CN103770045B - 带径向限位的精密电动抓卡机构 - Google Patents

Abstract

带径向限位的精密电动抓卡机构属于工夹器具，在筒身的上、下端面上分别固装上、下板，楔形块固装在上板上，活塞总成插装在楔形块中心孔内，且位于筒身的密闭腔室内，叠簧套装在活塞总成上，其上、下端面分别与上板和活塞总成接触配合，在筒身上设置排气孔，旋转电机经联轴器与丝杠固接，并插装在丝杠螺母内，上端与活塞总成下部接触，丝杠螺母固接在下板上，弹性铰链块套装在楔形块外部上，限位圈嵌套在弹性铰链块外部上，通过预紧螺钉将转接板安装在活塞总成上端部上；本装置结构简单，作业质量好，可靠性高，适应能力强。

Description

带径向限位的精密电动抓卡机构

技术领域

本发明属于工夹器具，主要涉及装备制造领域中的精密环形工件夹持装置。

背景技术

在超精密计量测试和超精密加工领域中，高速、稳定、定位精确的夹持装置是进行精密测量和航空发动机装配的基本保证。目前，随着材料科学的进步，以及超精密测量仪器和超精密加工制造设备的精度等级的提高，高精度的环形工件的设计应用越来越广泛，其加工过程中的器具成为保证加工精度的基础。

合肥工业大学提出一种摆杆式轴向扣紧卡盘(一种摆杆式轴向扣紧卡盘。专利公开号：CN 201210212982.1)。该方案设计了动力卡盘体和夹紧卡盘体，径向均匀分布三个滑槽并嵌有底爪和推爪，上方设有摆杆组件，该结构能够克服工件结构复杂时传统卡盘难以夹持的问题。该方案的问题在于，采用轴向夹紧，不适合薄壁圆筒形工件。

北京七星华创电子股份有限公司提出一种盘状物夹持装置(盘状物夹持装置。专利公开号：CN 201110365937.5)。该方案主要包括卡盘主体、凸轮、限位块、至少三个夹持部件，凸轮随卡盘主体转动时，限位块沿卡盘主体径向固定所述夹持部件，该结构的特点是不限定机械手的夹持位置，实现了再不损坏被夹物件的情况下对盘状物的夹持。该方案的问题在于，采用外卡设计，夹持部件会对轮廓产生形变，对超精密零件来说不可忽视。

专利号US4840387提出了一种对开螺母和卡盘互相配合紧锁的装卡装置，该结构的特点是可靠性高，可以方便手动调节卡盘拧紧程度，问题在于结构稍微复杂，针对大型工件的夹持需相应提高装置的比例，导致调整的摩擦力增大，不利于装配及装卡。

总体来说，传统的三爪卡盘、多爪卡盘夹持机构因自身对工件受力不均匀的天然缺陷，使得装配过程中有可能对工件表面产生不可修复的损伤。而且越来越多大型、超大型环形设计的工件不断出现，传统的三爪卡盘、多爪卡盘夹持机构的体积应随着圆环外径的增大而相应增长，在经济成本上越发不占优势，同时反而限制设计人员对大型环工件的设计。

因此，设计一款能克服传统卡盘结构的缺点，并同时有稳定性高、定位精确、对工件表面损伤小等优点的夹持装置，对精密装配制造业具有重要意义。

发明内容

本发明的目的就是针对上述现有技术存在的问题，结合实际需求，设计提供一种带径向限位的精密电动抓卡机构，达到提高精密环形工件加工质量、适应能力强、使用方便的目的。

本发明的技术方案是：

在筒身的上、下端面上分别紧密固装上板和下板，楔形块固定配装在上板上，在筒身内部构成腔室，在前述筒身上设有排气孔；活塞总成的杆部插装在楔形块中心孔内，活塞总成的活塞部配装在筒身内部构成的密闭腔室内，将密闭腔室分隔成完全隔断的上腔室和下腔室，叠簧套装在活塞总成上，且位于筒身上腔室内，所述叠簧的上端面与上板下端面接触配合，叠簧的下端面通过垫圈与活塞总成的活塞部接触配合；旋转电机经联轴器与丝杠固接，丝杠插装在丝杠螺母内，上端穿过筒身下腔室，与活塞总成的活塞部下部接触，丝杠螺母固接在下板中心；可以沿径向方向收缩或扩张的弹性铰链块套装在楔形块上侧外部上，限位圈嵌套在弹性铰链块外部上；在活塞总成的杆部上端部上通过预紧螺钉固装转接板，所述转接板与弹性铰链块固接，至此构成带径向限位的精密电动抓卡机构。

