CN112696473A - 一种调平撑腿 - Google Patents

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何汉忠
王进军
王德宇
沈小川
文思钊
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    • F16H—GEARING
    • F16H25/00—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
    • F16H25/18—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
    • F16H25/20—Screw mechanisms
    • F16H25/24—Elements essential to such mechanisms, e.g. screws, nuts
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Abstract

本发明涉及自动升降设备领域，特涉及一种调平撑腿。本发明的蝶形弹簧通过固定螺钉固定安装在壳体上，使滑柱螺母向后滑动并且在调平撑腿行程末端时，逐渐挤压蝶形弹簧，蝶形弹簧因受轴向载荷而发生压缩变形，随着压缩变形量的增大，其承受的轴向载荷越大。本发明降低了调平撑腿回收冲击力，解决了长期放置后撑腿抱死的问题。

Description

一种调平撑腿
技术领域
本发明涉及自动升降设备领域，特涉及一种蝶形弹簧及防止锁死的调平撑腿装置。
背景技术
现有调平系统运用越来越频繁，调平撑腿工作过程中需要先伸出后回收，每次回收到位才能确保下次伸出时调平撑腿伸出长度得到有效的控制。
现有调平撑腿回收时，较多采用光电传感器或接触开关，检测到信号时即认为回收到位，这样会增加电器设备，进而导致系统可靠性降低，且一般内置光电传感器或接触开关较为昂贵，特别是需要高低温工作环境中，4条调平撑腿会使成套设备费用增加数万元。
而如果回收过程中直接撞击丝杆轴肩，长期工作后，丝杆轴肩容易损坏。由于梯形丝杆螺旋副的自锁功能，使其广泛应用于自动控制执行机构中，梯形螺旋副的自锁功能可使运动构件在其运动行程范围内任意位置精准、安全、可靠的停止并执行项目任务，该功能是其它传动机构中均无法能实现。与此同时，梯形螺旋副的自锁功能也易导致螺旋副在构件行程的两端锁死，致使运动构件无法活动。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种安装了蝶形弹簧的调平撑腿。本发明通过安装在梯形螺旋副端部的蝶形弹簧，降低了调平撑腿回收冲击力，且解决了长期放置后撑腿抱死的问题。
本发明的技术方案是：一种调平撑腿，包括滑柱螺母、壳体、蝶形弹簧、丝杆、固定螺钉、键，其中丝杆外部安装滑柱螺母，壳体尾部和滑柱螺母设置凹槽，键安装于凹槽内，其特征在于：蝶形弹簧通过固定螺钉固定安装在壳体上，使滑柱螺母向后滑动并且在调平撑腿行程末端时，逐渐挤压蝶形弹簧，蝶形弹簧因受轴向载荷而发生压缩变形，随着压缩变形量的增大，其承受的轴向载荷越大。
根据如上所述的一种调平撑腿，其特征在于：蝶形弹簧为异形圆环形结构。
根据如上所述的一种调平撑腿，其特征在于：蝶形弹簧外圆直径为112mm，内圆直径为57mm，自由高度为8.5mm，厚度为6mm，最大压缩变形量为0.75mm。
根据如上所述的一种调平撑腿，其特征在于：固定螺钉包括第一固定螺钉、第二固定螺钉，第一固定螺钉、第二固定螺钉分别固定在蝶形弹簧的两侧。
根据如上所述的一种调平撑腿，其特征在于：丝杆为梯形螺纹、滑柱螺母为梯形螺纹，丝杆与滑柱螺母组合为梯形丝杆螺旋副。
根据如上所述的一种调平撑腿，其特征在于：还包括第一轴承、第二轴承、第三轴承、轴承座、螺栓一组、减速机输出法兰、减速机、螺栓二组、螺栓三组、电机安装座、伺服电机、螺栓四组、键、丝杆螺旋副通过第一轴承、第二轴承、第三轴承安装在轴承座内，轴承座通过螺栓一组与壳体固定连接，丝杆尾部与减速机输出法兰相连，减速机输出法兰通过螺栓三组固定在电机安装座上，伺服电机通过螺栓四组固定在电机安装座上。
根据如上所述的一种调平撑腿，其特征在于：还包括控制箱、第一电缆、第二电缆，控制箱与调平撑腿通过第一电缆、第二电缆相连。
本发明的有益效果是：一是结构简单，成本低廉。二是可显著提高调平撑腿的可靠性。三是避免了伸腿时螺旋副锁死的情况，降低了伸腿时的启动力矩。
附图说明
图1为本发明的总体结构示意图。
图2为调平撑腿伸长状态的结构示意图。
图3为蝶形弹簧主视图。
图4为蝶形弹簧左视图。
附图标记说明：滑柱螺母1、丝杆2、第一轴承3、第二轴承4、第三轴承5、壳体6、蝶形弹簧7、第一固定螺钉8、第二固定螺钉9、轴承座10、螺栓一组11、减速机输出法兰12、减速机13、螺栓二组14、螺栓三组15、电机安装座16、伺服电机17、螺栓四组18、键19、控制箱20、第一电缆21、第二电缆22
具体实施方式
以下结合附图对本发明的技术方案做进一步说明。
如图1至图4所示，本发明的一种调平撑腿，包括滑柱螺母1、壳体6、蝶形弹簧7、丝杆2、固定螺钉、键19，其中丝杆2外部安装滑柱螺母1，壳体6尾部和滑柱螺母1设置凹槽，键19安装于凹槽内，键19能够防止滑柱螺母1转动，使滑柱螺母1只能沿轴向往复移动。蝶形弹簧7通过固定螺钉固定安装在壳体6上，使滑柱螺母1向后滑动并且在调平撑腿行程末端时，逐渐挤压蝶形弹簧7，蝶形弹簧7因受轴向载荷而发生压缩变形，随着压缩变形量的增大，其承受的轴向载荷越大。
如图3和图4所示，本发明的蝶形弹簧7为异形圆环形结构，其外圆直径为112mm，内圆直径为57mm，自由高度为8.5mm，厚度为6mm，最大压缩变形量为0.75mm，当压缩变形量为0.75mm时，其承受的压力为43700N，压应力为1100MPa。本发明的蝶形弹簧7轴向尺寸较小，便于安装，增加的撑腿轴向尺寸和重量较小，相对于整体来说几乎可以忽略。
本发明的一种调平撑腿还可以包括第一轴承3、第二轴承4、第三轴承5、轴承座10、螺栓一组11、减速机输出法兰12、减速机13、螺栓二组14、螺栓三组15、电机安装座16、伺服电机17、螺栓四组18、控制箱20、第一电缆21、第二电缆22，固定螺钉包括第一固定螺钉8、第二固定螺钉9，第一固定螺钉8、第二固定螺钉9分别固定在蝶形弹簧7的两侧。本发明的丝杆2为梯形螺纹、滑柱螺母1也为梯形螺纹，采用梯形螺纹可以使本发明中的调平撑腿具有自锁功能。
丝杆2与滑柱螺母1组合为梯形丝杆螺旋副，丝杆螺旋副通过第一轴承3、第二轴承4、第三轴承5安装在轴承座10内，轴承座10通过螺栓一组11与壳体6固定连接，蝶形弹簧7通过第一固定螺钉8、第二固定螺钉9限制在壳体6与丝杆2之间，丝杆2尾部与减速机13输出法兰相连，减速机13输出法兰通过螺栓三组15固定在电机安装座16上，伺服电机17通过螺栓四组18固定在电机安装座16上，控制箱20与调平撑腿通过第一电缆21、第二电缆22相连。
本发明的电机通过减速机13将转矩传递到丝杆2，丝杆2转动，键19阻止滑柱螺母1转动，进而推动滑柱螺母1在壳体6内作往复直线移动。在此装置中，当滑柱螺母1运行到丝杆2行程左端时(蝶形弹簧7安装一侧)，如图1所示，滑柱螺母1左端与蝶形弹簧7接触，此时伺服电机17低速运行，采样力矩逐渐增大，通过控制箱20中的控制软件，当伺服电机17的输出力矩达到控制软件所规定的输出力矩门限(一般为电机额定力矩的50％)，伺服电机17停止工作，同时丝杆螺旋副因轴向载荷作用而自锁，防止滑柱螺母1从壳体6中旋出。此时，伺服电机17通过传动机构输出的轴向载荷小于蝶形弹簧7所能承受的最大轴向载荷。当调平撑腿装置重新工作时，伺服电机17输出额定力矩，伺服电机17通过传动机构输出的轴向载荷大于滑柱螺母1对蝶形弹簧7的压力，梯形丝杆螺旋副工作正常，滑柱螺母1伸出。

