[发明专利]之字形杆件空间伸缩机构

说明书

技术领域

本发明涉及机械技术，具体地讲是一种之字形杆件空间伸缩机构。

背景技术

在一些设备的安装、维修或某些专业的特殊工作中需要在长度上能作伸缩的装置，或需要在高度上能升降的机构。现有伸缩机构如柱塞油缸、滑轨导槽副等，一般结构复杂，制造工艺要求高，而伸缩幅度却很有限。现有的平面平行四边形连杆伸缩机构如推拉门窗，侧向受力差，应用范围小。

发明内容

本发明的目的是提供一种之字形杆件空间伸缩机构，这是一种新型的立体简易整体伸缩机构，它由若干之字形连接杆件通过中间架连接而成，它配备操作系统装置和驱动系统可做成工程支撑、升降台、夹持器具和设备等。

本发明的技术方案如下：

本发明之字形杆件空间伸缩机构由若干层组件单元构成，每个单元由中间架和连接于中间架每个边上的杆件构成。同一单元层内的杆件倾斜角度相同。相邻单元层中的杆件倾斜角度彼此相反，杆件端部彼此连接，形成之字形。

本发明具有这样的有益效果：本发明可以通过杆件的转动或中间架的移动来实现机构整体的伸缩，收缩时杆件间相互错开，可以克服空间机构常常遇到的干涉问题。同时，杆件和中间架的特殊布置方式能大大节省空间，使在保持大伸缩比的同时保证机构的紧凑。当杆件长度小于中间架边长时，机构伸缩时任意时刻的横截面始终不变。由于这种机构本身的空间对称性，使其对空间不同方向力的承受能力分配比较均匀。整个机构具有用材少、伸缩幅度大、受力性好、稳定性强、应用范围广、制造工艺简单等特点。

附图说明

图1为三角形中间架之字形杆件空间伸缩机构示意图。

图2为杆件示意图。

图3为中间架示意图。

图4为垫圈示意图。

图5为三角形中间架之字形杆件空间伸缩机构的收缩状态示意图。

图6为三角形中间架之字形杆件空间伸缩机构的伸展状态示意图。

图7为四边形中间架之字形杆件空间伸缩机构示意图。

图8为四边形中间架之字形杆件空间伸缩机构的伸展状态示意图。

图9为四边形中间架之字形杆件空间伸缩机构的收缩状态示意图。

图10为三角形中间架之字形杆件空间伸缩机构采用直角连接件的伸展状态示意图。

图11为三角形中间架之字形杆件空间伸缩机构采用直角连接件的收缩状态示意图。

图12为直角连接件示意图。

图13为三角形中间架之字形杆件空间伸缩机构并联成大三角形机构的侧视图。

图14为三角形中间架之字形杆件空间伸缩机构并联成大三角形机构的俯视图。

具体实施方式

下面以中间架为三角形的空间伸缩机构为例，结合附图对本发明作进一步详细描述：

图1截取了三角形中间架的空间伸缩机构中具有代表性的一段，整个空间机构就是图1所示机构的串联叠加，其中有杆件1-6、两层中间架7、8及垫圈9-11。杆件1、2和3的中部分别连接于中间架7三边的中心处，杆件4、5和6的中部分别连接于中间架8三边的中心处，杆件4、5和6与中间架8的连接处设有垫圈9、10和11。杆件1、2和3的上端连接于杆件4、5和6的下端内侧，各部件连接处均可以转动。

该机构变形过程：

第一种情况：驱动杆件。当杆件的三个连接点向内同步移动时，该机构伸长(如图6)，反向移动时则收缩(如图5)。

第二种情况：驱动中间架。固定一中间架，上下移动另一中间架，机构向两端伸展(如图6)或收缩(如图5)。

由图5可以看到，当机构收缩时，各杆件均与中间架形成一个角度，而正是由于这个角度的存在，使得之字形杆件在收缩时，相互间不干涉。由于杆件与中间架是紧贴连接，因此能充分利用了空间，使整个机构收缩紧密。

中间架是一种起固定支架作用的构件，它不仅可以作为支架，还起到了增强整个机构刚度的作用。中间架可以是一个整体构件，也可以为多个构件组成的整体，主要由制造工艺的难度决定。中间架可以是三角形，四边形和V字形等，主要取决于实际情况的要求。显然，安装三角形中间架比安装多边形的中间架更省材料，质量自然就轻。但中间架的边数越多，整个机构在不同方向上承受力的能力分配得就越均匀。事实上中间架的形状可以更加自由，除了和杆件连接的地方要求有平台外，在不对机构产生额外干涉的情况下中间架其余的地方可以任意形状，如三列之字形杆用“人”字形中间架连接，四列之字形杆用“十”字形中间架连接等。