CN113272122A - 螺旋带组件、使用方法及其套件 - Google Patents

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Abstract

本文公开了一种用于组装组装螺旋带的组件、组装方法和套件，组装螺旋带安装在由装置的连续机械约束限定的安装空间内，其中组装螺旋带包括具有两个不同端部的柔性螺旋带，使得组装压缩柔性螺旋带形成穿过安装空间的单一连续环形驱动带。

Description

螺旋带组件、使用方法及其套件
技术领域
本发明总体涉及一种带驱动系统，其可与具有结构约束的机器结合使用，该结构约束阻止将连续环形带安装在完全或部分位于结构约束范围内的链轮、滑轮或者其它机器部件上。这种结构约束的一示例是通常所说的“受限管(confined tube)”
背景技术
用于某些车辆和其他机器的常规传动系包括在第一链轮(有时也称为“链轮齿轮”或“滑轮”)和类似的尽管有时直径不同的第二链轮之间提供动力的驱动链。常规布置的驱动链由多个互连的金属链节形成，金属链节的中心具有开口，使得当驱动链绕着链轮经过并且链轮旋转时，围绕第一链轮的周边周向布置的齿和围绕第二链轮的周边周向布置的齿接合并装配到驱动链的链节内的开口中。导致第一链轮旋转的扭转力的施加将通过驱动链从旋转的第一链轮传递到第二链轮。在现有技术中，利用驱动链和两个链轮将扭力从一个链轮传递到另一个链轮的这种常规传动系的操作是众所周知的。
最近，各种带驱动系统已被用作常规传动系及其金属驱动链的替代。这些带驱动系统使用连续环形驱动带，其包括位于驱动带内表面上的多个纵向间隔开的带齿(有时称为凸耳)，这些带齿由多个横向齿接合，这些横向齿周向布置在第一链轮的外周上和相应的第二链轮上。授予Lumpkin的美国专利号8136827和授予Cody的美国专利号10088020公开了两种这样的带驱动系统。现有技术带传动系统，比如Lumpkin和Cody的专利所描述的那些，共同使用连续环形带，其由连续单片橡胶或单片聚合材料制成，或者由连续的单片复合材料结构制成，而不是传统金属驱动链的互连金属链节。驱动带的连续性意味着它不能像由互连链节构成的金属链那样被分离和后来重新连接。换句话说，带驱动系统的驱动带是连续的，没有可分离的链节或可分离的部分来提供有意的分离和重新连接。
与使用金属链的常规传动系装置相比，带驱动系统具有许多优点。然而，当使用者试图将驱动带安装到机器的两个链轮上时，会遇到使用带驱动系统而不是带有金属链的常规传动系的一个缺点，在该机器中，其中一个链轮物理上位于或部分位于结构约束内，该结构约束沿其周边没有开口，连续驱动带的主体可以穿过该开口，并且另一个链轮位于该同一结构约束的外侧。为了将连续驱动带安装到这种系统中的两个链轮上，使用者被迫或者通过结构约束形成机械开口，使得连续驱动带的主体可以穿过该开口，然后安装到位于约束边界内的链轮上，或者使用者必须切开驱动带本身，使得它不再是环形或连续的，并且使得驱动带的新形成的端部可被拧入由链轮位于其中的结构约束限定的空间中，用于安装到该链轮上，随后驱动带的端部以某种方式重新连接。通常，安装驱动带的这些替代方案都不理想，因为在机器的结构约束中产生机械开口会削弱或负面地损害机器的整体强度和结构完整性，而切割驱动带会破坏或严重损害驱动带的完整性和机械性能，因为它破坏了制造驱动带的材料的环形连续性质。
当使用者面临通常被称为“受限管”的结构约束时，这种挑战会加剧。在这种情况下，传动系必须延伸穿过狭窄的开口，并穿过有意放置的管结构(比如人员手指防护装置)，或者穿过由相邻结构和机械元件形成的近似管状的受限空间。在这种受限管情况下，通常无法使用连续驱动带，因为安装起来极其困难，甚至是不可能的。在本文中，当申请人提到“由连续机械约束限定的安装空间”时，该短语既指受限管情况，也指带必须安装到机器的两个链轮上的任何其他情况，在该机器中，其中一个链轮物理上位于或部分位于结构约束内，该结构约束沿其周边没有开口，连续驱动带的主体可以穿过该开口，并且另一个链轮位于该同一结构约束的外侧。
某些分段的、拼接的或缠绕的带系统在现有技术中是已知的，特别是授予马什(“Marsh”)的美国专利号4541823、授予汤姆林森(“Tomlinson”)的美国专利号3744095和Veer Cycle的市售“分离带”。每个都有缺点和不足，包括接头中的弱点、由于施加在销或接头上的剪切载荷而导致的强度和/或可靠性差、由于通过熔化、胶合或使用切入带材料中的倒钩联接器来永久固定销而不能在现场分离、定制或修改以及这些现有技术装置中的每个都不能提供对施加在有限数量的联接销上的剪切力的缓解，从而导致销或销附近的带可能失效。
所需要的是一种将环形连续柔性驱动带安装到机器的链轮上的方法，在该机器中，其中一个链轮物理地位于结构约束的边界内，而不会机械地改变结构约束或以破坏或负面影响其物理完整性或机械性能的方式分离环形连续驱动带。此外，所需要的是一种环形连续柔性驱动带，其构造成避免在带接头或任何少量的销或连接器上施加不适当的剪切力。
发明内容
本螺旋带组件的各种实施例具有多个特征，其中没有一个单独的特征仅对其期望的属性负责。在不限制由所附权利要求表达的本实施例的范围的情况下，现在将简要讨论它们更突出的特征。在考虑了该讨论之后，特别是在阅读了题为“具体实施方式”的部分之后，人们将理解本实施例的特征如何解决背景技术中讨论的问题并提供本文描述的优点。
在第一方面，一种安装在由装置的连续机械约束限定的安装空间内的组装螺旋带，其中组装螺旋带包括：具有两个不同端部的柔性螺旋带，该柔性螺旋带还包括固定在螺旋带的第一平面表面上的多个带齿；其中柔性螺旋带的多个带齿的至少子集每个都被延伸穿过相应带齿的通孔刺穿；其中柔性螺旋带具有足够的长度，使得当柔性螺旋带安装在预定安装空间内时，柔性螺旋带自身重叠至少一圈，使得多个通孔中的每个与至少一个其它通孔横向对齐；以及多个横向压缩装置，其中每个装配成穿过带齿的多个通孔之一，并进一步穿过至少一个横向对齐通孔，其中每个相应的横向压缩装置在大致横向于柔性螺旋带长度的方向上在柔性螺旋带上产生压缩力，使得组装压缩柔性螺旋带形成穿过安装空间的单个连续环形驱动带。
在第一方面的一实施例中，多个横向压缩装置中的至少一个包括：外螺纹螺栓，具有头部且还具有最大直径足以穿过通孔的轴；内直径足以接合外螺纹螺栓的螺纹的内螺纹螺母；并且其中内螺纹螺母与外螺纹螺栓接合，使得螺母和头部产生压缩力。
在第一方面的另一实施例中，外螺纹螺栓具有六角头部。
在第一方面的另一实施例中，外螺纹螺栓具有带有内六角扳手凹陷的头部。
在第一方面的另一实施例中，多个横向压缩装置中的至少一个包括：销，其包括销头部和轴，其中轴包括直径足以穿过通孔的光滑外部套筒；其中光滑外部套筒还包括内部纵向通道；固定螺栓，其包括螺栓头部和外螺纹轴，该外螺纹轴的直径足以使得固定螺栓的外螺纹轴能够螺纹接合销的光滑外部套筒的内部纵向通道；并且其中固定螺栓外螺纹轴与内部纵向通道接合，使得螺栓头部和销头部产生压缩力。
在第一方面的另一实施例中，固定螺栓的外螺纹轴还通过螺纹锁定粘合剂固定到内部纵向通道。
在第一方面的另一实施例中，多个横向压缩装置中的至少一个包括：有头倒钩销，其具有头部和轴，其中轴的远端具有至少一个倒钩；帽螺母，其是具有至少一个内部非螺纹环形凹槽或凹口的螺母，凹槽或凹口构造成用于与有头倒钩销的至少一个倒钩接合，从而将帽螺母卡扣到有头倒钩销的远端上；并且其中帽螺母接合到至少一个倒钩，使得帽螺母和头部产生压缩力。
在第一方面的另一实施例中，轴和至少一个倒钩的直径和长度使得当接合在通孔中以在横向方向上压缩柔性螺旋带时，至少一个倒钩不会在柔性螺旋带的长度的纵向方向上切割柔性螺旋带或以其他方式对其施加压力。
在第一方面的另一实施例中，有头倒钩销由金属制成。
在第一方面的另一实施例中，有头倒钩销由塑料制成，比如尼龙、聚对苯二甲酸乙二醇酯(“PET”)、聚丙烯、聚氯乙烯(“PVC”)或任何其他适度硬的塑料。
