本發(fā)明涉及一種機(jī)器手臂，尤其是涉及機(jī)器手臂從剎車停止轉(zhuǎn)動(dòng)中，解除剎車讓機(jī)器手臂移動(dòng)的方法。

背景技術(shù)：

工廠自動(dòng)化利用機(jī)器手臂自動(dòng)抓取工件，不斷來回移動(dòng)進(jìn)行組裝制造，以提高生產(chǎn)的效率。而來回移動(dòng)的機(jī)器手臂，除了需要驅(qū)動(dòng)模塊提供動(dòng)力外，尚需依賴穩(wěn)定可靠的剎車，才能將機(jī)器手臂停止在預(yù)定的位置，以進(jìn)行精確的作業(yè)。

請參考圖1，為現(xiàn)有技術(shù)美國專利us8410732的機(jī)器手臂的驅(qū)動(dòng)模塊10?，F(xiàn)有技術(shù)的驅(qū)動(dòng)模塊10，利用馬達(dá)11驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸12轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)由減速裝置13減速后，輸出動(dòng)力移動(dòng)機(jī)器手臂。驅(qū)動(dòng)模塊10中設(shè)置剎車裝置，剎車裝置將棘輪14固定在轉(zhuǎn)軸12上，并在棘輪14周邊設(shè)置電磁閥15，電磁閥15通過伸縮的擋銷16離合棘輪14，阻擋或釋放棘輪14轉(zhuǎn)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)模塊10另在轉(zhuǎn)軸12的一端固定編碼器(encoder)17，偵測馬達(dá)11的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，作為監(jiān)視及控制馬達(dá)11轉(zhuǎn)動(dòng)的反饋信號。

當(dāng)機(jī)器手臂需要移動(dòng)時(shí)，控制電磁閥15縮回?fù)蹁N16釋放棘輪14，再以信號控制馬達(dá)11驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸12轉(zhuǎn)動(dòng)，并由編碼器17監(jiān)視馬達(dá)11是否依照信號需要的角度轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)機(jī)器手臂需要停止時(shí)，驅(qū)動(dòng)模塊10進(jìn)行剎車作業(yè)，啟動(dòng)電磁閥15伸長擋銷16阻擋棘輪14轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生剎車力矩，抵抗機(jī)器手臂本身及乘載工件所形成負(fù)載的慣性力，以停止棘輪14固定的轉(zhuǎn)軸12轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而阻止機(jī)器手臂移動(dòng)，再由編碼器17監(jiān)視馬達(dá)11是否依照信號停止在需要的角度。

然而，當(dāng)電磁閥15的擋銷16停止機(jī)器手臂轉(zhuǎn)動(dòng)后，機(jī)器手臂的負(fù)載，將經(jīng)由棘輪14作用在電磁閥15伸長的擋銷16上，如乘載工件過大，負(fù)載將使棘輪14與擋銷16間形成較大的摩擦力。當(dāng)機(jī)器手臂需要再移動(dòng)時(shí)，控制電磁閥15縮回?fù)蹁N16的力量，不足以克服棘輪14與擋銷16間的摩擦力時(shí)，擋銷16被棘輪14卡阻，電磁閥15將無法順利縮回?fù)蹁N16釋放棘輪14，因而導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)模塊10無法解除剎車。如在無法解除剎車下，一旦驅(qū)動(dòng)模塊10使用更大力量或轉(zhuǎn)動(dòng)角度驅(qū)動(dòng)馬達(dá)11轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，將造成擋銷16或棘輪14彎曲變形，不僅影響機(jī)器手臂定位的精準(zhǔn)性，甚至造成機(jī)器手臂毀損。因此，機(jī)器手臂在解除剎車的方法上，仍有問題亟待解決。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種機(jī)器手臂解除剎車的方法，通過預(yù)設(shè)馬達(dá)較小的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，控制馬達(dá)在不同的轉(zhuǎn)動(dòng)方向轉(zhuǎn)動(dòng)，讓傳輸負(fù)載的棘輪離開擋銷，以縮回?fù)蹁N解除剎車。

為了達(dá)到前述發(fā)明的目的，本發(fā)明第一實(shí)施例機(jī)器手臂解除剎車的方法，進(jìn)行解除剎車時(shí)，預(yù)設(shè)控制馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，以預(yù)設(shè)第一轉(zhuǎn)動(dòng)方向及轉(zhuǎn)動(dòng)角度轉(zhuǎn)動(dòng)馬達(dá)，并解除剎車將電磁閥的擋銷縮回，成功解除剎車則結(jié)束解除剎車作業(yè)，如解除剎車失敗，以預(yù)設(shè)的第二轉(zhuǎn)動(dòng)方向及轉(zhuǎn)動(dòng)角度轉(zhuǎn)動(dòng)馬達(dá)，并解除剎車將電磁閥的擋銷縮回，如解除剎車成功，結(jié)束解除剎車作業(yè)。

