一种方块锁紧式刚性链条推拉执行机构

1.本发明涉及直线执行机构技术领域，具体涉及一种方块锁紧式刚性链条推拉执行机构。


背景技术：

2.刚性链条(又称拖拉链条)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。
3.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cn2692423y的发明专利产品。
4.《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。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。但是该链条在直线状态下具有较好的稳定性是靠导向销轴的直径与两半圆形缺口所形成的圆的直径相等，以及相邻两外链板上半圆形缺口所形成的圆的圆心与传动销轴的连线不在所述半圆形缺口分型面(即相邻两外链板的结合面)内这两个条件保证的，因此当链条需要弯曲，即解除锁死状态时，就必须使导向销轴的头部直径能够变小。为了解决上述技术问题，现有技术的解决方案是将导向销轴的头部直径缩小，且将导向销轴设计成中部具有压缩弹簧的套接结构，同利用传动装置中的导向槽的槽底结构使导向销轴在经过导向槽时变短，即在链条弯曲时将直径缩小的头部移至所述半圆形缺口内。但是，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。
5.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，为此我们提出了一种方块锁紧式刚性链条推拉执行机构。


技术实现要素：

6.(一)解决的技术问题
7.针对现有技术的不足，本发明提供一种方块锁紧式刚性链条推拉执行机构，以解决上述的问题。
8.(二)技术方案
9.为实现上述所述目的，本发明提供如下技术方案：
10.一种方块锁紧式刚性链条推拉执行机构，包括采用水平储存方式的刚性链条、驱动器和接头组成，所述刚性链条的上端与接头连接，刚性链条下端延伸到驱动器的内部。
11.刚性链条由若干个链节组成，每一链节包括两个头部交错搭接的半链节、四根固定销和设在两个半链节相互搭接的头部拐角处的锁紧机构，半链节包括外链板、内链板和两根固定销轴，两根固定销分别设在一个半链节的外链板以及内链板两侧的中部，将外链板以及内链板穿设固定在一起，且两根固定销的头部伸至外链板以及内链板的外侧。
12.两个半链节中的外链板、内链板的中部设有横贯链板两侧边的凸台，凸台的侧边与相邻的外链板、内链板的端部紧密贴靠在一起。
13.两个半链节铰接处的外链板、内链板的拐角为圆角，圆角的半径不大于铰接点至相应凸台侧边的距离。
14.外链板头部拐角处开设有方孔通孔，内链板头部拐角处开设有一点五毫米深的方孔与一个圆孔，方孔通孔与方孔组合成一个刚柔转换的方槽。
15.锁紧机构包括右转动柱、左转动柱、螺纹隔离柱，右转动柱以及左转动柱的中部均设置有与方孔通孔吻合的方块，右转动柱上的方块的右边是光滑圆柱球面、左边是螺纹柱，左转动柱上的方块的右边为螺纹柱、左边为光滑圆柱球面，方块插接在方孔通孔内，且光滑圆柱球面延伸到圆孔内，螺纹柱通过螺纹隔离柱的螺纹连接在链节的中间。
16.驱动器由收纳箱、两个分别与刚性链条啮合的链轮和设在收纳箱外侧的蜗轮蜗杆减速装置组成，两个链轮分别由主轴以及传动轴支承在收纳箱内部。
17.收纳箱由箱体、卸箱板、箱盖组成，箱体顶部设置有箱盖，所述箱体的侧壁设置卸箱板。
18.蜗轮蜗杆减速装置由蜗轮和蜗杆组成，其中蜗轮设在主轴上。
19.箱体内部以及卸箱板对应箱体内部一侧均设有导轨，导轨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，位于一侧的两根固定销的头部、右转动柱的光滑圆柱球面、左转动柱的光滑圆柱球面延伸至导轨靠近链轮的一侧，位于另一侧的另两根固定销的头部延伸至导轨远离链轮的一侧；
