CN113977474B - 内腔撑紧装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种内腔撑紧装置，包括：下盖板、转盘、上盖板及多个顶杆组件；下盖板上位中部开设有第一通孔，下盖板的底面凸设有多个第一滑动槽；转盘设置于下盖板上并开设有对位于第一通孔的第二通孔，转盘上还开设有一一对应于多个第一滑动槽的多个第二滑动槽；上盖板装设于下盖板上，上盖板上开设有对位于第二通孔的第三通孔，上盖板的顶面凸设有对位于第一滑动槽的多个第三滑动槽，第三滑动槽一一对应于第二滑动槽；每一顶杆组件对应地连接于第一滑动槽、第二滑动槽及第三滑动槽；通过第二通孔驱动转盘转动，第二滑动槽带动顶杆组件沿第一滑动槽及/或第三滑动槽的方向往复移动以撑紧或收缩回转体产品的内腔。

Description

内腔撑紧装置

技术领域

本发明属于机械加工领域，具体地说，尤其涉及一种用于回转体产品加工的内腔撑紧装置。

背景技术

生产过程中有些回转体产品需要在内壁均匀粘接部分零部件，由于粘接所使用的胶液具有一定的流动性，且在固化过程中会发生膨胀，造成所粘接的零部件产生位移导致产品报废，因此，需要用工具将所粘接的零部件撑紧，保证固化稳定、牢固。目前常规所使用的撑紧工具为正反螺纹式两点撑紧方式，主要通过人工旋转手柄，带动手柄中心的两支螺纹杆实现轴向移动进而撑紧零部件，此方式需要人员旋转手柄若干圈，且需要两只手同时操作，较为繁琐，另外由于只有两点支撑，因此对于同时存在多个粘接零部件时，就需要多套撑紧工具，效率较低。

目前主要实现撑紧功能的方式有以下几种：1)正反螺纹式撑紧杆，通过左旋和右旋螺纹共同作用，实现两支螺纹杆轴向移动进而撑紧零部件，此方式人员旋转手柄行程长，且需要两只手同时操作，较为繁琐。2)液压或气压活塞式径向撑紧，通过液压或气压同时传动若干个活塞杆进行径向伸缩移动，实现撑紧功能，此方式结构较为复杂，维修、保养难度大。3)凸轮滑杆方式，通过中心凸轮旋转带动若干径向滑杆做伸缩运动，实现撑紧功能，此方式适用于径向移动行程较小，往复运动频繁的工况。

因此，亟需开发一种克服上述缺陷的用于回转体产品加工的内腔撑紧装置。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种用于回转体产品加工的内腔撑紧装置，从而至少解决先有撑紧装置结构复杂、效率低且适用性差的问题。

本发明的一种内腔撑紧装置，其中，包括：

下盖板，其中部开设有第一通孔，所述下盖板的底面凸设有多个第一滑动槽；

转盘，设置于所述下盖板上，所述转盘上开设有对位于所述第一通孔的第二通孔，所述转盘上还开设有一一对应于多个所述第一滑动槽的多个第二滑动槽；

上盖板，装设于所述下盖板上，所述上盖板上开设有对位于所述第二通孔的第三通孔，所述上盖板的顶面凸设有对位于所述第一滑动槽的多个第三滑动槽，所述第三滑动槽一一对应于所述第二滑动槽；

多个顶杆组件，每一所述顶杆组件对应地连接于所述第一滑动槽、所述第二滑动槽及所述第三滑动槽；

其中，通过所述第二通孔驱动所述转盘转动，所述第二滑动槽带动所述顶杆组件沿所述第一滑动槽及/或所述第三滑动槽的方向往复移动以撑紧或收缩回转体产品的内腔。

上述的内腔撑紧装置，其中，所述转盘的外圆具有棘轮齿，所述内腔撑紧装置还包括限位组件，所述限位组件装设于所述上盖板的外圆上，撑紧所述回转体产品的内腔时，所述限位组件与所述棘轮齿配合以限制所述转盘的逆向转动。

