專利名稱：一種直線拉伸裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于機(jī)械設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種拉伸裝置，特別涉及一種直線拉伸裝置。
背景技術(shù)：
隨著時(shí)代的需要，儀器設(shè)計(jì)在精密機(jī)械中的發(fā)展越來越成熟，雖然到現(xiàn)在制造出的微型儀器性能和功能都非常的強(qiáng)大，但是精密儀器的發(fā)展依舊離不開傳統(tǒng)的機(jī)械，因?yàn)閭鹘y(tǒng)的機(jī)械仍有很多的可取的地方，如設(shè)計(jì)理念、設(shè)計(jì)方法等。傳統(tǒng)提供外力的方法是直接對(duì)受力物體提供外力，直接施力的力量大小往往難以控制，對(duì)于精度要求較高的操作，施力的差異對(duì)最終的結(jié)果有很大的影響，而且由于施力工具的本身因素，會(huì)引起施力不均的現(xiàn)象產(chǎn)生。有鑒于此，如今迫切需要一種可以在拉伸過程中自由控制拉力的裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的旨在至少解決上述技術(shù)缺陷之一，特別是解決現(xiàn)有技術(shù)無法控制施力大小的問題。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提出了一種直線拉伸裝置，包括基臺(tái)，以及設(shè)置在基臺(tái)一側(cè)的彈性機(jī)構(gòu)、動(dòng)力驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、拉伸機(jī)構(gòu)、引導(dǎo)機(jī)構(gòu)；所述動(dòng)力驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過彈性機(jī)構(gòu)連接拉伸機(jī)構(gòu)，拉伸機(jī)構(gòu)的一端連接被拉伸物體；所述動(dòng)力驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過控制彈性機(jī)構(gòu)的彈性形變程度來控制其對(duì)拉伸機(jī)構(gòu)的拉力；所述引導(dǎo)機(jī)構(gòu)包括設(shè)置于拉伸機(jī)構(gòu)下方的軌道、固定在基臺(tái)上的一個(gè)或多個(gè)引導(dǎo)軸，所述拉伸機(jī)構(gòu)與軌道、引導(dǎo)軸連接，所述動(dòng)力驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的拉伸方向與所述軌道、引導(dǎo)軸平行；在動(dòng)力驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)提供驅(qū)動(dòng)力作用時(shí)，引導(dǎo)機(jī)構(gòu)引導(dǎo)拉伸機(jī)構(gòu)沿軌道和引導(dǎo)軸的方向做直線拉伸動(dòng)作。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述直線拉伸裝置還包括彈性形變獲取單元，用以感應(yīng)所述彈性機(jī)構(gòu)的彈性形變數(shù)據(jù)。其中，所述直線拉伸裝置還包括動(dòng)力控制單元，與所述動(dòng)力驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、彈性形變獲取單元連接，用以根據(jù)所述彈性形變獲取單元感應(yīng)的彈性形變數(shù)據(jù)，控制所述動(dòng)力驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)提供的動(dòng)力大小，進(jìn)而控制動(dòng)力驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)對(duì)拉伸機(jī)構(gòu)的拉力。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，動(dòng)力驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)為電機(jī)，電機(jī)通過電機(jī)支撐架固定在所述基臺(tái)上。其中，所述直線拉伸裝置進(jìn)一步包括控制電機(jī)動(dòng)作的控制系統(tǒng)；所述電機(jī)為帶編碼器的線性電機(jī)，所述線性電機(jī)的編碼器將線性電機(jī)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及時(shí)反饋給控制系統(tǒng)，從而控制線性電機(jī)的下一步動(dòng)作。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述拉伸機(jī)構(gòu)為拉板，該拉板作為所述直線拉伸裝置與被拉伸物體的接口 ；所述拉板的一側(cè)設(shè)有與拉伸物體結(jié)合的連接機(jī)構(gòu)，通過拉板上的連接機(jī)構(gòu)對(duì)被拉伸物體進(jìn)行施力。其中，所述連接機(jī)構(gòu)為一個(gè)或多個(gè)掛孔或/和掛鉤。