專利名稱:差動(dòng)位移裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及的是一種差動(dòng)位移裝置,尤指一種具有變層與定層雙重作用的轉(zhuǎn) 輪,可快速且精確地驅(qū)動(dòng)平臺(tái)或裝置定位于一定距離、長(zhǎng)度或高度,尤適用在各 設(shè)備線性位移前后調(diào)整與固定距離的快速往復(fù)機(jī)械精密控制共存在一個(gè)裝置上。
背景技術(shù):
半導(dǎo)體(SILICON或IIIV后制程如IC產(chǎn)業(yè)、LED產(chǎn)業(yè)、LCD產(chǎn)業(yè))制程中, 對(duì)每個(gè)生產(chǎn)組件(或稱晶粒chip)都要經(jīng)過點(diǎn)測(cè)、分析以確認(rèn)組件是否合乎設(shè)計(jì)出
貨規(guī)格。
點(diǎn)測(cè)結(jié)果差異分析也可回饋前端的設(shè)計(jì)或前段制程,故點(diǎn)測(cè)機(jī)是半導(dǎo)體設(shè)計(jì)、 分析、生產(chǎn)的重要角色。而如何在微精密的組件(或稱晶粒)能夠通過探針精準(zhǔn)的 接觸以進(jìn)行量測(cè)、光學(xué)(顯微鏡、CCD等)被測(cè)物(如芯片的X、 Y、 Z方向移動(dòng)載 臺(tái)、針測(cè)用的界面探針卡或夾針座)的上下分離或接觸機(jī)構(gòu)都是基本的配備。
請(qǐng)參閱圖1所示一種現(xiàn)有檢測(cè)裝置,所述的檢測(cè)裝置10包含一可置放待測(cè)物 14的平臺(tái)11、 一取像模塊12以及一運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)13,所述的運(yùn)動(dòng)才幾構(gòu)13包括一 X 軸移動(dòng)單元131、 一 Y軸移動(dòng)單元132、 一Z軸移動(dòng)單元133,分別用以驅(qū)動(dòng)所述 的平臺(tái)11作X軸、Y軸運(yùn)動(dòng),以及所述的取像模塊12作Z軸運(yùn)動(dòng),可對(duì)待測(cè)物 14進(jìn)行三維對(duì)焦取像;所述的現(xiàn)有檢測(cè)裝置IO所存在的主要弊端在于,每置換 一待測(cè)物14時(shí),所述的取像模塊12均必須重新進(jìn)行三維對(duì)焦,因此耗費(fèi)許多對(duì) 焦時(shí)間,拉長(zhǎng)檢測(cè)過程,并影響整體生產(chǎn)率。
其次,已知中國(guó)臺(tái)灣省發(fā)明專利申請(qǐng)第93117308號(hào)「具補(bǔ)償功能的視覺檢測(cè) 裝置及其聚焦誤差補(bǔ)償方法」,所述的案是在視覺檢測(cè)裝置上設(shè)有一控制運(yùn)算模 塊,用在控制所述的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)以進(jìn)行掃描,所述的控制運(yùn)算模塊包括一處 理單元、 一記憶單元、 一命令單元以及一判讀單元,首先由所述的處理單元量取 平臺(tái)上復(fù)數(shù)個(gè)點(diǎn)的撓曲量,根據(jù)所述的撓曲量建立一數(shù)學(xué)模式以得到整個(gè)所述的 平臺(tái)的撓曲量分布,并將所述的垂直撓曲量?jī)?chǔ)存在一記憶單元,再由一命令單元
依據(jù)所述的垂直撓曲量命令所述的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)以補(bǔ)償取像模塊的焦距變異,最 后由所述的判讀單元根據(jù)電子影像的數(shù)據(jù)判讀所述的待測(cè)物的圖型與幾何尺寸; 據(jù)此可知,由于所述的控制運(yùn)算模塊必須能夠負(fù)擔(dān)繁復(fù)的運(yùn)算處理,故其構(gòu)造必 定相當(dāng)復(fù)雜,不僅導(dǎo)致制造成本高,且造成維修或調(diào)校的困難。
綜上所述可知,目前針測(cè)機(jī)針測(cè)用界面(探針卡或夾針座)其高度設(shè)定多為旋 轉(zhuǎn)旋鈕以驅(qū)動(dòng)界面升降,在維修時(shí)必須下降芯片的Z方向(即垂直方向)移動(dòng)載臺(tái) 使探針與芯片分離以免傷害到探針與芯片,維修完成后再上升Z方向移動(dòng)載臺(tái)到
探針高度,此時(shí)因?yàn)閆方向移動(dòng)過,故光學(xué)(顯微鏡、CCD等)與Z方向載臺(tái)的關(guān) 系變還,光學(xué)必須重新對(duì)準(zhǔn)z方向載臺(tái)的焦距,因此維修的步驟時(shí)間冗長(zhǎng)。
因此,若要同時(shí)能具有固定距離的快速往復(fù)機(jī)械精密控制又具有線性偏移調(diào) 整共存在一個(gè)裝置上,對(duì)使用者便利性將大大提升。
發(fā)明內(nèi)容
有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的缺陷,本發(fā)明的主要目的在于提出一種差動(dòng)位移裝置,其 具有變層與定層雙重作用,可快速且精確地驅(qū)動(dòng)平臺(tái)或裝置定位于一定距離、長(zhǎng) 度或高度。
為達(dá)到上述目的,本發(fā)明首先提出一種差動(dòng)位移裝置,其包含 一中心軸,其具有一輸入端與一輸出端;
一第一環(huán)齒輪,是軸設(shè)在所述的中心軸的輸入端,其具有內(nèi)環(huán)齒;
至少 一 第 一 行星齒輪,是位所述的第 一 環(huán)齒輪內(nèi)并與所述的第 一 環(huán)齒輪嚙合;
一太陽齒輪,是軸設(shè)在所述的中心軸上,并與所述的第一行星齒輪嚙合;
一第二環(huán)齒輪,是套設(shè)在所述的中心軸外,其具有內(nèi)環(huán)齒;
至少一第二行星齒輪,是位所述的第二環(huán)齒輪內(nèi)并與所述的第二環(huán)齒輪嚙合,
且所述的第二行星齒輪是與所述的第 一環(huán)齒輪相連接;
一限位裝置,是用以使所述的第一環(huán)齒輪定位于一第一角度位置,且使所述
的第二環(huán)齒輪可在所述的第一角度位置與一第二角度位置所形成的區(qū)域內(nèi)往復(fù)轉(zhuǎn)
