自锁助力辅助机构的制作方法

1.本实用新型涉及一种自锁助力辅助机构，特别是涉及一种用于辅助气缸实施双层板件装配工艺的自锁助力辅助机构。


背景技术：

2.以往，例如在将天窗玻璃组件安装于车辆顶棚等双层板件装配工艺中，通常是单纯地依靠气缸本身支承下层板件(例如天窗玻璃组件)进行装配。为了保证支承力，需要使用大尺寸的气缸，这极大地增加了设备的体积和重量，另外，增大气缸的尺寸还会受到作业空间有限等因素的制约。并且，由于气缸会长期直接受力，所以容易损坏，气缸的更换和维修成本较高。此外，气缸在受力后存在一定程度的压缩量，若对下层板件进行支承的多个气缸的压缩量不同，则会对产品质量产生不良影响。


技术实现要素：

3.本实用新型是为了解决上述问题中的至少任一个而做出的，其目的在于提供一种能够辅助气缸稳定地支承工件的自锁助力辅助机构。
4.(1)为了实现上述目的，本实用新型提供一种自锁助力辅助机构，用于对气缸进行助力，其中，具备：固定部；可动部，所述可动部能够沿上下方向移动地装配于固定部，且设置有纵向腔室；以及顶杆组件，所述顶杆组件经由弹簧安装于所述可动部的上侧，下端能够上下移动地收容在所述可动部的所述纵向腔室，在所述可动部的下部设置有朝向所述固定部贯通的横向腔孔，在所述横向腔孔中收纳有锁止件，所述可动部能够从初始位置移动到预定的待支承位置，在所述固定部的面向所述可动部的那一侧的面上，在与所述待支承位置对应的位置开设有锁止件容纳槽，在所述可动部处于所述待支承位置时，在所述自锁助力辅助机构受到来自外部的作用力的情况下，所述顶杆组件的下端将所述锁止件的一部分按压到所述固定部的所述锁止件容纳槽中。
5.(2)在上述(1)的方案的自锁助力辅助机构中，优选的是，在所述自锁助力辅助机构不再受到来自外部的作用力的情况下，在所述可动部从所述待支承位置向所述初始位置返回时，所述锁止件的所述一部分从所述固定部的所述锁止件容纳槽脱离而返回到所述可动部的所述横向腔孔中。
6.(3)在上述(1)或(2)的方案的自锁助力辅助机构中，优选的是，所述固定部的所述锁止件容纳槽的容积为所述锁止件的体积的一半以下。
7.(4)在上述(1)或(2)的方案的自锁助力辅助机构中，优选的是，所述锁止件容纳槽的曲率半径为所述锁止件的半径以上。
8.(5)在上述(1)或(2)的方案的自锁助力辅助机构中，优选的是，所述固定部中的所述锁止件容纳槽的截面尺寸为所述可动部中的所述横向腔孔的截面尺寸以下。
9.(6)在上述(1)或(2)的方案的自锁助力辅助机构中，优选的是，在所述可动部还设置有与所述锁止件抵接的调节推杆，所述顶杆组件的下端具有u字型的凹槽。
10.(7)在上述(1)或(2)的方案的自锁助力辅助机构中，优选的是，所述可动部的所述横向腔孔的底面为靠近所述固定部的那一侧较低的斜面。
11.(8)在上述(1)或(2)的方案的自锁助力辅助机构中，优选的是，所述自锁助力辅助机构的所述可动部一体地固定于气缸，对所述气缸进行助力。
12.(9)在上述(1)或(2)的方案的自锁助力辅助机构中，优选的是，在所述可动部处于所述待支承位置时，在所述自锁助力辅助机构受到来自外部的作用力的情况下，所述自锁助力辅助机构的上端面高于所述气缸的上端面。
13.(10)在上述(1)或(2)的方案的自锁助力辅助机构中，优选的是，在所述可动部处于所述待支承位置时，所述锁止件容纳槽与所述横向腔孔对准。
14.根据本实用新型的自锁助力辅助机构，能够对气缸进行助力而可靠地确保针对工件的支承力，即使作业人员进行推压操作等使来自工件的作用力增大的操作，也能够利用自锁助力辅助机构提供可靠、稳定的支承力，因此，能够减小气缸的尺寸而节约设计空间，并且，利用自锁助力辅助机构这样的机械结构能够提高机构稳定性，能够有效地抑制气缸在受力时产生的压缩量，进而能够保证工件的安装可靠性及产品质量，与此同时，还能够有效地防止由误操作造成的气缸的意外回收，由此，可以提供一种能够稳定且可靠地对气缸进行助力的自锁助力辅助机构。
附图说明
15.图1(a)～(b)分别是表示本实用新型的一实施方式的自锁助力辅助机构100的立体图及纵剖视图。
