一种线性可调缩放仿形机构及其控制方法

摘要

本发明提供一种线性可调缩放仿形机构，用于工件仿形，包括：模版体、制件体、杠杆缩放装置和缩放调节装置，杠杆缩放装置设置在模版体与制件体之间，杠杆缩放装置包括缩放模版工作部、缩放制件工作部、杠杆臂和杠杆支点架，缩放模版工作部与模版体的工作表面抵接，模版体通过缩放模版工作部带动杠杆臂运动，杠杆臂运动带动缩放制件工作部刻划制件体；杠杆支点架包括外滚动轴承和内滚动轴承，内滚动轴承铰接于外滚动轴承的内壁，并与外滚动轴承同心设置；杠杆臂穿入内滚动轴承的一端的轴承壁并从另一端的轴承壁穿出，并垂直穿过外滚动轴承的中心，且杠杆臂与内滚动轴承键连接；缩放调节装置用于调节杠杆臂与内滚动轴承的连接位点。

权利要求

1.一种线性可调缩放仿形机构，用于工件仿形，其特征在于，包括：

模版体、制件体、杠杆缩放装置和缩放调节装置，所述杠杆缩放装置设置在所述模版体与所述制件体之间，用于根据所述模版体的几何形状刻划所述制件体；

所述杠杆缩放装置包括缩放模版工作部、缩放制件工作部、杠杆臂和杠杆支点架，所述缩放模版工作部和所述缩放制件工作部分别设于所述杠杆臂的两端，所述缩放模版工作部与所述模版体的工作表面抵接，所述模版体通过所述缩放模版工作部带动所述杠杆臂运动，所述杠杆臂运动带动所述缩放制件工作部刻划所述制件体；

所述杠杆支点架包括外滚动轴承和内滚动轴承，所述内滚动轴承铰接于所述外滚动轴承的内壁，并与所述外滚动轴承同心设置；所述杠杆臂穿入所述内滚动轴承的一端的轴承壁并从另一端的轴承壁穿出，并垂直穿过所述外滚动轴承的中心，且所述杠杆臂与所述内滚动轴承键连接；

所述缩放调节装置设于所述杠杆臂靠近所述模版体的端部，用于调节所述杠杆臂与所述内滚动轴承的连接位点。

2.根据权利要求1所述的线性可调缩放仿形机构，其特征在于：所述杠杆支点架进一步包括锁紧装置，所述锁紧装置设于所述内滚动轴承上，用于紧固所述杠杆臂与所述内滚动轴承。

3.根据权利要求2所述的线性可调缩放仿形机构，其特征在于：所述锁紧装置包括锁定螺钉和锁定垫片，所述锁定螺钉穿过所述内滚动轴承与所述杠杆臂接触；所述锁定垫片套设于所述锁定螺钉上，且抵接于所述内滚动轴承的外侧壁。

4.根据权利要求3所述的线性可调缩放仿形机构，其特征在于：所述缩放调节装置包括沿轴向方向依次连接的固定部、调节部和定位部，所述定位部连接至所述杠杆臂靠近所述模版体的一端。

5.根据权利要求4所述的线性可调缩放仿形机构，其特征在于：所述调节部包括螺纹套、挡环和螺母，所述挡环和所述螺母均设于所述定位部内，并均与所述螺纹套螺纹连接；

所述定位部包括限位块，所述限位块与所述挡环错位设置，以限定所述挡环的滑动。

6.根据权利要求5所述的线性可调缩放仿形机构，其特征在于：所述螺纹套靠近所述杠杆臂的端部设有锥头，所述杠杆臂设有与锥头相适配的锥形凹槽，转动实现所述杠杆臂的转动。

7.根据权利要求5所述的线性可调缩放仿形机构，其特征在于：所述固定部包括芯轴，所述芯轴套设于所述螺纹套内，并与所述螺纹套螺纹连接，定义所述芯轴的螺纹导程为L,所述芯轴的螺纹直径为D，其中，

8.根据权利要求1所述的线性可调缩放仿形机构，其特征在于：进一步包括至少两组限位弹簧组件，所述限位弹簧组件均设于所述杠杆臂上方，用于使所述缩放模版工作部的尖端实时抵接所述模版体。

