CN106051098B - 一种套筒式的伸缩装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种伸缩装置，具体说，涉及一种套筒式伸缩装置，包括驱动电机、外套筒、丝杠、驱动套筒、一级套筒、二级套筒、钢丝绳及滑轮，所述驱动电机用于驱动所述丝杠，所述丝杠促使所述驱动套筒沿所述丝杠的轴向直线伸缩，所述驱动套筒带动所述一级套筒运动，借助所述钢丝绳和所述滑轮，所述一级套筒驱动所述二级套筒直线伸缩，并且，所述二级套筒相对于所述一级套筒的运动速度等于所述一级套筒的运动速度。该伸缩装置安装有防脱落组件，防止所述钢丝绳在运动过程中出现脱离所述滑轮，以提高该伸缩装置的可靠性，同时，设计有钢丝绳预紧装置，提高该伸缩装置的运动平稳性和末端位置精度。
Description
技术领域
本发明涉及一种伸缩装置，具体说，涉及一种套筒式的伸缩装置。
背景技术
伸缩装置是指能够在约束空间中进行一定距离的伸长和缩回，将安装于末端的操作器械从某一位置搬运或输送至目标位置，实现伸缩装置自身或操作器械的某种功能。在生产生活中被大量使用，如自动伸缩门、液压起重手臂、太阳能帆板等，综合现有使用的伸缩机构原理，基本上可分为可存储管状机构、液压驱动伸缩机构、绳驱式伸缩机构、剪叉式伸缩机构等。现有伸缩装置一般较为笨重且占用体积大，难以适应狭小细长的异形空间及实现长距离伸缩的目标。
发明内容
本发明的目的在于提供一种截面小、伸缩距离长的套筒式伸缩装置，以解决上述问题。
本发明提供一种套筒式伸缩装置，其特征在于，包括驱动电机、外套筒、丝杠、驱动套筒、一级套筒、二级套筒、钢丝绳及滑轮，所述驱动电机用于驱动所述丝杠，所述丝杠促使所述驱动套筒沿所述丝杠的轴向直线伸缩，所述驱动套筒带动所述一级套筒运动，钢丝绳包括伸出钢丝绳和收回钢丝绳，所述伸出钢丝绳起始于该装置的底座，经缠绕顶部滑轮后延伸至所述二级套筒的根部；所述收回钢丝绳起始于所述外套筒的顶部，经缠绕底部滑轮后延伸至所述二级套筒的根部；一级套筒驱动二级套筒直线伸缩，并且，所述二级套筒相对于所述一级套筒的运动速度等于所述一级套筒的运动速度。因此，该装置的末端运动速度为一级套筒运动速度的两倍。
进一步，该装置的伸缩距离为一级套筒伸缩距离的两倍。
进一步，该装置包括伸出钢丝绳和顶部滑轮，伸出钢丝绳一端与该装置的底座连接，另一端与二级套筒的根部连接，顶部滑轮安装于驱动套筒的顶部，伸出钢丝绳起始于底座，经缠绕顶部滑轮后延伸至二级套筒的根部，实现一级套筒与二级套筒的同步伸出。
进一步，该装置还包括收回钢丝绳和底部滑轮，收回钢丝绳一端与该装置的外套筒顶部连接，另一端与二级套筒根部连接，底部滑轮安装于驱动套筒的底部，因此，收回钢丝绳起始于外套筒的顶部，经缠绕底部滑轮后延伸至二级套筒的根部，实现一级套筒与二级套筒的同步缩回。
进一步，所述外套筒与所述一级套筒内壁均对称固定两条平键，所述平键分别于所述一级套筒和所述二级套筒的根部凹槽配合，以限制一级套筒和二级套筒绕自身轴线的转动自由度。
进一步，在所述顶部滑轮和所述底部滑轮的外侧均安装有U型挡板，为了防止钢丝绳从顶部滑轮和底部滑轮上脱落，提高该装置的运动可靠性。
进一步，在所述外套筒的顶部外侧安装有钢丝绳预紧装置，保持伸出钢丝绳和收回钢丝保持一定的张紧状态。通过控制所述收回钢丝绳的张紧程度，提高该装置的运动平稳性和末端位置精度。
与现有技术相比本发明的有益效果是：该套筒式伸缩装置的整体结构呈细长圆筒状，该伸缩装置具有截面积小、伸缩距离长的优点。同时，安装了防脱落组件，防止钢丝绳在运动过程中出现脱离滑轮，以提高该伸缩装置的可靠性，同时，设计有钢丝绳预紧装置，提高该伸缩装置的运动平稳性和末端位置精度。
