CN105757080B - 一种具有自行推和拉相结合的多节伸缩杆 - Google Patents

Abstract

本发明是一种具有自行推和拉相结合的多节伸缩杆。属于机械伸缩、推拉领域。其解决了我国目前无硬管进行空中加油的空白，也解决了在现有技术中需要用于起吊和压缩物件的主要由缆绳式起重机和液压式伸缩推杆或单条外螺纹螺杆来分别独自完成，缆绳式起重机顶压能力不足，非垂直作业困难；单条外螺纹螺杆长度有限；三节及以上液压式推杆回拉能力弱等问题。这种伸缩杆可制成三节及以上，末节前节伸缩杆的伸缩是由内螺纹齿轮直接旋拧完成，余下每一节伸缩杆的伸缩都是由内螺纹齿轮带动内外螺纹螺母的旋拧来完成。它能自行伸缩、推拉，能单独起吊、顶压物件，能作用于不同方向。可用于需要三节及以上自行伸缩、推拉的各种机械工作领域。

Description

一种具有自行推和拉相结合的多节伸缩杆

技术领域：

本发明属于机械伸缩、推拉领域，可用于需要多节自行伸出与缩进、拉拽与推顶的各种机械工作作业领域。

背景技术：

目前现有的三节以上伸缩杆如拖把用的、抄鱼网用的、各种天线及其它机械用的三节以上伸缩杆自身不能自行伸缩，更不用说拉拽与推顶物件了，在自行拉拽与推顶物件领域，主要由缆绳式起重机和液压式伸缩推杆或单条外螺纹螺杆来分别独自完成，而缆绳式起重机只能垂直地面起吊重物，顶压能力不足，非垂直作业困难；单条外螺纹螺杆长度有限；三节及以上液压式推杆回拉能力弱，存在杆的内外压力差、无法制成全中空型、制成多节有限长度有限等缺点。如升降式泄水闸门目前多数是用缆绳式起重机，因其顶压能力不足而时常有闸门底部漏水现象。

在自行伸出与缩进领域，如飞机空中加油，目前我国还是用软管加油的方式进行飞机空中加油，由于软管加油在高速飞行中的不稳定性，而且软管口径小，单位时间内输油量较低，加油速度比较慢，输油时间长；而硬管加油目前还是美国独有的技术，其技术相对比较复杂，而且加油机只有一个硬杆，因此一次只能给一架飞机加油的缺点。还有在外太空工程伸缩臂作业，目前空间飞行器上的伸缩杆结构比较复杂、技术要求高、占用空间大等缺点。还有目前的消防车还是用软管近距离灭火救援，消防人员都要处在高危区域进行救援，用于超高度救援难度大等缺点。还有目前房屋天面装修、日常高处换灯还是用扶梯，只有特定人群才能做，使用不方便等缺点。

本发明是一种具有推和拉相结合的多节自行伸缩杆，结构简单、用途广泛，所涉及的领域多，能解决的问题也多，完全能够弥补上诉缺陷。可根据用途制成三节及以上、适当长度、适当大小、最小一节是实心或全中空的伸缩杆。这种形式的伸缩杆能自行伸出与缩进、拉拽与推顶，能单独进行起吊重物、顶压物件，能直接作用于不同方向。

发明内容：

本发明的目的在于提供了一种具有自行推和拉相结合的多节伸缩杆。其可根据用途制成三节及以上、适当长度、适当大小、最小一节是实心或全中空的伸缩杆。这种形式的伸缩杆能自行伸出与缩进、推顶与拉拽，能单独进行起吊重物、顶压物件，能直接作用于不同方向。这种伸缩杆结构简单、用途广泛，根据所使用在不同领域解决了不同的问题。如以下列举的几个问题。

如用在拉拽与推顶物件领域。这种多节伸缩杆能直接推顶与拉拽，能单独进行起吊重物、顶压物件，能作用于不同方向。解决了目前起吊重物、顶压物件时还是主要由缆绳式起重机和液压式伸缩推杆或单条外螺纹螺杆来分别独自完成，而缆绳式起重机只能垂直地面起吊重物，顶压能力不足，非垂直作业难度加大；单条外螺纹螺杆长度有限；三节及以上液压式推杆回拉能力弱，存在杆的内外压力差、无法制成全中空型、制成多节有限长度有限等问题。

