CN109578536B - 一种推杆驱动防失稳机构及推杆驱动装置 - Google Patents

一种推杆驱动防失稳机构及推杆驱动装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种推杆驱动防失稳机构及推杆驱动装置，包括：远端基座，推杆的远端穿过远端基座向外伸出；支撑链组，其远端与远端基座连接，近端沿推杆的驱动路径延伸；驱动锁块，间隔布置在远端基座的近端侧并与推杆紧固连接，支撑链组的近端穿过驱动锁块向外伸出；支撑链组在远端基座和驱动锁块之间部分为束缚的直线形状，此部分形成支撑链组的支撑部，以对推杆进行支撑；支撑链组穿过驱动锁块后的部分为自由弯曲形状，此部分形成支撑链组的自由部。本发明能够在有效的提供推杆支撑的同时，几乎不占用推杆的驱动行程，在驱动量固定的前提下，可极大的缩减驱动结构的长度，并且推杆驱动防失稳机构长度的增减量跟推杆行程的增减量始终一致。

Description

一种推杆驱动防失稳机构及推杆驱动装置
技术领域
本发明涉及一种推杆支撑结构，尤其涉及一种推杆驱动防失稳机构及推杆驱动装置。
背景技术
在机械领域中，推杆被普遍用于直线运动的传递或输出。在推杆推动过程中，当杆过长、过细或者推动负载过大时，往往面临推杆失稳的问题。而在很多应用场景中，由于空间尺寸和负载需求的限定，在不改变杆的材质前提下，失稳问题不能通过增加杆的截面积或者减小推动负载来解决。
目前，常用的解决方案之一是沿着杆的驱动路径，增加对杆的支撑结构，从而减短推杆的支撑长度来实现。但此种支撑结构多排布于推杆驱动路径中，且支撑结构需跟随推杆进行伸缩运动，支撑结构之间往往有弹簧等弹性结构连接和间隔。
但由于多个支撑结构本身的厚度和弹性连接结构压缩到最小时的长度，因此均导致推杆驱动结构整体长度的增加。
发明内容
针对上述问题，本发明的一个目的是提供一种推杆驱动防失稳机构，在驱动过程中为推杆提供有效支撑的同时，仅占用极小的推杆驱动路径空间，实现推杆驱动的紧凑性设计。本发明的另一个目的是提供一种具有该推杆驱动防失稳机构的推杆驱动装置。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种推杆驱动防失稳机构，包括：远端基座，推杆的远端穿过所述远端基座向外伸出；支撑链组，所述支撑链组的远端与所述远端基座连接，所述支撑链组的近端沿所述推杆的驱动路径延伸；驱动锁块，间隔布置在所述远端基座的近端侧并与所述推杆紧固连接，所述支撑链组的近端穿过所述驱动锁块向外伸出；所述支撑链组在所述远端基座和驱动锁块之间部分为束缚的直线形状，此部分形成所述支撑链组的支撑部，以对所述推杆进行支撑，防止所述推杆的失稳；所述支撑链组穿过所述驱动锁块后的部分为自由弯曲形状，此部分形成所述支撑链组的自由部。
所述的推杆驱动防失稳机构，优选的，所述支撑链组包括对称设置在所述推杆两侧的两个支撑链，每一所述支撑链包括多个支撑单元，每一所述支撑单元的前端和后端分别具有铰链链接耳和铰链链接槽，各所述支撑单元通过所述铰链链接耳和铰链链接槽依次相互铰接形成可弯转的链条结构，每一所述支撑单元与所述推杆相接触的一侧形成有推杆支撑凹槽。
所述的推杆驱动防失稳机构，优选的，所述支撑链组包括对称设置在所述推杆两侧的两个支撑链，每一所述支撑链包括多个支撑单元，各所述支撑单元之间通过柔性带依次相互连接形成可弯转的链条结构，每一所述支撑单元与所述推杆相接触的一侧形成有推杆支撑凹槽。
所述的推杆驱动防失稳机构，优选的，两个所述支撑链为直线状态时，仅可向单一方向弯转，且此方向为远离所述推杆方向。
所述的推杆驱动防失稳机构，优选的，所述远端基座上具有推杆导向通道，所述推杆的远端经所述推杆导向通道向外伸出。
所述的推杆驱动防失稳机构，优选的，所述驱动锁块上具有两个支撑链组引导通道，每一所述支撑连引导通道包括引导通道窄段和引导通道弯曲段；所述支撑链依次经过引导通道窄段和引导通道弯曲段后穿出。
