CN101303039B - 一种自生力夹紧装置 - Google Patents

Abstract

一种自生力夹紧装置，包括支撑体和夹紧构件，支撑体的朝向被夹物体面分为两个或两个以上以θ角由内向外延伸的，满足条件〔K+tan(θ)〕/〔1-Ktan(θ)〕≤M的支撑面，其中：M为夹紧构件和被夹紧物体之间的静摩擦系数，K为夹紧构件和上述的支撑面之间的静摩擦系数；与支撑体的支撑面配合设有其滑动面可在支撑面上滑动的，相互分离的，个数与其对应的夹紧构件，夹紧构件的另一面为夹物面。本发明利用能引起被夹物体移动的外力产生夹力来夹紧被夹物体，通过夹紧装置将外力转化为夹紧被夹物体的夹紧力，而且夹力随外力增加而增加，几乎不需要使用能量，不会出现过度夹紧，或夹不紧被夹物体的现象，更不会损坏被夹物体表面。

Description

一种自生力夹紧装置

技术领域

本发明涉及夹紧装置，特别涉及物体相互间连接、紧固、加紧的夹紧装置。

背景技术

在机械、建筑、自动控制及人们日常生活领域，物体相互间连接、紧固、加紧等装置被广泛的应用。其物体相互间连接的方式主要有焊接、粘接、铆接、螺栓连接等方式。物体间相互紧固的方式主要有螺栓紧固，夹件紧固等。对于物体相互间连接方式，焊接、粘接、铆接等来说工艺相对复杂，多为一次性的不可拆卸的连接，对于维修、拆卸、更换等都不方便；特别对于大型框架型设备、异地安装更是困难。对于物体间相互紧固的螺栓紧固，夹件紧固来说，螺栓紧固需要打眼，并用螺栓紧固。对于夹紧装置来说都需要施加外作用力来维持作用在被夹物件上的夹力，其不足之处在于，当被夹物件上的外力增加到一定数值，物件就会自行滑出夹紧装置，或损坏被夹物，或夹紧装置上通常使用的粗纹夹面常常损坏被夹物件表面。

发明内容

针对以上现有技术的不足，本发明目的在于设计一种结构简单，应用范围广，使用便捷的物体间相互紧固的夹紧装置。

本发明的又一目的在于设计一种夹紧物体，不需要使用外力，只需要将该夹紧装置的施力面与被夹物接触，便可自动、牢固的夹紧被夹物件，又不至于物件自行滑出夹紧装置，或损坏被夹物件表面的夹紧装置。

本发明的原理为：如图1所示，该夹紧装置包括支撑体1和夹紧构件2，夹紧构件2有一夹紧构件滑动面20与支撑体1的支撑面10相接触，并且夹紧构件2的夹紧构件滑动面20可在支撑体1的支撑面10上滑动，夹紧构件同样还有另一表面21，用来夹被夹物体B。夹紧构件2的夹紧构件表面20与另一表面21构成一夹角θ，所述夹θ角满足〔K+tan(θ)〕/〔1-Ktan(θ)〕≤M的条件，其中：M为夹紧构件和被夹物体B之间的静摩擦系数，K为夹紧构件和上述的支撑面之间的静摩擦系数。

本发明目的可通过以下技术方案实现：一种自生力夹紧装置，包括支撑体和夹紧构件，夹紧构件有一表面与所述支撑体的支撑面相设置，所述夹紧构件表面可在所述支撑体表面上滑动，夹紧构件设有另一表面，用来夹被夹物体的表面，夹紧构件的表面与夹紧构件另一表面构成一夹角θ，所述夹θ角满足以下条件：〔K+tan(θ)〕/〔1-Ktan(θ)〕≤M，其中：

M为夹紧构件和被夹物体之间的静摩擦系数，

K为夹紧构件和上述的支撑面之间的静摩擦系数.

支撑体的朝向被夹物体面分为两个或两个以上以θ角由内向外延伸的，满足条件〔K+tan(θ)〕/〔1-Ktan(θ)〕≤M的支撑面，与支撑体的支撑面配合设有其滑动面可在支撑面上滑动的，相互分离的，个数与其对应的夹紧构件，夹紧构件的另一面为夹物面.

所述自生力夹紧装置包括有用以有效地连接所述支撑体与夹紧构件，并限制夹紧构件只能沿着所述支撑面滑动的，对称设置的连接构件.

