TW201422394A - 模組式電動夾具 - Google Patents

Abstract

本發明係為一種模組式電動夾具，其包含：基座、傳動組件、動力源、線性模組及兩夾爪，該基座係供該傳動組件、動力源及線性模組設置，兩該夾爪係分別設於該線型模組，該動力源係提供一旋轉動力藉由該傳動組件傳遞至該線性模組，使該線性模組驅動兩該夾爪運行，本發明將驅動兩該夾爪的機構獨立且模組化成該線性模組，使該夾具維修、保養及更換規格時更方便容易。

Description

模組式電動夾具

　　本發明係有關機器人，尤指一種裝設於機器人的模組式電動夾具。

　　目前生產者為了降低生產成本及維持一定的品質水準，故於生產線上應用了許多種類的機器人，而機器人主要用來搬運加工物件，以節省人力的配置，另外，汽車生產線利用機器人進行焊接、噴塗料或組裝等作業，也提升並維持每一輛汽車的品質水準，故機器人應用於生產線相當廣泛，而機器人須依不同生產線搭配不同的夾具，誠如美國公告第４５７９３８０號專利案，提供具有重量輕伺服控制的機械手挾持器，該夾持器的本體內裝有兩支左右螺紋的驅動軸、藉由齒輪帶動兩該驅動軸，以帶動該驅動軸的螺帽，而該螺帽再帶動所設之夾爪位移，而達到夾持物體的功效。然而，此種結構設計無法具有較高通用性，因為於生產線上有時候會替換規格，而不同規格的加工物件持尺寸皆不一，故如果要換其它規格的加工物件，依前述先前技術的夾具，可能也需要換不同尺寸的夾具，故在一條生產線上可能就要準備好幾種不同規格夾具來供使用替換，如此，大幅增加購買夾具的費用且浪費資源，實有改善之必要。

　　基於上述習知技術之問題點，本發明人經過研究改良後，終有確能達成以下發明之目的之發明誕生。
　　即，本發明首要目的在於，研發一種夾具能只替換局部夾具之元件，即能夾持不同尺寸物件的夾具結構。
　　為達上述之目的，本發明係為一種模組式電動夾具，係包含：
　　一基座，其具有第一容置槽及基座面
　　一動力源，其設置於該容置槽，該動力源具有一軸心，當啟動該動力源時該軸心係旋轉；
　　一線性模組，其設置於該基座面，該線性模組係包含：一Ｕ型軌道、兩軸承端蓋、一螺桿、第一移動體、第二移動體、複數個第一滾動體及第二滾動體，該Ｕ型軌道係伸長為長條狀之結構，定義該伸長方向為軸方向，該Ｕ型軌道沿軸方向設有複數第一滾動溝，該第一移動體及第二移動體的外緣面係分別設有相對該第一滾動溝之第二滾動溝，該第一滾動溝與第二滾動溝之間係設有該第一滾動體；兩該軸承端蓋係分別設於該Ｕ型軌道的兩端面；該螺桿之外緣面設有兩螺旋狀之第一滾動槽及第二滾動槽，該第一移動體設有供該螺桿穿設之第一穿孔，該第一穿孔之內緣面設有相對該第一滾動槽之第三滾動槽，該第一滾動槽及第三滾動槽係構成一第一負荷路徑，該第一負荷路徑係設有該第二滾動體；該第二移動體設有供該螺桿穿設之第二穿孔，該第二穿孔之內緣面設有相對該第二滾動槽之第四滾動槽，該第二滾動槽及第四滾動槽係構成一第二負荷路徑，該第二負荷路徑係設有該第二滾動體；該螺桿兩端係分別定義為第一端及第二端，該第一端及第二端係分別樞設於該軸承端蓋，該第一端凸伸於該軸承端蓋外側；
　　其中，該第一端與軸心係藉由一傳動組件相互連接，當該軸心旋轉時藉由該傳動組件帶動該螺桿旋轉，因該螺桿旋轉使該第一移動體及第二移動體係以相異之軸方向運行。
　　為了更進一步瞭解本發明之特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明之實施方式說明及圖式，然而此實施方式及圖式僅供說明及參考用，而非用以對本發明做任何限制者。

