TWM449791U - 元件吸取裝置 - Google Patents

Description

元件吸取裝置

本創作有關於一種元件吸取裝置，係利用設置於一懸臂前段之一吸取件吸取一元件，以藉由該懸臂移動或擺動而使該元件位移，本創作特別是關於一種懸臂由複合材料(composite material)製成之元件吸取裝置。

請參閱第一圖，習用之一種元件吸取裝置10包含有一金屬材料製成之懸臂12，以及一設置於該懸臂12前段之吸取件14，其中，該懸臂12之前段具有一穿孔122、一與該穿孔122連通並貫穿該懸臂12前端124之狹縫126，以及一通過該狹縫126之鎖固孔128。該吸取件14裝設到該懸臂12之方式，係先將該吸取件14穿設於該穿孔122，再將一螺栓(圖中未示)穿設於該鎖固孔128，並利用一螺帽(圖中未示)鎖緊於該螺栓，藉以縮減該狹縫126之寬度，進而將該吸取件14迫緊於該穿孔122中。

該吸取裝置10使用時，該吸取件14係接設於一氣管，以利用真空吸引方式吸取一元件；該懸臂12係以其後端設置於一驅動裝置，藉以產生移動或擺動而使該元件位移。藉此，該元件吸取裝置10可應用於諸如發光二極體(light emitting diode；簡稱LED)等電子元件之分料裝置，以將經過檢測之電子元件移送到其等級類別所對應之存放位置或諸如料管之類的存放容器中。

為了配合現今電子元件製程之高效率需求，電子元件之檢測及分類亦追求高速化，因此元件吸取裝置必須在吸取元件之後相當快速地位移至目的地。然而，習用之元件吸取裝置卻因其重量而限制了懸臂的移動及擺動速度，且懸臂容易在應該停定於預定位置時仍持續振動，造成吸取件將元件放置到其等級類別所對應之存放位置或存放容器中時容易產生失誤。

另外，習用之元件吸取裝置中，為了避免接設於吸取件之氣管在懸臂移動及擺動時造成干擾，該懸臂上更會藉由螺絲鎖設多數固定扣，使得該氣管可被定位於該等固定扣，但該等固定扣之設置更為該元件吸取裝置增加了許多重量，進而更降低元件吸取裝置之位移速度。值得一提的是，元件吸取裝置之重量即使僅有幾克之差，使得元件分類之週期產生數毫秒之差，即足以對電子元件製程效率產生相當程度之影響。因此，如何提供一種具有足夠結構強度且質量減輕(縱使只有減輕幾公克)之元件吸取裝置，一直是業界努力的目標。

此外，我國公開號第200539996號專利申請案揭露了一種產業機器人用手腕部之結構，該專利申請案係利用碳纖維強化複合材料所製成之中空狀懸臂來承載大型液晶螢幕的玻璃基板，如此不但因懸臂結構強度佳而可改善習用之金屬懸臂的振動問題，更因懸臂之重量及慣性較小而減低了用以驅動該懸臂之馬達的負載。然而，該專利中所提供之懸臂係專供承載大型的工件(如大型液晶螢幕的玻璃 基板)之用，其整體結構以及其懸臂前端與後端皆呈開放狀之設計，並不利於裝設如前述之真空吸取件，亦不太適用於小型且需快速擺動或直線位移之元件吸取裝置，且亦無法改善元件吸取裝置因裝設氣管而重量增加之問題。

換言之，先前技術雖有揭露利用諸如碳纖維複合材料來取代金屬材料製成之工業用大型元件支撐臂，以達到減輕重量並抑制振動之目的，然而，對於使用於諸如發光二極體之類的小型電子元件之檢測分類設備中，且利用懸臂配合吸取件來真空吸引並釋放小型元件之具有高速位移需求的元件吸取裝置而言，仍有諸如需藉助螺絲來使吸取件固定於懸臂上以致無端增加重量、甚或真空吸引管線大幅外露而隨懸臂擺動時容易晃動以及大幅外露之真空吸引管線必須額外利用固定扣之類的固定器來固定等諸多問題，而有待業者進一步解決。

