单位文秘网 2021-07-05 08:22:38 点击: 次
【摘要】介绍了一种新型的基于气动肌腱驱动的偏心凸轮-横増力杠杠三级增力压紧装置,对系统的工作原理进行了分析并给出了工作原理图。文章对系统的输出力和力放大系数给出了相应的计算公式。该装置以气动肌腱为动力源,利用凸轮的角度效应以及杠杆的长度效应对输入力进行放大和传递。装置结构紧凑,技术功能较为完善,增力效果明显,是对传动机构绿色化设计的一种尝试。
【关键词】气动肌腱;偏心凸轮;横増力杠杠
【Abstract】The working principle of a new kind of three-steps force amplified clamping device driven by pneumatic muscle is introduced.Some corresponding mechanics calculating formulate of output force and force amplifying coefficient are also given.The whole system is driven by the pneumatic muscle.The apparatus can enlarge and transmit the inputforce byusing the angle function between toggles and the length function of the lever.The innovative device with compact construction has perfect technical functions and obvious force amplified effect.It is a good attempt at green design ofdrivingmechanism force amplifying.
【Key words】pneumatic muscle; eccentric; lever
在倡导绿色化生产的今天,使用清洁、无污染的驱动元件是社会发展的潮流。气动肌腱是一种新型的气动拉伸执行元件,它采用清洁的压缩空气作为介质,能像人类的肌肉一样收缩,故此得名。当气动肌腱内部充入压缩空气后,就会在径向产生膨胀的同时伴随着轴向收缩,从而提供一个收缩力。它的突出优点是具有结构简单、无污染、摩擦小、功率-质量比高、无易损件、无泄漏、无相对运动机械部件等,越来越多的应用于夹具技术领域[1][2]。
一般的力放大机构实现结构设计都是利用了杠杆原理、角原理和面积原理[3]。本文设计了一种利用气动肌腱驱动,基于长度、角度混合效应的三次増力机构,使用三次増力机构,能够迅速获得较大的夹紧力,同时由于偏心凸轮的自锁效应,所以在夹紧工件的过程中,能够使装置有效自锁。
一、工作原理
气动肌腱的偏心凸轮-横増力压紧装置的工作原理如图1所示,由图中可知,气动肌腱左端及复位弹簧右端与偏心凸轮机构的驱动杆相联,而偏心凸轮机构又与横増力杠杠通过滚轮相联接,最后横増力杠杠通过联接杆与压紧件相联接。
详细的工作原理为:当气动肌腱充入压缩空气后,就会引起径向膨胀以及轴向收缩,从而产生轴向收缩力 。 沿轴向拉伸偏心凸轮的驱动杆并使偏心凸轮顺时针转动时,形封闭偏心轮机构通过滚轮带动恒增力杠杆机构向`下运动,产生二次增力效果;恒增力杠杆机构向下运动与力输出件间形成三次增力,推动力输出件向下移动,压紧工件。反之,当气动肌腱释放压缩空气后,偏心凸轮的驱动杆在复位弹簧的牵引下逆时针转动,带动杠杆向上移动,力输出件也跟着上移,从而松开工件。
图1 工作原理图
在工程作业中,该夹紧装置可以在气动肌腱体积一定的情况下,显著增加夹紧力的大小,同样又可以在夹紧力要求一定的条件下,大大减小整个系统的体积。
二、力学分析
四、结束语
本文介绍的以气动肌键作为驱动,利用偏心凸轮-横増力杠杠进行三次增力的压紧装置,技术功能较为完善,绿色环保,高效节能,可以广泛应用于需要较大夹紧力且结构尺寸受限制的场合,同时,气动肌腱能够克服了气压传动系统压力低的缺点,并代替了容易产生污染的液压传动,这在一定程度上适应了现代传动技术向绿色化方向发展的潮流。我们希望能给相关领域的工程技术人员提供一种新的借鉴或启发,从而使其在现代制造业中得到更广泛的应用。
参考文献
[1]柏青,钟康民.基于气动肌腱的三级増力压紧装置[J].轻工机械,2009,27(1):90-92.
[2]柏青,钟康民.基于増力铰杆的气动肌腱夹紧装置[J].轻工机械,2007,25(3):119-120.
[3]柏青,钟康民.基于三级増力机构的气动肌腱压紧装置[J].液压与气动,2007 (1):67-68.
[4]钟康民.偏心夹紧流体传动夹具[J].新技术新工艺,2003(12):26-27.
[5]孙承峰,钟康民.解决铰杆一杠杆增力机构夹具自由度不足的新方法-滚动高 副代低副法[J].机床与液压,2008,36(10):255-256.
[6]王雄耀.介绍一种气动新产品-仿生气动肌肉腱[J].液压气动与密封,2002(1) :31-34.
[7]梁金生,曹巨江.提升转位机械手用的凸轮传动装置[J].轻工机械,2004(4):108 -109.
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