本發(fā)明涉及一種伸縮裝置，具體說(shuō)，涉及一種齒輪齒條式伸縮裝置。

背景技術(shù)：

伸縮裝置是指能夠在約束空間中進(jìn)行一定距離的伸長(zhǎng)和縮回，將安裝于末端的操作器械從某一位置搬運(yùn)或輸送至目標(biāo)位置，實(shí)現(xiàn)伸縮裝置自身或操作器械的某種功能。在生產(chǎn)生活中被大量使用，如自動(dòng)伸縮門、液壓起重手臂、太陽(yáng)能帆板等，綜合現(xiàn)有使用的伸縮機(jī)構(gòu)原理，基本上可分為可存儲(chǔ)管狀機(jī)構(gòu)、液壓驅(qū)動(dòng)伸縮機(jī)構(gòu)、繩驅(qū)式伸縮機(jī)構(gòu)、剪叉式伸縮機(jī)構(gòu)等?，F(xiàn)有伸縮裝置一般較為笨重且占用體積大，難以適應(yīng)狹小細(xì)長(zhǎng)的異形空間及實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離伸縮的目標(biāo)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種截面小、伸縮距離長(zhǎng)的齒輪齒條式伸縮裝置，以解決上述問(wèn)題。

一種齒輪齒條式伸縮裝置，其特征在于，該裝置包括伸縮鏈條、鋼絲繩、儲(chǔ)鏈箱、齒輪、齒條及驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所述伸縮鏈條由一系列鏈節(jié)組成，所述鋼絲繩位于所述伸縮鏈條底部，其端部固定于鏈?zhǔn)?，能夠隨所述鏈?zhǔn)淄缴炜s，將所述伸縮鏈條的伸出部分拉緊形成具有剛度的伸縮臂。所述伸縮鏈條存儲(chǔ)在所述儲(chǔ)鏈箱中，所述伸縮鏈條各鏈節(jié)底部均固定有所述齒條，所述齒條與所述齒輪嚙合，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)所述齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，所述伸縮鏈條沿導(dǎo)向槽從所述儲(chǔ)鏈箱伸出。

進(jìn)一步，所述伸縮鏈條由一系列寬鏈節(jié)和窄鏈節(jié)交替鉸接而成，所述伸縮鏈條水平伸出時(shí)，在重力的作用下相鄰所述寬鏈節(jié)和窄鏈節(jié)的下部相互抵靠，所述伸縮鏈條無(wú)法沿重力方向彎曲，具有彎曲單向性。

進(jìn)一步，所述儲(chǔ)鏈箱內(nèi)設(shè)計(jì)有扁平軌道，越靠近扁平軌道的內(nèi)部，扁平軌道圓弧半徑越??；為了確保所有鏈節(jié)與軌道圓弧不產(chǎn)生干涉，將所述寬鏈節(jié)和所述窄鏈節(jié)的上部設(shè)計(jì)為圓弧凹槽，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)所述齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)所述伸縮鏈條沿所述導(dǎo)向槽伸出或縮回。

在所述伸縮鏈條的底部設(shè)置了所述鋼絲繩，所述鋼絲繩纏繞在繞線輪上，另一端固定在鏈?zhǔn)咨?，所述鋼絲繩一直處于張緊狀態(tài)，確保伸出的所述寬鏈節(jié)和所述窄鏈節(jié)之間接觸更為緊密，克服了該類伸縮鏈條無(wú)法承受反重力方向作用力的缺陷。

進(jìn)一步，所有鏈節(jié)的底部均設(shè)置一個(gè)齒條，處于所述導(dǎo)向槽內(nèi)的鏈節(jié)呈直線排列，兩相鄰的所述齒條組合為一條完整齒條，與所述齒輪嚙合。

進(jìn)一步，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過(guò)同步帶傳動(dòng)的方式，將動(dòng)力傳遞至所述繞線輪，所述鋼絲繩的釋放速度與所述伸縮鏈條的伸出速度相等，且所述鋼絲繩一直處于張緊狀態(tài)。

進(jìn)一步，在所述寬鏈節(jié)的上部及下部均設(shè)置有滾子，所說(shuō)伸縮鏈條在所述儲(chǔ)鏈箱及所述導(dǎo)向槽內(nèi)時(shí)，所有鏈節(jié)通過(guò)所述滾子與儲(chǔ)鏈軌道及導(dǎo)向槽內(nèi)壁接觸，降低了所述伸縮鏈條的運(yùn)動(dòng)摩擦阻力。

