CN113878382B - 分形夹具单元、分形夹具和分形夹具装置 - Google Patents

分形夹具单元、分形夹具和分形夹具装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种分形夹具单元，包括至少两级分形夹具体，分别为第1级分形夹具体、第2级分形夹具体、……、第n级分形夹具体，其中，n≥2；对于第i级分形夹具体和第i+1级分形夹具体：所述第i级分形夹具体上设有至少2个弧形槽，所述弧形槽内设有与其同轴的第一弧形轨道，所述第i+1级分形夹具体上设有第二弧形轨道，所述第i级分形夹具体的所述弧形槽内分别安装有所述第i+1级分形夹具体，且所述第i+1级分形夹具体的第二弧形轨道与所述第i级分形夹具体的所述第一弧形轨道滑动配合，其中，i＝1,2，……，n‑1。本发明还公开了一种分形夹具和分形夹具装置，能够适用于各类不同形状和尺寸的物体的装夹要求。

Description

分形夹具单元、分形夹具和分形夹具装置
技术领域
本发明属于机械工装夹具技术领域，具体的为一种分形夹具单元、分形夹具和分形夹具装置。
背景技术
夹具是指机械制造过程中用来固定加工对象，使之占有正确的位置，以接受施工或检测的装置。如公开号为CN110340696A的中国专利公开了一种轴类产品随行夹具及其夹具单元，具体的，其夹具单元包括抱具底座，所述抱具底座的两端分别设有与其旋转配合的抱紧臂，且所述抱具底座上设有用于驱动所述抱紧臂旋转并抱紧轴类产品或松开轴类产品的柔性驱动机构；所述抱具底座和抱紧臂上分别设有与轴类产品配合的弧形槽或V型槽。即现有的夹具中，一般采用弧形槽或V型槽来定位轴类产品，可实现轴类产品的装夹要求，但现有的夹具一般仅适用于具有特定形状的轴类产品，如大都适用于装夹截面为圆形的圆柱类轴类产品，对于截面为其他形状的轴类产品，装夹效果较差甚至无法实现装夹，即现有的夹具存在通用性不足的缺陷，使用场景受到限制。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种分形夹具单元、分形夹具和分形夹具装置，能够适用于各类不同形状和尺寸的物体的装夹要求。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
本发明首先提出了一种分形夹具单元，包括至少两级分形夹具体，分别为第1级分形夹具体、第2级分形夹具体、……、第n级分形夹具体，其中，n≥2；
对于第i级分形夹具体和第i+1级分形夹具体：
所述第i级分形夹具体上设有至少2个弧形槽，所述弧形槽内设有与其同轴的第一弧形轨道，所述第i+1级分形夹具体上设有第二弧形轨道，所述第i级分形夹具体的所述弧形槽内分别安装有所述第i+1级分形夹具体，且所述第i+1级分形夹具体的第二弧形轨道与所述第i级分形夹具体的所述第一弧形轨道滑动配合，其中，i＝1,2，……，n-1。
进一步，所述第1级分形夹具体上设有安装面，所述安装面上设有所述弧形槽。
进一步，所述第2级分形夹具体至所述第n级分形夹具体均成拱形、并具有拱顶面和拱底面；
所述第2级分形夹具体至所述第n级分形夹具体的所述第二弧形轨道设置在所述拱顶面上并与所述拱顶面同轴；
当n≥3时，所述第2级分形夹具体至所述第n-1级分形夹具体的所述弧形槽设置在所述拱底面上；所述弧形槽的曲率半径满足：
Rj＜Lj/2m
其中，Rj为弧形槽的曲率半径，Lj为拱底面的跨距；m为所述分形夹具体上设置的弧形槽的数量，且m≥2，2≤j≤n-1。
进一步，所述第n级分形夹具体的拱底面上设有用于增大摩擦力的防滑结构。
