CN104653552A - 一种多工位定位锁紧机构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多工位定位锁紧机构，包括锁紧孔支座、定位孔支座、转动轴、固定在轴一端的锁紧架、铰支在转动轴另一端的锁紧扳手、固定在转动轴上的转动块以及装在转动块上的弹簧和钢球。转动块上开有螺纹孔，用以固定其他结构。转动块有两种状态：其一，随转动轴转动，进行多工位变换；其二，随转动轴一起被锁紧。锁紧扳手与锁紧架的配合作用可实现转动块两种状态的轮换。转动块上装有的弹簧和钢珠与定位孔支座上的定位槽配合，能实现定位功能。本发明结构相对简单、操作方便，能有效、快速地进行多工位准确定位和锁紧。
Description
技术领域
本发明属于机械结构和机械设计领域，具体涉及一种多工位定位锁紧机构。
背景技术
定位锁紧机构常用在机器人等领域，是用来实现快速定位锁紧的机构。现有的一种快速定位锁紧机构，包括一端具有封底的锁套、在锁套内腔中可轴向滑动的销轴、设置在锁套内腔底端与所述销轴左端部相抵触的压簧；在销轴与压簧相抵接的端部右侧设有一段向右缩颈的锥面，在锥面右方的销轴上开有贯通其直径的轴向导向槽，在该轴向导向槽中插置一可沿销轴轴向滑动的限位导向柱，该导向柱的两端穿置在所述锁套的腔壁上；在所述锁套的腔壁上对应于销轴之锥面的锥底部位开有径向对称的两个通孔，在该两个通孔中各放置一个可在其中自由滑动的销体。但是该装置不能实现多工位定位锁紧功能，由于各结构是离散的且使用单个限位导向柱，使的每次定位过程中都需要多个操作动作，不如一体式的简单，很难运用于自动化程度高的设备中。而且该装置未有与外界设备相连接的装置，使得其使用范围较窄，与其他装置的融合性较差。
发明内容
技术问题：本发明提供了一种定位准确，操作方便，且结构相对简单，可根据不同需求运用于多种机构上，适应性比较强的多工位定位锁紧机构。
技术方案：本发明的一种多工位定位锁紧机构，包括定位孔支座和锁紧孔支座、安装在所述两个支座上的转动轴、铰接在转动轴一端的锁紧扳手、固定在转动轴另一端并与其同轴的的锁紧架、固定套在转动轴外部的转动块。转动块上开有与转动轴轴向平行的安装孔，所述安装孔中从内至外依次放入弹簧和钢珠，所述弹簧处于压缩状态，所述钢珠抵压在定位孔支座的一个侧面上，所述锁紧扳手上的旋转凸轮与定位孔支座的另一个侧面接触，所述旋转凸轮设置在锁紧扳手的与转动轴铰接的端部，旋转凸轮的弧形直径从锁定位置至解锁位置增大。锁紧孔支座上开有形状和位置与锁紧架相匹配的锁紧孔，锁紧架上设置有多个限位凸起，锁紧孔上对应设置有多个限位槽，所述定位孔支座的侧面设置有作为定位点的钢珠孔，所述钢珠孔的位置和数量与锁紧孔上的限位槽相对应，多个钢珠孔与转动轴轴心等距设置。
本发明的优选方案中，定位孔支座的侧面设置有环形的定位槽，所述定位槽以安装转动轴的轴孔为中心，半径等于钢珠与转动轴轴心的距离，所述钢珠孔设置在定位槽中。
本发明的优选方案中，锁紧架截面形状可根据工位要求改变形状，如十字架形状、六梁形状、八梁形状等，锁紧架与定位槽相对应。所述锁紧孔支座上的锁紧孔形状和所述锁紧架相同且要相互配合。
本发明的优选方案中，所述转动块和转动轴上安装有限制二者相对转动的螺钉。
本发明的优选方案中，锁紧扳手的手柄部分设置在转动轴的轴线以下，旋转凸轮的弧形直径从下至上增大。
本发明的优选方案中，锁紧扳手的手柄部分设置在转动轴的轴线以上，旋转凸轮的弧形直径从下至上减小。
有益效果：本发明与现有技术相比，具有以下优点：
