一种夹具及大科学装置

摘要

本实用新型提供一种夹具及大科学装置，涉及大科学装置技术领域。夹具包括底座、滑动架、夹持机构、传动机构和驱动机构。底座上设置有滑轨；滑动架与滑轨滑动连接；夹持机构设置于滑动架上，夹持机构包括气囊组件和吸盘，气囊组件和吸盘用于夹持元件；传动机构包括丝杆导轨和移动件，移动件套设于丝杆导轨上，且与滑动架固定连接；第一驱动组件分别与气囊组件和吸盘连接，用于驱动气囊组件和吸盘往复直线运动，以夹持元件；第二驱动组件与丝杆导轨连接，用于驱动丝杆导轨转动，以带动移动件沿丝杆导轨移动，从而带动滑动架沿滑轨滑动。本实用新型提供的夹具，能够夹持不规则形状且表面易变形损伤的元件，扩大了夹具的适用范围。

说明书

技术领域

本实用新型涉及大科学装置技术领域，尤其涉及一种夹具及大科学装置。

背景技术

夹具是指机械制造过程中用来固定加工对象，使之占有正确的位置，以接受施工或检测的装置。从广义上说，在工艺过程中的任何工序，用来迅速、方便、安全地安装工件的装置，都可称为夹具。

现有技术中的夹具主要由卡盘、吸盘、抓手、U型槽座、回转工作台等部分组成。在夹持规则形状的元件时，能基本实现固定的功能。但是在夹持不规则形状的元件时，不够灵活。夹具大多针对某一规格的元件进行特定制作，适用范围过小，当需要对多种类型的元件进行夹持时，需要设计多种夹具，导致了成本的上升。此外，在加速器等大科学装置领域，铝、铜真空元件对表面粗糙度要求极高。现有的夹具如U型槽座，锁紧螺丝时容易造成元件表面划伤、变形等不可逆的损坏。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是为了克服现有技术中的不足，本申请提供了一种夹具，以解决现有技术中夹具适用范围过小、容易造成元件表面变形损伤的技术问题。

本实用新型提供如下技术方案：

一种夹具，用于夹持不规则形状且表面易变形损伤的元件，包括：

底座，所述底座上设置有滑轨；

滑动架，所述滑动架与所述滑轨滑动连接；

夹持机构，设置于所述滑动架上，所述夹持机构包括气囊组件和吸盘，所述气囊组件和所述吸盘用于夹持所述元件；

传动机构，设置于所述底座上，所述传动机构包括丝杆导轨和移动件，所述移动件套设于所述丝杆导轨上，且与所述滑动架固定连接；

驱动机构，所述驱动机构包括第一驱动组件和第二驱动组件，所述第一驱动组件分别与所述气囊组件和所述吸盘连接，用于驱动所述气囊组件和所述吸盘往复直线运动，以夹持所述元件；

所述第二驱动组件与所述丝杆导轨连接，用于驱动所述丝杆导轨转动，以带动所述移动件沿所述丝杆导轨移动，从而带动所述滑动架沿所述滑轨滑动。

在本申请的一些实施例中，所述气囊组件包括第一气囊、第二气囊和第三气囊，所述第一气囊与所述第二气囊相向设置，所述第三气囊与所述吸盘相向设置，所述第一气囊往复直线运动的方向垂直于所述第三气囊往复直线运动的方向。

在本申请的一些实施例中，所述第一驱动组件包括第一驱动件、第二驱动件、第三驱动件和第四驱动件，所述第一驱动件的输出端与所述第一气囊连接，所述第二驱动件的输出端与所述第二气囊连接，所述第三驱动件的输出端与所述第三气囊连接，所述第四驱动件的输出端与所述吸盘连接。

