CN107672537A - 电动俯仰式升降桅杆 - Google Patents

Abstract

一种电动俯仰式升降桅杆，包括底座部分、升降桅杆部分，其特征是：所述的底座包括底板和两个立板，在两个立板之间通过轴承安装有俯仰驱动转轴，该俯仰驱动转轴的一端连接有俯仰驱动机构，所述的升降桅杆的下部安装在俯仰驱动转轴上，升降桅杆位于两个立板之间，本发明结构配合紧凑，设计新颖独特，模块化设计程度高，稳定性良好，可靠性较高，且环境适应性较好，在升降设备领域具有创新性。

Description

电动俯仰式升降桅杆

技术领域

本发明涉及桅杆自动控制的技术领域，特别是涉及一种电动控制的俯仰式升降桅杆。

背景技术

车载桅杆，作为承载移动式观测摄像设备或者无线电通信设备的装置，广泛应用于军用和民用场合，由于车载桅杆要随车辆行走，一般车载桅杆均需要能伸缩和收放，这样能够包括车辆高速行走时不损坏桅杆及其负载的设备。

目前，市场上用于车载桅杆的升降设备种类繁多，从动力源可分为纯手动、纯电动和液压或气压形式。从动作形式可分为纯伸缩式、纯倒伏式和倒伏-伸缩式。升降设备多采用蜗轮蜗杆原理，采用人力或电、液、气作为动力源，然而存在着人力费力，液压和气压由于介质的缓冲性能使设备的工作状态不稳，同时液压和气压局限于压源及密封问题。从目前存在的设备动作形式看，其单一动作模式的难以满足其边界尺寸限制要求，或者是难以满足举升高度的要求。倒伏-伸缩双动作模式的伸缩杆均为气体动力源，而没有将倒伏和伸缩动作均做成电动形式的。

本发明是基于综合了市场上存在的各种升降桅杆优缺点，考虑到了车辆自身的振动特点、边界尺寸要求及通过性要求等，从而设计出了全电动倒伏式升降桅杆。

发明内容

针对上述问题，为克服现有技术之缺陷，本发明专利之目的就是提供一种电动控制的俯仰式升降桅杆，可有效解决单一动作升降桅杆和气动或液压升降桅杆的缺陷，实现优势互补，以提升车辆或其他作业平台在特殊情况下的适应能力。

本发明的技术方案是：一种电动俯仰式升降桅杆，包括底座部分、升降桅杆部分，其特征是：所述的底座包括底板和两个立板，在两个立板之间通过轴承安装有俯仰驱动转轴，该俯仰驱动转轴的一端连接有俯仰驱动机构，所述的升降桅杆的下部安装在俯仰驱动转轴上，升降桅杆位于两个立板之间，

所述的俯仰驱动机构包括一个电动推杆和摆臂，所述的摆臂的一端与俯仰驱动转轴的端部固定连接，摆臂的另一端与电动推杆的一端部铰接，电动推杆的另一端通过绞轴安装在立板上；

所述的升降桅杆部分包括下部的箱体和安装在箱体上部的升降桅杆本体，箱体的下部设有花键套，俯仰驱动转轴为花键轴，二者套装传动连接，

升降桅杆本体包括下端与箱体固定连接的外筒、还包括中筒和内筒，中筒下端固定连接有二级升降滑套，该二级升降滑套与外筒内壁之间设有竖向的滑槽和滑条组成的导向结构；内筒的下端固定连接有三级升降滑套，该三级升降滑套与中筒内壁之间设有竖向的滑槽和滑条组成的导向结构；在内筒的内部设有互相套装的二级螺杆和三级螺杆，所述的二级螺杆的下端与箱体内的驱动电机的输出轴同轴连接传动，二级升降滑套的中心设有与二级螺杆匹配的螺纹孔，二级螺杆穿过该螺孔后穿入到空心管状的三级螺杆内部，二级螺杆的上端固定连接有一传动用滑柱体，该滑柱体的外表面与三级螺杆的内表面之间设有互相匹配的若干个沿母线方向布置的滑键和键槽结构，滑柱体能够沿三级螺杆内表面上下滑动，三级螺杆能够随二级螺杆同步转动；在三级螺杆外部套装有顶升筒，该顶升筒上端与内筒的上端固定连接，在顶升筒下端固定连接有升降螺母，该升降螺母套装在三级螺杆的外部；三级螺杆的下端通过通过轴承安装在二级升降滑套的上表面中部；

