机械手臂的编码器模块的制作方法

1.本发明涉及一种机器手臂，尤其是涉及机器手臂的关节模块中，用以侦测转动的编码器模块。


背景技术：

2.机器手臂具有灵活移动、精确定位及连续性作业的特性，已成为产品生产线上制造组装的最佳利器。而降低机器手臂移动时的误差，提升机器手臂控制的精确性，需要正确的侦测马达转动。
3.请参阅图6，现有技术机器手臂的关节模块300，为了利用编码器301侦测马达302的转轴303的转动，将编码器301的编码盘304固定在转接器305上，再通过轴承306支撑转接器305中心，连接转接器305至转轴303，使编码盘304随转轴303转动。编码器301另将读取编码盘304的传感器307，在相对编码盘304的固定在固定板308上，再将固定板308固定在外壳309上，使传感器307间接固定不动在外壳309。因此不动的传感器307就可通过侦测转动的编码盘304的信号，得知关节模块300输出的转速、位置与加速等等资料，以控制关节模块300的输出。
4.然而，现有技术关节模块300中侦测用的传感器307与编码盘304，都分别经过不少层层零件的组装配合，才能形成传感器307与编码盘304间的相对侦测位置关系，所以转轴304、编码盘304与传感器307之间的位置关系，会因组装、零件的累积结构误差导致转轴306的中心、编码盘304与传感器307不易对准，造成实际运转会有一定程度的旋转偏震问题，影响编码器301信号品质，进而影响关节模块300旋转精度与性能。因此，机械手臂在编码器的结构上，仍有问题亟待解决。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种机械手臂的编码器模块，通过将传感器与编码盘固定在同一编码器模块，降低组装及零件的累积误差，提升编码盘对齐转轴中心与传感器对准编码盘的编码轨道中心的精度，以减少编码器偏震的影响。
6.本发明的另目的在于提供一种机械手臂的编码器模块，利用编码器模块的弹性件固定于关节模块的外壳，吸收关节模块旋转时的震动，以维持编码器模块的侦测精度。
7.为了达到前述发明的目的，本发明机械手臂的编码器模块，在支架设圆环，圆环的内缘嵌入轴承的外缘，圆环外缘辐射延伸对称或非对称的多个延伸杆，延伸杆的末端设多个弹性件，可将编码器模块固定在关节模块的外壳，转接器包含环形凸缘及凸出部，在环形凸缘的面内缘突出凸出部，凸出部嵌入轴承的内缘，而环形凸缘的另一面固定编码盘，电路板固定至支架，电路板设有传感器，使编码盘位于传感器与转接器之间，且编码盘对正转动的中心，而传感器对准编码盘上的编码轨道中心，以侦测编码盘转动信号。
8.本发明机械手臂的编码器模块，在编码盘利用防尘盖保持预定间隔距离盖住，以防污染编码盘，并使防尘盖位于电路板与编码盘间，防尘盖为环形盖，相对应支架的至少一
延伸杆的数量及位置，突设凸角且固定在至少一延伸杆，防尘盖另设有侦测孔，让传感器通过侦测孔侦测到编码盘。
附图说明
9.图1为本发明机械手臂的编码器模块的分解图；
10.图2为本发明机械手臂的编码器模块的立体图；
11.图3为本发明机械手臂的编码器模块的剖视图；
12.图4为本发明编码器模块组装至关节模块的局部剖视图；
13.图5为本发明编码器模块组装至关节模块的上剖视图；
14.图6为现有技术的关节模块的剖视图。
15.符号说明
16.10编码器模块
17.11支架
18.111圆环
19.112延伸杆
20.113弹性件
21.12转接器
22.121环形凸缘
23.122凸出部
24.123轴承
25.124固定件
26.125连接孔
27.126连接螺栓
28.13编码盘
29.14防尘盖
30.141凸角
31.142固定件
32.143侦测孔
33.15电路板
34.151传感器
35.152固定件
36.20关节模块
37.21中空轴
38.22外壳
39.23转轴
40.141
…
具体实施方式
41.有关本发明为达成上述目的，所采用的技术手段及其功效，现举实施例，并配合附
图加以说明如下。