9.根据权利要求8所述的线性可调缩放仿形机构，其特征在于：所述限位弹簧组件包括压缩弹簧、弹簧柱和滚珠，所述滚珠通过所述压缩弹簧与所述弹簧柱连接，所述滚珠与所述杠杆臂紧密接触，用于使所述缩放模版工作部的尖端实时抵接所述模版体。

10.一种如权利要求4所述的线性可调缩放仿形机构的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：通过所述缩放调节装置调节所述杠杆臂与所述内滚动轴承的连接位点；

S2:通过旋转所述锁定螺钉，以实现对所述杠杆臂的固定；

S3：卸去所述调节部和所述定位部，使所述杠杆臂能够在空间上活动；

S4：控制所述模版体移动，以带动所述杠杆臂实现在空间上的运动，所述缩放制件工作部用于根据所述模版体的几何形状刻划所述制件体。

说明书

一种线性可调缩放仿形机构及其控制方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种仿形机构，尤其是一种线性可调缩放仿形机构及其控制方法。

背景技术

[0002] 在机械制造、工业设计等领域，经常要对图样进行缩放处理，尤其进行放样处理，即按比例将图样进行缩放。通常采用“放大样”、用模版或数值模拟。在具体操作层面，表现出耗时耗力、有误差或近似算法。因此本发明提供一种线性可调缩放仿形机构及其控制方法，能够精确仿形，实现三维空间的缩放，且缩放比例线性可调。

发明内容

[0003] 鉴于背景技术所存在的技术问题，本发明旨在提供能够实现工件仿形缩放比例可调的机构。

[0004] 为解决上述技术问题，本发明采用了以下技术措施：

[0005] 一种线性可调缩放仿形机构，用于工件仿形，包括：

[0006] 模版体、制件体、杠杆缩放装置和缩放调节装置，所述杠杆缩放装置设置在所述模版体与所述制件体之间，用于根据所述模版体的几何形状刻划所述制件体；

[0007] 所述杠杆缩放装置包括缩放模版工作部、缩放制件工作部、杠杆臂和杠杆支点架，所述缩放模版工作部和所述缩放制件工作部分别设于所述杠杆臂的两端，所述缩放模版工作部与所述模版体的工作表面抵接，所述模版体通过所述缩放模版工作部带动所述杠杆臂运动，所述杠杆臂运动带动所述缩放制件工作部刻划所述制件体；

[0008] 所述杠杆支点架包括外滚动轴承和内滚动轴承，所述内滚动轴承铰接于所述外滚动轴承的内壁，并与所述外滚动轴承同心设置；所述杠杆臂穿入所述内滚动轴承的一端的轴承壁并从另一端的轴承壁穿出，并垂直穿过所述外滚动轴承的中心，且所述杠杆臂与所述内滚动轴承键连接；

[0009] 所述缩放调节装置设于所述杠杆臂靠近所述模版体的端部，用于调节所述杠杆臂与所述内滚动轴承的连接位点。

[0010] 作为进一步改进，所述杠杆支点架进一步包括锁紧装置，所述锁紧装置设于所述内滚动轴承上，用于紧固所述杠杆臂与所述内滚动轴承。

[0011] 作为进一步改进，所述锁紧装置包括锁定螺钉和锁定垫片，所述锁定螺钉穿过所述内滚动轴承与所述杠杆臂接触；所述锁定垫片套设于所述锁定螺钉上，且抵接于所述内滚动轴承的外侧壁。

[0012] 作为进一步改进，所述缩放调节装置包括沿轴向方向依次连接的固定部、调节部和定位部，所述定位部连接至所述杠杆臂靠近所述模版体的一端。

[0013] 作为进一步改进，所述调节部包括螺纹套、挡环和螺母，所述挡环和所述螺母均设于所述定位部内，并均与所述螺纹套螺纹连接；所述定位部包括限位块，所述限位块与所述挡环错位设置，以限定所述挡环的滑动。

