TWI606191B - Linear motion mechanism - Google Patents

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Description

直線運動機構
本發明係與傳動技術有關，特別是關於一種直線運動機構。
按，如直線導軌或滾珠螺桿等習知用以提供直線運動之運動機構，係已被廣泛地應用於各個不同產業領域中，而其中，在精密機械之產業領域中，有著相對較高的運動精度及準確度之要求，因此除了運動機構之構件本身精密度受有相對較高之要求外，由於運動機構安裝之準確性同樣地影響了其運動之精度，而為檢測運動機構被安裝配置於製程產線上之準確性，乃有藉由如非接觸性之雷射干涉儀，或接觸性之千分儀等校準技術進行檢測並提供調整之基準，以確保安裝之準確度符合產業之需求，避免所提供之運動精度受到影響。
是等檢測調整之技術內容，固然可以提供直線運動機構於安裝配置或保修時之精度校準作業，惟當將直線運動機構作為製程設備投入產業應用時，並無法經常性地停止應用以進行檢測，因此，對於直線運動機構在產業應用時所提供之運動，其精度與準確度即直線運動之準直度是否符合需求者，通常需在產品品管或其所提供之運動結果偏離顯著時，始得知悉並啟動檢測，而無法即時地對其進行運動精度與準確度之檢測以提供即時之訊息回授。
另外，習知技術雖然公開了有透過磁性尺、光學尺或雷射位 置感測計等量測技術，直接回授直線運動機構中其作動端所在空間位置之直接量測技術，即時地獲得直線運動之空間位置訊息，惟其所能提供之訊息係僅限於空間位置訊息，對於運動之精度與準確度是否符合要求乙節並無助益。
因此，本發明之主要目的即係在提供一種直線運動機構，其係可於直線運動進行之同時，常駐地即時提供直線運動之行走精度與準確度即準直度之訊息，以供分析並據以進行監控，從而確保所應用之直線運動機構所提供之直線運動，得以符合要求之精度與準確度。
緣是，為達成上述之目的，本發明所提供之直線運動機構者，係可使一活動單元進行沿一呈直線之虛擬之運動軸之往復運動，並感測該活動單元之三維空間位置，以監測該活動單元之行走精度與準確度。
進一步來說，該直線運動機構乃係包含了有一運動部，具有一固定單元，係形成一直線延伸的虛擬之運動軸，一活動單元係沿該運動軸進行往復位移之線性運動；一第一感測組，具有一第一信號部與一第一感測部，係分設於該固定單元與該活動單元間，用以感測該活動單元與該固定單元間之相對位置；一第二感測組，具有一第二信號部與一第二感測部，係分設於該活動單元與一與該運動軸軸向垂直之校準平面上。
本發明之另一目的則係在提供一種直線運動機構，其係可將直線運動之動能轉換為電能，並得所轉換之電能供位置感測機構之所需者。
緣是，為達成上述之目的，本發明所提供之直線運動機構乃係包含了有一運動部，具有一固定單元，係形成一直線延伸的虛擬之運動 軸，一活動單元係沿該運動軸進行往復位移之線性運動；一轉換部，設於該固定單元與該活動單元間，用以將該活動單元運動時之動能轉換為電能。
據此，由該轉換部所轉得之電能，係可供給予該第一感測組及/或該第二感測組之一部或全部之所需者。
(10)‧‧‧直線運動機構
(20)‧‧‧運動部
(21)‧‧‧固定單元
(22)‧‧‧活動單元
(30)‧‧‧第二感測部
(31)‧‧‧第二信號部
(32)‧‧‧第二感測部
(33)‧‧‧校準平面
(40)‧‧‧轉換部
第一圖係本發明一較佳實施例之立體示意圖。
茲即舉以本發明一較佳實施例並配合圖式作進一步之說明。
請參閱第一圖所示，在本發明一較佳實施例之所提供之直線運動機構(10)，其主要乃係包含了有一運動部(20)、一第一感測組(圖上未示)、一第二感測組(30)以及一轉換部(40)。
該運動部(20)於本實施例中係為習知之線性導軌，其構成係具有了一長條軌道狀之固定單元(21)，用以形成一沿長軸直線延伸之虛擬的運動軸，一以滑塊為構成之活動單元(22)，係滑設於該固定單元(21)上，並可沿該運動軸進行往復位移之線性運動；惟，關於該運動部(20)之詳細具體構成由於係與習知技術所已公開者相同，且非為本發明之主要技術特徵所在，是以於此即不再另為冗陳。
該第一感測組，其亦屬習知技術中所既已公開揭露關於線性導軌之位移位置感測技術，而具有了一第一信號部與一第一感測部，並分設於該固定單元(21)與該活動單元(22)上，用以感測該活動單元(22)與該固定單元(21)之相對空間位置，亦即係用以感測該活動單元(22)於該運動軸即Z軸之位移位置。惟由其具體之技術內容乃係與習知之光學尺、磁性尺或雷 射位置感測計等相同，均屬本發明所屬技術領域者於本發明申請時所既已知悉之習知技術，遂不於圖式上再作揭露。
該第二感測組(30)則係具有一第二信號部(31)與一第二感測部(32)，係分設於該活動單元(22)及一基面(圖上未示)上。其中，該基面係可為其該直線運動機構(10)使用環境中之外部裝置之適當平面，而可供該第二感測部(32)設置者，但並不以此為限。再者，該第二信號部(31)係可為用以產生特定波長光線之發光元件，而設置於該活動單元(22)上，並以使光線行進方行平行於該運動軸為佳，據以使光線得以到達該第二感測部(32)上。進一步地該第二感測部(32)係可為單數或多數之受光元件，俾可感測由該第二信號部(31)所發出之光線，透過外部分析所感測光線在位置或強度上之變化，以獲得該活動單元(22)之位置資訊，而且，為使所獲得之位置資訊足以代表該活動單元(22)相對於該Z軸以外之X及Y軸方向之位移狀態，係使該第二感測部(32)用以接受光線之平面係為一垂直於該運動軸之校準平面(33)，俾得以取得該活動單元(22)在X軸與Y軸方向上之位移變化，再加上由該第一感測部所提供之Z軸位置資訊，即可完整地獲得關於該活動單元(22)之行走精度與準確度。
另外，為提供該第一感測部與該第二感測部(30)所需之電能，係可以該轉換部(40)將該活動單元(22)在進行往復線性位移時之動能轉換為電能，供給該第一感測部及/或該第二感測部(30)之全部或一部之元件運作之所需；大體上來說，該轉換部(40)乃係可為習知之微型發電機者。
綜上所陳，本發明所提供之直線運動機構者，其主要之特徵乃係在透過對活動單元在X、Y及Z軸向上之感測，以取得該活動單元在三 度空間中之活動位置資訊，是等目的與功效除可藉由前揭較佳實施例以達成者外，亦得逕以該第二感測部獲得關於Z軸方向上之位置資訊，其具體地，係有如光學測距技術般，換言之，即前揭實施例之第一感測部並非用以達成本發明技術特徵之必要元件。
再者，透過本發明所得以對活動單元進行三維空間位置感測之技術特徵，其具體之應用亦不以直線運動機構為限，而可獨立存在，在應用上可附加於其他技術領域中之感測技術。
(10)‧‧‧直線運動機構
(20)‧‧‧運動部
(21)‧‧‧固定單元
(22)‧‧‧活動單元
(30)‧‧‧第二感測部
(31)‧‧‧第二信號部
(32)‧‧‧第二感測部
(33)‧‧‧校準平面
(40)‧‧‧轉換部