在伸出与缩进领域，这种多节伸缩杆可制成全中空形，因无内外压力差，结构简单，有水压、气压对其工作影响不大，可以在水下、有气压、无气压或失重状态下工作。用在飞机上可作为硬的伸缩管进行空中加油，可以解决我国目前无硬管进行空中加油的空白，突破国外独有技术状态。用作舰载战斗机的尾勾伸缩杆，解决舰载战斗机尾勾的技术问题。用在外太空工程伸缩杆工作，可以解决现有的技术复杂、占用空间大等问题。用在消防车灭火救援上，可用于超高度救援、可远距离喷洒、电子探视，解决了消防人员用软管近距离灭火救援，要处在高危险区域进行救援，用于超高度救援难度大等问题。还可用于日用多功能升降椅，升降间距大、使用快捷方便，解决扶梯使用不方便等问题。

它的主要构成有：(伸缩杆节数编号由内杆向外杆依次排序为：1、2、3……至末节)第一节是外螺纹螺杆(根据用途可制成实心或中空)；从第二节伸缩杆开始至末节前节伸缩杆，每一节伸缩杆都由两部分组成，即用于旋拧推拉内一节的内外螺纹螺母和外螺纹螺杆组成(这两部件的大小及外螺纹要素必须相同)；末节的组成部件有：用于旋拧推拉末节前节的内螺纹齿轮、中空管、用于支撑内螺纹齿轮的外壳、伸缩杆根部外壳、传动齿轮、电动机或手摇器以及停顿时固定伸缩杆用的制动系统等。每个内外螺纹螺母都有锁销和带弹簧的锁扣。从第三节伸缩杆开始的内外螺纹螺母到末节的内螺纹齿轮，它们的内螺纹都留有与相邻内一节内外螺纹螺母锁销顶部相契合的牙顶凹孔。由内外螺纹螺母旋拧的螺杆螺纹处都留有两个 凹槽，一个是螺杆螺纹牙顶凹槽与这个旋拧螺母的锁扣底部相契合，另一个是螺杆螺纹牙底楔形凹槽与这个旋拧螺母的锁销底部相契合。从第二节螺杆开始至末节中空管的圆形内壁都有凹槽，非圆形内壁不用再另做凹槽，将内壁边角作为凹槽，从第一节螺杆开始至末节前节螺杆根部都有凸出卡头，凸出卡头刚好能嵌入到相邻外节螺杆内壁的凹槽内，每一节凸出卡头位移量的总和加上第一节长度即是伸缩杆的全伸出总长度。如图7全伸出后的总长度为150+90+90+90＝420，图2则是全缩进后的长度为150，伸缩杆根部外壳厚度及杆头所加装的物件长度不计。其工作方式是：末节为固定节，末节前节伸缩杆的伸出和缩进是由内螺纹齿轮直接旋拧完成，余下每一节伸缩杆的伸出和缩进都是由内螺纹齿轮带动内外螺纹螺母的旋拧来完成，伸缩杆伸出时，先从最小一节伸出然后依次到最大节内一节。缩进则相反，先从最大节内一节缩进然后依次到最小一节，工作中停顿由制动系统制动固定。伸缩杆的形状是：全圆柱体形或非全圆柱体形(即伸缩杆各节螺杆及螺母外形形状是外接多圆弧螺纹多边柱体形，如图8为四节伸缩杆外接4圆弧螺纹4边柱体形全缩进正视图；图9为四节全缩进I-I剖面图；图10为J-J断面图、K-K剖面图)。下面以四节全圆柱体形伸缩杆为例对本发明进一步进行说明其组成的部件、结构、具体实施方式。