本发明还提出了一种分形夹具，包括支架，所述支架上设有两个如上所述的分形夹具体单元，两个所述分形夹具体单元相对设置；所述支架上设有用于驱动两个所述分形夹具单元相对运动以夹持物体的夹持驱动机构。
进一步，所述支架上设有用于驱动两个所述分形夹具体单元相对运动的直线驱动机构；或，
所述支架上设有用于驱动两个所述分形夹具体单元相对运动的连杆驱动机构；或，
所述支架上设有用于驱动其中一个所述分形夹具体单元运动的直线驱动机构和用于驱动另一个所述分形夹具体单元移动的连杆驱动机构。
进一步，所述直线驱动机构包括第一直线导轨和与所述第一直线导轨滑动配合的第一直线滑块，所述第一直线滑块与对应的所述分形夹具体单元的第1级分形夹具体固定连接，所述支架上设有用于驱动所述第一直线滑块沿着所述第一直线导轨移动的第一动力装置。
进一步，所述连杆机构包括第一连杆和第二连杆，所述支架上设有第二直线导轨、与所述第二直线导轨滑动配合的第二直线滑块和用于驱动所述第二直线滑块沿着所述第二直线导轨移动的第二动力装置；所述第一连杆的两端分别与所述支架和对应的所述分形夹具体单元的第1级分形夹具体铰接连接，所述第二连接杆的一端与所述第一连杆的中部铰接连接、另一端与所述第二直线滑块铰接连接。
本发明还提出了一种分形夹具装置，包括间隔设置的至少两个如上所述的分形夹具。
进一步，相邻两个所述分形夹具之间设有用于调节间距的间距调节机构；所述间距调节机构包括底座，所述底座上设有直线轨道；相邻两个所述分形夹具中，至少有一个所述分形夹具的所述支架滑动配合安装在所述直线轨道上，所述底座上设有用于驱动所述支架沿着所述直线轨道移动的第三动力装置。
本发明的有益效果在于：
本发明的分形夹具，通过相对设置两个分形夹具单元，并在分形夹具单元内设置多级分形夹具体，具体的，在对于第i级分形夹具体上设置第一弧形轨道、并将第i+1级分形夹具体滑动配合安装在第一弧形轨道上，如此，第i+1级分形夹具体可沿着第i级分形夹具体的第一弧形轨道转动；如此，在夹持物体时，通过各级分形夹具体沿着各自对应的第一弧形轨道转动，从而可以使第n级分形夹具体自适应匹配物体的表面，以满足不同形状、尺寸的物体的夹持要求。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：
图1为本发明分形夹具装置实施例的结构示意图；
图2为分形夹具的结构示意图；
图3为分形夹具单元的结构示意图；
图4为第1级分形夹具体的结构示意图；
图5为第2级分形夹具体或第3级分形夹具体的结构示意图；
图6为第4级分形夹具体的结构示意图。
附图标记说明：
1-物体；
10-底座；11-直线轨道；12-第三动力电机；13-第三丝杆；14-第三主动齿轮；15-第三从动齿轮；16-第三中间齿轮；17-第三过渡齿轮；
100-分形夹具；101-支架；102-第一直线导轨；103-第一直线滑块；104-第一动力电机；105-第一丝杆；106-第一主动齿轮；107-第一从动齿轮；108-第一中间齿轮；109-第一过渡齿轮；110-第一连杆；111-第二连杆；112-第二直线导轨；113-第二直线滑块；114-第二动力电机；115-第二丝杆；116-第二主动齿轮；117-第二从动齿轮；
200-分形夹具体单元；201-第1级分形夹具体；202-第2级分形夹具体；203-第3级分形夹具体；204-第4级分形夹具体；
301-弧形槽；302-第一弧形轨道；303-第二弧形轨道；304-安装面；305-拱顶面；306-拱底面；307-防滑结构；308-夹具板。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