在第一方面的另一实施例中，多个横向压缩装置中的至少一个包括缝钉夹，缝钉夹具有横向臂，一对压缩臂从该横向臂在其任一侧延伸，其中每个压缩臂向内偏压，并且其中每个压缩臂具有相对棘爪，该相对棘爪构造成与通孔接合，使得当夹与对齐通孔接合时，每个相对棘爪接合到柔性螺旋带的一侧上的通孔，并且压缩臂通过接合在对齐通孔处的相对棘爪将横向压缩力传递到柔性螺旋带。
在第一方面的另一实施例中，多个横向压缩装置中的至少一个包括系紧装置方案，其具有系带，其穿过对齐通孔系紧，并进一步缠绕在柔性螺旋带的外部平面侧，然后进一步穿过相邻一组对齐通孔系紧；其中系带被拉紧，使得系带将横向压缩力传递到柔性螺旋带。
在第一方面的另一实施例中，系带由凯夫拉尔制成。
在第一方面的另一实施例中，系带由金属链节制成。
在第一方面的另一实施例中，系带由金属丝制成。
在第一方面的另一实施例中，多个横向压缩装置中的至少一个包括系紧装置方案，其具有系带，其穿过对齐通孔系紧，并且与柔性螺旋带的外边缘接触，但不与柔性螺旋带的外部平面侧接触，使得当系带被拉紧时，系带将横向压缩力传递到柔性螺旋带。
在第一方面的另一实施例中，每隔一个带齿有一个通孔。
在第一方面的另一实施例中，每三个带齿有一个通孔。
在第一方面的另一实施例中，柔性螺旋带具有至少一股嵌入的凯夫拉尔纤维。
在第一方面的另一实施例中，柔性螺旋带具有至少一股嵌入的碳纤维。
在第一方面的另一实施例中，柔性螺旋带具有至少一股嵌入的尼龙纤维。
在第一方面的另一实施例中，柔性螺旋带具有至少一股嵌入的金属丝。
在第一方面的另一实施例中，带在组装时没有将柔性螺旋带熔化或粘合到自身。
在第一方面的另一实施例中，带在组装时没有任何倒钩联接器直接接合柔性螺旋带。
在第一方面的另一实施例中，柔性螺旋带具有宽度，并且组装螺旋带具有环绕在自身上的柔性螺旋带，使得对于组装螺旋带的整个长度而言柔性螺旋带的至少三个宽度彼此相邻。
在第一方面的另一实施例中，柔性螺旋带具有8cm和1000cm之间的宽度，以及在该限定范围内的任何子集范围。
在第一方面的另一实施例中，横向压缩装置可以在不损坏柔性螺旋带的情况下被移除。
在第一方面的另一实施例中，柔性螺旋带在柔性螺旋带的第二平面表面上具有凹槽，用于与带张紧器接合。
在第一方面的另一实施例中，由至少一个横向压缩装置施加的横向压缩力为至少3磅每平方英寸。
在第二方面，提供了一种用于将螺旋带组件安装在由装置的连续机械约束限定的安装空间内的方法，并且该方法包括：选择具有两个不同端部的柔性螺旋带，该柔性螺旋带还包括固定在螺旋带的第一平面表面上的多个带齿，并且其中柔性螺旋带的多个带齿每个都被延伸穿过相应带齿的通孔刺穿，并且其中柔性螺旋带具有足够的长度，使得当柔性螺旋带安装在预定安装空间内时，柔性螺旋带自身重叠至少一圈，使得多个通孔中的每个将与至少一个其它通孔横向对齐；选择多个横向压缩装置，其中每个可以装配成穿过带齿的多个通孔之一，并进一步穿过至少一个横向对齐通孔；以及将多个横向压缩装置与柔性螺旋带接合，使得每个相应的横向压缩装置在与相应的通孔和相应的横向对齐通孔接合时在大致横向于柔性螺旋带长度的方向上在柔性螺旋带上产生压缩力，使得压缩的柔性螺旋带形成穿过安装空间的单一连续环形驱动带。
在第二方面的一实施例中，多个横向压缩装置中的至少一个包括：外螺纹螺栓，具有头部且还具有最大直径足以穿过通孔的轴；内直径足以接合外螺纹螺栓的螺纹的内螺纹螺母；并且其中内螺纹螺母与外螺纹螺栓接合，使得螺母和头部产生压缩力。
在第二方面的另一实施例中，外螺纹螺栓具有六角头部。
在第二方面的另一实施例中，外螺纹螺栓具有带有内六角扳手凹陷的头部。
在第二方面的另一实施例中，多个横向压缩装置中的至少一个包括：销，其包括销头部和轴，其中轴包括直径足以穿过通孔的光滑外部套筒；其中光滑外部套筒还包括内部纵向通道；以及固定螺栓，其包括螺栓头部和外螺纹轴，该外螺纹轴的直径足以使得固定螺栓的外螺纹轴能够螺纹接合销的光滑外部套筒的内部纵向通道；并且其中固定螺栓外螺纹轴与内部纵向通道接合，使得螺栓头部和销头部产生压缩力。
在第二方面的另一实施例中，固定螺栓的外螺纹轴还通过螺纹锁定粘合剂固定到内部纵向通道。
在第二方面的另一实施例中，多个横向压缩装置中的至少一个包括：有头倒钩销，其包括头部和轴，其中轴的远端包括至少一个倒钩；帽螺母，其是具有至少一个内部非螺纹环形凹槽或凹口的螺母，凹槽或凹口构造成用于与有头倒钩销的至少一个倒钩接合，从而将帽螺母卡扣到有头倒钩销的远端上；并且其中帽螺母接合到至少一个倒钩，使得帽螺母和头部产生压缩力。
在第二方面的另一实施例中，轴和至少一个倒钩的直径和长度使得当接合在通孔中以在横向方向上压缩柔性螺旋带时，至少一个倒钩不会在柔性螺旋带的长度的纵向方向上切割柔性螺旋带或以其他方式对其施加压力。
在第二方面的另一实施例中，有头倒钩销由金属构成。
在第二方面的另一实施例中，有头倒钩销由塑料构成。
在第二方面的另一实施例中，多个横向压缩装置中的至少一个包括缝钉夹，缝钉夹包括横向臂，压缩臂从该横向臂在其任一侧延伸，其中每个压缩臂向内偏压，并且其中每个压缩臂具有相对棘爪，该相对棘爪构造成与通孔接合，使得当夹与对齐通孔接合时，每个相对棘爪接合到柔性螺旋带的一侧上的通孔，并且压缩臂通过接合在对齐通孔处的相对棘爪将横向压缩力传递到柔性螺旋带。
在第二方面的另一实施例中，多个横向压缩装置中的至少一个包括系紧装置方案，其具有系带，其穿过对齐通孔系紧，并进一步缠绕在柔性螺旋带的外部平面侧，然后进一步穿过相邻一组对齐通孔系紧；并且其中系带被拉紧，使得系带将横向压缩力施加到柔性螺旋带。
在第二方面的另一实施例中，系带由凯夫拉尔构成。
在第二方面的另一实施例中，多个横向压缩装置中的至少一个包括系紧装置方案，其具有系带，其穿过对齐通孔系紧，并且与柔性螺旋带的外边缘接触，但不与柔性螺旋带的外部平面侧接触，其中系带被拉紧，使得系带将横向压缩力施加到柔性螺旋带。
在第二方面的另一实施例中，每隔一个带齿有一个通孔。
在第二方面的另一实施例中，每三个带齿有一个通孔。
在第二方面的另一实施例中，柔性螺旋带具有至少一股嵌入的凯夫拉尔纤维。
在第二方面的另一实施例中，柔性螺旋带具有至少一股嵌入的碳纤维。
在第二方面的另一实施例中，柔性螺旋带具有至少一股嵌入的尼龙纤维。
在第二方面的另一实施例中，柔性螺旋带还包括至少一股嵌入的金属丝。
在第二方面的另一实施例中，带在组装时没有将柔性螺旋带熔化或粘合到自身。
在第二方面的另一实施例中，带在组装时没有任何倒钩联接器直接接合柔性螺旋带。
在第二方面的另一实施例中，柔性螺旋带具有宽度，并且组装螺旋带具有环绕在自身上的柔性螺旋带，使得对于组装螺旋带的整个长度而言柔性螺旋带的至少三个宽度彼此相邻。
在第二方面的另一实施例中，柔性螺旋带的宽度在8cm和1000cm之间。
在第二方面的另一实施例中，横向压缩装置可以在不损坏柔性螺旋带的情况下被移除。
在第二方面的另一实施例中，柔性螺旋带在柔性螺旋带的第二平面表面上具有凹槽，用于与带张紧器接合。
在第三方面，提供了一种用于制造螺旋带组件的套件，该螺旋带组件可以安装在由装置的连续机械约束限定的安装空间内，并且该套件包括：具有两个不同端部的柔性螺旋带，该柔性螺旋带还包括固定在螺旋带的第一平面表面上的多个带齿；其中柔性螺旋带的多个带齿每个都被延伸穿过相应带齿的通孔刺穿；其中柔性螺旋带具有足够的长度，使得当柔性螺旋带安装在预定安装空间内时，柔性螺旋带将自身重叠至少一圈，使得多个通孔中的每个将与至少一个其它通孔横向对齐；以及多个横向压缩装置，其中每个可以装配成穿过带齿的多个通孔之一，并进一步穿过至少一个横向对齐通孔，其中每个相应的横向压缩装置在与相应的通孔和相应的横向对齐通孔接合时将在大致横向于柔性螺旋带长度的方向上在柔性螺旋带上产生压缩力。
在第三方面的一实施例中，多个横向压缩装置中的至少一个包括：外螺纹螺栓，具有最大直径足以穿过通孔的轴；以及内直径足以接合外螺纹螺栓的螺纹的内螺纹螺母。
