CN113246047A - 一种具有增强结构的气囊式内撑夹具 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种具有增强结构的气囊式内撑夹具，涉及机械夹具技术领域，包括：连接件、支撑部件、气囊、气道、通气孔；所述气囊材质为高弹性材料，外表面设置有多个凹点结构，所述气囊包覆所述支撑部件的外侧，并与所述支撑部件形成内腔；所述连接件的内部包括至少1条气道，气道通过通气孔同所述内腔相连。本发明使用带有凹点结构的气囊夹具伸入物体内腔后，凹点结构通气膨胀，与物体内壁形成多点式充分接触，不会产生局部应力集中，不易损伤物体内面，可在不需预先进行复杂尺寸设计的情况下实现对于薄壁和可调节范围内不同内径尺寸管壁的兼容。

Description

一种具有增强结构的气囊式内撑夹具

技术领域

本发明涉及机械夹具技术领域，更具体地，涉及一种具有增强结构的气囊式内撑夹具。

背景技术

在工业生产、日常生活中，需要针对部分物体进行拾取，有时因不能直接接触物体外表面进行拾取，需要从内侧进行支撑内壁后拾取，且有些物体因内壁厚度薄，自身强度弱或表面易发生剐蹭损伤，不能直接使用金属或其他刚性夹具进行内撑夹取作业，需使用硬度较低的气囊式内撑夹具进行作业。如图1所示，当使用气囊式内撑夹具作业时，受限于气囊材质本身硬度和机械性能限制，其气囊本身膨胀程度有限，无法同时实用于多内径管壁支撑，应对多类型管壁需单独定制，成本较高，且支撑夹取过程中易造成支撑不良，脱落的风险。

因此，需要一种技术以提供各种工业生产和日常生活中的气囊式内撑夹取，或者对某些物体内部进行高定心性的柔性支撑、固定。

发明内容

本发明实施例提供一种具有增强结构的气囊式内撑夹具，可以稳定而安全实现多类型内径管壁支撑和物品夹取。

为了解决上述问题，本发明提供一种具有增强结构的气囊式内撑夹具，包括：连接件1、气囊2、支撑部件3、气道5、通气孔6；

所述气囊2材质为高弹性材料，外表面设置有多个凹点结构，所述气囊2包覆所述支撑部件3的外侧，并与所述支撑部件3形成内腔；

所述连接件1的内部包括至少1条气道5，气道5通过通气孔6同所述内腔相连。

在一些实施例中，还包括密封部件4，所述密封部件4与所述支撑部件3的垂直外侧连接，形成底部密封。

在一些实施例中，所述密封部件4设置在所述气囊2和/或所述支撑部件3的外侧。

在一些实施例中，所述气囊2的腰部为内凹形状。

在一些实施例中，所述气囊2的材质为硅胶，外表面具有薄化凹点结构7。

在一些实施例中，所述气囊2表面的所述薄化凹点结构7可在充气过程中快速完成膨胀动作，变为凸点结构。

在一些实施例中，所述气囊2表面的所述薄化凹点结构7空间排布结构为对称式或非对称式。

在一些实施例中，所述支撑部件3的结构为圆柱体或类圆柱体。

在一些实施例中，所述通气孔6与所述气道5的一个端口连接，使所述气道5与所述内腔连通；所述气道5的另一端口与抽放气装置连接。

在一些实施例中，所述气囊2完全包覆所述支撑部件3的水平外侧。

本发明实施例提供了一种具有增强结构的气囊式内撑夹具，带有凹点结构的气囊支撑夹具伸入物体内腔后，弹性气囊膨胀，同时表面凹点结构以快于气囊膨胀速度向外膨胀。当物体内径小于等于气囊外径时，膨胀的凹点结构和气囊本体与物体内表面紧密贴合；当物体内径大于气囊外径且小于凹点膨胀外径时，膨胀的凹点结构表面与物体内表面形成多点式紧密贴合，较“连续接触”模式提升了定心性，此部分不会产生应力集中，不易损伤物体内表面。通过可调节的气压，实现气囊和凹点结构外形膨胀程度调整，对于薄壁和可调节范围内不同内径尺寸管壁做到不需预先进行复杂尺寸设计的兼容。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例：

