TWI611885B - 具垂直提昇工件功能的夾爪 - Google Patents
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Abstract
本發明為一種具垂直提昇工件功能的夾爪，包含：一本體，具有一滑動方向及一與該滑動方向形成一第一夾角的提昇軸線；複數個開合滑塊，能夠沿該滑動方向相互靠近或遠離地滑設在該本體且分別位在該提昇軸線的兩側，並各具有一與該滑動方向形成一第二夾角的容置槽；複數個手指，分別能夠伸縮活動地設在該等開合滑塊的容置槽，並各具有一位於該容置槽外且用以夾持一工件的指部；藉此，當該等開合滑塊在提昇位置時，該等手指內縮於相對應的容置槽，使各該指部夾持該工件並使該工件沿該提昇軸線朝該本體方向垂直提升一距離。
Description
本發明係與夾爪有關，特別是指一種具垂直提昇工件功能的夾爪。
參閱圖1A所示，顯示日本專利(JP 2007118148A)其中一圖式，該專利文獻為一種機械手的夾爪，其主要利用彈簧101搭配由手指本體102及握爪103所構成的斜楔機構來增加夾持時的穩定性，夾持工件104時，若工件104向下滑落會帶動該夾爪的握爪103一起向下移動，此時會產生一向內夾緊的力，確保工件104不掉落。然而，當該機械手的夾爪在夾持工件104至目的地的過程中，該機械手在夾持後、位移前必須藉助另一動力源執行工件104上提的動作，凸顯出效能不足的缺陷。此外，該專利文獻更具有下述缺陷：該機械手的夾爪不能倒置，否則夾爪無法保持夾持力。工件104在夾持過程中位置會改變，使放置時的定位變的困難。
參閱圖1B所示，顯示中國專利(CN 103358314B)其中一圖式，該專利文獻為一種機械手的夾爪，其主要在卡盤112與本體115連結處裝設一彈簧113，於夾取前先藉由未張開的夾爪111配合卡盤112下壓，使彈簧113產生預壓。卡盤112打開時，彈簧113預壓釋放使夾爪111下壓，造成夾爪111的指部111A往工件114的側邊移動，並彈開旁邊的其他工件116，使其可以確實夾取工件114，以解決在排列緊密的工件114中不易夾取的問題。然而，當該機械手的夾爪111在夾持工件114至目的地的過程中，該機械手在夾持後、位移前必須藉助另一動力源執行工件114上提的動作，凸顯出效能不足的缺陷。此外，該專利前案更具有下述缺陷：該機械手的夾爪111結構複雜，且操作程序過於複雜。
參閱圖1C所示，顯示美國專利(US 9335337B2)其中一圖式，該專利文獻為一種用於夾持工件的夾持裝置，其主要透過齒輪121、導螺桿122以及連桿機構123，使夾爪124同時具有二維運動，實現夾持工件125的同時具有向上提昇的功能。雖然該夾持裝置在夾持工件125至目的地的過程中，該夾持裝置在夾持工件125的同時具有向上提昇的功能，然而，該夾持裝置必須透過齒輪121、導螺桿122以及連桿機構123來達成，特別是藉由連桿機構123來作為夾持工件125之用，藉以凸顯出結構複雜、結構鋼性不足的缺陷，此外，當夾爪124中的指部124A尺寸確定後，連桿機構123限制了夾爪124的動作，無法做出變化，或夾持其他尺寸的工件125。
本發明的目的在於提供一種具垂直提昇工件功能的夾爪，該夾爪結構簡單、操作簡易即能實現在夾持工件的同時具有向上提昇的功能。
緣是，為了達成前述目的，依據本發明所提供一種具垂直提昇工件功能的夾爪，包含：一本體，具有一滑動方向及一與該滑動方向形成一第一夾角的提昇軸線；複數個開合滑塊，能夠沿該滑動方向相互靠近或遠離地滑設在該本體且分別位在該提昇軸線的兩側，並各具有一與該滑動方向形成一第二夾角且槽口皆朝向該提昇軸線的容置槽、及一設在該容置槽的限制擋部，該等開合滑塊能夠在一常態位置、一夾持位置與一提昇位置之間作動；複數個手指，分別能夠伸縮活動地設在該等開合滑塊的容置槽，並各具有一滑設在該容置槽內且位在該容置槽的槽底面與該限制擋部之間的突出部、及一位於該容置槽外且用以夾持一工件的指部；
藉此，當該等開合滑塊在該常態位置時，該等手指的突出部保持抵頂在該限制擋部，且各該指部未夾持該工件；當該等開合滑塊由該常態位置移動至該夾持位置時，該等手指的突出部保持抵頂在該限制擋部，且各該指部夾持該工件；當該等開合滑塊由該夾持位置移動至該提昇位置時，該等手指內縮於相對應的容置槽，使各該突出部遠離該限制擋部，同時各該指部夾持該工件並使該工件沿該提昇軸線朝該本體方向垂直提升一距離。
