TWM582550U

TWM582550U - 智慧線性移動裝置

Info

Publication number: TWM582550U
Application number: TW108204309U
Authority: TW
Inventors: 李思穎
Original assignee: 李思穎
Priority date: 2019-04-09
Filing date: 2019-04-09
Publication date: 2019-08-21
Also published as: KR20200002284U; KR200495522Y1

Abstract

一種智慧線性移動裝置，包括一引導件、一移動件、複數滾動件以及一感測件。移動件包括一移動件本體及至少二循環件。移動件本體的內側具有對應引導件之引導槽之一內滾動槽，內滾動槽與引導槽共同構成一內滾動件通道，移動件本體更具有對應於內滾動件通道之一循環通道。循環件設置於移動件本體，各循環件具有一迴流通道，且循環通道、內滾動件通道與該些迴流通道形成一循環路徑。滾動件容置於循環路徑中。感測件設置於引導件或移動件內部。

Description

智慧線性移動裝置

本新型是關於一種線性移動裝置，特別關於一種智慧線性移動裝置。

線性移動裝置，例如滾珠螺桿為一種廣泛應用在許多機械設備中的裝置，其設置的目的在於提供精密的傳動功能，藉由機械操作中的旋轉運動與直線運動，進而使承載的機台或物件於直線方向上進行作動。

滾珠螺桿主要是由一螺桿、一螺帽以及複數滾珠所構成。螺桿之外表面具有螺旋式溝槽，而螺帽之內表面亦具有螺旋式內溝槽，其能與螺桿形成一滾珠通道，使滾珠容置於其中，並與螺桿、螺帽形成相對滾動的關係，以降低螺桿與螺帽之間相對轉動之摩擦力。

在實際應用方面，由於有些滾珠螺桿需要承載重的負荷，因此必需隨時監測其運行狀況。先前技術是利用外部設置感測器的方式來感測裝置運行時的壓力及／或溫度。然而，由於感測器是設置在裝置外部，因此，所感測到壓力或溫度數值會與裝置內部實際情況有所差異，無法精準地反應其內部運作的實際情況。

本新型之目的為提供一種智慧線性移動裝置，可在裝置內部精準地感測溫度及／或壓力，以反應實際運作狀況，藉此達到智慧監控的目的。

為達上述目的，依本新型之一種智慧線性移動裝置，包括一引導件、一移動件、複數滾動件以及一感測件。引導件具有一引導槽。移動件滑設於引導件上，並包括一移動件本體及至少二循環件。移動件本體的內側具有對應引導槽之一內滾動槽，內滾動槽與部分的引導槽共同構成一內滾動件通道，移動件本體更具有對應於內滾動件通道之一循環通道。該些循環件設置於移動件本體，各循環件具有一迴流通道，且循環通道、內滾動件通道與該些迴流通道形成一循環路徑。複數滾動件容置於循環路徑中，而感測件設置於引導件或移動件內部。

承上所述，在本新型之智慧線性移動裝置中，移動件滑設於引導件上；移動件之移動件本體的內側具有對應引導槽之內滾動槽，內滾動槽與部分的引導槽共同構成內滾動件通道，移動件本體更具有對應於內滾動件通道之循環通道；各循環件具有迴流通道，且循環通道、內滾動件通道與該些迴流通道形成循環路徑；複數滾動件容置於循環路徑中，且感測件設置於引導件或移動件內部。因此，本新型之智慧線性移動裝置是利用感測件在引導件或移動件的內部精準地感測裝置運作時的溫度及／或壓力，藉此反應線性移動裝置的實際運作狀況而可達到智慧監控的目的。

以下將參照相關圖式，說明依本新型專利不同實施例之智慧線性移動裝置，其中相同的元件將以相同的元件符號加以說明。

第一實施例：

圖1A為依據本新型第一實施例之一種智慧線性移動裝置的示意圖，圖1B為圖1A所示之智慧線性移動裝置的分解示意圖，圖1C為圖1A所示之智慧線性移動裝置的局部剖視示意圖，圖1D為圖1A所示之智慧線性移動裝置沿A-A割面線的剖視示意圖，而圖1E為圖1D所示的智慧線性移動裝置的局部放大示意圖。

請參照圖1A至圖1D所示，本實施例之智慧線性移動裝置1為軌珠螺桿，並包括一引導件11、一移動件12、複數滾動件13以及一感測件14。

引導件11為一圓柱狀桿體的螺桿，其外表面具有沿其軸向（即螺桿之長軸方向）之至少一個連續纏繞的螺旋狀之引導槽111。於此，是以一個連續纏繞的螺旋狀之引導槽111為例。在不同的實施例中，若引導件11為多牙口螺桿，則可包含兩個連續纏繞的螺旋狀之引導槽。

移動件12滑設於引導件11。如圖1B所示，本實施例之移動件12為一螺帽，並包括有移動件本體121及至少對應的兩個循環件122、123，循環件122、123分別與移動件本體121連接，而引導件11穿過移動件本體121的通孔O。具體來說，移動件本體121可透過加工一螺帽本體材料所形成。螺帽本體材料可為金屬塊狀或柱狀材料，再經研磨加工後形成移動件本體121及其細部結構。當然，移動件本體121的加工成型方法並非為限制性者。另外，本實施例之智慧線性移動裝置1是以包含兩個循環件122、123為例，然並不以此為限，在不同的實施例中，智慧線性移動裝置也可包含兩個以上，例如四個、八個，或其他數量的循環件，本新型並不限制。

本實施例之移動件本體121的外側具有至少一凹槽1211，而移動件本體121的內側分別具有對應於引導件11之引導槽111的一內滾動槽1212，且移動件本體121的內滾動槽1212與部分的引導槽111可共同構成一內滾動件通道P1。本實施例之移動件本體121的外側是以具有兩個凹槽1211為例（可參照圖1D）。其中，兩個凹槽1211位於移動件本體121的相對兩側。在不同實施例中，移動件本體121外側的凹槽1211也可位於同一側，並且不限定兩個，可只有一個或超過兩個，例如三個或四個。另外，移動件本體121更具有對應於內滾動件通道P1之一循環通道P2。