在第三方面的另一实施例中，外螺纹螺栓具有六角头部。
在第三方面的另一实施例中，外螺纹螺栓具有带有内六角扳手凹陷的头部。
在第三方面的另一实施例中，多个横向压缩装置中的至少一个包括：销，其具有头部和轴，其中轴包括直径足以穿过通孔的光滑外部套筒；其中光滑外部套筒还包括内部纵向通道；以及固定螺栓，其包括头部和外螺纹轴，该外螺纹轴的直径足以使得固定螺栓的外螺纹轴能够螺纹接合销的光滑外部套筒的内部纵向通道。
在第三方面的另一实施例中，固定螺栓的外螺纹轴还通过螺纹锁定粘合剂固定到内部纵向通道。
在第三方面的另一实施例中，多个横向压缩装置中的至少一个包括：有头倒钩销，其包括头部和轴，其中轴的远端包括至少一个倒钩；以及帽螺母，其是具有至少一个内部非螺纹环形凹槽或凹口的螺母，凹槽或凹口构造成用于与有头倒钩销的至少一个倒钩接合，从而将帽螺母卡扣到有头倒钩销的远端上。
在第三方面的另一实施例中，轴和至少一个倒钩的直径和长度使得当接合在通孔中以在横向方向上压缩柔性螺旋带时，至少一个倒钩不会在柔性螺旋带的长度的纵向方向上切割柔性螺旋带或以其他方式对其施加压力。
在第三方面的另一实施例中，有头倒钩销由金属制成。
在第三方面的另一实施例中，有头倒钩销由塑料制成。
在第三方面的另一实施例中，多个横向压缩装置中的至少一个包括缝钉夹，该缝钉夹具有横向臂，压缩臂从该横向臂在其任一侧延伸，其中每个压缩臂向内偏压，并且其中每个压缩臂具有相对棘爪，该相对棘爪构造成与通孔接合，使得当夹与对齐通孔接合时，每个相对棘爪接合到柔性螺旋带的一侧上的通孔，并且压缩臂通过接合在对齐通孔处的相对棘爪将横向压缩力传递到柔性螺旋带。
在第三方面的另一实施例中，多个横向压缩装置中的至少一个包括系紧装置方案，其包括系带，其穿过对齐通孔系紧，并进一步缠绕在柔性螺旋带的外部平面侧，然后进一步穿过相邻一组对齐通孔系紧；其中系带被拉紧，使得系带将横向压缩力施加到柔性螺旋带。
在第三方面的另一实施例中，系带由凯夫拉尔构成。
在第三方面的另一实施例中，多个横向压缩装置中的至少一个包括系紧装置方案，其包括系带，其穿过对齐通孔系紧，并且与柔性螺旋带的外边缘接触，但不与柔性螺旋带的外部平面侧接触；其中系带被拉紧，使得系带将横向压缩力施加到柔性螺旋带。
在第三方面的另一实施例中，每隔一个带齿有一个通孔。
在第三方面的另一实施例中，每三个带齿有一个通孔。
在第三方面的另一实施例中，柔性螺旋带具有至少一股嵌入的凯夫拉尔纤维。
在第三方面的另一实施例中，柔性螺旋带具有至少一股嵌入的碳纤维。
在第三方面的另一实施例中，柔性螺旋带具有至少一股嵌入的尼龙纤维。
在第三方面的另一实施例中，柔性螺旋带具有至少一股嵌入的金属丝。
在第三方面的另一实施例中，带在组装时没有将柔性螺旋带熔化或粘合到自身。
在第三方面的另一实施例中，带在组装时没有任何倒钩联接器直接接合柔性螺旋带。
在第三方面的另一实施例中，柔性螺旋带具有宽度，并且组装螺旋带具有环绕在自身上的柔性螺旋带，使得对于组装螺旋带的整个长度而言柔性螺旋带的至少三个宽度彼此相邻。
在第三方面的另一实施例中，柔性螺旋带的宽度在8cm和1000cm之间。
在第三方面的另一实施例中，横向压缩装置可以在不损坏柔性螺旋带的情况下被移除。
在第三方面的另一实施例中，柔性螺旋带在柔性螺旋带的第二平面表面上具有凹槽，用于与带张紧器接合。
在第四方面，一种组装螺旋带，其安装在由装置的连续机械约束限定的安装空间内，其中组装螺旋带包括：具有两个不同端部的柔性螺旋带，该柔性螺旋带还包括固定在螺旋带的第一平面表面上的多个带齿；其中柔性螺旋带的多个带齿的至少子集每个都在相应带齿的第一侧上具有带齿凹口；其中柔性螺旋带具有足够的长度，使得当柔性螺旋带安装在预定安装空间内时，柔性螺旋带自身重叠至少一圈，使得每个带齿凹口与至少一个其它带齿凹口横向对齐；以及多个横向压缩装置，其中每个装配成接合带齿的多个带齿凹口之一，其中每个相应的横向压缩装置在大致横向于柔性螺旋带长度的方向上在柔性螺旋带上产生压缩力，使得组装压缩柔性螺旋带形成穿过安装空间的单个连续环形驱动带。
此外，本文公开的某些实施例包括连续环形螺旋带组件，其可由单个连续但非环形螺旋带形成，该螺旋带可围绕机器的两个链轮以螺旋图案缠绕多次，在该机器中其中一个链轮位于或部分位于由结构约束限定的有界空间内，该结构约束在其外周上没有开口，另一个链轮位于结构约束的外周之外。螺旋带将以螺旋方式缠绕在两个链轮的外周上并在两个链轮之间来回缠绕，从而以类似但不同于上述专利中讨论的已知带驱动系统的驱动带的方式连接两个链轮。螺旋带将围绕每个链轮的外周缠绕，使得设置在螺旋带的内表面上的一些带齿将与周向设置在每个链轮的外周上的大多数齿接合。
带驱动组件的初始组装包括将螺旋带接合地缠绕在第一链轮的外周上，将螺旋带的端部拧入由结构约束限定的空间中，在该空间中，带接合地缠绕在位于该空间中的第二链轮的外周上，将螺旋带的端部绕过结构约束的外周并返回到第一链轮，其中包括围绕链轮缠绕螺旋带并穿过和围绕由结构约束限定的空间的该缠绕顺序将以相同的方式重复至少一次，优选两次或更多次，以形成螺旋带的多个环。螺旋带在两个链轮上的该螺旋缠绕以及螺旋带的端部拧入并随后围绕结构约束的外周的中间步骤是可能的，因为螺旋带在带驱动组件的最终组装之前具有两个不同的端部，并且还因为螺旋带的宽度小于两个链轮的横向定位齿的宽度。螺旋带还包括多个均匀间隔的带齿，这些带齿从缠绕在两个链轮上的带环的内侧突出，使得多个环的带齿和链轮的横向齿将以类似于前面针对带驱动系统描述的方式相互接合。
螺旋带的每个带齿设置有通孔，该通孔横向穿过带齿的宽度，并且具有装配压缩销的直径，该压缩销可以穿过带齿的通孔插入，并且在组装螺旋带组件时由保持夹固定。当螺旋带围绕两个链轮螺旋缠绕并中间穿过和围绕结构约束的外周多次以形成多个环时，其中螺旋带的带齿与链轮的大部分齿接合，并且链轮横向定位的齿的宽度的大部分优选全部由此与带齿进行齿接合，然后螺旋带的环可被带到一起并在它们的边缘处对齐，并使用多个压缩销固定在一起，压缩销插入穿过带齿的多个通孔，然后通过保持夹固定就位，以完成螺旋带组件的组装。可以理解，螺旋带的多个环将通常需要围绕两个链轮的两个外周定位并拉紧，使得螺旋带的每个环的带齿内的通孔将与螺旋带的至少一个且优选两个相邻环上的带齿的通孔同心对齐，并且使得每个带齿将与相邻带环的至少一个带齿成对，尽管优选的是至少三个带齿，每个是独立螺旋环的构件，将彼此对齐，其中它们的通孔同心对齐。以这种方式，多个压缩销然后可以插入通过多个环的带齿中的多个同心定位的通孔，然后使用保持夹钉合就位，以便牢固地将多个带环拉到一起，并完成链轮上的螺旋带组件，使得它现在可以用作环形连续驱动带。参考附图和下面对每个附图的描述，可以更全面地理解螺旋带组件及其在具有结构约束的机器上的组装方法。
附图说明
在下面的描述中，在整个说明书和附图中，相同的部分或步骤分别用相同的数字标记。附图不一定按比例绘制，并且为了清楚和简明起见，某些附图可能以夸大或概括的形式示出。然而，当结合附图阅读时，通过参考以下说明性实施例的详细描述，将最好地理解本公开本身以及优选的使用模式、其进一步的目的和优点，其中：
图1(现有技术)示意性地示出了现有技术的透视图，即常规连续柔性齿形带与具有带有开口的约束的系统结合使用，该开口允许使用连续带；
图2(现有技术)示出了图1的现有技术带的放大截面；
图3示意性地示出了本文公开的螺旋带组件的实施例的分解透视图，该螺旋带组件安装在约束位置，其否则会妨碍常规连续带的使用；
图4示意性地示出了本文公开的螺旋带组件的组装实施例的透视图，该螺旋带组件安装在约束位置，其否则会妨碍常规连续带的使用；
图5示出了图4的螺旋带组件的放大截面；
图6(现有技术)示出了现有技术自行车的侧视图，以示出标准的“三三角”自行车结构，并示出试图在标准三三角结构自行车的传动系上使用连续带组件所固有的缺点和挑战；
图7是示出横向压缩装置的螺纹螺栓实施例的特写透视前侧装配图；
