伸缩装置的制作方法

1.本发明涉及伸缩结构技术领域，特别涉及一种伸缩装置。


背景技术：

2.现有的伸缩装置大多包括伸缩杆和伸缩套管，伸缩杆的外壁以及伸缩套管的内壁均设置有螺纹并相连接，通过相对旋转伸缩杆和伸缩套管使两者靠近或远离，进一步地，伸缩杆沿轴线贯穿有螺纹孔，并再加装一螺纹杆安装于伸缩杆的螺纹孔内，实现多级伸缩。
3.但该伸缩装置的两端均需要相对旋转才能实现伸缩，在实际应用中，将伸缩装置的一端固定，在另一端施加扭力，会对支撑面造成破坏，例如在房屋修建中，伸缩装置有时需要支撑两相对墙壁或者支撑房梁以避免变形或坍塌，伸缩装置会对墙面施加扭转摩擦力，墙面养护层强度不够时脱落磨损。


技术实现要素：

4.本发明的主要目的是提供一种伸缩装置，旨在降低伸缩装置与支撑面之间的扭力作用。
5.为实现上述目的，本发明提出一种伸缩装置，包括初级套筒以及在收缩状态下收容在所述初级套筒内的多组伸缩组件，所述伸缩组件包括次级套筒、驱动轴以及活动件，所述活动件套设于所述驱动轴外，所述活动件能随所述驱动轴旋转并沿其轴线滑动；
6.其中，所述多组伸缩组件中的次级套筒依次嵌套设置，所述多组伸缩组件中的驱动轴依次嵌套设置，每一级伸缩组件中的活动件嵌套在前一级的伸缩组件中的次级套筒内，且所述活动件的外壁和所述次级套筒的内壁之间设置有相互滑动配合的螺旋轨道和导向体，每一级伸缩组件中的活动件与次级套筒转动连接，每一级伸缩组件中驱动轴与上一级伸缩组件中的活动件固定连接。
7.在本发明的一些实施例中，所述初级套筒和所述次级套筒的内壁上均设置有所述螺旋轨道，所述活动件的外壁上设置有所述导向体，所述初级套筒与所述次级套筒上的螺旋轨道均由其内壁凹陷形成。
8.在本发明的一些实施例中，所述导向体设置为滚动体，所述滚动体可沿所述螺旋轨道滚动。
9.在本发明的一些实施例中，各所述滚动体均设置为滚轮，各所述滚轮均包括轮体以及与所述轮体相固定的轮轴，各所述轮轴均转动安装于各所述活动件外周壁。
10.在本发明的一些实施例中，每一级伸缩组件中的活动件靠近该级伸缩组件中的次级套筒一端设置有止推轴承，各所述止推轴承抵压于各所述活动件与各所述次级套筒之间。
11.在本发明的一些实施例中，各所述活动件均于中心位置沿所述伸缩装置的伸缩方向贯穿有轴孔，各所述驱动轴的截面形状与所述轴孔的形状相适配，其中，所述轴孔为非圆孔。
12.在本发明的一些实施例中，所述初级套筒以及各所述次级套筒的内壁沿其长度方向均凹设有滑道，各所述次级套筒的外壁还对应凸设有滑轨，所述初级套筒和与之相邻的次级套筒之间以及相邻的两次级套筒之间均通过所述滑轨与所述滑道滑动配合。
13.在本发明的一些实施例中，所述伸缩装置还包括末级套筒，所述末级套筒的一端安装于最后一级伸缩组件中的活动件上。
14.在本发明的一些实施例中，所述伸缩装置还包括驱动组件，所述驱动组件与所述初级套筒相邻接的伸缩组件中的驱动轴传动连接。
15.在本发明的一些实施例中，所述驱动装置包括驱动电机和联轴器，所述联轴器将所述电机的输出轴与所述初级套筒相邻接的伸缩组件中的驱动轴相对伸展方向的一端固定。
16.本发明通过上述方案，在需要改变伸缩装置的伸缩状态时，可以通过控制伸缩组件中驱动轴的转向，带动活动件转动，活动件的导向件在转动中沿初级套筒或上一级的伸缩组件中的次级套筒的螺旋轨道上旋或下旋，从而将该级伸缩组件中的次级套筒顶出或拉回，初级套筒和次级套筒只相对滑动而不相对转动，使伸缩装置作用于目标并进行伸展时，伸缩装置与支撑面之间的扭力作用较小。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。
18.图1为本发明伸缩装置一实施例的结构示意图；
19.图2为图1中伸缩装置的侧面正视图；
20.图3为本发明伸缩装置的剖视图；
21.图4为本发明伸缩装置的爆炸图；
22.图5为本发明伸缩装置中初级套筒的结构示意图。
23.附图标号说明：
24.标号名称标号名称100伸缩装置126滚轮110初级套筒1261轮体111滑道1262轮轴120伸缩组件127轴孔121次级套筒130止推轴承1211滑轨140末级套筒122驱动轴150驱动组件123活动件151驱动电机124螺旋轨道152联轴器125导向体
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25.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
