專利名稱：作動機(jī)構(gòu)及應(yīng)用其的作動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
作動機(jī)構(gòu)及應(yīng)用其的作動裝置
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型關(guān)于一種作動機(jī)構(gòu)及應(yīng)用其的作動裝置，且特別是有關(guān)于一種具低負(fù)
載及高自由度的作動機(jī)構(gòu)及應(yīng)用其的作動裝置。背景技術(shù)：
隨著自動化科技的發(fā)展，機(jī)構(gòu)設(shè)計越富多元。機(jī)構(gòu)設(shè)計是根據(jù)機(jī)構(gòu)在作動上的需 求來決定其自由度的多寡。 一般來說，機(jī)構(gòu)可藉由例如是馬達(dá)的驅(qū)動組件配合齒輪組來帶 動，以增加機(jī)構(gòu)在應(yīng)用上的彈性。 馬達(dá)配合齒輪組來驅(qū)動機(jī)構(gòu)的方式往往僅可使機(jī)構(gòu)進(jìn)行單一軸向的運動。雖然， 可藉由配置數(shù)個相互搭載的馬達(dá)來驅(qū)動機(jī)構(gòu)，以使機(jī)構(gòu)進(jìn)行多個軸向的運動。然而，馬達(dá)相 互搭載的配置方式往往讓驅(qū)動基軸的馬達(dá)的負(fù)載相當(dāng)?shù)拇?。因此，如何設(shè)計出可增加自由 度，且避免驅(qū)動組件的負(fù)載過大的機(jī)構(gòu)，乃為相關(guān)業(yè)者努力的目標(biāo)之一。

實用新型內(nèi)容
本實用新型關(guān)于一種作動機(jī)構(gòu)及應(yīng)用其的作動裝置，其以相互接觸的方式作為致
動件與被動件間進(jìn)行相對運動的機(jī)制，以有效地避免致動件的負(fù)載過大的情況。 根據(jù)本實用新型的第一方面，提出一種作動機(jī)構(gòu)，包括被動件及第一致動件。第一
致動件包括第一轉(zhuǎn)軸。第一轉(zhuǎn)軸的徑向外壁接觸被動件的徑向外壁。第一轉(zhuǎn)軸用以繞著第
一軸心轉(zhuǎn)動，以帶動被動件繞著第二軸心轉(zhuǎn)動。第二軸心平行于第一軸心，且被動件的轉(zhuǎn)動
方向相反于第一轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動方向。 根據(jù)本實用新型的第二方面，提出一種作動裝置，包括底座及作動機(jī)構(gòu)。底座具有 槽體。作動機(jī)構(gòu)容置于槽體內(nèi)。作動機(jī)構(gòu)包括被動件以及第一致動件。第一致動件包括第 一轉(zhuǎn)軸。第一轉(zhuǎn)軸的徑向外壁接觸被動件的徑向外壁。第一轉(zhuǎn)軸用以繞著第一軸心轉(zhuǎn)動， 以帶動被動件繞著第二軸心相對底座轉(zhuǎn)動。第二軸心平行于第一軸心，且被動件的轉(zhuǎn)動方 向相反于第一轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動方向。 為讓本實用新型的上述內(nèi)容能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合所附圖 式，作詳細(xì)說明如下


圖1A繪示根據(jù)本實用新型的第一實施例的作動機(jī)構(gòu)的立體圖。 圖1B繪示圖1A中的作動機(jī)構(gòu)的側(cè)視圖。 圖2A及圖2B繪示被動件轉(zhuǎn)動至不同位置時的示意圖。 圖3繪示圖1A中的環(huán)狀部帶動第一致動件轉(zhuǎn)動的示意圖。 圖4繪示另一種轉(zhuǎn)軸與被動件的示意圖。 圖5繪示沿著圖1A中的剖面線5-5'的作動機(jī)構(gòu)的剖面圖。 圖6繪示根據(jù)本實用新型的第二實施例的作動裝置的示意圖。
具體實施方式
