CN219220909U - 一种多级气动伸缩机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于伸缩作业技术领域，具体涉及一种多级气动伸缩机构。本实用新型包括与固定平台固定安装的初级导轨、固定端固定安装在初级导轨上的初级气缸、与初级导轨滑动配合的初级滑块、固定安装在初级滑块上的n级伸缩组件；本实用新型采用初级导轨、初级滑块以及n级伸缩组件的共同作用，能够实现伸缩机构的长距离伸缩，同时采用初级气缸……第K‑1级气缸、第k级气缸等多个气缸来控制对应的滑块在配合的导轨上滑动，从而实现对每初级伸缩组件的单独控制，避免了链轮链条传动故障率较高的缺陷，同时也避免了导轮、鲍登线传动不能对每初级伸缩组件进行单独控制的缺陷。

Description

一种多级气动伸缩机构

技术领域

本实用新型属于伸缩作业技术领域，具体涉及一种多级气动伸缩机构。

背景技术

在工业生产和日常生活中，多级伸缩机构的应用较为广泛，例如3D打印机、雕刻机、三轴铣床等设备上，多级伸缩机构是设备不可或缺的一部分，现有技术中常见的多级伸缩机构大部分是由齿轮齿条传动，由电机控制，结构较为复杂，且齿轮齿条传动的故障率比较高，容易导致电机过热或齿轮加大磨损等缺点。

为避免齿轮齿条传动的缺点，市面上出现一种采用导向轮与鲍登线进行传动的多级伸缩机构，但是采用导向轮与鲍登线进行传动的多级伸缩机构存在不能单级传动控制的缺陷，长期使用时鲍登线或导向轮因两者之间的长时间摩擦，使得使用寿命不长，并且对维护人员的技术要求较高。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术中存在的不能单级传动、故障率高以及使用寿命不长的缺陷，提供了一种能够单级传动、故障率低、使用寿命长的多级气动伸缩机构。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种多级气动伸缩机构，包括与固定平台固定安装的初级导轨、固定端固定安装在所述初级导轨上的初级气缸、与所述初级导轨滑动配合的初级滑块、固定安装在所述初级滑块上的n级伸缩组件；所述初级气缸的伸缩端与所述n级伸缩组件固定安装，所述初级气缸的伸缩方向与所述初级滑块的滑动方向一致；

所述第k级伸缩组件包括与所述初级气缸的伸缩端固定安装的第k级导轨、与所述第k级导轨滑动配合连接的第k级滑块、固定安装在所述第k级滑块上的第k级支撑架以及固定端固定安装在所述第k级支撑架上的第k级气缸,其中1≤k≤n；

所述第k级气缸的伸缩端与所述第k级导轨固定安装；所述第k级气缸的伸缩方向与所述初级气缸的伸缩方向相反设置，且第k级导轨与所述初级滑块固定安装；需要进行伸缩的动平台与所述第k级支撑架或第n级支撑架固定连接；当k≥2时，第k级导轨固定安装在第k-1级滑块上。

进一步地，所述初级气缸和所述第k级气缸逐步启动或同时启动。

进一步地，所述初级滑块与所述初级导轨朝向所述n级伸缩组件的侧端面滑动安装。

进一步地，所述第k级滑块与所述第k级导轨的上端面滑动安装；所述初级滑块与所述第k级导轨靠近所述初级气缸固定端的一端固定连接；所述第k级导轨的另一端与所述初级气缸的伸缩端固定连接。

