TWI438065B - 夾緊機構及使用該夾緊機構之機械手 - Google Patents

Description

夾緊機構及使用該夾緊機構之機械手

本發明涉及一種夾緊機構，尤其涉及一種應用於機械手之夾緊機構。

在機械加工過程中，常常需對工件表面進行加工，以使工件表面變得光滑。例如在電子產品中，為使電子產品具有較高強度且具有較好外觀，電子產品之殼體會採用金屬製備。在製備金屬殼體之過程中，會對殼體表面進行研磨加工以使其表面光滑。

在對殼體進行研磨前，通常需先將殼體固定。惟，當殼體需加工之表面包括平面與彎曲面時，殼體之固定方式一般均需藉由人工把將工件裝到夾具上來實現，故需要較多人力並且難以保證裝夾精度。另，使用習知夾具對殼體進行固定時，常會將部分需要加工之表面掩蓋住而無法進行加工，故需對殼體進行複數次固定，從而影響殼體之加工速度。

有鑒於此，有必要提供一種提高裝夾精度及加工速度之夾緊機構及使用該夾緊機構之機械手。

一種夾緊機構，其用於固定工件，該工件包括底壁及沿該底壁邊緣向同一側延伸之至少二側壁，該底壁和該至少二側壁均具有內表面及待加工之外表面，該夾緊機構包括固定夾緊件、活動夾緊 件及驅動件。驅動件包括依次相連之頭部、螺紋部及定位部，固定夾緊件具有第一夾持部及定位孔，該第一夾持部用以抵持該工件之其中一側壁之內表面，該定位孔貫穿設置於該固定夾緊件上，該定位部與定位孔轉動連接，活動夾緊件具有第二夾持部及螺紋孔，該第二夾持部用於抵持該工件與該一側壁相對之另一側壁之內表面，該螺紋孔貫穿設置於該活動夾緊件上並與該定位孔同軸，該頭部相對該活動夾緊件轉動，其用以防止該活動夾緊件由該驅動件脫離，該螺紋部與該螺紋孔相配合。驅動件藉由該螺紋部及該螺紋孔之配合以驅動活動夾緊件相對固定夾緊件平移使第二夾緊部遠離第一夾緊部，從而夾持該工件並使帶加工之外表面完全暴露。

一種機械手，包括機械臂和固定在該機械臂末端之夾緊機構。該夾緊機構用於固定工件，該工件包括底壁及沿該底壁邊緣向同一側延伸之至少二側壁，該底壁和該至少二側壁均具有內表面及待加工之外表面。該夾緊機構包括固定夾緊件、活動夾緊件及驅動件。該驅動件包括依次相連之頭部、螺紋部及定位部，固定夾緊件具有第一夾持部及定位孔，該第一夾持部用以抵持該工件之其中一側壁之內表面，該定位孔貫穿設置於該固定夾緊件上，該定位部與定位孔轉動連接，活動夾緊件具有第二夾持部及螺紋孔，該第二夾持部用於抵持該工件之與該一側壁相對之另一側壁之內表面，該螺紋孔貫穿設置於該活動夾緊件上並與該定位孔同軸，該頭部相對該活動夾緊件轉動，其用以防止該活動夾緊件由該驅動件脫離，該螺紋部與該螺紋孔相配合。驅動件藉由該螺紋部及該螺紋孔之配合以驅動活動夾緊件相對固定夾緊件平移使第二夾緊部遠離第一夾緊部，從而夾持該工件並使帶加工之外表面完全 暴露。

本發明所提供之機械手之夾緊機構藉由驅動件來調節活動夾緊件之位置使之與工件相抵持，裝夾定位較為精確。另，藉由固定夾緊件與活動夾緊件從工件之內表面對工件進行固定，工件需要加工之外表面可全部暴露在外，從而便於一次加工完成，提升加工速度。

