專利名稱：基于絲杠-鉸桿增力機構(gòu)的機械夾緊裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種機械夾緊裝置，主要是一種基于絲杠-絞桿增力機構(gòu)的機械夾緊 >J-U ρ α裝直。
背景技術(shù)：
目前的機械夾緊裝置中，作為提供夾緊力的驅(qū)動裝置，主要是以液動、氣動和機械驅(qū)動為主。液動的一個主要缺點是液壓油液介質(zhì)泄露造成環(huán)境污染；氣動的主要缺點是系統(tǒng)壓強較低，一般只能達到O. 5MPa-0. 7MPa ;機械驅(qū)動夾緊裝置存在的主要技術(shù)問題是自動化水平較低，而且機構(gòu)中用到的元件較多，從而使得整體機構(gòu)顯得很復雜。隨著自動化程度高等因素，綠色環(huán)保型的機械夾緊裝置越來越受到人們的青睞，人們開始想辦法解決上述機械夾緊裝置中存在的缺點。有人提出一種基于絲杠機構(gòu)的夾緊裝置。請參見圖1，圖I是一種現(xiàn)有的絲杠型機械驅(qū)動夾緊裝置，該夾緊裝置包括絲杠I、伺服電機2和壓盤3，其中伺服電機2提供驅(qū)動力，通過旋轉(zhuǎn)絲杠I使壓盤3移動，從而使得壓盤3能夠夾緊或松開被壓物件。這種絲杠機構(gòu)的夾緊裝置，優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，控制方便，只需控制伺服電機2的旋轉(zhuǎn)速度和時間，就能精確控制夾緊裝置的按壓空間的力度。缺點是由于只有絲杠這一種增力機構(gòu)，所以輸出的夾緊力較小，一般用于工件較小時的場合。為解決上述問題，設計一種輸出夾緊力大、自動化程度高且經(jīng)濟環(huán)保的機械夾緊裝置，對于提高機械制造水平有著重要的意義。有鑒于此，本發(fā)明使用絲杠機構(gòu)和鉸桿增力機構(gòu)以及伺服電機設計了一種新型的機械夾緊裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的發(fā)明目的是提供一種以絲杠為主的機械夾緊雙邊裝置，通過對結(jié)構(gòu)進行改進，穩(wěn)定性好、夾緊輸出力較大、且經(jīng)濟環(huán)保，并且可以雙邊同時夾緊兩個工件，提高生產(chǎn)效率。為達到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種機械夾緊裝置，包括絲杠驅(qū)動裝置、絞桿增力裝置，以及壓盤，所述絞桿增力裝置包括增力桿和施力桿，兩者通過一連接片在水平方向能動地鉸接于所述絲杠驅(qū)動裝置上，所述壓盤鉸接在所述施力桿上，該壓盤在豎直方向能動地設置于一豎直導軌中，并露出該壓盤的夾緊面。進一步地，所述增力桿的一端鉸接在一固定面上，形成定點旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)。進一步地，所述絲杠驅(qū)動裝置包括伺服電機、聯(lián)軸器、絲杠和絲杠螺母，所述絲杠通過聯(lián)軸器連接在伺服電機上，該絲杠和所述絲杠螺母通過螺紋穿插連接，該絲杠螺母同時鉸接在連接片上。進一步地，所述絲杠螺母在水平方向能動地設置于一水平導軌中。進一步地，該機械夾緊裝置還包括電機控制裝置，連接在所述伺服電機上。
