CN102371195A - 一种用于样品安瓿的锁紧机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于样品安瓿的锁紧机构，该锁紧机构包括同轴设置的锁紧螺芯、夹紧仓锁紧母和夹紧仓；所述的夹紧仓呈圆筒状，用于容纳样品安瓿；该夹紧仓的一端设有锁紧稍面；所述的锁紧螺芯包括两段内径不同的圆筒，其中，一段内径和夹紧仓的内径相同，另一段内径较大，与样品安瓿之间形成空隙，用于容纳机械手；锁紧螺芯和夹紧仓间有可转动的固定连接；所述的夹紧仓锁紧母固定套设于锁紧螺芯和夹紧仓的结合部，其一端内部配合夹紧仓的锁紧稍面设置有斜面；锁紧螺芯结合夹紧仓的端部设有突起部，卡合固定于夹紧仓外表面上的轴向定位槽。由于样品安瓿和夹紧仓之间存在间隙，所以可以在夹紧仓内壁最高限度地提高摩擦系数，以确保样品被牢固地夹紧。

Description

一种用于样品安瓿的锁紧机构

技术领域

本发明涉及空间材料科学实验装置，特别设计一种用于样品安瓿的锁紧机构。

背景技术

我国目前的空间材料科学实验装置中，夹紧仓多采用在料仓中嵌入瓦楞片的方式来固定样品。这种方式有几大缺点：

1.在整个的样品进入和拉出料仓的过程中，瓦楞片和样品安瓿之间一直存在着较大的弹性摩擦力。在这个弹性摩擦力的作用下，样品安瓿被固定在料仓中。然而，在样品加工过程中(也就是样品生长过程中)，样品缓慢地从炉膛中进入料仓，这时摩擦力的作用，会破坏样品在空间科学实验中的微重力状态，严重时会导致空间科学实验的失败。

2.瓦楞片的弹性形变有限。弹性太小夹不住样品安瓿，弹性太大会导致样品安瓿与瓦楞片之间的摩擦力太大，而使样品安瓿在料仓中运动时需要更大的拉力或推力，甚至会导致样品安瓿被卡在料仓中。

3.这种结构的料仓对所有进行实验的样品安瓿直径的一致性要求很严格。由于从第一次开始试验到正式的空间试验之间，同一个工位(料仓)需要准备十几到几十支样品安瓿，这些样品安瓿外径之间的偏差必须很小，否则就会造成样品安瓿与料仓之间弹力太小夹不住样品安瓿，或者样品安瓿与料仓之间的摩擦力太大，而使样品安瓿在料仓中运动时需要更大的拉力或推力，甚至会导致样品安瓿被卡在料仓中。

4.由于样品安瓿和料仓中的瓦楞片之间存在着较大的摩擦力，容易对样品安瓿表面造成划痕，甚至会损坏用石英制成的样品安瓿。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于样品安瓿的锁紧机构，它既可以用于需要将物体牢固固定于载体之上，而又能够很方便、轻松地从载体中取出的场合。它可以将样品安瓿锁紧在夹紧仓(料仓)中，保证设备在运动和振动过程中，样品安瓿不会脱离夹紧仓，并且不会被损坏。

为实现上述发明目的，本发明提供了一种用于样品安瓿的锁紧机构，其特征在于，该锁紧机构包括同轴设置的锁紧螺芯、夹紧仓锁紧母和夹紧仓；所述的夹紧仓呈圆筒状，用于容纳样品安瓿；该夹紧仓的一端设有锁紧稍面；所述的锁紧螺芯包括两段内径不同的圆筒，其中，一段的内径和夹紧仓的内径相同，另一段的内径较大，其与样品安瓿之间形成空隙，用于容纳机械手；锁紧螺芯和夹紧仓之间具有可转动的固定连接；所述的夹紧仓锁紧母固定套设于锁紧螺芯和夹紧仓的结合部，其一端的内部配合夹紧仓的锁紧稍面设置有斜面。