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述彈性機(jī)構(gòu)為彈簧或柔性鉸鏈。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述軌道包括導(dǎo)槽、與該導(dǎo)槽配合的導(dǎo)軌；導(dǎo)槽設(shè)置在拉伸機(jī)構(gòu)下方，導(dǎo)軌設(shè)置在基臺(tái)上；或者，導(dǎo)槽設(shè)置在基臺(tái)上，導(dǎo)軌設(shè)置在拉伸機(jī)構(gòu)下方。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述拉伸機(jī)構(gòu)設(shè)有一個(gè)或多個(gè)通孔，通孔的方向與動(dòng)力驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的拉伸方向、軌道方向一致，各引導(dǎo)軸分別穿過各自的通孔，使得拉伸機(jī)構(gòu)在弓I導(dǎo)軸的限制下沿引導(dǎo)軸及軌道直線運(yùn)動(dòng)。通過本發(fā)明提出的直線拉伸裝置應(yīng)用了胡克定律，其表達(dá)式為Λ F=k.ΛΧ，其中k是常數(shù)，是物體的勁度(倔強(qiáng))系數(shù)，ΛΧ為彈性件伸長(zhǎng)(或縮短)的長(zhǎng)度。通過線性電機(jī)對(duì)彈性件的拉伸，可以精確的控制彈性件的拉伸長(zhǎng)度，從而將對(duì)力Λ F的控制轉(zhuǎn)化為電機(jī)對(duì)彈性件拉伸長(zhǎng)度的控制。另外，運(yùn)行軌道與軸的配合可以使得拉伸機(jī)構(gòu)沿直線方向運(yùn)動(dòng)且在運(yùn)行過程中拉板不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，可保證拉板對(duì)拉伸對(duì)象的若干施力點(diǎn)施力均勻一致。本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。


本發(fā)明上述的和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從下面結(jié)合附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
圖1為圖本發(fā)明直線拉伸裝置一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“上”、“下方”、“一端”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，一體地連接，也可以是可拆卸連接；可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。本發(fā)明的主要?jiǎng)?chuàng)新之處在于，本發(fā)明創(chuàng)新地提出了一種直線拉伸裝置，可以在拉伸過程中自由控制拉力的大小。請(qǐng)參閱圖1，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明直線拉伸裝置包括基臺(tái)11，以及設(shè)置在基臺(tái)一側(cè)的彈性機(jī)構(gòu)12、動(dòng)力驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)13、拉伸機(jī)構(gòu)15、引導(dǎo)機(jī)構(gòu)。所述動(dòng)力驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)13通過彈性機(jī)構(gòu)12連接拉伸機(jī)構(gòu)15，拉伸機(jī)構(gòu)15的一端連接被拉伸物體；所述動(dòng)力驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)13通過控制彈性機(jī)構(gòu)12的彈性形變程度來控制其對(duì)拉伸機(jī)構(gòu)15的拉力。如圖1所示，本實(shí)施例中，動(dòng)力驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)13可以為電機(jī)，電機(jī)13通過電機(jī)支撐架14固定在所述基臺(tái)11上。同時(shí)，所述直線拉伸裝置還包括控制電機(jī)動(dòng)作的控制系統(tǒng)(圖未示)；所述電機(jī)13為帶編碼器的線性電機(jī)，所述線性電機(jī)13的編碼器將線性電機(jī)13的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及時(shí)反饋給控制系統(tǒng)，從而控制線性電機(jī)的下一步動(dòng)作。優(yōu)選地，所述直線拉伸裝置還包括彈性形變獲取單元(圖未示)，用以感應(yīng)所述彈性機(jī)構(gòu)12的彈性形變數(shù)據(jù)。所述控制系統(tǒng)分別與所述動(dòng)力驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)13、彈性形變獲取單元連接，用以根據(jù)所述彈性形變獲取單元感應(yīng)的彈性形變數(shù)據(jù)，控制所述動(dòng)力驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)13提供的動(dòng)力大小，進(jìn)而控制動(dòng)力驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)13對(duì)拉伸機(jī)構(gòu)15的拉力。