上述的内腔撑紧装置，其中，还包括驱动手柄，与所述第二通孔键槽配合，通过转动所述驱动手柄驱动所述转盘转动。

上述的内腔撑紧装置，其中，还包括电源模块，装设于所述上盖板的顶面上，且电性连接于所述限位组件，所述电源模块为所述限位组件供电。

上述的内腔撑紧装置，其中，所述限位组件包括：

底座，装设于所述上盖板的外圆上；

推拉式电磁铁，装设于所述底座上，且电性连接于所述电源模块；

限位齿，连接于所述推拉式电磁铁，所述限位齿与所述棘轮齿配合以限制所述转盘的逆向转动。

上述的内腔撑紧装置，其中，所述驱动手柄包括：

驱动部，与所述第二通孔键槽配合；

把手部，连接于所述驱动部，所述把手部上设置有按钮，所述按钮电性连接于所述电源模块，按动所述按钮为所述推拉式电磁铁通电，所述推拉式电磁铁收缩以带动所述限位齿与所述棘轮齿脱离，反向旋转所述把手部以带动所述顶杆组件收缩所述回转体产品的内腔。

上述的内腔撑紧装置，其中，每一所述顶杆组件包括：

相对设置的第一顶杆和第二顶杆，所述第一顶杆的一端连接于所述第二顶杆的一端；

支撑柱，用以穿设于所述第一滑动槽、所述第二滑动槽及所述第三滑动槽上，所述支撑柱的两端分别连接于所述第一顶杆的另一端和所述第二顶杆的另一端；

顶块，连接于所述第一顶杆，所述第二滑动槽带动所述支撑柱移动，以使所述第一顶杆和所述第二顶杆伸出或收缩，伸出时通过所述顶块撑紧所述回转体产品的内腔。

上述的内腔撑紧装置，其中，所述顶块包括：

橡胶垫；

顶块主体，所述橡胶垫装设于所述顶块主体的一端上；

连接板，装设于所述顶块主体的另一端上，所述连接板球接于所述第一顶杆。

上述的内腔撑紧装置，其中，每一所述顶杆组件还包括：二个滑块，设置于所述支撑柱上且位于所述第一顶杆和所述第二顶杆的内侧，二个所述滑块对应地位于所述第一滑动槽及所述第三滑动槽中，所述支撑柱带动所述滑块移动以使所述第一顶杆和所述第二顶杆伸出或收缩，所述转盘的外圆位于二个所述滑块之间。

上述的内腔撑紧装置，其中，所述驱动部包括：

第一圆台；

花键，其一端连接于所述第一圆台的一端，与所述第二通孔键槽配合；

第二圆台，所述花键的另一端连接于所述第二圆台的一端，所述第二圆台的另一端连接于所述把手部，所述第二圆台的直径大于所述第一圆台的直径，所述花键与所述第二通孔键槽连接时，通过所述第一圆台及所述第二圆台限制所述转盘的轴向方向。

本发明相对于现有技术其功效在于：

本装置采用棘轮和曲线轮结合的方式实现径向自动撑紧和限位。通过在转盘中心设计四处曲线槽(阿基米德螺纹线)，带动支撑柱和顶块沿径向移动；

通过在转盘外圆设计成棘轮齿结构，再加上限位齿实现转盘的限位停转；

通过中心旋转把手的设置，实现人员单手旋转撑紧和放松的功能；

通过直流小功率推拉式电磁铁带动限位块实现可控的伸缩移动，实现转盘的固定和放松；通过直流电源和按钮实现人员一键放松操作。

由此，本发明的内腔撑紧装置结构简单，便于操作，从而实现单手快速、简便的将所粘接的零部件撑紧的功能，因此还兼具效率高及适用性高的特点。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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一简单地介绍，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为本发明的内腔撑紧装置的顶部结构示意图。