该机构可通过转动块与其他结构连接，如传感器，可实现传感器不同工位的转动。锁紧扳手和锁紧架配合，实现转动块两种状态的轮换：其一，锁紧扳手解锁（掰直或者掰弯），此时锁紧架从锁紧孔支座的锁紧孔中弹出，转动块随转动轴转动，进行多工位变换；其二，锁紧扳手锁紧（掰弯或者掰直），锁紧架卡进锁紧孔支座的锁紧孔中，转动块随转动轴同时被锁紧。该定位锁紧机构的定位作用是通过定位孔支座侧面的定位槽与转动块内的钢珠、弹簧配合实现准确定位的。钢珠在定位槽中滚动，到达某个工位时，钢珠卡进定位槽中的定位孔中。
本发明装置采用一体式结构，而上述的一种快速定位锁紧机构是分离式结构，每次工作都要通过各个部件的组装进行定位锁紧，所以其操作较为复杂，换位不够方便。且其结构特点决定其不能很好的与外部装置进行连接，而本装置中设有与带有螺纹孔的平板，可以很好的实现与外部装置的连接。本装置中设有锁紧架可根据不同需求改变锁紧架的形状，从而满足多种工位的要求，而该快速定位锁紧机构却没有该装置，所以不能满足多工位需求。所以综合来说现有的定位锁紧机构结构相对比较复杂、不易操作，且定位不够准确，换位不够方便，同时只能用于特定的机器中，适应性不强。本发明提供的多工位定位锁紧机构结构简单，具有定位准确，锁紧迅速的优点。同时可以根据不同需求运用于多种机构上，适应性比较强。
附图说明
图1为本发明装置正常工况下的结构主视图。
图2为本发明装置正常工况下的结构右视图。
图3为本发明装置正常工况下的结构局部视图。
图4为本发明装置正常工况下的结构锁紧孔支座的右视图。
图5为本发明装置正常工况下的总装配线框图。
图中有：1. 定位孔支座，2. 螺钉，3.锁紧扳手，4. 钢珠，5. 弹簧，6.转动轴，7. 锁紧架，8. 转动块，9. 锁紧孔支座，101.定位槽，901.锁紧孔。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面结合说明书附图和实施例来进一步详细描述本发明。显而易见地，实施例和附图仅仅是本发明的一些具体实现方式，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，根据这些实施例得出的其他等同实施方案，均在本发明保护范围之内。
本实施例提供的一种多工位定位锁紧机构，结构如图1、图2、图3和图4所示，包括定位孔支座1和锁紧孔支座9、装在两支座上并能绕其转动的转动轴6、铰接在转动轴6一端的锁紧扳手3、固定在转动轴6另一端的锁紧架7、固定在转动轴6上的转动块8、限制转动块8和转动轴6相对转动的螺钉2、装在转动块8中的弹簧5、抵在弹簧5和定位孔支座1之间的钢珠4，定位孔支座1内侧开有定位槽101，锁紧孔支座9上开有锁紧孔901。
本发明的一个实施例中，转动块上开有与转动轴6轴向平行的安装孔，所述安装孔中从内至外依次放入弹簧5和钢珠4，所述弹簧5处于压缩状态，所述钢珠4抵压在定位孔支座1的一个侧面上，锁紧扳手3和锁紧架7配合作为上述定位锁紧机构的锁紧装置，锁紧扳手3与定位孔支座1侧面接触的部分是一段凸轮廓线。凸轮廓线由1/4椭圆和部分圆弧组成，其中椭圆长轴与圆弧所在圆直径相等，也可以有其他组合方式，只要是凸轮廓线圆弧半径从上到下依次减少且能配合锁紧架的运动即可。掰动锁紧扳手3，改变锁紧扳手3上弧形轮廓与定位孔支座1的作用点，使得转动轴6平动，实现锁紧架7卡进或者弹出锁紧孔901，从而实现该机构的快速锁紧或者解锁。
本发明的一个实施例中，定位孔支座1的侧面设置有环形的定位槽101，所述定位槽101以安装转动轴6的轴孔为中心，半径等于钢珠4与转动轴6轴心的距离，所述定位槽101中开有位置和数量与锁紧孔901的限位槽相对应的钢珠孔，所述钢珠孔的位置即定位点。钢珠孔的位置和个数是和锁紧孔的形状相对应，比如是十字架形锁紧孔有四个限位槽，那就有四个钢珠孔，且每个钢珠孔的位置均对应一个限位槽，四个钢珠孔与转动轴6轴心等距设置。钢珠4抵在定位槽101和弹簧5之间，弹簧5一直处于压缩状态。转动块8和转动轴6上安装有限制二者相对转动的螺钉2，当转动块8随转动轴6转动时，钢珠4在定位槽101内滚动，当到达某一个工位时，钢珠卡进定位槽101中的定位孔中，实现定位。同时扳动锁紧扳手3，锁紧架7卡进锁紧孔支座9上的锁紧孔901中，可以实现该机构的再次定位。锁紧孔901和定位槽101的位置是相对应的。
