增压缸及应用其的夹具装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种增压缸及应用其的夹具装置，增压缸包括缸体、第一活塞部件和第二活塞部件；所述第一活塞部件包括第一杆部、第一活塞部以及活塞孔，所述第一杆部的下端部和所述第一活塞部均与所述缸体密封滑配连接；所述第二活塞部件包括第二杆部和第二活塞部，所述第二活塞部密封滑配连接在所述活塞孔中，所述第二杆部与所述缸体之间密封滑配连接；所述第二杆部的下端部设有增压锥面，所述缸体上嵌装有增压珠，所述活塞孔的上端部设有施压锥面，以便所述施压锥面与所述增压珠相抵并驱动所述增压珠朝向所述第二杆部移动，进而驱动所述第二活塞部件向上运动。本实用新型专利技术能够大幅提升输出的推力，进而提高夹紧工件的夹紧力，并且结构紧凑，体积小，能够节省空间。

【技术实现步骤摘要】
增压缸及应用其的夹具装置
本技术涉及一种增压缸及应用其的夹具装置。
技术介绍
目前，工业机器人在实际应用中通常需要使用夹具装置来抓取、搬运工件，由于工业机器人中的空间有限，因此结构紧凑的气动夹具装置被广泛应用，其原理就是通过夹具装置中的气缸输出推力来实现工件的夹紧。但是气缸所使用的压缩空气具有一定的压缩性，且压缩空气的压力一般在6bar以下，这就导致气缸的输出推力不稳定且推力太小，进而使得夹紧装置的夹紧力太小，无法夹紧大负载的工件。而为了得到较大的夹紧力，部分设计者使用了倍力气缸，但是这导致了夹具装置的体积变大，占用的空间变大，并且夹紧力也仅增加两倍，仍无法满足使用需求。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种增压缸，它能够大幅提升输出的推力，进而提高夹紧工件的夹紧力，并且结构紧凑，体积小，能够节省空间。为了解决上述技术问题，本技术的技术方案是：一种增压缸，它包括缸体、第一活塞部件和第二活塞部件；其中，所述缸体中设有内腔；所述第一活塞部件设于所述内腔中，所述第一活塞部件包括第一杆部、连接在所述第一杆部的上端部的第一活塞部以及贯穿所述第一杆部和第一活塞部的活塞孔，所述第一杆部的下端部和所述第一活塞部均与所述缸体密封滑配连接；所述第二活塞部件包括第二杆部和第二活塞部，所述第二活塞部密封滑配连接在所述活塞孔中，所述第二杆部的下端部连接在所述第二活塞部上，所述第二杆部的上端部伸出至所述缸体外，所述第二杆部与所述缸体之间密封滑配连接；所述第一活塞部的上端部、所述第二活塞部的上端部以及所述缸体的内壁之间形成有第一介质腔，所述第一活塞部的下端部、所述第一杆部的外周壁以及所述缸体的内壁之间形成有第二介质腔，所述第二活塞部的下端部、所述活塞孔的孔壁以及所述缸体之间形成有第三介质腔；所述缸体上设有与所述第一介质腔连通并用于向第一介质腔中注入压力介质的第一介质孔、与所述第二介质腔连通并用于向第二介质腔中注入压力介质的第二介质孔，以及与所述第三介质腔连通并用于向第三介质腔中注入压力介质的第三介质孔；所述第二杆部的下端部设有上大下小的增压锥面；所述缸体上嵌装有至少两个用于与所述增压锥面相抵并分布在以所述第二杆部的中心轴为圆心的圆周上的增压珠；所述活塞孔的上端部设有用于与所述增压珠相抵的施压锥面，以便当所述第一活塞部件向上运动时，所述施压锥面与所述增压珠相抵并驱动所述增压珠朝向所述第二杆部移动，进而使所述增压珠与所述增压锥面相抵并驱动所述第二活塞部件向上运动；所述施压锥面的锥角α小于所述增压锥面的锥角β。进一步提供一种所述缸体的具体结构，所述缸体包括缸筒、端盖和套筒；其中，所述端盖密封连接在所述缸筒的下端部，所述内腔设于所述缸筒和所述端盖之间；所述第二杆部密封滑配连接在所述套筒中；所述套筒的上端部密封连接在所述缸筒的上端部，所述套筒的下端部伸入所述内腔中并设有与所述增压珠一一对应的嵌装孔，所述增压珠嵌装在所述嵌装孔中。进一步，所述第一活塞部与所述缸筒密封滑配连接，所述第一杆部的下端部与所述端盖密封滑配连接。进一步，所述第一活塞部与所述缸筒之间、所述第一杆部的下端部与所述端盖之间、所述端盖与所述缸筒之间、所述第二活塞部与所述活塞孔之间、所述套筒与所述第二杆部之间以及所述套筒与所述缸筒之间均设有密封圈。进一步，所述第一介质孔和所述第二介质孔均设于所述缸筒上，所述第三介质孔设于所述端盖上。进一步提供一种所述嵌装孔的具体结构，所述嵌装孔为锥形结构，所述嵌装孔的靠近所述第二杆部的一端的孔径大于所述嵌装孔的远离所述第二杆部的一端的孔径；所述嵌装孔的远离所述第二杆部的一端的孔径小于所述增压珠的直径。本技术还提供了一种夹具装置，它包括如上所述的增压缸，它还包括壳体、传动机构和夹紧部件；其中，所述壳体连接在所述缸体上或与所述缸体为一整体；所述传动机构连接在所述壳体上并与所述第二杆部的上端部相连；所述夹紧部件连接在所述传动机构上，以便当所述第二杆部被驱动动作时，所述第二杆部通过所述传动机构带动所述夹紧部件动作以夹紧外部工件。