TWI796168B

TWI796168B - 夾爪座和夾爪系統

Info

Publication number: TWI796168B
Application number: TW111109772A
Authority: TW
Inventors: 徐志銘
Original assignee: 台達電子工業股份有限公司
Priority date: 2022-03-17
Filing date: 2022-03-17
Publication date: 2023-03-11
Also published as: TW202337658A

Abstract

本發明提供一種夾爪座，包括一殼體、一活動元件、一彈性元件、一限位機構、一導桿、以及一卡合元件。彈性元件連接殼體和活動元件。限位機構設置於活動元件上，且包括一溝槽和一擋止件，其中溝槽圍繞擋止件。溝槽具有一頂面，擋止件具有面朝頂面之一上表面，頂面具有朝向擋止件凸出之一凸起，且上表面具有一內凹結構。導桿之一端樞接殼體，且導桿之另一端進入溝槽中。卡合元件樞接活動元件。

Description

夾爪座和夾爪系統

本發明係有關於一種夾爪系統。更具體地來說，本發明有關於一種可替換爪片的夾爪系統。

在電子產品的製程中，機器手臂常常需要使用夾爪來夾取和移動電子零件，而單一電子產品中可能具有許多不同的電子零件，因此可能需要不同樣式的夾爪。現有可替換夾爪的設備中，為了確實地固定夾爪，需使用較複雜且體積較大的機構設計和電路設計，且無法迅速有效地替換夾爪。因此，如何解決前述各項問題始成一重要之課題。

為了解決上述習知之問題點，本發明提供一種夾爪座，包括一殼體、一活動元件、一彈性元件、一限位機構、一導桿、以及一卡合元件。彈性元件連接殼體和活動元件。限位機構設置於活動元件上，且包括一溝槽和一擋止件，其中溝槽圍繞擋止件。溝槽具有一頂面，擋止件具有面朝頂面之一上表面，頂面具有朝向擋止件凸出之一凸起，且上表面具有一內凹結構。導桿之一端樞接殼體，且導桿之另一端進入溝槽中。卡合元件樞接活動元件。

本發明一些實施例中，前述凸起具有一頂端，且內凹結構具有一底端，其中活動元件可相對於殼體沿一第一軸向移動，且沿著第一軸向觀察時，頂端和底端之間形成一距離。

本發明一些實施例中，前述凸起具有一第一底端和一第二底端，且活動元件可相對於殼體沿一第一軸向移動，其中沿著第一軸向觀察時，第一底端與內凹結構重疊，且該第二底端與內凹結構分離。溝槽具有一斜面，連接第一底端且相對於一第二軸向傾斜，其中第二軸向大致垂直於第一軸向。

本發明一些實施例中，前述擋止件更具有一下表面，相反於上表面，其中活動元件可相對於殼體沿一第一軸向移動，下表面相對於一第二軸向傾斜，且第二軸向大致垂直於第一軸向。

本發明一些實施例中，前述夾爪座更包括一驅動元件，設置於殼體上。當導桿位於溝槽的一第一位置時，卡合元件相對於殼體位於一關閉角度。當導桿由第一位置移動至一第二位置時，驅動元件接觸並推動卡合元件，使卡合元件由關閉角度旋轉至一開啟角度。內凹結構具有一底端，且當導桿位於第二位置時，導桿接觸內凹結構並鄰接底端。

本發明一些實施例中，夾爪座更包括一導引元件，設置於殼體上並具有一導槽，且活動元件具有一滑動部，可滑動地設置於導槽中。於一些實施例中，夾爪座更包括複數個球體，接觸活動元件和滑動部。

本發明亦提供一種夾爪系統，包括前述夾爪座、一夾爪裝置、一第一連接件、一爪片、以及一第二連接件。爪片具有一凸出部。第一連接件和第二連接件分別設置於夾爪裝置和爪片上，爪片通過第一連接件和第二連接件之間的磁性吸引力可拆卸地連接夾爪裝置。當夾爪裝置帶著爪片沿著一第一軸向朝向夾爪座移動時，爪片接觸並推動卡合元件由一開啟角度旋轉至一關閉角度，且卡合元件將爪片固定於夾爪座上。

本發明一些實施例中，當卡合元件將爪片固定於夾爪座上，且夾爪裝置沿著第一軸向遠離夾爪座時，爪片自夾爪裝置分離。

以下說明本發明之夾爪座和夾爪系統。然而，可輕易了解本發明提供許多合適的發明概念而可實施於廣泛的各種特定背景。所揭示的特定實施例僅僅用於說明以特定方法使用本發明，並非用以侷限本發明的範圍。

