CN109019393A - 可变速电动千斤顶及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及千斤顶技术领域，具体讲的是一种可变速电动千斤顶及其工作方法，可变速电动千斤顶包括安装壳(1)、丝杆螺母顶升组件(2)、传动轴(3)、转轴(4)、以及驱动单元(5)；所述传动轴(3)在其轴线方向上具有第一工位和第二工位，所述安装壳(1)上设有用于使传动轴(3)在第一工位和第二工位上切换的工位切换机构，当传动轴(3)处于第一工位时，所述传动轮(10)与第一级从动齿轮(8)通过第一离合结构(11)啮合；当传动轴(3)处于第二工位时，所述传动轮(10)与第二级从动齿轮(9)通过第二离合结构(12)啮合。至少提供一种工位可以切换，顶升速率可以变化的可变速电动千斤顶。
Description
技术领域
本发明涉及千斤顶技术领域，具体讲的是一种可变速电动千斤顶及其工作方法。
背景技术
目前现有的千斤顶大致分两类，一类是采用液压顶升的，一类是采用丝杆顶升的方式。液压顶升的液压千斤顶在使用方面虽然顶升力大，但是存在密封圈老化漏油，受环境影响较大。采用丝杆螺母顶升组件的千斤顶，配置电机和一定比例的减数箱可制作成电动千斤顶，此类千斤定减速比是设计时就设定的，千斤顶顶升时按照原有的设定速率运作，顶升速率是不可变的。
千斤顶常常用于大型车辆的顶升作为辅助支撑使用，安装于车架上，车辆为保证有安全的通过性，千斤顶的丝杆顶升部位离地面需要一个较高的距离，因此对千斤顶的理想要求应该是在接触地面之前(即空载状态时)，千斤顶顶升速率较快，保证效率；在接触地面之后，顶升车辆时(即负载状态时)，千斤顶顶升速率变慢，保证顶升稳定性。因此，当采用现有技术的电动千斤顶时，就会存在以下不足：顶升速率是不可变的，难以满足上述要求。
另外，现有技术的电动千斤顶，没有设置行程限位装置，这样，可能造成电动千斤顶中的丝杆螺母顶升组件过度顶升或收缩，造成的卡死或结构不稳定现象。或者，现有技术中的行程限位装置中的两个接近开关，直接设置在丝杆螺母顶升组件的两个极限位置，这样不仅使得电动千斤顶的内部结构复杂，而且电路走线也麻烦，有待改进。
发明内容
本发明旨在至少解决上述技术问题之一。
本发明所要解决的技术问题是至少提供一种工位可以切换，顶升速率可以变化的可变速电动千斤顶。
为解决上述问题，本发明的可变速电动千斤顶，包括安装壳、丝杆螺母顶升组件、传动轴、转轴、以及驱动单元，传动轴与转轴均转动连接在安装壳内，传动轴的一端与丝杆螺母顶升组件驱动连接；转轴上固定有第一级主动齿轮和第二级主动齿轮，传动轴上转动连接有第一级从动齿轮和第二级从动齿轮，第一级主动齿轮与第一级从动齿轮啮合连接，第二级主动齿轮与第二级从动齿轮啮合连接，驱动单元固定在安装壳上，驱动单元与第一级主动齿轮驱动连接；传动轴上还固定有传动轮，传动轮设在第一级从动齿轮和第二级从动齿轮之间，传动轮与第一级从动齿轮之间设有第一离合结构，传动轮与第二级从动齿轮之间设有第二离合结构，传动轴在其轴线方向上具有第一工位和第二工位，安装壳上设有用于使传动轴在第一工位和第二工位上切换的工位切换机构，当传动轴处于第一工位时，传动轮与第一级从动齿轮通过第一离合结构啮合；当传动轴处于第二工位时，传动轮与第二级从动齿轮通过第二离合结构啮合。
采用上述结构后，至少具有如下优点：由于传动轴在其轴线方向上具有第一工位和第二工位，传动轴在其轴线方向活动连接，工位切换机构可以使传动轴在第一工位和第二工位上切换，这样，当传动轴处于第一工位时，传动轮与第一级从动齿轮通过第一离合结构啮合，此时第二级从动齿轮空转从而不起到传动作用；当传动轴处于第二工位时，传动轮与第二级从动齿轮通过第二离合结构啮合，此时第一级从动齿轮空转从而不起到传动作用，在设计时，第一级主动齿轮与第一级从动齿轮的传动比与第二级主动齿轮与第二级从动齿轮的传动比不同。这样，也就是说，当传动轴处于第一工位和第二工位时，丝杆螺母顶升组件是以不同的速度进行顶升或收缩，实现了在工作时变速的功能，从而提升千斤顶的工作性能。
优选的，第一级主动齿轮与第一级从动齿轮的传动比小于第二级主动齿轮与第二级从动齿轮的传动比；工位切换机构包括端盖、弹簧和端面轴承，传动轴的一端穿过设在安装壳的壳壁上的第一安装孔设置，端盖固定在安装壳上且位于传动轴端部位置，端盖具有安装腔，端面轴承滑动连接在安装腔内，端面轴承的一侧与传动轴的端部抵接，端面轴承的一侧与弹簧的一端抵接，弹簧的另一端于端盖的内底部抵接，端面轴承的半径大于第一安装孔的半径，第一安装孔的外端面形成第一限位面，安装壳内设有安装板，安装板具有第二安装孔，传动轴与第二安装孔转动连接，第二安装孔远离端盖的一侧设有限位台阶，传动轴上设有限位凸台；当可变速电动千斤顶空载时，弹簧的弹力使端面轴承与第一限位面抵紧，传动轴处于第一工位；当可变速电动千斤顶负载时，负载使限位凸台与限位台阶抵紧，传动轴处于第二工位。在结合这些技术特征后，当可变速电动千斤顶空载时，弹簧的弹力使端面轴承与第一限位面抵紧，传动轴处于第一工位，当可变速电动千斤顶负载时，负载使限位凸台与限位台阶抵紧，传动轴处于第二工位，相当于实现了空载与负载时第一工位与第二工位的自动切换，另外，第一级主动齿轮与第一级从动齿轮的传动比小于第二级主动齿轮与第二级从动齿轮的传动比，从而，在可变速电动千斤顶空载时丝杆螺母顶升组件的动作速度大于负载时的速度，因此，本申请实现了空载与负载时的工位自动切换，并且，在空载时丝杆螺母顶升组件的动作速度较快，保证空载阶段的效率，节省时间，在负载时丝杆螺母顶升组件的动作速度较慢，保证在负载时稳定进行，保证负载的稳定性。
