CN117072514A - 限位可调的伸缩装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种限位可调的伸缩装置，包括主体1和伸缩部2和限位装置3，所述的限位装置3包括拉杆31、导杆32、触发部33和至少一个限位开关34，所述拉杆31一端与伸缩部2固连，另一端与所述触发部33配合，通过拉杆31带动触发部33沿导杆32轴向滑动进入到所述至少一个限位开关34的工作范围内时触发限位信号。采用本发明的技术方案，结构简单、成本低、通用性好、可靠性高且维护简单方便，具有广阔的市场应用前景。

Description

限位可调的伸缩装置

技术领域

本发明属于输出直线运动的执行元件领域，例如液压缸、气缸、电动推杆等，尤其涉及一种限位可调的伸缩装置。

背景技术

在工业领域，用于输出直线运动的执行元件有很多种，常见的有液压缸、气缸、电动推杆，这些元件在使用过程中常常需要通过限位装置来控制输出运动的行程，且由于不同工作场景下输出运动的行程也不同，这就需要限位装置的位置能够方便调整，以满足不同工况的需要。

标准的液压缸、气缸、电动推杆等执行元件通常自身不带限位装置，因而需要工程师根据具体工程项目的需要，在机架等固定件上设计相应的限位装置和安装结构，这种方式一方面增加了设计的工作量，且不具有通用性，每个不同的项目都需要重新设计限位装置和安装结构，另一方面，在某些特殊场合下，受安装空间的限制或是周围结构的要求（如不允许开孔、胶粘等），可能无法另行安装限位装置，此外，有时候液压缸、气缸、电动推杆等执行元件工作时自身也在相对机架运动，如平面内转动、绕自身轴线转动甚至复杂空间运动，导致在机架上设置的限位装置无法跟随其整体运动以实现限位的功能。

针对上述问题，一个可行的解决方案是在执行元件自身上设置可调限位装置，例如，专利CN214036340U（图1所示）公开了一种带有可调限位功能的液压油缸，通过将液压推杆3设置成中空结构，并在其内部设置限位螺杆7、限位套管6、螺母8、限位环601等结构，通过螺母8和限位环601接触实现限位，限位套管6内部开设键槽602对螺母8周向固定，从而通过转动限位螺杆7能够调整螺母8的轴向位置，进而实现可调限位，但其只能实现单方向的限位，且限位结构设置在液压推杆3内部，限位套管6和液压推杆3之间以及限位套管6和底座4之间还需要设置密封装置，结构复杂，制造成本高，通用性和可靠性不高，且一旦出现卡死或漏油等问题难以维修，因而实用性较差。

专利CN115833464A（图2所示）公开了一种可调限位的电动推杆装置，其在前端定位架9和后端定位架7上安装调整机构8，通过转动调整机构8的螺纹杆81使得调整机构8整体伸长或缩短来调整前端定位架9在推动推杆5上的位置，当推动推杆5回缩时与前段定位架9接触从而实现限位，同样，其只能实现单方向的限位，且通过螺纹机构调整效率低，当电动推杆形程较长时，调整机构8也需要设计的很长，一端靠前端定位架9滑动支撑在推动推杆5上，刚度较弱，且每次限位都是靠前端连接口6和前端定位架9碰撞实现，冲击较大，容易造成限位位置偏移甚至结构损坏。

综上所述，迫切需要研发一种结构简单、成本低、通用性好、可靠性高且维护简单方便的限位可调的伸缩装置，以解决上述存在的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明一种结构简单、成本低、通用性好、可靠性高且维护简单方便的限位可调的伸缩装置，至少能够部分的解决现有技术中存在的问题，为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种限位可调的伸缩装置，包括主体和伸缩部，其特征在于，还包括限位装置，所述的限位装置包括拉杆、导杆、触发部和至少一个限位开关；

