CN106641144A - 一种搭钩锁紧式刚性链条推拉执行机构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种搭钩锁紧式刚性链条推拉执行机构，该机构由刚性链条和驱动器组成，其中，所述的刚性链条中的每一链节由两个半链节组成，每一半链节包括一块外链板、一块内链板和由中部将两块链板固定在一起的两根固定销；所述的两个半链节的头部交错搭接，且在头部的拐角处由一根连接销将两者铰接在一起；所述外链板外侧设有搭钩，该搭钩一头铰接在一伸出外链板的固定销端部，另一头钩挂住相邻半链节中伸出内链板的固定销端部，中部设有控制销；所述的驱动器中导向板的内表面设有导向槽，该导向槽的底面设有控制搭钩的控制销绕搭钩铰接的一头转动的控制槽，用以控制搭钩的钩头钩住或脱离对应的固定销，最终实现刚性链条刚柔状态的转换。

Description

一种搭钩锁紧式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CN2620795Y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，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。
公开号为CN103470705A的发明专利申请公开的“一种单边驱动刚性链条推拉执行机构”对上述“双排销轴的刚性链条”的不足进行了改进，利用明确的锁紧结构使刚性链条更加安全可靠；所述锁紧结构利用一刚柔状态转换销将一对内链板和一对外链板穿设在一起，且所述内链板和外链板上穿设刚柔状态转换销的孔为横向长孔，通过控制刚柔状态转换销在所述横向长孔内来回滑动即可实现刚性链条刚柔状态的转换，然而上述方案仍具有如下不足：1、每一对内链板和外链板之间仅靠一根刚柔状态转换销单点连接，且依靠外链板的拐角与内链板上所设凸台之间的干涉提供刚度，可靠性差；2、当链条处于刚性状态时，虽然链条无法弯曲，但每一对内链板与相邻一对外链板之间仍可相互错动，若受到侧向力作用发生错动，链条将失去刚性；3、由于内链板与外链板之间可相互错动，这可能导致整条刚性链条错落不齐，严重影响推拉执行机构工作的顺畅性。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种搭钩锁紧式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：
一种搭钩锁紧式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，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，
所述的链节由两个半链节组成，每一半链节包括一块外链板、一块内链板和两根固定销，所述的两根固定销将一块外链板与一块内链板由中部两侧固定在一起；所述的两半链节的头部交错搭接，且在头部的拐角处由一根连接销将两者铰接在一起；所述的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；
所述的外链板的外侧设有一搭钩，该搭钩的一头设有安装孔，另一头设有半圆形的钩头，中部设有控制销；所述的外链板的外侧设有刚柔状态转换槽，所述搭钩的一头通过安装孔铰接在位于所述连接销对侧的一根固定销伸出外链板的头部，中部的控制销的一头伸进所述的刚柔状态转换槽；每一块外链板上所设搭钩的钩头，按刚性链条的运动方向钩挂到后方相邻的一个半链节中伸出内链板的一根固定销的头部；所述的刚柔状态转换槽为以对应的搭钩铰接的固定销为转动中心的圆弧形，其两头分别设有一Ω形簧片，当链条处于柔性状态和刚性状态时，分别由一Ω形簧片卡抱对应搭钩的控制销定位；
所述的链节中，位于一侧的两个两根固定销和一根连接销延伸至所述导向槽靠近链轮的一侧，位于另一侧的两个两根固定销延伸至所述导向槽远离链轮的一侧；
所述的导向槽的底面沿导向槽设有控制槽，所述的控制销延伸进该控制槽内；且，在所述导向槽的柔性直线运动导向段和柔性弯曲运动导向段，所述的控制槽距导向槽远离链轮的一侧的距离等于铰接搭钩的固定销与该搭钩上控制销之间的垂直距离；在所述导向槽的刚性直线运动导向段，所述的控制槽自接近刚性直线运动导向段的起点逐渐向所述导向槽远离链轮的一侧倾斜，至二者远离链轮的一侧重合后，顺着所述的刚性直线运动导向段的方向继续延伸。
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、每一对外链板与内链板之间由将两者铰接的连接销和一只搭钩在两处实现固定，当刚性链条处在刚性状态下，抗弯能力更强，稳定性更好。
2、外链板与内链板之间不会发生相互错动，整个推拉执行机构工作更加顺畅。