本发明的技术创新性及产生的良好效果在于：

电机传动方便简洁，机械设计及维护大大简化；施力均匀，减少受力不均产生的非线性影响；可实现工作速率的智能控制，输入及输出力矩和工作速度的容易调节；结构简单、轻便、安装维护简单，制造成本低，可靠性高，使用寿命长，可实现缓冲。

附图说明

附图1是带径向限位的精密电动抓卡机构整体示结构意图。

图中件号：1—下板；2—筒身；2-1排气孔；3—叠簧；4—限位圈；5—活塞总成；6—弹性铰链块；7—转接板；8—预紧螺钉；9—楔形块；10—垫圈；11—上板；12—丝杠螺母；13—丝杠；14—联轴器；15—旋转电机。

具体实施方式

下面结合附图1对本发明具体实施例作进一步详细描述。

一种带径向限位的精密电动抓卡机构，其特征在于：在筒身2的上、下端面上分别紧密固装上板11和下板1，楔形块9固定配装在上板11上，在筒身2内部构成腔室，在前述筒身2上设有排气孔2-1；活塞总成5的杆部插装在楔形块9中心孔内，活塞总成5的活塞部配装在筒身2内部构成的密闭腔室内，将密闭腔室分隔成完全隔断的上腔室和下腔室，叠簧3套装在活塞总成5上，且位于筒身2上腔室内，所述叠簧3的上端面与上板11下端面接触配合，叠簧3的下端面通过垫圈10与活塞总成5的活塞部接触配合；旋转电机15经联轴器14与丝杠13固接，丝杠13插装在丝杠螺母12内，上端穿过筒身2下腔室，与活塞总成5的活塞部下部接触，丝杠螺母12固接在下板1中心；可以沿径向方向收缩或扩张的弹性铰链块6套装在楔形块9上侧外部上，限位圈4嵌套在弹性铰链块6外部上；在活塞总成5的杆部上端部上通过预紧螺钉8固装转接板7，所述转接板7与弹性铰链块6固接。

作业使用时，旋转电机15正向转动时，带动丝杠13向上运动，活塞总成5压缩叠簧3，并推动活塞总成5做功，带动转接板7、弹性铰链块6向上运动，同时将筒身2的上腔室内空气经排气孔2-1排出，使得弹性铰链块6与楔形块9脱离接触，弹性铰链块6收缩，外圈与圆环形工件脱离接触，实现装置与工件的分离；旋转电机15反向转动时，叠簧3弹力对外做功，推动活塞总成5向下运动，进而使弹性铰链块6与楔形块9重新受压，接触面的径向分力使弹性铰链块6向外扩张，外圈与圆环形工件再次压紧，实现装置与工件的装卡，限位圈4用于限制弹性铰链块6的扩张范围。

Claims (1)

1.一种带径向限位的精密电动抓卡机构，其特征在于：在筒身(2)的上、下端面上分别紧密固装上板(11)和下板(1)，楔形块(9)固定配装在上板(11)上，在筒身(2)内部构成腔室，在前述筒身(2)上设有排气孔(2-1)；活塞总成(5)的杆部插装在楔形块(9)中心孔内，活塞总成(5)的活塞部配装在筒身(2)内部构成的密闭腔室内，将密闭腔室分隔成完全隔断的上腔室和下腔室，叠簧(3)套装在活塞总成(5)上，且位于筒身(2)上腔室内，所述叠簧(3)的上端面与上板(11)下端面接触配合，叠簧(3)的下端面通过垫圈(10)与活塞总成(5)的活塞部接触配合；旋转电机(15)经联轴器(14)与丝杠(13)固接，丝杠(13)插装在丝杠螺母(12)内，上端穿过筒身(2)下腔室，与活塞总成(5)的活塞部下部接触，丝杠螺母(12)固接在下板(1)中心；可以沿径向方向收缩或扩张的弹性铰链块(6)套装在楔形块(9)上侧外部上，限位圈(4)嵌套在弹性铰链块(6)外部上；在活塞总成(5)的杆部上端部上通过预紧螺钉(8)固装转接板(7)，所述转接板(7)与弹性铰链块(6)固接。