专利名称：柔性传动柱装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种柔性传动装置，尤其涉及一种能够在可变高度过程中形成稳定传动运行的垂直柔性传动装置。
背景技术：
近年来，工业、商业、以及舞台表演等各个行业领域对运动技术的需求越来越大， 随着人们对自动化程度以及安全水平的要求逐渐提高，对运动技术的要求也越来越高。常用的能够进行竖直方向运动，用以传输或支撑重物的有千斤顶、螺旋丝杆、齿轮齿条，这些传动方式是用刚性托举件作为工作装置，在一定行程范围内升降重物的起重设备，广泛用于厂矿、交通运输、舞台机械等部门作为车辆修理及其它起重、支撑等工作，其刚度能够满足重物在竖直方向上克服自身重力的需要；常用的能够在水平方向进行物体传输的有柔性传送链带，柔性传送链带一般安装在主动轮与被动轮之间，主动轮传动时便带动链带沿水平方向传输物体，柔性传送链带柔韧性好，不使用时可以收卷储存起来，节省空间。但是，刚性传输用的千斤顶、螺旋丝杆、齿轮齿条也存在很多不足，如，其需要占用较多的空间，而柔性的传送链带却只能承受拉力，因此其无法在小空间内竖直方向上传送和支撑物体。因此，人们急需研发一种既具有千斤顶、螺旋丝杆、齿轮齿条的刚性，能够在竖直方向上支撑和传送物体，又具有传送链带的柔性，使得在不使用时能够收卷储存起来，以节约空间资源。专利ZL 99127353. 2公开了一种起重装置，包括一个机架，机架上装有两个转动小齿轮来驱动一个铰接起重杆，该起重杆包括两个平行的并通过连接轴连接在一起的铰接侧壁，每个侧壁包括两个邻接的板列，在同一个板列中，构成板列的大致为矩形的板是首尾相接的，该起重装置能够实现竖直推力的传递，横截面两侧为矩形板，两矩形板靠多根销轴连接，起重装置的承载力主要集中通过销轴连接两侧矩形板上，该起重装置的承重能力受到限制，整体稳定性比较差；由于起重杆各单元都是轴接结构，容易导致起重杆行进轨迹不稳定，起重杆收回过程中缺少一定的导向装置；而且在现实工业生产中，该结构的起重装置每一个零部件都需要单独生产，成本高，不利于工业上推广应用。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种柔性传动柱装置， 该装置成本低，便于实现，而且设有柱节单元的行进轨迹，及其导向装置，使整个传动单元行进轨迹稳定；各柱节单元的传动结构使用链式结构，成本低，便于工业上推广应用。为实现本发明的目的提供以下技术方案一种柔性传动柱装置，包括多个相连的柱节单元，柱节单元可由沿水平方向排列变换成沿垂直方向排列而一节接一节连接成垂直柱；传动箱，用于使多个柱节单元沿垂直方向排列而一节接一节连接成垂直柱；存储箱， 安置在传动箱一侧，用于存储沿水平方向排列的多个柱节单元，其中每个柱节单元的一侧固定有连接耳板，连接耳板与相邻的另一柱节单元铰接，每个柱节单元的另一侧设有传动结构，传动结构由安置在所述传动箱中的传动齿轮带动，以便使所述多个柱节单元一节接一节连接成垂直柱。优选的，每个柱节单元由并排连接的多个U形槽板构成，每个U形槽板具有两侧板和与两侧板垂直相连的底板，所述连接耳板的一端固定在所述两侧板之一的上端或下端上，其另一端铰接在所述相邻的另一柱节单元的U形槽板上。其中，传动结构包括至少一组传动链节，所述传动链节安置在每个U形槽板的开口 一侧，并位于所述两侧板之间。优选的，每组传动链节包括与所述两侧板贴合的一对链板和位于一对链板之间的且上下安置的一对滚子，使上、下销轴分别穿过U形槽板的两侧板、一对链板的两端和一对滚子，而将传动链节安置在柱节单元上，传动齿轮的轮齿与滚子啮合，传动齿轮的转动推动滚子向上移动，从而带动所述柱节单元沿垂直方向一节接一节向上移动形成所述垂直柱。优选的，连接耳板的另一端铰接在所述另一柱节单元的U形槽板的两侧板角部， 所述两侧板角部呈圆弧形且具有槽口。