循環件122、123設置於移動件本體121的同一側或相對側。於此，移動件本體121更具有至少兩個連接部1213、1214（圖1B）。至少兩個連接部1213、1214位於移動件本體121的同一側，而至少兩個循環件122、123分別對應連接於至少兩連接部1213、1214而設置於移動件本體121的同一側。因此，當本實施例之兩個循環件122、123組合在對應的連接部1213、1214時，可使移動件12成為中空的圓筒狀結構。在本實施例中，沿引導件11的軸向方向上，循環件122、123是位於移動件本體121的同一側為例。

各循環件122、123具有一迴流通道P3。在此特別說明的是，本實施例之循環件122、123具有的迴流通道P3並不是循環件122、123本身結構所構成者，而是與其他元件共同構成的；在不同的實施例中，循環件也可單獨具有迴流通道（即不與其他元件共同構成）。於此，本實施例之循環件122、123分別具有循環槽1221、1231（圖1B），各循環槽1221、1231與部分的引導槽111可共同構成迴流通道P3（圖1C只標示循環件122對應的迴流通道P3），而迴流通道P3的兩側分別連通內滾動件通道P1及循環通道P2，且循環件122、123的兩個迴流通道P3、內滾動件通道P1與循環通道P2可形成一循環路徑RP，使得複數個滾動件13可容置於循環路徑RP中。滾動件13可為滾珠或滾柱，本實施的滾動件13是以滾珠為例。因此，當智慧線性移動裝置1運行時，滾動件13可於循環路徑RP中循環運動，而內滾動件通道P1內的多個滾動件13（滾珠）可對移動件本體121產生一預壓力，藉此消除移動件12與引導件11之間所承受軸向負荷的彈性形變量，維持整個系統的剛性，進而使智慧線性移動裝置1達到高定位精度。以圖1D為例，上側的滾動件13對移動件本體121產生的預壓力方向是由右向左傾斜向上的方向，而下側的滾動件13對移動件本體121產生的預壓力方向是由右向左傾斜向下的方向。

感測件14設置於引導件11或移動件12內部，以感測智慧線性移動裝置1運行時的狀況。請同時參照圖1D與圖1E，本實施例之感測件14設置於移動件12之移動件本體121的凹槽1211內。感測件14與移動件本體121的凹槽1211緊密配合。具體來說，感測件14的外徑與凹槽1211的內徑大約相同，使得感測件14置放在凹槽1211時，兩者可以緊密連接，藉此精準地在移動件12的內部感測運作狀況。在一些實施例中，也可利用例如鎖合或黏合，或其他適合的方式使感測件14設置於移動件12的內部，並不限制。本實施例是以兩個感測件14對應設置於移動件本體121相對兩側的凹槽1211內為例。當然，感測件14的數量不限定為兩個，其與凹槽1211的數量可以相同，例如四個。

感測件14可包含一殼體141與至少一感測器，殼體141可設置於引導件11或移動件12。於此，殼體141是設置於移動件本體121之凹槽1211內，且殼體141的內部具有一容置空間S，使得至少一感測器可設置於此容置空間S。其中，感測器可例如但不限於包含壓力感測器（例如應變規，Strain Gauge）、或溫度感測器、或振動感測器，或其組合。本實施例的感測器是以包含一個壓力感測器14a與兩個溫度感測器14b為例，以由智慧線性移動裝置1內部直接感測運行時的壓力與溫度，藉此達到全面監測運行狀態的目的。當然，在不同的實施例中，感測器的數量與種類可以與圖1E的實施例不同。

以圖1D上側之滾動件13對移動件本體121產生的預壓力為例，如圖1E所示，此預壓力可以分為平行引導件11長軸方向（方向X）的水平分力F1與垂直引導件11長軸方向（方向Y）的垂直分力F2。在本實施例中，水平分力F1會壓迫殼體141而使殼體141產生形變，因此，可藉由感測殼體141形變得知此水平分力F1。本實施例之殼體141的容置空間S內具有一鏤空拱型結構H，鏤空拱型結構H夾置於殼體141的兩側壁之間，而壓力感測器14a可設置於鏤空拱型結構H上，因此，當滾珠螺桿運行時，前述之平行引導件11長軸方向（方向X）的水平分力F1會壓迫殼體141而使殼體141產生形變，進而使鏤空拱型結構H產生形變，此形變可被壓力感測器14a偵測到，經換算後可得到其壓力值。其中，由於水平分力除以該預壓力等於餘弦函數，因此，若得知水平分力及該預壓力與水平方向的夾角時，就可利用餘弦函數反推而得到真正的預壓力值。

此外，裝置運行時所產生的熱能也可由滾動件13、移動件12傳導至感測件14的殼體141，使得貼附於殼體141之側壁的溫度感測器14b可感測到運行時的溫度，再將壓力感測器14a感測到的壓力值與溫度感測器14b感測到的溫度值透過有線傳輸模組以有線方式，或透過無線傳輸模組以無線方式傳輸至裝置外部後，使用者就可透過該壓力值與溫度值監測運行智慧線性移動裝置1的狀況，藉此達到智慧監控的目的。殼體內部封裝有壓力感測器、溫度感測器的詳細結構，可參考台灣專利申請號：106146354，在此不再多作說明。

第二實施例：

圖2A為依據本新型第二實施例之智慧線性移動裝置的示意圖，圖2B為圖2A所示之智慧線性移動裝置的分解示意圖，圖2C為圖2A所示之智慧線性移動裝置沿B-B割面線的剖視示意圖，而圖2D為圖2A所示之智慧線性移動裝置的局部放大剖視示意圖。