本发明的一个实施例中，锁紧孔支座9上开有与之相对应的锁紧孔901，所述锁紧孔901中安装有锁紧架7，锁紧架7与转动轴6连接并随着其转动而转动，锁紧架7的形状可根据工位的需求而改变，可以为十字架形状、六梁形状或八梁形状。当锁紧架7为十字架形状时，可以最多满足四个工位要求。锁紧架7和锁紧孔901的形状与定位槽101内的钢珠孔的的位置和数量是相对应的。
本发明多工位定位锁紧机构的工作原理描述如下：
本发明实施例提供的多工位定位锁紧机构，当掰直锁紧扳手3时，锁紧扳手3与定位孔支座1侧面接触的凸轮廓线中的椭圆短轴与转动轴6在一条直线时，通过扳动锁紧扳手3，使转动轴6水平移动，将锁紧架7从锁紧孔901中脱离，从而使得转动块8与转动轴6又可相对于定位孔支座1和锁紧孔支座9自由转动。此时，转动块8的各个工位的定位是通过钢珠4在定位槽101中的滚动实现的，当到达某一个工位时，钢珠4卡进定位槽101内的定位孔中，转动块8固定于此工位上。当掰弯锁紧扳手3时，锁紧扳手3与定位孔支座1侧面接触的凸轮廓线中的椭圆长轴与转动轴在一条直线时，凸轮克服弹簧力的作用，推动转动轴水平移动，锁紧架7嵌入锁紧孔901中，实现转动轴6的快速锁紧，也起到了二次定位作用。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
Claims (6)
1.一种多工位定位锁紧机构，其特征在于：该装置包括定位孔支座（1）和锁紧孔支座（9）、安装在所述两个支座上的转动轴（6）、铰接在转动轴（6）一端的锁紧扳手（3）、固定在转动轴（6）另一端并与其同轴的的锁紧架（7）、固定套在转动轴（6）外部的转动块（8）；
所述转动块（8）上开有与转动轴（6）轴向平行的安装孔，所述安装孔中从内至外依次放入弹簧（5）和钢珠（4），所述弹簧（5）处于压缩状态，所述钢珠（4）抵压在定位孔支座（1）的一个侧面上，所述锁紧扳手（3）上的旋转凸轮与定位孔支座（1）的另一个侧面接触，所述旋转凸轮设置在锁紧扳手（3）的与转动轴（6）铰接的端部，旋转凸轮的弧形直径从锁定位置至解锁位置增大；
所述锁紧孔支座（9）上开有形状和位置与锁紧架（7）相匹配的锁紧孔（901），锁紧架（7）上设置有多个限位凸起，锁紧孔（901）上对应设置有多个限位槽，所述定位孔支座（1）的侧面设置有作为定位点的钢珠孔，所述钢珠孔的位置和数量与锁紧孔（901）上的限位槽相对应，多个钢珠孔与转动轴（6）轴心等距设置。
2.根据权利要求1所述的一种多工位定位锁紧机构，其特征在于，所述定位孔支座（1）的侧面设置有环形的定位槽（101），所述定位槽（101）以安装转动轴（6）的轴孔为中心，半径等于钢珠（4）与转动轴（6）轴心的距离，所述钢珠孔设置在定位槽（101）中。
3.根据权利要求1或2所述的一种多工位定位锁紧机构，其特征在于，所述锁紧架（7）截面形状为十字架形状、六梁形状或八梁形状。
4.根据权利要求1或2所述的一种多工位定位锁紧机构，其特征在于，所述转动块（8）和转动轴（6）上安装有限制二者相对转动的螺钉（2）。
5.根据权利要求1或2所述的一种多工位定位锁紧机构，其特征在于，所述锁紧扳手（3）的手柄部分设置在转动轴（6）的轴线以下，旋转凸轮的弧形直径从下至上增大。
6.根据权利要求1或2所述的一种多工位定位锁紧机构，其特征在于，所述锁紧扳手（3）的手柄部分设置在转动轴（6）的轴线以上，旋转凸轮的弧形直径从下至上减小。
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