CN110778676B - 一种基于丝杠驱动的多级同步伸缩臂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于丝杠驱动的多级同步伸缩臂，承载段与最后一级伸缩中间段的导轨滑块和丝杠螺母固定座连接，本级伸缩中间段与上一级伸缩中间段或一级伸缩驱动段的导轨滑块和丝杠螺母固定座连接；一级伸缩驱动段的电机带动大锥齿轮与小锥齿轮啮合将转动传递到丝杠上，丝杠带动丝杠螺母和第一级伸缩中间段移动；第一级伸缩中间段的大平面传动齿轮与一级伸缩驱动段的齿条啮合转动，大平面传动齿轮与小平面传动齿轮啮合进行换向及变速，小平面传动齿轮与大锥齿轮共轴转动，大锥齿轮与小锥齿轮啮合将转动传递到丝杠，丝杠驱动下一级伸缩中间段或者承载段移动，具有同步快速伸缩、刚性好、传动效率高、精度高、可任意级扩展、自锁性能好等优点。

Description

一种基于丝杠驱动的多级同步伸缩臂
技术领域
本发明涉及线性传动装置技术领域，尤其涉及一种基于丝杠驱动的多级同步伸缩臂。
背景技术
线性传动装置存在于各种场合，从工程起降机到实验定位装置，再到太空伸缩臂。在很多场合下，都需要高距离或者长距离线性位移输出，如电缆维修、野外通信基站和天线架设。而桁架竖梯等传统设备难以满足快速搭建、可便携移动等功能。
目前的丝杠驱动的伸缩臂中，多采用中空丝杠套接的方式来实现多级伸缩，这种方式存在加工和装配难度很大、机构柔性差、难以改造等问题。另外，还有部分伸缩臂使用单丝杠逐级伸缩的方式，这种方式不仅伸缩效率低，而且需要锁定装置，当锁定装置与伸缩臂套筒结合时伸缩臂可能会出现失稳现象，并且，由于锁定结合的问题，伸缩臂可能无法提供精准的定位。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种基于丝杠驱动的多级同步伸缩臂，用以提供一种结构合理、扩展性好、易于加工制造、传动效率高、定位精度高、承载能力强的多级同步伸缩臂。
因此，本发明提供了一种基于丝杠驱动的多级同步伸缩臂，包括：承载段1和与所述承载段1固定连接的一个或多个伸缩臂单元；其中，每个所述伸缩臂单元包括伺服驱动电机2、一级伸缩驱动段3和多级伸缩中间段4；其中，
所述一级伸缩驱动段3，包括：第一固定壳301、第一齿条302、第一大锥齿轮303、第一小锥齿轮304、丝杠固定座305、第一丝杠306、两个导轨滑块307和308、第一丝杠螺母309、第一丝杠螺母固定座310、导轨固定座311、第一直线导轨312以及第一丝杠螺母固定螺钉313；其中，所述第一齿条302沿所述第一固定壳301的长度方向固定在所述第一固定壳301的侧面，所述第一丝杠306和所述第一直线导轨312沿所述第一固定壳301的长度方向布置在所述第一固定壳301的底部，所述第一丝杠螺母309通过所述第一丝杠螺母固定螺钉313固定在所述第一丝杠螺母固定座310上，所述第一大锥齿轮303和固定于所述第一丝杠306上的所述第一小锥齿轮304啮合带动所述第一丝杠306转动；所述伺服驱动电机2与所述第一大锥齿轮303连接；
每级伸缩中间段，包括：第二固定壳401、第二齿条402、第二大锥齿轮403、齿轮连接轴404、小平面传动齿轮405、第二小锥齿轮406、丝杠固定座407、第二丝杠408、大平面传动齿轮409、齿轮固定轴410、两个导轨滑块411和412、第二丝杠螺母固定螺钉413、第二丝杠螺母414、第二丝杠螺母固定座415、导轨固定座416以及第二直线导轨417；其中，所述第二齿条402沿所述第二固定壳401的长度方向固定在所述第二固定壳401的侧面，所述第二丝杠408和所述第二直线导轨417沿所述第二固定壳401的长度方向布置在所述第二固定壳401的底部，所述第二固定壳401上安装有所述齿轮固定轴410，所述大平面