专利名称：电动镊子的制作方法
技术领域：
本发明涉及夹持微小部件用的镊子的改进，具体地说，涉及具有位移放大机构的简易电动镊子。
背景技术：
本发明人早先在国际公开WO99/30877号公报中提出了电极为简单的机构所构成的卡爪。这种卡爪的特点在于，利用钳口长杆的纵向弯曲现象可将钳口前端处小量的平移位移量变换成放大十多倍的弯曲位移量，而无需特别的位移放大机构。
采用这种卡爪，可轻轻地将微小部件夹持住，由于它细小轻巧，很适用于机器人的手。
可是，经过本发明人反复的刻意研究探讨，发现存在如下问题在要采用上述卡爪通过其给定的放大、闭合(夹持)动作来将被夹持物夹持时，必须将夹持部件的放大量和闭合量设定成适当的值。因此，就必定要将电动机的正向旋转角度、反向放置角度调整成在夹持部件的另一端部处的往复平移位移量为给定的值，这样是很麻烦的。
发明内容
本发明就是为要解决上述问题的，其目的在于提供一种电动镊子，这种电动镊子具有可将平移位移量放大的的夹持部件，用简单的结构就能完成该夹持部件给定的放开、闭合。
本发明的电动镊子的特点在于，它具有电动机；容纳该电动机的壳体部；夹持部件，其一端部与该壳体部固定连接，另一端部根据往复的平移位移量将前端的开闭量放大，并将被夹持物放开和夹持；使上述电动机旋转和停止的开关装置，以及变换机构，它容纳在上述壳体部中，与上述电动机的轴相连，并将上述电动机的一个方向的旋转变换成上述夹持部件的另一端部处给定的往复方向的平移位移量。
根据这种电动镊子，其变换机构将电动机的一个方向的旋转变换为夹持部件的另一端部处给定的往复平移位移量，并用开关装置来使电动机旋转和停止。而且，为使夹持部件的开闭量成为一定值可将夹持部件的另一端部的平移位移量定为给定的值。因此，就通称很容易地得到例如可使一定的被夹持物闭合(夹持)和放开的电动镊子。
本发明的另一种电动镊子的变换机构的特点在于，它具有凸轮，它与上述电动机轴相连，并具有由第一凹部或第1凸部所组成的构程部；凸轮从动件，它与上述的另一端部相连，将该凸轮的一个方向的旋转变换为上述另一端部处给定往复方向的平移位移量，并具有与上述构程部相应的第2凸部或第2凹部。
根据这种电动镊子，就可得到以简单的结构就可将电动机的一个方向的旋转变换为夹持部件的另一端部处给定的往复方向的平移位移量的变换机构。
本发明的另一个电动镊子的变换机构的特点在于，它具有偏心部件，它与上述电动机的轴相连，它沿上述给定方向旋转，且在偏离上述旋转中心的位置处具有销钉；以及变换部件，其上有上述销钉固定，它将上述销钉的一个方向的旋转变换成上述另一端部处给定往复方向的平移位移量，并固定于上述另一端部。
根据这种电动镊子，就可得到以简单的结构就可将电动机的一个方向的旋转变换为夹持部件的另一端部处给定的往复方向的平移位移量的变换机构。
本发明的又一电动镊子的特点在于，它具有容纳在上述壳体部中、同时又通过推压上述凸轮或上述凸轮从动件而使上述构程部与上述第2凹部或上述第2凸部相接触的弹性部件。
采用这种电动镊子，由于能够通过弹性部件与凸轮和凸轮从动件接触而将电动机的旋转而引起的凸轮的动作确定地传递给凸轮从动件，故就会有能使电动镊子确实地作开闭动作的效果。
本发明的又一种电动镊子的特点在于，在凸轮从动件的侧面设有至少2个导向用的导向突起，同时，在壳体部设有供上述导向突起滑动用的导向槽。
采用这种电动镊子，由于凸轮从动件的导向突起在壳体部的导向槽内滑动，故就会有能够确定地根据凸轮的旋转来控制凸轮从动件的旋转、而使凸轮从动件作平移位移的效果。
