一種曲面恒力機(jī)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種恒力加載機(jī)構(gòu)，尤其涉及一種曲面恒力機(jī)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]恒力機(jī)構(gòu)在諸多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，如卷紙、材料試驗(yàn)、航天設(shè)備、熱力發(fā)電等，對(duì)設(shè)備的安全性和可靠性有重要影響。而目前能夠獲得的恒力的方法有:機(jī)電一體化控制，重力平衡等方法。機(jī)電一體化控制通過(guò)反饋?zhàn)饔每梢詫?shí)現(xiàn)力的精確控制，但是一般情況下該結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜、體積較大、可靠性不高。重力平衡法通過(guò)重物受到的重力作為恒力的輸入，可以獲得很高的精度，但是這種裝置對(duì)安裝位置要求較高，難以滿足實(shí)際應(yīng)用條件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有恒力機(jī)構(gòu)存在的上述不足，提供一種體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高的曲面恒力機(jī)構(gòu)。
[0004]本發(fā)明采用以下技術(shù)方案。
[0005]本發(fā)明的曲面恒力機(jī)構(gòu)由基座組件、推力組件和恒力組件組成:
I)所述基座組件由蓋板、外筒和底板組成；蓋板、外筒和底板依次固連；
2 )所述推力組件由螺釘、上限位桿、彈簧、下限位桿和楔塊組件組成；螺釘、上限位桿、彈簧、下限位桿和楔塊組件依次連接；上限位桿與蓋板通過(guò)螺釘連接，楔塊組件與外筒內(nèi)的滑槽接觸；所述楔塊組件由楔塊、滾動(dòng)軸承和心軸組成；滾動(dòng)軸承通過(guò)心軸固定在楔塊上，楔塊組件通過(guò)滾動(dòng)軸承與外筒內(nèi)的滑槽接觸；
3)所述恒力組件由滾子組件和曲面推桿組成；滾子組件與曲面推桿的曲面接觸；滾子組件安裝在底板上，滾子組件與楔塊的斜面接觸，曲面推桿穿過(guò)壓板中心；所述滾子組件由支撐架、滾動(dòng)軸承和心軸組成；滾動(dòng)軸承通過(guò)心軸固定在支撐架上，滾子組件通過(guò)滾動(dòng)軸承與曲面推桿、楔塊和底板接觸。
[0006]上述方案中，楔塊組件上不同心軸上的滾動(dòng)軸承之間錯(cuò)開安裝，滾動(dòng)軸承對(duì)稱布置，使得整體結(jié)構(gòu)更加緊湊，受力情況較好。
[0007]上述方案中，滾子組件上不同心軸上的滾動(dòng)軸承之間錯(cuò)開安裝，滾動(dòng)軸承對(duì)稱布置，使得整體結(jié)構(gòu)更加緊湊，受力情況較好。
[0008]上述方案中，推力組件和恒力組件數(shù)量相同，至少為兩組，且圍繞著曲面推桿中心線均勻分布。
[0009]本發(fā)明恒力實(shí)現(xiàn)原理為力分解原理。具體實(shí)現(xiàn)方式:彈簧產(chǎn)生的力作用到滾子組件上的滾子，滾子與曲面推桿的曲面接觸，滾子隨滾子組件向遠(yuǎn)離底板中心移動(dòng)的過(guò)程中，彈簧被壓縮，一方面彈簧作用在滾子上的力增大，另一方面滾子與曲面接觸點(diǎn)的斜率增大，最終效果是使得滾子與斜面之間的作用力在垂直于滾子運(yùn)動(dòng)方向上的分力保持不變，并將這個(gè)力作為輸出，從而實(shí)現(xiàn)恒力。
[0010]本發(fā)明的有益效果是:1.本發(fā)明采用純機(jī)械結(jié)構(gòu)，可靠性高；2.采用力分解原理，原理與結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使得機(jī)構(gòu)體積減小；3.不是通過(guò)重力產(chǎn)生恒力，不受安裝位置的限制。
