專利名稱：一種雙層套疊伸縮導(dǎo)軌系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種雙層套疊伸縮導(dǎo)軌系統(tǒng)，內(nèi)部支撐管伸開(kāi)以后形成導(dǎo)軌系統(tǒng)的支撐體，外部套墊管伸長(zhǎng)后在各段節(jié)外表面形成一條連續(xù)的齒頂在同一平面內(nèi)的齒條軌道， 工作單元的齒輪與齒條軌道相嚙合，沿外部套墊管動(dòng)態(tài)鋪設(shè)的導(dǎo)軌作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。
背景技術(shù)：
在數(shù)控設(shè)備中，要實(shí)現(xiàn)某個(gè)方向上的直線運(yùn)動(dòng)，比如沿χ軸、y軸、ζ軸的直線運(yùn)動(dòng)， 就需要在該方向上有一條導(dǎo)軌，來(lái)承載工作單元在其上來(lái)回往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。但在空間受限的環(huán)境中，如果需要這條導(dǎo)軌用到的時(shí)侯展開(kāi)，不用的時(shí)侯能夠縮回，以減少占用空間，便于搬運(yùn)轉(zhuǎn)移或?qū)崿F(xiàn)空間交匯，因?yàn)檫@種需求不僅涉及到導(dǎo)軌支撐體本身的伸縮，還涉及到導(dǎo)軌軌道和齒條軌道的伸縮，技術(shù)復(fù)雜，實(shí)現(xiàn)困難，市場(chǎng)上、資料上、媒體上都還沒(méi)有見(jiàn)到或聽(tīng)到這樣的技術(shù)和產(chǎn)品。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種雙層套疊伸縮導(dǎo)軌系統(tǒng)，這種導(dǎo)軌系統(tǒng)能夠以伸縮的方式，提供讓工作單元做往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)軌軌道，并且工作伸縮范圍大，方便承載和搬運(yùn)，能夠快速響應(yīng)和精確控制。為了達(dá)到這種目標(biāo)，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的一種雙層套疊伸縮導(dǎo)軌系統(tǒng)，由內(nèi)部支撐管系統(tǒng)1、外部套墊管2、工作套管3、導(dǎo)軌伸縮驅(qū)動(dòng)絲杠4、齒條5、絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪6、絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)7、工作套管驅(qū)動(dòng)齒輪8、 齒輪固定架9、工作套管驅(qū)動(dòng)電機(jī)10組成；其中內(nèi)部支撐管系統(tǒng)1包括固定支撐管1-1、標(biāo)準(zhǔn)支撐管1-2、末節(jié)支撐管1-3、限位裝置1-4、軸承裝置1-5、螺帽1-6，標(biāo)準(zhǔn)支撐管1_2可為一節(jié)或多節(jié)；外部套墊管2根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)支撐管1-2的節(jié)數(shù)采用一節(jié)或多節(jié)；上述各部分的結(jié)構(gòu)關(guān)系為固定支撐管1-1固定安裝在載體上，每一節(jié)標(biāo)準(zhǔn)支撐管1-2和末節(jié)支撐管1-3 能夠在其上一節(jié)支撐管內(nèi)腔之中伸出或縮回；固定支撐管1-1起始端固定有軸承裝置1-5， 標(biāo)準(zhǔn)支撐管1-2、末節(jié)支撐管1-3起始端固定安裝限位裝置1-4，限位裝置1-4中安裝有螺帽1-6 ；固定支撐管1-1外部固定有齒條5，末節(jié)支撐管1-3同一側(cè)外表面也固定有齒條5 ； 每一節(jié)標(biāo)準(zhǔn)支撐管1-2外部安裝一節(jié)外部套墊管，末節(jié)支撐管1-3外部安裝一節(jié)外部套墊管；外部套墊管2與其所在的標(biāo)準(zhǔn)支撐管1-2的上一節(jié)支撐管內(nèi)徑和外徑相等，能在所在的標(biāo)準(zhǔn)支撐管1-2外部滑動(dòng)；每一節(jié)外部套墊管能在其上一節(jié)外部套墊管內(nèi)腔之中伸出或縮回；每節(jié)外部套墊管2末端外部有同步塊11 ；外部套墊管2與固定支撐管1-1同一側(cè)外表面都固定有齒條5 ；固定支撐管1-1與第一節(jié)外部套墊管的齒條5正對(duì)相連；所有外部套墊管2及末節(jié)支撐管1-3表面上的齒條5相互平行位置依次錯(cuò)開(kāi)排列；末節(jié)支撐管1-3的長(zhǎng)度較長(zhǎng)，其完全縮回時(shí)，露出最后一節(jié)標(biāo)準(zhǔn)支撐管內(nèi)腔的長(zhǎng)度，既能夠固定安裝齒條，又能夠承載縮回后的各節(jié)外部套墊管2;各段節(jié)齒條的厚度不同，粗細(xì)不同的支撐管和外部套墊管上的齒條5的齒頂正好在同一平面內(nèi)；外部套墊管2固定齒條5的表面平行于長(zhǎng)度方向通身開(kāi)口，開(kāi)口寬度能夠容納其后各節(jié)外部套墊管和末節(jié)支撐管1-3的齒條5能夠并列進(jìn)入其中；工作套管3能夠在固定支撐管1-1和第一節(jié)外部套墊管2外部滑動(dòng)，工作套管3 表面平行于長(zhǎng)度方向通身開(kāi)口，開(kāi)口寬度可容納工作套管3經(jīng)過(guò)的所有并列排列的齒條5 ； 工作套管驅(qū)動(dòng)齒輪8通過(guò)齒輪固定架9安裝在工作套管3末端，工作套管驅(qū)動(dòng)齒輪8為超寬齒輪，齒輪寬度使之能夠與并列排列的所有齒條相嚙合；工作套管驅(qū)動(dòng)齒輪8與齒條5相嚙合后，能夠帶動(dòng)工作套管3沿外部套墊管2動(dòng)態(tài)鋪設(shè)的導(dǎo)軌運(yùn)行；本發(fā)明的工作原理為內(nèi)部支撐管系統(tǒng)1在導(dǎo)軌伸縮驅(qū)動(dòng)絲杠4的作用下，能夠逐節(jié)伸出而變長(zhǎng)，或者逐節(jié)縮回而變短，外部套墊管2與具有相同外徑的標(biāo)準(zhǔn)支撐管1-2 — 