請一併參考圖2A及圖2B所示，在本實施例中，智慧線性移動裝置2係以旋轉式滾珠螺桿裝置為例，其包括一軸襯內套21、一外螺帽22、複數第一滾珠23、至少一滾珠保持器24、一螺桿25、複數第二滾珠26、複數迴流元件27、複數防塵組件28、至少一強化件29以及一感測件20。在本實施例中，螺桿25即為前述的引導件，軸襯內套21即為前述的移動件（移動件本體），迴流元件27即為前述的循環件，而第二滾珠26即為前述的滾動件。

請參照圖2B，軸襯內套21具有移動件本體（未標示），移動件本體外側具有至少一個第一外滾珠溝槽211。然，本領域具有通常知識之人均可明瞭軸襯內套21上可設置有一個第一外滾珠溝槽211，也可以為了增加外螺帽22旋轉的穩定度及／或智慧線性移動裝置2的承載力，而在軸襯內套21上設置有多個第一外滾珠溝槽211。本實施例係以軸襯內套21具有二個第一外滾珠溝槽211為例進行說明。兩個第一外滾珠溝槽211設置於軸襯內套21的外側表面OS。

外螺帽22具有至少一內滾珠結構221，其設置於外螺帽22的內側表面IS。而與前段所述理由相同，本領域具有通常知識之人均可明瞭，外螺帽22上可對應於軸襯內套21上的第一外滾珠溝槽211，設置一個內滾珠結構221，也可以為了增加外螺帽22旋轉的穩定度及／或智慧線性移動裝置2的承載力，而在外螺帽22上設置有多個內滾珠結構221。本實施例係以外螺帽22具有二個內滾珠結構221為例。接著，請參照圖2C，各內滾珠結構221分別具有一第一內滾珠溝槽2211、一轉折部2212及一延伸部2213。轉折部2212的兩端係分別與第一內滾珠溝槽2211及延伸部2213連接，亦即第一內滾珠溝槽2211與延伸部2213係位於轉折部2212的相對二端，而延伸部2213係自轉折部2212向外延伸而連接外螺帽22的端面。當外螺帽22套設於軸襯內套21時，外螺帽22的第一內滾珠溝槽2211與對應之第一外滾珠溝槽211共同形成第一滾珠通道P4。

在實作上，欲將第一滾珠23放入第一滾珠通道P4當中時，可先對軸襯內套21進行冷卻步驟使其體積略縮，而其在徑向上的形變量可介於大於0且小於或等於0.1mm之間，並對外螺帽22進行加熱步驟使其體積略微膨漲，而其在徑向上的形變量係介於大於0且小於或等於0.1mm之間。在本實施例中，由於軸襯內套21的形變量與外螺帽22的形變量並非等量，而是軸襯內套21的形變量（內縮的量）大於外螺帽22的形變量（膨漲的量），使延伸部2213表面與軸襯內套21外側表面之間的空間變大，如此，第一滾珠23可較順利地被放入第一滾珠通道P4當中。

請再參照圖2B，滾珠保持器24具有複數固持部241，其形狀較佳為符合第一滾珠23的弧狀，且其弧長不小於第一滾珠23的最大截面之圓周長的二分之一。當第一滾珠23經由延伸部2213的表面與軸襯內套21的外側表面之間的空間，並以方向X放入第一滾珠通道P4後，滾珠保持器24同樣可經由該空間並依方向X套設於軸襯內套21而位於外螺帽22與軸襯內套21之間，並以固持部241與第一滾珠23對應卡合，以保持及固定各第一滾珠23的位置，避免智慧線性移動裝置2於實際運作時發生第一滾珠23脫落的情形。

請一併參照圖2B及圖2C，軸襯內套21的內側表面具有複數第二內滾珠溝槽212（即前述的內滾動槽），螺桿25的外側表面具有複數第二外滾珠溝槽251（即前述的引導槽）。在本實施例中，第二內滾珠溝槽212及第二外滾珠溝槽251係為螺旋型溝槽。當軸襯內套21套設於螺桿25時，第二內滾珠溝槽212會與對應的部分第二外滾珠溝槽251共同形成第二滾珠通道P5（如圖2C，即前述的內滾動件通道）。而第二滾珠26容置於第二滾珠通道P5之中。於此特別說明，為使圖面簡潔以方便瞭解，圖2C僅繪示出部份第一滾珠23及部份第二滾珠26。

請再參照圖2B，在本實施例中，智慧線性移動裝置2更包括兩個迴流元件27，其可套設於軸襯內套21的兩相對側（兩端），各迴流元件27具有兩個迴流通道271。接著，請一倂參照圖2C，當第二滾珠26在第二滾珠通道P5中滾動至迴流元件27時，第二滾珠26可自迴流通道271進行迴流轉向，進入與對應於迴流通道271設置且軸向貫穿軸襯內套21的循環通道213（對應於第二滾珠通道P5）。故而第二滾珠通道P5（即第二內滾珠溝槽212及第二外滾珠溝槽251）、迴流通道271及循環通道213（圖2C）形成完整的滾珠循環路徑RP。當第二滾珠26於第二滾珠通道P5中移動至迴流元件27的位置時，會藉由迴流通道271及循環通道213產生反覆循環運動。在本實施例中，循環通道213其數量較佳係對應迴流通道271的數量。此外，由於迴流元件27多係以塑膠材料製作，當第二滾珠26長時間在迴流通道271上滾動，將會對迴流元件27的迴流通道271造成磨耗。因此，本實施例的智慧線性移動裝置2更包括四個強化件29，其材料可為金屬，係分別設置於迴流元件27的迴流通道271上，使第二滾珠26經由迴流元件27進行迴流時，第二滾珠26係於強化件29上滾動，而非直接在迴流元件27上滾動，以減少迴流通道271的磨耗。

在本實施例中，智慧線性移動裝置2更包括兩個防塵組件28，可套設於軸襯內套21的兩端，且位於迴流元件27的外側。防塵組件28包括防塵件281以及固定件282，而防塵件281並具有刮刷部2811，於組裝完成後，刮刷部2811會接觸螺桿25的外側表面而阻擋水氣、灰塵或異物進入智慧線性移動裝置2的內部，使其得以正常運作，甚至可延長整個裝置的使用壽命。固定件282卡固於軸襯內套21的兩端，且設置於防塵件281的外側，使防塵件281不易於智慧線性移動裝置2進行直線運動時掉落。以上各元件（迴流元件27、迴流通道271、防塵組件28、強化件29）的數量僅為舉例，本新型不以上述為限，可依實際應用進行調整。

