CN114619433A - 一种可伸缩式作业机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及作业机构技术领域，提出了一种可伸缩式作业机构，包括作业结构，还包括定位座、以及顶升机构，在定位座下端面设置有作业结构，每个作业结构都是包括内臂、中臂和外臂，外臂的外端连接有作业工具，内臂的内端借助第一铰接轴与套装在顶升机构的伸缩杆上的支撑座铰接，内臂的中部与定位座之间铰接有直连板，内臂与中臂之间借助第二铰接轴铰接，中臂与外臂之间借助第三铰接轴铰接，支撑座与中臂之间、内臂与外臂之间都是形成传动配合。解决了相关技术中由操作人员进入到工作空间大但入口小的工作空间内作业，工作效率较低，而且操作人员长时间处于入口较小的地下，会对身体产生不好影响的问题。

Description

一种可伸缩式作业机构

技术领域

本发明涉及作业机构技术领域，具体的，涉及一种可伸缩式作业机构。

背景技术

目前很多地下作业活动都存在着工作空间大，但入口小的问题，导致很多作业工具无法从入口进入作业空间进行作业，只能由操作人员进入到工作空间内作业，工作效率较低，而且操作人员长时间处于入口较小的地下，会对身体产生不好的影响。因此需要研究一种可伸缩式的作业机构，既可以从较小的入口进入工作空间内，又能满足大的作业空间的使用需求。

发明内容

本发明提出一种可伸缩式作业机构，解决了相关技术中由操作人员进入到工作空间大但入口小的工作空间内作业，工作效率较低，而且操作人员长时间处于入口较小的地下，会对身体产生不好影响的问题。

本发明的技术方案如下：一种可伸缩式作业机构，包括作业结构，关键在于：所述作业机构还包括定位座、以及上端与定位座固定且下端为自由端的顶升机构，在定位座下端面沿圆周方向设置有一组作业结构，每个作业结构都是包括内臂、中臂和外臂，外臂的外端连接有作业工具，内臂的内端借助第一铰接轴与套装在顶升机构的伸缩杆上的支撑座铰接，内臂的中部与定位座之间铰接有直连板，内臂与中臂之间借助第二铰接轴铰接，中臂与外臂之间借助第三铰接轴铰接，支撑座与中臂之间、内臂与外臂之间都是形成传动配合，作业机构借助顶升机构的伸缩具有伸缩自由度。

在每个内臂的两侧都设置有直连板，两个直连板的上端都是借助第四铰接轴与定位座铰接、下端都是借助第五铰接轴与内臂铰接。

所述支撑座与中臂之间借助第一链轮、第二链轮和第一链条的配合形成传动配合，所述第一链轮与第一铰接轴同轴设置，第二链轮与第二铰接轴同轴设置，其中固连在支撑座上的第一链轮的齿数为固连在中臂上的第二链轮齿数的两倍。

所述内臂与外臂之间借助第三链轮、第四链轮和第二链条的配合形成传动配合，所述第三链轮与第二铰接轴同轴设置，第四链轮与第三铰接轴同轴设置，其中固连在内臂上的第三链轮和固连在外臂上的第四链轮的齿数相同。

本发明的工作原理及有益效果为：在定位座下端面固定顶升机构，在定位座下端面沿圆周方向设置有一组作业结构，每个作业结构都是包括内臂、中臂和外臂，内臂的内端借助第一铰接轴与套装在顶升机构的伸缩杆上的支撑座铰接，内臂的中部与定位座之间铰接有直连板，内臂的外端借助第二铰接轴铰接有中臂，中臂的外端借助第三铰接轴铰接有外臂，外臂的外端连接有作业工具，支撑座与中臂之间、内臂与外臂之间都是形成传动配合。当定位座的位置固定时，使顶升机构的伸缩杆伸长，则支撑座沿着伸缩杆下移，支撑座带动内臂的内端下移，内臂的外端围绕直连板与内臂的铰接轴向上旋转，内臂的外端带动中臂的内端向上旋转，中臂的外端向下旋转并带动外臂的内端向下旋转，外臂的外端向上旋转，内臂、中臂和外臂之间的间距变小，被收缩；同理，当顶升机构的伸缩杆收缩时，支撑座沿着伸缩杆上移，内臂、中臂和外臂之间的间距变大，并逐渐伸展开。

在由较小的入口进入到较大的工作空间内时，使作业结构处于收缩状态，进入到工作空间内后，再根据实际需要调节作业结构的展开大小，然后用作业工具进行作业即可。既可以从较小的入口进入工作空间内，又能满足大的作业空间的使用需求。而且不再需要操作人员进入到工作空间内作业，可以提高工作效率，避免对操作人员的身体产生不好的影响。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明完全伸展开时的结构示意图。

