一種曲面恒力機構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種恒力加載機構(gòu)，尤其涉及一種曲面恒力機構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]恒力機構(gòu)在諸多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，如卷紙、材料試驗、航天設(shè)備、熱力發(fā)電等，對設(shè)備的安全性和可靠性有重要影響。而目前能夠獲得的恒力的方法有:機電一體化控制，重力平衡等方法。機電一體化控制通過反饋作用可以實現(xiàn)力的精確控制，但是一般情況下該結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜、體積較大、可靠性不高。重力平衡法通過重物受到的重力作為恒力的輸入，可以獲得很高的精度，但是這種裝置對安裝位置要求較高，難以滿足實際應(yīng)用條件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有恒力機構(gòu)存在的上述不足，提供一種體積小、結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高的曲面恒力機構(gòu)。
[0004]本發(fā)明采用以下技術(shù)方案。
[0005]本發(fā)明的曲面恒力機構(gòu)由基座組件、推力組件和恒力組件組成:
I)所述基座組件由蓋板、外筒和底板組成；蓋板、外筒和底板依次固連；
2 )所述推力組件由螺釘、上限位桿、彈簧、下限位桿和楔塊組件組成；螺釘、上限位桿、彈簧、下限位桿和楔塊組件依次連接；上限位桿與蓋板通過螺釘連接，楔塊組件與外筒內(nèi)的滑槽接觸；所述楔塊組件由楔塊、滾動軸承和心軸組成；滾動軸承通過心軸固定在楔塊上，楔塊組件通過滾動軸承與外筒內(nèi)的滑槽接觸；
3)所述恒力組件由滾子組件和曲面推桿組成；滾子組件與曲面推桿的曲面接觸；滾子組件安裝在底板上，滾子組件與楔塊的斜面接觸，曲面推桿穿過壓板中心；所述滾子組件由支撐架、滾動軸承和心軸組成；滾動軸承通過心軸固定在支撐架上，滾子組件通過滾動軸承與曲面推桿、楔塊和底板接觸。
[0006]上述方案中，楔塊組件上不同心軸上的滾動軸承之間錯開安裝，滾動軸承對稱布置，使得整體結(jié)構(gòu)更加緊湊，受力情況較好。
[0007]上述方案中，滾子組件上不同心軸上的滾動軸承之間錯開安裝，滾動軸承對稱布置，使得整體結(jié)構(gòu)更加緊湊，受力情況較好。
[0008]上述方案中，推力組件和恒力組件數(shù)量相同，至少為兩組，且圍繞著曲面推桿中心線均勻分布。
[0009]本發(fā)明恒力實現(xiàn)原理為力分解原理。具體實現(xiàn)方式:彈簧產(chǎn)生的力作用到滾子組件上的滾子，滾子與曲面推桿的曲面接觸，滾子隨滾子組件向遠離底板中心移動的過程中，彈簧被壓縮，一方面彈簧作用在滾子上的力增大，另一方面滾子與曲面接觸點的斜率增大，最終效果是使得滾子與斜面之間的作用力在垂直于滾子運動方向上的分力保持不變，并將這個力作為輸出，從而實現(xiàn)恒力。
[0010]本發(fā)明的有益效果是:1.本發(fā)明采用純機械結(jié)構(gòu)，可靠性高；2.采用力分解原理，原理與結(jié)構(gòu)簡單，使得機構(gòu)體積減??；3.不是通過重力產(chǎn)生恒力，不受安裝位置的限制。
【附圖說明】
[0011]圖1為曲面恒力機構(gòu)的主剖視圖。
[0012]圖2為恒力機構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡圖。
[0013]圖3為楔塊組件的整體結(jié)構(gòu)圖。
[0014]圖4為滾子組件的整體結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明做進一步的詳細說明。
[0016]如圖1所示，本發(fā)明提供了一種實施例的結(jié)構(gòu)形式，本實施例中，恒力機構(gòu)重要包括基座組件、推力組件和恒力組件；
所述基座組件由蓋板(1)、外筒(2)和底板(3)組成；蓋板(1)、外筒(2)和底板(3)依次固連；
所述推力組件由螺釘(4 )、上限位桿(5 )、彈簧(6 )、下限位桿(7 )和楔塊組件組成；螺釘
(4)、上限位桿(5)、彈簧(6)、下限位桿(7)和楔塊組件依次連接；上限位桿(5)與蓋板(I)通過螺釘(4)連接，楔塊組件與外筒(2)內(nèi)的滑槽接觸；
所述楔塊組件由楔塊(8)、滾動軸承(9)和心軸(10)組成；滾動軸承(9)通過心軸(10)固定在楔塊(8 )上，楔塊組件通過滾動軸承(9 )與外筒(2 )內(nèi)的滑槽接觸。楔塊組件上不同心軸(10)上的滾動軸承(9)之間錯開安裝，滾動軸承(9)對稱布置。
[0017]所述恒力組件由滾子組件和曲面推桿(11)組成；滾子組件與曲面推桿(11)的曲面接觸；滾子組件安裝在底板(3)上，滾子組件與楔塊組件接觸，曲面推桿(11)穿過蓋板
(I)中心。
