CN107795770B - 一种伸缩气管 - Google Patents

Abstract

一种伸缩气管，设置有可伸长或缩短的管部和用于带动管部伸缩移动的伸缩机构，管部的一端与伸缩机构的一端固定连接,管部的另一端与伸缩机构的另一端套接，且管部的另一端与外部设置固定安装。所述伸缩机构设置有杆体、滑管主体和驱动装置.所述杆体的一端与驱动装置传动连接，杆体的另一端活动套装于滑管主体一端内部.所述滑管主体的另一端与管部的一端固定连接.所述杆体外表面设置有外螺纹，滑管主体的内表面设置有内螺纹，且内螺纹与外螺纹相匹配。本发明通过伸缩机构精确控制管部的伸缩距离，其伸缩精度最佳可达9×10^‑3～1.0×10^‑2mm。同时本发明的结构简单的优点。

Description

一种伸缩气管

技术领域

本发明涉及通气管领域，特别涉及一种伸缩气管。

背景技术

在活动的煤燃气灶、自动化设备或者机器人等领域中常常需 要使用到可伸缩的通气管路。但是现有技术中，伸缩通气管加工 难度大，结构复杂，同时活塞的轴向移动距离难以控制，大大制 约着气管的伸缩长度的精度，不能达到工业设备和精密仪器的对 伸缩精确度的要求。

因此，针对现有技术不足提供一种伸缩气管以解决现有技术 不足甚为必要。

发明内容

本发明的目的在于避免现有技术的不足之处而提供一种伸缩 气管。该伸缩气管具有结构简单和伸缩精度高的优点。

本发明的上述目的通过以下技术措施实现。

提供一种伸缩气管,设置有可伸长或缩短的管部和用于带动 管部伸缩移动的伸缩机构，管部的一端与伸缩机构的一端固定连 接,管部的另一端与伸缩机构的另一端套接，且管部的另一端与外 部设置固定安装。

当伸缩机构作伸缩移动时，管部与伸缩机构固定连接的一端 跟随伸缩机构作伸缩移动，管部的整体伸长或者缩短。

优选的，上述伸缩机构设置有杆体、滑管装置和驱动装置。 所述杆体的一端与驱动装置传动连接，杆体的另一端活动套装于 滑管装置一端内部。所述滑管装置的另一端与管部的一端固定连 接。所述杆体外表面设置有外螺纹，滑管装置的内表面设置有内 螺纹，且内螺纹与外螺纹相匹配。

优选的，上述滑管装置设置有螺母套和滑管主体；螺母套的 内表面设置有与杆体的外表面外螺纹相匹配的内螺纹，螺母套与 滑管主体的一端固定连接，滑管主体的另一端与管部的一端固定 连接；滑管主体设置有与杆体相匹配的中空结构。

当驱动装置驱动杆体，杆体沿杆体的轴转动时，通过杆体的 外螺纹与螺母套的内螺纹配合，将轴转运动转化成直线运动使滑 管主体沿杆体的中轴上下移动。

优选的，上述驱动装置设置有驱动电机和联轴器，联轴器的 一端与驱动电机传动连接，联轴器的另一端与杆体的一端传动连 接。

优选的，上述管部设置有管主体、上部固定件、支撑块和底 部固定件，管主体的一端与上部固定件无缝隙固定连接，管主体 的另一端与底部固定件无缝隙固定连接，支撑块与管主体的外表 面固定连接。

底部固定件用于负载外接物体。

进一步，管主体包括有设置有外套管、n个活塞环和n个内套 管；将所述n个内套管定义为第1内套管，、、、，第i内套管,、、、， 第n内套管,且1≤i≤n，i和n都为正整数。