Claims (6)

  1. 一種直線運動機構，包含有：一運動部，具有一固定單元，係形成一直線延伸的虛擬之運動軸，一活動單元係沿該運動軸進行往復位移之線性運動；一第二感測組，具有一校準平面，係垂直於該運動軸，一第二信號部與一第二感測部係分設於該活動單元與該校準平面上，用以感測該活動單元沿該運動軸所為線性運動之準直度。
  2. 依據申請專利範圍第1項所述之直線運動機構，其係更包含有：一第一感測組，具有一第一信號部與一第一感測部，係分設於該固定單元與該活動單元間，用以感測該活動單元與該固定單元間之相對位置。
  3. 依據申請專利範圍第1或2項所述之直線運動機構，其中，該第二信號部係為設於該活動單元上之發光元件。
  4. 依據申請專利範圍第3項所述之直線運動機構，其中，該第二感測部係具有至少一受光元件。
  5. 依據申請專利範圍第4項所述之直線運動機構，其中，該受光元件位於該校準平面上。
  6. 依據申請專利範圍第1或2項所述之直線運動機構，其係更包含有一轉換部，設於該固定單元與該活動單元間，用以將該活動單元運動時之動能轉換為電能，並將電能供給予該第一感測組及/或該第二感測組。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWM446323U (zh) * 2012-08-03 2013-02-01 Ind Tech Res Inst 開口率量測感知裝置、開口距離感知裝置及光感測模組
TWM467246U (zh) * 2013-05-15 2013-12-01 Wen-Huei Wang 利用往復運動型磁鐵板所形成之發電兼電動裝置
TW201428230A (zh) * 2012-12-12 2014-07-16 Omron Tateisi Electronics Co 位移測量方法及位移測量裝置

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