一种具有自行推和拉相结合的多节伸缩杆(四节全圆柱体形)的组成部件有：

M是：电动机；

1是：外螺纹螺杆；

2、3是：外螺纹中空杆；

4是：中空圆管；

5、6是：内外螺纹螺母；

7是：内螺纹齿轮；

8、10是：锁扣孔里的带弹簧锁扣；

9、11是：锁销孔里的活动锁销(圆柱形体有楔形脚)；

12是：齿轮；

13是：外壳；

14是：制动板；

甲1、甲3是：螺杆螺纹牙顶凹槽；

甲2、甲4是：螺杆螺纹牙底楔形凹槽；

甲5是：内外螺纹螺母内侧螺纹牙顶凹孔；

甲6是：内螺纹齿轮内侧螺纹牙顶凹孔；

甲7是：防过伸出断电电路控制孔；

甲8是：伸缩杆全缩入断电电路控制孔；

a、c、e点是：各螺杆内壁凹槽的终点；

b、d、f点是：各螺杆根部凸出卡头。

附图说明：

图1为四节全圆柱体形全缩进正视图(没画外壳)；

图2为四节全缩进A-A剖面图；

图3为B-B断面图、C-C断面图；

图4为四节全圆柱体形全伸出正视图(画有外壳)；

图5为D-D断面图、E-E断面图；

图6为F-F断面图、G-G断面图；

图7为四节全伸出H-H剖面图；

图8为四节伸缩杆外接4圆弧螺纹4边柱体形全缩进正视图；

图9为四节全缩进I-I剖面图；

图10为J-J断面图、K-K剖面图。

具体实施方式：

如图1、图2，四节伸缩杆全伸出的实施方式如下：

此时各节伸缩杆都处于全部缩入状态，外壳13(在图4中画有)将齿轮12、内螺纹齿轮7与中空圆管4固定住，内外螺纹螺母5、6与内螺纹齿轮7重合，同时被锁销9、11栓住(如图3)。(从右往左视)当电动机带动齿轮12顺时针转动，使内螺纹齿轮7、内外螺纹螺母5、6一起反时针转动，螺杆1往外伸出，当螺杆1根部的凸出卡头b位移至外螺纹中空杆2的内壁凹槽终点a时，外拉螺杆2与内外螺纹螺母5贴合，螺杆螺纹牙顶凹槽(甲1)位移到带弹簧锁扣8的下方，螺杆螺纹牙底楔形凹槽(甲2)位移到锁销9的下方，锁销9在内外螺纹螺母6的压力作用下底部的楔形脚内移嵌入螺杆1的螺纹牙底楔形凹槽(甲2)内(如图5)，实现定位内外螺纹螺母5与螺杆2的外螺纹螺轨在同一个螺旋线上，同时锁销9顶部也离开内外螺纹螺母6预留的内螺纹牙顶凹孔(甲5)，解除对内外螺纹螺母6和内外螺纹螺母5的栓锁，内外螺纹螺母6和内外螺纹螺母5分离，内螺纹齿轮7带动内外螺纹螺母6由内外螺纹螺母5旋入螺杆2，把螺杆2和内外螺纹螺母5同时往外伸出，内外螺纹螺母6不再压住锁扣8的顶部，锁扣8底部在弹簧的作用下锁入螺杆1的螺纹牙顶凹槽(甲1)内(如图5)，将内外螺纹螺母5与螺杆1锁牢，同时保持内外螺纹螺母5与螺杆2的外螺纹螺轨贴合在同一个螺旋线上。

内螺纹齿轮7和内外螺纹螺母6继续转动，当凸出卡头d位移至外螺纹中空杆3的内壁凹槽终点c时，外拉螺杆3与内外螺纹螺母6贴合，螺杆螺纹牙顶凹槽(甲3)位移到带弹簧锁扣10的下方，螺杆螺纹牙底楔形凹槽(甲4)也位移到锁销11的下方，锁销11在内螺纹齿轮7的压力作用下底部的楔形脚内移嵌入螺杆2的螺纹牙底楔形凹槽(甲4)内(如图6)，实现定位内外螺纹螺母6与螺杆3的外螺纹螺轨在同一个螺旋线上，同时锁销11顶部也离开内螺纹齿轮7预留的内螺纹牙顶凹孔(甲6)，解除对内螺纹齿轮7和内外螺纹螺母6的栓锁，内螺纹齿轮7和内外螺纹螺母6分离，内螺纹齿轮7由内外螺纹螺母6旋入螺杆3，把3和6同时往外伸出，内螺纹齿轮7不再压住锁扣10的顶部，锁扣10底部在弹簧的作用下锁入螺杆2的螺纹牙顶凹槽(甲3)内(如图6)，将内外螺纹螺母6与外螺纹中空杆2锁牢，同时保持内外螺纹螺母6与螺杆3的外螺纹螺轨贴合在同一个螺旋线上。

内螺纹齿轮7继续旋转把螺杆3全部伸出。当凸出卡头f位移至中空杆4的内壁凹槽终点e时，触动(甲7)内的防过伸出断电电路，电动机停止工作，制动系统动作制动板14制动锁紧伸缩杆，伸缩杆全部伸出(如图4、图7)。此时内外螺纹螺母5与螺杆1被锁扣8锁住(如图5)，内外螺纹螺母6与螺杆2被锁扣10锁住(如图6)。如中途有停顿就由制动系统14制动锁紧。

