專利名稱：雙肘桿自鎖夾緊裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種夾緊裝置，具體涉及一種采用肘桿機(jī)構(gòu)自鎖增力的夾緊裝置。
背景技術(shù)：
無論是傳統(tǒng)機(jī)械制造業(yè)，還是現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)，夾緊裝置必不可少。常用的夾緊方式主要如下幾種(I)凸輪式夾緊；(2)液壓油缸夾緊；(3)肘桿自鎖夾緊。凸輪式夾緊方式的缺點(diǎn)是工人操作時(shí)勞動強(qiáng)度大，夾緊不可靠、不安全。液壓油缸夾緊裝置的缺點(diǎn)是液壓元件質(zhì)量不高，容易造成泄漏，使得壓力不穩(wěn)定，這就需要在液壓系統(tǒng)里設(shè)置保壓回路，成本高、控制復(fù)雜。為解決上述兩種夾緊方式存在的缺點(diǎn)，夾緊力大，安全可靠的肘桿自鎖夾緊裝置已越來越受到青睞，如中國發(fā)明專利CN101386136B公開了一種自鎖夾緊裝置， 包括溫控微量位移驅(qū)動裝置、面積效應(yīng)行程放大裝置以及雙邊單作用鉸桿增力自鎖夾緊裝置，所述溫控微量位移驅(qū)動裝置包括一中空薄壁管，其內(nèi)設(shè)有半導(dǎo)體快速制熱/制冷元件；所述面積效應(yīng)行程放大裝置包括一主動活塞輸入缸體，主動活塞一端設(shè)有絕熱墊并與中空薄壁管固定連接，另一端設(shè)有液體介質(zhì)，通過管路分別連接左、右輸出活塞結(jié)構(gòu)；雙邊單作用鉸桿的鉸接點(diǎn)位于左、右輸出活塞結(jié)構(gòu)之間，其上設(shè)有滾輪，一端固定連接有力輸出元件。本發(fā)明通過溫控微量位移驅(qū)動裝置，經(jīng)面積效應(yīng)行程放大裝置驅(qū)動雙邊單作用鉸桿進(jìn)行自鎖夾緊，提高了能源的利用效率，穩(wěn)定性好，無污染且自鎖性能優(yōu)良。但是該發(fā)明存在如下缺點(diǎn)(I)溫控微量位移驅(qū)動裝置采用半導(dǎo)體制熱/制冷元件，加熱、冷卻的時(shí)間以分鐘計(jì)算，加熱、冷卻慢；(2)雙邊單作用鉸桿增力自鎖夾緊裝置包括一組雙邊單作用鉸桿，機(jī)構(gòu)不對稱，力輸出元件受到徑向力，容易與導(dǎo)向槽發(fā)生摩擦，造成能力損失；(3)本發(fā)明需要采用調(diào)節(jié)限位螺釘對滾輪的偏移量進(jìn)行限制。為解決上述問題，設(shè)計(jì)一種穩(wěn)定性好、自鎖性能優(yōu)良、夾緊迅速且經(jīng)濟(jì)環(huán)保的夾緊裝置，對于提高夾具技術(shù)水平有著重要的意義。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的發(fā)明目的是提供一種雙肘桿自鎖夾緊裝置，通過結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，穩(wěn)定性好、自鎖性能優(yōu)良、且夾緊迅速、經(jīng)濟(jì)環(huán)保。為達(dá)到上述發(fā)明目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是一種雙肘桿自鎖夾緊裝置，包括驅(qū)動機(jī)構(gòu)和鉸桿增力自鎖夾緊機(jī)構(gòu)，所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)由直線電機(jī)、主動活塞、供所述主動活塞在其內(nèi)往復(fù)運(yùn)動的液壓缸構(gòu)成，所述主動活塞的一端與直線電機(jī)的輸出端固定連接，另一側(cè)設(shè)有液體介質(zhì)；所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)通過管路分別驅(qū)動輸出機(jī)構(gòu)和復(fù)位機(jī)構(gòu)，所述管路上分別設(shè)有可控開關(guān)閥；所述輸出機(jī)構(gòu)包括輸出液壓缸和滑設(shè)于輸出液壓缸內(nèi)的輸出活塞，所述輸出活塞的輸出端與輸出液壓缸之間設(shè)有第一復(fù)位彈簧，所