　　以下茲配合圖式列舉一較佳實施例，用以對本發明之組成構件及功效作進一步說明，其中各圖式之簡要說明如下：
　　第一圖係為本發明模組式電動夾具之系統圖。
　　第二圖係為本發明模組式電動夾具之組合圖。
　　第三圖係為本發明模組式電動夾具之剖視圖。
　　第四至六圖係為本發明模組式電動夾具之使用狀態圖。
　　請參閱第一圖至第三圖所示係為本發明各元件結構及各元件組態圖，本發明係為一種模組式電動夾具，係包含：一基座、傳動組件、動力源及線性模組；
　　該基座，係包含第一本體（１）、第二本體（３）及第三本體（５），該第一本體（１）係具有一第一容置槽（１１）及一通孔（１２），該第一容置槽（１１）與該通孔（１２）係相互連通；該第二本體（３）係蓋設於該第一本體（１），於本實施例該第二本體（３）係蓋設於該第一容置槽（１１）上方，且該第二本體（３）具有一基座面（３１）；該第三本體（５）係設於該第一本體（１），於本實施例該第三本體（５）係設置於該第一本體（１）之側面，且該第三本體（５）與第二本體（３）呈垂直設置於該第一本體（１）；該第三本體（５）係具有第二容置槽（５１），該第三本體（５）設於該第一本體（１）時，該第二容置槽（５１）係與該通孔（１２）連通；於本實施例該第一本體（１）、第二本體（３）及第三本體（５）的結合係以螺絲（Ｇ）來鎖固連結；
　　該傳動組件，其設置於該第二容置槽（５１），該傳動組件係包含一皮帶（７）及第一皮帶輪（６Ａ）及第二皮帶輪（６Ｂ）；
　　該動力源（２），其設置於該第一容置槽（１１），該動力源（２）具有一軸心（２１），該軸心（２１）係穿過該通孔（１２）容設於該第二容槽（５１），該第二皮帶輪（６Ｂ）係設置於該軸心（２１），當輸入電力至該動力源（２）時該軸心（２１）係帶動該第二皮帶輪（６Ｂ）旋轉；
　　該線性模組（４），其設置於該基座面（３１），該線性模組係包含：一Ｕ型軌道（４１）、兩軸承端蓋（４６）、一螺桿（４３）、第一移動體（４２Ａ）、第二移動體（４２Ｂ）、複數個第一滾動體（４４）及第二滾動體（４５），該Ｕ型軌道（４１）係伸長為長條狀之結構，定義該伸長方向為軸方向（Ｘ），該Ｕ型軌道（４１）沿軸方向（Ｘ）設有複數第一滾動溝（４１１），該第一移動體（４２Ａ）及第二移動體（４２Ｂ）的外緣面係分別設有相對該第一滾動溝（４１１）之第二滾動溝（４２３Ａ、４２３Ｂ）（如第一圖所示，但因視角關係故只有標示一側元件符號），該第一滾動溝（４１１）與第二滾動溝（４２３Ａ、４２３Ｂ）之間係設有複數個第一滾動體（４４）；兩該軸承端蓋（４６）係分別設於該Ｕ型軌道（４１）的兩端面，其固定方式係由螺絲（Ｇ）鎖固，該軸承端蓋（４６）係設有供軸承（４７）設置的容置孔（４６１）；該螺桿（４３）之外緣面設有兩螺旋狀之第一滾動槽（４３１）及第二滾動槽（４３２），該第一滾動槽（４３１）及第二滾動槽（４３２）的螺旋方向係相異，且該第一滾動槽（４３１）及第二滾動槽（４３２）的導程於本實施例為相同，該第一移動體（４２Ａ）設有供該螺桿（４３）穿設之第一穿孔（４２１Ａ），該第一穿孔（４２１Ａ）之內緣面設有相對該第一滾動槽（４３１）之第三滾動槽（４２２Ａ），該第一滾動槽（４３１）及第三滾動槽（４２２Ａ）係構成一第一負