CN113108035B - 多级伸缩机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种多级伸缩机构，用于解决现有技术中没法通过螺杆螺母机构实现多级伸缩的问题。一种多级伸缩机构，包括：螺杆，所述螺杆包括：杆体、设置所述杆体外周面上的螺纹和多个轴向齿槽，多个所述轴向齿槽在周向上等间隔设置且将所述螺纹分割形成若干啮合齿，所述啮合齿靠近所述轴向齿槽侧为第一齿面；螺母总成通过螺纹配合安装在所述螺杆上；第一齿轮用于和所述啮合齿啮合形成转动传动副，所述第一齿轮的啮合面为第二齿面，所述第二齿面的宽度大于所述螺纹的螺距；所述第一齿轮、所述变速机构和所述螺母总成作为一个整体在所述螺杆上往复运动，且安装在一个壳体上；所述螺杆的端部设有光杆段；各个所述壳体上均对应设置有套筒。

Description

多级伸缩机构

技术领域

本发明涉及伸缩结构领域，特别是涉及一种多级伸缩机构。

背景技术

螺杆传动产品有众多品类和型号，在各行各业中得到广泛应用。但是，一个螺杆上一般只有一个螺母用于传动，或者当一个螺杆上放置多个螺母时，每个螺母传动的方向和速度都一样，无法实现一根螺杆带动多个螺母以不同速度和不同方向的传动的效果。

现有的伸缩结构往往只能实现单级伸缩，没法实现多级自主控制伸缩，多级伸缩能够使得在未伸长之前的长度能够尽量变得短，在伸长以后又能够满足使用的需求。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种多级伸缩机构，用于解决现有技术中没法通过螺杆螺母机构实现多级伸缩的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种多级伸缩机构，包括：

螺杆，

所述螺杆包括：杆体、设置所述杆体外周面上的螺纹和多个轴向齿槽，多个所述轴向齿槽在周向上等间隔设置且将所述螺纹分割形成若干啮合齿，所述啮合齿靠近所述轴向齿槽侧为第一齿面；

多联式螺杆传动机构还包括至少一个螺母总成，所述螺母总成通过螺纹配合安装在所述螺杆上；

多联式螺杆传动机构还包括至少一个第一齿轮，所述第一齿轮用于和所述啮合齿啮合形成转动传动副，所述第一齿轮的啮合面为第二齿面，所述第二齿面的宽度大于所述螺纹的螺距；

多联式螺杆传动机构还包括变速机构，所述第一齿轮作为所述变速机构的输入端，所述变速机构的输出端和所述螺母总成同步转动，所述第一齿轮、所述变速机构和所述螺母总成作为一个整体在所述螺杆上往复运动，且安装在一个壳体上；

所述螺杆的端部设有光杆段，各个所述螺母总成在所述螺杆上的轴向运动速度依次递增，且越靠近所述光杆段的所述螺母总成的运动速度越大；

各个所述壳体上均对应设置有套筒，各个所述套筒在伸出方向上依次套设连接且各个所述套筒之间通过导向结构实现相对的转动位移限制，各个所述套筒之间通过卡位机构配合，当所述螺杆转动时，所述壳体推动最内侧的套筒最先伸出，其他的套筒在伸出时，通过卡位机构带动已经伸出的套筒继续向前伸出。

可选的，所述导向结构通过键槽配合实现或者通过将套筒设置为多边形结构实现。

可选的，所述壳体和所述套筒一端固定连接，所述套筒另一端设置所述卡位机构。

可选的，所述壳体和所述套筒一端通过键结构套接，且所述壳体外壁为台阶结构以适应伸出时的施力，所述套筒另一端设置所述卡位机构，所述壳体和所述套筒之间还通过电磁铁固定，当所述螺母总成运动到光杆段时，外套的套筒将内套的套筒继续往前推动，内套的所述套筒和对应的壳体分离，当回缩时，螺杆反转，通过套筒及外部器件的压力使得套筒插到光杆段上的壳体上，打开电磁体实现套筒和壳体的连接，套筒和壳体进一步回缩到最初位置。