[0014] 作为进一步改进，所述螺纹套靠近所述杠杆臂的端部设有锥头，所述杠杆臂设有与锥头相适配的锥形凹槽，转动实现所述杠杆臂的转动。

[0015] 作为进一步改进，所述固定部包括芯轴，所述芯轴套设于所述螺纹套内，并与所述螺纹套螺纹连接，定义所述芯轴的螺纹导程为L,所述芯轴的螺纹直径为D，其中，所述芯轴的螺纹导程为L,所述芯轴的螺纹直径为D，其中，

[0016] 作为进一步改进，进一步包括至少两组限位弹簧组件，所述限位弹簧组件均设于所述杠杆臂上方，用于使所述缩放模版工作部的尖端实时抵接所述模版体。

[0017] 作为进一步改进，所述限位弹簧组件包括压缩弹簧、弹簧柱和滚珠，所述滚珠通过所述压缩弹簧与所述弹簧柱连接，所述滚珠与所述杠杆臂紧密接触，用于使所述缩放模版工作部的尖端实时抵接所述模版体。

[0018] 一种线性可调缩放仿形机构的控制方法，包括以下步骤：

[0019] S1：通过所述缩放调节装置调节所述杠杆臂与所述内滚动轴承的连接位点；

[0020] S2:通过旋转所述锁定螺钉，以实现对所述杠杆臂的固定；

[0021] S3：卸去所述调节部和所述定位部，使所述杠杆臂能够在空间上活动；

[0022] S4：控制所述模版体移动，以带动所述杠杆臂实现在空间上的运动，所述缩放制件工作端用于根据所述模版体的几何形状刻划所述制件体。

[0023] 与现有技术相比较，本发明具有以下优点：

[0024] 1、本发明一种线性可调缩放仿形机构，通过设置所述杠杆缩放装置，所述缩放模版工作部和所述缩放制件工作部分别设于所述杠杆臂的两端，当所述模版体移动时，由于所述缩放模版工作部与所述模版体表面抵接，即所述模版体的移动会推动所述杠杆臂运动，进而使得所述缩放制件工作部能够根据所述模版体的几何形状刻划所述制件体，得到与所述模版体相同的形状。

[0025] 2、本发明一种线性可调缩放仿形机构，通过设置所述杠杆支点架，以实现所述杠杆臂在三维空间上的运动，通过将所述内滚动轴承铰接于所述外滚动轴承的内壁，并与所述外滚动轴承同心设置；并且所述杠杆臂穿入所述内滚动轴承的一端的轴承壁并从另一端的轴承壁穿出，并垂直穿过所述外滚动轴承的中心，且所述杠杆臂与所述内滚动轴承键连接，所述杠杆支点架会随着所述杠杆臂的在空间上的运动而运动，使得所述杠杆臂能够在空间上自由转动而不受限制，能够精确的进行工件仿形。

