CN103470705B - 一种单边驱动刚性链条推拉执行机构 - Google Patents

一种单边驱动刚性链条推拉执行机构 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种单边驱动刚性链条推拉执行机构,该机构由刚性链条和驱动器组成,其特征在于,所述的刚性链条中的每一链节的一侧设有两根传动销,另一侧设有一根刚柔状态转换销;所述的驱动器中的两相对设置的导向板的内表面设有导向槽,该导向槽的底部在刚性直线运动导向段靠近柔性弯曲运动导向段的位置设有控制槽,在刚性链条的移动过程中所述的控制槽控制刚柔状态转换销来回滑动,从而使刚性链条实现刚柔状态的转换。

Description

一种单边驱动刚性链条推拉执行机构
技术领域
本发明涉及一种直线执行机构,具体涉及一种采用刚性传动链执行机构,该适用于大行程推动载荷的场合。
背景技术
刚性链条(又称推拉链条)是一种特殊的链条,它既有普通链条的柔性,又有一定的刚性,因此由刚性链条和驱动器所组成的执行机构可替代液压缸、气缸和电动推杆等被广泛应用于需要大行程推动载荷的场合,以减小设备的体积,节约空间。现有的刚性链条主要有两大类,一类是单排销轴的刚性链条,另一类是双排销轴的刚性链条。
上述单排销轴的刚性链条的内链板或外链板为限位推力板,当链条受到推力时,相邻的两限位推力板肩对肩相顶,从而使链条具有一定的刚性,如受权公告号为CN 2620795Y或CN 2692423Y的实用新型专利产品。
《起重运输机械》2008年第3期第45-46页发表的“刚性链条传动及其应用”一文公开了一种双排销轴的刚性链条。参见文中的图3和图4,上面一排传动销轴将内链板与外链板铰接在一起,使链条可传动并弯曲,下面的一排导向销轴各自将一对内链板或一对外链板穿设固定在一起分别形成一箱形结构,且在链条为直线状态时能依靠导向销轴的头部嵌入相邻两外链板上半圆形缺口内而锁死,因此稳定性和承载能力相对较高。但是由图3(b)可见,该链条在直线状态下具有较好的稳定性是靠导向销轴的直径与两半圆形缺口所形成的圆的直径相等,以及相邻两外链板上半圆形缺口所形成的圆的圆心与传动销轴的连线不在所述半圆形缺口分型面(即相邻两外链板的结合面)内这两个条件保证的,因此当链条需要弯曲,即解除锁死状态时,就必须使导向销轴的头部直径能够变小。为了解决上述技术问题,现有技术的解决方案是将导向销轴的头部直径缩小,且将导向销轴设计成中部具有压缩弹簧的套接结构,同利用传动装置中的导向槽的槽底结构使导向销轴在经过导向槽时变短,即在链条弯曲时将直径缩小的头部移至所述半圆形缺口内。但是,上述由导向销轴相邻两外链板上半圆形缺口所构成的锁紧结构明显存在下述不足:1、对导向销轴和半圆形缺口形状和直径偏差以及导向销轴和半圆形缺口位置偏差的要求都十分苛刻,加工成本高;2、没有一个明确的锁紧结构,仅靠外链板上半圆形缺口离开导向销轴所产生的一点干涉来保证整个链条在直线状态下的刚度明显不足,一旦作用在链条上晃动的外力稍大,其锁紧结构就成为整个链条最薄弱的地方而破坏;3、整个链条反复弯曲,半圆形缺口的尖角很快就会被磨损而失去锁紧作用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种单边驱动刚性链条推拉执行机构,该机构具有明确的锁紧结构,不仅刚性好,而且锁紧可靠。
本发明解决上述问题的技术方案为:
一种单边驱动刚性链条推拉执行机构,该推拉执行机构由刚性链条和驱动器组成,其中,所述的刚性链条由若干个链节组成,每一链节包括一对外链板和一对内链板,所述的一对外链板与一对内链板的头部相互搭接在一起;所述的驱动器包括两相对设置的导向板和由传动轴支承在两导向板之间并与所述刚性链条啮合的链轮,其中两导向板相对的内表面均设有改变所述刚性链条运动方向的导向槽,根据每一段导向槽所对应的刚性链条的特性和状态的不同,所述的导向槽依次由柔性直线运动导向段、柔性弯曲运动导向段和刚性直线运动导向段组成,其特征在于,
所述的每一链节的一侧设有两根传动销,另一侧设有一根刚柔状态转换销;其中,所述的两根传动销由中部分别将一对外链板和一对内链板各自固定一起;所述的一根刚柔状态转换销由外链板与内链板相互搭接的头部的拐角处将一对外链板与一对内链板穿设在一起;且,
所述的每一链节中,外链板内侧的中部或内链板外侧的中部设有横向的凸台,该凸台的侧边与相对的链板的头部紧密贴靠在一起;穿设刚柔状态转换销的孔为长孔,该长孔与所述凸台平行;所述刚柔状态转换销所在位置的头部与所述凸台侧边紧密贴靠在一起的链板的拐角为圆角,该圆角的半径等于所述长孔中心线至所述凸台侧边的距离,且圆心位于所述长孔中心线的头部;所述刚柔状态转换销位于一对内链板之间的中部设有两螺母,每一螺母与内链板之间设有一压缩弹簧,该压缩弹簧的两头分别挤压在所述内链板和螺母上;
所述的每一链节中的刚柔状态转换销和一根传动销的头部伸进所述导向槽中;所述导向槽的底面的中部在刚性直线运动导向段靠近柔性弯曲运动导向段的位置设有一凸起,该凸起的侧边和导向槽与刚柔状态转换销接触的侧边之间形成一控制刚柔状态转换销在所述横向的长孔内来回滑动的控制槽,所述导向槽与刚柔状态转换销接触的侧边在位于所述控制槽位置的一段朝与传动销接触的另一侧边和远离柔性弯曲运动导向段方向倾斜,然后再沿平行于与传动销接触的另一侧边的方向延伸;所述的链轮位于所述导向槽的刚性直线运动导向段一侧,且与刚性链条的传动销啮合。
由于刚性链条推拉执行机构的推拉速度相对较慢,因此上述方案中所述的驱动器还可以包括各种类型的减速装置,如,蜗轮设在所述传动轴上的蜗轮蜗杆减速装置、末级从动齿轮设在所述传动轴上的齿轮减速装置、从动链轮设在所述传动轴上的链条减速装置和从动皮带轮设在所述传动轴上的皮带减速装置等,这些都是本领域普通技术人员很容易想到的。
本发明所述的推拉执行机构,可以是水平收藏链条垂直顶举载荷的推拉执行机构,也可以是水平收藏链条水平推拉载荷的推拉执行机构,还可以是垂直收藏链条倾斜顶举载荷的推拉执行机构。
本发明较现有技术具有以下有益效果:1、具有明确的锁紧结构,工作安全可靠;2、滑孔内无容易磨损的尖角,使用寿命长;3、对相互配合的孔与销的形状、位置和尺寸的偏差要求相对较低,显著降低了加工的困难程度和成本。
附图说明
图1为本发明所述推拉执行机构一个具体实施例的结构示意立体图。
图2为图1所示实施例中刚性链条的一个链节的结构示意立体图。
图3为图2中刚柔状态转换销的装配结构示意图。
图4~6为图1所示实施例中驱动器的结构示意图,其中,图4主视图,图5为俯视图,图6为图4的A—A剖视图。
图7为图1所示实施例中刚性链条由柔性链转变为刚性柱或者由刚性柱转变为柔性链的过程和原理示意图,其中,(a)为柔性链状态,(b)图为弯曲状态,(c)为刚性柱状态。
图8为图7的(a)图中局部Ⅰ的结构放大图。
图9为本发明所述刚性链条的另一个具体实施例的一个链节的结构示意立体图。
图10为图9所示刚性链条由柔性链转变为刚性柱或者由刚性柱转变为柔性链的过程和原理示意图,其中,(a)图为柔性链状态,(b)图为弯曲状态,(c)为刚性柱状态。
