CN112032152A - 一种电永磁提供推力的高精度定位的快换接口 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种由电永磁提供推力的高精度定位的快换接口，包括主动部和与所述主动部锁合连接的被动部，首先通过所述主动部上的定位球和所述被动部上的定位部进行精准定位；然后将第一电永磁和第二电永磁进行通电，产生磁力控制所述磁铁进行移动，从而推动环形锁块向下移动，并挤压钢珠向所述环形锁块移动，并将所述环形锁块上提并卡紧，最后形成所述主动部和被动部的锁合结构。本发明通过通电产生磁力的方式实现了快换接口的锁合，具有在不便携带气源的场合也能非常方便的将快换接口进行锁合的优点。

Description

一种电永磁提供推力的高精度定位的快换接口

技术领域

本发明涉及机械设备领域，特别涉及一种由电永磁提供推力的高精度定位的快换接口。

背景技术

目前市面上的机械快换接口都是采用气动为主的方式进行锁合，但气动的锁合方式受场地环境等因素影响严重，要求较多，尤其在户外作业时需随时携带气源，对于一些特殊的场合，不确定因素较多，携带气源非常不方便。

发明内容

本发明的目的是提供一种由电永磁提供推力的高精度定位的快换接口，旨在解决现有机械快换接口以气动为主的锁合方式在遇到不便携带气源的场合时使用不方便的问题。

本发明提供一种由电永磁提供推力的高精度定位的快换接口，包括主动部和与所述主动部锁合连接的被动部，所述主动部内设有第一电永磁、第二电永磁、设置于所述第一电永磁和第二电永磁之间且可受磁力作用发生上下移动的磁铁、设置于所述主动部的锁合面且用于嵌入所述被动部的环形柱、设置在所述环形柱上的导向孔、设置在导向孔内且可沿所述环形柱内外侧方向移动的钢珠以及与所述磁铁连接且用于挤压钢珠并使所述钢珠沿所述环形柱外侧方向移动的锁合滑块；所述被动部内设置有可上下移动的环形锁块，且所述钢珠沿所述环形柱外侧方向移动时可将所述环形锁块上提并卡紧，形成所述主动部和被动部的锁合结构；所述主动部的锁合面设有定位球，所述被动部的锁合面设有用于所述定位球进行定位的定位部。

进一步的，所述环形柱的端面设有用于定位在所述被动部内的锥角，所述被动部内设有与锥角配合的锥面。

进一步的，所述定位球设有3个且均匀分布，所述定位部对应设置有3个，且每个定位部由两个间隔设置的弧形定位件构成。

进一步的，所述第一电永磁固定在所述主动部的顶部，所述第二电永磁设置在所述环形柱上方，所述第一电永磁和第二电永磁之间形成用于所述磁铁上下移动的空间，所述磁铁上设置有连接棒，所述连接棒的一端连接于所述磁铁，另一端轴向穿进所述第二电永磁和环形柱，并在所述环形柱的内侧与所述锁合滑块连接。

进一步的，所述锁合滑块下方设有用于抵持所述钢珠的斜角，所述锁合滑块下移时，通过所述斜角推动所述钢珠沿环形柱外侧方向移动并将所述环形锁块上提并卡紧。

进一步的，所述环形锁块的内侧凸出形成用于所述钢珠卡入的斜面。

进一步的，所述锁合滑块外侧设置有位于斜角上方的垂直面，所述钢珠将所述环形锁块上提并卡紧时，所述锁合滑块的垂直面与所述钢珠的球面相抵。

进一步的，所述钢珠设有多个且沿所述环形柱的环形方向均匀分布。

进一步的，所述被动部顶部与环形锁块顶部之间设置有弹簧，且所述环形锁块上移时，所述弹簧受力呈压缩状态。

进一步的，所述定位球的背粘层粘接于所述主动部的锁合面，所述弧形定位件的背粘层粘接于所述被动部的锁合面。

本发明实施例提供了一种由电永磁提供推力的高精度定位的快换接口，包括主动部和与所述主动部锁合连接的被动部，首先通过所述主动部上的定位球和所述被动部上的定位部进行精准定位；然后将第一电永磁和第二电永磁进行通电，产生磁力控制所述磁铁进行移动，从而推动环形锁块向下移动，并挤压钢珠向所述环形锁块移动，并将所述环形锁块上提并卡紧，最后形成所述主动部和被动部的锁合结构。本发明实施例通过通电产生磁力的方式实现了快换接口的锁合，具有在不便携带气源的场合也能非常方便的将快换接口进行锁合的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的整体结构的爆炸结构示意图；

