CN113618455A - 一种基于新能源汽车制造用的球形工件夹具 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种基于新能源汽车制造用的球形工件夹具,包括安装底座,其用于与机床或工作台面连接,底部限位结构,其包括底贴合部、硬度变化部以及补偿部,所述安装底座连接于安装底座的顶部,用于贴合球形工件的底面,并改变其硬度对工件底部进行限位,驱动结构,其连接于安装底座的顶部且与底部限位结构连接,所述驱动结构用于驱动球形工件转动,本申请解决现有技术中传统夹具与球形工件的接触面积较小,极其容易导致空心球形工件变形的问题,本申请设计了底部限位结构和贴合机构,实现了增大夹具和球形工件之间接触面积。
Description
技术领域
本发明涉及焊接夹具领域,涉及一种基于新能源汽车制造用的球形工件夹具。
背景技术
新能源汽车在生产的过程中会球形工件需要焊接,工件和焊料熔化形成熔融区域,熔池冷却凝固后便形成材料之间的连接。现在焊接时球形工件的固定仍使用普通的夹具,但是对于空心球形工件进行夹持的过程中,传统夹具与球形工件的接触面积较小,极其容易导致球形工件变形,其次,现有的夹具的夹持位置通常都需要超过一半的位置,因此并不方便完成球体的焊接。
发明内容
本发明的目的在于解决:传统夹具与球形工件的接触面积较小,极其容易导致球形工件变形,现有的夹具的夹持位置通常都需要超过一半的位置,因此并不方便完成球体的焊接的问题。
为了实现上述发明目的,本发明提供了以下技术方案,以改善上述问题。
一种基于新能源汽车制造用的球形工件夹具,其包括:
安装底座,其用于与机床或工作台面连接;
底部限位结构,其包括底贴合部、硬度变化部以及补偿部,所述底部限位结构连接于安装底座的顶部,用于贴合球形工件的底面,并改变其硬度对工件底部进行限位;
贴合机构,其包括顶贴合部、形变驱动部以及传动支撑部,所述贴合机构位于驱动结构的上方,所述顶贴合部用于贴合球形工件,所述形变驱动部包括若干个连接于顶贴合部顶部的弹性囊,若干个弹性囊之间均通过软管相连通,所述传动支撑部用于将顶贴合部变形为弧形,与球形工件实现贴合;
调节机构,其包括调节部、液体控制部以及自适应连接部,所述调节机构提供贴合机构的安装位置,用于驱动贴合机构与球形工件贴合,所述自适应连接部用于保适应贴合机构在贴合球形工件时形变连接处发生的位移;
安装结构,其连接于输水环的内侧,所述安装结构用于连接调节机构和输水环,并根据球形工件的大小调节机构的角度。
作为本申请优选的技术方案,还包括驱动结构,其连接于安装底座的顶部且与底部限位结构连接,所述驱动结构用于驱动球形工件转动。
作为本申请优选的技术方案,还包括输水环,其用于整体控制调节机构和贴合机构的移动,并实现球形工件在转动时调节机构和贴合机构跟随球形工件同步转动。
作为本申请优选的技术方案,还包括伸缩杆,其连接于安装底座顶部的两侧,所述伸缩杆用于控制输水环的移动对球形工件的夹紧。
作为本申请优选的技术方案,所述底贴合部包括开设于安装底座顶部的转动槽,所述转动槽的内部转动设有环形外框,所述环形外框内壁的顶部密封连接有橡胶垫。
作为本申请优选的技术方案,所述补偿部包括滑动连接于橡胶垫内部的活塞片,所述活塞片的底部设有若干个弹簧。
作为本申请优选的技术方案,所述硬度变化部包括填充于活塞片和橡胶垫之间的电流变液,所述活塞片上穿插设有两根导线,所述导线的一端延伸至电流变液的内部,所述导线的另一端延伸至安装底座的底部,其中一根导线上设有开关。
作为本申请优选的技术方案,所述顶贴合部包括纺布层,所述纺布层顶端中部和底端中部均粘连有中部橡胶片,所述中部橡胶片的圆周侧均固定设有四个与纺布层粘连的外部橡胶片。
作为本申请优选的技术方案,所述调节部用于驱动贴合机构移动与球形工件贴近。