升降桅杆的内筒的上端固定连接有管状的云台支撑柱，在云台支撑柱的侧面设有电缆孔，升降桅杆的外筒的上端外部固定连接有电缆托盘，在电缆托盘上设有电缆过孔。

优选的，所述的安装俯仰驱动机构的立板上设有两个微动开关，呈一夹角对称布置在摆臂的两侧。

优选的，所述的箱体的上部设有插入到外筒下端内部的凸起部，该凸起部中部为中空腔体，在该中空腔体内设有联轴器将二级螺杆的下端与驱动电机的输出轴连接。

优选的，所述的凸起部的两侧面挖开有内陷的横向的缺口，在两侧的缺口内分别设下行止动控制机构和上行止动控制结构，在两缺口的上部为凸沿，

所述的下行止动控制机构包括固定连接在一个缺口内的下行微动开关和向上穿过凸沿并露头的竖向触动杆甲，该触动杆下端通过复位弹簧甲支撑在箱体的上表面；竖向触动杆甲上设有与下行微动开关配合的触动凸起，；

所述的上行止动控制机构包括固定连接在另一个缺口内的上行微动开关和向下穿过箱体上表面的竖向触动杆乙，该竖向触动杆乙的上端通过复位弹簧支撑在凸沿的下表面，竖向触动杆乙的上端连接有拉杆，该拉杆向上依次穿过凸沿上的过孔甲和二级升降滑块上的过孔乙，在二级升降滑块的上部设有环形压板，该压板中部套装在三级螺杆的下端外部上并将三级螺杆及其轴承压装在二级升降滑块中部，在该环形压板的上部设有与上述过孔甲、乙位置对应的过孔丙，拉杆穿过该过孔丙后向上延伸，在拉杆上端为一段螺纹段，上面套装有调整螺母，该调整螺母的外径尺寸大于过孔丙的尺寸。

优选的，所述的两个立板的外侧分别设有箱式的防护盖，防护盖与立板组合成一个防护箱，所述的俯仰驱动机构位于其中一个防护箱内，另一侧的防护箱内设有控制电路板，在防护箱的侧壁设有与控制电路板连接的快速插接头。

优选的，所述的底板的前端部设有一个支撑架，该支撑架位于两立板之间中线的延长线上，支撑架板与两立板垂直布置，该支撑架上端设有与桅杆外表面形状匹配的弧形承接口，该弧形承接口处设有形状匹配的弹性包覆层。

优选的，所述的两个立板之间还设有前后两个固定撑杆，桅杆倒下后的桅杆的外筒的外表面支撑在前固定撑杆上；桅杆升起呈竖直状态后桅杆的箱体的底面支撑在后固定撑杆上，后固定撑杆的位于俯仰驱动轴的后上方。

优选的，所述的两个立板之间的距离与桅杆箱体的宽度匹配。

优选的，所述的摆臂端部为花键套与俯仰驱动转轴的端部的花键套装后传动连接。

本发明的有益效果是：

本发明专利结构配合紧凑，设计新颖独特，模块化设计程度高，稳定性良好，可靠性较高，且环境适应性较好，在升降设备领域具有创新性。

附图说明

图1为该电动俯仰式升降桅杆的立体结构示意图之一；

图2为该电动俯仰式升降桅杆的立体结构示意图之二；

图3为底座部分的主视结构示意图（去除一侧防护盖）；

图4为图3的立体结构示意图；

图5为升降桅杆部分的主视剖面结构示意图；

图6为图5的局部放大示意图；

图7为图5的局部放大示意图；

图8为图5的局部放大示意图；

图9为图5的局部放大示意图；

图10为图5的C-C剖面结构示意图；

图11为图5的D-D剖面结构示意图；

图12为图5的E-E剖面结构示意图；

图13为升降桅杆部分的侧视剖面结构示意图；

图14为图13的局部放大示意图；

图15为下行止动机构的立体结构示意图；

图16为上行止动机构的立体结构示意图；

图17为图15和16的另一角度的立体结构示意图；

图中，101.桅杆部分、102.底座部分、103.花键套、1.箱体、2.驱动电机、3.蜗轮蜗杆减速机、4.输出轴、5.联轴结构、6.二级螺杆、7.外筒、7-1.外筒内表面的滑槽、8.二级升降滑套、8-1.二级升降滑套外表面的滑条、9.中筒、9-1.中筒内表面的滑槽、10.三级螺杆、10-1.三级升降螺杆内表面的滑槽、11.三级升降滑套、11-1.三级升降滑套外表面的滑条、12.环形压板、13.内筒、14.顶升筒、15.云台支撑柱、16.电缆托盘、17.滑柱体、17-1.滑动柱体外表面的滑条、18.升降螺母、19.拉杆、20.调整螺母、21.底板、22.支撑架、23.弹性包覆层、24.立板、25.俯仰驱动转轴、26.绞轴、27.电动推杆、28.摆臂、29.微动开关、1-1.凸起部、1-2.凸沿、1-3.缺口、1-4.竖向触动杆甲、1-5.复位弹簧甲、1-6.下行微动开关、1-7.触动凸起、1-8.复位弹簧乙、1-9.上下微动开关、1-10.竖向触动杆乙、1-11.触动凸起、1.1下行止动机构、1.2.上行止动机构。

