CN211624125U - 伸缩装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及机械工程技术领域，尤其涉及一种伸缩装置，其包括安装支架、驱动机构、第一伸缩机构和第二伸缩机构，安装支架上设置有导轨；驱动机构安装于安装支架上，且驱动机构包括电机机组以及分别由电机机组驱动的第一齿轮组和第二齿轮；第一伸缩机构包括杆套和设置于杆套外的齿条；第二伸缩机构包括杆芯、螺杆和设置于螺杆的近端上的端齿轮组，螺杆的近端通过轴承转动安装于杆套内，杆芯套设于螺杆上且杆芯嵌套于杆套内。一台电机即可实现杆套在导轨上的伸缩以及杆芯在杆套内的伸缩，二级连续伸缩有效提升了伸出长度，并且容易控制，操作简单，在收缩状态时空间占用比较小且无需设计油路也无液压油泄露的风险。

Description

伸缩装置

技术领域

本实用新型涉及机械工程技术领域，尤其涉及一种伸缩装置。

背景技术

伸缩装置在工程中应用广泛，非常多的机械中都会使用伸缩装置。但是在实际应用中，普通的伸缩装置一般只能伸出一节，伸出长度与其收缩状态下长度之比不足2:1，在原长度受限的情况下伸出量会受到极大限制，导致不能实现预期的传动或工作效果。若采用二级连续伸缩则可将该比例扩大到2.5：1或2.8:1，有效提升了在原长一定的情况下的伸出长度。

现有的二级连续伸缩装置多采用液压或双电机驱动来实现，若采用液压方式，则需要另加油缸，且需要设计油路回路，同时还要考虑密封问题以及占用空间的大小，无形之中增加了许多工作负担；而采用双电机驱动，则需要另行设计双电机的控制方法，需要增加电路或单片机，也比较麻烦。所以现在急需一种以单电机、非液压作为驱动方式的二级连续伸缩装置。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

本实用新型的主要目的是提供一种伸缩装置，旨在解决现有二级连续伸缩装置不易控制的问题。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本实用新型的伸缩装置包括：

安装支架，所述安装支架上设置有导轨；

驱动机构，所述驱动机构安装于所述安装支架上，且所述驱动机构包括电机机组以及分别由所述电机机组驱动的第一齿轮组和第二齿轮；

第一伸缩机构，所述第一伸缩机构包括杆套和设置于所述杆套外的齿条，所述第一齿轮组与所述齿条啮合并驱动所述第一伸缩机构沿所述导轨移动；

第二伸缩机构，所述第二伸缩机构包括杆芯、螺杆和设置于所述螺杆的近端上的端齿轮组，所述螺杆的近端通过轴承转动安装于所述杆套内，所述杆芯套设于所述螺杆上且所述杆芯嵌套于所述杆套内；所述第二齿轮能够驱动所述端齿轮组转动，以带动所述螺杆转动并使所述杆芯在所述杆套内沿所述螺杆的延伸方向移动。

优选地，所述电机机组包括电机、输入齿轮和不完全齿轮，所述输入齿轮转动安装于所述安装支架上且由所述电机驱动，所述不完全齿轮与所述输入齿轮同轴设置；

所述不完全齿轮与所述第一齿轮组啮合传动时，所述第二齿轮停止转动；所述不完全齿轮与所述第二齿轮啮合传动时，所述第一齿轮组停止转动。

优选地，所述第一齿轮组包括第一直齿轮和第二直齿轮，所述第一直齿轮转动安装于所述安装支架上且能够与所述不完全齿轮啮合，所述第二直齿轮与所述第一直齿轮同轴设置；所述第二直齿轮与所述齿条啮合。

优选地，所述不完全齿轮的轴线、所述第一直齿轮的轴线和所述第二齿轮的轴线在同一平面内，所述不完全齿轮位于所述第一直齿轮和所述第二齿轮之间。

优选地，所述端齿轮组包括转动安装于所述杆套上的传动齿轮、与所述传动齿轮同轴设置的第一锥齿轮以及固定设置于所述螺杆的近端上的第二锥齿轮，所述第一锥齿轮与所述第二锥齿轮啮合；