動(dòng);
如此,當(dāng)所述的第二環(huán)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)至第二角度位置時(shí),可由所述的第二環(huán)齒輪 帶動(dòng)所述的第二行星齒輪轉(zhuǎn)動(dòng),由于所述的第二行星齒輪是與所述的第一環(huán)齒輪 相連接,因此可驅(qū)動(dòng)所述的第一環(huán)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng),并依序帶動(dòng)所述的第一行星齒輪、
所述的太陽齒輪轉(zhuǎn)動(dòng),進(jìn)而帶動(dòng)所述的中心軸轉(zhuǎn)動(dòng),反的,當(dāng)所述的第二環(huán)齒輪 反向轉(zhuǎn)回至所述的第一角度位置時(shí),可依序帶動(dòng)所述的第二行星齒輪、所述的第 一環(huán)齒輪、所述的第一行星齒輪、所述的太陽齒輪反向轉(zhuǎn)動(dòng),進(jìn)而帶動(dòng)所述的中 心軸反向轉(zhuǎn)動(dòng)。
較佳地,所述的限位裝置是包含
一環(huán)狀片體,是設(shè)置在所述的第一環(huán)齒輪底部,所述的環(huán)狀片體的外徑大于 所述的第一環(huán)齒輪的外徑,使所述的環(huán)狀片體的外緣是凸出在所述的第一環(huán)齒輪
外圍;
一定位件,其是可施力在所述的環(huán)狀片體凸出在所述的第一環(huán)齒輪的外緣上, 用以使所述的環(huán)狀片體無法轉(zhuǎn)動(dòng),進(jìn)而所述的使所述的第一環(huán)齒輪定位于所述的
第一角度位置;
一套筒,是設(shè)置在所述的環(huán)狀片體底部,且套設(shè)在所述的第二環(huán)齒輪外,所 述的套筒相對(duì)應(yīng)在所述的第一角度位置與第二角度位置所形成的區(qū)域具有一貫穿 所述的套筒的透空槽;
一旋轉(zhuǎn)座,是樞設(shè)在所述的套筒內(nèi),且其中心樞設(shè)在所述的中心軸的輸出端, 所述的旋轉(zhuǎn)座頂部是與所述的第二環(huán)齒輪相連接;
一拉柄,其一端是穿設(shè)在所述的套筒的透空槽并與所述的旋轉(zhuǎn)座相連接,其 另一端凸伸在所述的套筒外。
較佳地,所述的定位件為一銷體,所述的銷體可被驅(qū)動(dòng)施力在所述的環(huán)狀片 體凸出在所述的第 一環(huán)齒輪的外緣上,用以使所述的環(huán)狀片體無法轉(zhuǎn)動(dòng)。
較佳地,所述的銷體可連接在一桿體,通過所述的桿體可驅(qū)動(dòng)所述的銷體往 復(fù)運(yùn)。
較佳地,所述的套筒外側(cè)具有一凸緣,所述的凸緣底部設(shè)有一環(huán)狀座。 較佳地,所述的套筒、環(huán)狀座與所述的旋轉(zhuǎn)座之間設(shè)有軸承。 較佳地,所述的中心軸與所述的旋轉(zhuǎn)座之間設(shè)有軸承。 較佳地,所述的拉柄是可螺動(dòng)地與所述的旋轉(zhuǎn)座相連接。 較佳地,所述的拉柄是包含
一活動(dòng)件,其具有一錐狀內(nèi)端,所述的錐狀內(nèi)端是可與所述的套筒的透空槽 相嵌合;
一固定件,所述的固定件的一端是與所述的旋轉(zhuǎn)座相螺接,另一端則樞設(shè)在
所述的活動(dòng)件內(nèi);
彈性件,是設(shè)置在所述的固定件與所述的活動(dòng)件間;
通過所述的彈性件的彈力頂?shù)郑墒顾龅幕顒?dòng)件的錐狀內(nèi)端插設(shè)在所述的 透空槽內(nèi),所述的活動(dòng)件可與所述的套筒構(gòu)成一迫緊狀態(tài),可限制所述的旋轉(zhuǎn)座 轉(zhuǎn)動(dòng)。
較佳地,其還包括一上蓋,所述的上蓋包含
一本體,其中心是與所述的中心軸的輸入端相連接;
至少一軸體,是設(shè)置在所述的本體底部,其具有一與所述的中心軸平行的延 伸方向,所述的軸體是樞設(shè)在所述的第 一行星齒輪中心;
側(cè)壁,是設(shè)置在所述的本體底部周緣,所述的側(cè)壁底部是與所述的第一環(huán)齒 4侖相連4妻。
較佳地,所述的中心軸與所述的本體之間設(shè)有軸承。
較佳地,所述的軸體底端是與所述的第二行星齒輪軸設(shè)。
較佳地,所述的第一行星齒輪為至少兩組,等角環(huán)繞所述的中心軸設(shè)置。
其次,提供了一種具有差動(dòng)位移裝置的視覺檢測(cè)裝置,其包括
一平臺(tái),供置放待測(cè)物;
一取像模塊,用以對(duì)待測(cè)物取像;
一運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu),用以驅(qū)動(dòng)所述的平臺(tái)可做三維移動(dòng);
一差動(dòng)位移裝置,其包含
一中心軸,其具有一輸入端與一輸出端,所述的輸出端是與所述的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu) 相連才妄;
一第一環(huán)齒輪,其軸設(shè)在所述的中心軸的輸入端,其具有內(nèi)環(huán)齒; 至少一第一行星齒輪,其位于所述的第一環(huán)齒輪內(nèi),并與所述的第一環(huán)齒輪 相嚙合;
一太陽齒輪,其軸設(shè)在所述的中心軸上,并與所述的第一行星齒輪相嚙合; 一第二環(huán)齒輪,其套設(shè)在所述的中心軸外,其具有內(nèi)環(huán)齒; 至少一第二行星齒輪,其位于所述的第二環(huán)齒輪內(nèi),并與所述的第二環(huán)齒輪
嚙合,且所述的第二行星齒輪與所述的第 一環(huán)齒輪相連接;
一限位裝置,其用以使所述的第一環(huán)齒輪定位于一第一角度位置,且使所述
的第二環(huán)齒輪在所述的第一角度位置與一第二角度位置所形成的區(qū)域內(nèi)往復(fù)轉(zhuǎn)
動(dòng);
如此,當(dāng)所述的第二環(huán)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)至第二角度位置時(shí),由所述的第二環(huán)齒輪帶
