TWI604913B - 擺動機構 - Google Patents

Description

擺動機構

本發明係關於一種擺動機構，特別是一種具偏心軸的擺動機構。

為了減少污染及提高產量，半導體產業常利用一個或多個機械手臂搬運矽晶圓或電子晶片等工作件，以便進行後續的製程步驟或是電性測試。

一般而言，機械手臂是透過馬達傳動直線導軌而可調整垂直方向上的位置。習知機械手臂會搭載外部構件來連接於馬達，且馬達驅動機械手臂移動時，外部構件會隨著機械手臂一併移動。也就是說，整體的移動元件的重量為機械手臂的重量加上外部構件的重量。移動元件的整體重量增加會導致機械手臂的慣性動作變明顯。慣性動作例如為起動或停止所產生的晃動，而晃動變大時，則會增加承載於機械手臂的工作件掉落的風險。

此外，上述因慣性動作變明顯而造成晃動變大的問題同樣發生在電性測試製程中。電性測試製程一般是透過擺臂連接探針，擺臂帶動探針相對工作件擺動而進行電性測試等作業。但若擺臂的晃動程度變大或次數變多，則易導致探針刮傷工作件的狀況發生。因此，如何抑制上述機構件產生非預期之晃動或降低晃動程度，則為研發人員應解決的問題之一。

本發明在於提供一種擺動機構，藉以抑制上述臂體非預期之晃動或降低晃動程度。

本發明之一實施例所揭露之擺動機構包含一基座、一偏心軸、一軸承、一連接桿件及一擺動件。偏心軸包含相連的一本體部以及一連接部。本體部樞設於基座，且連接部之軸心線和本體部之軸心線非共軸。軸承套設於偏心軸的連接部。連接桿件包含一第一樞接部及一推抵桿部。第一樞接部樞設於軸承。推抵桿部連接於第一樞接部，並沿第一樞接部的徑向延伸。擺動件包含相連的一第二樞接部及一第一延伸臂部。第二樞接部樞設於基座。第一延伸臂部可活動地抵靠於推抵桿部。當偏心軸旋轉時，連接桿件之推抵桿部可沿軸承的軸向與徑向活動，並帶動擺動件的第一延伸臂部相對基座擺動。

根據上述實施例之擺動機構，因偏心軸與連接桿件之連接部透過軸承來樞設，故可透過軸承的內環與外環會輕微地相對擺動的特性來讓連接桿件之推抵桿部在擺動件的擺動過程中能持續抵靠於擺動件之第一延伸臂部。如此一來，擺動件能因受到推抵桿部的抵靠而減緩自身的晃動程度。

以上關於本發明內容的說明及以下實施方式的說明係用以示範與解釋本發明的原理，並且提供本發明的專利申請範圍更進一步的解釋。

請參閱圖1至圖3。圖1為根據本發明第一實施例所述之擺動機構與驅動馬達之組合的立體示意圖。圖2為圖1的上視示意圖。圖3為圖2之剖面示意圖。

本實施例之擺動機構10包含一基座100、一偏心軸200、一軸承300、一連接桿件400及一擺動件500。

基座100包含一組裝殼體110、一第一樞接臂120及一第二樞接臂130。組裝殼體110供一驅動馬達20裝設。驅動馬達20具有一扭力輸出軸22。第一樞接臂120及一第二樞接臂130連接於組裝殼體110，並朝組裝殼體110的同側延伸。

偏心軸200包含相連的一本體部210以及一連接部220。本體部210樞設於基座100之組裝殼體110，並具有一軸孔211。軸孔211供驅動馬達20之扭力輸出軸22組裝。連接部220沿軸孔211之軸心線A1延伸，且本體部210之軸孔211的軸心線A1和連接部220之軸心線A2非共軸。

軸承300例如為滾珠軸承或滾筒軸承。軸承300套設於偏心軸200的連接部220。以滾珠軸承為例，軸承300一般包含內、外環與夾在內環與外環之間的滾珠。透過滾珠的轉動可達到增加內環與外環的轉動潤滑度的作用。此外，透過滾珠的輔助，內環也會輕微地沿軸承300之軸向相對外環擺動。

連接桿件400包含一第一樞接部410及一推抵桿部420。第一樞接部410樞設於軸承300。推抵桿部420連接於第一樞接部410，並沿第一樞接部410的徑向延伸。也就是說，推抵桿部420沿軸承300的徑向延伸。此外，當偏心軸200旋轉時，連接桿件400之推抵桿部420除了可沿軸承300的徑向活動外，亦會受到軸承300的作用而沿軸承300的軸向活動。

