TWI510326B - 驅動機構 - Google Patents

Description

驅動機構

本發明涉及一種驅動機構，尤其涉及一種具有複數運動方向之驅動機構。

驅動機構廣泛應用於自動化工業生產過程中，用以從事重型、或高重複性、或特殊環境之生產加工。電子裝置之組裝生產已在一定程度上使用自動化生產，但隨著電子裝置等產品或設備向輕薄化發展，例如平板電腦，攜帶電話等，電子裝置中之零組件及零組件之間之間隙亦越來越小，這給電子裝置加工、組裝、檢測等增加不少困難。業界常用驅動機構藉由複數齒輪及減速器嚙合實現傳動實現複數方向運動，然傳動時容易產生振動，且由於齒輪及減速器重量較大，各軸在傳動過程中，運動慣性較大，這些因素都限制了這種驅動機構應用於零組件本身細微或間隙小等場合。另外，由於零組件結構較複雜，且零組件本身細微及可操作之裝配空間狹小，例如，在電子裝置邊框之內壁上點膠或在傾斜孔中安裝螺釘等，供機器人伸入之裝配安裝空間狹小，且伸入之動作難度較高，一般採用之驅動機構之體積較大，無法在上面裝設執行機構並伸入狹小空間中作業並做較高難度之動作，故對工件之局限性較大，應用範圍小。

鑒於上述情況，有必要提供一種小型化且應用廣之驅動機構。

一種驅動機構，其包括依次連接之第一線性模組、第二線性模組及第三線性模組，該第一線性模組驅動該第二線性模組沿該第一線性模組運動，該第二線性模組驅動該第三線性模組沿該第二線性模組運動，該第三線性模組之驅動方向相對該第三線性模組之運動所在之平面斜交，該第一線性模組包括安裝件、驅動件、第一傳動件及連接加強件，該第一線性模組之驅動件裝設在該第一線性模組之安裝件之一端，該第一傳動件容納於該第一線性模組之安裝件內，且與該驅動件連接，該連接加強件固定裝設在該安裝件之一端，且套設在該第一傳動件與該驅動端之連接處。

上述驅動機構，由於第三線性模組之驅動方向相對該第三線性模組之運動所在之平面斜交，使得驅動機構之整體體積減小，且三線性模組之間之運動均為線性運動，避免使用複雜之齒輪、減速器等結構，實現驅動機構之小型化。小型化之驅動機構能夠應用於對對結構細微之工件或本身細小之工件進行加工、檢測或組裝等，並能夠驅動執行機構較靈活地實現複雜動作之操作，應用較廣泛。