動(dòng)所述的第二行星齒輪轉(zhuǎn)動(dòng),由于所述的第二行星齒輪與所述的第一環(huán)齒輪相連 接,從而驅(qū)動(dòng)所述的第一環(huán)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng),并依序帶動(dòng)所述的第一行星齒輪、所述的 太陽齒輪、所述的中心軸轉(zhuǎn)動(dòng),進(jìn)而可驅(qū)動(dòng)所述的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)作三維運(yùn)動(dòng)。
圖1是現(xiàn)有視覺檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖2是本發(fā)明較佳實(shí)施例的立體結(jié)構(gòu)示意圖3是本發(fā)明較佳實(shí)施例的俯視圖4是圖3的A-A剖面圖5是圖4的部分結(jié)構(gòu)分解圖6A是本發(fā)明較佳實(shí)施例的齒輪在第一角度位置時(shí)的轉(zhuǎn)向示意圖; 圖6B是本發(fā)明較佳實(shí)施例的齒輪在第二角度位置時(shí)的轉(zhuǎn)向示意圖。 附圖標(biāo)記說明10-視覺檢測(cè)裝置;ll-平臺(tái);12-取像模塊;13-運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu);131-X 軸移動(dòng)單元;132-Y軸移動(dòng)單元;133-Z軸移動(dòng)單元;14-待測(cè)物;20-差動(dòng)位移裝 置;21-第一環(huán)齒輪;211-定位銷;22-第一行星齒輪;23-太陽齒輪;24-第二環(huán) 齒輪;25-第二行星齒輪;26-中心軸;261-輸入端;262-輸出端;263-螺栓;264、 265-軸承;27-上蓋;271-本體;272-側(cè)壁;273-軸體;28-限位裝置;281-環(huán)狀片 體;2811-墊片;282-定位件;2821-桿體;2822-銷體;283-套筒;2831-支撐塊; 2832-凸緣;2833-透空槽;2834-螺栓;284-旋轉(zhuǎn)座;285-環(huán)狀座;286-軸承;29-拉柄;291-固定件;2911-內(nèi)側(cè)端;292-活動(dòng)件;2921-錐狀內(nèi)端;293-彈性件;Pl-第一角度位置;P2-第二角度位置;Nl-第一環(huán)齒輪的齒數(shù);N2-第一行星齒輪的齒 數(shù);N3-太陽齒輪的齒數(shù);N4-第二環(huán)齒輪的齒數(shù);N5-第二行星齒輪的齒數(shù);wl-第一環(huán)齒輪的轉(zhuǎn)速;w2-第一行星齒輪的轉(zhuǎn)速;w3-太陽齒輪的轉(zhuǎn)速;w4-第二環(huán)齒 輪的轉(zhuǎn)速;w5-第二行星齒輪的轉(zhuǎn)速。
具體實(shí)施例方式
以下將參照隨附的圖式來描述本發(fā)明為達(dá)成目的所使用的技術(shù)手段與功效, 而以下圖式所列舉的實(shí)施例僅為輔助說明,以利貴審查委員了解,但本案的技術(shù)
手段并不限于所列舉圖式。
請(qǐng)參閱圖2至圖5所示本發(fā)明較佳實(shí)施例的立體外觀圖、俯視圖及其剖面結(jié)
構(gòu)圖,所述的差動(dòng)位移裝置20包含一中心軸26,所述的中心軸26具有一輸入端 261與一輸出端262,所述的輸出端261是與一運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(圖中未示出)相連接,用 以驅(qū)動(dòng)所述的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)作,所述的中心軸26的輸入端261是連接在一上蓋27 中央,所述的上蓋27具有一圓形本體271,在所述的本體271底部周緣設(shè)有向下 延伸的側(cè)壁272,所述的中心軸26的輸入端261以螺栓263螺接在所述的本體271 中心,在所述的中心軸26的輸入端261與所述的本體271之間設(shè)有軸承264,使 所述的中心軸26的輸入端261與所述的本體271之間形成可樞轉(zhuǎn)的狀態(tài)。
其次,在所述的側(cè)壁272底部設(shè)有一具有內(nèi)環(huán)齒的第一環(huán)齒輪21,再在所述 的第一環(huán)齒輪21底部設(shè)有一環(huán)狀片體281與一墊片2811,通過定位銷211依序 穿設(shè)所述的墊片2811、所述的環(huán)狀片體281、所述的第一環(huán)齒輪21、所述的側(cè)壁 272,可將所述的環(huán)狀片體281夾設(shè)在所述的墊片2811與所述的第一環(huán)齒輪21 之間,且使得所述的第一環(huán)齒輪21與所述的上蓋27固設(shè)為一體,如此使得所述 的第一環(huán)齒輪21與所述的中心軸26的輸入端261形成可樞轉(zhuǎn)的狀態(tài),有關(guān)所述 的環(huán)狀片體281的作用將說明在后。
在前述所述的第一環(huán)齒輪21內(nèi)嚙合有一第一行星齒輪22,所述的第一行星 齒輪22是樞設(shè)在一固設(shè)在所述的上蓋27的本體271底部的軸體273上,所述的 軸體273具有一與所述的中心軸26平行的延伸方向。
再在所述的中心軸26上設(shè)有一太陽齒輪23,所述的太陽齒輪23是與所述的 第一行星齒輪22相嚙合,由于所述的第一環(huán)齒輪21、所述的第一行星齒輪22、 太陽齒輪23相互嚙合,因此,當(dāng)所述的第一環(huán)齒輪21轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),可依序帶動(dòng)所述 的第一行星齒輪22、太陽齒輪23轉(zhuǎn)動(dòng),再由所述的太陽齒輪23驅(qū)動(dòng)所述的中心 軸26轉(zhuǎn)動(dòng),換言之,所述的第一環(huán)齒輪21、所述的第一行星齒輪22、太陽齒輪 23以及所述的中心軸26具有連動(dòng)關(guān)系。