作为本申请优选的技术方案,所述液体控制部通过改变液体流向来控制调节部以及贴合机构的运行。
与现有技术相比,本发明的有益效果:
1、为了解决现有技术中传统夹具与球形工件的接触面积较小,极其容易导致空心球形工件变形的问题,本申请设计了底部限位结构和贴合机构,实现了增大夹具和球形工件之间接触面积;
2、为了解决现有技术中现有的夹具的夹持位置通常都需要超过一半的位置的问题,本申请设计了底部限位结构和输水环,实现了从球形工件两端位置进行夹持,增大了焊接时的操作空间;
3、为了使贴合机构更好的与球形工件贴合,本申请设计了调节机构和贴合机构,实现了调节机构调节贴合机构与球形工件的接触角度,弹性囊内充入液体后驱动连接杆转动,撑开限位安装结构之间的距离,从而使外部橡胶片和纺布层形成弧形贴合球形工件表面;
4、为了进一步提高对球形工件的固定,本申请设计了底部限位结构,工件完成夹持后,橡胶垫贴合球形工件的底端,使电流变液通电,电流变液通电后由液态变为固态,实现了对球形工件更好的固定;
5、为了实现对不同球体大小进行更好的夹持,本申请设计了调节机构和安装结构,贴合机构受到球形工件的压力后,安装结构使调节机构转动,使调节机构尽可能指向球形工件的圆心,液体推动调节杆伸出,使贴合机构能够贴近球形工件表面,实现了对不同大小的球形工件的固定;
6、为了实现球形工件在焊接时转动,本申请设计了驱动结构和输水环,能够在外框体内侧转动,电机通过齿轮带动齿环转动,齿环带动环形外框转动,从而实现球形工件转动;
7、为了使杆体能够更稳定的转动,本申请设计了球体和弧形凹槽,同一个二号管体以及同一个一号管体内部的四个球体相互贴紧,在影响杆体转动的同时保证了杆体的稳定性。
附图说明
图1为本申请提供的基于新能源汽车制造用的球形工件夹具中结构示意图;
图2为本申请提供的基于新能源汽车制造用的球形工件夹具中安装底座的正视剖面结构示意图;
图3为本申请提供的基于新能源汽车制造用的球形工件夹具中安装底座的侧视剖面结构示意图;
图4为本申请提供的基于新能源汽车制造用的球形工件夹具中输水环和安装结构的结构示意图;
图5为本申请提供的基于新能源汽车制造用的球形工件夹具中安装主体的剖面结构示意图;
图6为本申请提供的基于新能源汽车制造用的球形工件夹具中贴合机构的俯视结构示意图;
图7为本申请提供的基于新能源汽车制造用的球形工件夹具中补偿部的结构示意图;
图8为本申请提供的基于新能源汽车制造用的球形工件夹具中贴合机构的结构示意图;
图9为本申请提供的基于新能源汽车制造用的球形工件夹具中限位安装结构的侧视剖面结构示意图;
图10为本申请提供的基于新能源汽车制造用的球形工件夹具中二号管体的侧视剖面结构示意图;
图11为本申请提供的基于新能源汽车制造用的球形工件夹具中弧形凹槽的结构示意图。
图中标示:
1、安装底座;2、底部限位结构;21、环形外框;22、橡胶垫;23、活塞片;24、电流变液;25、弹簧;3、驱动结构;31、电机;32、齿环;33、齿轮;4、伸缩杆;5、输水环;51、刚性输液管;52、外框体;53、滑动环;7、安装结构;71、安装板;72、连接板;73、转轴;8、调节机构;81、安装主体;82、调节部;821、调节滑槽;822、调节杆;83、补偿部;831、弹性杆;832、滑动环;841、进水通道;842、三通阀;85、出水通道;86、柔性输液管;9、贴合机构;91、外部橡胶片;92、纺布层;93、弹性囊;94、限位安装结构;941、一号管体;942、刚性限位片;943、条形孔;944、弧形凹槽;95、二号管体;96、连接杆;961、杆体;962、球体;97、中部橡胶片。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然,所描述的实施例是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。