同伸出或縮回；內(nèi)部支撐管系統(tǒng)1伸到最長(zhǎng)時(shí)，每一節(jié)外部套墊管正好從其上一節(jié)外部套墊管中伸出到位，各節(jié)外部套墊管2和末節(jié)支撐管1-3表面的齒條5正好依次排列形成一條梯級(jí)交錯(cuò)首尾少量重疊齒頂在同一平面內(nèi)的連續(xù)齒條軌道；內(nèi)部支撐管系統(tǒng)1縮到最短時(shí)，每一節(jié)外部套墊管縮回其上一端外部套墊管內(nèi)腔之中，其齒條5進(jìn)入上一節(jié)外部套墊管表面開(kāi)口中，且所有齒條5并列進(jìn)入到第一節(jié)外部套墊管2表面的開(kāi)口中；工作套管驅(qū)動(dòng)電機(jī)10帶動(dòng)工作套管驅(qū)動(dòng)齒輪8能夠沿上述連續(xù)齒條軌道運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)工作套管3沿導(dǎo)軌系統(tǒng)直線運(yùn)動(dòng)；工作套管3從固定支撐管1-1處開(kāi)始運(yùn)行，從起始端套入每一節(jié)外部套墊管2，并在同步塊11作用下，帶動(dòng)該節(jié)外部套墊管2 —起前進(jìn)，多節(jié)外部套墊管2逐節(jié)套疊在一起，彌補(bǔ)逐節(jié)變細(xì)的支撐管，始終為工作套管3提供一個(gè)平直的導(dǎo)軌；工作套管3運(yùn)行到導(dǎo)軌系統(tǒng)末端時(shí)，所有外部套墊管2都被同步帶到導(dǎo)軌系統(tǒng)末端套疊在一起；工作套管3 返回時(shí)，各節(jié)外部套墊管2被相同外徑的支撐管攔截，逐節(jié)留下而伸出，工作套管3最終獨(dú)自回到固定支撐管1-1位置；工作套管驅(qū)動(dòng)電機(jī)10帶動(dòng)工作套管驅(qū)動(dòng)齒輪8沿齒條軌道往復(fù)運(yùn)行，帶動(dòng)工作套管3往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。導(dǎo)軌伸縮驅(qū)動(dòng)絲杠4包括無(wú)絲部分4-1和有絲部分4-2，無(wú)絲部分4_1直徑小于等于有絲部分4-2絲底直徑，無(wú)絲部分4-1端部安裝在軸承裝置1-5中，有絲部分4-2伸入支撐管內(nèi)腔之中，各個(gè)螺帽1-6在需要時(shí)能夠依次與有絲部分4-2嚙合構(gòu)成傳動(dòng)裝置；導(dǎo)軌伸縮驅(qū)動(dòng)絲杠4下端安裝絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪6，在絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)7帶動(dòng)下，導(dǎo)軌伸縮驅(qū)動(dòng)絲杠4能夠在軸承裝置1-5內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。內(nèi)部支撐管系統(tǒng)1的工作原理為內(nèi)部支撐管系統(tǒng)1處于最短狀態(tài)時(shí)，末節(jié)支撐管 1-3的螺帽1-6與導(dǎo)軌伸縮驅(qū)動(dòng)絲杠4的有絲部分4-2相嚙合，各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)支撐管的螺帽1-6 處于導(dǎo)軌伸縮驅(qū)動(dòng)絲杠4的無(wú)絲部分4-1 ；導(dǎo)軌系統(tǒng)由最短伸出變長(zhǎng)時(shí)，導(dǎo)軌伸縮驅(qū)動(dòng)絲杠 4首先驅(qū)動(dòng)末節(jié)支撐管1-3伸出，末節(jié)支撐管1-3伸出到位時(shí)，其內(nèi)部的限位裝置1-4生效， 將其與相鄰的標(biāo)準(zhǔn)支撐管連為一體；導(dǎo)軌伸縮驅(qū)動(dòng)絲杠4繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，末節(jié)支撐管1-3會(huì)帶動(dòng)該標(biāo)準(zhǔn)支撐管一起伸出，并將其螺帽1-6帶入到導(dǎo)軌伸縮驅(qū)動(dòng)絲杠4的有絲部分4-2 ；導(dǎo)軌伸縮驅(qū)動(dòng)絲杠4繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，該標(biāo)準(zhǔn)支撐管被驅(qū)動(dòng)伸出，末節(jié)支撐管1-3的螺帽1-6會(huì)逐步脫離導(dǎo)軌伸縮驅(qū)動(dòng)絲杠4 ；同理，該標(biāo)準(zhǔn)支撐管會(huì)帶動(dòng)其上一節(jié)標(biāo)準(zhǔn)支撐管伸出，直到與固定支撐管1-1相鄰的第一節(jié)標(biāo)準(zhǔn)支撐管1-2伸出到位，內(nèi)部支撐管系統(tǒng)1到達(dá)最長(zhǎng)狀態(tài)，此時(shí)第一節(jié)標(biāo)準(zhǔn)支撐管1-2的螺帽1-6與導(dǎo)軌伸縮驅(qū)動(dòng)絲杠4的有絲部分4-2相嚙合，其他各節(jié)標(biāo)準(zhǔn)支撐管和末節(jié)支撐管1-3的螺帽1-6都脫離了導(dǎo)軌伸縮驅(qū)動(dòng)絲杠4 ；內(nèi)部支撐管系統(tǒng)1縮回的過(guò)程與上述過(guò)程相反，導(dǎo)軌伸縮驅(qū)動(dòng)絲杠4反向轉(zhuǎn)動(dòng)，第一節(jié)標(biāo)準(zhǔn)支撐管1-2 的限位裝置1-4首先解除限位并開(kāi)始縮回，縮回過(guò)程中將其下一節(jié)標(biāo)準(zhǔn)支撐管的螺帽1-6 帶入導(dǎo)軌伸縮驅(qū)動(dòng)絲杠4 ；第一節(jié)標(biāo)準(zhǔn)支撐管1-2縮回到位時(shí)，其下一節(jié)標(biāo)準(zhǔn)支撐管的限位裝置1-4解除限位，并開(kāi)始在導(dǎo)軌伸縮驅(qū)動(dòng)絲杠4驅(qū)動(dòng)下縮回；一直到末節(jié)支撐管1-3的螺帽1-6被其上一節(jié)標(biāo)準(zhǔn)支撐管帶入導(dǎo)軌伸縮驅(qū)動(dòng)絲杠4，上一節(jié)標(biāo)準(zhǔn)支撐管縮入到位時(shí)，末節(jié)支撐管1-3的限位裝置1-4解除并開(kāi)始縮回，末節(jié)支撐管1-3縮回到位時(shí)，內(nèi)部支撐管系統(tǒng)1縮回到最短狀態(tài)。每一節(jié)標(biāo)準(zhǔn)支撐管1-2和末節(jié)支撐管1-3的內(nèi)壁起始端附近，有滾子通過(guò)孔1-7， 其直徑剛好讓滾子1-4-5通過(guò)；固定支撐管1-1和每一節(jié)標(biāo)準(zhǔn)支撐管1-2的內(nèi)壁末端附近有滾子限位窩1-8，滾子限位窩1-8能夠與滾子1-4-5外圓面完好吻合。限位裝置1-4包括內(nèi)滑芯1-4-1、上固定板1-4-2、下固定板1_4_3、彈簧1_4_4、滾子1-4-5、滾子起始窩1-4-6、滾子軌道1-4-7、彈簧倉(cāng)1_4_8、絲杠通過(guò)孔1_4_9 ；上固定板 1-4-2和下固定板1-4-3安裝在標(biāo)準(zhǔn)支撐管1-2和末節(jié)支撐管1-3的起始端內(nèi)部，下固定板1-4-3與起始端平齊；內(nèi)滑芯1-4-1處于上固定板1-4-2和下固定板1_4_3之間，能夠上下滑動(dòng)；彈簧1-4-4安裝在彈簧倉(cāng)1-4-8中，其彈力使內(nèi)滑芯1-4-1有向上固定板1_4_2運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)；滾子起始窩1-4-6和滾子軌道1-4-7設(shè)計(jì)在內(nèi)滑芯1-4-1的各個(gè)側(cè)面，滾子軌道 1-4-7與滾子起始窩1-4-6深度相同，其表面為球面的一部分，能夠與滾子1-4-5外圓面完好吻合。