專(zhuān)利名稱(chēng)：一種夾緊裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種夾緊裝置，尤其涉及一個(gè)用于緊固或連接物件的夾緊裝置，可廣泛應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計(jì)、加工和制造業(yè)并在鐵路、橋梁和建筑等領(lǐng)域亦可應(yīng)用推廣。
背景技術(shù)：
夾緊裝置已經(jīng)被廣泛運(yùn)用于緊固或連接物件。先前的夾緊裝置都需要施加外部作用力來(lái)維持作用在被夾物件上的夾力，并且所有先前的夾緊裝置都有一個(gè)共同缺點(diǎn)當(dāng)被夾物件上的外力增加到一定數(shù)值，物件就會(huì)自行滑出夾緊裝置，此時(shí)夾緊裝置上通常使用的粗紋夾面常常損壞被夾物件表面，而且由于被夾物件所需的最小夾力通常是無(wú)法預(yù)先估計(jì)的，要夾緊物件常常夾緊裝置施加過(guò)度夾力在物件上。因此，先前的夾緊裝置不僅需要使用大量能量，而且只能在有限范圍之內(nèi)有效。

發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術(shù)中夾緊裝置夾緊物件需要使用大量外力，而且外力只能在有限范圍之內(nèi)有效，當(dāng)外力增加到一定數(shù)值，物件就會(huì)自行滑出夾緊裝置，而且?jiàn)A具上通常使用的粗紋夾面常常損壞被夾物件表面的不足，本發(fā)明提供了一種新型結(jié)構(gòu)的夾緊裝置。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是提供一種新型結(jié)構(gòu)的夾緊裝置，所述夾緊裝置包括支撐體和夾緊構(gòu)件，所述夾緊構(gòu)件有一表面a與所述支撐體的支撐面A面對(duì)面相連接，并且所述夾緊構(gòu)件表面a可在所述支撐體表面A上滑動(dòng)，所述的夾緊構(gòu)件同樣還有另一表面b，用來(lái)夾物體的表面B。上述夾緊構(gòu)件的表面a與所述夾緊構(gòu)件的表面b構(gòu)成一個(gè)角度θ，所述θ角由下面的不等式所定義；〔K+tan(θ)〕/〔1-Ktan(θ)〕＜＝M公式中M代表上述的夾緊構(gòu)件和被夾緊物體之間的靜摩擦系數(shù)；K代表上述的夾緊構(gòu)件和上述的A支撐面之間的靜摩擦系數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例，所述夾緊裝置還包括有導(dǎo)向構(gòu)件，用以有效地連接所述的夾緊構(gòu)件并限制所述的夾緊構(gòu)件只能沿著所述支撐面A滑動(dòng)，所述夾緊構(gòu)件的a表面和b表面是光滑表面，b表面也可以是粗造面。
根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例，所述夾緊裝置還包括使夾緊構(gòu)件工作完畢后恢復(fù)原位的構(gòu)件，它與所述的夾緊構(gòu)件相連接，并且向一個(gè)傾向于減少被夾物體上夾力的方向推所述的夾緊構(gòu)件，所述與夾緊構(gòu)件相連的復(fù)位構(gòu)件，可以是彈簧或其它可產(chǎn)生類(lèi)似作用的構(gòu)件。
根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例，所述夾緊裝置還包含與所述的A支撐面相對(duì)的B支撐面，所述的夾緊構(gòu)件被放置在所述的A支撐面和所述的B支撐面之間，所述的A支撐面和B支撐面，至少有一個(gè)是可相對(duì)另一個(gè)移動(dòng)，從而增加或減少兩者之間的距離。
根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例，將所述夾緊裝置制成扳手式夾緊裝置，所述扳手式夾緊裝置包括手柄、一個(gè)固定夾爪與所述的手柄連成一整體、一個(gè)可相對(duì)所述的固定夾爪有選擇性地調(diào)節(jié)位置的活動(dòng)夾爪、與所述的固定夾爪和活動(dòng)夾爪其中之一相連的所述支撐面A1、與所述的固定夾爪和活動(dòng)夾爪中的另一個(gè)相連的所述支撐面B1；所述支撐面A1與夾緊構(gòu)件表面a1面對(duì)面相連接，所述扳手式夾緊裝置進(jìn)一步包括用于使夾緊構(gòu)件表面a1與夾緊裝置的支撐面A1更好的實(shí)現(xiàn)相對(duì)滑動(dòng)的潤(rùn)滑構(gòu)件、用于使固定夾爪上支撐面A1與夾緊構(gòu)件表面a1面對(duì)面相連接并使夾緊構(gòu)件工作完畢恢復(fù)原位的連接復(fù)位構(gòu)件和用于鎖緊夾緊構(gòu)件，防止夾緊構(gòu)件工作時(shí)向一個(gè)傾向于減少被夾物體上夾力的方向移動(dòng)的自鎖構(gòu)件。
根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例，所述夾緊裝置的支撐面可為圓盤(pán)，定義了至少兩個(gè)以θ角沿徑向從圓盤(pán)中心向外延伸的平面，并且所述的夾緊構(gòu)件至少為兩個(gè)部件，每個(gè)部件都與所述的平面之一相連，可在上面滑移，通過(guò)所述夾緊構(gòu)件來(lái)阻止待夾緊物件沿徑向從所述圓盤(pán)中心向外運(yùn)動(dòng)。