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立体结构示意图。
图2～4为图1所示实施例中刚性链条的一个链节的结构示意图，其中图2为主视图，图3为图2的A-A剖视图，图4为图2中局部Ⅰ的放大图。
图5为图2～4所示链节的立体结构示意图。
图6为图2～4所示链节中外链板的立体结构示意图。
图7为图2～4所示链节中搭钩的立体结构示意图
图8～9为图1所示实施例中一段刚性链条的结构示意图，其中图8主视图，图9为图8的B-B剖视图。
图10～12为图1所示实施例中驱动器的结构示意图，其中，图10主视图，图11为俯视图，图12为图10的C-C剖视图。
图13～14为本发明所述刚性链条另一个具体实施例的一个链节的结构示意图，其中图13为主视图，图14为图13的D-D剖视图。
图15为采用图13～14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中导向板内表面的结构示意图。
图16为采用图13～14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2～5，刚性链条1由若干个链节组成，每一链节包括两个半链节和一根连接销6；每一个半链节包括一块外链板3、一块内链板4和两根固定销5，其中，所述的两根固定销5分别设在外链板3和块内链板4两侧边的中部，并分别由两者之间将两者穿设固定在一起，且两根固定销5的头部伸至两者的外侧；所述的两个半链节的头部交错搭接；所述连接销由两个半链节相互搭接的头部的拐角处横穿四块链板将两个半链节铰接在一起；两个半链节中每一内链板4外侧的中部设有横贯链板两侧边的凸台7，该凸台7的侧边与相邻的外链板3的头部紧密贴靠在一起；两个半链节铰接处的外链板3的拐角为圆角，该圆角的半径不大于铰接点至相应凸台7侧边的距离。
参见图2～7并结合图8～9，每一外链板3的外侧均设有一搭钩8，所述搭钩8一头设有安装孔8-1，另一头设有半圆形的钩头8-2，中部设有控制销8-3，所述安装孔8-1、半圆形的钩头8-2和控制销8-3的轴线平行，其中半圆形的钩头8-2的头部略微反向翘起；所述外链板3的外表面设有一刚柔状态转换槽3-1，所述搭钩8的一头通过安装孔8-1铰接在位于所述连接销6对侧的一根固定销5伸出外链板3外侧的头部，中部的控制销8-3的一头伸进所述刚柔状态转换槽3-1；每一块外链板3上所设搭钩8的钩头8-2，按刚性链条1的运动方向钩挂到后方相邻的一个半链节中伸出内链板4外侧的一根固定销5的头部；所述的刚柔状态转换槽3-1为以对应的搭钩8铰接的固定销5为转动中心的圆弧形，其两头分别设有一Ω形簧片3-2，该Ω形簧片3-2由一开口盖板3-3封嵌在刚柔状态转换槽3-1两头的外链板3内；当刚性链条1处于柔性状态和刚性状态时，分别由一Ω形簧片3-2卡抱住对应搭钩8的控制销8-2定位，刚性状态时，搭钩的钩头8-2钩挂柱对应固定销5；
参见图10～12，驱动器2由两块在底座9上相对设置的导向板10、由传动轴11支承在两导向板10之间并与刚性链条1啮合的链轮12和设在导向板10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13和蜗杆14组成，其中蜗轮13设在支承链轮12的传动轴11上；
两导向板10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，每一链节中，位于一侧的两个两根固定销5和一根连接销6的头部延伸至所述导向槽15靠近链轮12的一侧，位于另一侧的两个两根固定销5的头部延伸至所述导向槽15远离链轮12的一侧，所述链轮12于刚性直线运动导向段15-3的右侧与刚性链条1啮合，当链轮12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；
所述的导向槽15的底面沿导向槽15设有控制槽16，该控制槽16的宽度与搭钩8中部的控制销8-3的外径相匹配；所述搭钩8的控制销8-3的另一头延伸进控制槽16内；在所述导向槽15的柔性直线运动导向段15-1和柔性弯曲运动导向段15-2，所述的控制槽16距导向槽15远离链轮12的一侧的距离等于柔性状态下搭钩8的控制销8-3和铰接该搭钩8的固定销5在垂直于外链板3侧边的方向上的距离；在所述导向槽15的刚性直线运动导向段15-3，所述的控制槽16自接近刚性直线运动导向段15-3的起点逐渐向所述导向槽15远离链轮12的一侧倾斜，至二者远离链轮12的一侧重合后，顺着所述的刚性直线运动导向段15-3的方向继续延伸。
参见图12并结合图1～5，本例中所述刚性链条实现刚柔状态转换的工作过程如下：