有鑑於上述缺失，本創作之主要目的在於提供一種元件吸取裝置，其重量小且結構強度佳，因而可使其吸取之元件相當快速地位移並較穩定地停定於預定位置，以提高取放元件之效率及位置精度，並減低驅動馬達之負載。

為達成上述目的，本創作所提供之元件吸取裝置包含有一由複合材料製成之懸臂，以及一緊配合地設置於該懸臂之吸取件，該懸臂具有一封閉之前端、一後端以及一位於該前端與該後端之間的一中空區段，且該中空區段之截面積係自該後端朝該前端之方向漸縮。該懸臂更具有一由 該封閉之前端與部分之該中空區段所定義出之前段，而該吸取件係緊配合地插設於該懸臂之前段。

在本創作所提供之一實施例中，該吸取件係插設於該懸臂前段之一實心部位。

在本創作所提供之另一實施例中，該吸取件係插設於該懸臂前段之一空心部位，亦即，插設於該中空區段靠近該封閉前端之部位。

該元件吸取裝置之吸取件係用以藉由真空吸引之方式吸取一元件，該懸臂係用以裝設於一驅動裝置，以受驅動而移動或擺動，進而使該元件位移至預定位置。該元件吸取裝置因其懸臂之材質及形狀，以及該吸取件省略螺絲而採用緊配合之設置方式，而具有較小之重量及足夠之結構強度，因此，該懸臂可受該驅動裝置驅動而相當快速地移動及擺動，並可避免在該驅動裝置停止驅動時振動，或者可在該驅動裝置停止驅動後很快地抑止振動；藉此，該元件吸取裝置可使其吸取之元件快速位移並較穩定地停定於預定位置，以提高取放元件之效率及位置精度，並減低驅動裝置中馬達之負載。

本創作之另一目的在於提供一種元件吸取裝置，可改善因設置吸取件作用所需之管體而造成元件吸取裝置重量增加且效率減低之問題。

為達成上述目的，前述本創作所提供之元件吸取裝置中，該懸臂之中空區段內部形成一可供氣體流通之流道，該吸取件內具有一通道，該吸取件之通道係直接或間接地 與該懸臂之流道連通。藉此，該懸臂之流道可作為該吸取件作用時氣體流通之途徑，使得該元件吸取裝置不需裝設管體或僅需裝設一小段管體，因而不需設置用以使管體定位之固定扣，進而改善習用之元件吸取裝置因設置管體固定扣而重量增加且效率減低之問題。

較佳地，前述本創作所提供之元件吸取裝置中，該吸取件係插設於該懸臂前段之一實心部位，該吸取件之通道具有二開口；該元件吸取裝置更包含有一連通接頭及一管體，該連通接頭係緊配合地設置於該懸臂，該連通接頭內具有一通道，該通道具有二開口，且其中一該開口係位於該懸臂之流道內，該管體之二端係分別接設於該連通接頭之另一該開口及該吸取件之其中一該開口。

較佳地，所述元件吸取裝置，更包含有一第一連通接頭以及一管體。該第一連通接頭係緊配合地插置於該懸臂前段之一空心部位，該第一連通接頭具有一通道，該通道具有一暴露於該懸臂之外的第一開口，以及一位於該懸臂之中空區段內部而與該中空區段之一流道相通的第二開口。該管體之二端分別連接於該第一連通接頭之第一開口與該吸取件之其中一開口。

較佳地，所述元件吸取裝置更包含有一第二連通接頭，係緊配合地插置於該懸臂之中空區段，該第二連通接頭具有一通道，該通道具有一暴露於該懸臂之外的第一開口，以及一位於該懸臂之中空區段內部而與該流道相通之第二開口。