述輸出活塞的非輸出端與輸出液壓缸之間構(gòu)成液壓腔；[0008]所述復(fù)位機(jī)構(gòu)包括復(fù)位液壓缸和滑設(shè)于復(fù)位液壓缸內(nèi)的復(fù)位活塞，所述復(fù)位活塞的輸出端與復(fù)位液壓缸之間設(shè)有第二復(fù)位彈簧，所述復(fù)位活塞的非輸出端與復(fù)位液壓缸之間構(gòu)成液壓腔；所述鉸桿增力自鎖夾緊機(jī)構(gòu)由至少2個(gè)肘桿組構(gòu)成，每一肘桿組由相互鉸接的上肘桿和下肘桿、與上肘桿鉸接的一級肘桿構(gòu)成，所述上肘桿的上端與機(jī)架鉸接，所述下肘桿的下端與力輸出元件鉸接，各所述一級肘桿鉸接且鉸接點(diǎn)位于輸出活塞和復(fù)位活塞之間。優(yōu)選的，所述鉸桿增力自鎖夾緊機(jī)構(gòu)由對稱設(shè)置的2個(gè)肘桿組構(gòu)成。進(jìn)一步的技術(shù)方案，各所述一級肘桿同軸鉸接于一滾輪上。本實(shí)用新型包括夾緊、保壓和放松三個(gè)步驟，夾緊過程如下所述( I)直線電機(jī)處于斷電狀態(tài)，兩管路上的可控開關(guān)閥均處于斷開狀態(tài)，鉸桿增力自鎖夾緊機(jī)構(gòu)的兩肘桿組分別處于最左、右兩邊，滾輪與輸出活塞下端接觸，力輸出元件處于其上限位置；(2)打開連接驅(qū)動機(jī)構(gòu)和輸出機(jī)構(gòu)的管路上的可控開關(guān)閥，使其處于導(dǎo)通狀態(tài)；(3)給直線電機(jī)通電，驅(qū)使主動活塞向右做直線運(yùn)動，擠壓液體介質(zhì)，液體介質(zhì)便會通過連接驅(qū)動機(jī)構(gòu)和輸出機(jī)構(gòu)的管路傳遞至輸出機(jī)構(gòu)的液壓腔內(nèi)；(4)液壓腔內(nèi)逐步增多的液體介質(zhì)，推動輸出活塞沿輸出液壓缸向下運(yùn)動，滾輪也隨之下移，各肘桿組在一級肘桿的作用下向左、右運(yùn)動，力輸出件在鉸桿增力自鎖夾緊機(jī)構(gòu)的推動向下運(yùn)動；(5)輸出活塞通過一級肘桿驅(qū)動鉸桿增力自鎖夾緊機(jī)構(gòu)向左、右運(yùn)動，進(jìn)而通過肘桿組的角度增力作用，使得力輸出元件壓緊于工件表面上；輸出活塞繼續(xù)下移，肘桿組中的一級肘桿和上、下肘桿產(chǎn)生彈性變形，越過中心線I 3°后，滾輪抵于復(fù)位活塞上，被復(fù)位活塞限位，雙肘桿機(jī)構(gòu)達(dá)到可靠的自鎖狀態(tài)，在一級肘桿和上、下肘桿中因受壓而存儲的彈性變形勢能，使得力輸出元件以持續(xù)作用力施加于工件表面上，實(shí)現(xiàn)工件的夾緊。本實(shí)用新型的保壓過程如下所述(I)在對工件進(jìn)行夾緊后，改變直線電機(jī)三相電源的接法，直線電機(jī)輸出端的反向運(yùn)動帶動主動活塞向左運(yùn)動，液壓缸內(nèi)可承載液體介質(zhì)的體積逐漸變大；(2)輸出活塞在復(fù)位彈簧的作用下向上擠壓液壓腔內(nèi)的液體介質(zhì)，從而液壓腔內(nèi)的液體介質(zhì)通過管路回流至液壓缸內(nèi)；(3)輸出活塞在復(fù)位彈簧的作用下退回到初始狀態(tài)，關(guān)閉連接輸出機(jī)構(gòu)與液壓缸的管路上的可控開關(guān)閥，此時(shí)夾緊裝置利用雙肘桿機(jī)構(gòu)的自鎖功能使力輸出元件始終保持對工件的夾緊，節(jié)約能源、穩(wěn)定性好。本實(shí)用新型的放松過程如下所述(I)當(dāng)工件加工完成后，打開連接復(fù)位機(jī)構(gòu)與液壓缸的管路上的可控開關(guān)閥；(2)改變直線電機(jī)三相電源的接法，直線電機(jī)輸出端帶動主動活塞向右運(yùn)動，使液體介質(zhì)連接復(fù)位機(jī)構(gòu)與液壓缸的管路流進(jìn)復(fù)位機(jī)構(gòu)的液壓腔內(nèi)；(3)液壓腔內(nèi)逐步增多的液體介質(zhì)推動復(fù)位活塞上移，帶動鉸桿增力自鎖夾緊向回運(yùn)動，通過臨界狀態(tài)后回到初始狀態(tài)；(4)再次改變直線電機(jī)三相電源的接法，直線電機(jī)輸出端的反向運(yùn)動帶動主動活塞向左運(yùn)動，液壓缸內(nèi)可承載液體介質(zhì)的體積逐漸變大；[0027](5)復(fù)位活塞在復(fù)位彈簧的作用下向下擠壓液壓腔內(nèi)的液體介質(zhì)，從而液壓腔內(nèi)的液體介質(zhì)通過管路回流至液壓缸內(nèi)，復(fù)位活塞退回到初始狀態(tài)；(6)關(guān)閉連接復(fù)位機(jī)構(gòu)與液壓缸的管路上的可控開關(guān)閥，完成一個(gè)工作循環(huán)。