CN105465278B - 一种平行互锁链式伸缩装置及进行伸缩的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种平行互锁链式伸缩装置及进行伸缩的方法，伸缩装置为双链结构，由两个单伸缩平行链交错咬合形成，每一个单伸缩平行链由相互铰接的多个链式单元组成，可根据实际需要，灵活扩展链式单元的数量，具有长度调整方便的优点；平行互锁链式伸缩装置在收缩过程中，所收缩回的每一个单伸缩平行链的链式单元缠绕在卷链机上，实现收缩到0位的功能，具有收缩后占用空间小的优点；进一步的，与已有装置相比，在伸缩装置收缩后占用空间一定的情况下，其提供更长的伸展长度；两个单伸缩平行链咬合互锁后，具有较强的刚性，并且，可承受及提供伸缩所需的高强度推力和拉力，同时可承受来自于垂直于伸缩方向上的强的折弯力；具有易生产安装的优点。
Description
技术领域
本发明属于机械传动技术领域，具体涉及一种平行互锁链式伸缩装置及进行伸缩的方法。
背景技术
目前，存在数量众多、种类繁多的机械装置，其运动形式为直线往复运动，例如，舞台升降机、千斤顶、电动推拉杆、吊车伸缩臂等等。在上述机械装置中，均需要安装伸缩机械装置，在伸缩机械装置的驱动下，实现被控物的直线往复运动。
从实现方式看，现有的伸缩机械装置主要包括两类：剪式伸缩装置和套杆伸缩装置。其中，剪式伸缩装置采用多杆交叉连接，以类似于剪刀的运动方式实现伸缩。套杆伸缩装置采用直径不同的多杆套在一起，直径较小的内杆逐级外推或内缩，从而实现伸缩功能。
在实现本发明的过程中，发明人发现，上述两种伸缩机械装置均存在以下缺点：(1)收缩后的装置无法收缩到0位，依然占有很大空间；(2)在伸缩机械装置收缩后占用空间一定的情况下，其提供的伸展长度能力有限；(3)垂直于伸缩运动方向的外力承受能力比较差。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种平行互锁链式伸缩装置及进行伸缩的方法，用以解决上述问题。
本发明采用的技术方案如下：
本发明提供一种平行互锁链式伸缩装置，包括第一单伸缩平行链(6)、第二单伸缩平行链(7)、固定件(8)和推动机构(9)；
所述第一单伸缩平行链(6)和所述第二单伸缩平行链(7)的结构相同；
对于所述第一单伸缩平行链(6)，包括多节串联的链式单元；相邻的所述链式单元之间铰接；
每一个所述链式单元均包括：主体(1)、上铰链部件(2)、下铰链部件(3)、互锁部件(4)和至少一个推动配合部件(5)；
所述上铰链部件(2)设置于所述主体(1)的前侧面，用于与前一个链式单元的下铰链部件铰接；
所述下铰链部件(3)设置于所述主体(1)的后侧面，用于与后一个链式单元的上铰链部件铰接；
所述互锁部件(4)设置于所述主体(1)的背面，用于与所述第2单伸缩平行链(7)的互锁部件交错啮合互锁形成刚性结构，并承受及提供伸缩所需的推力和拉力，同时承受来自于垂直于伸缩方向上的折弯力；
所述推动配合部件(5)设置于所述主体(1)的正面，用于与所述推动机构(9)配合，实现所述第一单伸缩平行链(6)的伸缩往复运动；
所述第一单伸缩平行链(6)最前端的链式单元记为第1链式单元，所述第二单伸缩平行链(7)最前端的链式单元记为第2链式单元，所述第1链式单元和所述第2链式单元咬合在一起后，通过所述固定件(8)将咬合在一起的所述第1链式单元和所述第2链式单元固定到一起。
优选的，所述上铰链部件(2)为凸块，所述凸块的轴向设置有第一销孔；所述下铰链部件(3)为凹口，在所述凹口的两侧分别设置有第二销孔；
所述链式单元的凸块通过销轴固定在前一个链式单元的凹口内；