本實用新型主要提供一種作動機(jī)構(gòu)及應(yīng)用其的作動裝置。作動機(jī)構(gòu)包括被動件及 致動件。致動件包括轉(zhuǎn)軸。轉(zhuǎn)軸的徑向外壁接觸被動件的徑向外壁。轉(zhuǎn)軸用以繞著第一軸 心轉(zhuǎn)動，以帶動被動件繞著第二軸心轉(zhuǎn)動。第二軸心平行于第一軸心，且被動件的轉(zhuǎn)動方向 相反于轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動方向。 以下舉出較佳實施例，配合圖式詳細(xì)說明本實用新型的作動機(jī)構(gòu)及應(yīng)用其的作動 裝置。然而，熟悉此技術(shù)者當(dāng)可明了，此些圖式與文字僅為說明之用，并不會對本實用新型 欲保護(hù)的范圍造成限縮。 第一實施例 請同時參照圖1A及圖1B，圖1A繪示根據(jù)本實用新型的第一實施例的作動機(jī)構(gòu)的 立體圖，圖1B繪示圖1A中的作動機(jī)構(gòu)的側(cè)視圖。 作動機(jī)構(gòu)100包括被動件110、套置件120及第一致動件130。被動件110具有球 體部111及外露部113。外露部113具有凹槽113r。球體部111連接于凹槽113r的內(nèi)壁。 球體部111與凹槽113r的內(nèi)壁間的空間用以容納套置件120及第一致動件130。 第一致動件130包括主體131及第一轉(zhuǎn)軸132。第一轉(zhuǎn)軸132樞接于主體131。被 動件110的球體部111可轉(zhuǎn)動地設(shè)置于套置件120中，且主體131固定于套置件120。 套置件120具有貫孔120a，第一轉(zhuǎn)軸132的徑向外壁經(jīng)由貫孔120a接觸被動件 110的徑向外壁。于本實施例中，第一轉(zhuǎn)軸132用以繞著平行于x軸的第一軸心轉(zhuǎn)動，以藉 由摩擦力來帶動被動件110繞著另一平行于x軸的第二軸心轉(zhuǎn)動。被動件110的轉(zhuǎn)動方向 相反于第一轉(zhuǎn)軸132的轉(zhuǎn)動方向。舉例來說，假設(shè)第一轉(zhuǎn)軸132順時針方向地轉(zhuǎn)動，則被動 件110逆時針方向地轉(zhuǎn)動，如圖2A所示?；蛘撸僭O(shè)第一轉(zhuǎn)軸132逆時針方向地轉(zhuǎn)動，則被 動件IIO順時針方向地轉(zhuǎn)動，如圖2B所示。 為了進(jìn)一步增加被動件110于轉(zhuǎn)動時的自由度，如圖1A及圖1B所示，套置件120 可進(jìn)一步包括容置部121及環(huán)狀部122，且環(huán)狀部122具有貫孔120a。環(huán)狀部122可轉(zhuǎn)動 地耦接于容置部121上。被動件110的球體部111可轉(zhuǎn)動地設(shè)置于容置部121內(nèi)，且主體 131固定于環(huán)狀部122。如此一來，環(huán)狀部122的轉(zhuǎn)動帶動第一致動件130相對容置部121 轉(zhuǎn)動，使得第一轉(zhuǎn)軸132可繞著不同的軸心轉(zhuǎn)動。 于本實施例中，作動機(jī)構(gòu)100更包括第二致動件140，以驅(qū)動環(huán)狀部122相對于容 置部121轉(zhuǎn)動。第二致動件140包括主體141及第二轉(zhuǎn)軸142。第二轉(zhuǎn)軸142樞接于主體 141。第二轉(zhuǎn)軸142的徑向外壁用以接觸環(huán)狀部122的徑向外壁，且繞著一平行于z軸的第 三軸心轉(zhuǎn)動，以帶動環(huán)狀部122繞著另一平行于z軸的第四軸心轉(zhuǎn)動。環(huán)狀部122的轉(zhuǎn)動 方向相反于第二轉(zhuǎn)軸142的轉(zhuǎn)動方向，且第二轉(zhuǎn)軸142的第三軸心與環(huán)狀部122的第四軸 心皆不平行于第一轉(zhuǎn)軸132的第一軸心，亦即與第一轉(zhuǎn)軸132的第一軸心交錯。 以下以一例子說明第二致動件140帶動環(huán)狀部122轉(zhuǎn)動的情況。如圖1A所示，第 一致動件130的第一轉(zhuǎn)軸132的第一軸心平行于x軸。當(dāng)?shù)诙聞蛹?40的第二轉(zhuǎn)軸142 帶動環(huán)狀部122相對于容置部121轉(zhuǎn)動至如圖3所示的位置時，固定在環(huán)狀部122的第一 致動件130對應(yīng)地轉(zhuǎn)動，使得第一轉(zhuǎn)軸132的第一軸心由平行于x軸的方向改變成平行于 y軸的方向。