因此,以下对本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的部分实施例。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。
需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征和技术方案可以相互组合。
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系,这类术语仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11所示,本实施方式提出一种基于新能源汽车制造用的球形工件夹具,其包括:
安装底座1,其用于与机床或工作台面连接;
底部限位结构2,其包括底贴合部、硬度变化部以及补偿部83,底部限位结构2连接于安装底座1的顶部,用于贴合球形工件的底面,并改变其硬度对工件底部进行限位;
驱动结构3,其连接于安装底座1的顶部且与底部限位结构2连接,驱动结构3用于驱动球形工件转动;
贴合机构9,其包括顶贴合部、形变驱动部以及传动支撑部,贴合机构9位于驱动结构3的上方;
调节机构8,其包括调节部82、液体控制部以及自适应连接部,调节机构8提供贴合机构9的安装位置,用于驱动贴合机构9与球形工件贴合;
输水环5,其用于整体控制调节机构8和贴合机构9的移动,并实现球形工件在转动时调节机构8和贴合机构9跟随球形工件同步转动;
伸缩杆4,其连接于安装底座1顶部的两侧,伸缩杆4用于控制输水环5的移动对球形工件的夹紧;
安装结构7,其连接于输水环5的内侧,安装结构7用于连接调节机构8和输水环5,并根据球形工件的大小调节机构8的角度。
如图1、图2、图3所示,作为优选的实施方式,在上述方式的基础上,进一步的,底贴合部包括开设于安装底座1顶部的转动槽,转动槽的内部转动设有环形外框21,环形外框21内壁的顶部密封连接有橡胶垫22,补偿部83包括滑动连接于橡胶垫22内部的活塞片23,活塞片23的底部设有若干个弹簧25,硬度变化部包括填充于活塞片23和橡胶垫22之间的电流变液24,活塞片23上穿插设有两根导线,导线的一端延伸至电流变液24的内部,导线的另一端延伸至安装底座1的底部,其中一根导线上设有开关;当球形工件挤压橡胶垫22是,橡胶垫22发生形变箱环形外框21内部凹陷,橡胶垫22挤压电流变液24,活塞片23向下移动,弹簧25被压缩,当两根导线通电时,电流变液24由液态变为固态,实现对球形工件更稳定的限位。
如图5、图6、图8、图9、图10、图11所示,作为优选的实施方式,在上述方式的基础上,进一步的,顶贴合部包括纺布层92,纺布层92能够在外部橡胶片91贴合球形工件表面时折叠,不影响外部橡胶片91发生形变,纺布层92顶端中部和底端中部均粘连有中部橡胶片97,中部橡胶片97的圆周侧均固定设有四个与纺布层92粘连的外部橡胶片91,形变驱动部包括若干个固定连接于外部橡胶片91顶部的弹性囊93,若干个弹性囊93之间均通过软管相连通,传动支撑部包括设置于每相邻的四个弹性囊93之间的限位安装结构94以及若干个分别固定连接于若干个弹性囊93顶部的二号管体95,限位安装结构94包括一号管体941,一号管体941以及二号管体95的圆周侧均嵌设有四个等间距的刚性限位片942,刚性限位片942的中部开设有条形孔943,一号管体941的内壁且位于其内部刚性限位片942的上部开设有弧形凹槽944,二号管体95的内壁且位于其内部刚性限位片942的下部也开设有弧形凹槽944,一号管体941和二号管体95的内部均设有四个分别位于其内部弧形凹槽944中的球体962,限位安装结构94与相邻的四个二号管体95之间均设有连接杆96,连接杆96包括杆体961,杆体961的两端分别穿过二号管体95上的条形孔943以及一号管体941上的条形孔943并固定设有球体962,位于二号管体95内部的四个球体962相互贴紧,位于一号管体941的内部的四个球体962相互贴紧,实现杆体961与一号管体941和二号管体95之间转动,球体962位于弧形凹槽944内,限位安装结构94的位置高于二号管体95的位置。
