TWI402131B - 浮動支撐裝置 - Google Patents

Description

浮動支撐裝置

本發明涉及一種支撐裝置，特別是一種浮動支撐裝置。

在機械加工行業，例如，汽車零件、電腦、手機製造等，由於需加工產品的外形複雜多變，而且存在變形、公差等因素的影響，致使每件產品都存在差異。因此，在製作過程中為了保證工件的準確定位，避免定位干涉，需要調節複數支撐點。傳統的做法是利用螺旋裝置以手動調節方式對各個支撐點進行調節。然而，採用手動調節方式，存在以下缺點：

1、隨各個工件的變換差異，需對每個工件進行調整，從而加大了工作強度。

2、調節準確度難以保證，完全依賴手感及經驗，從而產品品質難以保證。

受上述缺點影響的治具難以實現自動化。因此，需提供一種浮動支撐裝置，以對任意外形的工件實現自動、精準的定位，該支撐裝置可透過電氣配合實現自動化生產。

有鑑於此，需提供一種浮動支撐裝置，用於支撐任意外形的加工工件，以對工件實現自動抓取而支撐工件。

本發明一種實施方式中所提供的浮動支撐裝置，用於支撐工件。該浮動支撐裝置包括動力部、夾持部及支撐部 。該支撐部用於支撐該工件於該支撐部上，該支撐部與該工件接觸並與該夾持部彈性連接，以能根據該工件的不同形狀調整與該夾持部的相對位置關係，該夾持部用於在該支撐部調整好與該夾持部的相對位置關係後夾緊該支撐部以固定支撐該工件，該動力部提供該夾持部夾緊該支撐部的動力。

優選地，該支撐部包括支撐件及第一彈簧，該支撐件包括頭部及桿部，該頭部用於接觸並抵頂該工件，該桿部包括固定段，該第一彈簧套設於該桿部並抵頂於該頭部與該夾緊部之間。

優選地，該夾緊部包括推動盤及蓋體，該推動盤包括套筒狀的週壁及被該週壁包圍的腔體部，該蓋體伸入該腔體部並與該週壁之間具有一定距離。

優選地，該蓋體固定連接於該動力部並設有第一收容孔、複數通孔及複數定位槽，該第一收容孔沿著該推動盤之週壁之中心線軸向延伸，並包括朝向該蓋體之遠離該推動盤一側的開口端，該等通孔間隔分佈於該第一收容孔之周圍並與該第一收容孔垂直且相通，該等定位槽與該等通孔成對設置且位於該等通孔與該推動盤之間。

優選地，該第一收容孔包括收容段和導向段，該收容段的孔徑大於該導向段之孔徑，該收容段位於該第一收容孔之開口端處並用於收容該第一彈簧。

優選地，該夾持部還包括夾塊及與該夾塊成對設置的第二彈簧，該夾塊包括夾緊部和自該夾緊部垂直延伸的延 伸臂，該夾緊部收容於該通孔的一端包括夾緊面，該夾緊面與該支撐件之固定段相互配合以夾緊該支撐件，該第二彈簧收容於該定位槽內以抵頂於該延伸臂與該蓋體之間。

優選地，該夾持部包括具有收容腔的第一殼體，該收容腔用於收容該推動盤，該推動盤可以相對該收容腔活動。

優選地，該動力部包括驅動部及活塞，該驅動部固定連接於該第一殼體且設有氣缸，該氣缸位於該驅動部的中心位置，該活塞收容於該氣缸內並將該氣缸分為上氣室和下氣室，該上氣室設有上進氣孔，該下氣室設有下進氣孔，該活塞包括伸出該驅動部的連桿。

優選地，該第一殼體設有第二固定孔，該第二固定孔與該收容腔位於同一軸線上且相互導通，該連桿穿過該第二固定孔並密封連接於該第一殼體，該推動盤設有第一固定孔，該連桿設有第二收容孔，該第二收容孔沿該連桿之中心線方向軸向延伸並與該第一固定孔位於同一軸線上，利用連接件穿過該第一固定孔鎖固於該第二收容孔內以使該活塞與該推動盤固定連接。

優選地，該週壁鄰近該蓋體之一端的端部設有第一斜面，該第一斜面向該週壁內側傾斜，該夾塊之夾緊部設有第二斜面，該第二斜面之傾斜角度與該第一斜面之傾斜角度相同，該第一斜面與該第二斜面配合以使該推動盤推動該夾塊移動。

