CN102500976A - 一种连杆式伸缩销机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种连杆式伸缩销机构，包括定位销（1）、销座（2）、连杆（3）、手柄（4）、限位块（8）和若干连接销，其中所述定位销（1）和手柄（4）通过连接销分别连接于所述连杆（3）的前端和后端，所述销座（2）包括定位销保持部和伸缩槽，所述定位销（1）插入销座（2）的保持部的通孔内，所述手柄（4）通过连接销连接于销座（2）的伸缩槽，所述限位块（8）设置于伸缩槽的末端，通过转动手柄（4）使定位销（1）进行直线伸缩移动，并且当伸缩销机构处于完全伸出状态时，整个伸缩销机构达到自锁状态。本发明所述的连杆式伸缩销机构应用前景广泛，易于操作、省力、且具有机械自锁功能，稳定性好。

Description

一种连杆式伸缩销机构

技术领域

本发明涉及一种工装结构的定位销方案，特别是涉及一种可操作性高的连杆式伸缩销机构。 

背景技术

随着汽车制造技术的不断进步，我们的工装结构也在不断向着更高精度的方向发展，同时更加考虑到操作性的人机工程学。我们知道对质量有影响的六大因素：人、机、料、法、环，其中人是排的第一位的，这就说明了工装设计中除了功能外，操作性也是批量生产过程，设计工程师及生产人员重视的一个环节。

在各类工装结构上通常都要用到定位销，如焊接夹具，有时我们需要对一些小件进行定位焊接，而在定位销无法设计成固定结构，同时又不需要气动结构的情况下，那么手动的伸缩销结构将被派上用场，传统的手插销机构原理是实现直线运动，然后通过开槽做挡边来控制定位销的伸缩位置，来实现伸缩，如附图5所示，定位销与手柄为一体的，运动是同轨迹运动的，锁死是通过手柄扳动到一个与定位销方向垂直开的一个开口槽内或挡块处，只起到限位作用，没有自锁功能。这种传统的手插销机构结构虽然简单，但是为了满足定位销的定位功能，定位销与销孔的配合通常是按照（Ф—0.2）进行设计的，再加上一定的加工误差，就算是有了销套和润滑的情况下，要实现定位销在销套内实现直线运动，员工也是对销子直接施以直线的力克服摩擦力来完成动作，这将费很大的力气，甚至用力过猛的情况下，突然拉开定位销，导致操作人员受伤，因此传统的手插销机构具有如下缺点：1、操作起来有一定的困难，在复杂的工装机构、空间布置有限的情况下，会影响员工的操作性及对操作角度的限定会带来施力不方便；2、定位销的伸缩不稳定，容易产生晃动、转动，在受力后很容易造成机构失控，产生自动伸缩，使定位失效，带来很大的不便。 

发明内容

为克服上述传统手插销机构的不稳定性、操作不方便性、费力等一系列缺陷，本发明提出一种连杆式伸缩销机构以方便定位销的伸缩定位。

本发明通过以下技术方案解决上述技术问题：一种连杆式伸缩销机构，包括定位销、销座、连杆、手柄、限位块和若干连接销，其中所述定位销和手柄通过连接销分别连接于所述连杆的前端和后端，所述销座包括定位销保持部和伸缩槽，所述定位销插入销座的保持部的通孔内，所述手柄通过连接销连接于销座的伸缩槽，所述限位块设置于伸缩槽的末端，所述连杆式伸缩销机构的操作过程为：通过转动手柄以带动连杆在伸缩槽内运动，并通过所述连杆的运动驱动定位销沿直线进行伸缩移动，并且当伸缩销机构处于完全伸出状态时，通过所述限位块限制手柄的继续转动而使整个伸缩销机构处于自锁状态。

进一步的根据上述连杆式伸缩销机构，当所述伸缩销机构处于完全伸出状态时，所述限位块通过使得所述手柄的底部表面紧贴于其上表面而限制手柄的继续转动。

进一步的根据上述连杆式伸缩销机构，所述定位销的侧面为圆柱面，且在其前端形成有导向结构，所述销座的保持部的通孔为圆柱形孔，且其直径与定位销外径的匹配要满足所使用情况下的公差精度等级要求以保证定位销在该通孔内沿直线进行伸缩移动的定位精度。

