[发明专利]辅助机械手臂工作端运作的触觉感应辅助系统

说明书

本发明公开了一种辅助机械手臂工作端运作的触觉感应辅助系统，其设于一机械手臂的末端与其工作端之间，其包含：一压力控制单元，用以使该工作端能保持一稳定的正向力以接触该工作件并进行工作；一测距单元，用以侦测该工作端相对该工作件的位移量并输出数据；一计算机装置，用以接收该测距单元的位移量数据以控制该压力控制单元保持在稳定的正向力的工作状态；其中当该工作端接触并对该工作件的工作端进行设定的工作时，利用该触觉感应辅助系统以使该工作端能保持一稳定的正向力来接触该工作件，以有效提升该工作端的工作效率及精密度。

技术领域

本发明涉及一种触觉感应辅助系统，尤指一种应用于一机械手臂的末端与其工作端之间，以使该工作端在接触并对该工作件的工作端进行设定时，能持续保持一事先设定的稳定正向力。

背景技术

机械手臂已广泛应用于自动化设备中，如将一测量用探针(如用以侦测工作件的表面弧度)或加工工具如研磨砂轮、抛光轮、铣刀等(如用以进行研磨、抛光、铣刀加工等工作)，配合安装于一机械手臂的末端上，以成为该机械手臂的工作端，从而利用该机械手臂的动作以使该工作端能对一工作件的工作端进行设定的工作，如表面处理(如表面研磨处理、表面抛光处理等)或机械加工(如铣刀加工等)。

当利用一机械手臂的工作端对一工作件的工作端进行设定的工作时，在此，该工作端以研磨或抛光砂轮为例进行说明，但不限制，虽然可利用数字控制技术来控制该机械手臂，以定义或操作该砂轮的工作路线，但该砂轮(工作端)本身仍须以一事先设定的适当正向力(即工作端施予该工作面的法线方向压力)来接触该工作件的表面，如此才能达到研磨或抛光工作的目的；然而，若通过该机械手臂来设定该适当正向力，即工作端的工作路线及正向力皆由该机械手臂来达成，则容易使该机械手臂的机械设计及工作内容安排上相对复杂化，如针对不同工作性质的工作端常须设计不同的正向力，且该正向力会因砂轮(工作端)的损耗而随的变动，相对提高机械手臂的制作成本。

因此，在机械手臂的工作端技术领域中，如何使该工作端能保持一稳定的正向力来接触该工作件以对该工作端进行设定的工作，以有效提升该工作端的工作效率及精密度，并相对降低机械手臂的制作成本，此为本发明主要解决的问题。

发明内容

本发明主要目的在于提供一种辅助机械手臂工作端运作的触觉感应辅助系统，其设于一机械手臂的末端与其工作端之间，其主要包含：一压力控制单元，用以使该工作端能保持一稳定的正向力以接触该工作件并进行工作，一测距单元，用以侦测该工作端相对该工作件的位移量并输出数据，一计算机装置，用以接收该测距单元的位移量数据以控制该压力控制单元保持在稳定的正向力的工作状态，以有效提升该工作端的工作效率及精密度。

为了达到上述目的，本发明提供的辅助机械手臂工作端运作的触觉感应辅助系统的一优选实施例，其设置于一机械手臂的工作端与该机械手臂的末端之间，其包含一气压控制单元、一测距单元及一计算机装置；其中该气压控制单元包含：一伸缩气压缸和一气压控制装置，伸缩气压缸用以驱动该工作端进行轴向伸缩位移；气压控制装置用以控制该伸缩气压缸的轴向伸缩位移量，进而使该工作端能稳定地保持在一设定正向力，以接触该工作件并对该工作件的该工作端进行设定的工作；其中该测距单元利用该伸缩气压缸的轴向伸缩位移产生的变化推导计算该伸缩气压缸的轴向伸缩位移量，并输出该轴向伸缩位移量数据；其中该计算机装置用以接收该测距单元的轴向位移量数据并经译码器译码后，再通过该气压控制单元的气压控制装置控制该伸缩气压缸保持一稳定的设定正向力状态。

在本发明一实施例中，该测距单元为一电阻式测距单元，其利用侦测该伸缩气压缸的轴向伸缩位移产生的电阻变化推算该伸缩气压缸的轴向伸缩位移量。

在本发明一实施例中，该触觉感应辅助系统进一步包含一筒座及一移动座，其中该筒座锁固在该机械手臂的末端上，使该气压控制单元的该伸缩气压缸能够设在该筒座的内部，并使该伸缩气压缸的一伸缩轴杆能够轴向延伸以通过该筒座的前端面上一穿孔而连结至该移动座上；其中该移动座与该工作端连结成一体；其中该伸缩气压缸能够通过该伸缩轴杆驱动该移动座与该工作端同步进行轴向的伸缩位移。