基于磁流變膠泥的柔性?shī)A具的制作方法
【專利摘要】一種基于磁流變膠泥的柔性?shī)A具，包括夾具座，該夾具座上分別設(shè)有固定夾持體、活動(dòng)夾持體，所述固定夾持體、活動(dòng)夾持體上分別設(shè)有鐵芯，兩鐵芯位于同一軸心線上，各鐵芯上分別繞制勵(lì)磁線圈，各勵(lì)磁線圈分別通過(guò)導(dǎo)線與直流電源連接，所述兩鐵芯的相向端分別固定一夾持板，兩夾持板的夾持面上設(shè)有相向?qū)?yīng)的凹槽，兩凹槽內(nèi)分別填充磁流變膠泥，各凹槽的開口分別通過(guò)一橡膠片密封。它響應(yīng)迅速，控制簡(jiǎn)單，且穩(wěn)定性好，可靠性高。
【專利說(shuō)明】基于磁流變膠泥的柔性?shī)A具

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及夾具領(lǐng)域，特別是涉及一種基于磁流變膠泥的柔性?shī)A具。

【背景技術(shù)】
[0002] 自20世紀(jì)70年代以后，隨著NC機(jī)床和加工中心在生產(chǎn)中的普遍使用，柔性成為 現(xiàn)代制造業(yè)的主要發(fā)展方向之一，繼續(xù)沿用專用夾具將限制制造系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)真正的柔性，柔 性?shī)A具應(yīng)運(yùn)而生。目前所使用的柔性?shī)A具主要有：相變和偽相變材料式柔性?shī)A具、模塊化程 序控制式夾具、仿生抓夾式夾具、可調(diào)整夾具、成組夾具及組合夾具等。上述這些夾具結(jié)構(gòu) 太復(fù)雜，成本過(guò)高，而柔性有限，不容易在生產(chǎn)中普及，還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能達(dá)到工程應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)，許 多問(wèn)題尚待解決。隨著智能材料的出現(xiàn)，柔性?shī)A具的發(fā)展出現(xiàn)了新的方向。磁流變材料是 一種可受外磁場(chǎng)影響并改變其特定性能的智能材料，其中最具代表性的磁流變材料為磁流 變液，目前磁流變液已成功應(yīng)用于工程實(shí)踐中制造柔性?shī)A具。然而磁流變液卻存在著沉降 穩(wěn)定性差的特點(diǎn)，從而限制了磁流變液的使用范圍。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于磁流變膠泥的柔性?shī)A具， 它響應(yīng)迅速，控制簡(jiǎn)單，且穩(wěn)定性好，可靠性高。
[0004] 本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的： 一種基于磁流變膠泥的柔性?shī)A具，包括夾具座，該夾具座上分別設(shè)有固定夾持體、活動(dòng) 夾持體，所述固定夾持體、活動(dòng)夾持體上分別設(shè)有一鐵芯，兩鐵芯位于同一軸心線上，各鐵 芯上分別繞制勵(lì)磁線圈，各勵(lì)磁線圈分別通過(guò)導(dǎo)線與直流電源連接，所述兩鐵芯的相向端 分別固定一夾持板，兩夾持板的夾持面上設(shè)有相向?qū)?yīng)的凹槽，兩凹槽內(nèi)分別填充磁流變 膠泥，各凹槽的開口分別通過(guò)一橡膠片密封。
[0005] 所述磁流變膠泥由高分子聚合物基體與羰基鐵粉混合制成，所述高分子聚合物基 體的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為20%，羰基鐵粉的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為80%。
[0006] 所述兩凹槽的深度均為5?10mm。
[0007] 所述兩橡膠片的厚度均為〇· 5?1. 5mm ; 所述兩夾持板由不導(dǎo)磁材料制成。
[0008] 所述夾持板的材料為鋁合金。
[0009] 所述固定夾持體焊接固定在夾具座上，所述活動(dòng)夾持體滑動(dòng)配合于夾具座上設(shè)有 的滑槽，活動(dòng)夾持體的下部設(shè)有螺紋孔，所述夾具座上軸向定位一螺桿，該螺桿與活動(dòng)夾持 體的螺紋孔螺紋配合，形成絲桿螺母機(jī)構(gòu)。
[0010] 所述螺桿的一端設(shè)有手柄。
[0011] 所述兩夾持板分別粘接固定在所對(duì)應(yīng)的鐵芯上。