除非另外定義，在此使用的全部用語(包括技術及科學用語)具有與此篇揭露所屬之一般技藝者所通常理解的相同涵義。能理解的是這些用語，例如在通常使用的字典中定義的用語，應被解讀成具有一與相關技術及本發明的背景或上下文一致的意思，而不應該以一理想化或過度正式的方式解讀，除非在此特別定義。

本說明書以下的揭露內容是敘述各個構件及其排列方式的特定範例，以求簡化發明的說明。當然，這些特定的範例並非用以限定本發明。例如，若是本說明書以下的揭露內容敘述了將一第一特徵形成於一第二特徵之上或上方，即表示其包含了所形成的上述第一特徵與上述第二特徵是直接接觸的實施例，亦包含了尚可將附加的特徵形成於上述第一特徵與上述第二特徵之間，而使上述第一特徵與上述第二特徵可能未直接接觸的實施例。再者，為了方便描述圖式中一特徵與另一特徵的關係，可使用空間相關用語，例如「下面」、「下方」、「之下」、「上方」、「之上」、以及類似的用語等。除了圖式所繪示的方位之外，空間相關用語涵蓋裝置在使用或操作中的不同方位。所述裝置也可被另外定位(旋轉90度或在其他方位上)，且同樣可對應地解讀於此所使用的空間相關描述。

第1圖係表示本發明一實施例中之夾爪系統C的示意圖。如第1圖所示，前述夾爪系統C主要包括一夾爪裝置100、至少一爪片200、至少一第一連接件300、至少一第二連接件400、以及一夾爪座500，其中夾爪裝置100可為機械手臂或線性馬達，但並不限定於此。

爪片200以可拆卸的方式沿著一第一軸向D1連接至夾爪裝置100。因此，當夾爪裝置100移動時，爪片200將被驅動而與夾爪裝置100一起移動，從而可使爪片200移動至期望的位置來接觸及夾取欲抓取的物件(例如各種電子零件，像是晶片、電阻、電容等)。

具體而言，第一連接件300可設置於夾爪裝置100上，且第二連接件400可設置於爪片200上。如此一來，當夾爪裝置100與爪片200連接時，即可通過第一連接件300和第二連接件400之間的磁性吸引力相對於彼此固定。舉例來說，第一連接件300和第二連接件400皆可為具有磁性之磁鐵。或者，第一連接件300和第二連接件400之一者可為具有磁性之磁鐵，以及另一者則可為不具磁性之鐵片。

請參閱第2圖，爪片200包括一頂面210、複數個側面220、以及至少一凸出部230。頂面210面朝夾爪裝置100，側面220與頂面210連接，且頂面210的法線方向相異於側面220的法線方向，側面220的法線方向相異於第一軸向D1。凸出部230位於前述側面220上，且相對於側面220凸出。於本實施例中，每一爪片200包括兩個凸出部230，分別凸出於爪片200相反側的兩個側面220，且所述兩個側面220是沿著垂直於第一軸向D1的第三軸向D3排列。

如第2圖和第3圖所示，夾爪系統C可更包括至少一第一定位結構600，且爪片200上可更包括與第一定位結構600對應的至少一第二定位結構240。當夾爪裝置100與爪片200連接時，第一定位結構600和第二定位結構240可相互結合，以導引爪片200至預定的連接位置。第一定位結構600例如可為柱體，且第二定位結構240例如可為凹槽，因此，當夾爪裝置100與爪片200連接時，第一定位結構600可容置於第二定位結構240中。於一些實施例中，第一定位結構600可為凹槽，且第二定位結構240可為柱體。

於本實施例中，爪片200上設有兩個第二定位結構240，且夾爪系統C包括兩個第一定位結構600。前述第一連接件300設置於兩個第一定位結構600之間，且第二連接件400設置於兩個第二定位結構240之間。

另外，於本實施例中，夾爪系統C包括複數個爪片200，且各個爪片200上的第二連接件400將分別鄰近於不同的側面220，以避免相互干擾的情形。詳細而言，每個爪片200可具有面朝相反方向的側面220A和側面220B，其中一個爪片200上的第二連接件400可鄰近於側面220A，而另一個爪片200上的第二連接件400則可鄰近於側面220B。

請參閱第4圖，夾爪座500包括一殼體510、一活動元件520、一彈性元件530、至少一導引元件540、複數個球體550、一限位機構560、一導桿570、至少一卡合元件580、以及至少一驅動元件590。

