縫紉機(jī)氣浮針桿與驅(qū)動(dòng)滑塊間的柔性聯(lián)接裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及一種縫紉機(jī)氣浮針桿與驅(qū)動(dòng)滑塊間的柔性聯(lián)接裝置。現(xiàn)有裝置不能保證針桿高速精確地運(yùn)動(dòng)，它們之間的平行度誤差對(duì)針桿的運(yùn)動(dòng)影響很大，不能忽略不計(jì)。一種縫紉機(jī)氣浮針桿與驅(qū)動(dòng)滑塊間的柔性連接裝置，包括針桿、滑塊和基座，所述針桿和滑塊通過(guò)針桿連接柱連接，所述滑塊位于基座上的滑槽內(nèi)，其特征在于：所述針桿連接柱上設(shè)置有第一單軸柔性鉸鏈和第二單軸柔性鉸鏈；所述第一單軸柔性鉸鏈和第二單軸柔性鉸鏈分別與針桿連接柱的軸線成45度角且第一單軸柔性鉸鏈和第二單軸柔性鉸鏈尾部相連。本實(shí)用新型精度高，加工難度小，成本也低，最適合超精密定位。
【專(zhuān)利說(shuō)明】縫紉機(jī)氣浮針桿與驅(qū)動(dòng)滑塊間的柔性聯(lián)接裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種柔性連接裝置，尤其是一種縫紉機(jī)氣浮針桿與驅(qū)動(dòng)滑塊間的柔性聯(lián)接裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]縫紉機(jī)的機(jī)頭部分通常是將連桿施加給滑塊的驅(qū)動(dòng)力通過(guò)針桿連接柱傳遞給了針桿，使得滑塊在滑槽座里上下滑動(dòng)的同時(shí)，帶動(dòng)針桿在軸套中上下移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了滑塊與針桿間的同步運(yùn)動(dòng)。但前期對(duì)工業(yè)縫紉機(jī)針桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)分析中，忽略了針桿與滑塊之間的平行問(wèn)題。由于機(jī)頭在高速運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，加上滑槽座的幾何形狀精度以及導(dǎo)軌副的配合間隙等原因，從而導(dǎo)致滑塊在滑槽座里滑動(dòng)時(shí)，會(huì)因?yàn)榛瑝K與滑槽座間的微小間隙導(dǎo)致滑塊實(shí)際運(yùn)動(dòng)方向?qū)o定方向的偏差而發(fā)生前后左右的竄動(dòng)，并與滑槽座壁發(fā)生碰撞，滑塊與滑槽座間就會(huì)產(chǎn)生作用力，加之針桿與滑塊之間為剛性聯(lián)接，這種位移移動(dòng)和力的作用會(huì)完全通過(guò)剛性聯(lián)接傳遞給針桿，導(dǎo)致針桿在軸套中發(fā)生移動(dòng)或傾斜，從而使針桿與軸套間的壓力分布發(fā)生變化，使針桿不能正常的運(yùn)動(dòng)，更不能保證針桿高速精確地運(yùn)動(dòng)，它們之間的平行度誤差對(duì)針桿的運(yùn)動(dòng)影響很大，不能忽略不計(jì)。
[0003]柔性鉸鏈用于繞軸作復(fù)雜運(yùn)動(dòng)的有限角位移，它的特點(diǎn)是:無(wú)機(jī)械摩擦、無(wú)間隙、運(yùn)動(dòng)靈敏的特點(diǎn)。柔性鉸鏈有很多形式，人們大多采用的雙軸或平行四邊形、雙平行四邊形的柔性鉸鏈。雖然它們可以有效的實(shí)現(xiàn)小范圍角位移，精度也較高，但這種結(jié)構(gòu)還是比較復(fù)雜的，加工起來(lái)也不太方便。
[0004]
