CN111509903B

CN111509903B - 直旋式致动器

Info

Publication number: CN111509903B
Application number: CN202010107038.4A
Authority: CN
Inventors: 鐘啓闻; 陈柏孜
Original assignee: Delta Electronics Inc
Current assignee: Delta Electronics Inc
Priority date: 2016-07-15
Filing date: 2016-07-15
Publication date: 2021-09-17
Anticipated expiration: 2036-07-15
Also published as: CN111509903A; CN107623404A; CN107623404B

Abstract

一种直旋式致动器，包括基座。第一线性马达设置于基座上，包括固定的第一线圈组及可动的第一磁石背板。第二线性马达设置于基座上，包括固定的第二线圈组及可动的第二磁石背板。第一线性轨道固定于基座上。滚珠螺杆包括螺杆及螺帽，螺杆连接第一磁石背板并耦合于第一线性轨道，螺帽连接第二磁石背板并耦合于第一线性轨道。第一线圈组及第二线圈组共同固定于基座的一第一侧。当螺杆及螺帽由第一、第二线性马达驱动而沿着第一线性轨道以同步方式移动时，致动器提供直线运动输出。当螺帽由第二线性马达驱动而沿着第一线性轨道以相对于螺杆为异步方式移动时，致动器提供旋转运动输出。

Description

直旋式致动器

本申请是申请日为2016年07月15日、申请号为201610559688.6、发明名称为“直旋式致动器”的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明关于一种直旋式致动器；特别有关于一种使用两组线性马达及一滚珠螺杆而可提供直线及旋转运动输出的直旋式致动器。

背景技术

使用线性马达作为致动器，无须额外的转换机构就可提供直线运动输出，但是在许多应用场合如物品取放或检测定位等制程中，仅是直线运动并不够，尚须搭配旋转运动才能满足需求。

现行可提供直线及旋转运动输出的直旋式致动器，多数以线性马达负责直线运动，再额外搭载伺服旋转马达以负责旋转运动。然而，线性马达与伺服旋转马达的机构差异甚大，故需要很多额外的机构转换零件，方能将两者整合。除此之外，伺服旋转马达搭载于线性马达的移动部上，因此伺服旋转马达的动力电缆及编码器电缆必须随之移动，从而可能产生可靠度方面的疑虑。

发明内容

本发明的目的在于提供一种直旋式致动器，主要使用两组线性马达及一滚珠螺杆而可提供直线及旋转运动输出。因不须额外搭载伺服旋转马达，故可改善前述现有技术的问题点。

根据本发明一实施例，提供一种直旋式致动器，包括：一基座；一第一线性马达，设置于基座上，包括一固定的第一线圈组及一可动的第一磁石背板；一第二线性马达，设置于基座上，包括一固定的第二线圈组及一可动的第二磁石背板；一第一线性轨道，固定于基座上，其中第一线性马达、第二线性马达及第一线性轨道以相互平行的方式设置；以及一滚珠螺杆，包括相互螺合的一螺杆及一螺帽，螺杆连接第一磁石背板并耦合于第一线性轨道，螺帽连接第二磁石背板并耦合于第一线性轨道；当螺杆及螺帽由第一、第二线性马达驱动而沿着第一线性轨道以同步方式移动时，直旋式致动器提供直线运动输出，而当螺帽由第二线性马达驱动而沿着第一线性轨道以相对于螺杆为异步方式移动时，直旋式致动器提供旋转运动输出。

根据本发明一实施例，前述基座具有相对的一第一侧及一第二侧，前述第一线圈组及第二线圈组分别固定于第一侧及第二侧，前述第一磁石背板设置于第一侧并可相对于第一线圈组移动，前述第二磁石背板设置于第二侧并可相对于第二线圈组移动，且基座更具有介于第一侧及第二侧之间的一第三侧，前述第一线性轨道固定于该第三侧。

根据本发明一实施例，前述直旋式致动器更包括一第一线性滑块及一第二线性滑块，前述螺杆及第一磁石背板通过第一线性滑块耦合于前述第一线性轨道，前述螺帽及第二磁石背板通过第二线性滑块耦合于第一线性轨道。

根据本发明一实施例，前述直旋式致动器更包括一第二线性轨道、一第三线性轨道、一第三线性滑块及一第四线性滑块，第二线性轨道及第三线性轨道分别固定于前述基座的第一侧及第二侧，且前述第一磁石背板通过第三线性滑块耦合于第二线性轨道，前述第二磁石背板通过第四线性滑块耦合于该第三线性轨道。

根据本发明一实施例，前述直旋式致动器更包括一第四线性轨道、一第五线性滑块及一第六线性滑块，第四线性轨道固定于前述基座的一第四侧，该第四侧介于前述基座的第一侧及第二侧之间并相对于前述基座的第三侧，且前述第一磁石背板通过第五线性滑块耦合于第四线性轨道，前述第二磁石背板通过第六线性滑块耦合于第四线性轨道。

根据本发明一实施例，前述第一线圈组及第二线圈组共同固定于前述基座的一第一侧，前述第一磁石背板设置于基座的第一侧并可相对于前述第一线圈组移动，前述第二磁石背板设置于基座的第一侧并可相对于前述第二线圈组移动，且前述第一线性轨道固定于基座的第一侧并介于第一线圈组及第二线圈组之间。

