CN109352619B - 链节装置及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种链节装置及使用方法，涉及辅助支撑装置技术领域，解决了现有技术中存在的链节装置不能在柔性与刚性之间相互切换的技术问题。该装置包括链节、双态关节和伸缩驱动装置，其中，双态关节连接相邻的两个链节且通过双态关节使得相邻的两个链节能发生沿折叠方向的转动；伸缩驱动装置与链节相连接且当链节装置竖直挂起时，伸缩驱动装置能驱动所有双态关节伸入对应的链节内直到链节装置形成与底面抵接的刚性杆件结构。本发明用于置于人工无法亲自达到的工作环境中并能将处理设备支撑在该工作环境中。

Description

链节装置及使用方法

技术领域

本发明涉及辅助支撑装置技术领域，尤其是涉及一种链节装置以及该链节装置的使用方法。

背景技术

实际工程项目场景中，人工是无法亲自达到的工作环境完成操作，而是需要通过将处理设备置于待加工/处理装置中去替代人工完成一些列的操作；设备在置于待加工/处理装置时，需要一些辅助的支撑，来保证设备正常的运行。例如，将焊接装置置于罐体类结构的装置时，需要采用支撑结构将焊接装置支撑在罐体的内部，以实现焊接装置对罐体内部的焊接处理。

本申请人发现现有技术至少存在以下技术问题：

然而，采用拉紧的绳索作为支撑结构，绳索机构的刚性相对差，易于影响处理设备的操作精度；而一些刚性支撑结构，体积重量大，安装和使用都不方便。

发明内容

本发明的目的在于提供一种链节装置及使用方法，解决了现有技术中存在的链节装置不能在柔性与刚性之间相互切换的技术问题。本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供的一种链节装置，包括链节、双态关节和伸缩驱动装置，其中，所述双态关节连接相邻的两个所述链节且通过所述双态关节使得相邻的两个所述链节能发生沿折叠方向的转动；所述伸缩驱动装置与所述链节相连接且当所述链节装置竖直挂起时，所述伸缩驱动装置能驱动所有所述双态关节伸入对应的所述链节内直到所述链节装置形成与底面抵接的刚性杆件结构。

优选地，所述双态关节包括滑动部和与所述滑动部连接的转动部，所述滑动部伸入对应的所述链节内且与该所述链节滑动连接，所述转动部连接对应的所述链节与所述滑动部，所述滑动部沿伸入所述链节的方向移动直至所述转动部伸入所述链节内时，伸入所述链节内的所述转动部能限制与其相邻的两所述链节发生折叠。

优选地，所述滑动部上开设有滑槽孔，所述滑槽孔沿所述滑动部的轴向方向设置在所述滑动部上，所述滑动部与所述链节通过导向销相连接且所述导向销穿入所述链节伸进所述滑槽孔。

优选地，所述转动部包括第一转动部和第二转动部，所述第一转动部与所述滑动部相连接，所述第二转动部设置在所述链节的端部，所述第二转动部***所述第一转动部且两者通过轴销连接。

优选地，与夹设在所述第一转动部内的侧面相邻的另两个所述第二转动部的侧面为限制侧面，所述限制侧面与所述链节内侧壁的形状相一致，且当所述第二转动部伸入所述链节内时，所述限制侧面与所述链节支架有间隙且所述限制侧面能限制与其相邻的两所述链节发生折叠；所述第二转动部的端面为具有圆滑过渡的V形面。

优选地，所述第一转动部包括连接部和竖直部，所述连接部连接所述竖直部与所述滑动部，所述第二转动部位于两个所述竖直部之间，所述竖直部的自由端为弧形面；所述链节上设置有卡槽，所述卡槽的形状与所述竖直部的形状相匹配且当所述滑动部向伸入所述链节的方向移动时，所述竖直部能***所述卡槽内。

优选地，所述链节装置还包括固定结构，所有所述链节依次连接形成链节结构且所述固定结构设置在所述链节结构的一端，所述固定结构能与部件连接使得所述链节装置竖直挂起。

优选地，所述链节包括普通链节、伸缩链节、支撑链节以及运动链节，所述支撑链节以及所述伸缩链节设置在两端且所述支撑链节能与底面抵接，所述运动链节上设置有工作平台，所述链节装置竖直挂起时，所述伸缩链节能伸长直至所述链节装置能形成刚性杆件结构。