限位裝置1-4的工作原理為限位解除時(shí)或限位未生效時(shí)，滾子1-4-5處于滾子通過(guò)孔1-7中，被緊緊的限制在其所在支撐管的限位裝置1-4的滾子起始窩1-4-6和上-節(jié)支撐管內(nèi)壁之間，當(dāng)導(dǎo)軌伸縮驅(qū)動(dòng)絲杠4轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)驅(qū)動(dòng)螺帽1-6移動(dòng)，會(huì)帶動(dòng)該節(jié)支撐管在上一節(jié)支撐管內(nèi)腔之中滑動(dòng)伸出，當(dāng)滾子1-4-5遇到上一節(jié)支撐管內(nèi)壁的滾子限位窩1-8時(shí)， 滾子1-4-5會(huì)進(jìn)入滾子限位窩1-8中，內(nèi)滑芯1-4-1就會(huì)被彈簧1-4-4彈起，將滾子1_4_5 緊緊的壓在內(nèi)滑芯1-4-1外壁和上一節(jié)支撐管的滾子限位窩1-8之間，從而把該節(jié)支撐管與其上一節(jié)支撐管連為相對(duì)位置不變的一體，此時(shí)為限位裝置1-4生效狀態(tài)；相反的，當(dāng)導(dǎo)軌伸縮驅(qū)動(dòng)絲杠4向相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)，會(huì)拉動(dòng)螺帽1-6帶動(dòng)內(nèi)滑芯1-4-1向下固定板1-4-3 運(yùn)動(dòng)，當(dāng)滾子1-4-5進(jìn)入到滾子起始窩1-4-6時(shí)，該節(jié)支撐管和上一節(jié)的支撐管限位解除。本發(fā)明的有益效果是內(nèi)部支撐管系統(tǒng)的伸縮設(shè)計(jì)為導(dǎo)軌系統(tǒng)的整體伸縮提供了一個(gè)基本支撐體；外部套墊管的設(shè)計(jì)，相當(dāng)于把原來(lái)逐漸變細(xì)的導(dǎo)軌軌道墊起，形成了一條粗細(xì)不變的導(dǎo)軌；而齒條不同厚度的設(shè)計(jì)，使逐漸變低的齒條軌道變成同一平面內(nèi)的軌道； 齒條位置逐節(jié)錯(cuò)開(kāi)的設(shè)計(jì)，使齒條隨載體的伸縮成為可能；驅(qū)動(dòng)齒輪的超寬設(shè)計(jì)，完美解決了工作單元平穩(wěn)跨越梯級(jí)交錯(cuò)首尾連接的齒條軌道的問(wèn)題，使工作單元得以實(shí)現(xiàn)在導(dǎo)軌上的直線運(yùn)動(dòng)。通過(guò)內(nèi)部支撐管和外部套墊管的巧妙設(shè)計(jì)和協(xié)同動(dòng)作，提供了一條可以伸縮的導(dǎo)軌系統(tǒng)，解決了伸縮結(jié)構(gòu)固有的越來(lái)越細(xì)，齒頂平面越來(lái)越低的問(wèn)題，以及承載管道縮回后齒條如何縮回和布局的難題。該導(dǎo)軌系統(tǒng)能夠大范圍的伸展和收縮，并且驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)單，數(shù)據(jù)精準(zhǔn)，非常適合用于空間受限的環(huán)境、經(jīng)常搬運(yùn)的場(chǎng)所、自動(dòng)化控制作業(yè)的需求。


圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)立體圖，也可作為摘要附圖。 圖2為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)正視圖，此時(shí)導(dǎo)軌縮到最短，負(fù)荷滑動(dòng)套管在導(dǎo)軌下部。圖3為本發(fā)明縮回最短時(shí)內(nèi)部支撐管系統(tǒng)的正視圖。圖4為本發(fā)明縮回最短時(shí)內(nèi)部支撐管系統(tǒng)的原理結(jié)構(gòu)圖，是圖3的正剖視圖。
圖5為本發(fā)明伸到最長(zhǎng)時(shí)內(nèi)部支撐管系統(tǒng)的原理結(jié)構(gòu)圖。圖6為本發(fā)明整體伸展到最長(zhǎng)時(shí)正視圖，此時(shí)工作套管處于導(dǎo)軌底部。圖7為本發(fā)明工作套管由第一節(jié)外部套墊管向第二節(jié)外部套墊管運(yùn)行時(shí)的狀態(tài)圖。圖8為本發(fā)明工作套管運(yùn)行到第二節(jié)外部套墊管位置時(shí)狀態(tài)圖。圖9為本發(fā)明工作套管運(yùn)行到導(dǎo)軌頂部位置時(shí)狀態(tài)圖。圖10為外部套墊管組成11為導(dǎo)軌伸縮驅(qū)動(dòng)絲杠結(jié)構(gòu)示意12為限位裝置原理結(jié)構(gòu)圖。圖13為限位裝置未生效或限位解除狀態(tài)示意圖。圖14為限位裝置生效狀態(tài)示意圖。其中1、內(nèi)部支撐管系統(tǒng)1-1、固定支撐管1-2、標(biāo)準(zhǔn)支撐管1-3、末節(jié)支撐管1-4、限位裝置1-4-1、內(nèi)滑芯1-4-2、上固定板1-4-3、下固定板1-4-4、彈簧1-4-5、滾子1-4-6、滾子起始窩1-4-7、滾子軌道1-4-8、彈簧倉(cāng)1-4-9、絲杠通過(guò)孔1-5、軸承裝置1-6、螺帽1-7、滾子通過(guò)孔1-8、滾子限位窩2、外部套墊管3、工作套管4、導(dǎo)軌伸縮驅(qū)動(dòng)絲杠4-1、無(wú)絲部分4-2、有絲部分5、齒條6、絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪7、絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)8、工作套管驅(qū)動(dòng)齒輪
9、齒輪固定架10、工作套管驅(qū)動(dòng)電機(jī)11、同步塊