图2为图1中定位座、顶升机构与内臂的连接结构示意图。

图3为图1中内臂与中臂的连接结构示意图。

图4为图1中中臂与外臂的连接结构示意图。

图5为本发明中支撑座的结构示意图。

图6为本发明中支撑座与顶升机构的连接结构示意图。

图7为本发明中连接座的结构示意图。

图8为本发明中第一链条的结构示意图。

图9为图8中第一链条段与第一连接杆的连接结构示意图。

图10为本发明中第二链条的结构示意图。

图11为图10中第三链条段与第二连接杆的连接结构示意图。

图12位本发明收缩时的结构示意图。

图13为本发明中中臂与连接座的连接结构示意图。

图14位图13的左视图。

图中：1、定位座，2、顶升机构，3、内臂，4、中臂，5、外臂，6、作业工具，7、第一铰接轴，8、支撑座，9、直连板，10、第二铰接轴，11、第三铰接轴，12、第四铰接轴，13、第五铰接轴，14、第一链轮，15、第二链轮，16、第三链轮，17、第四链轮，18、第一链条，18-1、第一链条段，18-2、第二链条段，18-3、第一连接杆，19、第二链条，19-1、第三链条段，19-2、第四链条段，19-3、第二连接杆，20、第一连接件，21、第二连接件，22、连接座，23、容纳槽，24、吊环螺栓，25、安装槽，26、燕尾槽，27、燕尾条，28、锁紧螺栓，29、锁紧螺母。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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前提下所获得的所有其他实施例，都涉及本发明保护的范围。

具体实施例，如图1、图2、图3和图4所示，一种可伸缩式作业机构，包括作业结构，还包括定位座1、以及上端与定位座1固定且下端为自由端的顶升机构2，在定位座1下端面沿圆周方向设置有一组作业结构，每个作业结构都是包括内臂3、中臂4和外臂5，外臂5的外端连接有作业工具6，内臂3的内端借助第一铰接轴7与套装在顶升机构2的伸缩杆上的支撑座8铰接，内臂3的中部与定位座1之间铰接有直连板9，内臂3与中臂4之间借助第二铰接轴10铰接，中臂4与外臂5之间借助第三铰接轴11铰接，支撑座8与中臂4之间、内臂3与外臂5之间都是形成传动配合，作业机构借助顶升机构2的伸缩具有伸缩自由度。

作为对本发明的进一步改进，在每个内臂3的两侧都设置有直连板9，两个直连板9的上端都是借助第四铰接轴12与定位座1铰接、下端都是借助第五铰接轴13与内臂3铰接。如图1和图2所示，利用两个直连板9将第四铰接轴12和第五铰接轴13连接起来，使得内臂3在旋转过程中更加平稳。

作为对本发明的进一步改进，支撑座8与中臂4之间借助第一链轮14、第二链轮15和第一链条18的配合形成传动配合，所述第一链轮14与第一铰接轴7同轴设置，第二链轮15与第二铰接轴10同轴设置，其中固连在支撑座8上的第一链轮14的齿数为固连在中臂4上的第二链轮15齿数的两倍。

如图2和图3所示，在第一铰接轴7的两端都有与其同轴设置的第一链轮14，第一链轮14与支撑座8固定连接，在第二铰接轴10的两端都有与其同轴设置的第二链轮15，第二链轮15与中臂4的内端固定连接，位于第一铰接轴7同一端的第一链轮14和第二链轮15之间通过第一链条18连接，在支撑座8移动过程中，通过第一链轮14、第二链轮15和第一链条18的配合带动中臂4内端同步移动，稳定性更好。

内臂3与外臂5之间借助第三链轮16、第四链轮17和第二链条19的配合形成传动配合，所述第三链轮16与第二铰接轴10同轴设置，第四链轮17与第三铰接轴11同轴设置，其中固连在内臂3上的第三链轮16和固连在外臂5上的第四链轮17的齿数相同。

如图3和图4所示，在第二铰接轴10的两端都有与其同轴设置的第三链轮16，第三链轮16位于第二链轮15内侧并与内臂3固定连接，在第三铰接轴11的两端都有与其同轴设置的第四链轮17，第四链轮17与外臂5的内端固定连接，在内臂3移动过程中，通过第三链轮16、第四链轮17和第二链条19的配合带动外臂5的内端同步移动，稳定性更好。

作为对本发明的进一步改进，第一链条18包括设置在第一链轮14上的第一链条段18-1、设置在第二链轮15上的第二链条段18-2、以及一端与第一链条段18-1铰接且另一端与第二链条段18-2铰接的第一连接杆18-3。如图8所示，利用两个第一连接杆18-3将第一链条段18-1和第二链条段18-2连接成闭合结构，在满足伸缩需求的前提下，可以减小链条的长度，避免链条太长而出现松弛现象进而影响内臂3和中臂4的正常旋转。

