CN103659651B - 一种金属型材立式表面处理用的快速钳具 - Google Patents
一种金属型材立式表面处理用的快速钳具 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种金属型材立式表面处理用的快速钳具，包括钳头、钳身和铰接四杆机构，所述铰接四杆机构其中一连架杆为用于提拉的驱动杆，另一连架杆为设有钳头的联动杆；所述铰接四杆机构的四杆连接形成以驱动杆带动联动杆摆动、且联动杆摆动的角度大于驱动杆摆动的角度的联动机构；所述铰接四杆机构通过其机架设置在与钳身相对的位置，所述钳头在该铰接四杆机构带动下与钳身张合。本发明增设了用作联动机构的铰接四杆机构，只需小幅度地提拉驱动杆，就能够使钳头和钳身张开较大的角度，使得上排和下排时更容易，同时也减轻了使用者的操作强度，有利于提高生产的效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种金属型材立式表面处理用的快速钳具，具体是一种结构紧凑、对整体尺寸影响小，能够实现上排时省时省力快速地固紧不同壁厚的型材，下排时亦可快速卸下型材的快速钳具。
背景技术
各金属型材立式表面处理使用的快速钳具通过钳头和支撑板的张合来实现上排(即紧固型材)和下排(即卸下型材)，钳头与支撑板之间设有用于两者张开时被拉伸的弹簧，变形后的弹簧可对钳头和支撑板施加拉力，以保证钳头与支撑板能够牢牢地夹住型材。
本领域中使用的传统快速钳具采用钳杆与钳头直接焊接固定的结构，使用时直接提拉钳杆使钳头与支撑板张开，由于钳杆与钳头是固定连接的，因此钳头张开的角度与钳杆提拉的角度相等。按照本技术领域的常用钳具的尺寸，提拉钳杆使钳头与支撑板间的正常张开距离不到5mm(钳杆提升30°左右)。当上排紧固厚壁型材及下排松开厚壁型材时，往往须要硬塞或硬拔型材，造成上、下排工序时间长，工人劳动强度高；另外，还会出现因工人过度提拉钳杆，使得弹簧被拉伸过度可能发生永久塑性变形的情况，造成钳头与支撑板咬合力降低，引发脱落掉料，并缩短了钳具的正常使用寿命，增加生产成本。
虽然在提拉角度相同的情况下，可通过增大钳头和支撑板的尺寸来扩宽两者张开的距离，但是这样必然使得钳具的整体尺寸也相应的增大，不仅增加制造成本，而且给钳具的安装、使用带来不便，难以提高处理型材的效率。
因此，设计一种合适的快速钳具是影响着立式表面处理型材的生产效率的关键。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种结构紧凑、对整体尺寸影响小，能够实现上排时省时省力快速地固紧不同壁厚的型材，下排时亦可快速卸下型材的快速钳具。
本发明要解决的技术问题，可以通过以下的技术方案实现：一种金属型材立式表面处理用的快速钳具，包括钳头l和钳身2，所述钳头l和钳身2相对设置且可张合地装配，所述钳头l和钳身2之间设有两者张开时被拉伸的弹性件3；其特征在于：还包括铰接四杆机构5，所述铰接四杆机构其中一连架杆为用于提拉的驱动杆51，另一连架杆为设有钳头l的联动杆52；所述铰接四杆机构5的四杆连接形成以驱动杆51带动联动杆52摆动、且联动杆52摆动的角度大于驱动杆51摆动的角度的联动机构；所述铰接四杆机构5通过其机架53设置在与钳身2相对的位置.所述钳头1在该铰接四杆机构5带动下与钳身2张合。
本发明增设了用作联动机构的铰接四杆机构，上排时，外力直接提拉铰接四杆机构的驱动杆，该驱动杆带动联动杆摆动，且联动杆摆动的角度大于驱动杆，该过程中设置在联动杆上的钳头随联动杆的摆动与钳身分离，且弹性件被拉伸，实现钳具的张开；弹性件变形产生的弹性势能可使钳头和钳身咬紧位于两者之间的工件(即金属型材)。下排时，稍稍提拉铰接四杆机构的驱动杆，即可使钳头、钳身与工件之间松开，铰接四杆机构在弹性件的作用下回复闭合的状态。