另外，如圖2B與圖2D所示，感測件20設置於軸襯內套21（引導件）內部，以感測智慧線性移動裝置2運行時的狀況。與第一實施例相同，本實施例之感測件20設置於軸襯內套21的凹槽（未標示）內，並與凹槽緊密配合，藉此精準地在軸襯內套21的內部感測運作狀況。

感測件20可包含一殼體201與至少一感測器，於此，殼體201設置於軸襯內套21的凹槽內，且殼體201的內部具有容置空間S，使得至少一感測器可設置於此容置空間S。本實施例的感測器是以包含一個壓力感測器20a與兩個溫度感測器20b為例，以由智慧線性移動裝置2的內部直接感測裝置運行時的壓力與溫度，藉此達到全面監測的目的。

與第一實施例相同，第二滾珠26會對軸襯內套21產生預壓力，此預壓力可以分為平行螺桿25長軸方向的水平分力（方向X）與垂直螺桿25長軸方向的垂直分力（方向Y）。水平分力（方向X）會壓迫殼體201而使殼體201產生形變，因此，可藉由感測殼體201形變得知此水平分力。因此，當旋轉式滾珠螺桿裝置運行時，前述之平行螺桿25長軸方向（方向X）的水平分力會壓迫殼體201而使殼體201產生形變，進而使鏤空拱型結構H產生形變，此形變可被壓力感測器20a偵測到，經換算後可得到其壓力值。其中，由於水平分力除以該預壓力等於餘弦函數，因此，若得知水平分力及該預壓力與水平方向的夾角時，就可利用餘弦函數反推而得到真正的預壓力值。

此外，裝置運行時所產生的熱能也可傳導至感測件20的殼體201，使得貼附於殼體201之側壁的溫度感測器20b可感測到運行時的溫度，再將壓力感測器20a感測到的壓力值與溫度感測器20b感測到的溫度值透過有線傳輸模組以有線方式或無線傳輸模組以無線方式（無線方式較佳）傳輸至裝置外部後，使用者就可透過該壓力值與溫度值監測運行智慧線性移動裝置2的狀況，藉此達到智慧監控的目的。

第三實施例：

圖3A為依據本新型第三實施例之一種智慧線性移動裝置的示意圖，而圖3B為圖3A之滑座的分解示意圖。於此，智慧線性移動裝置3可稱為單軸運動裝置或單軸機器人。為了清楚說明，圖3B只顯示圖3A之智慧線性移動裝置3之滑座32、複數滾珠33及滾珠36，圖3B未顯示線性軌道體31、螺桿34、傳動裝置35。

請參照圖3A及圖3B所示，依據本新型之智慧線性移動裝置3包括一線性軌道體31、一滑座32及複數滾珠33。另外，智慧線性移動裝置3更可包括一螺桿34、一傳動裝置35、複數滾珠36以及一感測件30。在本實施例中，螺桿34即為前述的引導件，滑座32即為前述的移動件，循環元件327即為前述的循環件，而滾珠36即為前述的滾動件。

螺桿34的一端係與傳動裝置35連接，而螺桿34的另一端係與線性軌道體31之一底座B連接。當傳動裝置35轉動時可帶動螺桿34轉動，進而可帶動滑座32於線性軌道體31移動。其中，藉由可循環作動的滾珠36、滑座32與螺桿34的彼此搭配，可將螺桿34的轉動轉換為線性傳動而帶動滑座32及其上機構沿線性軌道體31移動。

線性軌道體31具有二軌道槽311，而二軌道槽311係分設於線性軌道體31之兩內側。另外，滑座32係滑設於線性軌道體31，且包括一滑座本體321（即前述之移動件本體）、二端蓋322（可進一步分為前端蓋322a與後端蓋322b）及二防塵組件323。

請同時參照圖3B及圖3C所示，其中，圖3C為圖3A的智慧線性移動裝置沿C-C割面線的剖視圖。

在本實施例中，滑座本體321外側分別具有對應線性軌道體31之軌道槽311之二外迴流槽324。其中，外迴流槽324與軌道槽311共同構成一外迴流通道。為使滾珠33能循環作動，滑座本體321的兩側分別對應外迴流通道設置有貫通滑座本體321之迴流孔道325。滑座本體321的材料較佳包含鐵、鋼、或其他剛性近似的金屬或合金。以製程方法而言，在本實施例中，軌道槽311及外迴流槽324可由研磨加工法製作，以減少槽面斷差及熱變形量。迴流孔道325則可以滑座本體321的前、後二端面E1、E2交互為基準面，於另一面的左右兩側實施鑽孔，最後沿滑座本體321長軸方向貫通鑽孔，以形成迴流孔道325。另外，值得一提的是，本實施例之軌道槽311及外迴流槽324的槽面係分別為歌德式圓弧。是以，滾珠33容置於外迴流通道中進行循環運動時，其球型表面並不會完全貼合於軌道槽311及外迴流槽324的槽面，反而係呈四點接觸的態樣。由於線性軌道體31只有兩個軌道槽311，因此，研磨該些軌道槽311時，研磨加工設備可不需更換較小的砂輪，可直接將砂輪伸入線性軌道體31之內側來進行研磨，較佳係將砂輪與水平面保持一角度而傾斜伸入線性軌道體31內側進行研磨。如此，不僅使研磨工作相對較容易，且研磨過程不需更換設備，可更省時省力。

另外，如圖3B所示，端蓋322（可細分為前端蓋322a、後端蓋322b）係分別設置於滑座本體321之二端面E1、E2。於此，前端蓋322a與後端蓋322b係分別藉由鎖合、嵌合或卡合方式設置於滑座本體321之二端面E1、E2。於此，並不加以限制。

