[發明專利]動態組合螺旋裝置及用于該動態組合螺旋裝置的導向系統

有效

• 申請號: 201310386239.2
• 申請日: 2013-08-30
• 公開（公告）號: CN103453100A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 徐小軍;潘存云;馮逸飛;徐海軍;張湘;周發亮;王榮
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科學技術大學
• 主分類號: F16H25/24
• 分類號: F16H25/24
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所 43008
• 代理人: 趙洪;周長清

技術領域

本發明主要涉及到機械傳動設備領域，特指一種將分開存放的兩組螺旋鋼片旋合成彼此通過鎖扣結構實現構型的新型空心螺桿結構，以及通過離散分布的螺旋導輪的實現該鎖扣構型的傳動導向系統。

背景技術

傳統的螺旋傳動是通過螺桿和螺母的旋合傳遞運動和動力。動態組合螺旋則是采用分解與組合兩種機械創新設計模式所提出一種動態組合式螺旋傳動思想。即，通過將傳統的空心矩形螺桿沿螺紋牙根部螺旋線切割分解成兩個軸線重合、且彼此嵌套的圓柱形空心螺桿；非工作時分開存放，工作時再由專門的嚙入嚙出機構（導向系統）組裝在一起，其螺旋圈數可以根據實際位移需要自動調整并組合。

目前，已知的組合螺旋傳動裝置中，空心螺桿傳動結構（嵌入式嚙合結構）主要通過彼此上下嵌套的定位孔、定位齒結構來實現嵌入式空心螺桿結??構的構型。該結構在工程實踐中存在一定的結構性缺陷。同時，與該結構對應的嚙入嚙出機構（導向系統）設計十分復雜，應用領域受到明顯限制；定位齒和定位孔沿軸向分布，對于側向承載受力面積較小，側向受力容易失穩；長期處于震動工況中時，容易造成嚙合的松動。總的來說，主要體現在：1.嵌入式螺桿僅能承受軸向壓力載荷，任何軸向拉力、徑向承載以及承載不均都將造成螺桿結構失效；2.在大震動、大搖擺的工作場合，容易發生傾倒失穩，造成工作穩定性下降；3.對應的嚙入嚙合機構（導向系統）結構十分復雜，成本較高；4.對應的驅動方式單一，難以應對復雜多變的工況；5.缺乏相應的預緊結構，容易造成嚙合松動失效。

發明內容

本發明要解決的技術問題就在于：針對現有技術存在的技術問題，本發明提供一種結構簡單緊湊、成本低廉、操作簡便、性能好、適用范圍廣的動態組合螺旋裝置及用于該動態組合螺旋裝置的導向系統。

為解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案：

一種動態組合螺旋裝置，包括鎖扣式空心螺桿結構，所述鎖扣式空心螺桿結構由支撐螺旋片和聯接螺旋片沿徑向彼此鎖扣形成；

所述支撐螺旋片為一個截面高度大于截面寬度的等截面片，且在該等截面片上距上下邊緣一定寬度處、等間距的開設有兩組矩形的定位孔；

所述聯接螺旋片為一個截面高度小于截面寬度的等截面片，沿著該等截面片一側等間距地分布有一組定位齒，所述定位齒的位置與所述支撐螺旋片上定位孔的位置對應。

作為本發明螺旋裝置的進一步改進：

所述兩組矩形的定位孔中的一組靠近上邊緣處，另一組靠近下邊緣處，沿上下邊分布的兩組定位孔呈均勻對稱狀，距離上下邊緣寬度對稱相等且不能為零。

所述定位齒的形狀、結構、大小與定位孔匹配。

本發明進一步提供一種用來對上述螺旋裝置實現組合的導向系統，包括底座組件、空心立柱以及驅動組件，所述空心立柱設置于底座組件的內部，在空心立柱上沿著兩條螺旋線分別設置兩組離散型分布的圓孔，所述圓孔里分別裝設有導向滾輪，在空心立柱的下側沿徑向分別設置有三個等距矩形孔，分別裝設有連接導向裝置的驅動內芯。

作為本發明導向系統的進一步改進：

所述兩組導向滾輪沿螺旋切線距離大于支撐螺旋片的厚度，上側的圓孔間距稀疏，下側圓孔排列較為緊密。

所述底座組件包括平面底座和圓筒狀底座，所述圓筒狀底座安裝于平面底座上。

所述驅動組件包括分別與驅動內芯相連的鏈式驅動部件、內部驅動電機和手動微調驅動部件。

所述驅動內芯的邊緣安裝有嚙合預緊結構。

與現有技術相比，本發明的優點在于：本發明通過在空心圓柱上設置螺旋分布的導向輪組合兩組分開放置的螺旋鋼片，借助兩組螺旋鋼片上設置的定位孔、定位齒結構形成徑向鎖扣式定位鎖止結構實現空心螺桿結構構型，并且由于設置嚙合預緊結構使得構型穩固可靠。該裝置承載能力更加優良，可承受徑向，軸向載荷以及非均布載荷，可應用于復雜工況穩定性好，預緊穩固，導向過程簡化降低成本，提高效率。極大地優化了現有的動態組合螺旋裝置，有很強的實用性。

附圖說明

圖1是本發明動態組合螺旋裝置的結構示意圖。

圖2是本發明動態組合螺旋裝置拆開后的結構原理示意圖。

圖3是本發明展開后的結構示意圖。

圖4是本發明導向系統在應用實例中的主視結構原理示意圖。

圖5是本發明導向系統在應用實例中的側視結構原理示意圖。

圖6是本發明導向系統中鎖扣式空心螺桿結構與嚙合預緊結構配合的結構示意圖。

圖例說明：