图8是示出图7的横向压缩装置的螺纹螺栓实施例的特写透视后侧装配图；
图9是示出图7的螺纹螺栓和配套螺母的特写侧视装配图；
图10是示出横向压缩装置的光滑套筒销实施例的特写透视前侧装配图；
图11是示出图10的横向压缩装置的光滑套筒销实施例的特写透视后侧装配图；
图12是示出图10的光滑套筒销螺栓和配套固定螺栓的特写侧视图组装图；
图13是示出横向压缩装置的有头倒钩销实施例的特写透视前侧装配图；
图14是示出图13的横向压缩装置的有头倒钩销实施例的特写透视后侧装配图；
图15是示出图13的有头倒钩销和配套帽螺母的特写侧视装配图；
图16是示出横向压缩装置的缝钉夹实施例的特写透视前侧装配图；
图17是示出图16的有头倒钩销和配套帽螺母的特写侧视装配图；
图18是示出横向压缩装置的系紧装置方案的特写透视前侧装配图，其中系带缠绕在组装螺旋带的第二平面表面上；
图19是示出图18的横向压缩装置的系带系紧装置方案的特写俯视装配图；
图20是示出横向压缩装置的系紧装置方案的透视前侧装配图，其中系带没有缠绕在组装螺旋带的第二平面表面上，而是替代地缠绕在组装螺旋带的每一侧的外侧；
图21是示出图20的横向压缩装置的系带系紧装置方案的特写俯视装配图；以及
图22是示出在受限管情况下使用的本文所述的组装柔性螺旋带的实施例的透视前侧图，其中钢丝圈/带张紧器向带施加张力。
具体实施方式
本实施例公开并描述了组装连续柔性螺旋驱动带、组装驱动带的方法以及用于组装驱动带的部件套件。本文公开的实施例旨在是指导性的，而不是限制权利要求的范围，除非具体阐述。
图1和图2示出了在现有技术中以前如何克服将现有技术的环形连续驱动带30安装到具有结构约束40的机器上的困难。如图1所示，在驱动带30已经用于机器的结构约束40阻止驱动带30安装到机器上或机器内的情况下，一种现有技术解决方案是简单地切割穿过结构约束40的物理开口42，然后使用该物理开口42将驱动带30的主体穿过开口42滑入由结构约束40限定的安装空间46中，在该安装空间46中，驱动带30可以安装到机器的其他部件，比如链轮(未示出)。换句话说，现有技术的包括位于其内表面上的多个带齿32的连续环形柔性驱动带30简单地穿过物理开口42(其被切割穿过机器的结构约束40)，使得驱动带30可以安装到位于由结构约束40限定的安装空间46内的部件(未示出)。虽然在结构约束40中切割物理开口42解决了在安装空间46内定位驱动带32而不切割或机械分离连续驱动带32的问题，但切割穿过结构约束40的物理开口42是对机器的物理改变，这可能对整个机器的结构完整性和机械强度造成显著损害。
图3是本申请公开的螺旋带组件100的实施例的分解透视图。图3示出了在将螺旋带组件100安装到机器上的过程中可能出现的螺旋带组件100，该机器至少部分地包括在其周边没有开口的结构约束48，其限定了内部安装空间46。如图3所示，螺旋带组件100包括具有两个端部52的柔性连续螺旋带50，螺旋带50还包括多个带齿55，每个带齿55还包括横向穿过带齿55主体的通孔54。应当理解，不是每个带齿55都必须具有通孔54。在一些未示出的实施例中，每隔一个带齿55或每三个带齿55有一个通孔54。多个带齿55位于螺旋带50的内平面表面上。在将螺旋带组件100安装到具有结构约束48的机器上或机器内的过程中，其中螺旋带50必须安装到机器的部件，比如位于由结构约束48限定的安装空间46内的链轮(未示出)，螺旋带50的其中一个端部52插入并穿过安装空间46，使得螺旋带50可以缠绕在位于安装空间46内的部件比如链轮(未示出)上，然后端部52可以环绕在结构约束48的外周上。螺旋带50的端部52可以穿过安装空间46所需的次数，使得在组装过程中，当螺旋带50反复穿过安装空间46并围绕结构约束48的外周缠绕时，形成螺旋带50的多个环101。在任何情况下，必须制成至少一个环101，使得每个通孔54与至少一个其他通孔54相邻。也就是说，不同数量的环101可以用于不同的应用，以便提供组装带100的期望抗拉强度，并且提供组装带的期望宽度，每个环都与组装带100将接合的链轮相关。在一些实施例中，两个环、三个环、四个环或五个环可能是有益的。还应当理解，螺旋带50可以具有嵌入带中的增强纵向纤维股，比如一股或多股凯夫拉尔纤维、碳纤维、尼龙纤维或金属丝。这些加强股优选纵向或接近纵向定向，使得在螺旋带50的制造过程中，它们不被切割，或至少不被切割成短长度，也不通过带齿通孔的形成。螺旋带50的多个环101放在一起，使得环101的边缘彼此邻接，并且多个环101上的带齿55对齐，使得通孔对齐，然后多个横向压缩装置(在该实施例中是压缩销56)与保持夹58一起用于提供螺旋带50的多个环101的横向压缩，即通常在横向于螺旋带50的长度的方向上压缩带。
这种横向压缩用于将螺旋带50的多个环101相对于彼此保持在固定位置，并因此导致组装带100像单个连续驱动带一样机械地起作用。
此外，重要的是，横向压缩装置用于防止或减少施加在现有技术“拼接”型带和具有通过使用销连接的多个段的现有技术“分段”型带以及或胶合在一起、熔化在一起或通过切入带材料的倒钩联接器连接的马什带的销和通孔的剪切力。在这些现有技术类型带中，当拉力通过链轮的操作施加在带上时，剪切力施加在现有技术销和/或形成用于现有技术销的孔的现有技术带的部分上。在马什带中(Marsh belt)，剪切力施加在胶/熔粘合线上，和/或在倒钩联接器和周围带上。这种剪切力会导致磨损，并被认为会导致这些现有技术带的拼接或分段结合处的带失效。在一些情况下，现有技术带失效是现有技术销失效的结果，而在其他现有技术带设计中，失效是现有技术带在孔处撕裂的结果，或者是由施加在销和/或周围带材料上的剪切力引起的胶/熔粘合的结果。在这些现有技术系统之一中，非压缩销必须抵抗剪切载荷，增加拉伸载荷以直接和线性的方式增加了现有技术销所感受到的剪切力。本实施例避免了这种失效模式，因为横向压缩装置减少或防止剪切力施加在带的销或通孔上。增加根据本公开的系统上的拉伸载荷，并且在横向压缩装置在螺旋带的多个环上提供压缩力的情况下，不会增加每个横向压缩装置所感受到的剪切力，直到带或带齿开始失效，使得当前公开的实施例的失效模式为带本身，这与所讨论的现有技术带的连接(例如拼接或分段连接)相反。
应当理解，避免施加剪切力所需的横向压缩力的量将根据环101的数量、螺旋带50的宽度、所使用的横向压缩装置的类型、带齿与链轮齿是否正确接合、带上是否有均匀的张力或者是否存在“松弛”以及驱动链轮将施加到组装带100上的拉力的量而变化。在一些实施例中，横向压缩力约为每平方英寸三(3)磅。在其他实施例中，横向压缩力必须至少为每平方英寸3磅或更大。
回到图3，多个压缩销56穿过多个对齐带齿55的现在对齐通孔54插入，然后由多个保持夹58钉合就位。压缩销56和保持夹58由此协作以将多个环101保持在一起，使得螺旋带组件100能够安装到位于安装空间46内的机器部件，比如链轮(未示出)。应该理解的是，当安装在机器上时，螺旋带组件100由多个环101构成，这些环由多个横向压缩装置连接在一起，比如多个压缩销56和保持夹58，使得螺旋带50的连续性和机械性能不会受到任何机械分离或穿过制成其的连续柔性材料的切割的损害，但螺旋带组件100的现在连接环101能够用作连续环形驱动带，其能够安装到位于安装空间46内的机器部件(比如链轮或滑轮)上，而不会损害结构约束48或整个机器的强度或结构完整性。
图4是螺旋带组件100在将螺旋带组件100安装到机器或装置上的组装过程接近结束时的透视图，该机器或装置具有结构约束48，在其周边没有开口。如图4所示，螺旋带组件100在组装时由组装螺旋带50’构成，螺旋带50’包括多个带齿55，带齿55具有带齿55中的通孔54。现在组装的螺旋带50’的分离环(环现在在它们的邻接边缘配合在一起，因此不再容易区分)的带齿55用多个压缩销56固定在一起，压缩销56穿过对齐环101的对齐带齿55中的多个同心对齐的通孔54，其中压缩销用多个保持夹58保持就位。因此，组装螺旋带50’穿过由结构约束48限定的安装空间46，并且可以安装到位于安装空间46内的机器部件，比如链轮或滑轮(未示出)。图5是螺旋带50的放大视图，示出了其多个环101在组装过程中如何在它们的边缘处相互配合对齐，并且压缩销56插入穿过多个环101的对齐带齿55的同心对齐的通孔54，并使用多个保持夹58保持就位。