根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例，所述支撐面構(gòu)成圓盤(pán)也可以是矩形薄塊狀或其他形狀，定義四個(gè)平面，每個(gè)平面以一個(gè)所述角度θ沿徑向從所述圓盤(pán)的中心向外延伸，并且所述的夾緊構(gòu)件為四個(gè)部件，每個(gè)部件都與所述的平面之一相連并可在上面滑移。
根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例，所述夾緊裝置包括有圍住所述支撐面和所述夾緊構(gòu)件的外套；包括有限制所述夾緊構(gòu)件在所述支撐面上移動(dòng)范圍的阻止超越構(gòu)件；還包括有與所述的夾緊物件相連使夾緊構(gòu)件恢復(fù)原工作位置的復(fù)位構(gòu)件，所述復(fù)位構(gòu)件可以是彈簧圈或其他可以產(chǎn)生類(lèi)似作用的構(gòu)件。
根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例，所述夾緊裝置的夾緊構(gòu)件與被夾物體接觸的表面上設(shè)置有能使夾緊構(gòu)件更好的與被夾物體接觸并保證所述夾緊構(gòu)件能同時(shí)工作的彈簧頂珠。
根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例，所述夾緊構(gòu)件，可以在相對(duì)所述的支撐面A4上旋轉(zhuǎn)滑移，并且所述角度θ定義為一個(gè)所述夾緊構(gòu)件的表面b4和所述支撐面A4之間的螺旋角。
根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例，所述夾緊構(gòu)件的b5表面是弧形面，用來(lái)夾緊柱型構(gòu)件的外圓周面；所述此種夾緊裝置，還包括具有內(nèi)壁的外罩，支撐面在所述的內(nèi)壁上構(gòu)成傾斜弧形面；夾緊構(gòu)件由放置在所述外罩里面的弧形部件所組成。
相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果是該發(fā)明克服了上述先前夾緊裝置的缺陷，不僅大大節(jié)省了能量，而且有效的放大了該夾緊裝置的有效面，它是利用能引起被夾物件移動(dòng)的外力產(chǎn)生夾力來(lái)夾緊被夾物件，通過(guò)夾緊裝置將外力轉(zhuǎn)化為用來(lái)夾緊被夾物體的夾緊力，而且?jiàn)A力隨外力增加而增加，因此，不需要或幾乎不需要使用能量，不會(huì)出現(xiàn)過(guò)度夾緊，或夾不緊被夾物件的現(xiàn)象，更不會(huì)損壞被夾物件表面，并且對(duì)動(dòng)力和沖擊力都有效。

圖1是本發(fā)明一種夾緊裝置的原理示意圖；圖2是活動(dòng)扳手式夾緊裝置實(shí)施例示意圖；圖3是圖2所示的活動(dòng)扳手式夾緊裝置各部件裝配示意圖；圖4是另一個(gè)使用這一發(fā)明原理所設(shè)計(jì)夾緊裝置的立體圖；圖5是第三個(gè)應(yīng)用這一發(fā)明原理所設(shè)計(jì)成的夾緊裝置應(yīng)用實(shí)例立體圖；圖6是第三個(gè)應(yīng)用這一發(fā)明原理所設(shè)計(jì)成的夾緊裝置的各部件裝配示意圖；圖7是第三個(gè)應(yīng)用這一發(fā)明原理所設(shè)計(jì)成的所示夾緊裝置剖視圖；圖8是第四個(gè)用這一發(fā)明原理所設(shè)計(jì)夾緊裝置的立體圖；圖9是圖8所示夾緊裝置的各部件組裝示意圖；圖10是第五個(gè)應(yīng)用這一發(fā)明原理設(shè)計(jì)的夾緊裝置立體圖；圖11是圖10所示夾緊裝置中夾緊構(gòu)件的頂部視圖；圖12是圖10所示夾緊裝置的橫截面圖。
具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
參閱圖1，本發(fā)明一種夾緊裝置的原理示意圖。該發(fā)明系列是利用夾緊裝置和被夾緊物件之間的相對(duì)摩擦力，以自發(fā)能量的形態(tài)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)被夾物的夾緊效果。在圖1中，這一夾緊裝置使用了一個(gè)滑動(dòng)楔形塊來(lái)優(yōu)化裝置的摩擦力，夾緊裝置所受外力越大，夾緊裝置產(chǎn)生的對(duì)被夾物體和支撐面A兩個(gè)方向的張力越大。被夾物體一面受支撐面B的支撐力，另一面受夾塊構(gòu)件給它的擠壓張力，同時(shí)支撐面A給夾緊構(gòu)件的反向作用力也被夾緊構(gòu)件傳給被夾物體。從而有效阻止了被夾物件的移動(dòng)，并且不需要向先前夾緊裝置那樣必須另外施加夾緊力在被夾物件上來(lái)阻止被夾物件的移動(dòng)。
圖1中夾緊裝置10含有兩個(gè)相對(duì)放置的支撐體12和14，分別定義了A支撐面16和B支撐面18，并且一個(gè)夾緊構(gòu)件20被放置在它們之間。夾緊構(gòu)件的a表面22與A支撐面16緊貼，并且可以沿著A支撐面16滑動(dòng)，夾緊構(gòu)件20的b表面24緊貼要被夾緊的物件26，并且與a表面22構(gòu)成夾角θ，這里的θ由下列條件不等式所定義〔K+tan(θ)〕/〔1-Ktan(θ)〕＜＝M這里，M代表“夾緊構(gòu)件”和被夾緊物件之間的靜摩擦系數(shù)。