其中，传动齿轮具有并排的多个齿轮，所述齿轮的个数对应所述的每个柱节单元U 型槽数。优选的，传动箱具有两侧板，两侧板的内侧设有对应的一对第一导向槽，每个所述柱节单元具有与其固定一体的滚动体，所述滚动体安置在第一导向槽内并可沿其滚动以便对所述柱节单元进行导向。其中，存储箱内设有安置所述一对滚动体的一对第二导向槽，所述第二导向槽的下部设置接触所述柱节单元侧面的导向条。其中，所述多个柱节单元中最上方的柱节单元的顶部固定设有与待支撑物连接的连接方板。其中，在传动箱底部与存储箱相邻的一侧设置定位板。本发明的优点体现在以下方面1、本发明的柔性传动柱装置，其柱节可通过传动箱由垂直状态转变成水平状态， 并存储在柱节单元的存储箱内，减少垂直升降设备的空间；2、本发明的每个柱节单元使用多排U形槽板构成，可以根据不同承载力确定柱节单元的的U形槽板数，不但提高柱节的承载能力，而且由于U形槽板的加工工艺简单，降低了制造成本，便于工业应用；3、通过多个U型槽板构成柱节单元，不但可以提高柱节单元承载力，而且还可以增加了驱动柱节单元升降的传动齿轮数，由此提高了对柱节单元的驱动力。4、柱节单元内设置链节作为传动结构，不但保证传动齿轮可以与链节可靠啮合而有效传递动力，而且通过采用通用性较强的链节作为传动结构可以有效降低制造成本。5、本发明的柱节单元传动箱和存储箱内设有对柱节单元进行导向的导向槽和导向条，提高了柱节单元行进的稳定性，防止柱节单元被卡住而发生故障。
图1是本发明柔性传动柱装置的整体结构示意图；图2是柱节单元的主视图加是图2所示柱节单元的俯视局部剖视图；图2b是沿图加中A-A的剖视图；图2c是沿图加中B-B的剖视图；图2d是沿图加中C-C的剖视图；图2e是两个柱节单元连接的结构示意图；图3是沿图1中G-G线的剖视图；图4是沿图1中F-F线的剖视图；图5是传动箱的局部剖视示意图；附图标记说明1、传动箱；la、lb、侧板；2、柱节存储箱；3、柱节单元；4、垂直柱； 5、水平柱；6、连接方板；13、螺杆；14、第一导向槽；15、传动齿轮；15a、轮齿；16、定位板；17、传动轴；18a、 18b、轴承；2a、上存储箱；2b、下存储箱；2c、过渡箱；20、第二导槽件；20a、导槽件上段；20b、 导槽件下段；20c、导槽件过渡段；21、第二导向槽；21a、21b导向槽分段；22a、22b、竖架； M、横架；24、底架；25、固定螺栓；26、导向条；31、连接轴；32、滚动体；33a、上销轴；33b、下销轴；34、连接耳板；;34a、铰接孔； 34b、螺栓；35、U形槽板；35a、U形槽板侧板；35b、U形槽板底板；36、传动链节；36a、链节滚子；36b、链板；37、槽口。
具体实施例方式如图1所示，图中示出了本发明柔性传动柱装置的整体结构，包括通过连接耳板 34相互连接的多个柱节单元3，柱节单元3沿垂直方向逐次对接形成垂直柱4，连接耳板34 一端通过两个螺栓34b与下方柱节单元3的上部固定连接，另一端设有铰接孔34a，通过铰接孔3 与上方柱节单元3的下部铰接，从而使两相邻的柱节单元3的一侧相互连接；传动箱1，用于使柱节单元3 —节接一节沿垂直方向向上移动依次连接成垂直柱4 ；柱节单元的存储箱2，安置在传动箱1的一侧，存储用于形成水平柱5的多个柱节单元3 ；其中存储箱为双层存储箱或单层存储箱，其中单层存储箱为图1中仅保留双层存储箱的下存储箱2b的结构，结构简单，下面主要以介绍双层存储箱的结构来说明该柔性传动柱装置，存储箱中设有便于柱节单元进箱的第二导向槽21，第二导向槽21上还设有导向条26，以便于柱节单元进入双层存储箱中。图2为柱节单元3的主视图，图加为柱节单元的俯视局部剖视图，图2b、2cJe分别为图加所示柱节单元不同截面的剖视图，图2d为两个柱节单元的连接结构示意图，该实施例中的柱节单元3由三组U形槽板相互连接构成，根据垂直方向的承载力大小，可以设置两组、三组、四组和四组以上的U形槽板组成每个柱节单元3。