传动齿轮409通过紧配合安装在所述齿轮固定轴410上，所述第二大锥齿轮403与所述小平面传动齿轮405共轴连接，所述第二小锥齿轮406与所述第二丝杠408固定连接，所述第二大锥齿轮403与所述第二小锥齿轮406啮合将转动传递到所述第二丝杠408上，所述大平面传动齿轮409与所述小平面传动齿轮405啮合通过所述齿轮连接轴404将转动传递到所述第二大锥齿轮403上，所述第二丝杠螺母414通过所述第二丝杠螺母固定螺钉413固定在所述第二丝杠螺母固定座415上；第一级伸缩中间段的第二固定壳401与所述一级伸缩驱动段3的两个导轨滑块307和308以及第一丝杠螺母固定座310连接，当所述一级伸缩驱动段3的第一丝杠306转动时，带动所述第一级伸缩中间段运动；所述第一级伸缩中间段的大平面传动齿轮409与所述一级伸缩驱动段3的第一齿条302啮合，当所述第一级伸缩中间段相对所述一级伸缩驱动段3运动时，所述大平面传动齿轮409与所述一级伸缩驱动段3的第一齿条302啮合转动。
在一种可能的实现方式中，在本发明提供的上述多级同步伸缩臂中，每级伸缩中间段，还包括：齿轮固定轴固定卡簧418；其中，
所述大平面传动齿轮409的齿轮固定轴410在所述第二固定壳401外侧的一端通过轴肩限制轴向移动，所述齿轮固定轴410的另一端通过所述齿轮固定轴固定卡簧418限制轴向移动，所述齿轮固定轴410可在所述第二固定壳401中自由转动；所述大平面传动齿轮409与所述齿轮固定轴410紧配合相对固定，所述大平面传动齿轮409与所述第二固定壳401可绕轴线自由转动。
在一种可能的实现方式中，在本发明提供的上述多级同步伸缩臂中，每级伸缩中间段，还包括：齿轮连接轴固定卡簧419、小齿轮键420、小平面传动齿轮压紧螺钉421、小平面传动齿轮压紧片422、大锥齿轮键423、大锥齿轮压紧螺钉424及大锥齿轮压紧片425；其中，
所述齿轮连接轴404在所述第二固定壳401外侧的一端通过轴肩限制轴向移动，所述齿轮连接轴404的另一端通过所述齿轮连接轴固定卡簧419限制轴向移动，所述齿轮连接轴404可在所述第二固定壳401中自由转动，所述小平面传动齿轮405与所述齿轮连接轴404通过所述小齿轮键420连接；所述小平面传动齿轮压紧螺钉421穿过所述小平面传动齿轮压紧片422与所述齿轮连接轴404一端的螺纹孔配合，将所述小平面传动齿轮405压紧在轴肩上，所述第二大锥齿轮403与所述齿轮连接轴404通过所述大锥齿轮键423连接，所述大锥齿轮压紧螺钉424穿过所述大锥齿轮压紧片425与所述齿轮连接轴404另一端的螺纹孔配合，将所述第二大锥齿轮403压紧在轴肩上。
在一种可能的实现方式中，在本发明提供的上述多级同步伸缩臂中，所述一级伸缩驱动段3还包括：电机大锥齿轮压紧螺钉314、电机大锥齿轮压紧片315及齿条固定螺钉316；其中，
所述伺服驱动电机2的电机输出轴201与所述一级伸缩驱动段3的第一大锥齿轮303通过键连接，所述电机大锥齿轮压紧螺钉314穿过所述电机大锥齿轮压紧片315与所述电机输出轴201端部的安装孔旋合将所述第一大锥齿轮303压紧在所述电机输出轴201的轴肩上；所述第一齿条302通过所述齿条固定螺钉316固定于所述第一固定壳301的侧面。
在一种可能的实现方式中，在本发明提供的上述多级同步伸缩臂中，在每级伸缩中间段中，所述第二丝杠408的导程为ph，所述大平面传动齿轮409的分度圆直径为d，所述大平面传动齿轮409与所述小平面传动齿轮405的减速比为i1，所述第二大锥齿轮403与所述第二小锥齿轮406的减速比为i2，满足如下公式：
Figure GDA0002669072080000041
在一种可能的实现方式中，在本发明提供的上述多级同步伸缩臂中，在每级伸缩中间段中，所述大平面传动齿轮409为直齿轮或斜齿轮，所述小平面传动齿轮405为直齿轮或斜齿轮，所述第二大锥齿轮403为直齿轮或斜齿轮，所述第二小锥齿轮406为直齿轮或斜齿轮。