由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)I.本實(shí)用新型采用直線電機(jī)為動力源，直線電機(jī)的輸出運(yùn)動即為直線運(yùn)動，不再需要借助滾珠絲杠和滾珠螺母等機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行電機(jī)輸出運(yùn)動的轉(zhuǎn)化，結(jié)構(gòu)簡單、操作方便；并且直線電機(jī)啟動迅速、行程大，運(yùn)行平穩(wěn)，噪音低。2.本實(shí)用新型的驅(qū)動機(jī)構(gòu)利用利用帕斯卡原理，以密閉空間內(nèi)的流體為傳動介質(zhì)，利用直徑小的活塞推動直徑大的活塞運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)力放大及行程縮小，夾緊迅速、夾緊力大、效率高。3.本實(shí)用新型雖然采用液壓缸內(nèi)的液體介質(zhì)作為傳動介質(zhì)，但是系統(tǒng)中沒有高速液壓泵和油箱，缸體全部封閉系統(tǒng)，所以不會發(fā)生液體的泄露，安全、環(huán)保。4.本實(shí)用新型中，輸出活塞推動雙肘桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動，使肘桿組產(chǎn)生彈性變形，達(dá)到限定位之后即運(yùn)動停止，因此，肘桿組的連桿和肘桿自身產(chǎn)生的彈性變形能就可以使機(jī)構(gòu)產(chǎn)生自鎖性能，保持工件的夾緊狀態(tài)，自鎖性能優(yōu)良。

圖I是本實(shí)用新型實(shí)施例一處于非工作狀態(tài)時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是實(shí)施例一處于夾緊過程中的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是實(shí)施例一處于工作狀態(tài)時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是實(shí)施例一上輸出活塞復(fù)位后的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是實(shí)施例一處于放松過程中的結(jié)構(gòu)示意圖；其中1、直線電機(jī)；2、主動活塞；3、可控開關(guān)閥；4、可控開關(guān)閥；5、一級肘桿；6、輸出活塞；7、工件；8、復(fù)位活塞；9、滾輪；10、第一復(fù)位彈簧；10'、第二復(fù)位彈簧；11、下肘桿；12、力輸出兀件；13、上肘桿。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述實(shí)施例一參見圖廣圖5所示，一種雙肘桿自鎖夾緊裝置，包括驅(qū)動機(jī)構(gòu)和鉸桿增力自鎖夾緊機(jī)構(gòu)，所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)由直線電機(jī)I、主動活塞2、供所述主動活塞2在其內(nèi)往復(fù)運(yùn)動的液壓缸構(gòu)成，所述主動活塞2的一端與直線電機(jī)I的輸出端固定連接，另一側(cè)設(shè)有液體介質(zhì)。所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)通過管路分別驅(qū)動輸出機(jī)構(gòu)和復(fù)位機(jī)構(gòu)，所述管路上分別設(shè)有可控開關(guān)閥3和可控開關(guān)閥4。