根据本发明一实施例，前述直旋式致动器更包括一第二线性轨道、一第三线性轨道、一第三线性滑块及一第四线性滑块，第二线性轨道固定于前述基座的第一侧并位于前述第一线圈组与前述第一线性轨道相对的一侧，第三线性轨道固定于前述基座的第一侧并位于前述第二线圈组与第一线性轨道相对的一侧，且前述第一磁石背板通过第三线性滑块耦合于第二线性轨道，前述第二磁石背板通过第四线性滑块耦合于第三线性轨道。

根据本发明一实施例，提供一种直旋式致动器，包括：一第一基座及一第二基座，以相互平行的方式设置；一第一线性马达，设置于第一基座邻近于第二基座的一第一侧，包括一固定的第一线圈组及一可动的第一磁石背板；一第二线性马达，设置于第二基座邻近于第一基座的一第二侧，包括一固定的第二线圈组及一可动的第二磁石背板；一第一线性轨道，固定于第一基座的第一侧；一第二线性轨道，固定于第二基座的第二侧，其中第一线性马达、第二线性马达、第一线性轨道及第二线性轨道以相互平行的方式设置；以及一滚珠螺杆，设置于第一线性马达及第二线性马达之间，包括相互螺合的一螺杆及一螺帽，螺杆连接第一磁石背板并耦合于第一线性轨道，螺帽连接第二磁石背板并耦合于第二线性轨道；当螺杆及螺帽由第一、第二线性马达驱动而分别沿着第一、第二线性轨道以同步方式移动时，直旋式致动器提供直线运动输出，而当螺帽由第二线性马达驱动而沿着第二线性轨道以相对于螺杆为异步方式移动时，直旋式致动器提供旋转运动输出。

根据本发明一实施例，前述第一线圈组固定于前述第一基座的第一侧，前述第一磁石背板设置于第一基座的第一侧并可相对于第一线圈组移动，前述第二线圈组固定于前述第二基座的第二侧，前述第二磁石背板设置于第二基座的第二侧并可相对于第二线圈组移动。

根据本发明一实施例，前述直旋式致动器更包括一第一线性滑块及一第二线性滑块，前述螺杆及第一磁石背板通过第一线性滑块耦合于前述第一线性轨道，前述螺帽及第二磁石背板通过第二线性滑块耦合于前述第二线性轨道。

根据本发明一实施例，前述直旋式致动器更包括一第三线性轨道、一第四线性轨道、一第三线性滑块及一第四线性滑块，第三线性轨道及第四线性轨道分别固定于前述第一基座的第一侧及前述第二基座的第二侧并相互平行，且第三线性轨道位于前述第一线圈组与前述第一线性轨道相对的一侧，前述第四线性轨道位于前述第二线圈组与前述第二线性轨道相对的一侧，且前述第一磁石背板通过第三线性滑块耦合于第三线性轨道，前述第二磁石背板通过第四线性滑块耦合于第四线性轨道

根据本发明一实施例，提供一种直旋式致动器，包括：一基座，具有一第一侧；一第一线性马达，设置于基座的第一侧，包括一固定的第一线圈组及一可动的第一磁石背板，该第一磁石背板具有相对的一第一侧及一第二侧，且第一磁石背板的第一侧面向基座的第一侧；一第二线性马达，设置于第一磁石背板的第二侧，包括一固定的第二线圈组及一可动的第二磁石背板；一第一线性轨道，固定于基座的第一侧；一第二线性轨道，固定于第一磁石背板之第二侧，其中第一线性马达、第二线性马达、第一线性轨道及第二线性轨道以相互平行的方式设置；以及一滚珠螺杆，设置于第一磁石背板的第二侧，包括相互螺合的一螺杆及一螺帽，螺杆连接第一磁石背板且第一磁石背板耦合于第一线性轨道，螺帽连接第二磁石背板并耦合于第二线性轨道；当螺杆由第一线性马达驱动而沿着第一线性轨道移动时，直旋式致动器提供直线运动输出，而当螺帽由第二线性马达驱动而沿着第二线性轨道移动时，直旋式致动器提供旋转运动输出。

根据本发明一实施例，前述第一线圈组固定于前述基座的第一侧，前述第一磁石背板设置于基座的第一侧并可相对于第一线圈组移动，前述第二线圈组固定于第一磁石背板的第二侧，前述第二磁石背板设置于第一磁石背板之第二侧并可相对于第二线圈组移动。

根据本发明一实施例，前述直旋式致动器更包括一第一线性滑块及一第二线性滑块，前述第一磁石背板通过第一线性滑块耦合于前述第一线性轨道，前述螺帽及第二磁石背板通过第二线性滑块耦合于前述第二线性轨道。

根据本发明一实施例，前述直旋式致动器更包括一第三线性轨道、一第四线性轨道、一第三线性滑块及一第四线性滑块，第三线性轨道及第四线性轨道分别固定于前述第一基座的第一侧及前述第一磁石背板的第二侧并相互平行，且第三线性轨道位于前述第一线圈组与前述第一线性轨道相对的一侧，第四线性轨道位于前述第二线圈组与前述第二线性轨道相对的一侧，且第一磁石背板通过第三线性滑块耦合于第三线性轨道，第二磁石背板通过第四线性滑块耦合于第四线性轨道。

