CN104565745B - 恒力升降装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种恒力升降装置，它包括支架(1)、重物架(2)、滑轮组(3)、牵引线(4)、动力结构、动力调节装置，所述动力结构包括塔形绕线盘(5)、接触式平面涡卷弹簧(6)，所述牵引线(4)的一端固定于塔形绕线盘(5)的线槽(14)根部、另一端绕过定滑轮组的定滑轮和动滑轮组的动滑轮后固定于定滑轮组，所述重物架(2)与动滑轮组连接、并且其两侧滑动连接于支架(1)正面设置的两道相互平行的导轨(7)上，所述接触式平面涡卷弹簧(6)的外端部固定于塔形绕线盘(5)内壁、内端部与动力调节装置连接。该恒力升降装置不仅可以实现在整个支架范围内恒力升降，而且可以实现省力效果。
Description
技术领域
本发明涉及机械装置技术领域，尤其涉及一种恒力升降装置。
背景技术
随着显示技术的不断成熟，液晶显示设备被广泛应用于军事、公安、铁路、航空、金融、证券、商场、大型超市等领域。目前的液晶显示设备大多为液晶面板，并安装在升降支撑架上，以便使用中可以根据需要进行上下位置调节。
公告号为CN102401217A的中国发明专利公开了一种用于安装液晶显示设备的恒力拉簧升降装置，它包括底座和设置在底座上的固定支架，固定支架上设有滑槽和升降滑块，升降滑块通过滑槽安装在固定支架上，在固定支架上还装有拉簧和变半径转轮，拉簧的一端固定在固定支架上、另一端通过拉绳绕过变半径转轮与升降滑块相连接。其主要通过拉簧和变半径转轮实现其恒力升降功能，通过拉簧的作用产生回复力，通过设置变半径转轮，使拉簧的力矩总体上保持相等，从而达到下压升降滑块时力度恒定不变的目的。但是该恒力拉簧升降装置存在以下缺陷：(1)由于变半径转轮部件的限制，只能实现下压升降滑块时力度恒定；(2)变半径转轮和拉簧配合使用，只能实现一段比较小的距离范围内的恒力，不能实现整个固定支架纵向都恒力升降。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服以上现有技术问题的不足，提供恒力升降装置，该恒力升降装置不仅可以实现在整个支架范围内恒力升降，而且可以实现省力效果。
本发明所采用的技术方案为：
一种恒力升降装置，该装置包括支架、重物架、至少一个定滑轮组和至少一个动滑轮组组成的滑轮组、牵引线、动力结构、动力调节装置，所述动力结构包括塔形绕线盘、设置于塔形绕线盘内部的接触式平面涡卷弹簧，所述定滑轮组设置于支架上部，所述塔形绕线盘固定于支架下部且位于定滑轮组的正下方，所述牵引线的一端固定于塔形绕线盘的线槽根部、另一端绕过定滑轮组的定滑轮和动滑轮组的动滑轮后固定于定滑轮组，所述重物架与动滑轮组连接、并且其两侧滑动连接于支架正面设置的两道相互平行的导轨上，所述接触式平面涡卷弹簧的外端部固定于塔形绕线盘内壁、内端部与动力调节装置连接。
该恒力升降装置原理说明：重物G如液晶显示设备安装在重物架上，重物架连接动滑轮组，该动滑轮组与定滑轮组组成一个滑轮系统，滑轮系统按照不同的滑轮组合达到不同的省力效果，可以实现省力1/2G、2/3G、3/4G等多种模式；重物架两侧连接在特制导轨上，该特制导轨可以有效减少摩擦，保证重物架在上下运动时足够得顺畅；重物通过重物架、滑轮组、牵引线与动力结构建立连接，动力结构由塔形绕线盘内部的接触式平面涡卷弹簧提供动力，借助接触式平面涡卷弹簧积蓄的能量，与牵引线所受的拉力平衡从而使重物架上的重物处于无重状态，从而可以很轻松地实现重物在任意位置的悬停；当重物架上的重物G重量发生变化时，需要通过动力调节装置调节接触式平面涡卷弹簧的弹力使其弹力与重物重新达到平衡。
与现有技术相比，本发明具有以下优点和显著效果：
(1)可以实现重物在整个支架纵向的任意位置的悬停，可满足多种不同高度的使用需求；
(2)不仅能恒力下调重物架，而且能恒力上调重物架，满足多种不同需求变换；