K代表“夾緊構(gòu)件”和“支面”之間的靜摩擦系數(shù)。
當(dāng)角度θ滿足以上條件不等式，物件26就會(huì)被夾緊裝置10夾緊，無(wú)論作用在物件26上的外力F多大，夾緊裝置10會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生一個(gè)夾力在被夾物件26上，這一夾力垂直于物件26和b表面之間的接觸面，并且該夾力是由外力F所產(chǎn)生。夾力將隨外力F成比例地增加，而且?jiàn)A緊裝置10所自動(dòng)產(chǎn)生的夾力是要夾緊物件26所需的最小夾力，因此不會(huì)出現(xiàn)過(guò)度夾力，因?yàn)檫^(guò)度夾力常常會(huì)損壞被夾物件。
在一個(gè)具體夾緊裝置中夾緊構(gòu)件20和A支撐面16之間的靜摩擦系數(shù)K要小于物件26和夾緊構(gòu)件20之間的靜摩擦系數(shù)M。A表面16和夾緊構(gòu)件20的a表面22是光滑面，而且相對(duì)潤(rùn)滑效果要求要好，夾緊構(gòu)件的b表面24可以是光滑面，也可以是粗面或齒面，但它與物件26之間的靜摩擦系數(shù)必須盡可能的大。這里的所謂光滑面，是指沒(méi)有明顯粗紋，如鋸齒形紋路或其它形式的紋路在表面上，這些紋路會(huì)產(chǎn)生兩個(gè)接觸面之間的咬合作用，從而增加摩擦系數(shù)。為了減少A支撐面16和a表面22之間的靜摩擦系數(shù)，可以在兩個(gè)面之一的任何面上，或每個(gè)面上渡上一層減摩涂層，或進(jìn)行其它任何減少摩擦系數(shù)的表面處理。夾緊構(gòu)件20的b表面24可以渡上一層增加摩擦系數(shù)的涂層，或進(jìn)行其它表面處理來(lái)增加與物件26之間的摩擦系數(shù)，從而能夠滿足以上所述的條件不等式。另外，也可以放置一張減摩材料薄片在A支撐面16和夾緊構(gòu)件20的a表面22之間來(lái)減少兩面之間的靜摩擦系數(shù)，為了取得更好的減摩效果最好在A支撐面16和夾緊構(gòu)件20的a表面22上各放置一片減摩材料薄片。
在一個(gè)具體夾緊裝置中，夾緊構(gòu)件的a表面和b表面之間的角度θ在滿足條件不等式的前提下，以3至6度為最好。
圖1中顯示了第二個(gè)支撐體14提供一個(gè)B支撐面18來(lái)夾緊物件26，但在一些應(yīng)用中，也可以不使用第二支撐體14，這將在后面作更詳細(xì)的說(shuō)明。
參閱圖2活動(dòng)扳手式夾緊裝置實(shí)施例示意圖和圖3即圖2所示的活動(dòng)扳手式夾緊裝置的各部件組裝示意圖。在圖2和圖3中顯示了一個(gè)設(shè)計(jì)成活動(dòng)扳手式的夾緊裝置30。該夾緊裝置30有一個(gè)手柄32，一個(gè)固定夾爪34和一個(gè)活動(dòng)夾爪36，活動(dòng)夾爪36能夠被調(diào)節(jié)接近或遠(yuǎn)離固定夾爪34。一個(gè)齒條38有齒牙與蝸桿42嚙合。使用者可以轉(zhuǎn)動(dòng)蝸桿42來(lái)調(diào)節(jié)兩爪之間的距離。在圖示的裝置中，夾緊裝置30有一個(gè)夾緊構(gòu)件44可滑動(dòng)地連接到固定爪34上。固定爪34有一個(gè)A1支撐面48，緊貼夾緊構(gòu)件44的a1表面46，夾緊構(gòu)件44可沿著A1支撐面48滑動(dòng)。夾緊構(gòu)件44的b1表面50與A1支撐面48以及夾緊構(gòu)件44的a1表面46構(gòu)成夾角θ，θ角被以上所述條件不等式所定義。
扳手式夾緊裝置30中，在A1支撐面48和夾緊構(gòu)件44的a1表面46上分別安裝了用于使所述兩個(gè)表面能更好的實(shí)現(xiàn)相對(duì)滑動(dòng)的低摩擦系數(shù)材料薄片40、52，當(dāng)然該低摩擦系數(shù)材料薄片也可以設(shè)置成其他能產(chǎn)生相對(duì)潤(rùn)滑的物質(zhì)。夾緊裝置30還包含有用于使固定夾爪34上A1支撐面48與夾緊構(gòu)件44的a1表面46面對(duì)面相連接并使夾緊構(gòu)件44工作完畢后恢復(fù)原位的連接復(fù)位構(gòu)件64、66。在圖2和圖3中具體表現(xiàn)為夾緊構(gòu)件44與固定夾爪34通過(guò)四根彈簧66和四跟鋼絲64相互連接，安裝時(shí)夾緊構(gòu)件44和固定夾爪34上設(shè)有使鋼絲64順利通過(guò)的通孔，將鋼絲64通過(guò)上述通孔安裝到夾緊構(gòu)件44和固定夾爪34內(nèi)，并通過(guò)鋼絲64兩端設(shè)置的彈簧掛孔將彈簧66鉤掛在上面，起到使夾緊構(gòu)件44與固定夾爪34連接貼緊的作用，這里的彈簧66還能起到在夾緊構(gòu)件44工作完畢后恢復(fù)原位的作用。此外所述扳手式夾緊裝置30還包括用于鎖緊夾緊構(gòu)件44，防止夾緊構(gòu)件44向一個(gè)傾向于減少被夾物體上夾力的方向移動(dòng)的自鎖構(gòu)件。在圖3中該自鎖構(gòu)件為一帶螺桿的自鎖塊56，通過(guò)調(diào)節(jié)與螺桿配合的自鎖旋鈕54來(lái)調(diào)節(jié)自鎖塊56，以達(dá)到鎖緊夾緊構(gòu)件44的目的。上述構(gòu)件安裝完畢，夾緊裝置30上的固定夾爪34通過(guò)一外套58包裹并通過(guò)銷(xiāo)釘將外套58與固定夾爪34連接固定。