作为本发明的一个优选实施例，所述铰接四杆机构各杆上两铰接点的直线距离为其有效长度，所述铰接四杆机构的机架53、驱动杆51、用于连接驱动杆51和联动杆52的连杆54、联动杆52的有效长度成1877：2750：2045：1532的比例；该方案的驱动杆摆动30°时，联动杆带动钳头摆动55.1°，在对传统快速钳具整体尺寸改变不大的前提下，增设上述的铰接四杆机构，可使现有常用尺寸的钳具正常提升距离从5mm增加到l0mm。选择不同长度的杆构成的铰接四杆机构，驱动杆与其带动的联动杆摆动的角度有所不同，根据不同的实际使用情况，通过调整各杆的有效长度来获得最合适的联动机构。
作为本发明的一个实施例，所述铰接四杆机构的机架53竖向设置，所述驱动杆51与机架53的铰接点A位于联动杆52与机架53的铰接点B的上方。
在上述基础上，本发明可以做以下的改进：所述铰接四杆机构5的驱动杆51、连杆54和联动杆52均为链板，且联动杆52与驱动杆51相背的一侧设有齿，形成与钳身2可张合的钳头l。链板有多种材质，且规格品种繁多，可根据输送物料和工艺要求直接选用，非常方便。
在上述基础上，本发明还包括集电极板8、集电环7和U型的主体6，所述U型主体6的底部61和板状的钳身2分别固定在集电极板8的上下表面，所述铰接四杆机构5位于所述U型主体6两侧壁62、63之间，铰接四杆机构5的驱动杆51、联动杆52的一端均铰接在主体6的两侧壁62、63上，且所述驱动杆51的铰接点A位于联动杆52的铰接点B的上方，所述主体6两侧壁62、63的铰接点A与铰接点B之间的部分构成铰接四杆机构的机架53；所述U型主体6的底部61开有铰接四杆机构5摆动时可穿过的缺口64；所述集电环7与集电极板8连接。
在上述基础上，本发明可以做进一步的改进：所述主体6两侧壁62、63开有对称的上下两组通孔，且每组通孔均穿有一螺栓，所述铰接四杆机构5的驱动杆51和联动杆52的一端分别可转动地套在位于上、下方的螺栓上，两螺栓分别采用螺母紧固。
为方便本快速钳具工作时与其他辅助设备的连接，在上述基础上，本发明所述铰接四杆机构5的驱动杆51、联动杆52和连杆54摆动时形成的平面为摆动平面；所述集电环7的轴线与该摆动平面垂直。
为了保证铰接四杆机构的驱动杆和联动杆摆动平稳，所述主体6上的螺栓11均采用两个螺母12、13紧固，所述与主体相邻的螺母12与主体6之间设有平垫圈14，且两螺母12、13之间隔有弹簧垫圈15。
本发明通过提拉铰接四杆机构的驱动杆，带动设置在其联动杆的钳头摆动实现钳具的张开，在上述基础上，为了方便提拉铰接四杆机构的驱动杆，本发明可以做以下的改进：所述铰接四杆机构5的驱动杆51设有一固定的钳杆4。
本发明所述弹性件3为弹簧，该弹簧3的两端分别连接钳身2和钳杆4；提拉钳杆4时，钳头l和钳身2张开，同时弹簧被拉伸产生的弹性势能使钳头l和钳身2紧固地夹住型材。
本发明所述铰接四杆机构的驱动杆51与连杆54、连杆54与联动杆52之间采用铆钉连接，构成活动铆接。
本发明所述钳身2由铍铜合金材料制成；既保证了钳身的导电效果，又增强了钳身的硬度。
与现有技术相比，本发明增设了用作联动机构的铰接四杆机构，操作时外力并非直接对钳头进行作用，而是作用于该铰接四杆机构，通过该机构带动钳头摆动，来实现钳头和钳身的张合。上排(即张开钳具)时，直接提拉铰接四杆机构的驱动杆，该驱动杆带动联动杆摆动，从而与钳身分离。由于该铰接四杆机构的联动杆由驱动杆带动摆动，且联动杆摆动的角度大于驱动杆摆动的角度；那么固定设置在联动杆上的钳头摆动的角度也大于被直接提拉的驱动杆的角度。这样只需小幅度地提拉驱动杆，就能够使钳头和钳身张开较大的角度，在钳具的整体尺寸变化不大的情况下，钳头和钳身张开的角度越大，两者张开后的距离也越大，使得上排和下排时更容易，同时也减轻了使用者的操作强度，有利于提高生产的效率。而且由于本钳具在上、下排时被提拉的角度均小于现有传统的快速钳具，那么弹性件在提拉过程中的变形也相应的大幅度变小，能够有效地防止弹性件因提拉过度而损坏，延长其使用寿命。