如图3、图7，四节伸缩杆全缩进的实施方式如下：

此时各节伸缩杆都处于全部伸出状态，内外螺纹螺母5和螺杆1被锁扣8锁住(如图5)，内外螺纹螺母6和螺杆2被锁扣10锁住(如图6)。(从右往左视)当电动机带动齿轮12反时针转动使内螺纹齿轮7顺时针转动，回拉螺杆3缩进，其它部件也同时缩进。当螺杆3已全部缩进，由于内外螺纹螺母6被锁扣10锁在螺杆2上，并且与螺杆3的外螺纹轨道贴合在同一个螺旋线上，内螺纹齿轮7能继续由螺杆3往内外螺纹螺母6旋入直至全部重合。内螺纹齿轮7下压锁扣10顶部，使锁扣10底部从螺杆2的凹槽(甲3)移出(如图3)，锁扣10不在锁住内外螺纹螺母6和螺杆2，内外螺纹螺母6和螺杆2相互解脱，内外螺纹螺母6即跟随内螺纹齿轮7同向旋转，回拉螺杆2缩进。此时，内螺纹齿轮7预留的内螺纹牙顶凹孔(甲6)也旋转到锁销11的上方。锁销11底部的楔形脚离开螺杆2的牙底楔形凹槽(甲4)，锁销11顶部外移嵌入内螺纹齿轮7预留的内螺纹牙顶凹孔(甲6)内(如图3)，栓牢内外螺纹螺母6和内螺纹齿轮7。

内外螺纹螺母6和内螺纹齿轮7一起继续转动，当螺杆2已全部缩进，由于内外螺纹螺母5被锁扣8锁在螺杆1上，并且与螺杆2的外螺纹轨道贴合在同一个螺旋线上，内外螺纹螺母6能继续由螺杆2往内外螺纹螺母5旋入直至全部重合。内外螺纹螺母6下压锁扣8顶部，使锁扣8底部从螺杆1的凹槽(甲1)移出(如图3)，锁扣8不再锁住内外螺纹螺母5和螺杆1，内外螺纹螺母5和螺杆1相互解脱，内外螺纹螺母5跟随内外螺纹螺母6同向旋转，回拉螺杆1缩进。此时，内外螺纹螺母6预留的内螺纹牙顶凹孔(甲5)也旋转到锁销9的上方。锁销9底部的楔形脚离开螺杆1的牙底楔形凹槽(甲2)，锁销9顶部外移嵌入内外螺纹螺母6预留的内螺纹牙顶凹孔(甲5)内(如图3)，栓牢内外螺纹螺母5和内外螺纹螺母6。

螺杆1全部入位(如图1、图2)。螺杆1根部触动(甲8)内的全缩入断电电路，电动机停止工作，制动系统动作制动板14制动锁紧齿轮，此时内外螺纹螺母5、6和内螺纹齿轮7重合，同时被锁销9、11栓住(如图3)。如中途有停顿就由制动系统14制动锁紧。

Claims (7)