20.所述箱体两内表面设有八个控制斜块，每两控制斜块分布在刚性直线运动导向段靠近柔性弯曲运动导向段的位置，控制斜块均设在导轨靠近链轮的一侧，链轮中心的距离等于固定销到链轮中心的距离，控制斜块的宽度和右转动柱以及左转动柱的直径相等，两
侧控制斜块的倾斜度相同，倾斜的方向相反。
21.所述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。
22.(三)有益效果
23.与现有技术相比，本发明提供的方块锁紧式刚性链条推拉执行机构，具备以下有益效果：
24.1、该方块锁紧式刚性链条推拉执行机构，具有明确的锁紧机构，工作安全可靠。
25.2、该方块锁紧式刚性链条推拉执行机构，刚性链条的每一链板的锁紧处是由两转动柱的方块填充内外链板的方孔实现的，当刚性链条处于刚性状态下，抗弯能力更强，稳定性更好。
26.3、该方块锁紧式刚性链条推拉执行机构，刚性链条的收纳箱对链条的收纳是在水平方向上设计为两层，可以节约很多空间资源。
附图说明
27.图1为本发明推拉执行机构一个具体实施例的立体结构示意图；
28.图2为本发明实施例刚性链条的一个链节的结构示意图；
29.图3为图2的a-a剖视图；
30.图4为本发明实施例刚性链条的一个链节的结构的左视图；
31.图5为本发明实施例链节的立体结构示意图；
32.图6为本发明实施例示链节中外链板的立体结构示意图；
33.图7为本发明实施例链节中内链板的立体结构示意图；
34.图8为本发明实施例链节中右转动柱的立体结构示意图；
35.图9为本发明实施例驱动器的结构示意图；
36.图10为图9的b-b剖视图；
37.图11为本发明实施例驱动器的结构俯视图；
38.图12为图11中画圈区域的的局部放大视图；
39.图13为本发明实施例驱动器中收纳箱的立体结构示意图；
40.图14为本发明实施例刚性链条主视图；
41.图15为图14的c-c剖视图；
42.图16为本发明实施例刚性链条由柔性链转变为刚性柱或者由刚性柱转变为柔性链的原理示意图；
43.图17为本发明实施例刚性链条构成垂直推动载荷的推拉执行机构的中导向板内表面示意图。
44.图中：1、刚性链条；2、驱动器；3、接头；4、外链板；4-1、方孔通孔；5、内链板；5-1、方孔；5-2、圆孔；6、固定销；7、凸台；8、右转动柱；9、左转动柱；10、螺纹隔离柱；11、方块；12、光滑圆柱球面；13、螺纹柱；14、主轴；15、链轮；16、传动轴；17、箱体；18、卸箱板；19、箱盖；20、蜗轮；21、蜗杆；22、导轨；22-1、柔性直线运动导向段；22-2、柔性弯曲运动导向段；22-3、刚
性直线运动导向段；23、控制斜块。
具体实施方式
45.下面将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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通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。
46.实施例
47.请参阅图1-17，本发明实施例提供的方块锁紧式刚性链条推拉执行机构，包括采用水平储存方式的刚性链条1、驱动器2和接头3组成，所述刚性链条1的上端与接头3连接，刚性链条1下端延伸到驱动器2的内部。
48.刚性链条1由若干个链节组成，每一链节包括两个头部交错搭接的半链节、四根固定销6和设在两个半链节相互搭接的头部拐角处的锁紧机构，半链节包括外链板4、内链板5和两根固定销轴6，两根固定销6分别设在一个半链节的外链板4以及内链板5两侧的中部，将外链板4以及内链板5穿设固定在一起，且两根固定销6的头部伸至外链板4以及内链板5的外侧。