荷路徑（９０Ａ），該第一負荷路徑（９０Ａ）係設有複數該第二滾動體（４５）；該第二移動體（４２Ｂ）設有供該螺桿（４３）穿設之第二穿孔（４２１Ｂ），該第二穿孔（４２１Ｂ）之內緣面設有相對該第二滾動槽（４３２）之第四滾動槽（４２２Ｂ），該第二滾動槽（４３２）及第四滾動槽（４２２Ｂ）係構成一第二負荷路徑（９０Ｂ），該第二負荷路徑（９０Ｂ）係設有複數該第二滾動體（４５）；該螺桿（４３）兩端係分別定義為第一端（４３３）及第二端（４３４），該第一端（４３３）及第二端（４３４）係分別樞設於該軸承端蓋（４６）之軸承（４７），且該第一端（４３３）係穿過該軸承端蓋（４６），於該第一端（４３３）凸伸於該軸承端蓋（４６）外側之部位設有該第一皮帶輪（６Ａ）；該皮帶（７）係套設於該第一皮帶輪（６Ａ）及第二皮帶輪（６Ｂ）；
　　以上說明各元件之結構及組態，以下說明本發明模組式電動夾具的實施型態，請參閱第四圖至第六圖所示係為本發明模組式電動夾具的作動型態圖：
　　當控制單元輸送電力至該動力源（２）時，該動力源（２）的軸心（２１）係帶動第二皮帶輪（６Ｂ）旋轉，而第二皮帶輪（６Ｂ）係帶動皮帶（７）運行，而該皮帶（７）進而帶動該第一皮帶輪（６Ａ）旋轉，該第一皮帶輪（６Ａ）則帶動該螺桿（４３）旋轉，當該螺桿（４３）旋轉時，該第一移動體（４２Ａ）及第二移動體（４２Ｂ）係以相異之軸方向運行，如第四圖所示，於該第一移動體（４２Ａ）及第二移動體（４２Ｂ）已分別設置一夾爪（８），當螺桿（４３）順時針旋轉時，該第一移動體（４２Ａ）及第二移動體（４２Ｂ）係相互靠近，該夾爪（８）相互靠近，如此可進行夾持物件，又如第五圖，當該螺桿（４３）逆時針旋轉時，該第一移動體（４２Ａ）及第二移動體（４２Ｂ）又相互遠離，該夾爪（８）亦相互遠離，如此可進行夾持較大物件，再如第六圖所示，藉由控制該螺桿（４３）的旋轉方向來操控兩該夾爪（８）的間距，如第六圖兩夾爪（８）係相互接觸；而電動夾爪最容易壞損且須經常保養的部位就是驅動夾爪（８）的機構，本發明將驅動夾爪（８）的機構獨立成該線性模組（４），如此可方便使用者維修及保養，以縮短維修及保養的時間，另外，因為該線性模組（４）的配置，當所欲夾持的物件尺寸已大於兩該夾爪（８）張開最大尺寸時，即可藉由更換該線性模組（４）的規格來達到夾持更大物件的需求（前提必須詢問使用者有可能夾持物件最大尺寸及最小尺寸，以方便是先設計該基座的大小，以供各尺寸的線性模組固定），本發明與先前技術相較下，本發明只需更換線性模組即可夾持更大物件，而不須如先前技術需更換整個夾具（包含動力源、傳動件、控制器等），故本發明大幅降低了使用者購買夾具的費用，已完全改善了先前技術的問題點。
　　綜所上述，所以本發明之『具有產業之可利用性』應已毋庸置疑，除此之外，在本案實施例所揭露出的特徵技術，於申請之前並未曾見於諸刊物，亦未曾被公開使用，不但具有如上所述功效增進之事實，更具有不可輕忽的附加功效，是故，本發明的『新穎性』以及『進步性』都已符合專利法規，爰依法提出發明專利之申請，祈請惠予審查並早日賜准專利，實感德便。
　　以上所述實施例之揭示係用以說明本發明，並非用以限制本發明，故舉凡數值之變化與等效元件之置換，仍應隸屬本發明之範疇。

