CN112096809A - 一种可控式延伸机构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可控式延伸机构，包括壳体、至少三个类似盒尺机构的延伸盒、咬合器和驱动机构。该延伸机构轻便小巧可控，适用于载荷不大，单延伸量较大的场合。该机构中延伸带至少设置有三条，三条延伸带相互咬合构成三棱柱，提高了延伸臂的稳定性；另外，延伸带采用可卷曲的钢带，可卷曲收纳，存储体积小，但宽度方向上强度较大，延伸带间咬合后可保证延伸带朝指定方向延伸。

Description

一种可控式延伸机构
技术领域
本发明涉及伸缩设备领域，尤其涉及一种可控式延伸机构。
背景技术
目前市场上用的最多的是活塞式延伸机构，该机构延伸距离有限。远距离延伸采用多级结构传动，多级延伸时对加工精度要求较高，且体积庞大，受延伸管壁厚的影响，容易出现挠曲变形，如采用液压可控，成本较高，还有采用菱形延伸机构，不能承受侧向力。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种适用于对轻载荷进行大行程延伸的可控式延伸机构。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：
一种可控式延伸机构，其特征在于，包括：
壳体；
至少三根轴体，呈正多边形布置，并连接于壳体内；
多条延伸带，由金属材质制得，分别卷绕设于每一轴体周圈上，每一所述延伸带的两侧边上间距设有多个咬合齿，两条延伸带上相邻边上的咬合齿相互交错排列并能够相互咬合，多条延伸带能够咬合连接形成一正多棱柱体的延伸臂，所述延伸臂能够从壳体内伸出；
张紧部，用于使延伸带在延伸或回收的过程中保证张紧力；
咬合器，固定于壳体上，所述延伸带的前端始终穿过咬合器，用于帮助多条延伸带间相互咬合；以及
驱动机构，用于驱动延伸臂延伸或回收。
进一步的技术方案在于，
所述轴体与壳体固定；
所述张紧部包括套设于轴体上的尺簧，所述尺簧置于延伸带内侧，其两端分别与轴体和延伸带内圈固定。
进一步的技术方案在于，所述咬合器包括：
导向块，位于延伸臂的中心，于导向块上开设有呈多边形布置的多条通道，每一通道能够使一条延伸带通过，所述通道呈出口端向导向块轴心靠拢的楔形，多条通道的出口端围构成与延伸臂相匹配的形状，以促进延伸带间相互咬合。
进一步的技术方案在于，所述咬合器上具有位于延伸臂内的通孔。
进一步的技术方案在于，所述驱动机构包括：
至少一齿条，设于一条延伸带上；
至少一齿轮，与一齿条啮合传动；及
驱动部，用于驱动齿轮旋转。
进一步的技术方案在于，至少一齿轮设于导向块上，于导向块上开设有容置该齿轮的缺口，使该齿轮与通道内的齿条相啮合。
进一步的技术方案在于，所述咬合齿包括：
限位部，位于咬合齿的最外端；及
于延伸带和限位部之间形成的一窄径的颈部；
相邻的两所述咬合齿间于颈部之间形成有一齿槽，所述齿槽的宽度与颈部相匹配。
进一步的技术方案在于，所述限位部的侧面为楔形面。
进一步的技术方案在于，所述咬合齿与延伸带为一体成型制得。
进一步的技术方案在于，延伸臂能够呈弧线延伸，其中
延伸带具有与延伸臂的延伸方向相匹配的弧度；
延伸带内、外缘上相邻的两咬合齿的齿距关系为：
Figure BDA0002724413350000031
进一步的技术方案在于，还包括：
多个盘盒，罩设于每一卷制的延伸带外，并与壳体固定，所述盘盒的厚度与延伸带的宽度相匹配，所述延伸带的前端伸出盘盒外。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
该延伸机构轻便小巧可控，适用于载荷不大，单延伸量较大的场合。该机构中延伸带至少设置有三条，三条延伸带相互咬合构成三棱柱，提高了延伸臂的稳定性；另外，延伸带采用可卷曲的钢带，可卷曲收纳，存储体积小，但宽度方向上强度较大，延伸带间咬合后可保证延伸带朝指定方向延伸。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本机构的结构示意图(未示出壳体)；
图2是本机构的主视结构示意图(未示出壳体)；
图3是本机构中延伸臂的结构示意图；
图4是本机构中延伸带的结构示意图；
图5是本机构中咬合器的结构示意图；