進ー步地，上述的機械夾緊裝置也可以設計成雙邊的夾緊裝置，此時該機械雙邊夾緊裝置包括絲杠驅(qū)動裝置，以及兩套左右対稱的設置于所述絲杠驅(qū)動裝置兩側(cè)的絞桿增力裝置和壓盤，所述每ー側(cè)的絞桿增カ裝置包括增カ桿和施カ桿，兩者通過ー連接片在水平方向能動地鉸接于所述絲杠驅(qū)動裝置上，所述壓盤鉸接在所述施カ桿上，該壓盤在豎直方向能動地設置于ー豎直導軌中，并露出該壓盤的夾緊面。進ー步地，所述絲杠驅(qū)動裝置包括伺服電機、以及兩套左右対稱的設置于所述伺服電機兩側(cè)的聯(lián)軸器、絲杠和絲杠螺母，所述每ー側(cè)的絲杠通過聯(lián)軸器連接在伺服電機上，該絲杠和所述絲杠螺母通過螺紋穿插連接，該絲杠螺母同時鉸接在對應ー側(cè)的連接片上。進ー步地，所述左右対稱的兩個絲杠分別為左旋絲杠和右旋絲 杠。本發(fā)明的機械夾緊裝置的工作過程如下(I)電機控制裝置向伺服電機發(fā)出ー個指令，電機開始轉(zhuǎn)動，通過聯(lián)軸器帶動絲杠同時轉(zhuǎn)動；(2)兩個絲杠在聯(lián)軸器的作用下分別左旋和右旋運動，其本身也進行第一次力放大作用；(3)輸出力通過連桿的傳遞，傳導給增カ鉸桿機構(gòu)，此時壓カ角α逐漸變小，增カ桿進行第二次力放大作用；(4)增カ桿將カ通過施カ桿傳遞到壓盤上，壓盤對エ件進行作業(yè)；(5)工作完成后，電機控制裝置發(fā)出指令，伺服電機迅速反轉(zhuǎn)，所有元件均復位，完成ー個加工過程。由于上述技術(shù)方案運用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點I.本發(fā)明采用伺服旋轉(zhuǎn)電機為動カ源，與液壓、氣壓傳動相比，具有緑色無污染的有點，而且與電機控制裝置連接，易于實現(xiàn)自動化。2.本發(fā)明運用絲杠，與電機控制裝置一起提高了機械夾緊裝置的同步性，而且與增カ鉸桿幾個復合運用，提高了裝置的夾緊力。3.本發(fā)明中使用了增カ鉸桿機構(gòu)和絲杠機構(gòu)等增力裝置，提高了機械夾緊裝置的夾緊力。4.本發(fā)明中，左右絲杠采用左旋和右旋，保證了左右同時直線運動，增カ鉸桿機構(gòu)采用對稱布置，使的機械夾緊裝置對稱美觀。5.采用雙邊結(jié)構(gòu)，可以同時夾緊兩個エ件，提高生產(chǎn)效率。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I是現(xiàn)有的一種絲杠驅(qū)動的機械加緊裝置；圖2是本發(fā)明第一實施方式的機械夾緊裝置；圖3是本發(fā)明第二實施方式的機械夾緊裝置。
具體實施例方式實施例一請參見圖2，圖2是本發(fā)明第一實施方式的機械夾緊裝置。如圖所示，本實施方式首先揭露的是一種單邊的機械夾緊裝置，該機械夾緊裝置包括用于提供機械夾緊力的驅(qū)動系統(tǒng)和用于將機械夾緊力作用到工件上的壓盤30。驅(qū)動系統(tǒng)包括絲杠驅(qū)動裝置和絞桿增力裝置，該絲杠驅(qū)動裝置主要提供力源，該絞桿增力裝置則起到將力源提供的力進行放大。其中，絲杠驅(qū)動裝置包括伺服電機21、聯(lián)軸器22、絲杠23和絲杠螺母24，絲杠23通過聯(lián)軸器22連接在伺服電機上21，絲杠23上設有螺紋，該絲杠23和絲杠螺母24通過螺紋穿插連接，絲杠螺母24設置在一水平導軌25中，并且可以在該水平導軌25中做水平方向上的左右移動。伺服電機21連接有一外部的電機控制裝置(圖中未示出)，該電機控制裝置輸出給伺服電機21啟動和關(guān)閉信號。當伺服電機21接受到啟動信號時，電機開始轉(zhuǎn)動，帶動絲杠23轉(zhuǎn)動。