殼體510例如可為一中空盒體，且彈性元件530可設置於殼體510中並連接殼體510和活動元件520，使活動元件520以可活動的方式連接至殼體510。舉例而言，彈性元件530可為一壓縮彈簧。

導引元件540可固定於殼體510上，且可包括一導槽541。活動元件520對應導引元件540的側面上可形成滑動部521，且此滑動部521以可滑動的方式設置於導槽541中。由於前述導槽541的長軸方向大致平行於第一軸向D1，因此活動元件520可被限制為僅能沿著第一軸向D1滑動。於本實施例中，複數個球體550設置於導引元件540上，且當活動元件520的滑動部521進入導槽541中時，球體550可同時接觸滑動部521和導引元件540，以減少滑動部521滑動時的阻力。

請一併參閱第4圖和第5圖，限位機構560可固定於活動元件520上，且其包括一溝槽561和一擋止件562。溝槽561環繞擋止件562，且具有一頂面S，其中頂面S上形成有朝向擋止件562凸出的凸起P，並具有與此凸起P連接的斜面N。詳細而言，凸起P具有一頂端P1和兩個底端P2(第一底端)、P3(第二底端)，頂端P1與擋止件562之間的距離小於底端P2、P3與擋止件562之間的距離，且沿著第一軸向D1觀察時，頂端P1和底端P2與擋止件562重疊，底端P3則與擋止件562分離。斜面N與第一底端P2相連。於本實施例中，凸起P大致具有三角形結構。

擋止件562具有一上表面S1和一下表面S2，其中上表面S1面朝頂面S，且下表面S2相反於上表面S1。上表面S1具有一內凹結構，且內凹結構的最底部形成一底端B。於本實施例中，沿著第一軸向D1觀察時，凸起P之頂端P1未與內凹結構的底端B對齊，因此兩者之間形成有一距離，且頂端P1位於底端B和斜面N之間。下表面S2為一傾斜面，下表面S2與斜面N皆相對於與第一軸向D1垂直之第二軸向D2傾斜。需特別說明的是，如第5圖所示，下表面S2是由左下往右上傾斜，而斜面N是由右下往左上傾斜，因此下表面S2與斜面N的傾斜方向不同。

如第4圖和第5圖所示，導桿570的一端571與殼體510樞接，另一端572則可活動地設置於限位機構560的溝槽561中。卡合元件580樞接活動元件520，且具有卡合槽581。前述卡合槽581的長軸方向平行於第二方向D2，且第二方向D2大致垂直於第一方向D1和第三方向D3。驅動元件590設置於殼體510上，並延伸至殼體510的內部。驅動元件590例如可為螺絲或彈簧，但並不限定於此。於一些實施例中，驅動元件590可為殼體510的一部分，亦即驅動元件590和殼體510可為一體成型。

以下說明夾爪系統C的操作方法。首先，如第6A圖和第6B圖所示，當爪片200通過卡合元件580固定於夾爪座500上時，爪片200處於一關閉角度，且爪片200的凸出部230容置於卡合元件580的卡合槽581中。由於彈性元件530會提供一向上的彈性力予活動元件520，因此導桿570的一端572可固定於溝槽561的一第一位置。詳細而言，當導桿570的一端572位於溝槽561的第一位置時，導桿570的一端572會接觸擋止件562之上表面S1的內凹結構並鄰接其底端B。

如第6C圖和第6D圖所示，當使用者欲使爪片200連接至夾爪裝置100時，可使夾爪裝置100沿著第一軸向D1朝向夾爪座500移動，爪片200和夾爪裝置100可通過第一連接件300和第二連接件400之間的磁性吸引力彼此連接。活動元件520和卡合元件580受到夾爪裝置100的推力而相對於殼體510朝下方移動，從而導桿570的一端572可移動至溝槽561的一第一暫時位置。當導桿570的一端572位於溝槽561的第一暫時位置時，導桿570的一端572會接觸溝槽561的頂面S並鄰接底端P3。

接著，如第6E圖和第6F圖所示，夾爪裝置100可沿著第一軸向D1遠離夾爪座500。由於夾爪裝置100不再提供活動元件520向下的推力，因此活動元件520會因為彈性元件530的彈性力會再次向上移動。因為當導桿570的一端572位於第一暫時位置時，導桿570的傾斜方向相同於斜面N的傾斜方向，且沿著第一軸向D1觀察時，底端P3則與擋止件562分離，因此，導桿570的一端572可移動至擋止件562的下方的一第二位置。活動元件520的移動不再被限位機構560限制，因此可以相對於殼體510移動至更上方處。