附图说明
图1是本发明的结构示意图，此时钳头和钳身处于闭合的状态；
图2是图l的俯视图，此时主体、集电极板、钳身和铰接四杆机构的驱动杆均为局部剖视状态，且省略了铰接四杆机构的联动杆和连杆；
图3是本发明的结构示意图，此时钳头和钳身处于张开的状态；
图4是本发明的铰接四杆机构的运动原理图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
如图l～3所示的金属型材立式表面处理用的快速钳具是本发明的实施例，它包括了钳头l、钳身2、集电极板8、集电环7、U型的主体6和铰接四杆机构5，其中，钳身2由铍铜合金材料制成，钳头l和钳身2相对设置且可张合地装配，钳头l和钳身2之间设有两者张开时被拉伸的弹簧3。
铰接四杆机构5其中一连架杆为用于提拉的驱动杆51，另一连架杆为设有钳头l的联动杆52；铰接四杆机构5的四杆连接形成以驱动杆51带动联动杆52摆动、且联动杆52摆动的角度大于驱动杆51摆动的角度的联动机构。该铰接四杆机构5的驱动杆51、连杆54和联动杆52均为链板，且联动杆52与驱动杆51相背的一侧设有齿，形成与钳身2可张合的钳头l。驱动杆51与连杆54、连杆54与联动杆52之间采用铆钉连接，构成活动铆接。
U型主体6的底部61和板状的钳身2分别设置在集电极板8的上下表面，三者采用螺栓固定，铰接四杆机构5位于U型主体6两侧壁62、63之间；主体6两侧壁62、63对应钳身2的位置开有对称的上下两组通孔，且每组通孔均穿有一螺栓，铰接四杆机构5的驱动杆51和联动杆52的一端分别可转动地套在位于上、下方的螺栓上，每个螺栓分别采用两个螺母12、13紧固，与主体相邻的螺母12与主体6之间设有平垫圈14，且两螺母12、13之间隔有弹簧垫圈15。驱动杆51与主体6的铰接点A位于联动杆52与主体6的铰接点B的正上方，主体6两侧壁62、63的铰接点A与铰接点B之间的部分构成铰接四杆机构竖向设置的机架53；U型主体6的底部61开有铰接四杆机构5摆动时可穿过的缺口64；钳头1在该铰接四杆机构5带动下穿过该缺口64与钳身2张合。
铰接四杆机构各杆上两铰接点的直线距离为其有效长度，选择不同长度的杆构成的铰接四杆机构，驱动杆与其带动的联动杆摆动的角度有所不同。在本实施例中，铰接四杆机构的机架53、驱动杆51、用于连接驱动杆51和联动杆52的连杆54、联动杆52的有效长度成1877：2750：2045：1532的比例。
铰接四杆机构5的驱动杆51设有一固定的钳杆4，该钳杆4用于上、下排时提拉驱动杆51，以带动设有钳头1的联动杆摆动。弹簧3的两端分别连接钳身2和钳杆4，提拉钳杆4时，钳头l和钳身2张开，同时弹簧被拉伸产生的弹性势能使钳头l和钳身2紧固地夹住型材。
铰接四杆机构5的驱动杆51、联动杆52和连杆54摆动时形成的平面为摆动平面；集电环7与集电极板8连接，且其轴线与该摆动平面垂直。
本快速钳具上排时，运动原理如图4所示，图中实线为钳头与钳身闭合时铰接四杆机构的示意图，虚线为图中实线为钳头与钳身张开时铰接四杆机构的示意图。外力直接提拉铰接四杆机构的驱动杆，该驱动杆带动联动杆摆动，且联动杆摆动的角度大于驱动杆，该过程中设置在联动杆上的钳头随联动杆的摆动与钳身分离，且弹性件被拉伸，实现钳具的张开；弹性件变形产生的弹性势能可使钳头和钳身咬紧位于两者之间的工件(即金属型材)。采用本实施例提供的有效长度的铰接四杆机构，驱动杆摆动30°时，联动杆带动钳头摆动55.1°，在对传统快速钳具整体尺寸改变不大的前提下，增设上述的铰接四杆机构，可使现有常用尺寸的钳具正常提升距离从5mm增加到10mm，可省时省力地快速固紧不同壁厚的工件(金属型材)；下排时，稍稍提拉铰接四杆机构的驱动杆，即可使钳头、钳身与工件之间松开，铰接四杆机构在弹性件的作用下回复闭合的状态。