第n内套管一端的外表面密封固定有活塞环且通过活塞环活 动套装于第n-1内套管的内部，、、、，第i+1内套管一端的外表面 密封固定有活塞环且通过活塞环活动套装于第i内套管的内部,第 i内套管一端的外表面密封固定有活塞环且通过活塞环活动套装 于第i-1内套管的内部,、、、，第1内套管一端的外表面密封固定 有活塞环且通过活塞环活动套装于外套管的内部。

n个活塞环和n个内套管可沿外套管的内部轴向上下滑动。

所述内套管和外套管都设置有用于防止相互滑出的限位装 置，限位装置分别与内套管和外套管固定连接。

优选的，上述上部固定件设置有进气口、第一触点开关、第 一套接孔、多个第一固定孔和与进气口连通的第二套接孔。

优选的，上述支撑块设置有杆体孔、第二触点开关、直线轴 承、多个第二固定孔和套管孔。

优选的，上述底部固定件设置有出气孔、与出气孔连通的第 三套接孔和第四套接孔。

第一触点开关嵌装于上部固定件的表面且与螺母套的外延相 对应，第二套接孔与外套管一端密封且固定装套，杆体的一端穿 过第一套接孔且与联轴器传动连接，直线轴承与杆体孔相对应且 嵌装于支撑块，滑管装置分别活动穿过直线轴承和杆体孔，第二 触点开关嵌装于直线轴承表面且与螺母套的外延相对应，支撑块 通过套管孔与外套管的另一端外表面固定装套；第四套接孔与滑 管主体的另一端固定连接，第三套接孔与第n内套管的一端密封 装套；或者

第一触点开关嵌装于上部固定件的表面且与螺母套的外延相 对应，第二套接孔与第n内套管一端密封装套且固定装套，杆体 的一端穿过第一套接孔且与联轴器传动连接，直线轴承与杆体孔 相对应且嵌装于支撑块，滑管装置分别活动穿过直线轴承和杆体孔，第二触点开关嵌装于直线轴承表面且与螺母套的外延相对应， 支撑块通过套管孔与外套管的一端外表面固定装套，第四套接孔 与滑管主体的另一端固定连接，第三套接孔与外套管的另一端密 封装套。

进气口用于气体进入管主体。

出气口用于气体排出管主体。

第一固定孔和第二固定孔分别用于与外部设置固定。

直线轴承用于限定滑管装置的移动位置。

当驱动电机正向转动带通杆体转动，螺母套沿杆体的轴向上 运动，至螺母套的外延与第一触点开关相抵时，驱动电机正向转 动停止螺母套向上运动停止，或者驱动电机反向转动螺母套向下 运动。

当驱动电机反向转动带通杆体转动，螺母套沿杆体的轴向下 运动，至螺母套的外延与第二触点开关相抵时，驱动电机反向转 动停止螺母套向下运动停止，或者驱动电机正向转动螺母套向上 运动。

将杆体的伸缩段的长度定义为L_杆体,内套管的总长度定义为L _内套管,滑管装置的长度定义为L_滑管装置,且L_滑管装置≥L_杆体,L_内套管≥L_杆体；

当杆体的伸缩段完全伸入滑管装置内时，伸缩气管的整体长 度最短。

当杆体的伸缩段完全伸出滑管装置时，伸缩气管的整体长度 最长。

伸缩精度为3×10^-3～1.5×10^-2mm。

优选的，上述伸缩精度为9×10^-3～1.0×10^-2mm。

本发明的一种伸缩气管，设置有可伸长或缩短的管部和用于 带动管部伸缩移动的伸缩机构，管部的一端与伸缩机构的一端固 定连接,管部的另一端与伸缩机构的另一端套接，且管部的另一端 与外部设置固定安装。本发明通过伸缩机构精确控制管部的伸缩距离，其伸缩精度最佳可达9×10^-3～1.0×10^-2mm。同时本发明的 结构简单的优点。