此時，當(dāng)?shù)谝晦D(zhuǎn)軸132轉(zhuǎn)動時，被動件110被帶動而繞著另一平行于y軸的第二軸心轉(zhuǎn)動。藉由套置件120與第二致動件140的配置與設(shè)計，被動件110于轉(zhuǎn)動時的自 由度可增加，以提高作動機(jī)構(gòu)100于操作上的彈性。 為了確保被動件110的球體部111可于套置件120的容置部121中平順地轉(zhuǎn)動， 容置部121的內(nèi)壁的輪廓形狀較佳地配合球體部111的運動方式為球面。 另外，第二致動件140的配置可為可移動地設(shè)置于套置件120的一側(cè)，以讓第二轉(zhuǎn) 軸142的徑向外壁可選擇性地接觸環(huán)狀部122或被動件110。當(dāng)?shù)诙聞蛹?40的位置讓 第二轉(zhuǎn)軸142直接地接觸環(huán)狀部122時，第二轉(zhuǎn)軸142用以帶動環(huán)狀部122來改變第一轉(zhuǎn) 軸132的第一軸心的方向。此作動機(jī)制已于前述中說明，此處不再贅述。當(dāng)?shù)诙聞蛹?40 的位置讓第二轉(zhuǎn)軸142直接地接觸被動件110時，第二轉(zhuǎn)軸142用以帶動被動件110轉(zhuǎn)動。 更進(jìn)一步來說，當(dāng)?shù)诙D(zhuǎn)軸142的徑向外壁直接地接觸被動件110的徑向外壁，且第二轉(zhuǎn)軸 142轉(zhuǎn)動時，被動件110被帶動而轉(zhuǎn)動，且被動件110的轉(zhuǎn)動方向相反于第二轉(zhuǎn)軸142的轉(zhuǎn) 動方向。如此一來，被動件110于轉(zhuǎn)動時的自由度可再增加。 于本實施例中，第二轉(zhuǎn)軸142可經(jīng)由套置件120的缺口 120b(如圖1A所示)接觸 被動件110?；蛘撸诙D(zhuǎn)軸142亦可直接地藉由第二致動件140移動至被動件未被容置部 121包覆的位置來接觸被動件110。 上述的被動件110的徑向外壁與第一轉(zhuǎn)軸132的徑向外壁皆以平滑的表面為例說 明。然而，被動件110的徑向外壁與第一轉(zhuǎn)軸132的徑向外壁亦可設(shè)置形狀上相互配合的 結(jié)構(gòu)來增加摩擦力，以提高轉(zhuǎn)動的能力。請參照圖4，其繪示另一種轉(zhuǎn)軸與被動件的示意圖。 第一致動件130'的第一轉(zhuǎn)軸132'的徑向外壁具有數(shù)個凸?fàn)罱Y(jié)構(gòu)P，且被動件110'的球體 部111'的徑向外壁具有數(shù)個凹狀結(jié)構(gòu)C。當(dāng)?shù)谝晦D(zhuǎn)軸132'帶動球體部111'轉(zhuǎn)動時，凹狀 結(jié)構(gòu)C容置凸?fàn)罱Y(jié)構(gòu)P的一部分，以藉由近似于卡合的方式來提高第一轉(zhuǎn)軸132'與球體部
iir相對彼此運動的能力?；蛘撸?fàn)罱Y(jié)構(gòu)p可位于球體部iir的徑向外壁，且凹狀結(jié)構(gòu)
C可位于第一轉(zhuǎn)軸132'的徑向外壁。當(dāng)然，第二轉(zhuǎn)軸142的徑向外壁及環(huán)狀部122的徑向 外壁亦可設(shè)置形狀上相互配合的結(jié)構(gòu)來增加摩擦力，以提高轉(zhuǎn)動的能力。 請參照圖5，其繪示沿著圖1A中的剖面線5-5'的作動機(jī)構(gòu)的剖面圖。作動機(jī)構(gòu) 100可更包括數(shù)個球體150，設(shè)置于套置件120的容置部121與被動件110的球體部111之 間，以減少容置部121與球體部111相互接觸時產(chǎn)生的摩擦力，使得球體部111可平順地相 對于容置部121轉(zhuǎn)動。于本實施例中，各球體150的一部分嵌入容置部121，且各球體150 的另一部分用以接觸球體部111。或者，各球體150的一部分可嵌入球體部lll，且各球體 150的另一部分用以接觸容置部121，以減少容置部121與球體部111相互接觸時產(chǎn)生的摩 擦力。 