16.图2是表示本实用新型的一实施方式的自锁助力辅助机构100的分解立体图。
17.图3是表示本实用新型的一实施方式的自锁助力辅助机构100中的可动部120及顶杆组件130位于固定部110的下端即处于初始状态时的示意图。
18.图4(a)～(b)分别是表示本实用新型的一实施方式的自锁助力辅助机构100中的可动部120移动到预定的待支承位置且放置工件w之前的立体图及纵剖视图。
19.图5(a)～(b)分别是表示本实用新型的一实施方式的自锁助力辅助机构100中的可动部120移动到预定的待支承位置且放置工件w之后的立体图及纵剖视图。
具体实施方式
20.以下将参照附图描述本公开，其中的附图示出了本公开的若干实施例。然而应当理解的是，本公开可以以多种不同的方式呈现出来，并不局限于下文描述的实施例；事实上，下文描述的实施例旨在使本公开的公开更为完整，并向本领域技术人员充分说明本公开的保护范围。还应当理解的是，本文公开的实施例能够以各种方式进行组合，从而提供更多额外的实施例。
21.应当理解的是，在所有附图中，相同的附图标记表示相同的元件。在附图中，为清楚起见，某些特征的尺寸可以进行变形。
22.应当理解的是，说明书中的用辞仅用于描述特定的实施例，并不旨在限定本公开。说明书使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)除非另外定义，均具有本领域技术人员通常理解的含义。为简明和/或清楚起见，公知的功能或结构可以不再详细说明。
23.说明书使用的单数形式“一”、“所述”和“该”除非清楚指明，均包含复数形式。说明书使用的用辞“包括”、“包含”和“含有”表示存在所声称的特征，但并不排斥存在一个或多个其它特征。说明书使用的用辞“和/或”包括相关列出项中的一个或多个的任意和全部组合。说明书使用的用辞“在x和y之间”和“在大约x和y之间”应当解释为包括x和y。本说明书使用的用辞“在大约x和y之间”的意思是“在大约x和大约y之间”，并且本说明书使用的用辞“从大约x至y”的意思是“从大约x至大约y”。
24.在说明书中，称一个元件位于另一元件“上”、“附接”至另一元件、“连接”至另一元件、“耦合”至另一元件、或“接触”另一元件等时，该元件可以直接位于另一元件上、附接至另一元件、连接至另一元件、联接至另一元件或接触另一元件，或者可以存在中间元件。相对照的是，称一个元件“直接”位于另一元件“上”、“直接附接”至另一元件、“直接连接”至另一元件、“直接耦合”至另一元件或、或“直接接触”另一元件时，将不存在中间元件。在说明书中，一个特征布置成与另一特征“相邻”，可以指一个特征具有与相邻特征重叠的部分或者位于相邻特征上方或下方的部分。
25.在说明书中，例如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“高”、“低”等的空间关系用辞可以说明一个特征与另一特征在附图中的关系。应当理解的是，空间关系用辞除了包含附图所示的方位之外，还包含装置在使用或操作中的不同方位。例如，在附图中的装置倒转时，原先描述为在其它特征“下方”的特征，此时可以描述为在其它特征的“上方”。装置还可以以其它方式定向(旋转90度或在其它方位)，此时将相应地解释相对空间关系。
26.以下，参照图1至图5，对本实用新型的一实施方式的自锁助力辅助机构100进行详细说明。需要说明的是，在以下的附图的记载中，对相同或类似的部分标注相同或类似的附图标记。但是，附图是示意性的，应留意各尺寸的比率等与现实不同的情况。因此，具体的尺寸等应参考以下的说明进行判断。另外，在附图相互之间也可以包括相互的尺寸关系或比率不同的部分。此外，本说明书中记载的某个部件的内径、外径并不必然限定于该部件的截面为圆形或椭圆形的形状，例如，在该部件的截面为正方形或矩形的情况下，该部件的内径、外径是指正方形或矩形的内周面、外周面中的对角线的尺寸距离。