(3)配备省力装置，可以实现动力结构承受的拉力为重物的1/2、1/3、1/4甚至更少，有利于整个系统的稳定，有利于延长使用寿命；
(4)设置动力调节装置，可以满足安装不同重量的重物如液晶显示设备，大大扩大了该恒力升降装置的使用范围。
本发明提供两种动力调节装置的结构：
第一种结构：
所述动力调节装置包括涡轮轴、涡杆、轴套、定位架，所述轴套固定于塔形绕线盘的底部盖板上，所述定位架固定于动力结构的固定架上，所述涡轮轴穿过轴套和底部盖板，并且其一端与涡杆啮合连接、另一端穿过动力结构固定在固定架上，所述涡轮轴上开设有切口，所述接触式平面涡卷弹簧内圈直边卡在涡轮轴的切口上，所述涡杆通过定位架进行定位。通过调节涡杆，传递至涡轮轴上(涡轮轴、涡杆传动有大的传动比，所以此处调节较为省力)，涡轮轴的转动使接触式平面涡卷弹簧内圈卷紧或放松，达到调节不同弹力的目的。由于涡轮轴、涡杆传动具有自锁性，可以有效防止塔形绕线盘由于接触式平面涡卷弹簧的弹力回转。另外，涡轮轴、涡杆传动平稳、无噪音，有利于整个系统的平衡。
第二种结构：
所述动力调节装置包括动力调节轴、内置弹簧、动力连接套筒和弹簧套，所述内置弹簧的内圈与动力调节轴的一端配合、外圈与动力连接套筒的一端配合，所述弹簧套套于内置弹簧的外部、并且与支架固定连接，所述动力连接套筒的另一端与接触式平面涡卷弹簧的内圈直段固定。通过调节动力调节轴，带动内置弹簧跟转，传递至动力连接套筒上，此时接触式平面涡卷弹簧与塔形绕线盘均固定不动，调节动力调节轴间接使动力连接套筒转动，使接触式平面涡卷弹簧内圈卷紧或放松，达到调节不同弹力的目的。该结构也可以根据重物的不同重量，通过调节动力调节轴，调节对应的接触式平面涡卷弹簧弹力。停止时，接触式平面涡卷弹簧产生的弹力使得动力连接套筒有一个回转的力，该回转力使内置弹簧产生张力，此张力产生巨大的摩擦阻力，当这个摩擦阻力大于接触式平面涡卷弹簧的弹力时，产生自锁，可以有效防止塔形绕线盘由于接触式平面涡卷弹簧的弹力回转。
滑轮组由定滑轮组、动滑轮组组装而成，该滑轮组既可以省力也可以改变力的方向，滑轮组的省力多少由定滑轮组与动滑轮组的不同组合即绳子股数决定，不同的定滑轮组、动滑轮组组合可以达到不同拉力的目的。
作为优选，所述滑轮组由一个定滑轮组和一个动滑轮组匹配而成，所述牵引线的另一端依次绕过定滑轮组的定滑轮和动滑轮组的动滑轮后固定于定滑轮组的中心轴。该滑轮组组合可以实现拉力为重物的1/2，即省力1/2，省力率1/2。
作为优选，所述滑轮组由大、小两个定滑轮组和大、小两个动滑轮组匹配而成，所述牵引线的另一端依次绕过大定滑轮、大动滑轮、小定滑轮、小动滑轮后固定于小定滑轮组的中心轴。该滑轮组组合可以实现拉力为重物的1/4，即省力3/4，省力率1/4。
作为优选，所述滑轮组由大、中、小三个定滑轮组和大、中、小三个动滑轮组匹配而成，所述牵引线的另一端依次绕过大定滑轮、大动滑轮、中定滑轮、中动滑轮、小定滑轮、小动滑轮后固定于小定滑轮组的中心轴。该滑轮组组合可以实现拉力为重物的1/6，即省力5/6，省力率1/6。
作为优选，所述导轨为滚珠导轨。该特制滚珠导轨可以有效减少摩擦，保证重物架在上下运动时足够得顺畅。
作为优选，所述塔形绕线盘的外部为圆锥台面，所述线槽为螺旋形且设置于圆锥台面的外表面，所述线槽的有效行程长度为导轨的长度(即整个平衡系统可调节行程)与省力率的反比的乘积。例如：平衡系统上、下调节行程为400mm，滑轮组省力率为1/4，则塔形绕线盘的线槽有效行程总长度为400mm×4＝1600mm，再加上一定余量的补偿即可。塔形绕线盘设计成一个锥度，绕线盘外延设计有螺旋状的线槽，当塔形绕线盘转动时线槽内的牵引线同时运动，由于存在锥度，牵引线在运动中半径也是呈线性的有规律变化，使接触式平面涡卷弹簧在运动过程中输出的力保持不变，从而达到恒力的状态，因此连接在塔形绕线盘上从滑轮组引出的牵引线上受的力始终是不变的恒力。