卡合元件580隨著活動元件520沿著第一軸向D1朝上方移動後，將會接觸到驅動元件590。驅動元件590可推動卡合元件580相對於活動元件520由關閉角度旋轉至一開啟角度，如此一來，爪片200將可與卡合元件580分離，夾爪裝置100可移動爪片200至期望的位置來抓取物件。

請參閱第6G圖和第6H圖，當使用者欲將夾爪裝置100上的爪片200固定至夾爪座500上時，帶著爪片200的夾爪裝置100可沿著第一軸向D1朝向夾爪座500移動。爪片200的凸出部230可與卡合元件580的卡合槽581結合並推對卡合元件580由開啟角度旋轉至關閉角度。

導桿570的一端572可沿著擋止件562的下表面S2和溝槽561的斜面N移動至一第二暫時位置並鄰接底端P2。

最後，如第6I圖和第6J圖所示，夾爪裝置100可沿著第一軸向D1遠離夾爪座500。由於夾爪裝置100不再提供活動元件520向下的推力，因此活動元件520會因為彈性元件530的彈性力會再次向上移動。導桿570的一端572可移動至溝槽561的第一位置並固定於前述第一位置。

由於爪片200已被卡合元件580固定於夾爪座500上，因此夾爪裝置100沿著第一軸向D1遠離夾爪座500時，即可使爪片200從夾爪裝置100分離。

綜上所述，本發明提供一種夾爪座，包括一殼體、一活動元件、一彈性元件、一限位機構、一導桿、以及一卡合元件。彈性元件連接殼體和活動元件。限位機構設置於活動元件上，且包括一溝槽和一擋止件，其中溝槽圍繞擋止件。溝槽具有一頂面，擋止件具有面朝頂面之一上表面，頂面具有朝向擋止件凸出之一凸起，且上表面具有一內凹結構。導桿之一端樞接殼體，且導桿之另一端進入溝槽中。卡合元件樞接活動元件。

雖然本發明的實施例及其優點已揭露如上，但應該瞭解的是，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作更動、替代與潤飾。此外，本發明之保護範圍並未侷限於說明書內所述特定實施例中的製程、機器、製造、物質組成、裝置、方法及步驟，任何所屬技術領域中具有通常知識者可從本發明揭示內容中理解現行或未來所發展出的製程、機器、製造、物質組成、裝置、方法及步驟，只要可以在此處所述實施例中實施大抵相同功能或獲得大抵相同結果皆可根據本發明使用。因此，本發明之保護範圍包括上述製程、機器、製造、物質組成、裝置、方法及步驟。另外，每一申請專利範圍構成個別的實施例，且本發明之保護範圍也包括各個申請專利範圍及實施例的組合。

雖然本發明以前述數個較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可做些許之更動與潤飾。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。此外，每個申請專利範圍建構成一獨立的實施例，且各種申請專利範圍及實施例之組合皆介於本發明之範圍內。

100:夾爪裝置 200:爪片 210:頂面 220,220A,220B:側面 230:凸出部 240:第二定位結構 300:第一連接件 400:第二連接件 500:夾爪座 510:殼體 520:活動元件 521:滑動部 530:彈性元件 540:導引元件 541:導槽 550:球體 560:限位機構 561:溝槽 562:擋止件 570:導桿 571:導桿的一端 572:導桿的另一端 580:卡合元件 581:卡合槽 590:驅動元件 600:第一定位結構 B:底端 C:夾爪系統 D1:第一軸向 D2:第二軸向 D3:第三軸向 N:斜面 P1:頂端 P2:底端(第一底端) P3:底端(第二底端) S:頂面 S1:上表面 S2:下表面

根據以下的詳細說明並配合所附圖式可以更加理解本發明實施例。應注意的是，根據本產業的標準慣例，圖式中的各種部件並未必按照比例繪製。事實上，可能任意的放大或縮小各種部件的尺寸，以做清楚的說明。

