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机构应用10-3 利用肘节机构来增强夹头的稳定保持力量
应用要点: 楔子在机械结构中可以使构件更紧密的贴合,增加接触面的摩擦力。所以使用楔子或斜坡凸轮结构,可以构建出状态稳定,且具备一定夹取力量的夹头开、合机构。通过斜坡式的结构来使夹头机构达到减速,增力的效果。
1、 楔子的开、合动作
如图所示,这是一个利用楔子的斜面来控制夹头开、合的机构。楔子以支点为中心做摆动运动。当楔子向下方摆动时,推压联动滚轮,夹头做闭合运动过程。因为楔子的摆动是一个旋转的过程,所以在驱动联动滚轮时,它的方向与垂直向下的方向有所偏差。进而导制联动时,夹头末端的夹取点也存在一个细微的角度偏差。摆动的角度越大,则夹头的实际夹取位置偏差也越大。
如果不使用臂杆式结构来驱动楔子,而改用线性导块结构,让楔子做垂直上下的运动,就可以消除这个角度偏差。夹头两侧的手臂因为受到相同力量,相同方向的驱动力而始终保持夹取位置的稳定。
楔子本身并不具备动作保持的功能,因此还需要有一个状态保持的稳定机构来锁定其状态。使用肘节机构与楔子机构的组合,可以实现其效果。
当臂杆1上升时,肘节机构伸展拉长,驱动楔子向下推压,通过滚轮联动装置使夹头末端手臂开启。当肘节机构伸展至最大中止处时,在挡块的作用下,其保持最大力量的支撑状态。进而保持了夹头手臂的稳定开启状态。
当臂杆2上举时,带动肘节机构弯曲,失去支撑作用,失去了对夹头的夹取力量。此时,在拉力弹簧恢复力量的作用下,将楔子挤出滚轮间隙,实现夹头的重新闭合过程。闭合状态的稳定是由弹簧的收缩力量来进行维持的。
改变夹头机构的结构,让肘节机构来实现夹头的夹取闭合功能,弹簧改用压力弹簧类型,用其恢复性反弹力量来实现夹头的开启状态。此时,使用楔子结构来驱动夹头手臂运动,利用其减速、增力的功能,可以使夹头的手臂产生逐渐适度的增强力量,实现对工件的有效夹取功能。
2、 单侧控制夹头开合的楔子式减速、增力设计
如图,这是一种使用楔子式斜坡凸轮设计的单侧夹头运动控制机构。利用楔子的减速、增力功能,控制夹头的夹取力量。这样,针对不同重量的工件,就可以智能的输出不同的夹取闭合力量。既实现有效夹取,又不必担心力量过大造成的工件损坏和力量过小造成的夹取效果不理想的现象。