在實(shí)際使用這一新型活動(dòng)扳手時(shí)，被夾緊的物件也是被放置在固定爪34和活動(dòng)爪36之間，使用者用手指旋動(dòng)蝸桿42，使得活動(dòng)爪36和固定爪34同時(shí)緊貼被夾物件的兩相對(duì)面，然后輕輕向F方向拉扳手手柄32，此時(shí)夾緊構(gòu)件44將沿著A1支撐面，向爪尖前端滑移，這樣物件將被夾緊構(gòu)件44和活動(dòng)爪36夾緊，這時(shí)使用者可以通過(guò)調(diào)節(jié)鎖緊裝置旋鈕54，控制自鎖塊56鎖住夾緊構(gòu)件44，以防止夾緊構(gòu)件44向減少被夾物體上夾力的方向移動(dòng)。
工作完畢，使用者先通過(guò)調(diào)節(jié)鎖緊裝置旋鈕42，使自鎖塊56消除對(duì)夾緊構(gòu)件44的自鎖，然后使用者再通過(guò)用手指旋動(dòng)蝸桿42，使得活動(dòng)爪36松開(kāi)被夾物件的表面，這時(shí)夾緊構(gòu)件44將在彈簧66的反作用力下恢復(fù)到工作前的狀態(tài)。
這一新型扳手具有先前活動(dòng)板手的全部功能，并且，當(dāng)用于擰緊或擰松六角螺母時(shí)，不會(huì)出現(xiàn)倒角現(xiàn)象，同時(shí)還可以用來(lái)?yè)艹龆瞬柯冻龅匿N(xiāo)釘，或斷裂鉆頭等物件，這和圖1所示原理相似。該夾緊裝置30也可以用于擰緊，具有圓柱體的螺桿，或管螺紋等類(lèi)似物件，那么沿著箭頭68方面轉(zhuǎn)動(dòng)手柄32，然后，反向回轉(zhuǎn)手柄32，反復(fù)多次即可，扳手兩個(gè)夾爪不需離開(kāi)桿或管面，也不需進(jìn)一步旋動(dòng)扳手上的調(diào)節(jié)蝸桿擰緊螺桿或管螺紋。
在圖2和圖3顯示的夾緊構(gòu)件44被按置在固定爪34上，但它同樣也可以被放置在活動(dòng)爪36上。另外，在A1支撐面48和夾緊構(gòu)件44的a1表面46上分別安裝了用于使所述兩個(gè)表面能更好的實(shí)現(xiàn)相對(duì)滑動(dòng)的低摩擦系數(shù)材料薄片40、52。同樣，A1支撐面48和夾緊構(gòu)件44上的a1表面46，也可以渡上一層減摩涂層，或采用其它任何減少摩擦的表面處理。而夾緊構(gòu)件44上的b1表面50可以渡上一層增加摩擦系數(shù)的涂層，或其它表面處理來(lái)增加其與被夾物體之間的摩擦系數(shù)。
圖4是另一個(gè)使用這一發(fā)明原理所設(shè)計(jì)夾緊裝置的立體圖。圖4中顯示另一個(gè)根據(jù)該發(fā)明原理設(shè)計(jì)的自?shī)A緊裝置70，該夾緊裝置可單獨(dú)使用或者可用于現(xiàn)有常規(guī)夾緊裝置的夾面上(圖中沒(méi)有畫(huà)出)，夾緊裝置70由一個(gè)主體74，一個(gè)夾緊構(gòu)件72，一對(duì)導(dǎo)向銷(xiāo)釘82以及兩個(gè)返位彈簧94所組成。主體74含有A2支撐面76，夾緊構(gòu)件72的a2表面78可以在A2支撐面76上來(lái)回滑動(dòng)，類(lèi)似前面所述，夾緊構(gòu)件72還含有一個(gè)b2表面80用來(lái)夾被夾物件，它與a2表面78以及A2支撐面76構(gòu)成一個(gè)θ角，θ角被以上所述條件不等式所定義。
一對(duì)導(dǎo)向銷(xiāo)82沿著縱向軸84并且平行于A2支撐面76，導(dǎo)向銷(xiāo)兩端分別被固定在從A2支撐面76向上升起的兩墻面86和88上，兩個(gè)導(dǎo)向銷(xiāo)82穿過(guò)夾緊構(gòu)件72上的兩個(gè)對(duì)應(yīng)孔90，這樣迫使夾緊構(gòu)件72被導(dǎo)向銷(xiāo)82限制，只能在A2支撐面上沿著導(dǎo)向銷(xiāo)82滑動(dòng)，這樣當(dāng)被夾物件貼緊夾緊構(gòu)件72上的b2表面，并且物件上的相對(duì)面緊貼另一個(gè)固定件(B2支撐面)，那么當(dāng)外力被施加在物件上，外力就會(huì)引起物件和夾緊構(gòu)件72同時(shí)沿箭頭92的方向移動(dòng)，夾緊構(gòu)件72在A2支撐面76上的滑動(dòng)將產(chǎn)生一個(gè)垂直與物件表面的夾力，使得物件被夾緊。
該夾緊裝置70上的返位彈簧94，與夾緊構(gòu)件72相聯(lián)來(lái)移動(dòng)夾緊構(gòu)件72朝一個(gè)與箭頭92所示相反的方向移動(dòng)，當(dāng)夾緊裝置與物件松開(kāi)后，夾緊構(gòu)件72就會(huì)被返位彈簧94推回到它的初始位置，供再次使用。
在夾緊構(gòu)件72的b2表面80上還可以設(shè)置彈簧頂珠96，這樣的設(shè)計(jì)使得夾緊構(gòu)件72的b2表面80能更好的與被夾緊物件表面接觸，能保障在被夾物體的表面為不規(guī)則表面時(shí)，在夾緊構(gòu)件72的b2表面80整體不能與被夾物體的表面接觸的情況下，通過(guò)彈簧頂珠96預(yù)先與被夾物體的表面接觸，并通過(guò)此彈簧頂珠96帶動(dòng)夾緊構(gòu)件72的b2表面80能進(jìn)行有效工作，使得夾緊裝置70能夾緊被夾物體。