图2为本发明实施例提供的整体结构的另一爆炸结构示意图；

图3为本发明实施例提供的主动部与被动部锁合前的剖面结构示意图；

图4为本发明实施例提供的主动部与被动部锁合后的剖面结构示意图；

图5为图3中局部A的放大结构示意图；

图6为图4中局部B的放大结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

结合图1、图2和图3，本发明实施例提供一种由电永磁提供推力的高精度定位的快换接口，包括主动部1和与所述主动部1锁合连接的被动部2，所述主动部1内设有第一电永磁11、第二电永磁12、设置于所述第一电永磁11和第二电永磁12之间且可受磁力作用发生上下移动的磁铁13、设置于所述主动部1的锁合面且用于嵌入所述被动部2的环形柱14、设置在所述环形柱14上的导向孔141(参考图4)、设置在导向孔141内且可沿所述环形柱14内外侧方向移动的钢珠142以及与所述磁铁13连接且用于挤压钢珠142并使所述钢珠142沿所述环形柱14外侧方向移动的锁合滑块15；所述被动部2内设置有可上下移动的环形锁块21，且所述钢珠142沿所述环形柱14外侧方向移动时可将所述环形锁块21上提并卡紧，形成所述主动部1和被动部2的锁合结构；所述主动部1的锁合面设有定位球16，所述被动部2的锁合面设有用于所述定位球16进行定位的定位部。

本实施例中，所述主动部1和被动部2均为圆柱体形状，可通过插装固定的方式来实现锁合；具体的，先将所述环形柱14插入所述被动部2内，所述环形柱14插入所述被动部2的过程中可通过所述定位球16和所述定位部进行精准定位，使得所述主动部1和被动部2的锁合面初步贴合，然后对所述第一电永磁11和第二电永磁12进行通电并产生磁力，处在所述第一电永磁11和第二电永磁12之间的磁铁13，可受磁力作用进行向下移动(结合图4)，且可带动与所述磁铁13连接的锁合滑块15同步进行向下移动，所述锁合滑块15向下移动的过程中，可挤压所述钢珠142并使钢珠142朝向所述环形柱14外侧方向移动(这里钢珠142的球面挤出至环形柱14外侧面，但钢珠142始终处在导向孔141内不会掉落)，与此同时，朝向外侧方向移动的所述钢珠142可对所述环形锁块21进行挤压，所述被动部2内具有用于所述环形锁块21上下移动的空间，通过钢珠142的挤压力可将所述环形锁块21在所述被动部2内向上提并卡紧，此时的所述钢珠142和环形锁块21构成了所述主动部1和被动部2的锁合结构，可提供所述主动部1和被动部2在轴向方向的锁合力。

进一步的，通过对所述第一电永磁11和第二电永磁12通入反向电流，可使得所述磁铁13上移并带动所述锁合滑块15向上移动，可解开所述锁合滑块15对所述钢珠142的挤压力，从而解开所述钢珠142对所述环形锁块21的挤压力，此时的所述主动部1和被动部2之间失去锁合力且可进行分离。

在一实施例中，所述环形柱14的端面设有用于定位在所述被动部2内的锥角，所述被动部2内设有与锥角配合的锥面。

本实施例中，将所述环形柱14插入所述被动部2的过程中，先通过外力将所述锥角和所述锥面进行粗定位，可使所述主动部1和所述被动部2之间的完成初步定位，便于后续进行精准定位。

