[发明专利]一种用于随机位置锁紧的锁紧装置及其最小受力确定方法

权利要求书

1.一种用于随机位置锁紧的锁紧装置,其特征在于：包括固定的中空锁体及滑动设置在中空锁体内的活塞以及套装在活塞杆上的运动体，所述活塞的上设置有弹性片及用于驱动弹性片的偏心轮，所述弹性片上设置有楔紧块，所述楔紧块设置在弹性片与中空锁体内壁之间，所述偏心轮转动，顶起弹性片卡在楔紧块上；

所述活塞内安装有偏心轮，弹性片设置在活塞的外壁上，且偏心轮与弹性片相接触，所述偏心轮上设置有拉杆，所述拉杆一端铰接在偏心轮上，另一端铰接在运动体上，所述活塞和运动体之间固定有复位弹簧；

用于随机位置锁紧的最小受力确定方法，按照以下步骤进行，

在锁紧过程中，运动体向右运动带动拉杆顺时针转动，活塞向左运动，同时凸轮做逆时针转动；凸轮的角速度为ω，凸轮推程运动角为Φ，行程为h：即：弹性片的运动方程，

其中s为弹性片的升程；ν为弹性片的速度；a为弹性片的加速度；

由锁紧装置的运动结构分析可知，凸轮的行程h等于弹性片的升程s，即h＝s；

凸轮逆时针转动，顶起弹性片到最高点，活塞向右运动直到被卡紧；

楔块的受力分析如下：

f>F_合2

F_N＝F_合1

F_合1＝(G+F′)cos6°

F_合2＝(G+F′)sin6°

设弹性片的加速度为a,则F′＝ma；

其中，f为楔块受到的摩擦力；F_合2为弹性片和活塞施加给楔块向前的合力；F_合1为楔块重力和反作用力的合力；F_N为弹性片施加的压力；G为楔块的重力；F′为锁体给楔块的压力，m为弹性片的质量；

根据动力学分析，设计要求在机构锁紧以及解锁时拉杆所受的拉力最小，这样可以减小运动体对其他装置的影响，由上式可以确定满足锁紧要求的最小力。