附图说明

利用附图对本发明作进一步的说明，但附图中的内容不构成 对本发明的任何限制。

图1为本发明一种伸缩气管实施例1的结构示意图。

图2为本发明一种伸缩气管实施例1的局部位置截面的放大 示意图。

图3为本发明一种伸缩气管杆体和螺母套的截面示意图。

图4为本发明一种伸缩气管上部固定件的结构示意图。

图5为本发明一种伸缩气管支撑块的结构示意图。

图6为本发明一种伸缩气管底部固定件的结构示意图。

图7为本发明一种伸缩气管实施例1的内套管与外套管或者 与内套管的截面示意图,图7中的A为内套管伸出时的截面示意 图，图7中的B为内套管缩入时的截面示意图。

图8为本发明一种伸缩气管实施例2的结构示意图。

图9为本发明一种伸缩气管实施例3的结构示意图。

图1至9中，包括有：

外套管111、内套管112、第1内套管1121、第2内套管1122、 活塞环113、限位装置114、

上部固定件120、第一触点开关121、进气口122、第一固定 孔123、第一套接孔124、

支撑块130、第二触点开关131、直线轴承132、第二固定孔 133、杆体孔134、套管孔135、

底部固定件140、出气口141、第三套接孔142、第四套接孔 143、

杆体210、滑管装置220、螺母套221、滑管主体222、驱动 装置230、驱动电机231和联轴器232。

具体实施方式

结合以下实施例对本发明的技术方案作进一步说明。

实施例1。

一种伸缩气管,如图1至7所示，设置有可伸长或缩短的管部 和用于带动管部伸缩移动的伸缩机构，管部的一端与伸缩机构的 一端固定连接,管部的另一端与伸缩机构的另一端套接，且管部的 另一端与外部设置固定安装。

当伸缩机构作伸缩移动时，管部与伸缩机构固定连接的一端 跟随伸缩机构作伸缩移动，管部的整体伸长或者缩短。

伸缩机构设置有杆体210、滑管装置220和驱动装置230。杆 体210的一端与驱动装置230传动连接，杆体210的另一端活动 套装于滑管装置220一端内部。滑管装置220的另一端与管部的 一端固定连接。杆体210外表面设置有外螺纹，滑管装置220的 内表面设置有内螺纹，且内螺纹与外螺纹相匹配。

滑管装置220设置有螺母套221和滑管主体222；螺母套221 的内表面设置有与杆体210的外表面外螺纹相匹配的内螺纹，螺 母套221与滑管主体222的一端固定连接，滑管主体222的另一 端与管部的一端固定连接。滑管主体222设置有与杆体210相匹 配的中空结构。

当驱动装置230驱动杆体210，杆体210沿杆体210的轴转动 时，通过杆体210的外螺纹与螺母套221的内螺纹配合，将轴转 运动转化成直线运动使滑管主体222沿杆体210的中轴上下移动。

驱动装置230设置有驱动电机231和联轴器232，联轴器232 的一端与驱动电机231传动连接，联轴器232的另一端与杆体210 的一端传动连接。管部设置有管主体、上部固定件120、支撑块 130和底部固定件140，管主体的一端与上部固定件120无缝隙固 定连接，管主体的另一端与底部固定件140无缝隙固定连接，支 撑块130与管主体的外表面固定连接。

第n内套管一端的外表面密封固定有活塞环113且通过活塞 环113活动套装于第n-1内套管的内部，、、、，第i+1内套管一端 的外表面密封固定有活塞环113且通过活塞环113活动套装于第i 内套管的内部,第i内套管一端的外表面密封固定有活塞环113且 通过活塞环113活动套装于第i-1内套管的内部,、、、，第1内套 管1121一端的外表面密封固定有活塞环113且通过活塞环113活 动套装于外套管111的内部。n个活塞环113和n个内套管112可沿外套管111的内部轴向上下滑动。内套管112和外套管111 都设置有用于防止相互滑出的限位装置114，限位装置114分别与 内套管112和外套管111固定连接，如图7。

本实施例的n＝1,即管主体包括有设置有外套管111、1个活塞 环113和1个内套管112。第1内套管1121121的外表面密封固定 有活塞环113且通过活塞环113活动套装于外套管111的内部。

需说明的是，活塞环113和内套管112的数量n不局限于本 实施的形式，n可以为1或者1以上的任意正整数。该限位装置 114作用是防止内套管112滑出外套管111和防止内套管112之间 的相互滑出。限位装置114的实现方式可以有多种形式，该技术 为本领域公知常识，在此不一一列举。

