CN110595650A - 一种测力仪及多规格板材装夹一体化装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种测力仪及多规格板材装夹一体化装置，测包括从上至下布置的支撑盘、S型压力传感器和垫板，支撑盘的上端设有辅助支架，辅助支架先向前方或后方延伸然后从上方折返回到支撑盘的上方；装夹一体化装置包括底板、工件支撑板、升降机构以及其他部件。相比传统的测力仪，本申请方案可以直接将测力仪安装在底板上，并与刀具定位进行捆绑式一体化，简化工艺流程、使用方便快捷；而工件支撑板作为夹具，可以通过多个零件组合夹持不同大小规格下的复合材料板，降低成本、提高效率，适用于现场监测。此发明用于压电测力装置领域。

Description

一种测力仪及多规格板材装夹一体化装置

技术领域

本发明涉及压电测力装置领域，特别是涉及一种测力仪及多规格板材装夹一体化装置。

背景技术

对于硬脆材料的深小孔，钻削力较小且变化复杂，刀具磨损严重，工件表面质量难以控制，为提高刀具寿命和工件表面质量，需对钻削过程刀具受力进行检测并对加工过程及时监控。在监测钻削加工时的轴向力时，应保证轴向力垂直作用于压电传感器，以提高轴向力监测精度。

目前国内的钻削测力仪的研究着重于传感器测量灵敏度的改进，对于现有的传感器则存在整体结构复杂、工艺要求高、调试难度大、成本高、适用工件规格有所限制、操作繁琐以及工件装夹极其不便等缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可以解决上述问题的测力仪及多规格板材装夹一体化装置。

本发明所采取的技术方案是：

一种测力仪，包括从上至下布置的支撑盘、S型压力传感器和垫板，所述支撑盘的中间具有盲孔，所述支撑盘固定安装在S型压力传感器的上端，所述S型压力传感器固定安装在垫板的上端，所述支撑盘的上端设有辅助支架，所述辅助支架先向前方或后方延伸然后从上方折返回到支撑盘的上方，所述辅助支架在正对盲孔的位置设有通孔。

作为上述方案的改进，所述支撑盘为圆柱结构，支撑盘的下端开槽并且以此夹持S型压力传感器的前后两侧面，支撑盘通过若干内六角螺栓连接S型压力传感器。

作为上述方案的改进，所述S型压力传感器的前后两侧面以及垫板的上表面均为平面，S型压力传感器的前后侧面与垫板的上表面垂直，所述垫板上设有两个共同夹持身部的前后两侧面的第一定位块，两个第一定位块与垫板以及与身部的接触面均为平面。

一种多规格板材装夹一体化装置，包括底板；工件支撑板；升降机构，设置在底板和工件支撑板之间改变工件支撑板的高度；所述底板上可拆卸地设有如上述的测力仪，所述辅助支架从工件支撑板的下方绕到工件支撑板的上方，所述工件支撑板上设有第一夹持机构、第二夹持机构和第三夹持机构，三个夹持机构均包括可滑动且可临时固定的零件并且零件组合后共同限定XYZ三个方向上的自由度。

作为上述方案的改进，所述底板上设有若干条沿左右方向延伸的导槽，所述测力仪通过螺栓组件临时地固定在底板上。

作为上述方案的改进，所述升降机构包括至少两根设置在底板上的立柱以及套设在对应的立柱上的滑动轴承，滑动轴承可在立柱上升降然后作用于测力仪，工件支撑板安装在滑动轴承上。

作为上述方案的改进，所述第一夹持机构包括两条支撑条，所述工件支撑板在前后两侧设有沿左右方向延伸的导槽，两条所述支撑条沿前后方向布置，两条所述支撑条可以在导槽上左右移动，两条所述支撑条通过螺栓组件临时地固定在工件支撑板上。

作为上述方案的改进，所述第二夹持机构包括若干第二定位块，每一个支撑条上至少设置一个第二定位块，所述支撑条上设有沿自身长度方向延伸的导槽，各个所述第二定位块通过螺栓组件临时地固定在支撑条上。

