縫紉機氣浮針杆與驅動滑塊間的柔性聯接裝置製造方法
2023-06-13 10:10:36
縫紉機氣浮針杆與驅動滑塊間的柔性聯接裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種縫紉機氣浮針杆與驅動滑塊間的柔性聯接裝置。現有裝置不能保證針杆高速精確地運動，它們之間的平行度誤差對針杆的運動影響很大，不能忽略不計。一種縫紉機氣浮針杆與驅動滑塊間的柔性連接裝置，包括針杆、滑塊和基座，所述針杆和滑塊通過針杆連接柱連接，所述滑塊位於基座上的滑槽內，其特徵在於：所述針杆連接柱上設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杆連接柱的軸線成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。本實用新型精度高，加工難度小，成本也低，最適合超精密定位。
【專利說明】縫紉機氣浮針杆與驅動滑塊間的柔性聯接裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種柔性連接裝置，尤其是一種縫紉機氣浮針杆與驅動滑塊間的柔性聯接裝置。
【背景技術】
[0002]縫紉機的機頭部分通常是將連杆施加給滑塊的驅動力通過針杆連接柱傳遞給了針杆，使得滑塊在滑槽座裡上下滑動的同時，帶動針杆在軸套中上下移動，實現了滑塊與針杆間的同步運動。但前期對工業縫紉機針杆機構的運動學、動力學分析中，忽略了針杆與滑塊之間的平行問題。由於機頭在高速運動時會產生振動，加上滑槽座的幾何形狀精度以及導軌副的配合間隙等原因，從而導致滑塊在滑槽座裡滑動時，會因為滑塊與滑槽座間的微小間隙導致滑塊實際運動方向對給定方向的偏差而發生前後左右的竄動，並與滑槽座壁發生碰撞，滑塊與滑槽座間就會產生作用力，加之針杆與滑塊之間為剛性聯接，這種位移移動和力的作用會完全通過剛性聯接傳遞給針杆，導致針杆在軸套中發生移動或傾斜，從而使針杆與軸套間的壓力分布發生變化，使針杆不能正常的運動，更不能保證針杆高速精確地運動，它們之間的平行度誤差對針杆的運動影響很大，不能忽略不計。
[0003]柔性鉸鏈用於繞軸作複雜運動的有限角位移，它的特點是:無機械摩擦、無間隙、運動靈敏的特點。柔性鉸鏈有很多形式，人們大多採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現小範圍角位移，精度也較高，但這種結構還是比較複雜的，加工起來也不太方便。
[0004]
【發明內容】
[0005]本實用新型所解決的技術問題是提供一種縫紉機氣浮針杆與驅動滑塊間的柔性聯接裝置，具有結構簡單、無機械摩擦、準確性高，成本低，容易實施的特點。
[0006]為解決上述的技術問題，本實用新型採取的技術方案如下:一種縫紉機氣浮針杆與驅動滑塊間的柔性連接裝置，包括針杆、滑塊和基座，所述針杆和滑塊通過針杆連接柱連接，所述滑塊位於基座上的滑槽內，其特別之處在於:所述針杆連接柱上設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杆連接柱的軸線成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，其寬度與針杆連接柱的直徑相同。
[0008]與現有技術相比較，本實用新型的有益效果是:本實用新型所設計的柔性鉸鏈是在圓柱上加工兩個單軸柔性鉸鏈，柔性鉸鏈只能繞鉸鏈中心進行微小角度的轉動，從而使柔性聯接裝置實現的輸出是在兩個互相垂直且是斜著的方向上進行微小的移動，而不是輸出平行的微移動，可削弱輸入端的影響，傳遞運動形式。這種柔性鉸鏈結構簡單緊湊，傳動關係明確、無傳動空程，並且無摩擦，在XY平面上的剛度小，靈活性大，通過柔性鉸鏈的轉角變形使連接柱具有較高的位移解析度，而在針杆上下運動的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]【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1為本實用新型的結構示意圖；
[0011]圖2為圖1的A向視圖。
