CN207049273U - 带行程记忆功能能够自动回位的丝杆机构以及电动千斤顶 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种带行程记忆功能能够自动回位的丝杆机构以及电动千斤顶，包括丝杆和丝杆螺母，丝杆与驱动装置连接；其特征是：在所述驱动装置的输出轴上安装转动件，转动件上设有磁铁；在所述驱动装置输出轴的轴端设置霍尔元件和存储单元，单片机通过继电器连接驱动装置，驱动装置输出轴转动时带动磁铁进行转动，磁铁每通过霍尔元件一次，霍尔元件输出一个信号给单片机，单片机判断驱动装置输出轴转动方向和圈数，获得丝杆螺母当前位置；所述存储单元存储丝杆螺母所处的标准参考位置、记忆位置，自动回位时单片机判断驱动装置输出轴的转动方向和转动圈数；所述单片机还连接命令输入单元。本实用新型能够实现直线位移的行程记忆和自动回位。

Description

带行程记忆功能能够自动回位的丝杆机构以及电动千斤顶

技术领域

本实用新型涉及一种带行程记忆功能能够自动回位的丝杆机构以及采用该丝杆机构的电动千斤顶。

背景技术

丝杆机构是目前常用的精密传动机构，其工作原理为，丝杆螺母与需作直线往复运动的零部件相连，丝杆旋转带动丝杆螺母作直线往复运动，从而带动零部件作直线往复运动。现有技术中，在各种机器设备中均会使用丝杆机构来实现直线位移。丝杆机构驱动零部件进行直线位移时，该零部件的位移距离目前一般是通过限位装置进行限位或者通过传感器来确定，这种方式所确定的距离精度较低，并且现有常见的丝杆机构不存在行程记忆功能和自动回位功能，使丝杆机构的使用大大受限。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种带行程记忆功能能够自动回位的丝杆机构以及电动千斤顶，能够实现直线位移的行程记忆和自动回位。

按照本实用新型提供的技术方案，所述带行程记忆功能能够自动回位的丝杆机构，包括丝杆和丝杆螺母，丝杆螺母和丝杆螺纹配合，丝杠旋转带动丝杆螺母作直线往复运动，丝杆与驱动装置的输出轴连接以实现转动；其特征是：在所述驱动装置的输出轴上安装与输出轴同轴转动的转动件，转动件上设有磁铁；在所述驱动装置的输出轴的轴端设置霍尔元件和存储单元，霍尔元件和存储单元均与单片机连接，单片机的输出端通过继电器连接驱动装置，单片机输出开关信号至继电器，继电器控制电压输出至驱动装置，驱动装置的输出轴转动时带动转动件上的磁铁进行转动，磁铁每通过霍尔元件一次，霍尔元件输出一个脉冲信号给单片机，单片机根据霍尔元件输出的脉冲信号判断驱动装置的输出轴转动方向和转动圈数，以获得丝杆螺母的当前位置；所述存储单元用于存储丝杆螺母所处的标准参考位置、以及记忆位置，自动回位时单片机判断驱动装置输出轴的转动方向和转动圈数；

所述单片机还连接命令输入单元，命令输入单元用于输入丝杆螺母进行伸长和缩短的驱动命令、存储当前位置为记忆位置以及使丝杆螺母回位至记忆位置的命令、以及设定当前位置为标准参考位置的命令。

进一步的，所述霍尔元件、存储单元和单片机均设于PCB板上。

进一步的，所述驱动装置采用电机。

进一步的，所述转动件为环形件，同轴安装在驱动装置的输出轴上。

进一步的，所述记忆键包括第一记忆键和第二记忆键，第一记忆键和第二记忆键分别用于输入存储第一记忆位置和第二记忆位置的命令。

进一步的，所述存储单元采用电可擦可编程只读存储器。

进一步的，所述命令输入单元采用控制按键，控制按键包括伸长键、缩短键、照明键、以及记忆键，伸长键和缩短键用于输入丝杆螺母进行伸长和缩短的驱动命令，记忆键用于输入存储当前位置为记忆位置以及使丝杆螺母回位至记忆位置的命令，照明键用于输入设定当前位置为标准参考位置的命令。