优选的，安装壳外固定连接有安装座。这样，方便可变速电动千斤顶的安装，当可变速电动千斤顶用在房车上或者特种车辆时，丝杆螺母顶升组件朝向设置时，可以作为支腿使用。
优选的，安装壳上设有用于限位丝杆螺母顶升组件行程的行程限位装置。这样，可以避免丝杆螺母顶升组件过度顶升或收缩，避免过度顶升或收缩造成的卡死或结构不稳定现象。
行程限位装置具体可以是：行程限位装置包括壳体，壳体内转动连接有传动输入齿轮、双联齿轮组件、以及具有内齿的齿圈，传动输入齿轮与双联齿轮组件啮合，双联齿轮组件与齿圈的内齿啮合，齿圈的外端上设有第一金属针和第二金属针，壳体内且位于齿圈的外侧固定连接有第一接近开关和第二接近开关，驱动单元与传动输入齿轮驱动连接；当丝杆螺母顶升组件运动到上行程终点时，第一金属针与第一接近开关抵接，当丝杆螺母顶升组件运动到下行程终点时，第二金属针与第二接近开关抵接。在传动输入齿轮、双联齿轮组件、以及具有内齿的齿圈的传动作用下，这样，就可以实现在有限的壳体空间内完成较大行程之间的极限位置限位，一方面保证了行程限位装置的结构紧凑性，另一方面由于传动直接是啮合连接，也保证了传动的稳定性。双联齿轮组件具体可以是减速齿轮组合或者其他。
优选的，齿圈的外端沿周向设有多个金属针安装孔，第一金属针和第二金属针固定在金属针安装孔内。这样，可以方便的调整第一金属针和第二金属针的位置，使之可以根据具体可变速电动千斤顶的行程长短调整，保证了同一产品的行程限位装置适应不同的限位行程要求。
行程限位装置具体结构还可以是：行程限位装置包括壳体和薄膜卷带，壳体内转动连接有传动输入齿轮、传动齿轮、导向轮、以及可以依靠弹力转动复位的发条弹簧盒；传动齿轮与传动输入齿轮啮合，传动齿轮上固定连接有卷筒，卷筒与传动齿轮同轴，薄膜卷带的一端卷曲在卷筒上，薄膜卷带的另一端卷曲在发条弹簧盒上，发条弹簧盒内设有发条弹簧，薄膜卷带的一侧搭接在导向轮上，薄膜卷带的两端分别固定有第一金属针和第二金属针，壳体还固定连接有第一接近开关和第二接近开关，驱动单元与传动输入齿轮驱动连接；当丝杆螺母顶升组件运动到上行程终点时，第一金属针与第一接近开关抵接，当丝杆螺母顶升组件运动到下行程终点时，第二金属针与第二接近开关抵接。在传动输入齿轮、传动齿轮、薄膜卷带、导向轮、卷筒、以及可以依靠弹力转动复位的发条弹簧盒的作用下，卷筒与发条弹簧盒可以轮流对薄膜卷带卷曲和释放，即发条弹簧盒可以在两者间来回移动，卷筒与发条弹簧盒对薄膜卷带的卷曲功能，可以实现在有限的壳体空间内完成较大行程之间的极限位置限位，一方面保证了行程限位装置的结构紧凑性。另外，发条弹簧盒内设有发条弹簧，发条弹簧盒可以依靠弹力转动复位，在发条弹簧的作用下，发条弹簧盒使薄膜卷带无论在往哪个方向运动时均一直处于紧绷状态，保证薄膜卷带在运动时的稳定性，若没有该技术特征，会导致薄膜卷带软化而打结。
另外，本身请还公开了一种可变速电动千斤顶的工作方法，包括如下步骤：
丝杆螺母顶升组件处于收缩状态时，启动驱动单元，驱动单元带动第一级主动齿轮和第二级主动齿轮正向转动，第一级主动齿轮和第二级主动齿轮分别带动第一级从动齿轮和第二级从动齿轮转动，此时，可变速电动千斤顶空载，弹簧的弹力使端面轴承与第一限位面抵紧，传动轴处于第一工位，传动轮与第一级从动齿轮通过第一离合结构啮合，第二级从动齿轮空转，第一级从动齿轮带动传动轮转动，传动轮带动传动轴转动，传动轴驱动丝杆螺母顶升组件顶升；当丝杆螺母顶升组件持续顶升后，可变速电动千斤顶与承载物抵接，此时，可变速电动千斤顶负载，负载大于弹簧的弹力后，负载使限位凸台与限位台阶抵紧，传动轴处于第二工位，传动轮与第二级从动齿轮通过第二离合结构啮合，第一级从动齿轮空转，第二级从动齿轮带动传动轮转动，传动轮带动传动轴转动，传动轴驱动丝杆螺母顶升组件顶升；
丝杆螺母顶升组件处于顶升状态时，启动驱动单元，驱动单元带动第一级主动齿轮和第二级主动齿轮反向转动，第一级主动齿轮和第二级主动齿轮分别带动第一级从动齿轮和第二级从动齿轮转动，此时，可变速电动千斤顶负载，负载大于弹簧的弹力，负载使限位凸台与限位台阶抵紧，传动轴处于第二工位，传动轮与第二级从动齿轮通过第二离合结构啮合，第一级从动齿轮空转，第二级从动齿轮带动传动轮转动，传动轮带动传动轴转动，传动轴驱动丝杆螺母顶升组件收缩；当丝杆螺母顶升组件持续收缩后，可变速电动千斤顶与承载物脱离，此时，可变速电动千斤顶空载，弹簧的弹力使端面轴承与第一限位面抵紧，传动轴处于第一工位，传动轮与第一级从动齿轮通过第一离合结构啮合，第二级从动齿轮空转，第一级从动齿轮带动传动轮转动，传动轮带动传动轴转动，传动轴驱动丝杆螺母顶升组件收缩。
采用上述方法后，至少具有如下优点：当可变速电动千斤顶空载时，弹簧的弹力使端面轴承与第一限位面抵紧，传动轴处于第一工位，当可变速电动千斤顶负载时，负载使限位凸台与限位台阶抵紧，传动轴处于第二工位，相当于实现了空载与负载时第一工位与第二工位的自动切换，另外，第一级主动齿轮与第一级从动齿轮的传动比小于第二级主动齿轮与第二级从动齿轮的传动比，从而，在可变速电动千斤顶空载时丝杆螺母顶升组件的动作速度大于负载时的速度，因此，本申请实现了空载与负载时的工位自动切换，并且，在空载时丝杆螺母顶升组件的动作速度较快，保证空载阶段的效率，节省时间，在负载时丝杆螺母顶升组件的动作速度较慢，保证在负载时稳定进行，保证负载的稳定性。