图2为本发明的内腔撑紧装置的底部结构示意图。

图3为本发明的内腔撑紧装置的内部结构示意图。

图4为本发明的内腔撑紧装置的上下盖板结构示意图。

图5为本发明的内腔撑紧装置的转盘结构示意图。

图6为本发明的内腔撑紧装置的限位组件结构示意图。

图7为限位状态示意图。

图8为本发明的内腔撑紧装置的顶杆组件结构示意图。

图9为本发明的内腔撑紧装置的顶块结构示意图。

图10为本发明的内腔撑紧装置的旋转手柄结构示意图。

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、完整地说明，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。

本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。另外，在附图及实施方式中所使用相同或类似标号的元件/构件是用来代表相同或类似部分。

关于本文中所使用的“第一”、“第二”、“S1”、“S2”、…等，并非特别指称次序或顺位的意思，也非用以限定本发明，其仅为了区别以相同技术用语描述的元件或操作。

关于本文中所使用的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本创作。

关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。

关于本文中所使用的“及/或”，包括所述事物的任一或全部组合。

关于本文中的“多个”包括“两个”及“两个以上”；关于本文中的“多组”包括“两组”及“两组以上”。

某些用以描述本申请的用词将于下或在此说明书的别处讨论，以提供本领域技术人员在有关本申请的描述上额外的引导。

请参阅图1-图4，图1为本发明的内腔撑紧装置的顶部结构示意图；图2为本发明的内腔撑紧装置的底部结构示意图；图3为本发明的内腔撑紧装置的内部结构示意图；图4为本发明的内腔撑紧装置的上下盖板结构示意图，图1中箭头L1的方向为撑紧时转盘的转动方向，箭头L2的方向为撑紧时顶杆组件的移动方向。如图1-4所示，本发明的内腔撑紧装置，包括：下盖板1、转盘2、上盖板3、多个顶杆组件4；下盖板1的中部开设有第一通孔11，所述下盖板1的底面凸设有多个第一滑动槽12；转盘2设置于所述下盖板1上，所述转盘2上开设有对位于所述第一通孔11的第二通孔21，所述转盘2上还开设有一一对应于多个所述第一滑动槽12的多个第二滑动槽22；上盖板3装设于所述下盖板1上，所述下盖板1及所述上盖板3包覆所述转盘2，所述上盖板3上开设有对位于所述第二通孔21的第三通孔31，所述上盖板3的顶面凸设有对位于所述第一滑动槽12的多个第三滑动槽32，所述第三滑动槽32一一对应于所述第二滑动槽22；每一所述顶杆组件4对应地连接于所述第一滑动槽12、所述第二滑动槽22及所述第三滑动槽32；其中，通过所述第二通孔21驱动所述转盘2转动，所述第二滑动槽22带动所述顶杆组件4沿所述第一滑动槽12及/或所述第三滑动槽32的方向往复移动以撑紧或收缩回转体产品的内腔。

其中，在本实施例中，上盖板3和下盖板1呈圆形，所述第一滑动槽12为四个均布于下盖板1的底面，所述第三滑动槽32为四个均布于上盖板3的顶面，所述第一滑动槽12与所述第三滑动槽32对位设置。

由此，本发明的内腔撑紧装置主要由上盖板3、下盖板1、转盘2、顶杆组件4等组成，同时本发明的内腔撑紧装置的整体质量控制在10kg以内，从而可以实现单手操作直径350mm～470mm范围内的径向行程，但本发明并不对径向行程的范围进行限制，后续可根据不同规格尺寸改变径向行程的范围。

其中，在本发明的一实施例中，上盖板3和下盖板1主要功能是为整体装置提供支撑框架，因此上盖板3和下盖板1的材质可为轻质铝合金材质。

进一步地，请参照图5，图5为本发明的内腔撑紧装置的转盘结构示意图，并结合图1-图4，所述转盘2的外圆具有棘轮齿23，所述内腔撑紧装置还包括限位组件5，所述限位组件5装设于所述上盖板3的外圆上，撑紧所述回转体产品的内腔时，所述限位组件5与所述棘轮齿23配合以限制所述转盘的逆向转动。