所述电动千斤顶，包括驱动装置，驱动装置的输出端设置驱动轴，驱动轴下端连接丝杆，丝杆上螺纹配合丝杆螺母，丝杆螺母上固定内管，内管外侧套设外管，内管和外管能够相对轴向移动；其特征是：在所述驱动轴上安装能够随驱动轴同轴转动的转动件，转动件上嵌有磁铁，在转动件的上方安装PCB板，PCB板上设有霍尔元件、存储单元和单片机，单片机的输出端通过继电器连接驱动装置，单片机输出开关信号至继电器，继电器控制电压输出至驱动装置，驱动轴转动时带动转动件上的磁铁进行转动，磁铁每通过霍尔元件一次，霍尔元件输出一个脉冲信号给单片机，单片机根据霍尔元件输出的脉冲信号判断驱动轴的转动方向和转动圈数，以获得丝杆螺母的当前位置；所述存储单元用于存储丝杆螺母所处的标准参考位置、以及记忆位置，自动回位时单片机判断驱动装置输出轴的转动方向和转动圈数；所述单片机还连接命令输入单元，命令输入单元用于输入丝杆螺母进行伸长和缩短的驱动命令、存储当前位置为记忆位置以及使丝杆螺母回位至记忆位置的命令、以及设定当前位置为标准参考位置的命令。

进一步的，所述内管下端通过插销连接底脚支座，底脚支座表面由上至下开设若干通孔，内管下端开设径向通孔，所述径向通孔与底脚支座表面的通孔通过插销相连接。

进一步的，在所述驱动轴上设置刹车装置。

本实用新型具有以下优点：

（1）本实用新型所述带行程记忆功能能够自动回位的丝杆机构，能够实现直线位移的行程记忆和自动回位。

（2）本实用新型所述电动千斤顶，能够实现直线位移的行程记忆和自动回位；并且能够具有防止丝杆受重力下滑的自锁功能。

附图说明

图1为本实用新型所述丝杆机构的原理框图。

图2为本实用新型所述电动千斤顶的结构示意图。

图3为图2中H的内部示意图。

附图标记说明：1-转动件、2-霍尔元件、3-存储单元、4-单片机、5-电机、6-继电器、7-控制按键、8-齿轮箱、9-驱动轴、10-丝杆、11-丝杆螺母、12-内管、13-外管、14-插销、15-底脚支座、16-刹车装置、17-摩擦片、18-平面推力轴承、19-扭簧、20-第一瓦盖、21-第二瓦盖、22-PCB板。

具体实施方式

下面结合具体附图对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，本实用新型所述带行程记忆功能能够自动回位的丝杆机构包括丝杆和丝杆螺母，丝杆螺母和丝杆螺纹配合，丝杠旋转带动丝杆螺母作直线往复运动，丝杆与电机5的输出轴连接以实现转动；在所述电机5的输出轴上安装与输出轴同轴转动的转动件1，该转动件1为环形物体，转动件1上嵌有小直径的磁铁；在所述电机5的输出轴的轴端设置PCB板，在PCB板上设有霍尔元件2、存储单元3和单片机4，单片机4的输出端通过继电器6连接电机5，单片机4输出开关信号至继电器6，继电器6控制电压输出至电机5，电机5的输出轴转动时带动转动件1上的磁铁进行转动，磁铁每通过霍尔元件2一次，霍尔元件2输出一个脉冲信号给单片机4，单片机4根据霍尔元件2输出的脉冲信号判断电机5的输出轴转动方向和转动圈数，以计算丝杆螺母的当前位置；所述存储单元3用于存储丝杆螺母所处当前位置时电机5输出轴的转动方向和转动圈数。所述单片机4还连接控制按键7，控制按键7包括伸长键、缩短键、照明键、第一记忆键和第二记忆键，伸长键和缩短键用于输入丝杆螺母进行伸长方向和缩短方向的驱动命令，第一记忆键和第二记忆键用于输入存储当前位置为记忆位置以及使丝杆螺母回复记忆位置的命令，照明键用于输入设定当前位置为标准参考位置的命令。