[0012]其中，1.針杆；2.針杆連接柱；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]【具體實施方式】
[0014]參照圖1和圖2，一種縫紉機氣浮針杆與驅動滑塊間的柔性連接裝置，包括針杆1、滑塊3和基座7，滑塊3在滑槽4裡上下移動，針杆連接柱2將滑塊3的運動傳遞給針杆1，使針杆I平行於滑塊3上下移動；所述針杆I和滑塊3通過針杆連杆柱2連接，所述滑塊3位於基座7上的滑槽4內，所述針杆連接柱2上設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分別與針杆連接柱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，通過柔性鉸鏈彈性元件在受載時產生顯著的彈性變形來實現針杆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，其寬度與針杆連接柱的直徑相同。
[0016]在加工時:在距針杆連接柱2的針杆孔外圓1.99mm處沿與針杆連接柱2軸向成45度方向上用電火花方式先加工出長約3.28mm，切割寬度為3mm的切割槽，切割槽的寬度為針杆連接柱2的直徑，再在切割槽末端切割出一個半徑為3mm的圓弧槽，圓弧槽的寬度也為針杆連接柱2的直徑，即沿圓柱連接柱打通。然後再沿已加工槽方向即切割槽與連接柱軸向成45度方向的延長線上反向加工與前一個已加工的尺寸相同的切割槽和圓弧槽，使兩相對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]本實用新型的工作原理是:針杆I連杆帶動滑塊3在滑槽4裡上下移動，滑塊3通過針杆連接柱2就帶動針杆I上下運動，由於滑槽4的幾何形狀誤差以及導軌副的配合間隙等原因，滑塊3在滑槽4裡滑動時，會因為滑塊3與滑槽4間的微小間隙導致滑塊3實際運動方向對給定方向的偏差而發生前後左右的竄動，並與滑槽壁發生碰撞，滑塊3與滑槽4間就會產生作用力，這種作用力傳給針杆連接柱2後，第二單軸柔性鉸鏈6的一端產生力矩，便會繞其的中心點發生微小的角位移偏轉，則第二柔性鉸鏈6在左上、右下方向產生微位移，從而使針杆連接柱2的輸出端帶動針杆在平面左右前後範圍內進行微位移，同時，第一單軸柔性鉸鏈5的一端也會繞著其中心點發生微小的角位移偏轉，第一單軸柔性鉸鏈5在左下、右上方向產生微位移，使針杆連接柱2的輸出端也會帶動針杆I在平面左右前後範圍內產生微位移，但由於柔性鉸鏈的彈性聯接裝置中彈性元件在受載時能產生顯著的彈性變形，一方面針杆連接柱2傳遞的作用力和位移會得到削弱，使針杆運動所受的幹擾力大大地減小，同時靠儲存彈性變形達到緩衝作用，以減輕振動，因此，第一單軸柔性鉸鏈5繞其中心點轉動的角位移比第二單軸柔性鉸鏈6繞其中心點轉動的角位移要小，針杆連接柱2的輸出端產生的微位移也比第二單軸柔性鉸鏈6產生的輸出位移要小，從而達到通過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，對針杆運動的影響削弱到最小。
【權利要求】
1.一種縫紉機氣浮針杆與驅動滑塊間的柔性聯接裝置，包括針杆(I )、滑塊(3)和基座(7),所述針杆(I)和滑塊(3)通過針杆連接柱(2)連接，所述滑塊(3)位於基座(7)上的滑槽(4)內，其特徵在於:所述針杆連接柱(2)上設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)分別與針杆連接柱(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.根據權利要求1所述的一種縫紉機氣浮針杆與驅動滑塊間的柔性聯接裝置，其特徵在於: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，其寬度與針杆連接柱(2)的直徑相同。
【文檔編號】D05B55/14GK203715896SQ201420049990
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年1月26日 優先權日:2014年1月26日
【發明者】張君安, 資同江, 劉波, 盧志偉 申請人:西安工業大學