附图说明
图1是本发明一种套筒式伸缩装置的轴侧视图；
图2是本发明一种套筒式伸缩装置的剖视图及截面视图；
图3是收回钢丝绳及底部滑轮的截面视图；
图4是顶部滑轮的轴侧视图；
图5是底部滑轮的轴侧视图。
具体实施方式
下面结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本发明的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本发明的保护范围之内。
参图1至图3所示，图1是本发明本发明一种套筒式伸缩装置的轴侧视图；图2是本发明一种套筒式伸缩装置的剖视图及截面视图；图3是收回钢丝绳及底部滑轮的截面视图。
本实施例提供了一种套筒式伸缩装置，包括驱动电机1、外套筒7、丝杠4、驱动套筒10、一级套筒9、二级套筒14、伸出钢丝绳11、收回钢丝绳13、顶部滑轮15及底部滑轮16，所述驱动电机1用于驱动所述丝杠4，所述丝杠4与所述驱动套筒10的底部内螺纹配合，所述丝杠4的旋转运动经所述驱动套筒10转换为直线伸缩运动，所述驱动套筒10沿所述丝杠4轴向直线伸缩，所述驱动套筒10与所述一级套筒9通过螺栓固连在一起，以此带动所述一级套筒9同步运动，借助所述伸出钢丝绳11和所述顶部滑轮15，所述一级套筒9带动所述二级套筒14进行同步伸出。当驱动电机1反向转动时，所述一级套筒9沿所述丝杠4轴向缩回，借助所述收回钢丝绳13和所述底部滑轮16，所述一级套筒9带动所述二级套筒14同步缩回。
本实施例提供的套筒式伸缩装置属于二级伸缩装置，二级套筒14与一级套筒9间的相对速度等于一级套筒9的运动速度，因此，该装置的末端伸缩位移和运动速度均为一级套筒伸缩位移和运动速度的两倍。该装置采用套筒式结构，该结构具有截面积小、占用空间小，且伸缩距离长的优点。
在本实施例中，所述驱动电机1安装在电机座2上，通过联轴器3与所述丝杠4连接，所述丝杠4与所述驱动套筒10通过螺纹进行传动，且所述丝杠4的固定端由两个轴承5支撑。所述电机座2安装在底座6上，所述外套筒7与所述底座6通过螺钉连接为整体，该装置的其他零件均安装在所述外套筒7内，参图2(b)所示。
在本实施例中，所述驱动套筒10的根部两侧具有两个凹槽，凹槽与平键8配合，两所述平键8通过螺钉连接的方式固定在所述外套筒7的内壁，同理，二级套筒14的根部同样具有两个凹槽，凹槽与固定在所述一级套筒9内壁的平键配合，以限制所述驱动套筒10、一级套筒9及二级套筒14绕自身轴线的转动，便于将所述丝杠4的旋转运动转换为直线运动，参图2(d)、图2(e)、图2(f)及图3(c)所示。
在本实施例中，该装置包括伸出钢丝绳11和顶部滑轮15，所述伸出钢丝绳11的一端通过固定柱26与所述底座6连接，另一端与所述二级套筒14的根部连接，所述顶部滑轮15安装于所述驱动套筒10的顶部，所述伸出钢丝绳11起始于所述底座6，经缠绕所述顶部滑轮15后延伸至所述二级套筒14的根部，实现所述一级套筒9与所述二级套筒14的同步伸出，参图2(a)所示。
在本实施例中，该装置还包括收回钢丝绳13和底部滑轮16，所述收回钢丝绳13一端与该装置的所述外套筒7的顶部连接，另一端与所述二级套筒14的根部连接，所述底部滑轮16安装于所述驱动套筒10的底部，因此，所述收回钢丝绳13起始于所述外套筒7的顶部，经缠绕所述底部滑轮16后延伸至所述二级套筒14的根部，实现所述一级套筒9与所述二级套筒14的同步缩回。