如图加、2(1、加所示，使相邻柱节单元3相互连接的连接结构包括一对L形连接耳板34和连接轴31，L形连接耳板34底部固定在下方柱节单元3的上端，L形连接耳板34 顶部设铰接孔34a，连接轴31穿过铰接孔34a，其两端安装在上方柱节单元3 —侧的底端， 从而通过L形连接耳板34和连接轴31将上下相邻的两柱节单元3的一侧相连，并使其中一个柱节单元3相对另一柱节单元3转动，如图1所示。
如图h、2b、2C、2dJe所示，每个柱节单元3包括并排相互连接的3组U形槽板 35，每组U形槽板35由底板3 和与底板3 垂直连接的两侧板3 组成。每个U形槽板 35的开口一侧安置一组传动链节36，本实施例中每组传动链节包括上下安置两个传动链节36，每个传动链节36包括与两侧板3 贴合的一对链板36b和位于两链板36b之间上下安置的一对滚子36a，上、下销轴33a和3 分别穿过两侧板35a、一对链板36b的两端和一对滚子36a，而将传动链节36安置在两侧板3 之间，两个传动链节36的相邻滚子36a之间形成供传动齿轮15的轮齿插入的等间距间隙，以便于传动齿轮通过链节传动时可以无障碍地依次插入链节滚子36a之间的间隙内，通过传动齿轮15转动，带动柱节单元3沿垂直方向一节接一节向上移动形成垂直柱4。上、下销轴33a、3 贯穿三组U形槽板35并使其两端固定在外侧两组U形槽板35 的侧板上，从而使三组U形槽板35的一侧相互固定连接，形成呈一体的柱节单元3。每个U 形槽板35的两侧板之间设一组传动链节，三个U形槽板35共设三组传动链节，每组传动链节包括上下布置的两个传动链节。三组并排的U形槽板35的另一侧底部贯穿有连接轴31，相邻的两组U形槽板之间可通过螺栓使其邻接的侧板相互固定连接，例如，可通过在顶部固定连接耳板34的两个螺栓将相邻侧板固定，以加强相邻两组U形槽板35之间的固定连接。如图加所示，使螺栓 34b依次穿过连接耳板34、外侧U形槽板的侧板和中间U形槽板的侧板并拧紧螺母，将连接耳板；34固定在外侧U形槽板35的内部侧板上，同时将两相邻U形槽板的侧板之间固定连接。另外，也可以通过螺栓34b将外侧U形槽板35的内部侧板与中间U形槽板的一侧板相互固定，而通过另两个螺栓单独将连接耳板34固定在外侧U形槽板35的外侧板上。如图2e所示，连接耳板34的下端通过两个螺栓固定连接在下方一个柱节单元中的U形槽板35上端，其具有突出于U形槽板上端的连接端，连接端设有铰接孔34a，连接端通过穿过铰接孔3 的连接轴31穿过上方另一柱节单元中对应的U形槽板的角部，而使连接端与另一柱节单元中对应的U形槽板的角部铰接，使得下方柱节单元可通过连接耳板34 相对上方柱节单元转动。连接轴31伸出柱节单元3外侧的两端部设有滚动体32，滚动体32安置在第一导向槽14和第二导向槽21内并沿其滚动，以便通过第一导向槽14和第二导向槽21对柱节单元3进行导向使其形成垂直柱4或使其回到存储箱内的安置位置。每个U形槽板35的侧板3 安置连接轴31的角部呈圆弧形，便于柱节单元在由水平状态向垂直状态过渡，或者由垂直状态向水平状态过渡时，相邻柱节单元之间不发生相互干涉。每个U形槽板35的底板3 下端邻接侧板35a圆弧部的部位形成一槽口 37，防止L形连接耳板34旋转时与U形槽板的底板发生干涉。尽管图加、3中给出了三组并排连接的U形槽板35形成的柱节单元3以及具有三个相应的齿轮的传动齿轮15的结构，也可以根据实际承载需要，设置两组并排连接的U形槽板35形成的柱节单元3以及四组并排连接的U形槽板35形成的柱节单元3，或者更多组并排连接的U形槽板35形成的柱节单元3。柱节单元内设置两组链节与传动齿轮15啮合，也可以根据柱节单元的高度设置两组以上链节与传动齿轮15啮合，以便通过传动齿轮 15旋转，带动柱节单元沿垂直方向一节接一节升起形成垂直柱，这样的结构通用性强，制造成本低，便于工业上批量生产。
