CN216715140U - 一种双向伸缩机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种双向伸缩机构，该双向伸缩机构采用两根旋向相反的丝杠，并将其中一根丝杠及其螺母安装在另一根丝杠的内部中心孔内，然后采用与传统同轴双螺旋的螺旋传动机构相同的传动原理实现双向伸缩，由此在在满足伸展行程要求的前提下具备较短收缩长度。该双向伸缩机构包括：机架、两个伸缩缸、内丝杠、外丝杠、内丝杠螺母、外丝杠螺母、减速电机以及齿轮A和齿轮B。内丝杠、内丝杠螺母、伸缩缸B安装在外丝杠的内部中心孔内，伸缩缸B收缩之后，除了导向部分，其余长度均藏在外丝杠，使整个机构收缩后的长度远小于左右螺母运动行程的总和，故本机构具有收缩长度短的优点。

Description

一种双向伸缩机构

技术领域

本实用新型涉及一种伸缩机构，具体涉及一种双向伸缩机构。

背景技术

螺旋传动由螺旋和螺母构成，它能将旋转运动转变为直线运动，能用较小的转矩获得很大的推力，可获得很大的传动比，是一种应用较为广泛的传动机构，特别是将旋转运动转变为直线运动的传动机构。

双向伸缩机构采用的常用螺旋传动简图如图1所示，一般为同轴双螺旋型式，即在同一丝杠的左右侧各设置一段螺旋，两段螺旋的螺距相等但旋向相反，传动时螺杆转动但不移动，两螺母反向移动推动缸伸缩运动。两个螺母需有防转装置。但此类型结构总长度需大于左右螺母运动行程的总和。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种双向伸缩机构，能够实现双向伸缩、在满足伸展行程要求的前提下具备较短收缩长度的结构需求。

所述的双向伸缩机构，包括：机架、伸缩缸A、伸缩缸B、内丝杠、外丝杠、内丝杠螺母、外丝杠螺母和驱动单元；

其中所述内丝杠和所述外丝杠的螺纹旋向相反；

所述伸缩缸A套装在所述机架内，所述机架上设置有用于约束所述伸缩缸A转动的限位机构A，使所述伸缩缸A只能沿其轴线移动；

所述外丝杠具有中心光孔，外圆周分为螺纹段和光轴段；所述外丝杠安装在所述伸缩缸A内部，外丝杠螺母与外丝杠的螺纹段配合形成丝杠螺母副，同时所述外丝杠螺母与所述伸缩缸A固接；所述外丝杠的光轴端通过轴承支撑在所述机架上后与所述驱动单元相连，所述驱动单元用于带动所述外丝杠绕其轴线转动；

所述内丝杠安装在所述外丝杠内部，其一端与所述外丝杠固接；所述内丝杠螺母和伸缩缸B位于外丝杠和内丝杠之间的环形空间内；其中所述内丝杠螺母与内丝杠螺纹配合形成丝杠螺母副；所述伸缩缸B套装在所述内丝杠螺母外部并与所述内丝杠螺母固接；

所述机架上与所述伸缩缸B对应的位置设置有用于约束所述伸缩缸B转动的限位机构B，使所述伸缩缸B只能沿其轴线移动。

作为本实用新型的一种优选方式，所述驱动单元包括：减速电机、齿轮A和齿轮B；

所述减速电机通过电机基座安装在机架上，所述齿轮A与减速电机的输出轴连接；与所述齿轮A啮合的齿轮B与所述外丝杠相连。

作为本实用新型的一种优选方式，所述限位机构A包括：导向环A，所述导向环A与所述机架固接，所述导向环A内圆周面上设置有凸起的导向键；所述伸缩缸A外圆周面上设置与所述导向环A上的导向键滑动配合的导向槽。

作为本实用新型的一种优选方式，所述限位机构B包括：导向环B，所述导向环B与所述机架固接，所述导向环B内圆周面上设置有凸起的导向键；所述伸缩缸B外圆周面上设置与所述导向环B上的导向键滑动配合的导向槽。

作为本实用新型的一种优选方式，所述机架包括四部分，分别为机架A、机架B、机架C和机架D；四个机架均为两端开口的空心柱形结构；

所述机架A和机架C分别连接在所述机架B的轴向两端；所述机架D连接安装于所述机架C的另一端，所述机架D一端伸入所述机架C的中心孔内，另一端通过轴肩与所述机架C的端面抵触连接。

有益效果

(1)该双向伸缩机构采用旋向相反的两根丝杠，并将其中一根丝杠及其螺母安装在另一根丝杠的内部中心孔内，采用与传统同轴双螺旋的螺旋传动机构相同的传动原理，实现双向伸缩、在满足伸展行程要求的前提下具备较短收缩长度的结构需求。