所述拉杆一端与伸缩部固连，另一端与所述触发部配合，且初始状态下拉杆的轴线与伸缩部的轴线方向平行；所述触发部设置于所述导杆上且能沿着导杆的轴线滑动；所述导杆固定安装于主体上，且导杆的轴线与伸缩部的轴线方向平行；所述至少一个限位开关安装于主体上，且安装位置相对于主体可调节，当所述拉杆带动所述触发部沿导杆滑动进入到所述至少一个限位开关的工作范围内时触发限位信号。

更进一步地，限位装置还包括固定板，固定板设置为一体结构并在两端分别开设有安装孔，即第一安装孔和第二安装孔，第一安装孔与伸缩部配合并通过紧固螺钉固定，第二安装孔与拉杆一端配合并通过螺母锁紧。

更进一步地，限位装置还包括安装支架，安装支架包括位于其两端且平行设置的支撑板以及位于两个支撑板之间且一体设置的连接板，安装支架通过两个支撑板固定于主体上，连接板上设有可调安装部，限位开关安装于可调安装部上。

更进一步地，所述拉杆另一端与所述触发部的配合为刚性连接。

作为优选，所述拉杆另一端与所述触发部的配合为柔性连接。

作为进一步优选，所述限位开关为两个机械式行程开关，即第一限位开关和第二限位开关，分别位于所述连接板的两端，所述触发部为具有中心孔的两端对称的哑铃型撞块，所述中心孔与导杆配合，所述哑铃型撞块从其两端外周沿轴向向内依次构成有锥面、大圆柱面和小圆柱面，所述拉杆的另一端固设有卡环，卡环通过弹性C型开口卡接在触发部的小圆柱面上实现柔性配合。

作为进一步优选，所述限位开关为两个光电式接近开关，即第一限位开关和第二限位开关，分别位于所述连接板的两端，所述触发部为具有中心孔的圆柱环，其在外周设有延伸部，所述中心孔与导杆配合，所述延伸部通过连接环与拉杆的另一端连接实现柔性配合。