如图3所示，传动箱1包括相互平行设置的两侧板la、lb，两侧板之间安置传动轴 17，传动轴上固定传动齿轮15，该传动齿轮15具有三个轮齿1 以配合上述柱节单元，三个轮齿1 分别与三个链节的滚子36a啮合，传动齿轮15逆时针旋转而驱动柱节单元3向上移动，传动齿轮15顺时针旋转而驱动柱节单元3向下移动。如图3、5所示，两侧板la、lb的内侧分别设置第一导向槽14，柱节单元3下端的角部安置连接轴31，连接轴31的两端安置有滚动体32可沿第一导向槽14移动。如图3所示，传动箱1具有前后安置的两侧板la、lb，两侧板之间通过多个螺杆13 固定连接，传动轴17通过轴承18a、18b支撑在两侧板的一侧，传动轴17由电机(图中未示出)带动在两侧板之间转动。两侧板的底部靠近柱节存储箱2的位置设有由螺栓固定的定位板16，以保证柱节单元在移动过程中不会脱离第一导向槽。第一导向槽14在传动箱1内竖直方向上沿柱节单元的移动轨迹延伸，如图5所示，包括垂直延伸的直线形部分和下部的弧形部分。当一节柱节单元3被传动齿轮15带动向上移动时，下一柱节单元3会由连接耳板 34拖动从存储箱2中沿第二导向槽21弧形部分移向传动箱1内，然后移动到垂直位置而被传动齿轮15带动向上移动，这样使柱节单元一个接一个地向上移动形成垂直柱4。当传动轴17带动其上的传动齿轮15转动时，便推动与传动齿轮15啮合的链节向上移动，带动某个上方柱节单元3沿第一导向槽14向上移动，由于下方相邻的柱节单元3与该上方柱节单元3之间通过可绕上方柱节单元底部转动的L形连接耳板34连接，从而带动下方相邻的柱节单元的跟进，在侧板底部靠近柱节存储箱的位置设有定位板16，可以在柱节单元传输时起到一定的定位作用。柱节单元3 —个接一个地向下移动的工作过程与上述过程类似，此时传动齿轮15 进行顺时针旋转带动柱节单元向下移动，一节接一节地回到存储箱内。如图1和图4所示，柱节单元的存储箱由竖架22a、22b和横架23相互连接而成， 并可容置多个柱节单元3。如图4所示，柱节单元存储箱2包括上存储箱2a、下存储箱2b和过渡箱2c，其内设置一对第二导槽件20，第二导槽件20包括三分段，各箱体内侧分别固定一段，分别为导槽件下段20b、导槽件上段20a和连接其间的导槽件过渡段20c，其中导槽件下段20b、导槽件上段20a水平延伸并相互对称设置，导槽件过渡段20c呈半圆形，第二导槽件20具有第二导向槽21，即第二导槽件20的各分段分别设有向内开口的导向槽分段21a、21b和过渡段 (图中未示出)。柱节单元3的连接轴31两端的滚动体沿第一导向槽14和第二导向槽件20导向槽段21a、21c和21b依次移动，如图1所示，上、下存储箱在其右端通过过渡箱2c连接，从而将上、下存储箱连为一个整体，连接在上、下存储箱之间的过渡箱内的导槽件过渡段20c 开设有柱节单元转向用的导向槽段21c，以便于柱节单元在上下存储箱之间移动和转移。如图4所示，第二导向槽21的侧面即导向槽段21a的下部、导向槽段21b的上部以及导向槽段21c (未示出)的外圆设置导向条沈，导向条沈为一非金属材料，其对柱节单元3在沿第二导向槽21移动时起到很好的导向定位作用。如不设置导向条沈，则柱节单元在沿水平方向移动时不够稳定，容易卡住或容易左右摆动。柱节存储箱2为由槽钢相互连接成的框架结构，包括沿存储箱纵向安置的两根竖架2 和22b，两根竖架的中部之间连接有横架23，底部设有底架M，横架两端设有纵架。 在两竖架2 和22b的内侧分别固定有第二导向槽21，第二导向槽21沿存储箱的长度方向延伸，与传动箱1内的第一导向槽14连为一体。最上方的柱节单元顶部设有可与被支撑物如舞台的底部固定连接的连接方板6， 连接方板6结构如图1所示，其底侧直接固定在最上方的一个柱节单元的顶部，连接方板顶部设有槽孔，可通过槽孔铰接到被支撑物的底部。尽管上文对本发明作了详细说明，但本发明不限于此，本技术领域的技术人员可以根据本发明的原理进行修改，因此，凡按照本发明的原理进行的各种修改都应当理解为落入本发明的保护范围。