有關本創作所提供之元件吸取裝置的詳細構造、特點、組裝或使用方式，將於後續的實施方式詳細說明中予以描述。然而，在本創作領域中具有通常知識者應能瞭解，該等詳細說明以及實施本創作所列舉的特定實施例，僅係用於說明本創作，並非用以限制本創作之專利申請範圍。

申請人首先在此說明，在以下將要介紹之實施例以及圖式中，相同之參考號碼，表示相同或類似之元件或其結構特徵。

請先參閱第二圖至第四圖，第二圖到第四圖為本創作一第一較佳實施例所提供之元件吸取裝置20，第二圖為元件吸取裝置20之立體組合圖；第三圖為元件吸取裝置20之立體分解圖；第四圖為元件吸取裝置20之剖視圖。該元件吸取裝置20包含有一懸臂30、一吸取件40、二連通接頭50、60，以及一管體70。

該懸臂30係由複合材料製成，例如碳纖維強化複合材料，具有比重小、強度高等特性。該懸臂30係概為一錐拔狀中空方管，具有一前端31及一後端32，且該前、後端31、32之間具有一中空區段33，該中空區段33內部形成一可供氣體流通之流道332。在本實施例中，該懸臂30之前段34具有一實心部位342，使得該懸臂30之前端31呈封閉狀，除了該實心部位342以外，該懸臂30之其餘部分皆呈空心狀。該懸臂30之寬度(意即該懸臂 30之二外側面35、36之距離)係自該後端32漸縮至該前端31，該懸臂30之厚度(意即該懸臂30之頂面37及底面38之距離)亦自該後端32漸縮至該前端31，亦即，該中空區段33之截面積係自該後端32朝該前端31之方向漸縮。該懸臂30之前段34除了該實心部位342，更包含有一空心部位344(亦即該中空區段33靠近該前端31之一部分)，以及分別設於該實心部位342及該空心部位344之一第一穿孔346及一第二穿孔348，該懸臂30之後段更設有一第三穿孔39，該等穿孔346、348、39係貫穿該懸臂30之頂面37及底面38。

該吸取件40係與習用之吸取件類同，具有一呈立方體狀之頭部42、一呈圓桿狀之身部44，以及一連接於該頭部42與該身部44之間且呈圓餅狀之擋止部46。該吸取件40內具有一依序貫穿該頭部42、該擋止部46及該身部44之通道48，該通道48具有一位於該頭部42一端之開口482，以及一位於該身部44一端之開口484。

各該連通接頭50、60(以下亦稱第一連通接頭50與第二連通接頭60)具有相互連接之一呈圓餅狀之擋止部52、62及一呈圓桿狀之身部54、64，該身部54、64內具有一通道56、66，該通道56、66具有一位於該身部54、64一端之開口562、662(以下亦稱第一開口)，以及二位於該身部54、64之開口564、664(以下亦稱第二開口)。

其次，前述各個身部44、54、64與各該穿孔346、 348、39之公差配合關係，係使得前述各個身部44、54、64係以機械緊配合(interference fitting)之方式固定於各該穿孔346、348、39中。組裝時，該吸取件40及該二連通接頭50、60係以其身部44、54、64自該懸臂30之底面38分別壓入該等穿孔346、348、39，直到各該擋止部46、52、62頂抵於該底面38：藉此，該吸取件40及該二連通接頭50、60係緊配合地設置於該懸臂30，該吸取件40之二開口482、484係分別暴露於該懸臂30之下方與上方，且該二連通接頭50、60之第二開口564、664係位於該懸臂30之流道332內，而第一開口562、662則暴露於該懸臂30之外部。而且，由於吸取件40及連通接頭50、60本身重量相當輕，因此吸取件40及連通接頭50、60以緊配之方式插設於該等穿孔346、348、39中，即可確保吸取件40及該二連通接頭50可穩固地固定於該懸臂30，而不至於自該該懸臂30脫落。其次，各個身部44、54、64插設於各該穿孔346、348、39之前，各個身部44、54、64之外周面更可進一步塗佈黏著劑，如此，可進一步確保吸取件40及連通接頭50、60之裝配穩固性。