更进一步地，所述延伸部设有开孔，所述拉杆的另一端设有通孔，所述连接环具有弹性开口，并分别穿过所述开孔和所述通孔。

更进一步地，所述两个支撑板在远离连接板的一侧分别设有U型槽，所述导杆的两端设有螺纹并通过螺母将其固定支撑在所述U型槽上。

更进一步地，所述可调安装部为与伸缩部的轴线方向平行的平行槽，所述限位开关包括第一限位开关和第二限位开关。

作为优选，所述的平行槽为2个。

作为优选，所述的平行槽为4个，其中位于所述连接板前端的2个平行槽用于安装第一限位开关，位于所述连接板后端的2个平行槽用于安装第二限位开关。

作为优选，位于前端的所述支撑板上开设有限位孔，所述拉杆穿过所述限位孔，且所述限位孔的直径为拉杆直径的1.3-1.5倍。

作为优选，所述伸缩装置为液压缸或气缸或电动推杆。

作为优选，所述伸缩部前端安装有前耳环，所述前耳环内安装有关节轴承。

作为优选，所述主体后端安装有后耳环，所述后耳环内安装有关节轴承。

本发明相比现有技术具有以下明显的优点：

1、通过拉杆带动触发部在导杆上滑动的方式和限位开关配合，配合过程中触发部受力小（机械式），甚至不受力（光电式），可靠性高；

2、限位开关的位置调节方便，且可以实现前后两个方向的双限位，使用场景更广；

3、由于拉杆另一端与触发部采用的是柔性配合，因而对于伸缩部轴向伸缩的同时还沿轴线做一定角度转动的工作场景，拉杆依然能够与触发部可靠连接，从而实现可靠限位；

4、结构简单紧凑，加工方便，且限位开关可以采用标准件，大大降低了制造和维护成本。

附图说明

图1为现有技术1的内部限位结构示意图；

图2为现有技术2的整体结构示意图；

图3为本发明第一实施例的整体结构示意图；

图4为本发明第一实施例拉杆与触发部配合部分的局部放大图；

图5为本发明第一实施例触发部的结构示意图；

图6为本发明第一实施例固定板的结构示意图；

图7为本发明第一实施例安装支架的结构示意图；

图8为本发明第一实施例卡环的结构示意图；

图9为本发明第二实施例的整体结构示意图；

图10为本发明第二实施例拉杆与触发部配合部分的局部放大图；

图11为本发明安装支架的另一优选结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

如图3至图8所示为本发明第一实施例，一种限位可调的伸缩装置，伸缩装置可以为液压缸、气缸或电动推杆，也可以是其它任何可以实现伸缩运动的执行元件，包括主体1和伸缩部2和限位装置3，限位装置3包括拉杆31、导杆32、触发部33和至少一个限位开关34。

拉杆31一端与伸缩部2固连，另一端与触发部33配合，这种配合可以是刚性连接或柔性连接，且初始状态下拉杆31的轴线与伸缩部2的轴线方向平行，刚性连接的方案比较简单，不再赘述，采用柔性连接时，当伸缩部2伸缩的同时还沿其轴线做一定角度的转动（这在某些特定的场景下是需要的，例如，伸缩部和连接件采用万向结构连接以保证连接件的运动轨迹），拉杆31与触发部33配合的另一端在力的作用下可能会导致拉杆31轻微地偏离其初始轴线；触发部33设置于导杆32上且能沿着导杆32的轴线滑动；导杆32固定安装于主体1上，且导杆32的轴线与伸缩部2的轴线方向平行；限位开关34安装于主体1上，且安装位置相对于主体1可调节，当拉杆31带动触发部33沿导杆32滑动进入到限位开关34的工作范围内时触发限位信号。

更进一步地，限位装置3还包括固定板35，固定板35设置为一体结构并在两端分别开设有安装孔，即第一安装孔351和第二安装孔352，第一安装孔351与伸缩部2配合并通过紧固螺钉固定，第二安装孔352与拉杆31一端配合并通过螺母锁紧。

更进一步地，限位装置3还包括安装支架36，安装支架36包括位于其两端且平行设置的支撑板361、362以及位于两个支撑板361、362之间且一体设置的连接板363，安装支架36通过两个支撑板361、362固定于主体1上，固定方式优选为焊接，并保证两个支撑板361、362与伸缩部2的轴线垂直，连接板363上设有可调安装部364，限位开关34安装于可调安装部364上。

更进一步地，限位开关34为两个机械式行程开关，即第一限位开关341和第二限位开关342，分别位于连接板363的两端，从而可以实现双向可调限位，触发部33为具有中心孔331的两端对称的哑铃型撞块，中心孔331与导杆32配合，哑铃型撞块从其两端外周沿轴向向内依次构成有锥面332、大圆柱面333和小圆柱面334，拉杆31的另一端固设有卡环37，卡环37通过弹性C型开口卡接在哑铃型撞块的小圆柱面334上实现柔性配合，卡环37与拉杆31另一端的连接方式可以采用螺纹、过盈配合或焊接，卡环37通过弹性C型开口卡接在小圆柱面334上带动撞块双向滑动，撞块和机械式行程开关接触时先通过锥面332引导，避免冲击，且由于卡环37的C型开口是弹性薄片结构，当拉杆31随伸缩部2轴向运动并绕伸缩部2的轴线在一定角度内（例如8°以下）转动时，C型开口产生弹性变形，此时卡环37依然可以和撞块实现可靠的接触，保证了触发限位信号的可靠性。

更进一步地，两个支撑板361、362在远离连接板363的一侧分别设有U型槽3611、3621，导杆32的两端设有螺纹并通过螺母将其固定支撑在U型槽3611、3621上，这种设置简化了零件数量，使得结构更加紧凑。

更进一步地，可调安装部364为与伸缩部2的轴线方向平行的平行槽，平行槽优选为2个，第一限位开关341和第二限位开关342可调整地安装于平行槽上，当然，可调安装部364也可以是导轨或其他位置调整结构。