为让本发明的上述和其他目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

图1表示根据本发明第一实施例的直旋式致动器的立体示意图。

图2至图4表示图1中的直旋式致动器于不同视角的侧视示意图。

图5表示图1中的直旋式致动器于不同视角的安装方式示意图。

图6表示根据本发明第二实施例的直旋式致动器的立体示意图。

图7至图9表示图6中的直旋式致动器于不同视角的侧视示意图。

图10表示图6中的直旋式致动器于不同视角的安装方式示意图。

图11表示根据本发明第三实施例的直旋式致动器的立体示意图。

图12至图14表示图11中的直旋式致动器于不同视角的侧视示意图。

图15表示图11中的直旋式致动器于不同视角的安装方式示意图。

图16表示根据本发明第四实施例的直旋式致动器的立体示意图。

图17至图18表示图16中的直旋式致动器于不同视角的侧视示意图。

图19表示根据本发明第五实施例的直旋式致动器的立体示意图。

图20至图21表示图19中的直旋式致动器于不同视角的侧视示意图。

图22表示根据本发明第六实施例的直旋式致动器的立体示意图。

图23至图24表示图22中的直旋式致动器于不同视角的侧视示意图。

其中附图标记为：

1、2、3、4、5、6～直旋式致动器；

10～基座、第一基座；

10’～第二基座；

10A～第一侧；

10B～第二侧；

10C～第三侧；

10D～第四侧；

10E～第五侧；

10F～第六侧；

20～第一线性马达；

22～第一线圈组；

24～第一磁石背板；

24A～第一磁石；

242～第一侧；

243～第二侧；

30～第二线性马达；

32～第二线圈组；

34～第二磁石背板；

34A～第二磁石；

41～第一线性轨道；

42～第二线性轨道；

43～第三线性轨道；

44～第四线性轨道；

50～滚珠螺杆；

52～螺杆；

52A～支撑座；

54～螺帽；

54A～底座；

61～第一线性滑块；

62～第二线性滑块；

63～第三线性滑块；

64～第四线性滑块；

65～第五线性滑块；

66～第六线性滑块；

D1～箭头；

D2～箭头；

M～固定部；

R～长型空间。

具体实施方式

以下以各实施例详细说明并伴随着图式说明的范例，做为本发明的参考依据。在图式或说明书描述中，相似或相同的部分皆使用相同的图号，且在图式中，实施例的形状或是厚度可扩大，并以方便、简化的方式予以标示。

(第一实施例)

请参阅图1至图4，根据本发明第一实施例的一直旋式致动器1，包括一基座10、一第一线性马达20、一第二线性马达30、一第一线性轨道41、一滚珠螺杆50、两个第一线性滑块61、以及一第二线性滑块62。

在本实施例中，基座10为一长型构件。更具体而言，基座10具有平行且相对的一第一侧10A及一第二侧10B，其中第一、第二侧10A及10B的长轴均平行于图中定义的Z轴，且第一、第二侧10A及10B上分别形成有一凹陷的长型空间R，其长轴均延伸于Z轴方向，此外，基座10亦具有平行且相对的一第三侧10C及一第四侧10D与平行且相对的一第五侧10E及一第六侧10F，其中第三至第六侧10C～10F分别介于第一、第二侧10A及10B之间并与第一、第二侧10A及10B相互垂直。如图4所示，当沿Z轴方向观看时，基座10呈I字型。再者，基座10可由导磁率较高的材料(例如镍、钢或铁镍合金等)制作。

第一线性马达20包括一第一线圈组22及一第一磁石背板24。第一线圈组22沿着Z轴方向固定于基座10的第一侧10A上的长型空间R内。第一磁石背板24以可活动方式设置于基座10的第一侧10A，并具有一第一磁石24A(图4)，固定于第一磁石背板24的邻近于基座10的一侧并对应于第一线圈组22。由此，通过第一线圈组22及第一磁石背板24(第一磁石24A)之间的电磁效应可产生一直线驱动力，以驱使第一磁石背板24沿着Z轴方向相对于第一线圈组22进行线性移动(如图2中的箭头所示)。

类似地，第二线性马达30包括一第二线圈组32及一第二磁石背板34。第二线圈组32沿着Z轴方向固定于基座10的第二侧10B上的长型空间R内。第二磁石背板34以可活动方式设置于基座10的第二侧10B，并具有一第二磁石34A(图4)，固定于第二磁石背板34的邻近于基座10的一侧并对应于第二线圈组32。由此，通过第二线圈组32及第二磁石背板34(第二磁石34A)之间的电磁效应可产生一直线驱动力，以驱使第二磁石背板34沿着Z轴方向相对于第二线圈组32进行线性移动(如图3中的箭头所示)。

第一线性轨道41沿着Z轴方向固定于基座10的第三侧10C。值得一提的是，第一线性马达20、第二线性马达30及第一线性轨道41以相互平行的方式设置(均平行于Z轴)。

滚珠螺杆50包括一螺杆52及一螺帽54。具体而言，螺杆52具有至少一支撑座52A(本实施例包括两个支撑座52A)，用以支撑螺杆52本体并可允许螺杆52本体以其轴心进行转动，且螺帽54螺合于螺杆52上并具有一底座54A。

如图1至图4所示，滚珠螺杆50设置于基座10的第三侧10C，其中螺杆52的两个支撑座52A连接第一磁石背板24并通过第一线性滑块61耦合于第一线性轨道41，而螺帽54的底座54A则连接第二磁石背板34并通过第二线性滑块62耦合于第一线性轨道41。应可了解的是，第一、第二磁石背板24及34为连接螺杆52(支撑座52A)及螺帽54(底座54A)而具有如图中所公开的形状，但本发明并不以此为限，第一、第二磁石背板24及34的形状可根据实据需求作设计。

藉由上述结构设计，螺杆52可由第一线性马达20驱动(亦即，当第一磁石背板24相对于第一线圈组22进行线性移动时)而沿着第一线性轨道41移动，而螺帽54可由第二线性马达30驱动(亦即，当第二磁石背板34相对于第二线圈组32进行线性移动)而沿着第一线性轨道41移动。

