一種線材輸送裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種線材輸送裝置，包括：外殼（5）；基座（3），內(nèi)有一導(dǎo)線孔（31），且有與拉夾機(jī)構(gòu)對(duì)應(yīng)且與導(dǎo)線孔相貫的夾線槽（32）；其特征在于，還包括：至少一組拉夾機(jī)構(gòu)，所述拉夾機(jī)構(gòu)采用雙作用彎曲壓電振子（4）作為動(dòng)力源，所述雙作用彎曲壓電振子固定端（41）與基座（3）連接且運(yùn)動(dòng)端（44）通過基座上的夾線槽（32）可與線材（1）接觸與分離，且在所述固定端（41）與所述運(yùn)動(dòng)端（44）之間有壓電陶瓷和基板粘接構(gòu)成的夾緊部（42）和推送部（43），當(dāng)夾緊部（42）彎曲帶動(dòng)運(yùn)動(dòng)端（44）夾緊線材而推送部（43）彎曲帶動(dòng)運(yùn)動(dòng)端（44）運(yùn)動(dòng)時(shí)，運(yùn)動(dòng)端會(huì)帶動(dòng)線材（1）同步位移，構(gòu)成一種重量輕、體積小、成本低的線材輸送機(jī)構(gòu)。
【專利說明】一種線材輸送裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于機(jī)械工程的先進(jìn)制造領(lǐng)域，涉及一種利用雙作用彎曲壓電振子構(gòu)成的新型線材輸送裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在此處鍵入【背景技術(shù)】描述段落線材輸送裝置作為先進(jìn)制造設(shè)備中的一類功能性裝置在三維成形設(shè)備、彈簧制作設(shè)備、電子線加工設(shè)備及焊接設(shè)備中廣泛使用。目前市場(chǎng)上各類設(shè)備中的線材輸送裝置主要采用步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。
[0003]如圖1所示一般設(shè)備中的旋轉(zhuǎn)式線材輸送機(jī)構(gòu)2由兩個(gè)滾輪21構(gòu)成，且滾輪21外周面210上有一沿著其徑向凹陷的環(huán)狀?yuàn)A持面211，該輸送裝置2輸送線材I時(shí)，是將該線材I穿過兩個(gè)輪21的夾持面211構(gòu)成的間隙而被夾持，通過滾輪21分別沿著箭頭11、12所示方向轉(zhuǎn)動(dòng)，將線材I持續(xù)向與線材軸線平行的箭頭101方向或102方向運(yùn)動(dòng)。由于采用了步進(jìn)電機(jī)結(jié)構(gòu)，該設(shè)備的體積和質(zhì)量難以減小，成本難以降低。本發(fā)明利用壓電陶瓷作為驅(qū)動(dòng)力源，發(fā)揮其質(zhì)量輕、體積小、成本低的特點(diǎn)，構(gòu)成成一種新型的線材輸送機(jī)構(gòu)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]—種線材輸送裝置,包括:夕卜殼5 ;基座3,內(nèi)有一導(dǎo)線孔31,有與雙作用壓電振子自由端對(duì)應(yīng)且與導(dǎo)線孔相貫的夾線槽32 ;其特征在于，還包括:
至少一組拉夾機(jī)構(gòu)40，所述拉夾機(jī)構(gòu)40采用雙作用彎曲壓電振子4作為動(dòng)力源，所述雙作用彎曲壓電振子固定端41與基座3連接且運(yùn)動(dòng)端44通過基座上的夾線槽32可與線材I接觸與分離，且在所述固定端41與所述運(yùn)動(dòng)端44之間有壓電陶瓷和基板401粘接構(gòu)成的夾緊部42和推送部43，所述夾緊部42在電壓作用下發(fā)生彎曲變形，帶動(dòng)所述雙作用彎曲壓電振子4的運(yùn)動(dòng)端44相對(duì)于線材I發(fā)生沿線材I徑向方向?yàn)橹鞯倪\(yùn)動(dòng)；所述推送部43在電壓作用下發(fā)生彎曲變形，帶動(dòng)雙作用彎曲壓電振子4的運(yùn)動(dòng)端44相對(duì)于線材I發(fā)生沿線材軸向?yàn)橹鞯倪\(yùn)動(dòng)，所述拉夾機(jī)構(gòu)通過分、回、夾、拉四個(gè)動(dòng)作循環(huán)帶動(dòng)線材沿其軸線方向前進(jìn)或后退。