相較於現有技術，本發明之浮動支撐裝置藉由第一彈簧的推力作用適應工件的外形，並藉由夾塊與支撐件的相互配合實現自鎖。本發明的浮動支撐裝置可對任意外形的工件實現自動抓取，解決了機加工行業受工件外形影響而難以實現自動抓取的困擾。

請參閱圖1和圖2。本發明之浮動支撐裝置包括支撐部10、夾持部20及動力部30，用於支撐工件100於該支撐部10上。支撐部10與工件100接觸並與夾持部20彈性連接，以能根據工件100的不同形狀調整與夾持部20的相對位置關係。該支撐部10包括支撐件11及第一彈簧12。夾持部20包括推動盤21、蓋體22、夾塊23、第二彈簧24、第一殼體25及連接件26，用於在支撐部10調整好與夾持部20的相對位置關係後夾緊該支撐部10。動力部30透過氣壓或液壓方式提供該夾持部20夾緊該支撐部10的動力，該動力部30包括驅動部31、活塞32及底板33。

請參閱圖3及圖4。支撐件11包括頭部110及桿部112。頭部110用於接觸並抵頂工件100，桿部112包括固定段1120，在本實施方式中，固定段1120表面經過糙面處理。桿部112上套有第一彈簧12，該第一彈簧12抵頂於支撐件11之頭部110與夾持部20之間。藉由第一彈簧12之伸縮作用以使支撐件11能沿桿部112方向移動從而能適應不同形狀的工件100。

在本實施方式中，支撐件11為螺栓，頭部110為圓形或者方形，可根據工件100形狀變換使用不同的頭部110形狀 。

在其他實施方式中，支撐件11之抵頂工件100的一端為圓頭狀或者方形，用於套設第一彈簧12的桿部112凸設有凸台，用於抵頂第一彈簧12。支撐件11之形狀不限於此，只要在桿部112上設置或者固定連接可以抵頂第一彈簧12的部件即可，例如對稱設於桿部112周圍的凸點。

請參閱圖3和圖4，夾持部20之蓋體22與第一殼體25共同形成收容空間，用於收容推動盤21及夾塊23。蓋體22設有第一收容孔220。第一收容孔220沿著推動盤21之週壁210的中心線軸向延伸，並包括朝向蓋體22之遠離推動盤21一側的開口端2200，支撐件11之桿部112自開口端2200伸入第一收容孔220內。第一收容孔220包括收容段2202和導向段2204，收容段2202之孔徑大於導向段2204之孔徑，藉此在第一收容孔220內形成臺階。第一彈簧12遠離頭部110之一端收容於收容段2202內並抵頂於該臺階，藉此支撐部10與蓋體22彈性連接。

蓋體22朝向推動盤21的一側呈圓柱體狀，其上間隔分佈有複數通孔222及複數定位槽224，該等通孔222與第一收容孔220垂直且相通，用於收容夾塊23。定位槽224與通孔222成對設置，位於通孔222與推動盤21之間並用於收容第二彈簧24。在本實施方式中，通孔222之橫截面為矩形，定位槽224之橫截面為圓形。夾塊23包括夾緊部230及延伸臂232。夾塊23收容於通孔222的一端包括夾緊面234，夾緊面234經過糙面處理，以在與支撐件11之固定段1120配合時增大摩擦力。延伸臂232靠近夾緊部 230的另一端並與相應的定位槽224相對應。

推動盤21位於蓋體22及第一殼體25形成的收容空間內並能做往復運動。推動盤21包括套筒狀的週壁210及被週壁210所包圍的腔體部216。蓋體22呈圓柱體狀的一側伸入該腔體部216，並與週壁210之間具有一定距離，以裝配夾塊23及第二彈簧24。夾塊23之夾緊部230穿過通孔222，延伸臂232自夾緊部230朝向腔體部216內垂直延伸，以使夾塊23可移動地位於第一收容孔220與週壁210之間。第二彈簧24與夾塊23成對設置，第二彈簧24之一端收容於蓋體22之定位槽224內，另一端抵頂於夾塊23之延伸臂232。在第二彈簧24之彈力作用下，夾塊23可以沿通孔222相對於蓋體22活動。

週壁210鄰近蓋體22之一端的端部包括第一斜面212。在本實施方式中，第一斜面212向週壁210內側傾斜。相應地，夾塊23之夾緊部230靠近延伸臂232的另一端設有與第一斜面212相對之第二斜面236。第二斜面236之傾斜角度與第一斜面212之傾斜角度相同，第二斜面236與第一斜面212相互配合以使推動盤21推動夾塊23移動。