更进一步地，位于前端的支撑板361上开设有限位孔3612，拉杆31穿过限位孔3612，且限位孔3612的直径设置为拉杆31直径的1.1-2倍，优选为1.3-1.5倍，一方面通过限位孔3612对拉杆31的位置进行限定，另一方面保证拉杆31绕伸缩部2的轴线在一定角度内转动时不发生干涉。

作为优选，伸缩部2前端安装有前耳环4，前耳环4内安装有关节轴承，且固定板35通过紧固螺钉安装于前耳环4上，主体1后端安装有后耳环5，后耳环5内安装有关节轴承，通过设置前耳环4和后耳环5以及关节轴承，伸缩装置的运动方式更加灵活，能够适用更多的工作场景。

如图9和图10所示为本发明的第二个实施例，和第一实施例采用相同结构的部分不再赘述，所不同的是限位开关34为两个光电式接近开关，即第一限位开关343和第二限位开关344，分别位于连接板363的两端，从而可以实现双向可调限位，触发部33为具有中心孔335的圆柱环，其在外周设有延伸部336，中心孔335与导杆32配合，延伸部336通过连接环38与拉杆31的另一端连接实现柔性配合，通过采用圆柱环的结构以方便调整第一限位开关343和第二限位开关344的位置，且圆柱环的轴向长度尽可能短以进一步提高限位精度，采用光电开关触发部结构更简单，且实现非接触式感应，响应更快。

更进一步地，延伸部336设有开孔3361，拉杆31的另一端设有通孔311，连接环38具有弹性开口，并分别穿过开孔3361和通孔311，当然柔性连接方式不限于以上方式，其他能够实现的常用结构方式均不脱离本发明的精神。

如图11所示为本发明安装支架36的另一优选结构，连接板363上的平行槽为4个，其中位于连接板363前端的2个平行槽用于安装第一限位开关341、343，位于连接板363后端的2个平行槽用于安装第二限位开关342、344，这种设计开的是短槽，导向精度更高，且不需要在连接板363的中部开槽，连接板363的刚度更大，由于工作时限位开关34通常位于连接板363的两端，即限位开关34的可调范围不需要太大，因而此结构能够更好的满足实际需要。

本发明限位可调的伸缩装置实现限位的工作原理如下：根据限位的具体要求沿平行槽调整限位开关34的位置，调好后将其固定，工作时伸缩部2轴向运动带动拉杆31同步运动，拉杆31通过卡环37或连接环38带动触发部33沿导杆32滑动，当触发部33运动到限位开关34的工作范围内时触发限位信号，实现限位。

虽然本发明所揭露的实施方式如上，但其内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (16)

1.一种限位可调的伸缩装置，包括主体（1）和伸缩部（2），其特征在于，还包括限位装置（3），所述的限位装置（3）包括拉杆（31）、导杆（32）、触发部（33）和至少一个限位开关（34）；

所述拉杆（31）一端与所述伸缩部（2）固连，另一端与所述触发部（33）配合，且初始状态下拉杆（31）的轴线与伸缩部（2）的轴线方向平行；所述触发部（33）设置于所述导杆（32）上且能沿着导杆（32）的轴线滑动；所述导杆（32）固定安装于主体（1）上，且导杆（32）的轴线与伸缩部（2）的轴线方向平行；所述至少一个限位开关（34）安装于主体（1）上，且安装位置相对于主体（1）可调节，当所述拉杆（31）带动所述触发部（33）沿导杆（32）滑动进入到所述至少一个限位开关（34）的工作范围内时触发限位信号。

2.如权利要求1所述的限位可调的伸缩装置，其特征在于，所述限位装置（3）还包括固定板（35），所述固定板（35）设置为一体结构并在两端分别开设有安装孔，即第一安装孔（351）和第二安装孔（352），所述第一安装孔（351）与伸缩部（2）配合并通过紧固螺钉固定，所述第二安装孔（352）与拉杆（31）一端配合并通过螺母锁紧。