本发明的又一种电动镊子的特点在于，在构程部、第2凹部、第2凸部中至少一个有倾斜部分。
采用这种电动镊子，就会有能将夹持部件的开闭速度控制成适当的值的效果。
本发明的又一种电动镊子的特点在于，它具有带有容纳在壳体部中、使电动机的旋转减速的齿转的减速机构。
采用这种电动镊子，孓会有能够在夹持部件闭合的状态下、即使用开关装置将电动机停转时也能将夹持部件保持为闭合状态的效果。
本发明的又一种电动镊子的开关装置的特点在于，该开关装置设于壳体部的表面。
采用这种电动镊子，由于将开关装置设置于壳体部上，就会有能够用单一只手一边握持电动镊子一边用开关装置来对夹持部件进行开闭的效果。
本发明的又一种电动镊子的特点在于，它具有驱动电动机用、且容纳在壳体部中的电池。
采用这种电动镊子，即使在附近没有市电的场合，也能进行有效的操作。
附图的简要说明
图1为本发明一实施例的电动镊子的整体剖面图。
图2为图1所示电动镊子的局部放大图。
图3为图1所示电动镊子用的钳口组件的立体图。
图4为图1所示电动镊子凸轮、凸轮从动件、减速机构、电动机的分解立体图。
图5为图1所示电动镊子用的凸轮的位移曲线图。
图6为本发明另一实施例的凸轮、凸轮从动件的分解立体图。
图7为本发明另一实施例的电动镊子的变换机构的剖面图。
图8为图7所示电动镊子用的凸轮、凸轮从动件的分解立体图。
图9为本发明又一实施例的电动镊子的整体剖面图。
图10为图9所示电动镊子的偏心部件的立体图。
本发明的较佳实施例实施例1根据图1-图5来说明作为本发明之一实施例的电动镊子。图1为表示电动镊子的整体结构的剖面图，图2为电动镊子主要部分的放大图，图3为钳口组件的立体图，图4为电动镊子的变换机构和电动机的分解立体图，图5为凸轮的位移曲线图。
在图1-图4中，电动镊子1系由如下各部分所组成；钳口组件10，它带有作为有一端部和另一端部的夹持部件的夹持钳口13；驱动部50，它与夹持钳口13的公共部(另一端部)13g相连、并具有使该公共部13g平移位移的电动机52；变换机构30，它将电动机52的轴52a的一个方向-即正转或逆转中的任一个给定方向的旋转变换成在夹持钳口13的公共部13g处给定的往复方向的平移位移、并使往路和变路的平移位移量变换成同样的大小；固定螺钉15，它将夹持钳口13的公共部13g固定于变换机构30的端部；以及壳体部60，它容纳驱动部50及变换机构30、并将钳口组件10固定住。
钳口组件10如图3所示系由作为夹持部件的夹持钳口13和基体部件11所组成，钳口组件13具有作为在中央部处中央具有孔13e的另一端部的公共部13g，在V字片13V的外侧片上中央处具有狭槽13s，公共部13g根据平移位移将公共部13g张开或缩回，通过前端13x的放大位移而作开闭动作，形成具有大致呈V形的二个V字片13V的形状，构成由V定片13V来对被夹持物闭合(夹持)或放开的状态。
基体部件11为平垫圈形状，在中央有贯穿孔11e，在外周设有二个突起片11t，并设有两个切口11c，该两个切口将夹持钳口13的V字片13V的端部-即夹持钳口13的一端部夹持且啮合。在突起片11t上设有狭槽11s，通过与该狭槽11s相连续的圆弧形的狭槽11g而将突起片11t的侧面夹持并推压时，受压缩而插入到保持部件62的沟槽(未图示)中，通过将上述夹持解除，则突起片11t因弹力而复元而与该沟槽相啮合。
此外，通过将钳口组件10固定于壳体部60上而将夹持钳口13的一端部固定连结到壳体部60上。