在本申请的一些实施例中，所述第一驱动件、所述第二驱动件、所述第三驱动件和所述第四驱动件均为直线推杆电机。

在本申请的一些实施例中，所述第二驱动组件包括第五驱动件和第六驱动件，所述丝杆导轨设置有两个，两个所述丝杆导轨沿垂直于所述滑轨的方向相间隔设置；

其中，一个所述丝杆导轨与所述第五驱动件的输出端连接，另一个所述丝杆导轨与所述第六驱动件的输出端连接。

在本申请的一些实施例中，所述第五驱动件和所述第六驱动件均为旋转电机。

在本申请的一些实施例中，所述滑动架包括支架和滑台，所述滑台分别与所述支架和所述移动件固定连接，所述滑台与所述滑轨滑动连接，所述气囊组件和所述吸盘设置于所述支架上。

在本申请的一些实施例中，所述滑台设置有与所述滑轨相适配的滑轮，所述滑台通过所述滑轮与所述滑轨滑动连接。

在本申请的一些实施例中，所述夹具还包括气泵，所述气泵与所述气囊组件连接。

本申请还提供一种大科学装置，包括如上所述的夹具。

本实用新型的实施例具有如下优点：

本申请提出一种夹具，通过设置第二驱动组件与丝杆导轨连接，实现自动驱动丝杆导轨转动，以带动丝杆导轨上的移动件沿丝杆导轨移动。移动件与滑动架固定连接，从而实现带动滑动架沿滑轨滑动。夹持机构设置于滑动架上，这样使得夹持机构能够跟随滑动架同步沿滑轨滑动，实现对夹持机构的位置调节功能。

通过在滑动架上设置气囊组件和吸盘，气囊组件和吸盘均与元件软接触，不会造成元件表面划伤、变形等不可逆的损坏，适于夹持表面易变形损伤的元件。通过设置第一驱动组件分别与气囊组件和吸盘连接，以驱动气囊组件和吸盘自动进行往复直线运动，实现自动调整夹持距离，使得夹持距离灵活可调，适于夹持不规则形状的元件。通过设置第一驱动组件、气囊组件和吸盘，实现了对不规则形状且表面易变形损伤的元件的夹持功能，扩大了夹具的适用范围。避免了现有技术中夹具适用范围过小、容易造成元件表面变形损伤的技术问题。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显和易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，做详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本申请一些实施例中夹具的一视角立体示意图；

图2示出了本申请一些实施例中夹具的正视示意图；

图3示出了本申请一些实施例中夹具的侧视示意图；

图4示出了本申请一些实施例中夹具的另一视角立体示意图。

主要元件符号说明：

100-夹具；10-底座；101-滑轨；20-滑动架；201-支架；202-滑台；2021-滑轮；30-夹持机构；301-气囊组件；3011-第一气囊；3012-第二气囊；3013-第三气囊；302-吸盘；40-传动机构；401-丝杆导轨；402-移动件；50-驱动机构；501-第一驱动组件；5011-第一驱动件；5012-第二驱动件；5013-第三驱动件；5014-第四驱动件；502-第二驱动组件；5021-第五驱动件；5022-第六驱动件；60-气泵；70-元件。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

在本实用新型中，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实用新型中的具体含义。

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。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在模板的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1至图3所示，本申请的实施例提供了一种夹具100，用于夹持不规则形状且表面易变形损伤的元件70，主要应用于大科学装置中。该夹具100包括底座10、滑动架20、夹持机构30、传动机构40和驱动机构50。

其中，所述底座10上设置有滑轨101。所述滑动架20与所述滑轨101滑动连接。所述夹持机构30设置于所述滑动架20上，所述夹持机构30包括气囊组件301和吸盘302，所述气囊组件301和所述吸盘302用于夹持所述元件70。所述传动机构40设置于所述底座10上，所述传动机构40包括丝杆导轨401和移动件402，所述移动件402套设于所述丝杆导轨401上，且与所述滑动架20固定连接。