权利要求
1.一种柔性传动柱装置，包括多个相连的柱节单元(3)，柱节单元可由沿水平方向排列变换成沿垂直方向排列而一节接一节连接成垂直柱；传动箱(1)，用于使多个柱节单元沿垂直方向排列而一节接一节连接成垂直柱；存储箱O)，安置在传动箱一侧，用于存储沿水平方向排列的多个柱节单元，其中每个柱节单元C3)的一侧固定有连接耳板(34)，连接耳板(34)与相邻的另一柱节单元铰接，每个柱节单元(3)的另一侧设有传动结构，传动结构由安置在所述传动箱(1)中的传动齿轮(1 带动，以便使所述多个柱节单元一节接一节连接成垂直柱。
2.如权利要求1所述柔性传动柱装置，其特征在于所述每个柱节单元由并排连接的多个U形槽板构成，每个U形槽板具有两侧板(35a)和与两侧板垂直相连的底板(3 )，所述连接耳板的一端固定在所述两侧板之一的上端或下端上，其另一端铰接在所述相邻的另一柱节单元的U形槽板上。
3.如权利要求2所述柔性传动柱装置，其特征在于所述传动结构包括至少一组传动链节(36)，所述传动链节(36)安置在每个U形槽板(35)的开口一侧，并位于所述两侧板之间。
4.如权利要求3所述柔性传动柱装置，其特征在于每组传动链节(36)包括与所述两侧板(35a)贴合的一对链板(36b)和位于一对链板之间的且上下安置的一对滚子(36a)， 使上、下销轴(33a 33b)分别穿过U形槽板的两侧板(3 )、一对链板(36b)的两端和一对滚子(36a)，而将传动链节(36)安置在柱节单元上，传动齿轮(1 的轮齿与滚子(36a)啮合，传动齿轮(1 的转动推动滚子向上移动，从而带动所述柱节单元(3)沿垂直方向一节接一节向上移动形成所述垂直柱G)。
5.如权利要求2所述种柔性传动柱装置，其特征在于所述连接耳板(34)的另一端铰接在所述另一柱节单元的U形槽板的两侧板角部，所述两侧板角部呈圆弧形且具有槽口 (37)。
6.如权利要求5所述柔性传动柱装置，其特征在于，传动齿轮(15)具有并排的多个齿轮，所述齿轮的个数对应所述的每个柱节单元(3)U型槽数。
7.如权利要求6所述柔性传动柱装置，其特征在于，所述传动箱(1)具有两侧板(la、 lb)，两侧板的内侧设有对应的一对第一导向槽(14)，每个所述柱节单元C3)具有与其固定一体的滚动体(32)，所述滚动体安置在第一导向槽内并可沿其滚动以便对所述柱节单元进行导向。
8.如权利要求7所述的柔性传动柱装置，其特征在于，所述存储箱(2)内设有安置所述一对滚动体的一对第二导向槽(21)，所述第二导向槽的侧面设置接触所述柱节单元侧面的导向条(26) 0
9.如权利要求1所述柔性传动柱装置，其特征在于，所述多个柱节单元中最上方的柱节单元的顶部固定设有与待支撑物连接的连接方板(6)。
10.如权利要求1所述柔性传动柱装置，其特征在于，在传动箱底部与存储箱相邻的一侧设置定位板(16)。
全文摘要
本发明公开一种柔性传动柱装置，包括多个柱节单元(3)，相邻柱节单元可沿垂直方向排列并相互连接形成垂直柱(4)；传动箱(1)，通过传动齿轮(15)使柱节单元一节接一节连接成垂直柱；柱节单元的存储箱(2)，安置在传动箱一侧，用于存储待形成垂直柱的多个柱节单元。该装置能够实现竖直推力的稳定传递，成本低，便于工业推广应用。
文档编号F16H7/00GK102312968SQ20101021846
公开日2012年1月11日 申请日期2010年7月6日 优先权日2010年7月6日
发明者潘向群 申请人:潘向群