具体实施方式

实施例一：参见图1-17，图中一种电动俯仰式升降桅杆，包括底座部分、升降桅杆部分，其特征是：所述的底座包括底板和两个立板，在两个立板之间通过轴承安装有俯仰驱动转轴，该俯仰驱动转轴的一端连接有俯仰驱动机构，所述的升降桅杆的下部安装在俯仰驱动转轴上，升降桅杆位于两个立板之间，

所述的俯仰驱动机构包括一个电动推杆和摆臂，所述的摆臂的一端与俯仰驱动转轴的端部固定连接，摆臂的另一端与电动推杆的一端部铰接，电动推杆的另一端通过绞轴安装在立板上；

所述的升降桅杆部分包括下部的箱体和安装在箱体上部的升降桅杆本体，箱体的下部设有花键套，俯仰驱动转轴为花键轴，二者套装传动连接，

升降桅杆本体包括下端与箱体固定连接的外筒、还包括中筒和内筒，中筒下端固定连接有二级升降滑套，该二级升降滑套与外筒内壁之间设有竖向的滑槽和滑条组成的导向结构；内筒的下端固定连接有三级升降滑套，该三级升降滑套与中筒内壁之间设有竖向的滑槽和滑条组成的导向结构；在内筒的内部设有互相套装的二级螺杆和三级螺杆，所述的二级螺杆的下端与箱体内的驱动电机的输出轴同轴连接传动，二级升降滑套的中心设有与二级螺杆匹配的螺纹孔，二级螺杆穿过该螺孔后穿入到空心管状的三级螺杆内部，二级螺杆的上端固定连接有一传动用滑柱体，该滑柱体的外表面与三级螺杆的内表面之间设有互相匹配的若干个沿母线方向布置的滑键和键槽结构，滑柱体能够沿三级螺杆内表面上下滑动，三级螺杆能够随二级螺杆同步转动；在三级螺杆外部套装有顶升筒，该顶升筒上端与内筒的上端固定连接，在顶升筒下端固定连接有升降螺母，该升降螺母套装在三级螺杆的外部，三级螺杆的转动能够带来升降螺母在三级螺杆上升降；三级螺杆的下端通过通过轴承安装在二级升降滑套的上表面中部；

升降桅杆的内筒的上端固定连接有管状的云台支撑柱，在云台支撑柱的侧面设有电缆孔，升降桅杆的外筒的上端外部固定连接有电缆托盘，在电缆托盘上设有电缆过孔。

所述的安装俯仰驱动机构的立板上设有两个微动开关，呈一90°夹角对称布置在摆臂的两侧，两个微动开关分别为俯卧微动开关和竖立微动开关。

所述的箱体的上部设有插入到外筒下端内部的凸起部，该凸起部中部为中空腔体，在该中空腔体内设有联轴器将二级螺杆的下端与驱动电机的输出轴连接。

所述的凸起部的两侧面挖开有内陷的横向的缺口，在两侧的缺口内分别设下行止动控制机构和上行止动控制结构，在两缺口的上部为凸沿，

所述的下行止动控制机构包括固定连接在一个缺口内的下行微动开关和向上穿过凸沿并露头的竖向触动杆甲，该触动杆下端通过复位弹簧甲支撑在箱体的上表面；竖向触动杆甲上设有与下行微动开关配合的触动凸起，；

所述的上行止动控制机构包括固定连接在另一个缺口内的上行微动开关和向下穿过箱体上表面的竖向触动杆乙，该竖向触动杆乙的上端通过复位弹簧支撑在凸沿的下表面，竖向触动杆乙的上端连接有拉杆，该拉杆向上依次穿过凸沿上的过孔甲和二级升降滑块上的过孔乙，在二级升降滑块的上部设有环形压板，该压板中部套装在三级螺杆的下端外部上并将三级螺杆及其轴承压装在二级升降滑块中部，在该环形压板的上部设有与上述过孔甲、乙位置对应的过孔丙，拉杆穿过该过孔丙后向上延伸，在拉杆上端为一段螺纹段，上面套装有调整螺母，该调整螺母的外径尺寸大于过孔丙的尺寸。

