專(zhuān)利名稱(chēng)：可彎曲齒條、其構(gòu)成法及所屬裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機(jī)械傳動(dòng)元件-一種可彎曲齒條，及其構(gòu)成方法和所屬裝置。
機(jī)械傳動(dòng)用的齒條都是可以承受推力的，所以是宏觀(guān)上剛性的、不可彎曲的。這種齒條有一個(gè)缺點(diǎn)就是當(dāng)齒條與齒輪嚙合前進(jìn)時(shí)，與齒輪嚙合、作用以后的齒條部分(即齒條“前端”)仍然必須與“后面”那些尚未參與嚙合、作用的齒條“后端”同方向繼續(xù)前進(jìn)。當(dāng)齒條“前”端方向已無(wú)空間容納已“作用”過(guò)的齒條前端時(shí)就限制了齒條的使用。另外一方面，如果只要求齒條前端前進(jìn)、產(chǎn)生一段直線(xiàn)行程時(shí)，在與齒輪嚙合位置的齒條部分的后段又必須有相當(dāng)于前段前進(jìn)行程的長(zhǎng)度空間;即齒條所占據(jù)的長(zhǎng)度空間至少是齒條行程的兩倍，這就大大限制了齒條的使用。目前對(duì)此尚未發(fā)現(xiàn)可行的解決辦法。
本發(fā)明提供的可彎曲齒條可以克服上述缺點(diǎn)，使齒條占有最小的長(zhǎng)度空間。即僅保留齒條作用的一段仍為直線(xiàn)其余不需要的直線(xiàn)部分可以彎折、繞轉(zhuǎn)、改變方向。同時(shí)以此結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)可以發(fā)展一系列升降裝置、機(jī)械手等機(jī)械。
本發(fā)明的目的是通過(guò)如下構(gòu)成方法實(shí)現(xiàn)的首先按不同離合系統(tǒng)(離合器)制作一根具有鏈條式結(jié)構(gòu)的齒條，即齒條由鏈片一片片用肖子聯(lián)接如同普通齒鏈或套筒滾子鏈一樣，并且使之與一個(gè)鏈輪嚙合。在此，齒條即是鏈條，鏈輪也就是齒輪。然后在鏈條的背側(cè)(即與鏈輪嚙合的鏈條的相反一側(cè))長(zhǎng)度方向上相鄰的每?jī)蓛涉溒g裝入一個(gè)離合器。該離合器使兩端的鏈片能在鏈條與鏈輪嚙合時(shí)各鏈片繞肖子轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使鏈片從背側(cè)分離;而當(dāng)鏈條進(jìn)入直線(xiàn)段工作狀態(tài)時(shí)，鏈片又能繞肖子朝相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)，從而在背側(cè)并攏以保持不彎折的直線(xiàn)狀態(tài)，并能承受推力。
這種離合器使得傳統(tǒng)意義上的鏈條與齒條合而為一種傳動(dòng)元件，它即具有齒條承受推力的特性、又具有鏈條的可彎曲特性;它既可作為齒條，但消除傳統(tǒng)齒條上述空間條件限制;又可作為鏈條使用而使傳統(tǒng)鏈條可以承受推力。
其次將鏈條處于直線(xiàn)狀態(tài)的“游離”端與一種多重連續(xù)反復(fù)折迭的鉸鏈機(jī)構(gòu)連接。該鉸鏈機(jī)構(gòu)相當(dāng)于多個(gè)互成正反的門(mén)鉸鏈(俗稱(chēng)合頁(yè))復(fù)合而成，鉸鏈機(jī)構(gòu)的另一端則固定在機(jī)架上。鉸鏈機(jī)構(gòu)能承受來(lái)自鉸鏈肖軸方向的橫向力。如果按肖軸及其垂直之兩方向安裝兩付這種機(jī)構(gòu)將會(huì)消除各種方向的橫向力。該鉸鏈機(jī)構(gòu)還可作為鏈條導(dǎo)向之用，使之不致傾倒，并有利于其保持直線(xiàn)狀態(tài)。