变换机构30系由大致呈圆弧状的凸轮33和凸轮从动件35所组成，凸轮33与电动机52的轴52a相连，它具有在轮廓33r上由第1凸部33t所构成的构程部，而凸轮从动件35则具有由凸轮33的构程部的移动而动作、与轮廓35r处该凸部33t相对应-即与之接触啮合的第2凹部35u。
凸轮33贯穿有与减速机构54的轴54c相啮合的孔33e，凸部33t具有截面为半圆形的倾斜部分。
凸轮从动件33为三级圆柱形，按其由粗至细的顺次由基柱35a、中柱35b、前柱35c所组成，它具有在基柱35a的侧面上打入直销37而形成的两个导向用的导向突起37p，在前柱35c上用来将夹持钳口13的公共部13g固定的螺钉孔35e，以及在凸轮从动件35的凹部35u上截面为椭圆形的、用以与凸轮33的凸部33t的倾斜部分呈销面间隙的配合的倾斜部分。该倾斜的设置是为了使与凸轮33的转角Δθ相对应的凸轮从动件35的平移位移量ΔS为给定的斜率A→B、C→D一即具有ΔS/Δθ而用，该倾斜是为了在夹持钳口13放开和闭合时使开闭速度适当而设有。另外，把凸轮33的凸部33t和凸轮从动件35的凹部35u的倾斜做成左右不对称，如图5的虚线A→B所示那样使夹持钳口13在夹持时的闭合速度比放开时的速度要低些，就能容易地抓住被夹持物。
驱动部50具有作为电动机52的动力源的生成直流电压电池53、以及带有使电动机52的轴52a的旋转按给定的减速比减速的减速齿轮54g的减速机构54。减速机构54中有安装用的螺钉部54a和轴54c。设置减速机构54是为了要把电动机52的转速减到适当的值而调整夹持钳口13的公共部13g的平移位移量的移动速度、以使夹持钳口13的开闭速度合适、此外，减速机构54中有齿轮54g，这是为了在夹持钳口13夹持住被夹持物的状态下、即使电动机52的电源开关57切断了电动机52保持在停转的状态还能防止夹持钳口13从闭合变为放开。
另外，减速机构54可例如为众所周知行星齿轮机构。
作为开关装置的开关57是固定于壳体部60上的，它通过将直流电源电池53连接到电动机52上和将之与电动机相断开来使电动机52旋转和停止的，使做成对电动机52的电池极性同样则电动机52向一定方向旋转以及切断时就停止。
壳体部60具有容纳变换机构30、并将钳口组件10的基本部件11固定的保持部件62，容纳电动机52、电池53的盒子64，将电动机52的端部固定、并将保持部件62的端部固定的电动机座66。
保持部件62贯穿有插入到圆柱形的中空部62a、中央处62a的前柱35c中的插入孔62e，在中空部62a上形成供凸轮从动件35的导向突起37p滑动的两个半圆形的沟槽62u，做成比沿凸轮从动件35的平移位移方向的平移位移量要长，并容纳变换机构30和螺线形压缩弹簧22。这里，凸轮从动件35的导向突起37p在保持部件62的沟槽62u中滑动并移动，这是为了防止凸轮从动件35因凸轮的旋转而旋转。
此外，作为弹性部件的压缩弹簧22构成为通过将凸轮从动件35的基柱35a沿箭头A的方向推压而使凸轮33的轮廓33r和凸轮从动件35的轮廓35r相接触。这是为了使凸轮35因电动机52的旋转而引起的动作能确定地传递给凸轮从动件35。由此，在开关57切断状态-即电动机52停转的状态下，由于压缩弹簧22将凸轮从动件35沿箭头A的方向推压，故凸轮33的凸部33t和凸轮从动件35的凹部35相啮合，夹持钳口13的公共部13g沿箭头A方向拉伸而使夹持钳口13闭合、从而夹持被夹持物。也就是说，夹持钳口13的夹持力是靠压缩弹簧22的弹力，而使夹持钳口13放开的力是靠电动机52的扭矩。