可以理解，本文公开的螺旋带组件优于现有技术带驱动系统，因为它可以安装到位于内部空间内的机器链轮或滑轮，该内部空间由在其外周没有开口的结构构件包围，因此形成了阻止安装现有技术驱动带的连续机械约束。所公开的螺旋带组件可以安装到位于结构约束内的这些部件上，而不需要机械地打开或切割穿过机器的结构约束，也不需要以会负面影响驱动带的完整性或物理强度的方式切割或机械地分离连续驱动带。
在螺旋带组件的替代实施例中，螺旋带可以从未组装螺旋带的一个端部到未组装螺旋带的另一个端部非常轻微地逐渐变细。因此，未组装螺旋带的环不会具有直线边缘以如图3和图5所示的方式抵靠，而是会具有略微倾斜的边缘，这些边缘可以在组装过程中彼此配合对齐和抵靠。因此，当从未组装螺旋带的一个松散端部到另一个松散端部检查时，替代实施例的未组装螺旋带的环将具有不同的宽度，但带的环仍以上述方式组装，其中带环的边缘和各种环的带齿彼此对齐，并且多个压缩销和保持夹用于将带齿固定在一起，以便在最终组装期间将螺旋带的多个环保持在一起。
本申请公开的螺旋带组件可用于各种机器中，这些机器依赖于带驱动系统，并且其中需要使用连续环形柔性驱动带，该驱动带必须安装到两个或更多个链轮，其中至少一个链轮位于结构约束之外，而另一链轮位于结构约束的边界内。螺旋带组件特别适用于具有三三角框架的标准自行车，其中座管、座撑和链撑形成实心三角形结构，后链轮位于该结构内。这是真的，因为具有三三角框架的自行车的刚性连接的座管、座撑和链撑的三角形结构作为结构约束来操作，该结构约束阻止现有技术驱动带安装到自行车上以连接链撑和后链轮。图6示出了自行车10的旧版本，其有助于说明试图将现有技术的连续环形驱动带安装到具有三三角框架的自行车上所固有的问题，为什么对该问题的现有技术方案本身就是问题以及螺旋带组件如何解决这些问题。
如图6所示，标准自行车10具有座管15，座管15刚性连接到叉形座撑14，叉形座撑14以远离座管15的角度向下下降到远端。叉形座撑14的远端各自刚性连接到链撑12，链撑12从座撑14的远端向前延伸到支架位置17，在支架位置17，链撑12刚性固定到座管15的底部。在具有三三角框架的自行车10的两侧，座管15、座撑14和其中一个链撑12形成刚性三角形结构。自行车10还包括链环16(链轮的一种)，其可旋转地安装在支架位置17处的其中一个链撑12的外侧。自行车10具有踏板22，踏板22在其旋转轴线处刚性固定到链环16，使得自行车骑行者可以使用踏板22以众所周知的方式转动链环16。自行车10还包括后轮11，后轮11在其旋转轴线处刚性固定到后链轮18。后轮11和后链轮18形成可旋转子组件，该子组件可旋转地安装在叉形座撑14的远端之间。
在具有三三角框架的常规自行车中，由多个金属链节构成的驱动链20可被分离并随后重新连接，以便将链环16连接到后链轮18，使得当骑车人使用踏板22向链环16施加扭矩时，驱动链20的链节被链环16的齿和后链轮18的齿接合，扭矩通过重新连接的驱动链20传递到后链轮18。这都是以众所周知的方式完成的。然而，在自行车的驱动带系统中使用挠性连续环形驱动带比使用金属驱动链20有许多优点。因此，许多骑车人更喜欢使用Lumpkin和Cody的专利中描述的这种类型的带传动系统，如果可能的话，使用具有三三角框架的标准自行车。
通过检查图6可以理解，为什么使用由Lumpkin和Cody的专利所描述的类型的环形连续柔性驱动带来将链环16与具有三三角框架的标准自行车的后链轮18连接会有问题。座管15、座撑14和链撑12形成实心三角形结构，后链轮18位于该结构内，但链环16位于该实心三角形结构外部的支架位置17处。为了将链环16与后链轮18连接，驱动带必须穿入由三角形结构限定的空间，在该空间中安装到后链轮18，然后绕着三角形结构的外周往回穿过，以便安装到链环16，因为三角形结构用作结构约束，而在其周边没有开口。在试图将现有技术驱动带安装到具有三三角框架的自行车上时遇到的困难在于，现有技术驱动带设计成保持环形和连续，并且不设计成断裂、分离或切割，从而形成具有两个独立端部的带，其中一个端部可以拧入由三角形结构限定的空间中，以安装到后链轮18。现有技术驱动带由橡胶、聚合物或复合材料制成，并且其设计成保持完整，使得驱动带的任何机械分离(比如通过引入穿过驱动带的有意横向切割)将会对驱动带的完整性产生负面影响，并且损害驱动带的强度和耐用性，即使后来试图重新连接切割的驱动带的端部。因此，切割驱动带以将其安装到具有三三角框架的自行车的现有技术方案是不可取的。
类似地，另一种现有技术方案是在驱动带中形成长v形拼接切口，其与驱动带中的长三角旗形拼接切口配合。然后将拼接粘合、钉合或缝合在一起。这种现有技术方案是作为带的直横向切割的替代方案而提供的，但它存在许多与横向切割方法相同的问题，并且在那些使用销来修补v形拼接的子实施例中还存在上述剪切力的问题。
将现有技术驱动带安装到具有三三角框架的自行车上的替代现有技术解决方案同样是不希望的。该可能方案包括穿过座管15、座撑14或链撑12切割物理开口，以便能够使驱动带的主体穿过在三角形结构中产生的物理开口，使得驱动带能够安装到自行车10的后链轮18上。然而，座管15、座撑14和链撑12设计成作为三三角形自行车框架的一部分彼此刚性固定，并且穿过三角形结构切割物理开口会降低自行车10的强度和耐用性。即使在这三个结构件之一中切割物理开口以将现有技术驱动带安装到后链轮18且随后通过焊接或以其他方式将结构构件的分离件粘回在一起来关闭该物理开口，在具有三三角框架的自行车的该结构构件中形成的接合处仍将是薄弱点，在该薄弱点处自行车框架在极端或甚至常规的使用条件下可能会失效，并且可能潜在地对骑车人造成灾难性的伤害。
可以很容易理解，螺旋带组件100优于用于与具有三三角框架的自行车10一起使用的现有技术带驱动30，因为螺旋带组件100可以安装到自行车100上，以便连接链环16和后链轮18，而不需要切割穿过任何结构构件(包括座管15、座撑14或链撑12)的物理开口，并且不需要切割或机械分离驱动带30。在此公开的螺旋带组件100避免了用于将现有技术驱动带(比如在Lumpkin和Cody的专利中描述的那些)安装到具有三三角框架的自行车上的现有技术方案中固有的问题，并且允许使用螺旋带组件100连接链环16和后链轮18，该螺旋带组件100将在其组装到自行车上之后用作自行车的连续环形驱动带，如上面关于图3-5所述。
如本文说明，许多不同的横向压缩装置可以用来在组装时在缠绕的螺旋带上产生横向压缩力。可以使用不同的横向压缩装置，这取决于带应用所需的特定压缩量、带相对于周围结构的间隙、所需的组装时间、为了调整或修理而移除压缩装置的需要、可用的工具以及组装螺旋带的使用者的预期技能水平。可以理解，许多不同的紧固件、夹和/或捆绑物可以用来提供必要的所需横向压缩。因此，尽管本文描述了横向压缩装置的多个不同实施例，但这些描述不应被理解为限制本公开或其任何等同物的范围。
参照图7-9，示出了横向压缩装置700的一实施例。具体地，螺纹螺栓702和内螺纹螺母704的组合用作横向压缩装置。外螺纹螺栓702具有头部706和轴708。轴708带有螺纹，其最大直径足以穿过带齿55的通孔54。内螺纹螺母704的内直径足以接合外螺纹螺栓702的螺纹。当内螺纹螺母704接合到外螺纹螺栓702时，螺母704和头部706在柔性螺旋带50的环101上产生压缩力。外螺纹螺栓702可具有用于该应用的任何合适形状的头部706，比如六角头部、圆头部、内六角扳手头部等，只要它能够接合螺旋带50的边缘710并提供足够的横向压缩力。此外，优选地，本文公开的横向压缩装置的大多数实施例，包括外螺纹螺栓和螺母组合，不是永久固定的，而是可移除的，以便能够调节、修理和更换螺旋带。也就是说，在固定横向压缩装置之前，通过在横向压缩装置的部件上施加螺纹锁定粘合剂(比如“Loctite”)，可以使用或产生永久固定的横向压缩装置。优选地，横向压缩装置的每个实施例(包括外螺纹螺栓和螺母组合)避免切入或损坏柔性螺旋带。
