專利名稱：作動機構及應用其的作動裝置的制作方法
技術領域：
作動機構及應用其的作動裝置
技術領域：
本實用新型關于一種作動機構及應用其的作動裝置，且特別是有關于一種具低負
載及高自由度的作動機構及應用其的作動裝置。背景技術：
隨著自動化科技的發(fā)展，機構設計越富多元。機構設計是根據機構在作動上的需 求來決定其自由度的多寡。 一般來說，機構可藉由例如是馬達的驅動組件配合齒輪組來帶 動，以增加機構在應用上的彈性。 馬達配合齒輪組來驅動機構的方式往往僅可使機構進行單一軸向的運動。雖然， 可藉由配置數個相互搭載的馬達來驅動機構，以使機構進行多個軸向的運動。然而，馬達相 互搭載的配置方式往往讓驅動基軸的馬達的負載相當的大。因此，如何設計出可增加自由 度，且避免驅動組件的負載過大的機構，乃為相關業(yè)者努力的目標之一。

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


圖1A繪示根據本實用新型的第一實施例的作動機構的立體圖。 圖1B繪示圖1A中的作動機構的側視圖。 圖2A及圖2B繪示被動件轉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動的示意圖。 圖4繪示另一種轉軸與被動件的示意圖。 圖5繪示沿著圖1A中的剖面線5-5'的作動機構的剖面圖。 圖6繪示根據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構及應用其的作動裝置。作動機構包括被動件及 致動件。致動件包括轉軸。轉軸的徑向外壁接觸被動件的徑向外壁。轉軸用以繞著第一軸 心轉動，以帶動被動件繞著第二軸心轉動。第二軸心平行于第一軸心，且被動件的轉動方向 相反于轉軸的轉動方向。 以下舉出較佳實施例，配合圖式詳細說明本實用新型的作動機構及應用其的作動 裝置。然而，熟悉此技術者當可明了，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繪示根據本實用新型的第一實施例的作動機構的 立體圖，圖1B繪示圖1A中的作動機構的側視圖。 作動機構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的內壁。 球體部111與凹槽113r的內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及第一轉軸132。第一轉軸132樞接于主體131。被 動件110的球體部111可轉動地設置于套置件120中，且主體131固定于套置件120。 套置件120具有貫孔120a，第一轉軸132的徑向外壁經由貫孔120a接觸被動件 110的徑向外壁。于本實施例中，第一轉軸132用以繞著平行于x軸的第一軸心轉動，以藉 由摩擦力來帶動被動件110繞著另一平行于x軸的第二軸心轉動。被動件110的轉動方向 相反于第一轉軸132的轉動方向。舉例來說，假設第一轉軸132順時針方向地轉動，則被動 件110逆時針方向地轉動，如圖2A所示?；蛘?，假設第一轉軸132逆時針方向地轉動，則被 動件IIO順時針方向地轉動，如圖2B所示。 為了進一步增加被動件110于轉動時的自由度，如圖1A及圖1B所示，套置件120 可進一步包括容置部121及環(huán)狀部122，且環(huán)狀部122具有貫孔120a。環(huán)狀部122可轉動 地耦接于容置部121上。被動件110的球體部111可轉動地設置于容置部121內，且主體 131固定于環(huán)狀部122。如此一來，環(huán)狀部122的轉動帶動第一致動件130相對容置部121 轉動，使得第一轉軸132可繞著不同的軸心轉動。 于本實施例中，作動機構100更包括第二致動件140，以驅動環(huán)狀部122相對于容 置部121轉動。第二致動件140包括主體141及第二轉軸142。第二轉軸142樞接于主體 141。第二轉軸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 三軸心轉動，以帶動環(huán)狀部122繞著另一平行于z軸的第四軸心轉動。環(huán)狀部122的轉動 方向相反于第二轉軸142的轉動方向，且第二轉軸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軸132的第一軸心，亦即與第一轉軸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轉動的情況。如圖1A所示，第 一致動件130的第一轉軸132的第一軸心平行于x軸。當第二致動件140的第二轉軸142 帶動環(huán)狀部122相對于容置部121轉動至如圖3所示的位置時，固定在環(huán)狀部122的第一 致動件130對應地轉動，使得第一轉軸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，當第一轉軸132轉動時，被動件110被帶動而繞著另一平行于y軸的第二軸心轉動。藉由套置件120與第二致動件140的配置與設計，被動件110于轉動時的自 由度可增加，以提高作動機構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中平順地轉動， 容置部121的內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置于套置件120的一側，以讓第二轉 軸142的徑向外壁可選擇性地接觸環(huán)狀部122或被動件110。當第二致動件140的位置讓 第二轉軸142直接地接觸環(huán)狀部122時，第二轉軸142用以帶動環(huán)狀部122來改變第一轉 軸132的第一軸心的方向。此作動機制已于前述中說明，此處不再贅述。當第二致動件140 的位置讓第二轉軸142直接地接觸被動件110時，第二轉軸142用以帶動被動件110轉動。 更進一步來說，當第二轉軸142的徑向外壁直接地接觸被動件110的徑向外壁，且第二轉軸 142轉動時，被動件110被帶動而轉動，且被動件110的轉動方向相反于第二轉軸142的轉 動方向。如此一來，被動件110于轉動時的自由度可再增加。 于本實施例中，第二轉軸142可經由套置件120的缺口 120b(如圖1A所示)接觸 被動件110。或者，第二轉軸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軸132的徑向外壁亦可設置形狀上相互配合的 結構來增加摩擦力，以提高轉動的能力。請參照圖4，其繪示另一種轉軸與被動件的示意圖。 第一致動件130'的第一轉軸132'的徑向外壁具有數個凸狀結構P，且被動件110'的球體 部111'的徑向外壁具有數個凹狀結構C。當第一轉軸132'帶動球體部111'轉動時，凹狀 結構C容置凸狀結構P的一部分，以藉由近似于卡合的方式來提高第一轉軸132'與球體部