較佳地，其中該第一夾角為九十度。
較佳地，其中更包含複數個彈性元件，該等彈性元件分別設在該等開合滑塊的容置槽內且位於該容置槽的槽底面與該手指之間，使該等開合滑塊在該常態位置與夾持位置時，該等手指的突出部保持抵頂在該限制擋部。
較佳地，其中該等彈性元件皆為壓縮彈簧。
較佳地，其中該等開合滑塊的容置槽的槽底面凹設有一第一限位凹部，該等手指更具有一對應該第一限位凹部的第二限位凹部，該等彈性元件的兩端分別設在該第一限位凹部與該第二限位凹部。
較佳地，其中當該等開合滑塊在該夾持位置時，該等開合滑塊之間的距離小於該等開合滑塊在該常態位置時之間的距離；當該等開合滑塊在該提昇位置時，該等開合滑塊之間的距離小於該等開合滑塊在該夾持位置時之間的距離。
較佳地，其中該等開合滑塊及該等手指的數量分別為二。
有關本發明為達成上述目的，所採用之技術、手段及其他之功效，茲舉一較佳可行實施例並配合圖式詳細說明如後。
參閱圖2至圖5所示，本發明實施例所提供的一種具垂直提昇工件功能的夾爪100，其主要適用於組裝在機械手臂91上，並受該機械手臂91控制作動。該具垂直提昇工件功能的夾爪100主要是由一本體20、二開合滑塊30、二手指40、以及二彈性元件50所組成，其中：
該本體20，組裝在機械手臂91上，並具有一滑動方向21及一與該滑動方向21形成一第一夾角22的提昇軸線23；本實施例中，該第一夾角22為九十度。
該二開合滑塊30，能夠沿該滑動方向21相互靠近或遠離地滑設在該本體20且分別位在該提昇軸線23的兩側，並各具有一與該滑動方向21形成一第二夾角31且槽口321皆朝向該提昇軸線23的容置槽32、及一設在該容置槽32的限制擋部33，該二開合滑塊30能夠在一常態位置(如圖5所示)、一夾持位置(如圖6所示)與一提昇位置(如圖7所示)之間作動；本實施例中，該二開合滑塊30的容置槽32的槽底面322凹設有一第一限位凹部323。
該二手指40，分別能夠伸縮活動地設在該二開合滑塊30的容置槽32，並各具有一滑設在該容置槽32內且位在該容置槽32的槽底面322與該限制擋部33之間的突出部41、及一位於該容置槽32外且用以夾持一工件96的指部42；本實施例中，該二手指40更具有一對應該第一限位凹部323的第二限位凹部43。
該二彈性元件50，分別設在該二開合滑塊30的容置槽32內且該二彈性元件50的兩端分別設在該第一限位凹部323與該第二限位凹部43，使該二開合滑塊30在該常態位置與夾持位置時，該二手指40的突出部41保持抵頂在該限制擋部33，藉由該彈性元件50的兩端分別設置在該開合滑塊30的第一限位凹部323與該手指40的第二限位凹部43，因此可以增加該彈性元件50設置的穩定性。當然，該二彈性元件50分別設在該二開合滑塊30的容置槽32內且位於該容置槽32槽底面322與該手指40之間也可達成使該二開合滑塊30在該常態位置與夾持位置時，該二手指40的突出部41保持抵頂在該限制擋部33。本實施例中，該二彈性元件50皆為壓縮彈簧。
以上所述即為本發明實施例各主要構件之結構及其組態說明，值得一提的是，本實施例的開合滑塊30、手指40及彈性元件50的數量分別為二，但不以此為限，也可以是三個、四個…等，使本發明能設計成三爪、四爪或更多爪的情形。至於本發明的作動方式與功效說明如下。
本發明夾爪100受該機械手臂91控制作動欲對該工件96進行夾料時，參閱圖5所示，顯示該二開合滑塊30在常態位置的狀態。令該工件96位於該二手指40的指部42之間且各該指部42未夾持該工件96，此時，該二手指40分別受該二彈性元件50的推抵，使得該二手指40的突出部41保持抵頂在該限制擋部33，也就是該二手指40在該開合滑塊30的容置槽32內保持最伸出的狀態。
緊接著，參閱圖6所示，顯示該二開合滑塊30在夾持位置的狀態，該機械手臂91控制該二開合滑塊30由圖5所示的常態位置沿著該滑動方向21相互靠近，該二手指40也同步相互靠近，也就是該二開合滑塊30之間的距離L2小於該二開合滑塊30在該常態位置時之間的距離L1(見圖5)，直到該二手指40的指部42碰觸而夾持住該工件96，且該二手指40的突出部41仍保持抵頂在該限制擋部33，此時，即為本發明所定義的夾持位置。