100‧‧‧驅動機構

10‧‧‧支撐台

30‧‧‧第一線性模組

50‧‧‧第二線性模組

70‧‧‧第三線性模組

90‧‧‧執行機構

11‧‧‧定位孔

31、51、71‧‧‧連接件

32、52、72‧‧‧安裝件

33、53‧‧‧連接加強件

34、54、74‧‧‧驅動件

35、55、75‧‧‧第一傳動件

36、56、76‧‧‧第二傳動件

37、57、77‧‧‧第三傳動件

38、58、78‧‧‧防護板

39、59、79‧‧‧防護罩

321‧‧‧開口

341‧‧‧驅動本體

343‧‧‧驅動端

371‧‧‧第一固定部

3711‧‧‧通孔

373‧‧‧第二固定部

3731‧‧‧容納槽

511‧‧‧第一連接部

513‧‧‧第二連接部

711‧‧‧傾斜面

750‧‧‧中間傳動組件

751‧‧‧第一傳動輪

753‧‧‧第二傳動輪

755‧‧‧傳動帶

91‧‧‧安裝架

911‧‧‧第一安裝板

913‧‧‧第二安裝板

93‧‧‧執行件

95‧‧‧鏡頭

圖1係本發明實施方式之驅動機構之立體示意圖。

圖2係圖1所示驅動機構之立體分解示意圖。

請參閱圖1，本發明實施方式之驅動機構100包括支撐台10、第一線性模組30、第二線性模組50及第三線性模組70。第一線性模組30裝設在支撐台10上，第二線性模組50裝設在第一線性模組30上 ，第三線性模組70裝設在第二線性模組50上，第三線性模組70用於在使用時安裝一執行機構90。第一線性模組30能夠驅動第二線性模組50沿著第一方向A滑動，第二線性模組50能夠驅動第三線性模組70沿著第二方向B滑動，第三線性模組70能夠驅動執行機構90沿著第三方向C滑動。第三線性模組70之驅動方向C相對第二線性模組50之運動方向A及第三線性模組70之運動方向B所形成之平面傾斜，即第三線性模組70之驅動方向與第三線性模組70之運動所在之平面斜交。在本實施方式中，第一方向A與第二方向B垂直，第三方向C與第二方向B垂直且與第一方向A不垂直。在本實施方式中，第二線性模組50之運動方向A及第三線性模組70之運動方向B所形成之平面與支撐台10平行，即第三線性模組70之驅動方向C相對支撐台10傾斜。

請同時參閱圖2，支撐台10大致為矩形平板狀，其用於固定在工作場所中，並提供對第一線性模組30、第二線性模組50及第三線性模組70之支撐力。支撐台10大致居中部位開設一定位孔11，用於定位工件(圖未示)。第一線性模組30包括連接件31、安裝件32、連接加強件33、驅動件34、第一傳動件35、第二傳動件36、第三傳動件37、防護板38及防護罩39。連接件31大致為矩形框體狀，其固定裝設在支撐台10上。安裝件32為框體狀，其具有開口321，用於安裝連接加強件33、驅動件34、第一傳動件35、第二傳動件36、第三傳動件37、防護板38及防護罩39。安裝件32藉由緊固件固定安裝在連接件31上，且其長度方向沿著第一方向A設置。

連接加強件33固定裝設在安裝件32之一端，並容納在開口321內 。驅動件34包括驅動本體341及凸伸形成於驅動本體341之驅動端343。驅動本體341安裝在安裝件32靠近連接加強件33之端面上。驅動端343穿過該端面並收容在安裝件32內，且延伸至靠近連接加強件33處。第一傳動件35大致為桿狀，其沿著第一方向A設置在安裝件32內。第一傳動件35之一端可轉動地穿設於安裝件32遠離連接加強件33之一端，另一端可轉動地穿過連接加強件33並與驅動件34之驅動端343固定連接。連接加強件33套設在驅動件34之驅動端343與第一傳動件35之連接處，以加強驅動端343與第一傳動件35之間之連接。驅動本體341能夠驅動驅動端343轉動，從而帶動第一傳動件35轉動。在本實施方式中，驅動件34為驅動馬達，第一傳動件35為絲桿。

第二傳動件36大致為筒狀，其活動套設在第一傳動件35上，並與第一傳動件35螺合。第三傳動件37包括第一固定部371及形成於第一固定部371一側之第二固定部373。第一固定部371大致為柱狀，其沿著中心軸線開設有與第二傳動件36外輪廓適配之通孔3711，第一固定部371藉由通孔3711固定套設在第二傳動件36上。第二固定部373大致為長方體塊狀，其形成於第一固定部371遠離第二傳動件36之一側。第二固定部373相對之二側邊支承於安裝件32上與第一方向A平行之二側邊上，以使得安裝件32對第二固定部373起導向作用。第二固定部373與第一固定部371之相對之一側上凹設一容納槽3731。。防護板38大致為與安裝件32配合之板狀，其部分容納於容納槽3731中且二端固定在安裝件32上。防護板38將安裝件32之開口321封閉以防止外界灰塵、油污等進入。防護罩39罩蓋驅動件34之驅動本體341，以防止外界灰塵、油污等污染驅動件34。

