专利名称：承载平台与应用于承载平台的挠性元件的制作方法
技术领域：
本案关于承载平台，尤指一种使用挠性元件的承载平台。
背景技术：
目前关于承载平台的技术，以双轴旋转式平台应用的最为广泛，亦即可以上下俯仰以及左右转动者，具体而言则是应用于具有方向性的感测 设施如无线电波望远镜，或是监视器材如摄影机等，几乎所有应用于此二领域的承载平台都是使用旋转马达搭配齿轮进行各轴的控制，且齿轮这个机械元件由于在特定的输出力矩的需求使得其半径与齿数有所限制，故而传统使用齿轮的承载平台的体积较为庞大，正面投影面积较大，这是由于为了配合双轴旋转平台的旋转轴向，使得旋转马达的转轴轴向必须相对于感测器的正面而横向的设置，而旋转马达的横向投影面积又较大所致。这在一些较为狭窄的空间产生了安装上的困难。当然，亦可使旋转马达的转轴轴向平行于感测器的正面，此即使用伞形齿轮所可以达到的效果，但是，这仍无法摆脱齿轮的缺点。因此有识者以直线步进马达取代传统的旋转步进马达，将用以分别产生各轴的直线步进马达以平行于感测器正面的方向而设置，以求减少承载平台的正面投影面积，但是此即必须通过曲柄滑块机构、或齿轮与齿板机构让直线运动改变为旋转运动，以达到双轴旋转的效果。然而，不论是曲柄滑块机构、或齿轮与齿板机构的构造都比较复杂，可动零件多，生产与组装时所需的步骤也多，故进而使得生产成本上升。此外，各零件的重量也比较重，使得完成的承载平台重量更重，对于一些对重量甚为敏感的装备如武器系统而言，亦是一大负担。爰是之故，申请人有鉴于现有技术的缺失，发明出本案“承载平台与应用于承载平台的挠性元件”，用以改善上述现有手段的缺失。
发明内容
本发明的目的是提供更简单、更轻巧、更容易整合的承载平台与应用于承载平台的无关节连杆，利用连杆本身所具有的极佳的可挠性、即弹性，使控制平台转向的机构仅使用极少数量的可动元件，通过连杆本身的挠曲来传递力量，而无需如现有技术般需要使用多个关节与连杆才能达到传递力量的效果，对于承载平台一类的技术所需的动作机构尤其具有启发性。通过本发明的承载平台及其所使用的连杆，可以大幅减少零件数量、降低重量、且免去了大部分需要润滑的关节，且部分零组件可通过一体成形的方式制造来降低组装成本，而整体的成本亦可降低。为了达到上述的目的，本发明提供一种承载平台，包括一底座，设有一第一马达；一第一转向架，枢设于该底座，第一转向架更具有一第一挠性元件受该第一马达驱动，使该第一转向架依一第一转动方向转动，该第一转向架更设有一第二马达；以及一第二转向架，枢设于该第一转向架，该第二转向架更具有一第二挠性元件受该第二马达驱动，使该第二转向架依一第二转动方向转动。
为了达到上述的目的，本发明亦提供一种承载平台，包括一第一转向架，固接一第一挠性元件以受一外力驱动；以及一第二转向架，枢设于该第一转向架上，该第二转向架亦包括一第二挠性元件以受另一外力驱动。为了达到上述的目的，本发明又提供一种用于承载平台的挠性元件，该挠性元件的一端固定于该承载平台的一转向架，该挠性元件的另一端连接于该承载平台的一驱动元件，该挠性元件具有一弧形线段，当该驱动元件驱动该挠性元件时，该弧形线段产生变形，并驱动该转向架转动。
图I为本发明一实施例的承载平台立体示意图；图2为本发明一实施例的承载平台的侧视图；
图3A为本发明一实施例的第一挠性元件立体示意图；图3B为本发明一实施例的第一挠性兀件俯视图；图4A为本发明一实施例的第二挠性元件立体示意图；图4B为本发明一实施例的第二挠性元件侧视图；图5A为本发明一实施例的承载平台的动作示意图；图5B为图5A的局部动作示意图；图5C为图5A的局部动作示意图；图6A为本发明一实施例的承载平台的另一动作示意图；图6B为图6A的局部动作示意图；图6C为图6A的局部动作示意图；图7为图I的爆炸图；图8为本发明第一挠性元件另一实施例示意图；以及图9为本发明第二挠性元件另一实施例示意图。主要元件符号说明I :承载平台10:第一转向架101 :第一连接座102 :第一连接臂11 :底座12 :第一挠性元件120:第一固定端121 :第一受力端122 :弧形线段13 :第一马达13’ 第一马达座13a :第一驱动轴14 :抬高元件20:第二转向架