拉伸機(jī)構(gòu)15為拉板。該拉板15作為所述直線拉伸裝置與被拉伸物體的接口 ；所述拉板的一側(cè)設(shè)有與拉伸物體結(jié)合的連接機(jī)構(gòu)151，通過拉板15上的連接機(jī)構(gòu)151對(duì)被拉伸物體進(jìn)行施力，可以根據(jù)具體拉伸對(duì)象的外貌形狀對(duì)掛鉤的形狀及排布進(jìn)行不同設(shè)計(jì)。所述連接機(jī)構(gòu)151可以為一個(gè)或多個(gè)掛孔或/和掛鉤；本實(shí)施例中，連接機(jī)構(gòu)151為一組均勻分布的掛鉤。所述彈性機(jī)構(gòu)12可以為彈簧；當(dāng)然，也可以為其他元件，如柔性鉸鏈等。彈性機(jī)構(gòu)12的兩端通過掛鉤或其它連接裝置連接在拉板15與電機(jī)拉桿之間，在裝置的運(yùn)行過程中，彈性機(jī)構(gòu)12在彈性范圍內(nèi)，滿足胡克定律，通過線性電機(jī)13對(duì)彈性機(jī)構(gòu)12的拉伸，可以精確的控制彈性機(jī)構(gòu)12的拉伸長(zhǎng)度，從而將對(duì)力Λ F的控制轉(zhuǎn)化為電機(jī)13對(duì)彈性機(jī)構(gòu)12拉伸長(zhǎng)度的控制。所述引導(dǎo)機(jī)構(gòu)包括設(shè)置于拉伸機(jī)構(gòu)下方的軌道16、固定在基臺(tái)11上的一個(gè)或多個(gè)引導(dǎo)軸17，所述拉伸機(jī)構(gòu)(拉板)15與軌道16、引導(dǎo)軸17連接，所述動(dòng)力驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)13的拉伸方向與所述軌道16、引導(dǎo)軸17平行；在動(dòng)力驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)13提供驅(qū)動(dòng)力作用時(shí)，引導(dǎo)機(jī)構(gòu)引導(dǎo)拉伸機(jī)構(gòu)15沿軌道16和引導(dǎo)軸17的方向做直線拉伸動(dòng)作。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述拉伸機(jī)構(gòu)15設(shè)有一個(gè)或多個(gè)通孔，通孔的方向與動(dòng)力驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)13的拉伸方向、軌道16方向一致，各引導(dǎo)軸17分別穿過各自的通孔，使得拉伸機(jī)構(gòu)15在引導(dǎo)軸17的限制下沿引導(dǎo)軸17及軌道16做直線運(yùn)動(dòng)。所述軌道16包括導(dǎo)槽161、與該導(dǎo)槽161配合的導(dǎo)軌162 ;導(dǎo)槽161設(shè)置在拉伸機(jī)構(gòu)15的下方,導(dǎo)軌162設(shè)置在基臺(tái)11上；或者，導(dǎo)槽161設(shè)置在基臺(tái)11上，導(dǎo)軌162設(shè)置在拉伸機(jī)構(gòu)15的下方。本實(shí)施例中，如圖1所示，所述直線拉伸裝置包括兩個(gè)引導(dǎo)軸17，引導(dǎo)軸17貫穿拉板15，其一端固定在基臺(tái)11上設(shè)置的軸支撐架18，另一端固定在電機(jī)支撐架14上。盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同限定。
權(quán)利要求
1.一種直線拉伸裝置，其特征在于，包括基臺(tái)，以及設(shè)置在基臺(tái)一側(cè)的彈性機(jī)構(gòu)、動(dòng)力驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、拉伸機(jī)構(gòu)、引導(dǎo)機(jī)構(gòu)； 所述動(dòng)力驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過彈性機(jī)構(gòu)連接拉伸機(jī)構(gòu)，拉伸機(jī)構(gòu)的一端連接被拉伸物體；所述動(dòng)力驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過控制彈性機(jī)構(gòu)的彈性形變程度來控制其對(duì)拉伸機(jī)構(gòu)的拉力； 所述引導(dǎo)機(jī)構(gòu)包括設(shè)置于拉伸機(jī)構(gòu)下方的軌道、固定在基臺(tái)上的一個(gè)或多個(gè)引導(dǎo)軸，所述拉伸機(jī)構(gòu)與軌道、引導(dǎo)軸連接，所述動(dòng)力驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的拉伸方向與所述軌道、引導(dǎo)軸平行； 在動(dòng)力驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)提供驅(qū)動(dòng)力作用時(shí)，引導(dǎo)機(jī)構(gòu)引導(dǎo)拉伸機(jī)構(gòu)沿軌道和引導(dǎo)軸的方向做直線拉伸動(dòng)作。