所述的推杆驱动防失稳机构，优选的，所述引导通道窄段的宽度与所述支撑链的最大宽度一致或者接近，所述引导通道窄段的轴线方向与所述支撑链为直线形状时方向一致，同时所述引导通道窄段的轴线方向与所述推杆的轴线方向平行。
所述的推杆驱动防失稳机构，优选的，所述引导通道弯曲段的宽度大于所述支撑链的宽度，且所述引导通道弯曲段引导所述支撑链由所述引导通道窄段中的直线状态进入弯转状态。
所述的推杆驱动防失稳机构，优选的，所述驱动锁块上具有与所述推杆根部紧固连接的推杆固定部，且所述推杆分布于两所述支撑链引导通道之间，两所述支撑链引导通道相互连通或者互相分隔。
一种推杆驱动装置，包括整体框架、驱动电机、联轴器、螺杆、螺杆滑块、导轨和前述的推杆驱动防失稳机构；所述整体框架设置在所述驱动锁块的近端侧，所述螺杆滑块紧固连接在所述驱动锁块上，所述螺杆转动支撑在所述整体框架和远端基座之间并与所述螺杆滑块)形成旋转副；所述驱动电机通过所述联轴器与所述螺杆连接；所述导轨紧固连接在所述整体框架上，且与所述螺杆的轴线方向平行，所述驱动锁块滑动设置在所述导轨上；由此，所述驱动电机、联轴器、螺杆、螺杆滑块、导轨和驱动锁块共同构成直线驱动机构，以实现所述驱动锁块沿所述推杆轴线方向的线性驱动；所述推杆被所述驱动锁块推动过程中，在所述驱动锁块和远端基座之间的直线支撑部共同支撑所述推杆，防止所述推杆的失稳。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明与现有推杆防失稳结构相比，其在有效的提供推杆支撑的同时，几乎不占用推杆的驱动行程，在驱动量固定的前提下，可极大的缩减驱动结构的长度。2、在推杆长度或者行程增加时，常用的间隔支撑的防失稳结构因为支撑结构的不可压缩部分，会以大于一的比例系数增加驱动结构的长度。而本发明的推杆驱动防失稳机构长度的增减量跟推杆行程的增减量始终一致。3、本发明的结构简单、可靠且可在低重量、低成本的前提下实施，具有实用价值。
附图说明
图1是本发明推杆驱动防失稳机构的整体结构示意图；
图2是本发明推杆驱动防失稳机构的剖面结构示意图；
图3是本发明一种支撑链的结构示意图；
图4是本发明支撑单元的结构示意图；
图5是本发明另一种支撑链的结构示意图；
图6是本发明驱动锁块的剖面结构示意图；
图7是本发明推杆驱动装置的整体结构示意图。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明的较佳实施例进行详细说明，以便更清楚理解本发明的目的、特点和优点。应理解的是，附图所示的实施例并不是对本发明范围的限制，而只是为了说明本发明技术方案的实质精神。
如图1、图2所示，本发明提供的推杆驱动防失稳机构，包括：远端基座101，推杆103的远端穿过远端基座101向外伸出；支撑链组100，支撑链组100的远端与远端基座101连接，支撑链组100的近端沿推杆103的驱动路径延伸；驱动锁块102，间隔布置在远端基座101的近端侧并与推杆103紧固连接，支撑链组100的近端穿过驱动锁块102向外伸出；支撑链组100在远端基座101和驱动锁块102之间部分为束缚的直线形状，此部分形成支撑链组100的支撑部，以对推杆103进行支撑，防止推杆103的失稳；支撑链组100穿过驱动锁块102后的部分为自由弯曲形状，此部分形成支撑链组100的自由部。
本发明的推杆驱动防失稳机构在工作过程中，驱动锁块102沿推杆103轴线方向运动，从而推动推杆103伸出远端基座101。由支撑链组100的支撑部对推杆103起到支撑作用。并且，随着驱动锁块102的正向推动，支撑链组100的支撑部长度逐渐变长，自由部长度逐渐缩短；反之，支撑链组100的支撑部长度逐渐缩短，自由部长度逐渐变长。因此，支撑链组100的支撑部长度跟推杆103行程的增减量始终一致。
