TWI682830B - 一種夾爪結構 - Google Patents

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Abstract

本發明係關於一種夾爪結構，係由電動馬達旋轉帶動一凸輪圓盤，再由凸輪圓盤內之二凹槽式軌道帶動二傳動軸心，並且凹槽式軌道內之潤滑油隨著傳動軸心位移得以依附於凹槽式軌道內之傳動軸心插設之複數軸承上，接著傳動軸心帶動滑座沿著該框架上方之線性軌道位移，當滑座夾持工件時，透過軸承具承載分散應力。

Description

一種夾爪結構
本發明係關於一種小型夾持裝置，特殊點在於將潤滑油槽與阿基米德螺旋線槽結合，降低結構配置之空間要求，並由複數軌道來提昇夾持時之應力承載能力。
機械製造過程中用以固定加工件，使之位於正確的位置，以接受施工或檢測的裝置稱為夾具；從廣義上說，在工藝過程中的任何工序，用來迅速、方便、安全地安裝工件的裝置，都可稱為夾具；但是，夾具常由於使用電力和空壓泵提供動力，所以其力量非常大，很容易將需要夾持的物品損壞，且在小型工件的夾持上穩定度的需求更為要求。鑒於此，需夾持力變化穩定而平緩，並且夾持力不弱成為了亟待解決的問題。
關於夾具之文獻，多個專利如下：CN101439479A揭示之一種驅動機構以及配備有該驅動機構的夾具機構；電動夾具包括驅動機構、絲杠和夾具部；驅動機構配有電機；絲杠將電機的旋轉驅動力傳至可沿軸向移位的進給螺母的；夾具部通過與進給螺母相聯結從而隨之移動來夾取工件；驅動機構由自鎖機構構成，該自鎖機構防止在進給螺母行進、工件被夾具部夾住的過程中受到的反作用力所導致的進給螺母的回縮。
CN202571360U揭示之一種液壓快速自動定心夾頭，適用於 機床等加工機械，包括具有三爪或者四爪的夾爪元件、夾頭體、置於夾頭體內的連接器以及滾珠絲杆液壓傳動機構，滾珠絲杆液壓傳動機構包括由多頭絲杆與滾珠螺母組成的多頭滾珠絲杆元件、液壓油缸以及與液壓系統連接的液壓轉換器，多頭滾珠絲杆組件及液壓油缸置於機床主軸孔內，液壓轉換器與液壓油缸連通，液壓油經液壓轉換器流入液壓油缸使缸體作前後運動，進而推動滾珠螺母作前後運動並帶動多頭絲杆作正轉或者反轉運動，多頭絲杆伸入夾頭體與連接器連接，帶動連接器運轉，連接器通過阿基米德平面螺旋盤帶動夾爪沿徑向來回移動。
然而，傳統單一軌道在小型夾具夾持上產生之穩定性稍顯不足，並配置潤滑油槽增進使用安定性同時也增加夾具需更大配置空間，且夾持時的應力過於集中，因此本發明之目的係在提供一種夾爪結構，來改進以上陳述之相關問題。
有鑑於以上問題本發明係提供一種夾爪結構，是以二線性軌道來增進安定性，增加夾爪負載能力與強度。
因此，本發明之主要目的係在提供一種夾爪結構，由凹槽式軌道結合潤滑油槽功效解決分離結構所需配置空間較大之問題，並減少潤滑油所需之配適量。
本發明之再一目的係在提供一種夾爪結構，增設一導油軌道，可避免二凹槽式軌道長時間使用，因各凹槽式軌道潤滑油之殘餘量不一致導致異音。
本發明之再一目的係在提供一種夾爪結構，運用框架分拆多 個結構，將傳動軸心承載應力分層傳遞分散，強化滑座夾持工件之應力承載能力。
本發明之再一目的係在提供一種夾爪結構，利用滑塊分拆多個結構，可使夾具閉合過程更為穩定。
本發明之再一目的係在提供一種夾爪結構，憑藉傳動軸心上設有軸承，避免傳動軸心與凹槽式軌道直接摩擦。