附图说明
图1所示的是本发明实施例1中恒力升降装置的结构示意图；
图2所示的是本发明恒力升降装置实施例1-3中动力结构和动力调节装置的分解图；
图3所示的是本发明恒力升降装置的动力结构的剖视图；
图4所示的是本发明恒力升降装置实施例1-3中动力调节装置的剖视图；
图5所示的是本发明恒力升降装置实施例4中动力结构和动力调节装置的分解图；
图6所示的是本发明恒力升降装置实施例4中动力调节装置的剖视图；
图7所示的图6中的A-A剖面示意图。
其中：1、支架；2、重物架；3、滑轮组；4、牵引线；5、塔形绕线盘；6、接触式平面涡卷弹簧；7、导轨；8、涡轮轴；9、涡杆；10、轴套；11、定位架；12、盖板；13、固定架；14、线槽；21、动力调节轴；22、内置弹簧；23、动力连接套筒；24、弹簧套。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步具体描述。应该指出，以下具体说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有说明，本发明使用的所有科学和技术术语具有与本发明所属技术领域人员通常理解的相同含义。
实施例1：
本实施例恒力升降装置包括支架1、重物架2、滑轮组3、牵引线4、动力结构、动力调节装置。
所述滑轮组3由大、小两个定滑轮组和大、小两个动滑轮组匹配而成。滑轮组的部件组成同现有技术，主要部件为滑轮，还有中心轴、连接支架1等一些辅件。大、小两个定滑轮组通过同一个连接支架1被固定在一起，并固定在支架1的上部；大、小两个动滑轮组通过同一个连接支架1被固定在一起。大定滑轮组中的滑轮尺寸与大动滑轮组中的滑轮尺寸相同；小定滑轮组中的滑轮尺寸与小动滑轮组中的滑轮尺寸相同。
所述重物架2与动滑轮组连接、并且其两侧滑动连接于支架1正面设置的两道相互平行的导轨7上，所述导轨7为滚珠导轨。
所述动力结构包括塔形绕线盘5、设置于塔形绕线盘5内部的接触式平面涡卷弹簧6。所述塔形绕线盘5通过固定架13固定于支架1下部且位于定滑轮组的正下方。所述塔形绕线盘5的外部为圆锥台面，所述线槽14为螺旋形且设置于圆锥台面的外表面，所述线槽14的有效行程长度为导轨7的长度(即整个平衡系统可调节行程)与省力率的反比的乘积。所述接触式平面涡卷弹簧6的外圈为钩、内圈为一段直边，外圈钩子钩住塔形绕线盘5的内壁缺口，内圈直边卡在带切口的涡轮轴8上。
所述动力调节装置包括涡轮轴8、涡杆9、轴套10、定位架11，所述轴套10固定于塔形绕线盘5的底部盖板12上，所述定位架11固定于动力结构的固定架13上，所述涡轮轴8穿过轴套10和底部盖板12，并且其一端与涡杆9啮合连接、另一端穿过动力结构固定在固定架13上，所述涡轮轴上开设有切口，所述接触式平面涡卷弹簧内圈直边卡在涡轮轴的切口上，所述涡杆9通过定位架11进行定位。
所述牵引线4的一端固定于塔形绕线盘5的螺旋形线槽14的根部、另一端依次绕过大定滑轮、大动滑轮、小定滑轮、小动滑轮后固定于小定滑轮组的中心轴。
实施例2：
本实施例恒力升降装置包括支架1、重物架2、滑轮组3、牵引线4、动力结构、动力调节装置。
所述滑轮组3由一个定滑轮组和一个动滑轮组匹配而成。滑轮组的部件组成同现有技术，主要部件为滑轮，还有中心轴、连接支架1等一些辅件。定滑轮组中的滑轮尺寸与动滑轮组中的滑轮尺寸相同。
所述重物架2与动滑轮组连接、并且其两侧滑动连接于支架1正面设置的两道相互平行的导轨7上，所述导轨7为滚珠导轨。
所述动力结构包括塔形绕线盘5、设置于塔形绕线盘5内部的接触式平面涡卷弹簧6。所述塔形绕线盘5通过固定架13固定于支架1下部且位于定滑轮组的正下方。所述塔形绕线盘5的外部为圆锥台面，所述线槽14为螺旋形且设置于圆锥台面的外表面，所述线槽14的有效行程长度为导轨7的长度(即整个平衡系统可调节行程)与省力率的反比的乘积。所述接触式平面涡卷弹簧6的外圈为钩、内圈为一段直边，外圈钩子钩住塔形绕线盘5的内壁缺口，内圈直边卡在带切口的涡轮轴8上。