所述輸出機(jī)構(gòu)包括輸出液壓缸和滑設(shè)于輸出液壓缸內(nèi)的輸出活塞6,所述輸出活塞6的輸出端與輸出液壓缸之間設(shè)有第一復(fù)位彈簧10,所述輸出活塞6的非輸出端與輸出液壓缸之間構(gòu)成液壓腔。所述復(fù)位機(jī)構(gòu)包括復(fù)位液壓缸和滑設(shè)于復(fù)位液壓缸內(nèi)的復(fù)位活塞8，所述復(fù)位活塞8的輸出端與復(fù)位液壓缸之間設(shè)有第二復(fù)位彈簧10'，所述復(fù)位活塞8的非輸出端與復(fù)位液壓缸之間構(gòu)成液壓腔。所述鉸桿增力自鎖夾緊機(jī)構(gòu)由兩個(gè)肘桿組構(gòu)成，每一肘桿組由相互鉸接的上肘桿13和下肘桿11、鉸接于上肘桿13上的一級肘桿5構(gòu)成，所述上肘桿13的上端與夾緊裝置本體鉸接，所述下肘桿11的下端與力輸出元件鉸接；各所述肘桿組的一級肘桿5同軸鉸接于一滾輪9上，所述滾輪9位于輸出活塞6和復(fù)位活塞8之間。本實(shí)用新型包括夾緊、保壓和放松三個(gè)步驟，夾緊過程如下所述( I)直線電機(jī)處于斷電狀態(tài)，兩管路上的可控開關(guān)閥均處于斷開狀態(tài)，鉸桿增力自鎖夾緊機(jī)構(gòu)的兩肘桿組分別處于最左、右兩邊，滾輪與輸出活塞下端接觸，力輸出元件處于其上限位置；(2)打開連接驅(qū)動機(jī)構(gòu)和輸出機(jī)構(gòu)的管路上的可控開關(guān)閥，使其處于導(dǎo)通狀態(tài)；(3)給直線電機(jī)通電，驅(qū)使主動活塞向右做直線運(yùn)動，擠壓液體介質(zhì)，液體介質(zhì)便會通過連接驅(qū)動機(jī)構(gòu)和輸出機(jī)構(gòu)的管路傳遞至輸出機(jī)構(gòu)的液壓腔內(nèi)；( 4 )液壓腔內(nèi)逐步增多的液體介質(zhì)，推動輸出活塞沿輸出液壓缸向下運(yùn)動，滾輪也隨之下移，各肘桿組在一級肘桿的作用下向左、右運(yùn)動，力輸出件在鉸桿增力自鎖夾緊機(jī)構(gòu)的推動向下運(yùn)動；(5)輸出活塞通過一級肘桿驅(qū)動鉸桿增力自鎖夾緊機(jī)構(gòu)向左、右運(yùn)動，進(jìn)而通過肘桿組的角度增力作用，使得力輸出元件壓緊于工件表面上；輸出活塞繼續(xù)下移，肘桿組中的一級肘桿和上、下肘桿產(chǎn)生彈性變形，越過中心線I 3°后，滾輪抵于復(fù)位活塞上，被復(fù)位活塞限位，雙肘桿機(jī)構(gòu)達(dá)到可靠的自鎖狀態(tài)，在一級肘桿和上、下肘桿中因受壓而存儲的彈性變形勢能，使得力輸出元件以持續(xù)作用力施加于工件表面上，實(shí)現(xiàn)工件的夾緊。本實(shí)用新型的保壓過程如下所述( I)在對工件進(jìn)行夾緊后，改變直線電機(jī)三相電源的接法，直線電機(jī)輸出端的反向運(yùn)動帶動主動活塞向左運(yùn)動，液壓缸內(nèi)可承載液體介質(zhì)的體積逐漸變大；(2)輸出活塞在復(fù)位彈簧的作用下向上擠壓液壓腔內(nèi)的液體介質(zhì)，從而液壓腔內(nèi)的液體介質(zhì)通過管路回流至液壓缸內(nèi)；(3)輸出活塞在復(fù)位彈簧的作用下退回到初始狀態(tài)，關(guān)閉連接輸出機(jī)構(gòu)與液壓缸的管路上的可控開關(guān)閥，此時(shí)夾緊裝置利用雙肘桿機(jī)構(gòu)的自鎖功能使力輸出元件始終保持對工件的夾緊，節(jié)約能源、穩(wěn)定性好。本實(shí)用新型的放松過程如下所述(I)當(dāng)工件加工完成后，打開連接復(fù)位機(jī)構(gòu)與液壓缸的管路上的可控開關(guān)閥；(2)改變直線電機(jī)三相電源的接法，直線電機(jī)輸出端帶動主動活塞向右運(yùn)動，使液體介質(zhì)連接復(fù)位機(jī)構(gòu)與液壓缸的管路流進(jìn)復(fù)位機(jī)構(gòu)的液壓腔內(nèi)；(3)液壓腔內(nèi)逐步增多的液體介質(zhì)推動復(fù)位活塞上移，帶動鉸桿增力自鎖夾緊向回運(yùn)動，通過臨界狀態(tài)后回到初始狀態(tài)；(4)再次改變直線電機(jī)三相電源的接法，直線電機(jī)輸出端的反向運(yùn)動帶動主動活塞向左運(yùn)動，液壓缸內(nèi)可承載液體介質(zhì)的體積逐漸變大；(5)復(fù)位活塞在復(fù)位彈簧的作用下向下擠壓液壓腔內(nèi)的液體介質(zhì)，從而液壓腔內(nèi)的液體介質(zhì)通過管路回流至液壓缸內(nèi)，復(fù)位活塞退回到初始狀態(tài)；(6)關(guān)閉連接復(fù)位機(jī)構(gòu)與液壓缸的管路上的可控開關(guān)閥，完成一個(gè)工作循環(huán)。