圖5至圖7，描述了另一個(gè)根據(jù)該發(fā)明原理所設(shè)計(jì)的夾緊裝置100，它是一個(gè)圓盤(pán)狀裝置，主要用來(lái)夾緊物件，阻止物件沿著徑向向外移動(dòng)。圖5顯示了在機(jī)械加工中使用夾緊裝置100來(lái)夾緊待夾緊物件104。圖中所示兩個(gè)夾緊裝置100被兩個(gè)角形托座102支撐在待夾緊物件104的一邊，在機(jī)床臺(tái)面106上有幾排銑槽118，供使用來(lái)緊固托座102，在工件另一邊的兩個(gè)托座108(只有一個(gè)可見(jiàn))，角形托座102上設(shè)有一個(gè)螺栓110能用旋轉(zhuǎn)它端部的旋紐112來(lái)移動(dòng)夾緊裝置100，使其向著待夾緊物件104移動(dòng)來(lái)夾緊被夾物件104。
由圖6和圖7可見(jiàn)，夾緊裝置100含有一個(gè)圓盤(pán)狀的支撐件120，上面設(shè)有四個(gè)與底面130成相等θ傾角，沿徑向由里向外并且向上伸展的A3支撐面122、124、126、128，見(jiàn)圖6，相應(yīng)的夾緊構(gòu)件是四個(gè)相等扇形體132、134、136、138，他們與A3支撐面122、124、126、128相對(duì)應(yīng)，每一個(gè)扇形體都含有一個(gè)相對(duì)應(yīng)的a3表面140a、140b、140c、140d，它們分別與A3支撐面122、124、126、128形成滑動(dòng)接觸，夾緊構(gòu)件上相應(yīng)的b3表面142a、142b、142c、142d通過(guò)與被夾物件緊貼來(lái)夾緊物件，當(dāng)被夾物體的表面不規(guī)則時(shí)，為了使夾緊構(gòu)件上相應(yīng)的多個(gè)b3表面能更好的以被夾緊物件表面接觸，并保障多個(gè)b3表面能同時(shí)進(jìn)行有效工作在夾緊構(gòu)件相應(yīng)的b3表面上設(shè)置了彈簧頂珠164。四個(gè)扇形體夾緊構(gòu)件132、134、136、138被放置在盤(pán)狀支撐件120上的中心孔144周?chē)?，?gòu)成了一個(gè)圓盤(pán)狀的夾面，形成的一個(gè)中心孔與底盤(pán)120上的中心孔同心。
夾緊裝置100還有一個(gè)外套150和一個(gè)粘接在外套150上的橡膠密封片168，外套150通過(guò)螺釘156與底盤(pán)120實(shí)現(xiàn)固定連接，夾緊構(gòu)件132、134、136、138的外周半徑小于底盤(pán)120的外周半徑以及外殼150的管壁152的內(nèi)壁半徑，這就使得夾緊構(gòu)件132、134、136、138能夠在底盤(pán)120上的平面122、124、126、128上沿徑向滑動(dòng)。當(dāng)夾緊構(gòu)件132、134、136、138上的b3表面，142a、142b、142c、142d貼緊被夾物件，當(dāng)被夾物件被外力拉動(dòng)，那么至少四個(gè)夾緊構(gòu)件的其中一塊(通常兩塊)會(huì)隨物件沿徑向向外滑動(dòng)，又由于在圖6和圖7的實(shí)施例中夾緊構(gòu)件132、134、136、138上的b3表面設(shè)置了彈簧頂珠164，這樣的設(shè)計(jì)使得夾緊構(gòu)件上相應(yīng)的多個(gè)b3表面能更好的與被夾緊物件表面接觸，能保障多個(gè)b3表面能同時(shí)進(jìn)行有效工作，這樣被移動(dòng)的夾緊構(gòu)件就會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生垂直于被夾物件表面的夾力來(lái)阻止被夾緊物件運(yùn)動(dòng)，而且對(duì)被夾物體的夾緊效果更好。這也類(lèi)似于圖1所示的原理。
夾緊裝置100的外套150上有一個(gè)沿圓周邊向下延伸的管壁152，外套150上設(shè)有十字交叉向內(nèi)延伸的凸緣框架170，盤(pán)狀支撐件120與外套150通過(guò)螺釘156固定連接，凸緣框架170用來(lái)扣住扇形夾緊構(gòu)件132、134、136、138上的肩面158，使其被限制在外套150之內(nèi)，扇形夾緊構(gòu)件132、134、136、138上的內(nèi)表面160a、160b、160c、160d被與底盤(pán)120上的中心孔144擠壓配合的銷(xiāo)釘162限制在外套150之內(nèi)，使其不會(huì)脫離整體。安裝完畢可在外套150上罩上橡膠密封片圈套168。銷(xiāo)釘162可用來(lái)把夾緊裝置100固定在如圖5所示的支座102或其它形式的起支托作用的物件上。
另外，夾緊裝置100上設(shè)置有復(fù)位彈簧圈148，或其它可使夾緊構(gòu)件132、134、136、138在不使用的情況下能回到他們最初位置的復(fù)位構(gòu)件，供下次繼續(xù)使用。也就是圖7中夾緊構(gòu)件132、136(其中134、138在圖7中不可見(jiàn))上的對(duì)應(yīng)的內(nèi)周面160a、160c(其中160b、160d在圖7中不可見(jiàn))與銷(xiāo)釘162的外管壁相吻合的位置。返位彈簧圈148被放置在夾緊構(gòu)件的外圓周面與外殼150的內(nèi)壁之間的凹形環(huán)槽146內(nèi)。
