CN101481073A - 升降机构及其气缸 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种升降机构，其包括一个支架、一个滑动件及一个气缸，该支架上包括有至少一个相对的滑轨，该滑动件可滑动地装设于滑轨上，该气缸包括一个气缸体、一个部分伸入气缸体内的活塞杆及一个第一活塞，该活塞杆与滑动件相连，该气缸体与支架相连，该第一活塞与活塞杆固定连接，且其上开设有至少一个通气孔，以使第一活塞两侧的气体自由流通。本发明提供了一种具有较轻重量及较长的使用寿命的升降结构。

Description

升降机构及其气缸
技术领域
本发明是关于一种升降机构及其气缸，特别是关于一种用于调节液晶显示屏高度的升降机构及其气缸。
背景技术
液晶显示装置相对CRT(Cathode Ray Tube，阴极射线管)显示器具有体积小、重量轻的优点，逐渐成为计算机的主流显示装置。而为了方便人们在较佳视角范围内观看液晶显示屏，可通过在液晶显示装置上设置升降机构来对液晶显示屏的高度进行调整。
一种现有调节液晶显示屏高度的升降机构100如图1所示，其包括：一个升降座10、一个升降块20及一个卷簧30。升降座10上开设有一个槽道11，该槽道11内设有两相对的滑轨12，且槽道11的外缘顶端设有固定孔13。升降块20可插入升降座10的滑轨11内并可相对升降座10滑动，升降块20的顶端设有与液晶显示屏相连的连接部21，升降块20的底端开设有两个螺孔22。卷簧30的一端绕设于轴杆31上，轴杆31的两端分别开设有固定孔311，通过螺钉33穿过轴杆31的固定孔311及升降座10上的固定孔13可将轴杆31锁合至升降座10；卷簧30的另一端开设有两个通孔32，通过螺钉36穿过卷簧30上的通孔32及升降块20上的螺孔22可将卷簧30的端部锁合至升降块20。
使用时，若需要调低液晶显示屏高度，则施力下压液晶显示屏，以使升降块20下降到适当的位置，然受停止施力，由于液晶显示屏和升降块20的重力可与卷簧30的回复力以及升降块20与升降座10之间的摩擦力达到平衡，故升降块20可被定位在预定位置；若需升高液晶显示屏，则在升降块20上施加向上的推力，该推力和卷簧30的回复力可克服液晶显示屏和升降块20的重力及升降块20与升降座10之间的摩擦力，将升降块20升高至预定位置。
然而，升降机构100是采用滑轨11和卷簧30相配合，来实现液晶显示屏的升降，依靠卷簧30的回复力和升降块20与升降座10之间的摩擦力来平衡液晶显示屏和升降块20的重力，为保证升降块20具有足够的强度支撑液晶显示屏，升降块20通常具有较大的重量与体积，对应的升降座10也具有较大的重量与体积，从而导致升降机构100的具有较大的重量及体积。另外，当升降机构100经过多次使用后，卷簧30容易产生弹力损耗，从而不能提供足够的弹性回复力来平衡液晶显示屏和升降块20的重力，所以升降机构100的使用寿命通常较短。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种重量较轻且使用寿命较长的升降机构。
一种升降机构，其包括一个支架、一个滑动件及一个气缸，该支架上包括有至少一个相对的滑轨，该滑动件可滑动地装设于滑轨上，该气缸包括一个气缸体、一个部分伸入气缸体内的活塞杆及一个第一活塞，该活塞杆与滑动件相连，该气缸体与支架相连，该第一活塞与活塞杆固定连接，且其上开设有至少一个通气孔，以使第一活塞两侧的气体自由流通。
与现有技术相比，所述升降机构的气缸的活塞杆与滑动件相连，气缸体与支架相连，通过活塞杆相对气缸体的伸缩即可实现滑动件的升降，而气缸为中空的结构，故相对采用升降块和升降座相配合的滑轨升降机构来说，本发明的升降机构具有较轻的重量。由于第一活塞两端的气体自由流动，故第一活塞两端的气体压强一定，而第一活塞与活塞杆固定连接，第一活塞两端的受力面积差一定，故气体对第一活塞产生的作用力保持不变，从而平衡液晶显示屏的重力。只要密封住气体，该气缸始终能提供平衡液晶显示屏重力的支撑力，所以该升降机构具有较长的使用寿命。