最後，參閱圖7所示，顯示該二開合滑塊30在提昇位置的狀態，該機械手臂91再控制該二開合滑塊30由圖6所示的夾持位置沿著該滑動方向21相互靠近，使該二開合滑塊30之間的距離L3小於該二開合滑塊30在該夾持位置時之間的距離L2(見圖6)，此時，由於該二手指40的指部42夾持該工件96，而受該工件96所止擋，因此該二手指40之間的距離不會改變，反而是該二開合滑塊30會持續沿著該滑動方向21相互靠近，使該二手指40在該二開合滑塊30的容置槽32內呈內縮狀態，而藉由該二開合滑塊30沿該滑動方向21滑設在該本體20、以及該二開合滑塊30的容置槽32與該滑動方向21形成一第二夾角31(見圖4)的設計，使得該二手指40在內縮的過程中，各該手指40受該容置槽32的導引只能垂直向上位移，而無法相互靠近，也因此讓各該指部42夾持該工件96並使該工件96沿該提昇軸線23朝該本體20方向垂直提升一距離，藉以實現在夾持工件96的同時具有向上提昇功能的目的。
當然，該二手指40在內縮的過程中，各該突出部41遠離該容置槽32的限制擋部33，進而壓縮該彈性元件50，藉以蓄積彈性恢復力，以提供該二手指40夾持該工件96的更為強大的夾持力，並搭配該二開合滑塊30相互靠近的預力，以防止該工件96從該二手指40向下脫離。
值得一提的是，本發明更具有下述功效：
其一、組裝方向不受限制。由於本發明的夾爪100能夠實現在夾持工件96的同時具有向上提昇的功能，其主要是藉由該二開合滑塊30沿該滑動方向21滑設在該本體20、以及該二開合滑塊30的容置槽32與該滑動方向21形成一第二夾角31的設計，因此，當本發明的夾爪100以倒置方式使用甚至是呈側置方式使用，同樣透過控制該二開合滑塊30在常態位置、夾持位置與提昇位置之間作動即可完成夾持工件96以及降低或側拉工件96的功能，夾爪100的組裝方向並不會受到限制。
其二、該夾爪100的結構簡單。由於本發明的夾爪100主要是由一本體20、二開合滑塊30、二手指40、以及二彈性元件50即可組成一種具垂直提昇工件96功能的夾爪100，且各組件之間並無複雜的結構設計，特別不需使用到齒輪、導螺桿以及連桿機構等需精密計算與組裝的設計，因此，本發明的夾爪100結構簡單，有效降低零件成本與組裝成本，更同時提升結構的鋼性。
其三、操作程序簡單。由於本發明的夾爪100在操作上僅需控制該二開合滑塊30在該本體20上並沿著該滑動方向21相互靠近或遠離即可在常態位置、夾持位置與提昇位置之間作動，即可實現在夾持工件96的同時具有向上提昇功能的目的，因此，本發明的夾爪100操作程序簡單。
綜上所述，上述各實施例及圖式僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以之限定本發明實施之範圍，舉凡依本發明申請專利範圍所作之均等變化與修飾，皆應屬本發明專利涵蓋之範圍內。
[習知]
101‧‧‧彈簧
102‧‧‧手指本體
103‧‧‧握爪
104‧‧‧工件
111‧‧‧夾爪
111A‧‧‧指部
112‧‧‧卡盤
113‧‧‧彈簧
114‧‧‧工件
115‧‧‧本體
116‧‧‧工件
121‧‧‧齒輪
122‧‧‧導螺桿
123‧‧‧連桿機構
124‧‧‧夾爪
124A‧‧‧指部
125‧‧‧工件
[本發明]
100‧‧‧夾爪
20‧‧‧本體
21‧‧‧滑動方向
22‧‧‧第一夾角
23‧‧‧提昇軸線
30‧‧‧開合滑塊
31‧‧‧第二夾角
32‧‧‧容置槽
321‧‧‧槽口
322‧‧‧槽底面
323‧‧‧第一限位凹部
33‧‧‧限制擋部
40‧‧‧手指
41‧‧‧突出部
42‧‧‧指部
43‧‧‧第二限位凹部
50‧‧‧彈性元件
91‧‧‧機械手臂
96‧‧‧工件
L1、L2、L3‧‧‧距離
101‧‧‧彈簧
102‧‧‧手指本體
103‧‧‧握爪
104‧‧‧工件
111‧‧‧夾爪
111A‧‧‧指部
112‧‧‧卡盤
113‧‧‧彈簧
114‧‧‧工件
115‧‧‧本體
116‧‧‧工件
121‧‧‧齒輪
122‧‧‧導螺桿
123‧‧‧連桿機構
124‧‧‧夾爪
124A‧‧‧指部
125‧‧‧工件
[本發明]
100‧‧‧夾爪
20‧‧‧本體
21‧‧‧滑動方向
22‧‧‧第一夾角
23‧‧‧提昇軸線
30‧‧‧開合滑塊
31‧‧‧第二夾角
32‧‧‧容置槽
321‧‧‧槽口
322‧‧‧槽底面
323‧‧‧第一限位凹部
33‧‧‧限制擋部
40‧‧‧手指
41‧‧‧突出部
42‧‧‧指部
43‧‧‧第二限位凹部