其中，转盘2为主体驱动装置，在本实施例中，第二滑动槽22为曲线槽，考虑到人员单手操作手腕最大扭角为180°，为方便操作，曲线槽行程角度按180°进行设计，直径变化为120mm，外圆均匀设置一圈棘轮齿23，可实现转盘2每转一尺，顶杆组件4的径向移动0.5mm，但本发明并不对具体数值进行限制。

更进一步地，请参照图6-图7，图6为本发明的内腔撑紧装置的限位组件结构示意图；图7为限位状态示意图。结合图1-图4所示，本发明的内腔撑紧装置包括电源模块6，电源模块6装设于所述上盖板3的顶面上，且电性连接于所述限位组件5，所述电源模块6为所述限位组件5供电。

需要说明的是，在本实施例中，电源模块6采用成熟的12V直流电池盒加锂电池组成，从而方便拆卸、更换、充电等，并使得本装置的整体体积小，质量轻。

其中，所述限位组件5包括：底座51、推拉式电磁铁52及限位齿53；底座51装设于所述上盖板3的外圆上；推拉式电磁铁52装设于所述底座51上，且电性连接于所述电源模块6；限位齿53连接于所述推拉式电磁铁52，所述限位齿53与所述棘轮齿23配合以限制所述转盘2的逆向转动。

其中，在本实施例中，推拉式电磁铁52选用12v直流小功率的推拉式电磁铁，行程为10mm，推拉式电磁铁52断电时限位，加电时放松，断电状态时推拉式电磁铁52为伸出状态，可对推拉式电磁铁52进行手动压缩，加电状态时推拉式电磁铁52为拉紧状态，推拉式电磁铁52带动限位齿53进行径向移动，以脱离棘轮齿23。限位齿53主要是与转盘2的棘轮齿23作用，利用其限位齿53的单边曲面结构，实现对转盘2的单向转动和限位控制。

在本实施例，包括二个相对设置的推拉式电磁铁52，上盖板3开设有上相对设置的电磁铁安装孔34，推拉式电磁铁52对应的装设于电磁铁安装孔34上。

具体地说，当处于断电状态时，推拉式电磁铁52为伸出状态，转动转盘2以带动顶杆组件4伸出，同时限位齿53对棘轮齿23的单向转动进行限位控制，以限制所述转盘2的逆向转动；当处于加电状态时，推拉式电磁铁52为拉紧状态，通过弹簧带动限位齿53脱离棘轮齿23，从而取消对转盘2的限位控制，反向转动转盘2，以带动顶杆组件4的反向移动以收缩顶杆组件4。

再进一步地，请参照图8-图9，图8为本发明的内腔撑紧装置的顶杆组件结构示意图；图9为本发明的内腔撑紧装置的顶块结构示意图。结合图1-图4所示，顶杆组件主要由第一顶杆41、第二顶杆42和支撑柱43等组成，支撑柱43主要与转盘2的曲线槽配合，实现运动的传递，第一顶杆41、第二顶杆42上设计有长方形滑块，与上、下盖板配合，实现径向移动。

具体地说，每一所述顶杆组件4包括：相对设置的第一顶杆41和第二顶杆42、支撑柱43及顶块44；所述第一顶杆41的一端连接于所述第二顶杆42的一端；支撑柱43用以穿设于所述第一滑动槽12、所述第二滑动槽22及所述第三滑动槽32上，所述支撑柱43的两端分别连接于所述第一顶杆41的另一端和所述第二顶杆42的另一端；顶块44连接于所述第一顶杆41，所述第二滑动槽22带动所述支撑柱43移动，以使所述第一顶杆41和所述第二顶杆42伸出或收缩，伸出时通过所述顶块44撑紧所述回转体产品的内腔。

其中，顶块主要由顶块主体和橡胶垫组成，顶块主体与顶杆组件采用球接触配合，实现万向转动，以配合不同角度的零部件，橡胶垫与所粘接零部件接触，保护产品表面的同时，增大摩擦力和压紧力。具体地说，所述顶块44包括：橡胶垫441、顶块主体442及连接板443；所述橡胶垫441装设于所述顶块主体442的一端上；连接板443装设于所述顶块主体442的另一端上，所述连接板443球接于所述第一顶杆41。