在一种可能的实现方式中，在本发明提供的上述多级同步伸缩臂中，在所述一级伸缩驱动段3中，所述第一大锥齿轮303为直齿轮或斜齿轮，所述第一小锥齿轮304为直齿轮或斜齿轮。
在一种可能的实现方式中，在本发明提供的上述多级同步伸缩臂中，包括偶数个伸缩臂单元；其中，各所述伸缩臂单元按照每两个伸缩臂单元关于所述承载段对称设置的方式排列。
本发明提供的上述多级同步伸缩臂，承载段上可固定连接一个或多个伸缩臂单元，每个伸缩臂单元包括伺服驱动电机、一级伸缩驱动段和多级伸缩中间段，承载段通过螺钉与最后一级伸缩中间段上的导轨滑块和第二丝杠螺母固定座相连接，本级伸缩中间段通过螺钉与上一级伸缩中间段上的导轨滑块和第二丝杠螺母固定座相连接，第一级伸缩中间段通过螺钉与一级伸缩驱动段上的导轨滑块和第一丝杠螺母固定座相连接；一级伸缩驱动段上的电机带动第一大锥齿轮与固定在第一丝杠上的第一小锥齿轮啮合将转动传递到第一丝杠上，第一丝杠转动带动第一丝杠螺母移动，并带动与一级伸缩驱动段相对固定的第一级伸缩中间段移动；第一级伸缩中间段上的大平面传动齿轮与一级伸缩驱动段上的第一齿条啮合转动，大平面传动齿轮与小平面传动齿轮啮合进行换向及变速，小平面传动齿轮与第二大锥齿轮共轴转动，第二大锥齿轮再与第一级伸缩中间段上的第二小锥齿轮啮合将转动传递到第一级伸缩中间段上的第二丝杠，第二丝杠再驱动下一级伸缩中间段或者承载段移动。本发明提供的上述多级同步伸缩臂具有同步快速伸缩、刚性好、传动效率高、精度高、可任意级扩展、自锁性能好等优点。
附图说明
图1为本发明提供的一种基于丝杠驱动的多级同步伸缩臂的正视图；
图2为图1对应的俯视图；
图3为图1对应的右视图；
图4为图1中一级伸缩驱动段的正视图；
图5为图1中一级伸缩驱动段传动部分的剖视图；
图6为图5中一级伸缩驱动段的局部放大视图；
图7为图1中伸缩中间段的正视图；
图8为图1中伸缩中间段的左视图；
图9为图7中伸缩中间段的局部放大图；
图10为图1中伸缩中间段的后视图；
图11为图8中伸缩中间段的传动部分的剖视图；
图12为图8中伸缩中间段的直线导轨固定部分的剖视图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施方式仅仅是作为例示，并非用于限制本发明。
本发明提供的一种基于丝杠驱动的多级同步伸缩臂，如图1所示，包括：承载段1和与承载段1固定连接的一个或多个伸缩臂单元；其中，每个伸缩臂单元包括伺服驱动电机2、一级伸缩驱动段3和多级伸缩中间段4；图1以包括两级伸缩中间段为例，即图1为四级同步伸缩臂，但本发明并不限于四级同步伸缩臂，可以根据需要增减伸缩中间段的数量，每级伸缩中间段的结果相同；为便于理解，给出图1对应的俯视图和右视图分别如图2和图3所示；其中，
为便于理解，给出图1中一级伸缩驱动段3的正视图如图4所示，一级伸缩驱动段3，如图5和图6所示，图5为图1中一级伸缩驱动段3传动部分的剖视图，图6为图5中一级伸缩驱动段3的局部放大视图，包括：第一固定壳301、第一齿条302、第一大锥齿轮303、第一小锥齿轮304、丝杠固定座305、第一丝杠306、两个导轨滑块307和308、第一丝杠螺母309、第一丝杠螺母固定座310、导轨固定座311、第一直线导轨312以及第一丝杠螺母固定螺钉313；其中，第一齿条302沿第一固定壳301的长度方向固定在第一固定壳301的侧面，第一丝杠306和第一直线导轨312沿第一固定壳301的长度方向布置在第一固定壳301的底部，第一丝杠螺母309通过第一丝杠螺母固定螺钉313固定在第一丝杠螺母固定座310上，第一大锥齿轮303和固定于第一丝杠306上的第一小锥齿轮304啮合带动第一丝杠306转动；伺服驱动电机2与第一大锥齿轮303连接；