第二線性模組50與第一線性模組30之結構相似，為節省篇幅，對第二線性模組50簡化描述。第二線性模組50同樣包括包括連接件51、安裝件52、連接加強件53、驅動件54、第一傳動件55、第二傳動件56、第三傳動件57、防護板58及防護罩59。連接件51大致呈支架狀，其包括第一連接部511及與第一連接部511固定連接之第二連接部513，第一連接部511大致為中空矩形板，其與支撐台10平行，且與第三傳動件37之第二固定部373固定連接，使得連接件51能夠隨著第三傳動件37沿第一方向A運動。第二連接部513與第一連接部511垂直，且第二連接部513之端部與第一連接部511固定連接。第二連接部513之長度方向沿著第二方向B設置。安裝件52固定裝設在第二連接部513上，且安裝件52之長度方向沿著第二方向B設置。安裝件52、連接加強件53、驅動件54、第一傳動件55、第二傳動件56、第三傳動件57、防護板58及防護罩59之間之連接關係與第一線性模組30之安裝件32、連接加強件33、驅動件34、第一傳動件35、第二傳動件36、第三傳動件37、防護板38及防護罩39之間之連接關係相同，為了節省篇幅，不進行詳細描述，安裝件52、連接加強件53、驅動件54、第一傳動件55、第二傳動件56、第三傳動件57、防護板58及防護罩59之間之連接關係參考本說明書針對安裝件32、連接加強件33、驅動件34、第一傳動件35、第二傳動件36、第三傳動件37、防護板38及防護罩39之間之連接關係之描述。第二線性模組50之第一傳動件55沿著第二方向B設置。

第三線性模組70與第一線性模組30及第二線性模組50之結構相似，為節省篇幅，對第三線性模組70簡化描述。第三線性模組70包括包括連接件71、安裝件72、驅動件74、第一傳動件75、中間傳 動組件750、第二傳動件76、第三傳動件77、防護板78及防護罩79。連接件71大致為三棱柱狀，其垂直於支撐台10固定安裝在第二線性模組50之第三傳動件57上。連接件71與第三傳動件37相對之一側形成有一傾斜面711，傾斜面711相對支撐台10傾斜。傾斜面711朝向靠近支撐台10之方向逐漸遠離第二線性模組50之第三傳動件37。傾斜面711沿著第三方向C設置。安裝件72固定設置在傾斜面711上。驅動件74裝設在安裝件72一端之側邊上，且與安裝件72平行設置。第一傳動件75大致為桿狀，其二端分別活動穿設於安裝件72沿平行第三方向C之二端。中間傳動組件750包括第一傳動輪751、第二傳動輪753及傳動帶755，第一傳動輪751套設在驅動件74之驅動端(圖未標)上，第二傳動輪753套設在第一傳動件75靠近驅動件74之一端上，傳動帶755套設在第一傳動輪751與第二傳動輪753上，驅動件74驅動第一傳動輪751轉動，藉由傳動帶755及第二傳動輪753帶動第一傳動件75轉動。第一傳動件75、第二傳動件76、第三傳動件77及防護板78之間之連接關係與第一線性模組30之第一傳動件35、第二傳動件36、第三傳動件37及防護板38之間之連接關係相同，為了節省篇幅，不進行詳細描述。第一傳動件75、第二傳動件76、第三傳動件77、防護板78及防護罩79之間之連接關係參考本說明書針對第一傳動件35、第二傳動件36、第三傳動件37、防護板38及防護罩39之間之連接關係之描述。第三線性模組70之第一傳動件75沿著第三方向C設置。防護罩79安裝在安裝件72靠近第二傳動輪753之一端上，並罩蓋第一傳動輪751、第二傳動輪753及傳動帶755。

組裝時，首先，分別組裝第一線性模組30、第二線性模組50及第三線性模組70。組裝第一線性模組30時，將安裝件32固定裝設在 連接件31上，並使得開口321背離連接件31。將連接加強件33固定在安裝件32中，並位於靠近安裝件22一端之部位。將驅動件34固定裝設在安裝件32上靠近連接加強件33之一端，且驅動端343伸入安裝件32中。將第一傳動件35沿安裝件32之長度方向容納在安裝件32中，且一端活動穿過安裝件32遠離連接加強件33之一端，另一端活動穿過連接加強件33並與驅動端343固定連接，驅動端343與第一傳動件35之連接處位於連接加強件33中，以加強驅動端343與第一傳動件35之連接。將第二傳動件36套設在第一傳動件35上，並與第一傳動件35螺合，第三傳動件37固定裝設在第二傳動件36上，且容納槽3731背離第二傳動件36。將防護板38穿過容納槽3731且罩蓋安裝件32之開口321。將防護罩39罩蓋驅動件34。組裝第二線性模組50時，先將安裝件52固定裝設在連接件51之第二連接部513上，第二線性模組50之其他組件之組裝參考第一線性模組30之組裝。組裝第三線性模組70時，先將安裝件72裝設在傾斜面711上，驅動件74裝設在安裝件72之一側上，並將第一傳動件75之二端活動穿設於安裝件72之二端。將第一傳動輪751與第二傳動輪753分別套設在驅動件74之驅動端上及第一傳動件75靠近驅動件74之一端，將傳動帶755纏繞在第一傳動輪751與第二傳動輪753上，第三線性模組30之其他組件之組裝參考第一線性模組30之組裝。