圖6和圖7所示，夾緊裝置100有四個(gè)夾緊構(gòu)件分別是132、134、136、138，但夾緊裝置100不限定只有四個(gè)夾緊構(gòu)件它可以有兩個(gè)、三個(gè)或多于四個(gè)夾緊構(gòu)件可視具體應(yīng)用而決定，而且?jiàn)A緊構(gòu)件的形狀不一定局限于扇形，可以為其它形狀，如果外套150的縱向截面是矩形，那么夾緊構(gòu)件的形狀可以采用不是扇形的形狀，它的外周邊改為直邊來(lái)適應(yīng)外套的矩形?？偠灾筛鶕?jù)不同的用途來(lái)設(shè)計(jì)夾緊裝置的外形。
圖8和圖9，顯示了根據(jù)該發(fā)明原理所設(shè)計(jì)的另一個(gè)自?shī)A緊裝置180，這一夾緊裝置是用來(lái)阻止被夾物件的轉(zhuǎn)動(dòng)，或用來(lái)抵消作用在被夾物件上的外力矩或內(nèi)隅，夾緊裝置180含有一個(gè)底部支撐盤(pán)182，上面有一個(gè)以螺旋角θ旋轉(zhuǎn)而成的螺旋面形狀的A4支撐面184，一個(gè)夾緊構(gòu)件186同樣有一個(gè)有同樣大小θ為螺旋角的螺旋面為它的a4表面188，它可和A4支撐面184相吻合，并且是滑動(dòng)吻合，A4支撐面184或夾緊構(gòu)件186上的a4表面188與夾緊構(gòu)件186上的b4表面190定義了一螺旋角θ，是對(duì)應(yīng)于在以上所述的條件不等式中的角度θ，b4表面190被用來(lái)緊貼在被夾工件的表面上來(lái)阻止物件的轉(zhuǎn)動(dòng)。
底盤(pán)182和夾緊構(gòu)件186上分別有一個(gè)中心孔192、194，兩孔的孔軸都與形狀為螺旋面的A支撐面184和a4表面188的螺旋軸相重合，底盤(pán)182和夾緊構(gòu)件186被一個(gè)管狀聯(lián)結(jié)件198聯(lián)在一起，管狀聯(lián)結(jié)件198有一個(gè)外螺紋在它一端202用來(lái)與底盤(pán)182中的內(nèi)螺紋204相連接，它的另一端206有一個(gè)沿徑向向外伸展的凸緣208，凸緣208的外徑可放進(jìn)中心鏜孔194，并且扣住鏜孔194的內(nèi)壁肩面210，使之不會(huì)脫離整體夾緊裝置180，并且限制了夾緊構(gòu)件186在A4支撐面184上轉(zhuǎn)動(dòng)所產(chǎn)生的軸向位移的大小。這一軸向位移的最大值能夠由外凸緣208的底面與內(nèi)壁肩面210之間的距離來(lái)確定。
當(dāng)夾緊裝置180被安裝完畢，夾緊構(gòu)件186和A4支撐面184相吻合，夾緊構(gòu)件186相對(duì)于A4支撐面184的旋轉(zhuǎn)滑動(dòng)，使得夾緊構(gòu)件186沿著軸196方向向上移動(dòng)，當(dāng)螺旋角θ滿足前述的條件不等式，處于夾緊構(gòu)件186和一個(gè)B4支撐面(沒(méi)有顯示在圖中)之間的被夾物件就會(huì)被自動(dòng)夾緊不能有任何轉(zhuǎn)動(dòng)位移。A4支撐面184和夾緊構(gòu)件186上的a4表面188，b表面190都可以用鍍上一層涂層或其它方式的表面處理來(lái)滿足以上所述條件不等式所需的摩擦系數(shù)。也可粘貼有所需摩擦性能的材料薄片在它們的表面上來(lái)達(dá)到所需的表面摩擦性能。
以上所描述的夾緊裝置180，還可以用著機(jī)器上的離合器或剎車(chē)，來(lái)傳遞力矩或抵消力矩，具體地講，當(dāng)接觸夾緊構(gòu)件186上的b4表面190的物件在外力矩作用下產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)就會(huì)帶動(dòng)夾緊構(gòu)件186在螺旋面的A4支撐面184上滑移，并且產(chǎn)生軸向向著被夾物件的移動(dòng)，這樣夾緊構(gòu)件186就會(huì)施加一個(gè)垂直于被夾物件表面的夾力，當(dāng)螺旋角θ滿足以上所述的條件不等式時(shí)，阻止被夾物轉(zhuǎn)動(dòng)所需的力矩就會(huì)從夾緊裝置180自動(dòng)傳遞到被夾物件上，從而停止它的轉(zhuǎn)動(dòng)。
圖10至圖12描述了另外一個(gè)由該發(fā)明原理所設(shè)計(jì)的自?shī)A緊裝置220。它被用來(lái)夾緊圓柱形物件222，使之不能有軸向向外的移動(dòng)。該裝置的支撐是一個(gè)圓筒形零件224，它的一端有一個(gè)圓形開(kāi)口228和一個(gè)圓柱形外壁226，一對(duì)空腔230和232被加工在外壁226的內(nèi)表面的相對(duì)兩邊，A5支撐面234、236與支撐件224的縱向軸238構(gòu)成一個(gè)傾斜角θ，這樣A5支撐面234、236是由圓筒形支撐件224的底部向開(kāi)口228方向，沿著徑向向里傾斜。