本实施例提供的套筒式伸缩装置采用钢丝绳和滑轮组，控制所述二级套筒14的快速伸出和缩回。同时，所述二级套筒14的运动速度等于所述一级套筒9的两倍，所述二级套筒14末端的运动位移为所述一级套筒9的运动位移的两倍，因此，该装置具有伸缩速度快、伸缩距离长的优点。
在本实施例中，所述顶部滑轮15通过转轴21安装在顶部支座20上，所述顶部支座20安装在所述驱动套筒10的顶部，为了防止所述伸出钢丝绳11脱落，设计了第一U型挡板22，阻止所述伸出钢丝绳11从所述滑轮15的凹槽中脱落，参图4所示。
进一步，在本实施例中，所述底部滑轮16通过转轴25安装在底部支座23上，所述底部支座23安装在所述驱动套筒10的底部，为了防止所述收回钢丝绳13脱落，设计了第二U型挡板24，阻止所述收回钢丝绳11从所述滑轮16的凹槽中脱落，参图5所示。
在本实施例中，为了提高该装置的运动精度和刚度，设计了服务于钢丝绳的预紧装置100，所述预紧装置100通过预紧所述收回钢丝绳13，实现对所述伸出钢丝绳11和所述收回钢丝绳13的拉紧。所述预紧装置包括固定座18、螺母19及预紧螺杆17，所述固定座18安装在所述外套筒7的顶端外侧，所述收回钢丝绳13的一端被夹紧在两所述螺母19之间。相对所述固定座18，所述螺杆17能够沿自身轴向运动，通过控制螺杆17的运动位移，实现对钢丝绳的预紧，参图3(d)。
本发明提供一种套筒式伸缩装置，具有如下有益效果：
1)该伸缩装置采用套筒式结构，具有截面积小、伸缩距离长的优点，并且该装置整体呈细长形，能够应用于狭长的约束空间中。
2)该伸缩装置的套筒组件均采用标准的铝筒作为原料，同时，将标准平键直接固定在套筒内壁上，该装置的材料费及加工成本较低，便于批量化生产。
3)设计了防脱落组件，提高该装置的运动可靠性，防止钢丝绳从底部滑轮和底部滑轮上脱落。
4)设计有钢丝绳预紧装置，保持伸出钢丝绳和收回钢丝保持一定的张紧状态，提高该装置的运动平稳性和末端位置精度。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
Claims (1)
1.一种套筒式伸缩装置，包括驱动电机、外套筒、丝杠、驱动套筒、一级套筒、二级套筒、钢丝绳及滑轮，所述驱动电机用于驱动所述丝杠，所述丝杠促使所述驱动套筒沿所述丝杠的轴向直线伸缩，所述驱动套筒带动所述一级套筒运动，钢丝绳包括伸出钢丝绳和收回钢丝绳，所述伸出钢丝绳起始于该装置的底座，经缠绕顶部滑轮后延伸至所述二级套筒的根部；一级套筒驱动二级套筒直线伸缩，并且，所述二级套筒相对于所述一级套筒的运动速度等于所述一级套筒的运动速度；
其特征在于：所述收回钢丝绳起始于所述外套筒的顶部，经缠绕底部滑轮后延伸至所述二级套筒的根部；所述外套筒与所述一级套筒内壁均对称固定两条平键，所述平键分别与所述一级套筒和所述二级套筒的根部凹槽配合；在所述顶部滑轮和所述底部滑轮的外侧均安装有U型挡板，防止钢丝绳从所述顶部滑轮和所述底部滑轮上脱落；在所述外套筒的顶部外侧安装有钢丝绳预紧装置，通过控制所述收回钢丝绳的张紧程度，提高该装置的运动平稳性和末端位置精度；所述预紧装置包括固定座、螺母及预紧螺杆，所述固定座安装在所述外套筒的顶端外侧，所述收回钢丝绳的一端被夹紧在两所述螺母之间；相对所述固定座，所述预紧螺杆能够沿自身轴向运动，通过控制预紧螺杆的运动位移，实现对收回钢丝绳的预紧。
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