接著，將組裝後之第一線性模組30之連接件31固定安裝在支撐台10上，將第二線性模組50之第一連接部511固定裝設在第一線性模組30之第三傳動件37上。將第三線性模組70之連接件71固定裝設在第二線性模組50之第三傳動件77上。

使用時，首先將一執行機構90裝設在第三線性模組70上。在本實施方式中使用之執行機構90包括安裝架91、裝設在安裝架91上之執行件93及鏡頭95，安裝架91包括第一安裝板911及與第一安裝板911垂直固定連接之第二安裝板913。執行件93垂直安裝在第二安裝板913上，鏡頭95固定安裝在安裝架91之第一安裝板911上。在安裝執行機構90時，將第一安裝板911沿平行第三方向C固定裝設在第三線性模組70之第三傳動件77上，並使得執行件93相對支撐台10傾斜。在本實施方式中，執行件93為測頭，用於對工件進行檢測。在其他實施方式中，執行件93可為對工件進行其他操作之工具，例如，執行件93可為氣動夾具、吸盤等，以對工件進行鎖螺絲、氣動夾持等操作。

然後將工件(圖未示)定位在支撐台10之定位孔11上，在定位工件之前，執行件93位於較遠離定位孔11之部位，以避免干擾工件之定位。工件定位後，第一線性模組30之驅動本體341驅動驅動端343轉動，以帶動第一傳動件35繞自身軸線轉動，從而藉由第二傳動件36帶動第三傳動件37沿著第一傳動件35之軸線運動，由於第一傳動件35沿著平行第一方向A設置，故，第三傳動件37沿著平行第一方向A運動。第三傳動件37帶動第二線性模組50沿著第一方向A運動。即，第一線性模組30驅動第二線性模組50、第三線性模組70及執行機構90沿著第一方向A朝向工件運動，以使得執行件93靠近工件。同樣第二線性模組50藉由驅動件54、第一傳動件55、第二傳動件56及第三傳動件57驅動第三線性模組70及執行機構90沿第二方向B運動，即，第二線性模組50驅動第三線性模組70及執行機構90沿著第二方向B朝向工件運動，以使得執行件93靠近工件，此時執行件93位於工件之斜上方。第三線性模 組70之驅動件74藉由第一傳動輪751、第二傳動輪753、傳動帶755、第一傳動件75、第二傳動件76及第三傳動件77驅動執行機構90沿著第三方向C運動，以使得執行件93接觸工件，並對工件進行檢測，鏡頭95對工件之檢測位置進行監測。

本實施方式中之驅動機構100，由於設置有能夠沿三不同方向驅動之三線性模組，使得執行件93在三線性模組之驅動下能夠接觸工件，從而對工件進行檢測或加工。由於第三線性模組70之驅動方向相對第一線性模組30驅動方向傾斜而非正交，使得驅動機構100之整體體積減小，且第三線性模組70藉由驅動件74及中間傳動組件750之設置，減小了第三線性模組70沿第三方向C之長度尺寸，從而減小驅動機構100之整體體積，實現驅動機構100之小型化，適用於對體積小之工件或結構細微之工件進行加工。且在使用時，非正交設置之第三線性模組70避免了執行機構90在沿第三方向C運動時，與其他外部結構產生運動干涉。故，本實施方式中之驅動機構100實現了驅動機構之小型化。當工件上之加工面為傾斜面或工件之輪廓不規則時，可根據工件及具體加工方式調節第三線性模組70之傾斜角度，以與工件相適配，使得能夠較到位地加工工件，且加工時工件不會偏移。

