CN1052361A - 可弯曲齿条、其构成法及所属装置 - Google Patents

Abstract

一种机械传动元件——可弯曲齿条，它既具齿条 的特性，可在任意方向承受推力，又具链条特性可以 弯曲绕转。其主要特征为齿条具有链条式结构，并与 一链轮啮合，其游离端由一多重连续、反复折叠的铰 链机构支承。另外在长度方向相邻的链片之间装在 离合系统，使链片按链条曲线直线工作状态自动进行 张开、并拢。该装置将突破齿条安装空间需要行程二 倍的限制并可开发出全机械的升降设备、机械手等。

Description

本发明涉及机械传动元件-一种可弯曲齿条，及其构成方法和所属装置。

机械传动用的齿条都是可以承受推力的，所以是宏观上刚性的、不可弯曲的。这种齿条有一个缺点就是当齿条与齿轮啮合前进时，与齿轮啮合、作用以后的齿条部分（即齿条“前端”）仍然必须与“后面”那些尚未参与啮合、作用的齿条“后端”同方向继续前进。当齿条“前”端方向已无空间容纳已“作用”过的齿条前端时就限制了齿条的使用。另外一方面，如果只要求齿条前端前进、产生一段直线行程时，在与齿轮啮合位置的齿条部分的后段又必须有相当于前段前进行程的长度空间;即齿条所占据的长度空间至少是齿条行程的两倍，这就大大限制了齿条的使用。目前对此尚未发现可行的解决办法。

本发明提供的可弯曲齿条可以克服上述缺点，使齿条占有最小的长度空间。即仅保留齿条作用的一段仍为直线其余不需要的直线部分可以弯折、绕转、改变方向。同时以此结构为基础可以发展一系列升降装置、机械手等机械。

本发明的目的是通过如下构成方法实现的：首先按不同离合系统（离合器）制作一根具有链条式结构的齿条，即齿条由链片一片片用肖子联接如同普通齿链或套筒滚子链一样，并且使之与一个链轮啮合。在此，齿条即是链条，链轮也就是齿轮。然后在链条的背侧（即与链轮啮合的链条的相反一侧）长度方向上相邻的每两两链片之间装入一个离合器。该离合器使两端的链片能在链条与链轮啮合时各链片绕肖子转动，从而使链片从背侧分离;而当链条进入直线段工作状态时，链片又能绕肖子朝相反方向转动，从而在背侧并拢以保持不弯折的直线状态，并能承受推力。

这种离合器使得传统意义上的链条与齿条合而为一种传动元件，它即具有齿条承受推力的特性、又具有链条的可弯曲特性;它既可作为齿条，但消除传统齿条上述空间条件限制;又可作为链条使用而使传统链条可以承受推力。

其次将链条处于直线状态的“游离”端与一种多重连续反复折迭的铰链机构连接。该铰链机构相当于多个互成正反的门铰链（俗称合页）复合而成，铰链机构的另一端则固定在机架上。铰链机构能承受来自铰链肖轴方向的横向力。如果按肖轴及其垂直之两方向安装两付这种机构将会消除各种方向的横向力。该铰链机构还可作为链条导向之用，使之不致倾倒，并有利于其保持直线状态。

本发明因为采用链条式结构作为齿条基本结构所以齿条可以弯曲;又由于链片背侧安装的离合器使链片端面可以依据链条运用的轨迹自动进行张开并拢变换，所以可弯曲齿条运用轻便灵活，无附加阻尼;加之用多重连续反复折迭的铰链机构支承游离端，所以可弯曲齿条不需要安装成传统链条的封闭循环传动，而可以让其一端无链轮支承成为游离状态，也不需借助其他支承如地心引力等支承，而能使链条起到齿条作用。由于以上的结构安排，可弯曲齿条可以依据底座的安装方向在空间360°球面内使齿条指向任何方向运动，而不仅尽限于在垂直方向或其他特定方向，只要安装链轮的底座做出相应的变动即可。

本发明的其他目的、特征、优点将结合以下的实施例及附图一并表示出来。

图1是单片链片的示意图。

图2是用来构成可弯曲齿条的两根单根链条连接示意图及两根链条啮合示意图。

图3是铰链机构示意图。

图4是可弯曲齿条总成及实施状态图。

从图1可见构成可弯曲齿条链条的链片在与链轮齿啮合的前侧F与普通链片无异（链片齿当然也可用滚子连同肖子一起代替如同套筒滚子链），所不同的是其背侧B两端面，其一面有凸起a，另一面有凹坑b，分别用作连接前后相邻的链片之用。在本实施例中，图1中链片左面的凸起将插入左端相邻链片的右端面凹坑之中，而右端面凹坑将被右端相邻链片左端面凸起插入。当然凸起和凹坑并不限干图示形状也并非一定是左凸右凹，相反的凹凸安排或同凸同凹只要能互相勾连即可。