27.如图1(a)～(b)及图2所示，本实施方式的自锁助力辅助机构100具备固定部110、作为连接块的可动部120以及顶杆组件130。以下，依次对固定部110、可动部120及顶杆组件130的具体结构的一例进行说明。
28.(1)固定部110
29.本实施方式的自锁助力辅助机构100中的固定部110具有大致l形的截面形状，具有横向的基座部111和纵向的导向部112。在基座部111设置有螺纹孔，用于将固定部110固定于操作台。在导向部112安装有滑轨112a，用于将可动部120能够沿上下方向移动地装配于固定部110。另外，在固定部110(具体而言，为导向部112)的面向可动部120的那一侧的面上，在与可动部120所处的后述的待支承位置(例如参照图4)对应的位置开设有锁止件容纳槽113，用于容纳从可动部120的后述的横向腔孔121进入的锁止件123。优选的是，锁止件容纳槽113的容积为锁止件123的体积的一半以下，例如为锁止件123的体积的三分之一或四分之一。另外，需要说明的是，在本实施方式中例示了固定部110具有大致l形的截面形状，但固定部110只要能够固定于操作台并供可动部120能够沿上下方向移动地装配且在与后述的待支承位置对应的位置具有容纳锁止件123的空间即可，并不被特别限定。
30.(2)可动部120
31.如图1(a)～(b)及图2所示，本实施方式的自锁助力辅助机构100中的可动部120具有凸缘部121和主体部122。在凸缘部121设置有贯通孔121a，用于嵌入后述的气缸200的活塞杆210而与活塞杆210一起移动。可动部120中的主体部122具有与在固定部110的导向部112设置的滑轨112a对应的滑动部122h，能够沿上下方向移动地装配于固定部110。另外，主体部122具有中空有底的纵向腔室122a，用于容纳后述的顶杆组件130的下端。在主体部122的下部(具体而言，为主体部122的纵向腔室122a的底端)设置有朝向固定部110那一侧贯通的横向腔孔122b，在该横向腔孔122b中收纳有锁止件123，所述锁止件123例如为球状或圆柱状。
32.此外，在本实施方式的可动部120中，可选的是，在主体部122的下部的与横向腔孔122b对应的位置设置有朝向凸缘部121那一侧贯通的调节推杆腔槽122c。该调节推杆腔槽122c容纳调节推杆124，该调节推杆124能够与锁止件123抵接，用于调整锁止件123在横向腔孔122b中的位置。另外，可选的是，如图1(b)所示，也可以在可动部120的主体部122的上部设置有用于承接后述的弹簧133的凸台部，在该凸台部的上侧还设置有朝向凸缘部121那一侧贯通的限位销孔122d，用于插入限位销125而防止顶杆组件130从可动部120的主体部122脱离。
33.(3)顶杆组件130
34.如图1(a)～(b)及图2所示，本实施方式的自锁助力辅助机构100中的顶杆组件130具有顶帽131、顶杆主体132及弹簧133。顶帽131的上端面131a为平面，能够对搭载的工件进行支承。该顶帽131与顶杆主体132通过未图示的连接销或螺柱而一体地紧固连接。弹簧133套设于顶杆主体132，能够与顶杆主体132一起插入到可动部120的主体部122的纵向腔室122a中。在弹簧133与顶杆主体132一起插入到纵向腔室122a中的状态下，弹簧133的下端与在主体部122的上部设置的凸台部抵接。
35.在顶杆主体132的侧部设置有沿纵向延伸的限位销引导腔槽132a，用于供限位销125插入，以对顶杆组件130沿上下方向的移动进行引导。可选的是，在顶杆主体132的底端开设有u形槽132b，在将工件放置于顶帽131的上端面131a而自锁助力辅助机构100受力的状态下，调节推杆124能够进入到该u形槽132b中(参照图5)。
36.接下来，对本实施方式的自锁助力辅助机构100的装配步骤进行说明。