所述存储单元采用电可擦可编程只读存储器（EEPROM），该存储单元在每次重新通电时能够自动读取当前位置的转动方向和转动圈数，从而达到行程自动记忆的功能；所述电机5采用直流有刷电机。

本实用新型所述带行程记忆功能能够自动回位的丝杆机构的工作原理为：

（1）设置并记忆标准的参考位置：

同时按住伸长键和缩短健一段时间，让单片机进入设置标准的参考位置状态，然后按伸长键或缩短健，单片机检测到控制按键的伸长或缩短信号后，输出开关信号控制继电器，继电器控制电机正转或者反转，电机的输出轴带动丝杆转动，丝杆螺母沿丝杆进行直线移动，从而伸长或缩短到需要的位置；按住照明键一段时间，单片机自动将这个位置设定为标准的参考位置（这个位置对应的数值是一个常量），并将这个标准的参考位置的数值写入存储单元，作为产品的当前丝杆所在位置，并自动退出设置标准的参考位置状态。设置并记忆标准的参考位置操作完成。根据标准的参考位置，可以设定上下限位点或者作为位置运行的参考点，在运行时方便快捷的运行到这个位置。

（3）丝杆记忆功能实现原理：

单片机检测到控制按键盘的伸长或缩短信号后，输出开关信号控制继电器，控制电机正转或者反转，带动丝杆转动带动丝杆螺母伸长或缩短，同时带动转动件上的磁铁转动，改变霍尔元件周围的磁场，磁铁每接近一次霍尔元件（装于PCB电路板上），霍尔元件输出一个脉冲信号给单片机，单片机根据霍尔元件输出的信号判断电机输出轴的转动方向和转动圈数来计算当前位置偏离标准的参考位置的方向和圈数值，并将这个方向和圈数值写入存储单元，产品每次重新通电会自动读取当前位置的方向和圈数值。从而达到行程自动记忆功能。

（4）自动回位功能实现原理：

按下伸长键或缩短键，让丝杆转动驱动丝杆螺母到达回位所需的位置。长按第一记忆键一段时间，记忆当前位置偏离标准的参考位置的方向和圈数值，作为回位至第一位置的方向和圈数值，并将他们写入存储单元，产品每次重新通电会自动读取回位第一位置的方向和圈数值；此后无论丝杆在任何位置，只要按一下第一记忆键，单片机会根据当前位置和回位第一位置分别偏离标准的参考位置的方向和圈数值进行分析计算，得到电机转动方向和转动的圈数值，并输出开关控信号控制继电器让电机按这个方向转动。电机转动同时带动转动件上的磁铁转动，使霍尔元件向单片机输出信号，单片机根据这个信号计算出电机已经转动的圈数，当转动的圈数值达到电机要转动的圈数值时，丝杆已经到达回位第一位置，单片机输出开关信号控制继电器让单片机停止转动。这样就实现了自动回位第一位置的功能。

按下伸长或缩短键，让丝杆转动驱动丝杆螺母到达回位所需的第二位置。长按第二记忆键一段时间，记忆当前位置偏离标准的参考位置的方向和圈数值，作为回位第二位置的方向和圈数值，并将他们写入存储单元，产品每次重新通电会自动读取回位第二位置的方向和圈数值；此后无论丝杆在任何位置，只要按一下第二记忆键，单片机会根据当前位置和回位第二位置分别偏离标准的参考位置的方向和圈数值进行分析计算，得到电机转动方向和转动的圈数值，并输出开关控信号控制继电器让电机按这个方向转动。电机转动同时带动转动件上的磁铁转动，使霍尔元件向单片机输出信号，单片机根据这个信号计算出电机已经转动的圈数，当转动的圈数值达到电机要转动的圈数值时，丝杆已经到达回位第二位置，单片机输出开关信号控制继电器让单片机停止转动。这样就实现了自动回位第二位置的功能。