(2)该双向伸缩机构只有一个原动机驱动，故两个方向的伸缩运动遵循运动时间相等的原则。

附图说明

图1为传统同轴双螺旋运动简图；

图2为本实用新型的双向伸缩机构的剖视图；

图3为本实用新型的双向伸缩机构的结构示意图；

图4为导向环的结构示意图；

图5为机架C的结构示意图；

图6为外丝杠的结构示意图；

图7为伸缩缸的结构示意图。

其中：1-伸缩缸A；2-螺钉组A；3-导向环A；4-机架A；5-螺钉组B；6-内丝杠；7- 外丝杠；8-机架B；9-螺钉组C；10-内丝杠螺母；11-伸缩缸B；12-外丝杠螺母；13-减速电机；14-螺钉组D；15-螺钉组E；16-轴承压盖；17-隔套；18-紧定螺钉；19-平键； 20-齿轮A；21-机架C；22-机架D；23-螺钉组F；24-导向环B；25-螺钉组G；26-齿轮B； 27-螺钉组H；28-电机基座；29-轴承

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型作进一步的详细说明。

本实施例提供一种双向伸缩机构，该双向伸缩机构采用两根旋向相反的丝杠，并将其中一根丝杠及其螺母安装在另一根丝杠的内部中心孔内，然后采用与传统同轴双螺旋的螺旋传动机构相同的传动原理实现双向伸缩，由此在在满足伸展行程要求的前提下具备较短收缩长度。

如图2和图3所示，该双向伸缩机构包括：机架、两个伸缩缸(分别为伸缩缸A1和伸缩缸B11)、内丝杠6、外丝杠7、内丝杠螺母10、外丝杠螺母12、减速电机13以及齿轮A20和齿轮B26。其中外丝杠7和内丝杠6的螺纹旋向相反，即一个丝杠的螺纹旋向为右旋螺纹(相应的螺母也为右旋螺纹)，另一个丝杠的螺纹旋向为左旋螺纹(相应的螺母也为左旋螺纹)。

其中机架包括四部分，分别为机架A4、机架B8、机架C21和机架D22；四个机架均为两端开口的空心柱形结构，机架A4和机架C21分别采用螺栓连接安装于机架B8的两端；机架D22采用螺栓连接安装于机架C21的另一端，机架D22一端伸入机架C21的中心孔内，另一端通过轴肩与机架C21的端面抵触连接。机架A4和机架D22的中心孔轴线重合。

导向环A3采用螺钉组A2连接安装于机架A4中心孔内，导向环B24采用螺栓连接安装于机架D22的中心孔内；两个导向环的结构形式相同，如图4所示，两个导向环的内孔均设置有凸起的导向键。

如图5所示，机架C21外圆面的顶部设置通孔作为齿轮A20的运转腔体，机架C21 内部与该运转腔体的两端分别为轴承29的安装腔体和机架D22的安装腔体。电机基座28 采用螺钉组H27安装在机架C21顶部，减速电机13采用螺栓连接安装在电机基座28上，齿轮A20采用平键19及紧定螺钉18与减速电机13的输出轴连接安装。齿轮B26与齿轮 A20啮合。

伸缩缸A1同轴套装在机架B8内，伸缩缸A1的一端伸出机架A4(令该端为左端)，另一端位于机架B8内(令该端为右端)。如图7所示，伸缩缸A1外圆周面上设置通长的内凹的导向槽，该导向槽与导向环A3内环上凸起的导向键相配合，从而约束了伸缩缸 A1的转动运动。

如图6所示，外丝杠7内部为空心光孔，外圆周分为螺纹段和用于安装轴承29的光轴段，其两端端面均设置螺纹孔。外丝杠7同轴安装在伸缩缸A1内部，内丝杠6穿入外丝杠7内部的空心光孔后，其左端作为安装端面与外丝杠7的螺纹端端部采用螺钉组B5 连接；外丝杠螺母12的内螺纹与外丝杠7的外螺纹相互旋合，伸缩缸A1的右端面采用螺钉组D14与外丝杠螺母12的安装面相连接。外丝杠螺母12在外丝杠7上所处的相对位置根据伸缩行程确定。

外丝杠7的光轴部分伸入机架C21内，通过安装在机架C21的轴承安装腔体内的两个轴承29支撑；外丝杠7的光轴部分端部采用螺钉组G25与齿轮B26连接。两个轴承29 的外圈分别由机架C21轴承安装腔体处设置的凸缘和轴承压盖16约束，其内圈分别由隔套17、齿轮B26的凸缘以及外丝杠7的凸缘约束。

内丝杠螺母10的外圆穿入伸缩缸B11内孔后其安装面与伸缩缸B11左端采用螺钉组 C9连接；之后将内丝杠螺母10和伸缩缸B11的组合件从外丝杠7的光轴端内孔内旋入，使内丝杠螺母10的内螺纹与内丝杠6的外螺纹旋合(即内丝杠螺母10和伸缩缸B11的组合件位于外丝杠7和内丝杠6之间的环形空间内)，组合件的旋入长度根据伸缩行程确定。伸缩缸B11右端伸出机架D22，伸缩缸B11外圆周上设置通长的内凹的导向槽，该导向槽与导向环B24凸起的导向键相配合，从而约束了伸缩缸B11的转动运动。