在本实施例中，每一所述顶杆组件4还包括：二个滑块45，设置于所述支撑柱43上且位于所述第一顶杆41和所述第二顶杆42的内侧，二个所述滑块45对应地位于所述第一滑动槽12及所述第三滑动槽32中，所述支撑柱43带动所述滑块45移动以使所述第一顶杆41和所述第二顶杆42伸出或收缩，所述转盘2的外圆位于二个所述滑块45之间。

更进一步地，请参照图10，图10为本发明的内腔撑紧装置的旋转手柄结构示意图。结合图1-图4所示，本发明的内腔撑紧装置还包括驱动手柄7，与所述第二通孔21键槽配合，通过转动所述驱动手柄7驱动所述转盘2转动。

其中，所述驱动手柄7包括：驱动部71及把手部72；驱动部71与所述第二通孔21键槽配合；把手部72连接于所述驱动部71，所述把手部72上设置有按钮721，所述按钮721电性连接于所述电源模块6，按动所述按钮721为所述推拉式电磁铁52通电，所述推拉式电磁铁52收缩以带动所述限位齿53与所述棘轮齿23脱离，反向旋转所述把手部72以带动所述顶杆组件4收缩所述回转体产品的内腔。

在本实施例中，以按钮721通过弹簧线8连接于电源模块6为较佳的实施方式，但本发明并不以此为限。

其中，所述驱动部71包括：第一圆台711、花键712及第二圆台713；花键712的一端连接于所述第一圆台711的一端，花键712与所述第二通孔21键槽配合；所述花键712的另一端连接于所述第二圆台713的一端，所述第二圆台713的另一端连接于所述把手部72，所述第二圆台713的直径大于所述第一圆711台的直径，所述花键712与所述第二通孔21键槽连接时，通过所述第一圆台711及所述第二圆台713限制所述转盘2的轴向方向。

需要说明的是，驱动手柄为人员操作的唯一模块，其通过花键与转盘配合，控制其旋转；通过两侧的圆台与上盖板和下盖板配合，保证整体结构的轴向限位和中心稳定；通过将电源控制按钮设置在驱动手柄上方，方便操作人员一只手控制旋转和通断电，同时驱动手柄大小按照正常成年人手大小设计，方便操作。

值得注意的是，在本实施例中，上盖板3上还开设有穿线孔33，本装置还包括电源线9，电源线9的一端连接电源模块6，电源线9的另一端通过穿线孔33伸入本装置内部沿转盘2的圆周方向连接于推拉式电磁铁52。

以下，具体说明本发明的内腔撑紧装置的工作过程如下：

1)操作人员手持撑紧装置，置于需要撑紧的位置，顺时针旋转驱动手柄，保证四周的顶块完全和被顶零部件接触且橡胶垫具有一定压缩量(此时限位齿自动限制转盘逆向转动)，操作人员松手，撑紧装置保持锁紧状态维持零部件位置不动。

2)待工作结束，操作人员手持撑紧装置的驱动手柄，按动电源按钮，电磁铁作用保证限位齿松脱，此时转盘限位释放，逆时针旋转驱动手柄，即可保证撑紧装置收缩，缓慢取出撑紧装置即可。

3)重新开始下一次作业。

综上所述，本发明通过将曲线轮、棘轮、电磁铁等原理进行融合，同时合理设计零件的结构，实现了快速、简便的内腔撑紧功能，同时具有通用性，能够有效提升产品效率且安全可靠。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种内腔撑紧装置，其特征在于，包括：

下盖板，其中部开设有第一通孔，所述下盖板的底面凸设有多个第一滑动槽；

转盘，设置于所述下盖板上，所述转盘上开设有对位于所述第一通孔的第二通孔，所述转盘上还开设有一一对应于多个所述第一滑动槽的多个第二滑动槽；

上盖板，装设于所述下盖板上，所述上盖板上开设有对位于所述第二通孔的第三通孔，所述上盖板的顶面凸设有对位于所述第一滑动槽的多个第三滑动槽，所述第三滑动槽一一对应于所述第二滑动槽；