本發(fā)明機(jī)器手臂的解除剎車是將電磁閥的擋銷縮回，讓擋銷脫離棘輪的轉(zhuǎn)動(dòng)路徑。而第一轉(zhuǎn)動(dòng)方向與第二轉(zhuǎn)動(dòng)方向?yàn)橄喾吹霓D(zhuǎn)動(dòng)方向。其中預(yù)設(shè)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度為小角度，讓擋銷與棘輪在安全的彈性變形內(nèi)。另由編碼器監(jiān)視馬達(dá)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的反饋信號，檢查未轉(zhuǎn)動(dòng)到預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)動(dòng)角度時(shí)，為剎車解除失敗，而檢查轉(zhuǎn)動(dòng)到預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)動(dòng)角度時(shí)，為剎車解除成功。

本發(fā)明第二實(shí)施例機(jī)器手臂解除剎車的方法，在開始進(jìn)行解除剎車時(shí)，設(shè)定馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)的第一轉(zhuǎn)動(dòng)方向、第二轉(zhuǎn)動(dòng)方向及轉(zhuǎn)動(dòng)角度，以第一轉(zhuǎn)動(dòng)方向及轉(zhuǎn)動(dòng)角度轉(zhuǎn)動(dòng)馬達(dá)，連續(xù)以反向的第二轉(zhuǎn)動(dòng)方向及轉(zhuǎn)動(dòng)角度轉(zhuǎn)動(dòng)馬達(dá)，解除剎車持續(xù)預(yù)設(shè)一段時(shí)間，最后結(jié)束解除剎車作業(yè)。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)機(jī)器手臂的驅(qū)動(dòng)模塊的側(cè)剖視圖；

圖2為本發(fā)明機(jī)器手臂在第一轉(zhuǎn)動(dòng)方向解除剎車的示意圖；

圖3為本發(fā)明機(jī)器手臂在第二轉(zhuǎn)動(dòng)方向解除剎車的示意圖；

圖4為本發(fā)明第一實(shí)施例機(jī)器手臂解除剎車的方法的流程圖；

圖5為本發(fā)明機(jī)器手臂在二轉(zhuǎn)動(dòng)方向解除剎車的示意圖；

圖6為本發(fā)明第二實(shí)施例機(jī)器手臂解除剎車的方法的流程圖。

符號說明

20轉(zhuǎn)軸

21棘輪

22電磁閥

23擋銷

具體實(shí)施方式

有關(guān)本發(fā)明為達(dá)成上述目的，所采用的技術(shù)手段及其功效，茲舉較佳實(shí)施例，并配合附圖加以說明如下。

請同時(shí)參閱圖2及圖3，圖2為本發(fā)明機(jī)器手臂在第一轉(zhuǎn)動(dòng)方向解除剎車的示意圖，圖3為本發(fā)明機(jī)器手臂在第二轉(zhuǎn)動(dòng)方向解除剎車的示意圖。本發(fā)明機(jī)器手臂的馬達(dá)具有一轉(zhuǎn)軸20，剎車裝置將棘輪21設(shè)在轉(zhuǎn)軸20圓周上，棘輪21徑向伸出轉(zhuǎn)軸20的圓周。棘輪21的周邊設(shè)有一電磁閥22，電磁閥22具有伸縮的擋銷23，擋銷23受電磁閥23的磁力作用，擋銷23伸出時(shí)進(jìn)入棘輪21的轉(zhuǎn)動(dòng)路徑，擋銷23縮回時(shí)脫離棘輪21的轉(zhuǎn)動(dòng)路徑。

當(dāng)機(jī)器手臂剎車時(shí)，控制電磁閥22伸出擋銷23，使擋銷23進(jìn)入棘輪21的轉(zhuǎn)動(dòng)路徑阻擋棘輪21移動(dòng)，產(chǎn)生剎車力矩，抵抗機(jī)器手臂負(fù)載l產(chǎn)生的慣性力，停止棘輪21固定的轉(zhuǎn)軸20轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而阻止機(jī)器手臂移動(dòng)。而停止機(jī)器手臂轉(zhuǎn)動(dòng)后，機(jī)器手臂的負(fù)載l，經(jīng)由棘輪21作用在電磁閥22伸長的擋銷23上。當(dāng)機(jī)器手臂需要再移動(dòng)時(shí)，必須先解除剎車。解除剎車時(shí)，控制電磁閥22縮回?fù)蹁N23，讓擋銷23脫離棘輪21的轉(zhuǎn)動(dòng)路徑，不會(huì)卡阻棘輪21轉(zhuǎn)動(dòng)，才能控制馬達(dá)自由轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)軸20。