權(quán)利要求1.一種雙肘桿自鎖夾緊裝置，包括驅(qū)動機(jī)構(gòu)和鉸桿增力自鎖夾緊機(jī)構(gòu)，其特征在于所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)由直線電機(jī)(I)、主動活塞(2)、供所述主動活塞(2)在其內(nèi)往復(fù)運(yùn)動的液壓缸構(gòu)成，所述主動活塞(2)的一端與直線電機(jī)(I)的輸出端固定連接，另一側(cè)設(shè)有液體介質(zhì)；所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)通過管路分別驅(qū)動輸出機(jī)構(gòu)和復(fù)位機(jī)構(gòu)，所述管路上分別設(shè)有可控開關(guān)閥(3，4)； 所述輸出機(jī)構(gòu)包括輸出液壓缸和滑設(shè)于輸出液壓缸內(nèi)的輸出活塞(6),所述輸出活塞(6)的輸出端與輸出液壓缸之間設(shè)有第一復(fù)位彈簧(10),所述輸出活塞(6)的非輸出端與輸出液壓缸之間構(gòu)成液壓腔； 所述復(fù)位機(jī)構(gòu)包括復(fù)位液壓缸和滑設(shè)于復(fù)位液壓缸內(nèi)的復(fù)位活塞(8)，所述復(fù)位活塞(8)的輸出端與復(fù)位液壓缸之間設(shè)有第二復(fù)位彈簧(10')，所述復(fù)位活塞(8)的非輸出端與復(fù)位液壓缸之間構(gòu)成液壓腔； 所述鉸桿增力自鎖夾緊機(jī)構(gòu)由至少2個(gè)肘桿組構(gòu)成，每一肘桿組由相互鉸接的上肘桿(13)和下肘桿(11)、與上肘桿(13)鉸接的一級肘桿(5)構(gòu)成，所述上肘桿(13)的上端與機(jī)架鉸接，所述下肘桿(11)的下端與力輸出元件鉸接，各所述一級肘桿(5)鉸接且鉸接點(diǎn)位于輸出活塞和復(fù)位活塞之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的雙肘桿自鎖夾緊裝置，其特征在于各所述一級肘桿(5)同軸鉸接于一滾輪(9)上。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種雙肘桿自鎖夾緊裝置，包括驅(qū)動機(jī)構(gòu)和鉸桿增力自鎖夾緊機(jī)構(gòu)，驅(qū)動機(jī)構(gòu)由直線電機(jī)、主動活塞、液壓缸構(gòu)成，主動活塞的一端與直線電機(jī)的輸出端固定連接，另一側(cè)設(shè)有液體介質(zhì)；驅(qū)動機(jī)構(gòu)通過管路分別驅(qū)動輸出機(jī)構(gòu)和復(fù)位機(jī)構(gòu)，管路上分別設(shè)有可控開關(guān)閥；鉸桿增力自鎖夾緊機(jī)構(gòu)由至少2個(gè)肘桿組構(gòu)成，每一肘桿組由相互鉸接的上肘桿和下肘桿、與上肘桿鉸接的一級肘桿構(gòu)成，各所述一級肘桿鉸接且鉸接點(diǎn)位于輸出活塞和復(fù)位活塞之間。本實(shí)用新型的驅(qū)動機(jī)構(gòu)利用利用帕斯卡原理，以密閉空間內(nèi)的流體為傳動介質(zhì)，利用直徑小的活塞推動直徑大的活塞運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)力放大及行程縮小，夾緊迅速、夾緊力大、效率高。
文檔編號B23Q3/00GK202447927SQ20122006281
公開日2012年9月26日 申請日期2012年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月24日
發(fā)明者鐘以波, 鐘康民, 顧軍 申請人:蘇州大學(xué)