37.如图1(a)～(b)及图2所示，首先，利用未图示的连接销或螺柱将顶帽131与顶杆主体132一体地紧固连接，并将弹簧133套设于顶杆主体132，将弹簧133与顶杆主体132一起插入到可动部120的主体部122的纵向腔室122a中(步骤1)。然后，将锁止件123放入到可动部120的横向腔孔122b中，将调节推杆124插入到调节推杆腔槽122c，并将限位销125插入到可动部120的限位销孔122d及顶杆主体132的限位销引导腔槽132a中(步骤2)。然后，将可动部120的主体部122中的滑动部122h安装到固定部110的导向部112中的滑轨112a上，由此，将可动部120及顶杆组件130能够沿上下方向移动地装配于固定部110，由此，完成自锁助力辅助机构100本身的装配(步骤3)。最后，将装配于固定部110的可动部120及顶杆组件130移动到固定部110的下端，将固定部110固定于操作台，并将气缸200的活塞杆210嵌入到可动部120的凸缘部121的贯通孔121a中，由此，完成自锁助力辅助机构100向气缸200及操作台的装配(步骤4)。
38.需要说明的是，本实施方式的自锁助力辅助机构100的装配步骤并不限定于按照上述的步骤1～3进行，作业人员可以根据实际的工作需要而进行适当调整。另外，优选的是，在完成自锁助力辅助机构100向气缸200及操作台的装配的状态下，可动部120及顶杆组件130位于固定部110的下端，且弹簧133处于压缩状态。
39.接下来，参照图1～图5，说明利用本实施方式的自锁助力辅助机构100对气缸200进行助力的工作过程。其中，图3是表示本实用新型的一实施方式的自锁助力辅助机构100中的可动部120及顶杆组件130位于固定部110的下端即处于初始状态时的示意图。在图3中，仅示意性地示出了在操作台上的一处设置有气缸200及自锁助力辅助机构100，但根据实际需要，可以在操作台上将气缸200及自锁助力辅助机构100设置多处。
40.首先，如图3等示出的那样，在完成自锁助力辅助机构100向气缸200及操作台的装配的初始状态下，气缸200的活塞杆210处于收缩状态即非工作状态，可动部120及顶杆组件130位于固定部110的下端，即，可动部120及顶杆组件130位于图3所示的初始位置。此时，锁止件123位于在可动部120的下部设置的横向腔孔122b中。
41.然后，在需要使气缸200工作而对工件w进行支承时，对气缸200进行驱动而使气缸200的活塞杆210伸出到规定位置。伴随着活塞杆210的伸出，由于可动部120的凸缘部121与活塞杆210一体连接，所以可动部120及顶杆组件130与活塞杆210一起向上移动，从在图3中示出的初始位置移动至在图4(a)～(b)中示出的预定的待支承位置。此时，可动部120中的横向腔孔122b与固定部110中的锁止件容纳槽113对位，且锁止件123仍然位于在可动部120的下部设置的横向腔孔122b中。
42.然后，在将工件w放置于气缸200及自锁助力辅助机构100时，工件w首先与锁助力辅助机构100的顶帽131的上端面131a接触而使顶杆组件130受到向下的作用力，顶杆组件130整体向下移动，弹簧133进一步被压缩。随着来自工件w的作用力进一步增大，顶杆组件130的顶杆主体132在可动部120的纵向腔室122a中进一步向下方移动，顶杆主体132的下端与锁止件123抵接，并将锁止件123的一部分从可动部120中的横向腔孔122b挤压到固定部110中的锁止件容纳槽113中，并且，调节推杆124被收容在顶杆主体132的底端的u形槽132b中，成为图5(a)～(b)所示的自锁支承状态。由此，能够可靠地防止顶杆组件130进一步下降，即使作业人员在该状态下进行装配操作及推压操作等使来自工件的作用力进一步增大的操作，也能够利用自锁助力辅助机构100提供可靠、稳定的支承力。
43.然后，在完成了对工件的操作的情况下，使自锁助力辅助机构100与工件分离。此时，在弹簧133的作用下，顶杆组件130整体向上方移动，顶杆主体132的下端与锁止件123及调节推杆124分离。随着使气缸200的活塞杆210从伸出状态向作为非工作状态的收缩状态返回，可动部120及顶杆组件130与活塞杆210一起向下移动，从图4(a)～(b)所示的待支承位置向图3所示的初始位置返回，可动部120中的设置有横向腔孔122b的侧壁将锁止件123从固定部110中的锁止件容纳槽113挤压到可动部120的横向腔孔122b中。在气缸200的活塞杆210返回到收缩状态时，可动部120及顶杆组件130移动到固定部110的下端，成为图1(a)～(b)所示的状态。