在本实施例中，左右端面的宽度（即链条纵向上链片背侧长度）在每一水平截面中与链条节距相等，这将在图2中可看出这种安排将使啮合的两根链条相互约束牢牢结合为一体不致松散，尤其是在与链轮啮合时加上链条导向片的作用将使可弯曲齿条总成除了链轮使之运动的方向外无任何多余自由度。

从图2可见链片用肖子A连接如同普通链条。由于链片具有一定厚度，所以同一肖子连接的各个链片分别分层分布在不同的平面上，图中表示出肖子连接了两片链片，分布在两个不同平面中。整根链条的全部链片以一隔一的形式分层分布在两个不同平面上（依本实施例，一根肖子连接两片链片），即一隔一的链片共用相同的一个平面。由图1说明可知链片背侧两端面距离与链条节距相等（虽并不受此限制，可以不相等），所以一隔一的同平面中每两两相邻的链片端面之间的空间也正好等于一个节距，该空间正好为另一根与之啮合的齿条链片背侧占据，而另一链条两两相邻链片背侧端面之间的空间又正好被前一链条与空间正好相差一个链片厚度的链片背侧实体占据，同时该两链条背侧端面的凸起与凹坑正好相互嵌合。嵌合之后互相啮合的链条将无法弯曲保持直线状态。而未进入啮合状态的部分仍将弯曲自如，如同普通链条。

图2左面链条1的侧视图（仅表示出背侧与啮合有关部分，其余省略）与主视图还以假想形式表示出与右面链条1′的啮合状态。箭头表示啮合时是将链条1′平移至左面使之嵌合而不改变上下位置。图中分别以不同方向的斜线阴影表示相互啮合的不同链条的链片。从链条1的以上两个视图可看出两根链条1与1′不论在链条纵向、横向、厚度方向按三维直角坐标方向均同时以一间一的形式交错排列。如图所示在两个链节（包括三个连接肖中心长度）纵向长度范围内，同平面中两条啮合的链条各一片链片背侧交替邻接一次，占据了两个链节全部长度。

图4中与链条分别啮合的链轮将控制各链条进入与脱离啮合状态，所以每一付链条链轮将分别是与之啮合的链条的离合器。同时从图4还可看出链片的一隔一的形式分布在两个不同平面的安排便于链条进入啮合状态，避免不同链条链片相互干涉。可弯曲齿条总成包括2根互相啮合的链条1及1′，分别与之啮合的链轮2及2′，多重连续反复折迭的铰链机构3（图中仅表示出一付，亦可用两付），连接可弯曲齿条两根链条游离端及铰链机构的板4，供给、贮存链条的卷筒5、5′。当两链轮节距、齿数相等时，只要使其相反方向同步转动，可弯曲齿条将使其直线段平稳地伸缩。当安装两链轮的机架连同链轮一体与水平面角度倾斜时，可弯曲齿条将改变其指向。

Claims (4)

1、一种传动用机械元件一一可弯曲齿条，其特征在于：

一、具有链式结构，可以弯曲；

二、链条背侧在长度方向上每两两相邻的链片之间装有离合系统，使相邻链片端面依据链条处于直线或曲线工作状态自动进行并拢或张开变换；

三、可弯曲齿条游离端由多重连续反复折迭的铰链机构支承，可以依机架使齿条指向任何方向。

2、根据权利要求1所述的装置，其构成方法为：

一、按不同离合系统统制作链条并制作铰链机构;

二、将离合系统装入链条;

三、将齿条游离端与铰链支承机构连接。

3、根据权利要求1所述的装置其链条部分与离合系统由两根方向相反的单独链条在背侧啮合而成;其特征是：

一、肖子连接的链片分层排列;

二、在背侧啮合处与链片平面重直的链条纵向剖面中，两啮合链条链片无论是长度方向、厚度方向均交错排列;而两啮合链条的链片背侧啮合部分在链条纵向相互邻接一次、组成两个链节长度（包括三个连接肖中心长度）;

三、两啮合链条链片背侧端面各有凸起或（和）凹坑，使之相互勾连。

4、根据权利要求3所述的装置，两啮合链条链片背侧的纵向长度大致相等并等于链节。

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