为便于理解，给出图1中伸缩中间段的正视图和左视图分别如图7和图8所示，每级伸缩中间段，如图9-图12所示，图9为图7中伸缩中间段的局部放大图，图10为图1中伸缩中间段的后视图，图11为图8中伸缩中间段的传动部分的剖视图，图12为图8中伸缩中间段的第二直线导轨固定部分的剖视图，包括：第二固定壳401、第二齿条402、第二大锥齿轮403、齿轮连接轴404、小平面传动齿轮405、第二小锥齿轮406、丝杠固定座407、第二丝杠408、大平面传动齿轮409、齿轮固定轴410、两个导轨滑块411和412、第二丝杠螺母固定螺钉413、第二丝杠螺母414、第二丝杠螺母固定座415、导轨固定座416以及第二直线导轨417；其中，第二齿条402沿第二固定壳401的长度方向固定在第二固定壳401的侧面，第二丝杠408和第二直线导轨417沿第二固定壳401的长度方向布置在第二固定壳401的底部，第二固定壳401上安装有齿轮固定轴410，大平面传动齿轮409通过紧配合安装在齿轮固定轴410上，第二大锥齿轮403与小平面传动齿轮405共轴连接，第二小锥齿轮406与第二丝杠408固定连接，第二大锥齿轮403与第二小锥齿轮406啮合将转动传递到第二丝杠408上，大平面传动齿轮409与小平面传动齿轮405啮合通过齿轮连接轴404将转动传递到第二大锥齿轮403上，第二丝杠螺母414通过第二丝杠螺母固定螺钉413固定在第二丝杠螺母固定座415上；第一级伸缩中间段的第二固定壳401与一级伸缩驱动段3的两个导轨滑块307和308以及第一丝杠螺母固定座310连接，当一级伸缩驱动段3的第一丝杠306转动时，带动第一级伸缩中间段运动；第一级伸缩中间段的大平面传动齿轮409与一级伸缩驱动段3的第一齿条302啮合，当第一级伸缩中间段相对一级伸缩驱动段3运动时，大平面传动齿轮409与一级伸缩驱动段3的第一齿条302啮合转动。
本发明提供的上述多级同步伸缩臂的主要原理为：将一级伸缩驱动段和每级伸缩中间段分别视为一级伸缩单元，本级伸缩单元的丝杠转动带动丝杠螺母移动，从而带动固定于本级伸缩单元的丝杠螺母上的下一级伸缩单元运动，同时安装于下一级伸缩单元的上的齿轮与本级伸缩单元的齿条相啮合，从而将直线运动转换成转动，并通过啮合的大锥齿轮和小锥齿轮对转动方向进行调整，最终将运动传递至下一级伸缩单元的丝杠。下一级伸缩单元将重复上一级伸缩单元的运动传递过程，直至运动传递至承载段。
本发明提供的上述多级同步伸缩臂与现有的多级伸缩臂相比，具有如下优点：可实现同步快速伸缩，结构简单，易于加工、制作、组装，可大量使用现有标准零件，从而可以降低成本；各级伸缩中间段具有相同的结构，可根据实际需求自由组装，装配柔性好；每级伸缩中间段使用第二丝杠驱动，具有定位精度高、传动效率高、承载能力强等优点。
在具体实施时，在本发明提供的上述多级同步伸缩臂中，每级伸缩中间段，如图9和图10所示，还包括：齿轮固定轴固定卡簧418；其中，大平面传动齿轮409的齿轮固定轴410在第二固定壳401外侧的一端通过轴肩限制轴向移动，齿轮固定轴410的另一端通过齿轮固定轴固定卡簧418限制轴向移动，齿轮固定轴410可在第二固定壳401中自由转动；大平面传动齿轮409与齿轮固定轴410紧配合相对固定，大平面传动齿轮409与第二固定壳401可绕轴线自由转动。