须特别说明的是，当螺杆52及螺帽54由第一、第二线性马达20及30驱动而沿着第一线性轨道41以同步方式移动(亦即，螺杆52及螺帽54以等速及同向方式沿着第一线性轨道41移动)时，直旋式致动器1可提供直线运动输出(如图1中的箭头D1所示)，另一方面，当螺帽54由第二线性马达30驱动而沿着第一线性轨道41以相对于螺杆52为异步方式移动时(此情况包括：螺杆52及螺帽54由第一、第二线性马达20及30驱动而以非等速或反向方式沿着第一线性轨道41移动时，或者仅有螺帽54由第二线性马达30驱动(但螺杆52未被第一线性马达20驱动)而沿着第一线性轨道41相对于螺杆52发生移动时)，螺帽54可驱使螺杆52进行转动，进而直旋式致动器1亦可提供旋转运动输出(如图1中的箭头D2所示)。

本实施例的直旋式致动器1可提供直线及/或旋转运动输出，故适用于各种不同的应用场合，并且不须额外搭载伺服旋转马达，从而可改善现行直旋式致动器使用伺服旋转马达所产生的问题点。请再参阅图5，直旋式致动器1在使用时，可通过基座的第四侧10D安装于一制程设备的平行于Z轴的固定部M上，并沿着或绕着Z轴方向提供直线及旋转运动输出。

(第二实施例)

请参阅图6至图9，根据本发明第二实施例的一直旋式致动器2，包括一基座10、一第一线性马达20、一第二线性马达30、一第一线性轨道41、一第二线性轨道42、一第三线性轨道43、一滚珠螺杆50、两个第一线性滑块61、一第二线性滑块62、两个第三线性滑块63、以及一第四线性滑块64。

须注意的是，本实施例的直旋式致动器2与第一实施例的直旋式致动器1(图1至图5)之间的差异在于，更包括第二线性轨道42、第三线性轨道43、第三线性滑块63及第四线性滑块64等组件，故以下仅就该等组件作进一步说明。

如图6至图9所示，第二线性轨道42及第三线性轨道43分别沿着Z轴方向固定于基座10的第一侧10A及第二侧10B并靠近基座10的第四侧10D，亦即，第二、第三线性轨道42及43与第一线性马达20、第二线性马达30及第一线性轨道41可相互平行。

进一步地，第一线性马达20的第一磁石背板24更通过第三线性滑块63耦合于第二线性轨道42，且第二线性马达30的第二磁石背板34更通过第四线性滑块64耦合于第三线性轨道43。由此，更可提高第一、第二磁石背板24及34进行线性移动时的稳定度及平顺度。应可了解的是，第一、第二磁石背板24及34为连接螺杆52(支撑座52A)、螺帽54(底座54A)、第三线性滑块63及第四线性滑块64而具有如图中所公开的形状，但本发明并不以此为限，第一、第二磁石背板24及34的形状可根据实据需求作设计。

藉由上述结构设计，本实施例的直旋式致动器2亦可提供直线及/或旋转运动输出，故适用于各种不同的应用场合，并且不须额外搭载伺服旋转马达，从而可改善现行直旋式致动器使用伺服旋转马达所产生的问题点。请再参阅图10，直旋式致动器2在使用时，可通过基座的第四侧10D安装于一制程设备平行于Z轴的固定部M上，并沿着或绕着Z轴方向提供直线及旋转运动输出。

(第三实施例)

请参阅图11至图14，根据本发明第三实施例的一直旋式致动器3，包括一基座10、一第一线性马达20、一第二线性马达30、一第一线性轨道41、一第四线性轨道44、一滚珠螺杆50、两个第一线性滑块61、一第二线性滑块62、两个第五线性滑块65、以及一第六线性滑块66。

须注意的是，本实施例的直旋式致动器3与第一实施例的直旋式致动器1(图1至图5之间的差异在于，更包括第四线性轨道44、第五线性滑块65及第六线性滑块66等组件，故以下仅就该等组件作进一步说明。

如图11至图14所示，第四线性轨道44沿着Z轴方向固定于基座10的第四侧10D，亦即，第四线性轨道44与第一线性马达20、第二线性马达30及第一线性轨道41可相互平行。

进一步地，第一线性马达20的第一磁石背板24的部分可延伸至基座10的第四侧10D，并更通过第五线性滑块65耦合于第四线性轨道44，且第二线性马达30的第二磁石背板34的部分亦可延伸至基座10的第四侧10D，并更通过第六线性滑块66耦合于第四线性轨道44。由此，更可提高第一、第二磁石背板24及34进行线性移动时的稳定度及平顺度。应可了解的是，第一、第二磁石背板24及34为连接螺杆52(支撑座52A)、螺帽54(底座54A)及第六线性滑块66而具有如图中所公开的形状，但本发明并不以此为限，第一、第二磁石背板24及34的形状可根据实据需求作设计。

藉由上述结构设计，本实施例的直旋式致动器3亦可提供直线及/或旋转运动输出，故适用于各种不同的应用场合，并且不须额外搭载伺服旋转马达，从而可改善现行直旋式致动器使用伺服旋转马达所产生的问题点。请再参阅图15，直旋式致动器3在使用时，可通过基座的第五侧10E安装于一制程设备垂直于Z轴的固定部M上，并沿着或绕着Z轴方向提供直线及旋转运动输出。

(第四实施例)