当所述杆套伸展到极限位置时，所述不完全齿轮与所述第二齿轮啮合，且所述第二齿轮还与所述传动齿轮啮合。

优选地，所述杆芯呈多棱柱结构，所述杆套的内部通孔与所述杆芯的形状适配。

优选地，所述杆芯的近端外表面设置有限位块，所述杆套的远端内表面设置有限位环，当所述杆芯伸展到极限位置时，所述限位块能够与所述限位环抵接。

优选地，所述杆芯外开设有沿所述杆芯的轴向延伸的导向槽，所述杆套内设置有凸块，所述凸块能够在所述导向槽内沿所述导向槽的延伸方式滑动。

优选地，所述导轨上设置有环绕所述杆套的限位框，所述杆套的近端外表面上设置有挡块，当所述杆套伸展到极限位置时，所述挡块能够与所述限位框抵接。

优选地，所述安装支架上设置有遮挡板。

(三)有益效果

本实用新型的有益效果是：通过一套电机机组分别驱动第一齿轮组和第二齿轮，并在第一齿轮组与齿条配合驱动杆套沿导轨移动，直至当杆套伸展到极限位置时，第二齿轮能够驱动端齿轮组转动，以带动螺杆转动并使杆芯在杆套内沿螺杆的延伸方向移动，从而实现杆套和杆芯的相对伸缩。一台电机即可实现杆套在导轨上的伸缩以及杆芯在杆套内的伸缩，二级连续伸缩有效提升了伸出长度，并且容易控制，操作简单，在收缩状态时空间占用比较小且无需设计油路也无液压油泄露的风险。

附图说明

图1为本实用新型的伸缩装置的主视图；

图2为本实用新型的伸缩装置的俯视图；

图3为本实用新型的伸缩装置的右视图；

图4为本实用新型的伸缩装置在杆套伸展到极限位置时的结构示意图；

图5为本实用新型的伸缩装置在杆套处于收缩状态的结构示意图。

【附图标记说明】

10：安装支架；11：导轨；12：遮挡板；13：限位框；

20：驱动机构；21：电机机组；211：输入齿轮；212：不完全齿轮；22：第一齿轮组；221：第一直齿轮；222：第二直齿轮；23：第二齿轮；

30：第一伸缩机构；31：杆套；311：安装座；32：齿条；

40：第二伸缩机构；41：杆芯；42：螺杆；43：端齿轮组；431：传动齿轮；432：第一锥齿轮；433：第二锥齿轮。

具体实施方式

为了更好的解释本实用新型，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本实用新型作详细描述。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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在本实用新型中的具体含义。

如图1至图3所示，本实用新型提供一种伸缩装置，其包括安装支架10、驱动机构20、第一伸缩机构30和第二伸缩机构40。安装支架10上设置有导轨11；驱动机构20安装于安装支架10上，且驱动机构20包括电机机组21以及分别由电机机组21驱动的第一齿轮组22和第二齿轮23；第一伸缩机构30包括杆套31和设置于杆套31外的齿条32，第一齿轮组22与齿条32啮合并驱动第一伸缩机构30沿导轨11移动；第二伸缩机构40包括杆芯41、螺杆42和设置于螺杆42的近端上的端齿轮组43，螺杆42的近端通过轴承转动安装于杆套31内，杆芯41套设于螺杆42上且杆芯41嵌套于杆套31内；第二齿轮23能够驱动端齿轮组43转动，以带动螺杆42转动并使杆芯41在杆套31内沿螺杆42的延伸方向移动。杆芯41的内壁上设置有与螺杆42适配的内螺纹。其中，本实用新型中的“近端”是指杆状结构的安装端，例如，杆芯41的近端是在伸展状态下与螺杆42连接的一端，而“远端”是指杆状结构的自由端。另外，需要说明的是本实用新型中的“转动安装”可以为通过轴承与转动轴的配合进行的安装。

通过一套电机机组21分别驱动第一齿轮组22和第二齿轮23，并在第一齿轮组22与齿条32配合驱动杆套31沿导轨11移动，直至当杆套31伸展到极限位置时，第二齿轮23能够驱动端齿轮组43转动，以带动螺杆42转动并使杆芯41在杆套31内沿螺杆42的延伸方向移动，从而实现杆套31和杆芯41的相对伸缩。一台电机即可实现杆套31在导轨11上的伸缩以及杆芯41在杆套31内的伸缩，二级连续伸缩有效提升了伸出长度，并且容易控制，操作简单，在收缩状态时空间占用比较小且无需设计油路也无液压油泄露的风险。

在优选的实施方式中，如图4和图5所示，电机机组21包括电机(未图示)、输入齿轮211和不完全齿轮212，输入齿轮211转动安装于安装支架10上且由电机驱动，不完全齿轮212与输入齿轮211同轴设置；不完全齿轮212与第一齿轮组22啮合传动时，第二齿轮23停止转动；不完全齿轮212与第二齿轮23啮合传动时，第一齿轮组22停止转动。其中，不完全齿轮212(作为主动轮)上的齿数是不完整的，从动轮上的齿数与位置由从动轮的运动与间歇时间确定。当主动轮作单向转动时，从动轮作单向间歇运动，在从动轮的停歇期间，两个齿轮的轮缘各有锁止弧以对从动轮实施定位防止从动轮在此状态下自由运动。采用不完全齿轮212进行传动时，可以使伸缩装置的结构更加简单且制造方便，从动轮转动和停歇的时间比例关系不受机械结构的限制。