201 :承载座202 :第二连接臂22 :第二挠性元件220 :第二固定端221 :第二受力端222 :弧形线段 23 :第二马达23’ 第二马达座23a :第二驱动轴31 :第一旋转马达31a :第一转轴310:第一曲柄32:第二旋转马达32a :第二转轴320:第二曲柄Rl :第一转动方向R2:第二转动方向40:挠性转向架41 :固定座42 :活动端43a :第一连接片43a0 :第一摆动端43al :第一固接端43b :第二连接片43b0 :第二摆动端43bI :第二固接端5 :轴承6 :感测元件
具体实施例方式以下针对本案“承载平台与应用于承载平台的挠性元件”的各实施例进行描述，请参考附图，但实际的配置及所采行的方法并不必须完全符合所描述的内容，熟习本技艺者当能在不脱离本案的实际精神及范围的情况下，做出种种变化及修改。请参阅图I与图2，其中图I为本发明一实施例的承载平台立体示意图，图2为本发明一实施例的承载平台的侧视图。其中承载平台I具有一底座11，其上固定有一第一马达13以及枢接一第一转向架10，更具体而言，第一转向架10枢接于凸伸于底座11表面的一抬高元件14，因而第一转向架10的第一转动方向Rl的轴向则是垂直于底座11，相对于底座11而言，第一转向架10会左右转动(摆动)，以图I与图2而言,第一马达13是一种直线马达，其第一驱动轴13a是直线方式进行往复运动,第一驱动轴13a连接于一第一挠性元件12的第一受力端121 (参阅图3A)，而第一转向架10连接于第一挠性元件12的第一固定端120 (参阅图3A),因此，当第一驱动轴13a推拉着第一挠性兀件12时,第一挠性兀件12即可将力量传递到第一转向架10使之转动。第一转向架10更枢设有一第二转向架20及设有一第二马达23，第二转向架20沿第二转动方向R2转动，相对于底座11而言，第二转向架20是俯仰的转动(即抬头或低头)，第二马达23通过一与第二转向架20连接的第二挠性元件22来传递力量而驱动第二转向架20转动，而第二马达23也是一直线马达，其第二驱动轴23a是直线方式进行往复运动，第二驱动轴23a连接于一第二挠性元件22的第二受力端221 (参阅图4A)，而第二转向架20连接于第二挠性元件22的第二固定端220 (参阅图4A)，当第二马达23的第二驱动轴23a前后推拉时，即带动第二挠性元件22来推拉第二转向架20，使得第二转向架20得以或俯或仰。特别要说明的是，第一挠性元件12和第二挠性元件22应适当选择材质、几何形状、尺寸等参数而具备可挠特性。请参阅图3A与图3B。其中图3A为本发明一实施例的第一挠性元件立体示意图，而图3B为本发明一实施例的第一挠性元件俯视图。其中第一连接座101是属于第一转向 架10的一部分，以图I或图2的实施例而言是属于第一转向架10的下半部，为了方便说明第一挠性元件12与第一转向架10的连接关系，故于图3A与图3B将属于第一转向架10的第一连接座101绘出。第一挠性元件12为一弯曲造型的结构，于第一受力端121与第一固定端120之间具有至少一弧形线段122，较佳地，具有多个弧形线段122，第一挠性元件12的材质可为金属或非金属。当第一挠性元件12受外力驱动而推动第一转向架10时(参阅图5B、6B)，第一挠性元件12产生变形，而该弧形线段122亦受外力作用产生变形。