請參閱圖2及圖4，第一殼體25位於蓋體22及動力部30之間，且具有呈中心對稱的收容腔252。該收容腔252用於收容推動盤21，收容腔252的腔內高度大於推動盤21之高度，以使推動盤21可以相對收容腔252活動。收容腔252設有腔口2520，腔口2520朝向蓋體22一側並被蓋體22遮蓋。在本實施方式中，第一殼體25的底部大致為四邊形，並設有複數第一連接孔258，第一連接孔258位於第一 殼體25的四個角上且為穿透收容腔252之腔壁的通孔。蓋體22遮蓋於腔口2520的一側，也大致呈四邊形並設有與第一連接孔258同軸且相通的第一沉孔226，第一沉孔226位於蓋體22的四個角上。藉由螺栓70穿過第一沉孔226鎖固於第一連接孔258內以將蓋體22與第一殼體25固定連接。在本實施方式中，第一殼體25作為一個中間件將蓋體22與動力部30固定連接。在其他實施方式中，也可以藉由在蓋體22上設置複數固定柱以將蓋體22與動力部30固定連接。

驅動部31固定連接於夾持部20與底板33之間。在本實施方式中，驅動部31位於鄰近第一殼體25的一側，且為大致六面體結構。驅動部31設有四個第二連接孔316，第二連接孔316為通孔並與第一殼體25之第一連接孔258相對應。底板33遠離驅動部31的一側設有複數第二沉孔332，第二沉孔332位於底板之四個角上，並與第二連接孔316同軸。藉由螺栓70穿過第二沉孔332並鎖緊於第二連接孔316及第一連接孔258內，將底板33固定於驅動部31上以及藉由第一殼體25將動力部30與夾持部20固定連接。在本實施方式中，螺栓70之頭部收容於第二沉孔332內以使產品表面平整且具美觀。

驅動部31設有氣缸310，氣缸310位於驅動部31的中間位置。在本實施方式中，氣缸310呈空心圓柱狀。第一殼體25設有第一收容槽256，第一收容槽256朝向氣缸310之一側且位於氣缸310的週邊，用於收容具有圓形橫截面的第一密封墊圈40以使第一殼體25與驅動部31密封固定連 接。底板33之中心處設有第二收容槽330，第二收容槽330朝向驅動部31之一側且位於氣缸310之週邊，用於收容第一密封墊圈40以使底板33與驅動部31密封固定連接。藉此所形成的氣缸310為密封結構。活塞32包括活塞頭320，活塞頭320收容於氣缸310內並將氣缸310分為上氣室35和下氣室36。藉由具有橫截面為近似四邊形的第二密封墊圈50將活塞頭320與氣缸310密封連接，以使上氣室35和下氣室36完全隔離。上氣室35設有上進氣孔312，下氣室36設有下進氣孔314。上進氣孔312及下進氣孔314分別與外接氣管接頭34固定連接，外接充氣裝置(未圖示)透過氣管接頭34沿圖中箭頭所示方向充氣以驅動活塞32運動。在本實施方式中，動力部30採用氣壓方式提供動力以使夾持部20夾緊支撐部10。其他實施方式中，可用液壓方式作為動力系統為浮動支撐裝置提供動力以夾緊支撐件11。

活塞32還包括伸出氣缸310的連桿322。連桿322穿過上氣室35並伸入第一殼體25內與推動盤21固定連接。第一殼體25遠離腔口2520的一側設有第二固定孔254，第二固定孔254與收容腔252位於同一軸線上且相互導通。連桿322穿過第二固定孔254，藉由收容於第二固定孔254內之軸向中間位置的第三密封墊圈60，將連桿322密封活動連接於第一殼體25。推動盤21之遠離蓋體22的一側設有第一固定孔214，第一固定孔214與腔體部216位於同一軸線上且相互導通。在本實施方式中，第一固定孔214為沉孔。連桿322設有第二收容孔324，第二收容孔324 位於連桿322之遠離活塞頭320的一側且沿連桿322之中心線的方向軸向延伸，第二收容孔324與第一固定孔214位於同一軸線上。藉由連接件26穿過第一固定孔214鎖固於第二收容孔324內以使連桿322與推動盤21固定連接。這樣，動力部30中所產生的動力便可透過連桿322傳遞到夾持部20中，以使夾持部20各部件做相應的運動。在本實施方式中，連接件26為內六角螺釘，連接件26之鄰近蓋體22的一側完全收容於第一固定孔214內，保證推動盤21之腔體部216內側平整，以避免連桿322推動推動盤21朝蓋體22方向運動時連接件26直接頂觸蓋體22而影響該浮動支撐裝置的性能。