擺動件500包含相連的一第二樞接部510、一第一延伸臂部520及一第二延伸臂部530。第二樞接部510透過一樞軸600樞設於基座100之組裝殼體110。第一延伸臂部520之延伸方向實質上平行於軸承300的軸向。第二延伸臂部530之延伸方向實質上平行於軸承300的徑向。前述所謂的實質上平行涵蓋平行或接***行(約兩者夾設10度以內)。第一延伸臂部520可活動地抵靠於推抵桿部420，以令擺動件500之第一延伸臂部520可受推抵桿部420連動而相對基座100擺動。更詳細來說，第一延伸臂部520在遠離軸承300之一側具有一球形接頭521，且推抵桿部420具有一凹孔421。球形接頭521位於凹孔421與軸承300之間。球形接頭521可活動地位於凹孔421，並抵靠於推抵桿部420。

其中，球形接頭521可以與第一延伸臂部520一體成型的單件式設計，或是與第一延伸臂部520相分離的兩件式設計。

在本實施例中，擺動機構10更包含一復位件650。復位件650的相對二端分別設置於基座100和擺動件500之第一延伸臂部520。其中，推抵桿部420可推抵第一延伸臂部520，令第一延伸臂部520朝靠近軸承300的方向移動，而復位件650可推抵第一延伸臂部520，令第一延伸臂部520朝遠離軸承300的方向移動。此外，透過復位件650的作用，可確保擺動件500在擺動過程中，第一延伸臂部520之球形接頭521能保持抵靠於推抵桿部420。

此外，擺動機構10更包含一擺臂700。擺臂700連接於第二延伸臂部530，且擺臂700的延伸方向實質上平行於軸承300的徑向方向。擺臂700可隨著第二延伸臂部530擺動，且擺臂700遠離第二延伸臂部530之一端例如具有探針，以能夠對待測物(如發光二極體晶粒)進行檢測。

值得注意的是，在本實施例中，擺臂700與擺動件500之第二延伸臂部530連接，但在其他實施例中，擺動件500也可以不具有第二延伸臂部530，而擺臂700可直接於擺動件500之第二樞接部510連接。

請參閱圖2至圖5。圖4為圖2之偏心軸旋轉一角度後的上視示意圖。圖5為圖4之剖面示意圖。

如圖2與圖3所示，擺動件500處於一第一位置。接著，驅動馬達20驅動扭力輸出軸22沿方向a旋轉，且扭力輸出軸22帶動偏心軸200轉動。因本體部210之軸孔211的軸心線A1和連接部220之軸心線A2非共軸，故偏心軸200轉動時，樞設於連接部220之連接桿件400會被帶動沿軸承300的徑向方向移動，以帶動擺動件500移至一第二位置(如圖4與圖5所示)。

如圖4與圖5所示，當連接桿件400沿方向b移動時，連接桿件400之推抵桿部420會帶動擺動件500沿逆時針方向轉動。詳細來說，推抵桿部420會帶動擺動件500之第一延伸臂部520遠離樞軸600之一端沿方向b相對靠近軸承300，並沿方向c相對遠離樞軸600。也就是說，第一延伸臂部520和樞軸600之軸心的垂直距離會增加，而第一延伸臂部520和樞軸600之軸心的水平距離會減少。

值得注意的是，當偏心軸200旋轉時，連接桿件400之推抵桿部420除了可沿軸承300的徑向(如平行方向b)活動外，亦會受到軸承300的作用而沿軸承300的軸向活動(如平行方向c)。如此一來，因連接桿件400之推抵桿部420可沿垂直方向與水平方向活動，故可降低第一延伸臂部520在第一位置與第二位置的水平位移量與垂直位移量的影響而令推抵桿部420幾乎可無間隙地抵靠於第一延伸臂部520。

推抵桿部420無間隙地抵靠於第一延伸臂部520的好處在於，當第一延伸臂部520受到慣性作用而欲持續晃動時，推抵桿部420抵壓於第一延伸臂部520能達到減緩晃動程度的效果。

上述連接桿件400之第一樞接部410與推抵桿部420為一體成型之結構，但並不以此為限。請參閱圖6。圖6為根據本發明第二實 施例所述之擺動機構與驅動馬達之組合的立體示意圖。

本實施例之擺動機構10a與上述圖1實施例之擺動機構10相似，故接下來僅針對相異處進行說明。

在本實施例之擺動機構10a中，連接桿件400a之第一樞接部410是樞接於連接桿件400a之推抵桿部420。但不論是一體成型之結構或是樞接結構，連接桿件400a之推抵桿部420同樣是用來推抵第一延伸臂部520，故在功用上不再贅述。