iir相對彼此運動的能力?；蛘?，凸狀結構p可位于球體部iir的徑向外壁，且凹狀結構
C可位于第一轉軸132'的徑向外壁。當然，第二轉軸142的徑向外壁及環(huán)狀部122的徑向 外壁亦可設置形狀上相互配合的結構來增加摩擦力，以提高轉動的能力。 請參照圖5，其繪示沿著圖1A中的剖面線5-5'的作動機構的剖面圖。作動機構 100可更包括數個球體150，設置于套置件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相互接觸時產生的摩擦力，使得球體部111可平順地相 對于容置部121轉動。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相互接觸時產生的摩 擦力。 第二實施例 請參照圖6，其繪示根據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構100與底座200。由于作動機構100已于第一實施 例中說明，因此，此處僅對底座200的結構及其與作動機構100的配置方式作進一步說明。 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。作動機構100以僅露出被動件110的外露部113的方式容置于 槽體220s內，以提升整體機構的美感。 另外，被動件110相對于底座200的轉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，當被動件110因被帶動而相對于底座200往方向D轉動，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轉動。如此一來，被動件110相對于底座200的轉動行程可被規(guī)范出來。當然，圖6中的阻擋部bl、b2的位置僅為一例子，阻擋部bl、b2的位置可依據被動件110的欲轉動行程的大小來決定。 另外，為了確保作動機構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的內壁的輪廓形狀。較佳地，外露部113的輪廓形狀與槽體220s
的內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構及應用其的作動裝置，其以第一致動件
的轉軸接觸被動件的方式來帶動被動件轉動。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)中相互搭載的馬達面臨的負載過大的情況。 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領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，
當可作各種的更動與潤飾。因此，本實用新型的保護范圍當視其權利要求所界定者為準。
權利要求一種作動機構，其特征在于該作動機構包括被動件；以及第一致動件，包括第一轉軸，該第一轉軸的徑向外壁接觸該被動件的徑向外壁，該第一轉軸用以繞著第一軸心轉動，以帶動該被動件繞著第二軸心轉動，該第二軸心平行于該第一軸心，且該被動件的轉動方向相反于該第一轉軸的轉動方向。
2. 如權利要求1所述的作動機構，其特征在于該第一致動件還包括主體，該第一轉軸 樞接于該主體，該作動機構更包括套置件，該被動件可轉動地設置于該套置件中，該主體固定于該套置件，該套置件具有 貫孔，該第一轉軸的徑向外壁經由該貫孔接觸該被動件的徑向外壁。
3. 如權利要求2所述的作動機構，其特征在于該套置件包括 容置部，該被動件可轉動地設置于該容置部內；以及環(huán)狀部，可轉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動。
4. 如權利要求3所述的作動機構，其特征在于該作動機構還包括第二致動件，包括第二轉軸，該第二轉軸的徑向外壁用以接觸該環(huán)狀部的徑向外壁，該 第二轉軸用以繞著第三軸心轉動，以帶動該環(huán)狀部繞著第四軸心轉動，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)狀部的轉動方向相反于該第二轉軸的 轉動方向。
5. 如權利要求4所述的作動機構，其特征在于該第二致動件可移動地設置于該套置件 的一側，使得該第二轉軸的徑向外壁更用以接觸該被動件的徑向外壁，該第二轉軸更用以 帶動該被動件繞著該第四軸心轉動，該被動件的轉動方向相反于該第二轉軸的轉動方向。
6. 如權利要求5所述的作動機構，其特征在于該套置件具有缺口，該第二轉軸經由該 缺口接觸該被動件。
7. 如權利要求2所述的作動機構，其特征在于還包括 復數個球體，設置于該套置件與該被動件之間。
8. 如權利要求7所述的作動機構，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. 如權利要求2所述的作動機構，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壁，該球體部可轉動地設置于該套置件內，該球體 部與該凹槽的內壁間的空間用以容納該套置件及該第一致動件。
10. 如權利要求9所述的作動機構，其特征在于該套置件的內壁的輪廓形狀為球面。
11. 如權利要求9所述的作動機構，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. 如權利要求1所述的作動機構，其特征在于該第一轉軸與該被動件的其中一者的 徑向外壁具有復數個凸狀結構，該第一轉軸與該被動件的另一者的徑向外壁具有復數個凹 狀結構，各該凹狀結構用以容置各該凸狀結構的一部分。
13. —種作動裝置，其特征在于該作動裝置包括 底座，具有槽體；以及如權利要求1-12任一項所述的作動機構，容置于該槽體內。
14. 如權利要求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 槽體的內壁的輪廓形狀。
15. 如權利要求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構及應用其的作動裝置，作動機構包括被動件及致動件。致動件包括轉軸。轉軸的徑向外壁接觸被動件的徑向外壁。轉軸用以繞著第一軸心轉動，以帶動被動件繞著第二軸心轉動。第二軸心平行于第一軸心，且被動件的轉動方向相反于轉軸的轉動方向。
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)先權日2009年6月4日
發(fā)明者賴榮基 申請人:蘇州達方電子有限公司;達方電子股份有限公司