專利名稱：一種拉伸裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于機械設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種拉伸裝置，特別涉及一種可控制拉力的拉伸裝置。
背景技術(shù)：
隨著時代的需要，儀器設(shè)計在精密機械中的發(fā)展越來越成熟，雖然到現(xiàn)在制造出的微型儀器性能和功能都非常的強大，但是精密儀器的發(fā)展依舊離不開傳統(tǒng)的機械，因為傳統(tǒng)的機械仍有很多的可取的地方，如設(shè)計理念，設(shè)計方法等。傳統(tǒng)提供外力的方法是直接對受力物體提供外力，直接施力的力量大小往往難以控制，對于精度要求較高的操作，施力的差異對最終的結(jié)果有很大的影響。有鑒于此，如今迫切需要一種可以在拉伸過程中自由控制拉力的裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的旨在至少解決上述技術(shù)缺陷之一，特別是解決現(xiàn)有技術(shù)無法控制施力大小的問題。為達到上述目的，本發(fā)明提出了一種拉伸裝置，包括彈性機構(gòu)、動力驅(qū)動機構(gòu)、拉伸機構(gòu)、弓I導(dǎo)機構(gòu)；所述動力驅(qū)動機構(gòu)通過彈性機構(gòu)連接拉伸機構(gòu)，拉伸機構(gòu)的一端連接被拉物體；所述動力驅(qū)動機構(gòu)通過控制彈性機構(gòu)的彈性形變程度來控制其對拉伸機構(gòu)的拉力；所述引導(dǎo)機構(gòu)用于引導(dǎo)拉伸機構(gòu)沿設(shè)定方向移動。在本發(fā)明的一個實施例中，所述拉伸裝置還包括彈性形變獲取單元，用以感應(yīng)所述彈性機構(gòu)的彈性形變數(shù)據(jù)。其中，所述拉伸裝置還包括動力控制單元，與所述動力驅(qū)動機構(gòu)、彈性形變獲取單元連接，用以根據(jù)所述彈性形變獲取單元感應(yīng)的彈性形變數(shù)據(jù)，控制所述動力驅(qū)動機構(gòu)提供的動力大小，進而控制動力驅(qū)動機構(gòu)對拉伸機構(gòu)的拉力。在本發(fā)明的一個實施例中，所述動力驅(qū)動機構(gòu)為電機。其中，所述動力驅(qū)動機構(gòu)為帶編碼的線性電機或為步進電機。在本發(fā)明的一個實施例中，所述引導(dǎo)機構(gòu)為導(dǎo)軌機構(gòu)，所述拉伸機構(gòu)固定在該導(dǎo)軌機構(gòu)上，彈性機構(gòu)的彈性形變方向與導(dǎo)軌機構(gòu)的設(shè)置方向一致；該導(dǎo)軌機構(gòu)包括一導(dǎo)軌條、與該導(dǎo)軌條配合的導(dǎo)槽。在本發(fā)明的一個實施例中，所述彈性機構(gòu)為彈簧。其中，所述彈簧的一端固定在線性電機拉伸機構(gòu)上，另一端與拉伸機構(gòu)相接；整個拉伸裝置在初始狀態(tài)時，彈簧拉伸長度為0，在拉伸機構(gòu)的整個運行中，彈簧處于彈性形變范圍內(nèi)。在本發(fā)明的一個實施例中，所述拉伸機構(gòu)上具有與被拉伸物體連接的連接機構(gòu)，被拉物體通過連接機構(gòu)與拉伸機構(gòu)相接；所述拉伸機構(gòu)上的連接機構(gòu)與被拉物體的拉伸結(jié)合點相對應(yīng)；所述拉伸機構(gòu)將彈性機構(gòu)提供的拉力傳遞到被拉物體。其中，所述連接機構(gòu)為圓柱條掛鉤。
通過本發(fā)明提出的拉伸裝置，應(yīng)用了胡克定律，表達式為Λ F=k.Λ X，其中k是常數(shù)，為物體的勁度(倔強)系數(shù)，Ax為彈簧伸長(或縮短)的長度。通過動力驅(qū)動機構(gòu)(如線性電機)對彈性機構(gòu)(如彈簧)的拉伸，可以精確的控制彈簧的拉伸長度，從而將對力Λ F的控制轉(zhuǎn)化為電機對彈簧拉伸長度的控制。本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。


本發(fā)明上述的和/或附加的方面和優(yōu)點從下面結(jié)合附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