图11为图10的(a)图中局部Ⅱ的结构放大图。
图12为采用图8所示刚性链条构成水平推动载荷的推拉执行机构的一个具体实施例的结构示意图。
图13为图12所示实施例中导向板内表面的结构示意图。
图14为采用图2所示刚性链条构成倾斜推拉载荷的推拉执行机构的一个具体实施例的结构示意图。
图15为图14所示实施例中导向板内表面的结构示意图。
具体实施方式
例1
本实施例为一种水平收藏链条垂直顶举载荷的推拉执行机构。
参见图1,本例中的推拉执行机构由刚性链条1和驱动器2组成,其中刚性链条1采用水平储存方式。
参见图2并结合图7、图8和图1,刚性链条1由若干个链节组成,每一个链节主要由一对外链板3、一对内链板4、一根刚柔状态转换销5和两根传动销6组成。其中,一对外链板3与一对内链板4的头部相互搭接在一起,两根传动销6设在该链节的一侧,由中部将一对外链板3和一对内链板4各自穿设在一起,刚柔状态转换销5设在该链节的另一侧,由外链板3与内链板4相互搭接的头部的拐角处将一对外链板3与一对内链板4穿设在一起;内链板4外侧的中部设有横向的凸台7,该凸台7的侧边与相对的外链板3的头部紧密贴靠在一起;穿设刚柔状态转换销5的孔8为长孔,该长孔与所述凸台7平行;刚柔状态转换销5所在位置的头部与凸台7侧边紧密贴靠在一起的外链板3的拐角为圆角,该圆角的半径R等于孔8中心线至所述凸台7侧边的距离H,且圆心位于孔8中心线的头部(见图7和图8)。
参见图3,所述刚柔状态转换销5位于一对内链板4之间的中部设有两螺母9,每一螺母9与内链板4之间设有一压缩弹簧10,该压缩弹簧10的两头分别挤压在所述内链板4和螺母9上,确保刚柔状态转换销5在无外力作用下始终停留在原有位置。
参见图4~图6,驱动器2由两块在底座11上相对设置的导向板12、由传动轴13支承在两导向板12之间并与刚性链条1啮合的链轮14和设在导向板12外侧的蜗轮蜗杆减速装置组成。其中,
蜗轮蜗杆减速装置由常规的蜗轮18和蜗杆19组成,其中蜗轮18设在支承链轮14的传动轴13上;
两导向板12相对的内表面均设有导向槽15,根据每一段导向槽15所对应的刚性链条1的特性和状态的不同,该导向槽15依次由水平的柔性直线运动导向段15-1、柔性弯曲运动导向段15-2和垂直的刚性直线运动导向段15-3组成,刚性链条1中的刚柔状态转换销5和一根传动销6的头部伸进导向槽15中,当链轮14驱动刚性链条1运动时,导向槽15迫使刚性链条1改变运动方向。导向槽15的底面的中部在刚性直线运动导向段15-3靠近柔性弯曲运动导向段15-2的位置设有一凸起16,该凸起16的侧边和导向槽15与刚柔状态转换销5接触的侧边之间形成一控制刚柔状态转换销5在孔8内来回滑动的控制槽17,导向槽15与刚柔状态转换销5接触的侧边在位于控制槽17位置的一段朝与传动销6接触的另一侧边和远离柔性弯曲运动导向段15-2方向倾斜,然后再沿平行于与传动销6接触的另一侧边的方向延伸;链轮14位于导向槽15的刚性直线运动导向段15-3的右侧,且与刚性链条1的传动销6啮合。