44.根据本实用新型的自锁助力辅助机构100，能够对气缸200进行助力而可靠地确保针对工件的支承力，此外，即使作业人员进行推压操作等使来自工件的作用力增大的操作，也能够利用自锁助力辅助机构100提供可靠、稳定的支承力，因此，能够减小气缸的尺寸而
节约设计空间，能够使用小型而相对廉价的气缸，由此，可以节约设备费用。而且，利用自锁助力辅助机构100这样的机械结构能够提高机构稳定性，能够有效地抑制气缸在受力时产生的压缩量，进而能够保证工件的安装可靠性及产品质量。此外，由于来自工件的作用力能够由自锁助力辅助机构100来分担并承接，因此，能够有效地防止气缸损坏，同时，还能够有效地防止由误操作造成的气缸的意外回收。另外，本实用新型的自锁助力辅助机构100还具有结构简单且成本低廉的优点，即使产生损坏，也能够方便地进行更换与维修。
45.另外，优选的是，在将工件w放置于气缸200及自锁助力辅助机构100而将锁止件123的一部分挤压到锁止件容纳槽113中时，自锁助力辅助机构100的上端面131a高于气缸200的上端面。根据该结构，由于能够利用自锁助力辅助机构100有效地分担并承接来自工件的作用力，因此，能够大幅减小气缸200本身的受力，能够有效地防止气缸损坏。
46.另外，优选的是，固定部110中的锁止件容纳槽113的曲率半径为锁止件123的半径以上。根据该结构，在放置工件w而顶杆主体132的下端挤压锁止件123时，锁止件123能够更顺利地进入到固定部110的锁止件容纳槽113中。
47.另外，优选的是，固定部110中的锁止件容纳槽113的截面尺寸为可动部120中的横向腔孔122b的截面尺寸以下。根据该结构，在使气缸200的活塞杆210收缩而可动部120向下移动时，可动部120中的设置有横向腔孔122b的侧壁能够更顺利地将锁止件123从固定部110中的锁止件容纳槽113挤压到可动部120的横向腔孔122b中。
48.以上，对本实用新型的一实施方式的自锁助力辅助机构100进行了详细说明，但并不限定于此，本实用新型的自锁助力辅助机构例如也可以如以下那样进行变形。
49.例如，在上述实施方式中，示出了顶杆组件130中的顶帽131与顶杆主体132通过未图示的连接销或螺柱而紧固连接的分体结构，但并不限定于此，顶杆组件130中的顶帽131与顶杆主体132也可以为一体的结构，由此，能够减少自锁助力辅助机构的零件数量。
50.另外，在上述实施方式中，示出了在可动部120设置有调节推杆腔槽122c并利用调节推杆124调整锁止件123的位置的结构，但并不限定于此，也可以不在可动部120设置调节推杆腔槽122c及调节推杆124，而是使可动部120的主体部122中的纵向腔室122a及横向腔孔122b的底面为靠近固定部110的那一侧较低的斜面。由此，能够使锁止件123在横向腔孔122b中始终位于靠近固定部110的位置，在放置工件w而顶杆主体132的下端挤压锁止件123时，锁止件123的一部分能够更顺利地进入到固定部110的锁止件容纳槽113中。
51.另外，也可以是，在固定部110设置有推压销槽，该推压销槽的一侧与锁止件容纳槽113连通且另一侧贯通固定部110，在该推压销槽中设置有推压销。由此，在使自锁助力辅助机构100与工件分离而顶杆组件130整体向上方移动之后，能够利用上述推压销将锁止件123从固定部110中的锁止件容纳槽113可靠地推出到可动部120的横向腔孔122b中，能够有效地防止锁止件123卡止于锁止件容纳槽113而无法解除自锁的情形。
52.此外，虽然已经描述了本实用新型的示范实施方式，但是本领域技术人员应当理解的是，在本质上不脱离本实用新型的精神和范围的情况下能够对本实用新型的示范实施方式进行多种变化和改变。因此，所有变化和改变均包含在权利要求所限定的本实用新型的保护范围内。本实用新型由附加的权利要求限定，并且这些权利要求的等同物也包含在内。