圖1為發(fā)明拉伸裝置一種實施方式的機構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“上”、“下方”、“一端”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，一體地連接，也可以是可拆卸連接；可以是兩個元件內(nèi)部的連通；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。本發(fā)明的主要創(chuàng)新之處在于，本發(fā)明創(chuàng)新地提出了一種拉伸裝置，包括彈性機構(gòu)、動力驅(qū)動機構(gòu)、拉伸機構(gòu)、引導(dǎo)機構(gòu)；所述動力驅(qū)動機構(gòu)通過彈性機構(gòu)連接拉伸機構(gòu)，拉伸機構(gòu)的一端連接被拉物體；所述動力驅(qū)動機構(gòu)通過控制彈性機構(gòu)的彈性形變程度來控制其對拉伸機構(gòu)的拉力；所述引導(dǎo)機構(gòu)用于引導(dǎo)拉伸機構(gòu)沿設(shè)定方向移動。請參閱圖1，在本發(fā)明的一個實施例中，所述拉伸裝置包括基板11、彈簧12、電機
13、電機支座14、拉伸頭15、導(dǎo)軌機構(gòu)16。即在本實施例中，所述彈性機構(gòu)為彈簧12(當(dāng)然，也可以為其他元件，如柔性鉸鏈等)，動力驅(qū)動機構(gòu)為電機13，拉伸機構(gòu)為拉伸頭15，引導(dǎo)機構(gòu)為導(dǎo)軌機構(gòu)16。如圖1所75,所述彈簧12、電機13、電機支座14、拉伸頭15、導(dǎo)軌機構(gòu)16均設(shè)置于基板11的一側(cè)；電機13通過電機支座14固定在基座11上。電機13設(shè)有一拉伸端131,該拉伸端131設(shè)有一掛鉤結(jié)構(gòu)，通過該掛鉤結(jié)構(gòu)連接彈簧12的一端；當(dāng)然，電機13的拉伸端131也可以為其他結(jié)構(gòu)。本實施例中，所述電機13為帶編碼的線性電機或為步進電機，其可以準(zhǔn)確的通過控制彈簧12的拉伸長度來控制其對拉伸頭15的拉力。優(yōu)選地,所述拉伸裝置還包括彈性形變獲取單元(圖未示)、動力控制單元；動力控制單元與所述動力驅(qū)動機構(gòu)、彈性形變獲取單元連接。彈性形變獲取單元用來感應(yīng)所述彈簧12的彈性形變數(shù)據(jù)(即拉伸長度)；彈性形變獲取單元可以是單獨設(shè)置的位置感應(yīng)器，也可以作為其他元件的一部分；彈性形變獲取單元可以直接獲取彈簧12的彈性形變數(shù)據(jù)，也可以通過獲取電機拉伸端131或拉伸頭15移動位置間接獲取彈簧12的彈性形變數(shù)據(jù)。動力控制單元根據(jù)所述彈性形變獲取單元感應(yīng)的彈性形變數(shù)據(jù)，控制所述電機13提供的動力大小，進而控制電機13對拉伸頭15的拉力。所述彈簧12的作用是向拉伸頭15傳遞電機13提供的拉力。彈簧12兩端具有掛鉤結(jié)構(gòu)，通過配合，彈簧12 —端掛鉤與線性電機13的拉伸端131的掛孔結(jié)構(gòu)相連，另一端與拉伸頭15上的掛孔151相連。整個拉伸裝置在初始狀態(tài)時，彈簧拉伸長度為0，在拉伸機構(gòu)的整個運行中，彈簧處于彈性形變范圍內(nèi)，滿足胡克定律，拉伸力Λ F=k.ΛΧ，其中k是常數(shù)，是物體的勁度(倔強)系數(shù)，Ax為彈簧伸長的長度。通過線性電機13對彈簧12的拉伸，可以精確的控制彈簧12的拉伸長度，從而將對力Λ F的控制轉(zhuǎn)化為電機13對彈簧12拉伸長度的控制。拉伸頭15與被拉物體連接，拉伸頭15上具有與被拉伸物體連接的一個或多個連接機構(gòu)152，被拉物體通過該連接機構(gòu)152與拉伸頭相接，拉伸頭15上的連接機構(gòu)152與被拉物體的拉伸結(jié)合點相吻合。如圖1所示，本實施例中的連接機構(gòu)152為圓柱條掛鉤，當(dāng)然，該結(jié)構(gòu)其不作為限定本發(fā)明的依據(jù)，其他的變換形式屬于本發(fā)明的保護范圍。在拉伸裝置運行時，所述拉伸頭15通過圓柱條掛鉤與被拉物體上的掛孔相結(jié)合(未示出)，從而將電機13提供的拉力(導(dǎo)致彈簧12形變)傳遞給被拉伸物體，使得被拉伸物體處于受力狀態(tài)。所述拉伸頭15固定在導(dǎo)軌機構(gòu)16上，所述導(dǎo)軌機構(gòu)16的作用是引導(dǎo)拉伸機構(gòu)移動，通常將拉伸頭15的移動方向(即軌道方向)與彈簧12的拉伸方向設(shè)置為一致。當(dāng)然，軌道方向也可以與彈簧12的拉伸方向不在一條直線上。具體地，本實施例中，導(dǎo)軌機構(gòu)16由導(dǎo)軌條161、與該導(dǎo)軌條161配合的導(dǎo)槽162構(gòu)成，在拉伸裝置啟動時，拉伸頭15可沿軌道方向運動。導(dǎo)槽162可以固定在拉伸頭15下方，導(dǎo)軌161固定在基板11上；當(dāng)然，導(dǎo)槽162也可以固定在基板11上，而導(dǎo)軌161固定在拉伸頭15下方。盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同限定。