在上述实施方式中，可以根据第一伸缩机构30和第二伸缩机构40的运动时机设计不完全齿轮212的轮齿分布，例如，在图5中可以看出不完全齿轮212的设置轮齿的轮缘和不设置轮齿的轮缘恰好对半分布(在其他实施方式中还可以根据实际需求设计不完全齿轮212的轮齿的不同分布方式)，且图5中不完全齿轮212的轮齿正好与第一直齿轮221啮合从而能够驱动第一直齿轮221转动，而与第二齿轮23分离以使第二齿轮23处于停止状态。在图4中的不完全齿轮212处于即将与第一直齿轮221啮合或者即将于第二齿轮23啮合的状态。具体可以为当不完全齿轮212顺时针转动时则将与第二齿轮23啮合并与第一直齿轮221分离，从而可以驱动杆芯41从杆套31内伸出；或者，当不完全齿轮212逆时针转动时则将与第一直齿轮221啮合并与第二齿轮23分离，从而可以驱动杆套31收缩回到初始位置。

再次参见图4，为了更合理地进行扭矩传递，第一齿轮组22可以包括第一直齿轮221和第二直齿轮222，第一直齿轮221转动安装于安装支架10上且能够与不完全齿轮212啮合，第二直齿轮222与第一直齿轮221同轴设置；第二直齿轮222与齿条32啮合。当不完全齿轮212与第一直齿轮221啮合时，第一直齿轮221与第二直齿轮222同向转动，再带动齿条32横向移动，以使得杆套31沿导轨11伸展或者收缩。其中，为了保证杆套31能够进行足够距离的伸缩，可以适当增大第二直齿轮222与第一直齿轮221的齿数比。

此外，为了尽量使伸缩装置的驱动机构20更加紧凑以减少空间占用，也为了使不完全齿轮212能够保持仅与第一直齿轮221和第二齿轮23的其中一者啮合的状态，不完全齿轮212的轴线、第一直齿轮221的轴线和第二齿轮23的轴线在同一平面内，不完全齿轮212位于第一直齿轮221和第二齿轮23之间。对应地，传动齿轮431的轴线以及第二直齿轮222的轴线也都在该平面内。

进一步地，再次参见图2和图3，端齿轮组43包括转动安装于杆套31上的传动齿轮431、与传动齿轮431同轴设置的第一锥齿轮432以及固定设置于螺杆42的近端上的第二锥齿轮433，第一锥齿轮432与第二锥齿轮433啮合。当杆套31伸展到极限位置时，不完全齿轮212与第二齿轮23啮合，且第二齿轮23还与传动齿轮431啮合，从而能够将扭矩从第二齿轮23、传动齿轮431、第一锥齿轮432传递至第二锥齿轮433，以使得螺杆42能够转动并带动杆芯41移动，即，在杆套31完成伸展动作之后，再开始进行杆芯41的伸展，直至两级连续伸展完成。而伸缩装置在进行收缩时，不完全齿轮212进行反向转动，先驱动与之啮合的第二齿轮23反转，第二齿轮23驱动传动齿轮431反转，并经第一锥齿轮432传递扭矩至第二锥齿轮433，进而带动螺杆42反转以使得杆芯41收缩回杆套31内。当杆芯41完全收缩回杆套31内时，不完全齿轮212继续进行反转，并与第二齿轮23分离而开始与第一直齿轮221啮合，从第一直齿轮221经第二直齿轮222向齿条32传递动力，而使杆套31沿导轨11收缩回初始位置。其中，图4所示的状态可以是伸展过程中杆套31伸展到极限位置的状态，也可以是收缩过程中杆芯41完全收缩回杆套31内的状态。另外，为了方便传动齿轮431和第一锥齿轮432的安装，杆套31的近端还设置有安装座311(参见图3)，以使传动齿轮431和第一锥齿轮432能够可靠地安装在杆套31上。

在上述的实施方式中，杆芯41可以是呈多棱柱结构(参见图4和图5)，杆套31的内部通孔与杆芯41的形状适配，从而在杆芯41沿螺杆42移动过程中，实现对杆芯41的周向限位和导向，多棱柱结构具体可以为方便加工制造的四棱柱或六棱柱等。其中，为了确保伸缩过程中各个部件运行的可靠性，杆芯41的近端外表面设置有限位块(未图示)，杆套31的远端内表面设置有限位环(未图示)，当杆芯41伸展到极限位置时，限位块能够与限位环抵接，从而防止杆芯41从杆套31内脱离。

