CN103573812A - 自由转动装置 - Google Patents

Abstract

一种自由转动装置，包含有一本体及相对本体外型的覆盖体，于一侧面设置一轨道路径以及一种可移动方式被装设在所述轨道路径中的滚珠，所述轨道路径由一中心线等分分布成两个表面，且所述轨道路径为由一回流路径的两端分别连接工作路径的两端所构成，所述回流路径的两个表面形成两个深面，而所述工作路径的两个表面形成一深面与一浅面，且所述侧面并排列开设有多个螺孔；一调节装置，相对于在所述本体与覆盖体之间；以及螺栓，穿设于通孔后，螺设于本体螺孔，供紧迫本体与覆盖体的间隙。

Description

自由转动装置

技术领域

本发明关于传动领域，特别是指一种可呈受三向受力且能准确带动移动体移动或旋转的自由转动装置。

背景技术

对位机构(或对位平台)被广泛的应用于各种自动化精密加工的定位、加工与测试场合上，并能搭配各种光学元件或检测仪器，以能够进行高精密度的测量或检验作业。

常见的对位机构多为单一轴向的轴承，以组接方式做运作，或以球体关节式组接做运作，其组接方式为求高自由度的动作；再者，对位机构使用在三向受力状态下承压和转动，用支座与滑动件之间的平面滑动来适应上部结构的位移要求。

惟，习用的对位机构占有大量使用空间，难以运用于现今高精密的产业上，其使用无法满足高精密度作业及高荷重作业的需求，再者因体积大造成厚度高，加工制造不方便，不能节省钢材，成本较高等缺点。

本案发明人鉴于上述习用对位机构或移动平台所衍生的各项缺点，乃亟思加以改良创新，并经多年苦心孤诣潜心研究后，终于成功研发完成本件自由转动装置。

发明内容

本发明的目的即在于提供一种自由转动装置，具有体积小、高度较薄、且制作成本较低。

本发明的次一目的在于提供一种自由转动装置，其具有X轴向、Y轴向及绕Z轴向的高自由度动作。

本发明的另一目的在于提供一种自由转动装置，其移动位置更为精准，能进行微调位移。

可达成上述发明目的的自由转动装置，包括有：

一本体，于一侧面设置一轨道路径以及一能够移动地被装设在所述轨道路径中的滚珠，所述轨道路径由一中心线等分分布成两个表面，且所述轨道路径由一回流路径的两端分别连接工作路径的两端所构成，所述回流路径的两个表面形成两个深面，而所述工作路径的两个表面形成一深面与一浅面，且所述侧面并排列开设有多个螺孔；

一覆盖体，对设于本体侧面，且与本体侧面形状相同，在与本体的相接面上设置另一轨道路径，所述覆盖体的轨道路径由一中心线等分分布成两个表面，且所述覆盖体的轨道路径由一回流路径的两端分别连接工作路径的两端所构成，所述覆盖体的轨道路径的回流路径的两个表面形成两个深面，而所述覆盖体的轨道路径的工作路径的两个表面形成一深面与一浅面，当覆盖体轨道路径与本体轨道路径相对设后，所述本体和覆盖体的工作路径的浅面使滚珠局部显现于本体与覆盖体外侧，且所述覆盖体相对螺孔处开设有多个通孔；

一调节装置，具有一厚度，设于所述本体与覆盖体之间；

螺栓，穿设于通孔后，螺设于本体螺孔，供紧迫本体与覆盖体的间隙。

所述的自由转动装置，其中，所述本体为一平行六面体，所述平行六面体的四侧面分别设有轨道路径，且所述的四侧面所设置的四轨道路径与四覆盖体轨道路径相对设后，所述本体和覆盖体的工作路径的浅面使四组滚珠局部显现于本体与覆盖体外侧。

所述的自由转动装置，其中，所述本体为一正多面体，其各侧面皆为相等的正多面形，所述侧面所设置的轨道路径与覆盖体轨道路径相对设后，所述本体和覆盖体的工作路径的浅面使多组滚珠局部显现于本体与覆盖体外侧。

所述的自由转动装置，其中，所述本体为一圆柱体，所述圆柱体的侧面均等分成三组轨道路径，所述的三组轨道路径与三覆盖体轨道路径相对设后，所述本体和覆盖体的工作路径的浅面使三组滚珠局部显现于本体与覆盖体外侧。

所述的自由转动装置，其中，所述本体和覆盖体的回流路径由一弧形构成，而所述本体和覆盖体的工作路径由一直线构成，且所述本体和覆盖体的回流路径的两端分别以圆弧连接所述本体和覆盖体的工作路径的两端。

所述的自由转动装置，其中，所述本体和覆盖体的回流路径由一回流路径以及两弯曲路径构成，而所述本体和覆盖体的工作路径由一直线构成，且两弯曲路径的两端分别连接所述本体和覆盖体的回流路径与所述本体和覆盖体的工作路径的两端。