49.两个半链节中的外链板4、内链板5的中部设有横贯链板两侧边的凸台7，凸台7的侧边与相邻的外链板4、内链板5的端部紧密贴靠在一起。
50.两个半链节铰接处的外链板4、内链板5的拐角为圆角，圆角的半径不大于铰接点至相应凸台7侧边的距离。
51.外链板4头部拐角处开设有方孔通孔4-1，内链板5头部拐角处开设有1.5mm深的方孔5-1与一个圆孔5-2，方孔通孔4-1与方孔5-1组合成一个刚柔转换的方槽。
52.锁紧机构包括右转动柱8、左转动柱9、螺纹隔离柱10，右转动柱8以及左转动柱9的中部均设置有与方孔通孔4-1吻合的方块11，右转动柱8上的方块11的右边是光滑圆柱球面12、左边是螺纹柱13，左转动柱9上的方块11的右边为螺纹柱13、左边为光滑圆柱球面12，右转动柱8以及左转动柱9的安装位置是一样的，方块11插接在方孔通孔4-1内，且光滑圆柱球面12延伸到圆孔5-2内，螺纹柱13通过螺纹隔离柱10的螺纹连接在链节的中间，实现两者的同步运动。
53.驱动器2由收纳箱、两个分别与刚性链条1啮合的链轮15和设在收纳箱外侧的蜗轮蜗杆减速装置组成，两个链轮15分别由主轴14以及传动轴16支承在收纳箱内部。
54.收纳箱由箱体17、卸箱板18、箱盖19组成，箱体17顶部设置有箱盖19，所述箱体17的侧壁设置卸箱板18。
55.蜗轮蜗杆减速装置由蜗轮20和蜗杆21组成，其中蜗轮20设在主轴14上。
56.箱体17内部以及卸箱板18对应箱体17内部一侧均设有导轨22，导轨22所对应的刚性链条1的特性和状态的不同，导轨22由柔性直线运动导向段22-1、柔性弯曲运动导向段22-2和刚性直线运动导向段22-3组成，位于一侧的两根固定销6的头部、右转动柱8的光滑圆柱球面12、左转动柱9的光滑圆柱球面12延伸至导轨22靠近链轮15的一侧，位于另一侧的另两根固定销6的头部延伸至导轨22远离链轮15的一侧，当链轮15驱动刚性链条1运动时，导轨22迫使刚性链条1改变运动方向；
57.所述箱体17两内表面设有八个控制斜块23，每两控制斜块23分布在刚性直线运动导向段22-3靠近柔性弯曲运动导向段22-2的位置，控制斜块23均设在导轨22靠近链轮15的一侧，链轮15中心的距离等于固定销6到链轮15中心的距离，控制斜块23的宽度和右转动柱8以及左转动柱9的直径相等，两侧控制斜块23的倾斜度相同，倾斜的方向相反；
58.参见图9-12、图16并结合图1-5，本实施例中刚性链条刚性与柔性状态的转换过程如下：
59.当刚性链条1从柔性弯曲运动导向段22-2进入到刚性直线运动导向段22-3时，刚性链条1处于刚性状态，一个链节的锁紧状态如图2～5所示，内外链板的方孔通孔4-1、1.5mm深的方孔5-1和圆孔5-2处于同一轴线，右转动柱8的光滑圆柱球面12将沿着控制斜块23的斜面滑移，因此左右转动柱的方块11均完全进入1.5mm深的方孔5-1内，可以卡住内链板5，使内链板5不能与外链板4相对转动；当刚性链条1从刚性直线运动导向段22-3进入到柔性弯曲运动导向段22-2时，刚性链条1处于柔性状态，一个链节的解锁状态如图14～16所示，内外链板的方孔通孔4-1、1.5mm深的方孔5-1和圆孔5-2仍处于同一轴线，左转动柱9的光滑圆柱球面12将沿着控制斜块23的斜面滑移，左右转动柱的方块11均完全离开1.5mm深的方孔5-1内，方块11不能卡住内链板5，内链板5能与外链板4发生相对转动。
60.本发明上述实施例提供的方块锁紧式刚性链条推拉执行机构，刚性链条的每一链板的锁紧处是由两转动柱的方块填充内外链板的方孔实现的，当刚性链条处于刚性状态下，抗弯能力更强，稳定性更好。
61.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。