其次,再在所述的中心軸26外套設(shè)一具有內(nèi)環(huán)齒的第二環(huán)齒輪24,所述的 第二環(huán)齒輪24是以定位銷(圖中未示出)定位于一旋轉(zhuǎn)座284的頂部,再在所述的 第二環(huán)齒輪24內(nèi)嚙合一第二行星齒輪25,所述的第二行星齒輪25是軸設(shè)在所述 的軸體273的底端,如圖4與圖5所示,所述的軸體273與所述的第二行星齒輪 25 —體成型,且所述的軸體273同時(shí)可做為所述的第一行星齒輪22的樞接軸, 可達(dá)降低成本、減少所占空間等目的。
再者,本發(fā)明還包括一限位裝置28,所述的限位裝置28是用以使所述的第 一環(huán)齒輪21定位于一第一角度位置Pl,且使所述的第二環(huán)齒輪24可在所述的第 一角度位置Pl與一第二角度位置P2所形成的區(qū)域內(nèi)往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng),所述的限位裝置 28是包含所述的環(huán)狀片體281,如前所述,所述的環(huán)狀片體281是設(shè)置在所述的 第一環(huán)齒輪21底部,所述的環(huán)狀片體281的外徑大于所述的第一環(huán)齒輪21的外 徑,使得所述的環(huán)狀片體281的外緣是凸出在所述的第一環(huán)齒輪21外圍,在所述 的凸出在所述的第一環(huán)齒輪21外圍的所述的環(huán)狀片體281上方設(shè)有一定位件 282,所述的定位件282是可施力在所述的環(huán)狀片體281上,使所述的環(huán)狀片體 281被夾合在所述的定位件282與一位于所述的環(huán)狀片體281下方的套筒283之 間而無法轉(zhuǎn)動(dòng),進(jìn)而可使所述的第 一環(huán)齒輪21無法轉(zhuǎn)動(dòng)而定位于一第 一角度位置 Pl(如圖3所示),至于可達(dá)到使所述的環(huán)狀片體281無法轉(zhuǎn)動(dòng)的方式或結(jié)構(gòu)有多 不同實(shí)施態(tài)樣,例如圖2至圖4顯示是由一桿體2821連動(dòng)一銷體2822并驅(qū)動(dòng)其 可作垂直上下運(yùn)動(dòng),其連動(dòng)的方式可釆用連桿或彈性組件等現(xiàn)有構(gòu)件,除此的外, 若單純采用一可上下螺接的螺栓也可達(dá)到相同目的,此為一般人士所熟知的技術(shù), 在此不予贅述。
有關(guān)上述所述的套筒283,其是設(shè)置在所述的環(huán)狀片體281底部且套設(shè)在所 述的第二環(huán)齒輪24外,所述的套筒283的一作用在于提供所述的環(huán)狀片體281 適當(dāng)支撐,避免所述的環(huán)狀片體281因銷體2822作用力而變形,如圖2所示,在 所述的套筒283外側(cè)相對(duì)應(yīng)在所述的銷體2822作用處,設(shè)有一支撐塊2831,所 述的支撐塊2831的外型、尺寸與數(shù)量不限,可依所述的銷體2822或所述的套筒 283而定,或可與所述的套筒283 —體成型。
其次,前述所述的旋轉(zhuǎn)座284則是樞設(shè)在所述的套筒283內(nèi),所述的旋轉(zhuǎn)座 284中心與所述的中心軸26的輸出端262之間設(shè)有復(fù)數(shù)的軸承265,如此形成與 所述的中心軸26相樞設(shè)的狀態(tài),由于所述的旋轉(zhuǎn)座284頂部是與所述的第二環(huán)齒 輪24相連接,因此,當(dāng)所述的第二環(huán)齒輪24轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),可帶動(dòng)所述的旋轉(zhuǎn)座284 在所述的套筒283內(nèi)同步轉(zhuǎn)動(dòng),圖示所述的套筒283外側(cè)底部具有一凸緣2832, 所述的凸緣2832底部以螺栓2834螺接一環(huán)狀座285,再在所述的套筒283、環(huán)狀 座285與所述的旋轉(zhuǎn)座284之間設(shè)置軸承286,如此,可使得所述的中心軸26以 及所述的旋轉(zhuǎn)座284轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)還為平穩(wěn)順暢,另必須說明的是,圖標(biāo)均顯示一組第
一行星齒輪22,然較佳的狀態(tài)是等角環(huán)繞所述的中心軸26設(shè)置有復(fù)數(shù)組,例如
三組,如此可平均施力在所述的太陽齒輪23,避免所述的中心軸26因單側(cè)受壓 或受壓不均而歪斜。
再者,在所述的套筒283相對(duì)應(yīng)在所述的第一角度位置P1與第二角度位置 P2所形成的區(qū)域具有一貫穿所述的套筒283的透空槽2833(如圖3所示),在所述 的透空槽2833內(nèi)穿設(shè)有一拉柄29,所述的拉柄29是由一固定件291與一活動(dòng)件 292所構(gòu)成,所述的固定件291具有一設(shè)有外螺紋之內(nèi)側(cè)端2911,所述的內(nèi)側(cè)端 291是穿設(shè)在所述的套筒283的透空槽2833并與所述的旋轉(zhuǎn)座284相螺接,所述 的固定件291的外側(cè)端則凸伸在所述的套筒283外并樞設(shè)在所述的活動(dòng)件292內(nèi), 在所述的固定件291與所述的活動(dòng)件292之間設(shè)有彈性件293,所述的活動(dòng)件292 具有一錐狀內(nèi)端2921,通過所述的彈性件293的彈力頂?shù)郑墒顾龅幕顒?dòng)件292 的錐狀內(nèi)端2921插設(shè)在所述的透空槽2833內(nèi),所述的活動(dòng)件292可與所述的套 筒283構(gòu)成一漲緊狀態(tài),而當(dāng)拉動(dòng)所述的活動(dòng)件292使所述的錐狀內(nèi)端2921與所 述的透空槽2833分離時(shí),所述的活動(dòng)件292與所述的套筒283構(gòu)成一釋放狀態(tài), 則可經(jīng)由所述的固定件291操控所述的旋轉(zhuǎn)座284在所述的第 一 角度位置P1與第 二角度位置P2所形成的區(qū)域內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)至所需位置后,將活動(dòng)件292放開, 即可使所述的活動(dòng)件292的錐狀內(nèi)端2921再度插設(shè)在所述的透空槽2833內(nèi),如 圖3所示,換言之,當(dāng)所述的旋轉(zhuǎn)座284轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí),可帶動(dòng)所述的第二環(huán)齒輪 24、所述的第二行星齒輪25轉(zhuǎn)動(dòng),再由于所述的第二行星齒輪25是設(shè)置在所述 的軸體273底部,故當(dāng)所述的第二行星齒輪25轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),可驅(qū)動(dòng)所述的上蓋27轉(zhuǎn) 動(dòng),進(jìn)而可帶動(dòng)所述的第一環(huán)齒輪21、所述的第一行星齒輪22、太陽齒輪23以 及所述的中心軸26轉(zhuǎn)動(dòng)。