请参阅图16至图18，根据本发明第四实施例的一直旋式致动器4，包括一基座10、一第一线性马达20、一第二线性马达30、一第一线性轨道41、一第二线性轨道42、一第三线性轨道43、一滚珠螺杆50、两个第一线性滑块61、一第二线性滑块62、两个第三线性滑块63、以及一第四线性滑块64。

在本实施例中，基座10为一平板构件。更详细而言，基座10的一第一侧10A上形成有两个凹陷的长型空间R，其长轴均延伸于图中定义的Z轴方向。再者，基座10可由导磁率较高的材料(例如镍、钢或铁镍合金等)制作。

第一线性马达20包括一第一线圈组22及一第一磁石背板24。第一线圈组22沿着Z轴方向固定于基座10的第一侧10A上的一长型空间R内。第一磁石背板24以可活动方式设置于基座10的第一侧10A，并具有一第一磁石24A(图18)，固定于第一磁石背板24的邻近于基座10的一侧并对应于第一线圈组22。同前述实施例的说明，第一磁石背板24可沿着Z轴方向相对于第一线圈组22进行线性移动(如图17中的箭头所示)。

类似地，第二线性马达30包括一第二线圈组32及一第二磁石背板34。第二线圈组32沿着Z轴方向固定于基座10的第一侧10A上的另一长型空间R内。第二磁石背板34以可活动方式设置于基座10的第一侧10A，并具有一第二磁石34A(图18)，固定于第二磁石背板34的邻近于基座10的一侧并对应于第二线圈组32。同前述实施例的说明，第二磁石背板34可沿着Z轴方向相对于第二线圈组32进行线性移动(如图17中的箭头所示)。

第一线性轨道41沿着Z轴方向固定于基座10的第一侧10A并介于第一线圈组22及第二线圈组32之间。第二线性轨道42沿着Z轴方向固定于基座10的第一侧10A并位于第一线圈组22与第一线性轨道41相对的一侧。第三线性轨道43沿着Z轴方向固定于基座10的第一侧10A并位于第二线圈组32与第一线性轨道41相对的一侧。值得一提的是，第一线性马达20、第二线性马达30、第一线性轨道41、第二线性轨道42及第三线性轨道43以相互平行的方式设置(均平行于Z轴)。

如图16至图18所示，滚珠螺杆50亦设置于基座10的第一侧10A，其中螺杆52的两个支撑座52A连接第一磁石背板24并通过第一线性滑块61耦合于第一线性轨道41(在本实施例中，第一磁石背板24位于支撑座52A及第一线性滑块61之间)，而螺帽54的底座54A则连接第二磁石背板34并通过第二线性滑块62耦合于第一线性轨道41(在本实施例中，第二磁石背板34位于底座54A及第二线性滑块62之间)。

进一步地，第一磁石背板24更通过第三线性滑块63耦合于第二线性轨道42，且第二磁石背板34更通过第四线性滑块64耦合于第三线性轨道43。由此，更可提高第一、第二磁石背板24及34进行线性移动时的稳定度及平顺度。应可了解的是，第一、第二磁石背板24及34为连接螺杆52(支撑座52A)、螺帽54(底座54A)、第三线性滑块63及第四线性滑块64而具有如图中所公开的形状，但本发明并不以此为限，第一、第二磁石背板24及34的形状可根据实据需求作设计。

藉由上述结构设计，当螺杆52及螺帽54由第一、第二线性马达20及30驱动而沿着第一线性轨道41以同步方式移动(亦即，螺杆52及螺帽54以等速及同向方式沿着第一线性轨道41移动)时，直旋式致动器4可提供直线运动输出(如图16中的箭头D1所示)，另一方面，当螺帽54由第二线性马达30驱动而沿着第一线性轨道41以相对于螺杆52为异步方式移动时(此情况包括：螺杆52及螺帽54由第一、第二线性马达20及30驱动而以非等速或反向方式沿着第一线性轨道41移动时，或者仅有螺帽54由第二线性马达30驱动(但螺杆52未被第一线性马达20驱动)而沿着第一线性轨道41相对于螺杆52发生移动时)，螺帽54可驱使螺杆52进行转动，进而直旋式致动器4亦可提供旋转运动输出(如图16中的箭头D2所示)。

本实施例的直旋式致动器4亦可提供直线及/或旋转运动输出，故适用于各种不同的应用场合，并且不须额外搭载伺服旋转马达，从而可改善现行直旋式致动器使用伺服旋转马达所产生的问题点。

(第五实施例)

请参阅图19至图21，根据本发明第五实施例的一直旋式致动器5，包括一第一基座10、一第二基座10’、一第一线性马达20、一第二线性马达30、一第一线性轨道41、一第二线性轨道42、一第三线性轨道43、一第四线性轨道44、一滚珠螺杆50、两个第一线性滑块61、一第二线性滑块62、两个第三线性滑块63、以及一第四线性滑块64。

在本实施例中，第一基座10及第二基座10’均为平板构件，并以相互平行的方式设置。更具体而言，第一基座10具有邻近于第二基座10’的一第一侧10A，第二基座10’具有邻近于第一基座10的一第二侧10B(亦即，第一基座10的第一侧10A及第二基座10’的第二侧10B彼此相对)，其中第一基座10的第一侧10A及第二基座10’的第二侧10B上分别形成有一凹陷的长型空间R，其长轴均延伸于图中定义的Z轴方向，且该两个长型空间R的位置相互对应。再者，第一基座10及第二基座10’可由导磁率较高的材料(例如镍、钢或铁镍合金等)制作。