所述链式单元的凹口通过销轴与后一个链式单元的凸块通过销轴固定。
优选的，所述互锁部件(4)为从所述主体(1)的背面延伸出的凸块，自根部向外依次包括第一承压部(41)、咬合部(42)和第二承压部(43)；其中，所述第一承压部(41)的上表面、所述咬合部(42)的上表面以及所述第二承压部(43)的上表面形成连续曲面，该连续曲面称为所述互锁部件(4)的上表面；
所述第一承压部(41)的下表面、所述咬合部(42)的下表面以及所述第二承压部(43)的下表面形成连续曲面，该连续曲面称为所述互锁部件(4)的下表面；
所述互锁部件(4)的上表面与所述互锁部件(4)的下表面为对称曲面；
并且，所述第一单伸缩平行链(6)的互锁部件(4)的上表面与相啮合的所述第二单伸缩平行链(7)的前一个互锁部件(4)的下表面完全接触；所述第一单伸缩平行链(6)的互锁部件(4)的下表面与相啮合的所述第二单伸缩平行链(7)的后一个互锁部件(4)的上表面完全接触。
优选的，所述第一承压部(41)的上表面和所述第二承压部(43)的上表面为与所述主体(1)的背面相垂直的平面；所述咬合部(42)的上表面为倾斜面。
优选的，所述咬合部(42)的上表面的倾斜面向上倾斜的角度为10～45度。
优选的，所述第一承压部(41)的上表面、所述咬合部(42)的上表面以及所述第二承压部(43)的上表面均具有横向长度L1，设所述主体(1)的横向长度为L2；则L1/L2＝0.5～1.5。
优选的，每一个所述链式单元的正面两侧分别设置一个所述推动配合部件(5)。
优选的，所述推动机构(9)为推动齿轮，设置的数量为两个，包括第1推动齿轮和第2推动齿轮；
所述推动配合部件(5)为推动齿条；
所述第1推动齿轮用于与所述第一单伸缩平行链(6)上的推动齿条配合，所述第2推动齿轮用于与所述第二单伸缩平行链(7)上的推动齿条配合；在伸长状态时，提供推力使输出的所述第一单伸缩平行链(6)和所述第二单伸缩平行链相互咬合到一起；在回收缩短状态时，提供拉力使回收的所述第一单伸缩平行链(6)和所述第二单伸缩平行链(7)在底端分开。
优选的，还包括：用于驱动所述推动机构(9)转动的驱动装置；
还包括：与所述第一单伸缩平行链(6)最底端连接的第1卷链轮、与所述第二单伸缩平行链(7)最底端连接的第2卷链轮。
本发明还提供一种平行互锁链式伸缩装置进行伸缩的方法，包括以下步骤：
S1，第一单伸缩平行链和第二单伸缩平行链的顶端通过固定件固定到一起；所述第一单伸缩平行链的底端盘绕在第1卷链轮上，并且，在该第1卷链轮的设定距离布置第1推动机构，该第1推动机构与第一单伸缩平行链的推动配合部件啮合；所述第二单伸缩平行链的底端盘绕在第2卷链轮上，并且，在该第2卷链轮的设定距离布置第2推动机构，该第2推动机构与第二单伸缩平行链的推动配合部件啮合；
S2，按设定速度同时驱动所述第1推动机构和所述第2推动机构，在所述第1推动机构和所述第2推动机构的驱动作用时，所述第1卷链轮和所述第2卷链轮同步输出所述第一单伸缩平行链和所述第二单伸缩平行链，并且，所输出的所述第一单伸缩平行链上的链式单元与同步输出的所述第二单伸缩平行链上的链式单元在推动机构的推动作用下啮合为刚性体；从而输出一定长度的平行互锁的链式结构；并且，第一单伸缩平行链上的链式单元与相啮合的第二单伸缩平行链上的链式单元为面啮合方式，用于抵抗整个链式结构垂直于伸缩方向上的折弯力、还提供与伸缩方向相同的承压力；