42.请同时参阅图1至图3，图1为本发明机械手臂的编码器模块的分解图，图2为本发明机械手臂的编码器模块的剖视图，图3为本发明机械手臂的感测模块的立体图。图1中，本发明的编码器模块10包含支架11、转接器12、编码盘13、防尘盖14及电路板15，其中支架11包含圆环111与多个延伸杆112，圆环111外缘延伸延伸杆112，本实施例虽以辐射延伸对称的延伸杆112举例说明，但本发明包含且不限于对称的延伸杆112，非对称的延伸杆112也可达到本发明的目的，延伸杆112的末端固定弹性件113。转接器12包含环形凸缘121及凸出部122，环形凸缘121的一面内缘突出一凸出部122，凸出部122嵌入固定一轴承123的内缘(参图3)，转接器12的环形凸缘121的另一面则以固定件124固定一编码盘13，环形的编码盘13设有测量角度的刻度形成的环形编码轨道，凸出部122另设有连接孔125，连接孔125穿过一连接螺栓126(参图3)。防尘盖14为一环形盖，相对应支架11的延伸杆112的数量及位置，防尘盖14突设凸角141，每一凸角141上设置一固定件142，防尘盖14设有侦测孔143。电路板15设有传感器151，传感器151可以为位置传感器，用以侦测编码盘13，电路板15另利用固定件152(参图2)直接固定在支架11上。
43.因此，图2中本发明的编码器模块10，先将轴承123的外缘，嵌入固定在支架11的圆环111的内缘(参图3)，因凸出部122嵌入轴承123的内缘，而将转接器12的环形凸缘121同心固定在支架11的圆环111，同时将转接器12的环形凸缘121的另一面上的编码盘13固定在支架11，接着，将环形的防尘盖14固定在支架11，使防尘盖14保持预定间隔距离盖住编码盘13，以防止灰尘污染或盖住编码盘13的刻度，避免造成编码器模块10测量错误，本实施例防尘盖14固定在支架11的方式，虽以凸角141相对应延伸杆112，利用固定件142固定在延伸杆112上举例说明，但本发明包含且不限于本实施例，凡防尘盖14固定在支架11或无防尘盖14均可适用本发明。然后使防尘盖14位于电路板15与编码盘13之间，让电路板15的传感器151对着防尘盖14的侦测孔143，将电路板15直接固定在支架11，使编码盘13位于传感器151与转接器12之间，传感器151可通过防尘盖14的侦测孔143侦测到编码盘13，以组装成本发明的编码器模块10。本发明的编码器模块10由于编码盘13通过转接器12及轴承123连接在支架11上，而电路板15上的传感器151直接固定在支架11，编码盘13与传感器151均通过少数个构件，固定在同一基准的支架11，可减少过多的累积误差，使编码盘13易于对齐轴承123的中心，即对齐旋转中心，另外使传感器151可以精确对准编码盘13的编码轨道中心，提升侦测精度。
44.请同时参阅图4及图5所示，图4为本发明编码器模块组装至关节模块的局部剖视图，图5为本发明编码器模块组装至关节模块的上剖视图。本发明的编码器模块10组装至关节模块20时，将编码器模块10的支架11的圆环111套入关节模块20的中空轴21，让延伸杆112末端的弹性件113，将编码器模块10固定在关节模块20的外壳22再利用连接螺栓126穿过转接器12的凸出部122的连接孔125(参图3)，连接至转轴23，由转轴23带动转接器12，并由支架11的圆环111利用轴承123支撑转接器12转动，让固定在转接器12的编码盘13也同时跟着转轴23旋转。本实施例的转轴23虽以输入转轴作为说明，但本发明的转轴23包含且不限于输入转轴，也可为输出转轴。再通过固定在支架11的电路板15上的传感器151，传感器151因随着支架11相对编码盘13不动，就可使传感器151通过防尘盖14的侦测孔143(参图1)侦测到编码盘13，侦测旋转的编码盘13的转动信号。因而本发明的编码器模块10，由于编码
盘13与传感器151通过少数个构件固定在同一支架11，减少过多的累积误差，不仅使编码盘13与传感器151两者易于对齐，且固定时只要注意编码器模块10对正转轴23中心，就可让设在编码器模块10上的编码盘13对正转轴23中心，且传感器151对准编码盘13的轨道中心，而降低编码器模块10于运转时偏震所导致的影响。此外，编码器模块10也可利用固定在关节模块20的支架11的延伸杆112末端的弹性件113，吸收关节模块20传至编码器模块10的震动，降低编码器模块10的震动，使转轴23所传递出的旋转量可以经由编码盘13与传感器151精确的侦测。
45.因此，本发明机械手臂的编码器模块，就可通过将传感器与编码盘，经过少数个构件固定在同一编码器模块的支架上，降低组装及零件的累积误差，使编码盘极易对齐转轴中心，且传感器精确对齐编码盘编码轨道中心，而减少旋转偏震影响，同时利用编码器模块的弹性件固定于关节模块的外壳，吸收关节模块旋转时的震动，达到本发明提升编码器侦测精度的目的。
46.以上所述者，仅为用以方便说明本发明的实施例，本发明的范围不限于该多个实施例，凡依本发明所做的任何变更，在不脱离本发明的精神下，都属本发明申请专利的范围。