由图3A与图3B所示的实施例可见，第一挠性元件12的第一固定端120并未固定于第一连接座101的中央，而是较为远离的设置，而第一挠性元件12的第一受力端121即是与第一马达13的第一驱动轴13a相互固定，因此，当第一驱动轴13a产生推拉动作时，即可推拉第一挠性元件12，为了减少正面投影面积，本发明的第一马达13是设置于第一转向架10的正后方，但是因为实际上施力的方向是第一受力端121与第一固定端120之间的直线连线方向，如图3B的虚线所示，而此直线方向并不通过第一转轴Al，因此偏移设置的第一挠性元件12仍可以推拉第一转向架10使其转动。特别要说明的是，第一挠性元件12的第一固定端120与第一连接座101之间并不是以铰炼枢接，不会有零件之间相对运动而产生摩擦，亦不会因磨耗造成间隙，因此不会有运动或力量传递延迟的问题。至于第一挠性元件12与第一连接座101之间则可以是分开生产制造，之后再以粘接、超音波熔接、榫接(通常是紧配合)等方式将两者相互固定。较佳地，第一挠性元件12与第一转向架10的第一连接座101是以一体成形方式制作，因此可降低零件数目，并具有易于组装、轻量化及微小化的优点。请参阅图4A图4B，其中图4A为本发明一实施例的第二挠性元件立体示意图，而图4B，为本发明一实施例的第二挠性元件侧视图。第二挠性元件22基本上亦是一弯曲造型的结构，具有至少一弧形线段222，较佳地，具有多个弧形线段222，当第二挠性元件22受外力驱动而推动第二转向架20时(参阅图5C、6C)，第二挠性元件22产生变形，该弧形线段222亦受外力作用产生变形，第二挠性元件22的材质可为金属或非金属。第二挠性元件22具有一第二固定端220与一第二受力端221，第二固定端220与第二转向架20相固定(请配合图2)，而第二受力端221则与第二马达23的第二驱动轴23a相固定(请配合图I)，当第二驱动轴23a进行推拉时，即通过第二挠性元件22施力于第二转向架20，使第二转向架20俯仰。同样地，第二挠性元件22的第二固定端220是直接固接于第二转向架20而非以铰炼枢接，进一步而言，第二挠性元件22与第二转向架20之间则可以是分开生产制造，之后再以粘接、超音波熔接、榫接(通常是紧配合)等方式将两者相互固定。较佳地，第二挠性元件22与第二转向架20是以一体成形方式制作，其优点已于前面提及，不再重复。请参阅图5A、图5B、与图5C。其中，图5A为本发明一实施例的承载平台的动作示意图；图5B为图5A的局部动作示意图；图5(为图5A的局部动作示意图。请见图5A，其中揭露的承载平台I是偏向左下方向，亦即第一转向架10向左转、而第二转向架20向下摆动，并请配合图5B，可见第一挠性元件12向前推挤第一连接座101使之向左旋转，此时第一马达13的第一驱动轴13a是向前伸出而推挤了第一挠性元件12。同时亦请参阅图5C，其中揭露了第二挠性元件22因为受到推挤故进而再推挤第二转向架20使之向下转动，此时，第二马达23的第二驱动轴23a是向前伸出而推挤了第二挠性元件22。故由图5B与图5C可见，通过了本发明的各挠性元件可以将机构尽可能的加以简化，但仍能够维持双轴转 动的效果。请参阅图6A、图6B、与图6C，其中，图6A为本发明一实施例的承载平台的另一动作示意图；图6B为图6A的局部动作示意图；图6C为图6A的局部动作示意图。请见图6A,其中承载平台I是向右上方摆动，亦即第一转向架10向右转、而第二转向架20向上摆动，并请配合图6B，可见第一挠性元件12向后拉扯第一连接座101使之向右旋转，此时第一马达13的第一驱动轴13a是向后缩入而拉扯了第一挠性元件12。同时亦请参阅图6C，其中揭露了第二挠性元件22因为受到拉扯故进而再拉动第二转向架20使之向上转动，此时第二马达23的第二驱动轴23a是向后缩入而拉扯了第二挠性元件22。故由图6B与图6C可见，通过了本发明的各挠性元件可以将机构尽可能的加以简化，但仍能够维持双轴转动的效果。请参阅图7，为图I的爆炸图。