可选的，所述卡位机构包括卡位件和主动驱动件，所述主动驱动件带动所述卡位件突出于所述套筒的内表面或者外表面以实现套设的两个套筒之间的推力传递。

可选的，所述主动驱动件通过液压形式控制所述卡位件的伸出和缩回。

可选的，所述卡位件上设有活塞，所述套筒上径向设有容纳腔，所述活塞两侧分别为液压腔，两个所述液压腔的进油和出油控制实现所述活塞的伸缩。

可选的，所述主动驱动件通过电机直接控制或者电机和传动机构配合控制所述卡位件的伸出和缩回。

一种根据所述的多级伸缩机构的使用方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1，控制螺杆转动，各个壳体由于存在轴向运动速度差异，使得最靠近伸出端一侧的壳体最先运动到光杆段并关闭对应的电磁铁；

S2，让螺杆持续转动，后面的壳体依次先后运动到光杆段，并将先到达光杆段位置的壳体向前推动，后面的壳体在运动到光杆段之前，外套的套筒通过卡位机构推动内套的套筒向前运动；

S3，卡位机构控制步骤，当一个套筒对应的壳体运动到光杆段时，让对应的卡位机构处于卡位状态以传递两个套筒之间的推力；

S4，缩回动作，通过外力或者自身重力作用让套筒缩回，当套筒和壳体接触以后打开对应的电磁铁，控制螺杆反向转动。

如上所述，本发明的多级伸缩机构，至少具有以下有益效果：

通过螺杆本身的设计，使得螺杆既能够和螺母进行螺纹配合，又能够和齿轮进行啮合，通过变速机构改变齿轮传动的速度和方向，变速机构的输出再影响螺母总成的转速，螺母总成的转速影响螺母总成在螺杆上轴向运动的快慢，通过多组壳体的不同轴向运动速度差异的设置，使得其能够实现一个螺杆驱动多个壳体，然后实现伸出和缩回动作时的先后，从而实现套筒的多级伸缩。

附图说明

图1显示为本发明的螺杆示意图。

图2显示为本发明的齿轮滚珠丝杠传动机构实施方式一的示意图。

图3显示为本发明的多级伸缩机构示意图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

请参阅图1至图3。须知，本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

以下各个实施例仅是为了举例说明。各个实施例之间，可以进行组合，其不仅仅限于以下单个实施例展现的内容。

请参阅图1至图3，本发明提供一种多级伸缩机构，包括：螺杆1，所述螺杆1包括：杆体11、设置所述杆体11外周面上的螺纹111和多个轴向齿槽112，多个所述轴向齿槽112在周向上等间隔设置且将所述螺纹111分割形成若干啮合齿113，所述啮合齿113靠近所述轴向齿槽112侧为第一齿面1131；多联式螺杆1传动机构还包括至少一个螺母总成2，所述螺母总成2通过螺纹111配合安装在所述螺杆1上；多联式螺杆1传动机构还包括至少一个第一齿轮3，所述第一齿轮3用于和所述啮合齿113啮合形成转动传动副，所述第一齿轮3的啮合面为第二齿面，所述第二齿面的宽度大于所述螺纹111的螺距；多联式螺杆1传动机构还包括变速机构6，所述第一齿轮3作为所述变速机构6的输入端，所述变速机构6的输出端和所述螺母总成2同步转动，所述第一齿轮3、所述变速机构6和所述螺母总成2作为一个整体在所述螺杆1上往复运动，且安装在一个壳体4上；所述螺杆1的端部设有光杆段10，各个所述螺母总成2在所述螺杆1上的轴向运动速度依次递增，且越靠近所述光杆段10的所述螺母总成2的运动速度越大；各个所述螺母总成2上均对应设置有套筒5，各个所述套筒5在伸出方向上依次套设连接且各个所述套筒5之间通过导向结构实现相对的转动位移限制，各个所述套筒5之间通过卡位机构配合，当所述螺杆1转动时，所述壳体4推动最内侧的套筒5最先伸出，其他的套筒5在伸出时，通过卡位机构带动已经伸出的套筒5继续向前伸出。通过螺杆1本身的设计，使得螺杆1既能够和螺母进行螺纹111配合，又能够和齿轮进行啮合，通过变速机构6改变齿轮传动的速度和方向，变速机构6的输出再影响螺母总成2的转速，螺母总成2的转速影响壳体4在螺杆1上轴向运动的快慢，通过多组壳体4的不同轴向运动速度差异的设置，使得其能够实现一个螺杆1驱动多个壳体4，然后实现伸出和缩回动作时的先后，从而实现套筒5的多级伸缩。变速机构6可以通过齿轮组合实现变速和变向功能。