請參閱圖7。圖7為根據本發明第三實施例所述之擺動機構的局部放大示意圖。本實施例與上述圖1之實施例相似，故接下來僅針對相異處進行說明。

本實施例更包含一抑制組件800。抑制組件800包含一彈性件810及一抵壓件820。抵壓件820可活動地位於擺動件500之第一延伸臂部520。彈性件810之相對兩端分別抵壓於第一延伸臂部520與抵壓件820，以令抵壓件820抵壓於樞軸600。

抵壓件820抵壓於樞軸600的好處在於，當第一延伸臂部520受到慣性作用而欲持續晃動時，抵壓件820抵壓於樞軸600能達到減緩晃動程度的效果。

值得注意的是，本實施例之抑制組件800是裝設於第一延伸臂部520，但並不以此為限，在其他實施例中，抑制組件800也可以裝設於第一樞接臂120上。詳細來說，抵壓件820可活動地位於第一樞接臂120。彈性件810之相對兩端分別抵壓於第一樞接臂120與抵壓件820，以令抵壓件820抵壓於樞軸600。

請參閱圖8。圖8為根據本發明第四實施例所述之基座與擺動件的平面示意圖。本實施例與上述圖1之實施例相似，故接下來僅針對相異處進行說明。

本實施例更包含二夾持塊900，且夾持塊900例如為橡膠墊。二夾持塊900皆位於第一樞接臂120與第二樞接臂130之間，且二夾持塊900分別凸設於第一樞接臂120與第二樞接臂130。此外，二夾持塊900的間距D2小於第二樞接部510的寬度D1，以令二夾持塊900抵壓於第二樞接部510。

二夾持塊900抵壓於第二樞接部510的好處在於，當第一延伸臂部520受到慣性作用而欲持續晃動時，二夾持塊900抵壓於第二樞接部510能達到減緩晃動程度的效果。

在本實施例中，夾持塊900分別與樞接臂120、130為兩件式，但並不以此為限，在其他實施例中，夾持塊900與樞接臂120、130也可以是一體成型之結構。

此外，上述夾持塊900的數量為兩個，但並不以此為限，在其他實施例中，夾持塊900的數量也可以僅為一個，並可選擇設置於第一樞接臂120或第二樞接臂130。

根據上述實施例之擺動機構，因偏心軸與連接桿件之連接部透過軸承來樞設，故可透過軸承的內環與外環會輕微地相對擺動的特性來讓連接桿件之推抵桿部在擺動件的擺動過程中能持續抵靠於擺動件之第一延伸臂部。如此一來，擺動件能因受到推抵桿部的抵靠而減緩自身的晃動程度。

再者，在第一延伸臂部或第一樞接臂上設置抑制組件，且抑制組件的抵壓件能抵壓於樞軸而減緩擺動件的晃動程度。

此外，在第一樞接臂或第二樞接臂上設置夾持墊，且夾持墊能抵壓於樞軸而減緩擺動件的晃動程度。

雖然本發明以前述之較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習相像技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。

10、10a‧‧‧擺動機構

20‧‧‧驅動馬達

22‧‧‧扭力輸出軸

100‧‧‧基座

110‧‧‧組裝殼體

120‧‧‧第一樞接臂

130‧‧‧第二樞接臂

200‧‧‧偏心軸

210‧‧‧本體部

211‧‧‧軸孔

220‧‧‧連接部

300‧‧‧軸承

400、400a‧‧‧連接桿件

410‧‧‧第一樞接部

420‧‧‧推抵桿部

421‧‧‧凹孔

500‧‧‧擺動件

510‧‧‧第二樞接部

520‧‧‧第一延伸臂部

521‧‧‧球形接頭

530‧‧‧第二延伸臂部

600‧‧‧樞軸

650‧‧‧復位件

700‧‧‧擺臂

800‧‧‧抑制組件

810‧‧‧彈性件

820‧‧‧抵壓件

900‧‧‧夾持塊

A1、A2‧‧‧軸心線

D1、D2‧‧‧距離

a、b、c‧‧‧方向

圖1為根據本發明第一實施例所述之擺動機構與驅動馬達之組合的立體示意圖。 圖2為圖1的上視示意圖。 圖3為圖2之剖面示意圖。 圖4為圖2之偏心軸旋轉一角度後的上視示意圖。 圖5為圖4之剖面示意圖。 圖6為根據本發明第二實施例所述之擺動機構與驅動馬達之組合的立體示意圖。 圖7為根據本發明第三實施例所述之擺動機構的局部放大示意圖。 圖8為根據本發明第四實施例所述之基座與擺動件的平面示意圖。