100‧‧‧機械手

10‧‧‧機械臂

20‧‧‧夾緊機構

21‧‧‧固定夾緊件

23‧‧‧活動夾緊件

25‧‧‧驅動件

30‧‧‧工件

31‧‧‧底壁

33‧‧‧第一側壁

35‧‧‧第二側壁

37‧‧‧第三側壁

211‧‧‧第一基板

213‧‧‧第一夾持塊

215‧‧‧導向柱

217‧‧‧彈性件

219‧‧‧鎖定螺栓

231‧‧‧第二基板

233‧‧‧第二夾持塊

251‧‧‧頭部

253‧‧‧螺紋部

255‧‧‧定位部

2111‧‧‧凸塊

2112‧‧‧通孔

2131‧‧‧第一定位面

2133‧‧‧第一夾持部

2135‧‧‧定位孔

2137‧‧‧通孔

2151‧‧‧削平面

2138‧‧‧鎖定孔

2311‧‧‧螺紋孔

2313‧‧‧台階部

2314‧‧‧導向孔

2331‧‧‧第二定位面

2333‧‧‧第二夾持部

2511‧‧‧內六角孔

2551‧‧‧卡槽

圖1係本發明實施例之機械手夾持工件時之組裝圖，該機械手包括夾緊機構。

圖2係圖1所示夾緊機構之立體分解圖。

圖3係圖1沿III-III線之剖面圖。

下面結合附圖及實施方式對本發明之夾緊機構及使用該夾緊機構之機械手作進一步詳細說明。

請參閱圖1，本發明實施例之機械手100包括機械臂10和固定於機械臂10末端之夾緊機構20。夾緊機構20用於固定工件30。機械臂10可帶動夾緊機構20及固定於其上之工件30做出平移、旋轉等多種複雜運動。本實施例中，機械手100與一打磨機(圖未示)配合，對工件30之複數表面進行研磨。

請參閱圖2，待加工工件30包括底壁31及沿底壁31邊緣向同一側延伸第一側壁33、第二側壁35及第三側壁37。第一側壁33與第二側壁35位於底板31之相對兩側，第三側壁37位於第一側壁33與第二側壁35之間。

夾緊機構20包括固定夾緊件21、活動夾緊件23及二驅動件25。活動夾緊件23藉由驅動件25與固定夾緊件21活動相連。

固定夾緊件21包括方形第一基板211及從第一基板211一側靠近底面之部位向外垂直延伸形成之第一夾持塊213。第一基板211可藉由螺接、焊接等方式與機械臂10固定。第一夾持塊213遠離第一基板211之一端形成可與工件30之部分底壁31相配合之第一定位面2131及可與工件30之第一側壁33相抵持之第一夾持部2133。第一夾持塊213上貫穿開設有用以容納驅動件25之二定位孔2135及二分別位於兩定位孔2135兩側之通孔2137。請一併參閱圖3，定位孔2135之側壁上還形成有台階部2136。第一基板211上與第一夾持塊213相同一側靠近頂面之部位向外垂直延伸形成二凸塊2111。每一凸塊2111上開設有通孔2112。

夾緊機構20還包括二用於引導活動夾緊件23移動之導向柱215。導向柱215兩端可分別容置於通孔2112和通孔2137之內。導向柱215靠近末端之部位還形成有一削平面2151。第一夾持塊213側面開設有與通孔2137相通之鎖定孔2138。夾緊機構20還包括二鎖定螺栓219。鎖定螺栓219穿過鎖定孔2138並與導向柱215之削平面2151相抵持，以防止導向柱215從通孔2137中脫離。

活動夾緊件23大致為塊狀，其包括方形第二基板231及從第二基板231一側垂直延伸形成之第二夾持塊233。第二基板231中部貫穿開設有用以容納驅動件25之二沉頭螺紋孔2311。第二基板231頂面靠近兩側之部位還開設有二台階部2313。台階部2313內貫穿開設有可容納導向柱215之導向孔2314。第二夾持塊233遠離第二基板231之一端形成可與工件30之部分底壁31相配合之第二定位 面2331及可與工件30之第二側壁35相抵持之第二夾持部2333。

在本實施例中，驅動件25為螺栓，其包括頭部251、螺紋部253及定位部255。頭部251一端開設有內六角孔2511，以便於使用六角扳手擰動。螺紋部253可與活動夾緊件23之螺紋孔2311相配合，以調節活動夾緊件23相對固定夾緊件21之位置。夾緊機構20還包括彈性件217。請一併參閱圖3，彈性件217可套設在螺紋部253上，其一端與活動夾緊件23之第二基板231相抵持，另一端與固定夾緊件21之台階部2136相抵持。彈性件217係當驅動件25之螺紋部253與螺紋孔2311配合失敗後起輔助支撐活動夾緊件23之作用。本實施例中，彈性件217為壓縮彈簧。

定位部255與螺紋部253相鄰，其可插入固定夾緊件21之定位孔2135內。定位部255之直徑小於螺紋部253之直徑。定位部255一端上開設有環形卡槽2551。夾緊機構20還包括卡環29。卡環29可卡入卡槽2551內。

