[發明專利]一種用于隨機位置鎖緊的鎖緊裝置及其最小受力確定方法

有效

• 申請號: 201611000486.4
• 申請日: 2016-11-14
• 公開（公告）號: CN106567874B
• 公開（公告）日: 2019-03-05
• 發明（設計）人: 關世璽;喻明讓;郭嘉瑞;孟凡沖;王治鑑;韓冰;郭鎮豪;董偉康
• 申請（專利權）人: 中北大學
• 主分類號: F16B2/14
• 分類號: F16B2/14;F16B2/18
• 代理公司: 太原高欣科創專利代理事務所(普通合伙) 14109
• 代理人: 趙宏偉

本發明涉及一種用于隨機位置鎖緊的鎖緊裝置及其最小受力確定方法，屬于鎖緊裝置技術領域，提供了一種結構簡單，設計合理，利用偏心輪驅動彈性片實現在任意位置進行鎖緊,并及時解鎖，可實現循環工作，鎖緊可靠的鎖緊機構及其最小受力確定方法，所采用的技術方案為包括固定的中空鎖體及滑動設置在中空鎖體內的活塞以及套裝在活塞桿上的運動體，所述活塞的上設置有彈性片及用于驅動彈性片的偏心輪，所述彈性片上設置有楔緊塊，所述楔緊塊設置在彈性片與中空鎖體內壁之間，所述偏心輪轉動，頂起彈性片卡在楔緊塊上；本發明廣泛用于復雜運動下的鎖緊機構。

技術領域

本發明涉及一種用于隨機位置鎖緊的鎖緊裝置及其最小受力確定方法，屬于鎖緊裝置技術領域。

背景技術

隨著科學技術的發展，各個領域也不斷地進行著創新發展，追求高效、快速、簡捷、環保的發展理念。創新發展是無處不在的，如機械結構中的鎖緊裝置就是個很好的例子。鎖緊裝置在各類機械結構中應用較多，如航天航空、礦山機械、建筑機械、車輛工程等領域。但目前多數鎖緊裝置僅能在固定位置單一運動方式下進行鎖緊，例如，套筒式鎖緊、卡環式鎖緊、內漲式鎖緊、錐面-碟簧式鎖緊等機構。雖然在任意位置鎖緊裝置已有初步成果，但其缺點也顯而易見，不能滿足具有復雜相對運動情況下運動物體的鎖緊要求。

目前，常見的可以在任意位置實現自鎖緊的裝置中，現有的成熟技術以電磁鎖緊和液壓鎖緊兩類為主流。電磁鎖緊利用電磁原理設計，盡管其節能環保，安裝簡單，使用便捷，但其產生磁力的時間響應控制達不到毫秒級的要求；液壓鎖緊雖可實現在短時間內鎖緊并解鎖，但液壓油容易被污染物灰塵侵入，可靠性不能保證，液壓油由于溫度變化亦會影響其精度，各種油路的布置使得其要比純機械式鎖緊機構的結構要復雜的多，而且成本很高。

發明內容

為解決現有技術存在的技術問題，本發明提供了一種結構簡單，設計合理，利用偏心輪驅動彈性片實現在任意位置進行鎖緊,并及時解鎖，可實現循環工作，鎖緊可靠的鎖緊機構。

為實現上述目的，本發明所采用的技術方案為一種用于隨機位置鎖緊的鎖緊裝置,包括固定的中空鎖體及滑動設置在中空鎖體內的活塞以及套裝在活塞桿上的運動體，所述活塞的上設置有彈性片及用于驅動彈性片的偏心輪，所述彈性片上設置有楔緊塊，所述楔緊塊設置在彈性片與中空鎖體內壁之間，所述偏心輪轉動，頂起彈性片卡在楔緊塊上。

優選的，所述活塞內安裝有偏心輪，彈性片設置在活塞的外壁上，且偏心輪與彈性片相接觸，所述偏心輪上設置有拉桿，所述拉桿一端鉸接在偏心輪上，另一端鉸接在運動體上，所述活塞和運動體之間固定有復位彈簧。

一種用于隨機位置鎖緊的最小受力確定方法，按照以下步驟進行，

在鎖緊過程中，運動體的速度為v_B，活塞運動的速度為ν_A,運動體向右運動帶動拉桿順時針轉動，活塞向左運動，同時凸輪做逆時針轉動；假設拉桿的角速度為ω₀,凸輪的角速度為ω，凸輪推程運動角為Φ，行程為h：即：從動件彈性片的運動方程，

其中s為從動件彈性片的行程；ν為彈性片的速度；a為彈性片的加速度；

由鎖緊裝置的運動結構分析可知，凸輪的行程等于從動件彈性片的升程，即h＝s；

凸輪逆時針轉動，頂起彈性片到最高點，活塞向右運動直到被卡緊；

楔塊的受力分析如下：

f＞F_合2

F_N＝F_合1

F_合1＝(G+F′)cos6°

F_合2＝(G+F′)sin6° (7)