附图说明
图1是一种现有升降机构的立体分解图；
图2是本发明较佳实施例的液晶显示装置的立体图；
图3是本发明较佳实施例的升降机构的立体分解图；
图4是本发明较佳实施例的升降机构较佳实施例的另一角度的立体分解图；
图5是本发明较佳实施例的升降机构的立体图；
图6是本发明较佳实施例的升降机构的组装后的立体图；
图7是本发明较佳实施例的升降机构的气缸工作原理图。
具体实施方式
本发明的较佳实施例公开一种升降机构，其适用于带有显示屏的电子装置。在本实施例中，以应用于液晶显示装置的升降机构为例加以说明。
请参阅图2，液晶显示装置40包括一个液晶显示屏50、一个升降机构60及一个底座70。升降机构60分别与液晶显示屏50和底座70连接。
请参阅图3至图4，本较佳实施例的升降机构60包括一个支架61、一个滑动件63、一个第一连接组件64、一个气缸65、一个第二连接组件66及多个固定件(图未示)。
支架61由钣金件冲压制成，其包括一个升降座610、两个滑轨611、两个摩擦件612及一个固定座613。升降座610包括一个矩形背板614及由背板614两相对侧边垂直背板614延伸形成的两个侧挡板615。每个侧挡板615的中部开设有多个固定孔616，底部开设有多个定位孔6151。侧挡板615的固定孔616与定位孔6151之间还开设有一个矩形通孔617，在靠近该通孔617处垂直于侧挡板615向背板614内侧延伸有一个矩形挡片618。
滑轨611包括一个矩形底板619以及由底板619两相对侧边垂直底板619延伸形成的两个侧挡板620。底板619开设有等间距排列的通孔621，用螺钉穿过滑轨611的底板619上的通孔621及升降座610中部的固定孔616，可将滑轨611固定至侧挡板615内侧。
摩擦件612包括一个基板623以及由基板623两相对侧边延伸形成的两个侧板624。该侧板624相对的表面上分别设有多个球状突起(图未标)。固定座613的顶端开设有一个矩形凹槽625，形成该凹槽625的两个相对的较长的平板626上开设有通孔627，另外两个相对的较短平板628上开设有多个固定孔629，用固定件依次穿过侧挡板615上的定位孔6151及平板628上的固定孔629，可将升降座610连接至固定座613。
滑动件63包括一个框架630及两个滑动条631。框架630包括一个矩形本体632、由本体632的两相对侧边垂直本体632延伸形成的两个侧挡板633、以及由本体632的顶部垂直本体632延伸形成的与两个侧挡板633相连接的盖板634。侧挡板633上开设有多个固定孔635。滑动件63还包括由本体632向远离侧挡板633的方向延伸形成的多个连接片636，连接片636用于将液晶显示屏50连接于滑动件63。
两个滑动条631包括一个矩形底板637以及由底板637的两相对侧边垂直底板637延伸形成的两个侧挡板638，底板637上开设有多个通孔639，用螺钉穿过滑动条631的通孔639及框架630的固定孔635，从而将框架630与滑动条631固定连接起来。
第一连接组件64包括一个横杆641、两个套筒642及一个转接头643。横杆641为圆柱状。套筒642为中空圆柱体，其可套设于横杆641上。转接头643上沿其轴向开设有贯穿转接头643的通孔644，以供横杆641穿过。转接头643的底面还开设有一个螺孔(图未示)。
请同时参阅图7，所述气缸65包括一个活塞杆651、一个气缸体652、一个连接部653、一个第一活塞654、一个第二活塞655及一个密封圈656。第一活塞654及第二活塞655间隔设于气缸体652内，并将气缸体652分成A、B及C三个腔室。其中A腔室和B腔室中充有一定压强的气体，C腔室中注满油液以封住气体。第一活塞654上开设有一个通气孔657，以使A、B腔室中的气体自由流通。活塞杆651部分伸入气缸体652中，气缸体652远离活塞杆651的端部延伸有连接部653。第一活塞654与活塞杆651为固定连接，第二活塞652与活塞杆651活动连接。第一活塞654向A腔室中还延伸形成有一个球冠状突起658，用于防止第一活塞654端面与气缸体652底部完全贴合而使A腔室体积为零。密封圈656设于气缸体652供活塞杆651穿出的端部，以防止漏油。