本發(fā)明因?yàn)椴捎面湕l式結(jié)構(gòu)作為齒條基本結(jié)構(gòu)所以齒條可以彎曲;又由于鏈片背側(cè)安裝的離合器使鏈片端面可以依據(jù)鏈條運(yùn)用的軌跡自動(dòng)進(jìn)行張開(kāi)并攏變換，所以可彎曲齒條運(yùn)用輕便靈活，無(wú)附加阻尼;加之用多重連續(xù)反復(fù)折迭的鉸鏈機(jī)構(gòu)支承游離端，所以可彎曲齒條不需要安裝成傳統(tǒng)鏈條的封閉循環(huán)傳動(dòng)，而可以讓其一端無(wú)鏈輪支承成為游離狀態(tài)，也不需借助其他支承如地心引力等支承，而能使鏈條起到齒條作用。由于以上的結(jié)構(gòu)安排，可彎曲齒條可以依據(jù)底座的安裝方向在空間360°球面內(nèi)使齒條指向任何方向運(yùn)動(dòng)，而不僅盡限于在垂直方向或其他特定方向，只要安裝鏈輪的底座做出相應(yīng)的變動(dòng)即可。
本發(fā)明的其他目的、特征、優(yōu)點(diǎn)將結(jié)合以下的實(shí)施例及附圖一并表示出來(lái)。


圖1是單片鏈片的示意圖。
圖2是用來(lái)構(gòu)成可彎曲齒條的兩根單根鏈條連接示意圖及兩根鏈條嚙合示意圖。
圖3是鉸鏈機(jī)構(gòu)示意圖。
圖4是可彎曲齒條總成及實(shí)施狀態(tài)圖。
從圖1可見(jiàn)構(gòu)成可彎曲齒條鏈條的鏈片在與鏈輪齒嚙合的前側(cè)F與普通鏈片無(wú)異(鏈片齒當(dāng)然也可用滾子連同肖子一起代替如同套筒滾子鏈)，所不同的是其背側(cè)B兩端面，其一面有凸起a，另一面有凹坑b，分別用作連接前后相鄰的鏈片之用。在本實(shí)施例中，圖1中鏈片左面的凸起將插入左端相鄰鏈片的右端面凹坑之中，而右端面凹坑將被右端相鄰鏈片左端面凸起插入。當(dāng)然凸起和凹坑并不限干圖示形狀也并非一定是左凸右凹，相反的凹凸安排或同凸同凹只要能互相勾連即可。
在本實(shí)施例中，左右端面的寬度(即鏈條縱向上鏈片背側(cè)長(zhǎng)度)在每一水平截面中與鏈條節(jié)距相等，這將在圖2中可看出這種安排將使嚙合的兩根鏈條相互約束牢牢結(jié)合為一體不致松散，尤其是在與鏈輪嚙合時(shí)加上鏈條導(dǎo)向片的作用將使可彎曲齒條總成除了鏈輪使之運(yùn)動(dòng)的方向外無(wú)任何多余自由度。
從圖2可見(jiàn)鏈片用肖子A連接如同普通鏈條。由于鏈片具有一定厚度，所以同一肖子連接的各個(gè)鏈片分別分層分布在不同的平面上，圖中表示出肖子連接了兩片鏈片，分布在兩個(gè)不同平面中。整根鏈條的全部鏈片以一隔一的形式分層分布在兩個(gè)不同平面上(依本實(shí)施例，一根肖子連接兩片鏈片)，即一隔一的鏈片共用相同的一個(gè)平面。由圖1說(shuō)明可知鏈片背側(cè)兩端面距離與鏈條節(jié)距相等(雖并不受此限制，可以不相等)，所以一隔一的同平面中每?jī)蓛上噜彽逆溒嗣嬷g的空間也正好等于一個(gè)節(jié)距，該空間正好為另一根與之嚙合的齒條鏈片背側(cè)占據(jù)，而另一鏈條兩兩相鄰鏈片背側(cè)端面之間的空間又正好被前一鏈條與空間正好相差一個(gè)鏈片厚度的鏈片背側(cè)實(shí)體占據(jù)，同時(shí)該兩鏈條背側(cè)端面的凸起與凹坑正好相互嵌合。嵌合之后互相嚙合的鏈條將無(wú)法彎曲保持直線(xiàn)狀態(tài)。而未進(jìn)入嚙合狀態(tài)的部分仍將彎曲自如，如同普通鏈條。
圖2左面鏈條1的側(cè)視圖(僅表示出背側(cè)與嚙合有關(guān)部分，其余省略)與主視圖還以假想形式表示出與右面鏈條1′的嚙合狀態(tài)。箭頭表示嚙合時(shí)是將鏈條1′平移至左面使之嵌合而不改變上下位置。圖中分別以不同方向的斜線(xiàn)陰影表示相互嚙合的不同鏈條的鏈片。從鏈條1的以上兩個(gè)視圖可看出兩根鏈條1與1′不論在鏈條縱向、橫向、厚度方向按三維直角坐標(biāo)方向均同時(shí)以一間一的形式交錯(cuò)排列。如圖所示在兩個(gè)鏈節(jié)(包括三個(gè)連接肖中心長(zhǎng)度)縱向長(zhǎng)度范圍內(nèi)，同平面中兩條嚙合的鏈條各一片鏈片背側(cè)交替鄰接一次，占據(jù)了兩個(gè)鏈節(jié)全部長(zhǎng)度。
