專利名稱：鼠籠式直線伸展機構的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種伸縮機構，特別是涉及一種鼠籠式直線伸展機構，通過電機對繩的拉伸控制實現伸縮功能，重量輕占用空間小，尤其適用于航天領域。
背景技術：
日常生活中，伸縮機構使用十分普遍，通過改變臂架長度，以獲得需要幅度的起升高度滿足作業要求，但傳統的伸縮機構 質量重，占用空間大，使用十分繁瑣，不適用于配置在輕小型機械上。
發明內容
針對上述存在的問題，本發明提供了一種鼠籠式直線伸展機構，質量輕占用空間
小可靠性高。本發明采用的技術方案為一種鼠籠式直線伸展機構，其特征在于包括兩節以上伸縮單元，每節伸縮單元均設有上連接盤和下連接盤，上連接盤為環形，上連接盤和下連接盤間通過支撐導柱連接；下一節伸縮單元支撐導柱通過導套與相鄰上一節伸縮單元上連接盤連接，或上一節伸縮單元支撐導柱通過導套與相鄰下一節伸縮單元下連接盤連接，下一節伸縮單元活動套疊在上一節伸縮單元內；第一節伸縮單元下連接盤上設有卷繩機構，卷繩機構設有電機，電機通過傳動部件驅動連接有同軸的小卷筒和大卷筒，第一節伸縮單元上連接盤上固定連接有牽引繩一，牽引繩一向下由第二節伸縮單元下連接盤上的過孔穿過變向再向上穿回，向上經第I節伸縮單元上連接盤上的過孔穿過變向再向下穿回，在卷繩機構上的小卷筒上纏繞固定連接；大卷筒上纏繞固定連接有牽引繩二，牽引繩二另一端與末節伸縮單元上連接盤固定連接，牽引繩一與牽引繩二在小卷筒和大卷筒上的纏繞方向相反，動作時一收一放。所述伸縮單元為三節以上時，由第二節至末尾第二節對應每節伸縮單元設置有同步驅動繩，每節對應的同步驅動繩一端與前一節伸縮單元的上連接盤固定連接，另一端向上經本節伸縮單元上連接盤上的一個過孔穿過變向再由另一過孔向下穿回與下一節伸縮單元下連接盤固定連接。所述伸縮單元為三節以上時，由第二節至末尾第二節對應每節伸縮單元設置有同步驅動繩，每節對應的同步驅動繩一端與前一節伸縮單元的上連接盤固定連接，另一端向上經本節伸縮單元上連接盤上的一過孔穿過變向再由另一過孔向下穿回，繼續向下由下一節伸縮單元下連接盤上對稱的兩個過孔穿過再向上穿回，固定連接在本節伸縮單元上連接盤上。所述變向處設有彎管或弧形面或滑輪。所述每節對應的同步驅動繩為兩根以上，沿本節環形上連接盤均勻或對稱分布。所述下一節伸縮單元支撐導柱通過導套與相鄰上一節伸縮單元上連接盤連接，同時上一節伸縮單元支撐導柱通過導套與相鄰下一節伸縮單元下連接盤連接。
所述電機連接有驅動齒輪，驅動齒輪嚙合連接有從動齒輪，從動齒輪與小卷筒、大卷筒同軸設置在卷筒軸上，卷筒軸一端設有螺紋，支架上設有螺紋孔，構成螺旋副；驅動齒輪與從動齒輪軸向長度相差一個上述螺旋副的最大行程；小卷筒、大卷筒上設有螺旋繩槽，螺旋副旋轉一周軸向行程與槽距相同，大卷筒直徑與小卷筒旋轉一周伸縮單元總行程相等；電機軸頂端連接有編碼器。所述相鄰的伸縮單元對應的同步驅動繩相互方位為水平旋轉90度分布。本發明采用繩驅控制伸縮單元，實現伸縮單元的拉伸，疊套式結構，重量輕占用空間小，適用于配置在輕小型機械和一些對體積、重量有特殊要求的設備上，如航天器。
圖I為本發明實施例展開時結構示意 圖2為本發明實施例伸縮單元套疊在一起時的結構示意圖。 圖中標號名稱1上連接盤；2下連接盤；3支撐導柱；4導套；5電機；6小卷筒；7大卷筒；8牽引繩一 ；9牽引繩_. ； 10冋步驅動繩；11驅動齒輪；12從動齒輪；13卷筒軸；14支架；15編碼器；16對接片。