所述连接支撑体与夹紧构件，并限制夹紧构件只能沿着所述支撑面滑动的连接构件为一端与夹紧构件相连接，另一端与支撑体相连接并使夹紧构件向中心复位的弹性体，支撑体上对称设有当夹紧构件沿所述支撑面滑动时供弹性体运动的空腔.

所述自生力夹紧装置包括有使支撑体的支撑面与夹紧构件的滑动面产生位移的锁紧机构，该锁紧机构包括有可与夹紧构件的夹物面垂直施力的，施力点在夹紧构件组成的夹物面中心的施力杆，该施力杆可通过设于支撑体中间的传力孔对夹紧构件施力，并使支撑体与夹紧构件产生位移，施力杆与各夹紧构件组成的夹物面之间依次设有，使施力杆施力时该力作用在夹紧构件上有一定弹力的弹片，及过度所施力的垫片，及可使对称设置的夹紧构件对称位移的位移件.

所述使对称设置的夹紧构件对称位移的位移件为球体及与该球体配合的，设于每个夹紧构件组合为夹物面后中心位置的，由各夹紧构件上所设的受力面组合而成的容力腔组成。

所述连接支撑体与夹紧构件，并限制夹紧构件只能沿着所述支撑面滑动的连接构件为拉簧，所述各拉簧与支撑体相连接的一端，分别穿过在支撑体上对称所设的，供弹性体运动的长条形贯通空腔，钩挂于拉环上；所述各拉簧与夹紧构件相连接的一端，分别钩挂于设在夹紧构件上对称所设的挂件腔中的端挂件上。

所述支撑体的各支撑面之间的连接线处分别设有分割各夹紧构件，并当在夹紧构件在初始状态时其顶面高于夹紧构件的夹物面，在夹紧构件沿着所述支撑面滑动时夹紧构件的夹物面又高于其顶面的凸台。

所述各夹紧构件的夹物面中间处，设有一对称的，可容纳一定位片，并使该定位片置于其内时，定位片面低于夹物面的凹面，支撑体的各凸台与夹紧构件的凹面对应处，分别设有卡接定位片的卡槽，定位片上与卡槽对应设有安装槽。  

所述自生力夹紧装置的锁紧机构的施力杆为一变径柄，该变径柄的变径头通过销轴与设于支撑体顶面的施力杆支架相连接，变径柄的变径头处设有一可压动弹片，垫片，及可使对称设置的夹紧构件对称位移的位移件的凸头。

所述的自生力夹紧装置，其锁紧机构的施力杆为一柱杆，柱杆的一端设有旋钮或手柄，另一端为一与设于支撑体中间的传力孔壁上的螺纹相配合的，当旋转旋钮或手柄，可通过弹片，垫片，使对称设置的夹紧构件对称位移的螺杆.

所述的自生力夹紧装置，其锁紧机构的施力杆为一柱杆，柱杆的一端为外力的受力端，另一端通过支撑体中间的传力孔，通过弹片，垫片，作用在对称设置的夹紧构件上。

所述的自生力夹紧装置，其使对称设置的夹紧构件对称位移的位移件为半球体，其中间有一弹簧柱塞并与半球体的半球面相配合的，设于每个夹紧构件组合为夹物面后中心位置的、对称的，可容纳半球体半球面的凹锥面容力腔。

本发明的有益效果在于：该发明克服了上述先前夹紧装置的缺陷，利用能引起被夹物体移动的外力产生夹力来夹紧被夹物体，通过夹紧装置将外力转化为用来夹紧被夹物体的夹紧力，而且夹力随外力增加而增加，因此，不需要或几乎不需要使用能量，不会出现过度夹紧，或夹不紧被夹物体的现象，更不会损坏被夹物体表面。