本发明提供的铰接四杆机构各杆的长度并不限于上面的具体数值，也不限定其中一根杆必须长过或短过另一条杆，设计时选择不同长度的杆构成的铰接四杆机构，驱动杆与其带动的联动杆摆动的角度有所不同，根据不同的实际使用情况，通过调整各杆的有效长度来获得最合适的联动机构。例如：
铰接四杆机构的机架53、驱动杆51、连杆54、联动杆52的有效长度成1877：2750：2533：2837的比例时，驱动杆摆动30°，可带动联动杆驱动钳头摆动31.6°。
铰接四杆机构的机架53、驱动杆51、用于连接驱动杆51和联动杆52的连杆54、联动杆52的有效长度成1877：2750：1114：2297的比例时，驱动杆摆动30°，可带动联动杆驱动钳头摆动40.8°。
铰接四杆机构的机架53、驱动杆51、用于连接驱动杆51和联动杆52的连杆54、联动杆52的有效长度成1877：3509：1791：2297的比例时，驱动杆摆动30°，可带动联动杆驱动钳头摆动50.1°。
铰接四杆机构的机架53、驱动杆51、用于连接驱动杆51和联动杆52的连杆54、联动杆52的有效长度成2480：2480：1720：2210的比例时，驱动杆摆动30°，可带动联动杆驱动钳头摆动34.1°。
铰接四杆机构的机架53、驱动杆51、用于连接驱动杆51和联动杆52的连杆54、联动杆52的有效长度成2480：2264：1819：1773的比例时，驱动杆摆动30°，可带动联动杆驱动带动钳头摆动41.4°。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种金属型材立式表面处理用的快速钳具，包括钳头(1)和钳身(2)，所述钳头(1)和钳身(2)相对设置且可张合地装配，所述钳头(1)和钳身(2)之间设有两者张开时被拉伸的弹性件(3)；其特征在于：还包括铰接四杆机构(5)，所述铰接四杆机构其中一连架杆为用于提拉的驱动杆(51)，另一连架杆为设有钳头(1)的联动杆(52)；所述铰接四杆机构(5)的四杆连接形成以驱动杆(51)带动联动杆(52)摆动、且联动杆(52)摆动的角度大于驱动杆(51)摆动的角度的联动机构；所述铰接四杆机构(5)通过其机架(53)设置在与钳身(2)相对的位置，所述钳头(1)在该铰接四杆机构(5)带动下与钳身(2)张合；所述铰接四杆机构(5)的驱动杆(51)设有一固定的钳杆(4)；所述弹性件(3)两端分别连接钳杆(4)与钳身(2)；提拉所述钳杆(4)时，钳头(1)和钳身(2)张开，同时弹性件(3)被拉伸产生的弹性势能使钳头和钳身紧固地夹住型材。
2.根据权利要求l所述的快速钳具，其特征在于：所述铰接四杆机构(5)各杆上两活动连接点的直线距离为其有效长度，所述铰接四杆机构的机架(53)、驱动杆(51)、用于连接驱动杆(51)和联动杆(52)的连杆(54)、联动杆(52)的有效长度成1877：2750：2045：1532的比例。
3.根据权利要求l或2所述的快速钳具，其特征在于：所述铰接四杆机构(5)的机架(53)竖向设置，所述驱动杆(51)与机架(53)的铰接点(A)位于联动杆(52)与机架(53)的交接点(B)的上方。
4.根据权利要求3所述的快速钳具，其特征在于：所述铰接四杆机构(5)的驱动杆(51)、连杆(54)和联动杆(52)均为链板，且联动杆(52)与驱动杆(51)相背的一侧设有齿，形成与钳身(2)可张合的钳头(1)。
