[发明专利]力分配装置

说明书

技术领域

本发明涉及机械制造设备领域，更具体地说，涉及一种力传递和分配的装置。

背景技术

在机械制造和加工的过程中，经常需要对部件施加压力。例如在热板焊接/震动摩擦焊接领域，被焊接物体在多个区域需要受到一定压力才能有良好的焊接熔深及焊接质量。在实际应用中，需要在多个区域、或者多个平面上对多点同时施压。在现有技术中，通常会以待施压的物件为基础制作模具，比如以被焊接物体为基础，制作仿形的凹模承载被焊接物体，即在被焊接物体背面有与之形状贴合的模具支撑，再使模具与物体上下(或左右)合并。在进行施力时，对施力设备对模具施压，由模具将力传导至被焊接物体。图6揭示了现有技术中使用的辅助施力装置的示意图。如图6所示，被焊接物体为工件601、602、603和604。模具605的造型与工件601、602、603和604相匹配，在使用时，将工件601和602，603和604分别上下对齐，模具605放置在工件601和工件603的上方，使得工件601和602，603和604被压紧，然后开始进行焊接。

对模具进行施压的力源为单压力源或者多压力源。单压力源(例如气缸)作用于模具上的一个点，由于模具是刚体机构，模具可以将力传导至被施力物体。单压力源受刚体结构精度、被施力物体不同位置的弹性模量限制，不能将力均匀施加，也不能以不同比例施加。在极端情况下，由于力的不均匀，可能会损坏被施力物体或设备本身。另一种是多压力源(例如伺服电机或气缸)，分别在模具的不同位置施加力。多压力源由于需要使用到多套施力设备，占用空间较大，控制复杂，由于多套设备之间的同步控制难度较大，因此施力比例控制的精度低，能耗高。

总体而言，这种刚性的模具在对简单结构的焊接物体进行焊接时表现较好，但在包含曲面、多面的结构时，往往因为被焊接物体精度、焊接设备精度、设备使用磨损等问题，而导致施力不均匀，降低焊接质量。由于刚性模具的适应性较差，随着使用时间的增加，模具出现磨损或者变形时，会导致焊接质量的持续下降。此外，一个模具只能适用于一种被焊接物件，使得使用的便利性较差，使用成本也较高。

发明内容

本发明旨在提出进行力传递和分配的装置。

根据本发明的一实施例，提出一种力分配装置，包括：力分配杠杆和力传递轴。力分配杠杆包括一个受力点、数个施力点和数个力臂，受力点和每一个施力点之间通过一个力臂相连，各个力臂的长度符合预定的比例。力传递轴连接到力分配杠杆的受力点和施力点，向力分配杠杆施力或者传递力分配杠杆所施加的力。

在一个实施例中，力分配杠杆的受力点和施力点形成球形结构。力传递轴的两端为球体，球体与球形结构匹配，球体放置在球形结构中。

根据本发明的一实施例，提出一种力分配装置，包括：力分配杠杆、力传递轴和间隔板。力分配杠杆包括一个受力点、数个施力点和数个力臂，受力点和每一个施力点之间通过一个力臂相连，各个力臂的长度符合预定的比例。力传递轴连接到力分配杠杆的受力点和施力点，向力分配杠杆施力或者传递力分配杠杆所施加的力。间隔板上具有开孔，开孔的尺寸与力传递轴的本体的直径相匹配。

在一个实施例中，力分配杠杆的受力点和施力点形成球形结构。力传递轴的两端为球体，球体与球形结构匹配，球体放置在球形结构中。

在一个实施例中，力分配装置形成多层结构：下一层的力分配杠杆的受力点通过力传递轴连接到上一层的力分配杠杆的施力点。不同的层之间设置间隔板，力传递轴穿过间隔板。

根据本发明的一实施例，提出一种力分配装置，包括：力分配杠杆和力传递轴。力分配杠杆包括一个受力点、数个施力点和数个力臂，受力点和每一个施力点之间通过一个力臂相连，各个力臂的长度符合预定的比例，不同的力臂位于不同的平面内。力传递轴，连接到力分配杠杆的受力点和施力点，向力分配杠杆施力或者传递力分配杠杆所施加的力。

在一个实施例中，力分配杠杆的受力点和施力点形成球形结构。力传递轴的至少一端为球体，球体与球形结构匹配，球体放置在球形结构中。