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1結(jié)合圖1到圖14，以雙層套疊伸縮導(dǎo)軌系統(tǒng)的內(nèi)部支撐管系統(tǒng)1設(shè)計(jì)為三節(jié)的情況為例，來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。三節(jié)內(nèi)部支撐管分別是固定支撐管1-1、標(biāo)準(zhǔn)支撐管1-2和末節(jié)支撐管1-3，相應(yīng)的需要兩節(jié)外部套墊管2，分別是安裝在標(biāo)準(zhǔn)支撐管1-2 外部的第一節(jié)外部套墊管2-1和安裝在末節(jié)支撐管1-3外部的第二節(jié)外部套墊管2-2。固定支撐管1-1、標(biāo)準(zhǔn)支撐管1-2、末節(jié)支撐管1-3、第一節(jié)外部套墊管2_1、第二節(jié)外部套墊管2-2和工作套管3都采用厚壁鋼管制造；固定支撐管1-1用法蘭固定在承載平臺(tái)上，標(biāo)準(zhǔn)支撐管1-2能夠在固定支撐管1-1內(nèi)腔之中滑動(dòng)；末節(jié)支撐管1-3能夠在標(biāo)準(zhǔn)支撐管1-2內(nèi)腔之中滑動(dòng)；固定支撐管1-1的起始端部安裝軸承裝置1-5，導(dǎo)軌伸縮驅(qū)動(dòng)絲杠 4固定到軸承裝置1-5之中；導(dǎo)軌伸縮驅(qū)動(dòng)絲杠4下端安裝絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪6，在絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)7帶動(dòng)下，導(dǎo)軌伸縮驅(qū)動(dòng)絲杠4能夠在軸承裝置1-5內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)；標(biāo)準(zhǔn)支撐管1-2和末節(jié)支撐管1-3起始端內(nèi)部安裝限位裝置1-4，限位裝置1-4的內(nèi)滑芯1-4-1內(nèi)部安裝螺帽 1-6，螺帽1-6能夠與導(dǎo)軌伸縮驅(qū)動(dòng)絲杠4構(gòu)成傳動(dòng)裝置，導(dǎo)軌伸縮驅(qū)動(dòng)絲杠4轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)螺帽1-6在絲杠上運(yùn)行，從而帶動(dòng)螺帽1-6所在的支撐管向上或向下運(yùn)行。如圖1和圖2所示，第一節(jié)外部套墊管2-1安裝在固定支撐管1-1上部，套裝在標(biāo)準(zhǔn)支撐管1-2外部；第二節(jié)外部套墊管2-2安裝在標(biāo)準(zhǔn)支撐管1-2上部，套裝在末節(jié)支撐管1-3外部；固定支撐管1-1、末節(jié)支撐管1-3、第一節(jié)外部套墊管2-1和第二節(jié)外部套墊管2-2同一側(cè)表面固定有不同厚度的齒條5，齒條5的齒頂在同一平面內(nèi)。第一節(jié)外部套墊管2-1表面有三倍齒條寬度的開(kāi)口，第二節(jié)外部套墊管2-2表面有兩倍齒條寬度的開(kāi)口，這些開(kāi)口使導(dǎo)軌縮回時(shí)上面各節(jié)的齒條能夠縮回其中，當(dāng)伸縮導(dǎo)軌縮回至最短時(shí)，各條齒條5 互相相鄰而不沖突。工作套管3套裝在固定支撐管1-1外部，齒輪固定架9安裝在工作套管3上端，工作套管驅(qū)動(dòng)齒輪8通過(guò)齒輪固定架9剛好和齒條5嚙合，工作套管驅(qū)動(dòng)齒輪8為超寬齒輪， 其寬度使其能夠同時(shí)嚙合多個(gè)齒條。在工作套管驅(qū)動(dòng)電機(jī)10帶動(dòng)下，工作套管驅(qū)動(dòng)齒輪8 能夠帶動(dòng)工作套管3沿齒條5上下運(yùn)行。導(dǎo)軌系統(tǒng)的初始狀態(tài)即導(dǎo)軌縮回最短的外觀情況如圖1和圖2所示，此時(shí)內(nèi)部支撐套管的狀態(tài)如圖3所示標(biāo)準(zhǔn)支撐管1-2和末節(jié)支撐管1-3都已經(jīng)縮到最大程度，標(biāo)準(zhǔn)支撐管1-2基本完全縮回固定支撐管1-1中，而末節(jié)支撐管1-3仍有一段較長(zhǎng)的長(zhǎng)度露在外面，這樣設(shè)計(jì)使末節(jié)支撐管1-3上部成為承載外部第二節(jié)外部套墊管2-2的滑動(dòng)支撐體；第二節(jié)外部套墊管2-2下端與標(biāo)準(zhǔn)支撐管1-2上端相連，又形成了第一節(jié)外部套墊管2-1的滑動(dòng)支撐體；第一節(jié)外部套墊管2-1下端與固定支撐管1-1相連，為工作套管3提供滑動(dòng)支撐。導(dǎo)軌系統(tǒng)縮至最短時(shí)支撐管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖4所示，此時(shí)末節(jié)支撐管1-3的螺帽 1-6與導(dǎo)軌伸縮驅(qū)動(dòng)絲杠4的有絲部分4-2相嚙合，而標(biāo)準(zhǔn)支撐管1-2的螺帽1-6在導(dǎo)軌伸縮驅(qū)動(dòng)絲杠4的無(wú)絲部分4-1。當(dāng)導(dǎo)軌系統(tǒng)需要伸長(zhǎng)時(shí)，導(dǎo)軌伸縮驅(qū)動(dòng)絲杠4在絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)7帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)，會(huì)首先帶動(dòng)末節(jié)支撐管1-3伸出；末節(jié)支撐管1-3在標(biāo)準(zhǔn)支撐管1-2內(nèi)腔之中滑動(dòng)時(shí)，其限位裝置1-4處于未生效狀態(tài)。圖12是限位裝置1-4的結(jié)構(gòu)原理圖，圖13是限位裝置1-4未生效時(shí)的狀態(tài)圖在彈簧1-4-4作用下，內(nèi)滑芯1-4-1有向上運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，滾子1-4-5在末節(jié)支撐管1-3的滾子通過(guò)孔1-7內(nèi)，被緊緊的限制在滾子起始窩1-4-6、滾子軌道1-4-7和標(biāo)準(zhǔn)支撐管1-2的內(nèi)壁之間；當(dāng)滾子1-4-5遇到標(biāo)準(zhǔn)支撐管 1-2內(nèi)壁上的滾子限位窩1-8時(shí)，在彈簧1-4-4壓力作用下，滾子1-4-5會(huì)進(jìn)入滾子限位窩 1-8，內(nèi)滑芯1-4-1向上運(yùn)動(dòng)，到達(dá)上固定板1-4-2后停止，滾子1-4-5在滾子通過(guò)孔1_7內(nèi)被緊緊的限制在內(nèi)滑芯1-4-1和標(biāo)準(zhǔn)支撐管1-2的滾子限位窩1-8內(nèi)，滾子1-4-5就把末節(jié)支撐管1-3和標(biāo)準(zhǔn)支撐管1-2連接在一起，此即為限位裝置1-4生效狀態(tài)，限位裝置1-4 生效后的狀態(tài)如圖14所示。導(dǎo)軌伸縮驅(qū)動(dòng)絲杠4繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，末節(jié)支撐管1-3帶動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)支撐管1-2 —起向上運(yùn)行，把標(biāo)準(zhǔn)支撐管1-2的螺帽1-6旋入導(dǎo)軌伸縮驅(qū)動(dòng)絲杠4的有絲部分4-2并嚙合。