结合图1和图2，在一实施例中，所述定位球16设有3个且均匀分布，所述定位部对应设置有3个，且每个定位部由两个间隔设置的弧形定位件22构成。

本实施例中，所述定位球16可设置3个且均匀分布在所述主动部1的锁合面上，相应的，所述弧形定位件22设置有6个且两两对应分布在所述被动部2的锁合面上；当所述主动部1和被动部2初步进行粗定位后，再将所述定位球16对应在两个间隔设置的弧形定位件22之间，可对所述定位件的圆周方向进行限位，从而实现通过所述定位球16和弧形定位件22进行精准定位。

结合图3和图4，在一实施例中，所述第一电永磁11固定在所述主动部1的顶部，所述第二电永磁12设置在所述环形柱14上方，所述第一电永磁11和第二电永磁12之间形成用于所述磁铁13上下移动的空间，所述磁铁13上设置有连接棒131，所述连接棒131的一端连接于所述磁铁13，另一端轴向穿进所述第二电永磁12和环形柱14，并在所述环形柱14的内侧与所述锁合滑块15连接。

本实施例中，所述第一电永磁11、第二电永磁12和磁铁13可以是圆形，也可以是方形，或者是其他形状，所述连接棒131可以是金属圆棒且一端连接在所述磁铁13的中部，另一端连接在所述锁合滑块15的中部。

对所述第一电永磁11和第二电永磁12分别进行通电，可产生吸引或排斥磁铁13的磁力，当需要将所述主动部1和被动部2进行锁合时，可对所述第一电永磁11进行通电并产生排斥磁铁13的磁力，同时对所述第二电永磁12进行通电并产生吸引磁铁13的磁力，这样处在所述第一电永磁11和第二电永磁12之间的磁铁13可受磁力作用进行朝向所述第二电永磁12方向下移，所述磁铁13下移可通过连接棒131推动所述锁合滑块15同步下移，并通过所述锁合滑块15对所述钢珠142朝向所述环形柱14的外侧方向挤压，从而使得所述主动部1与被动部2进行锁合。当需要解开所述主动部1与被动部2的锁合状态时，可对所述第一电永磁11和所述第二电永磁12分别通入方向电流，使得所述第一电永磁11产生吸引所述磁铁13的磁力，所述第二电永磁12产生排斥所述磁铁13的磁力，此时的所述磁铁13受磁力作用朝向所述第一电永磁11上移，所述磁铁13上移可通过连接棒131拉动所述锁合滑块15同步上移，所述锁合滑块15上移后可解开对所述钢珠142的挤压力，从而解开所述主动部1与所述被动部2的锁合力。

进一步的，需要说明的是，这里的所述磁铁13在上下移动的过程中，始终与所述第一电永磁11和第二电永磁12之间保持间隙，避免发生贴合导致磁铁13发生通电，从而影响磁场作用。具体的，可对所述连接棒131长度进行限定以控制所述磁铁13上下移动的距离；当所述磁铁13下移时，通过所述连接棒131可推动所述锁合滑块15下移并使所述锁合滑块15的底部抵在所述主动部2的底部，此时的所述磁铁13到达下限位且与所述第二电永磁12保持有间隙；当所述磁铁13上移时，通过所述连接棒131可拉动所述锁合滑块15上移并使所述锁合滑块15的顶部抵在所述主动部2的顶部，此时的所述磁铁13到达上限位且与所述第一电永磁11保持有间隙。

本实施例采用电永磁的原理，只需在锁紧和解开那一刻通电即可，无需持续通电，可避免发热等带来的影响。所述磁铁13的磁力受距离的影响很大，为保证在锁合过程中有恒定的锁合力，在磁铁13上下两端都设有电永磁，当磁铁13远离所述第一电永磁11时，随着距离的增加磁力逐渐减小，而此时磁铁13离第二电永磁12距离越近，磁力逐渐增强，可确保在锁紧过程中的锁紧力。

结合图5和图6，在一实施例中，所述锁合滑块15下方设有用于抵持所述钢珠142的斜角151，所述锁合滑块15下移时，通过所述斜角151推动所述钢珠142沿环形柱14外侧方向移动并将所述环形锁块21上提并卡紧。