[0012] 由于采用了上述方案，固定夾持體、活動(dòng)夾持體上分別設(shè)有一鐵芯，兩鐵芯的相向 端分別固定一用于夾緊工件的夾持板。兩夾持板的夾持面上設(shè)有相向?qū)?yīng)的凹槽，兩凹槽 內(nèi)分別填充磁流變膠泥，各凹槽的開口分別通過(guò)一橡膠片密封，兩橡膠片的外端面分別與 工件接觸夾緊工件。各鐵芯上繞制的勵(lì)磁線圈分別通過(guò)導(dǎo)線與直流電源連接，調(diào)節(jié)直流電 源輸出電流的大小控制鐵芯處的磁場(chǎng)，從而改變磁流變膠泥作用于柔性橡膠片的法向作用 力，使柔性橡膠片緊貼工件，形成夾緊。磁流變膠泥采用了高粘度的高分子聚合物基體取代 磁流變液的液態(tài)基體，克服了其沉降穩(wěn)定性差的問(wèn)題，可靠性高，而且磁流變膠泥同樣具有 磁流變液在磁場(chǎng)作用下控制簡(jiǎn)便、響應(yīng)迅速等優(yōu)點(diǎn)。磁流變膠泥的磁控力學(xué)特性在磁場(chǎng)作 用下發(fā)生連續(xù)變化，可通過(guò)調(diào)節(jié)電流的大小改變磁場(chǎng)大小，自適應(yīng)的實(shí)現(xiàn)對(duì)各種幾何形狀 不規(guī)則工件的夾持，還可以對(duì)低剛性，夾持過(guò)程中外形及尺寸有微量改變的工件實(shí)現(xiàn)柔性 夾持。使用過(guò)程中，首先調(diào)節(jié)活動(dòng)夾持體使工件與兩橡膠片初接觸，再調(diào)節(jié)直流電源輸出電 流的大小控制鐵芯處的磁場(chǎng)，從而改變磁流變膠泥作用于柔性橡膠片的法向作用力，使柔 性橡膠片夾緊工件。本柔性?shī)A具結(jié)構(gòu)、操作簡(jiǎn)單，易于維護(hù)。
[0013] 兩夾持板由不導(dǎo)磁材料制成。在勵(lì)磁線圈通電時(shí)，兩夾持板不會(huì)被磁化產(chǎn)生磁場(chǎng)， 因此，施加在磁流變膠泥上的的磁場(chǎng)強(qiáng)度更容易控制，夾持的可靠性更高。固定夾持體焊接 固定在夾具座上，活動(dòng)夾持體滑動(dòng)配合于夾具座上設(shè)有的滑槽，活動(dòng)夾持體的下部設(shè)有螺 紋孔，所述夾具座上軸向定位一螺桿，該螺桿與活動(dòng)夾持體的螺紋孔螺紋配合，形成絲桿螺 母機(jī)構(gòu)。轉(zhuǎn)動(dòng)絲桿螺母機(jī)構(gòu)的螺桿，即可實(shí)現(xiàn)活動(dòng)夾持體的線性移動(dòng)。
[0014] 下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015] 圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016] 附圖中，1為磁流變膠泥，2為橡膠片，3為勵(lì)磁線圈，4為鐵芯，5為夾持板，6為夾 具座，7為直流電源,8為螺桿,9為固定夾持體,10為活動(dòng)夾持體,11為滑槽,12為手柄。

【具體實(shí)施方式】
[0017] 參見(jiàn)圖1，為基于磁流變膠泥的柔性?shī)A具的一種實(shí)施例，包括夾具座6,該夾具座6 上分別設(shè)有固定夾持體9、活動(dòng)夾持體10,所述固定夾持體9焊接固定在夾具座6上，所述 活動(dòng)夾持體10滑動(dòng)配合于夾具座6上設(shè)有的滑槽11，活動(dòng)夾持體10的下部設(shè)有螺紋孔，所 述夾具座6上軸向定位一螺桿8,本實(shí)施例中，該螺桿8通過(guò)推力軸承支撐于夾具座6,夾具 座6內(nèi)設(shè)有用于安裝螺桿8的空腔。該螺桿8與活動(dòng)夾持體10的螺紋孔螺紋配合，形成絲 桿螺母機(jī)構(gòu)。進(jìn)一步地，所述螺桿8的一端設(shè)有手柄12,便于轉(zhuǎn)動(dòng)螺桿8,使活動(dòng)夾持體10 朝固定夾持體9移動(dòng)。
[0018] 所述固定夾持體9、活動(dòng)夾持體10上分別設(shè)有一鐵芯4,兩鐵芯4均為長(zhǎng)方體狀， 兩鐵芯4位于同一軸心線上，便于夾持工件。各鐵芯4上分別繞制勵(lì)磁線圈3,各勵(lì)磁線圈 3分別通過(guò)導(dǎo)線與直流電源7連接，所述兩鐵芯4的相向端分別固定一夾持板5,本實(shí)施例 中，所述兩夾持板5分別粘接固定在所對(duì)應(yīng)的鐵芯4上，粘接方式固定不需要損壞夾持板5 以及鐵芯4。所述兩夾持板5由不導(dǎo)磁材料制成。進(jìn)一步地，所述夾持板5的材料為鋁合 金。兩夾持板5的夾持面上設(shè)有相向?qū)?yīng)的凹槽，所述兩凹槽的深度均為5?10mm。兩凹 槽內(nèi)分別填充磁流變膠泥1，所述磁流變膠泥1由高分子聚合物基體與羰基鐵粉混合制成， 所述高分子聚合物基體的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為20%，羰基鐵粉的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為80%。本實(shí)施例中， 高分子聚合物基體采用聚氨酯。各凹槽的開口分別通過(guò)一橡膠片2密封。所述兩橡膠片2 的厚度均為〇· 5?1. 5mm。