導(dǎo)軌伸縮驅(qū)動(dòng)絲杠4繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)支撐管1-2和末節(jié)支撐管1-3 —起伸出，末節(jié)支撐管1-3的螺帽1-6逐步脫離導(dǎo)軌伸縮驅(qū)動(dòng)絲杠4。標(biāo)準(zhǔn)支撐管1-2在固定支撐管1-1的內(nèi)腔之中運(yùn)行，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)支撐管1-2的滾子1-4-5遇到固定支撐管1-1內(nèi)壁上的滾子限位窩1-8時(shí)，同上所述，限位裝置1-4生效，將標(biāo)準(zhǔn)支撐管1-2和固定支撐管1-1連接固定在一起，支撐管伸展到了最長(zhǎng)長(zhǎng)度，此時(shí)支撐管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖5所示，此時(shí)標(biāo)準(zhǔn)支撐管1-2的螺帽1-6與導(dǎo)軌伸縮驅(qū)動(dòng)絲杠4嚙合，而末節(jié)支撐管1-3的螺帽1-6已經(jīng)脫離導(dǎo)軌伸縮驅(qū)動(dòng)絲杠4。在支撐管向上運(yùn)行過(guò)程中，末節(jié)支撐管1-3會(huì)帶動(dòng)第二節(jié)外部套墊管2-2向上運(yùn)動(dòng)；標(biāo)準(zhǔn)支撐管1-2會(huì)帶動(dòng)第一節(jié)外部套墊管4向上運(yùn)動(dòng)，當(dāng)伸展到最長(zhǎng)時(shí)， 如圖6所示，各條齒條5首尾相連，齒條5厚度設(shè)計(jì)使其齒頂在同一平面內(nèi)，這樣就形成了一條穩(wěn)固的連續(xù)的齒條軌道。工作套管3沿齒條軌道向上運(yùn)行的過(guò)程如圖6、圖7、圖8、圖9所示。圖6中，工作套管3在導(dǎo)軌系統(tǒng)下部，此時(shí)工作套管驅(qū)動(dòng)齒輪8與固定支撐管1-1的齒條5相嚙合。在工作套管驅(qū)動(dòng)電機(jī)10帶動(dòng)下，工作套管驅(qū)動(dòng)齒輪8帶動(dòng)工作套管3沿齒條5向上運(yùn)行；由于第一節(jié)外部套墊管2-1下端與固定支撐管1-1的上端相連，且齒條5之間接續(xù)，所以工作套管3能夠一直爬升到第一節(jié)外部套墊管2-1的齒條5上并繼續(xù)上向運(yùn)行。當(dāng)工作套管3運(yùn)行到第一節(jié)外部套墊管2-1上端時(shí)，如圖7所示，由于第二節(jié)外部套墊管2-2的齒條5與第一節(jié)外部套墊管2-1的齒條5有少許長(zhǎng)度是重合的，而且工作套管驅(qū)動(dòng)齒輪8在工作套管3的上端，因此工作套管驅(qū)動(dòng)齒輪8會(huì)同時(shí)和兩條齒條5相嚙合， 帶動(dòng)工作套管3繼續(xù)向上運(yùn)行，并且到達(dá)第二節(jié)外部套墊管2-2的齒條5上。工作套管3 再向上運(yùn)行時(shí)，第一節(jié)外部套墊管2-1的同步塊11起到阻絆作用，工作套管3帶動(dòng)第一節(jié)外部套墊管2-1 —起向上運(yùn)行，圖8所示即為工作套管3帶動(dòng)第一節(jié)外部套墊管2-1運(yùn)行到第二節(jié)外部套墊管2-2位置時(shí)的狀態(tài)示意圖。工作套管3繼續(xù)向上運(yùn)行，到達(dá)第二節(jié)外部套墊管2-2頂端時(shí)，工作套管驅(qū)動(dòng)齒輪 8會(huì)同時(shí)和第二節(jié)外部套墊管2-2的齒條5及末節(jié)支撐管1-3的齒條5相嚙合；工作套管3 繼續(xù)向上運(yùn)行，到達(dá)末節(jié)支撐管1-3的齒條5上。此時(shí)第二節(jié)外部套墊管2-2的同步塊11 起到阻絆作用，第一節(jié)外部套墊管2-1拖著第二節(jié)外部套墊管2-2跟隨工作套管3 —起向上運(yùn)行，圖9所示即為工作套管3運(yùn)行到末節(jié)支撐管1-3時(shí)的狀態(tài)示意圖。工作套管3能夠一直運(yùn)行到末節(jié)支撐管1-3的頂端。當(dāng)工作套管3從導(dǎo)軌頂端向下運(yùn)行時(shí)，工作套管驅(qū)動(dòng)齒輪8沿末節(jié)支撐管1-3的齒條5向下運(yùn)行；當(dāng)?shù)诙?jié)外部套墊管2-2的下端接觸到標(biāo)準(zhǔn)支撐管1-2的上端時(shí)，第二節(jié)外部套墊管2-2到達(dá)了支撐點(diǎn)，不再繼續(xù)向下運(yùn)行，其表面的齒條5又成為一條穩(wěn)固的軌道；工作套管驅(qū)動(dòng)齒輪8向下運(yùn)行，通過(guò)兩條齒條5交匯的地方，到達(dá)第二節(jié)外部套墊管 2-2的齒條5，工作套管3隨之向下運(yùn)行到第二節(jié)外部套墊管2-2的位置；當(dāng)?shù)谝还?jié)外部套墊管2-1的下端接觸到固定支撐管1-1的上端時(shí)，第一節(jié)外部套墊管2-1到達(dá)了支撐點(diǎn)，不再繼續(xù)向下運(yùn)行，其表面的齒條5又成為一條穩(wěn)固的軌道，并與固定支撐管1-1的齒條5相接續(xù)。工作套管3能夠一直沿齒條5下行，到達(dá)導(dǎo)軌下部位置，即到達(dá)固定支撐管1-1的位置。工作套管3能夠沿該伸縮導(dǎo)軌往復(fù)直線運(yùn)行， 來(lái)實(shí)現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用的需求。當(dāng)工作完畢需要將導(dǎo)軌縮回時(shí)，啟動(dòng)絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)7，在絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪6帶動(dòng)下，導(dǎo)軌伸縮驅(qū)動(dòng)絲杠4向相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)。此時(shí)標(biāo)準(zhǔn)支撐管1-2的螺帽1-6在導(dǎo)軌伸縮驅(qū)動(dòng)絲杠4上嚙合，因此標(biāo)準(zhǔn)支撐管1-2的螺帽1-6首先被驅(qū)動(dòng)，螺帽1-6沿絲杠移動(dòng)，帶動(dòng)內(nèi)滑芯1-4-1向下運(yùn)行，當(dāng)滾子1-4-5逐步到達(dá)滾子起始窩1-4-6位置時(shí)，滾子1_4_5被壓入滾子起始窩1-4-6內(nèi)，標(biāo)準(zhǔn)支撐管1-2和固定支撐管1-1的連接限位被解除；螺帽1-6 繼續(xù)移動(dòng)時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)支撐管1-2開(kāi)始向下運(yùn)行縮回到固定支撐管1-1內(nèi)腔之中；滾子1-4-5重新被緊緊的限制在滾子起始窩1-4-6、滾子軌道1-4-7和固定支撐管1-1的內(nèi)壁之間。