由于機(jī)器手臂的負(fù)載l隨抓取工件的大小而變，而負(fù)載l作用的方向也隨機(jī)器手臂停留的位置改變，因此解除剎車時(shí)不僅無法獲知負(fù)載l大小及作用方向，且即使控制電磁閥22縮回?fù)蹁N23，也無法確保是否能克服摩擦力，成功縮回?fù)蹁N23。因此，圖2中，本發(fā)明首先預(yù)設(shè)馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)的第一轉(zhuǎn)動(dòng)方向r1、第二轉(zhuǎn)動(dòng)方向r2、及轉(zhuǎn)動(dòng)角度θ。預(yù)設(shè)的第一轉(zhuǎn)動(dòng)方向r1可為順時(shí)鐘轉(zhuǎn)動(dòng)或逆時(shí)鐘轉(zhuǎn)動(dòng)。第二轉(zhuǎn)動(dòng)方向r2則與第一轉(zhuǎn)動(dòng)方向r1為相反的轉(zhuǎn)動(dòng)方向。而該轉(zhuǎn)動(dòng)角度θ較小，即使在擋銷23阻檔棘輪21的錯(cuò)誤轉(zhuǎn)動(dòng)下，仍使擋銷23與棘輪21在安全的彈性變形內(nèi)。

在進(jìn)行解除剎車時(shí)，本發(fā)明以預(yù)設(shè)第一轉(zhuǎn)動(dòng)方向r1及轉(zhuǎn)動(dòng)角度θ轉(zhuǎn)動(dòng)馬達(dá)，本實(shí)施例以第一轉(zhuǎn)動(dòng)方向r1為逆時(shí)鐘轉(zhuǎn)動(dòng)舉例說明，并控制電磁閥22縮回?fù)蹁N23。由于預(yù)設(shè)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向錯(cuò)誤，第一轉(zhuǎn)動(dòng)方向r1驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸20帶動(dòng)棘輪21，受擋銷23阻擋，棘輪21擠壓固定不動(dòng)的電磁閥22的擋銷23，無法轉(zhuǎn)動(dòng)到預(yù)設(shè)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度θ，且讓棘輪21與擋銷23產(chǎn)生彈性變形(如虛線所示)。在擠壓下，棘輪21與擋銷23間的摩擦力更大，棘輪21卡阻擋銷23的力量更強(qiáng)，電磁閥22無法順利縮回?fù)蹁N23，通過編碼器(請參圖1)監(jiān)視轉(zhuǎn)軸20未轉(zhuǎn)動(dòng)到預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)動(dòng)角度θ的反饋信號，加以檢查擋銷23未縮回，而判斷剎車解除失敗。

圖3中，在第一轉(zhuǎn)動(dòng)方向解除剎車失敗下，本發(fā)明緊接著以預(yù)設(shè)第二轉(zhuǎn)動(dòng)方向r2及轉(zhuǎn)動(dòng)角度θ轉(zhuǎn)動(dòng)馬達(dá)，本實(shí)施例以第二轉(zhuǎn)動(dòng)方向r2為順時(shí)鐘轉(zhuǎn)動(dòng)舉例說明。并控制電磁閥22縮回?fù)蹁N23。由于第二轉(zhuǎn)動(dòng)方向r2驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸20帶動(dòng)棘輪21，未受電磁閥22的擋銷23阻擋，轉(zhuǎn)軸20順利轉(zhuǎn)動(dòng)到轉(zhuǎn)動(dòng)角度θ，讓棘輪21離開擋銷23(如虛線所示)。擋銷23未受負(fù)載l作用下，棘輪21不會(huì)卡阻擋銷23，電磁閥22可順利縮回?fù)蹁N23，并通過編碼器監(jiān)視轉(zhuǎn)軸20轉(zhuǎn)動(dòng)到轉(zhuǎn)動(dòng)角度θ的反饋信號，加以檢查擋銷23已縮回，判斷成功解除剎車。由于轉(zhuǎn)動(dòng)方向僅有順時(shí)鐘與逆時(shí)鐘轉(zhuǎn)動(dòng)兩方向，在本發(fā)明第一轉(zhuǎn)動(dòng)方向r1與第二轉(zhuǎn)動(dòng)方向r2依序兩方向轉(zhuǎn)動(dòng)下，必定有一轉(zhuǎn)動(dòng)方向使棘輪21離開擋銷23，而能確保成功解除剎車。