請參閱圖3，該浮動支撐裝置自鎖過程中，當工件100支撐於支撐件11之頭部110時，第一彈簧12被壓縮，藉由氣管接頭34往下進氣孔314內充氣，下氣室36內的氣體推動活塞頭320沿氣缸310內壁向遠離底板33的方向運動，以使連桿322透過連接件26帶動推動盤21沿鄰近蓋體22的方向移動，此時，第一斜面212與第二斜面236接觸且相互配合，以推動各夾塊23向支撐件11之桿部112方向靠攏，藉由夾塊23之夾緊面234與桿部112之固定段1120的糙面配合以夾緊支撐件11，從而實現自鎖。

該浮動支撐裝置在自動尋找工件100過程中，藉由氣管接頭34往上進氣孔312內充氣時，上氣室35內的氣體推動活塞頭320沿氣缸310內壁向底板33方向運動，連桿322透過連接件26帶動推動盤21沿遠離蓋體22的方向移動，此時，推動盤21之第一斜面212與夾塊23之第二斜面236分 離，在第二彈簧24的作用下，夾塊23沿遠離支撐件11之桿部112方向移動以脫離支撐件11而解除自鎖。在第一彈簧12之彈力作用下，支撐件11沿桿部112方向朝遠離蓋體22的一側移動，直到接觸並抵頂到工件100便停止移動以確定支撐工件100之位置。

綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施例，舉凡熟悉本案技藝之人士，在爰依本案發明精神所作之等效修飾或變化，皆應包含於以下之申請專利範圍內。

10‧‧‧支撐部

11‧‧‧支撐件

110‧‧‧頭部

112‧‧‧桿部

1120‧‧‧固定段

12‧‧‧第一彈簧

20‧‧‧夾持部

21‧‧‧推動盤

210‧‧‧週壁

212‧‧‧第一斜面

214‧‧‧第一固定孔

216‧‧‧腔體部

218‧‧‧開口

22‧‧‧蓋體

220‧‧‧第一收容孔

2200‧‧‧開口端

2202‧‧‧收容段

2204‧‧‧導向段

222‧‧‧通孔

224‧‧‧定位槽

226‧‧‧第一沉孔

23‧‧‧夾塊

230‧‧‧夾緊部

232‧‧‧延伸臂

234‧‧‧夾緊面

236‧‧‧第二斜面

24‧‧‧第二彈簧

25‧‧‧第一殼體

252‧‧‧收容腔

2520‧‧‧腔口

254‧‧‧第二固定孔

256‧‧‧第一收容槽

258‧‧‧第一連接孔

26‧‧‧連接件

30‧‧‧動力部

31‧‧‧驅動部

310‧‧‧氣缸

312‧‧‧上進氣孔

314‧‧‧下進氣孔

316‧‧‧第二連接孔

32‧‧‧活塞

320‧‧‧活塞頭

322‧‧‧連桿

324‧‧‧第二收容孔

33‧‧‧底板

330‧‧‧第二收容槽

332‧‧‧第二沉孔

34‧‧‧氣管接頭

35‧‧‧上氣室

36‧‧‧下氣室

40‧‧‧第一密封墊圈

50‧‧‧第二密封墊圈

60‧‧‧第三密封墊圈

70‧‧‧螺栓

100‧‧‧工件

圖1為本發明浮動支撐裝置的立體圖。

圖2為本發明浮動支援裝置的分解圖。

圖3為本發明浮動支撐裝置沿圖1中Ⅲ-Ⅲ的剖視圖。

圖4為本發明浮動支撐裝置沿圖1中Ⅳ-Ⅳ的剖視圖。

10‧‧‧支撐部

11‧‧‧支撐件

110‧‧‧頭部

112‧‧‧桿部

1120‧‧‧固定段

12‧‧‧第一彈簧

20‧‧‧夾持部

21‧‧‧推動盤

22‧‧‧蓋體

220‧‧‧第一收容孔

2200‧‧‧開口端

2202‧‧‧收容段

2204‧‧‧導向段

222‧‧‧通孔

224‧‧‧定位槽

23‧‧‧夾塊

230‧‧‧夾緊部

232‧‧‧延伸臂

234‧‧‧夾緊面

236‧‧‧第二斜面

24‧‧‧第二彈簧

25‧‧‧第一殼體

26‧‧‧連接件

30‧‧‧動力部

31‧‧‧驅動部

310‧‧‧氣缸

312‧‧‧上進氣孔

314‧‧‧下進氣孔

32‧‧‧活塞

320‧‧‧活塞頭

322‧‧‧連桿

33‧‧‧底板

34‧‧‧氣管接頭

35‧‧‧上氣室

36‧‧‧下氣室

40‧‧‧第一密封墊圈

50‧‧‧第二密封墊圈

60‧‧‧第三密封墊圈

100‧‧‧工件

Claims (9)