防塵組件323係分別設置於滑座本體321及端蓋322（前端蓋322a、後端蓋322b）之二側，並至少部分位於線性軌道體31之上。具體而言，防塵組件323係設置於滑座本體321及端蓋322沿線性軌道體之長軸方向之二側。其中，各防塵組件323係可包括一防塵件D1及一固定件D2，且係可以鎖合、嵌合、卡合或上述之組合方式將固定件D2及防塵件D1固定於滑座本體321及端蓋322。在本實施例中，固定件D2係為一金屬件（例如鐵或合金），而防塵件D1可為一薄形片材或板材，且材質例如為可耐油橡膠，且係以螺絲T1將外側之固定件D2及內側之防塵件D1鎖合於滑座本體321。另外，滑座本體321及端蓋322之二側分別具有一第一定位部S1，各防塵件D1具有與第一定位部S1對應之一第二定位部S2，且第一定位部S1係可卡合於第二定位部S2。具體而言，如圖3C所示，各防塵件D1係分別為L形，且具有第二定位部S2，而滑座本體321及端蓋322之二側分別具有與該L形對應且凹陷的第一定位部S1。當防塵組件323鎖合於滑座本體321及端蓋322時，第二定位部S2係卡合於第一定位部S1。因此，組裝防塵組件323於滑座本體321時可更容易進行定位，可增加組裝的便利性。

此外，各防塵件D1係分別具有一密合部C，密合部C係可貼合於線性軌道體31之一頂面T（圖3C）。在本實施例中，各防塵件D1於安裝後，密合部C係實質上可貼合並覆蓋於線性軌道體31之頂面T，且其密合角度為可調整的。因此，密合部C易於組裝後的調整，方便透過外力加強防塵組件323與線性軌道體31的貼合，消弭因誤差或其他因素產生的縫隙，進一步防止異物或液體侵入滑座32與線性軌道體31之間的外迴流通道，避免智慧線性移動裝置3作動時產生噪音、停頓、失去穩定或造成元件損壞。

請再參照圖3B所示，滑座32更可包括四迴流元件328，且各迴流元件328係對應容置於迴流孔道325及外迴流通道。具體而言，各迴流元件328更可具有一延伸部U，當迴流元件328對應容置於迴流孔道325及外迴流通道時，延伸部U係對應容置於迴流孔道325內，以進一步減少滾珠33通過前端蓋322a、後端蓋322b而在進入迴流孔道325時發生的摩擦，使滾珠33可平順通地過前端蓋322a、後端蓋322b。

另外，各迴流元件328更可分別具有一第三定位部S3，而外迴流通道之兩端分別具有與相對之兩迴流元件328之兩第三定位部S3對應之一第四定位部S4，且當迴流元件328對應容置於迴流孔道325及外迴流通道時，第三定位部S3係可卡合於第四定位部S4。如此，可使迴流元件328組裝時更易定位，更可增加組裝的便利性。

此外，複數滾珠33係容置於該些外迴流通道及該些迴流孔道325，且於智慧線性移動裝置3各元件所組成的滾珠循環途徑中持續滾動，帶動滑座32相對線性軌道體31移動。

請同時參照圖3B及圖3D所示，其中，圖3D為圖3B之滑座32的仰視示意圖。另外，圖3D並未顯示防塵組件323。

滑座本體321更可具有至少二循環孔H1（對應有二連接部），且滑座32更可具有至少一循環元件327（即前述的環循件）。其中，循環元件327具有至少一迴流通道P6，而迴流通道P6之兩端分別與對應的各循環孔H1（連接部）連接。換言之，循環元件327係安裝於滑座本體321的同一側上，且循環元件327的內部具有迴流通道P6，並使循環元件327之迴流通道P6之兩端分別與對應的各循環孔H1連接，以使螺桿34與滑座32進行相對螺旋運動時，可提供滾珠36迴流的通道，使滾珠36於迴流時可更順暢地通過滑座本體321及循環元件327，進而使滑座32於線性軌道體31中的運行更順暢。另外，循環元件327的設置可使智慧線性移動裝置3更適合於高速度的運行。

在本實施例中，循環元件327具有二循環件327a、327b，且各循環件327a、327b分別具有迴流通道P6的至少其中一部分。藉此，可減低循環元件327的加工複雜度，並降低加工成本。另外，滾珠36係可沿循環孔H1的切線方向進入迴流通道P6，或者可沿迴流通道P6的切線方向進入循環孔H1，如此，可使滾珠36於迴流時更順暢地通過滑座本體321及循環元件327。

另外，請再參照圖3B所示，滑座32更可包括一組前端蓋防塵件DP ₁以及一組後端蓋防塵件DP ₂，其分別設置於前、後端蓋322a、322b相對端面E1、E2之另一側，其功能亦是用於防止異物由滑座32的前端或後端侵入滑座32內部而造成智慧線性移動裝置3之故障。

請再參照圖3A及圖3C所示，螺桿34係具有一螺桿迴流槽341（即前述的引導槽），而滑座本體321之內側具有對應螺桿迴流槽341之一內迴流槽326（即前述的內滾道槽），且螺桿迴流槽341係與內迴流槽326形成一內迴流通道（即前述的內滾動件通道），而滑座本體321更具有對應於該內迴流通道之一循環通道。另外，滾珠36係容置於內迴流通道、循環通道與迴流通道P6所形成的循環路徑。當傳動裝置35帶動螺桿34轉動時，藉由複數滾珠36於循環路徑內滾動，可使螺桿34與滑座32進行相對螺旋運動，並使滑座32可沿螺桿34進行線性移動。

此外，請再參照圖3B所示，滑座32更可具有一注油帽329及一注油孔H2，而注油帽329係嵌合於注油孔H2。於此，係二注油帽329分別嵌合於前端蓋322a與後端蓋322b之注油孔H2為例。其中，係可藉由手動或自動（自潤）方式將潤滑油（脂）藉由注油孔H2注入滑座32內，以潤滑外迴流槽324與軌道槽311所共同構成之外迴流通道，使螺桿34帶動滑座32運行時更為平順。