参见图6并结合图1、图7和图8,当链轮14顺时针旋转时,刚性链条1在导向槽15内由水平的柔性直线运动导向段15-1向垂直的刚性直线运动导向段15-3移动,在此移动过程中,刚性链条1在控制槽17的作用下由柔性直线状态变为柔性弯曲状态,再由柔性弯曲状态变为刚性直线状态。其中,刚性链条1由柔性直线状态变为柔性弯曲状态的过程如下:参见图7的(a)图和图8,刚柔状态转换销5位于孔8的上头(即刚柔状态转换销5的轴心线孔8中心线的头部相交),此时由于外链板3的圆角的半径R等于孔8中心线至内链板4上的凸台7侧边的距离H,因此外链板3和内链板4可绕刚柔状态转换销5转动而变成如图7的(b)图所示的柔性弯曲状态;刚性链条1由柔性弯曲状态变为刚性直线状态的过程如下:参见图7的(c)图和图8,刚性链条1到达导向槽15的刚性直线运动导向段15-3后,外链板3和内链板4便绕刚柔状态转换销5反向转动,一旦刚柔状态转换销5进入控制槽17,在控制槽17的作用下刚柔状态转换销5便沿孔8下滑动至孔8的下头(如图8中虚线所示位置),此时,由于刚柔状态转换销5的轴心线至外链板3的圆角边缘的最短距离R’都远大于刚柔状态转换销5的轴心线至内链板4上的凸台7侧边的距离H,因此外链板3和内链板4都绕刚柔状态转换销5无法继续转动而变成如图7的(c)图所示的刚性直线状态。同理,当链轮14逆时针旋转时,刚性链条1在导向槽15内由向垂直的刚性直线运动导向段15-3向水平的柔性直线运动导向段15-1移动,在此移动过程中,刚性链条1在控制槽17的作用下由刚性直线状态变为柔性弯曲状态,再由柔性弯曲状态变为柔性直线状态。
参见图6,上述导向槽15中两条双点划线A和B依次分别表示刚柔状态转换销5(图6中用双点划线A上的虚线圆圈表示)、传动销6(图6中用双点划线B上的虚线圆圈表示)的运动轨迹。
例2
本例与实施例1的的不同之处在于,刚性链条1由若干个如图9所示的链节组成。参见图9、图10和图11,外链板3内侧的中部设有横向的凸台7,该凸台7的侧边与相对的内链板4的头部紧密贴靠在一起;穿设刚柔状态转换销5的孔8为长孔,该长孔与所述凸台7平行;刚柔状态转换销5所在位置的头部与所述凸台侧边紧密贴靠在一起的内链板4的拐角为圆角,该圆角的半径R等于孔8中心线至所述凸台7侧边的距离H,且圆心位于孔8中心线的头部。
本例中所述刚性链条1刚柔状态转换的原理与实施例1中所述刚性链条1相同,公众可参照实施例1并结合图10和图11进行分析。
例3
本例为一种水平收藏链条水平推拉载荷的推拉执行机构。
参见图12,本例中的刚性链条1与上述实施例1或实施例2相同。
参见图13,本例中,根据每一段导向槽15所对应的刚性链条1的特性和状态的不同,两导向板12相对的内表面所设的导向槽15依次由水平的柔性直线运动导向段15-1、柔性弯曲运动导向段15-2和水平的刚性直线运动导向段15-3组成,其中,导向槽15的底面的中部在刚性直线运动导向段15-3靠近柔性弯曲运动导向段15-2的位置设有一凸起16,该凸起16的侧边和导向槽15与刚柔状态转换销5接触的侧边之间形成一控制刚柔状态转换销5在孔8内来回滑动的控制槽17,导向槽15与刚柔状态转换销5接触的侧边在位于控制槽17位置的一段朝与传动销6接触的另一侧边和远离柔性弯曲运动导向段15-2方向倾斜,然后再沿平行于与传动销6接触的另一侧边的方向延伸;链轮14位于导向槽15的刚性直线运动导向段15-3的上侧,且与刚性链条1的传动销6啮合。
本实施例上述以外的实施方法与例1相同。
例4
本例为一种可用于推拉窗开关致动的垂直收藏链条倾斜顶举载荷的推拉执行机构。由于墙体是垂直的且很方便开设一垂直的槽将刚性链条储存在其中,因此本例的推拉执行机构中的刚性链条采用垂直储存方式。
参见图14,本例中的刚性链条1与上述实施例1或实施例2相同。