优选地，所述普通链节、所述伸缩链节、所述支撑链节以及所述运动链节均为柱状结构；所述伸缩链节包括气缸结构；所述支撑链节的自由端设置有支撑平台；所述普通链节的个数至少为一个。

一种所述链节装置的使用方法，包括以下步骤：将所述链节装置置于工作环境中并垂直悬挂，启动所述伸缩驱动装置，使得所述双态关节伸入对应的所述链节内直到所述链节装置形成与底面抵接的刚性杆件结构。

本发明提供了一种链节装置，相邻的两个链节能通过双态关节发生沿折叠方向的转动，此时链节装置呈柔性状态，且当链节装置竖直挂起时，伸缩驱动装置又能驱动所有双态关节伸入对应的链节内直到链节装置形成与底面抵接的刚性杆件结构，使得链节装置呈刚性状态，解决了现有技术中存在的链节装置不能在柔性与刚性之间相互切换的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的链节装置处于刚性状态的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的链节装置处于柔性状态的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的双态关节的***结构示意图；

图4是本发明实施例提供的第二转动部置于链节内(第一转动部与第二转动部不能发生转动)的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的第二转动部位未置于连接内(第一转动部与第二转动部能发生转动)的结构示意图；

图6是本发明实施例提供的滑动部与第一转动部的结构示意图。

图中1-链节；11-卡槽；12-伸缩链节；13-支撑链节；131-支撑平台；14-运动链节；141-工作平台；15-普通链节；2-双态关节；21-滑动部；211-滑槽孔；22-第一转动部；221-连接部；222-竖直部；23-第二转动部；231-限制侧面；3-导向销；4-固定结构；5-轴销。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。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的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

参见图1-图6，本发明提供了一种链节装置，包括链节1、双态关节2和伸缩驱动装置，其中，双态关节2连接相邻的两个链节1且通过双态关节2使得相邻的两个链节1能发生沿折叠方向的转动；伸缩驱动装置与链节1相连接且当链节装置竖直挂起时，伸缩驱动装置能驱动所有双态关节2伸入对应的链节1内直到链节装置形成与底面抵接的刚性杆件结构。当不用链节装置时，可以将各链节1通过双态关节2折叠，使得链节装置呈柔性状态，减小链节装置的放置空间，由于各链节1之间能发生转动，也便于将链节装置置于工作环境中；当使用链节装置时，将链节装置置于工作环境且竖直挂起部件(链节装置的顶端固定，链节装置在重力的作用下处于竖直状态，链节装置的底端可以底面接触)，伸缩驱动装置能驱动所有双态关节2伸入对应的链节1内，使得相邻的两个链节1不能发生转动，且伸缩驱动装置能驱动链节装置的底部与工作环境的底面抵接，进而使得链节装置形成一刚性杆件结构，此时链节装置呈刚性状态，满足支撑处理设备的强度，进而解决了现有技术中存在的链节装置不能在柔性与刚性之间相互切换的技术问题。此外，本发明提供的链节装置，可以根据工作环境的需求能准确定位链节装置的放置位置。

作为本发明实施例可选地实施方式，双态关节2包括滑动部21和与滑动部21连接的转动部，滑动部21伸入对应的链节1内且与该链节1滑动连接，转动部连接对应的链节1与滑动部21，滑动部21沿伸入链节1的方向移动直至转动部伸入链节1内时，伸入链节1内的转动部能限制与其相邻的两链节1发生折叠；滑动部21上开设有滑槽孔211，滑槽孔211沿滑动部21的轴向方向设置在滑动部21上，滑动部21与链节1通过导向销3相连接且导向销3穿入链节1伸进滑槽孔211，滑动部21通过导向销3设置在链节1上，导向销3与链节1固定连接，导向销3相对于滑动部21能沿滑槽孔211的长度方向移动，进而使得滑动部21与链节1能沿链节1的轴线方向移动；转动部包括第一转动部22和第二转动部23，第一转动部22与滑动部21相连接，第二转动部23设置在链节1的端部，第二转动部23***第一转动部22且两者通过轴销5连接；与夹设在第一转动部22内的侧面相邻的另两个第二转动部23的侧面为限制侧面231，限制侧面231与链节1内侧壁的形状相一致，且当第二转动部23伸入链节1内时，限制侧面231与链节1支架有间隙且限制侧面231能限制与其相邻的两链节1发生折叠；第二转动部23的端面为具有圆滑过渡的V形面，便于第二转动部23相对于第一转动部22发生转动。