在具体实施时，在本发明提供的上述多级同步伸缩臂中，每级伸缩中间段，如图11所示，还包括：齿轮连接轴固定卡簧419、小齿轮键420、小平面传动齿轮压紧螺钉421、小平面传动齿轮压紧片422、大锥齿轮键423、大锥齿轮压紧螺钉424及大锥齿轮压紧片425；其中，齿轮连接轴404在第二固定壳401外侧的一端通过轴肩限制轴向移动，齿轮连接轴404的另一端通过齿轮连接轴固定卡簧419限制轴向移动，齿轮连接轴404可在第二固定壳401中自由转动，小平面传动齿轮405与齿轮连接轴404通过小齿轮键420连接；小平面传动齿轮压紧螺钉421穿过小平面传动齿轮压紧片422与齿轮连接轴404一端的螺纹孔配合，将小平面传动齿轮405压紧在轴肩上，第二大锥齿轮403与齿轮连接轴404通过大锥齿轮键423连接，大锥齿轮压紧螺钉424穿过大锥齿轮压紧片425与齿轮连接轴404另一端的螺纹孔配合，将第二大锥齿轮403压紧在轴肩上。
在具体实施时，在本发明提供的上述多级同步伸缩臂中，一级伸缩驱动段3，如图5所示，还包括：电机大锥齿轮压紧螺钉314、电机大锥齿轮压紧片315及齿条固定螺钉316；其中，伺服驱动电机2的电机输出轴201与一级伸缩驱动段3的第一大锥齿轮303通过键连接，电机大锥齿轮压紧螺钉314穿过电机大锥齿轮压紧片315与电机输出轴201端部的安装孔旋合将第一大锥齿轮303压紧在电机输出轴201的轴肩上；第一齿条302通过齿条固定螺钉316固定于第一固定壳301的侧面。
在具体实施时，在本发明提供的上述多级同步伸缩臂中，在每级伸缩中间段中，满足如下公式：
Figure GDA0002669072080000091
其中，ph为第二丝杠408的导程，d为大平面传动齿轮409的分度圆直径，i1为大平面传动齿轮409与小平面传动齿轮405的减速比，i2为第二大锥齿轮403与第二小锥齿轮406的减速比，n1为上一级伸缩中间段的第二丝杠的转速，n2为下一级伸缩中间段的第二丝杠的转速；
为了使各级伸缩中间段的第二丝杠参数相同，并保持各级伸缩中间段同速运动，需上一级伸缩中间段的第二丝杠的转速n1等于下一级伸缩中间段的第二丝杠的转速n2，即满足如下公式：
Figure GDA0002669072080000092
在具体实施时，在本发明提供的上述多级同步伸缩臂中，在每级伸缩中间段中，大平面传动齿轮409可以为直齿轮，或者，大平面传动齿轮409也可以为斜齿轮，在此不做限定；小平面传动齿轮405可以为直齿轮，或者，小平面传动齿轮405也可以为斜齿轮，在此不做限定；第二大锥齿轮403可以为直齿轮，或者，第二大锥齿轮403也可以为斜齿轮，在此不做限定；第二小锥齿轮406可以为直齿轮，或者，第二小锥齿轮406也可以为斜齿轮，在此不做限定。
在具体实施时，在本发明提供的上述多级同步伸缩臂中，在一级伸缩驱动段3中，第一大锥齿轮303可以为直齿轮，或者，第一大锥齿轮303也可以为斜齿轮，在此不做限定；第一小锥齿轮304可以为直齿轮，或者，第一小锥齿轮304也可以为斜齿轮，在此不做限定。
在具体实施时，在本发明提供的上述多级同步伸缩臂中，在承载段1中，固定壳可以为直槽型，或者，固定壳的截面还可以为圆形，在此不做限定；在一级伸缩驱动段3中，第一固定壳301可以为直槽型，或者，第一固定壳301的截面还可以为圆形，在此不做限定；在每级伸缩中间段中，第二固定壳401可以为直槽型，或者，第二固定壳401的截面还可以为圆形，在此不做限定。
较佳地，在本发明提供的上述多级同步伸缩臂中，可以包括偶数个伸缩臂单元；其中，各伸缩臂单元按照每两个伸缩臂单元关于承载段对称设置的方式排列，这样，可以提高多级同步伸缩臂的刚度和强度。