进一步地，所述第k级支撑架包括与所述第k级导轨安装的底板、与所述底板通过支撑侧板固定安装的顶板以及安装在所述底板与所述顶板之间的加强筋。

进一步地，所述第k级气缸的固定部固定安装在两所述k级支撑侧板上。

进一步地，所述初级滑块与所述第k级导轨的安装位置，设置有垫板，所述垫板与所述初级滑块配合安装的端面面积大于对应的所述初级滑块的端面面积。

更进一步地，所述初级导轨远离所述初级滑块配合的配合端面的侧端面上固定设置有用于安装所述初级气缸的方形框体。

本实用新型的一种多级气动伸缩机构的有益效果是：

1、本实用新型采用初级导轨、初级滑块以及n级伸缩组件的共同作用，能够实现伸缩机构的长距离伸缩，同时采用初级气缸……第K-1级气缸、第k级气缸等多个气缸来控制对应的滑块在配合的导轨上滑动，从而实现对每初级伸缩组件的单独控制，避免了链轮链条传动故障率较高的缺陷，同时也避免了导轮、鲍登线传动不能对每初级伸缩组件进行单独控制的缺陷。

2、本实用新型的初级气缸与n级伸缩组件中的气缸伸缩方向相反，即将初级气缸的伸缩端固定在远离与初级滑块和第k级导轨固定位置的一端，保证在展开状态时，n级伸缩组件的重量作用到每初级的导轨上，避免作用到初级气缸的伸缩杆上而使伸缩杆发生形变的情况，从而保证伸缩机构的伸缩方向保持在同一水平面上，保证伸缩机构的伸缩方向的一致性和伸缩机构在伸缩过程中的稳定性。

3、本实用新型摒弃传统的电机控制链轮链条或导轮的传动采用气路控制多个气缸进行传动，结构简单、控制方便且不需要较为专业的技术人员既能对气路的通断进行维护。相对于电机控制，本实用新型采用气路控制无污染，故障率低，环境适应性强，气动元件成本低寿命长，易于标准化，系列化和通用化。

4、本实用新型中n级伸缩组件的每一个气缸都是独立控制运动，且n级伸缩组的每一级伸缩机构上均安装有支撑架，每一个支撑架上均可安装有需要伸缩的动平台，也就是说可以将需要伸缩的动平台单独安装在第k级支撑架或第n级支撑上，也可以每一个支撑架上都安装有需要伸缩的动平台，可以实现多级伸缩的同时，也可以同时实现对多个动平台的伸缩运动，适用性较广。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1是本实用新型的多级伸缩机构处于收缩状态时的第一视角立体图；

图2是本实用新型的多级伸缩机构处于收缩状态时的第二视角立体图；

图3是本实用新型的多级伸缩机构处于收缩状态时的主视图；

图4是本实用新型的多级伸缩机构处于展开状态时的立体图；

图5是本实用新型的多级伸缩机构处于一级展开状态时的示意图；

图6是本实用新型实施例中的多级伸缩机构处于二级展开状态时的示意图。

图中:1、初级导轨，2、初级滑块，3、初级气缸，4、n级伸缩组件，41、第k级导轨，42、第k级滑块，44、第k级支撑架，441、底板，442、支撑侧板，443、顶板，444、加强筋，45、第k级气缸，5、垫板，6、方形框体。

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。

如图1-图6所示的本实用新型的一种多级气动伸缩机构的具体实施例，包括与固定平台固定安装的初级导轨1、固定端固定安装在初级导轨1上的初级气缸3、与初级导轨1滑动配合的初级滑块2、固定安装在初级滑块2上的n级伸缩组件4；初级气缸3的伸缩端与n级伸缩组件4固定安装，初级气缸3的伸缩方向与初级滑块2的滑动方向一致。第k级伸缩组件包括与初级气缸3的伸缩端固定安装的第k级导轨41、与第k级导轨41滑动配合连接的第k级滑块42、固定安装在第k级滑块42上的第k级支撑架44以及固定端固定安装在第k级支撑架44上的第k级气缸45,其中1≤k≤n。

本实用新型摒弃传统的电机控制链轮链条或导轮的传动采用气路控制多个气缸进行传动，结构简单、控制方便且不需要较为专业的技术人员既能对气路的通断进行维护。相对于电机控制，本实用新型采用气路控制无污染，故障率低，环境适应性强，气动元件成本低寿命长，易于标准化，系列化和通用化。