进一步的根据上述连杆式伸缩销机构，所述定位销制造成台阶销，用以增加定位销的强度。

进一步的根据上述连杆式伸缩销机构，所述定位销的末端开设有用于连接连杆的连接槽，并于该连接槽两侧槽壁上设置有与连杆前端的销孔相对应的销孔，以通过连接销穿过该槽壁和前端上的销孔而将定位销和连杆连接在一起。

进一步的根据上述连杆式伸缩销机构，所述连接销与连杆采用间隙配合使得连杆可绕该连接销转动。

进一步的根据上述连杆式伸缩销机构，所述手柄包括一体成型的握持部和连接部，所述连接部具有四棱柱结构，并在该连接部的前端开设有用于连接连杆的连接槽，并于该连接槽两侧槽壁上设置有与连杆后端的销孔相对应的销孔，以通过连接销穿过该槽壁和后端上的销孔而将手柄和连杆连接在一起。

进一步的根据上述连杆式伸缩销机构，所述连接销与连杆采用间隙配合使得连杆可绕连接销在连接槽内转动，所述的握持部具有圆柱体结构，所述的连接部具有正四棱柱结构。

进一步的根据上述连杆式伸缩销机构，所述销座的伸缩槽形成于销座的后部，并具有贯穿的通槽结构，且在两侧的槽壁上设置有销孔，所述手柄前部的连接部上设置有与该销孔相对应的销孔，以通过连接销穿过这些销孔而将手柄连接于所述伸缩槽上，使得所述手柄能够绕该设置于伸缩槽槽壁上的销孔内的连接销而在伸缩槽内转动。

进一步的根据上述连杆式伸缩销机构，所述伸缩槽槽壁上的销孔的设置高度位置满足当伸缩销机构处于完全伸出状态时，所述手柄和定位销的中心轴线一致。

进一步的根据上述连杆式伸缩销机构，，所述限位块在伸缩槽的末端连接于伸缩槽两侧的槽壁并具有长方体结构，所述限位块和所述伸缩槽槽壁上的销孔设置位置满足以下条件：当伸缩销机构处于完全伸出状态时，所述手柄和定位销的中心轴线一致且手柄的连接部的底部表面紧贴于限位块的整个上表面，以限制手柄的继续转动、达到自锁状态。

进一步的根据上述连杆式伸缩销机构，通过改变手柄的连接部上的销孔设置位置和伸缩槽槽壁上销孔的设置位置来调整定位销的最大收缩长度。

进一步的根据上述连杆式伸缩销机构，所述伸缩销机构处于最大收缩状态时，所述手柄转动到垂直于销座和定位销，且手柄的连接部的后侧面紧贴于限位块的整个前侧表面。

本发明所述的连杆式伸缩销机构应用前景广泛，夹具、装具等需要定位的工装上都可以使用，不但机构定位精度高，而且小巧、简单，易于操作、省力，相比于传统扳动的伸缩销，具有机械自锁功能，稳定性好。

附图说明

图1 本发明所述连杆式伸缩销机构的伸缩示意图，其中：

图1a为本发明所述连杆式伸缩销机构处于收缩状态的侧视图；

图1b为本发明所述连杆式伸缩销机构处于伸出状态的俯视图；

图2 本发明所述连杆式伸缩销机构的立体结构图，其中

图2a为本发明所述连杆式伸缩销机构组装后的立体图；

图2b和2c为本发明所述连杆式伸缩销机构拆分后的立体图；

图3 本发明所述连杆式伸缩销机构的伸缩原理示意图；

图4 本发明所述连杆式伸缩销机构的自锁原理示意图；

图5 传统的手插销结构。

图中各附图标记如下：1定位销， 2销座， 3连杆，4 手柄，5 定位销与连杆连接销，6连杆与手柄连接销，7手柄连接部上的销孔，8 限位块，9 曲柄，10连杆，11  滑块，12定位销，13手柄。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理及操作方法等作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，但并不意味着将本发明的技术范围限定于这些具体的附图结构上。