图1为根据本发明一现阶段内撑式夹具的气囊于膨胀时的立体图；

图2为根据本发明一实施方式的一种气囊式内撑夹具的主视图的剖视图；

图3为根据本发明一实施方式的一种气囊式内撑夹具的示意图；

图4为根据本发明一实施方式的一种气囊式内撑夹具气囊膨胀时立体图。

具体实施方式

为使得本申请的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本申请一部分实施例，而非全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域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，都属于本申请保护的范围。

本领域技术人员可以理解，本申请中的“第一”、“第二”等术语仅用于区别不同设备、模块或参数等，既不代表任何特定技术含义，也不表示它们之间的必然逻辑顺序。

如图2所示本发明提供一种具有增强结构的气囊式内撑夹具，包括：连接件1、气囊2、支撑部件3、密封件4、气道5、通气孔6；所述气囊2材质为高弹性材料，外表面具有薄化凹点结构7，包覆所述支撑部件3的外侧，并与所述支撑部件3形成内腔；所述连接件1的内部至少具备1条气道5，通气孔6通过连接件1同支撑部件3内腔相连；所述支撑部件3与所述密封件4连接，用于所述内撑式夹具的地步密封。

现有技术中基于气囊的内撑式夹具，气囊的材质多为橡胶，橡胶的弹性较差，为了使气囊可形变贴近待夹取物体的表面，一般采用气缸原理。即在气囊的密封空腔内冲入气体等，使腔体内的压力高于腔体外大气压的几倍或者几十倍，利用活塞杆的横截面积小于活塞的横截面积从而产生的压力差来实现活塞杆运动；活塞杆运动挤压气囊，使整个夹具在竖直方向运动，进而使气囊在水平方向产生形变。这样的内撑式夹具，气囊变形速度较慢、可变行程低，定心性弱，对于内部轮廓复杂多变和内壁较薄的物体皆不适用。

在本发明的实施方式中，气囊2采用的是具有凹点结构的硅胶材料，硅胶对比橡胶弹性好，依靠气体的压力即可实现气囊的变形，较橡胶材质变形速度更快，本方案对比单纯硅胶式气囊因其具有多点接触式凹点结构，具有可变行程更高，定心性更好，更适合工艺生产中应用。

在一种实施方式中，如图3所示，气囊2表现为对称式（不局限于对称式）分布凹点结构的硅胶气囊，包覆于支撑部件3（不局限于圆柱体支撑件），因硅胶具有高低温稳定性、硬度范围宽（10-80邵氏硬度）、耐腐蚀性、密封性能佳、耐压缩变形等卓越性能，故在气囊充气状态时，硅胶表面薄化后的凹点结构在充气过程中可以较气囊本体更迅速完成膨胀动作，使凹点结构充气变为凸点结构，使目标物体内壁同夹具形成完全多点式接触。因此可见，具有增强结构的气囊式内撑夹具比对无增强结构气囊式内支撑夹具如图4可以适用于内轮廓复杂的待夹取物体，同时具有较强的通用性，生产成本低并且效率高，适合工业场景、生活场景的使用，实际凹点分布特征和包覆应用连接件特征本发明的实施方式不做限制。