上部固定件120设置有进气口122、第一触点开关121、第一 套接孔124、多个第一固定孔123和与进气口122连通的第二套接 孔。支撑块130设置有杆体孔134、第二触点开关131、直线轴承132、多个第二固定孔133和套管孔135。底部固定件140设置有 出气孔、与出气孔连通的第三套接孔142和第四套接孔143。

第一触点开关121嵌装于上部固定件120的表面且与螺母套 221的外延相对应，第二套接孔与外套管111一端密封且固定装 套，杆体210的一端穿过第一套接孔124且与联轴器232传动连 接，直线轴承132与杆体孔134相对应且嵌装于支撑块130，滑管 装置220分别活动穿过直线轴承132和杆体孔134，第二触点开关 131嵌装于直线轴承132表面且与螺母套221的外延相对应，支撑 块130通过套管孔135与外套管111的另一端外表面固定装套；第四套接孔143与滑管主体222的另一端固定连接，第三套接孔 142与第1内套管1121的一端密封装套。

本发明的底部固定件140用于负载外接物体，进气口122用 于气体进入管主体，出气口141用于气体排出管主体，第一固定 孔123和第二固定孔133分别用于与外部设置固定，直线轴承132 用于限定滑管装置220的移动位置，活塞环113用于防止活动管 主体内气体泄露。

在目前常规方法中，杆体210两端需要轴向固定，只能径向 旋转，本发明方式杆体210一端轴向固定另一端活动。本发明的 伸缩气管可有效缩短固有长度，使得系统在全缩时，获得最短的 整体尺寸。：将杆体210的伸缩段的长度定义为L_杆体210,内套管112 的总长度定义为L_内套管112,滑管装置220的长度定义为L_{滑管装置220},且 L_{滑管装置220}≥L_杆体210,L_内套管112≥L_杆体210。当杆体210的伸缩段完全伸入 滑管装置220内时，伸缩气管的整体长度最短。当杆体210的伸 缩段完全伸出滑管装置220时，伸缩气管的整体长度最长。

本发明的工作原理如下：外部电源对驱动电机231供电，驱 动电机231启动通过联轴器232带动杆体210旋转运动，杆体210 外表面套接的螺母套221将杆体210旋转运动转换成螺母套221 和与螺母套221固定连接的滑管装置220沿杆体210的中轴的线 性运动。滑管装置220、底部固定件140和外套管111呈线性运动， 从而达到内套管112和外套管111的伸缩移动。

当驱动电机231正向转动带通杆体210转动，螺母套221沿 杆体210的轴向上运动，至螺母套221的外延与第一触点开关121 相抵时，驱动电机231正向转动停止螺母套221向上运动停止， 或者驱动电机231反向转动螺母套221向下运动。

当驱动电机231反向转动带通杆体210转动，螺母套221沿 杆体210的轴向下运动，至螺母套221的外延与第二触点开关131 相抵时，驱动电机231反向转动停止螺母套221向下运动停止， 或者驱动电机231正向转动螺母套221向上运动。

需说明的是，底部固定件140负载的大小以驱动电机231、杆 体210和螺母套221的负重能力为限。

本发明的一种伸缩气管，设置有可伸长或缩短的管部和用于 带动管部伸缩移动的伸缩机构，管部的一端与伸缩机构的一端固 定连接,管部的另一端与伸缩机构的另一端套接，且管部的另一端 与外部设置固定安装。本发明通过伸缩机构精确控制管部的伸缩距离，同时本发明的结构简单的优点。

实施例2。

一种伸缩气管,其他特征与实施例1相同，如图8所示，不同 之处在于，第一触点开关121嵌装于上部固定件120的表面且与 螺母套221的外延相对应，第二套接孔与内套管一端密封装套且 固定装套，杆体210的一端穿过第一套接孔124且与联轴器232 传动连接，直线轴承132与杆体孔134相对应且嵌装于支撑块130， 滑管装置220分别活动穿过直线轴承132和杆体孔134，第二触点 开关131嵌装于直线轴承132表面且与螺母套221的外延相对应， 支撑块130通过套管孔135与外套管111的一端外表面固定装套， 第四套接孔143与滑管主体222的另一端固定连接，第三套接孔 142与外套管111的另一端密封装套。