圖4中與鏈條分別嚙合的鏈輪將控制各鏈條進(jìn)入與脫離嚙合狀態(tài)，所以每一付鏈條鏈輪將分別是與之嚙合的鏈條的離合器。同時(shí)從圖4還可看出鏈片的一隔一的形式分布在兩個(gè)不同平面的安排便于鏈條進(jìn)入嚙合狀態(tài)，避免不同鏈條鏈片相互干涉?？蓮澢X條總成包括2根互相嚙合的鏈條1及1′，分別與之嚙合的鏈輪2及2′，多重連續(xù)反復(fù)折迭的鉸鏈機(jī)構(gòu)3(圖中僅表示出一付，亦可用兩付)，連接可彎曲齒條兩根鏈條游離端及鉸鏈機(jī)構(gòu)的板4，供給、貯存鏈條的卷筒5、5′。當(dāng)兩鏈輪節(jié)距、齒數(shù)相等時(shí)，只要使其相反方向同步轉(zhuǎn)動(dòng)，可彎曲齒條將使其直線(xiàn)段平穩(wěn)地伸縮。當(dāng)安裝兩鏈輪的機(jī)架連同鏈輪一體與水平面角度傾斜時(shí)，可彎曲齒條將改變其指向。
權(quán)利要求
1.一種傳動(dòng)用機(jī)械元件一一可彎曲齒條，其特征在于一、具有鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)，可以彎曲；二、鏈條背側(cè)在長(zhǎng)度方向上每?jī)蓛上噜彽逆溒g裝有離合系統(tǒng)，使相鄰鏈片端面依據(jù)鏈條處于直線(xiàn)或曲線(xiàn)工作狀態(tài)自動(dòng)進(jìn)行并攏或張開(kāi)變換；三、可彎曲齒條游離端由多重連續(xù)反復(fù)折迭的鉸鏈機(jī)構(gòu)支承，可以依機(jī)架使齒條指向任何方向。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其構(gòu)成方法為一、按不同離合系統(tǒng)統(tǒng)制作鏈條并制作鉸鏈機(jī)構(gòu);二、將離合系統(tǒng)裝入鏈條;三、將齒條游離端與鉸鏈支承機(jī)構(gòu)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置其鏈條部分與離合系統(tǒng)由兩根方向相反的單獨(dú)鏈條在背側(cè)嚙合而成;其特征是一、肖子連接的鏈片分層排列;二、在背側(cè)嚙合處與鏈片平面重直的鏈條縱向剖面中，兩嚙合鏈條鏈片無(wú)論是長(zhǎng)度方向、厚度方向均交錯(cuò)排列;而兩嚙合鏈條的鏈片背側(cè)嚙合部分在鏈條縱向相互鄰接一次、組成兩個(gè)鏈節(jié)長(zhǎng)度(包括三個(gè)連接肖中心長(zhǎng)度);三、兩嚙合鏈條鏈片背側(cè)端面各有凸起或(和)凹坑，使之相互勾連。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，兩嚙合鏈條鏈片背側(cè)的縱向長(zhǎng)度大致相等并等于鏈節(jié)。
全文摘要
一種機(jī)械傳動(dòng)元件——可彎曲齒條，它既具齒條的特性，可在任意方向承受推力，又具鏈條特性可以彎曲繞轉(zhuǎn)。其主要特征為齒條具有鏈條式結(jié)構(gòu)，并與一鏈輪嚙合，其游離端由一多重連續(xù)、反復(fù)折疊的鉸鏈機(jī)構(gòu)支承。另外在長(zhǎng)度方向相鄰的鏈片之間裝在離合系統(tǒng)，使鏈片按鏈條曲線(xiàn)直線(xiàn)工作狀態(tài)自動(dòng)進(jìn)行張開(kāi)、并攏。該裝置將突破齒條安裝空間需要行程二倍的限制并可開(kāi)發(fā)出全機(jī)械的升降設(shè)備、機(jī)械手等。
文檔編號(hào)F16H7/06GK1052361SQ91107310
公開(kāi)日1991年6月19日 申請(qǐng)日期1991年1月18日 優(yōu)先權(quán)日1991年1月18日
發(fā)明者董克輔, 董曉同, 蔡根娣 申請(qǐng)人:董克輔