經(jīng)了解上述各結(jié)構(gòu)間的連動(dòng)關(guān)系后,請(qǐng)?jiān)賲㈤唸D3、圖6A、圖6B,說明各 齒輪在所述的第一角度位置Pl與第二角度位置P2所形成的區(qū)域內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn) 向,如圖6A所示,當(dāng)逆時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)所述的第一環(huán)齒輪21時(shí),可帶動(dòng)所述的第一行星 齒輪22逆時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)、所述的太陽齒輪23與所述的中心軸26順時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng),由于所述的 中心軸26是與一運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(圖中未示出)相連接,可用以驅(qū)動(dòng)所述的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)作, 因此,在轉(zhuǎn)動(dòng)所述的第一環(huán)齒輪21適當(dāng)圏數(shù)后,可驅(qū)動(dòng)所述的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)作一定 距離、長(zhǎng)度或高度的變化,再通過所述的定位件282限制所述的第一行星齒輪22 轉(zhuǎn)動(dòng),并將此點(diǎn)設(shè)定為所述的第一角度位置Pl,此時(shí),所述的第二環(huán)齒輪24、所
述的第二行星齒輪25是處在靜止?fàn)顟B(tài)(以虛線表示),且圖3所示所述的拉柄29
是處在死鎖狀態(tài)。
當(dāng)拉動(dòng)圖3所示所述的拉柄29后,可將所述的拉柄29轉(zhuǎn)動(dòng)至第二角度位置 P2的位置,如圖6B所示,所述的第二環(huán)齒輪24因所迷的拉柄29轉(zhuǎn)動(dòng)而被驅(qū)動(dòng) 順時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng),并可同步帶動(dòng)所述的第二行星齒輪25順時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng),進(jìn)而可帶動(dòng)所述的第 一環(huán)齒輪21與所述的第一行星齒輪22順時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)、所述的太陽齒輪23與所述的中 心軸26逆時(shí)l爭(zhēng)動(dòng)。
據(jù)上所述可知,在所述的第一角度位置P1與第二角度位置P2往復(fù)轉(zhuǎn)換時(shí), 可驅(qū)動(dòng)所述的中心軸26變換其轉(zhuǎn)向,再由于所述的第一角度位置Pl與第二角度 位置P2所形成的區(qū)域固定,故所述的中心軸26所轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)固定,#4居此一特 性,若通過皮帶、傳動(dòng)軸或相似功能的連接組件將所述的中心軸26與一運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu) 相互連接,則可驅(qū)動(dòng)所述的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)在一定距離、長(zhǎng)度或高度間動(dòng)作,至于所述 的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)可作一維、二維或三維等不同方位運(yùn)動(dòng),其結(jié)構(gòu)或其動(dòng)作的型態(tài),是 根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的機(jī)臺(tái)或裝置而定,例如,可應(yīng)用在圖1所示的所述的視覺檢測(cè)裝 置10,驅(qū)動(dòng)所述的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)13的X軸移動(dòng)單元131、 Y軸移動(dòng)單元132、 Z軸移 動(dòng)單元133,分別用以驅(qū)動(dòng)所述的平臺(tái)ll作X軸、Y軸運(yùn)動(dòng),以及所述的取像模 塊12作Z軸運(yùn)動(dòng),可使所述的待測(cè)物14與所述的取像模塊12準(zhǔn)確對(duì)焦,而當(dāng) 檢測(cè)完畢后,所述的平臺(tái)11雖然退出并置換一新的待測(cè)物14,然而由于所述的 差動(dòng)位移裝置20具有記憶對(duì)焦位置的功能,因此只要調(diào)整所述的拉柄29的位置, 即可使所述的平臺(tái)11定位于準(zhǔn)確的對(duì)焦位置,其方式簡(jiǎn)單快速,無須繁瑣的對(duì)焦 程序,因此可所短檢測(cè)過程與時(shí)間,提高生產(chǎn)率。