图7是进一步的揭露本发明图I实施例的较为细部的构造，请配合图I与图2，其中第一转向架10更包括第一转接座101、以及二个分设于第一转接座101左右两边的第一连接臂102，此二连接臂102则进一步的通过一第二马达座23’与第二马达23相固定。第一马达13则通过第一马达座13’固定于底座11 (请见图I与图2)上，而第一挠性元件12的第一固定端120则固定于第一连接座101上(请见图3A)。而第二转向架20则进一步包括承载座201、以及二个分设于承载座201左右两侧的第二连接臂202，此二连接臂202则进一步的通过轴承5各自枢设于对应侧的第一连接臂102。此夕卜，且为了避免底座11阻碍第二转向架20的俯视角度，用来支撑第二转向架20的第一转向架10更通过一抬高元件14将第一转向架10的高度予以提升，而第一转向架10则通过轴承5枢设于抬高元件14上，亦等于间接的枢设于底座11上。而承载座201则用以承载一感测元件6。如图I、图2及图7所示的实施例可以了解，于组装完成后，第一马达13与第二马达23呈前后排列，可缩小承载平台的正面投影面积。请参阅图8，为本发明第一挠性元件另一实施例示意图。其中揭露了以旋转马达取代之前的实施例所示的直线马达，图8中的第一旋转马达31的第一转轴31a连接于一第一曲柄310的一端,而第一曲柄310的另一端即与第一挠性兀件12的第一受力端121固定，至于第一固定端120则与第一连接座101固定。由此可见，当第一曲柄310因第一旋转马达31转动而摆动时，以图8而言仍在横向上产生了位移，因此其可以推拉第一挠性元件12，使之进一步的推拉第一连接座101依第一转轴Al为中心而沿第一转动方向Rl转动。
请参阅图9，为本发明第二挠性元件另一实施例示意图。其中揭露了以旋转马达取代之前的实施例所示的直线马达，图9中的第二旋转马达32具有一第二曲柄320，其一端连接于第一旋转马达32的第二转轴32a，而另一端即与第二挠性元件22的第二受力端221固定，至于第二固定端220则与第二转向架20固定。由此可见，当第二曲柄320摆动时，以图9而言仍在横向上产生了位移，因此其可以推拉 第二挠性元件22使之进一步的推拉第二转向架20以第二转轴A2为中心而产生第二转动方向R2的转动。由此可见，本发明是利用了挠性元件的本身可以挠曲的特性，使得挠性元件虽然是固接于马达的驱动轴与转向架上，但仍能在受力时通过自身的挠曲以适应马达的驱动轴与转向架之间相对位置的改变。如以传统的刚性材料所组成的机构而言，则势必使用四连杆或曲柄滑块机构始能达到相同的效果，但是这些机构必须使用到数个轴关节来改变连杆之间的相对位置以适应马达的驱动轴与转向架之间相对位置的改变，所以若使用现有的多连杆来达到相同的动作效果，则整体的机构会因为多连杆机构而变得更复杂、重量较高、且成本也高，如需保养也因为轴关节需要润滑而变得麻烦，其中一点是由于润滑油而会有比较容易沾灰尘而脏污的结果。由此可见，本发明的可挠性元件就是一种无枢轴的连杆组，通过本身可挠曲的特性来达到以往需要枢轴的连杆机构,如四连杆或曲柄滑块机构,才可达到的效果，而本发明的承载平台可以适用于多种设备，尤其是可作为具有方向性的感知器、如摄影机、超音波、听音器，或是信号源如雷射发射器、指向性扬声器的承载平台。此外，本发明的挠性元件由于成本甚低，如果使用在一次性使用的装备如导引武器的弹头导引设备内的寻标器，诸如光学摄影机、红外线感测器、雷达天线、或声纳，由于如弹药此种一次性使用品的使用量大，故若利用本发明更能大大的减低成本。实施例I. 一种承载平台，包括一底座，设有一第一马达；一第一转向架，枢设于该底座，第一转向架更具有一第一挠性元件受该第一马达驱动，使该第一转向架依一第一转动方向转动，该第一转向架更设有一第二马达；以及一第二转向架，枢设于该第一转向架，该第二转向架更具有一第二挠性元件受该第二马达驱动，使该第二转向架依一第二转动方向转动。2.如实施例I所述的承载平台，其中该第一马达或第二马达是直线马达。