所述动力调节装置包括涡轮轴8、涡杆9、轴套10、定位架11，所述轴套10固定于塔形绕线盘5的底部盖板12上，所述定位架11固定于动力结构的固定架13上，所述涡轮轴8穿过轴套10和底部盖板12，并且其一端与涡杆9啮合连接、另一端与接触式平面涡卷弹簧6的内端部固定，所述涡杆9通过定位架11进行定位。
所述牵引线4的一端固定于塔形绕线盘5的螺旋形线槽14的根部、另一端依次绕过定滑轮、动滑轮后固定于定滑轮组的中心轴。
实施例3：
本实施例恒力升降装置包括支架1、重物架2、滑轮组3、牵引线4、动力结构、动力调节装置。
所述滑轮组3由大、中、小三个定滑轮组和大、中、小三个动滑轮组匹配而成。滑轮组的部件组成同现有技术，主要部件为滑轮，还有中心轴、连接支架1等一些辅件。大、中、小三个定滑轮组通过同一个连接支架1被固定在一起，并固定在支架1的上部；大、中、小三个动滑轮组通过同一个连接支架1被固定在一起。大定滑轮组中的滑轮尺寸与大动滑轮组中的滑轮尺寸相同；中定滑轮组中的滑轮尺寸与中动滑轮组中的滑轮尺寸相同；小定滑轮组中的滑轮尺寸与小动滑轮组中的滑轮尺寸相同。
所述重物架2与动滑轮组连接、并且其两侧滑动连接于支架1正面设置的两道相互平行的导轨7上，所述导轨7为滚珠导轨。
所述动力结构包括塔形绕线盘5、设置于塔形绕线盘5内部的接触式平面涡卷弹簧6。所述塔形绕线盘5通过固定架13固定于支架1下部且位于定滑轮组的正下方。所述塔形绕线盘5的外部为圆锥台面，所述线槽14为螺旋形且设置于圆锥台面的外表面，所述线槽14的有效行程长度为导轨7的长度(即整个平衡系统可调节行程)与省力率的反比的乘积。所述接触式平面涡卷弹簧6的外圈为钩、内圈为一段直边，外圈钩子钩住塔形绕线盘5的内壁缺口，内圈直边卡在带切口的涡轮轴8上。
所述动力调节装置包括涡轮轴8、涡杆9、轴套10、定位架11，所述轴套10固定于塔形绕线盘5的底部盖板12上，所述定位架11固定于动力结构的固定架13上，所述涡轮轴8穿过轴套10和底部盖板12，并且其一端与涡杆9啮合连接、另一端与接触式平面涡卷弹簧6的内端部固定，所述涡杆9通过定位架11进行定位。
所述牵引线4的一端固定于塔形绕线盘5的螺旋形线槽14的根部、另一端依次绕过大定滑轮、大动滑轮、中定滑轮、中动滑轮、小定滑轮、小动滑轮后固定于小定滑轮组的中心轴。
实施例4：
本实施例恒力升降装置包括支架1、重物架2、滑轮组3、牵引线4、动力结构、动力调节装置。
所述滑轮组3由大、小两个定滑轮组和大、小两个动滑轮组匹配而成。滑轮组的部件组成同现有技术，主要部件为滑轮，还有中心轴、连接支架1等一些辅件。大、小两个定滑轮组通过同一个连接支架1被固定在一起，并固定在支架1的上部；大、小两个动滑轮组通过同一个连接支架1被固定在一起。大定滑轮组中的滑轮尺寸与大动滑轮组中的滑轮尺寸相同；小定滑轮组中的滑轮尺寸与小动滑轮组中的滑轮尺寸相同。
所述重物架2与动滑轮组连接、并且其两侧滑动连接于支架1正面设置的两道相互平行的导轨7上，所述导轨7为滚珠导轨。
所述动力结构包括塔形绕线盘5、设置于塔形绕线盘5内部的接触式平面涡卷弹簧6。所述塔形绕线盘5通过固定架13固定于支架1下部且位于定滑轮组的正下方。所述塔形绕线盘5的外部为圆锥台面，所述线槽14为螺旋形且设置于圆锥台面的外表面，所述线槽14的有效行程长度为导轨7的长度(即整个平衡系统可调节行程)与省力率的反比的乘积。所述接触式平面涡卷弹簧6的外圈为钩、内圈为一段直边，外圈钩子钩住塔形绕线盘5的内壁缺口，内圈直边卡在带切口的动力连接套筒23上面。