该双向伸缩机构的工作原理：

减速电机13工作驱动齿轮A20、齿轮B26构成的齿轮传动副转动，因齿轮B26与外丝杠7、内丝杠6被连接为一整体，故外丝杠7和内丝杠6随着齿轮B26一起转动；再因伸缩缸A1被导向环A3约束了转动运动、伸缩缸B11被导向环B24约束了转动运动，因此外丝杠7与外丝杠螺母12、内丝杠6与内丝杠螺母10的螺旋传动方式为丝杠旋转但轴向不移动、螺母轴向移动但不转动，即将初级的齿轮旋转运动转换为伸缩缸伸缩运动的直线运动方式。

外丝杠7和内丝杠6的螺纹旋向相反，外丝杠7、内丝杠6转动但不移动，外丝杠螺母12、内丝杠螺母10反向移动推动伸缩缸A1、伸缩缸B11伸缩运动。

此机构只有一个原动机驱动，故两个方向的伸缩运动遵循运动时间相等的原则。即在相同运动时间里，若外丝杠7、内丝杠6及其螺母的螺距相等但螺纹旋向相反，则伸缩缸A1、伸缩缸B11反向伸缩且行程相等；若外丝杠7、内丝杠6及其螺母的螺距不相等但螺纹旋向相反，则伸缩缸A1、伸缩缸B11反向伸缩且行程不相等。

因内丝杠6、内丝杠螺母10、伸缩缸B11安装在外丝杠7的内部中心孔内，伸缩缸B11收缩之后，除了导向部分，其余长度均藏在外丝杠7，使整个机构收缩后的长度远小于左右螺母运动行程的总和，故本机构具有收缩长度短的优点。

综上所述，以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种双向伸缩机构，其特征在于：包括：机架、伸缩缸A(1)、伸缩缸B(11)、内丝杠(6)、外丝杠(7)、内丝杠螺母(10)、外丝杠螺母(12)和驱动单元；

其中所述内丝杠(6)和所述外丝杠(7)的螺纹旋向相反；

所述伸缩缸A(1)套装在所述机架内，所述机架上设置有用于约束所述伸缩缸A(1)转动的限位机构A，使所述伸缩缸A(1)只能沿其轴线移动；

所述外丝杠(7)具有中心光孔，外圆周分为螺纹段和光轴段；所述外丝杠(7)安装在所述伸缩缸A(1)内部，外丝杠螺母(12)与外丝杠(7)的螺纹段配合形成丝杠螺母副，同时所述外丝杠螺母(12)与所述伸缩缸A(1)固接；所述外丝杠(7)的光轴端通过轴承(29)支撑在所述机架上后与所述驱动单元相连，所述驱动单元用于带动所述外丝杠(7)绕其轴线转动；

所述内丝杠(6)安装在所述外丝杠(7)内部，其一端与所述外丝杠(7)固接；所述内丝杠螺母(10)和伸缩缸B(11)位于外丝杠(7)和内丝杠(6)之间的环形空间内；其中所述内丝杠螺母(10)与内丝杠(6)螺纹配合形成丝杠螺母副；所述伸缩缸B(11)套装在所述内丝杠螺母(10)外部并与所述内丝杠螺母(10)固接；

所述机架上与所述伸缩缸B(11)对应的位置设置有用于约束所述伸缩缸B(11)转动的限位机构B，使所述伸缩缸B(11)只能沿其轴线移动。

2.如权利要求1所述的双向伸缩机构，其特征在于：所述驱动单元包括：减速电机(13)、齿轮A(20)和齿轮B(26)；

所述减速电机(13)通过电机基座(28)安装在机架上，所述齿轮A(20)与减速电机(13)的输出轴连接；与所述齿轮A(20)啮合的齿轮B(26)与所述外丝杠(7)相连。

3.如权利要求1所述的双向伸缩机构，其特征在于：所述限位机构A包括：导向环A(3)，所述导向环A(3)与所述机架固接，所述导向环A(3)内圆周面上设置有凸起的导向键；所述伸缩缸A(1)外圆周面上设置与所述导向环A(3)上的导向键滑动配合的导向槽。

4.如权利要求1所述的双向伸缩机构，其特征在于：所述限位机构B包括：导向环B(24)，所述导向环B(24)与所述机架固接，所述导向环B(24)内圆周面上设置有凸起的导向键；所述伸缩缸B(11)外圆周面上设置与所述导向环B(24)上的导向键滑动配合的导向槽。

5.如权利要求1所述的双向伸缩机构，其特征在于：所述机架包括四部分，分别为机架A(4)、机架B(8)、机架C(21)和机架D(22)；四个机架均为两端开口的空心柱形结构；

所述机架A(4)和机架C(21)分别连接在所述机架B(8)的轴向两端；所述机架D(22)连接安装于所述机架C(21)的另一端，所述机架D(22)一端伸入所述机架C(21)的中心孔内，另一端通过轴肩与所述机架C(21)的端面抵触连接。

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