作为对本发明的进一步改进，在第一连接杆18-3的两端都固定有凵字形的第一连接件20，第一连接件20的开口端与第一链条段18-1/第二链条段18-2铰接。第一连接杆18-3通过第一连接件20与第一链条段18-1和第二链条段18-2铰接，连接更加牢固可靠。如图8和图9所示，第一链条段18-1的两端都是位于对应端第一连接件20的两个纵板之间，连接更加牢固可靠。

作为对本发明的进一步改进，第一连接杆18-3与第一连接件20螺纹连接且两个第一连接件20借助第一连接杆18-3的旋转具有相互靠近或远离的移动自由度。如图8所示，通过转动第一连接杆18-3即可使两个第一连接件20相互靠近从而缩短第一链条18的长度，或者是使两个第一连接件20相互远离从而延长第一链条18的长度，从而调节第一链条18的松紧度。

作为对本发明的进一步改进，第二链条19包括设置在第三链轮16上的第三链条段19-1、设置在第四链轮17上的第四链条段19-2、以及一端与第三链条段19-1铰接且另一端与第四链条段19-2铰接的第二连接杆19-3。如图10所示，利用两个第二连接杆19-3将第三链条段19-1和第四链条段19-2连接成闭合结构，在满足伸缩需求的前提下，可以减小链条的长度，避免链条太长而出现松弛现象进而影响中臂4和外臂5的正常旋转。

作为对本发明的进一步改进，在第二连接杆19-3的两端都固定有凵字形的第二连接件21，第二连接件21的开口端与第三链条段19-1/第四链条段19-2铰接。如图10和图11所示，第三链条段19-1的两端都是位于对应端第二连接件21的两个纵板之间，连接更加牢固可靠。

作为对本发明的进一步改进，第二连接杆19-3与第二连接件21螺纹连接且两个第二连接件21借助第二连接杆19-3的旋转具有相互靠近或远离的移动自由度。如图10所示，通过转动第二连接杆19-3即可使两个第二连接件21相互靠近从而缩短第二链条19的长度，或者是使两个第二连接件21相互远离从而延长第二链条19的长度，从而调节第二链条19的松紧度。

作为对本发明的进一步改进，作业机构还包括连接座22，第二铰接轴10设置在连接座22上且连接座22的上端面开设有容纳槽23，第二链轮15和第三链轮16都位于容纳槽23内，连接座22上开设有安装槽25，中臂4插装在安装槽25内并借助锁紧件与连接座22固定连接。

如图3和图7所示，通过改变中臂4***到安装槽25内的长度，然后选择合适长度的第二链条19，即可改变伸缩结构展开时的最大长度，从而满足不同大小作业空间的使用需求。在第二连接杆19-3与第二连接件21螺纹连接且两个第二连接件21借助第二连接杆19-3的旋转具有相互靠近或远离的移动自由度的情况下，直接旋转第二连接杆19-3即可改变第二链条19的长度，更加简单方便。

如图13和图14所示，中臂4为方形杆，在中臂4的内端开设有一组沿长度方向排列的燕尾槽26，连接座22的两侧都开设有与安装槽25连通的燕尾形的插孔，锁紧件包括燕尾条27、锁紧螺栓28和锁紧螺母29，燕尾条27同时与燕尾槽26和插孔插接，燕尾条27的两端都开设有定位孔，连接座22上与定位孔相对应的位置开设有过孔，锁紧螺栓28的螺杆穿过连接座22上的过孔和燕尾条27上的定位孔后与锁紧螺母29螺纹连接形成为中臂4与连接座22的锁紧结构。

如图13和图14所示，中臂4的长度方向沿左右方向设置，中臂4的右端开设有一组燕尾槽26，所有的燕尾槽26沿左右方向设置，每个燕尾槽26都沿前后方向贯穿中臂4，燕尾条27沿前后方向与连接座22上的插孔和中臂4上的一个燕尾槽26插接，前后两个锁紧螺栓28都是由左向右依次穿过连接座22左侧的过孔、燕尾条27上的过孔、连接座22右侧的过孔后，与位于连接座22右侧的锁紧螺母29螺纹连接。将燕尾条27与不同的燕尾槽26插接，即可改变作业结构伸展开时的最大长度，连接牢固可靠，拆装方便快捷，省时省力。

作为对本发明的进一步改进，在定位座1上端面连接有一组吊环螺栓24，吊环螺栓24上可拆卸式连接有调节绳。如图1、图2和图12所示，使作业结构收缩，在吊环螺栓24上连接调节绳，利用调节绳即可使作业机构穿过作业空间的入口进入到作业空间内，然后使顶升机构2伸长，使作业结构展开到所需大小即可，结构简单，操作方便。