具體實施例方式本發明實施例如圖I、圖2所示，該鼠籠式直線伸展機構設有五節伸縮單元，每節伸縮單元均設有上連接盤I和下連接盤2，上連接盤I為環形，末節上的上連接盤I中心連接有對接片16，用于與要伸縮驅動的物體連接，上連接盤I和下連接盤2間通過與其盤面垂直的三根支撐導柱3固定連接；下一節伸縮單元支撐導柱3通過導套4與相鄰上一節伸縮單元上連接盤I連接，下一節伸縮單元活動套疊在上一節伸縮單元內，導柱可在導套內軸向滑動帶動本節伸縮單元伸縮；第一節伸縮單元下連接盤2上設有卷繩機構，卷繩機構設有電機5，電機5連接有驅動齒輪11，驅動齒輪11嚙合連接有從動齒輪12，從動齒輪12同心設置在卷筒軸13上，卷筒軸13 —端設有螺紋與支架14上的螺紋孔配合構成螺旋副，卷筒軸13上設有小卷筒6、大卷筒7，小卷筒6、大卷筒7上設有螺旋繩槽，螺旋副旋轉一周軸向行程與槽距相同，驅動齒輪11與從動齒輪12軸向長度相差一個上述螺旋副的最大行程，電機5軸頂端連接有編碼器，用于行程控制；第一節伸縮單元上連接盤I上固定連接有牽引繩一8,牽引繩一 8向下由第二節伸縮單元下連接盤2上的左右對稱的兩個過孔穿過變向再向上穿回，向上經第I節伸縮單元上連接盤I上的過孔穿過變向再向下穿回，在卷繩機構上的小卷筒6上纏繞固定連接，變向處設有彎管過度；大卷筒7上纏繞固定連接有牽引繩二 9，牽引繩二 9另一端與第五節伸縮單元上連接盤I上的對接片16固定連接，變向處設有彎管過度；牽引繩一 8與牽引繩二 9在小卷筒6和大卷筒7上的纏繞方向相反，動作時一收一放；由第二節至第四節伸縮單元對應每節設置有兩根左右對稱的同步驅動繩10，每節對應的每根同步驅動繩10—端與前一節伸縮單元的上連接盤I固定連接，另一端向上經本節伸縮單元上連接盤I上的一個過孔穿過變向再由另一過孔向下穿回與下一節伸縮單元下連接盤2固定連接，變向處設有彎管過度，相鄰的伸縮單元對應的同步驅動繩10相互方位為水平旋轉90度分布，保持結構穩定性；伸展時，電機正轉小卷筒6收卷引繩一 8，大卷筒
7放出牽引繩二 9，在引繩一 8牽拉下第一節伸縮單元的上連接盤與第二節伸縮單元的下連接盤逐漸靠攏，帶動第一節伸縮單元的上連接盤與第二節伸縮單元的上連接盤逐漸分離，第二節伸縮單元伸出，同時在分離過程中在同步驅動繩10作用下第三節伸出，如此依次傳遞第二節至第五節同步伸展，設計時大卷筒7周長與小卷筒6旋轉一周伸縮單元的總行程相等，以確保伸縮臂結構的穩定性；收縮時，電機反轉小卷筒6放出引繩一 8，大卷筒7收卷牽引繩二 9，在牽引繩二 9牽拉下各伸縮單元同步收縮。本機構采用繩驅疊套式結構，重量輕占用空間小，適用于配置在輕小型機械和一些對體積、重量有特殊要求的設備上，如航天器。本發明實施時各伸縮單元間還有另外一種連接方式，將上一節伸縮單元支撐導柱3通過導套4與相鄰下一節伸縮單元下連接盤2連接，或兩種下連接方式同時應用，提高結 構穩定性。
權利要求
1.一種鼠籠式直線伸展機構，其特征在于包括兩節以上伸縮單元，每節伸縮單元均設有上連接盤(I)和下連接盤(2)，上連接盤(I)為環形，上連接盤(I)和下連接盤(2)間通過支撐導柱(3)連接；下一節伸縮單元支撐導柱(3)通過導套(4)與相鄰上一節伸縮單元上連接盤(I)連接，或上一節伸縮單元支撐導柱(3)通過導套(4)與相鄰下一節伸縮單元下連接盤(2)連接，下一節伸縮單元活動套疊在上一節伸縮單元內；第一節伸縮單元下連接盤(2)上設有卷繩機構，卷繩機構設有電機(5)，電機(5)通過傳動部件驅動連接有同軸的小卷筒(6)和大卷筒(7)，第一節伸縮單元上連接盤(I)上固定連接有牽引繩一(8)，牽引繩一(8)向下由第二節伸縮單元下連接盤(2)上的過孔穿過變向再向上穿回，向上經第I節伸縮單元上連接盤(I)上的過孔穿過變向再向下穿回，在卷繩機構上的小卷筒(6)上纏繞固定連接；大卷筒(7)上纏繞固定連接有牽引繩二(9)，牽引繩二(9)另一端與末節伸縮單元上連接盤(I)固定連接，牽引繩一(8)與牽引繩二(9)在小卷筒(6)和大卷筒(7)上的纏繞方向相反，動作時一收一放。