夾緊裝置220還含有兩個(gè)相等尺寸的瓦狀拱式夾緊構(gòu)件240，242被分別放置在空腔230、232之內(nèi)，以至夾緊構(gòu)件240、242的a5表面246、248，分別與A5支撐面234、236相吻合，a5表面246、248與軸238構(gòu)成一個(gè)θ斜角，夾緊構(gòu)件240、242可在A5支撐面234、236上向開(kāi)口228的方向滑動(dòng)，夾緊構(gòu)件240、242還含有面朝里的b5表面250、252用來(lái)夾緊從開(kāi)口228插進(jìn)的圓柱形物件222。當(dāng)傾角θ滿足前述條件不等式時(shí)，與A5支撐面234、236滑動(dòng)接觸的夾緊構(gòu)件240、242能容易地接納插入的物件222，但當(dāng)物件222被向外拉時(shí)，就會(huì)自動(dòng)夾緊物件222，使其不能被拉出夾緊裝置，如果向內(nèi)推物件222，然后在轉(zhuǎn)動(dòng)物件222的同時(shí)在向外拉物件222，物件222就能被拉出夾緊裝置。
雖然這里所顯示的夾緊裝置220有兩個(gè)夾緊構(gòu)件240、242用來(lái)夾緊圓柱形物件222，它也可以用一個(gè)夾緊構(gòu)件或兩個(gè)以上夾緊構(gòu)件來(lái)夾緊222的柱面254。
上述的詳細(xì)描述僅是示范性描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明所保護(hù)的范圍和精神的情況下，可根據(jù)不同的實(shí)際需要設(shè)計(jì)出各種實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種夾緊裝置，其特征在于所述夾緊裝置(10)包括支撐體和夾緊構(gòu)件(20)，所述夾緊構(gòu)件(20)有一表面a(22)與所述支撐體的支撐面A(16)面對(duì)面相連接，并且所述夾緊構(gòu)件(20)表面a(22)可在所述支撐體表面A(16)上滑動(dòng)，所述的夾緊構(gòu)件(20)同樣還有另一表面b(24)，用來(lái)夾物體(26)的表面，上述夾緊構(gòu)件(20)的表面a(22)與所述夾緊構(gòu)件(20)的表面b(24)構(gòu)成一個(gè)角度θ，所述θ角由下面的不等式所定義〔K+tan(θ)〕/〔1-Ktan(θ)〕＜＝MM上述的夾緊構(gòu)件(20)和被夾緊物體(26)之間的靜摩擦系數(shù)；K上述的夾緊構(gòu)件(20)和上述的A支撐面(16)之間的靜摩擦系數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的夾緊裝置，其特征在于所述夾緊裝置(10)還包括有導(dǎo)向構(gòu)件，用以有效地連接所述的夾緊構(gòu)件(20)并限制所述的夾緊構(gòu)件(20)只能沿著所述支撐面A(16)滑動(dòng)，所述夾緊構(gòu)件的a表面(22)和b表面(24)是光滑表面，b表面(24)也可以是粗造面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的夾緊裝置，其特征在于所述夾緊裝置(10)還包括使夾緊構(gòu)件(20)工作完畢后恢復(fù)原位的構(gòu)件，它與所述的夾緊構(gòu)件(20)相連接，并且向一個(gè)傾向于減少被夾物體上夾力的方向推所述的夾緊構(gòu)件(20)，所述與夾緊構(gòu)件(20)相連的復(fù)位構(gòu)件，可以是彈簧或其它可產(chǎn)生類(lèi)似作用的構(gòu)件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的夾緊裝置，其特征在于所述夾緊裝置(10)還包括與所述的A支撐面(16)相對(duì)的B支撐面(18)，所述的夾緊構(gòu)件(20)被放置在所述的A支撐面(16)和所述的B支撐面(18)之間，所述的A支撐面(16)和B支撐面(18)，至少有一個(gè)可相對(duì)另一個(gè)移動(dòng)，從而增加或減少兩者之間的距離。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的夾緊裝置，其特征在于將所述夾緊裝置(10)制成扳手式夾緊裝置(30)，所述扳手式夾緊裝置包括手柄(32)、一個(gè)固定夾爪(34)與所述的手柄(32)連成一整體、一個(gè)可相對(duì)所述的固定夾爪(34)有選擇性地調(diào)節(jié)位置的活動(dòng)夾爪(36)、與所述的固定夾爪(34)和活動(dòng)夾爪(36)其中之一相連的所述支撐面A1(48)、與所述的固定夾爪(34)和活動(dòng)夾爪(36)中的另一個(gè)相連的所述支撐面B1(49)；所述支撐面A1(48)與夾緊構(gòu)件(44)表面a1(46)面對(duì)面相連接，所述扳手式夾緊裝置(30)進(jìn)一步包括用于使夾緊構(gòu)件(44)表面a1(46)與夾緊裝置(30)的支撐面A1(48)更好的實(shí)現(xiàn)相對(duì)滑動(dòng)的潤(rùn)滑構(gòu)件(40、52)、用于使固定夾爪(34)上支撐面A1(48)與夾緊構(gòu)件(44)表面a1(46)面對(duì)面相連接并使夾緊構(gòu)件(44)工作完畢恢復(fù)原位的連接復(fù)位構(gòu)件(64、66)和用于鎖緊夾緊構(gòu)件(44)，防止夾緊構(gòu)件(44)工作時(shí)向一個(gè)傾向于減少被夾物體