本发明的一种伸缩气管，设置有可伸长或缩短的管部和用于 带动管部伸缩移动的伸缩机构，管部的一端与伸缩机构的一端固 定连接,管部的另一端与伸缩机构的另一端套接，且管部的另一端 与外部设置固定安装。本发明通过伸缩机构精确控制管部的伸缩距离，同时本发明的结构简单的优点。

实施例3。

一种伸缩气管,其他特征与实施例1相同，如图9所示，不同 之处在于，本实施例的n＝2,即管主体包括有设置有外套管111、2 个活塞环113和2个内套管112。2个内套管112分别定义为第1 内套管1121和第2内套管1122。

第2内套管1122的外表面密封固定有活塞环113且通过活塞 环113活动套装于第1内套管1121的内部，第1内套管1121的 外表面密封固定有活塞环113且通过活塞环113活动套装于外套 管111的内部。且第1内套管1121与第2内套管1122套装的一 端、外套管111与第1内套管1121套装的一端都设置有限位装置 114。

该限位装置114作用是防止第2内套管1122滑出第1内套管 1121，第1内套管1121滑出外套管111。

本发明的一种伸缩气管，设置有可伸长或缩短的管部和用于 带动管部伸缩移动的伸缩机构，管部的一端与伸缩机构的一端固 定连接,管部的另一端与伸缩机构的另一端套接，且管部的另一端 与外部设置固定安装。本发明通过伸缩机构精确控制管部的伸缩距离，同时本发明的结构简单的优点。

实施例4。

一种伸缩气管,伸缩精度为3×10^-3～1.5×10^-2mm；最佳达到 伸缩精度为9×10^-3～1.0×10^-2mm。

本发明的一种伸缩气管，设置有可伸长或缩短的管部和用于 带动管部伸缩移动的伸缩机构，管部的一端与伸缩机构的一端固 定连接,管部的另一端与伸缩机构的另一端套接，且管部的另一端 与外部设置固定安装。本发明通过伸缩机构精确控制管部的伸缩距离，其伸缩精度最佳可达9×10^-3～1.0×10^-2mm。同时本发明的 结构简单的优点。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方 案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明 作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明 技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实 质和范围。

Claims (8)

1.一种伸缩气管,其特征在于：设置有可伸长或缩短的管部和用于带动管部伸缩移动的伸缩机构，管部的一端与伸缩机构的一端固定连接,管部的另一端与伸缩机构的另一端套接，且管部的另一端与外部设置固定安装；

当伸缩机构作伸缩移动时，管部与伸缩机构固定连接的一端跟随伸缩机构作伸缩移动，管部的整体伸长或者缩短；

所述管部设置有管主体、上部固定件、支撑块和底部固定件，管主体的一端与上部固定件无缝隙固定连接，管主体的另一端与底部固定件无缝隙固定连接，支撑块与管主体的外表面固定连接；底部固定件用于负载外接物体；

所述上部固定件设置有进气口、第一触点开关、第一套接孔、多个第一固定孔和与进气口连通的第二套接孔；

所述支撑块设置有杆体孔、第二触点开关、直线轴承、多个第二固定孔和套管孔；

所述底部固定件设置有出气孔、与出气孔连通的第三套接孔和第四套接孔；

所述伸缩机构设置有驱动装置，所述驱动装置设置有驱动电机和联轴器，联轴器的一端与驱动电机传动连接，联轴器的另一端与杆体的一端传动连接；

所述管主体包括有设置有外套管、n个活塞环和n个内套管；将所述n个内套管定义为第1内套管，、、、，第i内套管,、、、，第n内套管,且1≤i≤n，i和n都为正整数；

第二套接孔与外套管一端密封且固定装套，杆体的一端穿过第一套接孔且与联轴器传动连接，直线轴承与杆体孔相对应且嵌装于支撑块，滑管装置分别活动穿过直线轴承和杆体孔，支撑块通过套管孔与外套管的另一端外表面固定装套；第四套接孔与滑管主体的另一端固定连接，第三套接孔与第n内套管的一端密封装套；或者