再針對(duì)各齒輪的配合齒數(shù)而言,假設(shè)
所述的第一環(huán)齒輪21的齒數(shù)N1二72,轉(zhuǎn)速wl;
所述的第一行星齒輪22的齒數(shù)N2二22,轉(zhuǎn)速co2;
所述的太陽齒輪23的齒數(shù)N3二28,轉(zhuǎn)速w3;
所述的第二環(huán)齒輪24的齒數(shù)N4=60,轉(zhuǎn)速w4;
所述的第二行星齒輪25的齒數(shù)N540,轉(zhuǎn)速w5;
依轉(zhuǎn)速比7^式
當(dāng)所述的第二環(huán)齒輪24固定時(shí),所述的太陽齒輪23與所述的第一環(huán)齒輪21 的壽爭(zhēng)速比w3/wl=(Nl(N2-N5))/(N3(N2+N5))=0.964
當(dāng)所述的第二行星齒輪25固定時(shí),所述的太陽齒輪23與所述的第二環(huán)齒輪 24的轉(zhuǎn)速比
w 3 4=(2N 1N3 )/(N5 (N3 -N2))=7.8 5 7
據(jù)此可知,所述的第一環(huán)齒輪21、所述的第一行星齒輪22、所述的太陽齒輪 23、所述的第二環(huán)齒輪24與所述的第二行星齒輪25配合的齒數(shù)不同,可得不同 的輸出轉(zhuǎn)速比,可依實(shí)際所需而設(shè)定。
綜上所述,本發(fā)明所提供的差動(dòng)位移裝置,可快速且精確地驅(qū)動(dòng)各式平臺(tái)或 裝置定位于一定距離、長(zhǎng)度或高度,且利用復(fù)合行星減速輪是的關(guān)系能切換成大 行程的精密升降,方便維修換卡時(shí)使用。將本發(fā)明應(yīng)用在半導(dǎo)體(SILICON或IIIV 后制程如IC產(chǎn)業(yè)、LED產(chǎn)業(yè)、LCD產(chǎn)業(yè))制程中,可控制光學(xué)(顯微鏡、CCD等) 與Z方向移動(dòng)載臺(tái)的關(guān)系不變,利用此一具有固定距離的快速往復(fù)機(jī)械精密控制 機(jī)構(gòu)使夾針座向上固定行程移動(dòng),探針卡脫離芯片的Z方向移動(dòng)載臺(tái),待維修完 成后再使夾針座向下固定行程移動(dòng),便能減少光學(xué)的對(duì)校;換卡時(shí)也然,并可針 對(duì)不同厚度的探針卡利用具有線性位移調(diào)整功能的機(jī)構(gòu)使夾針座設(shè)定在一正確高 度,適用在各種設(shè)備線性位移前后調(diào)整與固定距離的快速往復(fù)機(jī)械精密控制共存 在一個(gè)裝置上。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例,對(duì)本發(fā)明而言僅僅是說明性的,而非限 制性的。本專業(yè)技術(shù)人員理解,在本發(fā)明權(quán)利要求所限定的精神和范圍內(nèi)可對(duì)其 進(jìn)行許多改變,修改,甚至等效,但都將落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種差動(dòng)位移裝置,其特征在于其包含一中心軸,其具有一輸入端與一輸出端;一第一環(huán)齒輪,其軸設(shè)在所述的中心軸的輸入端,其具有內(nèi)環(huán)齒;至少一第一行星齒輪,其位于所述的第一環(huán)齒輪內(nèi),并與所述的第一環(huán)齒輪相嚙合;一太陽齒輪,其設(shè)置在所述的中心軸上,并與所述的第一行星齒輪相嚙合;一第二環(huán)齒輪,其套設(shè)在所述的中心軸外,其具有內(nèi)環(huán)齒;至少一第二行星齒輪,其位于所述的第二環(huán)齒輪內(nèi),并與所述的第二環(huán)齒輪相嚙合,且所述的第二行星齒輪與所述的第一環(huán)齒輪相連接;一限位裝置,其用以使所述的第一環(huán)齒輪定位于一第一角度位置,且使所述的第二環(huán)齒輪在所述的第一角度位置與一第二角度位置所形成的區(qū)域內(nèi)往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng);如此,當(dāng)所述的第二環(huán)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)至第二角度位置時(shí),可由所述的第二環(huán)齒輪帶動(dòng)所述的第二行星齒輪轉(zhuǎn)動(dòng),由于所述的第二行星齒輪是與所述的第一環(huán)齒輪相連接,因此可驅(qū)動(dòng)所述的第一環(huán)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng),并依序帶動(dòng)所述的第一行星齒輪、所述的太陽齒輪轉(zhuǎn)動(dòng),進(jìn)而帶動(dòng)所述的中心軸轉(zhuǎn)動(dòng),反之,當(dāng)所述的第二環(huán)齒輪反向轉(zhuǎn)回至所述的第一角度位置時(shí),可依序帶動(dòng)所述的第二行星齒輪、所述的第一環(huán)齒輪、所述的第一行星齒輪、所述的太陽齒輪反向轉(zhuǎn)動(dòng),進(jìn)而帶動(dòng)所述的中心軸反向轉(zhuǎn)動(dòng)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的差動(dòng)位移裝置,其特征在于所述的限位裝置包含: 一環(huán)狀片體,其設(shè)置在所述的第一環(huán)齒輪底部,所述的環(huán)狀片體的外徑大于所述的第一環(huán)齒輪的外徑,使所述的環(huán)狀片體的外緣凸出在所述的第一環(huán)齒輪外 圍;一定位件,其設(shè)置在所述的環(huán)狀片體上,并頂靠在所述的第一環(huán)齒輪的外緣 上,用以使所述的環(huán)狀片體無法轉(zhuǎn)動(dòng),進(jìn)而所述的使所述的第一環(huán)齒輪定位于所 述的第一角度位置;一套筒,其設(shè)置在所述的環(huán)狀片體底部,且套設(shè)在所述的第二環(huán)齒輪外,所述的套筒相對(duì)應(yīng)在所述的第一角度位置與第二角度位置所形成的區(qū)域,具有一貫 穿所述的套筒的透空槽; 一旋轉(zhuǎn)座,其樞設(shè)在所述的套筒內(nèi),且其中心樞設(shè)在所述的中心軸的輸出端, 所述的旋轉(zhuǎn)座頂部與所述的第二環(huán)齒輪相連接;一拉柄,其一端穿入所述的套筒的透空槽并與所述的旋轉(zhuǎn)座相連接,其另一 端設(shè)置在所述的套筒外。