作为上述方案的改进，所述支撑条上固定设有辅助定位块，第二定位块通过接触辅助定位块后修正位置然后再通过螺栓组件固定。

作为上述方案的改进，所述第三夹持机构包括两条固定条，两条所述固定条沿前后方向布置，两条所述固定条通过螺栓组件分别临时地固定在对应的支撑条上。

本发明的有益效果：相比传统的测力仪，本申请方案可以直接将测力仪安装在底板上，并与刀具定位进行捆绑式一体化，简化工艺流程、使用方便快捷；而工件支撑板作为夹具，可以通过多个零件组合夹持不同大小规格下的复合材料板，降低成本、提高效率，适用于现场监测。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1是一种实施例中测力仪的示意图；

图2是一种实施例中测力仪和辅助支架组合后的示意图；

图3是一种实施例中装夹一体化装置省略大部分部件后的示意图；

图4是在图3的基础上增加支撑条和第二定位块后的示意图；

图5是在图4的基础上增加复合材料板后的示意图；

图6是在图5的基础上增加固定条后的示意图。

具体实施方式

参照图1至图6，本发明为一种测力仪及多规格板材装夹一体化装置。

先说测力仪。测力仪包括从上至下布置的支撑盘2、S型压力传感器11和垫板31，所述支撑盘2的中间具有盲孔12，所述支撑盘2固定安装在S型压力传感器11的上端，所述S型压力传感器11固定安装在垫板31的上端，所述支撑盘2的上端设有辅助支架41，所述辅助支架41先向前方或后方延伸然后从上方折返回到支撑盘2的上方，所述辅助支架41在正对盲孔12的位置设有通孔42。其中盲孔12为刀具向下钻削留有充足余量，通孔42方便钻削过程中刀具的定位。

本申请方案将测力仪与装夹一体化装置组合，需要相关的固定用的零件。

对于支撑盘2的说明。支撑盘2为圆柱结构，支撑盘2的下端开槽并且以此夹持S型压力传感器11的前后两侧面，限制自由度；在此基础上，支撑盘2通过若干围绕在盲孔12四周的内六角螺栓连接S型压力传感器11完成固定。

对于垫板31的说明。S型压力传感器11的前后两侧面以及垫板31的上表面均为平面，方便贴合，S型压力传感器11的前后侧面与垫板31的上表面垂直。垫板31上设有两个共同夹持S型压力传感器11的前后两侧面的第一定位块32，两个第一定位块32与垫板31以及与S型压力传感器11的接触面均为平面。

本实施例中第一定位块32为直角结构，第一定位块32的侧面必须与S型压力传感器11紧密接触，此时两个第一定位块32共同夹持S型压力传感器11，防止摩擦力引起S型压力传感器11的位置偏移。第一定位块32通过螺栓或螺钉固定在垫板31上。

对于辅助支架41。辅助支架41与S型压力传感器11联接在一起并不再拆卸，整体位置随着测力仪的移动而改变。辅助支架41由多段连杆拼接而成，具体参照图2，可以看到辅助支架41先水平地向后延伸一段，然后竖直地向下延伸一段，再水平地向后延伸一段，再竖直地向上延伸一段，再水平地向左延伸一段直至端部位于支撑盘2的上方，相邻两连杆支架呈90°夹角。辅助支架41的设置就是为了能够越过复合材料板9到达复合材料板9的上方。

再说多规格板材装夹一体化装置。

装夹一体化装置包括底板5、工件支撑板61、升降机构以及其他部件。底板5固定不动，工件支撑板61需要升降，此时升降机构设置在底板5和工件支撑板61之间。底板5上可拆卸地设有上述的测力仪，辅助支架41从工件支撑板61的下方绕到工件支撑板61的上方。工件支撑板61上设有第一夹持机构、第二夹持机构和第三夹持机构，三个夹持机构均包括可滑动且可临时固定的零件。

作为优选上述部件的布置优选对称布局。

升降机构的固定部分既可以与底板5连接也可以与工件支撑板61连接，升降机构的活动部分连接另一个部件即可。升降机构可以是剪刀升降机构、电动推杆或丝杆螺母机构。作为优选，升降机构包括至少两根设置在底板5上的立柱71以及套设在对应的立柱71上的滑动轴承72，滑动轴承72可在立柱71上升降然后锁定。