與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明的有益效果是：該齒輪齒條式伸縮裝置縮回占用空間小、安全性高、伸縮距離長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)，且伸縮鏈條所形成的伸縮臂截面小；齒輪齒條傳動(dòng)不存在多邊形效應(yīng)，伸縮鏈條運(yùn)動(dòng)速度平穩(wěn)。同時(shí)，所形成的伸縮臂能夠承受任意方向的作用力，適用于伸縮式服務(wù)機(jī)器人領(lǐng)域。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明一種齒輪齒條式伸縮裝置的軸側(cè)視圖；

圖2是本發(fā)明的齒輪齒條驅(qū)動(dòng)的正視圖；

圖3是本發(fā)明的伸縮鏈條構(gòu)件組成示意圖；

圖4是本發(fā)明的繞線輪的動(dòng)力傳遞示意圖；

圖5是本發(fā)明一種齒輪齒條式伸縮裝置的完全伸展?fàn)顟B(tài)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖所示的各實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，但應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是，這些實(shí)施方式并非對(duì)本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員根據(jù)這些實(shí)施方式所作的功能、方法、或者結(jié)構(gòu)上的等效變換或替代，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

參圖1至圖4所示，圖1是本發(fā)明一種齒輪齒條式伸縮裝置的軸側(cè)視圖，圖2是本發(fā)明的齒輪齒條驅(qū)動(dòng)的正視圖，圖3是本發(fā)明的伸縮鏈條構(gòu)件組成示意圖，圖4是本發(fā)明的繞線輪的動(dòng)力傳遞示意圖，圖5是該裝置的完全伸展?fàn)顟B(tài)。

本實(shí)施例提供了一種齒輪齒條式伸縮裝置，該裝置包括伸縮鏈條100、鋼絲繩8、儲(chǔ)鏈箱5、齒輪4、齒條3及驅(qū)動(dòng)電機(jī)11，所述伸縮鏈條100由一系列寬鏈節(jié)1和窄鏈節(jié)2組成；所述鋼絲繩8位于所述伸縮鏈條100的底部，其端部固定于鏈?zhǔn)?，能夠隨所述鏈?zhǔn)?同步伸縮，將所述伸縮鏈條100伸出的部分拉緊形成一定剛度的伸縮臂。所述伸縮鏈條100存儲(chǔ)在所述儲(chǔ)鏈箱5中，所述伸縮鏈條100的各鏈節(jié)底部均固定有所述齒條3，所述齒條3與所述齒輪4嚙合，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)11驅(qū)動(dòng)所述齒輪4轉(zhuǎn)動(dòng)，所述伸縮鏈條100沿導(dǎo)向槽17從所述儲(chǔ)鏈箱5中抽出，該伸縮裝置的完全伸展?fàn)顟B(tài)參圖5所示。所述儲(chǔ)鏈箱5由側(cè)板18固定，所述側(cè)板18安裝在底板15上，同時(shí)該裝置的其他零件同樣安裝在所述底板15上。

在本實(shí)施例中，所述伸縮鏈條100由多個(gè)寬鏈節(jié)1和窄鏈節(jié)2交替鉸接而成，所述寬鏈節(jié)1與所述窄鏈節(jié)2通過(guò)銷軸9鉸接，且兩者的鉸鏈位于鏈節(jié)的上部，在所述銷軸9的兩端各安裝一個(gè)滾子10，同時(shí)在寬鏈節(jié)的下部?jī)蓚?cè)各安裝兩個(gè)滾子10，參圖3所示。所述伸縮鏈條100水平伸出時(shí)，在重力的作用下所述寬鏈節(jié)1和窄鏈節(jié)2的下部相互抵靠，所述伸縮鏈條100無(wú)法沿重力方向彎曲，該特性定義為所述伸縮鏈條100的彎曲單向性。利用所述伸縮鏈條100的彎曲單向性，所述伸縮鏈條100的伸出部分能夠沿水平直線伸出形成伸縮臂，且可以卷取在所述儲(chǔ)鏈箱5中，參圖2所示。

在本實(shí)施例中，所述伸縮鏈條100存儲(chǔ)在扁平狀的儲(chǔ)鏈箱5中，所述儲(chǔ)鏈箱5內(nèi)設(shè)計(jì)有扁平軌道，所述寬鏈節(jié)1及所述窄鏈節(jié)2依次存儲(chǔ)在扁平軌道中，越靠近扁平軌道的內(nèi)部，扁平軌道圓弧半徑越小，為了確保所有鏈節(jié)與軌道圓弧不產(chǎn)生干涉，將所述寬鏈節(jié)1和所述窄鏈節(jié)2的上部設(shè)計(jì)為圓弧凹槽，參圖2、圖3所示。

