接之基部，其中一球頭件之基部與該第一連接件固定連接，另一球頭件之基部與第二連接件固定連接。
    [10] 如申請專利範圍第9項所述之並聯機器人，其中該每一支鏈之配合件還包括一遠離該鉸接槽之一端凸設有之固定部，其中一配合件之固定部與該定平臺固定連接，另一配合件之固定部與該動平臺固定連接，以使該支鏈並聯連接於該定平臺及該動平臺之間。
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    法律状态:
    2016-08-21| MM4A| Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    CN2011102655574A|CN102996617A|2011-09-08|2011-09-08|球铰机构、应用该球铰机构的支链及其并联机器人|
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