圖3E為圖3A所示之智慧線性移動裝置的局部放大剖視示意圖。如圖3B與圖3E所示，感測件30設置於滑座32（移動件）內部，以感測智慧線性移動裝置3運行時的狀況。與第一實施例相同，本實施例之感測件30設置於滑座32的凹槽（未標示）內，並與凹槽緊密配合，藉此精準地在滑座32的內部感測運作狀況。

感測件30可包含一殼體301與至少一感測器，於此，殼體301設置於滑座32的凹槽內，且殼體301的內部具有容置空間S，使得至少一感測器可設置於此容置空間S。本實施例的感測器是以包含一個壓力感測器30a與兩個溫度感測器30b為例，以由智慧線性移動裝置3內部直接感測運行時的壓力與溫度，藉此達到全面監測運行狀態的目的。

與第一實施例相同，滾珠36會對滑座32產生預壓力，此預壓力可以分為平行螺桿34長軸方向的水平分力F1（方向X）與垂直螺桿34長軸方向的垂直分力F2（方向Y）。水平分力F1（方向X）會壓迫殼體301而使殼體301產生形變，因此，可藉由感測殼體301形變得知此水平分力F1。因此，當智慧線性移動裝置3運行時，前述之平行螺桿34長軸方向（方向X）的水平分力F1會壓迫殼體301而使殼體301產生形變，進而使鏤空拱型結構H產生形變，此形變可被壓力感測器30a偵測到，經換算後可得到其壓力值。其中，由於水平分力除以該預壓力等於餘弦函數，因此，若得知水平分力及該預壓力與水平方向的夾角時，就可利用餘弦函數反推而得到真正的預壓力值。

此外，裝置運行時所產生的熱能也可傳導至感測件30的殼體301，使得貼附於殼體301之側壁的溫度感測器30b可感測到運行時的溫度，再將壓力感測器30a感測到的壓力值與溫度感測器30b感測到的溫度值透過有線或無線方式傳輸至裝置外部後，使用者就可透過該壓力值與溫度值監測運行智慧線性移動裝置3的狀況，藉此達到智慧監控的目的。

第四實施例：

圖4A為依據本新型第四實施例之智慧線性移動裝置的示意圖，圖4B為圖4A所示的智慧線性移動裝置的分解示意圖，圖4C為圖4A所示的智慧線性移動裝置沿D-D割面線的剖視示意圖。

請同時參照圖4A、圖4B及圖4C所示，本新型提供的智慧線性移動裝置L為一線性軌道運動裝置，其包括一線性軌道4、一滑座5、複數滾珠6以及一感測件40。在本實施例中，線性軌道4即為前述的引導件，滑座5即為前述的移動件，而滾珠6即為前述的滾動件。

線性軌道4具有複數軌道槽41（即前述的引導槽），滑座5滑設於線性軌道4。滑座5包括一滑座本體51（即前述的移動件本體）、複數迴流元件52（即為前述的循環件）及二端蓋組件53。滑座本體51內側具有對應該些軌道槽41之複數內迴流槽511（即前述的內滾動槽），該些內迴流槽511與該些軌道槽41形成複數內迴流通道P7（即前述的內滾動件通道，圖4C），滑座本體51具有二端面512，滑座本體51的兩側對應該些內迴流通道P7具有複數迴流孔道513（即前述的循環通道）。

圖4D為本新型的迴流元件與滑座本體的組裝示意圖。請同時再參照圖4B及圖4D，該些迴流元件52分別連接滑座本體51的兩相對側（該些端面512），各該些迴流元件52分別具有複數延伸管部521（圖4B）及複數第一迴流導引槽522（即前述的迴流通道），該些延伸管部521容置於該些迴流孔道513A，且該些延伸管部521分別具有兩端部，該些第一迴流導引槽522自該些端部延伸並與該些內迴流槽511對應設置，且該些延伸管部521朝該些端部的方向徑向漸擴。藉由延伸管部521為徑向漸擴結構的設計，使迴流元件52與滑座本體51於組裝時，可微調迴流元件52的組裝位置，使得迴流元件52的第一迴流導引槽522的表面與滑座本體51的內迴流槽511的表面呈現實質無段差的狀態，再利用螺鎖結構或定位柱完成定位，提升迴流元件52與滑座本體51的組裝精度。

此外，二端蓋組件53分別設置於該些端面512，各該些端蓋組件53分別具有與該些第一迴流導引槽522相對應的複數第二迴流導引槽531，該些第二迴流導引槽531與該些第一迴流導引槽522、該些內迴流通道P7及該些迴流孔道513對應接合以形成複數循環路徑，使複數滾珠6循環運動於各循環路徑時，因迴流元件52的第一迴流導引槽522的表面與滑座本體51的內迴流槽511的表面呈現實質無段差的狀態，可增加滾珠6於循環運動的過程中的平穩性及系統運作穩定度。

該些迴流元件52分別連接滑座本體51的該些端面512，在此處以四個迴流元件52為例，但不以此為限制。各迴流元件52的該些延伸管部521容置於滑座本體51的該些迴流孔道513A中，該些第一迴流導引槽522與該些內迴流槽511對應設置，使滾珠6可循環運動於迴流孔道513、延伸管部521、第一迴流導引槽522以及內迴流通道P7（圖4C）中。

另外，如圖4B至圖4D所示，該些迴流元件52分別更具有一第一固定孔523，且滑座本體51的該些端面512分別具有與該些第一固定孔523相對應的複數第二固定孔5121。當微調迴流元件52與滑座本體51的組裝位置並消除組裝公差後，可利用一固定件穿射於第一固定孔523與第二固定孔5121以完成定位。其中，固定件可為一螺鎖結構或一定位柱。藉由固定件與第一固定孔523與第二固定孔5121的連結，不但能保持迴流元件52與滑座本體51的組裝精度，更可加強兩者的組裝強度，並提升滾珠保持部532抗滾珠6徑向衝擊的能力增加，進而提升滾珠6於循環運動的過程中的平穩性及系統運作穩定度。