該管體70之二端係分別接設於該連通接頭50之開口562及該吸取件40之開口484；藉此，該吸取件40之通道48係透過該管體70及該連通接頭50而間接地與該懸臂30之流道332連通。

在本實施例中，該懸臂30之後端32更固設一連接塊80，藉以封閉該懸臂30之後端32，並用以裝設於一驅動 裝置(圖中未示)，使得該懸臂30可受該驅動裝置驅動而移動或擺動。如此一來，只要在該連通接頭60之開口662抽氣，即可使該吸取件40之開口482產生真空吸力，以使一元件(圖中未示)吸附於該開口482，再藉由使該懸臂30移動或擺動則可使該元件位移至一預定位置，例如一用以存放元件之料管的開口處；然後，只要朝該連通接頭60之開口662排氣，即可使該吸取件40之開口482向外排氣，以快速地使該元件與該吸取件40分離。進一步來說，藉由真空吸引管線(圖中未示)兩端分別接設於該連通接頭60之開口662及一真空源(圖中未示)，即可進行上述的抽氣、排氣等動作。

由於該懸臂30係由複合材料製成，並呈由後端32朝前端31漸縮且中空之形狀，且該吸取件40係緊配合地設置於懸臂30而不需鎖設螺絲，因此，相較於習用之元件吸取裝置，前述元件吸取裝置20可使其吸取之元件較快速地位移，並可較穩定地停定於預定位置，因而其取放元件之效率較高且位置精度較佳，並可減低驅動裝置中馬達之負載。而且，由於該懸臂30之流道332係作為該吸取件40作用時氣體流通之途徑，該管體70僅用以使該吸取件40之通道48間接與該流道332連通，因此該管體70相當短而不會對懸臂30之移動及擺動造成妨礙；更且，該元件吸取裝置20因不需設置用以定位管體70之固定扣而更加輕量化，而得以較高之速度位移。

請參閱第五圖及第六圖，第五圖到第六圖為本創作一 第二較佳實施例所提供之元件吸取裝置90，第五圖為元件吸取裝置90之立體組合圖；第六圖為元件吸取裝置90之剖視圖。該元件吸取裝置90與前述之元件吸取裝置20的主要差異在於，該元件吸取裝置90之吸取件92內的通道921係直接與懸臂30之流道332連通。詳而言之，該吸取件92位於其身部922之一端為一封閉端923，該通道921具有一位於該吸取件92之頭部924一端的第一開口925，以及二位於該身部922之第二開口926(實際上該身部922亦可僅設置一個第二開口926)，該吸取件92係緊配合地設置於懸臂30前段34的空心部位344，且該等第二開口926係位於該懸臂30之流道332內，且該第一開口925係暴露於該懸臂30之外部。藉此，該元件吸取裝置90不需設置如前述之該元件吸取裝置20的連通接頭50及管體70，即可與該元件吸取裝置20具有相同之功效。

事實上，由於該懸臂30之形狀及材質已使得其重量較習用者小且具有足夠的強度，因此，本創作所提供之元件吸取裝置亦可不以該懸臂30之中空區段33作為吸取件作用時空氣流通之途徑。換言之，本創作所提供之元件吸取裝置亦能搭配設置於其外部之較長的管體，以作為吸取件作用時空氣流通之途徑，亦即，即使必須在懸臂30之頂面37、底面38或外側面35、36設置用以使管體定位之固定扣，仍具有較習用之元件吸取裝置重量小且具有足夠結構強度等優點，因而亦可達到使元件快速位移及穩定 地定位之功效。

