入活塞3向外運動，輸入活塞3壓縮液壓腔4內液壓油進入氣液腔外側液 壓腔6內，液壓油進入氣液腔外側液壓腔6驅動輸出活塞5向氣液腔內側腔7運動；輸出活 塞5帶動第二較桿802 W及第一較桿801、第=較桿803驅使夾緊元件9對工件10壓緊； 此過程左右兩邊的夾緊元件9可W同時對工件10夾緊，因此可同時裝夾兩個工件，輸出活 塞5向相反一端運動時，夾緊元件9對工件10放松進行下一個工件的更換。。當連桿2通 過臨界點（即剛好處于氣缸1中線時）后，液壓腔4內的輸入活塞3將受連桿2驅動向內 側運動，液壓腔4進入排油狀態，可完成一次工作循環。隨后氣動換向閥11換向，氣缸內氣 缸活塞1回返向下，液壓腔4內輸入活塞3開始下一次工作循環。氣缸活塞1 一次往返將 有液壓腔兩次工作循環，大幅度提高了生產效率。
[0025] W下是本發明專利的力學計算與運動學特性分析：
[002引 力學計算：
[0027] 圖1所示的夾具中，氣缸1所提供的推力巧的計算公式為：
[0028]
[0029] 而夾緊元件9作用于工件10的夾緊力Fc，由下式進行計算：
[0030]
[0031] W上兩式中，D、di、dz分別為氣缸活塞101、輸入活塞3和輸出活塞5的直徑，P為 氣缸1內壓縮空氣壓力，nP為氣缸1的力傳遞效率，一般可取n 0.85 ; n H為液壓腔4 的力傳遞效率，一般可取n 0.92。n T為較桿機構的力傳遞效率，一般可取n 0.90 ; a為第一較桿801與固定墻上的豎直固定桿所成的角度。
[0032] 顯然，巧與Fc的比值i，就是氣液增壓裝置與較桿增力機構8串聯作用的增力系 數，即
[0033]
[0034] 在進行具體的夾具設計與力學計算時，取d2/di= 2-3,夾緊狀態時a =8° 左右。若取d2/dl = 3,同時取n 0. 85，n產0. 92，n 0. 90 ;則可計算得
，即增力系數為23,可增力23倍。運一計算結果充分說 明，利用較桿連接的氣液增壓的雙工位夾具的夾緊裝置，夾緊力大大高于單純的氣壓傳動 夾具，能夠在很多場合代替液壓傳動夾具。
[0035] 對夾緊元件的運動特性分析：
[0036] 對公式（3)進一步分析可知，較桿增力機構的理想增力系數，即不考慮摩擦損失 的增力系數itf3惠;；。因此，只有3'去'之<1,即理論壓力角a〈27. 5°時，較桿增力機構才在 理論上是一個力放大機構。而當a >27. 5°時，它實際上是一個減力機構，同時是一個行程 放大機構。也就是說，當角較大時，夾緊元件9運動速度相對快，所能提供的夾緊力相對小； 而當角較小時，夾緊元件9運動速度相對慢，所能提供的夾緊力相對小。由較桿增力機構8 的運一力學特性可W得知，圖1所示夾具夾緊元件9的運動速度，夾緊過程剛剛開始時快， W后逐漸變慢，夾緊時由于壓力角角變得很小，因而能夠提供較大的夾緊力。
[0037] 所述實施例為本發明的優選的實施方式，但本發明并不限于上述實施方式，在不 背離本發明的實質內容的情況下，本領域技術人員能夠做出的任何顯而易見的改進、替換 或變型均屬于本發明的保護范圍。
【主權項】
1. 一種采用鉸桿連接的液壓增力的雙工位夾具，其特征在于，包括氣缸組件、液壓組件 和執行連桿組件； 所述氣缸組件包括氣缸（1)、氣缸活塞（101)和氣動換向閥（11);所述氣缸活塞（101) 位于氣缸（1)內部，所述氣動換向閥（11)連接氣缸（1); 所述液壓組件有2組，分別對稱部分于氣缸（1)左右兩側；每組液壓組件包括液壓腔 (4)、輸入活塞（3)、氣液腔外側液壓腔（6)和輸出活塞（5);所述輸入活塞（3)位于液壓腔 (4)內部；所述輸出活塞（5)位于氣液腔外側液壓腔（6)內部；所述液壓腔（4)通過管道連 接氣液腔外側液壓腔(6);所述氣液腔外側液壓腔(6)的氣液腔內側（7)通過管道連接氣 缸（1);所述液壓腔（4)和氣缸（1)的中軸線重合； 所述執行連桿組件有2組，分別對稱部分于氣缸（1)左右兩側；所述執行連桿組件包括 連桿⑵、鉸桿增力機構⑶和夾緊元件（9);所述連桿⑵的一端連接氣缸活塞（101)，另 一端連接輸入活塞（3); 所述鉸桿增力機構（8)包括第一鉸桿（801)、第二鉸桿（802)和第三鉸桿（803);所述 第一鉸桿（801)、第二鉸桿（802)和第三鉸桿（803)的一端鉸接在一起，另一端分別固定連 接固定墻、輸出活塞（5)和夾緊元件（9);所述第一鉸桿（801)和固定墻豎直桿的夾角a滿 足 0° <a< 90°。2. 根據權利要求1所述的一種采用鉸桿連接的液壓增力的雙工位夾具，其特征在于， 所述輸入活塞（3)為無桿活塞；所述輸出活塞（5)為有桿活塞。3. 根據權利要求2所述的一種采用鉸桿連接的液壓增力的雙工位夾具，其特征在于， 所述第一鉸桿（801)和固定墻豎直桿的夾角a滿足〇° <a<60°。4. 根據權利要求2所述的一種采用鉸桿連接的液壓增力的雙工位夾具，其特征在于， 所述連桿⑵和豎直向下方向的夾角P滿足100° <P< 160°。5. 根據權利要求1所述的一種采用鉸桿連接的液壓增力的雙工位夾具，其特征在于， 所述氣缸活塞（101)的材質為黃銅、鋁合金或鑄鐵。
【專利摘要】本發明提供了一種采用鉸桿連接的液壓增力的雙工位夾具，包括氣缸組件、液壓組件和執行連桿組件；氣缸組件包括氣缸、氣缸活塞和氣動換向閥；液壓組件有兩組，分別對稱部分于氣缸左右兩側；每組液壓組件包括液壓腔、輸入活塞、氣液腔外側液壓腔和輸出活塞；輸入活塞位于液壓腔內部；輸出活塞位于氣液腔外側液壓腔內部；液壓腔通過管道連接氣液腔外側液壓腔；氣液腔外側液壓腔的氣液腔內側通過管道連接氣缸；執行連桿組件有兩組，分別對稱部分于氣缸左右兩側；執行連桿組件包括連桿、鉸桿增力機構和夾緊元件；連桿的一端連接氣缸活塞，另一端連接輸入活塞；本發明采用一個氣缸實現二個工位的順序夾緊，生產效率高、夾緊力大且不污染環境。
【IPC分類】B23Q3/08
【公開號】CN105171481
【申請號】
【發明人】顧寄南, 沈雨春, 陳功, 侯治亞
【申請人】江蘇大學
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年9月16日