图6是本机构的另一结构示意图。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
如图1～图6所示，一种可控式延伸机构，包括壳体、至少三个类似盒尺机构的延伸盒、咬合器200和驱动机构。
壳体主要起到提供固定基准的作用，以将机构的各部分组合到起到，壳体可以是封闭或开放的形式，壳体的侧壁数量可根据延伸盒的数量调整。每一延伸盒包括一根轴体101、一盘延伸带102和张紧部103。
全部延伸盒中的多根轴体101呈正多边形布置，并连接于壳体内。
延伸带102由金属材质制得，优选的延伸带102由锰钢或金属纤维织带等制得，韧性好，强度高，其厚度为1mm～2mm。延伸带102卷绕设于一轴体101周圈上，每一所述延伸带102的两侧边上间距设有多个咬合齿104，，优选的咬合齿104与延伸带102为一体成型制得。两条延伸带102上相邻边上的咬合齿(04相互交错排列并能够相互咬合，多条延伸带102能够咬合连接形成一正多棱柱体的延伸臂100，所述延伸臂100能够从壳体内伸出。
咬合齿104包括位于咬合齿104的最外端的限位部1041，于延伸带102和限位部1041之间形成的一窄径的颈部，相邻的两所述咬合齿104间于颈部之间形成有一齿槽105，所述齿槽105的宽度与颈部相匹配。相邻的两延伸带102咬合后，一侧的咬合齿104颈部卡入另一侧的齿槽105内，并通过限位部1041进行限位，可防止咬合齿104与齿槽105脱离。另外，限位部1041的侧面为楔形面，可便于咬合齿104在咬合器200的作用力下进入齿槽105内。
延伸带102上的咬合齿104排布结合咬合器200的设置形成拉链结构。咬合器200固定于壳体上，所述延伸带102的前端始终穿过咬合器200，用于帮助多条延伸带102间相互咬合。
咬合器200包括导向块，位于延伸臂100的中心，于导向块上开设有呈多边形布置的多条通道201，每一通道201能够使一条延伸带102通过，所述通道201呈出口端向导向块轴心靠拢的楔形，以为延伸带102间的咬合提供助力，以使咬合齿104的颈部挤压限位部1041发生微变形，并顺着限位部1041的楔形面滑入齿槽105内，多条通道201的出口端围构成与延伸臂100相匹配的形状，以促进延伸带102间相互咬合。
张紧部103的设置是为了使延伸带102在延伸或回收的过程中保证张紧力，使延伸带102在回收时能够整齐、紧实的缠绕在轴体101上。
轴体101与壳体固定，张紧部103包括套设于轴体101上的尺簧，所述尺簧置于延伸带102内侧，其两端分别与轴体101和延伸带102内圈固定。当延伸带102向外延伸使会拉动尺簧，而在延伸带102向内回收时，尺簧复位可驱动延伸带102重新卷绕于轴体101上。
驱动机构用于驱动延伸臂100延伸或回收，为延伸臂100的伸长和收缩提供控制力，可控制延伸臂100的长度。
驱动机构包括至少一齿条301、至少一齿轮302和驱动部303。齿条301固定于一条延伸带102上，也可在延伸带102上直接加工出齿条301结构(实际为传动齿槽)。齿轮302与一齿条301啮合传动，并且驱动齿轮302连接有驱动其旋转的驱动部303。
驱动部303可以选用电机，电机连接可编程的PLC控制器，通过人为给定信号控制可电机的启停，以实现对延伸臂100长度的调控；通过控制器控制电机的正、反转旋转，可实现对延伸臂100延伸或回收的调控。设置一部也可设置多部控制电机同时控制，增大控制力
在多条延伸带102上设置齿条301和啮合的齿轮302，多个驱动部303同时驱动，可增大延伸臂100延伸和回收的控制力。
至少一齿轮302设于导向块上，于导向块上开设有容置该齿轮302的缺口，使该齿轮302与通道201内的齿条301相啮合。使多条延伸带102能够啮合与驱动同时进行。
该延伸机构轻便小巧可控，适用于载荷不大，单延伸量较大的场合。该机构中延伸带102至少设置有三条，三条延伸带102相互咬合构成三棱柱，提高了延伸臂100的稳定性；另外，延伸带102采用可卷曲的钢带，可卷曲收纳，存储体积小，但宽度方向上强度较大，延伸带102间咬合后可保证延伸带102朝指定方向延伸。