當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)支撐管1-2將要縮回到位時(shí)，末節(jié)支撐管1-3的螺帽1-6被旋入導(dǎo)軌伸縮驅(qū)動(dòng)絲杠4相嚙合，同上所述，螺帽1-6拉動(dòng)末節(jié)支撐管1-3的限位裝置1-4的內(nèi)滑芯1-4-1向下運(yùn)動(dòng)， 使?jié)L子1-4-5進(jìn)入到滾子起始窩1-4-6之中，末節(jié)支撐管1-3和標(biāo)準(zhǔn)支撐管1-2的連接限位被解除，末節(jié)支撐管1-3螺帽1-6繼續(xù)沿絲杠移動(dòng)，帶動(dòng)末節(jié)支撐管1-3縮回標(biāo)準(zhǔn)支撐管 1-2內(nèi)腔之中。支撐管縮回過(guò)程中，滑動(dòng)墊管也隨之縮回，齒條也縮回并并列排列。最終縮回到最短時(shí)，就成為如圖1和圖2所示的初始狀態(tài)。上述即為本發(fā)明雙層套疊伸縮導(dǎo)軌系統(tǒng)伸出和縮回、負(fù)載沿導(dǎo)軌運(yùn)行的原理和過(guò)程。實(shí)施例2 當(dāng)導(dǎo)軌系統(tǒng)需要更長(zhǎng)的長(zhǎng)度時(shí)，可增加內(nèi)部支撐管系統(tǒng)1的標(biāo)準(zhǔn)支撐管的節(jié)數(shù)， 并相應(yīng)增加外部套墊管節(jié)數(shù)。具體實(shí)施時(shí)，固定支撐管1-1、末節(jié)支撐管1-3的結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1完全相同，增加的標(biāo)準(zhǔn)支撐管與實(shí)施例1中標(biāo)準(zhǔn)支撐管1-2的結(jié)構(gòu)完全相同；增加的外部墊管和實(shí)施例1中第一節(jié)外部套墊管2-1和第二節(jié)外部套墊管2-2結(jié)構(gòu)相同，只需設(shè)計(jì)管節(jié)粗細(xì)長(zhǎng)度及表面開(kāi)口寬度數(shù)據(jù)，使之能夠正好耦合。實(shí)施例3 本發(fā)明也可將內(nèi)部支撐管系統(tǒng)1簡(jiǎn)化為二節(jié)，應(yīng)用在不需要太大長(zhǎng)度的場(chǎng)合。當(dāng)只有兩節(jié)內(nèi)部支撐管使用時(shí)，只要實(shí)施例1中的固定支撐管1-1、末節(jié)支撐管1-3、第一節(jié)外部套墊管2-1即可，結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)化。在具體應(yīng)用中，雙層套疊伸縮導(dǎo)軌系統(tǒng)管道之間的相對(duì)滑動(dòng)采用直線軸承來(lái)減少摩擦力和活動(dòng)間隙；絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)采用帶剎車(chē)電機(jī)或帶有保壓裝置的液壓馬達(dá)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，保證伸開(kāi)以后導(dǎo)軌的牢固穩(wěn)定；工作套管驅(qū)動(dòng)電機(jī)采用步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)，使其按照數(shù)據(jù)控制正向或反向運(yùn)行，精確的負(fù)荷運(yùn)行的位置，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制場(chǎng)合應(yīng)用。
權(quán)利要求
1. 一種雙層套疊伸縮導(dǎo)軌系統(tǒng)，其特征在于由內(nèi)部支撐管系統(tǒng)(1)、外部套墊管O)、 工作套管(3)、導(dǎo)軌伸縮驅(qū)動(dòng)絲杠、齒條(5)、絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪(6)、絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī) (7)、工作套管驅(qū)動(dòng)齒輪(8)、齒輪固定架(9)、工作套管驅(qū)動(dòng)電機(jī)(10)組成；其中內(nèi)部支撐管系統(tǒng)(1)包括固定支撐管(1-1)、標(biāo)準(zhǔn)支撐管(1-2)、末節(jié)支撐管(1-3)、限位裝置(1-4)、 軸承裝置(1-5)、螺帽(1-6)，標(biāo)準(zhǔn)支撐管(1- 可為一節(jié)或多節(jié)；外部套墊管( 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)支撐管(1-2)的節(jié)數(shù)采用一節(jié)或多節(jié)；上述各部分的結(jié)構(gòu)關(guān)系為固定支撐管(1-1)固定安裝在載體上，每一節(jié)標(biāo)準(zhǔn)支撐管(1- 和末節(jié)支撐管(1- 能夠在其上一節(jié)支撐管內(nèi)腔之中伸出或縮回；固定支撐管(1-1)起始端固定有軸承裝置(1-5)，標(biāo)準(zhǔn)支撐管(1-2)、末節(jié)支撐管(1-3)起始端安裝限位裝置(1-4)，限位裝置(1-4)中安裝有螺帽(1-6)；固定支撐管(1-1)外部固定有齒條(5)，末節(jié)支撐管(1-3)同一側(cè)外表面也固定有齒條(5)；每一節(jié)標(biāo)準(zhǔn)支撐管(1- 外部安裝一節(jié)外部套墊管，末節(jié)支撐管(1- 外部安裝一節(jié)外部套墊管；外部套墊管( 與其所在的標(biāo)準(zhǔn)支撐管(1- 的上一節(jié)支撐管內(nèi)徑和外徑相等，能在所在的標(biāo)準(zhǔn)支撐管(1- 外部滑動(dòng)；每一節(jié)外部套墊管能在其上一節(jié)外部套墊管內(nèi)腔之中伸出或縮回；每節(jié)外部套墊管( 末端外部有同步塊(11)；外部套墊管O)與固定支撐管 (1-1)同一側(cè)外表面都固定有齒條(5)；固定支撐管(1-1)與第一節(jié)外部套墊管的齒條(5) 正對(duì)相連；所有外部套墊管( 及末節(jié)支撐管(1- 表面上的齒條( 相互平行位置依次錯(cuò)開(kāi)排列；末節(jié)支撐管(1- 的長(zhǎng)度較長(zhǎng)，末節(jié)支撐管(1- 