本发明所述连杆式伸缩销机构如附图1-2所示，包括定位销1、销座2、连杆3、手柄4、定位销与连杆连接销5、连杆与手柄连接销6、销座与手柄连接销和限位块8，其中定位销1的材料与传统定位销没有区别，并具有柱状结构，优选为一圆柱体结构，并在其前端形成为锥形导向结构，该定位销1的末端开设有连接槽，用于连接连杆3，且该连接槽与连杆3之间通过连接销5穿过连接槽两侧槽壁上的销孔和连杆前端上的销孔而进行连接，且连接销5与连杆3采用间隙配合使得连杆3可绕该连接销在该连接槽内转动。并且当定位销长度增加时，为了满足定位销的强度要求，优选将定位销制造成台阶销。所述连杆3可采用本领域常见的连杆结构，如长方体板状结构，并在该连杆的两端分别开设有销孔，其中前端销孔如上所述与定位销1尾端进行连接，而后端销孔则与手柄4进行连接。所述手柄4包括一体成型的握持部和连接部，所述的握持部优选具有便于进行手掌握持施力的圆柱体结构，而连接部优选具有四棱柱如正四棱柱结构，并且在该连接部的前端开设有连接槽，用于连接连杆3，且该连接槽与连杆3末端之间通过连接销6穿过连接槽两侧槽壁上的销孔和连杆3末端上的销孔而进行连接，且连接销6与连杆3采用间隙配合使得连杆3可绕该连接销6在该连接槽内转动，即手柄4与连杆3之间的该连接方式与上述连杆前端与定位销的连接方式类似，如图1a、2b所示。且在该手柄4的连接部还进一步设置有用于与销座2进行连接的销孔，该销孔优选设置于连接部的中部，当然也可设置于连接部的其他位置，通过该连接部上销孔的设置位置的选择来保证定位销的收缩长度，当需要较长的伸缩长度时销孔位于连接部的靠近握持部的位置，反之则销孔靠近连接部的前部。销座2整体具有长方体结构，并包括一体形成的定位销保持部和伸缩槽，该保持部位于销座2前部并具有实体结构，且在保持部中开设有与定位销1外形匹配的柱形孔如一圆柱形通孔，使得定位销可插入该保持部的通孔内并可沿通孔轴向进行直线伸缩移动，且该定位销的外径和通孔的内径近似相等，两者采用间隙配合。所述伸缩槽形成于销座2的后部，并具有贯穿的通槽结构，在该伸缩槽两侧的槽壁上设置有销孔，如附图2b所示该销孔与手柄连接部上的销孔7相对应，并通过一连接销贯穿该槽壁销孔和手柄销孔7以将手柄4连接于销座2上，使得该手柄4能够绕该连接销而在伸缩槽内转动，因此该设置于槽壁销孔内的连接销作为了手柄转动的支点销，其位置通过伸缩槽槽壁上的销孔位置来决定，且该伸缩槽槽壁上的销孔位置设置需满足当伸缩销机构处于完全伸出状态时（对应定位销处于最长伸出位置）使得手柄和定位销的中心轴线一致。在该销座2的尾端设置有连接两侧槽壁的限位块8，该限位块8具有长方体结构并与两侧槽壁结合（可与其一体形成）。该限位块8的设置保证当手柄4处于自锁状态即与定位销1处于同一水平轴线时，手柄连接部下表面紧贴该限位块8的整个上表面。

如附图1-2所示，本发明所述连杆式伸缩销机构各部件的连接关系为：连杆3的前后两端分别插入定位销1尾端的连接槽和手柄连接部前端的连接槽中，并分别通过连接销5、6实现连杆3和定位销1、手柄4间的转动连接，然后将定位销1插入销座2保持部的圆柱通孔内并将一连接销插入销座伸缩槽两侧的销孔和手柄连接部上的对应销孔7内以将手柄4连接于销座2上，即得到本发明所述的连杆式伸缩销机构，该连杆式伸缩销机构整体要满足的运动要求是：通过操作手柄4绕固定于伸缩槽槽壁上的连接销转动以带动连杆3移动，并驱动定位销1运动，其中在该运动过程中定位销1一直处于销座2的保持部的通孔内，因此该连杆3的移动带动定位销1沿直线运动。并且当处于伸直状态时（亦即最大伸出长度），所述手柄4的中心轴线与定位销的中心轴线一致，并且手柄连接部的底部表面紧贴于限位块8的整个上表面，整个连杆式伸缩销机构处于自锁状态，此时即使定位销顶部受到较大的挤压力该手柄4也会一直保持于该限位块上而不会进行转动，使得定位销不会发生直线伸缩，具有原理将在后续部分描述。以定位销伸缩的水平轴线为参考，该限位块8保证定位销处于完全伸出状态时限制手柄4的继续转动，达到死点位置，同时保证手柄4的转动方向从零度开始。当所述连杆式伸缩销机构处于收缩状态时，手柄4绕固定于伸缩槽槽壁上的连接销在大于零度的范围内转动，并通过连杆3带动定位销1收缩，且在收缩过程中定位销1一直处于销座2前部的通孔内以保证其直线收缩。优选的该手柄4的转动角度最大为90度，即当该手柄4转动到垂直于销座2和定位销1时，手柄连接部的后侧面紧贴于限位块8的整个前侧表面，通过该限位块8以限制手柄的继续转动，此时对应的定位销1处于最短收缩状态。当然可通过改变上述伸缩槽槽壁上的销孔位置以改变手柄4的最大转动角度范围即改变定位销1的收缩范围，如可将该销孔向远离限位块8的方向设置则手柄的最大转动角度可超出90度，反之将该销孔向靠近限位块8的方向设置则手柄可在0到90度的范围内转动，但在垂直方向上销孔不宜超过限位块的前侧面即靠近销孔的侧面。

下面结合示意图说明本发明所述连杆式伸缩销机构具体工作的机械原理，本发明所述整个机构伸缩的过程，其实就是手柄的旋转运动转化为定位销的直线运动的过程，整个机构的技术依据就是平面连杆机构中的对心曲柄滑块机构。如图3：曲柄9旋转带动滑块11直线运动，方向如图3中直线箭头，其中曲柄9的这种转动对应于手柄绕连接销的转动，滑块的直线运动通过销座保持部保证。整个机构的自锁点就是机构的死点位置：这个点就是图4所示的位置，也就是本发明中的定位销处于完全伸出状态的位置，此时定位销进行定位，如果这时受到了图4中横向箭头方向的力的作用，企图使滑块11（对应于定位销）缩回，这时死点就会起到自锁的作用，因为若要滑块11能缩回就需要曲柄9绕着轴旋转，即需要方向垂直于曲柄9和连杆10延伸直线上的力，因此需要如附图4中垂直方向上的力才能使得曲柄9进行转动以带动连杆10伸缩，实现定位销的缩回，而处于完全伸出状态的本发明所述机构自身只可能受到水平方向上的定位销压力而并不会受到该垂直方向上的力，进而也不会产生曲柄的旋转力矩而一直处于伸出自锁状态，直至操作者通过手动操作实现曲柄的转动，这就是本机构的自锁功能，相比于传统的伸缩销，这个优点在使用的过程中会凸显的尤为重要，因为不可避免的定位销会受力，传统机构的自锁功能有很大的缺陷，不能很好的自锁，有很大的可能会震落回来，导致定位失效。

以上仅是对本发明的技术原理和实施方式进行了详细的描述，但并不将本发明的保护范围限制于此，本领域技术人员在本发明的技术构思范围内所作的任何公知变形都属于本发明所涉及的范畴。本发明所述连杆式伸缩销机构应用前景广泛，夹具、装具等需要定位的工装上都可以使用，不但机构定位精度高，而且小巧、简单，易于操作、省力，相比于传统扳动的伸缩销，具有机械自锁功能，稳定性好。

Claims (13)