第一线性马达20包括一第一线圈组22及一第一磁石背板24。第一线圈组22沿着Z轴方向固定于第一基座10的第一侧10A上的长型空间R内。第一磁石背板24以可活动方式设置于第一基座10的第一侧10A，并具有一第一磁石24A(图21，固定于第一磁石背板24的邻近于第一基座10的一侧并对应于第一线圈组22。同前述实施例的说明，第一磁石背板24可沿着Z轴方向相对于第一线圈组22进行线性移动(如图20中的箭头所示)。

类似地，第二线性马达30包括一第二线圈组32及一第二磁石背板34。第二线圈组32沿着Z轴方向固定于第二基座10’的第二侧10B上的长型空间R内。第二磁石背板34以可活动方式设置于第二基座10’的第二侧10B，并具有一第二磁石34A(图4)，固定于第二磁石背板34的邻近于第二基座10’的一侧并对应于第二线圈组32。同前述实施例的说明，第二磁石背板34可沿着Z轴方向相对于第二线圈组32进行线性移动(如图20中的箭头所示)。

第一线性轨道41及第二线性轨道42分别沿着Z轴方向固定于第一基座10的第一侧10A及第二基座10’的第二侧10B，且第一线性轨道41及第二线性轨道42的位置相互对应。另一方面，第三线性轨道43及第四线性轨道44亦分别沿着Z轴方向固定于第一基座10的第一侧10A及第二基座10’的第二侧10B，其中第三线性轨道43位于第一线圈组22与第一线性轨道41相对的一侧，第四线性轨道44位于第二线圈组32与第二线性轨道42相对的一侧，且第三线性轨道43及第四线性轨道44的位置相互对应。值得一提的是，第一线性马达20、第二线性马达30、第一线性轨道41、第二线性轨道42、第三线性轨道43及第四线性轨道44以相互平行的方式设置(均平行于Z轴)。

如图19至图21所示，滚珠螺杆50设置于第一线性马达20及第二线性马达30之间，其中螺杆52的两个支撑座52A连接第一磁石背板24并通过第一线性滑块61耦合于第一线性轨道41，而螺帽54的底座54A则连接第二磁石背板34并通过第二线性滑块62耦合于第二线性轨道42。

进一步地，第一磁石背板24更通过第三线性滑块63耦合于第三线性轨道43，且第二磁石背板34更通过第四线性滑块64耦合于第四线性轨道44。由此，更可提高第一、第二磁石背板24及34进行线性移动时的稳定度及平顺度。应可了解的是，在本实施例中的第一、第二磁石背板24及34为连接螺杆52(支撑座52A)、螺帽54(底座54A)、第三线性滑块63及第四线性滑块64而可具有如第四实施例(图17)中所公开的形状，但本发明并不以此为限，第一、第二磁石背板24及34的形状可根据实据需求作设计。

藉由上述结构设计，螺杆52可由第一线性马达20驱动(亦即，当第一磁石背板24相对于第一线圈组22进行线性移动时)而沿着第一线性轨道41移动，而螺帽54可由第二线性马达30驱动(亦即，当第二磁石背板34相对于第二线圈组32进行线性移动)而沿着第二线性轨道42移动。

须特别说明的是，当螺杆52及螺帽54由第一、第二线性马达20及30驱动而分别沿着第一、第二线性轨道41及42以同步方式移动(亦即，螺杆52及螺帽54以等速及同向方式沿着第一、第二线性轨道41及42移动)时，直旋式致动器5可提供直线运动输出(如图19中的箭头D1所示)，另一方面，当螺帽54由第二线性马达30驱动而沿着第二线性轨道42以相对于螺杆52为异步方式移动时(此情况包括：螺杆52及螺帽54由第一、第二线性马达20及30驱动而以非等速或反向方式沿着第一、第二线性轨道41及42移动时，或者仅有螺帽54由第二线性马达30驱动(但螺杆52未被第一线性马达20驱动)而沿着第二线性轨道42相对于螺杆52发生移动时)，螺帽54可驱使螺杆52进行转动，进而直旋式致动器5亦可提供旋转运动输出(如图19中的箭头D2所示)。

本实施例的直旋式致动器5亦可提供直线及/或旋转运动输出，故适用于各种不同的应用场合，并且不须额外搭载伺服旋转马达，从而可改善现行直旋式致动器使用伺服旋转马达所产生的问题点。

(第六实施例)

请参阅图22至图24，根据本发明第六实施例的一直旋式致动器6，包括一基座10、一第一线性马达20、一第二线性马达30、一第一线性轨道41、一第二线性轨道42、一第三线性轨道43、一第四线性轨道44、一滚珠螺杆50、三个第一线性滑块61(由于视角关系，图中仅可见到两个第一线性滑块61)、一第二线性滑块62、三个第三线性滑块63、以及一第四线性滑块64。

在本实施例中，基座10为一平板构件。更详细而言，基座10的一第一侧10A上形成有一凹陷的长型空间R，其长轴延伸于图中定义的Z轴方向。再者，基座10可由导磁率较高的材料(例如镍、钢或铁镍合金等)制作。

第一线性马达20包括一第一线圈组22及一第一磁石背板24。第一线圈组22沿着Z轴方向固定于基座10的第一侧10A上的长型空间R内。第一磁石背板24以可活动方式设置于基座10的第一侧10A，并具有一第一磁石24A(图24)，固定于第一磁石背板2的4面向基座10的第一侧10A的一第一侧242并对应于第一线圈组22。同前述实施例的说明，第一磁石背板24可沿着Z轴方向相对于第一线圈组22进行线性移动(如图23中的箭头所示)。值得一提的是，本实施例中的第一磁石背板24与基座10于图中定义的Y轴方向上的宽度大致相同，此外第一磁石背板24与第一侧242相对的一第二侧243上亦形成有一凹陷的长型空间R，其长轴延伸于Z轴方向，且第一磁石背板24及基座10上的长型空间R的位置相互对应。