如圖4所示，為本發(fā)明第一實(shí)施例機(jī)器手臂解除剎車的方法的流程圖。本發(fā)明機(jī)器手臂解除剎車的方法的詳細(xì)步驟說明如下:步驟s1，開始進(jìn)行解除剎車；在步驟s2，本發(fā)明設(shè)定馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)的第一轉(zhuǎn)動(dòng)方向、第二轉(zhuǎn)動(dòng)方向、及轉(zhuǎn)動(dòng)角度；步驟s3，以第一轉(zhuǎn)動(dòng)方向?yàn)轭A(yù)設(shè)的馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)方向；步驟s4，以預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)動(dòng)方向及轉(zhuǎn)動(dòng)角度轉(zhuǎn)動(dòng)馬達(dá)；步驟s5，并解除剎車，以控制電磁閥縮回?fù)蹁N；步驟s6，檢查解除剎車是否成功？如解除剎車失敗，即控制電磁閥無法縮回?fù)蹁N，則進(jìn)入步驟s7，改變預(yù)設(shè)第二轉(zhuǎn)動(dòng)方向?yàn)轳R達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)方向，回至步驟s4，繼續(xù)以預(yù)設(shè)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向及轉(zhuǎn)動(dòng)角度轉(zhuǎn)動(dòng)馬達(dá)。步驟s6如果解除剎車成功，即控制電磁閥順利縮回?fù)蹁N，則進(jìn)入步驟s8，結(jié)束解除剎車作業(yè)。

如圖5所示，為本發(fā)明機(jī)器手臂在連續(xù)二轉(zhuǎn)動(dòng)方向解除剎車的示意圖。由前述實(shí)施例可知，棘輪21會(huì)在第一轉(zhuǎn)動(dòng)方向或第二轉(zhuǎn)動(dòng)方向的其中之一離開擋銷23或減少擋銷23的摩擦力，使電磁閥22順利縮回?fù)蹁N23解除剎車。因此，本發(fā)明也可利用設(shè)定的轉(zhuǎn)動(dòng)角度θ及連續(xù)不同轉(zhuǎn)動(dòng)方向r，控制馬達(dá)來回轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)軸20，讓機(jī)器手臂的慣性在機(jī)器手臂來回?cái)[動(dòng)中產(chǎn)生抖動(dòng)，帶動(dòng)棘輪21離開擋銷23或減少擋銷23的摩擦力。本發(fā)明并在抖動(dòng)中控制電磁閥22持續(xù)解除剎車一段時(shí)間，讓電磁閥22在抖動(dòng)中順利縮回?fù)蹁N23，以成功解除剎車，進(jìn)而簡化前述實(shí)施例在檢查擋銷23是否縮回的作業(yè)時(shí)間。同理，本發(fā)明也可在控制馬達(dá)來回轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)軸20前，控制電磁閥22持續(xù)解除剎車一段時(shí)間，以待馬達(dá)來回轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器手臂來回?cái)[動(dòng)中產(chǎn)生抖動(dòng)，進(jìn)行解除剎車。

如圖6所示，為本發(fā)明第二實(shí)施例機(jī)器手臂解除剎車的方法的流程圖。本發(fā)明第二實(shí)施例機(jī)器手臂解除剎車的方法的詳細(xì)步驟說明如下:步驟t1，開始進(jìn)行解除剎車；在步驟t2，本發(fā)明設(shè)定馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)的第一轉(zhuǎn)動(dòng)方向、第二轉(zhuǎn)動(dòng)方向及轉(zhuǎn)動(dòng)角度；步驟t3，以第一轉(zhuǎn)動(dòng)方向及轉(zhuǎn)動(dòng)角度轉(zhuǎn)動(dòng)馬達(dá)；步驟t4，連續(xù)以反向的第二轉(zhuǎn)動(dòng)方向及轉(zhuǎn)動(dòng)角度轉(zhuǎn)動(dòng)馬達(dá)；步驟t5，預(yù)設(shè)一段時(shí)間持續(xù)解除剎車；進(jìn)入步驟t6，結(jié)束解除剎車作業(yè)。

因此本發(fā)明機(jī)器手臂解除剎車的方法，就可通過設(shè)定較小的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，控制馬達(dá)依序或連續(xù)在不同的轉(zhuǎn)動(dòng)方向轉(zhuǎn)動(dòng)預(yù)設(shè)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，在其中的一轉(zhuǎn)動(dòng)方向或抖動(dòng)中讓棘輪離開擋銷，并控制電磁閥縮回?fù)蹁N，避免棘輪卡阻擋銷，使電磁閥順利縮回?fù)蹁N，達(dá)到成功解除剎車的目的。

以上所述者，僅為用以方便說明本發(fā)明的較佳實(shí)施例，本發(fā)明的范圍不限于該多個(gè)較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明所做的任何變更，在不脫離本發(fā)明的精神下，皆屬本發(fā)明權(quán)利要求的范圍。