本发明配合机械手可以完成样品安瓿的取放，锁紧螺芯相对于夹紧仓可转动，但径向固定，整个放置样品安瓿的过程：机械手的主手部抓紧样品安瓿放入夹紧仓内；机械手的副手部旋转锁紧螺芯，并带动锁紧螺芯和夹紧仓作轴向的直线运动，运动方向向内靠拢机械手，夹紧仓两端锁紧稍面和夹紧仓锁紧母配合锁紧，卡紧样品，当达到预定的卡紧力后，机械手主手开始张开，慢慢松开样品，启动电机，带动夹紧仓向外运动，使样品安瓿随夹紧仓一起退出机械手。

样品安瓿退出夹紧仓的过程：机械手的主手部抓紧样品安瓿，机械手的副手部逆向旋转锁紧螺芯，并带动锁紧螺芯和夹紧仓作轴向的直线运动，运动方向向外背离机械手，夹紧仓的锁紧稍面和夹紧仓锁紧母的配合松开，松开样品，启动电机，带动夹紧仓向外运动，使样品安瓿退出样品夹紧仓。

作为本发明的一种改进，所述的锁紧螺芯结合夹紧仓的端部设有突起部，卡合固定于夹紧仓外表面上的轴向定位槽。通过该机构可以保证锁紧螺芯相对于夹紧仓可转动，但径向固定。

作为本发明的一种改进，所述的夹紧仓的内壁为摩擦面，或呈锯齿型。

本发明的锁紧机构，在夹紧仓和样品之间设计有间隙，采用机械构件径向运动来实现刚性卡紧，样品安瓿的夹紧力靠夹紧仓的径向位移来获得，夹紧机构松开时，样品安瓿与夹紧仓之间存在间隙，在这种状态下取出样品，样品安瓿与夹紧仓之间没有任何相互作用力，样品安瓿可以在无阻力状态下自由取出与放回。

而且，由于样品安瓿和夹紧仓之间存在间隙，所以可以在夹紧仓内壁最高限度地提高摩擦系数，当样品安瓿放入夹紧仓中需要夹紧时，可以以较小的动力获得较大的摩擦力，以确保样品被牢固地夹紧。

同时，由于在放置样品的过程中，样品安瓿和夹紧仓间没有相对作用力，机械手和样品架都不会产生塑性变形，也没有回弹所造成的径向位置误差和角向位移，所以此设计轴向定位精度高，样品安瓿的取出和放回动作可以实现重复动作，而不会对安瓿和夹紧仓造成任何伤害(例如划痕、夹紧机构失效或性能降低)。

这样设计的夹紧仓，对样品外径的大小具有较大的兼容性，也就是说，通过调整机械手上抓取样品时旋转的度数，较粗的样品和较细的样品都可以被锁紧。

本发明具有以下优点：

1、通过增加样品安瓿和夹紧仓之间的摩擦力，可以使样品安瓿被夹紧时能够夹得很紧。

2、在锁紧机构打开时，由于样品安瓿与夹紧仓之间存在缝隙，样品安瓿可以非常轻松地被从夹紧仓中取出。

3、样品安瓿在插入和取出夹紧仓的过程中处于自由状态，不受摩擦力的作用，在进行空间科学实验时不会破坏微重力状态。

4、样品夹紧仓可以兼容具有一定粗细程度的样品安瓿，也就是对进行实验的样品安瓿直径的一直性要求不高。

5、由于样品安瓿在插入和取出夹紧仓的过程不受摩擦力的作用，对样品安瓿本身和夹紧仓不会造成任何伤害。

本发明可用于需要将物体牢固固定于载体之上，而又能构很方便、轻松地从载体中取出的场合。它的用途是将样品安瓿锁紧在夹紧仓中，保证设备在运动和振动过程中，样品安瓿不会脱离夹紧仓，并且不会被损坏。