为了进一步保证内撑式夹具的密封性，尤其是防止气囊漏气而产生不期望的变形，本发明实施方式中的内撑式夹具还包括密封部件4。密封部件可以采用静密封或者动密封。静密封的密封部件主要有密封垫、密封胶以及其他直接接触密封。动密封的密封部件可以是旋转式密封部件和往复式密封部件。如果按密封部件与其作相对运动的零部件是否接触，密封部件又可分为接触式和非接触式；按密封件和接触位置又可分为圆周密封和端面密封，端面密封又称为机械密封。一般而言，考虑到装配质检工艺的难易程度，本发明实施方式中的密封部件主要采用端面密封的密封部件。可以根据气囊2与支撑部件3的内侧接触形状，设计相应的密封部件4，例如环形、凹凸形等等，此时密封部件4的外表面与气囊2和支撑部件3的重合内壁密封连接。密封部件4也可以设置在气囊2和/或支撑部件3的外侧，例如使用密封垫、密封胶与气囊2和/或支撑部件3的外侧密封连接。

本发明一实施方式中的一种气囊式内撑夹具，气囊2的腰部为内凹形状，外部具有凹点结构，气囊2沿垂直方向呈现内凹形状。在充气（正气压状态）时，气囊2内压强增大，气囊2向外膨胀，凹点结构受压膨胀呈外凸状态；在抽气（负气压状态）时，气囊2内压强减小，气囊2恢复原状，外凸的凹点结构随着压强减小恢复内凹状态。在同等尺寸的情况下，内凹形状的设计可以增加气囊2的表面积，以进一步提高气囊2膨胀后所能延伸的范围。

本发明一实施方式中的一种气囊式内撑夹具还包括通气孔6，通气孔6的一个端口与气道1的一个端口连接，通气孔6的另一端口与抽放气装置连接。通过抽放气装置（未画出）这一气动系统可以控制气囊2的气压状态，精确控制气囊2本体和凹点结构的膨胀大小。

在本发明一实施方式的一种气囊式内撑夹具中，气囊2包覆在所述支撑部件3的外表面。充气后（正气压状态），气囊式内撑夹具呈凸点状，气囊2充气后的凸点可以水平360°与待夹取物体的内侧面接触，单个内撑式夹具即可以夹取物体。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种具有增强结构的气囊式内撑夹具，其特征在于，包括：连接件（1）、支撑部件（3）、气囊（2）、气道(5)、通气孔（6）；

所述气囊（2）材质为高弹性材料，外表面设置有多个凹点结构，所述气囊（2）包覆所述支撑部件（3）的外侧，并与所述支撑部件（3）形成内腔；

所述连接件（1）的内部包括至少1条气道（5），气道（5）通过通气孔（6）同所述内腔相连。

2.根据权利要求1所述的内撑夹具，其特征在于，还包括密封部件（4），所述密封部件（4）与所述支撑部件（3）的垂直外侧连接，形成底部密封。

3.根据权利要求2所述的内撑夹具，其特征在于，所述密封部件（4）设置在所述气囊（2）和/或所述支撑部件（3）的外侧。

4.根据权利要求1所述的内撑夹具，其特征在于，所述气囊（2）的腰部为内凹形状。

5.根据权利要求1所述的内撑夹具，其特征在于，所述气囊（2）的材质为硅胶，外表面具有薄化凹点结构（7）。

6.根据权利要求5所述的内撑夹具，其特征在于，所述气囊（2）表面的所述薄化凹点结构（7）可在充气过程中快速完成膨胀动作，变为凸点结构。

7.根据权利要求5所述的内撑夹具，其特征在于，所述气囊（2）表面的所述薄化凹点结构（7）空间排布结构为对称式或非对称式，通过所述空间排布结构实现对不同类型管壁的兼容。

8.根据权利要求1所述的内撑夹具，其特征在于，所述支撑部件（3）的结构为圆柱体或类圆柱体。

9.根据权利要求1所述的内撑夹具，其特征在于，所述通气孔（6）与所述气道（5）的一个端口连接，使所述气道（5）与所述内腔连通；所述气道（5）的另一端口与抽放气装置连接。

10.根据权利要求1所述的内撑夹具，其特征在于，所述气囊（2）完全包覆所述支撑部件（3）的水平外侧。

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