其次，在上述二實施例中，係藉由該懸臂30後段裝設之第二連通接頭60來作為真空吸引管線與流道332連通之橋樑，實際上，該懸臂30亦可不裝設前述連通接頭60，只要在該懸臂30後段(或任何位置)或者在該連接塊80開設與該流道332連通之通孔，即可進一步與真空吸引管線連通。此外，在整篇說明書中，所謂：「該中空區段33之截面積係自該後端32朝該前端31之方向漸縮」之意思，除了包含上述二實施例中所揭露之懸臂30尺寸大小係從其後端朝向其前端呈線性平滑地逐漸縮小之外，亦包含諸如以階段性尺寸遞減之方式或其他適合之方式使旋臂後端尺寸大於其前端尺寸之情形。

最後，必須再次說明，本創作於前揭實施例中所揭露的構成元件，僅為舉例說明，並非用來限制本案之範圍，其他等效元件的替代或變化，亦應為本案之申請專利範圍所涵蓋。

[先前技術]

10‧‧‧元件吸取裝置

12‧‧‧懸臂

122‧‧‧穿孔

124‧‧‧前端

126‧‧‧狹縫

128‧‧‧鎖固孔

14‧‧‧吸取件

[實施例]

20‧‧‧元件吸取裝置

30‧‧‧懸臂

31‧‧‧前端

32‧‧‧後端

33‧‧‧中空區段

332‧‧‧流道

34‧‧‧前段

342‧‧‧實心部位

344‧‧‧空心部位

346‧‧‧第一穿孔

348‧‧‧第二穿孔

35、36‧‧‧外側面

37‧‧‧頂面

38‧‧‧底面

39‧‧‧第三穿孔

40‧‧‧吸取件

42‧‧‧頭部

44‧‧‧身部

46‧‧‧擋止部

48‧‧‧通道

482、484‧‧‧開口

50‧‧‧連通接頭

52‧‧‧擋止部

54‧‧‧身部

56‧‧‧通道

562、564‧‧‧開口

60‧‧‧連通接頭

62‧‧‧擋止部

64‧‧‧身部

66‧‧‧通道

662、664‧‧‧開口

70‧‧‧管體

80‧‧‧連接塊

90‧‧‧元件吸取裝置

92‧‧‧吸取件

921‧‧‧通道

922‧‧‧身部

923‧‧‧封閉端

924‧‧‧頭部

925、926‧‧‧開口

第一圖為習用之元件吸取裝置之立體組合圖；第二圖為本創作一第一較佳實施例所提供之元件吸取裝置之立體組合圖；第三圖為本創作該第一較佳實施例所提供之元件吸取裝置之立體分解圖：第四圖為本創作該第一較佳實施例所提供之元件吸取裝置之剖視圖；第五圖為本創作一第二較佳實施例所提供之元件吸取裝置之立體組合圖；以及第六圖為本創作該第二較佳實施例所提供之元件吸取裝置之剖視圖。

20‧‧‧元件吸取裝置

30‧‧‧懸臂

31‧‧‧前端

32‧‧‧後端

34‧‧‧前段

346‧‧‧第一穿孔

348‧‧‧第二穿孔

35、36‧‧‧外側面

37‧‧‧頂面

38‧‧‧底面

39‧‧‧第三穿孔

40‧‧‧吸取件

42‧‧‧頭部

44‧‧‧身部

46‧‧‧擋止部

50‧‧‧連通接頭

52‧‧‧擋止部

54‧‧‧身部

60‧‧‧連通接頭

62‧‧‧擋止部

64‧‧‧身部

70‧‧‧管體

80‧‧‧連接塊

Claims (16)