作为对本发明的进一步改进，吊环螺栓24的数量至少为四个，包括与定位座1同轴设置的中间吊环螺栓、以及在中间吊环螺栓***沿圆周方向均匀排列的外吊环螺栓。如图1和图2所示，在定位座1上设置有一个中间吊环螺栓和三个外吊环螺栓，使得作业机构在升降过程中更加平稳。

作为对本发明的进一步改进，吊环螺栓24的下端延伸到定位座1下方且该端连接有两个锁紧螺母，两个锁紧螺母的旋紧方向相反形成为唐氏螺纹防松结构，使得吊环螺栓24与定位座1之间的连接更加牢固可靠，防止作业机构在升降过程中与吊环螺栓24分离，更加安全可靠。

本发明在具体使用时，在定位座1下端面沿圆周方向设置有四组作业结构，每个作业结构都是包括内臂3、中臂4和外臂5，在顶升机构2的伸缩杆上套装有支撑座8，如图5和图6所示，支撑座8为十字形结构且每个端部都固定有两个定位环，第一铰接轴7的两端分别与对应端的定位环连接，内臂3的内端借助第一铰接轴7与支撑座8铰接，内臂3的中部与定位座1之间铰接有直连板9，内臂3的外端借助第二铰接轴10铰接有中臂4，中臂4的外端借助第三铰接轴11铰接有外臂5，外臂5的外端连接有作业工具6，支撑座8与中臂4之间、内臂3与外臂5之间都是借助链轮和链条形成传动配合。

当定位座1的位置固定时，使顶升机构2的伸缩杆伸长，则支撑座8沿着伸缩杆下移，支撑座8带动内臂3的内端下移，内臂3的外端围绕直连板9与内臂3的铰接轴向上旋转，内臂3的外端带动中臂4的内端向上旋转，在链轮和链条的作用下，中臂4的外端向下旋转并带动外臂5的内端向下旋转，外臂5的外端向上旋转，内臂3、中臂4和外臂5之间的间距变小，被收缩；同理，当顶升机构2的伸缩杆收缩时，支撑座8沿着伸缩杆上移，内臂3、中臂4和外臂5之间的间距变大，并逐渐伸展开。

在由较小的入口进入到较大的工作空间内时，使作业结构处于收缩状态，进入到工作空间内后，再根据实际需要调节作业结构的展开大小，然后用作业工具6进行作业即可。既可以从较小的入口进入工作空间内，又能满足大的作业空间的使用需求。而且不再需要操作人员进入到工作空间内作业，可以提高工作效率，避免对操作人员的身体产生不好的影响。

Claims (4)

1.一种可伸缩式作业机构，包括作业结构，其特征在于：所述作业机构还包括定位座(1)、以及上端与定位座(1)固定且下端为自由端的顶升机构(2)，在定位座(1)下端面沿圆周方向设置有一组作业结构，每个作业结构都是包括内臂(3)、中臂(4)和外臂(5)，外臂(5)的外端连接有作业工具(6)，内臂(3)的内端借助第一铰接轴(7)与套装在顶升机构(2)的伸缩杆上的支撑座(8)铰接，内臂(3)的中部与定位座(1)之间铰接有直连板(9)，内臂(3)与中臂(4)之间借助第二铰接轴(10)铰接，中臂(4)与外臂(5)之间借助第三铰接轴(11)铰接，支撑座(8)与中臂(4)之间、内臂(3)与外臂(5)之间都是形成传动配合，作业机构借助顶升机构(2)的伸缩具有伸缩自由度。

2.根据权利要求1所述的一种可伸缩式作业机构，其特征在于：在每个内臂(3)的两侧都设置有直连板(9)，两个直连板(9)的上端都是借助第四铰接轴(12)与定位座(1)铰接、下端都是借助第五铰接轴(13)与内臂(3)铰接。

3.根据权利要求1所述的一种可伸缩式作业机构，其特征在于：所述支撑座(8)与中臂(4)之间借助第一链轮(14)、第二链轮(15)和第一链条(18)的配合形成传动配合，所述第一链轮(14)与第一铰接轴(7)同轴设置，第二链轮(15)与第二铰接轴(10)同轴设置，其中固连在支撑座(8)上的第一链轮(14)的齿数为固连在中臂(4)上的第二链轮(15)齿数的两倍。

4.根据权利要求3所述的一种可伸缩式作业机构，其特征在于：所述内臂(3)与外臂(5)之间借助第三链轮(16)、第四链轮(17)和第二链条(19)的配合形成传动配合，所述第三链轮(16)与第二铰接轴(10)同轴设置，第四链轮(17)与第三铰接轴(11)同轴设置，其中固连在内臂(3)上的第三链轮(16)和固连在外臂(5)上的第四链轮(17)的齿数相同。

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