如图4、图5、图6、图7所示,作为优选的实施方式,在上述方式的基础上,进一步的,调节部82用于驱动贴合机构9移动与球形工件贴近,调节部82包括开设有安装主体81底端的四个调节滑槽821,安装主体81的内部滑动设有调节杆822,液体控制部通过改变液体流向来控制调节部82以及贴合机构9的运行,液体控制部包括开设于安装主体81顶部的进水通道841,进水通道841的底端与调节滑槽821连通,安装主体81底端的中部开设有出水通道85,进水通道841的中部通过连接管与出水通道85相连通,安装主体81的边侧设有三通阀842,三通阀842延伸至进水通道841与连接管相连通的位置,出水通道85与弹性囊93之间连通设有柔性输液管86;自适应连接部用于保适应贴合机构9在贴合球形工件时形变连接处发生的位移,自适应连接部包括铰接于调节杆822底端的弹性杆831,弹性杆831上套设有两个分别位于调节杆822两侧的滑动环832,滑动环832与位于纺布层92顶部的外部橡胶片91固定连接,弹性杆831和滑动环832之间能发生相对位移,当四个调节杆822的端部不在同一平面上时,四个调节杆822的端部之间的距离发生改变,弹性杆831能够发生位移进行补偿。
如图1、图2、图3所示,作为优选的实施方式,在上述方式的基础上,进一步的,驱动结构3包括嵌设于安装底座1上的电机31以及固定套设于环形外框21顶部的齿环32,电机31的驱动轴上固定设有与齿环32啮合的齿轮33,安装底座1顶端两侧均嵌设有伸缩杆4,输水环5连接于伸缩杆4的伸缩端。
如图1、图4所示,作为优选的实施方式,在上述方式的基础上,进一步的,输水环5包括固定连接于伸缩杆4上的刚性输液管51,刚性输液管51外接液压泵,两个刚性输液管51的端部固定设有外框体52,外框体52的内侧密封滑动连接有53,53的内壁开设有出液孔,出液孔通过输液管与进水通道841相连通。
如图4所示,作为优选的实施方式,在上述方式的基础上,进一步的,安装结构7包括固定连接于53内壁的安装板71,安装板71的底端固定设有连接板72,连接板72插入安装主体81顶部一侧,连接板72的中部通过扭簧转动连接有转轴73,转轴73的两端均与安装主体81固定连接。
具体的,本基于新能源汽车制造用的球形工件夹具在工作时/使用时:将安装底座1安装于机床或者工作台面,将球形工件放置于橡胶垫22上,然后通过伸缩杆4控制输水环5移动使外框体52靠近球形工件,使贴合机构9与球形工件接触,当球形工件较小时,通过三通阀842控制进水通道841与调节滑槽821相连通,通过液压泵向刚性输液管51输入液体,液体通过外框体52和输液管进入到调节滑槽821内部,推动调节杆822箱球形工件的方向伸出,由于四个调节滑槽821内部相互连通,所以四个调节滑槽821内部的压力相等,从而四个调节杆822对球形工件的压力相同,直至四个调节杆822推动贴合机构9在于调节杆822对应位置与球形工件接触,当贴合机构9受到球形工件的压力时,调节机构8能够通过安装结构7发生转动,使安装主体81能够尽可能指向球形工件的球心,当贴合机构9与球形工件接触后,通过调节杆822使进水通道841与出水通道85连通,液体通过柔性输液管86输送到弹性囊93中,弹性囊93注入液体后膨胀变大,推动二号管体95向远离外部橡胶片91的方向,从而将撑大相邻两个一号管体941之间的距离,使纺布层92和外部橡胶片91的四周向远离连接杆96的方向弯曲,从而使纺布层92和外部橡胶片91能够贴紧球形工件,增大接触面积,然后使连接有开关的导线连通外接电源的正极,另一根导线连通外接电源的负极,电流变液24在电场的作用下由液态变为固态,实现对球形工件更好的固定,焊接过程中需要转动工件时,电机31通过齿轮33带动齿环32转动,从而使环形外框21和橡胶垫22转动,带动工件转动。