如图1所示，为本发明分形夹具装置实施例的结构示意图。本实施例的分形夹具装置，包括间隔设置的至少两个分形夹具100。如图2所示，本实施例的分形夹具100包括支架101，支架101上设有两个分形夹具体单元200。如图3所示，本实施例的分形夹具单元200，包括至少两级分形夹具体，分别为第1级分形夹具体、第2级分形夹具体、……、第n级分形夹具体，其中，n≥2。具体的，对于第i级分形夹具体和第i+1级分形夹具体：第i级分形夹具体上设有至少2个弧形槽301，弧形槽301内设有与其同轴的第一弧形轨道302，第i+1级分形夹具体上设有第二弧形轨道303，第i级分形夹具体的弧形槽301内分别安装有第i+1级分形夹具体，且第i+1级分形夹具体的第二弧形轨道303与第i级分形夹具体的第一弧形轨道302滑动配合，其中，i＝1,2，……，n-1。在分形夹具单元200中各级分形夹具体的数量分别为：第1级分形夹具体的数量为m0＝1个，第2级分形夹具体的数量为m1个，第3级分形夹具体的数量为m2个，……，第i级分形夹具体的数量为mi-1个，……，第i级分形夹具体的数量为mn-1个，其中，m为第i级分形夹具体上设置的弧形槽301的个数。两个分形夹具体单元200相对设置，支架101上设有用于驱动两个分形夹具单元200相对运动以夹持物体1的夹持驱动机构。
进一步，第1级分形夹具体上设有安装面304，安装面304上设有弧形槽301。第2级分形夹具体至第n级分形夹具体均成拱形、并具有拱顶面305和拱底面306。具体的，第2级分形夹具体至第n级分形夹具体的第二弧形轨道303设置在拱顶面305上并与拱顶面305同轴。当n≥3时，第2级分形夹具体至第n-1级分形夹具体的弧形槽301设置在拱底面306上；弧形槽301的曲率半径满足：
Rj＜Lj/2m
其中，Rj为弧形槽的曲率半径，Lj为拱底面的跨距；m为所述分形夹具体上设置的弧形槽的数量，且m≥2，2≤j≤n-1。具体的，对于第2级分形夹具体至第n-1级分形夹具体，弧形槽301的弧度小于拱顶面305的弧度，从而在夹持物体1时，通过物体1与各级分形夹具体之间的限位配合关系，可以驱动第i+1级分形夹具体相对于第i级分形夹具体转动，从而适配物体1的表面。
进一步，第n级分形夹具体的拱底面306上设有用于增大摩擦力的防滑结构307，具体的，本实施例的防滑结构307为设置在第n级分形夹具体的拱底面306上的防滑齿。
具体的，本实施例的分形夹具单元200包括4级分形夹具体，分别为第1级分形夹具体201、第2级分形夹具体202、第3级分形夹具体203和第4级分形夹具体204。每一级分形夹具体上分别设有2个弧形槽301，即本实施例中，第1级分形夹具体201的数量为1个，第2级分形夹具体202的数量为2个，第3级分形夹具体203的数量为4个，第4级分形夹具体204的数量为8个。具体的，第1级分形夹具体201上设有安装面304，第2级分形夹具体202、第3级分形夹具体203和第4级分形夹具体204呈拱形。
具体的，第一弧形轨道302为设置在弧形槽301内的燕尾形滑槽，第二弧形轨道303为与燕尾形滑槽配合的燕尾形滑轨；或，第一弧形轨道302为设置在弧形槽303内的燕尾形滑轨，第二弧形轨道303为与燕尾形滑轨配合的燕尾形滑槽。本实施例的第一弧形轨道302为设置在弧形槽301内的燕尾形滑槽，第二弧形轨道303为与燕尾形滑槽配合的燕尾形滑轨。具体的，为了便于燕尾形滑槽的加工，本实施例中第1级分形夹具体至第n-1级分形夹具挑剔采用两块夹具板308组成，第n级分形夹具体上不设置燕尾形滑槽，因此设为一个整体。