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1為曲面恒力機(jī)構(gòu)的主剖視圖。
[0012]圖2為恒力機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。
[0013]圖3為楔塊組件的整體結(jié)構(gòu)圖。
[0014]圖4為滾子組件的整體結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0016]如圖1所示，本發(fā)明提供了一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)形式，本實(shí)施例中，恒力機(jī)構(gòu)重要包括基座組件、推力組件和恒力組件；
所述基座組件由蓋板(1)、外筒(2)和底板(3)組成；蓋板(1)、外筒(2)和底板(3)依次固連；
所述推力組件由螺釘(4 )、上限位桿(5 )、彈簧(6 )、下限位桿(7 )和楔塊組件組成；螺釘
(4)、上限位桿(5)、彈簧(6)、下限位桿(7)和楔塊組件依次連接；上限位桿(5)與蓋板(I)通過(guò)螺釘(4)連接，楔塊組件與外筒(2)內(nèi)的滑槽接觸；
所述楔塊組件由楔塊(8)、滾動(dòng)軸承(9)和心軸(10)組成；滾動(dòng)軸承(9)通過(guò)心軸(10)固定在楔塊(8 )上，楔塊組件通過(guò)滾動(dòng)軸承(9 )與外筒(2 )內(nèi)的滑槽接觸。楔塊組件上不同心軸(10)上的滾動(dòng)軸承(9)之間錯(cuò)開安裝，滾動(dòng)軸承(9)對(duì)稱布置。
[0017]所述恒力組件由滾子組件和曲面推桿(11)組成；滾子組件與曲面推桿(11)的曲面接觸；滾子組件安裝在底板(3)上，滾子組件與楔塊組件接觸，曲面推桿(11)穿過(guò)蓋板
(I)中心。
[0018]所述滾子組件由支撐架(12)、滾動(dòng)軸承(13)和心軸(14)組成；滾動(dòng)軸承通過(guò)心軸固定在支撐架上，滾子組件通過(guò)滾動(dòng)軸承與曲面推桿、楔塊和底板接觸。滾子組件上不同心軸(14)上的滾動(dòng)軸承(13)之間錯(cuò)開安裝，滾動(dòng)軸承(13)對(duì)稱布置。
[0019]整個(gè)裝置呈對(duì)稱分布。初始狀態(tài)時(shí)，兩個(gè)滾子組件接觸，曲面推桿(11)與兩個(gè)滾子組件同時(shí)接觸。彈簧(6)有一定的預(yù)壓，且預(yù)壓長(zhǎng)度與軸承(13)半徑相等，為了使彈簧的預(yù)壓長(zhǎng)度較為精確，通過(guò)螺釘(4)進(jìn)行微調(diào)。預(yù)壓完成后，將曲面推桿(11)往下壓，使其接觸底板(3)，并將曲面推桿(11)上端與被作用部件接觸。當(dāng)作用在曲面推桿(11)上端的壓力略微減小，曲面推桿(11)就會(huì)往上移動(dòng)，直到施加在被作用部件上的力達(dá)到設(shè)定的恒力。
[0020]如圖2 Ca)所示為恒力機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，由一個(gè)圓和一條曲線組成，圓只能沿X軸做水平運(yùn)動(dòng)，曲線只能沿y軸做上下運(yùn)動(dòng)。當(dāng)圓處于位置A時(shí)，曲線的受力情況如圖(b)所示，并根據(jù)作用力和反作用力的關(guān)系知，所受合力為Σ F，沿水平方向上的分力為F，沿豎直方向上的分力為Fn;當(dāng)圓運(yùn)動(dòng)到位置A’時(shí)，曲線受到的合力為Σ F’，由于水平方向分力F的大小和合力的夾角滿足一定的函數(shù)關(guān)系，使沿豎直方向上的分力還是為Fn，并將這個(gè)力作為輸出，達(dá)到恒力效果。
[0021]如圖3所示為楔塊組件的整體結(jié)構(gòu)圖，安裝在不同心軸(10)上的滾動(dòng)軸承(9)之間錯(cuò)開安裝，可以使整體結(jié)構(gòu)更加緊湊，滾動(dòng)軸承(9)關(guān)于中間平面對(duì)稱，使得整體結(jié)構(gòu)受力情況較好。