由此，通过本发明的设计可确实带动承载体朝X、Y轴向移动及绕Z轴向的高自由度动作。

本发明所提供的自由转动装置，与其他现有技术相互比较时，更具有下列的优点：

1.体积小、高度较薄、且制作成本较低。

2.具有X轴向、Y轴向及绕Z轴向的高自由度动作。

3.移动位置更为精准，能进行微调位移。

4.应用场合极广，可依需用者的需求调整回流路径，进而带动本体位移。

5.使用者可依实际需求调整本体的外型，突破现有对准机构或移动平台的设计，有效增加载重量，并减少零件损坏的情况发生。

附图说明

图1为本发明自由转动装置的立体图；

图2为所述自由转动装置的立体分解图；

图3为所述自由转动装置以受控体连接电动机与上部结构的剖面示意图；

图4为本发明第一较佳实施例的示意图；

图5为图4其回流路径由两组弯曲路径组成的示意图；

图6为本发明第二较佳实施例的侧视图；

图7为本发明第三较佳实施例的侧视图；

图8~图9为本发明第四较佳实施例的示意图。

附图标记说明：1-本体；11-轨道路径；111-回流路径；112-工作路径；12-滚珠；13-螺孔；2-覆盖体；21-通孔；3-调节装置；4-受控体；5-螺栓。

具体实施方式

请参阅图1~图3，本发明所提供的自由转动装置，主要包括有：一本体1、一覆盖体2、一调节装置3以及若干的螺栓4组构而成。

所述的本体1，于一侧面设置一轨道路径11以及一种可移动方式被装设在所述轨道路径11中的滚珠12，所述轨道路径11由一中心线等分分布成两个表面，且所述轨道路径11由一回流路径111的两端分别连接工作路径112的两端所构成，所述回流路径111的两个表面形成两个深面，而所述工作路径112的两个表面形成一深面与一浅面，且所述侧面并排列开设有多个螺孔13。

所述覆盖体2，对设于本体1侧面，且与本体1侧面形状相同，在与本体1的相接面上设置另一轨道路径11，所述轨道路径11由一中心线等分分布成两个表面，且所述轨道路径11由一回流路径111的两端分别连接工作路径112的两端所构成，所述回流路径111的两个表面形成两个深面，而所述工作路径112的两个表面形成一深面与一浅面，当覆盖体2轨道路径11与本体1轨道路径11相对设后，所述工作路径112的浅面使滚珠12局部显现于本体1与覆盖体2外侧，且所述覆盖体2相对螺孔13处开设有多个通孔21。

所述调节装置3，具有一厚度，设于所述本体1与覆盖体2之间。

若干的螺栓4，穿设于通孔21后，螺设于本体1螺孔13，供紧迫本体1与覆盖体2的间隙。

进一步的，所述本体1及覆盖体2的顶缘，即相对于工作路径112的另一端，用以直接或间接连接受控体4；使本体1及覆盖体2的顶缘直接连接受控体4，所述受控体4进而包括连接一电动机，所述电动机能为一线性马达、或一步进马达、或一伺服马达、或一压电电动机、或一致动器；或者本体1及覆盖体2的顶缘间接连接受控体4，所述受控体4能为一上部结构、或一测量平台。

由此，通过设置于本体1的轨道路径11内的滚珠12，在回流路径111或工作路径112内移动，使本体1及覆盖体2于可确实带动承载体朝X、Y轴向移动及绕Z轴向的高自由度动作。

请参考图3~图4，为本发明第一实施例，首先，其特征在于，所述本体1为一平行六面体，所述平行六面体的四侧面分别设有轨道路径11，且其四侧面所设置的四轨道路径11与四覆盖体2轨道路径11相对设后，所述工作路径112的浅面使四组滚珠12局部显现于本体1与覆盖体2外侧，由此，当螺栓4穿设于覆盖体2的通孔21再螺设于本体1的螺孔13时，使所述本体1与所述覆盖体2相互紧固结合，并通过螺栓4施压于调节装置3的迫紧力来调整本体1与覆盖体2间的间隙，进一步的可提升滚珠12于本体1及覆盖体2间移动的平稳性，并简化结构的复杂度。再者，第一实施例中，所述回流路径111由一弧形构成，而所述工作路径112由一直线构成，且所述回流路径111的两端分别以圆弧连接工作路径112的两端。是以，所述本体1与覆盖体2的底缘使滚珠12局部显现于本体1与覆盖体2外侧的工作路径112，使滚珠12于工作路径112内滚动或回流，使本发明可于一平面上进行移动或转动，使本体1上的承载体或承载物得以准确的位移，达成本发明之目的；如图5所示，值得一提的是，前述的回流路径111，除了可由一弧形构成外，所述回流路径111亦可由一回流路径111以及两弯曲路径构成，而所述工作路径112为由一直线构成，且两弯曲路径的两端分别连接回流路径111与所述工作路径112的两端，如此，滚珠12亦可在回流路径111与所述工作路径112上移动，同样可达成传动的效果。

请参考图6，为本发明第二较佳实施例，所述本体1于一侧面设置一轨道路径11，且所述轨道路径11内的一回流路径111的两端分别连接工作路径112的两端所构成，其特征在于，所述所述工作路径112以平行方式设置于本体1的侧面上，而所述回流路径以垂直于工作路径112的方式设置于本体1的内部，且所述回流路径111的两端同样分别连接工作路径112两端，通过第四较佳实施例轨道路径11的设置方式，当容置本体1的空间不足时或是需要本体1的体积较小时，即可通过第四实施例，同样具有前述实施例的优点。