[0019] 本發(fā)明不僅僅局限于上述實(shí)施例，在不背離本發(fā)明技術(shù)方案原則精神的情況下進(jìn) 行些許改動(dòng)的技術(shù)方案，應(yīng)落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種基于磁流變膠泥的柔性?shī)A具，包括夾具座（6)，該夾具座（6)上分別設(shè)有固定夾 持體（9)、活動(dòng)夾持體（10)，其特征在于：所述固定夾持體（9)、活動(dòng)夾持體（10)上分別設(shè)有 一鐵芯（4)，兩鐵芯（4)位于同一軸心線上，各鐵芯（4)上分別繞制勵(lì)磁線圈（3)，各勵(lì)磁線 圈（3)分別通過(guò)導(dǎo)線與直流電源（7)連接，所述兩鐵芯（4)的相向端分別固定一夾持板（5)， 兩夾持板（5 )的夾持面上設(shè)有相向?qū)?yīng)的凹槽，兩凹槽內(nèi)分別填充磁流變膠泥（1 )，各凹槽 的開口分別通過(guò)一橡膠片（2)密封。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于磁流變膠泥的柔性?shī)A具，其特征在于：所述磁流變膠 泥（1)由高分子聚合物基體與羰基鐵粉混合制成，所述高分子聚合物基體的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為 20%，羰基鐵粉的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為80%。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于磁流變膠泥的柔性?shī)A具，其特征在于：所述兩凹槽的深 度均為5?10mm。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于磁流變膠泥的柔性?shī)A具，其特征在于：所述兩橡膠片（2) 的厚度均為〇· 5?1. 5mm。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于磁流變膠泥的柔性?shī)A具，其特征在于：所述兩夾持板（5) 由不導(dǎo)磁材料制成。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于磁流變膠泥的柔性?shī)A具，其特征在于：所述夾持板（5)的 材料為錯(cuò)合金。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于磁流變膠泥的柔性?shī)A具，其特征在于：所述固定夾持體 (9)焊接固定在夾具座（6)上，所述活動(dòng)夾持體（10)滑動(dòng)配合于夾具座（6)上設(shè)有的滑槽 (11)，活動(dòng)夾持體（10)的下部設(shè)有螺紋孔，所述夾具座（6)上軸向定位一螺桿（8)，該螺桿 (8)與活動(dòng)夾持體（10)的螺紋孔螺紋配合，形成絲桿螺母機(jī)構(gòu)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于磁流變膠泥的柔性?shī)A具，其特征在于：所述螺桿（8)的一 端設(shè)有手柄（12)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于磁流變膠泥的柔性?shī)A具，其特征在于：所述兩夾持板（5) 分別粘接固定在所對(duì)應(yīng)的鐵芯（4)上。
【文檔編號(hào)】B23Q3/15GK104084826SQ201410308168
【公開日】2014年10月8日 申請(qǐng)日期:2014年7月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月1日
【發(fā)明者】居本祥, 張登友, 楊百煉, 唐銳 申請(qǐng)人:重慶材料研究院有限公司