一种钢丝自锁机构和升降装置的制作方法

本发明涉及出升降桌装置领域，尤其是涉及一种钢丝自锁机构和升降装置。

背景技术：

自动升降桌一般是以电为动力来源，通过电动机控制机械装置来调节升降桌的高低，也可以通过压缩机控制气压棒或液压棒来调节升降桌的高度。

传统升降桌通常是采用双升降气弹簧实现其升降功能，主要具有如下缺点：1)同步性差，由于桌腿内各安装一气弹簧，气弹簧伸展速率不完全相同，导致升降桌抬升过程中易发生卡壳，抬升过程不流畅。2)适应性差，常用的升降桌桌面下方一般设置有调节或者锁定机构以维持升降高度，传统维持方式通常为设置一气弹簧，由于其本身体积较大、较长，导致桌腿最后行程较短且无法制作小型化的升降桌。3)经济效益差，由于传统升降桌至少要用到两根气弹簧作为其升降动力或锁定动力的动力源，故而需耗费更多的材料。4)由于气弹簧本身伸展速度较快，在解锁升降桌后，负载若脱离桌面则会导致气弹簧推进桌面急速上升，在惯性作用下产生巨大冲击，产生噪音，严重时会损坏升降桌。目前市场上的气动升降桌的高度锁定，均由气弹簧本身锁定，其结构复杂成本高昂，且静置后，首次使用会有启动力大，启动时间延迟，弹性比率大等缺陷，影响升降桌的使用舒适性，下压力大，降低体验感。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种同步性好、适应性好、经济效益高的钢丝自锁机构和升降装置。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种钢丝自锁机构，具有围板，所述围板包括底板以及垂直设置于底板两长边的第一侧板以及第二侧板，包括：架设于所述第一侧板与所述第二侧板之间的第一转轴，所述第一转轴外设置有绕轴转动或者与所述第一转轴同步转动的可缠绕钢丝的螺纹套。

进一步地，所述螺纹套一端同轴固定有随螺纹套旋转的自锁齿轮，所述第一侧板与第二侧板之间还设有锁定所述自锁齿轮的锁定装置，所述第一侧板上设有拉索孔，穿过所述拉索孔设有拉索并驱动所述锁定装置开合，所述拉索由外部拉索手柄驱动。

进一步地，所述锁定装置包括固定于所述底板上的l型板，所述l型板与所述第一侧板之间设有固定轴，所述固定轴上套设有第一锁定板以及扭簧，所述扭簧外侧末端折向所述第一锁定板方向并延伸，所述第一锁定板包括板身，所述板身末端与所述自锁齿轮相贴合的面上设有齿部，所述板身中部设有拉板，所述拉板上端设有钩部，所述钩部内开设有钩槽，穿过所述钩槽并与所述拉索固定连接有拉块。

进一步地，所述锁定装置包括第二锁定板、凸板以及拉簧，所述第二锁定板中间开设有至少两个长圆孔，所述第一侧板上开设有与所述长圆孔相匹配的固定轴，所述第二锁定板接近所述自锁齿轮一端设有齿部，所述第二锁定板另一端设有钩部，所述钩部内开设有钩槽，穿过所述钩槽并与所述拉索固定连接有拉块，所述钩部底部设有拉簧孔，所述凸板一端固定于所述第一侧板上，另一端向第二侧板方向凸起，所述凸板凸起的一端与所述拉簧孔之间通过所述拉簧连接。

进一步地，所述螺纹套一端设有电机，所述电机的输出端与所述第一转轴或螺纹套固定连接，所述电机由外部电源供电，所述电机由外部电控手柄控制其正转、反转以及停止。

本发明还公开一种具有钢丝自锁机构的升降装置，包括前述的钢丝自锁机构，还包括中心对称设置的两升降组件，所述升降组件之间架设有横梁组件，所述升降组件之间设有平行的第一钢索以及第二钢索，所述第一钢索中部缠绕于所述螺纹套上，所述第一钢索缠绕于所述螺纹套上的部分的两端在同一水平线上，所述升降组件包括外固定管、内固定管，所述内固定管中设有气弹簧，外固定管顶端与横梁组件底端固定连接，所述气弹簧升降端连接有销轴，所述销轴径向穿过横梁组件并与之固定。