进一步提供一种所述传动机构的具体方案，所述传动机构包括曲柄和连杆；其中，所述夹紧部件连接在所述曲柄上；所述曲柄的一端部铰接在所述壳体上；所述连杆的一端部铰接在所述曲柄的另一端部；所述连杆的另一端部与所述第二杆部的上端铰接，以便所述第二杆部通过所述连杆驱动所述曲柄和夹紧部件转动。进一步为了感应所述第二杆部的位置，所述夹具装置还包括用于与所述第二杆部配合以感应所述第二杆部动作至伸出位置或收缩位置的感应装置。进一步提供一种所述感应装置的具体结构，所述感应装置包括第一传感器、第二传感器和触头；其中，所述第一传感器和所述第二传感器均连接在所述壳体上；所述触头连接在所述第二杆部上，所述触头用于当所述第二杆部位于伸出位置时触发所述第一传感器，当所述第二杆部位于收缩位置时触发所述第二传感器。采用了上述技术方案后，当所述增压缸收缩时，向所述第一介质腔中注入压力介质，压力介质的压力作用在所述第一活塞部的上端部和所述第二活塞部的上端部，以使所述第一活塞部件和第二活塞部件向下移动。当所述增压缸伸出时，先向所述第三介质腔中注入压力介质，压力介质的压力作用在所述第二活塞部的下端部，以便驱动所述第二活塞部件向上移动，然后向所述第二介质腔中注入压力介质，压力介质的压力作用在所述第一活塞部的下端部，以便驱动所述第一活塞部件向上移动，此时所述施压锥面驱动所述增压珠朝向所述第二杆部移动，进而所述增压珠与所述增压锥面相抵并驱动所述第二活塞部件向上运动。其中，所述增压珠的个数设为n，向所述第二介质腔中注入压力介质后，压力介质的压力作用在所述第一活塞部的下端部，使所述第一活塞部件受到向上的推力F1，此时，所述施压锥面向每个增压珠施加的力为F2，每个增压珠向所述第增压锥面施加的力为F3，此时，所述第二活塞部件受到向上的合力为F4。根据作用力与反作用力的原理，对所述增压珠进行受力分析可得，F2cosα=F3cosβ，对所述第一活塞部件进行受力分析可得，n·F2sinα=F1，对所述第二活塞部件进行受力分析可得，n·F3sinβ=F4，因此可得，F4=（tanβ/tanα）F1。因此，当α<β时，tanβ/tanα>1，使得所述第二活塞部件向上的输出推力得到增加，当所述α=10°，β=45°，F4约为F1的5.6倍，大大提高了所述第二活塞部件向上的输出推力，相比于传统的气缸，所述增压缸的输出推力增大了5.6倍，进而大大提高了应用其的夹具装置的夹紧力，并且所述增压缸结构紧凑，体积小，节省了占用的空间，实现了在紧凑的空间内输出推力的大幅度提升，使得应用其的夹具装置能够承受更大的负载。附图说明图1为本技术的增压缸及应用其的夹具装置的内部结构示意图；图2为本实用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种增压缸，其特征在于，它包括缸体（1）、第一活塞部件和第二活塞部件；其中，/n所述缸体（1）中设有内腔；/n所述第一活塞部件设于所述内腔中，所述第一活塞部件包括第一杆部（2）、连接在所述第一杆部（2）的上端部的第一活塞部（3）以及贯穿所述第一杆部（2）和第一活塞部（3）的活塞孔（4），所述第一杆部（2）的下端部和所述第一活塞部（3）均与所述缸体（1）密封滑配连接；/n所述第二活塞部件包括第二杆部（5）和第二活塞部（6），所述第二活塞部（6）密封滑配连接在所述活塞孔（4）中，所述第二杆部（5）的下端部连接在所述第二活塞部（6）上，所述第二杆部（5）的上端部伸出至所述缸体（1）外，所述第二杆部（5）与所述缸体（1）之间密封滑配连接；/n所述第一活塞部（3）的上端部、所述第二活塞部（6）的上端部以及所述缸体（1）的内壁之间形成有第一介质腔（7），所述第一活塞部（3）的下端部、所述第一杆部（2）的外周壁以及所述缸体（1）的内壁之间形成有第二介质腔（8），所述第二活塞部（6）的下端部、所述活塞孔（4）的孔壁以及所述缸体（1）之间形成有第三介质腔（9）；/n所述缸体（1）上设有与所述第一介质腔（7）连通并用于向第一介质腔（7）中注入压力介质的第一介质孔（10）、与所述第二介质腔（8）连通并用于向第二介质腔（8）中注入压力介质的第二介质孔（11），以及与所述第三介质腔（9）连通并用于向第三介质腔（9）中注入压力介质的第三介质孔（12）；/n所述第二杆部（5）的下端部设有上大下小的增压锥面（13）；/n所述缸体（1）上嵌装有至少两个用于与所述增压锥面（13）相抵并分布在以所述第二杆部（5）的中心轴为圆心的圆周上的增压珠（14）；/n所述活塞孔（4）的上端部设有用于与所述增压珠（14）相抵的施压锥面（15），以便当所述第一活塞部件向上运动时，所述施压锥面（15）与所述增压珠（14）相抵并驱动所述增压珠（14）朝向所述第二杆部（5）移动，进而使所述增压珠（14）与所述增压锥面（13）相抵并驱动所述第二活塞部件向上运动；/n所述施压锥面（15）的锥角α小于所述增压锥面（13）的锥角β。/n...

