專利名稱：雙肘桿自鎖夾緊裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種夾緊裝置，具體涉及一種采用肘桿機構自鎖增力的夾緊裝置。
背景技術：
無論是傳統(tǒng)機械制造業(yè)，還是現(xiàn)代機械制造業(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是工人操作時勞動強度大，夾緊不可靠、不安全。液壓油缸夾緊裝置的缺點是 液壓元件質量不高，容易造成泄漏，使得壓力不穩(wěn)定，這就需要在液壓系統(tǒng)里設置保壓回路，成本高、控制復雜。為解決上述兩種夾緊方式存在的缺點，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動裝置、面積效應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動裝置包括一中空薄壁管，其內設有半導體快速制熱/制冷元件； 所述面積效應行程放大裝置包括一主動活塞輸入缸體，主動活塞一端設有絕熱墊并與中空薄壁管固定連接，另一端設有液體介質，通過管路分別連接左、右輸出活塞結構；雙邊單作用鉸桿的鉸接點位于左、右輸出活塞結構之間，其上設有滾輪，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動裝置，經面積效應行程放大裝置驅動雙邊單作用鉸桿進行自鎖夾緊，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(I)溫控微量位移驅動裝置采用半導體制熱/制冷元件，加熱、冷卻的時間以分鐘計算，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，機構不對稱，力輸出元件受到徑向力，容易與導向槽發(fā)生摩擦，造成能力損失；(3)本發(fā)明需要采用調節(jié)限位螺釘對滾輪的偏移量進行限制。為解決上述問題，設計一種穩(wěn)定性好、自鎖性能優(yōu)良、夾緊迅速且經濟環(huán)保的夾緊裝置，對于提高夾具技術水平有著重要的意義。

發(fā)明內容
本發(fā)明的發(fā)明目的是提供一種雙肘桿自鎖夾緊裝置，通過結構的改進，穩(wěn)定性好、 自鎖性能優(yōu)良、且夾緊迅速、經濟環(huán)保。為達到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術方案是一種雙肘桿自鎖夾緊裝置，包括驅動機構和鉸桿增力自鎖夾緊機構，所述驅動機構由直線電機、主動活塞、供所述主動活塞在其內往復運動的液壓缸構成，所述主動活塞的一端與直線電機的輸出端固定連接，另一側設有液體介質；所述驅動機構通過管路分別驅動輸出機構和復位機構，所述管路上分別設有可控開關閥；
所述輸出機構包括輸出液壓缸和滑設于輸出液壓缸內的輸出活塞，所述輸出活塞的輸出端與輸出液壓缸之間設有第一復位彈簧，所述輸出活塞的非輸出端與輸出液壓缸之間構成液壓腔；
所述復位機構包括復位液壓缸和滑設于復位液壓缸內的復位活塞，所述復位活塞的輸出端與復位液壓缸之間設有第二復位彈簧，所述復位活塞的非輸出端與復位液壓缸之間構成液壓腔；
所述鉸桿增力自鎖夾緊機構由至少2個肘桿組構成，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成，所述上肘桿的上端與機架鉸接，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位于輸出活塞和復位活塞之間。優(yōu)選的，所述鉸桿增力自鎖夾緊機構由對稱設置的2個肘桿組構成。進一步的技術方案，各所述一級肘桿同軸鉸接于一滾輪上。本發(fā)明包括夾緊、保壓和放松三個步驟，夾緊過程如下所述
(1)直線電機處于斷電狀態(tài)，兩管路上的可控開關閥均處于斷開狀態(tài)，鉸桿增力自鎖夾緊機構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)打開連接驅動機構和輸出機構的管路上的可控開關閥，使其處于導通狀態(tài)；
(3)給直線電機通電，驅使主動活塞向右做直線運動，擠壓液體介質，液體介質便會通過連接驅動機構和輸出機構的管路傳遞至輸出機構的液壓腔內；
(4)液壓腔內逐步增多的液體介質，推動輸出活塞沿輸出液壓缸向下運動，滾輪也隨之下移，各肘桿組在一級肘桿的作用下向左、右運動，力輸出件在鉸桿增力自鎖夾緊機構的推動向下運動；
(5)輸出活塞通過一級肘桿驅動鉸桿增力自鎖夾緊機構向左、右運動，進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、下肘桿產生彈性變形，越過中心線I 3°后，滾輪抵于復位活塞上，被復位活塞限位，雙肘桿機構達到可靠的自鎖狀態(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，實現(xiàn)工件的夾緊。本發(fā)明的保壓過程如下所述