进一步地，所述外固定管与所述内固定管之间设有第一保持架以及第二保持架，所述第一、第二保持架间隔包覆于所述内固定管上，所述第一、第二保持架表面开设有至少四个环槽，所述环槽内设有滚珠。

进一步地，所述内固定管中还设有u型连接杆，所述u型连接杆包括连接杆体，所述连接杆体上下段分别设有第一、第二滑轮，所述第一滑轮套设于所述销轴上，所述销轴上还套设有第三滑轮，所述第一、第三滑轮分别设置于所述气弹簧两侧；

所述内固定管靠外的侧壁上设有第一固定件，靠内的侧壁上设有第二固定件；

所述第一钢索一端绕过其中一侧的第一滑轮和第二滑轮并固定于第二固定件上，另一端绕过另一侧的第三滑轮并固定于第一固定件上，所述第二钢索的两端设置方式与第一钢索的两端设置方式相同，但方向相反。

进一步地，所述横梁组件包括相对的设置在外固定管顶端的第一托架和第二托架，所述第一、第二托架底端开孔并允许气弹簧升降端穿过，所述第一、第二托架之间设有横梁架，所述横梁架两端各设有第一通孔以及至少一个第二通孔，所述第一通孔设置于所述第二通孔内侧，收纳时，所述第一、第二托架仅通过第一通孔可旋转地与所述横梁架连接；展开时，所述第一、第二托架通过第一通孔及第二通孔与所述横梁架固定连接，所述横梁架与所述底板固定连接。

进一步地，所述第一托架长度较第二托架而言至少延长一个外固定管的宽度距离。

综上所述，采用本发明的技术方案相较于传统技术手段具有的有益效果是：

1.本发明的同步性好，利用两根同步平行运动的钢索拉动外固定管升降，带动升降装置的运动，继而能有效地减少升降过程中的卡壳现象。

2.本发明的适应性较好，由于本发明的钢丝自锁机构体积较小，能适应各种大小的升降桌。

3.本发明的经济效益好，由于本发明中仅用到一根气弹簧，相较于其他升降桌而言成本明显减少。

4.本发明的气弹簧中设有阻尼装置，在气弹簧伸展到最后阶段时会自动减速，从而保护升降装置不受破坏。气弹簧弹性比率小，下压轻松，静置后，首次使用启动力和启动延迟都有效改善，可一次打开。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明的实施例1的钢丝自锁机构的结构示意图；

图2为图1隐藏螺纹套及锁定装置后的结构示意图；

图3为本发明的升降装置的立体结构示意图；

图4为本发明的升降组件立体构示意图；

图5为图4隐藏外固定管后的结构示意图；

图6为本发明第一、第二钢索缠绕示意图；

图7为本发明气弹簧剖视结构示意图；

图8为本发明的升降装置折叠后的结构示意图；

图9为本发明的实施例2的钢丝自锁机构的结构示意图；

图10为本发明的实施例3的结构示意图。

其中：

101.围板、102.底板、103.第一侧板、104.第二侧板、105.第一转轴、106.螺纹套、107.自锁齿轮、108.锁定装置、109.拉索孔、110.拉索、111.拉索手柄、112.l型板、113.固定轴、114.第一锁定板、115.扭簧、116.板身、117.拉板、118.钩部、119.钩槽、120.拉块、121.第二锁定板、122凸板、123.拉簧、124.长圆孔、125.固定轴、126.拉簧孔、127.电机；

200.升降组件、201.外固定管、202.内固定管、203.气弹簧、204.销轴、205.第一保持架、206.第二保持架、207.环槽、208.滚珠、209.u型连接杆、210.连接杆体、211.第一滑轮、212.第二滑轮、213.第三滑轮、214.第一固定件、215.第二固定件、216.缸筒、217.活塞杆、218.稳压活塞、219.流量孔、220.第一腔体、221.润滑油；

300.横梁组件、301.第一托架、302.第二托架、303.横梁架、304.第一通孔、305.第二通孔；

401.第一钢索、402.第二钢索。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参考下列附图，对本发明进行进一步地说明：