作为本发明实施例可选地实施方式，第一转动部22包括连接部221和竖直部222，连接部221连接竖直部222与滑动部21，第二转动部23位于两个竖直部222之间，竖直部222的自由端为弧形面，便于竖直部222发生转动；链节1上设置有卡槽11，卡槽11的形状与竖直部222的形状相匹配且当滑动部21向伸入链节1的方向移动时，竖直部222能***卡槽11内。参见图5，竖直部222的弧形自由端能与位于其下方的链节1接触，第二转动部23能相对于第一转动部22发生转动，竖直部222部分区域也***卡槽11内，竖直部222与卡槽部11的相配合能限制相邻的两个链节1沿周向方向上发生转动；参见图4，第二转动部23伸入链节1内，相邻的两个链节1不能发生转动。

作为本发明实施例可选地实施方式，链节装置还包括固定结构4，所有链节1依次连接形成链节结构且固定结构4设置在链节结构的一端，固定结构4能与部件连接使得链节装置竖直挂起。链节装置还包括支撑结构，所有链节1依次连接形成链节结构且支撑结构设置在链节结构的一端，支撑结构能与底面抵接，提高置于工作环境中处于刚性状态的链节装置的稳定性。

作为本发明实施例可选地实施方式，链节包括普通链节15、伸缩链节12、支撑链节13以及运动链节14，支撑链节13以及伸缩链节12设置在两端且支撑链节13能与底面抵接，运动链节14上设置有工作平台141，链节装置处于竖直挂起状态时，伸缩链节12能伸长直至链节装置能形成刚性杆件结构；普通链节15、伸缩链节12、支撑链节13以及运动链节14可以均为柱状结构；伸缩链节12包括气缸结构；支撑链节13的自由端设置有支撑平台131；普通链节15的个数至少为一个，增加普通链节15的个数，增加链节装置的长度。

参见图1和图2，伸缩连接12的自由端设置有固定结构4，将固定结构4连接在部件上，链节装置竖直挂起状态且支撑链节13与底面接触，此时启动伸缩链节12上的气缸机构，使得伸缩链节12伸长，伸缩连接12带动普通链节15和运动链节13向下运动，直至支撑链节13与运动链节14之间的双态关节2伸入运动链节13内，然后以此类推，双态关节2依次伸入对应的链节1内，当所有双态关节2均伸入链节1内时，使得链节装置形成一刚性杆件结构；若伸缩链节12继续伸长，则能增加相邻两个链节1以及支撑链节13与底面之间的作用力，提高刚性杆件结构的强度。

一种链节装置的使用方法，包括以下步骤：将链节装置置于工作环境中并垂直悬挂，启动伸缩驱动装置，使得双态关节2伸入对应的链节1内直到链节装置形成与底面抵接的刚性杆件结构。具体包括以下内容：

S1、将支撑链节13、运动链节14、普通链节15、伸缩链节12依次放入到工作环境中；

S2、将固定结构4固定在工作环境上端；

S3、链节装置保持铅垂后，伸缩链节12伸长，直至所有双态关节2伸入对应的链节1内，支撑链节13支撑在工作环境底部。

当伸缩链节12伸长到位后，链节装置由柔性状态变成刚性状态，在运动链节14的工作平台141可进行作业。

本发明提供的链节装置，可以实现工作设备的远距离、高刚度定位，链节装置结构简单巧妙，使用方便。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种链节装置，其特征在于，包括链节(1)、双态关节(2)和伸缩驱动装置，其中，