Claims (7)

1.一种调平撑腿，包括滑柱螺母、壳体、蝶形弹簧、丝杆、固定螺钉、键，其中丝杆外部安装滑柱螺母，壳体尾部和滑柱螺母设置凹槽，键安装于凹槽内，其特征在于：蝶形弹簧通过固定螺钉固定安装在壳体上，使滑柱螺母向后滑动并且在调平撑腿行程末端时，逐渐挤压蝶形弹簧，蝶形弹簧因受轴向载荷而发生压缩变形，随着压缩变形量的增大，其承受的轴向载荷越大。
2.根据权利要求1所述的一种调平撑腿，其特征在于：蝶形弹簧为异形圆环形结构。
3.根据权利要求2所述的一种调平撑腿，其特征在于：蝶形弹簧外圆直径为112mm，内圆直径为57mm，自由高度为8.5mm，厚度为6mm，最大压缩变形量为0.75mm。
4.根据权利要求1所述的一种调平撑腿，其特征在于：固定螺钉包括第一固定螺钉、第二固定螺钉，第一固定螺钉、第二固定螺钉分别固定在蝶形弹簧的两侧。
5.根据权利要求1所述的一种调平撑腿，其特征在于：丝杆为梯形螺纹、滑柱螺母为梯形螺纹，丝杆与滑柱螺母组合为梯形丝杆螺旋副。
6.根据权利要求5所述的一种调平撑腿，其特征在于：还包括第一轴承、第二轴承、第三轴承、轴承座、螺栓一组、减速机输出法兰、减速机、螺栓二组、螺栓三组、电机安装座、伺服电机、螺栓四组、丝杆螺旋副通过第一轴承、第二轴承、第三轴承安装在轴承座内，轴承座通过螺栓一组与壳体固定连接，丝杆尾部与减速机输出法兰相连，减速机输出法兰通过螺栓三组固定在电机安装座上，伺服电机通过螺栓四组固定在电机安装座上。
7.根据权利要求6所述的一种调平撑腿，其特征在于：还包括控制箱、第一电缆、第二电缆，控制箱与调平撑腿通过第一电缆、第二电缆相连。
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