50‧‧‧彈性元件
91‧‧‧機械手臂
96‧‧‧工件
L1、L2、L3‧‧‧距離
圖1A是日本專利(JP 2007118148A)其中一圖式。 圖1B是中國專利(CN 103358314B)其中一圖式。 圖1C是美國專利(US 9335337B2)其中一圖式。 圖2是本發明實施例的立體圖，顯示本發明設在機械手臂上的狀態。 圖3是本發明實施例的立體圖。 圖4是圖3線段4-4的剖面圖。 圖5是本發明實施例的作動圖，顯示二開合滑塊在常態位置的狀態。 圖6是本發明實施例的作動圖，顯示二開合滑塊在夾持位置的狀態。 圖7是本發明實施例的作動圖，顯示二開合滑塊在提昇位置的狀態。
Claims (7)
- 一種具垂直提昇工件功能的夾爪，包含： 一本體，具有一滑動方向及一與該滑動方向形成一第一夾角的提昇軸線； 複數個開合滑塊，能夠沿該滑動方向相互靠近或遠離地滑設在該本體且分別位在該提昇軸線的兩側，並各具有一與該滑動方向形成一第二夾角且槽口皆朝向該提昇軸線的容置槽、及一設在該容置槽的限制擋部，該等開合滑塊能夠在一常態位置、一夾持位置與一提昇位置之間作動； 複數個手指，分別能夠伸縮活動地設在該等開合滑塊的容置槽，並各具有一滑設在該容置槽內且位在該容置槽的槽底面與該限制擋部之間的突出部、及一位於該容置槽外且用以夾持一工件的指部； 藉此，當該等開合滑塊在該常態位置時，該等手指的突出部保持抵頂在該限制擋部，且各該指部未夾持該工件；當該等開合滑塊由該常態位置移動至該夾持位置時，該等手指的突出部保持抵頂在該限制擋部，且各該指部夾持該工件；當該等開合滑塊由該夾持位置移動至該提昇位置時，該等手指內縮於相對應的容置槽，使各該突出部遠離該限制擋部，同時各該指部夾持該工件並使該工件沿該提昇軸線朝該本體方向垂直提升一距離。
- 如請求項1所述之具垂直提昇工件功能的夾爪，其中該第一夾角為九十度。
- 如請求項1所述之具垂直提昇工件功能的夾爪，其中更包含複數個彈性元件，該等彈性元件分別設在該等開合滑塊的容置槽內且位於該容置槽的槽底面與該手指之間，使該等開合滑塊在該常態位置與夾持位置時，該等手指的突出部保持抵頂在該限制擋部。
- 如請求項3所述之具垂直提昇工件功能的夾爪，其中該等彈性元件皆為壓縮彈簧。
- 如請求項3所述之具垂直提昇工件功能的夾爪，其中該等開合滑塊的容置槽的槽底面凹設有一第一限位凹部，該等手指更具有一對應該第一限位凹部的第二限位凹部，該等彈性元件的兩端分別設在該第一限位凹部與該第二限位凹部。
- 如請求項1所述之具垂直提昇工件功能的夾爪，其中當該等開合滑塊在該夾持位置時，該等開合滑塊之間的距離小於該等開合滑塊在該常態位置時之間的距離；當該等開合滑塊在該提昇位置時，該等開合滑塊之間的距離小於該等開合滑塊在該夾持位置時之間的距離。
- 如請求項1所述之具垂直提昇工件功能的夾爪，其中該等開合滑塊及該等手指的數量分別為二。
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|---|---|---|---|
| TW106111633A TWI611885B (zh) | 2017-04-07 | 2017-04-07 | 具垂直提昇工件功能的夾爪 |
| CN201710282016.XA CN108687792A (zh) | 2017-04-07 | 2017-04-26 | 具垂直提升工件功能的夹爪 |
| JP2017088195A JP6445080B2 (ja) | 2017-04-07 | 2017-04-27 | ワークを垂直に上げる機能を有するグリッパー |
| DE102017109223.4A DE102017109223B4 (de) | 2017-04-07 | 2017-04-28 | Senkrecht hebefähiger Greifer für Werkstücke |
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|---|---|---|---|
| TW106111633A TWI611885B (zh) | 2017-04-07 | 2017-04-07 | 具垂直提昇工件功能的夾爪 |
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