第二套接孔与第n内套管一端密封装套且固定装套，杆体的一端穿过第一套接孔且与联轴器传动连接，直线轴承与杆体孔相对应且嵌装于支撑块，滑管装置分别活动穿过直线轴承和杆体孔，支撑块通过套管孔与外套管的一端外表面固定装套，第四套接孔与滑管主体的另一端固定连接，第三套接孔与外套管的另一端密封装套。

2.根据权利要求1所述的一种伸缩气管,其特征在于：所述伸缩机构设置有杆体和滑管装置；

所述杆体的一端与驱动装置传动连接，杆体的另一端活动套装于滑管装置一端内部；

所述滑管装置的另一端与管部的一端固定连接；

所述杆体外表面设置有外螺纹，滑管装置的内表面设置有内螺纹，且内螺纹与外螺纹相匹配。

3.根据权利要求2所述的一种伸缩气管,其特征在于：所述滑管装置设置有螺母套和滑管主体；

螺母套的内表面设置有与杆体的外表面外螺纹相匹配的内螺纹，螺母套与滑管主体的一端固定连接，滑管主体的另一端与管部的一端固定连接；

滑管主体设置有与杆体相匹配的中空结构；

当驱动装置驱动杆体，杆体沿杆体的轴转动时，通过杆体的外螺纹与螺母套的内螺纹配合，将轴转运动转化成直线运动使滑管主体沿杆体的中轴上下移动。

4.根据权利要求3所述的一种伸缩气管,其特征在于：第n内套管一端的外表面密封固定有活塞环且通过活塞环活动套装于第n-1内套管的内部，、、、，第i+1内套管一端的外表面密封固定有活塞环且通过活塞环活动套装于第i内套管的内部,第i内套管一端的外表面密封固定有活塞环且通过活塞环活动套装于第i-1内套管的内部,、、、，第1内套管一端的外表面密封固定有活塞环且通过活塞环活动套装于外套管的内部；

n个活塞环和n个内套管可沿外套管的内部轴向上下滑动；

所述内套管和外套管都设置有用于防止相互滑出的限位装置，限位装置分别与内套管和外套管固定连接。

5.根据权利要求4所述的一种伸缩气管,其特征在于：第一触点开关嵌装于上部固定件的表面且与螺母套的外延相对应，第二触点开关嵌装于直线轴承表面且与螺母套的外延相对应；

或者

第一触点开关嵌装于上部固定件的表面且与螺母套的外延相对应，第二触点开关嵌装于直线轴承表面且与螺母套的外延相对应；

进气口用于气体进入管主体；

出气口用于气体排出管主体；

第一固定孔和第二固定孔分别用于与外部设置固定；

直线轴承用于限定滑管装置的移动位置；

当驱动电机正向转动带通杆体转动，螺母套沿杆体的轴向上运动，至螺母套的外延与第一触点开关相抵时，驱动电机正向转动停止螺母套向上运动停止，或者驱动电机反向转动螺母套向下运动；

当驱动电机反向转动带通杆体转动，螺母套沿杆体的轴向下运动，至螺母套的外延与第二触点开关相抵时，驱动电机反向转动停止螺母套向下运动停止，或者驱动电机正向转动螺母套向上运动。

6.根据权利要求5所述的一种伸缩气管,其特征在于：将杆体的伸缩段的长度定义为L杆体,内套管的总长度定义为L内套管,滑管装置的长度定义为L滑管装置,且L滑管装置≥L杆体,L内套管≥L杆体；

当杆体的伸缩段完全伸入滑管装置内时，伸缩气管的整体长度最短；

当杆体的伸缩段完全伸出滑管装置时，伸缩气管的整体长度最长。

7.根据权利要求6所述的一种伸缩气管,其特征在于：伸缩精度为3×10^-3～1.5×10^-2

mm。

8.根据权利要求7所述的一种伸缩气管,其特征在于：所述伸缩精度为9×10^-3～1.0×10^-2mm。

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