实施例1：

一种钢丝自锁机构，具有围板101，围板101包括底板102以及垂直设置于底板102两长边上的第一侧板103以及第二侧板104，架设于第一侧板103与第二侧板104之间可自由旋转的第一转轴105，第一转轴105外固定设置有螺纹套106，螺纹套106一端同轴固定有随螺纹套106旋转的自锁齿轮107，第一侧板103与第二侧板104之间还设有锁定自锁齿轮107的锁定装置108，第一侧板103上设有拉索孔109，穿过拉索孔109设有拉索110并驱动锁定装置108开合，拉索110由外部拉索手柄111驱动。

在上述的一种钢丝自锁机构中第一侧板103以及第二侧板104垂直的设置于底板102的两长边上并形成围合的空间，在第一侧板103与第二侧板104靠后侧的位置上穿插有第一转轴105，并通过内六角螺丝固定在第一侧板103和第二侧板104之间，从而给与螺纹套106安装的基础。和螺纹套106同轴设置的自锁齿轮107表面开设有弧形孔，螺纹套106在贴合的面上设有凸出，该凸出与弧形孔过盈配合防止自锁齿轮107脱落，以及保证螺纹套106和自锁齿轮107旋转时的一致性。

拉索孔109设置在第一侧板103的侧边，具体地来说，第一侧板103朝向第二侧板104垂直的设有拉索110板，该拉索110板可以是焊接或一体成型或其他多种固定连接的方式固定在第一侧板103的边缘处，拉索110板上开设有拉索孔109，拉索孔109内容置有拉索110。拉索110实际上包括与拉索孔109配合的六角螺栓，螺栓内设有套管，所述套管内设置有钢线，钢线最终与锁定装置108连接，钢线则由外部拉索手柄111驱动，拉索手柄111拉动时，钢线往回收缩带动锁定装置108解锁，反之则舒张使得锁定装置108重新锁定。

锁定装置108包括通过内六角螺钉固定于底板102上的l型板112，l型板112与第一侧板103之间设有固定轴113，固定轴113上套设有第一锁定板114以及扭簧115，扭簧115外侧末端折向第一锁定板114方向并延伸，第一锁定板114包括板身116，板身116末端与自锁齿轮107相贴合的面上设有齿部，板身116中部设有拉板117，拉板117上端设有钩部118，钩部118内开设有钩槽119，穿过钩槽119并与拉索110固定连接有拉块120。

具体地来说，l型板112包括一体成型的横板以及竖板，横板通过螺丝与底板102固定连接，竖板与横板相垂直，竖板上开孔并可容置固定轴113通过，并通过盖帽固定于竖板上。固定轴113一端为圆形另一端为方形，所述的竖板上开设有的是方孔或者扁孔以限制固定轴的转动。扭簧内孔为方形，或其他不可转动的形状，配合固定轴方形端的形状，固定扭簧。

扭簧115为盘卷的并具有弹性的金属结构，其盘卷的中心处的端部与固定轴113侧面平行，当扭簧115发生转动时，中心的端部与固定轴113相抵从而防止其转动。扭簧115外缘的末端折向拉板117，拉板117发生转动时，迫使扭簧115发生形变，当拉索110撤去外力后扭簧115恢复原形从而使锁定装置108重新锁定。

在上述一种钢丝自锁机构的基础上，本发明还提供了一种带有该钢丝自锁机构的升降装置，该装置还包括镜像设置的两升降组件200，升降组件200之间架设有横梁组件300，升降组件200之间设有平行的第一钢索401以及第二钢索402，第一钢索401中部缠绕于螺纹套106上，第一钢索缠绕于所述螺纹套上的部分的两端在同一水平线上，升降组件200包括外固定管201、内固定管202，内固定管202中设有气弹簧203，外固定管201顶端与横梁组件300底端固定连接，气弹簧203升降端连接有销轴204，销轴204径向穿过横梁组件300并通过内六角螺钉与之固定。

具体地来说，两个升降组件200是镜像设置的，即其中各个部件都是关于左右中心对称的。升降组件200底部还设置有柱脚，便于支撑升降组件200，使其不会倾倒。

前述的钢丝自锁机构设置在横梁组件300内，第一钢索401缠绕在自锁机构的螺纹套106上且至少应缠绕两圈，第一钢索401在螺纹套106上沿螺纹套106的螺纹排布方向移动。