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型所解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種縫紉機(jī)氣浮針桿與驅(qū)動(dòng)滑塊間的柔性聯(lián)接裝置，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、無(wú)機(jī)械摩擦、準(zhǔn)確性高，成本低，容易實(shí)施的特點(diǎn)。
[0006]為解決上述的技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案如下:一種縫紉機(jī)氣浮針桿與驅(qū)動(dòng)滑塊間的柔性連接裝置，包括針桿、滑塊和基座，所述針桿和滑塊通過(guò)針桿連接柱連接，所述滑塊位于基座上的滑槽內(nèi)，其特別之處在于:所述針桿連接柱上設(shè)置有第一單軸柔性鉸鏈和第二單軸柔性鉸鏈；所述第一單軸柔性鉸鏈和第二單軸柔性鉸鏈分別與針桿連接柱的軸線成45度角且第一單軸柔性鉸鏈和第二單軸柔性鉸鏈尾部相連。
[0007]所述第一單軸柔性鉸鏈和第二單軸柔性鉸鏈的厚度均為2mm，其切割寬度為3mm，切割半徑為3mm，其寬度與針桿連接柱的直徑相同。
[0008]與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的柔性鉸鏈?zhǔn)窃趫A柱上加工兩個(gè)單軸柔性鉸鏈，柔性鉸鏈只能繞鉸鏈中心進(jìn)行微小角度的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使柔性聯(lián)接裝置實(shí)現(xiàn)的輸出是在兩個(gè)互相垂直且是斜著的方向上進(jìn)行微小的移動(dòng)，而不是輸出平行的微移動(dòng)，可削弱輸入端的影響，傳遞運(yùn)動(dòng)形式。這種柔性鉸鏈結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，傳動(dòng)關(guān)系明確、無(wú)傳動(dòng)空程，并且無(wú)摩擦，在XY平面上的剛度小，靈活性大，通過(guò)柔性鉸鏈的轉(zhuǎn)角變形使連接柱具有較高的位移分辨率，而在針桿上下運(yùn)動(dòng)的Z方向上鉸鏈具有較大的剛度，精度高，加工難度小，成本也低，最適合超精密定位。[0009]【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖2為圖1的A向視圖。
[0012]其中，1.針桿；2.針桿連接柱；3.滑塊；4.滑槽；5.第一單軸柔性鉸鏈；6.第二單軸柔性鉸鏈；7.基座。
[0013]【具體實(shí)施方式】
[0014]參照?qǐng)D1和圖2，一種縫紉機(jī)氣浮針桿與驅(qū)動(dòng)滑塊間的柔性連接裝置，包括針桿1、滑塊3和基座7，滑塊3在滑槽4里上下移動(dòng)，針桿連接柱2將滑塊3的運(yùn)動(dòng)傳遞給針桿1，使針桿I平行于滑塊3上下移動(dòng)；所述針桿I和滑塊3通過(guò)針桿連桿柱2連接，所述滑塊3位于基座7上的滑槽4內(nèi)，所述針桿連接柱2上設(shè)置有第一單軸柔性鉸鏈5和第二單軸柔性鉸鏈6 ;所述第一單軸柔性鉸鏈5和第二單軸柔性鉸鏈6分別與針桿連接柱2的軸線成45度角且第一單軸柔性鉸鏈5和第二單軸柔性鉸鏈6尾部相連，通過(guò)柔性鉸鏈彈性元件在受載時(shí)產(chǎn)生顯著的彈性變形來(lái)實(shí)現(xiàn)針桿I的微位移。
[0015]第一單軸柔性鉸鏈5和第二單軸柔性鉸鏈6的為單軸，厚度均為2mm，其切割寬度為3mm，切割半徑為3mm，其寬度與針桿連接柱的直徑相同。
[0016]在加工時(shí):在距針桿連接柱2的針桿孔外圓1.99mm處沿與針桿連接柱2軸向成45度方向上用電火花方式先加工出長(zhǎng)約3.28mm，切割寬度為3mm的切割槽，切割槽的寬度為針桿連接柱2的直徑，再在切割槽末端切割出一個(gè)半徑為3mm的圓弧槽，圓弧槽的寬度也為針桿連接柱2的直徑，即沿圓柱連接柱打通。然后再沿已加工槽方向即切割槽與連接柱軸向成45度方向的延長(zhǎng)線上反向加工與前一個(gè)已加工的尺寸相同的切割槽和圓弧槽，使兩相對(duì)的圓弧槽間的距離為2mm，此即為加工出的第一單軸柔性鉸鏈5，沿與已加工出的第一單軸柔性鉸鏈5的末端相垂直的方向用同樣的方法加工相同的第二單軸柔性鉸鏈6。