本发明提供的上述多级同步伸缩臂，承载段上可固定连接一个或多个伸缩臂单元，每个伸缩臂单元包括伺服驱动电机、一级伸缩驱动段和多级伸缩中间段，承载段通过螺钉与最后一级伸缩中间段上的导轨滑块和第二丝杠螺母固定座相连接，本级伸缩中间段通过螺钉与上一级伸缩中间段上的导轨滑块和第二丝杠螺母固定座相连接，第一级伸缩中间段通过螺钉与一级伸缩驱动段上的导轨滑块和第一丝杠螺母固定座相连接；一级伸缩驱动段上的电机带动第一大锥齿轮与固定在第一丝杠上的第一小锥齿轮啮合将转动传递到第一丝杠上，第一丝杠转动带动第一丝杠螺母移动，并带动与一级伸缩驱动段相对固定的第一级伸缩中间段移动；第一级伸缩中间段上的大平面传动齿轮与一级伸缩驱动段上的第一齿条啮合转动，大平面传动齿轮与小平面传动齿轮啮合进行换向及变速，小平面传动齿轮与第二大锥齿轮共轴转动，第二大锥齿轮再与第一级伸缩中间段上的第二小锥齿轮啮合将转动传递到第一级伸缩中间段上的第二丝杠，第二丝杠再驱动下一级伸缩中间段或者承载段移动。本发明提供的上述多级同步伸缩臂具有快速伸缩、刚性好、传动效率高、精度高、可任意级扩展、自锁性能好等优点。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种基于丝杠驱动的多级同步伸缩臂，其特征在于，包括：承载段(1)和与所述承载段(1)固定连接的一个或多个伸缩臂单元；其中，每个所述伸缩臂单元包括伺服驱动电机(2)、一级伸缩驱动段(3)和多级伸缩中间段(4)；其中，
所述一级伸缩驱动段(3)，包括：第一固定壳(301)、第一齿条(302)、第一大锥齿轮(303)、第一小锥齿轮(304)、丝杠固定座(305)、第一丝杠(306)、两个导轨滑块(307，308)、第一丝杠螺母(309)、第一丝杠螺母固定座(310)、导轨固定座(311)、第一直线导轨(312)以及第一丝杠螺母固定螺钉(313)；其中，所述第一齿条(302)沿所述第一固定壳(301)的长度方向固定在所述第一固定壳(301)的侧面，所述第一丝杠(306)和所述第一直线导轨(312)沿所述第一固定壳(301)的长度方向布置在所述第一固定壳(301)的底部，所述第一丝杠螺母(309)通过所述第一丝杠螺母固定螺钉(313)固定在所述第一丝杠螺母固定座(310)上，所述第一大锥齿轮(303)和固定于所第一述丝杠(306)上的所述第一小锥齿轮(304)啮合带动所述第一丝杠(306)转动；所述伺服驱动电机(2)与所述第一大锥齿轮(303)连接；
每级伸缩中间段，包括：第二固定壳(401)、第二齿条(402)、第二大锥齿轮(403)、齿轮连接轴(404)、小平面传动齿轮(405)、第二小锥齿轮(406)、丝杠固定座(407)、第二丝杠(408)、大平面传动齿轮(409)、齿轮固定轴(410)、两个导轨滑块(411，412)、第二丝杠螺母固定螺钉(413)、第二丝杠螺母(414)、第二丝杠螺母固定座(415)、导轨固定座(416)以及第二直线导轨(417)；其中，所述第二齿条(402)沿所述第二固定壳(401)的长度方向固定在所述第二固定壳(401)的侧面，所述第二丝杠(408)和所述第二直线导轨(417)沿所述第二固定壳(401)的长度方向布置在所述第二固定壳(401)的底部，所述第二固定壳(401)上安装有所述齿轮固定轴(410)，所述大平面传动齿轮(409)通过紧配合安装在所述齿轮固定轴(410)上，所述第二大锥齿轮(403)与所述小平面传动齿轮(405)共轴连接，所述第二小锥齿轮(406)与所述第二丝杠(408)固定连接，所述第二大锥齿轮(403)与所述第二小锥齿轮(406)啮合将转动传递到所述第二丝杠(408)上，所述大平面传动齿轮(409)与所述小平面传动齿轮(405)啮合通过所述齿轮连接轴(404)将转动传递到所述第二大锥齿轮(403)上，所述第二丝杠螺母(414)通过所述第二丝杠螺母固定螺钉(413)固定在所述第二丝杠螺母固定座(415)上；第一级伸缩中间段的第二固定壳(401)与所述一级伸缩驱动段(3)的两个导轨滑块(307，308)和第一丝杠螺母固定座(310)连接，当所述一级伸缩驱动段(3)的第一丝杠(306)转动时，带动所述第一级伸缩中间段运动；所述第一级伸缩中间段的大平面传动齿轮(409)与所述一级伸缩驱动段(3)的第一齿条(302)啮合，当所述第一级伸缩中间段相对所述一级伸缩驱动段(3)运动时，所述大平面传动齿轮(409)与所述一级伸缩驱动段(3)的第一齿条(302)啮合转动。
