水刀的夾持及致動(dòng)機(jī)構(gòu)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種水刀的夾持及致動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括基體、動(dòng)力裝置、夾持裝置及聯(lián)接動(dòng)力裝置與夾持裝置的聯(lián)接裝置；其中夾持裝置包括能夠張開(kāi)與閉合的夾頭，動(dòng)力裝置為單一軸向動(dòng)力裝置，該動(dòng)力裝置通過(guò)聯(lián)接裝置驅(qū)動(dòng)夾持裝置的軸向運(yùn)動(dòng)與夾頭的張開(kāi)與閉合，夾頭在夾持裝置的軸向運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終保持閉合。與現(xiàn)有水刀的夾持及致動(dòng)機(jī)構(gòu)相比，該夾持及致動(dòng)機(jī)構(gòu)只需單一軸向動(dòng)力裝置，并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適合小型化，特別適用于小型化水刀中。
【專(zhuān)利說(shuō)明】水刀的夾持及致動(dòng)機(jī)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種切割設(shè)備的部件，特別是涉及一種水刀的夾持及致動(dòng)機(jī)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]水刀是一種利用高壓水射流進(jìn)行切割材料的設(shè)備，利用加壓技術(shù)把普通水加壓至所需壓力，然后通過(guò)小內(nèi)徑的噴嘴形成高速射流，從而切割材料，隨著技術(shù)的發(fā)展，許多應(yīng)用領(lǐng)域需要小型化水刀。
[0003]小型化水刀因受使用條件與環(huán)境的限制，要求具有比較小的尺寸。小型化水刀的加壓技術(shù)是利用兩個(gè)夾持及致動(dòng)機(jī)構(gòu)分別驅(qū)動(dòng)兩個(gè)活塞在兩個(gè)活塞腔中交替運(yùn)行，保證二者腔內(nèi)溶液體積之和為常量，并通過(guò)與四個(gè)單向閥的配合完成對(duì)普通水的加壓。該夾持及致動(dòng)機(jī)構(gòu)包括夾持裝置、動(dòng)力裝置及聯(lián)接夾持裝置與動(dòng)力裝置的聯(lián)接裝置；動(dòng)力裝置通過(guò)聯(lián)接裝置驅(qū)動(dòng)夾持裝置抓取活塞桿，并通過(guò)該夾持裝置為活塞提供所需動(dòng)力及軸向的往復(fù)運(yùn)動(dòng)；該夾持及致動(dòng)機(jī)構(gòu)在抓取活塞桿時(shí)提供夾持裝置的張開(kāi)與閉合所需的動(dòng)作，活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)所需軸向的拉力與推力，抓取活塞桿后能可靠防脫，并且能夠提供快速的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
[0004]現(xiàn)有水刀的夾持及致動(dòng)機(jī)構(gòu)至少需要兩個(gè)動(dòng)力源，一個(gè)提供軸向的運(yùn)動(dòng)與力，另一個(gè)提供夾持裝置的張開(kāi)與閉合所需動(dòng)力，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不適合小型化。
[0005]如果可以提供一種只需單一軸向動(dòng)力源就可以實(shí)現(xiàn)夾持裝置的張開(kāi)與閉合，提供足夠的軸向推力與拉力，并且?jiàn)A持牢固的水刀夾持及致動(dòng)機(jī)構(gòu)，則提供了夾持及致動(dòng)機(jī)構(gòu)適合小型化的基本條件，可以設(shè)計(jì)出適用于現(xiàn)有小型化水刀的夾持及致動(dòng)機(jī)構(gòu)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明的主要目的是提供一種只需單一軸向動(dòng)力裝置就可實(shí)現(xiàn)夾持裝置抓取與釋放活塞桿，并在抓取活塞桿之后可快速進(jìn)行往復(fù)軸向運(yùn)動(dòng)的水刀的夾持及致動(dòng)機(jī)構(gòu)。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述主要目的，本發(fā)明提供的水刀的夾持及致動(dòng)機(jī)構(gòu)包括基體、動(dòng)力裝置、夾持裝置及聯(lián)接上述動(dòng)力裝置與夾持裝置的聯(lián)接裝置；其中該水刀的夾持及致動(dòng)機(jī)構(gòu)的基體的內(nèi)腔的前端設(shè)有第一內(nèi)肩臺(tái)；動(dòng)力裝置為一直線致動(dòng)器，該直線致動(dòng)器的固定端與基體相連接；聯(lián)接裝置為一推桿，該推桿的后端與直線致動(dòng)器的動(dòng)作端相連接，推桿的前端為一橫截面尺寸沿軸向逐漸減小的頂端，推桿的前部設(shè)有一長(zhǎng)軸在軸向的徑向腰圓孔，推桿的后部設(shè)有第一外凸臺(tái)；夾持裝置包括夾頭與限制軸套；夾頭的內(nèi)腔的前端為一與推桿的頂端匹配的受壓端面，夾頭的內(nèi)腔與推桿間隙配合，夾頭的前端為一突起結(jié)構(gòu)，該突起結(jié)構(gòu)沿徑向分割為至少兩份，該分割至少延伸至受壓端面的根部；限制軸套的內(nèi)腔與突起結(jié)構(gòu)間隙配合，限制軸套的內(nèi)腔的前端設(shè)有第二內(nèi)肩臺(tái)，該第二內(nèi)肩臺(tái)構(gòu)成突起結(jié)構(gòu)軸向移動(dòng)的限位，即該突起結(jié)構(gòu)向后移動(dòng)時(shí)，抵靠于第二內(nèi)肩臺(tái)的一側(cè)，阻止突起結(jié)構(gòu)相對(duì)第二內(nèi)肩臺(tái)的軸向運(yùn)動(dòng)，限制軸套的后部設(shè)有第二外凸臺(tái)，基體的第一內(nèi)肩臺(tái)構(gòu)成該第二外凸臺(tái)軸向移動(dòng)的限位，即該第二外凸臺(tái)向前軸向移動(dòng)時(shí)，抵靠于第一內(nèi)肩臺(tái)的一側(cè)，阻止限制軸套相對(duì)基體的向前軸向運(yùn)動(dòng)；緊固裝置，該緊固裝置包括穿過(guò)推桿的腰圓孔及夾頭的后端的軸銷(xiāo)，該軸銷(xiāo)與推桿的腰圓孔間隙配合，限制軸套的后端構(gòu)成該緊固裝置軸向移動(dòng)的限位，即該緊固裝置向前軸向移動(dòng)時(shí)，抵靠于限制軸套的后端，阻止緊固裝置相對(duì)限制軸套的軸向運(yùn)動(dòng)；第二外凸臺(tái)與第一外凸臺(tái)間壓有第一彈簧；緊固裝置與第一外凸臺(tái)間壓有第
二彈簧。
[0008]由以上方案可見(jiàn)，通過(guò)動(dòng)力裝置與夾持裝置的配合，使得該水刀的夾持及致動(dòng)機(jī)構(gòu)只需單一的軸向動(dòng)力裝置及單一的聯(lián)接裝置就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)夾持裝置的軸向往復(fù)運(yùn)動(dòng)及夾持裝置的張開(kāi)與閉合的驅(qū)動(dòng)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，其省略了橫向動(dòng)力裝置，使結(jié)構(gòu)變得簡(jiǎn)單，容易小型化，更適合用于小型化水刀；由于夾持裝置作往復(fù)軸向運(yùn)動(dòng)時(shí)，驅(qū)動(dòng)裝置不會(huì)驅(qū)動(dòng)夾持裝置張開(kāi)，保證了水刀工作的穩(wěn)定性；由于夾持裝置在軸向運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，夾頭的突起結(jié)構(gòu)始終位于限制軸套的內(nèi)腔中，分割的突起結(jié)構(gòu)始終保持閉合，在夾持裝置抓取水刀的活塞桿的夾持端之后，保證了活塞桿在往復(fù)軸向運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終被牢固地夾持，為帶動(dòng)活塞進(jìn)行的快速移動(dòng)提供了保證。
[0009]一個(gè)具體的方案為，其中緊固裝置為一軸銷(xiāo)，即當(dāng)該長(zhǎng)度足夠長(zhǎng)，保證在軸向運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不移動(dòng)進(jìn)限制軸套的內(nèi)腔。
[0010]由以上方案可見(jiàn)，由于該緊固裝置只是一個(gè)軸銷(xiāo)，既可以對(duì)限制軸套與夾頭之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行限位，而且可以對(duì)第二彈簧進(jìn)行限位，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低。
[0011]另一個(gè)具體的方案為，其中緊固裝置包括一軸銷(xiāo)及一夾頭座；該夾頭座的前端與限制軸套的內(nèi)腔間隙配合，該限制軸套的后端構(gòu)成夾頭座的后端軸向移動(dòng)的限位，即夾頭座的前端可在限制軸套內(nèi)腔中移動(dòng)，而后端阻止整個(gè)夾頭座進(jìn)入限制軸套的內(nèi)腔中；軸銷(xiāo)穿過(guò)推桿的腰圓孔并將夾頭座與夾頭的后端固定連接。
[0012]由以上方案可見(jiàn)，由于該緊固裝置包括一軸銷(xiāo)及一夾頭，而且?jiàn)A頭的前端與限制軸套的內(nèi)腔間隙配合，通過(guò)二者的間隙配合，為夾頭在限制軸套內(nèi)的移動(dòng)提供導(dǎo)軌作用，后端為第二彈簧進(jìn)行限位，使夾頭座的前端可以一直位于限制軸套的內(nèi)腔內(nèi)。
[0013]另一個(gè)具體的方案為，其中第一外凸臺(tái)包括設(shè)于推桿上的第一外肩臺(tái)及置于該第一外肩臺(tái)一側(cè)的彈簧擋圈，其中第一彈簧與第二彈簧的一端與該彈簧擋圈相接觸。
[0014]由以上方案可見(jiàn)，由于第一外凸臺(tái)由設(shè)于推桿上的第一外肩臺(tái)及置于該第一外肩臺(tái)一側(cè)的彈簧擋圈構(gòu)成，其中第一外肩臺(tái)的尺寸可以加工得比較小，與直接在推桿上加工相比，可以更容易地在彈簧擋圈上加工出第一彈簧與第二彈簧的安裝座。
[0015]另一個(gè)具體的方案為，直線致動(dòng)器可以選自直線電機(jī)及氣缸等，本方案優(yōu)選的直線致動(dòng)器包括電機(jī)及絲杠，該絲桿與電機(jī)的轉(zhuǎn)子軸相連接；其中動(dòng)作端為一與絲桿相配合的絲桿螺母；推桿的后端或絲杠螺母的外側(cè)上固定有一軸承；基體的后部腔體沿推桿運(yùn)動(dòng)的方向上設(shè)有與該軸承相匹配的長(zhǎng)條滑槽。
[0016]由以上方案可見(jiàn)，本直線驅(qū)動(dòng)器的技術(shù)更成熟，成本低。
[0017]另一個(gè)更具體的方案為，其中突起結(jié)構(gòu)與軸銷(xiāo)穿過(guò)夾頭的位置間部分為頸縮部；對(duì)突起結(jié)構(gòu)的分割可延伸至該頸縮部靠近軸銷(xiāo)的根部。
[0018]由以上方案可見(jiàn)，由于在突起結(jié)構(gòu)與夾頭的后端之間部分為頸縮部，使頂端頂開(kāi)夾頭所需的擠壓力更小，更容易實(shí)現(xiàn)夾持裝置的張開(kāi)；對(duì)突起結(jié)構(gòu)的分割延伸至該頸縮部靠近軸銷(xiāo)的根部，當(dāng)夾持裝置張開(kāi)時(shí)，其變形分布整個(gè)頸縮部上，局部變形小，提高夾頭的使用次數(shù)，更容易實(shí)現(xiàn)張開(kāi)，降低頂端所需的擠壓力，即推桿的推力。
[0019]再一個(gè)具體的方案為，其中突起結(jié)構(gòu)被均勻地分割為至少兩份。
[0020]由以上方案可見(jiàn)，由于突起結(jié)構(gòu)被均勻地分割為至少兩份，使得頂端在擠壓夾頭的受壓端面時(shí)，各分割部分受力均勻，夾持裝置張開(kāi)之后，更容易對(duì)目標(biāo)物進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)與抓取。
[0021]一個(gè)更具體的方案為，其中限制軸套的外側(cè)與內(nèi)腔的橫截面，夾頭的外側(cè)與內(nèi)腔的橫截面，及推桿的外側(cè)與內(nèi)腔的橫截面均為圓形。
[0022]由以上方案可見(jiàn)，由于限制軸套的外側(cè)與內(nèi)腔的橫截面，夾頭的外側(cè)與內(nèi)腔的橫截面，及推桿的外側(cè)與內(nèi)腔的橫截面為圓形，使得結(jié)構(gòu)更加地緊湊，制造與裝配更加地容易。
[0023]另一個(gè)更具體的方案為，該水刀的夾持及致動(dòng)機(jī)構(gòu)還包括探測(cè)裝置，該探測(cè)裝置包括第一位置傳感器、第二位置傳感器及第三位置傳感器；當(dāng)夾頭剛好完全收縮進(jìn)基體的內(nèi)腔內(nèi)時(shí)，第一位置傳感器被觸發(fā)；當(dāng)限制軸套的第二外凸臺(tái)抵靠基體的第一內(nèi)肩臺(tái)時(shí)，第二位置傳感器被觸發(fā)；當(dāng)夾頭的突起結(jié)構(gòu)完全張開(kāi)時(shí)，第三位置傳感器被觸發(fā)。
[0024]由以上方案可見(jiàn)，由于該水刀的夾持及致動(dòng)機(jī)構(gòu)只需包括三個(gè)位置傳感器的探測(cè)裝置就可對(duì)夾持裝置的狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，并根據(jù)檢測(cè)反饋的信號(hào)對(duì)動(dòng)力裝置進(jìn)行控制，所以該夾持及致動(dòng)機(jī)構(gòu)具有狀態(tài)的檢測(cè)與控制簡(jiǎn)單的特性，所以檢測(cè)與控制系統(tǒng)適合小型化，更適合用于小型化水刀中。