[0022]如圖4所示為滾子組件的整體結(jié)構(gòu)圖，安裝在不同心軸(14)上的滾動(dòng)軸承(13)之間錯(cuò)開安裝，可以使整體結(jié)構(gòu)更加緊湊，滾動(dòng)軸承(13)關(guān)于中間平面對(duì)稱，使得整體結(jié)構(gòu)受力情況較好。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種曲面恒力機(jī)構(gòu)，其特征在于:其包括基座組件、推力組件和恒力組件； 所述基座組件由蓋板(1)、外筒(2)和底板(3)組成；蓋板(1)、外筒(2)和底板(3)依次固連； 所述推力組件由螺釘(4 )、上限位桿(5 )、彈簧(6 )、下限位桿(7 )和楔塊組件組成；螺釘(4)、上限位桿(5)、彈簧(6)、下限位桿(7)和楔塊組件依次連接；上限位桿(5)與蓋板(I)通過(guò)螺釘(4)連接，楔塊組件與外筒(2)內(nèi)的滑槽接觸； 所述楔塊組件由楔塊(8)、滾動(dòng)軸承(9)和心軸(10)組成；滾動(dòng)軸承(9)通過(guò)心軸(10)固定在楔塊(8)上，楔塊組件通過(guò)滾動(dòng)軸承(9)與外筒(2)內(nèi)的滑槽接觸； 所述恒力組件由滾子組件和曲面推桿(11)組成；滾子組件與曲面推桿(11)的曲面接觸；滾子組件安裝在底板(3)上，滾子組件與楔塊組件接觸，曲面推桿(11)穿過(guò)蓋板(I)中心； 所述滾子組件由支撐架(12)、滾動(dòng)軸承(13)和心軸(14)組成；滾動(dòng)軸承(13)通過(guò)心軸(14)固定在支撐架(12)上，滾子組件通過(guò)滾動(dòng)軸承(13)與曲面推桿(8)、楔塊(9)和底板(3)接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的曲面恒力機(jī)構(gòu)，其特征在于:楔塊組件上不同心軸(10)上的滾動(dòng)軸承(9)之間錯(cuò)開安裝，滾動(dòng)軸承(9)對(duì)稱布置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的曲面恒力機(jī)構(gòu)，其特征在于:滾子組件上不同心軸(14)上的滾動(dòng)軸承(13)之間錯(cuò)開安裝，滾動(dòng)軸承(13)對(duì)稱布置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的曲面恒力機(jī)構(gòu)，其特征在于:推力組件和恒力組件數(shù)量相同，至少為兩組，且圍繞著曲面推桿(11)中心線均勻分布。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種曲面恒力機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)由基座組件、推力組件和恒力組件組成；所述基座組件由蓋板、外筒和底板組成，各部分依次固連；所述推力組件由螺釘、上限位桿、彈簧、下限位桿和楔塊組件組成，各部分依次連接；所述楔塊組件由楔塊、滾動(dòng)軸承和心軸組成，滾動(dòng)軸承通過(guò)心軸安裝在楔塊上；推力組件安裝在基座組件中；所述恒力組件由滾子組件和曲面推桿組成，滾子組件與曲面推桿接觸；所述滾子組件由支撐架、滾動(dòng)軸承和心軸組成，滾動(dòng)軸承通過(guò)心軸安裝在楔塊上；恒力組件安裝在基座組件中，并和推力組件接觸。本發(fā)明具有體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高，不受安裝位置限制的優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】G05D15-00
【公開號(hào)】CN104820446
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510197530
【發(fā)明人】劉洋, 黃春強(qiáng), 姚進(jìn), 趙勇, 吳杰
【申請(qǐng)人】四川大學(xué)
【公開日】2015年8月5日
【申請(qǐng)日】2015年4月24日