S3，当需要回收所输出的平行互锁的链式结构时，驱动所述第1推动机构和所述第2推动机构同步反向运转，在所述第1推动机构和所述第2推动机构的反向驱动作用下，所述第一单伸缩平行链上的链式单元与相啮合的所述第二单伸缩平行链上的链式单元在推动机构的拉力作用下分离，然后，使第一单伸缩平行链的底端不断被盘绕在第1卷链轮上，使第二单伸缩平行链的底端不断被盘绕在第2卷链轮上，从而达到回收缩短平行互锁的链式结构的目的。
本发明提供的平行互锁链式伸缩装置及进行伸缩的方法，具有以下优点：
(1)为双链结构，每一个单伸缩平行链由相互铰接的多个链式单元组成，可根据实际需要，灵活扩展链式单元的数量，具有长度调整方便的优点；
(2)平行互锁链式伸缩装置在收缩过程中，所收缩回的每一个单伸缩平行链的链式单元缠绕在卷链机上，实现收缩到0位的功能，具有收缩后占用空间小的优点；进一步的，与已有装置相比，在伸缩装置收缩后占用空间一定的情况下，其提供更长的伸展长度；
(3)两个单伸缩平行链咬合互锁后，具有较强的刚性，并且，可承受及提供伸缩所需的高强度推力和拉力，同时可承受来自于垂直于伸缩方向上的强的折弯力；
(4)具有易生产安装的优点。
附图说明
图1为两条单伸缩平行链咬合到一起后的结构示意图；
图2为链式单元的未加附图标记的俯视结构示意图；
图3为图2中增加附图标记后的结构示意图；
图4为链式单元的仰视结构示意图；
图5为增加附图标记的链式单元的仰视结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明进行详细说明：
本发明提供一种平行互锁链式伸缩装置，包括第一单伸缩平行链6、第二单伸缩平行链7、固定件8和推动机构9；如图1所示，为两条单伸缩平行链咬合到一起后的结构示意图；另外，第一单伸缩平行链6和第二单伸缩平行链7的结构相同，均为可卷曲的链式结构件，以下仅以第第一单伸缩平行链6为例，介绍单伸缩平行链的结构：
对于第一单伸缩平行链6，包括多节串联的链式单元；相邻的链式单元之间铰接；每一个链式单元的结构均相同；
如图2所示，为链式单元的未加附图标记的俯视结构示意图；如图3所示，为图2中增加附图标记后的结构示意图；如图4所示，为链式单元的仰视结构示意图，包括：主体1、上铰链部件2、下铰链部件3、互锁部件4和至少一个推动配合部件5；以下对各部件结构特点分别详细介绍：
(一)上铰链部件
上铰链部件2设置于主体1的前侧面，用于与前一个链式单元的下铰链部件铰接；
(二)下铰链部件
下铰链部件3设置于主体1的后侧面，用于与后一个链式单元的上铰链部件铰接；
因此，各个链式单元通过上铰链部件与前一个链式单元铰接，通过下铰链部件与后一个链式单元铰接，由此即形成一条可卷曲的链式结构件。具体采用的铰接结构，根据实际需要灵活调整，以下仅介绍一种具体的铰接结构：
参考图2-图3，上铰链部件2为凸块，凸块的轴向设置有第一销孔；下铰链部件3为凹口，在凹口的两侧分别设置有第二销孔；链式单元的凸块通过销轴固定在前一个链式单元的凹口内；链式单元的凹口通过销轴与后一个链式单元的凸块通过销轴固定，由此形成可卷曲的链式结构件。
(三)互锁部件
互锁部件4设置于主体1的背面，用于与第2单伸缩平行链7的互锁部件交错啮合互锁形成刚性结构，并承受及提供伸缩所需的推力和拉力，同时承受来自于垂直于伸缩方向上的折弯力；
本发明中，参考图5，互锁部件4为从主体1的背面延伸出的凸块，自根部向外依次包括第一承压部41、咬合部42和第二承压部43；其中，第一承压部41的上表面、咬合部42的上表面以及第二承压部43的上表面形成连续曲面，该连续曲面称为互锁部件4的上表面；第一承压部41的下表面、咬合部42的下表面以及第二承压部43的下表面形成连续曲面，该连续曲面称为互锁部件4的下表面；互锁部件4的上表面与互锁部件4的下表面为对称曲面；并且，第一单伸缩平行链6的互锁部件4的上表面与相啮合的第二单伸缩平行链7的前一个互锁部件4的下表面完全接触；第一单伸缩平行链6的互锁部件4的下表面与相啮合的第二单伸缩平行链7的后一个互锁部件4的上表面完全接触，不存在间隙，由此进一步提高平行互锁链式伸缩装置的刚性，还提高其承受的来自于垂直于伸缩方向上的折弯力。