第二线性马达30包括一第二线圈组32及一第二磁石背板34。第二线圈组32沿着Z轴方向固定于第一磁石背板24的第二侧243上的长型空间R内。第二磁石背板34以可活动方式设置于第一磁石背板24的第二侧243，并具有一第二磁石34A(图24)，固定于第二磁石背板34的邻近于第一磁石背板24的一侧并对应于第二线圈组32。同前述实施例的说明，第二磁石背板34可沿着Z轴方向相对于第二线圈组32进行线性移动(如图23中的箭头所示)。

第一线性轨道41及第二线性轨道42分别沿着Z轴方向固定于基座10的第一侧10A及第一磁石背板24的第二侧243，且第一线性轨道41及第二线性轨道42的位置相互对应。另一方面，第三线性轨道43及第四线性轨道44亦分别沿着Z轴方向固定于基座10的第一侧10A及第一磁石背板24的第二侧243，其中第三线性轨道43位于第一线圈组22与第一线性轨道41相对的一侧，第四线性轨道44位于第二线圈组32与第二线性轨道42相对的一侧，且第三线性轨道43及第四线性轨道44的位置相互对应。值得一提的是，第一线性马达20、第二线性马达30、第一线性轨道41、第二线性轨道42、第三线性轨道43及第四线性轨道44以相互平行的方式设置(均平行于Z轴)。

如图22至图24所示，滚珠螺杆50设置于第一磁石背板24的第二侧243，其中螺杆52的两个支撑座52A连接第一磁石背板24，且第一磁石背板24通过第一线性滑块61耦合于第一线性轨道41(在本实施例中，第一磁石背板24位于支撑座52A及第一线性滑块61之间)，而螺帽54的底座54A则连接第二磁石背板34并通过第二线性滑块62耦合于第二线性轨道42。

进一步地，第一磁石背板24更通过第三线性滑块63耦合于第三线性轨道43，且第二磁石背板34更通过第四线性滑块64耦合于第四线性轨道44。由此，更可提高第一、第二磁石背板24及34进行线性移动时的稳定度及平顺度。应可了解的是，在本实施例中的第一、第二磁石背板24及34为连接螺杆52(支撑座52A)、螺帽54(底座54A)、第一线性滑块61、第三线性滑块63及第四线性滑块64而可具有图中所公开的形状，但本发明并不以此为限，第一、第二磁石背板24及34的形状可根据实据需求作设计。

藉由上述结构设计，螺杆52可由第一线性马达20驱动(亦即，当第一磁石背板24相对于第一线圈组22进行线性移动时)而沿着第一线性轨道41(及第三线性轨道43)移动，进而直旋式致动器6可提供直线运动输出(如图22中的箭头D1所示)，另一方向，螺帽54可由第二线性马达30驱动(亦即，当第二磁石背板34相对于第二线圈组32进行线性移动)而沿着第二线性轨道42移动并驱使螺杆52进行转动，进而直旋式致动器6亦可提供旋转运动输出(如图22中的箭头D2所示)。

本实施例的直旋式致动器6亦可提供直线及/或旋转运动输出，故适用于各种不同的应用场合，并且不须额外搭载伺服旋转马达，从而可改善现行直旋式致动器使用伺服旋转马达所产生的问题点。

虽然本发明以前述的实施例公开如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可做些许的更动与润饰。因此本发明的保护范围当视后附的权利要求所界定者为准。

Claims

1.一种直旋式致动器，其特征在于，包括：

一基座；

一第一线性马达，设置于该基座上，包括一固定的第一线圈组及一可动的第一磁石背板；

一第二线性马达，设置于该基座上，包括一固定的第二线圈组及一可动的第二磁石背板；

一第一线性轨道，固定于该基座上，其中该第一线性马达、该第二线性马达及该第一线性轨道以相互平行的方式设置；以及

一滚珠螺杆，包括相互螺合的一螺杆及一螺帽，该螺杆连接该第一磁石背板并耦合于该第一线性轨道，该螺帽连接该第二磁石背板并耦合于该第一线性轨道；

其中，该第一线圈组及该第二线圈组共同固定于该基座的一第一侧，该第一磁石背板设置于该基座的第一侧并可相对于该第一线圈组移动，该第二磁石背板设置于该基座的第一侧并可相对于该第二线圈组移动，且该第一线性轨道固定于该基座的第一侧并介于该第一线圈组及该第二线圈组之间；

当该螺杆及该螺帽由该第一、第二线性马达驱动而沿着该第一线性轨道以同步方式移动时，该直旋式致动器提供直线运动输出，而当该螺帽由该第二线性马达驱动而沿着该第一线性轨道以相对于该螺杆为异步方式移动时，该直旋式致动器提供旋转运动输出。

2.如权利要求1所述的直旋式致动器，其特征在于，更包括一第一线性滑块及一第二线性滑块，该螺杆及该第一磁石背板通过该第一线性滑块耦合于该第一线性轨道，该螺帽及该第二磁石背板通过该第二线性滑块耦合于该第一线性轨道。