附图说明

图1是本发明自生力夹紧装置的原理示意图；

图2是本发明自生力夹紧装置实施例一立体示意图；

图3是图2自生力夹紧装置实施例一的另一视角立体示意图；

图4是本发明自生力夹紧装置实施例一立体爆炸示意图；

图5是图4自生力夹紧装置实施例一另视角立体爆炸示意图；

图6是本发明自生力夹紧装置实施例一的夹角示意图；

图7是本发明自生力夹紧装置实施例一局部配合立体示意图；

图8是本发明自生力夹紧装置实施例一锁紧机构配合立体示意图；

图9是本发明自生力夹紧装置实施例二立体爆炸示意图；

图10是本发明自生力夹紧装置实施例二局部配合立体示意图；

图11是本发明自生力夹紧装置实施例三立体示意图；

图12是本发明自生力夹紧装置实施例三立体爆炸示意图；

图13a是本发明自生力夹紧装置实施例三底部示意图；

图13b是图13a的A-A剖示示意图；

图14是本发明自生力夹紧装置使用方式一的立体分解示意图；

图15是本发明自生力夹紧装置使用方式一的立体示意图；

图16是本发明自生力夹紧装置使用方式二的立体示意图；

图17是本发明自生力夹紧装置使用方式二的立体分解示意图；

图18是本发明自生力夹紧装置使用方式三的立体示意图；

图19是本发明自生力夹紧装置使用方式三的立体分解示意图；

图20是本发明自生力夹紧装置使用方式四立体结构示意图；

图21是本发明自生力夹紧装置使用方式五立体结构示意图；

图22是本发明自生力夹紧装置使用方式五使用状态立体结构示意图。

具体实施方式

如图2-图8所示，支撑体1的朝向被夹物体面分为两个或两个以上以θ角由内向外延伸的，满足条件〔K+tan(θ)〕/〔1-Ktan(θ)〕≤M的支撑面10，与支撑体1的支撑面10配合设有其滑动面20可在支撑面10上滑动的，相互分离的，个数与其对应的夹紧构件2，夹紧构件2的另一面为夹物面21.

所述自生力夹紧装置包括有用以有效地连接所述支撑体1与夹紧构件2，并限制夹紧构件2只能沿着所述支撑面10滑动的，对称设置的连接构件3.

所述连接支撑体1与夹紧构件2，并限制夹紧构件2只能沿着所述支撑面10滑动的连接构件3为一端与夹紧构件2相连接，另一端与支撑体1相连接并使夹紧构件2向中心复位的弹性体，支撑体1上对称设有当夹紧构件2沿所述支撑面10滑动时供弹性体运动的空腔11.

所述自生力夹紧装置包括有使支撑体1的支撑面10与夹紧构件2的滑动面20产生位移的锁紧机构4，该锁紧机构4包括有可与夹紧构件2的夹物面21垂直施力的，施力点在夹紧构件2组成的夹物面21中心的施力杆40，该施力杆40可通过设于支撑体1中间的传力孔12对夹紧构件2施力，并使支撑体1与夹紧构件2产生位移.施力杆40与各夹紧构件2组成的夹物面21之间依次设有，使施力杆40施力时该力作用在夹紧构件2上有一定弹力的弹片41，及过度所施力的垫片42，及可使对称设置的夹紧构件2对称位移的位移件43.为使施力杆40的力更均匀的传递给弹片41，在两者之间设有均力片44.

所述使对称设置的夹紧构件2对称位移的位移件43为一球体，与所述该球体配合的，设于每个夹紧构件2组合为夹物面21后中心位置的，由各夹紧构件2上所设的受力面23组合而成的容力腔24.

所述连接支撑体1与夹紧构件2，并限制夹紧构件2只能沿着所述支撑面10滑动的连接构件3为拉簧，所述各拉簧与支撑体1相连接的一端，分别穿过在支撑体1上对称所设的，供弹性体3运动的长条形贯通空腔11，钩挂于拉环30上；所述各拉簧与夹紧构件2相连接的一端，分别钩挂于设在夹紧构件2上对称所设的挂件腔22中的端挂件31上。

如图9，图10所示，所述支撑体1的各支撑面10之间的连接线处分别设有分割各夹紧构件2，并当在夹紧构件2在初始状态时其顶面高于夹紧构件的夹物面21，在夹紧构件2沿着所述支撑面10滑动时夹紧构件2的夹物面21又高于其顶面的凸台13。

所述各夹紧构件1的夹物面21中间处，设有一对称的，可容纳一定位片5，并使该定位片5置于其内时，定位片面5低于夹物面21的凹面25，支撑体1的各凸台13与夹紧构件2的凹面25对应处，分别设有卡接定位片2的卡槽130，定位片5上与卡槽130对应设有安装槽50。

所述自生力夹紧装置的锁紧机构4的施力杆40为一变径柄，该变径柄的变径头401上的销孔402通过销轴403与设于支撑体1顶面的施力杆支架14相连接，变径柄的变径头401处设有一可压动弹片41，垫片42，位移件43及可使对称设置的夹紧构件2对称位移的的凸头404。