请参考图7，为本发明第三实施例，其特征在于，所述本体1为一正多面体的其中一面，其各侧面皆为相等的正多面形(图7所示为正五边型)，所述侧面所设置的轨道路径11与覆盖体2轨道路径11相对设后，所述工作路径112的浅面使多组滚珠12局部显现于本体1与覆盖体2外侧，如同第一实施例所述，所述回流路径111可由弧形构成，或者依照设计者的需求将回流路径111设为一回流路径111以及两弯曲路径皆可，而滚珠12亦可于工作路径112内滚动或流动，进而使本体1上的承载体或承载物得以准确的位移。

请参考图8~图9，为本发明第四实施例，其特征在于，所述本体1为一圆柱体，所述圆柱体的侧面均等分成三组轨道路径11，其三组轨道路径11与三覆盖体2轨道路径11相对设后，所述工作路径112的浅面使三组滚珠12局部显现于本体1与覆盖体2外侧。如同第一或第二实施例所述，所述回流路径111可由弧形构成，或者依照设计者的需求将回流路径111设为一回流路径111以及两弯曲路径皆可，而滚珠12亦可于工作路径112内滚动或流动，使本体1上的承载体或承载物得以准确的位移，达成本发明的目的。

本发明所提供的自由转动装置，与其他现有技术相互比较时，更具有下列的优点：

1.体积小、高度较薄、且制作成本较低。

2.具有X轴向、Y轴向及绕Z轴向的高自由度动作。

3.移动位置更为精准，能进行微调位移。

4.应用场合极广，可依需用者的需求调整回流路径111，进而带动本体1位移。

5.如同第4点所述，使用者可依实际需求调整本体1的外型，突破现有对准机构或移动平台的设计，有效增加载重量，并减少零件损坏的情况发生。

以上所述实施例的揭示用以说明本发明，并非用以限制本发明，故举凡数值的变化与等效元件的置换，仍应隶属本发明的范畴。

Claims (6)

1.一种自由转动装置，其特征在于，包括：

一本体，于一侧面设置一轨道路径以及一能够移动地被装设在所述轨道路径中的滚珠，所述轨道路径由一中心线等分分布成两个表面，且所述轨道路径由一回流路径的两端分别连接工作路径的两端所构成，所述回流路径的两个表面形成两个深面，而所述工作路径的两个表面形成一深面与一浅面，且所述侧面并排列开设有多个螺孔；

一覆盖体，对设于本体侧面，且与本体侧面形状相同，在与本体的相接面上设置另一轨道路径，所述覆盖体的轨道路径由一中心线等分分布成两个表面，且所述覆盖体的轨道路径由一回流路径的两端分别连接工作路径的两端所构成，所述覆盖体的轨道路径的回流路径的两个表面形成两个深面，而所述覆盖体的轨道路径的工作路径的两个表面形成一深面与一浅面，当覆盖体轨道路径与本体轨道路径相对设后，所述本体和覆盖体的工作路径的浅面使滚珠局部显现于本体与覆盖体外侧，且所述覆盖体相对螺孔处开设有多个通孔；

一调节装置，具有一厚度，设于所述本体与覆盖体之间；

螺栓，穿设于通孔后，螺设于本体螺孔，供紧迫本体与覆盖体的间隙。

2.如权利要求1所述的自由转动装置，其特征在于，所述本体为一平行六面体，所述平行六面体的四侧面分别设有轨道路径，且所述的四侧面所设置的四轨道路径与四覆盖体轨道路径相对设后，所述本体和覆盖体的工作路径的浅面使四组滚珠局部显现于本体与覆盖体外侧。

3.如权利要求1所述的自由转动装置，其特征在于，所述本体为一正多面体，其各侧面皆为相等的正多面形，所述侧面所设置的轨道路径与覆盖体轨道路径相对设后，所述本体和覆盖体的工作路径的浅面使多组滚珠局部显现于本体与覆盖体外侧。

4.如权利要求1所述的自由转动装置，其特征在于，所述本体为一圆柱体，所述圆柱体的侧面均等分成三组轨道路径，所述的三组轨道路径与三覆盖体轨道路径相对设后，所述本体和覆盖体的工作路径的浅面使三组滚珠局部显现于本体与覆盖体外侧。

5.如权利要求1所述的自由转动装置，其特征在于，所述本体和覆盖体的回流路径由一弧形构成，而所述本体和覆盖体的工作路径由一直线构成，且所述本体和覆盖体的回流路径的两端分别以圆弧连接所述本体和覆盖体的工作路径的两端。

6.如权利要求1所述的自由转动装置，其特征在于，所述本体和覆盖体的回流路径由一回流路径以及两弯曲路径构成，而所述本体和覆盖体的工作路径由一直线构成，且两弯曲路径的两端分别连接所述本体和覆盖体的回流路径与所述本体和覆盖体的工作路径的两端。

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