本实施例中，所述锁合滑块15的移动方向为上下移动，所述钢珠142的移动方向为水平方向，通过在所述锁合滑块15下方设置斜角151的方式，在所述述锁合滑块15下移时，通过斜角151推动所述钢珠142，使得向下移动的推力转化为所述钢珠142水平向外移动的力，这样才能使得所述钢珠142沿环形柱14外侧方向移动并将所述环形锁块21上提并卡紧。

结合图5和图6，在一实施例中，所述环形锁块21的内侧凸出形成用于所述钢珠142卡入的斜面211。

本实施例中，所述斜面211为倾斜朝向内侧的倾斜面，所述钢珠142沿环形柱14外侧方向挤压时，可抵到所述斜面211上，并在继续挤压的过程中，可将所述钢珠142水平向外的挤压力可转化为所述环形锁块21向上提的力，并且使得所述钢珠142卡紧在所述环形锁块21的内侧凸出部位下方，从而产生所述主动部1和所述被动部2之间的锁合力。

结合图6，在一实施例中，所述锁合滑块15外侧设置有位于斜角151上方的垂直面152，所述钢珠142将所述环形锁块21上提并卡紧时，所述锁合滑块15的垂直面152与所述钢珠142的球面相抵。

本实施例中，通过所述斜角151推动所述钢珠142将环形锁块21上提并卡紧后，所述所述锁合滑块15再继续下移使得所述斜角151与钢珠142错开，此时的所述钢珠142抵在所述斜角151上方的垂直面152上，也就是说，锁合状态下，所述钢珠142与所述垂直面152相抵，这样所述主动部1和被动部2的锁合状态下的最大负载的就只跟结构连接有关，此时所述磁铁13提供的锁紧力只需承受在锁紧时被动端的重力。需要说明的是，这里的垂直面152还可以是倾斜角度极小的倾斜面，具体的倾斜角度可以是1～10度，也可以是其他角度，这样可以更好的把控工件尺寸。

在一实施例中，所述钢珠142设有多个且沿所述环形柱14的环形方向均匀分布。

本实施例中，通过所述锁合滑块15下移同时挤压多个所述钢珠142，多个所述钢珠142同时向外侧方向挤压，更容易将所述环形锁块21上提并卡紧，并提高所述主动部1和被动部2的锁合力。

结合图5和图6，在一实施例中，所述被动部2顶部与环形锁块21顶部之间设置有弹簧23，且所述环形锁块21上移时，所述弹簧23受力呈压缩状态。

本实施例中，所述弹簧23可以为带有一定弹性的材料或者工件，所述弹簧23可设置多个且圆周均匀分布，所述弹簧23可设置在所述被动部2顶部，也可设置在所述环形锁块21顶部，也可一端连接所述被动部2顶部，另一端连接所述环形锁块21顶部，当所述主动部1和被动部2的锁合时，所述环形锁块21上移压缩所述弹簧23，当所述锁合滑块15上移解开所述主动部1和被动部2的锁合力时，所述钢珠142失去对所述环形锁块21的挤压力，此时的所述弹簧23的回弹力可推动所述环形锁块21下移，所述环形锁块21下移可推动所述钢珠142沿所述环形柱14内侧方向移动，从而将锁合力完全解开。

进一步的，本实施例中的弹簧23还具有防止过定位的作用，具体的，在所述定位球16和弧形定位件22的定位过程中，因工件误差，存在所述主动部1与定位部2定位后不能完全平行贴合，从而导致所述锁合滑块15上的所述钢珠142在挤压所述环形锁块21并将其上提时，各个钢珠142的挤压距离存在误差，使得所述环形锁块21上提时姿态发生倾斜等问题；所述环形锁块21上提时对所述弹簧23进行压缩，且通过所述弹簧23的反弹力可使得上提时的所述环形锁块21的姿态可进行变动，从而对所述环形锁块21的姿态进行调整，进而实现防止过定位的作用。