2.根據權利要求I所述的鼠籠式直線伸展機構，其特征在于所述伸縮單元為三節以上時，由第二節至末尾第二節對應每節伸縮單元設置有同步驅動繩(10)，每節對應的同步驅動繩(10) 一端與前一節伸縮單元的上連接盤(I)固定連接，另一端向上經本節伸縮單元上連接盤(I)上的一個過孔穿過變向再由另一過孔向下穿回與下一節伸縮單元下連接盤(2)固定連接。
3.根據權利要求I所述的鼠籠式直線伸展機構，其特征在于所述伸縮單元為三節以上時，由第二節至末尾第二節對應每節伸縮單元設置有同步驅動繩(10)，每節對應的同步驅動繩(10)—端與前一節伸縮單元的上連接盤(I)固定連接，另一端向上經本節伸縮單元上連接盤(I)上的一過孔穿過變向再由另一過孔向下穿回，繼續向下由下一節伸縮單元下連接盤(2)上對稱的兩個過孔穿過再向上穿回，固定連接在本節伸縮單元上連接盤(I)上。
4.根據權利要求I至3任一所述的鼠籠式直線伸展機構，其特征在于所述變向處設有彎管或弧形面或滑輪。
5.根據權利要求2所述的鼠籠式直線伸展機構，其特征在于所述每節對應的同步驅動繩(10)為兩根以上，沿本節環形上連接盤(I)均勻或對稱分布。
6.根據權利要求I所述的鼠籠式直線伸展機構，其特征在于所述下一節伸縮單元支撐導柱(3)通過導套(4)與相鄰上一節伸縮單元上連接盤(I)連接，同時上一節伸縮單元支撐導柱(3)通過導套(4)與相鄰下一節伸縮單元下連接盤(2)連接。
7.根據權利要求I所述的鼠籠式直線伸展機構，其特征在于所述電機(5)連接有驅動齒輪(11)，驅動齒輪(11)嚙合連接有從動齒輪(12)，從動齒輪(12)與小卷筒(6)、大卷筒(7)同軸設置在卷筒軸(13)上，卷筒軸(13)一端設有螺紋，支架上設有螺紋孔，構成螺旋副；驅動齒輪(11)與從動齒輪(12)軸向長度相差一個上述螺旋副的最大行程；小卷筒(6)、大卷筒(7)上設有螺旋繩槽，螺旋副旋轉一周軸向行程與槽距相同，大卷筒(7)直徑與小卷筒(6)旋轉一周伸縮單元總行程相等；電機(5)軸頂端連接有編碼器(15)。
8.根據權利要求2或3或5所述的鼠籠式直線伸展機構，其特征在于所述相鄰的伸縮單元對應的同步驅動繩(10)相互方位為水平旋轉90度分布。
全文摘要
本發明公布了一種鼠籠式直線伸展機構，其特征在于包括兩節以上伸縮單元，每節伸縮單元均設有上連接盤和下連接盤，通過支撐導柱連接；下一節伸縮單元支撐導柱通過導套與相鄰上一節伸縮單元上連接盤連接；第一節伸縮單元下連接盤上設有卷繩機構，卷繩機構設有同軸的小卷筒和大卷筒，第一節伸縮單元上連接盤上固定連接有牽引繩一，牽引繩一向下由第二節伸縮單元下連接盤上的過孔穿過變向再向上穿回，向上經第1節伸縮單元上連接盤上的過孔穿過變向再向下穿回，纏繞固定連接在小卷筒上；大卷筒上連接有牽引繩二，牽引繩二另一端與末節伸縮單元上連接盤固定連接，牽引繩一與牽引繩二纏繞方向相反，重量輕占用空間小適用于輕小型機械。
文檔編號B66D1/14GK102874700SQ201210359258
公開日2013年1月16日 申請日期2012年9月25日 優先權日2012年9月25日
發明者陳明, 李建永, 全齊全, 沈毅, 史曉萌, 高興文 申請人:哈爾濱工業大學