在上述实施例中，优选的，如2到图4所示，支撑链组100包括对称设置在推杆103两侧的两个支撑链11，每一支撑链11包括多个支撑单元104，每一支撑单元104的前端和后端分别具有铰链链接耳105和铰链链接槽106，各支撑单元104通过铰链链接耳105和铰链链接槽106依次相互铰接形成可弯转的链条结构，每一支撑单元104与推杆103相接触的一侧形成有推杆支撑凹槽107。
在上述实施例中，优选的，如图5所示，支撑链组100包括对称设置在推杆103两侧的两个支撑链11，每一支撑链11包括多个支撑单元104，各支撑单元104之间通过柔性带108依次相互连接形成可弯转的链条结构，每一支撑单元104与推杆103相接触的一侧形成有推杆支撑凹槽107。
在上述实施例中，优选的，如图2所示，两个支撑链11为直线状态时，仅可向单一方向弯转，且此方向为远离推杆103方向。
在上述实施例中，优选的，如图6所示，远端基座101上具有推杆导向通道，推杆103的远端经推杆导向通道向外伸出。
在上述实施例中，优选的，驱动锁块上102具有两个支撑链组引导通道111，每一支撑连引导通道111包括引导通道窄段112和引导通道弯曲段113；支撑链11依次经过引导通道窄段112和引导通道弯曲段113后穿出。
在上述实施例中，优选的，引导通道窄段112的宽度与支撑链11的最大宽度一致或者接近，引导通道窄段112的轴线方向与支撑链11为直线形状时方向一致，同时引导通道窄段112的轴线方向与推杆103的轴线方向平行。
在上述实施例中，优选的，引导通道弯曲段113的宽度大于支撑链11的宽度，且引导通道弯曲段113引导支撑链11由引导通道窄段112中的直线状态进入弯转状态。
在上述实施例中，优选的，驱动锁块102上具有与推杆103根部紧固连接的推杆固定部114，且推杆103分布于两支撑链引导通道111之间，两支撑链引导通道111相互连通或者互相分隔。
如图7所示，本发明提供了的推杆驱动装置，包括整体框架115、驱动电机116、联轴器117、螺杆118、螺杆滑块119、导轨120和前述的推杆驱动防失稳机构；整体框架115设置在驱动锁块102的近端侧，螺杆滑块119紧固连接在驱动锁块102上，螺杆118转动支撑在整体框架115和远端基座101之间并与螺杆滑块119形成旋转副；驱动电机116通过联轴器117与螺杆118连接；导轨120紧固连接在整体框架115上，且与螺杆118的轴线方向平行，驱动锁块112滑动设置在导轨120上。由此，驱动电机116、联轴器117、螺杆118、螺杆滑块119、导轨120和驱动锁块102共同构成直线驱动机构，以实现驱动锁块102沿推杆103轴线方向的线性驱动；推杆103被驱动锁块102推动过程中，在驱动锁块102和远端基座101之间的直线支撑部共同支撑推杆103，防止推杆103的失稳。
本发明仅以上述实施例进行说明，各部件的结构、设置位置及其连接都是可以有所变化的，在本发明技术方案的基础上，凡根据本发明原理对个别部件进行的改进和等同变换，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (9)

1.一种推杆驱动防失稳机构，其特征在于，包括：
远端基座(101)，推杆(103)的远端穿过所述远端基座(101)向外伸出；
支撑链组(100)，所述支撑链组(100)的远端与所述远端基座(101)连接，所述支撑链组(100)的近端沿所述推杆(103)的驱动路径延伸；
驱动锁块(102)，间隔布置在所述远端基座(101)的近端侧并与所述推杆(103)紧固连接，所述支撑链组(100)的近端穿过所述驱动锁块(102)向外伸出；
所述支撑链组(100)在所述远端基座(101)和驱动锁块(102)之间部分为束缚的直线形状，此部分形成所述支撑链组(100)的支撑部，以对所述推杆(103)进行支撑，防止所述推杆(103)的失稳；所述支撑链组(100)穿过所述驱动锁块(102)后的部分为自由弯曲形状，此部分形成所述支撑链组(100)的自由部；