3.如权利要求2所述的直旋式致动器，其特征在于，更包括一第二线性轨道、一第三线性轨道、一第三线性滑块及一第四线性滑块，该第二线性轨道固定于该基座的该第一侧并位于该第一线圈组与该第一线性轨道相对的一侧，该第三线性轨道固定于该基座的该第一侧并位于该第二线圈组与该第一线性轨道相对的一侧，且该第一磁石背板通过该第三线性滑块耦合于该第二线性轨道，该第二磁石背板通过该第四线性滑块耦合于该第三线性轨道。

4.一种直旋式致动器，其特征在于，包括：

一第一基座及一第二基座，以相互平行的方式设置；

一第一线性马达，设置于该第一基座的邻近于该第二基座的一第一侧，包括一固定的第一线圈组及一可动的第一磁石背板；

一第二线性马达，设置于该第二基座的邻近于该第一基座的一第二侧，包括一固定的第二线圈组及一可动的第二磁石背板；

一第一线性轨道，固定于该第一基座的该第一侧；

一第二线性轨道，固定于该第二基座的该第二侧，其中该第一线性马达、该第二线性马达、该第一线性轨道及该第二线性轨道以相互平行的方式设置；以及

一滚珠螺杆，设置于该第一线性马达及该第二线性马达之间，包括相互螺合的一螺杆及一螺帽，该螺杆连接该第一磁石背板并耦合于该第一线性轨道，该螺帽连接该第二磁石背板并耦合于该第二线性轨道；

当该螺杆及该螺帽由该第一、第二线性马达驱动而分别沿着该第一、第二线性轨道以同步方式移动时，该直旋式致动器提供直线运动输出，而当该螺帽由该第二线性马达驱动而沿着该第二线性轨道以相对于该螺杆为异步方式移动时，该直旋式致动器提供旋转运动输出。

5.如权利要求4所述的直旋式致动器，其特征在于，该第一线圈组固定于该第一基座的该第一侧，该第一磁石背板设置于该第一基座的该第一侧并可相对于该第一线圈组移动，该第二线圈组固定于该第二基座的该第二侧，该第二磁石背板设置于该第二基座的该第二侧并可相对于该第二线圈组移动。

6.如权利要求5所述的直旋式致动器，其特征在于，更包括一第一线性滑块及一第二线性滑块，该螺杆及该第一磁石背板通过该第一线性滑块耦合于该第一线性轨道，该螺帽及该第二磁石背板通过该第二线性滑块耦合于该第二线性轨道。

7.如权利要求6所述的直旋式致动器，其特征在于，更包括一第三线性轨道、一第四线性轨道、一第三线性滑块及一第四线性滑块，该第三线性轨道及该第四线性轨道分别固定于该第一基座的该第一侧及该第二基座的该第二侧并相互平行，且该第三线性轨道位于该第一线圈组与该第一线性轨道相对的一侧，该第四线性轨道位于该第二线圈组与该第二线性轨道相对的一侧，且该第一磁石背板通过该第三线性滑块耦合于该第三线性轨道，该第二磁石背板通过该第四线性滑块耦合于该第四线性轨道。

8.一种直旋式致动器，其特征在于，包括：

一基座，具有一第一侧；

一第一线性马达，设置于该基座的该第一侧，包括一固定的第一线圈组及一可动的第一磁石背板，该第一磁石背板具有相对的一第一侧及一第二侧，且该第一磁石背板的该第一侧面向该基座的该第一侧；

一第二线性马达，设置于该第一磁石背板的该第二侧，包括一固定的第二线圈组及一可动的第二磁石背板；

一第一线性轨道，固定于该基座的该第一侧；

一第二线性轨道，固定于该第一磁石背板的该第二侧，其中该第一线性马达、该第二线性马达、该第一线性轨道及该第二线性轨道以相互平行的方式设置；以及

一滚珠螺杆，设置于该第一磁石背板的该第二侧，包括相互螺合的一螺杆及一螺帽，该螺杆连接该第一磁石背板且该第一磁石背板耦合于该第一线性轨道，该螺帽连接该第二磁石背板并耦合于该第二线性轨道；

当该螺杆由该第一线性马达驱动而沿着该第一线性轨道移动时，该直旋式致动器提供直线运动输出，而当该螺帽由该第二线性马达驱动而沿着该第二线性轨道移动时，该直旋式致动器提供旋转运动输出。

9.如权利要求8所述的直旋式致动器，其特征在于，该第一线圈组固定于该基座的该第一侧，该第一磁石背板设置于该基座的该第一侧并可相对于该第一线圈组移动，该第二线圈组固定于该第一磁石背板的该第二侧，该第二磁石背板设置于该第一磁石背板的该第二侧并可相对于该第二线圈组移动。

10.如权利要求9所述的直旋式致动器，其特征在于，更包括一第一线性滑块及一第二线性滑块，该第一磁石背板通过该第一线性滑块耦合于该第一线性轨道，该螺帽及该第二磁石背板通过该第二线性滑块耦合于该第二线性轨道。

11.如权利要求10所述的直旋式致动器，其特征在于，更包括一第三线性轨道、一第四线性轨道、一第三线性滑块及一第四线性滑块，该第三线性轨道及该第四线性轨道分别固定于该基座的该第一侧及该第一磁石背板的该第二侧并相互平行，且该第三线性轨道位于该第一线圈组与该第一线性轨道相对的一侧，该第四线性轨道位于该第二线圈组与该第二线性轨道相对的一侧，且该第一磁石背板通过该第三线性滑块耦合于该第三线性轨道，该第二磁石背板通过该第四线性滑块耦合于该第四线性轨道。