另外，在咬合器200上具有位于延伸臂100内的通孔。延伸臂100为空心结构，其内壁空间可固定线缆、管道等，相较于将物品固定在延伸臂100前端的外部而言，可对输送物品进行保护。用以将其输送至指定位置，延伸带102头部可固定执行机构(如机械手等)，可精准的将执行机构移动到指定位置。
当延伸带102呈直线，且齿距均匀布置，延伸臂可呈直线延伸。当然，通过控制咬合齿104的形状和位置，还可实现延伸臂100呈弧线延伸，其中延伸带102具有与延伸臂100的延伸方向相匹配的弧度，并且延伸带102内、外缘上相邻的两咬合齿104的齿距关系为：
Figure BDA0002724413350000071
该机构还包括多个盘盒，尺盒罩设于每一卷制的延伸带102外，并与壳体固定，所述盘盒的厚度与延伸带102的宽度相匹配，所述延伸带102的前端伸出盘盒外。盘盒的设置可对延伸带102在宽度方向上进行限位，保证延伸带102回收后整齐盘绕。
另外，关于多条延伸带102的连接方式，除了本公开的拉链连接方式外，还可采用纽扣的连接方式。
以上仅是本发明的较佳实施例，任何人根据本发明的内容对本发明作出的些许的简单修改、变形及等同替换均落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种可控式延伸机构，其特征在于，包括：
壳体；
至少三根轴体(101)，呈正多边形布置，并连接于壳体内；
多条延伸带(102)，由金属材质制得，分别卷绕设于每一轴体(101)周圈上，每一所述延伸带(102)的两侧边上间距设有多个咬合齿(104)，两条延伸带(102)上相邻边上的咬合齿(104)相互交错排列并能够相互咬合，多条延伸带(102)能够咬合连接形成一正多棱柱体的延伸臂(100)，所述延伸臂(100)能够从壳体内伸出；
张紧部(103)，用于使延伸带(102)在延伸或回收的过程中保证张紧力；
咬合器(200)，固定于壳体上，所述延伸带(102)的前端始终穿过咬合器(200)，用于帮助多条延伸带(102)间相互咬合；以及
驱动机构，用于驱动延伸臂(100)延伸或回收。
2.根据权利要求1所述的延伸机构，其特征在于，
所述轴体(101)与壳体固定；
所述张紧部(103)包括套设于轴体(101)上的尺簧，所述尺簧置于延伸带(102)内侧，其两端分别与轴体(101)和延伸带(102)内圈固定。
3.根据权利要求1所述的延伸机构，其特征在于，所述咬合器(200)包括：
导向块，位于延伸臂(100)的中心，于导向块上开设有呈多边形布置的多条通道(201)，每一通道(201)能够使一条延伸带(102)通过，所述通道(201)呈出口端向导向块轴心靠拢的楔形，多条通道(201)的出口端围构成与延伸臂(100)相匹配的形状，以促进延伸带(102)间相互咬合。
4.根据权利要求1所述的延伸机构，其特征在于，所述咬合器(200)上具有位于延伸臂(100)内的通孔。
5.根据权利要求1所述的延伸机构，其特征在于，所述驱动机构包括：
至少一齿条(301)，设于一条延伸带(102)上；
至少一齿轮(302)，与一齿条(301)啮合传动；及
驱动部(303)，用于驱动齿轮(302)旋转。
6.根据权利要求5所述的延伸机构，其特征在于，至少一齿轮(302)设于导向块上，于导向块上开设有容置该齿轮(302)的缺口，使该齿轮(302)与通道(201)内的齿条(301)相啮合。
7.根据权利要求1所述的延伸机构，其特征在于，所述咬合齿(104)包括：
限位部(1041)，位于咬合齿(104)的最外端；及
于延伸带(102)和限位部(1041)之间形成的一窄径的颈部；
相邻的两所述咬合齿(104)间于颈部之间形成有一齿槽(105)，所述齿槽(105)的宽度与颈部相匹配。
8.根据权利要求7所述的延伸机构，其特征在于，所述限位部(1041)的侧面为楔形面。
9.根据权利要求1所述的延伸机构，其特征在于，所述咬合齿(104)与延伸带(102)为一体成型制得。
10.根据权利要求1所述的延伸机构，其特征在于，所述延伸臂(100)能够呈弧线延伸，其中
延伸带(102)具有与延伸臂(100)的延伸方向相匹配的弧度；
延伸带(102)内、外缘上相邻的两咬合齿(104)的齿距关系为：
Figure FDA0002724413340000031
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