所述的两个立板的外侧分别设有箱式的防护盖，防护盖与立板组合成一个防护箱，所述的俯仰驱动机构位于其中一个防护箱内，另一侧的防护箱内设有控制电路板，在防护箱的侧壁设有与控制电路板连接的快速插接头。

所述的底板的前端部设有一个支撑架，该支撑架位于两立板之间中线的延长线上，支撑架板与两立板垂直布置，该支撑架上端设有与桅杆外表面形状匹配的弧形承接口，该弧形承接口处设有形状匹配的弹性包覆层，桅杆倒下时对桅杆起到缓冲和保护作用，避免支撑架与桅杆硬碰硬接触。

所述的两个立板之间还设有前后两个固定撑杆，桅杆倒下后的桅杆的外筒的外表面支撑在前固定撑杆上；桅杆升起呈竖直状态后桅杆的箱体的底面支撑在后固定撑杆上，后固定撑杆的位于俯仰驱动轴的后上方。

所述的两个立板之间的距离与桅杆箱体的宽度匹配。

所述的摆臂端部为花键套与俯仰驱动转轴的端部的花键套装后传动连接。

该实施例的工作过程：

桅杆俯卧时，桅杆的外筒上端支撑在支撑架的弧形承接口内，桅杆的中部支撑在前固定支撑杆上，当需要桅杆仰起来时，电动推杆根据控制信号的要求进行伸长的动作，伸长后驱动摆臂带动俯仰驱动转轴转动，在伸缩桅杆的底部驱动伸缩桅杆逐渐向上摆动仰起，当摆臂转动90°后伸缩桅杆竖起来，此时摆臂触碰其外侧的微动开关，微动开关将该竖起完成的信号给控制电路，控制电路根据该信号控制电动推杆停止动作；

然后箱体内的驱动电机转动并带动其输出轴转动，输出轴带动二级螺杆转动，二级螺杆一方面带动三级螺杆转转动，另一方面二级螺杆驱动驱动二级升降滑套在外套筒内向上滑动，从而带动中筒向上升起；三级螺杆的转动会驱动升降螺母上升，同时带动带动顶升筒和内筒上升，内筒在其下部的三级升降滑套与中筒内壁之间的导向结构的共同作用下保持直线上升；当二级升降滑套升到一定高度时，二级升降滑套上固定安装的环形压板的过孔丙挂住拉杆上端的螺母从而带动下部的上行止动结构的竖向触动杆乙上升从而触碰其微动开关产生上行止动信号，该信号给控制电路后，控制电路根据该信号控制驱动电机停转，从而停止桅杆的上升动作。

桅杆在升起的同时，电缆随桅杆上端的云台支撑柱同步上升。

若桅杆不再使用，驱动电机根据控制信号反转，驱动二级螺杆反转，二级螺杆一方面带动三级螺杆转动，另一方面二级螺杆驱动驱动二级升降滑套在外套筒内向下滑动，从而带动中筒向下落；三级螺杆的转动会驱动升降螺母下降，同时带动带动顶升筒和内筒下降，内筒在其下部的三级升降滑套与中筒内壁之间的导向结构的共同作用下保持直线下降；当二级升降滑套下降的底部时，二级升降滑套的下表面压在下行止动结构的竖向触动杆甲上，从而触碰其微动开关产生下行止动信号，该信号给控制电路后，控制电路根据该信号控制驱动电机停转，从而停止桅杆的下降动作。

Claims (9)

1.一种电动俯仰式升降桅杆，包括底座部分、升降桅杆部分，其特征是：所述的底座包括底板和两个立板，在两个立板之间通过轴承安装有俯仰驱动转轴，该俯仰驱动转轴的一端连接有俯仰驱动机构，所述的升降桅杆的下部安装在俯仰驱动转轴上，升降桅杆位于两个立板之间，

所述的俯仰驱动机构包括一个电动推杆和摆臂，所述的摆臂的一端与俯仰驱动转轴的端部固定连接，摆臂的另一端与电动推杆的一端部铰接，电动推杆的另一端通过绞轴安装在立板上；