其中，第k级气缸45的伸缩端与第k级导轨41固定安装；第k级气缸45的伸缩方向与初级气缸3的伸缩方向相反设置，且第k级导轨41与初级滑块2固定安装；具体参照图2-5，需要进行伸缩的动平台与第k级支撑架44或第n级支撑架固定连接；当k≥2时，第k级导轨41固定安装在第k-1级滑块上。初级气缸3和第k级气缸45逐步启动或同时启动，需要说明的是本实用新型中的k为整数。

本实用新型采用初级导轨1、初级滑块2以及n级伸缩组件4的共同作用，能够实现伸缩机构的长距离伸缩，同时采用初级气缸3……第K-1级气缸、第k级气缸45等多个气缸来控制对应的滑块在配合的导轨上滑动，从而实现对每初级伸缩组件的单独控制，避免了链轮链条传动故障率较高的缺陷，同时也避免了导轮、鲍登线传动不能对每初级伸缩组件进行单独控制的缺陷。

本实用新型的初级气缸3与n级伸缩组件4中的气缸伸缩方向相反，即将初级气缸3的伸缩端固定在远离与初级滑块2和第k级导轨41固定位置的一端，保证在展开状态时，n级伸缩组件4的重量作用到每初级的导轨上，避免作用到初级气缸3的伸缩杆上而使伸缩杆发生形变的情况，从而保证伸缩机构的伸缩方向保持在同一水平面上，保证伸缩机构的伸缩方向的一致性和伸缩机构在伸缩过程中的稳定性。

进一步进行说明的是第k级支撑架44包括与第k级导轨41安装的底板441、与底板441通过支撑侧板442固定安装的顶板443以及安装在底板441与顶板443之间的加强筋444。第k级气缸45的固定部固定安装在两k级支撑侧板442上。每一级伸缩机构上均设置有支撑架，支撑架中间为中空结构可将动平台安装在支撑架的内部，减少相互之间的干扰情况，也可以安装在支撑架的其他位置，在这里不做限定，此支撑架上设置有加强筋444保证支撑架的承重能力。

本实用新型中，初级滑块2与初级导轨1朝向n级伸缩组件4的侧端面滑动安装。第k级滑块42与第k级导轨41的上端面滑动安装；初级滑块2与第k级导轨41靠近初级气缸3固定端的一端固定连接；第k级导轨41的另一端与初级气缸3的伸缩端固定连接。第k级气缸45的固定部固定安装在两k级支撑侧板442上。初级滑块2与初级导轨1朝向n级伸缩组件4的侧端面滑动安装，而第k级滑块42与第k级导轨41的上端面滑动安装，第k级气缸45的固定部固定安装在两k级支撑侧板442上，共同实现在伸缩过程中，各个伸缩模块之间顺畅进行，避免相互干扰的现象。

本实施例以K＝1为例，无需伸缩时，本实用新型的多级气动伸缩机构处于收缩状态，初级气缸3和第1级气缸均不启动，如图1、图2以及图3所示，初级导轨1的最右端与需要伸缩机构的固定平台固定安装，初级滑块2位于初级导轨1的最右端，第1级滑块位于第1级导轨的最右端。本实施例中以面向图3的左、右、上、下方向为基准。

需要较小距离移动时，本实用新型的多级气动伸缩机构处于一级伸缩状态，只启动初级气缸3，如图5所示，初级滑块2沿初级导轨1向初级导轨1的左端滑动，本实施例中需要伸缩的动平台固定安装在第1级支撑架上，当然，本实用新型中n级伸缩组件4的每一个气缸都是独立控制运动，且n级伸缩组的每一级伸缩机构上均安装有支撑架，每一个支撑架上均可安装有需要伸缩的动平台，也就是说可以将需要伸缩的动平台单独安装在第k级支撑架44或第n级支撑上，也可以每一个支撑架上都安装有需要伸缩的动平台，可以实现多级伸缩的同时，也可以同时实现对多个动平台的伸缩运动，适用性较广。