上夾力的方向移動(dòng)的自鎖構(gòu)件(56)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的夾緊裝置，其特征在于所述夾緊裝置(100)的支撐面可為圓盤(pán)(120)，定義了至少兩個(gè)以θ角沿徑向從圓盤(pán)(120)中心向外延伸的平面(122、124、126、128)，并且所述的夾緊構(gòu)件至少為兩個(gè)部件(132、134、136、138)，每個(gè)部件(132、134、136、138)都與所述的平面(122、124、126、128)之一相連，可在上面滑移，通過(guò)所述夾緊構(gòu)件(132、134、136、138)來(lái)阻止待夾緊物件(104)沿徑向從所述圓盤(pán)中心向外運(yùn)動(dòng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的夾緊裝置，其特征在于所述支撐面為圓盤(pán)(120)也可以是矩形塊狀或其他形狀，定義四個(gè)平面(122、124、126、128)，每個(gè)平面以一個(gè)所述角度θ沿徑向從所述圓盤(pán)(120)的中心向外延伸，并且所述的夾緊構(gòu)件為四個(gè)部件(132、134、136、138)，每個(gè)部件都與所述的平面(122、124、126、128)之一相連并可在上面滑移。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的夾緊裝置，其特征在于所述夾緊裝置(100)包括有圍住所述支撐面(122、124、126、128)和所述夾緊構(gòu)件(132、134、136、138)的外套(150)；包括有限制所述夾緊構(gòu)件(132、134、136、138)在所述支撐面(122、124、126、128)上移動(dòng)范圍的阻止超越構(gòu)件(162、150)；還包括有與所述的夾緊物件相連使夾緊構(gòu)件(132、134、136、138)恢復(fù)原工作位置的復(fù)位構(gòu)件，所述復(fù)位構(gòu)件可以是彈簧圈(148)或其他可以產(chǎn)生類(lèi)似作用的構(gòu)件。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的夾緊裝置，其特征在于所述夾緊裝置(100)的夾緊構(gòu)件(132、134、136、138)與被夾物體(104)接觸的表面(142a、142b、142c、142d)上設(shè)置有能使夾緊構(gòu)件(132、134、136、138)更好的與被夾物體接觸并保證所述夾緊構(gòu)件(132、134、136、138)能同時(shí)工作的彈簧頂珠(164)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的夾緊裝置，其特征在于所述夾緊構(gòu)件(186)，可以在相對(duì)所述的支撐面A4(184)上旋轉(zhuǎn)滑移，并且所述角度θ定義為一個(gè)所述夾緊構(gòu)件(186)的表面b4(190)和所述支撐面A(184)之間的螺旋角。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的夾緊裝置，其特征在于所述夾緊構(gòu)件(240、242)的b5表面(250、252)是弧形面，用來(lái)夾緊柱型構(gòu)件(222)的外圓周面；所述此種夾緊裝置(220)，還包括具有內(nèi)壁的外罩(224)，支撐面(234、236)在所述的內(nèi)壁上構(gòu)成傾斜弧形面；夾緊構(gòu)件(240、242)由放置在所述外罩(224)里面的弧形部件所組成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種夾緊裝置。該夾緊裝置包括支撐體和夾緊構(gòu)件，夾緊構(gòu)件有一表面a與支撐體的支撐面A連接，并且?jiàn)A緊構(gòu)件表面a可在支撐體表面A上滑動(dòng)，夾緊構(gòu)件同樣還有另一表面b，用來(lái)夾物體的表面。夾緊構(gòu)件的表面a與表面b構(gòu)成一個(gè)角度θ，θ角由不等式〔K+tan(θ)〕/〔1－Ktan(θ)〕＜＝M定義，式中M代表夾緊構(gòu)件和被夾緊物體之間的靜摩擦系數(shù)；K代表夾緊構(gòu)件和上述的A支撐面之間的靜摩擦系數(shù)。該夾緊裝置不需要或幾乎不需要使用能量，更不會(huì)出現(xiàn)過(guò)度夾緊，或夾不緊被夾物件的現(xiàn)象，無(wú)論是靜力、動(dòng)力或是沖擊力作用在被夾物件上，該夾緊裝置都能夾緊被夾物體?？蓮V泛應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計(jì)、加工和制造業(yè)并在鐵路、橋梁和建筑等領(lǐng)域亦可應(yīng)用推廣。
文檔編號(hào)B25B23/02GK101070868SQ20061014903
公開(kāi)日2007年11月14日 申請(qǐng)日期2006年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月4日
發(fā)明者劉鳳翼, 劉鳳羽, 洪新瑞, 劉洪偉 申請(qǐng)人:劉鳳翼, 劉鳳羽, 洪新瑞, 劉洪偉