【專(zhuān)利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1是本發(fā)明實(shí)施例的剖視圖；
圖2是圖1中基體的剖視圖；
圖3是圖1中限制軸套的剖視圖；
圖4是圖1中夾頭座的剖視圖；
圖5是圖1中夾頭的正視圖；
圖6是圖1中夾頭的剖視圖；
圖7是圖1中軸銷(xiāo)的結(jié)構(gòu)圖；
圖8是圖1中推桿的剖視圖；
圖9是圖1中彈簧擋圈的剖視圖；
圖10是圖1中電機(jī)安裝板的結(jié)構(gòu)圖；
圖11是圖1中直線致動(dòng)器的結(jié)構(gòu)圖；
圖12是本發(fā)明實(shí)施例處于A狀態(tài)各組件位置分布圖；
圖13是本發(fā)明實(shí)施例處于B狀態(tài)各組件位置分布圖；
圖14是本發(fā)明實(shí)施例處于C狀態(tài)各組件位置分布圖；
圖15是本發(fā)明實(shí)施例處于D狀態(tài)各組件位置分布圖；
圖16是應(yīng)用了本發(fā)明實(shí)施例的水刀示意圖。
[0026]以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
【具體實(shí)施方式】[0027]參見(jiàn)圖1，本例是一個(gè)并排布置的雙聯(lián)夾持與致動(dòng)機(jī)構(gòu)，以下僅對(duì)其中一個(gè)夾持與致動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明，限制軸套2可移動(dòng)地置于基體I的前部?jī)?nèi)腔中；夾頭座3的前部可移動(dòng)地置于限制軸套2的內(nèi)腔中；夾頭4的后端穿過(guò)夾頭座3的內(nèi)腔，并通過(guò)軸銷(xiāo)5與夾頭座3固定連接；推桿6的前部可移動(dòng)地置于夾頭4的內(nèi)腔中，軸銷(xiāo)5還穿過(guò)推桿6前部的徑向腰圓孔；推桿6的后部設(shè)有第一外肩臺(tái)，用于對(duì)彈簧擋圈7的后端限位；彈簧擋圈7與限制軸套2間壓有第一彈簧101，彈簧擋圈7與夾頭座3間壓有第二彈簧102 ;基體I的后端與電機(jī)安裝板8固定連接；直線致動(dòng)器9上的絲桿螺母與推桿6的后端固定連接，直線致動(dòng)器9上的電機(jī)與電機(jī)安裝板8固定連接；軸承10的內(nèi)圈固定于推桿6的后端，外圈置于基體I后部腔體一側(cè)的長(zhǎng)條滑槽中。
[0028]參見(jiàn)圖2，基體I的前部?jī)?nèi)腔11的前端內(nèi)側(cè)設(shè)有第一內(nèi)肩臺(tái)12，后部?jī)?nèi)腔13的腔體一側(cè)上設(shè)有與軸承10相匹配的長(zhǎng)條滑槽14。
[0029]參見(jiàn)圖3，限制軸套2的內(nèi)腔21的前端設(shè)有第二內(nèi)肩臺(tái)22，在限制軸套2的后端外側(cè)設(shè)有與基體I的前端內(nèi)腔11間隙配合的第二外凸臺(tái)23 ;第二外凸臺(tái)23的前端與基體I的第一內(nèi)肩臺(tái)12配合，構(gòu)成限制軸套2的前移限位。
[0030]參見(jiàn)圖4，夾頭座3上設(shè)有用于容納夾頭4后部的內(nèi)腔31，前端外側(cè)設(shè)有與限制軸套2的內(nèi)腔21間隙配合的凸環(huán)32，中部設(shè)有貫穿夾頭座3的軸銷(xiāo)孔33，后端設(shè)有直徑大于限制軸套2的內(nèi)腔21的直徑的凸環(huán)34，凸環(huán)34的前端與限制軸套2的后端面配合，構(gòu)成限制軸套2的后移限位，同時(shí)，也構(gòu)成夾頭座3的前移限位。
[0031]參見(jiàn)圖5及圖6，夾頭4的前端為一與限制軸套2的內(nèi)腔間隙配合的突起結(jié)構(gòu)41，突起結(jié)構(gòu)41在徑向被均勻的分割成花瓣型結(jié)構(gòu)，每一片花瓣型結(jié)構(gòu)形成勾型爪411，突起結(jié)構(gòu)41的后端412與限制軸套2的第二內(nèi)肩臺(tái)22配合，構(gòu)成對(duì)夾頭4的后移限位，夾頭4的后端與夾頭座3的內(nèi)腔31間隙配合并設(shè)有與夾頭座3的軸銷(xiāo)孔33對(duì)應(yīng)的軸銷(xiāo)孔42，突起結(jié)構(gòu)41與軸銷(xiāo)孔42間為頸縮部44，突起結(jié)構(gòu)41與頸縮部44結(jié)合處內(nèi)腔的前端為用于擠壓的錐臺(tái)型受壓端面43，其中突起結(jié)構(gòu)41被均勻地分割成花瓣型結(jié)構(gòu)可分割至頸縮部44靠近軸銷(xiāo)孔42的根部。