参照图10-12，示出了横向压缩装置1000的第二实施例。具体地，光滑套筒销1002和配套螺纹固定螺栓1004的组合用作横向压缩装置。
光滑套筒销1002具有销头部1006和轴1008。轴1008具有光滑外部套筒，其直径足以穿过通孔54。光滑外部套筒还具有内部纵向通道1010，其可以是螺纹的或光滑的(未示出)，并且由当被切割螺纹接合时会变形或切割的材料制成。固定螺栓1004具有螺栓头部1012和足够直径的外螺纹轴1014，使得固定螺栓1012的外螺纹轴1014能够螺纹接合销1002的光滑外部套筒的内部纵向通道1010。因此，当固定螺栓1004外螺纹轴1014与内部纵向通道1010接合时，螺栓头部1012和销头部1006在柔性螺旋带50的多个环101上产生横向压缩力。在一些实施例中，固定螺栓的外螺纹轴通过螺纹锁定粘合剂进一步固定到内部纵向通道。在其他实施例中，固定螺栓1014的螺纹切入纵向内部通道1010的侧面。销头部1006可以是用于该应用的任何合适形状的头部，例如六角头部、圆头部、内六角扳手头部等，只要它能够接合螺旋带50的边缘710并提供足够的横向压缩力即可。
参照图13-15，示出了横向压缩装置1300的第三实施例。具体而言，有头倒钩销(headed barbed pin)1302和配套帽螺母1304的组合用作横向压缩装置。有头倒钩销1302具有头部1306和轴1308。轴1308的远端1310具有至少一个倒钩。倒钩可以具有多种不同构造。例如，如图13-15所示，倒钩可以是一个或多个无螺纹环形不对称脊1312和可选的相应凹槽。倒钩也可以是更夸张的鱼钩或闩锁型设计，只要它能够与帽螺母1304或其他固定部件接合以在螺旋带50上产生必要量的横向压缩力即可。帽螺母1304具有多个内部无螺纹环形脊和凹槽1314，这些脊和凹槽构造成用于与有头倒钩销1302的至少一个倒钩1312接合，从而将帽螺母1304卡扣到有头倒钩销1302的远端1310上。当接合时，帽螺母1304和头部1306产生横向压缩力。在所示的实施例中，轴1308和至少一个倒钩1312的直径和长度使得当接合在通孔54中以在横向方向上压缩柔性螺旋带50的环101时，至少一个倒钩1312不会在柔性螺旋带50的长度的纵向方向上切割或以其他方式在柔性螺旋带50上施加压力。有头倒钩销1302可以由金属或塑料制成。例如，如本文所用，术语“塑料”是指尼龙、聚对苯二甲酸乙二醇酯(“聚酯”)、聚丙烯、聚氯乙烯(“聚氯乙烯”)、它们的复合材料或任何其他适度硬的塑料。此外，有头倒钩销1302可以由诸如碳纤维的复合材料制成。
此外，虽然未示出，但横向压缩装置可以配置为具有内部弹簧偏压的螺栓或大销，其由开口销(cotter pin)保持在适当位置，以替代本文描述的螺母。
参照图16-17，示出了横向压缩装置1600的第四实施例。具体而言，缝钉夹1602用作横向压缩装置。缝钉夹1602具有横向臂1604，压缩臂1606从其在横向臂1604的任一侧延伸。每个相对压缩臂1606被向内偏压，朝向相对压缩臂。此外，每个压缩臂1606具有构造成与通孔54接合的相对棘爪1608，使得当夹1602与对齐通孔接合时，每个相对棘爪1608接合到柔性螺旋带50一侧上的通孔54，并且相对压缩臂1606通过接合在对齐通孔54处的相对棘爪1608向柔性螺旋带50传递横向压缩力。
在缝钉夹横向压缩装置的另一替代实施例中，应理解的是，可以采用其他夹型设计。例如，可以使用通过向内拉动压缩臂的拧紧螺钉提供压缩的夹(而不是压缩臂中的预应力偏压)。
在旨在与缝钉夹横向压缩装置一起使用的螺旋带50的替代实施例中，螺旋带50可以具有多个带齿凹口(未示出)来替代其他实施例的通孔54。每个带齿凹口必须足够深，以使其能够与压缩臂1606的棘爪1608接合。
参照图18-19，示出了横向压缩装置1800的第五实施例。具体来说，系紧装置方案用作横向压缩装置。在该系紧装置方案实施例中，系带1802缠绕在组装螺旋带50的第二平面表面1804上，并穿过相邻通孔54。系带1802穿过对齐通孔54系紧，并进一步缠绕在柔性螺旋带50的外部第二平面侧1804上，然后进一步穿过相邻一组对齐通孔54系紧。当系带1802收紧时，它将横向压缩力传递到柔性螺旋带50。系带1802可以由多种不同材料制成，足以传递必要的横向压缩力并且在给定的带应用中是耐用的。例如，系带可以是凯夫拉尔、金属丝、尼龙绳、碳纤维、柔性金属链、纳米管或一些其他张力绳。
参照图20-21，横向压缩装置2000的第六实施例具体是第二系紧装置方案2002用作横向压缩装置。在该第二系紧装置方案实施例中，系带2002不缠绕在组装螺旋带50的第二平坦表面1804上，而是缠绕在组装螺旋带50的每一侧的外侧710。
参照图22，示出了本文公开的带的附加“受限管”用途。还示出了带张紧器2202，用于在带行进路径上时施加恒定张力。所示的带张紧器仅是示例性的，但可以包括嵌齿2004，其接合组装带50的第二平坦表面1804上的脊和凹槽2206。嵌齿2204可旋转地绕轴运动，并由一个或多个弹簧向上偏压，如图所示，弹簧位于弹簧套2208的内部，但相对于组装带50保持在固定位置。组装带50在操作中穿过限制管2200，这将阻止使用常规连续单件驱动带，如上面参照图1-2所述。
虽然已经公开了本发明的具体实施例，但本领域普通技术人员将理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对具体实施例进行改变。因此，本发明的范围不限于所公开的具体实施例。

Claims (85)

1.一种安装在由装置的连续机械约束限定的安装空间内的组装螺旋带，其中，所述组装螺旋带包括：
具有两个不同端部的柔性螺旋带，该柔性螺旋带还包括固定在螺旋带的第一平面表面上的多个带齿；
其中，所述柔性螺旋带的多个带齿的至少一子集每个都被延伸穿过相应带齿的通孔刺穿；
其中，所述柔性螺旋带具有足够的长度，使得当柔性螺旋带安装在预定安装空间内时，柔性螺旋带自身重叠至少一圈，使得多个通孔中的每个与至少一个其它通孔横向对齐；
多个横向压缩装置，其中每个与带齿的多个通孔之一接合，并进一步与至少一个横向对齐通孔接合，其中每个相应的横向压缩装置在大致横向于柔性螺旋带长度的方向上在柔性螺旋带上产生压缩力，使得组装压缩柔性螺旋带形成穿过安装空间的单个连续环形驱动带。
2.根据权利要求1所述的组装螺旋带，其中，所述多个横向压缩装置中的至少一个包括：
外螺纹螺栓，具有头部且还具有最大直径足以穿过所述通孔的轴；
内直径足以接合外螺纹螺栓的螺纹的内螺纹螺母；并且
其中，所述内螺纹螺母与外螺纹螺栓接合，使得螺母和头部产生压缩力。
3.根据权利要求2所述的组装螺旋带，其中，所述外螺纹螺栓还包括六角头部。
4.根据权利要求2所述的组装螺旋带，其中，所述外螺纹螺栓还包括带有内六角扳手凹陷的头部。
5.根据权利要求1所述的组装螺旋带，其中，所述多个横向压缩装置中的至少一个包括：
销，其包括销头部和轴，其中轴包括直径足以穿过所述通孔的光滑外部套筒；
其中，所述光滑外部套筒还包括内部纵向通道；
固定螺栓，其包括螺栓头部和外螺纹轴，该外螺纹轴的直径足以使得固定螺栓的外螺纹轴能够螺纹接合销的光滑外部套筒的内部纵向通道；并且
其中，所述固定螺栓外螺纹轴与内部纵向通道接合，使得螺栓头部和销头部产生压缩力。
6.根据权利要求5所述的组装螺旋带，其中，所述固定螺栓的外螺纹轴还通过螺纹锁定粘合剂固定到所述内部纵向通道。
7.根据权利要求5所述的组装螺旋带，其中，所述销还包括带有内六角扳手凹陷的头部。