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的差動(dòng)位移裝置,其特征在于所述的定位件為一銷體,所述的銷體設(shè)置在所述的環(huán)狀片體上,并頂靠在所述的第一環(huán)齒輪的外緣上, 用以使所述的環(huán)狀片體無法轉(zhuǎn)動(dòng)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的差動(dòng)位移裝置,其特征在于所述的銷體與一桿體 相連接,通過所述的桿體驅(qū)動(dòng)所述的銷體往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的差動(dòng)位移裝置,其特征在于所述的套筒外側(cè)具有 一凸緣,所述的凸緣底部設(shè)有一環(huán)狀座。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的差動(dòng)位移裝置,其特征在于所述的套筒、環(huán)狀座 與所述的旋轉(zhuǎn)座之間設(shè)有軸承。
7、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的差動(dòng)位移裝置,其特征在于所述的中心軸與所述 的旋轉(zhuǎn)座之間設(shè)有軸承。
8、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的差動(dòng)位移裝置,其特征在于所述的拉柄與所述的 旋轉(zhuǎn)座相螺接。
9、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的差動(dòng)位移裝置,其特征在于所述的拉柄包含 一活動(dòng)件,其具有一錐狀內(nèi)端,所述的錐狀內(nèi)端與所述的套筒的透空槽相嵌合;一固定件,所述的固定件的一端是與所述的旋轉(zhuǎn)座相螺接,另一端則樞設(shè)在所述的活動(dòng)件內(nèi);彈性件,設(shè)置在所述的固定件與所述的活動(dòng)件間;通過所述的彈性件的彈力頂?shù)?,使所述的活?dòng)件的錐狀內(nèi)端插設(shè)在所述的透 空槽內(nèi),所述的活動(dòng)件與所述的套筒構(gòu)成一漲緊狀態(tài),限制所述的旋轉(zhuǎn)座轉(zhuǎn)動(dòng)。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的差動(dòng)位移裝置,其特征在于其還包括一上蓋, 所述的上蓋包含一本體,其中心與所述的中心軸的輸入端相連^l妄;至少一軸體,其設(shè)置在所述的本體底部,其軸線與所述的中心軸平行,所述 的軸體樞設(shè)在所述的第 一行星齒輪的中心;側(cè)壁,其設(shè)置在所述的本體底部周緣,所述的側(cè)壁底部與所述的第一環(huán)齒輪 相連4妄。
11、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的差動(dòng)位移裝置,其特征在于所述的中心軸與所 述的本體之間設(shè)有軸承。
12、 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的差動(dòng)位移裝置,其特征在于所述的軸體底端設(shè)有所述的第二行星齒輪。
13、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的差動(dòng)位移裝置,其特征在于所述的第一行星齒 輪為至少兩組,等角環(huán)繞所述的中心軸設(shè)置。
14、 一種具有差動(dòng)位移裝置的視覺檢測(cè)裝置,其特征在于其包括 一平臺(tái),供置放待測(cè)物;一取像模塊,用以對(duì)待測(cè)物取像;一運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu),用以驅(qū)動(dòng)所述的平臺(tái)可做三維移動(dòng);一差動(dòng)位移裝置,其包含一中心軸,其具有一輸入端與一輸出端,所述的輸出端是與所述的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu) 相連接;一第一環(huán)齒輪,其軸設(shè)在所述的中心軸的輸入端,其具有內(nèi)環(huán)齒; 至少一第一行星齒輪,其位于所述的第一環(huán)齒輪內(nèi),并與所述的第一環(huán)齒輪 相嚙合;一太陽齒輪,其軸設(shè)在所述的中心軸上,并與所述的第一行星齒輪相嚙合; 一第二環(huán)齒輪,其套設(shè)在所述的中心軸外,其具有內(nèi)環(huán)齒; 至少一第二行星齒輪,其位于所述的第二環(huán)齒輪內(nèi),并與所述的第二環(huán)齒輪嚙合,且所述的第二行星齒輪與所述的第一環(huán)齒輪相連接;一限位裝置,其用以使所述的第一環(huán)齒輪定位于一第一角度位置,且使所述的第二環(huán)齒輪在所述的第一角度位置與一第二角度位置所形成的區(qū)域內(nèi)往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng);如此,當(dāng)所述的第二環(huán)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)至第二角度位置時(shí),由所述的第二環(huán)齒輪帶 動(dòng)所述的第二行星齒輪轉(zhuǎn)動(dòng),由于所述的第二行星齒輪與所述的第一環(huán)齒輪相連 接,從而驅(qū)動(dòng)所述的第一環(huán)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng),并依序帶動(dòng)所述的第一行星齒輪、所述的 太陽齒輪、所述的中心軸轉(zhuǎn)動(dòng),進(jìn)而可驅(qū)動(dòng)所述的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)作三維運(yùn)動(dòng)。