(1)．．．第一本體

(11)．．．第一容置槽

(12)．．．通孔

(2)．．．動力源

(21)．．．軸心

(3)．．．第二本體

(31)．．．基座面

(4)．．．線性模組

(41)．．．U型軌道

(411)．．．第一滾動溝

(42A)．．．第一移動體

(421A)．．．第一穿孔

(422A)．．．第三滾動槽

(42B)．．．第二移動體

(421B)．．．第二穿孔

(422B)．．．第四滾動槽

(423A、423B)．．．第二滾動溝

(43)．．．螺桿

(431)．．．第一滾動槽

(432)．．．第二滾動槽

(433)．．．第一端

(434)．．．第二端

(44)．．．第一滾動體

(45)．．．第二滾動體

(46)．．．軸承端蓋

(461)．．．容置孔

(47)．．．軸承

(5)．．．第三本體

(51)．．．第二容置槽

(6A)．．．第一皮帶輪

(6B)．．．第二皮帶輪

(90A)．．．第一負荷路徑

(90B)．．．第二負荷路徑

(7)．．．皮帶

(8)．．．夾爪

(G)．．．螺絲

(X)．．．軸方向

　　第一圖係為本發明模組式電動夾具之系統圖。
　　第二圖係為本發明模組式電動夾具之組合圖。
　　第三圖係為本發明模組式電動夾具之剖視圖。
　　第四至六圖係為本發明模組式電動夾具之使用狀態圖。

(1)．．．第一本體

(3)．．．第二本體

(4)．．．線性模組

(41)．．．U型軌道

(42A)．．．第一移動體

(42B)．．．第二移動體

(43)．．．螺桿

(46)．．．軸承端蓋

(5)．．．第三本體

(X)．．．軸方向

Claims (7)

1. 一種模組式電動夾具，係包含：
   　　一基座，其具有第一容置槽及基座面
   　　一動力源，其設置於該容置槽，該動力源具有一軸心，當啟動該動力源時該軸心係旋轉；
   　　一線性模組，其設置於該基座面，該線性模組係包含：一Ｕ型軌道、兩軸承端蓋、一螺桿、第一移動體、第二移動體、複數個第一滾動體及第二滾動體，該Ｕ型軌道係伸長為長條狀之結構，定義該伸長方向為軸方向，該Ｕ型軌道沿軸方向設有複數第一滾動溝，該第一移動體及第二移動體的外緣面係分別設有相對該第一滾動溝之第二滾動溝，該第一滾動溝與第二滾動溝之間係設有該第一滾動體；兩該軸承端蓋係分別設於該Ｕ型軌道的兩端面；該螺桿之外緣面設有兩螺旋狀之第一滾動槽及第二滾動槽，該第一移動體設有供該螺桿穿設之第一穿孔，該第一穿孔之內緣面設有相對該第一滾動槽之第三滾動槽，該第一滾動槽及第三滾動槽係構成一第一負荷路徑，該第一負荷路徑係設有該第二滾動體；該第二移動體設有供該螺桿穿設之第二穿孔，該第二穿孔之內緣面設有相對該第二滾動槽之第四滾動槽，該第二滾動槽及第四滾動槽係構成一第二負荷路徑，該第二負荷路徑係設有該第二滾動體；該螺桿兩端係分別定義為第一端及第二端，該第一端及第二端係分別樞設於該軸承端蓋，該第一端凸伸於該軸承端蓋外側；
   　　其中，該第一端與軸心係藉由一傳動組件相互連接，當該軸心旋轉時藉由該傳動組件帶動該螺桿旋轉，因該螺桿旋轉使該第一移動體及第二移動體係以相異之軸方向運行。
2. 如請求項１所述之模組式電動夾具，其中，該基座，係包含第一本體、第二本體及第三本體，該第一本體係具有該第一容置槽及一通孔，該第一容置槽與該通孔係相互連通；該第二本體係蓋設於該第一容置槽上方，該基座面係設於該第二本體具。
3. 如請求項２所述之模組式電動夾具，其中，該第三本體係設置於該第一本體之側面，該第三本體與第二本體呈垂直設置於該第一本體；該第三本體係具有第二容置槽，該第三本體設於該第一本體時，該第二容槽與該通孔連通。
4. 如請求項１或３所述之模組式電動夾具，其中，該傳動組件係設置於該第二容置槽，該傳動組件係包含一皮帶及第一皮帶輪及第二皮帶輪。
5. 如請求項４所述之模組式電動夾具，其中，該軸心係穿過該通孔容設於該第二容槽，該第二皮帶輪係設置於該軸心。
6. 如請求項４所述之模組式電動夾具，其中，該第一端凸伸於該軸承端蓋外側之部位設有該第一皮帶輪；該皮帶係套設於該第一皮帶輪及第二皮帶輪。
7. 如請求項１所述之模組式電動夾具，其中，該第一滾動槽及第二滾動槽的螺旋方向係相異，且該第一滾動槽及第二滾動槽的導程為相同。