1. 一種元件吸取裝置，包含有：一懸臂，係由複合材料製成，該懸臂具有一封閉之前端、一後端、一位於該前端與該後端之間的中空區段，以及一由該封閉之前端與部分之該中空區段所定義之前段，且該中空區段之截面積係自該後端朝該前端之方向漸縮；以及一吸取件，係緊配合地插設於該懸臂之前段。
2. 如申請專利範圍第1項所述之元件吸取裝置，其中該吸取件係插設於該懸臂前段之一實心部位。
3. 如申請專利範圍第1項所述之元件吸取裝置，其中該吸取件係插設於該懸臂前段之一空心部位。
4. 如申請專利範圍第1項所述之元件吸取裝置，其中該懸臂之中空區段內具有一流道，該吸取件內具有一通道，該吸取件之通道係直接或間接地與該懸臂之流道連通。
5. 如申請專利範圍第4項所述之元件吸取裝置，其中該吸取件係插設於該懸臂前段之一實心部位，該吸取件之通道具有二開口；該元件吸取裝置更包含有一連通接頭及一管體，該連通接頭係緊配合地設置於該懸臂，該連通接頭內具有一通道，該通道具有二開口，且其中一該開口係位於該懸臂之流道內，該管體之二端係分別接設於該連通接頭之另一該開口及該吸取件之其中一該開口。
6. 如申請專利範圍第4項所述之元件吸取裝置，其 中該吸取件係插設於該懸臂之中空區段，該吸取件之通道具有二開口，其中之一開口係位於該中空區段之流道內，另一開口係暴露於該懸臂之外。
7. 如申請專利範圍第1至6項中任一項所述之元件吸取裝置，其中該懸臂之寬度係自該後端漸縮至該前端，且該懸臂之厚度係自該後端漸縮至該前端。
8. 如申請專利範圍第1至6項中任一項所述之元件吸取裝置，其中該懸臂之後端係呈開放狀，且該元件吸取裝置更包含有一封閉該懸臂之後端的連接塊。
9. 如申請專利範圍第1項所述之元件吸取裝置，其中該吸取件係插設於該懸臂前段之一實心部位，且該吸取件具有一頂抵於該懸臂前段之擋止部、一通道以及二分別位於該通道二端且暴露於該懸臂之外的開口。
10. 如申請專利範圍第9項所述之元件吸取裝置，更包含有：一第一連通接頭，係緊配合地插置於該懸臂前段之一空心部位，該第一連通接頭具有一通道，該通道具有一暴露於該懸臂之外的第一開口，以及一位於該懸臂之中空區段內部而與該中空區段之一流道相通的第二開口；以及一管體，其二端分別連接於該第一連通接頭之第一開口與該吸取件之其中一開口。
11. 如申請專利範圍第10項所述之元件吸取裝置，更包含有：一第二連通接頭，係緊配合地插置於該懸臂之中空區 段，該第二連通接頭具有一通道，該通道具有一暴露於該懸臂之外的第一開口，以及一位於該懸臂之中空區段內部而與該流道相通之第二開口。
12. 如申請專利範圍第11項所述之元件吸取裝置，其中該懸臂之後端係呈開放狀，且該元件吸取裝置更包含有一封閉該懸臂之後端的連接塊。
13. 如申請專利範圍第1項所述之元件吸取裝置，其中該吸取件係插設於該懸臂前段之一空心部位，且該吸取件具有一頂抵於該懸臂前段之擋止部以及一通道，該通道具有一暴露於該懸臂之外的第一開口，以及一位於該懸臂之中空區段內部而與該中空區段之一流道相通的第二開口。
14. 如申請專利範圍第13項所述之元件吸取裝置，更包含有一連通接頭，係緊配合地插置於該懸臂之中空區段接近該懸臂後端之位置，該連通接頭具有一通道，該通道具有一暴露於該懸臂之外的第一開口，以及一位於該懸臂之中空區段內部而與該流道相通之第二開口。
15. 如申請專利範圍第14項所述之元件吸取裝置，其中該懸臂之後端係呈開放狀，且該元件吸取裝置更包含有一封閉該懸臂之後端的連接塊。
16. 如申請專利範圍第13項所述之元件吸取裝置，其中該懸臂之後端係呈開放狀，且該元件吸取裝置更包含有一封閉該懸臂之後端的連接塊，且該連接塊具有一與該中空區段之流道相通的通孔。