第1圖係表示本發明一實施例之夾爪系統的示意圖。

第2圖係表示本發明一實施例之夾爪裝置和爪片的示意圖。

第3圖係表示第1圖中沿A-A方向的剖視圖。

第4圖係表示本發明一實施例中之夾爪座的爆炸圖。第5圖係表示本發明一實施例中之限位機構和導桿的示意圖。第6A圖係表示本發明一實施例中，爪片設置於夾爪座上的示意圖。第6B圖係表示本發明一實施例中，導桿之一端位於一第一位置的示意圖。第6C圖係表示本發明一實施例中，夾爪裝置沿著第一軸向朝向夾爪座移動的示意圖。第6D圖係表示本發明一實施例中，導桿之一端移動至一第一暫時位置的示意圖。第6E圖係表示本發明一實施例中，夾爪裝置帶著爪片沿著第一軸向遠離夾爪座的示意圖。第6F圖係表示本發明一實施例中，導桿之一端移動至一第二位置的示意圖。第6G圖係表示本發明一實施例中，夾爪裝置帶著爪片沿著第一軸向朝向夾爪座移動的示意圖。第6H圖係表示本發明一實施例中，導桿之一端移動至一第二暫時位置的示意圖。第6I圖係表示本發明一實施例中，夾爪裝置沿著第一軸向遠離夾爪座並與爪片分離的示意圖。第6J圖係表示本發明一實施例中，導桿之一端移動回第一位置的示意圖。

100:夾爪裝置

200:爪片

300:第一連接件

400:第二連接件

500:夾爪座

C:夾爪系統

D1:第一軸向

D2:第二軸向

D3:第三軸向

Claims

一種夾爪座，包括：一殼體；一活動元件；一彈性元件，連接該殼體和該活動元件；一限位機構，設置於該活動元件上，包括：一溝槽，具有一頂面；以及一擋止件，具有面朝該頂面之一上表面，其中該溝槽圍繞該擋止件，該頂面具有朝向該擋止件凸出之一凸起，且該上表面具有一內凹結構；一導桿，其中該導桿之一端樞接該殼體，且該導桿之另一端進入該溝槽中；以及一卡合元件，樞接該活動元件。
如請求項1之夾爪座，其中該凸起具有一頂端，且該內凹結構具有一底端，其中該活動元件可相對於該殼體沿一第一軸向移動，且沿著該第一軸向觀察時，該頂端和該底端之間形成一距離。
如請求項1之夾爪座，其中該凸起具有一第一底端和一第二底端，且該活動元件可相對於該殼體沿一第一軸向移動，其中沿著該第一軸向觀察時，該第一底端與該內凹結構重疊，且該第二底端與該內凹結構分離。
如請求項3之夾爪座，其中該溝槽具有一斜面，連接該第一底端且相對於一第二軸向傾斜，其中該第二軸向大致垂直於該第一軸向。
如請求項1之夾爪座，其中該擋止件更具有一下表面，相反於該上表面，其中該活動元件可相對於該殼體沿一第一軸向移動，該下表面相對於一第二軸向傾斜，且第二軸向大致垂直於該第一軸向。
如請求項1之夾爪座，其中該夾爪座更包括一驅動元件，設置於該殼體上，其中當該導桿位於該溝槽的一第一位置時，該卡合元件相對於該殼體位於一關閉角度，且當該導桿由該第一位置移動至一第二位置時，該驅動元件接觸並推動該卡合元件，使該卡合元件由該關閉角度旋轉至一開啟角度。
如請求項6之夾爪座，其中該內凹結構具有一底端，且當該導桿位於該第二位置時，該導桿接觸該內凹結構並鄰接該底端。
如請求項1之夾爪座，其中該夾爪座更包括一導引元件，設置於該殼體上並具有一導槽，且該活動元件具有一滑動部，可滑動地設置於該導槽中。
如請求項8之夾爪座，其中該夾爪座更包括複數個球體，接觸該活動元件和該滑動部。
一種夾爪系統，包括：一夾爪裝置；至少一第一連接件，設置於該夾爪裝置上；至少一爪片，該爪片具有一凸出部；一第二連接件，設置於該爪片上，其中該爪片通過該第一連接件和該第二連接件之間的磁性吸引力可拆卸地連接該夾爪裝置；以及一夾爪座，包括：一殼體；一活動元件；一彈性元件，連接該殼體和該活動元件；一限位機構，設置於該活動元件上，包括：一溝槽，具有一頂面；以及一擋止件，具有面朝該頂面之一上表面，其中該溝槽圍繞該擋止件，該頂面具有朝向該擋止件凸出之一凸起，且該上表面具有一內凹結構；一導桿，其中該導桿之一端樞接該殼體，且該導桿之另一端進入該溝槽中；以及一卡合元件，樞接該活動元件，其中當該夾爪裝置帶著該爪片沿著一第一軸向朝向該夾爪座移動時，該爪片接觸並推動該卡合元件由一開啟角度旋轉至一關閉角度，且該卡合元件將該爪片固定於該夾爪座上。
如請求項10之夾爪系統，其中當該卡合元件將該爪片固定於該夾爪座上，且該夾爪裝置沿著該第一軸向遠離該夾爪座時，該爪片自該夾爪裝置分離。