另外，第一承压部41的上表面和第二承压部43的上表面为与主体1的背面相垂直的平面；咬合部42的上表面为倾斜面，向上倾斜的角度为10～45度。通过倾斜设置的咬合部，使第一单伸缩平行链与另一第二单伸缩平行链结合时进行牢固咬合。另外，咬合部具有横向深度，此横向深度的存在，从而使两个单伸缩平行链咬合互锁时以面的方式接触。具体的，参考图5，第一承压部41的上表面、咬合部42的上表面以及第二承压部43的上表面均具有横向长度L1，设主体1的横向长度为L2；则L1/L2＝0.5～1.5。
通过具有横向深度的咬合部，将两条单伸缩平行链进行交错咬合互锁，使整个链式伸缩装置具有了以下四个重要功能：(1)咬合互锁(2)提供强大的上推力(3)与上下铰链部分一起提供强大的拉力(4)抵抗整个链条垂直于伸缩方向上的折弯力，也限制两条单伸缩平行链发生弯曲。
(四)推动配合部件
推动配合部件5设置于主体1的正面，用于与推动机构9配合，实现第一单伸缩平行链6的伸缩往复运动，同时也提供推力，将从卷链轮输出的分离状态的两个单伸缩平行链咬合互锁到一起。推动机构可以在电动驱动装置的驱动下为伸缩提供动力；也可以采用手动驱动方式为伸缩提供动力。
具体的，每一个链式单元的正面两侧分别设置一个推动配合部件5，推动配合部件5包括但不限于推动齿条，图2中共设置两个推动齿条。推动机构9包括但不限于推动齿轮，设置的数量为两个，包括第1推动齿轮和第2推动齿轮；第1推动齿轮用于与第一单伸缩平行链6上的推动齿条配合；第2推动齿轮用于与第二单伸缩平行链7上的推动齿条配合；在伸长状态时，提供推力使输出的第一单伸缩平行链6和第二单伸缩平行链相互咬合到一起；在回收缩短状态时，提供拉力使回收的第一单伸缩平行链6和第二单伸缩平行链7在底端分开。
下面介绍一种完整的平行互锁链式伸缩装置的结构：
参考图1，第一单伸缩平行链6最前端的链式单元记为第1链式单元，第二单伸缩平行链7最前端的链式单元记为第2链式单元，第1链式单元和第2链式单元咬合在一起后，通过固定件8将咬合在一起的第1链式单元和第2链式单元固定到一起。
还包括：与第一单伸缩平行链6最底端连接的第1卷链轮、与第二单伸缩平行链7最底端连接的第2卷链轮。
该平行互锁链式伸缩装置进行伸缩的方法，包括以下步骤：
S1，第一单伸缩平行链和第二单伸缩平行链的顶端通过固定件固定到一起；第一单伸缩平行链的底端盘绕在第1卷链轮上，并且，在该第1卷链轮的设定距离布置第1推动机构，该第1推动机构与第一单伸缩平行链的推动配合部件啮合；第二单伸缩平行链的底端盘绕在第2卷链轮上，并且，在该第2卷链轮的设定距离布置第2推动机构，该第2推动机构与第二单伸缩平行链的推动配合部件啮合；
S2，按设定速度同时驱动第1推动机构和第2推动机构，在第1推动机构和第2推动机构的驱动作用时，第1卷链轮和第2卷链轮同步输出第一单伸缩平行链和第二单伸缩平行链，并且，所输出的第一单伸缩平行链上的链式单元与同步输出的第二单伸缩平行链上的链式单元在推动机构的推动作用下啮合为刚性体；从而输出一定长度的平行互锁的链式结构；并且，第一单伸缩平行链上的链式单元与相啮合的第二单伸缩平行链上的链式单元为面啮合方式，用于抵抗整个链式结构垂直于伸缩方向上的折弯力、还提供与伸缩方向相同的承压力；