完全縮回時(shí)，露出最后一節(jié)標(biāo)準(zhǔn)支撐管內(nèi)腔的長(zhǎng)度，既能夠固定安裝齒條，又能夠承載縮回后的各節(jié)外部套墊管O)；各段節(jié)齒條的厚度不同，粗細(xì)不同的支撐管和外部套墊管上的齒條(5)的齒頂正好在同一平面內(nèi)；外部套墊管O)固定齒條的表面平行于長(zhǎng)度方向通身開(kāi)口，開(kāi)口寬度能夠容納其后各節(jié)外部套墊管和末節(jié)支撐管(1- 的齒條(5)能夠并列進(jìn)入其中；工作套管(3)能夠在固定支撐管(1-1)和第一節(jié)外部套墊管( 外部滑動(dòng)，工作套管(3)表面平行于長(zhǎng)度方向通身開(kāi)口，開(kāi)口寬度可容納工作套管(3)經(jīng)過(guò)的所有并列排列的齒條(5)；工作套管驅(qū)動(dòng)齒輪(8)通過(guò)齒輪固定架(9)安裝在工作套管(3)末端，工作套管驅(qū)動(dòng)齒輪(8)為超寬齒輪， 齒輪寬度使之能夠與并列排列的所有齒條相嚙合；工作套管驅(qū)動(dòng)齒輪(8)與齒條(5)相嚙合后，能夠帶動(dòng)工作套管C3)沿外部套墊管( 動(dòng)態(tài)鋪設(shè)的導(dǎo)軌運(yùn)行；內(nèi)部支撐管系統(tǒng)(1) 在導(dǎo)軌伸縮驅(qū)動(dòng)絲杠的作用下，能夠逐節(jié)伸出而變長(zhǎng)，或者逐節(jié)縮回而變短，外部套墊管O)與具有相同外徑的標(biāo)準(zhǔn)支撐管(1-2) —同伸出或縮回；內(nèi)部支撐管系統(tǒng)(1)伸到最長(zhǎng)時(shí)，每一節(jié)外部套墊管正好從其上一節(jié)外部套墊管中伸出到位，各節(jié)外部套墊管(2)和末節(jié)支撐管(1-3)表面的齒條(5)正好依次排列形成一條梯級(jí)交錯(cuò)首尾少量重疊齒頂在同一平面內(nèi)的連續(xù)齒條軌道；內(nèi)部支撐管系統(tǒng)(1)縮到最短時(shí)，每一節(jié)外部套墊管縮回其上一端外部套墊管內(nèi)腔之中，其齒條( 進(jìn)入上一節(jié)外部套墊管表面開(kāi)口中，且所有齒條(5) 并列進(jìn)入到第一節(jié)外部套墊管(2)表面的開(kāi)口中；工作套管驅(qū)動(dòng)電機(jī)(10)帶動(dòng)工作套管驅(qū)動(dòng)齒輪(8)能夠沿上述連續(xù)齒條軌道運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)工作套管C3)沿導(dǎo)軌系統(tǒng)直線運(yùn)動(dòng)；工作套管(3)從固定支撐管(1-1)處開(kāi)始運(yùn)行，從起始端套入每一節(jié)外部套墊管0)，并在同步塊(11)作用下，帶動(dòng)該節(jié)外部套墊管( 一起前進(jìn)，多節(jié)外部套墊管( 逐節(jié)套疊在一起，彌補(bǔ)逐節(jié)變細(xì)的支撐管，始終為工作套管C3)提供一個(gè)平直的導(dǎo)軌；工作套管C3)運(yùn)行到導(dǎo)軌系統(tǒng)末端時(shí)，所有外部套墊管(2)都被同步帶到導(dǎo)軌系統(tǒng)末端套疊在一起；工作套管C3)返回時(shí)，各節(jié)外部套墊管( 被相同外徑的支撐管攔截，逐節(jié)留下而伸出，工作套管(3)最終獨(dú)自回到固定支撐管(1-1)位置；工作套管驅(qū)動(dòng)電機(jī)(10)帶動(dòng)工作套管驅(qū)動(dòng)齒輪 (8)沿齒條軌道往復(fù)運(yùn)行，帶動(dòng)工作套管(3)往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙層套疊伸縮導(dǎo)軌系統(tǒng)，其特征是導(dǎo)軌伸縮驅(qū)動(dòng)絲杠(4) 包括無(wú)絲部分(4-1)和有絲部分(4-2)，無(wú)絲部分(4-1)直徑小于等于有絲部分(4-2)絲底直徑，無(wú)絲部分(4-1)端部安裝在軸承裝置(1-5)中，有絲部分(4-2)伸入支撐管內(nèi)腔之中，各個(gè)螺帽(1-6)在需要時(shí)能夠依次與有絲部分(4-2)嚙合構(gòu)成傳動(dòng)裝置；導(dǎo)軌伸縮驅(qū)動(dòng)絲杠(4)下端安裝絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪(6)，在絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)(7)帶動(dòng)下，導(dǎo)軌伸縮驅(qū)動(dòng)絲杠(4)能夠在軸承裝置(1-5)內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙層套疊伸縮導(dǎo)軌系統(tǒng)，其特征是內(nèi)部支撐管系統(tǒng)(1)處于最短狀態(tài)時(shí)，末節(jié)支撐管(1-3)的螺帽(1-6)與導(dǎo)軌伸縮驅(qū)動(dòng)絲杠(4)的有絲部分(4-2) 相嚙合，各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)支撐管的螺帽(1-6)處于導(dǎo)軌伸縮驅(qū)動(dòng)絲杠(4)的無(wú)絲部分(4-1)；導(dǎo)軌系統(tǒng)由最短伸出變長(zhǎng)時(shí)，導(dǎo)軌伸縮驅(qū)動(dòng)絲杠(4)首先驅(qū)動(dòng)末節(jié)支撐管(1-3)伸出，末節(jié)支撐管(1-3)伸出到位時(shí)，其內(nèi)部的限位裝置(1-4)生效，將其與相鄰的標(biāo)準(zhǔn)支撐管連為一體； 導(dǎo)軌伸縮驅(qū)動(dòng)絲杠(4)繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，末節(jié)支撐管(1-3)會(huì)帶動(dòng)該標(biāo)準(zhǔn)支撐管一起伸出，并將其螺帽(1-6)帶入到導(dǎo)軌伸縮驅(qū)動(dòng)絲杠(4)的有絲部分(4-2)；導(dǎo)軌伸縮驅(qū)動(dòng)絲杠(4)繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，該標(biāo)準(zhǔn)支撐管被驅(qū)動(dòng)伸出，末節(jié)支撐管(1-3)的螺帽(1-6)會(huì)逐步脫離導(dǎo)軌伸縮驅(qū)動(dòng)絲杠(4)；同理，該標(biāo)準(zhǔn)支撐管會(huì)帶動(dòng)其上一節(jié)標(biāo)準(zhǔn)支撐管伸出，直到與固定支撐管(1-1) 