[0032]參見(jiàn)圖7，軸銷(xiāo)5為一桿狀結(jié)構(gòu)，長(zhǎng)度小于限制軸套2的內(nèi)腔21的直徑。
[0033]參見(jiàn)圖8，推桿6的前端為一與夾頭4內(nèi)腔前端的受壓端面43相匹配的錐臺(tái)型頂端64 ;前部設(shè)有一個(gè)與軸銷(xiāo)5相間隙配合的腰圓孔62 ;后部外側(cè)設(shè)有第一外肩臺(tái)63。
[0034]參見(jiàn)圖9，彈簧擋圈7的后端與推桿6的第一外肩臺(tái)63配合，構(gòu)成對(duì)彈簧擋圈7的后移限位；彈簧擋圈7上設(shè)有肩臺(tái)71及內(nèi)肩臺(tái)72，肩臺(tái)71與限制軸套2的第二外凸臺(tái)23的后端一起對(duì)彈黃101進(jìn)彳丁軸向限位，內(nèi)肩臺(tái)72與夾頭座3的凸環(huán)34的后端一起對(duì)彈黃102進(jìn)行軸向限位。
[0035]參見(jiàn)圖10，電機(jī)安裝板8為一板狀結(jié)構(gòu)，用于連接基體1、直線致動(dòng)器9。
[0036]參見(jiàn)圖11，直線致動(dòng)器9由電機(jī)91、絲桿92及絲桿螺母93構(gòu)成，絲桿92與電機(jī)91的轉(zhuǎn)子軸連接，絲桿螺母93的前端與推桿6的后端固定連接,用于向推桿6提供軸向驅(qū)動(dòng)力。
[0037]參見(jiàn)圖12，圖12中示出了夾頭4及限制軸套2剛好完全縮進(jìn)基體I的前部?jī)?nèi)腔11中的狀態(tài)，為A狀態(tài),在A狀態(tài)下軸承10所處的位置設(shè)有第一行程開(kāi)關(guān),此時(shí),軸承10觸
發(fā)第一行程開(kāi)關(guān)。[0038]參見(jiàn)圖13，在電機(jī)91的作用下，限制軸套2向前軸向運(yùn)動(dòng)直至限制軸套2的第二外凸臺(tái)23的前端抵靠基體I的第一內(nèi)肩臺(tái)12，為B狀態(tài)，在B狀態(tài)中軸承10所處的位置設(shè)有第二行程開(kāi)關(guān)，此時(shí)，軸承10觸發(fā)第二行程開(kāi)關(guān)。
[0039]參見(jiàn)圖14，在電機(jī)91的作用下，夾頭座3繼續(xù)向前軸向運(yùn)動(dòng)直至夾頭座3的凸環(huán)34的前端抵靠限制軸套2的后端，為C狀態(tài)。
[0040]參見(jiàn)圖15，在電機(jī)91的作用下，推桿6向前軸向運(yùn)動(dòng)直至使突起結(jié)構(gòu)41張開(kāi)，能夠容納下與突起結(jié)構(gòu)41的內(nèi)腔相配合的水刀活塞桿的受夾持部位，為D狀態(tài)，在D狀態(tài)中軸承10所處的位置設(shè)有第三行程開(kāi)關(guān)，此時(shí)，軸承10觸發(fā)第三行程開(kāi)關(guān)。
[0041]其中第一行程開(kāi)關(guān)、第二行程開(kāi)關(guān)及第三行程開(kāi)關(guān)可為光電耦等位置傳感器，它們可以布置于夾持及致動(dòng)機(jī)構(gòu)的其他位置上。
[0042]以下對(duì)本發(fā)明的工作原理及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行說(shuō)明。參見(jiàn)圖1至圖15，整個(gè)工作過(guò)程可以分為六個(gè)行程:
行程一:初始狀態(tài)各個(gè)組件的位置關(guān)系如圖12所示，夾持及致動(dòng)機(jī)構(gòu)處于A狀態(tài)，由于彈簧101與彈簧102的作用，彈簧擋圈7的后端抵靠推桿6的第一外肩臺(tái)63，軸銷(xiāo)5位于夾頭4的腰圓孔的前部；當(dāng)控制電機(jī)91轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，直線制動(dòng)器9的電機(jī)91的轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)絲桿92、絲桿螺母93及軸承10的配合轉(zhuǎn)化成絲桿螺母93的軸向運(yùn)動(dòng)，推動(dòng)推桿6的軸向運(yùn)動(dòng)，通過(guò)彈黃擋圈7推動(dòng)彈黃101及彈黃102的軸向運(yùn)動(dòng)，彈黃101及彈黃102的彈力推動(dòng)限制軸套2、夾頭4、夾頭座3及軸銷(xiāo)5—起向前軸向運(yùn)動(dòng)，直至限制軸套2的第二外凸臺(tái)23的前端抵靠基體I的第一內(nèi)肩臺(tái)12，觸發(fā)第二行程開(kāi)關(guān)并向控制系統(tǒng)發(fā)送位置檢測(cè)信息，夾持及致動(dòng)機(jī)構(gòu)處于B狀態(tài)；