本实施例中，可选的，所述导向结构通过键槽配合实现或者通过将套筒5设置为多边形结构实现。导向结构能够避免壳体4的转动，本实施例通过套筒5的止转设计从而实现和其连接的壳体4的转动限制。

本实施例中，所述壳体4和所述套筒5一端固定连接，所述套筒5另一端设置所述卡位机构。在套筒5伸出时，特别是被后面的套筒5顶出时，壳体4和套筒5一起向前运动，当缩回时，其再从光杆段10套入，然后和螺杆1配合。

请参阅图3，所述螺母总成2和所述套筒5一端通过键结构套接，且所述壳体4外壁为台阶结构以适应伸出时的施力，所述套筒5另一端设置所述卡位机构，所述壳体4和所述套筒5之间还通过电磁铁固定，当所述壳体4运动到光杆段10时，外套的套筒5将内套的套筒5继续往前推动，内套的所述套筒5和对应的壳体4分离，当回缩时，螺杆1反转，通过套筒5及外部器件的压力使得套筒5插到光杆段10上的壳体4上，打开电磁体实现套筒5和壳体4的连接，套筒5和壳体4进一步回缩到最初位置。通过台阶结构的设置，使得在推动过程中能够受力更加合理，单纯的靠电磁铁的吸附力承担推力负荷实现起来比较困难。

本实施例中，所述卡位机构包括卡位件和主动驱动件，所述主动驱动件带动所述卡位件突出于所述套筒5的内表面或者外表面以实现套设的两个套筒5之间的推力传递。卡位件能够被主动驱动伸缩，在套筒5第一阶段伸出过程中，且卡位件位置能够缩回去，以避免外套的套筒5阻碍内套的套筒5伸出，内套的套筒5伸出以后，在后续的套筒5继续伸长过程中，外套的套筒5又能够继续靠着卡位件的伸出实现推力的承载，从而实现多个套筒5的伸长且能够承压外在的压力，当需要缩回时，也可以控制卡位件缩回，实现位置避让。可选的，所述主动驱动件通过液压形式控制所述卡位件的伸出和缩回。液压控制具有承载能力强的特点。可选的，所述卡位件上设有活塞，所述套筒5上径向设有容纳腔，所述活塞两侧分别为液压腔，两个所述液压腔的进油和出油控制实现所述活塞的伸缩。

本实施例中，可选的，所述主动驱动件通过电机直接控制或者电机和传动机构配合控制所述卡位件的伸出和缩回。电机控制具有结构简单的特点，不需要设置液压油路，不会出现漏油的情况。

一种根据所述的多级伸缩机构的使用方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1，控制螺杆1转动，各个壳体4由于存在轴向运动速度差异，使得最靠近伸出端一侧的壳体4最先运动到光杆段10并关闭对应的电磁铁；

S2，让螺杆1持续转动，后面的壳体4依次先后运动到光杆段10，并将先到达光杆段10位置的螺母总成2向前推动，后面的壳体4在运动到光杆段10之前，外套的套筒5通过卡位机构推动内套的套筒5向前运动；

S3，卡位机构控制步骤，当一个套筒5对应的壳体4运动到光杆段10时，让对应的卡位机构处于卡位状态以传递两个套筒5之间的推力；

S4，缩回动作，通过外力或者自身重力作用让套筒5缩回，当套筒5和壳体4接触以后打开对应的电磁铁，控制螺杆1反向转动。

综上所述，本发明通过螺杆1本身的设计，使得螺杆1既能够和螺母进行螺纹111配合，又能够和齿轮进行啮合，通过变速机构6改变齿轮传动的速度和方向，变速机构6的输出再影响螺母总成2的转速，螺母总成2的转速影响壳体4在螺杆1上轴向运动的快慢，通过多组壳体4的不同轴向运动速度差异的设置，使得其能够实现一个螺杆1驱动多个壳体4，然后实现伸出和缩回动作时的先后，从而实现套筒5的多级伸缩。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (9)