請再同時參照圖4B、圖4C，該些端蓋組件53更包括複數滾珠保持部532及至少二強化件533，該些滾珠保持部532分別與該些內迴流通道P7對應設置，且該些該些滾珠保持部532的一端分別與該些端蓋組件53連結，滾珠保持部532與端蓋組件53可為塑料射出成形的單一構件。此外，該些強化件533分別連接於相對應的該些滾珠保持部532之間，以圖4C的圖式方向為基準，強化件533設置於線性軌道4的頂面的相對應的二滾珠保持部532之間，且強化件533與端蓋組件53及該些滾珠保持部532的一端連結設置。

另外，部分的該些防塵件54分別對應卡固於該些滾珠保持部532內，且部分的該些防塵件55設置於滑座本體51的底側。藉由滾珠保持部532與防塵件54相互結合的設計，可防止塵埃或異物由內迴流通道P7端面512進入滑座本體51及軌道槽41內部，影響滾珠6運行。

除此之外，該些端蓋組件53更包括至少二強化件533，該些強化件533分別連接於相對應的該些滾珠保持部532之間。其中，該強化件533外形可為矩形塊狀、圓柱狀、齒條塊狀、弧板狀或折板狀，此處以齒條塊狀為例呈現，但不以此限制。強化件533與端蓋組件53及該些滾珠保持部532的一端連結設置，且強化件533、端蓋組件53與滾珠保持部532可為塑料射出成形的單一構件，三者的結合可使得滾珠6於循環運動的過程中，可增加滾珠保持部532抗滾珠6徑向衝擊的能力，且滾珠保持部532與端蓋組件53的結合處，不會因滾珠6的撞擊使滾珠保持部532產生歪斜或損壞，使滾珠保持部532與端蓋組件53能穩定結合，增加滾珠6循環運動的平穩性及系統運作穩定度。

圖4E為圖4C所示之智慧線性移動裝置的局部放大剖視示意圖。於此，只顯示部分的元件。

如圖4C與圖4E所示，感測件40設置於線性軌道4（引導件）內部，以感測智慧線性移動裝置L運行時的狀況。與第一實施例不同，本實施例之感測件40設置於線性軌道4的凹槽（未標示）內，並與凹槽緊密配合，藉此精準地在線性軌道4的內部感測運作狀況。與前述實施例不同的是，本實施例是以多個感測件40例如以固定距離間隔設置於線性軌道4的凹槽內為例（圖4B）。

感測件40可包含一殼體401與至少一感測器，於此，殼體401設置於線性軌道4的凹槽內，且殼體401的內部具有容置空間S，使得至少一感測器可設置於此容置空間S。本實施例的感測器是以包含一個壓力感測器40a與兩個溫度感測器40b為例，以由智慧線性移動裝置L內部直接感測運行時的壓力與溫度，藉此達到全面監測運行狀態的目的。

與前述相同，滾珠6會對線性軌道4產生預壓力F，此預壓力F可以分為水平分力（方向X）與垂直分力（方向Y）。水平分力（方向X）會壓迫殼體401而使殼體401產生形變，因此，可藉由感測殼體401形變得知此水平分力。因此，當智慧線性移動裝置L運行時，前述之水平分力會壓迫殼體401而使殼體401產生形變，進而使鏤空拱型結構H產生形變，此形變可被壓力感測器40a偵測到，經換算後可得到其壓力值。其中，由於水平分力除以該預壓力等於餘弦函數，因此，若得知水平分力及該預壓力與水平方向的夾角時，就可利用餘弦函數反推而得到真正的預壓力值。

此外，裝置運行時所產生的熱能也可傳導至感測件40的殼體401，使得貼附於殼體401之側壁的溫度感測器40b可感測到運行時的溫度，再將壓力感測器40a感測到的壓力值與溫度感測器40b感測到的溫度值透過有線或無線方式傳輸至裝置外部後，使用者就可透過該壓力值與溫度值監測運行智慧線性移動裝置L的狀況，藉此達到智慧監控的目的。

綜上所述，在本新型之智慧線性移動裝置中，移動件滑設於引導件上；移動件之移動件本體的內側具有對應引導槽之內滾動槽，內滾動槽與部分的引導槽共同構成內滾動件通道，移動件本體更具有對應於內滾動件通道之循環通道；各循環件具有迴流通道，且循環通道、內滾動件通道與該些迴流通道形成循環路徑；複數滾動件容置於循環路徑中，且感測件設置於引導件或移動件內部。因此，本新型之智慧線性移動裝置是利用感測件在引導件或移動件的內部精準地感測裝置運作時的溫度及／或壓力，藉此反應線性移動裝置的實際運作狀況而可達到智慧監控的目的。

以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本新型之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。