在本實(shí)施例中，所有鏈節(jié)的底部均設(shè)置一個(gè)齒條3，當(dāng)所述伸縮鏈條100伸出時(shí)，處于所述導(dǎo)向槽17內(nèi)的鏈節(jié)呈直線排列，兩相鄰的所述齒條3組合為一條完整齒條，與所述齒輪4嚙合，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)11與所述齒輪4同軸，且驅(qū)動(dòng)所述齒輪4轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)所述齒條3伸出或縮回，進(jìn)一步，所述伸縮鏈條沿所述導(dǎo)向槽17伸出或縮回，參圖2、圖3所示。采用齒輪齒條的驅(qū)動(dòng)方式，減小伸縮鏈條在伸縮過(guò)程中的嚙合沖擊，提高伸縮鏈條的伸出部分的平穩(wěn)性。

在本實(shí)施例中，為了抑制伸縮臂在反重力方向上的彎曲，在所述伸縮鏈條100的底部設(shè)置了所述鋼絲繩8，所述鋼絲繩8纏繞在繞線輪7上，另一端固定在鏈?zhǔn)咨?，所述鋼絲繩8的釋放速度與所述伸縮鏈條100的伸出速度相等，且所述鋼絲繩8一直處于張緊狀態(tài)，以抑制伸縮臂在反重力方向上的彎曲，參圖2所示。通過(guò)所述鋼絲繩8的拉緊力，伸出的所述寬鏈節(jié)1和所述窄鏈節(jié)2底部間的接觸更為緊密，因此，所述伸縮鏈條100伸出部分所形成的伸縮臂能夠承受任意方向的作用力，克服了該類型伸縮臂無(wú)法承受反重力方向作用力的缺陷。

在本實(shí)施例中，所述繞線輪7與同步帶輪13同軸，所述同步帶輪13與所述同步帶輪12之間通過(guò)同步帶14連接，所述同步帶輪12與所述齒輪4同軸，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)11同時(shí)驅(qū)動(dòng)所述齒輪4和所述同步帶輪12，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)12的動(dòng)力通過(guò)同步帶傳動(dòng)傳遞至所述繞線輪7，實(shí)現(xiàn)了單個(gè)電機(jī)同時(shí)驅(qū)動(dòng)所述齒輪4和所述繞線輪7的目的，參圖4所示。

在本實(shí)施例中，在所述寬鏈節(jié)1的上部及下部均設(shè)置有所述滾子10，所說(shuō)伸縮鏈條100在所述儲(chǔ)鏈箱5及所述導(dǎo)向槽17內(nèi)時(shí)，所有鏈節(jié)通過(guò)所述滾子10與儲(chǔ)鏈軌道及導(dǎo)向槽內(nèi)壁接觸，以降低所述伸縮鏈條100的運(yùn)動(dòng)摩擦阻力。

本發(fā)明提供一種齒輪齒條式伸縮裝置，具有如下有益效果：

1)該伸縮裝置伸出后形成的伸縮臂具有截面積小、伸縮距離長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)，并且該裝置縮回狀態(tài)下占用空間小，且儲(chǔ)鏈箱的外形結(jié)構(gòu)能夠根據(jù)空間約束進(jìn)行調(diào)整，能夠應(yīng)用于狹窄的異形約束空間。

2)該伸縮裝置采用齒輪齒條的驅(qū)動(dòng)方式，不存在鏈輪驅(qū)動(dòng)方式的多邊形效應(yīng)、嚙合沖擊等，因此，伸縮鏈條在伸出或縮回過(guò)程中具有較高的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性。

3)該裝置設(shè)置了鋼絲繩，以保持相鄰兩鏈節(jié)緊密接觸，伸縮鏈條的伸出部分所形成的伸縮臂能夠承受任意方向的作用力。

4)該裝置通過(guò)在鏈節(jié)的上部及下部設(shè)置滾子，降低了伸縮鏈條在儲(chǔ)鏈箱及導(dǎo)向槽內(nèi)的運(yùn)動(dòng)阻力。

上文所列出的一系列的詳細(xì)說(shuō)明僅僅是針對(duì)本發(fā)明的可行性實(shí)施方式的具體說(shuō)明，它們并非用以限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡未脫離本發(fā)明技藝精神所作的等效實(shí)施方式或變更均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此，無(wú)論從哪一點(diǎn)來(lái)看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說(shuō)明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。