进一步，支架101上设有用于驱动两个分形夹具体单元200相对运动的直线驱动机构；或，支架101上设有用于驱动两个分形夹具体单元200相对运动的连杆驱动机构；或，支架101上设有用于驱动其中一个分形夹具体单元200运动的直线驱动机构和用于驱动另一个分形夹具体单元200移动的连杆驱动机构。本实施例的支架101上设有用于驱动其中一个分形夹具体单元200运动的直线驱动机构和用于驱动另一个分形夹具体单元200移动的连杆驱动机构。
具体的，直线驱动机构包括第一直线导轨102和与第一直线导轨102滑动配合的第一直线滑块103，第一直线滑块103与对应的分形夹具体单元的第1级分形夹具体201固定连接，支架101上设有用于驱动第一直线滑块103沿着第一直线导轨102移动的第一动力装置。本实施例的第一直线导轨102设为相互平行的两根，第一动力装置包括第一动力电机104和与第一直线滑块103螺纹配合的第一丝杆105，第一丝杆105与第一直线导轨102平行并设为两根，第一动力电机104与两根第一丝杆105之间传动连接。具体的，本实施例的第一动力电机104的输出轴上设有第一主动齿轮106、第一丝杆105上设有与其同步转动的第一从动齿轮107，支架101上设有与第一主动齿轮106啮合的第一中间齿轮108，两个第一从动齿轮107与第一中间齿轮108之间分别设有第一过渡齿轮109。
具体的，连杆机构包括第一连杆110和第二连杆111，支架101上设有第二直线导轨112、与第二直线导轨112滑动配合的第二直线滑块113和用于驱动第二直线滑块113沿着第二直线导轨112移动的第二动力装置。本实施例的第一连杆110的两端分别与支架101和对应的分形夹具体单元200的第1级分形夹具体201铰接连接，第二连接杆111的一端与第一连杆110的中部铰接连接、另一端与第二直线滑块113铰接连接。利用第二动力装置驱动二直线滑块113沿着第二直线导轨112移动，从而可以驱动第一连杆110绕其与支架101的铰接连接点转动，进而驱动对应的分形夹具体单元200转动，从而满足夹持物体的要求。具体的，第二动力装置包括第二动力电机114和与第二直线滑块113螺纹配合的第二丝杆115，第二丝杆115与第二直线导轨112平行，第二动力电机114与第二丝杆115之间传动连接。具体的，本实施例的第二动力电机114的输出轴上设有第二主动齿轮116、第二丝杆115上设有与其同步转动的第二从动齿轮117，第二主动齿轮116与第二从动齿轮117啮合。
当然，夹持驱动机构除了采用上述的直线驱动机构和连杆驱动机构外，还可以采用现有的多种驱动方式，不再累述。
相邻两个分形夹具100之间设有用于调节间距的间距调节机构。本实施例的间距调节机构包括底座10，底座10上设有直线轨道11；相邻两个分形夹具100中，至少有一个分形夹具100的支架101滑动配合安装在直线轨道11上，底座10上设有用于驱动支架101沿着直线轨道11移动的第三动力装置。具体的，本实施例的分形夹具装置包括两个分形夹具100，其中一个分形夹具100的支架101固定安装在底座10上，另一个分形夹具100的支架101滑动配合安装在直线轨道11上。本实施例的直线轨道11设为相互平行的两根，使分形夹具100的支架101在其上移动更加稳定。第三动力装置包括第三动力电机12和与直线轨道11螺纹配合的第三丝杆13，第三丝杆13与直线轨道11平行并设为两根，第三动力电机12与两根第三丝杆13之间传动连接。具体的，本实施例的第三动力电机12的输出轴上设有第三主动齿轮14、第三丝杆13上设有与其同步转动的第三从动齿轮15，支架101上设有与第三主动齿轮14啮合的第三中间齿轮16，两个第三从动齿轮15与第三中间齿轮16之间分别设有第三过渡齿轮17。