1、2、3、L‧‧‧智慧線性移動裝置 11‧‧‧引導件 111‧‧‧引導槽 12‧‧‧移動件 121‧‧‧移動件本體 1211‧‧‧凹槽 1212‧‧‧內滾動槽 1213、1214‧‧‧連接部 122、123、327a、327b‧‧‧循環件 1221、1231‧‧‧循環槽 13‧‧‧滾動件 14、20、30、40‧‧‧感測件 141、201、301、401‧‧‧殼體 14a、20a、30a、40a‧‧‧壓力感測器 14b、20b、30b、40b‧‧‧溫度感測器 21‧‧‧軸襯內套 211‧‧‧第一外滾珠溝槽 212‧‧‧第二內滾珠溝槽 213、P2‧‧‧循環通道 22‧‧‧外螺帽 221‧‧‧內滾珠結構 2211‧‧‧第一內滾珠溝槽 2212‧‧‧轉折部 2213‧‧‧延伸部 23‧‧‧第一滾珠 24‧‧‧滾珠保持器 241‧‧‧固持部 25、34‧‧‧螺桿 251‧‧‧第二外滾珠溝槽 26‧‧‧第二滾珠 27、328、52‧‧‧迴流元件 271、P3‧‧‧迴流通道 28、323‧‧‧防塵組件 281、54、55、D1‧‧‧防塵件 282‧‧‧固定件 2811‧‧‧刮刷部 29、533‧‧‧強化件 31‧‧‧線性軌道體 311、41‧‧‧軌道槽 32、5‧‧‧滑座 321、51‧‧‧滑座本體 322a‧‧‧前端蓋 322b‧‧‧後端蓋 324‧‧‧外迴流槽 325‧‧‧迴流孔道 326‧‧‧內迴流槽 327‧‧‧循環元件 329‧‧‧注油帽 33、36、6‧‧‧滾珠 341‧‧‧螺桿迴流槽 35‧‧‧傳動裝置 4‧‧‧線性軌道 511‧‧‧內迴流槽 512、E1、E2‧‧‧端面 5121‧‧‧第二固定孔 513、513A‧‧‧迴流孔道 521‧‧‧延伸管部 522‧‧‧第一迴流導引槽 523‧‧‧第一固定孔 53‧‧‧端蓋組件 531‧‧‧第二迴流導引槽 532‧‧‧滾珠保持部 541‧‧‧第三卡固結構 A-A、B-B、C-C、D-D‧‧‧割面線 B‧‧‧底座 C‧‧‧密合部 DP₁‧‧‧前端蓋防塵件 DP₂‧‧‧後端蓋防塵件 D2‧‧‧固定件 F‧‧‧預壓力 F1‧‧‧水平分力 F2‧‧‧垂直分力 H‧‧‧鏤空拱型結構 H1‧‧‧循環孔 H2‧‧‧注油孔 IS‧‧‧內側表面 O‧‧‧通孔 OS‧‧‧外側表面 P1‧‧‧內滾動件通道 P4‧‧‧第一滾珠通道 P5‧‧‧第二滾珠通道 P6‧‧‧迴流通道 P7‧‧‧內迴流通道 RP‧‧‧循環路徑 S‧‧‧容置空間 S1‧‧‧第一定位部 S2‧‧‧第二定位部 S3‧‧‧第三定位部 S4‧‧‧第四定位部 T‧‧‧頂面 T1‧‧‧螺絲 U‧‧‧延伸部 X、Y、Z‧‧‧方向

圖1A為依據本新型第一實施例之一種智慧線性移動裝置的外觀示意圖。圖1B為圖1A所示之智慧線性移動裝置的分解示意圖。圖1C為圖1A所示之智慧線性移動裝置的局部剖視示意圖。圖1D為圖1A所示之智慧線性移動裝置沿割面線A-A的剖視示意圖。圖1E為圖1D所示的智慧線性移動裝置的局部放大示意圖。圖2A為依據本新型第二實施例之智慧線性移動裝置的示意圖。圖2B為圖2A所示之智慧線性移動裝置的分解示意圖。圖2C為圖2A所示之智慧線性移動裝置沿B-B割面線的剖視示意圖。圖2D為圖2A所示之智慧線性移動裝置的局部放大剖視示意圖。圖3A為依據本新型第三實施例之一種智慧線性移動裝置的示意圖。圖3B為圖3A之滑座的分解示意圖。圖3C為圖3A的智慧線性移動裝置沿C-C割面線的剖視圖。圖3D為圖3B之滑座的仰視示意圖。圖3E為圖3A所示之智慧線性移動裝置的局部放大剖視示意圖。圖4A為依據本新型第四實施例之智慧線性移動裝置的示意圖。圖4B為圖4A所示的智慧線性移動裝置的分解示意圖。圖4C為圖4A所示的智慧線性移動裝置沿D-D割面線的剖視示意圖。圖4D為本新型的迴流元件與滑座本體的組裝示意圖。圖4E為圖4C所示之智慧線性移動裝置的局部放大剖視示意圖。

Claims

一種智慧線性移動裝置，包括：一引導件，具有一引導槽；一移動件，滑設於該引導件上，並包括：一移動件本體，其內側具有對應該引導槽之一內滾動槽，該內滾動槽與部分的該引導槽共同構成一內滾動件通道，該移動件本體更具有對應於該內滾動件通道之一循環通道；及至少二循環件，設置於該移動件本體，各該循環件具有一迴流通道，且該循環通道、該內滾動件通道與該些迴流通道形成一循環路徑；複數滾動件，容置於該循環路徑中；以及一感測件，設置於該引導件或該移動件內部。
如申請專利範圍第1項所述之智慧線性移動裝置，其為滾珠螺桿、旋轉式滾珠螺桿裝置、單軸運動裝置、或線性軌道運動裝置。
如申請專利範圍第1項所述之智慧線性移動裝置，其中該移動件本體更具有至少二連接部，該至少二循環件分別對應連接於該移動件本體的該至少二連接部。
如申請專利範圍第1項所述之智慧線性移動裝置，其中該至少二循環件設置於該移動件的同一側或相對側。
如申請專利範圍第1項所述之智慧線性移動裝置，其中該移動件或該引導件具有至少一凹槽，該感測件設置於該凹槽內，並與該凹槽緊密配合。
如申請專利範圍第1項所述之智慧線性移動裝置，其中多個該感測件間隔設置於該引導件或該移動件。
如申請專利範圍第1項所述之智慧線性移動裝置，其中該感測件感測該些滾動件對該移動件本體或該引導件產生的一預壓力。
如申請專利範圍第7項所述之智慧線性移動裝置，其中該預壓力具有平行該引導件或該移動件長軸方向之一水平分力，該感測件包含一殼體與一壓力感測器，該壓力感測器設於該殼體，該壓力感測器感測該水平分力對該殼體所造成的形變，進而得到壓力值。
如申請專利範圍第1項所述之智慧線性移動裝置，其中該感測件包含一殼體與至少一感測器，該殼體設置於該引導件或該移動件，該殼體的內部具有一容置空間，該至少一感測器設置於該容置空間。
如申請專利範圍第9項所述之智慧線性移動裝置，其中該至少一感測器包含壓力感測器、溫度感測器、或振動感測器。