(1)在對工件進行夾緊后，改變直線電機三相電源的接法，直線電機輸出端的反向運動帶動主動活塞向左運動，液壓缸內可承載液體介質的體積逐漸變大；
(2)輸出活塞在復位彈簧的作用下向上擠壓液壓腔內的液體介質，從而液壓腔內的液體介質通過管路回流至液壓缸內；
(3)輸出活塞在復位彈簧的作用下退回到初始狀態(tài)，關閉連接輸出機構與液壓缸的管路上的可控開關閥，此時夾緊裝置利用雙肘桿機構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。本發(fā)明的放松過程如下所述
(1)當工件加工完成后，打開連接復位機構與液壓缸的管路上的可控開關閥；
(2)改變直線電機三相電源的接法，直線電機輸出端帶動主動活塞向右運動，使液體介質連接復位機構與液壓缸的管路流進復位機構的液壓腔內；
(3)液壓腔內逐步增多的液體介質推動復位活塞上移，帶動鉸桿增力自鎖夾緊向回運動，通過臨界狀態(tài)后回到初始狀態(tài)；
(4)再次改變直線電機三相電源的接法，直線電機輸出端的反向運動帶動主動活塞向左運動，液壓缸內可承載液體介質的體積逐漸變大；
(5)復位活塞在復位彈簧的作用下向下擠壓液壓腔內的液體介質，從而液壓腔內的液體介質通過管路回流至液壓缸內，復位活塞退回到初始狀態(tài)；
(6)關閉連接復位機構與液壓缸的管路上的可控開關閥，完成一個工作循環(huán)。由于上述技術方案運用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有下列優(yōu)點
I.本發(fā)明采用直線電機為動力源，直線電機的輸出運動即為直線運動，不再需要借助滾珠絲杠和滾珠螺母等機械結構進行電機輸出運動的轉化，結構簡單、操作方便；并且直線電機啟動迅速、行程大，運行平穩(wěn)，噪音低。2.本發(fā)明的驅動機構利用利用帕斯卡原理，以密閉空間內的流體為傳動介質，利用直徑小的活塞推動直徑大的活塞運動，實現(xiàn)力放大及行程縮小，夾緊迅速、夾緊力大、效率高。3.本發(fā)明雖然采用液壓缸內的液體介質作為傳動介質，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.本發(fā)明中，輸出活塞推動雙肘桿機構運動，使肘桿組產生彈性變形，達到限定位之后即運動停止，因此，肘桿組的連桿和肘桿自身產生的彈性變形能就可以使機構產生自鎖性能，保持工件的夾緊狀態(tài)，自鎖性能優(yōu)良。


圖I是本發(fā)明實施例一處于非工作狀態(tài)時的結構示意圖2是實施例一處于夾緊過程中的結構示意圖3是實施例一處于工作狀態(tài)時的結構示意圖4是實施例一上輸出活塞復位后的結構示意圖5是實施例一處于放松過程中的結構示意其中1、直線電機；2、主動活塞；3、可控開關閥；4、可控開關閥；5、一級肘桿；6、輸出活塞；7、工件；8、復位活塞；9、滾輪；10、第一復位彈簧；10'、第二復位彈簧；11、下肘桿；
12、力輸出兀件；13、上肘桿。
具體實施例方式下面結合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步描述
實施例一參見圖廣圖5所示，一種雙肘桿自鎖夾緊裝置，包括驅動機構和鉸桿增力自鎖夾緊機構，所述驅動機構由直線電機I、主動活塞2、供所述主動活塞2在其內往復運動的液壓缸構成，所述主動活塞2的一端與直線電機I的輸出端固定連接，另一側設有液體介質。所述驅動機構通過管路分別驅動輸出機構和復位機構，所述管路上分別設有可控開關閥3和可控開關閥4。所述輸出機構包括輸出液壓缸和滑設于輸出液壓缸內的輸出活塞6,所述輸出活塞6的輸出端與輸出液壓缸之間設有第一復位彈簧10,所述輸出活塞6的非輸出端與輸出液壓缸之間構成液壓腔。所述復位機構包括復位液壓缸和滑設于復位液壓缸內的復位活塞8，所述復位活塞8的輸出端與復位液壓缸之間設有第二復位彈簧10'，所述復位活塞8的非輸出端與復位液壓缸之間構成液壓腔。
所述鉸桿增力自鎖夾緊機構由兩個肘桿組構成，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和復位活塞8之間。本發(fā)明包括夾緊、保壓和放松三個步驟，夾緊過程如下所述
(1)直線電機處于斷電狀態(tài)，兩管路上的可控開關閥均處于斷開狀態(tài)，鉸桿增力自鎖夾緊機構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)打開連接驅動機構和輸出機構的管路上的可控開關閥，使其處于導通狀態(tài)；