2.如权利要求1所述的多级同步伸缩臂，其特征在于，每级伸缩中间段，还包括：齿轮固定轴固定卡簧(418)；其中，
所述大平面传动齿轮(409)的齿轮固定轴(410)在所述第二固定壳(401)外侧的一端通过轴肩限制轴向移动，所述齿轮固定轴(410)的另一端通过所述齿轮固定轴固定卡簧(418)限制轴向移动，所述齿轮固定轴(410)可在所述第二固定壳(401)中自由转动；所述大平面传动齿轮(409)与所述齿轮固定轴(410)紧配合相对固定，所述大平面传动齿轮(409)与所述第二固定壳(401)可绕轴线自由转动。
3.如权利要求1所述的多级同步伸缩臂，其特征在于，每级伸缩中间段，还包括：齿轮连接轴固定卡簧(419)、小齿轮键(420)、小平面传动齿轮压紧螺钉(421)、小平面传动齿轮压紧片(422)、大锥齿轮键(423)、大锥齿轮压紧螺钉(424)及大锥齿轮压紧片(425)；其中，
所述齿轮连接轴(404)在所述第二固定壳(401)外侧的一端通过轴肩限制轴向移动，所述齿轮连接轴(404)的另一端通过所述齿轮连接轴固定卡簧(419)限制轴向移动，所述齿轮连接轴(404)可在所述第二固定壳(401)中自由转动，所述小平面传动齿轮(405)与所述齿轮连接轴(404)通过所述小齿轮键(420)连接；所述小平面传动齿轮压紧螺钉(421)穿过所述小平面传动齿轮压紧片(422)与所述齿轮连接轴(404)一端的螺纹孔配合，将所述小平面传动齿轮(405)压紧在轴肩上，所述第二大锥齿轮(403)与所述齿轮连接轴(404)通过所述大锥齿轮键(423)连接，所述大锥齿轮压紧螺钉(424)穿过所述大锥齿轮压紧片(425)与所述齿轮连接轴(404)另一端的螺纹孔配合，将所述第二大锥齿轮(403)压紧在轴肩上。
4.如权利要求1所述的多级同步伸缩臂，其特征在于，所述一级伸缩驱动段(3)还包括：电机大锥齿轮压紧螺钉(314)、电机大锥齿轮压紧片(315)及齿条固定螺钉(316)；其中，
所述伺服驱动电机(2)的电机输出轴(201)与所述一级伸缩驱动段(3)的第一大锥齿轮(303)通过键连接，所述电机大锥齿轮压紧螺钉(314)穿过所述电机大锥齿轮压紧片(315)与所述电机输出轴(201)端部的安装孔旋合将所述第一大锥齿轮(303)压紧在所述电机输出轴(201)的轴肩上；所述第一齿条(302)通过所述齿条固定螺钉(316)固定于所述第一固定壳(301)的侧面。
5.如权利要求1所述的多级同步伸缩臂，其特征在于，在每级伸缩中间段中，所述第二丝杠(408)的导程为ph，所述大平面传动齿轮(409)的分度圆直径为d，所述大平面传动齿轮(409)与所述小平面传动齿轮(405)的减速比为i1，所述第二大锥齿轮(403)与所述第二小锥齿轮(406)的减速比为i2，满足如下公式：
Figure FDA0002669072070000031
6.如权利要求1所述的多级同步伸缩臂，其特征在于，在每级伸缩中间段中，所述大平面传动齿轮(409)为直齿轮或斜齿轮，所述小平面传动齿轮(405)为直齿轮或斜齿轮，所述第二大锥齿轮(403)为直齿轮或斜齿轮，所述第二小锥齿轮(406)为直齿轮或斜齿轮。
7.如权利要求1所述的多级同步伸缩臂，其特征在于，在所述一级伸缩驱动段(3)中，所述第一大锥齿轮(303)为直齿轮或斜齿轮，所述第一小锥齿轮(304)为直齿轮或斜齿轮。
8.如权利要求1-7任一项所述的多级同步伸缩臂，其特征在于，包括偶数个伸缩臂单元；其中，各所述伸缩臂单元按照每两个伸缩臂单元关于所述承载段对称设置的方式排列。
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