弹簧自锁式快速定位锁紧机构的制作方法

本发明涉及一种弹簧自锁式快速定位锁紧机构，用于一种机械零部件与另一种机械零部件之间结合时的快速定位和锁紧，属于机械制造技术领域。

背景技术：

机械设计和制造技术领域，经常需要将一种机械零部件快速定位并锁紧在另一种机械零部件上且锁死稳定可靠，当这种机械零部件需要被移走时又要求能被快速解锁。目前本领域此类应用的装置如零点单元，主要靠气压来实现解锁。如图1所示为零点单元中的一种经典结构，该装置主要由圆柱状模块A及圆柱状模块B组成，分别可与一种机械零部件螺接。A、B两个模块实现快速定位锁紧即可实现与它们相连的两种零部件的快速结合和分离。

图1A为圆柱状模块A的结构原理图，由一个带凹槽的柱状凸头和法兰组成。图1B为圆柱状模块B的结构原理图，主要由圆柱状基座7、弹簧1、卡爪2、推杆3、气管接头4、块5、弹簧6几部分组成。其中基座7中心位置设有凹槽，凹槽内均匀分布着3个卡爪2(图1B为一个剖视图，只看得到1个)，每个卡爪2与基座之间设置一个弹簧1，气管接头4为外接气源的接口。

如图2所示，当圆柱状模块B不通压缩空气时，圆柱状模块A的柱状凸头顶端顶开卡爪2进入圆柱状模块B的凹槽中，当柱状凸头顶端通过卡爪2的位置，3个卡爪2将在弹簧1的弹力下同时进入柱状凸头的凹槽中，实现对圆柱状模块A的对中和锁紧。

当圆柱状模块A与圆柱状模块B需要脱离，如图3所示，先由箭头方向通入压缩空气，通入到圆柱状模块B的压缩空气可推动推杆3上下运动，推杆3通过楔形面将推动3个驱动卡爪2水平方向缩回，弹簧1被压缩，同时由于气压的作用，块5也将同时推动弹簧6被压缩，此时，圆柱状模块A可从圆柱状模块B中脱离。

由此可见，现有快速定位锁紧机构零点单元依靠压缩空气解锁，需要额外增加气源、配管、管接头等辅助设备，成本较高，使用场合有一定限制。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：无需借助辅助设备即可实现两个机械零件之间的快速定位和锁紧，以及解锁。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供了一种弹簧自锁式快速定位锁紧机构，其特征在于，包括用于与一种机械零部件相连的两个定位销以及与另一种机械零部件相连的主锁紧机构，其中：

定位销的外圆周面具有一段光滑面以及位于光滑面上方的一圈卡槽；

主锁紧机构包括基座、施力组件以及自锁组件，自锁组件设于基座，施力组件的一端用于与另一种机械零部件相连，另一端穿入基座后与自锁组件相连；

基座上开有两个用于插入定位销的通孔，自锁组件位于两个通孔之间；

自锁组件包括弹簧，在弹簧的两端分别设有一个可自由移动的卡舌，两个卡舌相向运动时压缩弹簧，两个卡舌背向运动时释放弹簧，每个卡舌上形成有一个垂直于卡舌运动方向的延伸部，两个延伸部卡在拨叉的开口端内，拨叉的闭合端与施力组件相连；

定位锁紧时，两个定位销插入基座通孔，两个卡舌与同侧的定位销的定位销的光滑面相接触，从而由两个定位销推动两个卡舌相向运动，当两个定位销插入到位后，两个卡舌在弹簧回复力的作用下分别卡入同侧的定位销的卡槽内；

解锁时，由施力组件推动拨叉，使得两个延伸部向拨叉的闭合端方向运动，从而带动两个卡舌相向运动直至脱离同侧的定位销的卡槽。

优选地，所述拨叉的闭合端与所述施力组件之间螺纹连接，在所述施力组件上设有用于防止所述拨叉转动的止转片。

优选地，在所述基座上设有衬套，所述拨叉的闭合端通过衬套与所述施力组件之间螺纹连接。

优选地，所述施力组件包括接头，轴承和贯穿接头与轴承的销轴。

本发明相对于现有技术具有以下几个优点：

1、本发明靠弹簧的自锁使两种机械零部件紧密连接，无需外力维持，稳定可靠；

2、本发明在实际应用中不需要气源，配管，管接头等辅助设备，没有使用条件限制，环保性好，通用性强；

3、本发明结构简单、紧凑，机加件成本低，经济性好，无需多套或其它辅助设备并可完全实现定位与锁紧功能。

附图说明

图1A为现有圆柱状模块A的结构示意图；

图1B为现有圆柱状模块B的结构示意图；

图2为现有装置的对中和锁紧示意图；

图3为现有装置的解锁示意图；

图4A为本发明的主锁紧机构的正面外观示意图；

图4B为本发明的主锁紧机构的背面外观示意图；

图5为本发明的定位销的外观示意图；

图6为主锁紧机构的结构示意图；

图7为图6中的C-C向剖视图；

图8A为本发明的解锁示意图；

图8B为本发明的对中和锁紧示意图；

图9为图8A的A-A向剖视图；

图10为图8B的A-A向剖视图。

具体实施方式

为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。

本发明提供的一种弹簧自锁式快速定位锁紧机构分两个模块，一个模块为如图4A及图4B所示的主锁紧机构，设置连接孔，供连接一种需要结合的机械零部件用。另一个模块为如图5所述的两个带有环形凹槽的定位销，该模块直接与另外一种需要连接的机械零部件连接。

结合图6，主锁紧机构主要由基座8、施力组件及自锁组件组成。

施力组件由接头13，轴承16，和贯穿接头13与轴承16的销轴15组成。止转片14用于防止拨叉11转动。

自锁组件由弹簧9，两个卡舌10，拨叉11，衬套12组成。衬套12固定在基座8上，拨叉11通过衬套12一端与施力组件螺纹连接。结合图7，拨叉11另一端卡在两卡舌10的两延伸部之间，并使套在两卡舌10另一端圆柱面的弹簧9压缩。

结合图8B及图10，当定位销所连接的机械零部件需要与主锁紧机构所连接的机械零部件结合时，直接将定位销插入主锁紧机构的两个通孔，定位销圆柱面进一步压缩弹簧9从而顶开两个卡舌10。定位销继续插入直到两个卡舌10越过定位销的圆柱面进入定位销的环形凹槽而锁死。

结合图8A及图9，当定位销与主锁紧机构所连接的两个机械零部件需要脱开时，只需要在轴承16上施加一个与衬套12轴线同一方向的外力，拨叉11沿此方向产生一定位移，此时两卡舌10被拨叉11沿着衬套12轴线垂直的方向挤压，弹簧9被进一步压缩，即两卡舌10退出定位销的环形凹槽的位置，此时可将定位销从主锁紧机构中抽出，随即撤销外力，弹簧9的反力使两个卡舌10回位。