1.一种具有自行推和拉相结合的多节伸缩杆，伸缩杆节数编号由内杆向外杆依次排序为：1、2、3……至末节，主要包括：第一节是外螺纹螺杆，从第二节伸缩杆开始至末节前节伸缩杆，每一节伸缩杆都有两部分组成，即内外螺纹螺母和外螺纹螺杆，这两部件的大小及外螺纹要素必须相同，末节有内螺纹齿轮、中空管、内螺纹齿轮的外壳、伸缩杆根部外壳、传动齿轮以及制动系统，其特征在于：末节为固定节，末节前节伸缩杆的伸出和缩进是由内螺纹齿轮直接旋拧完成，余下每一节伸缩杆的伸出和缩进都是由内螺纹齿轮带动内外螺纹螺母的旋拧来完成，伸出时，节数先小后大，缩进则相反，节数先大后小，工作中停顿由制动系统制动固定，可以实现用一个伸缩杆就能单独进行起吊重物、顶压物件，能自行伸出与缩进、拉拽与推顶，能直接作用于不同方向，其内部特征与实施方式在于：每个内外螺纹螺母都有锁销孔和锁销，锁销孔要穿通螺母外螺纹牙底与内螺纹牙顶，锥体形锁销孔配锥体形锁销，锁销底部与螺母内螺纹凸起牙牙型相同，柱体形锁销孔配柱体形锁销，锁销底部与螺母内螺纹凸起牙牙型相同且是楔形脚，从第三节的内外螺纹螺母开始到末节的内螺纹齿轮，它们的内螺纹都留有与相邻内一节内外螺纹螺母锁销顶部相契合的牙顶凹孔，由内外螺纹螺母旋拧的螺杆都留有与这个螺母里的锁销底部相契合的螺纹牙底楔形凹槽，在伸缩杆各节逐步缩入时，内螺纹齿轮与内外螺纹螺母全部重合后带动内外螺纹螺母同向旋转，内外螺纹螺母里的锁销底部从被旋拧螺杆螺纹牙底的楔形凹槽移出，锁销顶部嵌入内螺纹齿轮内侧预留的螺纹牙顶凹孔里，实现把内外螺纹螺母和内螺纹齿轮栓住，各内外螺纹螺母逐步重合，各锁销底部也逐步从被旋拧螺杆螺纹牙底的楔形凹槽移出，锁销顶部嵌入外侧相邻螺母内螺纹预留的牙顶凹孔内，实现分别栓住内外相邻两螺母，在伸缩杆各节逐步伸出时，各锁销底部又分别逐步嵌入被旋拧螺杆螺纹牙底的楔形凹槽内，实现定位当前工作的内外螺纹螺母与同一节螺杆的外螺纹螺轨贴合在同一个螺旋线上，同时各锁销顶部也分别逐步离开相邻外侧螺母内螺纹预留的牙顶凹孔，解除对相邻两螺母的栓锁，外侧的螺母就能顺利地从当前节的内外螺纹螺母旋入到当前节的螺杆内，实现把当前节的螺母与螺杆同时往外伸出，每个内外螺纹螺母的外螺纹尽头都有锁扣孔和带弹簧的锁扣，锁扣孔要穿通螺母外螺纹牙顶与内螺纹牙底，由内外螺纹螺母旋拧的螺杆都留有与这个螺母锁扣底部相契合的螺纹牙顶凹槽，在伸缩杆逐步缩入时，末节前节螺杆已全部缩入，内螺纹齿轮要由末节前节螺杆旋入到末节前节的内外螺纹螺母时，锁扣已锁住末节前节的内外螺纹螺母不动，保持末节前节螺母外螺纹与末节前节螺杆螺纹的螺轨贴合在同一个螺旋线上，使内螺纹齿轮能顺利的由末节前节螺杆旋入到末节前节的内外螺纹螺母中，直至内螺纹齿轮与内外螺纹螺母全部重合，内螺纹齿轮下压内外螺纹螺母里的锁扣顶部，锁扣底部离开内一节螺杆的螺纹牙顶凹槽，解除对末节前节内外螺纹螺母的锁扣，实现末节前节的内外螺纹螺母与内一节螺杆的相互解脱，内螺纹齿轮带动内外螺纹螺母旋拧内一节螺杆，直到与下一个内外螺纹螺母全部重合，下压其锁扣顶部，锁扣底部离开内一节螺杆的螺纹牙顶凹槽，如此重复将各节伸缩杆缩入，在伸缩杆逐步伸出时，各相邻两内外螺纹螺母分别逐步相互解脱，外侧的内外螺纹螺母不再下压内侧内外螺纹螺母的锁扣顶部，各锁扣在弹簧的作用下，也分别逐步锁入内一节螺杆的螺纹牙顶凹槽内，实现将当前工作节的内外螺纹螺母与内一节螺杆锁牢，同时保持当前工作节内外螺纹螺母的外螺纹与同一节螺杆螺纹的螺轨贴合在同一个螺旋线上。

2.根据权利要求1所述的具有自行推和拉相结合的多节伸缩杆，其特征在于：第一节是实心外螺纹螺杆，与其它节伸缩杆组成第一节是实心形的具有自行推和拉相结合的多节伸缩杆。

3.根据权利要求1所述的具有自行推和拉相结合的多节伸缩杆，其特征在于：第一节是中空外螺纹螺杆，与其它节伸缩杆组成具有自行推和拉相结合的全中空形多节伸缩杆。

4.根据权利要求1所述的具有自行推和拉相结合的多节伸缩杆，其特征在于：从第二节螺杆开始至末节中空管的圆形内壁都留有凹槽，非圆形内壁不用再另做凹槽，将内壁边角作为凹槽，从第一节螺杆开始至末节前节螺杆根部都有凸出卡头，凸出卡头刚好能嵌入到外节螺杆内壁的凹槽内，每一节凸出卡头位移量的总和加上第一节长度即是伸缩杆全伸出后的总长度。

5.根据权利要求1所述的具有自行推和拉相结合的多节伸缩杆，其特征在于：伸缩杆的形状是全圆柱体形。

6.根据权利要求1所述的具有自行推和拉相结合的多节伸缩杆，其特征在于：伸缩杆的形状是外接多圆弧螺纹多边柱体形，即各节伸缩杆的螺杆是外接多圆弧螺纹多边柱体形，同节螺母内是全螺纹外是多圆弧螺纹接多边柱体形。

7.根据权利要求1所述的具有自行推和拉相结合的多节伸缩杆，其特征在于：伸缩杆的形状是混合形，即部分螺杆与螺母是全圆柱形，而部分螺杆是外接多圆弧螺纹多边柱体形，同节螺母内是全螺纹外是多圆弧螺纹接多边柱体形。