附图说明

[0026] 附图1是本发明一种线性可调缩放仿形机构的结构示意图；

[0027] 附图2是本发明一种线性可调缩放仿形机构的杠杆支点架的剖视图；

[0028] 附图3是本发明一种线性可调缩放仿形机构的锁紧装置的结构示意图；

[0029] 附图4是本发明一种线性可调缩放仿形机构的缩放调节装置的结构示意图；

[0030] 附图5是本发明一种线性可调缩放仿形机构的缩放模版工作部的结构示意图；

[0031] 附图6是本发明一种线性可调缩放仿形机构的限位弹簧组件的结构示意图。

[0032] 主要元件符号

[0033] 模版体1

[0034] 制件体2

[0035] 杠杆缩放装置3

[0036] 缩放调节装置4

[0037] 模版工作部31

[0038] 缩放制件工作部32

[0039] 杠杆臂33

[0040] 杠杆支点架34

[0041] 连接件311

[0042] 伸缩件312

[0043] 滚动体313

[0044] 弹簧312A

[0045] 外滚动轴承341

[0046] 内滚动轴承342

[0047] 锁紧装置343

[0048] 锁定螺钉343A

[0049] 锁定垫片343B

[0050] 固定部41

[0051] 调节部42

[0052] 定位部43

[0053] 螺纹套421

[0054] 挡环422

[0055] 螺母423

[0056] 锥头421A

[0057] 限位块431

[0058] 锥形凹槽331

[0059] 芯轴411

[0060] 限位弹簧组件5

[0061] 压缩弹簧51

[0062] 弹簧柱52

[0063] 滚珠53

具体实施方式

[0064] 为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

[0065] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

[0066] 此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

[0067] 在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

[0068] 下面结合附图1-6对本发明作进一步详细描述：

[0069] 请参照图1，一种线性可调缩放仿形机构，用于工件仿形，包括：

[0070] 模版体1、制件体2、杠杆缩放装置3和缩放调节装置4，所述杠杆缩放装置3设置在所述模版体1与所述制件体2之间，用于根据所述模版体1的几何形状刻划所述制件体2；

[0071] 所述杠杆缩放装置3包括缩放模版工作部31、缩放制件工作部32、杠杆臂33和杠杆支点架34，所述缩放模版工作部31和所述缩放制件工作部32分别设于所述杠杆臂33的两端，所述缩放模版工作部31与所述模版体1的工作表面抵接，所述模版体1通过所述缩放模版工作部31带动所述杠杆臂33运动，所述杠杆臂33运动带动所述缩放制件工作部32刻划所述制件体2；

[0072] 请参照图2，本实施例中，所述杠杆支点架34包括外滚动轴承341和内滚动轴承342，所述内滚动轴承342铰接于所述外滚动轴承341的内壁，并与所述外滚动轴承341同心设置；所述杠杆臂33穿入所述内滚动轴承342的一端的轴承壁并从另一端的轴承壁穿出，并垂直穿过所述外滚动轴承341的中心；且所述杠杆臂33与所述内滚动轴承342键连接。其中，所述外滚动轴承341两端通过铰链轴与机架活动连接。所述杠杆支点架34会随着所述杠杆臂33的在空间上的运动而运动，使得所述杠杆臂33能够在空间上自由转动而不受限制，能够精确的进行工件仿形。

[0073] 请参照图1-5，当所述模版体1移动时，由于所述缩放模版工作部31与所述模版体1表面抵接，即所述模版体1的移动会带动所述杠杆臂33运动，进而使得所述缩放制件工作部32能够根据所述模版体1的几何形状刻划所述制件体2，得到与所述模版体1相同的形状。所述缩放模版工作部31与所述杠杆臂33可拆卸连接，所述缩放模版工作部31包括连接件311、伸缩件312和滚动体313，所述连接件311套设在所述杠杆臂33上，并通过螺栓固定，所述连接件311的底部与所述伸缩件312螺纹连接，所述滚动体313设于所述伸缩件312底端，并与所述伸缩件312活动连接。优选的，所述滚动体313为球形针尖，所述滚动体313直径能够制成毫米以内，精细刻画所述模版体1工作面的细节特征，同时经比例缩放反映给所述缩放制件工作部32。所述伸缩件312内设有弹簧312A，所述弹簧312A能够保证所述滚动体313与所述模版体1的工作面实时接触，使工作面的细节形态得以提取，并通过所述缩放制件工作部
32在所述制件体2上刻划出来。其中，所述伸缩件312的外壳呈阶梯状设置。

[0074] 请参照图3，所述杠杆支点架34进一步包括锁紧装置343，所述锁紧装置343设于所述内滚动轴承342上，用于紧固所述杠杆臂33与所述内滚动轴承342。所述锁紧装置343包括锁定螺钉343A和锁定垫片343B，所述锁定螺钉343A穿过所述内滚动轴承342与所述杠杆臂33接触；所述锁定垫片343B套设于所述锁定螺钉343A上，且抵接于所述内滚动轴承342的外侧壁。随着所述模版体1的运动，进而带动杠杆臂33运动，由于所述杠杆臂33与所述杠杆支点架34的连接位点可调整，所以所述杠杆臂33与所述杠杆支点架34配合运动的时候不够紧固，出现松动的现象，这样在工件仿形的工作中，会出现仿形不精确的问题，通过进一步设定所述锁紧装置343，旋紧所述锁定螺钉343A以固定所述杠杆臂33与所述杠杆支点架34的连接位点，所述锁定垫片343B套设在所述锁定螺钉343A上，并与所述内滚动轴承342的外侧壁抵接，能够减小所述锁定螺钉343A与所述内滚动轴承342间的摩擦，并增加稳固性。