(3)給直線電機通電，驅使主動活塞向右做直線運動，擠壓液體介質，液體介質便會通過連接驅動機構和輸出機構的管路傳遞至輸出機構的液壓腔內；
(4)液壓腔內逐步增多的液體介質，推動輸出活塞沿輸出液壓缸向下運動，滾輪也隨之下移，各肘桿組在一級肘桿的作用下向左、右運動，力輸出件在鉸桿增力自鎖夾緊機構的推動向下運動；
(5)輸出活塞通過一級肘桿驅動鉸桿增力自鎖夾緊機構向左、右運動，進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、下肘桿產生彈性變形，越過中心線I 3°后，滾輪抵于復位活塞上，被復位活塞限位，雙肘桿機構達到可靠的自鎖狀態(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，實現(xiàn)工件的夾緊。本發(fā)明的保壓過程如下所述
(1)在對工件進行夾緊后，改變直線電機三相電源的接法，直線電機輸出端的反向運動帶動主動活塞向左運動，液壓缸內可承載液體介質的體積逐漸變大；
(2)輸出活塞在復位彈簧的作用下向上擠壓液壓腔內的液體介質，從而液壓腔內的液體介質通過管路回流至液壓缸內；
(3)輸出活塞在復位彈簧的作用下退回到初始狀態(tài)，關閉連接輸出機構與液壓缸的管路上的可控開關閥，此時夾緊裝置利用雙肘桿機構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。本發(fā)明的放松過程如下所述
(1)當工件加工完成后，打開連接復位機構與液壓缸的管路上的可控開關閥；
(2)改變直線電機三相電源的接法，直線電機輸出端帶動主動活塞向右運動，使液體介質連接復位機構與液壓缸的管路流進復位機構的液壓腔內；
(3)液壓腔內逐步增多的液體介質推動復位活塞上移，帶動鉸桿增力自鎖夾緊向回運動，通過臨界狀態(tài)后回到初始狀態(tài)；
(4)再次改變直線電機三相電源的接法，直線電機輸出端的反向運動帶動主動活塞向左運動，液壓缸內可承載液體介質的體積逐漸變大；
(5)復位活塞在復位彈簧的作用下向下擠壓液壓腔內的液體介質，從而液壓腔內的液體介質通過管路回流至液壓缸內，復位活塞退回到初始狀態(tài)；
(6)關閉連接復位機構與液壓缸的管路上的可控開關閥，完成一個工作循環(huán)。
權利要求
1.一種雙肘桿自鎖夾緊裝置，包括驅動機構和鉸桿增力自鎖夾緊機構，其特征在于 所述驅動機構由直線電機(I)、主動活塞(2)、供所述主動活塞(2)在其內往復運動的液壓缸構成，所述主動活塞(2)的一端與直線電機(I)的輸出端固定連接，另一側設有液體介質；所述驅動機構通過管路分別驅動輸出機構和復位機構，所述管路上分別設有可控開關閥(3，4)；所述輸出機構包括輸出液壓缸和滑設于輸出液壓缸內的輸出活塞(6),所述輸出活塞 (6)的輸出端與輸出液壓缸之間設有第一復位彈簧(10),所述輸出活塞(6)的非輸出端與輸出液壓缸之間構成液壓腔；所述復位機構包括復位液壓缸和滑設于復位液壓缸內的復位活塞(8)，所述復位活塞 (8)的輸出端與復位液壓缸之間設有第二復位彈簧(10')，所述復位活塞(8)的非輸出端與復位液壓缸之間構成液壓腔；所述鉸桿增力自鎖夾緊機構由至少2個肘桿組構成，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)構成，所述上肘桿(13)的上端與機架鉸接，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)鉸接且鉸接點位于輸出活塞和復位活塞之間。
2.根據(jù)權利要求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。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種雙肘桿自鎖夾緊裝置，包括驅動機構和鉸桿增力自鎖夾緊機構，驅動機構由直線電機、主動活塞、液壓缸構成，主動活塞的一端與直線電機的輸出端固定連接，另一側設有液體介質；驅動機構通過管路分別驅動輸出機構和復位機構，管路上分別設有可控開關閥；鉸桿增力自鎖夾緊機構由至少2個肘桿組構成，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成，各所述一級肘桿鉸接且鉸接點位于輸出活塞和復位活塞之間。本發(fā)明的驅動機構利用利用帕斯卡原理，以密閉空間內的流體為傳動介質，利用直徑小的活塞推動直徑大的活塞運動，實現(xiàn)力放大及行程縮小，夾緊迅速、夾緊力大、效率高。
文檔編號B23Q3/00GK102581633SQ20121004371
公開日2012年7月18日 申請日期2012年2月24日 優(yōu)先權日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