多个顶杆组件，每一所述顶杆组件对应地连接于所述第一滑动槽、所述第二滑动槽及所述第三滑动槽，每一所述顶杆组件包括：

相对设置的第一顶杆和第二顶杆，所述第一顶杆的一端连接于所述第二顶杆的一端；

支撑柱，用以穿设于所述第一滑动槽、所述第二滑动槽及所述第三滑动槽上，所述支撑柱的两端分别连接于所述第一顶杆的另一端和所述第二顶杆的另一端；

顶块，连接于所述第一顶杆，所述第二滑动槽带动所述支撑柱移动，以使所述第一顶杆和所述第二顶杆伸出或收缩，伸出时通过所述顶块撑紧回转体产品的内腔；

其中，通过所述第二通孔驱动所述转盘转动，所述第二滑动槽带动所述顶杆组件沿所述第一滑动槽及/或所述第三滑动槽的方向往复移动以撑紧或收缩回转体产品的内腔；所述转盘的外圆具有棘轮齿，所述内腔撑紧装置还包括限位组件，所述限位组件装设于所述上盖板的外圆上，撑紧所述回转体产品的内腔时，所述限位组件与所述棘轮齿配合以限制所述转盘的逆向转动，使得所述转盘可单向转动。

2.如权利要求1所述的内腔撑紧装置，其特征在于，还包括驱动手柄，与所述第二通孔键槽配合，通过转动所述驱动手柄驱动所述转盘转动。

3.如权利要求2所述的内腔撑紧装置，其特征在于，还包括电源模块，装设于所述上盖板的顶面上，且电性连接于所述限位组件，所述电源模块为所述限位组件供电。

4.如权利要求3所述的内腔撑紧装置，其特征在于，所述限位组件包括：

底座，装设于所述上盖板的外圆上；

推拉式电磁铁，装设于所述底座上，且电性连接于所述电源模块；

限位齿，连接于所述推拉式电磁铁，所述限位齿与所述棘轮齿配合以限制所述转盘的逆向转动。

5.如权利要求4所述的内腔撑紧装置，其特征在于，所述驱动手柄包括：

驱动部，与所述第二通孔键槽配合；

把手部，连接于所述驱动部，所述把手部上设置有按钮，所述按钮电性连接于所述电源模块，按动所述按钮为所述推拉式电磁铁通电，所述推拉式电磁铁收缩以带动所述限位齿与所述棘轮齿脱离，反向旋转所述把手部以带动所述顶杆组件收缩所述回转体产品的内腔。

6.如权利要求1所述的内腔撑紧装置，其特征在于，所述顶块包括：

橡胶垫；

顶块主体，所述橡胶垫装设于所述顶块主体的一端上；

连接板，装设于所述顶块主体的另一端上，所述连接板球接于所述第一顶杆。

7.如权利要求1所述的内腔撑紧装置，其特征在于，每一所述顶杆组件还包括：二个滑块，设置于所述支撑柱上且位于所述第一顶杆和所述第二顶杆的内侧，二个所述滑块对应地位于所述第一滑动槽及所述第三滑动槽中，所述支撑柱带动所述滑块移动以使所述第一顶杆和所述第二顶杆伸出或收缩，所述转盘的外圆位于二个所述滑块之间。

8.如权利要求5所述的内腔撑紧装置，其特征在于，所述驱动部包括：

第一圆台；

花键，其一端连接于所述第一圆台的一端，与所述第二通孔键槽配合；

第二圆台，所述花键的另一端连接于所述第二圆台的一端，所述第二圆台的另一端连接于所述把手部，所述第二圆台的直径大于所述第一圆台的直径，所述花键与所述第二通孔键槽连接时，通过所述第一圆台及所述第二圆台限制所述转盘的轴向方向。