[0018]所述滾子組件由支撐架(12)、滾動軸承(13)和心軸(14)組成；滾動軸承通過心軸固定在支撐架上，滾子組件通過滾動軸承與曲面推桿、楔塊和底板接觸。滾子組件上不同心軸(14)上的滾動軸承(13)之間錯開安裝，滾動軸承(13)對稱布置。
[0019]整個裝置呈對稱分布。初始狀態(tài)時，兩個滾子組件接觸，曲面推桿(11)與兩個滾子組件同時接觸。彈簧(6)有一定的預(yù)壓，且預(yù)壓長度與軸承(13)半徑相等，為了使彈簧的預(yù)壓長度較為精確，通過螺釘(4)進行微調(diào)。預(yù)壓完成后，將曲面推桿(11)往下壓，使其接觸底板(3)，并將曲面推桿(11)上端與被作用部件接觸。當(dāng)作用在曲面推桿(11)上端的壓力略微減小，曲面推桿(11)就會往上移動，直到施加在被作用部件上的力達到設(shè)定的恒力。
[0020]如圖2 Ca)所示為恒力機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡圖，由一個圓和一條曲線組成，圓只能沿X軸做水平運動，曲線只能沿y軸做上下運動。當(dāng)圓處于位置A時，曲線的受力情況如圖(b)所示，并根據(jù)作用力和反作用力的關(guān)系知，所受合力為Σ F，沿水平方向上的分力為F，沿豎直方向上的分力為Fn;當(dāng)圓運動到位置A’時，曲線受到的合力為Σ F’，由于水平方向分力F的大小和合力的夾角滿足一定的函數(shù)關(guān)系，使沿豎直方向上的分力還是為Fn，并將這個力作為輸出，達到恒力效果。
[0021]如圖3所示為楔塊組件的整體結(jié)構(gòu)圖，安裝在不同心軸(10)上的滾動軸承(9)之間錯開安裝，可以使整體結(jié)構(gòu)更加緊湊，滾動軸承(9)關(guān)于中間平面對稱，使得整體結(jié)構(gòu)受力情況較好。
[0022]如圖4所示為滾子組件的整體結(jié)構(gòu)圖，安裝在不同心軸(14)上的滾動軸承(13)之間錯開安裝，可以使整體結(jié)構(gòu)更加緊湊，滾動軸承(13)關(guān)于中間平面對稱，使得整體結(jié)構(gòu)受力情況較好。
【主權(quán)項】
1.一種曲面恒力機構(gòu)，其特征在于:其包括基座組件、推力組件和恒力組件； 所述基座組件由蓋板(1)、外筒(2)和底板(3)組成；蓋板(1)、外筒(2)和底板(3)依次固連； 所述推力組件由螺釘(4 )、上限位桿(5 )、彈簧(6 )、下限位桿(7 )和楔塊組件組成；螺釘(4)、上限位桿(5)、彈簧(6)、下限位桿(7)和楔塊組件依次連接；上限位桿(5)與蓋板(I)通過螺釘(4)連接，楔塊組件與外筒(2)內(nèi)的滑槽接觸； 所述楔塊組件由楔塊(8)、滾動軸承(9)和心軸(10)組成；滾動軸承(9)通過心軸(10)固定在楔塊(8)上，楔塊組件通過滾動軸承(9)與外筒(2)內(nèi)的滑槽接觸； 所述恒力組件由滾子組件和曲面推桿(11)組成；滾子組件與曲面推桿(11)的曲面接觸；滾子組件安裝在底板(3)上，滾子組件與楔塊組件接觸，曲面推桿(11)穿過蓋板(I)中心； 所述滾子組件由支撐架(12)、滾動軸承(13)和心軸(14)組成；滾動軸承(13)通過心軸(14)固定在支撐架(12)上，滾子組件通過滾動軸承(13)與曲面推桿(8)、楔塊(9)和底板(3)接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的曲面恒力機構(gòu)，其特征在于:楔塊組件上不同心軸(10)上的滾動軸承(9)之間錯開安裝，滾動軸承(9)對稱布置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的曲面恒力機構(gòu)，其特征在于:滾子組件上不同心軸(14)上的滾動軸承(13)之間錯開安裝，滾動軸承(13)對稱布置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的曲面恒力機構(gòu)，其特征在于:推力組件和恒力組件數(shù)量相同，至少為兩組，且圍繞著曲面推桿(11)中心線均勻分布。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種曲面恒力機構(gòu)，該機構(gòu)由基座組件、推力組件和恒力組件組成；所述基座組件由蓋板、外筒和底板組成，各部分依次固連；所述推力組件由螺釘、上限位桿、彈簧、下限位桿和楔塊組件組成，各部分依次連接；所述楔塊組件由楔塊、滾動軸承和心軸組成，滾動軸承通過心軸安裝在楔塊上；推力組件安裝在基座組件中；所述恒力組件由滾子組件和曲面推桿組成，滾子組件與曲面推桿接觸；所述滾子組件由支撐架、滾動軸承和心軸組成，滾動軸承通過心軸安裝在楔塊上；恒力組件安裝在基座組件中，并和推力組件接觸。本發(fā)明具有體積小、結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高，不受安裝位置限制的優(yōu)點。
【IPC分類】G05D15-00
【公開號】CN104820446
【申請?zhí)枴緾N201510197530
【發(fā)明人】劉洋, 黃春強, 姚進, 趙勇, 吳杰
【申請人】四川大學(xué)
【公開日】2015年8月5日
【申請日】2015年4月24日