為達成上述目的，本發明所使用的主要技術手段是採用以下技術方案來實現的。本發明為一種夾爪結構，係由固定在一框架下方之一馬達旋轉帶動一凸輪圓盤，使分別設置於該凸輪圓盤之二凹槽式軌道內之二傳動軸心跟著位移，同時該些凹槽式軌道內之潤滑油隨著該些傳動軸心位移得以依附且流通於於該凹槽式軌道內之該些傳動軸心插設之複數軸承上，該傳動軸心帶動固定於二滑塊上之二滑座沿著該框架上方之二線性軌道位移，當該些滑座夾持工件時，透過該些軸承具承載分散應力。
本發明的目的及解決其技術問題還可採用以下技術措施步驟進一步實現。
前述的結構，其中該框架包含一上框、一主框及一下框。
前述的結構，其中該凸輪圓盤包含一導油軌道，該導油軌道連通該些凹槽式軌道。
前述的結構，其中該凸輪圓盤之鎖附孔設置二止付螺絲，係為固定該馬達之傳動軸與該凸輪圓盤之相對位置。
前述的結構，其中該傳動軸心具有一粗部，該粗部固定位移於該上框之一貫通部內。
前述的結構，其中該傳動軸心具有一細部，該細部插設於該些軸承中。
前述的結構，其中該滑塊包含一承載部及二軌道部。
前述的結構，其中該導油軌道係為提供各該凹槽式軌道間之存留潤滑油相互流通，以確保潤滑油內之金屬殘留一致，並避免各凹槽式軌道因存留潤滑油量不一致導致傳動軸心耗損不一致，導致運行時產生異音。
前述的結構，該凹槽式軌道容置潤滑油，可使部份該傳動軸心與部份該軸承含浸其中，並透過該導油軌道，將潤滑油平均於該些凹槽式軌道內。
相較於習知技術，本發明具有功效在於：(1)利用凹槽式軌道結合潤滑油槽功效解決分離結構所需配置空間較大之問題；(2)經由導油軌道，可避免二凹槽式軌道長時間使用，因各凹槽式軌道潤滑油之殘餘量不一致導致異音；(3)利用分拆多個結構，將傳動軸心承載應力分層傳遞分散，強化滑座夾持工件之應力承載能力。
10‧‧‧框架
11‧‧‧上框
111‧‧‧貫通部
12‧‧‧主框
13‧‧‧下框
20‧‧‧馬達
201‧‧‧傳動軸
30‧‧‧凸輪圓盤
301‧‧‧止付螺絲
31‧‧‧凹槽式軌道
32‧‧‧導油軌道
40‧‧‧傳動軸心
401‧‧‧粗部
402‧‧‧細部
41‧‧‧軸承
50‧‧‧滑塊
501‧‧‧承載部
502‧‧‧軌道部
51‧‧‧滑座
52‧‧‧線性軌道
6‧‧‧工件
第1圖：為本發明之最佳實施型態之立體示意圖；第2圖：為本發明之最佳實施型態之立體爆炸圖；第3a圖：為本發明之最佳實施型態之第一側視圖；第3b圖：為本發明之最佳實施型態之第一凹槽式軌道示意圖；第3c圖：本發明之最佳實施型態之第二凹槽式軌道示意 圖；第3d圖：為本發明之最佳實施型態之傳動軸心側視圖；第4a圖：為本發明之最佳實施型態之第二側視圖；第4b圖：為本發明之最佳實施型態之局部爆炸示意圖；第4c圖：為本發明之最佳實施型態之第一剖面示意圖；第5a圖：為本發明之最佳實施型態之第二剖面示意圖；第5b圖：為本發明之最佳實施型態之第三剖面示意圖；第5c圖；為本發明之最佳實施型態之第四剖面示意圖；第6a圖：為本發明之最佳實施型態之滑塊示意圖；第6b圖：為本發明之最佳實施型態之第五剖面示意圖；第7a圖：為本發明之最佳實施型態之第一運行示意圖；第7b圖：為本發明之最佳實施型態之第二運行示意圖；第7c圖：為本發明之最佳實施型態之第三運行示意圖。
為了讓本發明之目的、特徵與功效更明顯易懂，以下特別列舉本發明之最佳實施型態：首先，請參考第2圖所述之第一實施型態，本發明為一種夾爪結構，分成多個零件所構成，其包含一框架(10)、一馬達(20)、一凸輪圓盤(30)、二傳動軸心(40)及二滑塊(50)。
其中，見第1、2圖呈現，該框架(10)係具備固定零件位置功效之板狀或塊狀結構，其可包含複數孔洞、凹槽以供相關零件設置之用。