8.根据权利要求1所述的组装螺旋带，其中，所述多个横向压缩装置中的至少一个包括：
有头倒钩销，其包括头部和轴，其中轴的远端包括至少一个倒钩；
帽螺母，其包括具有多个内部非螺纹环形凹槽的螺母，所述凹槽构造成用于与有头倒钩销的至少一个倒钩接合，从而将帽螺母卡扣到有头倒钩销的远端上；并且
其中，所述帽螺母接合到至少一个倒钩，使得帽螺母和头部产生压缩力。
9.根据权利要求8所述的组装螺旋带，其中，所述轴和所述至少一个倒钩的直径和长度使得当接合在通孔中以在横向方向上压缩所述柔性螺旋带时，至少一个倒钩不会在柔性螺旋带的长度的纵向方向上切割柔性螺旋带或以其他方式对其施加压力。
10.根据权利要求8所述的组装螺旋带，其中，所述有头倒钩销由金属制成。
11.根据权利要求8所述的组装螺旋带，其中，所述有头倒钩销由塑料制成。
12.根据权利要求1所述的组装螺旋带，其中，所述多个横向压缩装置中的至少一个包括缝钉夹，所述缝钉夹包括：
夹，其具有横向臂，压缩臂从该横向臂在其任一侧延伸，其中每个压缩臂向内偏压，并且其中每个压缩臂具有相对棘爪，该相对棘爪构造成与通孔接合，使得当夹与对齐通孔接合时，每个相对棘爪接合到所述柔性螺旋带的一侧上的通孔，并且相对压缩臂通过接合在对齐通孔处的相对棘爪将横向压缩力传递到柔性螺旋带。
13.根据权利要求1所述的组装螺旋带，其中，所述多个横向压缩装置中的至少一个包括系紧装置，所述系紧装置包括：
系带，其穿过对齐通孔系紧，并进一步缠绕在柔性螺旋带的外部平面侧，然后进一步穿过相邻一组对齐通孔系紧；
其中，所述系带被拉紧，使得系带将横向压缩力传递到柔性螺旋带。
14.根据权利要求13所述的组装螺旋带，其中，所述系带由凯夫拉尔构成。
15.根据权利要求1所述的组装螺旋带，其中，所述多个横向压缩装置中的至少一个包括系紧装置，所述系紧装置包括：
系带，其穿过对齐通孔系紧，并且与柔性螺旋带的外边缘接触，但不与柔性螺旋带的外部平面侧接触；
其中，所述系带被拉紧，使得系带将横向压缩力传递到柔性螺旋带。
16.根据权利要求15所述的组装螺旋带，其中，所述系带由凯夫拉尔构成。
17.根据权利要求1所述的组装螺旋带，其中，每隔一个带齿有一个通孔。
18.根据权利要求1所述的组装螺旋带，其中，每三个带齿有一个通孔。
19.根据权利要求1所述的组装螺旋带，其中，所述柔性螺旋带还包括至少一股嵌入的凯夫拉尔纤维。
20.根据权利要求1所述的组装螺旋带，其中，所述柔性螺旋带还包括至少一股嵌入的碳纤维。
21.根据权利要求1所述的组装螺旋带，其中，所述柔性螺旋带还包括至少一股嵌入的尼龙纤维。
22.根据权利要求1所述的组装螺旋带，其中，所述柔性螺旋带还包括至少一股嵌入的金属丝。
23.根据权利要求1所述的组装螺旋带，其中，所述带在组装时没有将柔性螺旋带熔化或粘合到自身。
24.根据权利要求1所述的组装螺旋带，其中，所述带在组装时没有任何倒钩联接器直接接合柔性螺旋带。
25.根据权利要求1所述的组装螺旋带，其中，所述柔性螺旋带具有宽度，并且其中，所述组装螺旋带具有环绕在自身上的柔性螺旋带，使得对于组装螺旋带的整个长度而言柔性螺旋带的至少三个宽度彼此相邻。
26.根据权利要求1所述的组装螺旋带，其中，所述柔性螺旋带的宽度在8cm和1000cm之间。
27.根据权利要求1所述的组装螺旋带，其中，所述多个横向压缩装置可以在不损坏柔性螺旋带的情况下被移除。
28.根据权利要求1所述的组装螺旋带，其中，所述柔性螺旋带在柔性螺旋带的第二平面表面上具有脊和凹槽，用于与带张紧器接合。
29.一种用于将螺旋带组件安装在由装置的连续机械约束限定的安装空间内的方法，其中该方法包括：
选择具有两个不同端部的柔性螺旋带，该柔性螺旋带还包括固定在螺旋带的第一平面表面上的多个带齿，并且其中，所述柔性螺旋带的多个带齿每个都被延伸穿过相应带齿的通孔刺穿，并且其中，所述柔性螺旋带具有足够的长度，使得当柔性螺旋带安装在预定安装空间内时，柔性螺旋带自身重叠至少一圈，使得多个通孔中的每个将与至少一个其它通孔横向对齐；
选择多个横向压缩装置，其中每个可以与带齿的多个通孔之一接合，并进一步与至少一个横向对齐通孔接合；
将多个横向压缩装置与柔性螺旋带接合，使得每个相应的横向压缩装置在与相应的通孔和相应的横向对齐通孔接合时在大致横向于柔性螺旋带长度的方向上在柔性螺旋带上产生压缩力，使得压缩的柔性螺旋带形成穿过安装空间的单一连续环形驱动带。
30.根据权利要求29所述的用于安装螺旋带组件的方法，其中，所述多个横向压缩装置中的至少一个包括：
外螺纹螺栓，具有头部且还具有最大直径足以穿过所述通孔的轴；
内直径足以接合外螺纹螺栓的螺纹的内螺纹螺母；并且
其中，所述内螺纹螺母与外螺纹螺栓接合，使得螺母和头部产生压缩力。
31.根据权利要求30所述的用于安装螺旋带组件的方法，其中，所述外螺纹螺栓还包括六角头部。
32.根据权利要求30所述的用于安装螺旋带组件的方法，其中，所述外螺纹螺栓还包括具有内六角扳手凹陷的头部。
33.根据权利要求29所述的用于安装螺旋带组件的方法，其中，所述多个横向压缩装置中的至少一个包括：
销，其包括销头部和轴，其中轴包括直径足以穿过所述通孔的光滑外部套筒；
其中，所述光滑外部套筒还包括内部纵向通道；
固定螺栓，其包括螺栓头部和外螺纹轴，该外螺纹轴的直径足以使得固定螺栓的外螺纹轴能够螺纹接合销的光滑外部套筒的内部纵向通道；并且
其中，所述固定螺栓外螺纹轴与内部纵向通道接合，使得螺栓头部和销头部产生压缩力。
34.根据权利要求33所述的用于安装螺旋带组件的方法，其中，所述固定螺栓的外螺纹轴还通过螺纹锁定粘合剂固定到所述内部纵向通道。
35.根据权利要求33所述的用于安装螺旋带组件的方法，其中，所述销还包括带有内六角扳手凹陷的头部。
36.根据权利要求29所述的用于安装螺旋带组件的方法，其中，所述多个横向压缩装置中的至少一个包括：
有头倒钩销，其包括头部和轴，其中轴的远端包括至少一个倒钩；
帽螺母，其包括具有多个内部非螺纹环形凹槽的螺母，所述凹槽构造成用于与有头倒钩销的至少一个倒钩接合，从而将帽螺母卡扣到有头倒钩销的远端上；并且
其中，所述帽螺母接合到至少一个倒钩，使得帽螺母和头部产生压缩力。
37.根据权利要求36所述的用于安装螺旋带组件的方法，其中，所述轴和所述至少一个倒钩的直径和长度使得当接合在通孔中以在横向方向上压缩所述柔性螺旋带时，至少一个倒钩不会在柔性螺旋带的长度的纵向方向上切割柔性螺旋带或以其他方式对其施加压力。
38.根据权利要求36所述的用于安装螺旋带组件的方法，其中，所述有头倒钩销由金属构成。
39.根据权利要求36所述的用于安装螺旋带组件的方法，其中，所述有头倒钩销由塑料构成。
40.根据权利要求29所述的用于安装螺旋带组件的方法，其中，所述多个横向压缩装置中的至少一个包括缝钉夹，所述缝钉夹包括：
夹，其具有横向臂，压缩臂从该横向臂在其任一侧延伸，其中每个压缩臂向内偏压，并且其中每个压缩臂具有相对棘爪，该相对棘爪构造成与通孔接合，使得当夹与对齐通孔接合时，每个相对棘爪接合到所述柔性螺旋带的一侧上的通孔，并且相对压缩臂通过接合在对齐通孔处的相对棘爪将横向压缩力传递到柔性螺旋带。
41.根据权利要求29所述的用于安装螺旋带组件的方法，其中，所述多个横向压缩装置中的至少一个包括系紧装置，所述系紧装置包括：
系带，其穿过对齐通孔系紧，并进一步缠绕在柔性螺旋带的外部平面侧，然后进一步穿过相邻一组对齐通孔系紧；
其中，所述系带被拉紧，使得系带将横向压缩力施加到柔性螺旋带。
42.根据权利要求41所述的用于安装螺旋带组件的方法，其中，所述系带由凯夫拉尔构成。
43.根据权利要求29所述的用于安装螺旋带组件的方法，其中，所述多个横向压缩装置中的至少一个包括系紧装置，所述系紧装置包括：
系带，其穿过对齐通孔系紧，并且与柔性螺旋带的外边缘接触，但不与柔性螺旋带的外部平面侧接触；
其中，所述系带被拉紧，使得系带将横向压缩力施加到柔性螺旋带。