1. 一種浮動支撐裝置，用於支撐工件，該浮動支撐裝置包括支撐部、夾持部及動力部，該支撐部用於支撐該工件於該支撐部上，該支撐部與該工件接觸並與該夾持部彈性連接，以能根據該工件的不同形狀調整與該夾持部的相對位置關係，該夾持部用於在該支撐部調整好與該夾持部的相對位置關係後夾緊該支撐部以固定支撐該工件，該動力部提供該夾持部夾緊該支撐部的動力，該支撐部包括支撐件及第一彈簧，該支撐件包括頭部及桿部，該頭部用於接觸並抵頂該工件，該桿部包括固定段，該第一彈簧套設於該桿部並抵頂於該頭部與該夾緊部之間。
2. 如申請專利範圍第1項所述的浮動支撐裝置，其中，該夾緊部包括推動盤及蓋體，該推動盤包括套筒狀的週壁及被該週壁包圍的腔體部，該蓋體伸入該腔體部並與該週壁之間具有一定距離。
3. 如申請專利範圍第2項所述的浮動支撐裝置，其中，該蓋體固定連接於該動力部並設有第一收容孔、複數通孔及複數定位槽，該第一收容孔沿著該推動盤之週壁之中心線軸向延伸，並包括朝向該蓋體之遠離該推動盤一側的開口端，該等通孔間隔分佈於該第一收容孔之周圍並與該第一收容孔垂直且相通，該等定位槽與該等通孔成對設置且位於該等通孔與該推動盤之間。
4. 如申請專利範圍第3項所述的浮動支撐裝置，其中，該第一收容孔並包括收容段和導向段，該收容段的孔徑大於該導向段之孔徑，該收容段位於該第一收容孔之開口端處並 用於收容該第一彈簧。
5. 如申請專利範圍第4項所述的浮動支撐裝置，其中，該夾持部還包括夾塊及與該夾塊成對設置的第二彈簧，該夾塊包括夾緊部和自該夾緊部垂直延伸的延伸臂，該夾緊部收容於該通孔的一端包括夾緊面，該夾緊面與該支撐件之固定段相互配合以夾緊該支撐件，該第二彈簧收容於該定位槽內以抵頂於該延伸臂與該蓋體之間。
6. 如申請專利範圍第5項所述的浮動支撐裝置，其中，該夾持部包括具有收容腔的第一殼體，該收容腔用於收容該推動盤，該推動盤可以相對該收容腔活動。
7. 如申請專利範圍第6項所述的浮動支撐裝置，其中，該動力部包括驅動部及活塞，該驅動部固定連接於該第一殼體且設有氣缸，該氣缸位於該驅動部的中心位置，該活塞收容於該氣缸內並將該氣缸分為上氣室和下氣室，該上氣室設有上進氣孔，該下氣室設有下進氣孔，該活塞包括伸出該驅動部的連桿。
8. 如申請專利範圍第7項所述的浮動支撐裝置，其中，該第一殼體設有第二固定孔，該第二固定孔與該收容腔位於同一軸線上且相互導通，該連桿穿過該第二固定孔並密封連接於該第一殼體，該推動盤設有第一固定孔，該連桿設有第二收容孔，該第二收容孔沿該連桿之中心線方向軸向延伸並與該第一固定孔位於同一軸線上，利用連接件穿過該第一固定孔鎖固於該第二收容孔內以使該活塞與該推動盤固定連接。
9. 如申請專利範圍第8項所述的浮動支撐裝置，其中，該週壁鄰近該蓋體之一端的端部設有第一斜面，該第一斜面向 該週壁內側傾斜，該夾塊之夾緊部設有第二斜面，該第二斜面之傾斜角度與該第一斜面之傾斜角度相同，該第一斜面與該第二斜面配合以使該推動盤推動該夾塊移動。