較佳者，該框架(10)如第4a與4c圖所示，其包含一上框 (11)、一主框(12)及一下框(13)，以上可由鎖附、焊接、卡扣等方式使以上該上框(11)、該主框(12)及該下框(13)依序結合固定；當中，該上框(11)係為固定二線性軌道(52)，並維持與該主框(12)之相對位置者(見第4a圖)；又，該主框(12)係為保護該凸輪圓盤(30)，並維持與該下框(13)之相對位置，且具有孔洞可將部份該凸輪圓盤(30)設於其中(見第4c圖)；再，該下框(13)係為固定該馬達(20)，且具有孔洞可將部份馬達(20)結構與部份該凸輪圓盤(30)設於其中(見第4c圖)；以上，運用該框架(10)分拆多個結構，將傳動軸心(40)承載應力分層傳遞分散，強化滑座(51)夾持工件之應力承載能力。
其中，該馬達(20)之傳動軸(201)可以順時針或逆時針帶動該凸輪圓盤(30)；一般而言，該馬達(20)係指電動機(Electric motor)，是一種將電能轉化成機械能，並可再使用機械能產生動能，用來驅動其他裝置的電氣設備。
其中，該凸輪圓盤(30)係為傳遞該馬達(20)產生之旋轉之元件(見第3a圖)，該凸輪圓盤(30)包含二凹槽式軌道(31)；當中，見第3b圖呈現該凹槽式軌道(31)是遵循阿基米德螺旋線(Archimedean spiral)設計之凹槽結構，因是凹槽結構可容許裝設潤滑油，利用潤滑油造成軸潤效果，減少凹槽式軌道(31)內之摩擦提昇使用壽命，取代傳統潤滑油槽與軌道分離，相對所需結構配置空間較大之問題，另使潤滑油所需配適量減少；另，可參考第6b圖，該凸輪圓盤(30)之鎖附孔設置二止付螺絲(301)，係為固定該馬達(20)之傳動軸(201)與該凸輪圓盤(30)之相對位置。
其中，該傳動軸心(40)是可旋轉的一根直線結構，其作用為將動力傳導，在此為將該凸輪圓盤(30)傳遞由該馬達(20)產生之旋轉力至該滑塊(50)。
較佳者，該傳動軸心(40)如第3d圖表示，其具有一粗部(401)及一細部(402)，該粗部(401)固定位移於該上框(11)之一貫通部(111)內(見第5b圖)，而該細部(402)插設於複數軸承(41)中(見第4b及4c圖)；其，該些軸承(41)係為軸承(bearing)，其是承托轉軸、或直線運動軸的機件部份，在機械中起到支撐旋轉體或直線來回運動體的作用，當其他機件在軸上彼此產生相對運動時，用來保持軸的中心位置及控制該運動的機械元件，在此為降低傳動軸心(40)與凹槽式軌道(31)之間摩擦(見第4c圖)；另，該傳動軸心(40)與該些軸承(41)以鉚合方式固定，確保該些傳動軸心(40)插設於該些軸承(41)中(未呈現於圖中)。
其中，如第5c圖呈現，該滑塊(50)系與線性軌道(52)搭配，該滑塊(50)主要應用於位移在軌道上，而線性軌道(52)又稱線軌、滑軌、線性導軌、線性滑軌，用於直線往復運動場合，且可以承擔一定的扭矩，可在高負載的情況下實現高精度的直線運動，直線導軌運動的作用是用來支撐和引導運動部件，按給定的方向做往復直線運動；其中，在本案中是以二線性軌道(52)來增進安定性，增加夾爪負載能力與強度。
較優者，可見第5c及第6a圖表示，該滑塊(50)包含一承載部(501)及二軌道部(502)，利用滑塊(50)分拆多個結構，分散應力至各結構，可使夾具閉合過程更為穩定耐用。