[0005]輸送線材時(shí)彎曲壓電振子的工作可分為4個(gè)階段:分，是夾緊部42彎曲帶動(dòng)運(yùn)動(dòng)端44沿著線材徑向方向向外運(yùn)動(dòng)，放松線材I ;回，是推送部43彎曲帶動(dòng)運(yùn)動(dòng)端44沿著線材軸向與線材運(yùn)動(dòng)方向相反的方向運(yùn)動(dòng)；夾，是夾緊部42反向彎曲，運(yùn)動(dòng)端與線材I接觸并夾緊線材I ;拉，是推送部43彎曲帶動(dòng)運(yùn)動(dòng)端44及線材I沿著線材軸向與線材運(yùn)動(dòng)方向運(yùn)動(dòng)。通過一個(gè)周期的運(yùn)動(dòng)，線材I在拉夾機(jī)構(gòu)40的帶動(dòng)下沿著線材軸向向設(shè)定的運(yùn)動(dòng)方向101行進(jìn)了一個(gè)步長(zhǎng)，通過運(yùn)動(dòng)順序的調(diào)整可實(shí)現(xiàn)線材沿著軸線兩個(gè)方向的定向運(yùn)動(dòng)。
[0006]為了增加輸送線材I的能力，可采用增加彎曲壓電振子4數(shù)量的方式:一種方法是一組拉夾機(jī)構(gòu)40中包括多個(gè)彎曲壓電振子4，其中各振子4初始狀態(tài)相同，且驅(qū)動(dòng)信號(hào)相位差為零(即同步驅(qū)動(dòng))；另一種方法是采用多組拉夾機(jī)構(gòu)40，各組拉夾機(jī)構(gòu)的初始狀態(tài)可以不同，各組拉夾機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)信號(hào)相位差可以是任何一固定值?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0007]圖1是一般線材輸送裝置輸送一線材的側(cè)視圖；
圖2是本發(fā)明的雙作用彎曲壓電振子結(jié)構(gòu)；其中圖2a是一種典型的彎曲壓電振子的基本結(jié)構(gòu)用以說明彎曲壓電振子的構(gòu)成，圖2b是夾緊部與推送部銳角布置的結(jié)構(gòu)，圖2c是夾緊部與推送部鈍角布置的結(jié)構(gòu)，圖2d是夾緊部與推送部布置在一曲面上的結(jié)構(gòu)；圖2e是夾緊部和推送部同時(shí)采用雙側(cè)布置功能材料的形式形成的拉夾增強(qiáng)型彎曲壓電振子，圖2f是夾緊部采用單側(cè)布置功能材料而推送部采用雙側(cè)布置功能材料的方式，圖2g是夾緊部采用雙側(cè)布置功能材料推送部采用單側(cè)布置功能材料的方式。
[0008]圖3是本發(fā)明的一個(gè)基本實(shí)施例。
[0009]圖4是本發(fā)明的一個(gè)改進(jìn)實(shí)施例。
【具體實(shí)施方式】
[0010]以下結(jié)合附圖給出的實(shí)施實(shí)例對(duì)本發(fā)明結(jié)構(gòu)及原理做進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0011 ] 一種典型的彎曲壓電振子如圖2a所示，彎曲壓電振子由基板401及粘接在其表面的壓電陶瓷402和壓電陶瓷403構(gòu)成?；逡欢擞泄潭自摱藶楣潭ǘ?1 ;壓電陶瓷402粘接在基板401上構(gòu)成夾緊部42 ;壓電陶瓷403粘接在結(jié)伴401上構(gòu)成推送部43，推送部42與夾緊部43兩平面間夾角404為銳角時(shí)構(gòu)成如圖2b所示類型振子，夾角404為鈍角時(shí)構(gòu)成如圖2c所示類型振子；與固定端41對(duì)應(yīng)的另一端為彎曲壓電振子的運(yùn)動(dòng)端44，該端可直接與被輸送線材接觸。