第二實施例 請參照圖6，其繪示根據(jù)本實用新型的第二實施例的作動裝置的示意圖。作動裝置 10包括如第一實施例中所述的作動機(jī)構(gòu)100與底座200。由于作動機(jī)構(gòu)100已于第一實施 例中說明，因此，此處僅對底座200的結(jié)構(gòu)及其與作動機(jī)構(gòu)100的配置方式作進(jìn)一步說明。 底座200包括上部210與下部220。上部210與下部220可為一體成形。底座200 的槽體220s位于上部210。作動機(jī)構(gòu)100以僅露出被動件110的外露部113的方式容置于 槽體220s內(nèi)，以提升整體機(jī)構(gòu)的美感。 另外，被動件110相對于底座200的轉(zhuǎn)動行程由阻擋部的配置來規(guī)范。槽體220s具有兩個阻擋部bl，位于槽體220s的內(nèi)壁上。被動件110具有兩個阻擋部b2，位于外露部113的外表面S上。阻擋部bl用以于其抵接阻擋部b2時，限制被動件110的作動。舉例來說，當(dāng)被動件110因被帶動而相對于底座200往方向D轉(zhuǎn)動，且阻擋部bl抵接于阻擋部b2時，被動件110無法持續(xù)地往方向D轉(zhuǎn)動。如此一來，被動件110相對于底座200的轉(zhuǎn)動行程可被規(guī)范出來。當(dāng)然，圖6中的阻擋部bl、b2的位置僅為一例子，阻擋部bl、b2的位置可依據(jù)被動件110的欲轉(zhuǎn)動行程的大小來決定。 另外，為了確保作動機(jī)構(gòu)100在底座200中可平順地運動，外露部113的外壁的輪
廓形狀相同于槽體220s的內(nèi)壁的輪廓形狀。較佳地，外露部113的輪廓形狀與槽體220s
的內(nèi)壁的輪廓形狀皆為球面，以配合被動件110相對于底座200的運動方式。 本實用新型上述實施例所揭露的作動機(jī)構(gòu)及應(yīng)用其的作動裝置，其以第一致動件
的轉(zhuǎn)軸接觸被動件的方式來帶動被動件轉(zhuǎn)動。套置件與第二致動件的配置更增加被動件于
作動時的自由度。另外，由于第一致動件與第二致動件之間的作動各自獨立，因此，可避免
傳統(tǒng)中相互搭載的馬達(dá)面臨的負(fù)載過大的情況。 綜上所述，雖然本實用新型已以較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本實用新型。本實用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者，在不脫離本實用新型的精神和范圍內(nèi)，
當(dāng)可作各種的更動與潤飾。因此，本實用新型的保護(hù)范圍當(dāng)視其權(quán)利要求所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求一種作動機(jī)構(gòu)，其特征在于該作動機(jī)構(gòu)包括被動件；以及第一致動件，包括第一轉(zhuǎn)軸，該第一轉(zhuǎn)軸的徑向外壁接觸該被動件的徑向外壁，該第一轉(zhuǎn)軸用以繞著第一軸心轉(zhuǎn)動，以帶動該被動件繞著第二軸心轉(zhuǎn)動，該第二軸心平行于該第一軸心，且該被動件的轉(zhuǎn)動方向相反于該第一轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動方向。
2. 如權(quán)利要求1所述的作動機(jī)構(gòu)，其特征在于該第一致動件還包括主體，該第一轉(zhuǎn)軸 樞接于該主體，該作動機(jī)構(gòu)更包括套置件，該被動件可轉(zhuǎn)動地設(shè)置于該套置件中，該主體固定于該套置件，該套置件具有 貫孔，該第一轉(zhuǎn)軸的徑向外壁經(jīng)由該貫孔接觸該被動件的徑向外壁。
3. 如權(quán)利要求2所述的作動機(jī)構(gòu)，其特征在于該套置件包括 容置部，該被動件可轉(zhuǎn)動地設(shè)置于該容置部內(nèi)；以及環(huán)狀部，可轉(zhuǎn)動地耦接于該容置部上，該主體固定于該環(huán)狀部，該環(huán)狀部具有該貫孔， 該環(huán)狀部用以帶動該第一致動件相對于該容置部轉(zhuǎn)動。
