CN110864061B - 一种弹簧蓄能式多级电动伸缩杆 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种弹簧蓄能式多级电动伸缩杆，其包括由多个伸缩筒相互嵌套的伸缩节构件、用于对外内嵌套的伸缩筒进行限位约束的锁止构件、用于驱动伸缩节构件伸长的弹簧蓄能构件以及用于控制弹簧蓄能构件释放弹性势能或者蓄积弹性势能的电动控制构件，伸缩节构件设置成可相互切换的伸长状态、缩短状态以及介于两个状态之间的中间状态且初始状态为缩短状态，电动控制构件控制弹簧蓄能构件完全释放弹性势能且促使伸缩节构件由缩短状态切换至伸长状态，电动控制构件控制弹簧蓄能构件蓄积弹性势能且促使伸缩节构件由伸长状态复位切换至缩短状态，电动控制构件可精准的控制弹簧蓄能构件弹性势能的释放量从而控制处于中间状态的伸缩节构件的伸长长度。

Description

一种弹簧蓄能式多级电动伸缩杆
技术领域
本发明涉及一种伸缩杆，具体涉及一种弹簧蓄能式多级电动伸缩杆。
背景技术
伸缩杆是机械领域中十分常见的机械结构之一，普通的伸缩杆包括多段相互嵌套的伸缩节构成，相邻嵌套的伸缩节之间构成滑动导向配合，通过伸缩节的向外伸出实现伸缩杆的伸长，通过伸缩节的向内缩回实现伸缩杆的缩短，驱动方式包括人工手动驱动，液压驱动或者利用步进电机进行驱动，目前，普通的伸缩杆通过一个锁止结构实现对伸缩杆进行限位约束，避免其在使用过程中收缩，这将导致无法便捷的控制伸缩杆的伸长长度，为了解决上述的难题，有必要提供一种结构巧妙、原理简单、操作使用便捷，可随时调节伸缩杆伸长长度并且能够保证自锁的弹簧蓄能式多级电动伸缩杆。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明的目的是提供一种结构巧妙、原理简单、操作使用便捷，可随时调节伸缩杆伸长长度并且能够保证自锁的弹簧蓄能式多级电动伸缩杆。
为实现上述技术目的，本发明所采用的技术方案如下。
一种弹簧蓄能式多级电动伸缩杆，其包括由多个伸缩筒相互嵌套的伸缩节构件、用于对外内嵌套的伸缩筒进行限位约束的锁止构件、用于驱动伸缩节构件伸长的弹簧蓄能构件以及用于控制弹簧蓄能构件释放弹性势能或者蓄积弹性势能的电动控制构件，伸缩节构件设置成可相互切换的伸长状态、缩短状态以及介于两个状态之间的中间状态并且初始状态为缩短状态，电动控制构件控制弹簧蓄能构件完全释放弹性势能并且促使伸缩节构件由缩短状态切换至伸长状态，电动控制构件控制弹簧蓄能构件蓄积弹性势能并且促使伸缩节构件由伸长状态复位切换至缩短状态，电动控制构件可精准的控制弹簧蓄能构件弹性势能的释放量从而控制处于中间状态的伸缩节构件的伸长长度；
伸缩筒为两端开口的矩形筒状结构，伸缩筒沿其伸长方向的一端为伸缩端、背离其伸长方向的一端为连接端，伸缩筒包括长度依次减小的第一伸缩筒、第二伸缩筒、第三伸缩筒以及第四伸缩筒，第二伸缩筒活动嵌套于第一伸缩筒内壁上并且可沿着第一伸缩筒的长度方向进行滑动伸缩，第三伸缩筒活动嵌套于第二伸缩筒内壁上并且可沿着第二伸缩筒的长度方向进行滑动伸缩，第四伸缩筒活动嵌套于第三伸缩筒内壁上并且可沿着第三伸缩筒的长度方向进行滑动伸缩，第四伸缩筒的伸缩端固定设置有顶部端盖，第一伸缩筒的连接端固定设置有底部端盖，缩短状态下的伸缩节构件，第一伸缩筒、第二伸缩筒、第三伸缩筒以及第四伸缩筒的伸缩端相齐平；
第一伸缩筒与第二伸缩筒构成的伸缩节中，第一伸缩筒为相对外筒并且第二伸缩筒为相对内筒；第二伸缩筒与第三伸缩筒构成的伸缩节中，第二伸缩筒为相对外筒并且第三伸缩筒为相对内筒；第三伸缩筒与第四伸缩筒构成的伸缩节中，第三伸缩筒为相对外筒并且第四伸缩筒为相对内筒，所述相对内筒靠近其连接端的外壁上设置有外置台阶，所述相对外筒靠近其伸缩端的内壁上设置有与外置台阶相适配的内置台阶，内置台阶与外置台阶相互配合用于对相对内筒的向外滑动进行限位约束。
作为本方案进一步的优化或者改进。
所述的锁止构件固定安装于相对内筒的连接端开口处并且由相对内筒向外伸出与相对外筒相配合实现锁止，锁止构件包括与相对内筒连接端开口处固定连接的安装盒且安装盒与外置台阶内外对应，安装盒包括开口指向相对内筒伸缩端的矩形盒体且矩形盒体的大小与相对内筒的开口大小一致，盒体相对侧面均开设有矩形滑槽且矩形滑槽贯穿至盒体的上端面，滑槽设置有四个并且两两对应，滑槽内设置有与其匹配的矩形滑块，对应布置的两滑块可沿着滑槽相互靠近滑动/相互远离滑动，对应布置的滑块相互远离一端面固定设置有由滑槽开口向外延伸的锁止块，锁止块的延伸端设置成斜面，对应布置的两锁止块上的斜面之间的距离沿相对内筒的连接端指向伸缩端逐渐减小，所述盒体的开口处设置有与其匹配的盒盖；
所述相对内筒连接端处开设有与锁止块一一对应的矩形通孔，相对内筒的内部上设置有锯齿状台阶且锯齿状台阶沿相对内筒的长度方向布置，锯齿状台阶设置有四个并且锯齿状台阶与锁止块一一匹配，锯齿状台阶由交替布置的水平台与倾斜台构成，水平台朝向相对内筒的伸缩端布置、倾斜台用于衔接相邻的两水平台，锁止块由矩形通孔向外伸出并且与锯齿状台阶的水平台相配合，锁止块靠近相对内筒连接端一端面搭衬于锯齿状台阶的水平台上实现对相对内筒回缩运动进行约束，伸缩节构件伸长过程中，锁止块与锯齿状台阶弹性抵触并且可沿着锯齿状台阶由相对内筒的连接端指向相对外筒的伸缩端单向滑动，当相对内筒完全伸出于相对外筒时，锁止块与锯齿状台阶靠近相对内筒伸缩端一端相配合，当相对内筒完全缩回于相对外筒时，锁止块与锯齿状台阶靠近相对内筒连接端一端相配合。
作为本方案进一步的优化或者改进。
伸缩节构件伸长时，滑块将受到弹簧蓄能构件的推力作用沿着滑槽的开口向外滑动并且使锁止块与锯齿状台阶弹性抵触实现锁止块与锯齿状台阶的配合，伸缩节构件缩短时，滑块将受到弹簧蓄能构件的拉力作用沿着滑槽的开口向内滑动并且使锁止块与锯齿状台阶相脱离实现锁止块与锯齿状台阶的配合解除。
作为本方案进一步的优化或者改进。
所述第一伸缩筒内设置有固定块且固定块位于第一伸缩筒沿长度方向的中部位置，弹簧蓄能构件包括两端开口布置的中空收纳筒，收纳筒的轴向平行于伸缩筒的长度方向并且并列设置有两个，收纳筒包括与盒体相配合的浮动收纳筒、与固定块固定固定收纳筒，初始状态收纳筒靠近伸缩筒伸缩端一端与相邻的盒体的底部相抵触，所述盒体靠近伸缩筒伸缩端一端面上开设有平行于伸缩筒轴向的圆形安装槽，安装槽位于同侧的滑槽中间，安装槽设置有两个并且与浮动收纳筒一一对应，浮动收纳筒的外圆面上同轴固定套设有环形的外置凸台且外置凸台的直径与安装槽的直径相等，浮动收纳筒活动穿过盒盖插接于安装槽内并且外置凸台与安装槽沿平行于伸缩筒的轴向方向构成滑动导向配合，外置凸台可在安装槽内沿着其槽深方向进行上下浮动；
所述滑块上开设有贯穿的触发斜槽且贯穿方向平行于同侧的两滑槽的间距方向，异侧的滑块上的触发斜槽之间的距离沿伸缩筒的连接端指向伸缩端方向逐渐减小，外置凸台上固定设置有沿其径向向外延伸的触发柱，触发柱设置有两个并且沿外置凸台的轴向对称布置，触发柱由安装槽活动穿出至滑槽内并且插接于触发斜槽内，触发柱与触发斜槽相适配并且构成滑动导向配合，浮动收纳筒的外部活动套设有浮动弹簧，浮动弹簧的一端与外置凸台抵触、另一端与安装槽的槽底抵触并且浮动弹簧的弹力始终由安装槽的槽底指向外置凸台。
作为本方案进一步的优化或者改进。
所述的弹簧蓄能构件还包括设置于相邻两安装盒之间以及相邻的安装盒与固定块之间的驱动弹簧，驱动弹簧初始状态下受约束置于对应的浮动收纳筒与固定收纳筒内，其中置于固定收纳筒内的驱动弹簧的一端与固定块抵触、另一端与相邻盒体的底部抵触并且驱动弹簧的弹力始终由固定块指向相邻盒体，其中置于浮动收纳筒内的驱动弹簧的一端与安装槽的槽底抵触、另一端与相邻盒体的底部抵触并且驱动弹簧的弹力始终由安装槽的槽底指向相邻盒体。
作为本方案进一步的优化或者改进。
安装槽的槽底开设有贯穿的扁孔，固定块上开设有贯穿的扁孔，弹簧蓄能构件还包括活动穿设于扁孔内的并且可收放的钢带，钢带并列设置有两个，钢带一端经过扁孔穿过固定收纳筒、三个浮动收纳筒并且该端固定设置有下压块，下压块与远离固定收纳筒的浮动收纳筒固定连接、钢带的另一端可收放布置，驱动弹簧套接于钢带上并且由钢带进行内支撑；
所述固定块靠近第一伸缩筒连接端一端面固定设置有安装箱一，安装箱一内转动设置有用于缠绕钢带的滚筒，滚筒的轴向垂直于第一伸缩筒的长度方向，滚筒设置有两个并且与钢带一一对应，安装箱一上转动设置有轴向平行于滚筒轴向的导轮且导轮靠近固定块布置，导轮设置有两个并且与滚筒一一对应，钢带的另一端活动穿入至安装箱一内、绕接于导轮的相对外侧而后与对应的滚筒的外圆面固定连接。
作为本方案进一步的优化或者改进。
所述的电动控制构件包括安装箱二，安装箱二与安装箱一背离固定块一端固定连接，安装箱二与安装箱一的侧面之间转动设置有轴向平行于伸缩筒长度方向的蜗杆，其中一滚筒的滚筒轴的驱动端活动穿出安装箱一的一侧外部并且该端同轴固定套设有与蜗杆相啮合的涡轮，该滚筒滚筒轴的输出端活动穿出至安装箱一的另一侧外部并且该端同轴固定套设有主动同步齿轮，另一滚筒滚筒轴的驱动端活动穿出至安装箱一的另一侧外部并且该端同轴固定套设有同步从动齿轮，同步主动齿轮与同步从动齿轮相啮合并且两者直径相等，所述安装箱二的外部固定设置有步进电机，步进电机输出轴轴向平行于蜗杆的轴向并且该输出轴延伸至安装箱二内，步进电机输出轴上同轴固定套设有减速主动齿轮，蜗杆的驱动端延伸至安装箱二内部并且该端同轴固定套设有减速从动齿轮，减速主动齿轮与减速从动齿轮相啮合并且减速主动齿轮的直径小于减速从动齿轮的直径。
本发明与现有技术相比的有益效果在于结构巧妙、原理简单、操作使用便捷，其通过弹簧蓄能驱动伸缩节向外伸长，弹簧内部穿设有钢带，通过驱动钢带放出或者收回实现弹簧的伸长与压缩，弹簧伸长时，伸缩杆伸长，弹簧压缩时，伸缩杆缩短，方便对伸缩杆伸长长度的控制，并且由锁止构件对多个伸缩节进行限位约束，避免伸缩杆在使用过程中收缩。
附图说明
图1为本发明缩短状态的结构示意图。
图2为本发明伸长状态的结构示意图。
图3为本发明的内部结构示意图。
图4为伸缩节构件的结构示意图。
图5为伸缩筒之间的配合图。
图6为伸缩筒的结构示意图。
图7为伸缩筒与锁止构件的配合图。
图8为伸缩筒与锁止构件的配合图。
图9为锁止构件的结构示意图。
图10为锁止构件的内部结构示意图。
图11为锁止构件与伸缩筒的配合图。
图12为弹簧蓄能构件与锁止构件的配合图。
图13为弹簧蓄能构件弹性势能完全释放的结构示意图。
图14为弹簧蓄能构件与第一伸缩筒的配合图。
图15为弹簧蓄能构件与锁止构件的配合图。
图16为弹簧蓄能构件与锁止构件的配合图。
图17为弹簧蓄能构件与锁止构件的配合图。
图18为弹簧蓄能构件的局部结构示意图。
图19为弹簧蓄能构件的局部结构示意图。
图20为电动控制构件与弹簧蓄能构件的配合图。
图21为电动控制构件与弹簧蓄能构件的配合图。
图中标示为：
100、伸缩节构件；101、第一伸缩筒；102、第二伸缩筒；103、第三伸缩筒；104、第四伸缩筒；105、顶部端盖；106、底部端盖；107a、相对内筒；107b、相对外筒；108、内置台阶；109、外置台阶；110、锯齿台阶；111、矩形通孔；120、固定块；
200、锁止构件；201、盒体；202、盒盖；203、滑槽；204、滑块；205、锁止块；206、斜面；207、触发斜槽；208、安装槽；209、扁孔；
300、弹簧蓄能构件；301、收纳筒；302、外置凸台；303、驱动弹簧；304、浮动弹簧；305、触发柱；306、钢带；307、下压块；308、安装箱一；309、导轮；310、滚筒；
400、电动控制构件；401、安装箱二；402、步进电机；403、蜗杆；404、涡轮；405、同步主动齿轮；406、同步从动齿轮；407、减速主动齿轮；408、减速从动齿轮。
具体实施方式
参见图1-21，一种弹簧蓄能式多级电动伸缩杆，其包括由多个伸缩筒相互嵌套的伸缩节构件100、用于对外内嵌套的伸缩筒进行限位约束的锁止构件200、用于驱动伸缩节构件100伸长的弹簧蓄能构件300以及用于控制弹簧蓄能构件300释放弹性势能或者蓄积弹性势能的电动控制构件400，伸缩节构件100设置成可相互切换的伸长状态、缩短状态以及介于两个状态之间的中间状态并且初始状态为缩短状态，电动控制构件400控制弹簧蓄能构件300完全释放弹性势能并且促使伸缩节构件100由缩短状态切换至伸长状态，电动控制构件400控制弹簧蓄能构件300蓄积弹性势能并且促使伸缩节构件100由伸长状态复位切换至缩短状态，电动控制构件400可精准的控制弹簧蓄能构件300弹性势能的释放量从而控制处于中间状态的伸缩节构件100的伸长长度。
具体的，伸缩筒为两端开口的矩形筒状结构，伸缩筒沿其伸长方向的一端为伸缩端、背离其伸长方向的一端为连接端，伸缩筒包括长度依次减小的第一伸缩筒101、第二伸缩筒102、第三伸缩筒103以及第四伸缩筒10，第二伸缩筒102活动嵌套于第一伸缩筒101内壁上并且可沿着第一伸缩筒101的长度方向进行滑动伸缩，第三伸缩筒103活动嵌套于第二伸缩筒102内壁上并且可沿着第二伸缩筒102的长度方向进行滑动伸缩，第四伸缩筒104活动嵌套于第三伸缩筒103内壁上并且可沿着第三伸缩筒103的长度方向进行滑动伸缩，第四伸缩筒104的伸缩端固定设置有顶部端盖105，第一伸缩筒101的连接端固定设置有底部端盖106，缩短状态下的伸缩节构件100，第一伸缩筒101、第二伸缩筒102、第三伸缩筒103以及第四伸缩筒104的伸缩端相齐平。
更为具体的，第一伸缩筒101与第二伸缩筒102构成的伸缩节中，第一伸缩筒101为相对外筒107b并且第二伸缩筒102为相对内筒107a；第二伸缩筒102与第三伸缩筒103构成的伸缩节中，第二伸缩筒102为相对外筒107b并且第三伸缩筒103为相对内筒107a；第三伸缩筒103与第四伸缩筒104构成的伸缩节中，第三伸缩筒103为相对外筒107b并且第四伸缩筒104为相对内筒107a，为了避免构成伸缩节的两伸缩筒相互脱落，所述相对内筒107a靠近其连接端的外壁上设置有外置台阶109，所述相对外筒107b靠近其伸缩端的内壁上设置有与外置台阶109相适配的内置台阶108，内置台阶108与外置台阶109相互配合用于对相对内筒107a的向外滑动进行限位约束。
伸缩节构件100在工作过程中，由缩短状态切换伸长状态，具体表现为，电动控制构件400控制弹簧蓄能构件300完全释放弹性势能，弹簧蓄能构件300将促使相对内筒107a沿着相对外筒107b向外滑动，直至相对外筒107b上的外置台阶109与相对外筒107a上的内置台阶108相抵触，相对内筒107a完全伸出并且伸缩节构件100切换至伸长状态，在此过程中，电动控制构件400控制弹簧蓄能构件300进行定量释放弹性势能，弹簧蓄能构件300定量释放弹性并且促使相对内筒107a沿着相对外筒107b向外进行定长滑动，使伸缩节构件100切换至中间状态；由伸长状态切换至缩短状态，具体表现为，电动控制构件400控制弹簧蓄能构件300蓄积弹性势能，弹簧蓄能构件300将促使相对内筒107a朝向相对外筒107b内滑动，直至相对内筒107a的伸缩端与相对外筒107b的伸缩端相齐平，相对内筒107a完全缩回并且伸缩节构件100切换至缩短状态，在上述的伸缩节构件100处于中间状态或者伸长状态时，由锁止构件200对相对内筒107a与相对外筒107b进行限位约束，避免伸缩节构件100回缩，影响正常使用；在上述的伸缩节构件100由伸长状态切换至缩短状态的过程中，首先使锁止构件200解除对相对内筒107a与相对外筒107b之间的约束，而后，再驱动伸缩节构件100切换至缩短状态。
所述的锁止构件200固定安装于相对内筒107a的连接端开口处并且由相对内筒107a向外伸出与相对外筒107b相配合实现锁止，锁止构件200包括与相对内筒107a连接端开口处固定连接的安装盒且安装盒与外置台阶109内外对应，安装盒包括开口指向相对内筒107a伸缩端的矩形盒体201且矩形盒体201的大小与相对内筒107a的开口大小一致，盒体201相对侧面均开设有矩形滑槽203且矩形滑槽203贯穿至盒体201的上端面，滑槽203设置有四个并且两两对应，滑槽203内设置有与其匹配的矩形滑块204，对应布置的两滑块204可沿着滑槽203相互靠近滑动/相互远离滑动，对应布置的滑块204相互远离一端面固定设置有由滑槽203开口向外延伸的锁止块205，锁止块205的延伸端设置成斜面206，对应布置的两锁止块205上的斜面206之间的距离沿相对内筒107a的连接端指向伸缩端逐渐减小，为了避免滑块204与滑槽203之间的脱落，所述盒体201的开口处设置有与其匹配的盒盖202，通过锁止块205与相对外筒107b配合实现限位锁止。
具体的，为了便于锁止块205与相对外筒107b进行配合，所述相对内筒107a连接端处开设有与锁止块205一一对应的矩形通孔111，相对内筒107a的内部上设置有锯齿状台阶110且锯齿状台阶110沿相对内筒107a的长度方向布置，锯齿状台阶110设置有四个并且锯齿状台阶110与锁止块205一一匹配，锯齿状台阶110由交替布置的水平台与倾斜台构成，水平台朝向相对内筒107a的伸缩端布置、倾斜台用于衔接相邻的两水平台，锁止块205由矩形通孔111向外伸出并且与锯齿状台阶110的水平台相配合，锁止块205靠近相对内筒107a连接端一端面搭衬于锯齿状台阶110的水平台上实现对相对内筒107a回缩运动进行约束，伸缩节构件100伸长过程中，锁止块205与锯齿状台阶110弹性抵触并且可沿着锯齿状台阶110由相对内筒107a的连接端指向相对外筒107b的伸缩端单向滑动，当相对内筒107a完全伸出于相对外筒107b时，锁止块205与锯齿状台阶110靠近相对内筒107a伸缩端一端相配合，当相对内筒107a完全缩回于相对外筒107b时，锁止块205与锯齿状台阶110靠近相对内筒107连接端一端相配合。
更为具体的，为了能够保证在伸缩节构件100伸长过程中，锁止块205始终与锯齿状台阶110相配合，同时，保证在伸缩节构件100缩短过程中，锁止块205与锯齿状台阶110解除配合，为此，伸缩节构件100伸长时，滑块204将受到弹簧蓄能构件300的推力作用沿着滑槽203的开口向外滑动并且使锁止块205与锯齿状台阶110弹性抵触实现锁止块205与锯齿状台阶110的配合，伸缩节构件100缩短时，滑块204将受到弹簧蓄能构件300的拉力作用沿着滑槽203的开口向内滑动并且使锁止块205与锯齿状台阶110相脱离实现锁止块205与锯齿状台阶110的配合解除。
锁止构件200在工作过程中，伸缩节构件100的伸长过程中，锁止块205受到弹簧蓄能构件300的推力作用，锁止块205始终与锯齿状台阶110相配合，锁止块205与锯齿状台阶110相配合可在任意位置对相对内筒107a与相对外筒107b进行限位固定实现锁止；当需要使伸缩节构件100缩短切换至缩短状态时，锁止块205受到弹簧蓄能构件300的拉力作用，锁止块205与锯齿状台阶110的配合解除，相对内筒107a可滑动回缩至相对外筒107b内。
为了便于弹簧蓄能构件300的安装设置，所述第一伸缩筒101内设置有固定块120且固定块120位于第一伸缩筒101沿长度方向的中部位置，弹簧蓄能构件300包括两端开口布置的中空收纳筒301，收纳筒301的轴向平行于伸缩筒的长度方向并且并列设置有两个，收纳筒301包括与盒体201相配合的浮动收纳筒、与固定块120固定固定收纳筒，初始状态收纳筒301靠近伸缩筒伸缩端一端与相邻的盒体201的底部相抵触，为了便于浮动收纳筒与安装盒的配合，所述盒体201靠近伸缩筒伸缩端一端面上开设有平行于伸缩筒轴向的圆形安装槽208，安装槽208位于同侧的滑槽203中间，安装槽208设置有两个并且与浮动收纳筒一一对应，浮动收纳筒的外圆面上同轴固定套设有环形的外置凸台302且外置凸台302的直径与安装槽208的直径相等，浮动收纳筒活动穿过盒盖202插接于安装槽208内并且外置凸台302与安装槽208沿平行于伸缩筒的轴向方向构成滑动导向配合，外置凸台302可在安装槽208内沿着其槽深方向进行上下浮动。
具体的，为了能够在伸缩节构件100伸长时，对锁止块205施加推力，在伸缩节构件100缩短时，对锁止块205施加拉力，所述滑块204上开设有贯穿的触发斜槽207且贯穿方向平行于同侧的两滑槽203的间距方向，异侧的滑块204上的触发斜槽207之间的距离沿伸缩筒的连接端指向伸缩端方向逐渐减小，外置凸台302上固定设置有沿其径向向外延伸的触发柱305，触发柱305设置有两个并且沿外置凸台302的轴向对称布置，触发柱305由安装槽208活动穿出至滑槽203内并且插接于触发斜槽207内，触发柱305与触发斜槽207相适配并且构成滑动导向配合，浮动收纳筒301的外部活动套设有浮动弹簧304，浮动弹簧304的一端与外置凸台302抵触、另一端与安装槽208的槽底抵触并且浮动弹簧304的弹力始终由安装槽208的槽底指向外置凸台302，其意义在于，浮动弹簧304使浮动收纳筒朝向安装槽208的外部浮动，触发柱305与触发斜槽207的配合给锁止块205施加弹性推力，使锁止块205与锯齿状台阶110相配合，满足伸缩节构件100的伸长过程中的锁止作用；通过克服浮动弹簧304的弹力作用，使外置凸台302靠近安装槽208的槽底浮动，触发柱305与触发斜槽207的配合将迫使滑块204朝向滑槽203内滑动，以此给锁止块205施加拉力，使锁止块205与锯齿状台阶110的配合解除，使伸缩节构件100能够正常缩短。
更为具体的，为了能够驱动相对内筒107a沿着相对外筒107b向外滑动，所述的弹簧蓄能构件300还包括设置于相邻两安装盒之间以及相邻的安装盒与固定块120之间的驱动弹簧303，驱动弹簧303初始状态下受约束置于对应的浮动收纳筒与固定收纳筒内，其中置于固定收纳筒内的驱动弹簧303的一端与固定块120抵触、另一端与相邻盒体201的底部抵触并且驱动弹簧303的弹力始终由固定块120指向相邻盒体201，其中置于浮动收纳筒内的驱动弹簧303的一端与安装槽208的槽底抵触、另一端与相邻盒体201的底部抵触并且驱动弹簧303的弹力始终由安装槽208的槽底指向相邻盒体201，通过解除对驱动弹簧303的约束，使驱动弹簧303的弹性势能释放并且驱动相对内筒107a朝向相对外筒107b外部滑动。
更为具体的，为了便于控制驱动弹簧303弹性势能的释放量，从而控制相对内筒107a朝向相对外筒107b外部滑动长度，进而使伸缩节构件100进行定长伸长，为此，安装槽208的槽底开设有贯穿的扁孔209，固定块120上开设有贯穿的扁孔209，弹簧蓄能构件300还包括活动穿设于扁孔209内的并且可收放的钢带306，钢带209并列设置有两个，钢带306一端经过扁孔209穿过固定收纳筒、三个浮动收纳筒并且该端固定设置有下压块307，下压块307与远离固定收纳筒的浮动收纳筒固定连接、钢带306的另一端可收放布置，驱动弹簧303套接于钢带306上并且由钢带306进行内支撑，通过钢带306的放出，使驱动弹簧303的弹性势能释放并且通过钢带306的放出量控制驱动弹簧303弹性势能的释放量，使伸缩节构件100进行定长伸长；通过钢带306的收回，使驱动弹簧303压缩蓄积弹性势能，使伸缩节构件100进行缩短。
更为具体的，为了便于对钢带306的收放，所述固定块120靠近第一伸缩筒101连接端一端面固定设置有安装箱一308，安装箱一308内转动设置有用于缠绕钢带306的滚筒310，滚筒310的轴向垂直于第一伸缩筒101的长度方向，滚筒310设置有两个并且与钢带306一一对应，安装箱一308上转动设置有轴向平行于滚筒310轴向的导轮309且导轮309靠近固定块120布置，导轮309设置有两个并且与滚筒310一一对应，钢带306的另一端活动穿入至安装箱一308内、绕接于导轮309的相对外侧而后与对应的滚筒310的外圆面固定连接，通过驱动滚筒310的转动，实现钢带306的收放。
弹簧蓄能构件300驱动伸缩节构件100进行伸长时，具体为，转动滚筒310使钢带306逐渐放出，钢带306将逐渐解除对驱动弹簧303的约束，驱动弹簧303的弹性势能将释放并且推动相对内筒107a沿着相对外筒107b向外滑动，即第二伸缩筒102沿着第一伸缩筒101向外滑动、第三伸缩筒103沿着第二伸缩筒102向外滑动、第四伸缩筒104沿着第三伸缩筒103向外滑动并且三者同步进行，锁止块205与锯齿状台阶110相配合使相对内筒107a与相对外筒107b之间进行限位固定实现锁止，并且控制钢带306的放出量控制驱动弹簧303弹性势能的释放量，使伸缩节构件100进行定长伸长，伸缩节构件100将切换至中间状态/伸长状态，该过程中为三对相对内筒107a与相对外筒107b同步伸长。
弹簧蓄能构件300驱动伸缩节构件100进行缩短时，具体为，反向转动滚筒310使钢带306逐渐收回，钢带306将拉动下压块307朝向伸缩筒的连接端的方向进行运动，下压块307的下压将使第四伸缩筒104与第三伸缩筒103之间的锁止构件200解除对两者的限位约束，第四伸缩筒104朝向第三伸缩筒103内滑动，直至第四伸缩筒104完全回缩至第三伸缩筒103内，此时，第四伸缩筒104内的盒体201将对第三伸缩筒103内的浮动收纳筒进行下压并且第三伸缩筒103与第二伸缩筒之间的锁止构件200解除对两者的限位约束，第三伸缩筒103朝向第二伸缩筒102内滑动，直至第三伸缩筒103完全回缩至第二伸缩筒102内，此时，第三伸缩筒103内的盒体201将对第二伸缩筒102内的浮动收纳筒进行下压并且使第二伸缩筒102与第一伸缩筒101之间的锁止构件200解除对两者的限位约束，第二伸缩筒102朝向第一伸缩筒102内滑动，直至第二伸缩筒102完全回缩至第一伸缩筒101内，伸缩节构件100将切换至缩短状态，该过程中三对相对内筒107a与相对外筒107b逐一缩短。
为了便于定量的控制钢带306的放出，所述的电动控制构件400包括安装箱二401，安装箱二401与安装箱一308背离固定块120一端固定连接，安装箱二401与安装箱一308的侧面之间转动设置有轴向平行于伸缩筒长度方向的蜗杆403，其中一滚筒310的滚筒轴的驱动端活动穿出安装箱一308的一侧外部并且该端同轴固定套设有与蜗杆403相啮合的涡轮404，该滚筒310滚筒轴的输出端活动穿出至安装箱一308的另一侧外部并且该端同轴固定套设有主动同步齿轮405，另一滚筒310滚筒轴的驱动端活动穿出至安装箱一308的另一侧外部并且该端同轴固定套设有同步从动齿轮406，同步主动齿轮405与同步从动齿轮406相啮合并且两者直径相等，为了能够驱动蜗杆403进行转动，所述安装箱二401的外部固定设置有步进电机402，步进电机402输出轴轴向平行于蜗杆403的轴向并且该输出轴延伸至安装箱二401内，步进电机402输出轴上同轴固定套设有减速主动齿轮407，蜗杆403的驱动端延伸至安装箱二401内部并且该端同轴固定套设有减速从动齿轮408，减速主动齿轮407与减速从动齿轮408相啮合并且减速主动齿轮407的直径小于减速从动齿轮408的直径。
电动控制构件400在工作过程中，启动步进电机402，减速主动齿轮407与减速从动齿轮408相配合将步进电机402输出轴上的动力传递至蜗杆403上并且带动蜗杆403绕自身轴向进行转动，蜗杆403将带动涡轮404进行转动，同步主动齿轮405与同步从动齿轮406相配合将使两滚筒310同步反向转动，使滚筒310对钢带306进行同步放出或者收回，同时，通过控制器对步进电机402进行控制，能够实现钢带306的定长放出，从而使伸缩节构件100进行定长伸长。

Claims (4)

1.一种弹簧蓄能式多级电动伸缩杆，其特征在于：其包括由多个伸缩筒相互嵌套的伸缩节构件、用于对外内嵌套的伸缩筒进行限位约束的锁止构件、用于驱动伸缩节构件伸长的弹簧蓄能构件以及用于控制弹簧蓄能构件释放弹性势能或者蓄积弹性势能的电动控制构件，伸缩节构件设置成可相互切换的伸长状态、缩短状态以及介于两个状态之间的中间状态并且初始状态为缩短状态，电动控制构件控制弹簧蓄能构件完全释放弹性势能并且促使伸缩节构件由缩短状态切换至伸长状态，电动控制构件控制弹簧蓄能构件蓄积弹性势能并且促使伸缩节构件由伸长状态复位切换至缩短状态，电动控制构件可精准的控制弹簧蓄能构件弹性势能的释放量从而控制处于中间状态的伸缩节构件的伸长长度；
伸缩筒为两端开口的矩形筒状结构，伸缩筒沿其伸长方向的一端为伸缩端、背离其伸长方向的一端为连接端，伸缩筒包括长度依次减小的第一伸缩筒、第二伸缩筒、第三伸缩筒以及第四伸缩筒，第二伸缩筒活动嵌套于第一伸缩筒内壁上并且可沿着第一伸缩筒的长度方向进行滑动伸缩，第三伸缩筒活动嵌套于第二伸缩筒内壁上并且可沿着第二伸缩筒的长度方向进行滑动伸缩，第四伸缩筒活动嵌套于第三伸缩筒内壁上并且可沿着第三伸缩筒的长度方向进行滑动伸缩，第四伸缩筒的伸缩端固定设置有顶部端盖，第一伸缩筒的连接端固定设置有底部端盖，缩短状态下的伸缩节构件，第一伸缩筒、第二伸缩筒、第三伸缩筒以及第四伸缩筒的伸缩端相齐平；
第一伸缩筒与第二伸缩筒构成的伸缩节中，第一伸缩筒为相对外筒并且第二伸缩筒为相对内筒；第二伸缩筒与第三伸缩筒构成的伸缩节中，第二伸缩筒为相对外筒并且第三伸缩筒为相对内筒；第三伸缩筒与第四伸缩筒构成的伸缩节中，第三伸缩筒为相对外筒并且第四伸缩筒为相对内筒，所述相对内筒靠近其连接端的外壁上设置有外置台阶，所述相对外筒靠近其伸缩端的内壁上设置有与外置台阶相适配的内置台阶，内置台阶与外置台阶相互配合用于对相对内筒的向外滑动进行限位约束；
所述的锁止构件固定安装于相对内筒的连接端开口处并且由相对内筒向外伸出与相对外筒相配合实现锁止，锁止构件包括与相对内筒连接端开口处固定连接的安装盒且安装盒与外置台阶内外对应，安装盒包括开口指向相对内筒伸缩端的矩形盒体且矩形盒体的大小与相对内筒的开口大小一致，盒体相对侧面均开设有矩形滑槽且矩形滑槽贯穿至盒体的上端面，滑槽设置有四个并且两两对应，滑槽内设置有与其匹配的矩形滑块，对应布置的两滑块可沿着滑槽相互靠近滑动/相互远离滑动，对应布置的滑块相互远离一端面固定设置有由滑槽开口向外延伸的锁止块，锁止块的延伸端设置成斜面，对应布置的两锁止块上的斜面之间的距离沿相对内筒的连接端指向伸缩端逐渐减小，所述盒体的开口处设置有与其匹配的盒盖；
所述相对内筒连接端处开设有与锁止块一一对应的矩形通孔，相对内筒的内部上设置有锯齿状台阶且锯齿状台阶沿相对内筒的长度方向布置，锯齿状台阶设置有四个并且锯齿状台阶与锁止块一一匹配，锯齿状台阶由交替布置的水平台与倾斜台构成，水平台朝向相对内筒的伸缩端布置、倾斜台用于衔接相邻的两水平台，锁止块由矩形通孔向外伸出并且与锯齿状台阶的水平台相配合，锁止块靠近相对内筒连接端一端面搭衬于锯齿状台阶的水平台上实现对相对内筒回缩运动进行约束，伸缩节构件伸长过程中，锁止块与锯齿状台阶弹性抵触并且可沿着锯齿状台阶由相对内筒的连接端指向相对外筒的伸缩端单向滑动，当相对内筒完全伸出于相对外筒时，锁止块与锯齿状台阶靠近相对内筒伸缩端一端相配合，当相对内筒完全缩回于相对外筒时，锁止块与锯齿状台阶靠近相对内筒连接端一端相配合；
伸缩节构件伸长时，滑块将受到弹簧蓄能构件的推力作用沿着滑槽的开口向外滑动并且使锁止块与锯齿状台阶弹性抵触实现锁止块与锯齿状台阶的配合，伸缩节构件缩短时，滑块将受到弹簧蓄能构件的拉力作用沿着滑槽的开口向内滑动并且使锁止块与锯齿状台阶相脱离实现锁止块与锯齿状台阶的配合解除；
所述第一伸缩筒内设置有固定块且固定块位于第一伸缩筒沿长度方向的中部位置，弹簧蓄能构件包括两端开口布置的中空收纳筒，收纳筒的轴向平行于伸缩筒的长度方向并且并列设置有两个，收纳筒包括与盒体相配合的浮动收纳筒、与固定块固定固定收纳筒，初始状态收纳筒靠近伸缩筒伸缩端一端与相邻的盒体的底部相抵触，所述盒体靠近伸缩筒伸缩端一端面上开设有平行于伸缩筒轴向的圆形安装槽，安装槽位于同侧的滑槽中间，安装槽设置有两个并且与浮动收纳筒一一对应，浮动收纳筒的外圆面上同轴固定套设有环形的外置凸台且外置凸台的直径与安装槽的直径相等，浮动收纳筒活动穿过盒盖插接于安装槽内并且外置凸台与安装槽沿平行于伸缩筒的轴向方向构成滑动导向配合，外置凸台可在安装槽内沿着其槽深方向进行上下浮动；
所述滑块上开设有贯穿的触发斜槽且贯穿方向平行于同侧的两滑槽的间距方向，异侧的滑块上的触发斜槽之间的距离沿伸缩筒的连接端指向伸缩端方向逐渐减小，外置凸台上固定设置有沿其径向向外延伸的触发柱，触发柱设置有两个并且沿外置凸台的轴向对称布置，触发柱由安装槽活动穿出至滑槽内并且插接于触发斜槽内，触发柱与触发斜槽相适配并且构成滑动导向配合，浮动收纳筒的外部活动套设有浮动弹簧，浮动弹簧的一端与外置凸台抵触、另一端与安装槽的槽底抵触并且浮动弹簧的弹力始终由安装槽的槽底指向外置凸台。
2.根据权利要求1所述的一种弹簧蓄能式多级电动伸缩杆，其特征在于：所述的弹簧蓄能构件还包括设置于相邻两安装盒之间以及相邻的安装盒与固定块之间的驱动弹簧，驱动弹簧初始状态下受约束置于对应的浮动收纳筒与固定收纳筒内，其中置于固定收纳筒内的驱动弹簧的一端与固定块抵触、另一端与相邻盒体的底部抵触并且驱动弹簧的弹力始终由固定块指向相邻盒体，其中置于浮动收纳筒内的驱动弹簧的一端与安装槽的槽底抵触、另一端与相邻盒体的底部抵触并且驱动弹簧的弹力始终由安装槽的槽底指向相邻盒体。
3.根据权利要求2所述的一种弹簧蓄能式多级电动伸缩杆，其特征在于：安装槽的槽底开设有贯穿的扁孔，固定块上开设有贯穿的扁孔，弹簧蓄能构件还包括活动穿设于扁孔内的并且可收放的钢带，钢带并列设置有两个，钢带一端经过扁孔穿过固定收纳筒、三个浮动收纳筒并且该端固定设置有下压块，下压块与远离固定收纳筒的浮动收纳筒固定连接、钢带的另一端可收放布置，驱动弹簧套接于钢带上并且由钢带进行内支撑；
所述固定块靠近第一伸缩筒连接端一端面固定设置有安装箱一，安装箱一内转动设置有用于缠绕钢带的滚筒，滚筒的轴向垂直于第一伸缩筒的长度方向，滚筒设置有两个并且与钢带一一对应，安装箱一上转动设置有轴向平行于滚筒轴向的导轮且导轮靠近固定块布置，导轮设置有两个并且与滚筒一一对应，钢带的另一端活动穿入至安装箱一内、绕接于导轮的相对外侧而后与对应的滚筒的外圆面固定连接。
4.根据权利要求3所述的一种弹簧蓄能式多级电动伸缩杆，其特征在于：所述的电动控制构件包括安装箱二，安装箱二与安装箱一背离固定块一端固定连接，安装箱二与安装箱一的侧面之间转动设置有轴向平行于伸缩筒长度方向的蜗杆，其中一滚筒的滚筒轴的驱动端活动穿出安装箱一的一侧外部并且该端同轴固定套设有与蜗杆相啮合的涡轮，该滚筒滚筒轴的输出端活动穿出至安装箱一的另一侧外部并且该端同轴固定套设有主动同步齿轮，另一滚筒滚筒轴的驱动端活动穿出至安装箱一的另一侧外部并且该端同轴固定套设有同步从动齿轮，同步主动齿轮与同步从动齿轮相啮合并且两者直径相等，所述安装箱二的外部固定设置有步进电机，步进电机输出轴轴向平行于蜗杆的轴向并且该输出轴延伸至安装箱二内，步进电机输出轴上同轴固定套设有减速主动齿轮，蜗杆的驱动端延伸至安装箱二内部并且该端同轴固定套设有减速从动齿轮，减速主动齿轮与减速从动齿轮相啮合并且减速主动齿轮的直径小于减速从动齿轮的直径。
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