3.如权利要求1所述的限位可调的伸缩装置，其特征在于，所述限位装置（3）还包括安装支架（36），所述安装支架（36）包括位于其两端且平行设置的支撑板（361、362）以及位于两个支撑板（361、362）之间且一体设置的连接板（363），所述安装支架（36）通过所述两个支撑板（361、362）固定于主体（1）上，所述连接板（363）上设有可调安装部（364），所述至少一个限位开关（34）安装于所述可调安装部（364）上。

4.如权利要求1所述的限位可调的伸缩装置，其特征在于，所述拉杆（31）另一端与所述触发部（33）的配合为刚性连接。

5.如权利要求1所述的限位可调的伸缩装置，其特征在于，所述拉杆（31）另一端与所述触发部（33）的配合为柔性连接。

6.如权利要求5所述的限位可调的伸缩装置，其特征在于，所述限位开关（34）为两个机械式行程开关，即第一限位开关（341）和第二限位开关（342），分别位于所述连接板（363）的两端，所述触发部（33）为具有中心孔（331）的两端对称的哑铃型撞块，所述中心孔（331）与导杆（32）配合，所述哑铃型撞块从其两端外周沿轴向向内依次构成有锥面（332）、大圆柱面（333）和小圆柱面（334），所述拉杆（31）的另一端固设有卡环（37），卡环（37）通过弹性C型开口卡接在触发部（33）的小圆柱面（334）上实现柔性配合。

7.如权利要求5所述的限位可调的伸缩装置，其特征在于，所述限位开关（34）为两个光电式接近开关，即第一限位开关（343）和第二限位开关（344），分别位于所述连接板（363）的两端，所述触发部（33）为具有中心孔（335）的圆柱环，其在外周设有延伸部（336），所述中心孔（335）与导杆（32）配合，所述延伸部（336）通过连接环（38）与拉杆（31）的另一端连接实现柔性配合。

8.如权利要求7所述的限位可调的伸缩装置，其特征在于，所述延伸部（336）设有开孔（3361），所述拉杆（31）的另一端设有通孔（311），所述连接环（38）具有弹性开口，并分别穿过所述开孔（3361）和所述通孔（311）。

9.如权利要求3所述的限位可调的伸缩装置，其特征在于，所述两个支撑板（361、362）在远离连接板（363）的一侧分别设有U型槽（3611、3621），所述导杆（32）的两端设有螺纹并通过螺母将其固定支撑在所述U型槽（3611、3621）上。

10.如权利要求3所述的限位可调的伸缩装置，其特征在于，所述可调安装部（364）为与伸缩部（2）的轴线方向平行的平行槽，所述限位开关（34）包括第一限位开关（341、343）和第二限位开关（342、344）。

11.如权利要求10所述的限位可调的伸缩装置，其特征在于，所述的平行槽为2个。

12.如权利要求10所述的限位可调的伸缩装置，其特征在于，所述的平行槽为4个，其中位于所述连接板（363）前端的2个平行槽用于安装第一限位开关（341、343），位于所述连接板（363）后端的2个平行槽用于安装第二限位开关（342、344）。

13.如权利要求9所述的限位可调的伸缩装置，其特征在于，位于前端的所述支撑板（361）上开设有限位孔（3612），所述拉杆（31）穿过所述限位孔（3612），且所述限位孔（3612）的直径为拉杆（31）直径的1.3-1.5倍。

14.如权利要求1-13之一所述的限位可调的伸缩装置，其特征在于，所述伸缩装置为液压缸或气缸或电动推杆。

15.如权利要求1-13之一所述的限位可调的伸缩装置，其特征在于，所述伸缩部（2）前端安装有前耳环（4），所述前耳环（4）内安装有关节轴承。

16.如权利要求1-13之一所述的限位可调的伸缩装置，其特征在于，所述主体（1）后端安装有后耳环（5），所述后耳环（5）内安装有关节轴承。