行程二:當(dāng)電機(jī)91繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng),推動(dòng)推桿6繼續(xù)向前軸向運(yùn)動(dòng),帶動(dòng)彈簧擋圈7對(duì)彈簧101及彈簧102施加軸向壓力，彈簧101的恢復(fù)力使限制軸套2牢牢的抵靠于基體I的第一內(nèi)肩臺(tái)12上，彈簧102的恢復(fù)力推動(dòng)夾頭座3、軸銷(xiāo)5及夾頭4繼續(xù)向前軸向運(yùn)動(dòng)，直至夾頭座3的凸環(huán)34的前端抵靠限制軸套2的后端，此時(shí)，各個(gè)組件的位置關(guān)系如圖14所示，夾持及致動(dòng)機(jī)構(gòu)處于C狀態(tài)；
行程三:由于夾頭座3的限位凸環(huán)34的前端抵靠限制軸套2的后端，使軸銷(xiāo)5、夾頭座3及夾頭4停止向前軸向運(yùn)動(dòng)，軸銷(xiāo)5位于推桿6的腰圓孔62的前部；電機(jī)91繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，推動(dòng)推桿6繼續(xù)向前軸向運(yùn)動(dòng)，推桿6的頂端64對(duì)夾頭4的受壓端面43產(chǎn)生擠壓作用，由于夾頭4的突起結(jié)構(gòu)41已經(jīng)伸出限制軸套2的內(nèi)腔，不再受其徑向約束，分割成花瓣?duì)畹耐黄鸾Y(jié)構(gòu)41由于自身與頸縮部44連接處或頸縮部44的彈性與錐臺(tái)端64的擠壓力作用，突起結(jié)構(gòu)41張開(kāi)，直至觸發(fā)第三行程開(kāi)關(guān)并向控制系統(tǒng)發(fā)送位置檢測(cè)信息，此時(shí)軸銷(xiāo)5位于推桿6的腰圓孔62的后部，夾持及致動(dòng)機(jī)構(gòu)處于D狀態(tài)；
行程四:電機(jī)91反向旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)絲桿螺母93向后軸向運(yùn)動(dòng)，拉動(dòng)推桿6開(kāi)始向后軸向運(yùn)動(dòng)，由于彈簧101及彈簧102恢復(fù)力的作用，限制軸套2、軸銷(xiāo)5、夾頭座3及夾頭4仍處于原來(lái)位置，突起結(jié)構(gòu)41完全閉合，此時(shí)各個(gè)組件的狀態(tài)如圖14所示，夾持及致動(dòng)機(jī)構(gòu)處于C狀態(tài)；
行程五:電機(jī)91繼續(xù)反向轉(zhuǎn)動(dòng),拉動(dòng)推桿6繼續(xù)向后軸向運(yùn)動(dòng)，由于推桿6的腰圓孔62的前端與軸銷(xiāo)5的作用，拉動(dòng)夾頭4及夾頭座2向后軸向運(yùn)動(dòng)，直至夾頭4的凸環(huán)41的后端412抵靠限制軸套的第二內(nèi)肩臺(tái)22，觸發(fā)第二行程開(kāi)關(guān)并向控制系統(tǒng)發(fā)送控制信息，此時(shí)，各個(gè)組件的位置關(guān)系如圖13所示，夾持及致動(dòng)機(jī)構(gòu)處于B狀態(tài)；
行程六:電機(jī)91繼續(xù)反向旋轉(zhuǎn)，拉動(dòng)推桿6繼續(xù)向后軸向運(yùn)動(dòng)，通過(guò)軸銷(xiāo)5及夾頭4的凸環(huán)41的后端412的作用，拉動(dòng)軸銷(xiāo)5、夾頭4、夾頭座3及限制軸套2向后軸向運(yùn)動(dòng)，直至夾頭4的前端縮回基體I的內(nèi)腔內(nèi)，觸發(fā)第一行程開(kāi)關(guān)并向控制系統(tǒng)發(fā)送位置檢測(cè)信息，此時(shí)狀態(tài)如圖12所示,夾持及致動(dòng)機(jī)構(gòu)處于A狀態(tài)。