相对于传统的在横梁组件300内设置气弹簧203的方式而言，横梁组件300长度不再受气弹簧203长度所限制，可以制作小尺寸的升降装置，且更加节约成本。

外固定管201与内固定管202之间设有第一保持架205以及第二保持架206，第一、第二保持架间隔包覆于内固定管202上，第一、第二保持架表面开设有至少四个环槽207，环槽207内设有滚珠208。

具体地来说，内固定管202和外固定管201为柱状，其剖面可以是多种形状，在内固定管202的两长面上包覆有第一保持架205，两短面上包覆有第二保持架206，第一、第二保持架的表面上至少设有四个两两对称的环槽207，环槽207内设置有滚珠208。采用该种设置方式使得内固定管202和外固定管201发生相对运动时，不易产生“干摩擦”而损坏内固定管202或者外固定管201。

内固定管202中还设有u型连接杆209，u型连接杆209包括连接杆体210，连接杆体210上下段分别设有第一、第二滑轮，第一滑轮211套设于销轴204上，销轴204上还套设有第三滑轮213，第一、第三滑轮分别设置于气弹簧203两侧；当然，在空间允许的情况下，气弹簧亦可设置于滑轮的两侧。

内固定管202靠外的侧壁上设有第一固定件214，靠内的侧壁上设有第二固定件215；

第一钢索401一端绕过其中一侧的第一滑轮211和第二滑轮212并固定于第二固定件215上，另一端绕过另一侧的第三滑轮213并固定于第一固定件214上，第二钢索402的两端设置方式与第一钢索401的两端设置方式相同，但方向相反。

在上述的内固定管202中，u型连接杆209的顶端和底端均设有滑轮。具体地来说，u型连接杆209顶端和底端都开设有让位孔，让位孔内横架有销轴204，连接杆体210上设有可自由旋转的第一、第二滑轮。同时，销轴204上还设有独立的第三滑轮213。销轴204本身是不旋转的，故而销轴204中部位置应该是与气弹簧203底部固定连接的。气弹簧203的伸缩即驱动销轴204的上下移动。

内固定管202靠外的侧壁上设有第一固定件214，靠内的侧壁上设有第二固定件215。应理解的是，这仅仅是在两个升降组件200中的一个的设置方式，另一个升降组件200中的第一、第二固定件应该是镜像的，而非位置对应相同的。

前述的第一、第二固定件包括一个用于夹紧第一、第二钢索的固定片，固定片通过拉铆钉穿过内固定管202侧壁与之固定，从而将第一、第二钢索的末端固定。

参考图6，以其中的一个升降组件200为例，第一钢索401先是一端绕过第一、第二滑轮，即在第二滑轮212出，第一钢索401形成u字型，且该处末端固定在第二固定件215上，第二钢索402绕过第三滑轮213，并使其末端固定在第一固定件214上。如此设置，在另一个相对的升降组件200中，第一钢索401的另一端应固定在第一固定件214上，第二钢索402的另一端应固定在第二固定件215上。

在上升过程中，气弹簧203推动销轴204和u型连接杆209共同移动，由于第一钢索401和第二钢索402的总长度不变，一侧的第一固定件214处放线，另一侧的第二固定件215处随即收线，两组钢索互相牵制，提高上升过程中的稳定性。

在实际的生产使用过程中，仅需一侧内固定管202内设置气弹簧203即可，利用双钢索的结构一方面减少了因上升过程中气弹簧203升降速度不一致而引起的抖动或卡死，另一方面也有效地降低了成本，减少了升降装置整体的重量。

横梁组件300包括相对的设置在外固定管201顶端的第一托架301和第二托架302，第一、第二托架底端开孔并允许气弹簧203升降端穿过，第一、第二托架之间设有横梁架303，所述横梁架303两端各设有第一通孔304以及至少一个第二通孔305，所述第一通孔304设置于所述第二通孔305内侧，收纳时，所述第一、第二托架仅通过第一通孔304可旋转地与所述横梁架303连接；展开时，所述第一、第二托架通过第一通孔304及第二通孔305与所述横梁架303固定连接，横梁架303底部与底板102通过自攻螺钉固定连接。第一托架301长度较第二托架302而言至少延长一个外固定管201的宽度距离。