所述刚性链条1在经过导向槽15的柔性直线运动导向段15-1和柔性弯曲运动导向段15-2时处于柔性状态，此时在控制槽16的作用下搭钩8的控制销8-3始终由刚柔状态转换槽3-1上头的Ω形簧片3-2卡抱住，搭钩8的钩头8-2未钩住相应的固定销5；当刚性链条1经过刚性直线运动导向段15-3时，搭钩8的控制销8-3在控制槽16的作用下由刚柔状态转换槽3-1的上头运动至下头，并由下头的Ω形簧片3-2卡抱住，此时搭钩8的钩头8-2钩挂在相应的固定销5上使刚性链条1处于刚性状态，形成一可用于顶举载荷的立柱。
参见图12，上述导向槽15两侧的两条虚线A和B表示刚性链条1两侧的连接销6及固定销5(图中虚线A和B上的虚线圆圈表示)的运动轨迹；虚线C表示搭钩8的控制销8-3(图中虚线C上的虚线圆圈表示)的运动轨迹。
例2
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13～14，本例中刚性链条与上述实施例1中刚性链条的不同之处在于：刚性链条1由如图所示的若干个链节组成，每一链节中外链板3内侧的中部设有横贯链板两侧边的凸台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。
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10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。
本实施例上述以外的实施方法与例1相同。
例3
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。
本例中的刚性链条1与上述实施例2相同。
参见图16，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10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。
本实施例上述以外的实施方法与例1相同。

Claims (6)

1.一种搭钩锁紧式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，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，
所述的链节由两个半链节组成，每一半链节包括一块外链板、一块内链板和两根固定销，所述的两根固定销将一块外链板与一块内链板由中部两侧固定在一起；所述的两半链节的头部交错搭接，且在头部的拐角处由一根连接销将两者铰接在一起；所述的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；
所述的外链板的外侧设有一搭钩，该搭钩的一头设有安装孔，另一头设有半圆形的钩头，中部设有控制销；所述的外链板的外侧设有刚柔状态转换槽，所述搭钩的一头通过安装孔铰接在位于所述连接销对侧的一根固定销伸出外链板的头部，中部的控制销的一头伸进所述的刚柔状态转换槽；每一块外链板上所设搭钩的钩头，按刚性链条的运动方向钩挂到后方相邻的一个半链节中伸出内链板的一根固定销的头部；所述的刚柔状态转换槽为以对应的搭钩铰接的固定销为转动中心的圆弧形，其两头分别设有一Ω形簧片，当链条处于柔性状态和刚性状态时，分别由一Ω形簧片卡抱对应搭钩的控制销定位；
所述的链节中，位于一侧的两个两根固定销和一根连接销延伸至所述导向槽靠近链轮的一侧，位于另一侧的两个两根固定销延伸至所述导向槽远离链轮的一侧；
所述的导向槽的底面沿导向槽设有控制槽，所述的控制销延伸进该控制槽内；且，在所述导向槽的柔性直线运动导向段和柔性弯曲运动导向段，所述的控制槽距导向槽远离链轮的一侧的距离等于铰接搭钩的固定销与该搭钩上控制销之间的垂直距离；在所述导向槽的刚性直线运动导向段，所述的控制槽自接近刚性直线运动导向段的起点逐渐向所述导向槽远离链轮的一侧倾斜，至二者远离链轮的一侧重合后，顺着所述的刚性直线运动导向段的方向继续延伸。
2.根据权利要求1所述的一种搭钩锁紧式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所述的一种搭钩锁紧式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所述的一种搭钩锁紧式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之一所述的一种搭钩锁紧式刚性链条推拉执行机构，其特征在于，相邻的两链节上的两只搭钩分别位于刚性链条的两侧。
6.根据权利要求1～4之一所述的一种搭钩锁紧式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，该减速装置由蜗轮和蜗杆组成，其中蜗轮设在支承所述链轮的传动轴上。
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