[0043]在上述六個(gè)行程中，當(dāng)夾持裝置處于行程三與行程四過(guò)程中，夾頭相對(duì)基體在軸向的位置不變，只是張開(kāi)與閉合花瓣?duì)钔黄鸾Y(jié)構(gòu)41，可以保證容易及穩(wěn)定的抓起活塞桿，此外，其張開(kāi)過(guò)程通過(guò)受壓端面的被擠壓完成，由于夾頭的前端可分割至收縮桿狀結(jié)構(gòu)的根部，減小所需擠壓力，而閉合過(guò)程為自身彈性完成，使張開(kāi)與閉合過(guò)程更容易完成，更容易實(shí)現(xiàn)整個(gè)夾持及致動(dòng)機(jī)構(gòu)的小型化；行程一和行程六的交替運(yùn)行構(gòu)成工作行程的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，在行程一及行程六過(guò)程中，閉合突起結(jié)構(gòu)41始終處于限制軸套2的內(nèi)腔中，限制突起結(jié)構(gòu)41沿徑向的運(yùn)動(dòng)，為其提供徑向約束力，使夾持裝置在抓取活塞桿之后，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中能夠牢牢地夾持住活塞桿；由于六個(gè)行程中都由單一軸向動(dòng)力源直線致動(dòng)器9提供動(dòng)力，為其小型化提供有力的支持。
[0044]以下對(duì)本發(fā)明應(yīng)用于水刀中的工作過(guò)程及特點(diǎn)進(jìn)行說(shuō)明，參見(jiàn)圖16，夾頭103聯(lián)接至活塞桿201，夾頭4聯(lián)接至活塞桿301，夾頭的軸向運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)連接于活塞桿上的活塞在活塞腔中作軸向移位運(yùn)動(dòng)；夾頭103對(duì)活塞20的作用與夾頭4對(duì)活塞30的作用是交替進(jìn)行，即二者在腔體內(nèi)溶液體積之和保持為常量；通過(guò)第一單向閥202、第二單向閥203、第三單向閥302及第四單向閥203的配合，使溶液從進(jìn)口 204流入，并穩(wěn)定地以一定的壓力從出口 205流出；在行程二至行程五中完成夾頭與活塞桿的聯(lián)接；重復(fù)地進(jìn)行行程一與行程二過(guò)程，完成供液工作；在工作過(guò)程中，本發(fā)明的夾頭徑向約束可以保證夾頭牢固地聯(lián)接于活塞桿上，此外，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，單一動(dòng)力源，適合于水刀的小型化；通過(guò)第一行程開(kāi)關(guān)、第二行程開(kāi)關(guān)及第三行程開(kāi)關(guān)的位置檢測(cè)信息可以對(duì)夾持裝置的工作行程進(jìn)行檢測(cè)與控制，使對(duì)位置的檢測(cè)與控制更加地容易。
[0045]本發(fā)明的主要構(gòu)思是通過(guò)對(duì)水刀的夾持及致動(dòng)機(jī)構(gòu)的聯(lián)接裝置與夾持裝置間的配合，設(shè)計(jì)出一種只需單一軸向動(dòng)力裝置就可以實(shí)現(xiàn)夾持裝置的張開(kāi)與閉合，并提供軸向的力與運(yùn)動(dòng)，且適用于小型化水刀的夾持及致動(dòng)機(jī)構(gòu)；根據(jù)本構(gòu)思，直線致動(dòng)器，夾頭的前端形狀與分隔深度，夾頭、夾頭座與軸銷(xiāo)間的配合有多種顯而易見(jiàn)的變化。
【權(quán)利要求】
1.水刀的夾持及致動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括基體、動(dòng)力裝置、夾持裝置及聯(lián)接所述動(dòng)力裝置與所述夾持裝置的聯(lián)接裝置； 其特征在于: 所述基體的內(nèi)腔的前端設(shè)有第一內(nèi)肩臺(tái)； 所述動(dòng)力裝置為一直線致動(dòng)器，所述直線致動(dòng)器的固定端與所述基體相連接； 所述聯(lián)接裝置為一推桿，所述推桿的后端與所述直線致動(dòng)器的動(dòng)作端相連接，所述推桿的前端為一橫截面尺寸沿軸向逐漸減小的頂端，所述推桿的前部設(shè)有一長(zhǎng)軸在軸向的徑向腰圓孔，所述推桿的后部設(shè)有第一外凸臺(tái)； 所述夾持裝置包括夾頭與限制軸套； 所述夾頭的內(nèi)腔的前端為一與所述頂端匹配的受壓端面，所述夾頭的內(nèi)腔與所述推桿間隙配合，所述夾頭的前端為一突起結(jié)構(gòu)，所述突起結(jié)構(gòu)沿徑向分割為至少兩份，分割至少延伸至所述受壓端面的根部； 所述限制軸套的內(nèi)腔與所述突起結(jié)構(gòu)間隙配合，所述限制軸套的內(nèi)腔的前端設(shè)有第二內(nèi)肩臺(tái)，所述第二內(nèi)肩臺(tái)構(gòu)成所述突起結(jié)構(gòu)軸向移動(dòng)的限位，所述限制軸套的后部設(shè)有第二外凸臺(tái)，所述第一內(nèi)肩臺(tái)構(gòu)成所述第二外凸臺(tái)軸向移動(dòng)的限位； 緊固裝置，所述緊固裝置包括穿過(guò)所述腰圓孔及所述夾頭的后端的軸銷(xiāo)，所述軸銷(xiāo)與所述腰圓孔間隙配合，所述限制軸套的后端構(gòu)成所述緊固裝置軸向移動(dòng)的限位； 所述第二外凸臺(tái)與所述第一外凸臺(tái)間壓有第一彈簧； 所述緊固裝置與所述第一外凸臺(tái)間壓有第二彈簧。