2.如權(quán)利要求1所述的直線拉伸裝置，其特征在于，所述直線拉伸裝置還包括彈性形變獲取單元，用以感應(yīng)所述彈性機(jī)構(gòu)的彈性形變數(shù)據(jù)。
3.如權(quán)利要求2所述的直線拉伸裝置，其特征在于，所述直線拉伸裝置還包括動(dòng)力控制單元，與所述動(dòng)力驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、彈性形變獲取單元連接，用以根據(jù)所述彈性形變獲取單元感應(yīng)的彈性形變數(shù)據(jù)，控制所述動(dòng)力驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)提供的動(dòng)力大小，進(jìn)而控制動(dòng)力驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)對(duì)拉伸機(jī)構(gòu)的拉力。
4.如權(quán)利要求1所述的直線拉伸裝置，其特征在于，所述動(dòng)力驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)為電機(jī)，電機(jī)通過電機(jī)支撐架固定在所述基臺(tái)上。
5.如權(quán)利要求4所述的直線拉伸裝置，其特征在于，所述直線拉伸裝置進(jìn)一步包括控制電機(jī)動(dòng)作的控制系統(tǒng)；所述電機(jī)為帶編碼器的線性電機(jī)，所述線性電機(jī)的編碼器將線性電機(jī)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及時(shí)反饋給控制系統(tǒng)，從而控制線性電機(jī)的下一步動(dòng)作。
6.如權(quán)利要求1所述的直線拉伸裝置，其特征在于，所述拉伸機(jī)構(gòu)為拉板，該拉板作為所述直線拉伸裝置與被拉伸物體的接口 ；所述拉板的一側(cè)設(shè)有與拉伸物體結(jié)合的連接機(jī)構(gòu)，通過拉板上的連接機(jī)構(gòu)對(duì)被拉伸物體進(jìn)行施力。
7.如權(quán)利要求6所述的直線拉伸裝置，其特征在于，所述連接機(jī)構(gòu)為一個(gè)或多個(gè)掛孔或/和掛鉤。
8.如權(quán)利要求1至7之一所述的直線拉伸裝置，其特征在于，所述彈性機(jī)構(gòu)為彈簧或柔性鉸鏈。
9.如權(quán)利要求1至7之一所述的直線拉伸裝置，其特征在于，所述軌道包括導(dǎo)槽、與該導(dǎo)槽配合的導(dǎo)軌；導(dǎo)槽設(shè)置在拉伸機(jī)構(gòu)下方，導(dǎo)軌設(shè)置在基臺(tái)上；或者，導(dǎo)槽設(shè)置在基臺(tái)上，導(dǎo)軌設(shè)置在拉伸機(jī)構(gòu)下方。
10.如權(quán)利要求1至7之一所述的直線拉伸裝置，其特征在于，所述拉伸機(jī)構(gòu)設(shè)有一個(gè)或多個(gè)通孔，通孔的方向與動(dòng)力驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的拉伸方向、軌道方向一致，各引導(dǎo)軸分別穿過各自的通孔，使得拉伸機(jī)構(gòu)在引導(dǎo)軸的限制下沿引導(dǎo)軸及軌道直線運(yùn)動(dòng)。
全文摘要
本發(fā)明提出一種直線拉伸裝置，包括基臺(tái)、彈性機(jī)構(gòu)、動(dòng)力驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、拉伸機(jī)構(gòu)、引導(dǎo)機(jī)構(gòu)；動(dòng)力驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過彈性機(jī)構(gòu)連接拉伸機(jī)構(gòu)，拉伸機(jī)構(gòu)的一端連接被拉伸物體；動(dòng)力驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過控制彈性機(jī)構(gòu)的彈性形變程度來控制其對(duì)拉伸機(jī)構(gòu)的拉力；引導(dǎo)機(jī)構(gòu)包括設(shè)置于拉伸機(jī)構(gòu)下方的軌道、固定在基臺(tái)上的一個(gè)或多個(gè)引導(dǎo)軸，拉伸機(jī)構(gòu)與軌道、引導(dǎo)軸連接，動(dòng)力驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的拉伸方向與軌道、引導(dǎo)軸平行。通過本發(fā)明提出的直線拉伸裝置，可以精確的控制彈性件的拉伸長(zhǎng)度，從而將對(duì)力△F的控制轉(zhuǎn)化為電機(jī)對(duì)彈性件拉伸長(zhǎng)度的控制。另外，運(yùn)行軌道與軸的配合可使得拉伸機(jī)構(gòu)沿直線方向運(yùn)動(dòng)且在運(yùn)行過程中拉板不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，可保證拉板對(duì)拉伸對(duì)象的若干施力點(diǎn)施力均勻一致。
文檔編號(hào)F16H49/00GK103206510SQ20121000688
公開日2013年7月17日 申請(qǐng)日期2012年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月11日
發(fā)明者魏志凌, 高小平, 程曄 申請(qǐng)人:昆山允升吉光電科技有限公司