附图说明

图1是本发明的锁紧机构处于松开状态的剖面结构示意图；

图2是本发明的锁紧机构处于锁紧状态的剖面结构示意图；

图3是本发明的锁紧机构松开状态时的示意图。

附图标识：

1、锁紧螺芯        2、夹紧仓锁紧母        3、夹紧仓

4、锁紧稍面        5、夹紧仓和样品之间的空隙

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

如图1和3所示，本发明的锁紧机构，由锁紧螺芯1、夹紧仓锁紧母2、夹紧仓3、锁紧稍面4、夹紧仓和样品之间的间隙5等部分构成。

如图1所示，样品安瓿取出的动作过程为：机械手抓紧样品安瓿之后，机械手的副手部旋转夹紧仓3的锁紧螺芯1，带动夹紧仓锁紧螺母2做螺旋运动，从而带动夹紧仓3作轴向的直线运动，运动方向背离机械手，夹紧仓3两端的锁紧稍面4松开，夹紧仓做径向运动，运动方向向外，松开样品。在通过稍面转换成夹紧仓径向运动的过程中，样品和样品仓的内壁出现间隙5，启动电机，夹紧仓带动加紧仓3向外运动，使样品安瓿退出样夹紧仓3。

如图2所示，夹紧仓样品安瓿的放入加紧仓3的过程如下：当样品完成实验后，夹紧仓可以无任何偏差地放回样品取出前的夹紧仓3位置。启动电机，夹紧仓带动夹紧仓3向内运动。启动机械手电机，机械手的副手开始绕主手做逆向旋转，使得夹紧仓3的锁紧机构做螺旋运动，从而带动夹紧仓作轴向的直线运动，运动方向向内，夹紧仓两端锁紧稍面4锁紧，夹紧仓3做径向运动，运动方向向内，卡紧样品。当达到预定的卡紧力后，机械手主手开始张开，慢慢松开样品，启动电机，夹紧仓带动夹紧仓3向外运动，使样品安瓿随夹紧仓一起退出机械手。整个放置样品安瓿的过程完成。

在批量样品科学实验中，为了确保机械手能够准确地抓取样品安瓿，样品安瓿需放置至规定的位置，夹紧仓中的样品安瓿在从夹紧仓中取出之前和放回夹紧仓3之后，相对于夹紧仓3不允许有轴向位移和角向位移，否则机械手将无法准确抓取，因此样品放置于样品夹紧仓中需要夹紧锁死，并且在规定的冲击力和规定振动幅度下，安瓿所产生的惯性及离心力的作用下，样品安瓿不能在任何方向上有位移产生。

由于夹紧仓内壁和样品安瓿之间存在较大的间隙，样品仍然能够无阻力地进出夹紧仓。而当锁禁之后，较小的径向力就可以获得较大的摩擦力，使得样品牢固地放置在夹紧仓中。这样设计的夹紧仓，对样品外径的大小具有较大的兼容性，也就是说，通过调整机械手上抓取样品时旋转的度数，较粗的样品和较细的样品都可以被锁紧。

Claims (3)

1.一种用于样品安瓿的锁紧机构，其特征在于，该锁紧机构包括同轴设置的锁紧螺芯、夹紧仓锁紧母和夹紧仓；

所述的夹紧仓呈圆筒状，用于容纳样品安瓿；该夹紧仓的一端设有锁紧稍面；

所述的锁紧螺芯包括两段内径不同的圆筒，其中，一段的内径和夹紧仓的内径相同，另一段的内径较大，其与样品安瓿之间形成空隙，用于容纳机械手；锁紧螺芯和夹紧仓之间使用可转动的固定连接；

所述的夹紧仓锁紧母固定设置，套设于锁紧螺芯和夹紧仓的结合部，其一端的内部配合夹紧仓的锁紧稍面设置有斜面。

2.根据权利要求1所述的锁紧机构，其特征在于，所述的锁紧螺芯结合夹紧仓的端部设有突起部，卡合固定于夹紧仓外表面上的轴向定位槽。

3.根据权利要求1或2所述的锁紧机构，其特征在于，所述的夹紧仓的内壁为摩擦面，或呈锯齿型。

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