相鄰的第一節(jié)標(biāo)準(zhǔn)支撐管(1-2)伸出到位，內(nèi)部支撐管系統(tǒng)(1)到達(dá)最長(zhǎng)狀態(tài)，此時(shí)第一節(jié)標(biāo)準(zhǔn)支撐管(1-2)的螺帽(1-6)與導(dǎo)軌伸縮驅(qū)動(dòng)絲杠(4)的有絲部分(4-2)相嚙合，其他各節(jié)標(biāo)準(zhǔn)支撐管和末節(jié)支撐管(1-3)的螺帽(1-6)都脫離了導(dǎo)軌伸縮驅(qū)動(dòng)絲杠(4)；內(nèi)部支撐管系統(tǒng)(1)縮回的過(guò)程與上述過(guò)程相反，導(dǎo)軌伸縮驅(qū)動(dòng)絲杠(4)反向轉(zhuǎn)動(dòng)，第一節(jié)標(biāo)準(zhǔn)支撐管(1-2)的限位裝置(1-4)首先解除限位并開(kāi)始縮回，縮回過(guò)程中將其下一節(jié)標(biāo)準(zhǔn)支撐管的螺帽(1-6)帶入導(dǎo)軌伸縮驅(qū)動(dòng)絲杠(4)；第一節(jié)標(biāo)準(zhǔn)支撐管(1-2)縮回到位時(shí)，其下一節(jié)標(biāo)準(zhǔn)支撐管的限位裝置(1-4)解除限位，并開(kāi)始在導(dǎo)軌伸縮驅(qū)動(dòng)絲杠(4)驅(qū)動(dòng)下縮回； 一直到末節(jié)支撐管(1-3)的螺帽(1-6)被其上一節(jié)標(biāo)準(zhǔn)支撐管帶入導(dǎo)軌伸縮驅(qū)動(dòng)絲杠(4)， 上一節(jié)標(biāo)準(zhǔn)支撐管縮入到位時(shí)，末節(jié)支撐管(1-3)的限位裝置(1-4)解除并開(kāi)始縮回，末節(jié)支撐管(1-3)縮回到位時(shí)，內(nèi)部支撐管系統(tǒng)(1)縮回到最短狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙層套疊伸縮導(dǎo)軌系統(tǒng)，其特征是內(nèi)部支撐管系統(tǒng)(1)的每一節(jié)標(biāo)準(zhǔn)支撐管(1-2)和末節(jié)支撐管(1-3)的內(nèi)壁起始端附近，有滾子通過(guò)孔(1-7)，其直徑剛好讓滾子(1-4-5)通過(guò)；固定支撐管(1-1)和每一節(jié)標(biāo)準(zhǔn)支撐管(1-2)的內(nèi)壁末端附近有滾子限位窩(1-8)，滾子限位窩(1-8)能夠與滾子(1-4-5)外圓面完好吻合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙層套疊伸縮導(dǎo)軌系統(tǒng)，其特征是限位裝置(1-4)包括內(nèi)滑芯(1-4-1)、上固定板(1-4-2)、下固定板(1-4-3)、彈簧(1_4_4)、滾子(1_4_5)、滾子起始窩(1-4-6)、滾子軌道(1-4-7)、彈簧倉(cāng)(1-4-8)、絲杠通過(guò)孔(1_4_9)；上固定板(1_4_2)和下固定板(1-4-3)安裝在標(biāo)準(zhǔn)支撐管(1-2)和末節(jié)支撐管(1-3)的起始端內(nèi)部，下固定板 (1-4-3)與起始端平齊；內(nèi)滑芯(1-4-1)處于上固定板(1-4-2)和下固定板(1_4_3)之間， 能夠上下滑動(dòng)；彈簧(1-4-4)安裝在彈簧倉(cāng)(1-4-8)中，其彈力使內(nèi)滑芯(1-4-1)有向上固定板(1-4-2)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)；滾子起始窩(1-4-6)和滾子軌道(1-4-7)設(shè)計(jì)在內(nèi)滑芯(1_4_1) 的各個(gè)側(cè)面，滾子軌道(1-4-7)與滾子起始窩(1-4-6)深度相同，其表面為球面的一部分，能夠與滾子(1-4-5)外圓面完好吻合；限位解除時(shí)或限位未生效時(shí)，滾子(1-4-5)處于滾子通過(guò)孔(1-7)中，被緊緊的限制在其所在支撐管的限位裝置(1-4)的滾子起始窩(1-4-6) 和上一節(jié)支撐管內(nèi)壁之間，當(dāng)導(dǎo)軌伸縮驅(qū)動(dòng)絲杠(4)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)驅(qū)動(dòng)螺帽(1-6)移動(dòng)，會(huì)帶動(dòng)該節(jié)支撐管在其上一節(jié)支撐管內(nèi)腔之中滑動(dòng)伸出，當(dāng)滾子(1-4-5)遇到上一節(jié)支撐管內(nèi)壁的滾子限位窩(1-8)時(shí)，滾子(1-4-5)會(huì)進(jìn)入滾子限位窩(1-8)中，內(nèi)滑芯(1-4-1)就會(huì)被彈簧(1-4-4)彈起，將滾子(1-4-5)緊緊的壓在內(nèi)滑芯(1-4-1)外壁和上一節(jié)支撐管的滾子限位窩(1- 8)之間，從而把該節(jié)支撐管與其上一節(jié)支撐管連為相對(duì)位置不變的一體，此時(shí)為限位裝置(1-4)生效狀態(tài)；相反的，當(dāng)導(dǎo)軌伸縮驅(qū)動(dòng)絲杠(4)向相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)，會(huì)拉動(dòng)螺帽(1-6)帶動(dòng)內(nèi)滑芯(1-4-1)向下固定板(1-4-3)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)滾子(1-4-5)進(jìn)入到滾子起始窩(1-4-6)時(shí)，該節(jié)支撐管和其上一節(jié)的支撐管限位解除。
全文摘要
一種雙層套疊伸縮導(dǎo)軌系統(tǒng)，包括內(nèi)部支撐管系統(tǒng)、外部套墊管、工作套管、導(dǎo)軌伸縮驅(qū)動(dòng)絲杠、齒條、驅(qū)動(dòng)電機(jī)等，導(dǎo)軌系統(tǒng)伸長(zhǎng)后在各段節(jié)外表面形成一條梯級(jí)交錯(cuò)首尾少量重疊齒頂在同一平面內(nèi)的連續(xù)齒條軌道，工作套管的齒輪與齒條軌道嚙合后，能夠沿外部套墊管動(dòng)態(tài)鋪設(shè)的導(dǎo)軌作連續(xù)的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。通過(guò)內(nèi)部支撐管和外部套墊管的巧妙設(shè)計(jì)和協(xié)同動(dòng)作，提供了一條能夠伸縮的導(dǎo)軌系統(tǒng)，解決了伸縮結(jié)構(gòu)固有的越來(lái)越細(xì)、軌道平面越來(lái)越低的問(wèn)題，以及承載管道縮回后齒條如何縮回和布局的難題。該導(dǎo)軌系統(tǒng)能夠大范圍的伸展和收縮，并且驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)單，數(shù)據(jù)精準(zhǔn)，非常適合用于空間受限的環(huán)境、經(jīng)常搬運(yùn)的場(chǎng)所、自動(dòng)化控制作業(yè)的需求。
文檔編號(hào)F16H37/00GK102287429SQ201010203389
公開(kāi)日2011年12月21日 申請(qǐng)日期2010年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月21日
發(fā)明者朱建彬, 邢慧勇 申請(qǐng)人:朱建彬, 邢慧勇