3.如实施例I所述的承载平台，其中该第一转向架与该第一挠性元件为一体成形，或该第二转向架与该第二挠性元件为一体成形。4.如实施例I所述的承载平台，更包含一第一曲柄及一第二曲柄，该第一曲柄的一端连接该第一马达，另一端连接该第一挠性元件，该第二曲柄的一端连接该第二马达，另一端连接该第二挠性元件，其中该第一马达及该第二马达是旋转马达。5. 一种承载平台，包括一第一转向架，固接一第一挠性元件以受一外力驱动；以及一第二转向架，枢设于该第一转向架上，该第二转向架也包括一第二挠性元件以受另一外力驱动。6.如实施例5所述的承载平台，该第一挠性元件具有一个弧形线段，该第二挠性元件也具有一个弧形线段，受各该外力驱动时，各该挠性元件的弧形线段产生变形。7.如实施例5所述的承载平台，更包含一底座供枢设该第一转向架，该第一挠性元件受一外力驱动时，该第一转向架相对该底座枢转，该第二挠性元件受另一外力驱动时，该第二转向架相对该第一转向架枢转。8. 一种用于承载平台的挠性元件，该挠性元件的一端固定于该承载平台的一转向架，该挠性元件的另一端连接于该承载平台的一驱动元件，该挠性元件具有一弧形线段，当该驱动元件驱动该 挠性元件时，该弧形线段产生变形，并驱动该转向架转动。9.如实施例8所述的挠性元件，其中，该挠性元件与该转向架一体成形。上述实施例仅为了方便说明而举例，虽遭熟悉本技艺的人士任施匠思而为诸般修饰，然皆不脱如权利要求所欲保护者。
权利要求
1.一种承载平台，包括 一底座，设有一第一马达； 一第一转向架，枢设于该底座，第一转向架更具有一第一挠性元件受该第一马达驱动，使该第一转向架依一第一转动方向转动，该第一转向架更设有一第二马达；以及 一第二转向架，枢设于该第一转向架，该第二转向架更具有一第二挠性元件受该第二马达驱动，使该第二转向架依一第二转动方向转动。
2.如权利要求I所述的承载平台，其中该第一马达或第二马达是直线马达。
3.如权利要求I所述的承载平台，其中该第一转向架与该第一挠性元件为一体成形，或该第二转向架与该第二挠性元件为一体成形。
4.如权利要求I所述的承载平台，更包含一第一曲柄及一第二曲柄，该第一曲柄的一端连接该第一马达，另一端连接该第一挠性元件，该第二曲柄的一端连接该第二马达，另一端连接该第二挠性元件，其中该第一马达及该第二马达是旋转马达。
5.一种承载平台，包括 一第一转向架，固接一第一挠性元件以受一外力驱动；以及 一第二转向架，枢设于该第一转向架上，该第二转向架也包括一第二挠性元件以受另一外力驱动。
6.如权利要求5所述的承载平台，该第一挠性元件具有一个弧形线段，该第二挠性元件也具有一个弧形线段，受各该外力驱动时，各该挠性元件的弧形线段产生变形。
7.如权利要求5所述的承载平台，更包含一底座供枢设该第一转向架，该第一挠性元件受一外力驱动时，该第一转向架相对该底座枢转，该第二挠性元件受另一外力驱动时，该第二转向架相对该第一转向架枢转。
8.一种用于承载平台的挠性元件，该挠性元件的一端固定于该承载平台的一转向架，该挠性元件的另一端连接于该承载平台的一驱动元件，该挠性元件具有一弧形线段，当该驱动元件驱动该挠性元件时，该弧形线段产生变形，并驱动该转向架转动。
9.如权利要求8项所述的挠性元件，其中，该挠性元件与该转向架一体成形。
全文摘要
本发明提供一种承载平台与应用于承载平台的挠性元件，其中一种承载平台，包括一第一转向架；以及一第二转向架，枢设于该第一转向架上，其中，该第一转向架更包括一第一挠性元件以受一外力驱动，而该第二转向架也包括一第二挠性元件以受另一外力驱动。
文档编号F16H49/00GK102954173SQ20111028143
公开日2013年3月6日 申请日期2011年9月21日 优先权日2011年8月24日
发明者江进丰, 陈怡杰, 魏宏源 申请人:财团法人金属工业研究发展中心