在空間要求特別或運(yùn)動(dòng)軌跡有特殊要求的情況下，彎曲壓電振子可以是一特殊曲面，如圖2d所示是夾緊部42與推送部43布置在一曲面形基板401上的情況。當(dāng)對(duì)輸送線材的驅(qū)動(dòng)能力有更高的要求時(shí)可對(duì)彎曲壓電振子進(jìn)行改進(jìn):如圖2e是增強(qiáng)后的結(jié)構(gòu)，其夾緊部42包括兩片與基板401粘接的壓電陶瓷402，其推送部43包括兩片與基板401粘接的壓電陶瓷403 ;圖2f是推送力增加的彎曲壓電振子，其推送部43包括兩片壓電陶瓷403，而夾緊部42可以采用一片壓電陶瓷402;圖2g是夾緊力增強(qiáng)的彎曲壓電振子，其夾緊部42包括兩片壓電陶瓷402，而推送部可采用一片壓電陶瓷403。
[0012]參照?qǐng)D3，本發(fā)明的線材輸送機(jī)構(gòu)由一個(gè)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的雙作用彎曲壓電振子4作為驅(qū)動(dòng)力源，彎曲壓電振子的固定端41通過螺釘7安裝在基座3上，其運(yùn)動(dòng)端44可以與穿過導(dǎo)線孔31的線材I接觸，形成一組拉夾機(jī)構(gòu)，并安裝外殼5，構(gòu)成線材輸送機(jī)構(gòu)。
[0013]工作時(shí)，改變作用在彎曲壓電振子上的電信號(hào)，依次完成4個(gè)動(dòng)作實(shí)現(xiàn)線材沿著其軸向向101方向運(yùn)動(dòng):首先是夾緊部42彎曲帶動(dòng)運(yùn)動(dòng)端44沿著線材徑向方向向外運(yùn)動(dòng)，放松線材I ;隨后是推送部43彎曲帶動(dòng)運(yùn)動(dòng)端44沿著線材軸向向線材運(yùn)動(dòng)方向相反的方向102運(yùn)動(dòng)；之后夾緊部42反向彎曲，運(yùn)動(dòng)端44與線材接I觸并夾緊線材I ;最后是推送部43彎曲帶動(dòng)運(yùn)動(dòng)端44及線材I沿著線材軸向向線材運(yùn)動(dòng)方向101運(yùn)動(dòng)。通過一個(gè)周期的運(yùn)動(dòng)線材在拉夾機(jī)構(gòu)的帶動(dòng)下沿著線材軸向向設(shè)定的運(yùn)動(dòng)方向行進(jìn)了 一個(gè)步長(zhǎng)，通過運(yùn)動(dòng)順序的調(diào)整可實(shí)現(xiàn)線材沿著軸線向101和102兩個(gè)方向定向運(yùn)動(dòng)。
[0014]圖4所示結(jié)構(gòu)是本發(fā)明結(jié)構(gòu)的一種典型的改進(jìn)，為了增強(qiáng)驅(qū)動(dòng)能力，該系統(tǒng)采用兩個(gè)彎曲壓電振子4并聯(lián)安裝在基座3上，兩彎曲壓電振子4的運(yùn)動(dòng)端44都可以與線材I接觸，形成一組拉夾機(jī)構(gòu)，同時(shí)又采用了兩組拉夾機(jī)構(gòu)串聯(lián)工作的方案，即在拉夾機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上增加了一組由兩個(gè)彎曲壓電振子4安裝在基座3上所構(gòu)成的拉夾機(jī)構(gòu)，而且振子都采用了如圖2e所示的拉夾增強(qiáng)型彎曲壓電振子。
[0015]工作時(shí)，拉夾機(jī)構(gòu)中的兩個(gè)彎曲壓電振子4同步工作，工作順序與圖3所示基本型的次序相同，另一組拉夾機(jī)構(gòu)中的兩個(gè)彎曲壓電振子8同步工作，工作順序與拉夾機(jī)構(gòu)相同。使用中如需要較大的輸送力則采用拉夾機(jī)構(gòu)和拉夾機(jī)構(gòu)同步工作即驅(qū)動(dòng)信號(hào)相位相同的方式，如果需要較高的輸送速度則采用拉夾機(jī)構(gòu)與拉夾機(jī)構(gòu)反相工作即驅(qū)動(dòng)信號(hào)相位相差180度的方式。