参见图15,本例中,根据每一段导向槽15所对应的刚性链条1的特性和状态的不同,两导向板12相对的内表面所设的导向槽15依次由垂直的柔性直线运动导向段15-1、柔性弯曲运动导向段15-2和倾斜向上的刚性直线运动导向段15-3组成,其中,导向槽15的底面的中部在刚性直线运动导向段15-3靠近柔性弯曲运动导向段15-2的位置设有一凸起16,该凸起16的侧边和导向槽15与刚柔状态转换销5接触的侧边之间形成一控制刚柔状态转换销5在孔8内来回滑动的控制槽17,导向槽15与刚柔状态转换销5接触的侧边在位于控制槽17位置的一段朝与传动销6接触的另一侧边和远离柔性弯曲运动导向段15-2方向倾斜,然后再沿平行于与传动销6接触的另一侧边的方向延伸;链轮14位于导向槽15的刚性直线运动导向段15-3的上侧,且与刚性链条1的传动销6啮合。
本实施例上述以外的实施方法与例1相同。

Claims (5)

1.一种单边驱动刚性链条推拉执行机构,该推拉执行机构由刚性链条和驱动器组成,其中,所述的刚性链条由若干个链节组成,每一链节包括一对外链板和一对内链板,所述的一对外链板与一对内链板的头部相互搭接在一起;所述的驱动器包括两相对设置的导向板和由传动轴支承在两导向板之间并与所述刚性链条啮合的链轮,其中两导向板相对的内表面均设有改变所述刚性链条运动方向的导向槽,根据每一段导向槽所对应的刚性链条的特性和状态的不同,所述的导向槽依次由柔性直线运动导向段、柔性弯曲运动导向段和刚性直线运动导向段组成,其特征在于,
所述的每一链节的一侧设有两根传动销,另一侧设有一根刚柔状态转换销;其中,所述的两根传动销由中部分别将一对外链板和一对内链板各自固定一起;所述的一根刚柔状态转换销由外链板与内链板相互搭接的头部的拐角处将一对外链板与一对内链板穿设在一起;且,
所述的每一链节中,外链板内侧的中部或内链板外侧的中部设有横向的凸台,该凸台的侧边与相对的链板的头部紧密贴靠在一起;穿设刚柔状态转换销的孔为长孔,该长孔与所述凸台平行;所述刚柔状态转换销所在位置的头部与所述凸台侧边紧密贴靠在一起的链板的拐角为圆角,该圆角的半径等于所述长孔中心线至所述凸台侧边的距离,且圆心位于所述长孔中心线的头部;所述刚柔状态转换销位于一对内链板之间的中部设有两螺母,每一螺母与内链板之间设有一压缩弹簧,该压缩弹簧的两头分别挤压在所述内链板和螺母上;
所述的每一链节中的刚柔状态转换销和一根传动销的头部伸进所述导向槽中;所述导向槽的底面的中部在刚性直线运动导向段靠近柔性弯曲运动导向段的位置设有一凸起,该凸起的侧边和导向槽与刚柔状态转换销接触的侧边之间形成一控制刚柔状态转换销在所述横向的长孔内来回滑动的控制槽,所述导向槽与刚柔状态转换销接触的侧边在位于所述控制槽位置的一段朝与传动销接触的另一侧边和远离柔性弯曲运动导向段方向倾斜,然后再沿平行于与传动销接触的另一侧边的方向延伸;所述的链轮位于所述导向槽的刚性直线运动导向段一侧,且与刚性链条的传动销啮合。
2.根据权利要求1所述的一种单边驱动刚性链条推拉执行机构,其特征在于,所述的推拉执行机构是水平收藏链条垂直顶举载荷的推拉执行机构。
3.根据权利要求1所述的一种单边驱动刚性链条推拉执行机构,其特征在于,所述的推拉执行机构是水平收藏链条水平推拉载荷的推拉执行机构。
4.根据权利要求1所述的一种单边驱动刚性链条推拉执行机构,其特征在于,所述的推拉执行机构是垂直收藏链条倾斜顶举载荷的推拉执行机构。
5.根据权利要求1~4之一所述的一种单边驱动刚性链条推拉执行机构,其特征在于,所述的驱动器还包括蜗轮蜗杆减速装置,该减速装置由蜗轮(18)和蜗杆(19)组成,其中蜗轮(18)设在支承所述链轮的传动轴上。
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