呈上描述，詳細互動如下所述： 首先，參閱第6b圖，由該凸輪圓盤(30)之鎖附孔設置二止付螺絲(301)固定該馬達(20)之傳動軸(201)與該凸輪圓盤(30)之相對位置；又，如第2圖呈現關係，固定在框架(10)下方之馬達(20)之傳動軸(201)旋轉帶動一凸輪圓盤(30)呈順時針或逆時針旋轉。
當中，見第4c及5a圖所示，可見該凸輪圓盤(30)之二凹槽式軌道(31)內設置有二傳動軸心(40)，該些傳動軸心(40)插設之複數軸承(41)上；實際上，如第4c圖表示之該凹槽式軌道(31)容置潤滑油，可使部份傳動軸心(40)與部份軸承(41)含浸其中。
跟著，因凸輪圓盤(30)旋轉，導致二凹槽式軌道(31)內之二傳動軸心(40)跟著位移，同時如第7a至7b圖變化，潤滑油隨著該些傳動軸心(40)位移得以依附於該些傳動軸心(40)與複數軸承(41)上。
又，再看第5b圖表示，可見傳動軸心(40)之該粗部(401)固定位移於該上框(11)之貫通部(111)內，增進傳動軸心(40)位移之穩定性；另，由第5c圖表示，該傳動軸心(40)帶動二滑塊(50)沿著該框架(10)上方之二線性軌道(52)位移；詳而言之，見第6a圖所示，由傳動軸心(40)插設於承載部(501)，而二軌道部(502)固定於承載部(501)下側，並由軌道部(502)帶動滑塊(50)沿著該框架(10)上方之二線性軌道(52)位移。
當該些滑座(51)需夾持工件(6)時，會如第7a圖變化第7b圖，再由第7b圖變化第7c圖；二滑塊(50)帶動固定於上之二滑座(51)沿著該框架(10)上方之二線性軌道(52)位移，使滑座(51)需夾持工件(6)，再透過該些軸承(41)分散應力至各結合元件。
請參考第3c圖所示，為本發明一種夾爪結構之第二實施型態，在第一實施型態與第1、2、3a、3b、3d、4a、4b、4c、5a、5b、5c、6a、6b、7a、7b及7c圖中已說明的特徵與第3c圖相同者，於第3c圖的符號標示或省略不再贅述。第二實施型態與第一實施型態的主要方法差異在於將本第一實施型態之該凸輪圓盤(30)結構更改。
首先闡明，該凸輪圓盤(30)如第3c圖所示，其包含增加一導油軌道(32)，該導油軌道(32)連通該些凹槽式軌道(31)；該導油軌道(32)係為提供各凹槽式軌道(31)間之存留潤滑油相互流通，以確保潤滑油內之金屬殘留一致，並避免各凹槽式軌道(31)因存留潤滑油量不一致導致傳動軸心(40)耗損不一致，導致運行時產生異音。
呈上描述，詳細互動如下所述：首先，參閱第6b圖，由該凸輪圓盤(30)之鎖附孔(圖中未顯示)設置二止付螺絲(301)固定該馬達(20)之傳動軸(201)與該凸輪圓盤(30)之相對位置；又，如第2圖呈現關係，固定在框架(10)下方之馬達(20)之傳動軸(201)旋轉帶動一凸輪圓盤(30)呈順時針或逆時針旋轉。
當中，見第4c及5a圖所示，可見該凸輪圓盤(30)之二凹槽式軌道(31)內設置有二傳動軸心(40)，該些傳動軸心(40)插設之複數軸承(41)上；實際上，如第4c圖表示之該凹槽式軌道(31)容置潤滑油，可使部份傳動軸心(40)與部份軸承(41)含浸其中，並透過該導油軌道(32)參見第3c圖，將潤滑油平均於該些凹槽式軌道(31)內，避免因摩擦產生之金屬雜質不均勻分布在該些凹槽式軌道(31)內。
跟著，因凸輪圓盤(30)旋轉，導致二凹槽式軌道(31)內之二傳動軸心(40)跟著位移，同時如第7a至7b圖變化，潤滑油隨著該些傳動軸心(40)位移得以依附於該些傳動軸心(40)與複數軸承(41)上，並透過該導油軌道(32)將潤滑油流動於該些凹槽式軌道(31)間，使軸潤效果一致，減少軸潤效果不一致導致運作時產生摩擦異音。