一并参阅图4，所述驱动机构50包括第一驱动组件501和第二驱动组件502，所述第一驱动组件501分别与所述气囊组件301和所述吸盘302连接，用于驱动所述气囊组件301和所述吸盘302往复直线运动，以夹持所述元件70。所述第二驱动组件502与所述丝杆导轨401连接，用于驱动所述丝杆导轨401转动，以带动所述移动件402沿所述丝杆导轨401移动，从而带动所述滑动架20沿所述滑轨101滑动。

本申请实施例提供的夹具100，底座10上设置有滑轨101，滑动架20设置于底座10上且与滑轨101滑动连接，传动机构40活动地设置于底座10上，第一驱动组件501固定设置于滑动架20上，第二驱动组件502固定设置于底座10上。

具体的，通过设置第二驱动组件502与丝杆导轨401连接，实现自动驱动丝杆导轨401转动，以带动丝杆导轨401上的移动件402沿丝杆导轨401移动。移动件402与滑动架20固定连接，从而实现带动滑动架20沿滑轨101滑动。夹持机构30固定设置于滑动架20上，这样使得夹持机构30能够跟随滑动架20同步沿滑轨101滑动，实现对夹持机构30的位置调节功能。

通过在滑动架20上设置气囊组件301和吸盘302，气囊组件301起到夹持、支撑元件70的作用，吸盘302起到吸附元件70的作用，将气囊组件301与吸盘302结合以实现夹持功能。气囊组件301和吸盘302均与元件70软接触，且接触面积小，不会造成元件70表面划伤、变形等不可逆的损坏，适于夹持表面易变形损伤的元件70。通过设置第一驱动组件501分别与气囊组件301和吸盘302连接，以驱动气囊组件301和吸盘302自动进行往复直线运动，实现自动调整夹持距离，使得夹持距离灵活可调，适于夹持不规则形状的元件70。

通过设置第一驱动组件501、气囊组件301和吸盘302，实现了对不规则形状且表面易变形损伤的元件70的夹持功能，扩大了夹具100的适用范围。实现了夹具100的基本夹持功能且不容易划伤元件70，减少了元件70形变量，提高了夹具100的利用率。避免了现有技术中夹具适用范围过小、容易造成元件表面变形损伤的技术问题。

可以理解的是，通过使夹持机构30能够跟随滑动架20同步沿滑轨101滑动，且使第一驱动组件501驱动气囊组件301和吸盘302自动进行往复直线运动，实现自动调整夹持距离，使得夹持距离灵活可调。这样能够实现多自由度夹持元件70，无需多次重新夹持，夹持一次后能够多自由度移动，操作简便，能够实现元件70在夹持过程中的运动控制，从而便于大科学装置中对元件70的进行标定或检测。

示例性的，元件70可以为大科学装置领域中的铝、铜真空元件70，移动件402可以为套设于滚珠丝杆上的滑块。第一驱动组件501可以为直线推杆电机，实现驱动气囊组件301和吸盘302进行往复直线运动，以实现根据不同形状的元件70调整夹持距离，扩大了夹具100的适用范围。第二驱动组件502可以为旋转电机，以实现带动丝杆导轨401同步转动。

如图1、图2和图4所示，在本申请的一个实施例中，可选的，所述气囊组件301包括第一气囊3011、第二气囊3012和第三气囊3013，所述第一气囊3011与所述第二气囊3012相向设置，所述第三气囊3013与所述吸盘302相向设置，所述第一气囊3011往复直线运动的方向垂直于所述第三气囊3013往复直线运动的方向。

在本实施例中，气囊组件301包括第一气囊3011、第二气囊3012和第三气囊3013。其中，第一气囊3011与第二气囊3012相向设置，第三气囊3013与吸盘302相向设置，且第一气囊3011往复直线运动的方向垂直于第三气囊3013往复直线运动的方向，以实现从多个方向夹持支撑元件70，实现夹具100的夹持功能，提高了夹具100夹持元件70的稳定性。