20‧‧‧驅動馬達

22‧‧‧扭力輸出軸

110‧‧‧組裝殼體

120‧‧‧第一樞接臂

200‧‧‧偏心軸

210‧‧‧本體部

211‧‧‧軸孔

220‧‧‧連接部

300‧‧‧軸承

400‧‧‧連接桿件

410‧‧‧第一樞接部

420‧‧‧推抵桿部

421‧‧‧凹孔

500‧‧‧擺動件

510‧‧‧第二樞接部

520‧‧‧第一延伸臂部

521‧‧‧球形接頭

530‧‧‧第二延伸臂部

600‧‧‧樞軸

650‧‧‧復位件

700‧‧‧擺臂

A1、A2‧‧‧軸心線

a‧‧‧方向

Claims (10)

1. 一種擺動機構，包含：一基座；一偏心軸，包含相連的一本體部以及一連接部，該本體部樞設於該基座，且該連接部之軸心線和該本體部之軸心線非共軸；一軸承，套設於該偏心軸的該連接部；一連接桿件，包含一第一樞接部及一推抵桿部，該第一樞接部樞設於該軸承，該推抵桿部連接於該第一樞接部，並沿該第一樞接部的徑向延伸；以及一擺動件，包含相連的一第二樞接部及一第一延伸臂部，該第二樞接部樞設於該基座，該第一延伸臂部可活動地抵靠於該推抵桿部，當該偏心軸旋轉時，該連接桿件之該推抵桿部可沿該軸承的軸向與徑向活動，並帶動該擺動件的該第一延伸臂部相對該基座擺動。
2. 如申請專利範圍第1項所述之擺動機構，其中該偏心軸的該本體部具有一軸孔，該連接部沿該軸孔的軸心線延伸，且該連接部和該軸孔的軸心線非共軸。
3. 如申請專利範圍第1項所述之擺動機構，其中當該偏心軸旋轉時，該偏心軸透過該軸承帶動該連接桿件沿該偏心軸的徑向方向移動，進而帶動該擺動件的該第一延伸臂部沿該偏心軸的徑向方向移動。
4. 如申請專利範圍第1項所述之擺動機構，其中該第一延伸臂部更具有一球形接頭，該連接桿件具有一凹孔，該球形接頭可活動地位於該凹孔。
5. 如申請專利範圍第1項所述之擺動機構，更包含一復位件，其中該復位件的相對二端分別設置於該基座和該擺動件之該第一延伸臂部。
6. 如申請專利範圍第1項所述之擺動機構，更包含一擺臂，其中該擺動件更包含連接於該第二樞接部的一第二延伸臂部，該第一延伸臂部之延伸方向實質上平行於該軸承的軸向，該第二延伸臂部之延伸方向實質上平行於該軸承的徑向，該擺臂設置於該該第二延伸臂部。
7. 如申請專利範圍第1項所述之擺動機構，更包含一樞軸及一抑制組件，該擺動件透過該樞軸樞接於該基座，該抑制組件包含一彈性件及一抵壓件，該抵壓件可活動地位於該基座，該彈性件之相對兩端分別抵壓於該基座與該抵壓件，以令該抵壓件抵壓於該樞軸。
8. 如申請專利範圍第1項所述之擺動機構，更包含一樞軸及一抑制組件，該擺動件透過該樞軸樞接於該基座，該抑制組件包含一彈性件及一抵壓件，該抵壓件可活動地位於該擺動件之該第一延伸臂部，該彈性件之相對兩端分別抵壓於該第一延伸臂部與該抵壓件，以令該抵壓件抵壓於該樞軸。
9. 如申請專利範圍第1項所述之擺動機構，更包含一樞軸及一夾持塊，該基座具有一第一樞接臂及一第二樞接臂，該夾持塊凸出於該第一樞接臂靠近該第二樞接臂之一側，該擺動件之該第二樞接部透過該樞軸樞設於該第一樞接臂與該第二樞接臂，且該夾持塊與該第二樞接臂的間距小於該第二樞接部的寬度，以令該夾持塊抵壓於該第二樞接部。
10. 如申請專利範圍第1項所述之擺動機構，更包含一樞軸及二夾持塊，該基座具有一第一樞接臂及一第二樞接臂，該二夾持塊介於該第一樞接臂與該第二樞接臂之間，該擺動件之該第二樞接部透過該樞軸樞設於該第一樞接臂與該第二樞接臂，且該二夾持塊的間距小於該第二樞接部的寬度，以令該二夾持塊抵壓於該第二樞接部。