基于直线电机驱动的恒增力杠杆与二次正交toggle机构的压紧装置.pdf

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1、基于直线电机驱动的恒增力杠杆与二次正交toggle机构的压紧装置口秦培亮-口王洋口钟康民21．苏州农业职业技术学院信息与机电工程系江苏苏州2150082．苏州大学机电工程学院江苏苏州215021摘要：基于杆件可重构的理念，创新设计了2种直线电机驱动的基于杠杆及二次正交toggle增力机构的压紧装置．对其工作原理进行了分析，并给出了相应的力学计算公式。该压紧装置可满足不同结构尺寸及位置的要求．适应了压紧装置绿色化的发展趋势，具有较广阔的应用前景。关键词：直线电机杆件toggle机构压紧装置中图分类号：T

2、H112文献标识码：B文章编号：1000—4998(2013)08—0075—02直线电机是近年来国内外积极研究发展的新型电机之一，是一种将电能直接转换成直线运动的动力装置。直线电机具有起动性能好、维护方便、结构简单等特点，在某些场合，有其独特的应用，这是旋转电机所不能代替的。直线电机特别适合应用于需要频繁往复运动、具有适当推力、合适的运动速度以及适当的定位精度的场合，文献[2]、[3]对直线电机的应用情况作了介绍，本文在此基础上将直线电机与机械增力机构进行串联组合，利用杆件可重构的理念．创新设计了2

3、种直线电机驱动的基于杠杆与二次正交toggle增力机构的压紧装置。1直线电机驱动的基于二次正交铰杆与恒增力杠杆组成的三级增力压紧装置距，Z为铰链轴的半径，厂为铰链副的摩擦因数。该压紧装置由直线电机、-Oz正交toggle机构、恒在实际生产中，经常会碰到各种各样的情况，比增力杠杆、压头等部分组成，它的工作原理如图1所如，对压紧力的要求不同，对压紧工件的位置要求不示。当直线电机的初级三相绕组通人三相交流电后在同，以及压紧装置空间尺寸的限制，为了满足不同压紧电磁推力的作用下，次级向左作直线运动，驱动二次正的

4、要求，基于杆件可重构的理念，可以在图l基础上对交铰杆以及恒增力杠杆运动，电磁力由二次正交铰杆杠杆机构作适当改动，比如可以根据压紧力的要求不以及恒增力杠杆产生三次放大，最后由压头施加输出同，适当改变恒增力杠杆主动臂及被动臂的长度，根据力，压紧工件，待工件加工完毕后，通过控制开关将直工件位置不同将直杠杆改为曲杠杆，图2是其中一种线电机任意两相的电源线对换后，次级将作反向直线直角杠杆的情况，其工作原理及输出力计算公式与图运动，此时压头松开．如此往复自动工作。1相同，不再赘述。如图1所示，压紧装置的输出力计算

5、公式为：对照图1、图2可以知道，仅仅对杆件的结构形式稍作改动，就可以在压紧装置结构尺寸以及直线电机[丽一1]砌(1)没有改变的情况下，满足不同的压紧要求，并且其输出式中：为直线电机的电磁力；L为恒增力杠杆主动臂压紧力也可以适当增加。长；Z为恒增力杠杆被动臂长；7／为机构的机械效率；需要说明的是，当对工件进行加工时．在压头的运1、2为toggle机构理论压力角(如图示)；1、2为铰杆动行程结束后，一般需要压紧力持续一定的时间，液压两铰接处的当量摩擦角=arcsin竽，r为铰链中心传动夹具有此种功能，而一

6、般机械夹具不具有该功能。本设计中，笔者巧妙地利用了toggle增力机构过临界收稿日期：2013年2月点后，能大幅度提高输出力并可靠自锁加压的特点，使机械制造51卷第588期2013／8固一次toggle机构的理论压力角l=O时，让二次toggle机构的理论压力角：越过临界点1～2。，而处于自锁加压状态，此时，停止给直线电机供电，压头也能持续保3结束语持对工件的作用力。本文介绍的2种压紧装置，功能较为完善，增力效2力学分析果明显。但是实际生产中对于压紧装置的要求是千变图1、图2所示压紧装置的增力系数相同

7、，均为：万化的。相信在杆件可重构思想的指引下，定能发明创造出可以满足其它生产要求的装置。~广21Itan(l+1面)1tan(2+2)一1‘]JZ1(、2)参考文献为方便分析计算，假设：，。=2=0．5。，=2，[1]柏青，钟康民．基于直线电机驱动的三级增力压紧装置[J]．机械制造，2007，45(9)：65—66．将其代入式(2)得：『2]柏青，钟康民．基于直线电机驱动的双作用双级传动增压装一(3)置[J]．液压与气动，2007(9)：38—39．经Matlab编辑运算后可得出上述压紧装置中[3]林

8、文焕，陈本通．机床夹具设计[M]．北京：国防工业出版社，toggle机构压力角与增力系数的关系曲线，为方便分1987．△析计算，假设OLl=2，l：2=0．5。，如图3所示。(编辑功成)UniversalRobots(优傲机器人)宣布成立中国分公司2013年7月2日．丹麦创新工业机器人制造商Universal方位满足合作伙伴和客户的需要，UniversalRobots(优傲机器人)Robots(优傲机器人1在2013年中国国际机器人展上正式宣布成正式成立