根据图1来说明上述结构的电动镊子。首先，在夹持钳口13放开的状态下，操作人员按压开关57后，电池53的电压施加给电动机52，电动机52就开始旋转。由电动机52的轴来转动减速机构54的轴54c，同时凸轮33也以相同速度向同一方向旋转。由压缩弹簧22施加箭头A方向之力的凸轮35的凹部35u与凸轮33的凸部33t滑动配合后，夹持钳口13的公共部13g沿箭头A方向拉伸作平移位移移动，与夹持钳口13相对方向的V字片13V闭合而夹持被夹持物。
此时，操作人员的手脱离开关57后，流入电动机52的电流被切断，电动机52停止旋转。由于夹持钳口13的V字形片13V的弹簧力的作用，夹持钳口13要放开时，由于减速机构54的齿轮54g的摩擦力，阻止了电动机52的轴52a的旋转。因此，夹持钳口13的V字片13V保持闭合，而照样将被夹持物夹持住。
其次，操作人员按压开关57后，如上所述，电动机52的轴52a就旋转，同时凸轮33也以同一速度向同一方向旋转。凸轮33的凸部33t和凸轮从动件35的凹部35c的滑动配合被解除，夹持钳口13的公共部13g沿箭头B方向回来作平移位移移动，与夹持钳口13相对方向的V字片13放开而将被夹持物放开。
在本实施例中，由于是做成由电动机52的一个方向的旋转来作夹持钳口13的开闭动作的，故操作人员无需再用手指的力来为夹持零件等的被夹持物而使镊子作开闭动作。
此外，由于是将电动机52的一个方向的旋转变换成变换机构30在给定的往复方向的平移位移量的，故就有夹持钳口13的开闭量为一定的效果。电动镊子1特别适用于同一形状的被夹持物的夹持、放开。另外，由于开关57具有为使电动机52正转、逆转而改变电池53极性的功能，故具有配线容易的效果。
此外，也可不用变换机构30，而用图6所示的变换机构130。变换机构130系由凸轮133和凸轮从动件135所组成，凸轮133与电动机52的轴52a相连、并具有其轮廓133r具有由凹部133u、凸部133t所组成的构程部的、大致圆板形，而凸轮从动件135根据凸轮133的构程部的移动而动作、且其轮廓135r上具有凸部135t。
凸轮从动件135的凸部135t做成在基柱135a的侧面部上打入直销137，它是直销137的一部分。
也就是说，变换机构130在凸轮从动件135处具有凸部135t，而与此相对，变换机构30则在凸轮从动件35处具有凹部35u。
此外，在壳体部60处设置开关57，设置成操作人员可用单一只手来操作电动镊子，但也可从壳体部60引出导线而将开关57与壳体部60分开。
此外，采用的是直流电动机52，但也可用交流的，如可用变换机等将电动机52的转数降低为适当的值，则也可不用减速机构54。
此外，用以使电动机52旋转和停止的开关装置也不只限于电气的，也可采用机构式结构。
实施例2根据图7和图8来说明本发明另一个实施例的电动镊子。图7为表示电动镊子的变换机构的剖面图，图8为图7所示之凸轮、凸轮从动件的分解立体图。另外，驱动部分50等由于与实施例1相同，故省略了对其的说明和图示。
在图7和图8中，电动镊子101的变换机构230系由如下部件所组成驱动件231，它与电动机52的轴相连、作为传递该轴的旋转的传递部件；固定于驱动件231上的凸轮233；以及根据凸轮233的动作而动作的凸轮从动件235。驱动件231做成具有圆柱形空调部231u、大致呈杯形的形状，其上设有贯穿空调部231u的底部中央的贯穿孔231e和在内侧上端部处的阴螺纹231n。凸轮233具有外形为环圈形的锷部233a和圆柱部233h的、大致呈帽子的形状，它系由圆柱部233h、第1凹部233u和第2凸部233t、以及矩形贯穿孔233e所组成，圆柱部233h具有阳螺纹，该螺纹做成在外周处驱动件231的阴螺纹231n的螺纹相配合，第1凹部233u和第2凸部233t大致呈三角形、形成在圆柱部233h的端面的轮廓233r上。凸轮从动件235大致呈螺栓形状，它由矩形的柱部235h以及轮廓235r处的四个椭圆形的凸部235t所组成。