【技术特征摘要】
1.一种增压缸，其特征在于，它包括缸体（1）、第一活塞部件和第二活塞部件；其中，
所述缸体（1）中设有内腔；
所述第一活塞部件设于所述内腔中，所述第一活塞部件包括第一杆部（2）、连接在所述第一杆部（2）的上端部的第一活塞部（3）以及贯穿所述第一杆部（2）和第一活塞部（3）的活塞孔（4），所述第一杆部（2）的下端部和所述第一活塞部（3）均与所述缸体（1）密封滑配连接；
所述第二活塞部件包括第二杆部（5）和第二活塞部（6），所述第二活塞部（6）密封滑配连接在所述活塞孔（4）中，所述第二杆部（5）的下端部连接在所述第二活塞部（6）上，所述第二杆部（5）的上端部伸出至所述缸体（1）外，所述第二杆部（5）与所述缸体（1）之间密封滑配连接；
所述第一活塞部（3）的上端部、所述第二活塞部（6）的上端部以及所述缸体（1）的内壁之间形成有第一介质腔（7），所述第一活塞部（3）的下端部、所述第一杆部（2）的外周壁以及所述缸体（1）的内壁之间形成有第二介质腔（8），所述第二活塞部（6）的下端部、所述活塞孔（4）的孔壁以及所述缸体（1）之间形成有第三介质腔（9）；
所述缸体（1）上设有与所述第一介质腔（7）连通并用于向第一介质腔（7）中注入压力介质的第一介质孔（10）、与所述第二介质腔（8）连通并用于向第二介质腔（8）中注入压力介质的第二介质孔（11），以及与所述第三介质腔（9）连通并用于向第三介质腔（9）中注入压力介质的第三介质孔（12）；
所述第二杆部（5）的下端部设有上大下小的增压锥面（13）；
所述缸体（1）上嵌装有至少两个用于与所述增压锥面（13）相抵并分布在以所述第二杆部（5）的中心轴为圆心的圆周上的增压珠（14）；
所述活塞孔（4）的上端部设有用于与所述增压珠（14）相抵的施压锥面（15），以便当所述第一活塞部件向上运动时，所述施压锥面（15）与所述增压珠（14）相抵并驱动所述增压珠（14）朝向所述第二杆部（5）移动，进而使所述增压珠（14）与所述增压锥面（13）相抵并驱动所述第二活塞部件向上运动；
所述施压锥面（15）的锥角α小于所述增压锥面（13）的锥角β。


2.根据权利要求1所述的增压缸，其特征在于，所述缸体（1）包括缸筒（16）、端盖（17）和套筒（18）；其中，
所述端盖（17）密封连接在所述缸筒（16）的下端部，所述内腔设于所述缸筒（16）和所述端盖（17）之间；
所述第二杆部（5）密封滑配连接在所述套筒（18）中；
所述套筒（18）的上端部密封连接在所述缸筒（16）的上端部，所述套筒（18）的下端部伸入所述内腔中并设有与所述增压珠（14）一一对应的嵌装孔（19），所述增压珠（14）嵌装在所述嵌装孔（19）中。


3.根据权利要求2所述的增压缸，其特征在于，所述第一活...

【专利技术属性】
技术研发人员：何岚岚，徐庆富，
申请(专利权)人：希格斯精密机械苏州有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32