具体的，通过第一驱动组件501分别驱动第一气囊3011、第二气囊3012、第三气囊3013和吸盘302往复直线运动，实现自动调整夹持距离，使得夹持距离灵活可调，适于夹持不规则形状的元件70，能够根据不同形状的元件70调整相适配的夹持距离，扩大了夹具100的适用范围。

示例性的，第一气囊3011和第二气囊3012往复直线运动的方向可以为水平方向，第三气囊3013和吸盘302往复直线运动的方向对应为竖直方向，且吸盘302位于第三气囊3013的顶部。当然，第一气囊3011和第二气囊3012往复直线运动的方向也可以为竖直方向，第三气囊3013和吸盘302往复直线运动的方向对应为水平方向。

如图1、图2和图4所示，在本申请的上述实施例中，可选的，所述第一驱动组件501包括第一驱动件5011、第二驱动件5012、第三驱动件5013和第四驱动件5014，所述第一驱动件5011的输出端与所述第一气囊3011连接，所述第二驱动件5012的输出端与所述第二气囊3012连接，所述第三驱动件5013的输出端与所述第三气囊3013连接，所述第四驱动件5014的输出端与所述吸盘302连接。

在本实施例中，第一驱动组件501包括第一驱动件5011、第二驱动件5012、第三驱动件5013和第四驱动件5014。其中，第一驱动件5011的输出端与第一气囊3011连接，实现驱动第一气囊3011进行往复直线运动，使得第一气囊3011与元件70相抵接接触。第二驱动件5012的输出端与第二气囊3012连接，实现驱动第二气囊3012进行往复直线运动，使得第二气囊3012与元件70相抵接接触。第三驱动件5013的输出端与第三气囊3013连接，实现驱动第三气囊3013进行往复直线运动，使得第三气囊3013与元件70相抵接接触。

具体的，第四驱动件5014的输出端与吸盘302连接，实现驱动吸盘302进行往复直线运动，使得吸盘302与元件70相接触并吸附元件70。通过使第一气囊3011、第二气囊3012和第三气囊3013分别与元件70相抵接接触，以及使吸盘302接触并吸附元件70，实现了对元件70的夹持功能。

在本申请的上述实施例中，可选的，所述第一驱动件5011、所述第二驱动件5012、所述第三驱动件5013和所述第四驱动件5014均为直线推杆电机。

在本实施例中，第一驱动件5011、第二驱动件5012、第三驱动件5013和第四驱动件5014均为直线推杆电机，直线推杆电机的推杆分别与气囊组件301和吸盘302固定连接，以实现分别带动第一气囊3011、第二气囊3012、第三气囊3013和吸盘302进行往复直线运动，从而便于灵活调整夹持距离，以适于夹持不同形状的元件70，扩大了夹具100的适用范围。

如图1、图2和图4所示，在本申请的一个实施例中，可选的，所述第二驱动组件502包括第五驱动件5021和第六驱动件5022，所述丝杆导轨401设置有两个，两个所述丝杆导轨401沿垂直于所述滑轨101的方向相间隔设置。其中，一个所述丝杆导轨401与所述第五驱动件5021的输出端连接，另一个所述丝杆导轨401与所述第六驱动件5022的输出端连接。

在本实施例中，第二驱动组件502包括第五驱动件5021和第六驱动件5022。其中，丝杆导轨401设置有两个，两个丝杆导轨401沿垂直于滑轨101的方向相间隔设置，以提高滑动架20沿导轨滑动的稳定性。

具体的，其中一个丝杆导轨401与第五驱动件5021的输出端连接，使其能够跟随第五驱动件5021的输出端同步转动，从而带动丝杆导轨401上的移动件402沿丝杆导轨401移动。另一个丝杆导轨401与第六驱动件5022的输出端连接，使其能够跟随第六驱动件5022的输出端同步转动，从而带动该丝杆导轨401上的移动件402沿丝杆导轨401移动。