可理解，連接件31、51、71、連接加強件33、53、第一傳動件35、55、57、第二傳動件36、56、76、第三傳動件37、57、77、第一傳動輪751、第二傳動輪753及傳動帶755均可省略，第二線性模組50之安裝件52可直接與驅動件34連接，第三線性模組70之安裝件72可直接與驅動件54連接，執行機構90可直接與驅動件74連接，使得驅動件34直接驅動第二線性模組50沿第一方向A運動， 驅動件54直接驅動第三線性模組70沿第二方向B運動，驅動件74直接驅動執行機構90沿第三方向C運動，此時驅動件34、54、74改變驅動方式，驅動件34之驅動方向為第一方向A，驅動件54之驅動方向為第二方向B，驅動件74之驅動方向為第三方向C。

可理解，驅動機構100不局限於將第二線性模組50及第三線性模組70設置在第一線性模組30之上方，例如，可將第二線性模組50及第三線性模組70設置在第一線性模組30之下方。

可理解，第三方向C可相對第一方向A及第二方向B均傾斜，此時，傾斜面711作相應傾斜設計。第一方向A與第二方向B亦可不垂直設置，僅需將第一方向A與第二方向B設置為非平行即可。第一方向A與第二方向B所形成之平面可不與支撐台10平行。

可理解，第二線性模組50與第三線性模組70之運動方向不局限與本實施方式中之第一方向A及第二方向B，在其他實施方式中，第二線性模組50或第三線性模組70之運動方向可沿圓弧路徑方向運動。

在其他實施方式中，第一線性模組30、第二線性模組50及第三線性模組70可裝設並收容在安裝框(圖未示)中，第一線性模組30固定在安裝框之頂板上，第二線性模組50可滑動地裝設在第一線性模組30遠離安裝框之頂板之側面上。第三線性模組70可滑動地傾斜裝設在第二線性模組20上，第三線性模組70可滑動裝設執行機構90，且使得執行機構90之執行件93朝向遠離安裝框之頂板之一側，以使得在使用時，可將工件放置在安裝框之底板或其他平臺上，執行件93對工件進行加工，從而避免了驅動機構100之大部分結構與工件在同一水平面上，導致佔據較複數空間，合理利 用豎直方向之空間。另外，此種驅動機構配合執行機構能夠適用於不同結構之工件之組裝、檢測等，實現靈活操作。

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，以上該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。

100‧‧‧驅動機構

10‧‧‧支撐台

30‧‧‧第一線性模組

50‧‧‧第二線性模組

70‧‧‧第三線性模組

90‧‧‧執行機構

11‧‧‧定位孔

31、51、71‧‧‧連接件

32、52、72‧‧‧安裝件

33、53‧‧‧連接加強件

34、54、74‧‧‧驅動件

35、55、75‧‧‧第一傳動件

36、56、76‧‧‧第二傳動件

37、57、77‧‧‧第三傳動件

38、58、78‧‧‧防護板

39、59、79‧‧‧防護罩

321‧‧‧開口

341‧‧‧驅動本體

343‧‧‧驅動端

371‧‧‧第一固定部

3711‧‧‧通孔

373‧‧‧第二固定部

3731‧‧‧容納槽

511‧‧‧第一連接部

513‧‧‧第二連接部

711‧‧‧傾斜面

750‧‧‧中間傳動組件

751‧‧‧第一傳動輪

753‧‧‧第二傳動輪

755‧‧‧傳動帶

91‧‧‧安裝架

911‧‧‧第一安裝板

913‧‧‧第二安裝板

93‧‧‧執行件

95‧‧‧鏡頭

Claims (10)