15、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的差動(dòng)位移裝置,其特征在于所述的限位裝置包 含.-一環(huán)狀片體,其設(shè)置在所述的第一環(huán)齒輪底部,所述的環(huán)狀片體的外徑大于 所述的第一環(huán)齒輪的外徑,使所述的環(huán)狀片體的外緣凸出在所述的第一環(huán)齒輪外圍;一定位件,其設(shè)置在所述的環(huán)狀片體上,并頂靠在所述的第一環(huán)齒輪的外緣 上,用以使所述的環(huán)狀片體無法轉(zhuǎn)動(dòng),進(jìn)而所述的使所述的第一環(huán)齒輪定位于所 述的第一角度位置;一套筒,其設(shè)置在所述的環(huán)狀片體底部,且套設(shè)在所述的第二環(huán)齒輪外,所 述的套筒相對(duì)應(yīng)在所述的第一角度位置與第二角度位置所形成的區(qū)域,具有一貫 穿所述的套筒的透空槽;一旋轉(zhuǎn)座,其樞設(shè)在所述的套筒內(nèi),且其中心樞設(shè)在所述的中心軸的輸出端, 所述的旋轉(zhuǎn)座頂部與所述的第二環(huán)齒輪相連接;一拉柄,其一端穿入所述的套筒的透空槽并與所述的旋轉(zhuǎn)座相連接,其另一 端設(shè)置在所述的套筒外。
16、 根據(jù)權(quán)利要求15所述的差動(dòng)位移裝置,其特征在于所述的定位件為一銷體,所述的銷體設(shè)置在所述的環(huán)狀片體上,并頂靠在所述的第一環(huán)齒輪的外緣 上,用以使所述的環(huán)狀片體無法轉(zhuǎn)動(dòng)。
17、 根據(jù)權(quán)利要求16所述的差動(dòng)位移裝置,其特征在于所述的銷體與一桿 體相連接,通過所述的桿體驅(qū)動(dòng)所述的銷體往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
18、 根據(jù)權(quán)利要求15所述的差動(dòng)位移裝置,其特征在于所述的套筒外側(cè)具 有一凸緣,所述的凸緣底部設(shè)有一環(huán)狀座。
19、 根據(jù)權(quán)利要求18所述的差動(dòng)位移裝置,其特征在于所述的套筒、環(huán)狀 座與所述的旋轉(zhuǎn)座之間設(shè)有軸承。
20、 根據(jù)權(quán)利要求15所述的差動(dòng)位移裝置,其特征在于所述的中心軸與所 述的旋轉(zhuǎn)座之間設(shè)有軸承。
21、 根據(jù)權(quán)利要求15所述的差動(dòng)位移裝置,其特征在于所述的拉柄與所述 的旋轉(zhuǎn)座相螺接。
22、 根據(jù)權(quán)利要求15所述的差動(dòng)位移裝置,其特征在于所述的拉柄包含 一活動(dòng)件,其具有一錐狀內(nèi)端,所述的錐狀內(nèi)端與所述的套筒的透空槽相嵌合; 一固定件,所述的固定件的一端是與所述的旋轉(zhuǎn)座相螺接,另一端則樞設(shè)在 所述的活動(dòng)件內(nèi);彈性件,設(shè)置在所述的固定件與所述的活動(dòng)件間;通過所述的彈性件的彈力頂?shù)郑顾龅幕顒?dòng)件的錐狀內(nèi)端插設(shè)在所述的透 空槽內(nèi),所述的活動(dòng)件與所述的套筒構(gòu)成一漲緊狀態(tài),限制所述的旋轉(zhuǎn)座轉(zhuǎn)動(dòng)。
23、 根據(jù)權(quán)利要求15所述的差動(dòng)位移裝置,其特征在于其還包括一上蓋, 所述的上蓋包含一本體,其中心與所述的中心軸的輸入端相連接;至少一軸體,其設(shè)置在所述的本體底部,其軸線與所述的中心軸平行,所述 的軸體樞設(shè)在所述的第 一行星齒輪的中心;側(cè)壁,其設(shè)置在所述的本體底部周緣,所述的側(cè)壁底部與所述的第一環(huán)齒輪 相連接。
24、 根據(jù)權(quán)利要求23所述的差動(dòng)位移裝置,其特征在于所述的中心軸與所 述的本體之間設(shè)有軸承。
25、 根據(jù)權(quán)利要求23所述的差動(dòng)位移裝置,其特征在于所述的軸體底端設(shè) 有所述的第二行星齒輪。
26、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的差動(dòng)位移裝置,其特征在于所述的第一行星齒 輪為至少兩組,等角環(huán)繞所述的中心軸設(shè)置。
全文摘要
本發(fā)明為差動(dòng)位移裝置,其包含一具有一輸入端與一輸出端的中心軸,在所述的輸入端軸設(shè)一具有內(nèi)環(huán)齒且嚙合在一第一行星齒輪的第一環(huán)齒輪,所述的第一行星齒輪再與所述的中心軸上的太陽齒輪嚙合,在所述的中心軸外套設(shè)一具有內(nèi)環(huán)齒且嚙合在一第二行星齒輪的第二環(huán)齒輪,且所述的第二行星齒輪是與所述的第一環(huán)齒輪相連接;通過一限位裝置可使所述的第一環(huán)齒輪定位于一第一角度位置,且使所述的第二環(huán)齒輪可在所述的第一角度位置與一第二角度位置形成的區(qū)域內(nèi)往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng),并帶動(dòng)其它齒輪與中心軸變換轉(zhuǎn)向,將所述的中心軸與一運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)相連接,可驅(qū)動(dòng)所述的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)快速運(yùn)動(dòng)且準(zhǔn)確定位于所需的距離、長(zhǎng)度或高度。
文檔編號(hào)G01D11/00GK101350227SQ20071012947
公開日2009年1月21日 申請(qǐng)日期2007年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月19日
發(fā)明者楊天德, 林宏毅, 范遠(yuǎn)禮, 郭遠(yuǎn)明 申請(qǐng)人:旺矽科技股份有限公司