權(quán)利要求
1.一種拉伸裝置，其特征在于，包括彈性機構(gòu)、動力驅(qū)動機構(gòu)、拉伸機構(gòu)、引導(dǎo)機構(gòu)； 所述動力驅(qū)動機構(gòu)通過彈性機構(gòu)連接拉伸機構(gòu)，拉伸機構(gòu)的一端連接被拉物體； 所述動力驅(qū)動機構(gòu)通過控制彈性機構(gòu)的彈性形變程度來控制其對拉伸機構(gòu)的拉力； 所述引導(dǎo)機構(gòu)用于引導(dǎo)拉伸機構(gòu)沿設(shè)定方向移動。
2.如權(quán)利要求1所述的拉伸裝置，其特征在于，所述拉伸裝置還包括彈性形變獲取單元，用以感應(yīng)所述彈性機構(gòu)的彈性形變數(shù)據(jù)。
3.如權(quán)利要求2所述的拉伸裝置，其特征在于，所述拉伸裝置還包括動力控制單元，與所述動力驅(qū)動機構(gòu)、彈性形變獲取單元連接，用以根據(jù)所述彈性形變獲取單元感應(yīng)的彈性形變數(shù)據(jù)，控制所述動力驅(qū)動機構(gòu)提供的動力大小，進而控制動力驅(qū)動機構(gòu)對拉伸機構(gòu)的拉力。
4.如權(quán)利要求1所述的拉伸裝置，其特征在于，所述動力驅(qū)動機構(gòu)為電機。
5.如權(quán)利要求4所述的拉伸裝置，其特征在于，所述動力驅(qū)動機構(gòu)為帶編碼的線性電機或為步進電機。
6.如權(quán)利要求1所述的拉伸裝置，其特征在于，所述引導(dǎo)機構(gòu)為導(dǎo)軌機構(gòu)，所述拉伸機構(gòu)固定在該導(dǎo)軌機構(gòu)上，彈性機構(gòu)的彈性形變方向與導(dǎo)軌機構(gòu)的設(shè)置方向一致；該導(dǎo)軌機構(gòu)包括一導(dǎo)軌條、與該導(dǎo)軌條配合的導(dǎo)槽。
7.如權(quán)利要求1所述的拉伸裝置，其特征在于，所述彈性機構(gòu)為彈簧。
8.如權(quán)利要求7所述的拉伸裝置，其特征在于，所述彈簧的一端固定在線性電機拉伸機構(gòu)上，另一端與拉伸機構(gòu)相接；整個拉伸裝置在初始狀態(tài)時，彈簧拉伸長度為O，在拉伸機構(gòu)的整個運行中，彈簧處于彈性形變范圍內(nèi)。
9.如權(quán)利要求1所述的拉伸裝置，其特征在于，所述拉伸機構(gòu)上具有與被拉伸物體連接的連接機構(gòu)，被拉物體通過連接機構(gòu)與拉伸機構(gòu)相接；所述拉伸機構(gòu)上的連接機構(gòu)與被拉物體的拉伸結(jié)合點相對應(yīng)；所述拉伸機構(gòu)將彈性機構(gòu)提供的拉力傳遞到被拉物體。
10.如權(quán)利要求9所述的拉伸裝置，其特征在于，所述連接機構(gòu)為圓柱條掛鉤。
全文摘要
本發(fā)明提出一種拉伸裝置，包括彈性機構(gòu)、動力驅(qū)動機構(gòu)、拉伸機構(gòu)、引導(dǎo)機構(gòu)；所述動力驅(qū)動機構(gòu)通過彈性機構(gòu)連接拉伸機構(gòu)，拉伸機構(gòu)的一端連接被拉物體；所述動力驅(qū)動機構(gòu)通過控制彈性機構(gòu)的彈性形變程度來控制其對拉伸機構(gòu)的拉力；所述引導(dǎo)機構(gòu)用于引導(dǎo)拉伸機構(gòu)沿設(shè)定方向移動。本發(fā)明提出的拉伸裝置應(yīng)用了胡克定律，其表達式為△F=k·Δx，其中k是常數(shù)，為物體的勁度(倔強)系數(shù)，Δx為彈簧伸長(或縮短)的長度。通過動力驅(qū)動機構(gòu)(如線性電機)對彈性機構(gòu)(如彈簧)的拉伸，可以精確的控制彈簧的拉伸長度，從而將對力△F的控制轉(zhuǎn)化為電機對彈簧拉伸長度的控制。
文檔編號F16H49/00GK103206511SQ20121000690
公開日2013年7月17日 申請日期2012年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月11日
發(fā)明者魏志凌, 高小平, 張煒平 申請人:昆山允升吉光電科技有限公司