保持部件262由圆柱形的中空部262a以及为在中央将凸轮从动件235的柱部235h啮合固定用的矩形贯穿孔262e所构成，在上述中空部262a与电动机座66的顶面之间容纳变换机构230和螺线形的压缩弹簧122。藉由压缩弹簧122将驱动件231和凸轮233沿箭头C的方向推压而使凸轮233的轮廓233r与凸轮从动件235的轮廓235r相接触。由此，在电动机52停转的状态下，藉由压缩弹簧而将凸轮从动件235沿箭头e方向推压，故在凸轮233的凹部233u与凸轮从动件235的凸部235u稍有间隙的状态下，夹持钳口13的公共部13g沿箭头C方向退回而将夹持钳口13放开。
另一方面，在凸轮233的凹部233u与凸起从动件235的凸部235u不啮合的状态下，夹持钳口13的公共部13g沿箭头D方向拉伸而将夹持钳口13闭合。
如上所述，将夹持钳口13放开的力中靠压缩弹簧122的弹力，而夹持钳口的夹持力，因电动机52的扭矩要比压缩弹簧122的大得多，故是靠电动机52的扭矩的。在这一点上与实施例1相反。
如上所述结构的电动镊子101，其电动机52的轴的旋转系通过驱动件231而转动凸轮233和凸轮从动件235的，这与实施例1几乎动作相同。此外，与实施例1相比，本实施例所增加的驱动件231的部件在功能上与实施例1相同。
实施例3根据图9和图10来说明本发明又一实施例的电动机镊子。图9为电动镊子整体的剖面图，图10为图9所示电动镊子的偏心部件的立体图。
在图9和图10中，电动镊子301具有偏心部件331和圆柱形的连接变换部件335，偏心部件331从与电动机52的轴相连接的圆柱形的连接部331a处突出，并在离连接部331a的中心距离为Le的位置处有圆柱形的销331p，连接变换部件335配置在几乎与偏心销331p垂直方向位置处，固定偏心销331p并将偏心销331p向一个方向的旋转变换成给定的往复方向的平移位移量，连接变换部件335固定于夹持钳口13的公共部13g上。此外，连接部331a的中心也就是偏心部件331的旋转中心。
连接变换部件335具有将圆柱形夹持钳口13的公共部13g固定用的固定部335a以及比固定部335a具有用螺钉15将夹持钳口13的公共部13g固定用的螺钉孔335n以及将偏心部件331的偏心销331p啮合固定用的贯穿孔335e。
保持部件362具有二段圆柱形的中空部362a，该中空部362a可滑动自如地容纳连接变换部件335的固定部335a和滑动部335s，其端部处盖有盖子66。
下面再来说明如上结构的电动镊子的动作。首先在夹持钳口13放开的状态下，操作人员按压开关57后，电池53的电压就施加到电动机52上，电动机52就开始旋转。电动机52的轴向一个方向旋转而使偏心部件331的偏心销331p旋转，偏心销331p沿箭头F的方向移动距离Le的量，连接变换部件335也在保持部件362内移动同样的距离。因此，夹持钳口13的公共部13g沿箭头F的方向拉伸而平移位移，与夹持钳口13相对方向的V字片13V闭合而夹持被夹持物。