第二连接组件66包括一个转接头662以及一个销钉663。转接头662形状与转接头643相同，其顶部设有一个螺孔664，用来与气缸体652一端的连接部653连接。转接头662沿与通过其顶部的螺孔664轴线垂直的方向开设有通孔665。转接头662可以卡入固定座613的凹槽625，销钉663穿过固定座613的一个较长平板626的通孔627、转接头662上的通孔665及另一平板626的通孔627，从而将气缸体652的一端通过第二连接组件66固定连接固定座613。
请参阅图3至图6，装配时，首先将滑轨611固定连接在背板614的侧挡板615上。然后将摩擦件612卡入滑轨611中且使其基板623与滑轨611的底板619相抵。然后将两个滑动条631分别固定连接到框架630的两个侧挡板633上，再将横杆641穿过转接头643的通孔644，并将两个套筒632分别套设于横杆641的两端，接着将横杆641伸出套筒632的两端部卡入框架630上的固定孔635和滑动条631上的通孔639，从而将滑动条631卡入摩擦件612且使滑动条631的底板637与摩擦件612的基板623相对，故滑动件63可与摩擦件612一起在滑轨611内滑动。将活塞杆651的端部651螺入转接头643底面的螺孔，从而将气缸65与滑动件63连接起来，将气缸体652的连接部653螺入转接头662的螺孔664，再将销钉663依次穿过较长的平板626的通孔627和转接头662底端的通孔665，从而将气缸体652的一端固定连接于固定座613上。装配完毕后，滑动件63即可带动液晶显示屏50在支架61内滑动。
为了较好地了解升降机构60作过程，现结合图7说明气缸65的工作原理。
假设气缸体652的A、B腔室中充有压强为P0的气体，活塞杆651的横截面积、第一活塞654的横截面积及其朝向腔室B的面积分别为S0、S1、S2。由于P0远大于大气压强，故大气压强对气缸65内部的影响很小，可以忽略不计。由物理学原理可知A腔室中的压强P0的气体对第一活塞654的压力为：
F1＝P0S1
B腔室中的气体对第一活塞654的压力为：
F2＝P0S2
由于活塞杆651的横截面积S0、第一活塞654的横截面积S1及其朝向B腔室的面积S2之间的关系为：
S2＝S1-S0
由此可以得到：
F2＝P0S2＝P0(S1-S0)
所以第一活塞654两侧产生的压力差为：
ΔF＝F1-F2＝P0S1-P0S2＝P0(S1-S2)＝P0[S1-(S1-S0)]＝P0S0
由上式可以看出，当在A、B腔室中充有一定压强的气体时，就可以在第一活塞654上产生ΔF＝P0S0的力，该力ΔF可以推动活塞杆651向气缸体652外运动。合力ΔF只和腔室A、B中气体的气体压力P0及活塞杆651横截面积S0有关，因此就可以通过调节活塞杆651的横截面积S0和充气压强P0来调节ΔF的大小，即调节气缸65的对外作用力。
请参阅图5和图7，升降机构60的工作原理是，由于第一活塞654左右两侧的气体通过通气孔657可自由流动，第一活塞654两侧的气体压强相等，均为P0。第二活塞655保持静止，即气缸体652中A、B腔室中的气体总体积不变，气体压强也不变，而活塞杆651的横截面积S0一定，所以在活塞杆651伸缩过程中，A、B腔室中气体对第一活塞654产生的合力ΔF保持不变，且方向为垂直于活塞杆651且远离气缸体方向。当对活塞杆651施加向下的外力时，第一活塞654跟着活塞杆651一起运动，活塞杆651相对气缸体652运动，从而实现滑动件63在升降座610内的升降。当外力推动连接有液晶显示屏50的滑动件63运动至预定位置时，撤去外力，合力ΔF克服液晶显示屏50的重力使其不会下落，并且与滑轨611与滑动条631间的摩擦力一起实现平衡液晶显示屏50的重力，从而将液晶显示屏50停止于预定位置。同时，当采用升降机构60搭载不同重量的液晶显示屏50时，可调整第二活塞655的位置，通过改变A、B腔室中的气体总体积来改变气体压强P0，从而使升降机构60重新达到平衡。可以理解，也可通过在A、B腔室中再次充入气体以增大气体压强，从而使升降机构60达到平衡。