或者，在其他实施方式中，当杆芯41为圆柱结构时，还可以是在杆芯41外开设有沿杆芯41的轴向延伸的导向槽(未图示)，杆套31内设置有凸块(未图示)，凸块能够在导向槽内沿导向槽的延伸方式滑动，以实现对杆芯41的周向限位和导向。其中，导向槽可以采用沿轴向延伸但并没有贯穿杆芯41的端部的方式，如此设置导向槽的两端部可以起到限制杆芯41移动的极限位置的作用，以防止杆芯41从杆套31内脱离。

此外，为了保证杆套31在伸缩过程中的可靠性，参见图4和图5，在导轨11上设置有环绕杆套31的限位框13，杆套31的近端外表面上设置有挡块(未图示)。当杆套31伸展到极限位置时，挡块能够与限位框13抵接，从而防止杆套31从导轨11上脱离。

另外，再次参见图1，为了保证伸缩装置在工作过程中能够安全运行，在安装支架10上还可以设置有遮挡板12，以防止操作人员或者异物与驱动机构20接触，从而避免人员伤亡和设备损坏。

需要理解的是，以上对本实用新型的具体实施例进行的描述只是为了说明本实用新型的技术路线和特点，其目的在于让本领域内的技术人员能够了解本实用新型的内容并据以实施，但本实用新型并不限于上述特定实施方式。凡是在本实用新型权利要求的范围内做出的各种变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种伸缩装置，其特征在于，其包括：

安装支架，所述安装支架上设置有导轨；

驱动机构，所述驱动机构安装于所述安装支架上，且所述驱动机构包括电机机组以及分别由所述电机机组驱动的第一齿轮组和第二齿轮；

第一伸缩机构，所述第一伸缩机构包括杆套和设置于所述杆套外的齿条，所述第一齿轮组与所述齿条啮合并驱动所述第一伸缩机构沿所述导轨移动；

第二伸缩机构，所述第二伸缩机构包括杆芯、螺杆和设置于所述螺杆的近端上的端齿轮组，所述螺杆的近端通过轴承转动安装于所述杆套内，所述杆芯套设于所述螺杆上且所述杆芯嵌套于所述杆套内；所述第二齿轮能够驱动所述端齿轮组转动，以带动所述螺杆转动并使所述杆芯在所述杆套内沿所述螺杆的延伸方向移动。

2.如权利要求1所述的伸缩装置，其特征在于：所述电机机组包括电机、输入齿轮和不完全齿轮，所述输入齿轮转动安装于所述安装支架上且由所述电机驱动，所述不完全齿轮与所述输入齿轮同轴设置；

所述不完全齿轮与所述第一齿轮组啮合传动时，所述第二齿轮停止转动；所述不完全齿轮与所述第二齿轮啮合传动时，所述第一齿轮组停止转动。

3.如权利要求2所述的伸缩装置，其特征在于：所述第一齿轮组包括第一直齿轮和第二直齿轮，所述第一直齿轮转动安装于所述安装支架上且能够与所述不完全齿轮啮合，所述第二直齿轮与所述第一直齿轮同轴设置；所述第二直齿轮与所述齿条啮合。

4.如权利要求3所述的伸缩装置，其特征在于：所述不完全齿轮的轴线、所述第一直齿轮的轴线和所述第二齿轮的轴线在同一平面内，所述不完全齿轮位于所述第一直齿轮和所述第二齿轮之间。

5.如权利要求2所述的伸缩装置，其特征在于：所述端齿轮组包括转动安装于所述杆套上的传动齿轮、与所述传动齿轮同轴设置的第一锥齿轮以及固定设置于所述螺杆的近端上的第二锥齿轮，所述第一锥齿轮与所述第二锥齿轮啮合；

当所述杆套伸展到极限位置时，所述不完全齿轮与所述第二齿轮啮合，且所述第二齿轮还与所述传动齿轮啮合。

6.如权利要求1-5中任一项所述的伸缩装置，其特征在于：所述杆芯呈多棱柱结构，所述杆套的内部通孔与所述杆芯的形状适配。

7.如权利要求6所述的伸缩装置，其特征在于：所述杆芯的近端外表面设置有限位块，所述杆套的远端内表面设置有限位环，当所述杆芯伸展到极限位置时，所述限位块能够与所述限位环抵接。

8.如权利要求1-5中任一项所述的伸缩装置，其特征在于：所述杆芯外开设有沿所述杆芯的轴向延伸的导向槽，所述杆套内设置有凸块，所述凸块能够在所述导向槽内沿所述导向槽的延伸方式滑动。

9.如权利要求1-5中任一项所述的伸缩装置，其特征在于：所述导轨上设置有环绕所述杆套的限位框，所述杆套的近端外表面上设置有挡块，当所述杆套伸展到极限位置时，所述挡块能够与所述限位框抵接。

10.如权利要求1-5中任一项所述的伸缩装置，其特征在于：所述安装支架上设置有遮挡板。

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