組裝夾緊機構20時，首先將兩個二彈性件217分別放置於在兩個二定位孔2135內之台階部2136上。將活動夾緊件23放置到於固定夾緊件21之第一夾持塊213上，且使活動夾緊件23之導向孔2314與固定夾緊件21之通孔2112對齊。導向柱215依次穿過通孔2112、導向孔2314後，進入通孔2137。鎖定螺栓219穿過鎖定孔2138並與導向柱215之削平面2151相抵持，由此將導向柱215與固定夾緊件21固定。此時，活動夾緊件23只僅能沿導向柱215做往返直線運動。兩個二驅動件25依次穿過螺紋孔2311、彈性件217而進入定位孔2135。由於驅動件25之螺紋部253之直徑比定位部255之直徑大，故螺紋部253之端部會與定位孔2135之台階部2136相抵 持而無法繼續向下運動。當定位部255之卡槽2551位於定位孔2135外部時，卡環29卡入卡槽2551內，以防止定位部255向上運動而脫離定位孔2135。此時，定位部只僅能在定位孔2135內轉動而無法相對定位孔2135沿軸向運動。至此夾緊機構20組裝完畢。

組裝機械手100時，只需將夾緊機構20固定至機械臂10之末端即可。

工作時，首先將工件30之底壁31緊靠於固定夾緊件21之第一定位面2131及活動夾緊件23之第一定位面2331上。然後旋轉驅動件25，使驅動件25之螺紋部253於活動夾緊件23之螺紋孔2311內旋轉，由此帶動活動夾緊件23向上運動而遠離固定夾緊件21，最終使第一夾持部2133及第二夾持部2333分別與工件30之第一側壁33及第二側壁35相抵持，以夾緊工件30。此時，機械手100可帶動固定於其上之工件30完成研磨工序。工作完畢後，反向旋轉驅動件25，使活動夾緊件23逐漸靠近固定夾緊件21，此時可較為方便地將工件30從夾緊機構20上取下。

該夾緊機構20結構簡單，定位較為精確，適合對各類材質之殼體工件進行夾持。另，藉由固定夾緊件21與活動夾緊件23從工件30之內表面對工件30進行固定，工件30需要加工之外表面可全部暴露在外，便於一次加工完成，提升加工速度。

可理解，導向柱215、彈性件217、鎖定螺栓219皆可省略。若使用其他元件使驅動件25之定位部255保持于定位孔2135內，卡環29亦可省略。

螺紋孔2311亦可開設於固定夾緊件21上，此時驅動件25與活動夾 緊件23相對固定且一起相對固定夾緊件21平移。

驅動件25驅動活動夾緊件23之方式亦不侷限於螺栓螺紋配合，例如可為氣缸、伺服馬達、齒輪齒條、蝸輪蝸杆等多種形式。

本發明之機械手100還可用於打磨之外之其他領域，如噴漆、焊接等。

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，在爰依本發明精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下之如申請專利範圍內。

21‧‧‧固定夾緊件

23‧‧‧活動夾緊件

25‧‧‧驅動件

31‧‧‧底壁

33‧‧‧第一側壁

35‧‧‧第二側壁

37‧‧‧第三側壁

211‧‧‧第一基板

213‧‧‧第一夾持塊

215‧‧‧導向柱

217‧‧‧彈性件

219‧‧‧鎖定螺栓

231‧‧‧第二基板

233‧‧‧第二夾持塊

251‧‧‧頭部

253‧‧‧螺紋部

255‧‧‧定位部

2111‧‧‧凸塊

2112‧‧‧通孔

2131‧‧‧第一定位面

2133‧‧‧第一夾持部

2135‧‧‧定位孔

2138‧‧‧鎖定孔

2151‧‧‧削平面

2311‧‧‧螺紋孔

2313‧‧‧台階部

2314‧‧‧導向孔

2331‧‧‧第二定位面

2333‧‧‧第二夾持部

2511‧‧‧內六角孔

2551‧‧‧卡槽

Claims (14)