[0075] 请参照图4，通过将所述缩放调节装置4设于所述杠杆臂33靠近所述模版体1的端部，用于调节所述杠杆臂33与所述内滚动轴承342的连接位点，以调节杠杆臂33左右两端的比例长度来控制缩放比例。其中，所述缩放调节装置4包括沿轴向方向依次连接的固定部41、调节部42和定位部43，所述定位部43连接至所述杠杆臂33靠近所述模版体的一端。所述固定部41与机架固定，并调整与所述杠杆臂33同高度设置，并通过调节部42和定位部43与所述杠杆臂33连接，所述调节部42用于调节所述杠杆臂33与所述内滚动轴承342的连接位点，即为了控制工件仿形的缩放比例。

[0076] 所述调节部42包括螺纹套421、挡环422和螺母423，所述挡环422和所述螺母423均设于所述定位部43内，并均与所述螺纹套421螺纹连接；所述定位部43包括限位块431，所述限位块431与所述挡环422错位设置，以限定所述挡环422的滑动。优选的，所述限位块431为两个，两个所述限位块431相对设置。所述螺纹套421靠近所述杠杆臂33的端部设有锥头421A，所述杠杆臂33设有与锥头421A相适配的锥形凹槽331，转动实现所述杠杆臂33的转动。当沿某一方向旋转所述螺纹套421，所述螺纹套421向靠近所述杠杆臂33的方向移动，使得所述锥头421A抵着所述锥形凹槽331转动，推动所述杠杆臂33沿靠近所述制件体2的方向移动至预定位置时，便可将所述调节部42和所述定位部43卸去，通过所述锁紧装置343锁紧所述杠杆臂33；当沿相反方向旋转所述螺纹套421时，所述螺纹套421沿远离所述杠杆臂33的方向移动，由于所述挡环422与所述限位块431错位设置，即拉着所述杠杆臂33沿靠近所述模版体1的方向移动至预定位置时，卸去所述调节部42和所述定位部43，同时旋紧所述锁定螺钉343A，以实现锁紧所述杠杆臂33。

[0077] 所述固定部41包括芯轴411，所述芯轴411套设于所述螺纹套421内，并与所述螺纹套421螺纹连接，定义所述芯轴411的螺纹导程为L,所述芯轴411的螺纹直径为D，其中，所述芯轴411的螺纹导程为L,所述芯轴411的螺纹直径为D，其中， 通过设置小导程大直径螺纹，能够实现所述杠杆臂33任意位置的精细调节。进一步优选的，所述螺纹套421表面刻有刻度，能够根据需要快速调节所述杠杆臂33。

[0078] 请参照图6，进一步包括至少两组限位弹簧组件5，所述限位弹簧组件5均设于所述杠杆臂33上方，用于使所述缩放模版工作部31的尖端实时抵接所述模版体1。其中，两组所述限位弹簧组件5之间形成的夹角为90度，能够所述限位弹簧组件5包括压缩弹簧51、弹簧柱52和滚珠53，所述滚珠53通过所述压缩弹簧51与所述弹簧柱52连接，所述滚珠53与所述杠杆臂33紧密接触，用于使所述缩放模版工作部31的尖端实时抵接所述模版体1。通过设置两组限位弹簧组件5一方面能够宝恒缩放模版工作部31的所述滚动体313在工作过程中始终保持与所述模版体1的工作面接触，另一方面也不会限制所述杠杆臂33在空间上的自由转动。

[0079] 一种线性可调缩放仿形机构的控制方法，包括以下步骤：

[0080] S1：通过所述缩放调节装置调节所述杠杆臂与所述内滚动轴承的连接位点；

[0081] S2:通过旋转所述锁定螺钉，以实现对所述杠杆臂的固定；

[0082] S3：卸去所述调节部和所述定位部，使所述杠杆臂能够在空间上活动；

[0083] S4：控制所述模版体移动，以带动所述杠杆臂实现在空间上的运动，所述缩放制件工作端用于根据所述模版体的几何形状刻划所述制件体。

[0084] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。