1.一种连杆式伸缩销机构，包括定位销（1）、销座（2）、连杆（3）、手柄（4）、限位块（8）和若干连接销，其中所述定位销（1）和手柄（4）通过连接销分别连接于所述连杆（3）的前端和后端，其特征在于，所述销座（2）包括定位销保持部和伸缩槽，所述定位销（1）插入销座（2）的保持部的通孔内，所述手柄（4）通过连接销连接于销座（2）的伸缩槽，所述限位块（8）设置于伸缩槽的末端，所述连杆式伸缩销机构的操作过程为：通过转动手柄（4）以带动连杆（3）在伸缩槽内运动，并通过所述连杆（3）的运动驱动定位销（1）沿直线进行伸缩移动，并且当伸缩销机构处于完全伸出状态时，通过所述限位块（8）限制手柄（4）的继续转动而使整个伸缩销机构处于自锁状态。

2.根据权利要求1所述的机构，其特征在于，当所述伸缩销机构处于完全伸出状态时，所述限位块（8）通过使得所述手柄（4）的底部表面紧贴于其上表面而限制手柄的继续转动。

3.根据权利要求1或2所述的机构，其特征在于，所述定位销（1）的侧面为圆柱面，且在其前端形成有导向结构，所述销座（2）的保持部的通孔为圆柱形孔，且其直径与定位销外径的匹配要满足所使用情况下的公差精度等级要求以保证定位销在该通孔内沿直线进行伸缩移动的定位精度。

4.根据权利要求3所述的机构，其特征在于，所述定位销（1）制造成台阶销，用以增加定位销的强度。

5.根据权利要求1所述的机构，其特征在于，所述定位销（1）的末端开设有用于连接连杆（3）的连接槽，并于该连接槽两侧槽壁上设置有与连杆前端的销孔相对应的销孔，以通过连接销穿过该槽壁和前端上的销孔而将定位销和连杆连接在一起。

6.根据权利要求5所述的机构，其特征在于，所述连接销与连杆采用间隙配合使得连杆可绕该连接销转动。

7.根据权利要求1所述的机构，其特征在于，所述手柄（4）包括一体成型的握持部和连接部，所述连接部具有四棱柱结构，并在该连接部的前端开设有用于连接连杆（3）的连接槽，并于该连接槽两侧槽壁上设置有与连杆后端的销孔相对应的销孔，以通过连接销穿过该槽壁和后端上的销孔而将手柄和连杆连接在一起。

8.根据权利要求7所述的机构，其特征在于，所述连接销与连杆采用间隙配合使得连杆可绕连接销在连接槽内转动，所述的握持部具有圆柱体结构，所述的连接部具有正四棱柱结构。

9.根据权利要求1或7或8所述的机构，其特征在于，所述销座的伸缩槽形成于销座的后部，并具有贯穿的通槽结构，且在两侧的槽壁上设置有销孔，所述手柄（4）前部的连接部上设置有与该销孔相对应的销孔，以通过连接销穿过这些销孔而将手柄连接于所述伸缩槽上，使得所述手柄能够绕该设置于伸缩槽槽壁上的销孔内的连接销而在伸缩槽内转动。

10.根据权利要求9所述的机构，其特征在于，所述伸缩槽槽壁上的销孔的设置高度位置满足当伸缩销机构处于完全伸出状态时，所述手柄和定位销的中心轴线一致。

11.根据权利要求10所述的机构，其特征在于，所述限位块在伸缩槽的末端连接于伸缩槽两侧的槽壁并具有长方体结构，所述限位块和所述伸缩槽槽壁上的销孔设置位置满足以下条件：当伸缩销机构处于完全伸出状态时，所述手柄和定位销的中心轴线一致且手柄的连接部的底部表面紧贴于限位块的整个上表面，以限制手柄的继续转动、达到自锁状态。

12.根据权利要求9所述的机构，其特征在于，通过改变手柄的连接部上的销孔设置位置和伸缩槽槽壁上销孔的设置位置来调整定位销的最大收缩长度。

13.根据权利要求12所述的机构，其特征在于，所述伸缩销机构处于最大收缩状态时，所述手柄（4）转动到垂直于销座（2）和定位销（1），且手柄的连接部的后侧面紧贴于限位块（8）的整个前侧表面。

Images