其次，操作人员按压开关57后，如上所述电动机52的轴526旋转，同时偏心部件331也以同一速度向同一方向旋转。偏心销331p旋转，偏心销331p沿箭头E的方向移动距离Le的量，连接变换部件335也如上所述作移动。因此，夹持钳口13的公共部139沿箭头E的方向退回作平移位移，与夹持品3相对方向的V字片13V闭合而放开被夹持物。
在本实施例中，偏心部件331的偏心销331p的旋转是通过连接变换部件335来使夹持钳口13开闭的。因此，电动镊子301的结构就比较简单。
并且，可以在与电动机52的轴几乎成直角的方向来开闭夹持钳口13。因此，由于能够在夹持钳口13的V字片13V为三片以上等情况下夹持钳口13与被夹持物几乎成直角方向而进行开闭，故操作人员可容易地握持壳体64。
如上所述，本发明的电动镊子适用于夹持、放开被夹持物。
权利要求
1.一种电动镊子，其特征在于，它具有电动机；容纳该电动机的壳体部；夹持部件，其一端部与该壳体部固定连接，另一端部根据往复的平移位移量将前端的开闭量放大，并将被夹持物放开和夹持；使上述电动机旋转和停止的开关装置；以及变换机构，它容纳在上述壳体部中，与上述电动机的轴相连，并将上述电动机的一个方向的旋转变换成上述夹持部件的另一端部处给定的往复方向的平移位移量。
2.如权利要求1中所述的电动镊子，其特征在于，其上述变换机构具有凸轮，它与上述电动机轴相连，并具有由第1凹部或第1凸部所组成的构程部；凸轮从动件，它与上述的另一端部相连，将该凸轮的一个方向的旋转变换为上述另一端部处给定往复方向的平移位移量，并具有与上述构程部相应的第2凸部或第2凹部。
3.如权利要求1中所述的电动镊子，其特征在于，上述变换机构具有偏心部件，它与上述电动机的轴相连，它沿上述给定方向旋转、同时在偏离上述旋转中心的位置处又具有销钉；以及变换部件，其上有上述销钉固定，它将上述销钉的一个方向的旋转变换成上述另一端部处给定往复方向的平移位移量，并固定于上述另一端部。
4.如权利要求2或3中所述的电动镊子，其特征在于，它具有容纳在上述壳体部中，并通过推压上述凸轮或上述凸轮从动件而使上述构程部与上述第2凹部或第2凸部相接触的弹性部件。
5.如权利要求2中所述的电动镊子，其特征在于，在上述凸轮从动件的侧面部设有至少2个导向用的导向突起；同时在上述壳体部设有供上述导向突起滑动用的导向槽。
6.如权利要求2中所述的电动镊子，其特征在于，在上述构程部、上述第2凹部、上述第2凸部中的至少一个上有倾斜部分。
7.如权利要求1中所述的电动镊子，其特征在于，它具有减速机构，该减速机构具有容纳在上述壳体部中、使上述电动机的转速减速的齿轮。
8.如权利要求1中所述的电动镊子，其特征在于，上述开关装置设于上述壳体部的表面。
9.如权利要求1中所述的电动镊子，其特征在于，它具有驱动上述电动机、且容纳在上述壳体部中的电池。
全文摘要
本发明的电动镊子(1)具有容纳电动机(52)的壳体部(60)，根据其另一端部(13g)的往复平移位移量而将前端的开闭量放大，并将被夹持物放开和夹持的钳口(13)，使电动机(52)旋转和停止的开关(57)，以及变换机构(30)，该变换机构容纳在壳体部(60)中，它与电动机(52)的轴(52a)相连并将电动机(52)的一个方向的旋转变换成另一端部(13g)处给定往复方向的平移位移量。
文档编号B25J15/12GK1509223SQ02809839
公开日2004年6月30日 申请日期2002年11月13日 优先权日2001年11月27日
发明者村松直树 申请人:三菱电机株式会社