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述水刀的夾持及致動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于: 所述緊固裝置為一軸銷(xiāo)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述水刀的夾持及致動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于: 所述緊固裝置包括一軸銷(xiāo)及一夾頭座； 所述夾頭座的前端與所述限制軸套的內(nèi)腔間隙配合，所述限制軸套的后端構(gòu)成所述夾頭座的后端軸向移動(dòng)的限位； 所述軸銷(xiāo)穿過(guò)所述腰圓孔并將所述夾頭座與所述夾頭的后端固定連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述水刀的夾持及致動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于: 所述第一外凸臺(tái)包括設(shè)于所述推桿上的第一外肩臺(tái)及置于所述第一外肩臺(tái)一側(cè)的彈簧擋圈，所述第一彈簧與所述第二彈簧的一端與所述彈簧擋圈相接觸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述水刀的夾持及致動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于: 所述直線致動(dòng)器包括電機(jī)及絲桿，所述絲桿與所述電機(jī)的轉(zhuǎn)子軸相連接； 所述動(dòng)作端為一與所述絲桿相配合的絲桿螺母； 所述推桿的后端或所述絲桿螺母的外側(cè)固定有一軸承； 所述基體的后部腔體沿所述推桿運(yùn)動(dòng)的方向上設(shè)有與所述軸承相匹配的長(zhǎng)條滑槽。
6.根據(jù)權(quán)利要求所述I所述水刀的夾持及致動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于: 所述突起結(jié)構(gòu)與所述軸銷(xiāo)穿過(guò)所述夾頭的位置間為頸縮部； 所述突起結(jié)構(gòu)的分割可延伸至所述頸縮部靠近所述軸銷(xiāo)的根部。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述水刀的夾持及致動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于: 所述突起結(jié)構(gòu)被均勻地分割為至少兩份。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7任一所述水刀的夾持及致動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于: 所述限制軸套的外側(cè)與內(nèi)腔的橫截面，所述夾頭的外側(cè)與內(nèi)腔的橫截面，及所述推桿的外側(cè)與內(nèi)腔的橫截面均為圓形。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至7任一所述水刀的夾持及致動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于: 還包括探測(cè)裝置，所述探測(cè)裝置包括第一位置傳感器、第二位置傳感器及第三位置傳感器； 當(dāng)所述夾頭剛好完全收縮進(jìn)所述基體的內(nèi)腔時(shí)，所述第一位置傳感器被觸發(fā)； 當(dāng)所述第二外凸臺(tái)抵靠所述第一內(nèi)肩臺(tái)時(shí)，所述第二位置傳感器被觸發(fā)； 當(dāng)所述突起結(jié)構(gòu)完全張開(kāi)時(shí)，所述第三位置傳感器被觸發(fā)。
【文檔編號(hào)】B26D5/00GK103640042SQ201310665406
【公開(kāi)日】2014年3月19日 申請(qǐng)日期:2013年12月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月9日
【發(fā)明者】盧宏浩 申請(qǐng)人:珠海市橫琴新區(qū)安泰科智能儀器有限公司, 珠海維爾康生物科技有限公司