所述双态关节(2)连接相邻的两个所述链节(1)且通过所述双态关节(2)使得相邻的两个所述链节(1)能发生沿折叠方向的转动；所述伸缩驱动装置与所述链节(1)相连接且当所述链节装置竖直挂起时，所述伸缩驱动装置能驱动所有所述双态关节(2)伸入对应的所述链节(1)内直到所述链节装置形成与底面抵接的刚性杆件结构；

所述双态关节(2)包括滑动部(21)和与所述滑动部(21)连接的转动部，所述滑动部(21)伸入对应的所述链节(1)内且与该所述链节(1)滑动连接，所述转动部连接对应的所述链节(1)与所述滑动部(21)，所述滑动部(21)沿伸入所述链节(1)的方向移动直至所述转动部伸入所述链节(1)内时，伸入所述链节(1)内的所述转动部能限制与其相邻的两所述链节(1)发生折叠。

2.根据权利要求1所述的链节装置，其特征在于，所述滑动部(21)上开设有滑槽孔(211)，所述滑槽孔(211)沿所述滑动部(21)的轴向方向设置在所述滑动部(21)上，所述滑动部(21)与所述链节(1)通过导向销(3)相连接且所述导向销(3)穿入所述链节(1)伸进所述滑槽孔(211)。

3.根据权利要求1所述的链节装置，其特征在于，所述转动部包括第一转动部(22)和第二转动部(23)，所述第一转动部(22)与所述滑动部(21)相连接，所述第二转动部(23)设置在所述链节(1)的端部，所述第二转动部(23)***所述第一转动部(22)且两者通过轴销(5)连接。

4.根据权利要求3所述的链节装置，其特征在于，与夹设在所述第一转动部(22)内的侧面相邻的另两个所述第二转动部(23)的侧面为限制侧面(231)，所述限制侧面(231)与所述链节(1)内侧壁的形状相一致，且当所述第二转动部(23)伸入所述链节(1)内时，所述限制侧面(231)与所述链节(1)支架有间隙且所述限制侧面(231)能限制与其相邻的两所述链节(1)发生折叠；所述第二转动部(23)的端面为具有圆滑过渡的V形面。

5.根据权利要求3所述的链节装置，其特征在于，所述第一转动部(22)包括连接部(221)和竖直部(222)，所述连接部(221)连接所述竖直部(222)与所述滑动部(21)，所述第二转动部(23)位于两个所述竖直部(222)之间，所述竖直部(222)的自由端为弧形面；所述链节(1)上设置有卡槽(11)，所述卡槽(11)的形状与所述竖直部(222)的形状相匹配且当所述滑动部(21)向伸入所述链节(1)的方向移动时，所述竖直部(222)能***所述卡槽(11)内。

6.根据权利要求1所述的链节装置，其特征在于，所述链节装置还包括固定结构(4)，所有所述链节(1)依次连接形成链节结构且所述固定结构(4)设置在所述链节结构的一端，所述固定结构(4)能与部件连接使得所述链节装置竖直挂起。

7.根据权利要求1所述的链节装置，其特征在于，所述链节包括普通链节(15)、伸缩链节(12)、支撑链节(13)以及运动链节(14)，所述支撑链节(13)以及所述伸缩链节(12)设置在两端且所述支撑链节(13)能与底面抵接，所述运动链节(14)上设置有工作平台(141)，所述链节装置竖直挂起时，所述伸缩链节(12)能伸长直至所述链节装置能形成刚性杆件结构。

8.根据权利要求7所述的链节装置，其特征在于，所述普通链节(15)、所述伸缩链节(12)、所述支撑链节(13)以及所述运动链节(14)均为柱状结构；所述伸缩链节(12)包括气缸结构；所述支撑链节(13)的自由端设置有支撑平台(131)；所述普通链节(15)的个数至少为一个。

9.一种权利要求1-8中任一项所述链节装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

将所述链节装置置于工作环境中并垂直悬挂，启动所述伸缩驱动装置，使得所述双态关节(2)伸入对应的所述链节(1)内直到所述链节装置形成与底面抵接的刚性杆件结构。

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