[0016]要增強(qiáng)線材輸送的能力，可采取多組拉夾機(jī)構(gòu)串聯(lián)的方式，其構(gòu)成與圖4所示方案類似，可采用2組以上的拉夾機(jī)構(gòu)對(duì)線材進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。
【權(quán)利要求】
1.一種線材輸送裝置，包括:外殼(5);基座(3),內(nèi)有一導(dǎo)線孔(31),有與雙作用壓電振子自由端對(duì)應(yīng)且與導(dǎo)線孔相貫的夾線槽(32);其特征在于，還包括:至少一組拉夾機(jī)構(gòu)(40)，所述拉夾機(jī)構(gòu)(40)采用雙作用彎曲壓電振子(4)作為動(dòng)力源，所述雙作用彎曲壓電振子固定端(41)與基座(3 )連接且運(yùn)動(dòng)端(44)通過基座上的夾線槽(32 )可與線材(I)接觸與分離，且在所述固定端(41)與所述運(yùn)動(dòng)端(44)之間有壓電陶瓷和基板(401)粘接構(gòu)成的夾緊部(42 )和推送部(43 )，所述夾緊部(42 )在電壓作用下發(fā)生彎曲變形，帶動(dòng)所述雙作用彎曲壓電振子(4)的運(yùn)動(dòng)端(44)相對(duì)于線材(I)發(fā)生沿線材(I)徑向方向?yàn)橹鞯倪\(yùn)動(dòng)；所述推送部(43)在電壓作用下發(fā)生彎曲變形，帶動(dòng)雙作用彎曲壓電振子(4)的運(yùn)動(dòng)端(44)相對(duì)于線材(I)發(fā)生沿線材軸向?yàn)橹鞯倪\(yùn)動(dòng),所述拉夾機(jī)構(gòu)通過動(dòng)作循環(huán)帶動(dòng)線材沿其軸線方向前進(jìn)或后退。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線材輸送機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述拉夾機(jī)構(gòu)(40)中包含一個(gè)彎曲壓電振子(4)或多個(gè)并聯(lián)布置且用同步信號(hào)驅(qū)動(dòng)的彎曲壓電振子(4)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的線材輸送機(jī)構(gòu)，其特征在于:雙作用彎曲壓電振子的夾緊臂(42)和推送臂(43)布置于平面折彎基板(401)上，所述平面折彎基板(401)的折彎夾角(404)是直角(圖2a)、銳角(圖2b)或鈍角(圖2c)，或?qū)A緊臂(42)與推送臂(43)布置在一個(gè)曲面基板(405)上(圖2d)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線材輸送機(jī)構(gòu)，其特征在于:雙作用彎曲壓電振子(4)的夾緊部(42)和推送部(43)可同時(shí)采用單側(cè)布置壓電陶瓷的單側(cè)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)(圖2a)或雙側(cè)布置壓電陶瓷的符合驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)(圖2e)，也可以分別采用單驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)或復(fù)合驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)(圖2f，圖2g)。
【文檔編號(hào)】B65H51/18GK103708279SQ201310644757
【公開日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2013年12月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月5日
【發(fā)明者】吳越 申請(qǐng)人:吳越