作为改进，在上述方法中，驱动单元带动第一级主动齿轮和第二级主动齿轮正向转动的同时，驱动单元带动行程限位装置的传动输入齿轮转动，传动输入齿轮通过双联齿轮组件带动齿圈沿第一方向转动，当丝杆螺母顶升组件运动到上行程终点时，第一金属针与第一接近开关抵接，丝杆螺母顶升组件停止顶升；驱动单元带动第一级主动齿轮和第二级主动齿轮反向转动的同时，驱动单元带动行程限位装置的传动输入齿轮转动，传动输入齿轮通过双联齿轮组件带动齿圈沿第二方向转动，第二方向与第一方向的转动方向相反，当丝杆螺母顶升组件运动到下行程终点时，第二金属针与第二接近开关抵接，丝杆螺母顶升组件停止收缩。这样，可以避免丝杆螺母顶升组件过度顶升或收缩，避免过度顶升或收缩造成的卡死或结构不稳定现象。在传动输入齿轮、双联齿轮组件、以及具有内齿的齿圈的传动作用下，就可以实现在有限的壳体空间内完成较大行程之间的极限位置限位，一方面保证了行程限位装置的结构紧凑性，另一方面由于传动直接是啮合连接，也保证了传动的稳定性
作为另一种改进，还可以是：在上述方法中，驱动单元带动第一级主动齿轮和第二级主动齿轮正向转动的同时，驱动单元带动传动输入齿轮转动，传动输入齿轮带动传动齿轮转动，传动齿轮带动卷筒转动，卷筒带动薄膜卷带沿第一方向运动，在发条弹簧的作用下，发条弹簧盒使薄膜卷带一直处于紧绷状态，当丝杆螺母顶升组件运动到上行程终点时，第一金属针与第一接近开关抵接，丝杆螺母顶升组件停止顶升；驱动单元带动第一级主动齿轮和第二级主动齿轮反向转动的同时，驱动单元带动传动输入齿轮转动，传动输入齿轮带动传动齿轮转动，在发条弹簧的作用下，发条弹簧盒转动复位，发条弹簧盒带动薄膜卷带沿第二方向运动，并且发条弹簧盒使薄膜卷带一直处于紧绷状态，第二方向与第一方向的转动方向相反，当丝杆螺母顶升组件运动到下行程终点时，第二金属针与第二接近开关抵接，丝杆螺母顶升组件停止收缩。这样，可以避免丝杆螺母顶升组件过度顶升或收缩，避免过度顶升或收缩造成的卡死或结构不稳定现象。在传动输入齿轮、传动齿轮、薄膜卷带、导向轮、卷筒、以及可以依靠弹力转动复位的发条弹簧盒的作用下，卷筒与发条弹簧盒可以轮流对薄膜卷带卷曲和释放，即发条弹簧盒可以在两者间来回移动，卷筒与发条弹簧盒对薄膜卷带的卷曲功能，可以实现在有限的壳体空间内完成较大行程之间的极限位置限位，一方面保证了行程限位装置的结构紧凑性。另外，发条弹簧盒内设有发条弹簧，发条弹簧盒可以依靠弹力转动复位，在发条弹簧的作用下，发条弹簧盒使薄膜卷带无论在往哪个方向运动时均一直处于紧绷状态，保证薄膜卷带在运动时的稳定性，若没有该技术特征，会导致薄膜卷带软化而打结。
附图说明
图1是本申请可变速电动千斤顶的结构示意图。
图2是本申请可变速电动千斤顶处于第一工位时的剖面示意图。
图3是本申请可变速电动千斤顶处于第二工位时的剖面示意图。
图4是本申请可变速电动千斤顶中第一种行程限位装置的示意图。
图5是本申请可变速电动千斤顶中第一种行程限位装置的结构示意图。
图6是本申请可变速电动千斤顶中第二种行程限位装置的示意图。
图7是本申请可变速电动千斤顶中第二种行程限位装置的结构示意图。
其中：
1、安装壳；2、丝杆螺母顶升组件；3、传动轴；4、转轴；5、驱动单元；6、第一级主动齿轮；7、第二级主动齿轮；8、第一级从动齿轮；9、第二级从动齿轮；10、传动轮；11、第一离合结构；12、第二离合结构；13、端盖；14、弹簧；15、端面轴承；16、第一安装孔；17、安装腔；18、第一限位面；19、安装板；20、第二安装孔；21、限位台阶；22、限位凸台；23、安装座；24、壳体；25、传动输入齿轮；26、齿圈；27、第一金属针；28、第二金属针；29、第一接近开关；30、第二接近开关；31、金属针安装孔；32、第一双联齿轮；33、第二双联齿轮；34、传动齿轮；35、薄膜卷带；36、导向轮；37、发条弹簧盒；38、卷筒；39、限位卡槽；40、发条弹簧。
具体实施方式
下文将使用本领域技术人员向本领域的其它技术人员传达他们工作的实质所通常使用的术语来描述本公开的发明概念。然而，这些发明概念可体现为许多不同的形式，因而不应视为限于本文中所述的实施例。提供这些实施例是为了使本公开内容更详尽和完整，并且向本领域的技术人员完整传达其包括的范围。也应注意这些实施例不相互排斥。来自一个实施例的组件、步骤或元素可假设成在另一实施例中可存在或使用。在不脱离本公开的实施例的范围的情况下，可以用多种多样的备选和/或等同实现方式替代所示出和描述的特定实施例。本申请旨在覆盖本文论述的实施例的任何修改或变型。对于本领域的技术人员而言明显可以仅使用所描述的方面中的一些方面来实践备选实施例。本文出于说明的目的，在实施例中描述了特定的数字、材料和配置，然而，领域的技术人员在没有这些特定细节的情况下，也可以实践备选的实施例。在其它情况下，可能省略或简化了众所周知的特征，以便不使说明性的实施例难于理解。
此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设有”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通；术语“固定”可以是螺栓固定连接和/或螺钉固定连接和/或卡接和/或焊接，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1-7，在一个实施例中，一种可变速电动千斤顶，包括安装壳1、丝杆螺母顶升组件2、传动轴3、转轴4、以及驱动单元5，所述传动轴3与转轴4均转动连接在安装壳1内，所述传动轴3的一端与丝杆螺母顶升组件2驱动连接；所述转轴4上固定有第一级主动齿轮6和第二级主动齿轮7，所述传动轴3上转动连接有第一级从动齿轮8和第二级从动齿轮9，所述第一级主动齿轮6与第一级从动齿轮8啮合连接，所述第二级主动齿轮7与第二级从动齿轮9啮合连接，所述驱动单元5固定在安装壳1上，所述驱动单元5与第一级主动齿轮6驱动连接；所述传动轴3上还固定有传动轮10，所述传动轮10设在第一级从动齿轮8和第二级从动齿轮9之间，所述传动轮10与第一级从动齿轮8之间设有第一离合结构11，所述传动轮10与第二级从动齿轮9之间设有第二离合结构12，所述传动轴3在其轴线方向上具有第一工位和第二工位，所述安装壳1上设有用于使传动轴3在第一工位和第二工位上切换的工位切换机构，当传动轴3处于第一工位时，所述传动轮10与第一级从动齿轮8通过第一离合结构11啮合；当传动轴3处于第二工位时，所述传动轮10与第二级从动齿轮9通过第二离合结构12啮合。
丝杆螺母顶升组件2在转动时可以实现千斤顶的顶升与收缩的功能，这是现有技术，因此其具体结构在此不再详细描述。
由于传动轴3在其轴线方向上具有第一工位和第二工位，传动轴3在其轴线方向活动连接，工位切换机构可以使传动轴3在第一工位和第二工位上切换，这样，当传动轴3处于第一工位时，所述传动轮10与第一级从动齿轮8通过第一离合结构11啮合，此时第二级从动齿轮9空转从而不起到传动作用；当传动轴3处于第二工位时，所述传动轮10与第二级从动齿轮9通过第二离合结构12啮合，此时第一级从动齿轮8空转从而不起到传动作用，在设计时，所述第一级主动齿轮6与第一级从动齿轮8的传动比与所述第二级主动齿轮7与第二级从动齿轮9的传动比不同。这样，也就是说，当传动轴3处于第一工位和第二工位时，丝杆螺母顶升组件2是以不同的速度进行顶升或收缩，实现了在工作时变速的功能，从而提升千斤顶的工作性能。
第一离合结构11与第二离合结构12可以采用现有技术中的结构，例如发动机离合器等，这是现有技术，因此其具体结构在此不再详细描述。
优选的，如图2、3，所述第一级主动齿轮6与第一级从动齿轮8的传动比小于所述第二级主动齿轮7与第二级从动齿轮9的传动比；所述工位切换机构包括端盖13、弹簧14和端面轴承15，所述传动轴3的一端穿过设在安装壳1的壳壁上的第一安装孔16设置，所述端盖13固定在安装壳1上且位于传动轴3端部位置，所述端盖13具有安装腔17，所述端面轴承15滑动连接在安装腔17内，所述端面轴承15的一侧与传动轴3的端部抵接，所述端面轴承15的一侧与弹簧14的一端抵接，所述弹簧14的另一端于端盖13的内底部抵接，所述端面轴承15的半径大于第一安装孔16的半径，所述第一安装孔16的外端面形成第一限位面18，所述安装壳1内设有安装板19，所述安装板19具有第二安装孔20，所述传动轴3与第二安装孔20转动连接，所述第二安装孔20远离端盖13的一侧设有限位台阶21，所述传动轴3上设有限位凸台22；当可变速电动千斤顶空载时，所述弹簧14的弹力使端面轴承15与第一限位面18抵紧，传动轴3处于第一工位；当可变速电动千斤顶负载时，负载使限位凸台22与限位台阶21抵紧，传动轴3处于第二工位。在结合这些技术特征后，当可变速电动千斤顶空载时，所述弹簧14的弹力使端面轴承15与第一限位面18抵紧，传动轴3处于第一工位，当可变速电动千斤顶负载时，负载使限位凸台22与限位台阶21抵紧，传动轴3处于第二工位，相当于实现了空载与负载时第一工位与第二工位的自动切换，另外，所述第一级主动齿轮6与第一级从动齿轮8的传动比小于所述第二级主动齿轮7与第二级从动齿轮9的传动比，从而，在可变速电动千斤顶空载时丝杆螺母顶升组件2的动作速度大于负载时的速度，因此，本申请实现了空载与负载时的工位自动切换，并且，在空载时丝杆螺母顶升组件2的动作速度较快，保证空载阶段的效率，节省时间，在负载时丝杆螺母顶升组件2的动作速度较慢，保证在负载时稳定进行，保证负载的稳定性。
所述驱动单元5为减速电机。
所述安装壳1外固定连接有安装座23。这样，方便可变速电动千斤顶的安装，当可变速电动千斤顶用在房车上或者特种车辆时，丝杆螺母顶升组件2朝向设置时，可以作为支腿使用。
所述安装壳1上设有用于限位丝杆螺母顶升组件2行程的行程限位装置。这样，可以避免丝杆螺母顶升组件2过度顶升或收缩，避免过度顶升或收缩造成的卡死或结构不稳定现象。
行程限位装置可以具有多种结构，其中一个实施例中，第一种行程限位装置具体可以是：如图4、5，所述行程限位装置包括壳体24，所述壳体24内转动连接有传动输入齿轮25、双联齿轮组件、以及具有内齿的齿圈26，所述传动输入齿轮25与双联齿轮组件啮合，所述双联齿轮组件与齿圈26的内齿啮合，所述齿圈26的外端上设有第一金属针27和第二金属针28，所述壳体24内且位于所述齿圈26的外侧固定连接有第一接近开关29和第二接近开关30，所述驱动单元5与传动输入齿轮25驱动连接；当丝杆螺母顶升组件2运动到上行程终点时，第一金属针27与第一接近开关29抵接，当丝杆螺母顶升组件2运动到下行程终点时，第二金属针28与第二接近开关30抵接。在传动输入齿轮25、双联齿轮组件、以及具有内齿的齿圈26的传动作用下，这样，就可以实现在有限的壳体24空间内完成较大行程之间的极限位置限位，一方面保证了行程限位装置的结构紧凑性，另一方面由于传动直接是啮合连接，也保证了传动的稳定性。双联齿轮组件具体可以是减速齿轮组合或者其他。所述齿圈26的外端沿周向设有多个金属针安装孔31，所述第一金属针27和第二金属针28固定在金属针安装孔31内。这样，可以方便的调整第一金属针27和第二金属针28的位置，使之可以根据具体可变速电动千斤顶的行程长短调整，保证了同一产品的行程限位装置适应不同的限位行程要求。
所述双联齿轮组件包括转动连接在壳体24内的第一双联齿轮32和第二双联齿轮33，所述传动输入齿轮25与第一双联齿轮32的一端啮合，所述第一双联齿轮32的另一端与第二双联齿轮33的一端啮合，所述第二双联齿轮33的另一端与齿圈26的内齿啮合。当然，双联齿轮组件不局限于仅包括第一双联齿轮32和第二双联齿轮33的结构，可以根据传动比设计成包括多个双联齿轮的结构。
所述驱动单元5与传动输入齿轮25驱动连接具体可以是：所述驱动单元5的转轴与传动输入齿轮25直接连接，也可以是所述驱动单元5与传动输入齿轮25通过减速齿轮组连接。
在另一个实施例中，可称为第二种行程限位装置，具体结构还可以是：如图6、7，所述行程限位装置包括壳体24和薄膜卷带35，所述壳体24内转动连接有传动输入齿轮25、传动齿轮34、导向轮36、以及可以依靠弹力转动复位的发条弹簧盒37；所述传动齿轮34与传动输入齿轮25啮合，所述传动齿轮34上固定连接有卷筒38，所述卷筒38与传动齿轮34同轴，所述薄膜卷带35的一端卷曲在卷筒38上，所述薄膜卷带35的另一端卷曲在发条弹簧盒37上，所述发条弹簧盒37内设有发条弹簧40，所述薄膜卷带35的一侧搭接在导向轮36上，所述薄膜卷带35的两端分别固定有第一金属针27和第二金属针28，所述壳体24还固定连接有第一接近开关29和第二接近开关30，所述驱动单元5与传动输入齿轮25驱动连接；当丝杆螺母顶升组件2运动到上行程终点时，第一金属针27与第一接近开关29抵接，当丝杆螺母顶升组件2运动到下行程终点时，第二金属针28与第二接近开关30抵接。在传动输入齿轮25、传动齿轮34、薄膜卷带35、导向轮36、卷筒38、以及可以依靠弹力转动复位的发条弹簧盒37的作用下，卷筒38与发条弹簧盒37可以轮流对薄膜卷带35卷曲和释放，即发条弹簧盒37可以在两者间来回移动，卷筒38与发条弹簧盒37对薄膜卷带35的卷曲功能，可以实现在有限的壳体24空间内完成较大行程之间的极限位置限位，一方面保证了行程限位装置的结构紧凑性。另外，发条弹簧盒37内设有发条弹簧40，发条弹簧盒37可以依靠弹力转动复位，在发条弹簧40的作用下，发条弹簧盒37使薄膜卷带35无论在往哪个方向运动时均一直处于紧绷状态，保证薄膜卷带35在运动时的稳定性，若没有该技术特征，会导致薄膜卷带35软化而打结。
所述第一接近开关29和第二接近开关30并列设置，所述导向轮36的数量为2个，其中一个导向轮36位于第一接近开关29的一侧，另一个导向轮36位于第二接近开关30远离第一接近开关29的一侧。这样，相当于，第一接近开关29和第二接近开关30位于2个导向轮36之间，2个导向轮36之间位置处的薄膜卷带35具有较好的紧绷力，可以保证第一金属针27和第二金属针28与第一接近开关29和第二接近开关30之间接触可靠。
第一接近开关29和第二接近开关30这是与电控系统连接的，第一金属针27与第一接近开关29抵接时，电控系统断电；第二金属针28与第二接近开关30抵接时，电控系统断电。这是接近开关的基础控制方式，在此其原理不在赘述。
所述卷筒38位于传动齿轮34的一侧，所述传动齿轮34的侧面与壳体24的内壁面之间形成薄膜卷带35在收卷运动时的限位卡槽39。这样，在薄膜卷带35收卷时，在限位卡槽39的作用下，辅助薄膜卷带35收卷，避免薄膜卷带35偏离造成的打结现象等。
另外，上述实施例中的可变速电动千斤顶的工作方法，包括如下步骤：
丝杆螺母顶升组件2处于收缩状态时，启动驱动单元5，驱动单元5带动第一级主动齿轮6和第二级主动齿轮7正向转动，第一级主动齿轮6和第二级主动齿轮7分别带动第一级从动齿轮8和第二级从动齿轮9转动，此时，可变速电动千斤顶空载，所述弹簧14的弹力使端面轴承15与第一限位面18抵紧，传动轴3处于第一工位，传动轮10与第一级从动齿轮8通过第一离合结构11啮合，第二级从动齿轮9空转，第一级从动齿轮8带动传动轮10转动，传动轮10带动传动轴3转动，传动轴3驱动丝杆螺母顶升组件2顶升；当丝杆螺母顶升组件2持续顶升后，可变速电动千斤顶与承载物抵接，此时，可变速电动千斤顶负载，负载大于弹簧14的弹力后，负载使限位凸台22与限位台阶21抵紧，传动轴3处于第二工位，传动轮10与第二级从动齿轮9通过第二离合结构12啮合，第一级从动齿轮8空转，第二级从动齿轮9带动传动轮10转动，传动轮10带动传动轴3转动，传动轴3驱动丝杆螺母顶升组件2顶升；
丝杆螺母顶升组件2处于顶升状态时，启动驱动单元5，驱动单元5带动第一级主动齿轮6和第二级主动齿轮7反向转动，第一级主动齿轮6和第二级主动齿轮7分别带动第一级从动齿轮8和第二级从动齿轮9转动，此时，可变速电动千斤顶负载，负载大于弹簧14的弹力，负载使限位凸台22与限位台阶21抵紧，传动轴3处于第二工位，传动轮10与第二级从动齿轮9通过第二离合结构12啮合，第一级从动齿轮8空转，第二级从动齿轮9带动传动轮10转动，传动轮10带动传动轴3转动，传动轴3驱动丝杆螺母顶升组件2收缩；当丝杆螺母顶升组件2持续收缩后，可变速电动千斤顶与承载物脱离，此时，可变速电动千斤顶空载，所述弹簧14的弹力使端面轴承15与第一限位面18抵紧，传动轴3处于第一工位，传动轮10与第一级从动齿轮8通过第一离合结构11啮合，第二级从动齿轮9空转，第一级从动齿轮8带动传动轮10转动，传动轮10带动传动轴3转动，传动轴3驱动丝杆螺母顶升组件2收缩。
第一级主动齿轮6和第二级主动齿轮7正向转动在本实施例中被定义为驱动丝杆螺母顶升组件2顶升的方向，第一级主动齿轮6和第二级主动齿轮7反向转动在本实施例中被定义为驱动丝杆螺母顶升组件2收缩的方向，具体的第一级主动齿轮6和第二级主动齿轮7是沿顺时针转动还是逆时针转动则可以视具体情况而定。正向转动与反向转动是一对相反的方向。
当可变速电动千斤顶空载时，所述弹簧14的弹力使端面轴承15与第一限位面18抵紧，传动轴3处于第一工位，当可变速电动千斤顶负载时，负载使限位凸台22与限位台阶21抵紧，传动轴3处于第二工位，相当于实现了空载与负载时第一工位与第二工位的自动切换，另外，所述第一级主动齿轮6与第一级从动齿轮8的传动比小于所述第二级主动齿轮7与第二级从动齿轮9的传动比，从而，在可变速电动千斤顶空载时丝杆螺母顶升组件2的动作速度大于负载时的速度，因此，本申请实现了空载与负载时的工位自动切换，并且，在空载时丝杆螺母顶升组件2的动作速度较快，保证空载阶段的效率，节省时间，在负载时丝杆螺母顶升组件2的动作速度较慢，保证在负载时稳定进行，保证负载的稳定性。
作为改进，在上述方法中，驱动单元5带动第一级主动齿轮6和第二级主动齿轮7正向转动的同时，驱动单元5带动行程限位装置的传动输入齿轮25转动，传动输入齿轮25通过双联齿轮组件带动齿圈26沿第一方向转动，当丝杆螺母顶升组件2运动到上行程终点时，第一金属针27与第一接近开关29抵接，丝杆螺母顶升组件2停止顶升；驱动单元5带动第一级主动齿轮6和第二级主动齿轮7反向转动的同时，驱动单元5带动行程限位装置的传动输入齿轮25转动，传动输入齿轮25通过双联齿轮组件带动齿圈26沿第二方向转动，第二方向与第一方向的转动方向相反，当丝杆螺母顶升组件2运动到下行程终点时，第二金属针28与第二接近开关30抵接，丝杆螺母顶升组件2停止收缩。这样，可以避免丝杆螺母顶升组件2过度顶升或收缩，避免过度顶升或收缩造成的卡死或结构不稳定现象。在传动输入齿轮25、双联齿轮组件、以及具有内齿的齿圈26的传动作用下，就可以实现在有限的壳体24空间内完成较大行程之间的极限位置限位，一方面保证了行程限位装置的结构紧凑性，另一方面由于传动直接是啮合连接，也保证了传动的稳定性
作为另一种改进，还可以是：在上述方法中，驱动单元5带动第一级主动齿轮6和第二级主动齿轮7正向转动的同时，驱动单元5带动传动输入齿轮25转动，传动输入齿轮25带动传动齿轮34转动，传动齿轮34带动卷筒38转动，卷筒38带动薄膜卷带35沿第一方向运动，在发条弹簧40的作用下，发条弹簧盒37使薄膜卷带35一直处于紧绷状态，当丝杆螺母顶升组件2运动到上行程终点时，第一金属针27与第一接近开关29抵接，丝杆螺母顶升组件2停止顶升；驱动单元5带动第一级主动齿轮6和第二级主动齿轮7反向转动的同时，驱动单元5带动传动输入齿轮25转动，传动输入齿轮25带动传动齿轮34转动，在发条弹簧40的作用下，发条弹簧盒37转动复位，发条弹簧盒37带动薄膜卷带35沿第二方向运动，并且发条弹簧盒37使薄膜卷带35一直处于紧绷状态，第二方向与第一方向的转动方向相反，当丝杆螺母顶升组件2运动到下行程终点时，第二金属针28与第二接近开关30抵接，丝杆螺母顶升组件2停止收缩。这样，可以避免丝杆螺母顶升组件2过度顶升或收缩，避免过度顶升或收缩造成的卡死或结构不稳定现象。在传动输入齿轮25、传动齿轮34、薄膜卷带35、导向轮36、卷筒38、以及可以依靠弹力转动复位的发条弹簧盒37的作用下，卷筒38与发条弹簧盒37可以轮流对薄膜卷带35卷曲和释放，即发条弹簧盒37可以在两者间来回移动，卷筒38与发条弹簧盒37对薄膜卷带35的卷曲功能，可以实现在有限的壳体24空间内完成较大行程之间的极限位置限位，一方面保证了行程限位装置的结构紧凑性。另外，发条弹簧盒37内设有发条弹簧40，发条弹簧盒37可以依靠弹力转动复位，在发条弹簧40的作用下，发条弹簧盒37使薄膜卷带35无论在往哪个方向运动时均一直处于紧绷状态，保证薄膜卷带35在运动时的稳定性，若没有该技术特征，会导致薄膜卷带35软化而打结。
以上所述，仅是本发明较佳可行的实施示例，不能因此即局限本发明的权利范围，对熟悉本领域的技术人员来说，凡运用本发明的技术方案和技术构思做出的其他各种相应的改变都应属于在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.可变速电动千斤顶，包括安装壳(1)、丝杆螺母顶升组件(2)、传动轴(3)、转轴(4)、以及驱动单元(5)，所述传动轴(3)与转轴(4)均转动连接在安装壳(1)内，所述传动轴(3)的一端与丝杆螺母顶升组件(2)驱动连接；其特征在于，所述转轴(4)上固定有第一级主动齿轮(6)和第二级主动齿轮(7)，所述传动轴(3)上转动连接有第一级从动齿轮(8)和第二级从动齿轮(9)，所述第一级主动齿轮(6)与第一级从动齿轮(8)啮合连接，所述第二级主动齿轮(7)与第二级从动齿轮(9)啮合连接，所述驱动单元(5)固定在安装壳(1)上，所述驱动单元(5)与第一级主动齿轮(6)驱动连接；所述传动轴(3)上还固定有传动轮(10)，所述传动轮(10)设在第一级从动齿轮(8)和第二级从动齿轮(9)之间，所述传动轮(10)与第一级从动齿轮(8)之间设有第一离合结构(11)，所述传动轮(10)与第二级从动齿轮(9)之间设有第二离合结构(12)，所述传动轴(3)在其轴线方向上具有第一工位和第二工位，所述安装壳(1)上设有用于使传动轴(3)在第一工位和第二工位上切换的工位切换机构，当传动轴(3)处于第一工位时，所述传动轮(10)与第一级从动齿轮(8)通过第一离合结构(11)啮合；当传动轴(3)处于第二工位时，所述传动轮(10)与第二级从动齿轮(9)通过第二离合结构(12)啮合。
2.根据权利要求1所述的可变速电动千斤顶，其特征在于，所述第一级主动齿轮(6)与第一级从动齿轮(8)的传动比小于所述第二级主动齿轮(7)与第二级从动齿轮(9)的传动比；所述工位切换机构包括端盖(13)、弹簧(14)和端面轴承(15)，所述传动轴(3)的一端穿过设在安装壳(1)的壳壁上的第一安装孔(16)设置，所述端盖(13)固定在安装壳(1)上且位于传动轴(3)端部位置，所述端盖(13)具有安装腔(17)，所述端面轴承(15)滑动连接在安装腔(17)内，所述端面轴承(15)的一侧与传动轴(3)的端部抵接，所述端面轴承(15)的一侧与弹簧(14)的一端抵接，所述弹簧(14)的另一端于端盖(13)的内底部抵接，所述端面轴承(15)的半径大于第一安装孔(16)的半径，所述第一安装孔(16)的外端面形成第一限位面(18)，所述安装壳(1)内设有安装板(19)，所述安装板(19)具有第二安装孔(20)，所述传动轴(3)与第二安装孔(20)转动连接，所述第二安装孔(20)远离端盖(13)的一侧设有限位台阶(21)，所述传动轴(3)上设有限位凸台(22)；当可变速电动千斤顶空载时，所述弹簧(14)的弹力使端面轴承(15)与第一限位面(18)抵紧，传动轴(3)处于第一工位；当可变速电动千斤顶负载时，负载使限位凸台(22)与限位台阶(21)抵紧，传动轴(3)处于第二工位。
3.根据权利要求1所述的可变速电动千斤顶，其特征在于，所述安装壳(1)上设有用于限位丝杆螺母顶升组件(2)行程的行程限位装置。
4.根据权利要求3所述的可变速电动千斤顶，其特征在于，所述行程限位装置包括壳体(24)，所述壳体(24)内转动连接有传动输入齿轮(25)、双联齿轮组件、以及具有内齿的齿圈(26)，所述传动输入齿轮(25)与双联齿轮组件啮合，所述双联齿轮组件与齿圈(26)的内齿啮合，所述齿圈(26)的外端上设有第一金属针(27)和第二金属针(28)，所述壳体(24)内且位于所述齿圈(26)的外侧固定连接有第一接近开关(29)和第二接近开关(30)，所述驱动单元(5)与传动输入齿轮(25)驱动连接；当丝杆螺母顶升组件(2)运动到上行程终点时，第一金属针(27)与第一接近开关(29)抵接，当丝杆螺母顶升组件(2)运动到下行程终点时，第二金属针(28)与第二接近开关(30)抵接。
5.根据权利要求4所述的可变速电动千斤顶，其特征在于，所述齿圈(26)的外端沿周向设有多个金属针安装孔(31)，所述第一金属针(27)和第二金属针(28)固定在金属针安装孔(31)内。
6.根据权利要求3所述的可变速电动千斤顶，其特征在于，所述行程限位装置包括壳体(24)和薄膜卷带(35)，所述壳体(24)内转动连接有传动输入齿轮(25)、传动齿轮(34)、导向轮(36)、以及可以依靠弹力转动复位的发条弹簧盒(37)；所述传动齿轮(34)与传动输入齿轮(25)啮合，所述传动齿轮(34)上固定连接有卷筒(38)，所述卷筒(38)与传动齿轮(34)同轴，所述薄膜卷带(35)的一端卷曲在卷筒(38)上，所述薄膜卷带(35)的另一端卷曲在发条弹簧盒(37)上，所述发条弹簧盒(37)内设有发条弹簧(40)，所述薄膜卷带(35)的一侧搭接在导向轮(36)上，所述薄膜卷带(35)的两端分别固定有第一金属针(27)和第二金属针(28)，所述壳体(24)还固定连接有第一接近开关(29)和第二接近开关(30)，所述驱动单元(5)与传动输入齿轮(25)驱动连接；当丝杆螺母顶升组件(2)运动到上行程终点时，第一金属针(27)与第一接近开关(29)抵接，当丝杆螺母顶升组件(2)运动到下行程终点时，第二金属针(28)与第二接近开关(30)抵接。
7.根据权利要求6所述的可变速电动千斤顶，其特征在于，所述卷筒(38)位于传动齿轮(34)的一侧，所述传动齿轮(34)的侧面与壳体(24)的内壁面之间形成薄膜卷带(35)在收卷运动时的限位卡槽(39)。
8.一种可变速电动千斤顶的工作方法，其特征在于，包括如下步骤：
丝杆螺母顶升组件(2)处于收缩状态时，启动驱动单元(5)，驱动单元(5)带动第一级主动齿轮(6)和第二级主动齿轮(7)正向转动，第一级主动齿轮(6)和第二级主动齿轮(7)分别带动第一级从动齿轮(8)和第二级从动齿轮(9)转动，此时，可变速电动千斤顶空载，所述弹簧(14)的弹力使端面轴承(15)与第一限位面(18)抵紧，传动轴(3)处于第一工位，传动轮(10)与第一级从动齿轮(8)通过第一离合结构(11)啮合，第二级从动齿轮(9)空转，第一级从动齿轮(8)带动传动轮(10)转动，传动轮(10)带动传动轴(3)转动，传动轴(3)驱动丝杆螺母顶升组件(2)顶升；当丝杆螺母顶升组件(2)持续顶升后，可变速电动千斤顶与承载物抵接，此时，可变速电动千斤顶负载，负载大于弹簧(14)的弹力后，负载使限位凸台(22)与限位台阶(21)抵紧，传动轴(3)处于第二工位，传动轮(10)与第二级从动齿轮(9)通过第二离合结构(12)啮合，第一级从动齿轮(8)空转，第二级从动齿轮(9)带动传动轮(10)转动，传动轮(10)带动传动轴(3)转动，传动轴(3)驱动丝杆螺母顶升组件(2)顶升；
丝杆螺母顶升组件(2)处于顶升状态时，启动驱动单元(5)，驱动单元(5)带动第一级主动齿轮(6)和第二级主动齿轮(7)反向转动，第一级主动齿轮(6)和第二级主动齿轮(7)分别带动第一级从动齿轮(8)和第二级从动齿轮(9)转动，此时，可变速电动千斤顶负载，负载大于弹簧(14)的弹力，负载使限位凸台(22)与限位台阶(21)抵紧，传动轴(3)处于第二工位，传动轮(10)与第二级从动齿轮(9)通过第二离合结构(12)啮合，第一级从动齿轮(8)空转，第二级从动齿轮(9)带动传动轮(10)转动，传动轮(10)带动传动轴(3)转动，传动轴(3)驱动丝杆螺母顶升组件(2)收缩；当丝杆螺母顶升组件(2)持续收缩后，可变速电动千斤顶与承载物脱离，此时，可变速电动千斤顶空载，所述弹簧(14)的弹力使端面轴承(15)与第一限位面(18)抵紧，传动轴(3)处于第一工位，传动轮(10)与第一级从动齿轮(8)通过第一离合结构(11)啮合，第二级从动齿轮(9)空转，第一级从动齿轮(8)带动传动轮(10)转动，传动轮(10)带动传动轴(3)转动，传动轴(3)驱动丝杆螺母顶升组件(2)收缩。
9.根据权利要求8所述的可变速电动千斤顶的工作方法，其特征在于，驱动单元(5)带动第一级主动齿轮(6)和第二级主动齿轮(7)正向转动的同时，驱动单元(5)带动行程限位装置的传动输入齿轮(25)转动，传动输入齿轮(25)通过双联齿轮组件带动齿圈(26)沿第一方向转动，当丝杆螺母顶升组件(2)运动到上行程终点时，第一金属针(27)与第一接近开关(29)抵接，丝杆螺母顶升组件(2)停止顶升；
驱动单元(5)带动第一级主动齿轮(6)和第二级主动齿轮(7)反向转动的同时，驱动单元(5)带动行程限位装置的传动输入齿轮(25)转动，传动输入齿轮(25)通过双联齿轮组件带动齿圈(26)沿第二方向转动，第二方向与第一方向的转动方向相反，当丝杆螺母顶升组件(2)运动到下行程终点时，第二金属针(28)与第二接近开关(30)抵接，丝杆螺母顶升组件(2)停止收缩。
10.根据权利要求8所述的可变速电动千斤顶的工作方法，其特征在于，驱动单元(5)带动第一级主动齿轮(6)和第二级主动齿轮(7)正向转动的同时，驱动单元(5)带动传动输入齿轮(25)转动，传动输入齿轮(25)带动传动齿轮(34)转动，传动齿轮(34)带动卷筒(38)转动，卷筒(38)带动薄膜卷带(35)沿第一方向运动，在发条弹簧(40)的作用下，发条弹簧盒(37)使薄膜卷带(35)一直处于紧绷状态，当丝杆螺母顶升组件(2)运动到上行程终点时，第一金属针(27)与第一接近开关(29)抵接，丝杆螺母顶升组件(2)停止顶升；
驱动单元(5)带动第一级主动齿轮(6)和第二级主动齿轮(7)反向转动的同时，驱动单元(5)带动传动输入齿轮(25)转动，传动输入齿轮(25)带动传动齿轮(34)转动，在发条弹簧(40)的作用下，发条弹簧盒(37)转动复位，发条弹簧盒(37)带动薄膜卷带(35)沿第二方向运动，并且发条弹簧盒(37)使薄膜卷带(35)一直处于紧绷状态，第二方向与第一方向的转动方向相反，当丝杆螺母顶升组件(2)运动到下行程终点时，第二金属针(28)与第二接近开关(30)抵接，丝杆螺母顶升组件(2)停止收缩。
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Denomination of invention: Variable speed electric jack and its working method Granted publication date: 20200331 Pledgee: Hangzhou High-tech Financing Guarantee Co.,Ltd. Pledgor: Henghong Intelligent Equipment Co.,Ltd. Registration number: Y2024330000259 |