本实施例的分形夹具装置，通过间隔设置多个分形夹具，以实现具有不同长度的物体1的夹持要求。本实施例的分形夹具，通过相对设置两个分形夹具单元，并在分形夹具单元内设置多级分形夹具体，具体的，在对于第i级分形夹具体上设置第一弧形轨道、并将第i+1级分形夹具体滑动配合安装在第一弧形轨道上，如此，第i+1级分形夹具体可沿着第i级分形夹具体的第一弧形轨道转动；如此，在夹持物体时，通过各级分形夹具体沿着各自对应的第一弧形轨道转动，从而可以使第n级分形夹具体自适应匹配物体的表面，以满足不同形状、尺寸的物体的夹持要求。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (5)

1.一种分形夹具，其特征在于：包括支架，所述支架上设有两个分形夹具单元，两个所述分形夹具单元相对设置；
所述分形夹具单元包括至少两级分形夹具体，分别为第1级分形夹具体、第2级分形夹具体、……、第n级分形夹具体，其中，n≥2；
对于第i级分形夹具体和第i+1级分形夹具体：
所述第i级分形夹具体上设有至少2个弧形槽，所述弧形槽内设有与其同轴的第一弧形轨道，所述第i+1级分形夹具体上设有第二弧形轨道，所述第i级分形夹具体的所述弧形槽内分别安装有所述第i+1级分形夹具体，且所述第i+1级分形夹具体的第二弧形轨道与所述第i级分形夹具体的所述第一弧形轨道滑动配合，其中，i＝1,2，……，n-1；
所述第1级分形夹具体上设有安装面，所述安装面上设有所述弧形槽，所述安装面为平面；
所述支架上设有用于驱动两个所述分形夹具单元相对运动以夹持物体的夹持驱动机构；所述支架上设有用于驱动其中一个所述分形夹具体单元运动的直线驱动机构和用于驱动另一个所述分形夹具体单元移动的连杆驱动机构；
所述连杆驱动机构包括第一连杆和第二连杆，所述支架上设有第二直线导轨、与所述第二直线导轨滑动配合的第二直线滑块和用于驱动所述第二直线滑块沿着所述第二直线导轨移动的第二动力装置；所述第一连杆的两端分别与所述支架和对应的所述分形夹具体单元的第1级分形夹具体铰接连接，所述第二连杆的一端与所述第一连杆的中部铰接连接、另一端与所述第二直线滑块铰接连接；
所述第2级分形夹具体至所述第n级分形夹具体均成拱形、并具有拱顶面和拱底面；
所述第2级分形夹具体至所述第n级分形夹具体的所述第二弧形轨道设置在所述拱顶面上并与所述拱顶面同轴；
当n≥3时，所述第2级分形夹具体至所述第n-1级分形夹具体的所述弧形槽设置在所述拱底面上；所述弧形槽的曲率半径满足：
Rj＜Lj/2m
其中，Rj为弧形槽的曲率半径，Lj为拱底面的跨距；m为所述分形夹具体上设置的弧形槽的数量，且m≥2，2≤j≤n-1。
2.根据权利要求1所述的分形夹具，其特征在于：所述第n级分形夹具体的拱底面上设有用于增大摩擦力的防滑结构。
3.根据权利要求1所述的分形夹具，其特征在于：所述直线驱动机构包括第一直线导轨和与所述第一直线导轨滑动配合的第一直线滑块，所述第一直线滑块与对应的所述分形夹具体单元的第1级分形夹具体固定连接，所述支架上设有用于驱动所述第一直线滑块沿着所述第一直线导轨移动的第一动力装置。
4.一种分形夹具装置，其特征在于：包括间隔设置的至少两个如权利要求1-3任一项所述的分形夹具。
5.根据权利要求4所述的分形夹具装置，其特征在于：相邻两个所述分形夹具之间设有用于调节间距的间距调节机构；所述间距调节机构包括底座，所述底座上设有直线轨道；相邻两个所述分形夹具中，至少有一个所述分形夹具的所述支架滑动配合安装在所述直线轨道上，所述底座上设有用于驱动所述支架沿着所述直线轨道移动的第三动力装置。
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