5.根据权利要求4所述的快速钳具，其特征在于：还包括集电极板(8)、集电环(7)和U型的主体(6)，所述U型主体(6)的底部(61)和板状的钳身(2)分别固定在集电极板(8)的上下表面，所述铰接四杆机构(5)位于所述U型主体(6)两侧壁(62、63)之间，铰接四杆机构(5)的驱动杆(51)、联动杆(52)的一端均铰接在主体6的两侧壁(62、63)上，且所述驱动杆(51)的铰接点(A)位于联动杆(52)的铰接点(B)的上方，所述主体(6)两侧壁(62、63)的铰接点(A)与铰接点(B)之间的部分构成铰接四杆机构的机架(53)；所述U型主体(6)的底部(61)开有铰接四杆机构(5)摆动时可穿过的缺口(64)；所述集电环(7)与集电极板(8)连接。
6.根据权利要求5所述的快速钳具，其特征在于：所述主体(6)两侧壁(62、63)开有对称的上下两组通孔，且每组通孔均穿有一螺栓，所述铰接四杆机构(5)的驱动杆(51)和联动杆(52)的一端分别可转动地套在位于上、下方的螺栓上，两螺栓分别采用螺母紧固。
7.根据权利要求6所述的快速钳具，其特征在于：所述铰接四杆机构(5)的驱动杆(51)、联动杆(52)和连杆(54)摆动时形成的平面为摆动平面；所述集电环(7)的轴线与该摆动平面垂直。
8.根据权利要求7所述的快速钳具，其特征在于：所述主体(6)上的螺栓(11)均采用两个螺母(12、13)紧固，与主体相邻的螺母(12)与主体(6)之间设有平垫圈(14)，且两螺母(12、13)之间隔有弹簧垫圈(15)。
9.根据权利要求8所述的快速钳具，其特征在于：所述弹性件(3)为弹簧。
10.根据权利要求9所述的快速钳具，其特征在于：所述铰接四杆机构的驱动杆(51)与连杆(54)、连杆(54)与联动杆(52)之间采用铆钉连接，构成活动铆接；所述钳身(2)由铍铜合金材料制成。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C53 | Correction of patent for invention or patent application | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Xiong Jianqing Inventor after: Luo Shiwei Inventor after: Zhang Yifa Inventor after: Zhou Yuhuan Inventor after: Liu Huili Inventor after: Ruan Taotao Inventor before: Xiong Jianqing Inventor before: Zhang Yifa Inventor before: Luo Shiwei Inventor before: Zhou Yuhuan Inventor before: Liu Huili Inventor before: Xin Yun |
|
| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: INVENTOR; FROM: XIONG JIANQING ZHANG YIFA LUO SHIWEI ZHOU YUHUAN LIU HUILI XIN YUN TO: XIONG JIANQING LUO SHIWEI ZHANG YIFA ZHOU YUHUAN LIU HUILI RUAN TAOTAO |
|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |