CN112524559B - 伸缩杆式同向旋转输出机构及照明装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种同向旋转输出机械结构，具体是伸缩杆式同向旋转输出机构及照明装置，旨在解决现有同向旋转输出机构费时费力、传动效率低且使用不方便的技术问题。采用如下技术方案：伸缩杆式同向旋转输出机构设有内筒、外筒、驱动组件和换向组件，内筒和外筒形成伸缩杆结构，驱动组件为旋转提供动力，换向组件用以保证旋转的同向性，使用时通过内筒和外筒的相对伸缩即可实现输出端的同向旋转，传动效率较高，省时省力，操作简单，使用方便；照明装置装有上述伸缩杆式同向旋转输出机构，且配置有照明组件，照明组件包括安装杆，安装杆上装有永磁体，伸缩杆式同向旋转输出机构为永磁铁提供单向的旋转，从而发电照明。

Description

伸缩杆式同向旋转输出机构及照明装置

技术领域

本发明涉及一种同向旋转输出机械结构，具体是伸缩杆式同向旋转输出机构及照明装置。

背景技术

同向旋转输出机构，即以同向旋转作为输出类型的机械机构。这种结构在很多领域内皆会用到。例如，手动发电的照明装置，通过同向旋转输出机构与定子或转子相连，为定子或转子不断输出一个同向旋转扭矩，使导体在磁场中做切割磁感线的运动从而产生电流，进而发电照明。现有同向旋转输出机构（如手摇加齿轮组式）传动效率较低，费时费力，并且操作不够方便。

发明内容

本发明为解决现有同向旋转输出机构费时费力、传动效率低且使用不方便的技术问题，提供一种伸缩杆式同向旋转输出机构，具体结构如下：

伸缩杆式同向旋转输出机构，包括外筒和内筒，内筒滑动安装于外筒内，内筒的置于外筒内的端部设有驱动组件，外筒内固定有换向组件，换向组件与驱动组件通过螺旋推杆连接，外筒、内筒及螺旋推杆皆同轴布置；驱动组件包括内嵌固定于内筒端部的两个环状堵头，两个环状堵头间隔布置且皆与内筒同轴，两个环状堵头之间设有沿内筒轴向布置的滑轨，滑轨上滑动安装有推盘，推盘的中心设有与螺旋推杆适配的通孔（所谓适配就是指通孔与螺旋推杆的横截面形状相同，当推盘相对螺旋推杆轴向移动时，螺旋推杆便被驱动旋转），螺旋推杆一端穿插于所述通孔内；换向组件包括固定于外筒内的正方体状的安装座，安装座的两个端面与外筒的轴向垂直且皆转动安装有第一锥齿轮，安装座的一组相对侧面皆转动安装有第二锥齿轮，第一锥齿轮和第二锥齿轮的转动轴皆与对应面垂直，第一锥齿轮与第二锥齿轮啮合，第一锥齿轮的轴向外表面固定有安装盘，安装盘上固定有桶状的外罩，螺旋推杆的另一端间隙贯穿一个外罩、两个安装盘、两个第一锥齿轮及安装座且置于另一个外罩内，螺旋推杆与第一锥齿轮同轴，螺旋推杆上固定有两个与安装盘相对布置且置于外罩内部的卡盘，两个卡盘之间的距离大于两个安装盘之间的距离，卡盘与安装盘相对的两个表面分别设有卡耳和卡槽，外罩的底部与卡盘之间设有复位弹簧。

进一步的，安装座安装有第一锥齿轮和第二锥齿轮的表面凸设有安装柱，安装柱上套设有轴承，第一锥齿轮或第二锥齿轮外套在轴承上。

进一步的，安装座的另一组相对侧面上皆设有凸块，凸块抵接于外筒内壁。

进一步的，外筒的内壁沿周向均布有至少一条导轨，导轨沿外筒的轴向布置，内筒的外壁沿周向均布有至少一条与导轨适配的导槽，导轨滑动嵌于导槽中。

进一步的，外筒的与内筒配合的端部直径渐缩形成限位结构。

本发明为解决现有手动发电应急照明装置发电效率低、费时费力的技术问题，提供一种照明装置，具体结构如下：

一种照明装置，装有上述伸缩杆式同向旋转输出机构，还包括位于外筒端部内侧的照明组件，照明组件包括固定在外筒内壁上的轴承座，轴承座上安装有滚动轴承，照明组件还包括安装杆，安装杆的一端与螺旋推杆未贯穿的外罩固连且另一端转动支撑于滚动轴承内，安装杆和滚动轴承皆与外筒同轴，安装杆上固定套装有永磁体，永磁体的外侧罩设有固定于外筒内壁上的定子线圈，定子线圈通过电缆连接有固定在外筒端面上的照明灯。

进一步的，内筒的两端皆设有驱动组件，内筒的两端皆配合有一外筒以形成两端伸缩结构，每个外筒内皆设有换向组件、螺旋推杆和照明组件。

进一步的，定子线圈与照明灯之间设有整流桥、蓄电池及开关。

进一步的，外筒采用隔磁材料制成，滚动轴承采用无磁材料制成。

本发明的有益效果是：

本发明提供一种伸缩杆式同向旋转输出机构及照明装置，皆设有内筒、外筒、驱动组件和换向组件，内筒和外筒形成伸缩杆结构，驱动组件为旋转提供动力，换向组件用以保证旋转的同向性，使用时通过内筒和外筒的相对伸缩即可实现输出端的同向旋转，传动效率较高，省时省力，操作简单，使用方便。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的“伸”状态的结构示意图；

图2是本发明的“伸”状态的第一、二锥齿轮的旋向示意图；

图3是本发明的“缩”状态的结构示意图；

图4是本发明的“缩”状态的第一、二锥齿轮的旋向示意图；

图5是本发明的驱动组件的结构示意图；

图6是本发明的推盘的结构示意图；

图7是本发明的换向组件的爆炸示意图；

图8是本发明的安装座及第一、二锥齿轮的爆炸示意图；

图9是本发明的照明装置的外形图。

图中：

10┄外筒；11┄导轨；20┄内筒；21┄导槽；30┄驱动组件；31┄环状堵头；32┄滑轨；33┄推盘；40┄换向组件；41┄安装座；42┄第一锥齿轮；43┄第二锥齿轮；44┄安装盘；45┄外罩；46┄卡盘；47┄复位弹簧；48┄安装柱；49┄凸块；50┄螺旋推杆；60┄照明组件；61┄轴承座；62┄滚动轴承；63┄安装杆；64┄永磁体；65┄定子线圈；66┄照明灯。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

参照图1至图8，本发明的伸缩杆式同向旋转输出机构，包括外筒10和内筒20，内筒20滑动安装于外筒10内，这里的滑动安装采用本领域常用滑轨32滑块配合等结构即可；内筒20和外筒10的横截面可以采用圆形或方形或其他形状，优选采用圆形；内筒20的置于外筒10内的端部设有驱动组件30，外筒10内固定有换向组件40，换向组件40与驱动组件30通过螺旋推杆50连接，外筒10、内筒20及螺旋推杆50皆同轴布置；驱动组件30包括内嵌固定于内筒20端部的两个环状堵头31，两个环状堵头31间隔布置且皆与内筒20同轴，两个环状堵头31之间设有沿内筒20轴向布置的滑轨32，滑轨32上滑动安装有推盘33，推盘33的中心设有与螺旋推杆50适配的通孔，螺旋推杆50一端穿插于所述通孔内；换向组件40包括固定于外筒10内的正方体状的安装座41，安装座41的两个端面与外筒10的轴向垂直且皆转动安装有第一锥齿轮42，安装座41的一组相对侧面皆转动安装有第二锥齿轮43，第一锥齿轮42和第二锥齿轮43的转动轴皆与对应面垂直，第一锥齿轮42与第二锥齿轮43啮合，第一锥齿轮42的轴向外表面固定有安装盘44，安装盘44上固定有桶状的外罩45，这里的固定采用常用的螺栓、卡扣或焊接等方式皆可，优选设计有周向限位结构，这样可保证外罩45与第一锥齿轮42发生同步旋转；这里的桶状是一端开口的柱状壳体结构，当然，如果将这里的桶状结构的侧壁做成镂空状或是用几根连接杆代替，也属于此处所限制的桶状结构；螺旋推杆50的另一端间隙贯穿一个外罩45、两个安装盘44、两个第一锥齿轮42及安装座41且置于另一个外罩45内，螺旋推杆50与第一锥齿轮42同轴，螺旋推杆50上固定有两个与安装盘44相对布置且置于外罩45内部的卡盘46，两个卡盘46之间的距离大于两个安装盘44之间的距离，这里的距离限制主要是保证在某一瞬间只能有其中一个卡盘46与安装盘44配合；卡盘46与安装盘44相对的两个表面分别设有卡耳和卡槽，具体可以是卡盘46的表面设有卡耳且安装盘44的表面设有卡槽，或是卡盘46的表面设有卡槽且安装盘44的表面设有卡耳；外罩45的底部与卡盘46之间设有复位弹簧47，复位弹簧47的主要作用是为了让卡盘46及时复位，以使卡耳和卡槽及时脱离，从而使螺旋推杆50及时停止旋转然后反向旋转。

下面对本旋转输出机构的工作过程进行详细的介绍：

整个装置的动力输入来自于使用者的推拉力，推拉力使内筒20和外筒10发生相对移动，实现伸或缩动作，从而输出同向旋转；整个装置的动力输出为螺旋推杆50未贯穿的外罩45的旋转。这里以“伸”、“缩”及两个“过渡”工作分别进行阐述。“伸”动作时，如图1和图2所示，内筒20相对外筒10向右运动，环状堵头31也随内筒20向右运动，推盘33先是不动，当推盘33接触左边的环状堵头31时，环状堵头31会带动推盘33向右运动，这时螺旋推杆50要不跟着推盘33一起向右运动，要不原地旋转，因为螺旋推杆50轴向没有限位，所以螺旋推杆50首先会跟随推盘33向右运动，直至左边卡盘46与安装盘44接触时，螺旋推杆50向右受到了限制，但是这时推盘33仍在向右运动，所以螺旋推杆50就会发生旋转，将此时螺旋推杆50的方向定位顺时针旋转，则左边的第一锥齿轮42会通过卡耳卡槽的配合跟随螺旋推杆50同步顺时针旋转，右边的第一锥齿轮42通过第二锥齿轮43的传动逆时针旋转，左边的外罩45通过安装盘44跟随左边的第一锥齿轮42同步顺指针旋转，左边的外罩45即为旋转的输出点；当内筒20运动至右极限位置时，开始进入第一个“过渡”阶段，环状堵头31随内筒20停止右移，螺旋推杆50在惯性的作用下继续顺时针旋转，推盘33被驱动向右运动，这时，螺旋推杆50在轴向上又没了限位，而右侧的卡盘46与右侧的外罩45之间的复位弹簧47呈压缩状态，在弹簧弹力的作用下，螺旋推杆50会向左运动使左侧的卡盘46脱离安装盘44，螺旋推杆50转速逐渐降低，但整个过渡过程，第一锥齿轮42和第二锥齿轮43在惯性的作用下，仍然按原来的方向进行旋转，左侧的外罩45输出相同方向的旋转；“缩”状态时，如图3和图4所示，内筒20相对外筒10向左运动，环状堵头31也随内筒20向左运动，推盘33先是不动，当推盘33接触右边的环状堵头31时，环状堵头31会带动推盘33向左运动，这时螺旋推杆50要不跟着推盘33一起向左运动，要不原地旋转，因为螺旋推杆50轴向没有限位，所以螺旋推杆50首先会跟随推盘33向左运动，直至右边卡盘46与安装盘44接触时，螺旋推杆50向左受到了限制，但是这时推盘33仍在向左运动，所以螺旋推杆50就会发生旋转，并且与“伸”状态时的旋转方向相反，为逆时针旋转，则右边的第一锥齿轮42会通过卡耳卡槽的配合跟随螺旋推杆50同步逆时针旋转，左边的第一锥齿轮42通过第二锥齿轮43的传动逆时针旋转，左边的外罩45通过安装盘44跟随左边的第一锥齿轮42同步顺指针旋转，左边的外罩45即为旋转的输出点；当内筒20运动至左极限位置时，开始进入第二个“过渡”阶段，环状堵头31随内筒20停止左移，螺旋推杆50在惯性的作用下继续逆时针旋转，推盘33被驱动向左运动，这时，螺旋推杆50在轴向上又没了限位，而左侧的卡盘46与左侧的外罩45之间的复位弹簧47呈压缩状态，在弹簧弹力的作用下，螺旋推杆50会向右运动使右侧的卡盘46脱离安装盘44，螺旋推杆50转速逐渐降低，但整个过渡过程，第一锥齿轮42和第二锥齿轮43在惯性的作用下，仍然按原来的方向进行旋转，左侧的外罩45输出相同方向的旋转；之后按上述“伸”、第一次过渡、“缩”、第二次过渡的顺序依次循环动作。从上述状态分析得知，上述“伸”“缩”及“过渡”状态下，左侧外罩45能够始终输出相同方向的旋转。

参照图8，作为第一锥齿轮42和第二锥齿轮43的一种优选安装方式，安装座41安装有第一锥齿轮42和第二锥齿轮43的表面凸设有安装柱48，安装柱48上套设有轴承，第一锥齿轮42或第二锥齿轮43外套在轴承上。这种安装结构转动精度更高，也更灵活，结构性能可靠。

参照图8，作为安装座41在外筒10内的一种优选固定方式，安装座41的另一组相对侧面上皆设有凸块49，凸块49抵接于外筒10内壁。安装结构简单，结构布置更加合理。

参照图5，作为内筒20在外筒10内滑动安装的一种优选结构，外筒10的内壁沿周向均布有至少一条导轨11，导轨11沿外筒10的轴向布置，内筒20的外壁沿周向均布有至少一条与导轨11适配的导槽21，导轨11滑动嵌于导槽21中。具体导槽21的形成可直接在内筒20的外壁上开设导槽21，或在内筒20的外壁上凸设至少两条凸条，相邻的两条凸条之间形成导槽21。

参照图1，作为上述技术方案的进一步改进，外筒10的与内筒20配合的端部直径渐缩形成限位结构。限位结构可避免内筒20外滑过度导致内筒20脱离外筒10。其他实施例中，也可采用挡块等其他的常用结构进行限位。

参照图1和图3，本发明的照明装置，装有上述伸缩杆式同向旋转输出机构，还包括位于外筒10端部内侧的照明组件60，照明组件60包括固定在外筒10内壁上的轴承座61，轴承座61上安装有滚动轴承62，照明组件60还包括安装杆63，安装杆63的一端与螺旋推杆50未贯穿的外罩45固连且另一端转动支撑于滚动轴承62内，安装杆63和滚动轴承62皆与外筒10同轴，安装杆63上固定套装有永磁体64，永磁体64的外侧罩设有固定于外筒10内壁上的定子线圈65，定子线圈65通过电缆连接有固定在外筒10端面上的照明灯66。

下面对本照明装置的工作过程进行详细的阐述：

前述伸缩杆式同向旋转输出机构驱动安装杆63单向旋转，永磁体64随安装杆63旋转产生旋转磁场，定子线圈65在旋转磁场中产生电动势，在闭合回路中产生电流，电流通过电缆供给照明灯66发光照明。

参照图9，作为上述技术方案的进一步改进，内筒20的两端皆设有驱动组件30，内筒20的两端皆配合有一外筒10以形成两端伸缩结构，每个外筒10内皆设有换向组件40、螺旋推杆50和照明组件60。使用时，双手分别握住两个外筒10进行伸缩发电照明。使用更加方便，且两端皆可进行照明。

作为上述技术方案的进一步改进，定子线圈65与照明灯66之间设有整流桥、蓄电池及开关。整流桥用以将发出的交流电转变为直流电，蓄电池用以储存经整流桥整流后的直流电，开关用以控制照明灯66的开闭。

为避免对永磁体64磁场造成干扰，外筒10采用隔磁材料制成，滚动轴承62采用无磁材料制成。

实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本申请的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.伸缩杆式同向旋转输出机构，其特征在于：包括外筒（10）和内筒（20），内筒（20）滑动安装于外筒（10）内，内筒（20）的置于外筒（10）内的端部设有驱动组件（30），外筒（10）内固定有换向组件（40），换向组件（40）与驱动组件（30）通过螺旋推杆（50）连接，外筒（10）、内筒（20）及螺旋推杆（50）皆同轴布置；驱动组件（30）包括内嵌固定于内筒（20）端部的两个环状堵头（31），两个环状堵头（31）间隔布置且皆与内筒（20）同轴，两个环状堵头（31）之间设有沿内筒（20）轴向布置的滑轨（32），滑轨（32）上滑动安装有推盘（33），推盘（33）的中心设有与螺旋推杆（50）适配的通孔，螺旋推杆（50）一端穿插于所述通孔内；换向组件（40）包括固定于外筒（10）内的正方体状的安装座（41），安装座（41）的两个端面与外筒（10）的轴向垂直且皆转动安装有第一锥齿轮（42），安装座（41）的一组相对侧面皆转动安装有第二锥齿轮（43），安装座（41）的另一组相对侧面上皆设有凸块（49），凸块（49）抵接于外筒（10）内壁，第一锥齿轮（42）和第二锥齿轮（43）的转动轴皆与对应面垂直，第一锥齿轮（42）与第二锥齿轮（43）啮合，第一锥齿轮（42）的轴向外表面固定有安装盘（44），安装盘（44）上固定有桶状的外罩（45），螺旋推杆（50）的另一端间隙贯穿一个外罩（45）、两个安装盘（44）、两个第一锥齿轮（42）及安装座（41）且置于另一个外罩（45）内，螺旋推杆（50）与第一锥齿轮（42）同轴，螺旋推杆（50）上固定有两个与安装盘（44）相对布置且置于外罩（45）内部的卡盘（46），两个卡盘（46）之间的距离大于两个安装盘（44）之间的距离，卡盘（46）与安装盘（44）相对的两个表面分别设有卡耳和卡槽，外罩（45）的底部与卡盘（46）之间设有复位弹簧（47）；

动力输入来自于使用者的推拉力，推拉力使内筒（20）和外筒（10）发生相对移动，实现伸或缩动作，从而输出同向旋转。

2.根据权利要求1所述的伸缩杆式同向旋转输出机构，其特征在于：安装座（41）安装有第一锥齿轮（42）和第二锥齿轮（43）的表面凸设有安装柱（48），安装柱（48）上套设有轴承，第一锥齿轮（42）或第二锥齿轮（43）外套在轴承上。

3.根据权利要求1所述的伸缩杆式同向旋转输出机构，其特征在于：外筒（10）的内壁沿周向均布有至少一条导轨（11），导轨（11）沿外筒（10）的轴向布置，内筒（20）的外壁沿周向均布有至少一条与导轨（11）适配的导槽（21），导轨（11）滑动嵌于导槽（21）中。

4.根据权利要求1所述的伸缩杆式同向旋转输出机构，其特征在于：外筒（10）的与内筒（20）配合的端部直径渐缩形成限位结构。

5.一种装有如权利要求1-4任一项所述的伸缩杆式同向旋转输出机构的照明装置，其特征在于：还包括位于外筒（10）端部内侧的照明组件（60），照明组件（60）包括固定在外筒（10）内壁上的轴承座（61），轴承座（61）上安装有滚动轴承（62），照明组件（60）还包括安装杆（63），安装杆（63）的一端与螺旋推杆（50）未贯穿的外罩（45）固连且另一端转动支撑于滚动轴承（62）内，安装杆（63）和滚动轴承（62）皆与外筒（10）同轴，安装杆（63）上固定套装有永磁体（64），永磁体（64）的外侧罩设有固定于外筒（10）内壁上的定子线圈（65），定子线圈（65）通过电缆连接有固定在外筒（10）端面上的照明灯（66）。

6.根据权利要求5所述的照明装置，其特征在于：内筒（20）的两端皆设有驱动组件（30），内筒（20）的两端皆配合有一外筒（10）以形成两端伸缩结构，每个外筒（10）内皆设有换向组件（40）、螺旋推杆（50）和照明组件（60）。

7.根据权利要求6所述的照明装置，其特征在于：定子线圈（65）与照明灯（66）之间设有整流桥、蓄电池及开关。

8.根据权利要求7所述的照明装置，其特征在于：外筒（10）采用隔磁材料制成，滚动轴承（62）采用无磁材料制成。

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