絲杠23通過螺紋的左旋(或右旋)推動絲杠螺母24在水平方向上左右移動。絞桿增力裝置包括增力桿11和施力桿12，兩者通過一連接片13在水平方向能動地鉸接于所述絲杠驅(qū)動裝置上。增力桿11的一端鉸接在一固定面上，形成定點旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，該增力桿11以該定點旋轉(zhuǎn)時，與豎直方向上的夾角形成壓力角α。施力桿12的一端鉸接壓盤30,該壓盤30在豎直方向能動地設置于一豎直導軌31中，并露出該壓盤30的夾緊面32。增力桿11和施力桿12的鉸接端同時又與連接片15鉸接，而連接片15則又鉸接在絲杠螺母24上。當絲杠螺母24在絲杠23的帶動下于水平方向運動時，增力桿11被帶動繞定點旋轉(zhuǎn)，壓力角α也隨之增大或減小,施力桿12在連接片15和增力桿11的聯(lián)合作用下推動壓盤30向下或上升。本實施方式的具體工作過程如下所述(I)伺服電機處于斷電狀態(tài)，鉸桿增力機構(gòu)處于壓力角α最大狀態(tài)，壓盤30處于初始狀態(tài)；(2)電機控制裝置發(fā)出工作指令給伺服電機21，此時電機開始旋轉(zhuǎn)，通過聯(lián)軸器 22帶動絲杠23開始旋轉(zhuǎn)，絲杠23將力矩轉(zhuǎn)變?yōu)檩敵隽Γ?3)絲杠驅(qū)動裝置將橫向力通過絲杠螺母24傳遞給連接片15，連接片15將力輸出到增力桿11和施力桿12上，推動鉸桿增力機構(gòu)向外運動；(4)增力桿11向外運動時，壓力角α逐漸變小，鉸桿增力機構(gòu)進行了第二次力放大作用，然后輸出力傳遞到施力桿12上，此時，施力桿12帶動壓盤30，快速向下夾緊工件，完成夾緊工作過程；(5)當完成工作過程后，電機控制裝置發(fā)出指令，伺服電機21反轉(zhuǎn)，此時，絲杠23也開始反轉(zhuǎn)，帶動絲杠螺母24向里運動；(6)通過絲杠螺母24帶動兩個鉸桿機構(gòu)，壓力角α慢慢變大，帶動施力桿12壓盤30慢慢復位。完成一個完整的工作過程。實施例二請參見圖3，圖3是本發(fā)明第二實施方式的機械夾緊裝置。如圖所示，本實施方式揭露的是一種雙邊的機械夾緊裝置，包括絲杠驅(qū)動裝置以及兩套左右對稱的設置于所述絲杠驅(qū)動裝置兩側(cè)的絞桿增力裝置和壓盤30、30’。與實施方式一相同的是，絲杠驅(qū)動裝置負責提供力源，絞桿增力裝置負責將力源的力放大并提供給壓盤，壓盤再將受到的力作用到エ件上，從而起到加緊的效果。其中絲杠驅(qū)動裝置包括伺服電機21、以及兩套左右対稱的設置于所述伺服電機21兩側(cè)的聯(lián)軸器22、22’、絲杠23、23’和絲杠螺母24，24’。以左側(cè)為例，絲杠23通過聯(lián)軸器22連接在伺服電機上21，絲杠23上設有螺紋，該絲杠23和絲杠螺母24通過螺紋穿插連接，絲杠螺母24設置在一水平導軌25中，并且可以在該水平導軌25中做水平方向上的左右移動，該絲杠螺母24同時鉸接在對應ー側(cè)的連接片15上。伺服電機21連接有一外部的電機控制裝置(圖中未示出)，該電機控制裝置輸出給伺服電機21啟動和關(guān)閉信號。當伺服電機21接受到啟動信號吋，電機開始轉(zhuǎn)動，帶動絲杠23轉(zhuǎn)動。絲杠23通過螺紋的左旋(或右旋)推動絲杠螺母24在水平方向上左右移動。右側(cè)的聯(lián)軸器22’、絲杠23’、絲杠螺母24’和水平導軌25’與左側(cè)的對稱設置，此處不再贅述。