1. 一種夾緊機構，其用於固定工件，該工件包括底壁及沿該底壁邊緣向同一側延伸之至少二側壁，該底壁和該至少二側壁均具有內表面及待加工之外表面，該夾緊機構包括固定夾緊件、活動夾緊件及驅動件，其改良在於：該驅動件包括依次相連之頭部、螺紋部及定位部，該固定夾緊件具有第一夾持部及定位孔，該第一夾持部用以抵持該工件之其中一側壁之內表面，該定位孔貫穿設置於該固定夾緊件上，該定位部與定位孔轉動連接，該活動夾緊件具有第二夾持部及螺紋孔，該第二夾持部用於抵持該工件與該一側壁相對之另一側壁之內表面，該螺紋孔貫穿設置於該活動夾緊件上並與該定位孔同軸，該頭部相對該活動夾緊件轉動，其用以防止該活動夾緊件由該驅動件脫離，該螺紋部與該螺紋孔相配合，該驅動件藉由該螺紋部及該螺紋孔之配合以驅動該活動夾緊件相對該固定夾緊件平移使該第二夾緊部遠離該第一夾緊部，從而夾持該工件並使帶加工之外表面完全暴露。
2. 如申請專利範圍第1項所述之夾緊機構，其中該定位孔之側壁上還設有台階部，該螺紋部與該台階部相抵持，該定位部上開設有卡槽，該夾緊機構還包括卡環，該定位部穿過該定位孔，該卡環卡入該卡槽。
3. 如申請專利範圍第1項所述之夾緊機構，其中該夾緊機構還包括彈性件，該彈性件一端抵接於該固定夾緊件，另一端抵接於該活動夾緊件。
4. 如申請專利範圍第3項所述之夾緊機構，其中該彈性件為套設在該驅動件上之壓縮彈簧。
5. 如申請專利範圍第1項所述之夾緊機構，其中該夾緊機構還包括設於該固定夾緊件上之導向柱，該活動夾緊件上對應設有可容納該導向柱之導向 孔，該活動夾緊件沿該導向柱移動。
6. 如申請專利範圍第5項所述之夾緊機構，其中該固定夾緊件上開設有容納該導向柱之通孔及與該通孔相通之鎖定孔，該夾緊機構還包括鎖定螺栓，該導向柱具有一削平面，該鎖定螺栓穿過該鎖定孔並與該削平面相抵持，已將該導向柱固定至該固定夾緊件。
7. 如申請專利範圍第1項所述之夾緊機構，其中該固定夾緊件具有用於與該工件之部分底壁之內表面相配合之第一定位面，該活動夾緊件具有用於與該工件之部分底壁之內表面相配合之第二定位面。
8. 一種機械手，包括機械臂和固定在該機械臂末端之夾緊機構，該夾緊機構用於固定工件，該工件包括底壁及沿該底壁邊緣向同一側延伸之至少二側壁，該底壁和該至少二側壁均具有內表面及待加工之外表面，其改良在於：該夾緊機構包括固定夾緊件、活動夾緊件及驅動件，該驅動件包括依次相連之頭部、螺紋部及定位部，該固定夾緊件具有第一夾持部及定位孔，該第一夾持部用以抵持該工件之其中一側壁之內表面，該定位孔貫穿設置於該固定夾緊件上，該定位部與定位孔轉動連接，該活動夾緊件具有第二夾持部及螺紋孔，該第二夾持部用於抵持該工件之與該一側壁相對之另一側壁之內表面，該螺紋孔貫穿設置於該活動夾緊件上並與該定位孔同軸，該頭部相對該活動夾緊件轉動，其用以防止該活動夾緊件由該驅動件脫離，該螺紋部與該螺紋孔相配合，該驅動件藉由該螺紋部及該螺紋孔之配合以驅動該活動夾緊件相對該固定夾緊件平移使該第二夾緊部遠離該第一夾緊部，從而夾持該工件並使帶加工之外表面完全暴露。
9. 如申請專利範圍第8項所述之機械手，其中該定位孔之側壁上還設有台階部，該螺紋部與該台階部相抵持，該定位部上開設有卡槽，該夾緊機構還包括卡環，該定位部穿過該定位孔，該卡環卡入該卡槽。
10. 如申請專利範圍第8項所述之機械手，其中該夾緊機構還包括彈性件，該彈性件一端抵接於該固定夾緊件，另一端抵接於該活動夾緊件。
11. 如申請專利範圍第10項所述之機械手，其中該彈性件為套設在該驅動件上之壓縮彈簧。
12. 如申請專利範圍第8項所述之機械手，其中該夾緊機構還包括設於該固定夾緊件上之導向柱，該活動夾緊件上對應設有可容納該導向柱之導向孔，該活動夾緊件沿該導向柱移動。
13. 如申請專利範圍第12項所述之機械手，其中該固定夾緊件上開設有容納該導向柱之通孔及與該通孔相通之鎖定孔，該夾緊機構還包括鎖定螺栓，該導向柱具有一削平面，該鎖定螺栓穿過該鎖定孔並與該削平面相抵持，已將該導向柱固定至該固定夾緊件。
14. 如申請專利範圍第8項所述之機械手，其中該固定夾緊件具有用於與該工件之部分底壁之內表面相配合之第一定位面，該活動夾緊件具有用於與該工件之部分底壁之內表面相配合之第二定位面。