所述的升降桅杆部分包括下部的箱体和安装在箱体上部的升降桅杆本体，箱体的下部设有花键套，俯仰驱动转轴为花键轴，二者套装传动连接，

升降桅杆本体包括下端与箱体固定连接的外筒、还包括中筒和内筒，中筒下端固定连接有二级升降滑套，该二级升降滑套与外筒内壁之间设有竖向的滑槽和滑条组成的导向结构；内筒的下端固定连接有三级升降滑套，该三级升降滑套与中筒内壁之间设有竖向的滑槽和滑条组成的导向结构；在内筒的内部设有互相套装的二级螺杆和三级螺杆，所述的二级螺杆的下端与箱体内的驱动电机的输出轴同轴连接传动，二级升降滑套的中心设有与二级螺杆匹配的螺纹孔，二级螺杆穿过该螺孔后穿入到空心管状的三级螺杆内部，二级螺杆的上端固定连接有一传动用滑柱体，该滑柱体的外表面与三级螺杆的内表面之间设有互相匹配的若干个沿母线方向布置的滑键和键槽结构，滑柱体能够沿三级螺杆内表面上下滑动，三级螺杆能够随二级螺杆同步转动；在三级螺杆外部套装有顶升筒，该顶升筒上端与内筒的上端固定连接，在顶升筒下端固定连接有升降螺母，该升降螺母套装在三级螺杆的外部；三级螺杆的下端通过通过轴承安装在二级升降滑套的上表面中部；

升降桅杆的内筒的上端固定连接有管状的云台支撑柱，在云台支撑柱的侧面设有电缆孔，升降桅杆的外筒的上端外部固定连接有电缆托盘，在电缆托盘上设有电缆过孔。

2.根据权利要求1所述的电动俯仰式升降桅杆，其特征是：所述的安装俯仰驱动机构的立板上设有两个微动开关，呈一夹角对称布置在摆臂的两侧。

3.根据权利要求1所述的电动俯仰式升降桅杆，其特征是：所述的箱体的上部设有插入到外筒下端内部的凸起部，该凸起部中部为中空腔体，在该中空腔体内设有联轴器将二级螺杆的下端与驱动电机的输出轴连接。

4.根据权利要求3所述的电动俯仰式升降桅杆，其特征是：所述的凸起部的两侧面挖开有内陷的横向的缺口，在两侧的缺口内分别设下行止动控制机构和上行止动控制结构，在两缺口的上部为凸沿，

所述的下行止动控制机构包括固定连接在一个缺口内的下行微动开关和向上穿过凸沿并露头的竖向触动杆甲，该触动杆下端通过复位弹簧甲支撑在箱体的上表面；竖向触动杆甲上设有与下行微动开关配合的触动凸起，；

所述的上行止动控制机构包括固定连接在另一个缺口内的上行微动开关和向下穿过箱体上表面的竖向触动杆乙，该竖向触动杆乙的上端通过复位弹簧支撑在凸沿的下表面，竖向触动杆乙的上端连接有拉杆，该拉杆向上依次穿过凸沿上的过孔甲和二级升降滑块上的过孔乙，在二级升降滑块的上部设有环形压板，该压板中部套装在三级螺杆的下端外部上并将三级螺杆及其轴承压装在二级升降滑块中部，在该环形压板的上部设有与上述过孔甲、乙位置对应的过孔丙，拉杆穿过该过孔丙后向上延伸，在拉杆上端为一段螺纹段，上面套装有调整螺母，该调整螺母的外径尺寸大于过孔丙的尺寸。

5.根据权利要求1所述的电动俯仰式升降桅杆，其特征是：所述的两个立板的外侧分别设有箱式的防护盖，防护盖与立板组合成一个防护箱，所述的俯仰驱动机构位于其中一个防护箱内，另一侧的防护箱内设有控制电路板，在防护箱的侧壁设有与控制电路板连接的快速插接头。

6.根据权利要求1所述的电动俯仰式升降桅杆，其特征是：所述的底板的前端部设有一个支撑架，该支撑架位于两立板之间中线的延长线上，支撑架板与两立板垂直布置，该支撑架上端设有与桅杆外表面形状匹配的弧形承接口，该弧形承接口处设有形状匹配的弹性包覆层。

7.根据权利要求1所述的电动俯仰式升降桅杆，其特征是：所述的两个立板之间还设有前后两个固定撑杆，桅杆倒下后的桅杆的外筒的外表面支撑在前固定撑杆上；桅杆升起呈竖直状态后桅杆的箱体的底面支撑在后固定撑杆上，后固定撑杆的位于俯仰驱动轴的后上方。

8.根据权利要求1所述的电动俯仰式升降桅杆，其特征是：所述的两个立板之间的距离与桅杆箱体的宽度匹配。

9.根据权利要求1所述的电动俯仰式升降桅杆，其特征是：所述的摆臂端部为花键套与俯仰驱动转轴的端部的花键套装后传动连接。