将上述的带行程记忆功能能够自动回位的丝杆机构应用于电动千斤顶，其结构如图2所示，包括齿轮箱8及用于驱动齿轮箱8运转的电机5，齿轮箱8的输出端设置驱动轴9，驱动轴9下端连接丝杆10，丝杆10上螺纹连接丝杆螺母11，丝杆螺母11外圆周表面固定内管12，内管12外侧套设外管13，所述外管13上端部固定于齿轮箱8底部，内管12下端通过插销14连接底脚支座15；所述驱动轴9上设置刹车装置16。所述刹车装置16包括摩擦片17、平面推力轴承18、扭簧19、第一瓦盖20、以及第二瓦盖21，其中摩擦片17设置于驱动轴9上部位置，摩擦片17下方依次设置第二瓦盖21、平面推力轴承18、第一瓦盖20，所述第一瓦盖20与驱动轴9固定连接，扭簧19设置于第一瓦盖20和第二瓦盖21外表面。所述底脚支座15呈管体状，在管体表面由上至下均布开设若干通孔，内管12下端开设径向通孔，所述径向通孔与底脚支座15的管体表面的任一通孔通过插销14相连接。为了使本实用新型所述电动千斤顶能够实现记忆功能够并且能够自动回位，如图3所示，在所述驱动轴9上安装能够随驱动轴9同轴转动的转动件1，转动件1上嵌有磁铁，在转动件1的上方安装PCB板22，PCB板22上设有霍尔元件2和存储单元3，PCB板与单片机4连接，单片机4的输出端通过继电器6连接电机5，单片机4输出开关信号至继电器6，继电器6控制电压输出至电机5，电机5的输出端通过齿轮箱8带动驱动轴9转动，驱动轴9转动时带动转动件1上的磁铁进行转动，磁铁每转动一次霍尔元件2输出一个脉冲信号给单片机4，单片机4根据霍尔元件2输出的脉冲信号判断电机5的输出轴转动方向和转动圈数，以计算丝杆螺母的当前位置；所述存储单元3用于存储丝杆螺母所处当前位置时电机5输出轴的转动方向和转动圈数。所述单片机4还连接控制按键7，控制按键7包括伸长键、缩短键、照明键、第一记忆键和第二记忆键，伸长键和缩短键用于输入丝杆螺母进行伸长方向和缩短方向的驱动命令，第一记忆键和第二记忆键用于输入存储当前位置为记忆位置以及使丝杆螺母回复记忆位置的命令，照明键用于输入设定当前位置为标准参考位置的命令。

本实用新型所述电动千斤顶的工作过程如下：电机5由单片机控制，通过齿轮箱8将电机5转换为大扭矩低转速输出，带动驱动轴9从而使得丝杆10转动，丝杆螺母11与内管13固定，丝杆螺母11与丝杆10能够实现直线运动，从而实现内管12、外管13之间的轴向运动，最终达到伸长缩短的功能，同时通过调节插销14与底脚支座15的位置，实现高度微调。

Claims (10)

1.一种带行程记忆功能能够自动回位的丝杆机构，包括丝杆和丝杆螺母，丝杆螺母和丝杆螺纹配合，丝杠旋转带动丝杆螺母作直线往复运动，丝杆与驱动装置的输出轴连接以实现转动；其特征是：在所述驱动装置的输出轴上安装与输出轴同轴转动的转动件（1），转动件（1）上设有磁铁；在所述驱动装置的输出轴的轴端设置霍尔元件（2）和存储单元（3），霍尔元件（2）和存储单元（3）均与单片机（4）连接，单片机（4）的输出端通过继电器（6）连接驱动装置，单片机（4）输出开关信号至继电器（6），继电器（6）控制电压输出至驱动装置，驱动装置的输出轴转动时带动转动件（1）上的磁铁进行转动，磁铁每通过霍尔元件（2）一次，霍尔元件（2）输出一个脉冲信号给单片机（4），单片机（4）根据霍尔元件（2）输出的脉冲信号判断驱动装置的输出轴转动方向和转动圈数，以获得丝杆螺母的当前位置；所述存储单元（3）用于存储丝杆螺母所处的标准参考位置、以及记忆位置，自动回位时单片机判断驱动装置输出轴的转动方向和转动圈数；