S3，当需要回收所输出的平行互锁的链式结构时，驱动第1推动机构和第2推动机构同步反向运转，在第1推动机构和第2推动机构的反向驱动作用下，第一单伸缩平行链上的链式单元与相啮合的第二单伸缩平行链上的链式单元在推动机构的拉力作用下分离，然后，使第一单伸缩平行链的底端不断被盘绕在第1卷链轮上，使第二单伸缩平行链的底端不断被盘绕在第2卷链轮上，从而达到回收缩短平行互锁的链式结构的目的。
本发明提供的平行互锁链式伸缩装置及进行伸缩的方法，具有以下优点：
(1)平行互锁链式伸缩装置为双链结构，由两个单伸缩平行链交错咬合形成，每一个单伸缩平行链由相互铰接的多个链式单元组成，可根据实际需要，灵活扩展链式单元的数量，从而达到调整伸缩装置长度的目的，因此，具有长度调整方便的优点；
(2)平行互锁链式伸缩装置在收缩过程中，所收缩回的每一个单伸缩平行链的链式单元缠绕在卷链机上，实现收缩到0位的功能，具有收缩后占用空间小的优点；进一步的，与已有装置相比，在伸缩装置收缩后占用空间一定的情况下，其提供更长的伸展长度；
(3)两个单伸缩平行链咬合互锁后，具有较强的刚性，并且，可承受及提供伸缩所需的高强度推力和拉力，同时可承受来自于垂直于伸缩方向上的强的折弯力；
(4)具有易生产安装的优点。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种平行互锁链式伸缩装置，其特征在于，包括第一单伸缩平行链(6)、第二单伸缩平行链(7)、固定件(8)和推动机构(9)；
所述第一单伸缩平行链(6)和所述第二单伸缩平行链(7)的结构相同；
对于所述第一单伸缩平行链(6)，包括多节串联的链式单元；相邻的所述链式单元之间铰接；
每一个所述链式单元均包括：主体(1)、上铰链部件(2)、下铰链部件(3)、互锁部件(4)和至少一个推动配合部件(5)；
所述上铰链部件(2)设置于所述主体(1)的前侧面，用于与前一个链式单元的下铰链部件铰接；
所述下铰链部件(3)设置于所述主体(1)的后侧面，用于与后一个链式单元的上铰链部件铰接；
所述互锁部件(4)设置于所述主体(1)的背面，用于与所述第二单伸缩平行链(7)的互锁部件交错啮合互锁形成刚性结构，并承受及提供伸缩所需的推力和拉力，同时承受来自于垂直于伸缩方向上的折弯力；
所述推动配合部件(5)设置于所述主体(1)的正面，用于与所述推动机构(9)配合，实现所述第一单伸缩平行链(6)的伸缩往复运动；
所述第一单伸缩平行链(6)最前端的链式单元记为第1链式单元，所述第二单伸缩平行链(7)最前端的链式单元记为第2链式单元，所述第1链式单元和所述第2链式单元咬合在一起后，通过所述固定件(8)将咬合在一起的所述第1链式单元和所述第2链式单元固定到一起；
其中，所述上铰链部件(2)为凸块，所述凸块的轴向设置有第一销孔；所述下铰链部件(3)为凹口，在所述凹口的两侧分别设置有第二销孔；
所述链式单元的凸块通过销轴固定在前一个链式单元的凹口内；
所述链式单元的凹口通过销轴与后一个链式单元的凸块通过销轴固定；
其中，所述互锁部件(4)为从所述主体(1)的背面延伸出的凸块，自根部向外依次包括第一承压部(41)、咬合部(42)和第二承压部(43)；其中，所述第一承压部(41)的上表面、所述咬合部(42)的上表面以及所述第二承压部(43)的上表面形成连续曲面，该连续曲面称为所述互锁部件(4)的上表 面；
所述第一承压部(41)的下表面、所述咬合部(42)的下表面以及所述第二承压部(43)的下表面形成连续曲面，该连续曲面称为所述互锁部件(4)的下表面；
所述互锁部件(4)的上表面与所述互锁部件(4)的下表面为对称曲面；