具体地来说，第一、第二托架开孔的侧边还一体成型有承载销轴204的支撑件，分担了上升时的阻力和压力。

当不使用该升降装置或者需要运输该升降装置时，拧开第二通孔305中的螺钉，仅保留第一通孔304中的螺钉供托架旋转即可将升降组件200收起放置。第一托架301较第二托架302而言，其长度较长，如果不设置柱脚，则第一托架301比第二托架302长出的距离为外固定管201的厚度，刚好使其能平稳折叠，若设置柱脚且柱脚厚度大于外固定管201时，则伸长长度应与柱脚厚度相当。

气弹簧203包括缸筒216以及活塞杆217，缸筒216底部开孔可容置活塞杆217移动，活塞杆217顶端收窄并设有凸台，凸台上方设有稳压活塞218，稳压活塞218上开设有流量孔219，在气弹簧203处于完全舒张的情况下，缸筒216、稳压活塞218共同围成第一腔体220，第一腔体220内注有润滑油221。润滑油221的体积根据所需缓冲距离长短来确定，一般来说，至少占第一腔体220的体积的十分之一。

在上述的气弹簧203中，第一腔体220内注有压缩气体，压缩气体采用的是惰性气体，当压力释放后，由于在稳压活塞218上设有流量孔219，稳压活塞218两端气体压力相等，而稳压活塞活塞218两侧的截面积不同，一端接有活塞杆217而另一端没有，在气体压力作用下，产生向截面积小的一侧的压力，即气弹簧203的弹力，弹力的大小可以通过设置不同的氮气压力或者不同直径的活塞杆217而设定。

由于气体的流速相较于粘稠的润滑油221而言是较快的，故而当压缩气体流过流量孔219后，润滑油221开始流动，此时为外支撑件216升起的最后十分之一阶段，升起速度陡然下降，防止急速升起后因惯性对各个部件造成损害。

实施例2：

在实施例1的基础上，对自锁机构的锁定装置108进行修改，具体地修改方式是：

锁定装置108包括第二锁定板121、凸板122以及拉簧123，第二锁定板121中间开设有至少两个长圆孔124，第一侧板103上开设有与长圆孔124相匹配的固定轴125，第二锁定板121接近自锁齿轮107一端设有齿部，第二锁定板121另一端设有钩部118，钩部118内开设有钩槽119，穿过钩槽119并与拉索110固定连接有拉块120，钩部118底部设有拉簧123孔，凸板122一端固定于第一侧板103上，另一端向第二侧板104方向凸起，凸板122凸起的一端与拉簧123孔之间通过拉簧123连接。

在该实施例中，第二锁定板121上开设有长圆孔124，配合第一侧板103上的固定轴125，使得第二锁定板121具有位移的空间。与实施例1中不同的是，本实施例中不依靠盘卷的扭簧115提供拉力，而是依靠伸长的拉簧123的弹力迫使第二锁定板121解锁或锁定自锁齿轮107。

为了使装配时更加方便，长圆孔124亦可制作为半圆形的孔。

实施例3：

在实施例1和2的基础上，锁定装置108不再采用机械式的自锁机构，利用电机127驱动前述的螺纹套106，电机127的输出端与螺纹套106固定连接，螺纹套106内一般设置扁孔或方孔，使之与电机输出端的扁轴或者方轴相互适应，同时一般还具有减速装置，例如蜗轮蜗杆或者减速齿轮，并由手柄控制其正转、反转，由于螺纹套106上缠绕有第一钢索401，故而其正转反转可以带动升降装置的上下移动，仅由电机127驱动螺纹套106也可实现升降功能，但配合气弹簧时，便可采用功率更小体积更小的电机127，有效降低成本和体积。

另外，电机127亦具有锁定功能，可维持升降装置的位置。

最后，手柄可以是与电机127有线连接的，也可以是与电机127无线连接的，使用更加方便。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。