需要指出的是，左側(cè)的絲杠23和右側(cè)的絲杠23’上的螺紋分別為左旋絲杠和右旋絲杠，這樣在伺服電機21轉(zhuǎn)動時，通過使得左右兩個壓盤具有同步的上升或下降動作。左右兩套絞桿增カ裝置分別包括增カ桿11、11’和施カ桿12、12’，以左側(cè)為例，增 カ桿11和施カ桿12通過連接片15在水平方向能動地鉸接于所述絲杠驅(qū)動裝置上。增カ桿11的一端鉸接在一固定面上，形成定點旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，該增カ桿11以該定點旋轉(zhuǎn)時，與豎直方向上的夾角形成壓カ角a。施カ桿12的一端鉸接壓盤30，該壓盤30在豎直方向能動地設置于ー豎直導軌31中，并露出該壓盤30的夾緊面32。增カ桿11和施カ桿12的鉸接端同時又與連接片15鉸接，而連接片15則又鉸接在絲杠螺母24上。當絲杠螺母24在絲杠23的帶動下于水平方向運動時，增カ桿11被帶動繞定點旋轉(zhuǎn)，壓カ角α也隨之增大或減小，施カ桿12在連接片15和增カ桿11的聯(lián)合作用下推動壓盤30向下或上升。而右側(cè)的增カ桿11’、施カ桿12’、連接片15’以及壓盤30’和豎直導軌31’的連接方式與左側(cè)對稱，此處不再贅述。本實施方式的具體工作過程如下所述(I)伺服電機處于斷電狀態(tài)，鉸桿增カ機構(gòu)處于壓カ角α最大狀態(tài)，壓盤30、30’處于初始狀態(tài)；(2)電機控制裝置發(fā)出工作指令給伺服電機21，此時伺服電機21開始旋轉(zhuǎn)，通過聯(lián)軸器22、22’帶動絲杠23、23’開始旋轉(zhuǎn)，絲杠23、23’將カ矩轉(zhuǎn)變?yōu)檩敵隽Γ?3)絲杠驅(qū)動裝置將橫向力通過絲杠螺母24、24’傳遞給連接片15、15’，連接片15、15’將カ輸出到左右兩個增カ桿11、11’和施カ桿12、12’，推動兩個鉸桿增力機構(gòu)向外運動；(4)增カ桿11、11’向外運動時，壓カ角α逐漸變小，鉸桿增力機構(gòu)進行了第二次力放大作用,然后輸出力傳遞到施カ桿12、12’上，此時，施カ桿12、12’帶動壓盤30、30’，快速向下夾緊エ件，完成夾緊工作過程；(5)當完成工作過程后，電機控制裝置發(fā)出指令，伺服電機21反轉(zhuǎn)，此時，絲杠23、23’也開始反轉(zhuǎn)，帶動絲杠螺母24、24’向里運動；(6)通過絲杠螺母24、24’帶動兩個鉸桿增カ機構(gòu)，壓カ角α慢慢變大，帶動施力桿12、12’和壓盤30、30’慢慢復位。完成一個完整的工作過程。綜上所述，本發(fā)明提出了一種絲杠驅(qū)動的機械加緊裝置，通過增加ー套絞桿增カ裝置，將原本絲杠上的力進行了二次放大，増加了機械加緊的可靠程度。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有點如下I.本發(fā)明采用伺服旋轉(zhuǎn)電機為動力源，與液壓、氣壓傳動相比，具有綠色無污染的有點，而且與電機控制裝置連接，易于實現(xiàn)自動化。2.本發(fā)明運用絲杠，與電機控制裝置一起提高了機械夾緊裝置的同步性，而且與增力鉸桿幾個復合運用，提高了裝置的夾緊力。3.本發(fā)明中使用了增力鉸桿機構(gòu)和絲杠機構(gòu)等增力裝置，提高了機械夾緊裝置的夾緊力。4.本發(fā)明中，左右絲杠采用左旋和右旋，保證了左右同時直線運動，增力鉸桿機構(gòu)采用對稱布置，使的機械夾緊裝置對稱美觀。