本发明自生力夹紧装置也可如图11、图12、图13所示，所述支撑体1的各支撑面10之间的连接线处分别设有分割各夹紧构件2，并当在夹紧构件2在初始状态时其顶面高于夹紧构件的夹物面21，在夹紧构件2沿着所述支撑面10滑动时夹紧构件2的夹物面21又高于其顶面的凸台13。

所述各夹紧构件2的夹物面21中间处，设有对称的，可容纳半球体5′，并使该半球体5′置于其内时，半球体5′的球面与其相配合的凹锥面容力腔25′.在半球体5′的中间设有可放置弹簧柱塞52′螺纹孔50 ′.在支撑体1中间设有一容腔1 2′，容腔12′中设有顶簧51′；该顶簧一端与支撑体1连接，另一端与弹簧柱塞52′的根部相连接，弹簧柱塞52′的外螺纹与半球体5′上的内螺孔相接。弹簧柱塞52′在顶簧51′的作用下，半球体5′的球面与夹紧构件2上的凹锥面容力腔25′相配合.使夹紧构件2各面同时接触被夹物，此时半球体5′的断平面53′与夹物面21平齐。在自生力夹紧装置不工作时，即夹紧构件2的各夹物面21不接触被夹物时，在顶簧51′的弹力作用下；半球体5′的断平面53′突出(高于)夹紧构件2的各夹物面21。在支撑体1的顶部设有使支撑体1定位的定位柱54′.这种自生力夹紧装置的结构的工作过程为：将定位柱54′与任何施力机构或定位机构相连接，只要使夹紧构件2的各夹物面21贴紧被夹物，在如上机构的作用下，便可夹紧被夹物。

如图14、图15所示，是本发明自生力夹紧装置使用方式一示意图，是一种杆件之间的连接70为连接架，71、72、73分别为杆件，如图15连接，并使自生力夹紧装置6的夹物面接触各杆件即可。

如图16、图17所示，是本发明自生力夹紧装置使用方式二示意图，是一种自生力夹紧装置在夹具方面应用的示意图。图中80为被夹物，81为夹具座，82为夹具档块，83为档块固定件，84为紧固件，6为自生力夹紧装置.对于本实施例的工作过程为：需要将被夹物80固定在夹具座81上时，如图17固定好被夹物80，再调整紧固件84使自生力夹紧装置6接触到被夹物80既可，此时被夹物80便被牢固的定位.

如图18，图19是本发明自生力夹紧装置使用方式三的立体示意图；是一种具有缓冲作用的夹紧方式，其工作过程为：图中90为支座，该支座可以是桥栋，或汽车大梁，或其他基座，91为支撑架，92为被夹物，可以是桥梁，或汽车前保险梁，6为自生力夹紧装置，93为弹簧片.当如图19所示使自生力夹紧装置6接触被夹物92时，被夹物92便被固定.当被夹物92受到冲击时，由于弹簧片93的存在，被夹物92会有一小的位移，该位移的产生，使自生力夹紧装置6的夹紧构件2中的至少一个向所受外力方向滑动，更进一步夹紧被夹物92，从而达到了缓冲、夹紧的目的。

如图20所示，是本发明自生力夹紧装置使用方式四示意图，是一种钓钩连接件.  70′为连接架，71′为钩环，72′为调节柄.使用时使自生力夹紧装置的钩环71′与施力绳相接，调节调节柄72，使将被夹物与自生力夹紧装置6相接触；被夹物即可被吊起。

如图2 1、图2 2所示，是本发明自生力夹紧装置使用方式五示意图，是一种自生力夹紧装置在夹具方面应用的示意图。图中6为自生力夹紧装置，80′为自锁气压动机构，使自生力夹紧装置6移动到接触到被夹物81′，其中800为移动机构机座，801为液压缸，802为液压杆；82′为夹具座，需要将被夹物81′固定在夹具座82′上时，如图22固定好被夹物81′，再调整气压移动机构80′，使自生力夹紧装置6接触到被夹物81′既可，此时被夹物81′便被牢固的定位。

Claims (10)

1.一种自生力夹紧装置，包括支撑体和夹紧构件，夹紧构件有一表面与所述支撑体的支撑面相设置，所述夹紧构件表面可在所述支撑体的支撑面上滑动，夹紧构件设有另一表面，用来夹被夹物体的表面，夹紧构件的表面与夹紧构件另一表面构成一夹角θ，所述夹角θ满足以下条件：