1. 一種驅動機構，其改良在於：該驅動機構包括依次連接之第一線性模組、第二線性模組及第三線性模組，該第一線性模組驅動該第二線性模組沿該第一線性模組運動，該第二線性模組驅動該第三線性模組沿該第二線性模組運動，該第三線性模組之驅動方向與該第三線性模組之運動所在之平面斜交，該第一線性模組包括安裝件、驅動件、第一傳動件及連接加強件，該第一線性模組之驅動件裝設在該第一線性模組之安裝件之一端，該第一傳動件容納於該第一線性模組之安裝件內，且與該驅動件連接，該連接加強件固定裝設在該安裝件之一端，且套設在該第一傳動件與該驅動端之連接處。
2. 如申請專利範圍第1項所述之驅動機構，其中該第三線性模組之驅動方向相對該第二線性模組之運動方向傾斜，且相對該第三線性模組之運動方向垂直。
3. 如申請專利範圍第1項所述之驅動機構，其中該驅動機構還包括安裝框，該安裝框包括頂板，該第一線性模組裝設在該安裝框之頂板上，該第一線性模組、第二線性模組及第三線性模組收容在該安裝框內。
4. 如申請專利範圍第1項所述之驅動機構，其中該該第二線性模組及該第三線性模組均包括安裝件及安裝於對應安裝件上之驅動件，該第二線性模組之安裝件裝設於該第一線性模組之驅動件上，該第三線性模組之安裝件裝設於該第二線性模組之驅動件上。
5. 如申請專利範圍第1項所述之驅動機構，其中該第一線性模組還包括第二傳動件及第三傳動件，該第二傳動件套設於該第一傳動件上，且與該第一傳動件螺合，該第三傳動件固定裝設在該第二傳動件上，該第二線性 模組之安裝件固定安裝在第一線性模組之第三傳動件上。
6. 如申請專利範圍第5項所述之驅動機構，其中該第一線性模組包括驅動本體及形成於該驅動本體上之驅動端，該驅動本體裝設在該第一線性模組之安裝件上，該驅動端伸入該第一線性模組之安裝件中，該第一線性模組之第一傳動件與該驅動端連接。
7. 如申請專利範圍第5項所述之驅動機構，其中該第一線性模組之安裝件朝向該第二線性模組之一側形成有開口，該第一線性模組之第三傳動件包括第一固定部及形成於該第一固定部一側之第二固定部，該第一固定部套設在該第二傳動件上，該第二固定部之相對二側邊支承於該第一線性模組之安裝件之二側邊上，以使得該第一線性模組之安裝件對該第二固定部進行導向，該第二固定部遠離該第一固定部之一側上開設有容納槽，該第一線性模組還包括防護板，該防護板穿過該容納槽並封閉該開口，該第二線性模組之安裝件固定裝設在該第二固定部遠離該第一固定部之一側。
8. 如申請專利範圍第5項所述之驅動機構，其中該第二線性模組還包括連接件，該第二線性模組之連接件包括第一連接部及垂直形成於該第一連接部上之第二連接部，該第一連接部固定裝設在該第一線性模組之第三傳動件上，該第二線性模組之安裝件固定裝設在該第二連接部上。
9. 如申請專利範圍第1項所述之驅動機構，其中該第三線性模組還包括連接件，該第三線性模組之連接件垂直該第三線性模組之運動所在平面裝設在該第二線性模組之安裝件上，該連接件背離該第二線性模組之安裝件之側面形成一傾斜面，該傾斜面之傾斜方向與該第三線性模組之驅動件之驅動方向相同，該第三線性模組之安裝件固定裝設在該傾斜面上。
10. 如申請專利範圍第9項所述之驅動機構，其中該第三線性模組還包括中間傳動組件、第一傳動件、第二傳動件及第三傳動件，該中間傳動組件包 括第一傳動輪、第二傳動輪及傳動帶，該第一傳動件容納在該第三線性模組之安裝件中，且二端分別轉動穿設於該第三線性模組之安裝件之二端，該第一傳動輪套設在該驅動件上，該第二傳動輪套設在該第三線性模組之第一傳動件靠近該第三線性模組之驅動件之一端上，該傳動帶纏繞在該第一傳動輪與該第二傳動輪上，該第三線性模組之第二傳動件套設在該第三線性模組之之第一傳動件，並與該第三線性模組之第一傳動件螺合，該第三線性模組之第三傳動件與該第三線性模組之第二傳動件固接。