本实施例中，为了让工件支撑板61均匀受力，总共设置四根立柱71，而工件支撑板61在四个边角位置设置穿孔，在使用时立柱71穿过工件支撑板61；立柱71上的滑动轴承72起到承托的作用或者与工件支撑板61固定连接。图3中可以看到滑动轴承72的上端窄下端宽，滑动轴承72较宽的一侧刚好承托工件支撑板61。为了临时固定滑动轴承72，本实施例中滑动轴承72与立柱71之间为螺纹连接，即旋转滑动轴承72便可调节滑动轴承72所在高度，也利用了螺纹容易自锁的优点。

底板5为了安装测力仪，于是底板5上设有若干条沿左右方向延伸的导槽8，测力仪通过螺栓组件临时地固定在底板5上。为了方便垫板31固定，垫板31的左右两侧均设有U形的缺口12，螺栓组件可以从侧面放入，然后卡在缺口12上，夹持垫板31的上下面。

具体参照图3，可以看到底板5上有四条导槽8，测力仪除了能够左右移动之外，还能够在前后方向移动。

工件支撑板61中间具有空位，整体上看工件支撑板61类似框架结构。

第一夹持机构、第二夹持机构、第三夹持机构随着工件支撑板61的升降而整体升降。为了让夹持机构能够限制复合材料板9在XYZ三个方向的自由度，可以在上一层夹持机构上设置第二层的夹持机构，比如第二夹持机构设置在第一夹持机构上，第一夹持机构左右靠拢夹持，第二夹持机构只需要再前后靠拢即可限制第二个自由度。最后一个夹持机构只需要压住复合材料板9即可，可以与任意能锁定位置的机构连接，比如工件支撑板61或其他的夹持机构。

在其他实施例中，可以先设置夹持机构限制Z方向，再进一步限制XY方向。本实施例中，第一夹持机构包括两条支撑条63，工件支撑板61在前后两侧设有沿左右方向延伸的导槽8，两条支撑条63沿前后方向布置，两条支撑条63可以在导槽8上左右移动，两条支撑条63通过螺栓组件临时地固定在工件支撑板61上，具体是螺栓组件同时穿过导槽8和支撑条63然后夹持两者。图4中可以看到支撑条63的前后两端具有对齐导槽8的穿孔。

第二夹持机构包括若干第二定位块62，每一个支撑条63上至少设置一个第二定位块62，支撑条63上设有沿自身长度方向延伸的导槽8，各个第二定位块62通过螺栓组件临时地固定在支撑条63上，具体是螺栓组件同时穿过第二定位块62和支撑条63。本实施例中采用一个支撑条63设置两个第二定位块62的方案。具体参照图4，可以看到支撑条63中间具有阶梯凹陷，而第二定位块62就在阶梯凹陷内运动。

作为优选，第二定位块62为立方体结构，第二定位块62的壁面可以与支撑条63的壁面对齐，此时第二定位块62的其他壁面自然地呈左右方向平行状。这种类型的定位块可以用于夹持复合材料板9，即第二定位块62的侧壁分别对齐支撑条63的壁面和复合材料板9的壁面后，复合材料板9便可保持左右方向上的平行。

具体参照图5，作为优选，支撑条63的前后两端设有辅助定位块64，一般地辅助定位块64固定设置。由于第二定位块62需要反复运动，此时需要一个基准校准自身，所以第二定位块62通过接触辅助定位块64后修正位置然后再通过螺栓组件固定。本实施例中，辅助定位块64也为立方体结构。

具体参照图6，第三夹持机构包括两条固定条65，两条固定条65沿前后方向布置，固定条65的长度等于支撑条63的长度，两条固定条65通过螺栓组件分别临时地固定在对应的支撑条63上。本实施例中由于第二定位块62上的螺栓组件较高，所以固定条65的中间位置还要设置一条避开第二定位块62活动位置的导槽8。