所述支撑链组(100)包括对称设置在所述推杆(103)两侧的两个支撑链(11)，两个所述支撑链(11)为直线状态时，仅可向单一方向弯转，且此方向为远离所述推杆(103)方向。
2.根据权利要求1所述的推杆驱动防失稳机构，其特征在于，每一所述支撑链(11)包括多个支撑单元(104)，每一所述支撑单元(104)的前端和后端分别具有铰链链接耳(105)和铰链链接槽(106)，各所述支撑单元(104)通过所述铰链链接耳(105)和铰链链接槽(106)依次相互铰接形成可弯转的链条结构，每一所述支撑单元(104)与所述推杆(103)相接触的一侧形成有推杆支撑凹槽(107)。
3.根据权利要求1所述的推杆驱动防失稳机构，其特征在于，每一所述支撑链(11)包括多个支撑单元(104)，各所述支撑单元(104)之间通过柔性带(108)依次相互连接形成可弯转的链条结构，每一所述支撑单元(104)与所述推杆(103)相接触的一侧形成有推杆支撑凹槽(107)。
4.根据权利要求1到3任一项所述的推杆驱动防失稳机构，其特征在于，所述远端基座(101)上具有推杆导向通道，所述推杆(103)的远端经所述推杆导向通道向外伸出。
5.根据权利要求1到3任一项所述的推杆驱动防失稳机构，其特征在于，所述驱动锁块(102)上具有两个支撑链引导通道(111)，每一所述支撑链引导通道(111)包括引导通道窄段(112)和引导通道弯曲段(113)；所述支撑链(11)依次经过引导通道窄段(112)和引导通道弯曲段(113)后穿出。
6.根据权利要求5所述的推杆驱动防失稳机构，其特征在于，所述引导通道窄段(112)的宽度与所述支撑链(11)的最大宽度一致或者接近，所述引导通道窄段(112)的轴线方向与所述支撑链(11)为直线形状时方向一致，同时所述引导通道窄段(112)的轴线方向与所述推杆(103)的轴线方向平行。
7.根据权利要求5所述的推杆驱动防失稳机构，其特征在于，所述引导通道弯曲段(113)的宽度大于所述支撑链(11)的宽度，且所述引导通道弯曲段(113)引导所述支撑链(11)由所述引导通道窄段(112)中的直线状态进入弯转状态。
8.根据权利要求5所述的推杆驱动防失稳机构，其特征在于，所述驱动锁块(102)上具有与所述推杆(103)根部紧固连接的推杆固定部(114)，且所述推杆(103)分布于两所述支撑链引导通道(111)之间，两所述支撑链引导通道(111)相互连通或者互相分隔。
9.一种推杆驱动装置，其特征在于，包括整体框架(115)、驱动电机(116)、联轴器(117)、螺杆(118)、螺杆滑块(119)、导轨(120)和权利要求1到8任一项所述的推杆驱动防失稳机构；所述整体框架(115)设置在所述驱动锁块(102)的近端侧，所述螺杆滑块(119)紧固连接在所述驱动锁块(102)上，所述螺杆(118)转动支撑在所述整体框架(115)和远端基座(101)之间并与所述螺杆滑块(119)形成旋转副；所述驱动电机(116)通过所述联轴器(117)与所述螺杆(118)连接；所述导轨(120)紧固连接在所述整体框架(115)上，且与所述螺杆(118)的轴线方向平行，所述驱动锁块(102)滑动设置在所述导轨(120)上；由此，所述驱动电机(116)、联轴器(117)、螺杆(118)、螺杆滑块(119)、导轨(120)和驱动锁块(102)共同构成直线驱动机构，以实现所述驱动锁块(102)沿所述推杆(103)轴线方向的线性驱动；所述推杆(103)被所述驱动锁块(102)推动过程中，在所述驱动锁块(102)和远端基座(101)之间的直线支撑部共同支撑所述推杆(103)，防止所述推杆(103)的失稳。
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