结合图1和图2，在一实施例中，所述定位球16的背粘层粘接于所述主动部1的锁合面，所述弧形定位件22的背粘层粘接于所述被动部2的锁合面。

本实施例中，所述定位球16可以是半圆球，将半圆球的平面作为背粘层胶粘在所述主动部1的锁合面上，所述定位球16也可以是圆形，部分嵌入所述主动部1的锁合面内并进行胶粘固定；所述弧形定位件22可以是半圆柱体，半圆柱体的侧面为背粘层胶粘在所述被动部2的锁合面上，所述弧形定位件22也可以是圆柱体，圆柱体的侧面嵌入所述被动部2的锁合面内并进行胶粘固定。

说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。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，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的。

包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的状况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (10)

1.一种由电永磁提供推力的高精度定位的快换接口，其特征在于：包括主动部和与所述主动部锁合连接的被动部，所述主动部内设有第一电永磁、第二电永磁、设置于所述第一电永磁和第二电永磁之间且可受磁力作用发生上下移动的磁铁、设置于所述主动部的锁合面且用于嵌入所述被动部的环形柱、设置在所述环形柱上的导向孔、设置在导向孔内且可沿所述环形柱内外侧方向移动的钢珠以及与所述磁铁连接且用于挤压钢珠并使所述钢珠沿所述环形柱外侧方向移动的锁合滑块；所述被动部内设置有可上下移动的环形锁块，且所述钢珠沿所述环形柱外侧方向移动时可将所述环形锁块上提并卡紧，形成所述主动部和被动部的锁合结构；所述主动部的锁合面设有定位球，所述被动部的锁合面设有用于所述定位球进行定位的定位部。

2.根据权利要求1所述的由电永磁提供推力的高精度定位的快换接口，其特征在于：所述环形柱的端面设有用于定位在所述被动部内的锥角，所述被动部内设有与锥角配合的锥面。

3.根据权利要求1所述的由电永磁提供推力的高精度定位的快换接口，其特征在于：所述定位球设有3个且均匀分布，所述定位部对应设置有3个，且每个定位部由两个间隔设置的弧形定位件构成。

4.根据权利要求1所述的由电永磁提供推力的高精度定位的快换接口，其特征在于：所述第一电永磁固定在所述主动部的顶部，所述第二电永磁设置在所述环形柱上方，所述第一电永磁和第二电永磁之间形成用于所述磁铁上下移动的空间，所述磁铁上设置有连接棒，所述连接棒的一端连接于所述磁铁，另一端轴向穿进所述第二电永磁和环形柱，并在所述环形柱的内侧与所述锁合滑块连接。

5.根据权利要求1所述的由电永磁提供推力的高精度定位的快换接口，其特征在于：所述锁合滑块下方设有用于抵持所述钢珠的斜角，所述锁合滑块下移时，通过所述斜角推动所述钢珠沿环形柱外侧方向移动并将所述环形锁块上提并卡紧。

6.根据权利要求5所述的由电永磁提供推力的高精度定位的快换接口，其特征在于：所述环形锁块的内侧凸出形成用于所述钢珠卡入的斜面。

7.根据权利要求5所述的由电永磁提供推力的高精度定位的快换接口，其特征在于：所述锁合滑块外侧设置有位于斜角上方的垂直面，所述钢珠将所述环形锁块上提并卡紧时，所述锁合滑块的垂直面与所述钢珠的球面相抵。

8.根据权利要求1所述的由电永磁提供推力的高精度定位的快换接口，其特征在于：所述钢珠设有多个且沿所述环形柱的环形方向均匀分布。

9.根据权利要求1所述的由电永磁提供推力的高精度定位的快换接口，其特征在于：所述被动部顶部与环形锁块顶部之间设置有弹簧，且所述环形锁块上移时，所述弹簧受力呈压缩状态。

10.根据权利要求3所述的由电永磁提供推力的高精度定位的快换接口，其特征在于：所述定位球的背粘层粘接于所述主动部的锁合面，所述弧形定位件的背粘层粘接于所述被动部的锁合面。

Images