请参阅图2至图7，当使用升降机构60调节液晶显示屏50的高度时，只需对液晶显示屏50施加向下或向上的作用力，当滑动件63运动至预定位置时，撤销对液晶显示屏50的外力，气缸65产生的合力以及摩擦件612对滑动条631的摩擦力与滑动件63及液晶显示屏50的重力达到平衡，所以液晶显示屏50可停留在预定位置。
相对于现有技术，升降机构60的气缸65的活塞杆651与滑动件63相连，气缸体65与支架61相连，通过活塞杆651相对气缸体652的伸缩即可实现滑动件63的升降，而气缸65为中空的结构，故本发明的升降机构60具有较轻的重量。由于第一活塞654两端的气体自由流动，故第一活塞654两端的气体压强一定，而第一活塞654与活塞杆651固定连接，第一活塞654两端的受力面积差一定，故气体对第一活塞654产生大小一定的合力，从而平衡液晶显示屏50的重力。只要密封住气体，气缸65始终能提供平衡液晶显示屏50重力的支撑力，所以升降机构60具有较长的使用寿命。气缸65可根据其负载的重量调节其对负载的支撑力，因此升降机构的承载重量范围较大，便于不同重量的液晶显示屏的使用。

Claims (10)

  1. 【权利要求1】一种升降机构，其包括一个支架及一个滑动件，该支架上包括有
    至少一个相对的滑轨，该滑动件可滑动地装设于滑轨上，其特征在于：该升降机构还包括一个气缸，该气缸包括一个气缸体、一个部分伸入气缸体内的活塞杆及一个第一活塞，该活塞杆与滑动件相连，该气缸体与支架相连，该第一活塞与活塞杆固定连接，且其上开设有至少一个通气孔，以使第一活塞两侧的气体自由流通。
  2. 【权利要求2】如权利要求1所述的升降机构，其特征在于：该气缸还包括一个用于改变气缸体中气体压强的第二活塞，该第二活塞设置于气缸体中且与活塞杆活动连接。
  3. 【权利要求3】如权利要求1所述的升降机构，其特征在于：该第一活塞向远离活塞杆的一端延伸形成有一个突起。
  4. 【权利要求4】如权利要求1所述的升降机构，其特征在于：该升降机构还包括一个用于连接滑动件与气缸的第一连接组件，该第一连接组件包括一个横杆及一个转接头，该横杆穿过转接头，且其两端分别固定于滑动件上，该气缸的活塞杆固定连接于转接头上。
  5. 【权利要求5】如权利要求1所述的升降机构，其特征在于：该支架还包括一个升降座及一个固定座，该升降座包括一个矩形背板及由该背板两相对侧边垂直该背板延伸形成的两个侧挡板，该滑轨固定连接于该升降座的两个侧挡板上，该固定座与升降座固定连接。
  6. 【权利要求6】如权利要求5所述的升降机构，其特征在于：该支架还包括两个摩擦件，该摩擦件包括一个基板和两个侧板，该侧板上设有多个球状突起，该滑轨包括一个矩形底板以及由该底板两相对侧边垂直该底板延伸形成的两个侧挡板，该摩擦件卡入滑轨中且使其基板与滑轨的底板相抵。
  7. 【权利要求7】如权利要求6所述的升降机构，其特征在于：该滑动件包括一个框架及连接于该框架两侧的两个滑动条，该滑动条与滑轨配合，从而使滑动件相对与滑轨固定的升降座滑动。
  8. 【权利要求8】如权利要求5所述的升降机构，其特征在于：该升降机构还包括一个用于连接支架与气缸的第二连接组件，该第二连接组件包括一个转接头及一个销钉，该销钉插入转接头及固定座中，该气缸体远离活塞杆的端部还延伸有一个连接部，该连接部固定连接至转接头上。
  9. 【权利要求9】一种气缸，其包括一个气缸体及一个活塞杆，该活塞杆部分伸入该气缸体中，其特征在于：该气缸体内还设有一个第一活塞，该第一活塞与活塞杆固定连接，且其上开设有至少一个通气孔，以使第一活塞两侧的气体自由流通。
  10. 【权利要求10】如权利要求9所述的气缸，其特征在于：该气缸还包括一个用于改变气缸体中气体压强的第二活塞，该第二活塞设置于气缸体中且与活塞杆活动连接。
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