44.根据权利要求43所述的用于安装螺旋带组件的方法，其中，所述系带由凯夫拉尔构成。
45.根据权利要求29所述的用于安装螺旋带组件的方法，其中，每隔一个带齿有一个通孔。
46.根据权利要求29所述的用于安装螺旋带组件的方法，其中，每三个带齿有一个通孔。
47.根据权利要求29所述的用于安装螺旋带组件的方法，其中，所述柔性螺旋带还包括至少一股嵌入的凯夫拉尔纤维。
48.根据权利要求29所述的用于安装螺旋带组件的方法，其中，所述柔性螺旋带还包括至少一股嵌入的碳纤维。
49.根据权利要求29所述的用于安装螺旋带组件的方法，其中，所述柔性螺旋带还包括至少一股嵌入的尼龙纤维。
50.根据权利要求29所述的用于安装螺旋带组件的方法，其中，所述柔性螺旋带还包括至少一股嵌入的金属丝。
51.根据权利要求29所述的用于安装螺旋带组件的方法，其中，所述带在组装时没有将柔性螺旋带熔化或粘合到自身。
52.根据权利要求29所述的用于安装螺旋带组件的方法，其中，所述带在组装时没有任何倒钩联接器直接接合柔性螺旋带。
53.根据权利要求29所述的用于安装螺旋带组件的方法，其中，所述柔性螺旋带具有宽度，并且其中，所述组装螺旋带具有环绕在自身上的柔性螺旋带，使得对于组装螺旋带的整个长度而言柔性螺旋带的至少三个宽度彼此相邻。
54.根据权利要求29所述的用于安装螺旋带组件的方法，其中，所述柔性螺旋带的宽度在8cm和1000cm之间。
55.根据权利要求29所述的用于安装螺旋带组件的方法，其中，所述多个横向压缩装置可以在不损坏柔性螺旋带的情况下被移除。
56.根据权利要求29所述的用于安装螺旋带组件的方法，其中，所述柔性螺旋带在柔性螺旋带的第二平面表面上具有凹槽，用于与带张紧器接合。
57.一种用于螺旋带组件的套件，该螺旋带组件可以安装在由装置的连续机械约束限定的安装空间内，其中用于螺旋带组件的套件包括：
具有两个不同端部的柔性螺旋带，该柔性螺旋带还包括固定在螺旋带的第一平面表面上的多个带齿；
其中，所述柔性螺旋带的多个带齿每个都被延伸穿过相应带齿的通孔刺穿；
其中，所述柔性螺旋带具有足够的长度，使得当柔性螺旋带安装在预定安装空间内时，柔性螺旋带将自身重叠至少一圈，使得多个通孔中的每个将与至少一个其它通孔横向对齐；
多个横向压缩装置，其中每个与带齿的多个通孔之一接合，并进一步与至少一个横向对齐通孔接合，其中每个相应的横向压缩装置在与相应的通孔和相应的横向对齐通孔接合时将在大致横向于柔性螺旋带长度的方向上在柔性螺旋带上产生压缩力。
58.根据权利要求57所述的用于螺旋带组件的套件，其中，所述多个横向压缩装置中的至少一个包括：
外螺纹螺栓，具有最大直径足以穿过所述通孔的轴；以及
内直径足以接合外螺纹螺栓的螺纹的内螺纹螺母。
59.根据权利要求58所述的用于螺旋带组件的套件，其中，所述外螺纹螺栓还包括六角头部。
60.根据权利要求58所述的用于螺旋带组件的套件，其中，所述外螺纹螺栓还包括带有内六角扳手凹陷的头部。
61.根据权利要求58所述的用于螺旋带组件的套件，其中，所述多个横向压缩装置中的至少一个包括：
销，其包括头部和轴，其中轴包括直径足以穿过所述通孔的光滑外部套筒；
其中，所述光滑外部套筒还包括内部纵向通道；
固定螺栓，其包括头部和外螺纹轴，该外螺纹轴的直径足以使得固定螺栓的外螺纹轴能够螺纹接合销的光滑外部套筒的内部纵向通道。
62.根据权利要求61所述的用于螺旋带组件的套件，其中，所述固定螺栓的外螺纹轴还通过螺纹锁定粘合剂固定到所述内部纵向通道。
63.根据权利要求61所述的用于螺旋带组件的套件，其中，所述销还包括带有内六角扳手凹陷的头部。
64.根据权利要求57所述的用于螺旋带组件的套件，其中，所述多个横向压缩装置中的至少一个包括：
有头倒钩销，其包括头部和轴，其中轴的远端包括至少一个倒钩；
帽螺母，其包括具有多个内部非螺纹环形凹槽的螺母，所述凹槽构造成用于与有头倒钩销的至少一个倒钩接合，从而将帽螺母卡扣到有头倒钩销的远端上。
65.根据权利要求64所述的用于螺旋带组件的套件，其中，所述轴和所述至少一个倒钩的直径和长度使得当接合在通孔中以在横向方向上压缩所述柔性螺旋带时，至少一个倒钩不会在柔性螺旋带的长度的纵向方向上切割柔性螺旋带或以其他方式对其施加压力。
66.根据权利要求64所述的用于螺旋带组件的套件，其中，所述有头倒钩销由金属构成。
67.根据权利要求64所述的用于螺旋带组件的套件，其中，所述有头倒钩销由塑料构成。
68.根据权利要求57所述的用于螺旋带组件的套件，其中，所述多个横向压缩装置中的至少一个包括缝钉夹，所述缝钉夹包括：
夹，其具有横向臂，压缩臂从该横向臂在其任一侧延伸，其中每个压缩臂向内偏压，并且其中每个相对压缩臂具有相对棘爪，该相对棘爪构造成与通孔接合，使得当夹与对齐通孔接合时，每个相对棘爪接合到所述柔性螺旋带的一侧上的通孔，并且压缩臂通过接合在对齐通孔处的相对棘爪将横向压缩力传递到柔性螺旋带。
69.根据权利要求57所述的用于螺旋带组件的套件，其中，所述多个横向压缩装置中的至少一个包括系紧装置，所述系紧装置包括：
系带，其穿过对齐通孔系紧，并进一步缠绕在柔性螺旋带的外部平面侧，然后进一步穿过相邻一组对齐通孔系紧；
其中，所述系带被拉紧，使得系带将横向压缩力施加到柔性螺旋带。
70.根据权利要求69所述的用于螺旋带组件的套件，其中，所述系带由凯夫拉尔构成。
71.根据权利要求57所述的用于螺旋带组件的套件，其中，所述多个横向压缩装置中的至少一个包括系紧装置，所述系紧装置包括：
系带，其穿过对齐通孔系紧，并且与柔性螺旋带的外边缘接触，但不与柔性螺旋带的外部平面侧接触；
其中，所述系带被拉紧，使得系带将横向压缩力施加到柔性螺旋带。
72.根据权利要求71所述的用于螺旋带组件的套件，其中，所述系带由凯夫拉尔构成。
73.根据权利要求57所述的用于螺旋带组件的套件，其中，每隔一个带齿有一个通孔。
74.根据权利要求57所述的用于螺旋带组件的套件，其中，每三个带齿有一个通孔。
75.根据权利要求57所述的用于螺旋带组件的套件，其中，所述柔性螺旋带还包括至少一股嵌入的凯夫拉尔纤维。
76.根据权利要求57所述的用于螺旋带组件的套件，其中，所述柔性螺旋带还包括至少一股嵌入的碳纤维。
77.根据权利要求57所述的用于螺旋带组件的套件，其中，所述柔性螺旋带还包括至少一股嵌入的尼龙纤维。
78.根据权利要求57所述的用于螺旋带组件的套件，其中，所述柔性螺旋带还包括至少一股嵌入的金属丝。
79.根据权利要求57所述的用于螺旋带组件的套件，其中，所述带在组装时没有将柔性螺旋带熔化或粘合到自身。
80.根据权利要求57所述的用于螺旋带组件的套件，其中，所述带在组装时没有任何倒钩联接器直接接合柔性螺旋带。
81.根据权利要求57所述的用于螺旋带组件的套件，其中，所述柔性螺旋带具有宽度，并且其中，所述组装螺旋带具有环绕在自身上的柔性螺旋带，使得对于组装螺旋带的整个长度而言柔性螺旋带的至少三个宽度彼此相邻。
82.根据权利要求57所述的用于螺旋带组件的套件，其中，所述柔性螺旋带的宽度在8cm和1000cm之间。
83.根据权利要求57所述的用于螺旋带组件的套件，其中，所述多个横向压缩装置可以在不损坏柔性螺旋带的情况下被移除。
84.根据权利要求57所述的用于螺旋带组件的套件，其中，所述柔性螺旋带在柔性螺旋带的第二平面表面上具有凹槽，用于与带张紧器接合。
85.一种在具有由连续机械约束限定的安装空间的装置内安装螺旋带组件的方法，其中该方法包括：
将具有两个不同端部的柔性螺旋带环绕穿过装置的安装空间，使得螺旋带的多个环穿过安装空间形成；
使柔性螺旋带的环在环的边缘处相互配合对齐；以及
将柔性螺旋带的环机械地固定在一起，而不用胶粘、熔化或使用具有倒钩的倒钩联接器，所述倒钩与柔性螺旋带接合，从而环配合形成穿过安装空间的单一连续环形驱动带。
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