1.一种多级伸缩机构，其特征在于，包括：

螺杆，

所述螺杆包括：杆体、设置所述杆体外周面上的螺纹和多个轴向齿槽，多个所述轴向齿槽在周向上等间隔设置且将所述螺纹分割形成若干啮合齿，所述啮合齿靠近所述轴向齿槽侧为第一齿面；

多联式螺杆传动机构还包括至少一个螺母总成，所述螺母总成通过螺纹配合安装在所述螺杆上；

多联式螺杆传动机构还包括至少一个第一齿轮，所述第一齿轮用于和所述啮合齿啮合形成转动传动副，所述第一齿轮的啮合面为第二齿面，所述第二齿面的宽度大于所述螺纹的螺距；

多联式螺杆传动机构还包括变速机构，所述第一齿轮作为所述变速机构的输入端，所述变速机构的输出端和所述螺母总成同步转动，所述第一齿轮、所述变速机构和所述螺母总成作为一个整体在所述螺杆上往复运动，且安装在一个壳体上；

所述螺杆的端部设有光杆段，各个所述螺母总成在所述螺杆上的轴向运动速度依次递增，且越靠近所述光杆段的所述螺母总成的运动速度越大；

各个所述壳体上均对应设置有套筒，各个所述套筒在伸出方向上依次套设连接且各个所述套筒之间通过导向结构实现相对的转动位移限制，各个所述套筒之间通过卡位机构配合，当所述螺杆转动时，所述螺母总成推动最内侧的套筒最先伸出，其他的套筒在伸出时，通过卡位机构带动已经伸出的套筒继续向前伸出。

2.根据权利要求1所述的多级伸缩机构，其特征在于：所述导向结构通过键槽配合实现或者通过将套筒设置为多边形结构实现。

3.根据权利要求1所述的多级伸缩机构，其特征在于：所述壳体和所述套筒一端固定连接，所述套筒另一端设置所述卡位机构。

4.根据权利要求1所述的多级伸缩机构，其特征在于：所述壳体和所述套筒一端通过键结构套接，且所述壳体外壁为台阶结构以适应伸出时的施力，所述套筒另一端设置所述卡位机构，所述壳体和所述套筒之间还通过电磁铁固定，当所述螺母总成运动到光杆段时，外套的套筒将内套的套筒继续往前推动，内套的所述套筒和对应的螺母总成分离，当回缩时，螺杆反转，通过套筒及外部器件的压力使得套筒插到光杆段上的螺母总成上，打开电磁体实现套筒和壳体的连接，套筒和壳体进一步回缩到最初位置。

5.根据权利要求1所述的多级伸缩机构，其特征在于：所述卡位机构包括卡位件和主动驱动件，所述主动驱动件带动所述卡位件突出于所述套筒的内表面或者外表面以实现套设的两个套筒之间的推力传递。

6.根据权利要求5所述的多级伸缩机构，其特征在于：所述主动驱动件通过液压形式控制所述卡位件的伸出和缩回。

7.根据权利要求6所述的多级伸缩机构，其特征在于：所述卡位件上设有活塞，所述套筒上径向设有容纳腔，所述活塞两侧分别为液压腔，两个所述液压腔的进油和出油控制实现所述活塞的伸缩。

8.根据权利要求5所述的多级伸缩机构，其特征在于：所述主动驱动件通过电机直接控制或者电机和传动机构配合控制所述卡位件的伸出和缩回。

9.一种根据权利要求4所述的多级伸缩机构的使用方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1，控制螺杆转动，各个壳体由于存在轴向运动速度差异，使得最靠近伸出端一侧的壳体最先运动到光杆段并关闭对应的电磁铁；

S2，让螺杆持续转动，后面的壳体依次先后运动到光杆段，并将先到达光杆段位置的壳体向前推动，后面的壳体在运动到光杆段之前，外套的套筒通过卡位机构推动内套的套筒向前运动；

S3，卡位机构控制步骤，当一个套筒对应的螺母总成运动到光杆段时，让对应的卡位机构处于卡位状态以传递两个套筒之间的推力；

S4，缩回动作，通过外力或者自身重力作用让套筒缩回，当套筒和壳体接触以后打开对应的电磁铁，控制螺杆反向转动。

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