以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案,尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明,但本发明不局限于上述具体实施方式,因此任何对本发明进行修改或等同替换;而一切不脱离发明的精神和范围的技术方案及其改进,其均涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (10)
1.一种基于新能源汽车制造用的球形工件夹具,其特征在于,包括:
安装底座,其用于与机床或工作台面连接;
底部限位结构,其包括底贴合部、硬度变化部以及补偿部,所述底部限位结构连接于安装底座的顶部,用于贴合球形工件的底面,并改变其硬度对工件底部进行限位;
贴合机构,其包括顶贴合部、形变驱动部以及传动支撑部,所述贴合机构位于驱动结构的上方,所述顶贴合部用于贴合球形工件,所述形变驱动部包括若干个连接于顶贴合部顶部的弹性囊,若干个弹性囊之间均通过软管相连通,所述传动支撑部用于将顶贴合部变形为弧形,与球形工件实现贴合;
调节机构,其包括调节部、液体控制部以及自适应连接部,所述调节机构提供贴合机构的安装位置,用于驱动贴合机构与球形工件贴合,所述自适应连接部用于保适应贴合机构在贴合球形工件时形变连接处发生的位移;
安装结构,其连接于输水环的内侧,所述安装结构用于连接调节机构和输水环,并根据球形工件的大小调节机构的角度。
2.根据权利要求1所述的一种基于新能源汽车制造用的球形工件夹具,其特征在于,还包括驱动结构,其连接于安装底座的顶部且与底部限位结构连接,所述驱动结构用于驱动球形工件转动。
3.根据权利要求2所述的一种基于新能源汽车制造用的球形工件夹具,其特征在于,还包括输水环,其用于整体控制调节机构和贴合机构的移动,并实现球形工件在转动时调节机构和贴合机构跟随球形工件同步转动。
4.根据权利要求3所述的一种基于新能源汽车制造用的球形工件夹具,其特征在于,还包括伸缩杆,其连接于安装底座顶部的两侧,所述伸缩杆用于控制输水环的移动对球形工件的夹紧。
5.根据权利要求4所述的一种基于新能源汽车制造用的球形工件夹具,其特征在于,所述底贴合部包括开设于安装底座顶部的转动槽,所述转动槽的内部转动设有环形外框,所述环形外框内壁的顶部密封连接有橡胶垫。
6.根据权利要求5所述的一种基于新能源汽车制造用的球形工件夹具,其特征在于,所述补偿部包括滑动连接于橡胶垫内部的活塞片,所述活塞片的底部设有若干个弹簧。
7.根据权利要求6所述的一种基于新能源汽车制造用的球形工件夹具,其特征在于,所述硬度变化部包括填充于活塞片和橡胶垫之间的电流变液,所述活塞片上穿插设有两根导线,所述导线的一端延伸至电流变液的内部,所述导线的另一端延伸至安装底座的底部,其中一根导线上设有开关。
8.根据权利要求7所述的一种基于新能源汽车制造用的球形工件夹具,其特征在于,所述顶贴合部包括纺布层,所述纺布层顶端中部和底端中部均粘连有中部橡胶片,所述中部橡胶片的圆周侧均固定设有四个与纺布层粘连的外部橡胶片。
9.根据权利要求8所述的一种基于新能源汽车制造用的球形工件夹具,其特征在于,所述调节部用于驱动贴合机构移动与球形工件贴近。
10.根据权利要求9所述的一种基于新能源汽车制造用的球形工件夹具,其特征在于,所述液体控制部通过改变液体流向来控制调节部以及贴合机构的运行。
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