在本申请的上述实施例中，可选的，所述第五驱动件5021和所述第六驱动件5022均为旋转电机。

在本实施例中，第五驱动件5021和所述第六驱动件5022均为旋转电机，旋转电机的输出轴与丝杆导轨401固定连接，使得丝杆导轨401能够跟随旋转电机的输出轴同步转动，从而带动套设于丝杆导轨401上的移动件402沿丝杆导轨401移动，进而带动滑动架20沿滑轨101滑动。这样使得夹持机构30能够跟随滑动架20同步沿滑轨101滑动，实现对夹持机构30的位置调节功能，利于大科学装置中使用关节臂或其它测量设备对元件70进行扫描、打点等操作。

如图1、图2和图4所示，在本申请的一个实施例中，可选的，所述滑动架20包括支架201和滑台202，所述滑台202分别与所述支架201和所述移动件402固定连接，所述滑台202与所述滑轨101滑动连接，所述气囊组件301和所述吸盘302设置于所述支架201上。

在本实施例中，滑动架20包括支架201和滑台202。其中，滑台202分别与支架201和移动件402固定连接，且与滑轨101滑动连接，气囊组件301和吸盘302设置于支架201上。这样使得支架201通过滑台202与移动件402同步运动，移动件402沿丝杆导轨401移动，以带动滑台202沿滑轨101滑动，从而带动支架201同步运动，进而带动支架201上的气囊组件301和吸盘302同步运动，实现对夹持机构30的位置调节功能，利于大科学装置中使用关节臂或其它测量设备对元件70进行扫描、打点等操作。

如图1、图2和图3所示，在本申请的上述实施例中，可选的，所述滑台202设置有与所述滑轨101相适配的滑轮2021，所述滑台202通过所述滑轮2021与所述滑轨101滑动连接。

在本实施例中，滑台202设置有与滑轨101相适配的滑轮2021，滑台202通过滑轮2021与滑轨101滑动连接。通过设置滑轮2021，滑轮2021与滑轨101滚动接触，减小了摩擦力，有利于滑台202沿滑轨101滑动，并提高了滑动的平稳性。

如图1、图3和图4所示，在本申请的一个实施例中，可选的，所述夹具100还包括气泵60，所述气泵60与所述气囊组件301连接。

在本实施例中，夹具100还包括气泵60。其中，气泵60与气囊组件301连接。具体的，利用气泵60对气囊组件301进行充气，使得气囊组件301与元件70软接触夹持，能够在无损伤的条件下夹持不规则形状的元件70。有效减少了划伤元件70的概率和元件70的形变量，实现了对表面易变形损伤的元件70的夹持功能。通过气泵60对气囊组件301的充放气，实现对元件70的夹紧或放松。

在本申请的上述实施例中，可选的，所述夹具100还包括控制器，所述控制器分别与所述气泵60和所述驱动机构50电连接。

在本实施例中，夹具100还包括控制器。其中，控制器分别与气泵60和驱动机构50电连接，以实现对气泵60和驱动机构50的自动控制，提高了自动化程度。

具体的，控制器与气泵60电连接，以控制气泵60对气囊组件301的自动充放气，从而控制对元件70的自动夹紧或放松。控制器与第一驱动件5011组件电连接，以控制第一驱动组件501自动驱动气囊组件301和吸盘302进行往复直线运动，实现自动调整夹持距离。控制器与第二驱动件5012组件电连接，以控制第二驱动组件502自动驱动丝杆导轨401转动，从而控制滑动架20自动沿滑轨101滑动，实现对夹持机构30的位置进行自动调节的功能。

本申请实施例还提供一种大科学装置，包括以上实施例中的夹具100。

该大科学装置具有上述任一实施例中的夹具100，因此具有夹具100的全部有益效果，在此就不一一赘述。

在这里示出和描述的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。