〔K+tan(θ)〕/〔1-Ktan(θ)〕≤M，其中：

M为夹紧构件和被夹紧物体之间的静摩擦系数，

K为夹紧构件和上述的支撑面之间的静摩擦系数；

所述支撑体的朝向被夹物体面分为两个或两个以上以θ角由内向外延伸的，满足条件〔K+tan(θ)〕/〔1-Ktan(θ)〕≤M的支撑面，与支撑体的支撑面配合设有其滑动面可在支撑面上滑动的，相互分离的，个数与其对应的夹紧构件，夹紧构件的另一表面为夹物面；

所述自生力夹紧装置包括有用以有效地连接所述支撑体与夹紧构件，并限制夹紧构件只能沿着所述支撑面滑动的，对称设置的连接构件；

所述连接支撑体与夹紧构件，并限制夹紧构件只能沿着所述支撑面滑动的连接构件为一端与夹紧构件相连接，另一端与支撑体相连接并使夹紧构件向中心复位的弹性体，支撑体上对称设有当夹紧构件沿所述支撑面滑动时供弹性体运动的空腔。

2.根据权利要求1所述的自生力夹紧装置，其特征在于：所述自生力夹紧装置包括有使支撑体的支撑面与夹紧构件的滑动面产生位移的锁紧机构，该锁紧机构包括有可与夹紧构件的夹物面垂直施力的，施力点在夹紧构件组成的夹物面中心的施力杆，该施力杆可通过设于支撑体中间的传力孔对夹紧构件施力，并使支撑体与夹紧构件产生位移，施力杆与各夹紧构件组成的夹物面之间依次设有，使施力杆施力时该力作用在夹紧构件上有一定弹力的弹片，及过渡所施力的垫片，及可使对称设置的夹紧构件对称位移的位移件。

3.根据权利要求2所述的自生力夹紧装置，其特征在于：所述使对称设置的夹紧构件对称位移的位移件为球体及与该球体配合的，设于每个夹紧构件组合为 夹物面后中心位置的，由各夹紧构件上所设的受力面组合而成的容力腔组成。

4.根据权利要求1所述的自生力夹紧装置，其特征在于：所述连接支撑体与夹紧构件，并限制夹紧构件只能沿着所述支撑面滑动的连接构件为拉簧，所述各拉簧与支撑体相连接的一端，分别穿过在支撑体上对称所设的，供弹性体运动的长条形贯通空腔，钩挂于拉环上；所述各拉簧与夹紧构件相连接的一端，分别钩挂于设在夹紧构件上对称所设的挂件腔中的端挂件上。

5.根据权利要求1所述的自生力夹紧装置，其特征在于：所述支撑体的各支撑面之间的连接线处分别设有分割各夹紧构件，并当在夹紧构件在初始状态时其顶面高于夹紧构件的夹物面，在夹紧构件沿着所述支撑面滑动时夹紧构件的夹物面又高于其顶面的凸台。

6.根据权利要求5所述的自生力夹紧装置，其特征在于：所述各夹紧构件的夹物面中间处，设有一对称的，可容纳一定位片，并使该定位片置于其内时，定位片面低于夹物面的凹面，支撑体的各凸台与夹紧构件的凹面对应处，分别设有卡接定位片的卡槽，定位片上与卡槽对应设有安装槽。

7.根据权利要求2所述的自生力夹紧装置，其特征在于：所述自生力夹紧装置的锁紧机构的施力杆为一变径柄，该变径柄的变径头通过销轴与设于支撑体顶面的施力杆支架相连接，变径柄的变径头处设有一可压动弹片，垫片，及可使对称设置的夹紧构件对称位移的位移件的凸头。

8.根据权利要求2所述的自生力夹紧装置，其特征在于：所述自生力夹紧装置的锁紧机构的施力杆为一柱杆，柱杆的一端设有旋钮或手柄，另一端为一与设于支撑体中间的传力孔壁上的螺纹相配合的，当旋转旋钮或手柄，可通过弹片，垫片，使对称设置的夹紧构件对称位移的螺杆。

9.根据权利要求2所述的自生力夹紧装置，其特征在于：所述自生力夹紧装置的锁紧机构的施力杆为一柱杆，柱杆的一端为外力的受力端，另一端通过支撑体中间的传力孔，通过弹片，垫片，作用在对称设置的夹紧构件上。

10.根据权利要求2所述的自生力夹紧装置，其特征在于：使对称设置的夹紧构件对称位移的位移件为半球体，其中间有一弹簧柱塞并与半球体的半球面相配合的，设于每个夹紧构件组合为夹物面后中心位置的、对称的，可容纳半球体半球面的凹锥面容力腔。 

Images