所述动力调节装置包括动力调节轴21、内置弹簧22、动力连接套筒23(表面设置有切口可以卡住接触式平面涡卷弹簧6的内圈直边)和弹簧套24。所述内置弹簧(22)的内圈与动力调节轴(21)的一端卡接、外圈与动力连接套筒(23)的一端卡接，所述弹簧套(24)套于内置弹簧(22)的外部、并且与支架(1)固定连接，所述动力连接套筒(23)的另一端与接触式平面涡卷弹簧(6)的内圈直段固定。动力调节轴21正转或反正时，内置弹簧22收紧，与弹簧套24减少摩擦，故能省力。
所述牵引线4的一端固定于塔形绕线盘5的螺旋形线槽14的根部、另一端依次绕过大定滑轮、大动滑轮、小定滑轮、小动滑轮后固定于小定滑轮组的中心轴。
当然，本恒力升降装置并非仅限于安装液晶显示设备，可以用于安装符合相关使用需求的任何产品。
以上所述，仅为本发明的优选实施例，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的核心技术的前提下，还可以做出改进和润饰，这些改进和润饰也应属于本发明的专利保护范围。与本发明的权利要求书相当的含义和范围内的任何改变，都应认为是包括在权利要求书的范围内。
Claims (7)
1.一种恒力升降装置，其特征在于：包括支架(1)、重物架(2)、至少一个定滑轮组和至少一个动滑轮组组成的滑轮组(3)、牵引线(4)、动力结构、动力调节装置，所述动力结构包括塔形绕线盘(5)、设置于塔形绕线盘(5)内部的接触式平面涡卷弹簧(6)，所述定滑轮组设置于支架(1)上部，所述塔形绕线盘(5)固定于支架(1)下部且位于定滑轮组的正下方，所述牵引线(4)的一端固定于塔形绕线盘(5)的线槽(14)根部、另一端绕过定滑轮组的定滑轮和动滑轮组的动滑轮后固定于定滑轮组，所述重物架(2)与动滑轮组连接、并且其两侧滑动连接于支架(1)正面设置的两道相互平行的导轨(7)上，所述接触式平面涡卷弹簧(6)的外端部固定于塔形绕线盘(5)内壁、内端部与动力调节装置连接；所述动力调节装置包括动力调节轴(21)、内置弹簧(22)、动力连接套筒(23)和弹簧套(24)，所述内置弹簧(22)的内圈与动力调节轴(21)的一端卡接、外圈与动力连接套筒(23)的一端卡接，所述弹簧套(24)套于内置弹簧(22)的外部、并且与支架(1)固定连接，所述动力连接套筒(23)的另一端与接触式平面涡卷弹簧(6)的内端部固定。
2.根据权利要求1所述的恒力升降装置，其特征在于：所述动力调节装置包括涡轮轴(8)、涡杆(9)、轴套(10)、定位架(11)，所述轴套(10)固定于塔形绕线盘(5)的底部盖板(12)上，所述定位架(11)固定于动力结构的固定架(13)上，所述涡轮轴(8)穿过轴套(10)和底部盖板(12)，并且其一端与涡杆(9)啮合连接、另一端与接触式平面涡卷弹簧(6)的内端部固定，所述涡杆(9)通过定位架(11)进行定位。
3.根据权利要求1所述的恒力升降装置，其特征在于：所述滑轮组(3)由一个定滑轮组和一个动滑轮组匹配而成，所述牵引线(4)的另一端依次绕过定滑轮组的定滑轮和动滑轮组的动滑轮后固定于定滑轮组的中心轴。
4.根据权利要求1所述的恒力升降装置，其特征在于：所述滑轮组(3)由大、小两个定滑轮组和大、小两个动滑轮组匹配而成，所述牵引线(4)的另一端依次绕过大定滑轮、大动滑轮、小定滑轮、小动滑轮后固定于小定滑轮组的中心轴。
5.根据权利要求1所述的恒力升降装置，其特征在于：所述滑轮组(3)由大、中、小三个定滑轮组和大、中、小三个动滑轮组匹配而成，所述牵引线(4)的另一端依次绕过大定滑轮、大动滑轮、中定滑轮、中动滑轮、小定滑轮、小动滑轮后固定于小定滑轮组的中心轴。
6.根据权利要求1所述的恒力升降装置，其特征在于：所述导轨(7)为滚珠导轨。
7.根据权利要求1所述的恒力升降装置，其特征在于：所述塔形绕线盘(5)的外部为圆锥台面，所述线槽(14)为螺旋形且设置于圆锥台面的外表面，所述线槽(14)的行程长度为导轨(7)的长度与省力率反比的乘积。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |