□ 劉佳穎 □ 林科嬌 □ 馮澤偉 □ 蘇 玲 □ 秦寶曄 □ 王宇慧

哈爾濱商業(yè)大學(xué) 能源與建筑工程學(xué)院 哈爾濱 150028

1 設(shè)計(jì)背景

目前,我國(guó)機(jī)械固定連接件已形成較為完整的體系,規(guī)模總量持續(xù)增長(zhǎng),大到華龍一號(hào)橋架托臂定位與固定裝置,小到遙測(cè)心電監(jiān)護(hù)儀固定裝置。但是,很多固定裝置都非常單一,無法滿足對(duì)各種固定物的裝夾。隨著目前一些共享貨柜的出現(xiàn),既要求貨柜放置時(shí)牢固穩(wěn)定,又要求方便移動(dòng),減少損耗?，F(xiàn)實(shí)情況是,有些固定裝置的成本非常高,并且不能自由調(diào)節(jié),不利于使用。對(duì)此,筆者設(shè)計(jì)了一種多段式自由調(diào)節(jié)固定裝置,成本低廉,實(shí)用度高,小到寢室床上桌,大到大型不規(guī)則物體,都可以進(jìn)行固定。

目前國(guó)內(nèi)對(duì)機(jī)械固定裝置的研究不多,一部分原因是人們對(duì)機(jī)械設(shè)施除使用功能外的部件不太重視,另一部分原因是固定裝置缺乏創(chuàng)新,無法找到能有效提高機(jī)械使用性能的方法。針對(duì)一些中小型設(shè)備,為了實(shí)現(xiàn)控制成本、加快產(chǎn)品循環(huán)的目的,減少了固定裝置。由此,這類設(shè)備會(huì)由于滑動(dòng)而產(chǎn)生負(fù)載不均等問題。如果采用模塊化固定裝置,那么能夠有效減少設(shè)備維修費(fèi)用,降低成本。

2 裝置結(jié)構(gòu)

2.1 整體結(jié)構(gòu)

多段式自由調(diào)節(jié)固定裝置的整體結(jié)構(gòu)如圖1所示,通過螺桿調(diào)節(jié),可以像積木一樣從各個(gè)方向和各個(gè)位置進(jìn)行自行組裝拼接,既能夠作為固定裝置和連接裝置使用,又能夠通過配件的相互轉(zhuǎn)換,具有夾具功能,真正做到用最少的配件實(shí)現(xiàn)多元化應(yīng)用。

圖1 多段式自由調(diào)節(jié)固定裝置整體結(jié)構(gòu)

固定L形桿的兩端均設(shè)置有滑動(dòng)固定裝置,滑動(dòng)固定裝置包括滑動(dòng)L形桿及連接在滑動(dòng)L形桿和固定L形桿之間的I形桿。滑動(dòng)L形桿與固定L形桿的形狀相同。I形桿通過螺母與固定L形桿和滑動(dòng)L形桿連接。這樣的設(shè)計(jì)型式,目的是當(dāng)I形桿兩個(gè)螺母同時(shí)固定時(shí),整個(gè)裝置處于固定狀態(tài),可以保證固定裝置的穩(wěn)定性。

在L形桿轉(zhuǎn)角處開設(shè)螺孔,作為夾具使用時(shí),長(zhǎng)螺桿連接專用夾具,通過轉(zhuǎn)動(dòng)螺桿調(diào)節(jié)適應(yīng)距離,使物體夾取更緊實(shí)。在沒有安裝長(zhǎng)螺桿和專用夾具時(shí),可以對(duì)方形物體進(jìn)行固定,簡(jiǎn)單方便,有效節(jié)省材料。

2.2 局部結(jié)構(gòu)

固定L形桿如圖2所示。固定L形桿的轉(zhuǎn)角及兩端有螺紋孔,側(cè)壁上開有十字槽,便于與I形桿和夾具進(jìn)行連接。

圖2 固定L形桿

I形桿如圖3所示。I形桿兩端有螺紋孔,側(cè)壁開有十字槽,兩端接頭處有燕尾塊及燕尾槽,便于I形桿之間的組裝,以及與L形桿的連接。I形桿與L形桿上的十字槽起到調(diào)節(jié)夾具距離的目的,可適用于各種物體的固定。

圖3 I形桿

燕尾槽如圖4所示。通過I形桿兩端接口處的燕尾槽設(shè)計(jì),可以根據(jù)需要連接多個(gè)I形桿,便于實(shí)際應(yīng)用。

圖4 燕尾槽

專用夾具如圖5所示。專用夾具底部設(shè)計(jì)為方形槽,目的是當(dāng)夾持不規(guī)則的多邊形物體時(shí),方形槽可以起到固定作用。V形槽內(nèi)壁設(shè)置橡膠防滑層,目的是增大摩擦力,保證V形槽與球形物體表面緊密貼合。

圖5 專用夾具

連接裝置如圖6所示。球形塊設(shè)置在專用夾具的固定槽內(nèi),端部為圓弧形狀。當(dāng)夾持球形物體時(shí),可以根據(jù)球形物體表面的角度來調(diào)節(jié)專用夾具與連接裝置的角度,保證專用夾具與物體表面緊密貼合。

圖6 連接裝置

3 裝置特點(diǎn)

(1) 積木式使用。多段式自由調(diào)節(jié)固定裝置可以像搭積木那樣從各個(gè)方向、各個(gè)位置用螺栓連接,各構(gòu)件連接角可以自由變化,以達(dá)到任意的連接和固定。

(2) 成本低廉。固定方形物體時(shí),只需要使用三個(gè)L形桿和任意多個(gè)I形桿。方形物體的三個(gè)角被鎖定,整個(gè)方形物體就都會(huì)被鎖定,可以有效節(jié)省材料。

(3) 夾取牢固。連接裝置的球形塊可以根據(jù)物體形狀任意轉(zhuǎn)動(dòng),V形槽的防滑設(shè)計(jì)使物體夾取更加牢固。

(4) 大小可變。在兩個(gè)L形桿間,可以根據(jù)固定物體的大小,利用燕尾槽連接多個(gè)I形桿,使裝置加長(zhǎng)。也可以通過條形槽中螺紋孔調(diào)節(jié)裝置長(zhǎng)短,使用方便。

4 應(yīng)用場(chǎng)合

(1) 建筑工程行業(yè)。多段式自動(dòng)調(diào)節(jié)固定裝置可大可小,應(yīng)用在建筑工程行業(yè),可以輔助鋼筋定位,也可用于預(yù)制裝配梁承式樓梯中斜梁的固定,還可以固定地下供熱管道。采用不銹鋼材質(zhì),可減緩生銹速度?；虿捎脧?qiáng)度較高的塑料材質(zhì),可以提高安全性,延長(zhǎng)使用年限。具備夾具功能,稍加設(shè)計(jì)之后,可以裝夾工件,減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。

(2) 日常生活?？梢詰?yīng)用于寢室,特別是集體宿舍。

(3) 醫(yī)療行業(yè)。可以在醫(yī)療器械上發(fā)揮作用,如放射檢查防護(hù)和固定。在進(jìn)行一些手術(shù)時(shí),配合相關(guān)儀器,可以起到夾具的作用,提高精準(zhǔn)度。

總體而言,多段式自由調(diào)節(jié)固定裝置具有實(shí)用價(jià)值,可以根據(jù)物體尺寸大小,隨意拼接,操作簡(jiǎn)單,進(jìn)而固定物體。