[0017]本實(shí)用新型的工作原理是:針桿I連桿帶動(dòng)滑塊3在滑槽4里上下移動(dòng)，滑塊3通過(guò)針桿連接柱2就帶動(dòng)針桿I上下運(yùn)動(dòng)，由于滑槽4的幾何形狀誤差以及導(dǎo)軌副的配合間隙等原因，滑塊3在滑槽4里滑動(dòng)時(shí)，會(huì)因?yàn)榛瑝K3與滑槽4間的微小間隙導(dǎo)致滑塊3實(shí)際運(yùn)動(dòng)方向?qū)o定方向的偏差而發(fā)生前后左右的竄動(dòng)，并與滑槽壁發(fā)生碰撞，滑塊3與滑槽4間就會(huì)產(chǎn)生作用力，這種作用力傳給針桿連接柱2后，第二單軸柔性鉸鏈6的一端產(chǎn)生力矩，便會(huì)繞其的中心點(diǎn)發(fā)生微小的角位移偏轉(zhuǎn)，則第二柔性鉸鏈6在左上、右下方向產(chǎn)生微位移，從而使針桿連接柱2的輸出端帶動(dòng)針桿在平面左右前后范圍內(nèi)進(jìn)行微位移，同時(shí)，第一單軸柔性鉸鏈5的一端也會(huì)繞著其中心點(diǎn)發(fā)生微小的角位移偏轉(zhuǎn)，第一單軸柔性鉸鏈5在左下、右上方向產(chǎn)生微位移，使針桿連接柱2的輸出端也會(huì)帶動(dòng)針桿I在平面左右前后范圍內(nèi)產(chǎn)生微位移，但由于柔性鉸鏈的彈性聯(lián)接裝置中彈性元件在受載時(shí)能產(chǎn)生顯著的彈性變形，一方面針桿連接柱2傳遞的作用力和位移會(huì)得到削弱，使針桿運(yùn)動(dòng)所受的干擾力大大地減小，同時(shí)靠?jī)?chǔ)存彈性變形達(dá)到緩沖作用，以減輕振動(dòng)，因此，第一單軸柔性鉸鏈5繞其中心點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的角位移比第二單軸柔性鉸鏈6繞其中心點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的角位移要小，針桿連接柱2的輸出端產(chǎn)生的微位移也比第二單軸柔性鉸鏈6產(chǎn)生的輸出位移要小，從而達(dá)到通過(guò)柔性鉸鏈的彈性變形使傳遞的力和輸出的位移降低到最小程度，對(duì)針桿運(yùn)動(dòng)的影響削弱到最小。
【權(quán)利要求】
1.一種縫紉機(jī)氣浮針桿與驅(qū)動(dòng)滑塊間的柔性聯(lián)接裝置，包括針桿(I )、滑塊(3)和基座(7),所述針桿(I)和滑塊(3)通過(guò)針桿連接柱(2)連接，所述滑塊(3)位于基座(7)上的滑槽(4)內(nèi)，其特征在于:所述針桿連接柱(2)上設(shè)置有第一單軸柔性鉸鏈(5)和第二單軸柔性鉸鏈(6);所述第一單軸柔性鉸鏈(5)和第二單軸柔性鉸鏈(6)分別與針桿連接柱(2)的軸線成45度角且第一單軸柔性鉸鏈(5)和第二單軸柔性鉸鏈(6)尾部相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種縫紉機(jī)氣浮針桿與驅(qū)動(dòng)滑塊間的柔性聯(lián)接裝置，其特征在于:所述第一單軸柔性鉸鏈(5)和第二單軸柔性鉸鏈(6)的厚度均為2mm，其切割寬度為3mm，切割半徑為3mm，其寬度與針桿連接柱(2)的直徑相同。
【文檔編號(hào)】D05B55/14GK203715896SQ201420049990
【公開(kāi)日】2014年7月16日 申請(qǐng)日期:2014年1月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月26日
【發(fā)明者】張君安, 資同江, 劉波, 盧志偉 申請(qǐng)人:西安工業(yè)大學(xué)