5.采用雙邊結(jié)構(gòu)，可以同時夾緊兩個工件，提高生產(chǎn)效率。對所公開的實施例的上述說明，使本領域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。對所公開的實施例的上述說明，使本領域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
權(quán)利要求
1.ー種機械夾緊裝置，其特征在于包括絲杠驅(qū)動裝置、絞桿增力裝置，以及壓盤，所述絞桿增カ裝置包括增カ桿和施カ桿，兩者通過ー連接片在水平方向能動地鉸接于所述絲杠驅(qū)動裝置上，所述壓盤鉸接在所述施カ桿上，該壓盤在豎直方向能動地設置于ー豎直導軌中，并露出該壓盤的夾緊面。
2.如權(quán)利要求I所述的機械夾緊裝置，其特征在于所述增カ桿的一端鉸接在一固定面上,形成定點旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求I所述的機械夾緊裝置，其特征在于所述絲杠驅(qū)動裝置包括伺服電機、聯(lián)軸器、絲杠和絲杠螺母，所述絲杠通過聯(lián)軸器連接在伺服電機上，該絲杠和所述絲杠螺母通過螺紋穿插連接，該絲杠螺母同時鉸接在連接片上。
4.如權(quán)利要求3所述的機械夾緊裝置，其特征在于所述絲杠螺母在水平方向能動地設置于一水平導軌中。
5.如權(quán)利要求3所述的機械夾緊裝置，其特征在于進ー步包括電機控制裝置，連接在所述伺服電機上。
6.一種機械雙邊夾緊裝置，其特征在于包括絲杠驅(qū)動裝置，以及兩套左右対稱的設置于所述絲杠驅(qū)動裝置兩側(cè)的絞桿增力裝置和壓盤，所述每ー側(cè)的絞桿增カ裝置包括增カ桿和施カ桿，兩者通過ー連接片在水平方向能動地鉸接于所述絲杠驅(qū)動裝置上，所述壓盤鉸接在所述施カ桿上，該壓盤在豎直方向能動地設置于ー豎直導軌中，并露出該壓盤的夾緊面。
7.如權(quán)利要求6所述的機械雙邊夾緊裝置，其特征在于所述增カ桿的一端鉸接在一固定面上，形成定點旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)。
8.如權(quán)利要求6所述的機械夾緊裝置，其特征在于所述絲杠驅(qū)動裝置包括伺服電機、以及兩套左右対稱的設置于所述伺服電機兩側(cè)的聯(lián)軸器、絲杠和絲杠螺母，所述每ー側(cè)的絲杠通過聯(lián)軸器連接在伺服電機上，該絲杠和所述絲杠螺母通過螺紋穿插連接，該絲杠螺母同時鉸接在對應ー側(cè)的連接片上。
9.如權(quán)利要求8所述的機械夾緊裝置，其特征在于所述左右対稱的兩個絲杠分別為左旋絲杠和右旋絲杠。
10.如權(quán)利要求8所述的機械夾緊裝置，其特征在于所述絲杠螺母在水平方向能動地設置于一水平導軌中。
全文摘要
一種機械夾緊裝置，包括絲杠驅(qū)動裝置、絞桿增力裝置，以及壓盤，所述絞桿增力裝置包括增力桿和施力桿，兩者通過一連接片在水平方向能動地鉸接于所述絲杠驅(qū)動裝置上，所述壓盤鉸接在所述施力桿上，該壓盤在豎直方向能動地設置于一豎直導軌中，并露出該壓盤的夾緊面。通過增加一套絞桿增力裝置，將原本絲杠上的力進行了二次放大，增加了機械夾緊的可靠程度。
文檔編號F16H37/12GK102862133SQ20121037493
公開日2013年1月9日 申請日期2012年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月29日
發(fā)明者陸新娟, 顧軍, 鐘以波 申請人:蘇州大學