并且，所述第一单伸缩平行链(6)的互锁部件(4)的上表面与相啮合的所述第二单伸缩平行链(7)的前一个互锁部件(4)的下表面完全接触；所述第一单伸缩平行链(6)的互锁部件(4)的下表面与相啮合的所述第二单伸缩平行链(7)的后一个互锁部件(4)的上表面完全接触；
其中，所述第一承压部(41)的上表面和所述第二承压部(43)的上表面为与所述主体(1)的背面相垂直的平面；所述咬合部(42)的上表面为倾斜面；
其中，所述咬合部(42)的上表面的倾斜面向上倾斜的角度为10～45度；通过倾斜设置的咬合部，使第一单伸缩平行链与另一第二单伸缩平行链结合时进行牢固咬合；另外，咬合部具有横向深度，此横向深度的存在，从而使两个单伸缩平行链咬合互锁时以面的方式接触；
其中，所述第一承压部(41)的上表面、所述咬合部(42)的上表面以及所述第二承压部(43)的上表面均具有横向长度L1，设所述主体(1)的横向长度为L2；则L1/L2＝0.5～1.5；
其中，所述推动机构(9)为推动齿轮，设置的数量为两个，包括第1推动齿轮和第2推动齿轮；
所述推动配合部件(5)为推动齿条；
所述第1推动齿轮用于与所述第一单伸缩平行链(6)上的推动齿条配合，所述第2推动齿轮用于与所述第二单伸缩平行链(7)上的推动齿条配合；在伸长状态时，提供推力使输出的所述第一单伸缩平行链(6)和所述第二单伸缩平行链相互咬合到一起；在回收缩短状态时，提供拉力使回收的所述第一单伸缩平行链(6)和所述第二单伸缩平行链(7)在底端分开。
2.根据权利要求1所述的平行互锁链式伸缩装置，其特征在于，每一个所述链式单元的正面两侧分别设置一个所述推动配合部件(5)。
3.根据权利要求1所述的平行互锁链式伸缩装置，其特征在于，还包括：用于驱动所述推动机构(9)转动的驱动装置；
还包括：与所述第一单伸缩平行链(6)最底端连接的第1卷链轮、与所述第二单伸缩平行链(7)最底端连接的第2卷链轮。
4.一种应用权利要求1所述的平行互锁链式伸缩装置进行伸缩的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，第一单伸缩平行链和第二单伸缩平行链的顶端通过固定件固定到一起；所述第一单伸缩平行链的底端盘绕在第1卷链轮上，并且，在该第1卷链轮的设定距离布置第1推动机构，该第1推动机构与第一单伸缩平行链的推动配合部件啮合；所述第二单伸缩平行链的底端盘绕在第2卷链轮上，并且，在该第2卷链轮的设定距离布置第2推动机构，该第2推动机构与第二单伸缩平行链的推动配合部件啮合；
S2，按设定速度同时驱动所述第1推动机构和所述第2推动机构，在所述第1推动机构和所述第2推动机构的驱动作用时，所述第1卷链轮和所述第2卷链轮同步输出所述第一单伸缩平行链和所述第二单伸缩平行链，并且，所输出的所述第一单伸缩平行链上的链式单元与同步输出的所述第二单伸缩平行链上的链式单元在推动机构的推动作用下啮合为刚性体；从而输出一定长度的平行互锁的链式结构；并且，第一单伸缩平行链上的链式单元与相啮合的第二单伸缩平行链上的链式单元为面啮合方式，用于抵抗整个链式结构垂直于伸缩方向上的折弯力、还提供与伸缩方向相同的承压力；
S3，当需要回收所输出的平行互锁的链式结构时，驱动所述第1推动机构和所述第2推动机构同步反向运转，在所述第1推动机构和所述第2推动机构的反向驱动作用下，所述第一单伸缩平行链上的链式单元与相啮合的所述第二单伸缩平行链上的链式单元在推动机构的拉力作用下分离，然后，使第一单伸缩平行链的底端不断被盘绕在第1卷链轮上，使第二单伸缩平行链的底端不断被盘绕在第2卷链轮上，从而达到回收缩短平行互锁的链式结构的目的。
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