所述单片机（4）还连接命令输入单元，命令输入单元用于输入丝杆螺母进行伸长和缩短的驱动命令、存储当前位置为记忆位置以及使丝杆螺母回位至记忆位置的命令、以及设定当前位置为标准参考位置的命令。

2.如权利要求1所述的带行程记忆功能能够自动回位的丝杆机构，其特征是：所述霍尔元件（2）、存储单元（3）和单片机（4）均设于PCB板上。

3.如权利要求1所述的带行程记忆功能能够自动回位的丝杆机构，其特征是：所述驱动装置采用电机（5）。

4.如权利要求1所述的带行程记忆功能能够自动回位的丝杆机构，其特征是：所述转动件（1）为环形件，同轴安装在驱动装置的输出轴上。

5.如权利要求1所述的带行程记忆功能能够自动回位的丝杆机构，其特征是：所述记忆键包括第一记忆键和第二记忆键，第一记忆键和第二记忆键分别用于输入存储第一记忆位置和第二记忆位置的命令。

6.如权利要求1所述的带行程记忆功能能够自动回位的丝杆机构，其特征是：所述存储单元采用电可擦可编程只读存储器。

7.如权利要求3所述的带行程记忆功能能够自动回位的丝杆机构，其特征是：所述命令输入单元采用控制按键（7），控制按键（7）包括伸长键、缩短键、照明键、以及记忆键，伸长键和缩短键用于输入丝杆螺母进行伸长和缩短的驱动命令，记忆键用于输入存储当前位置为记忆位置以及使丝杆螺母回位至记忆位置的命令，照明键用于输入设定当前位置为标准参考位置的命令。

8.一种电动千斤顶，包括驱动装置，驱动装置的输出端设置驱动轴（9），驱动轴（9）下端连接丝杆（10），丝杆（10）上螺纹配合丝杆螺母（11），丝杆螺母（11）上固定内管（12），内管（12）外侧套设外管（13），内管（12）和外管（13）能够相对轴向移动；其特征是：在所述驱动轴（9）上安装能够随驱动轴（9）同轴转动的转动件（1），转动件（1）上嵌有磁铁，在转动件（1）的上方安装PCB板（22），PCB板（22）上设有霍尔元件（2）、存储单元（3）和单片机（4），单片机（4）的输出端通过继电器（6）连接驱动装置，单片机（4）输出开关信号至继电器（6），继电器（6）控制电压输出至驱动装置，驱动轴（9）转动时带动转动件（1）上的磁铁进行转动，磁铁每通过霍尔元件（2）一次，霍尔元件（2）输出一个脉冲信号给单片机（4），单片机（4）根据霍尔元件（2）输出的脉冲信号判断驱动轴（9）的转动方向和转动圈数，以获得丝杆螺母（11）的当前位置；所述存储单元（3）用于存储丝杆螺母（11）所处的标准参考位置、以及记忆位置，自动回位时单片机判断驱动装置输出轴的转动方向和转动圈数；所述单片机（4）还连接命令输入单元，命令输入单元用于输入丝杆螺母进行伸长和缩短的驱动命令、存储当前位置为记忆位置以及使丝杆螺母回位至记忆位置的命令、以及设定当前位置为标准参考位置的命令。

9.如权利要求8所述的电动千斤顶，其特征是：所述内管（12）下端通过插销（14）连接底脚支座（15），底脚支座（15）表面由上至下开设若干通孔，内管（12）下端开设径向通孔，所述径向通孔与底脚支座（15）表面的通孔通过插销（14）相连接。

10.如权利要求8所述的电动千斤顶，其特征是：在所述驱动轴（9）上设置刹车装置（16）。