作为优选，为了提高拆卸安装效果，螺栓组件和导槽8配套使用T型螺栓和T形槽，至于固定条65与支撑条63之间的连接方式，采用蝶形螺栓66连接即可。

装夹过程中，支撑条63上放置复合材料板9，两个支撑条63靠拢通过阶梯凹陷夹持复合材料板9的左右两侧，然后固定好支撑条63。接下来第二定位块62夹持复合材料板9的前后两侧，然后固定好第二定位块62。接下来盖上固定条65并锁紧固定条65，此时固定条65和支撑板共同夹持复合材料板9。最后放入测力仪，辅助支架41的部分处于复合材料板9的上方，部分处于复合材料板9的下方。

相比传统的测力仪，本申请方案可以直接将测力仪安装在底板5上，并与刀具定位进行捆绑式一体化，简化工艺流程、使用方便快捷；而工件支撑板61作为夹具，可以通过多个零件组合夹持不同大小规格下的复合材料板9，降低成本、提高效率，适用于现场监测。

当然，本设计创造并不局限于上述实施方式，上述各实施例不同特征的组合，也可以达到良好的效果。熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种测力仪，其特征在于：包括从上至下布置的支撑盘、S型压力传感器和垫板，所述支撑盘的中间具有盲孔，所述支撑盘固定安装在S型压力传感器的上端，所述S型压力传感器固定安装在垫板的上端，所述支撑盘的上端设有辅助支架，所述辅助支架先向前方或后方延伸然后从上方折返回到支撑盘的上方，所述辅助支架在正对盲孔的位置设有通孔。

2.根据权利要求1所述的测力仪，其特征在于：所述支撑盘为圆柱结构，支撑盘的下端开槽并且以此夹持S型压力传感器的前后两侧面，支撑盘通过若干内六角螺栓连接S型压力传感器。

3.根据权利要求2所述的测力仪，其特征在于：所述S型压力传感器的前后两侧面以及垫板的上表面均为平面，S型压力传感器的前后侧面与垫板的上表面垂直，所述垫板上设有两个共同夹持身部的前后两侧面的第一定位块，两个第一定位块与垫板以及与身部的接触面均为平面。

4.一种多规格板材装夹一体化装置，其特征在于：包括

底板；

工件支撑板；

升降机构，设置在底板和工件支撑板之间改变工件支撑板的高度；

所述底板上可拆卸地设有如权利要求3所述的测力仪，所述辅助支架从工件支撑板的下方绕到工件支撑板的上方，所述工件支撑板上设有第一夹持机构、第二夹持机构和第三夹持机构，三个夹持机构均包括可滑动且可临时固定的零件并且零件组合后共同限定XYZ三个方向上的自由度。

5.根据权利要求4所述的多规格板材装夹一体化装置，其特征在于：所述底板上设有若干条沿左右方向延伸的导槽，所述测力仪通过螺栓组件临时地固定在底板上。

6.根据权利要求5所述的多规格板材装夹一体化装置，其特征在于：所述升降机构包括至少两根设置在底板上的立柱以及套设在对应的立柱上的滑动轴承，滑动轴承可在立柱上升降然后作用于测力仪，工件支撑板安装在滑动轴承上。

7.根据权利要求6所述的多规格板材装夹一体化装置，其特征在于：所述第一夹持机构包括两条支撑条，所述工件支撑板在前后两侧设有沿左右方向延伸的导槽，两条所述支撑条沿前后方向布置，两条所述支撑条可以在导槽上左右移动，两条所述支撑条通过螺栓组件临时地固定在工件支撑板上。

8.根据权利要求7所述的多规格板材装夹一体化装置，其特征在于：所述第二夹持机构包括若干第二定位块，每一个支撑条上至少设置一个第二定位块，所述支撑条上设有沿自身长度方向延伸的导槽，各个所述第二定位块通过螺栓组件临时地固定在支撑条上。

9.根据权利要求8所述的多规格板材装夹一体化装置，其特征在于：所述支撑条上固定设有辅助定位块，第二定位块通过接触辅助定位块后修正位置然后再通过螺栓组件固定。

10.根据权利要求9所述的多规格板材装夹一体化装置，其特征在于：所述第三夹持机构包括两条固定条，两条所述固定条沿前后方向布置，两条所述固定条通过螺栓组件分别临时地固定在对应的支撑条上。