又，再看第5b圖表示，可見傳動軸心(40)之該粗部(401)固定位移於該上框(11)之貫通部(111)內，增進傳動軸心(40)位移之穩定性；另，由第5c圖表示，該傳動軸心(40)帶動二滑塊(50)沿著該框架(10)上方之二線性軌道(52)位移；詳而言之，見第6a圖所示，由傳動軸心(40)插設於承載部(501)，而二軌道部(502)固定於承載部(501)下側，並由軌道部(502)帶動滑塊(50)沿著該框架(10)上方之二線性軌道(52)位移。
當該些滑座(51)需夾持工件(6)時，會如第7a圖變化第7b圖，再由第7b圖變化第7c圖；二滑塊(50)帶動固定於上之二滑座(51)沿著該框架(10)上方之二線性軌道(52)位移，使滑座(51)需夾持工件(6)，再透過該些軸承(41)分散應力至各結合元件。
以上各實施型態，經由凹槽式軌道結合潤滑油槽功效降低所需配置空間需求，並增設導油軌道，以提高長時間運行安定性。因此本發明之功效有別於一般夾持裝置，此於夾具當中實屬首創，符合發明專利要件，爰依法俱文提出申請。
惟，需再次重申，以上所述者僅為本發明之較佳實施型態，舉凡應用本發明說明書、申請專利範圍或圖式所為之等效變化，仍屬本發 明所保護之技術範疇，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
10‧‧‧框架
11‧‧‧上框
12‧‧‧主框
13‧‧‧下框
20‧‧‧馬達
30‧‧‧凸輪圓盤
40‧‧‧傳動軸心
50‧‧‧滑塊
52‧‧‧線性軌道

Claims (10)

  1. 一種夾爪結構，係由固定在一框架下方之一馬達旋轉帶動一凸輪圓盤，使分別設置於該凸輪圓盤之二凹槽式軌道內之二傳動軸心跟著位移，同時該些凹槽式軌道內之潤滑油隨著該些傳動軸心位移得以依附且流通於該凹槽式軌道內之該些傳動軸心插設之複數軸承上，該傳動軸心帶動固定於二滑塊上之二滑座沿著該框架上方之二線性軌道位移，當該些滑座夾持工件時，透過該些軸承具承載分散應力。
  2. 依據申請專利範圍第1項所述之夾爪結構，其中該框架包含一上框、一主框及一下框。
  3. 依據申請專利範圍第1項所述之夾爪結構，其中該凸輪圓盤包含一導油軌道，該導油軌道連通該些凹槽式軌道。
  4. 依據申請專利範圍第1項所述之夾爪結構，其中該凸輪圓盤之鎖附孔設置二止付螺絲，係為固定該馬達之傳動軸與該凸輪圓盤之相對位置。
  5. 依據申請專利範圍第1項所述之夾爪結構，其中該傳動軸心與該些軸承以鉚合方式固定，確保該些傳動軸心插設於該些軸承中。
  6. 依據申請專利範圍第1項所述之夾爪結構，其中該傳動軸心具有一粗部，該粗部固定位移於該上框之一貫通部內。
  7. 依據申請專利範圍第1項所述之夾爪結構，其中該傳動軸心具有一細部，該細部插設於該些軸承中。
  8. 依據申請專利範圍第1項所述之夾爪結構，其中該滑塊包含一承載部及二軌道部。
  9. 依據申請專利範圍第3項所述之夾爪結構，其中該導油軌道係為提供各該凹槽式軌道間之存留潤滑油相互流通，以確保潤滑油內之金屬殘留一致，並避免各凹槽式軌道因存留潤滑油量不一致導致傳動軸心耗損不一致，導致運行時產生異音。
  10. 依據申請專利範圍第3項所述之夾爪結構，該凹槽式軌道容置潤滑油，可使部份該傳動軸心與部份該軸承含浸其中，並透過該導油軌道，將潤滑油平均於該些凹槽式軌道內。
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