当动平台需要较大距离的移动时，如图6所示，本实用新型的多级气动伸缩机构处于二级伸缩状态，同时启动初级气缸3和第1级气缸，可将需要伸缩的动平台安装在第1级支撑上，能实现最大距离的移动。

初级滑块2与第k级导轨41的安装位置，设置有垫板5。垫板5与初级滑块2配合安装的端面面积大于对应的初级滑块2的端面面积，保证初级滑块2与第k级导轨41的稳定性。初级导轨1远离初级滑块2配合的配合端面的侧端面上固定设置有用于安装初级气缸3的方形框体6。方形框体6的设置一方面方便安装初级气缸3另一方面增强初级导轨1的强度，保证承压能力从而保证伸缩过程的稳定性。

应当理解，以上所描述的具体实施例仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。由本实用新型的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种多级气动伸缩机构，其特征在于：包括与固定平台固定安装的初级导轨(1)、固定端固定安装在所述初级导轨(1)上的初级气缸(3)、与所述初级导轨(1)滑动配合的初级滑块(2)、固定安装在所述初级滑块(2)上的n级伸缩组件(4)；所述初级气缸(3)的伸缩端与所述n级伸缩组件(4)固定安装，所述初级气缸(3)的伸缩方向与所述初级滑块(2)的滑动方向一致；

所述第k级伸缩组件包括与所述初级气缸(3)的伸缩端固定安装的第k级导轨(41)、与所述第k级导轨(41)滑动配合连接的第k级滑块(42)、固定安装在所述第k级滑块(42)上的第k级支撑架(44)以及固定端固定安装在所述第k级支撑架(44)上的第k级气缸(45),其中1≤k≤n；

所述第k级气缸(45)的伸缩端与所述第k级导轨(41)固定安装；所述第k级气缸(45)的伸缩方向与所述初级气缸(3)的伸缩方向相反设置，且第k级导轨(41)与所述初级滑块(2)固定安装；需要进行伸缩的动平台与所述第k级支撑架(44)或第n级支撑架固定连接；当k≥2时，第k级导轨(41)固定安装在第k-1级滑块上。

2.根据权利要求1所述的一种多级气动伸缩机构，其特征在于：所述初级气缸(3)和所述第k级气缸(45)逐步启动或同时启动。

3.根据权利要求1所述的一种多级气动伸缩机构，其特征在于：所述初级滑块(2)与所述初级导轨(1)朝向所述n级伸缩组件(4)的侧端面滑动安装。

4.根据权利要求1所述的一种多级气动伸缩机构，其特征在于：所述第k级滑块(42)与所述第k级导轨(41)的上端面滑动安装；所述初级滑块(2)与所述第k级导轨(41)靠近所述初级气缸(3)固定端的一端固定连接；所述第k级导轨(41)的另一端与所述初级气缸(3)的伸缩端固定连接。

5.根据权利要求1所述的一种多级气动伸缩机构，其特征在于：所述第k级支撑架(44)包括与所述第k级导轨(41)安装的底板(441)、与所述底板(441)通过支撑侧板(442)固定安装的顶板(443)以及安装在所述底板(441)与所述顶板(443)之间的加强筋(444)。

6.根据权利要求5所述的一种多级气动伸缩机构，其特征在于：所述第k级气缸(45)的固定部固定安装在两所述k级支撑侧板(442)上。

7.根据权利要求6所述的一种多级气动伸缩机构，其特征在于：所述初级滑块(2)与所述第k级导轨(41)的安装位置，设置有垫板(5)，所述垫板(5)与所述初级滑块(2)配合安装的端面面积大于对应的所述初级滑块(2)的端面面积。

8.根据权利要求1-7任一项所述的一种多级气动伸缩机构，其特征在于：所述初级导轨(1)远离所述初级滑块(2)配合的配合端面的侧端面上固定设置有用于安装所述初级气缸(3)的方形框体(6)。

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