4. 如權(quán)利要求3所述的作動機(jī)構(gòu)，其特征在于該作動機(jī)構(gòu)還包括第二致動件，包括第二轉(zhuǎn)軸，該第二轉(zhuǎn)軸的徑向外壁用以接觸該環(huán)狀部的徑向外壁，該 第二轉(zhuǎn)軸用以繞著第三軸心轉(zhuǎn)動，以帶動該環(huán)狀部繞著第四軸心轉(zhuǎn)動，該第四軸心平行于 該第三軸心，該第三軸心交錯于該第一軸心，且該環(huán)狀部的轉(zhuǎn)動方向相反于該第二轉(zhuǎn)軸的 轉(zhuǎn)動方向。
5. 如權(quán)利要求4所述的作動機(jī)構(gòu)，其特征在于該第二致動件可移動地設(shè)置于該套置件 的一側(cè)，使得該第二轉(zhuǎn)軸的徑向外壁更用以接觸該被動件的徑向外壁，該第二轉(zhuǎn)軸更用以 帶動該被動件繞著該第四軸心轉(zhuǎn)動，該被動件的轉(zhuǎn)動方向相反于該第二轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動方向。
6. 如權(quán)利要求5所述的作動機(jī)構(gòu)，其特征在于該套置件具有缺口，該第二轉(zhuǎn)軸經(jīng)由該 缺口接觸該被動件。
7. 如權(quán)利要求2所述的作動機(jī)構(gòu)，其特征在于還包括 復(fù)數(shù)個球體，設(shè)置于該套置件與該被動件之間。
8. 如權(quán)利要求7所述的作動機(jī)構(gòu)，其特征在于各該球體的一部分嵌入該套置件及該被 動件的其中一者，且各該球體的另一部分用以接觸該套置件及該被動件的另一者。
9. 如權(quán)利要求2所述的作動機(jī)構(gòu)，其特征在于該被動件具有球體部及外露部，該外露 部具有凹槽，該球體部連接于該凹槽的內(nèi)壁，該球體部可轉(zhuǎn)動地設(shè)置于該套置件內(nèi)，該球體 部與該凹槽的內(nèi)壁間的空間用以容納該套置件及該第一致動件。
10. 如權(quán)利要求9所述的作動機(jī)構(gòu)，其特征在于該套置件的內(nèi)壁的輪廓形狀為球面。
11. 如權(quán)利要求9所述的作動機(jī)構(gòu)，其特征在于該被動件更具有至少一阻擋部，位于該 外露部的外表面上，該阻擋部用以于其抵接物體時，限制該被動件的作動。
12. 如權(quán)利要求1所述的作動機(jī)構(gòu)，其特征在于該第一轉(zhuǎn)軸與該被動件的其中一者的 徑向外壁具有復(fù)數(shù)個凸?fàn)罱Y(jié)構(gòu)，該第一轉(zhuǎn)軸與該被動件的另一者的徑向外壁具有復(fù)數(shù)個凹 狀結(jié)構(gòu)，各該凹狀結(jié)構(gòu)用以容置各該凸?fàn)罱Y(jié)構(gòu)的一部分。
13. —種作動裝置，其特征在于該作動裝置包括 底座，具有槽體；以及如權(quán)利要求1-12任一項所述的作動機(jī)構(gòu)，容置于該槽體內(nèi)。
14. 如權(quán)利要求13所述的作動裝置，其特征在于該外露部的外壁的輪廓形狀相同于該 槽體的內(nèi)壁的輪廓形狀。
15. 如權(quán)利要求13所述的作動裝置，其特征在于該底座包括上部與下部，該槽體位于 該上部，該上部與該下部為一體成形。
專利摘要本實用新型揭露一種作動機(jī)構(gòu)及應(yīng)用其的作動裝置，作動機(jī)構(gòu)包括被動件及致動件。致動件包括轉(zhuǎn)軸。轉(zhuǎn)軸的徑向外壁接觸被動件的徑向外壁。轉(zhuǎn)軸用以繞著第一軸心轉(zhuǎn)動，以帶動被動件繞著第二軸心轉(zhuǎn)動。第二軸心平行于第一軸心，且被動件的轉(zhuǎn)動方向相反于轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動方向。
文檔編號A63H3/36GK201470094SQ20092015620
公開日2010年5月19日 申請日期2009年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月4日
發(fā)明者賴榮基 申請人:蘇州達(dá)方電子有限公司;達(dá)方電子股份有限公司