26.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，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。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。
27.需要说明，本发明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。
28.另外，在本发明中涉及“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。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当人认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
29.现有的伸缩结构大多两端需要相对旋转才能实现伸缩，在实际应用中，将伸缩结构的一端固定，在另一端施加扭力，可能会对支撑面造成破坏，例如在房屋修建中，伸缩结构有时需要支撑两相对墙壁或者支撑房梁以避免变形或坍塌，伸缩结构会对墙面施加扭转摩擦力，墙面养护层强度不够时脱落磨损。
30.为了解决上述问题，请参阅图1至图4，本发明提出一种伸缩装置100，包括初级套筒110以及在收缩状态下收容在初级套筒110内的多组伸缩组件120，伸缩组件120包括次级套筒121、驱动轴122以及活动件123，活动件123套设于驱动轴122外，活动件123能随驱动轴122旋转并沿其轴线滑动；
31.其中，多组伸缩组件120中的次级套筒121依次嵌套设置，多组伸缩组件120中的驱动轴122依次嵌套设置，每一级伸缩组件120中的活动件123嵌套在前一级的伸缩组件120中的次级套筒121内，且活动件123的外壁和次级套筒121的内壁之间设置有相互滑动配合的螺旋轨道124和导向体125，每一级伸缩组件120中的活动件123与次级套筒121转动连接，每一级伸缩组件120中驱动轴122与上一级伸缩组件120中的活动件123固定连接。
32.该伸缩装置100的伸缩方向可以沿竖直方向，也可以沿水平方向，还可以斜向；上述伸缩组件120可以设置两组、三组等等，根据具体应用进行设置；在此均不做具体的限定。
33.上述初级套筒110外形可以与次级套筒121相同设置，也可以设置为其他形状以方便抓取或实现其他目的。
34.上述初级套筒110与相邻的次级套筒121或两相邻的次级套筒121之间可以通过滑轨1211和滑块限制其相对转动；当伸缩装置100仅设置有一组伸缩组件120，且伸缩装置100的两端分别抵压于两支撑面上时，两支撑面仅需提供较小的摩擦阻力即可限制初级套筒110与次级套筒121的相对转动。
35.上述多组伸缩组件120中的次级套筒121以及多组伸缩组件120中的驱动轴122嵌套方式均有两种，既可以将小直径次级套筒121或驱动轴122嵌设于对应的大直径次级套筒121或驱动轴122中，也可以将大直径的次级套筒121或驱动轴122套设于对应的小直径次级套筒121或驱动轴122外。
36.例如，当伸缩组件120将小直径驱动轴122嵌设于对应的大直径驱动轴122内时，在伸缩装置100的收缩状态下，可以在各驱动轴122侧壁均部分开设连接孔，各连接孔均自驱动轴122位于伸缩装置100伸展方向一端向伸缩装置100收缩方向一端延伸，且各连接孔由外到内延伸长度逐渐缩小，各驱动轴122于连接孔处呈台阶型，各级伸缩组件120中的活动件123伸入连接孔内并与同一级伸缩组件120中的驱动轴122相连接。
37.上述驱动轴122的驱动方式可以是通过人为转动，例如，当伸缩装置100的尺寸较小时，用户可以一只手固定初级套筒110，另一只手转动驱动轴122；该驱动轴122也可以通过电机151驱动，例如，将电机151的输出轴与驱动轴122同轴固定，将电机151机身与初级套筒110固定，该驱动轴122具体的驱动方式还有很多，在此就不一一赘述。
38.需要说明的是，直径最小的驱动轴122即可以是空轴，也可以是实心轴，其它驱动轴122均设置为空轴，该驱动轴122既可以圆轴，各驱动轴122之间通过键连接，该驱动轴122也可以是截面为正多边形或者其他形状的花轴，当驱动轴122为花轴时，可以用多边形最长对角线指代直径。
39.上述活动件123的形状多样，该活动件123可以是拉伸体，也可以是回转体等其他形状；该活动件123与次级套筒121转动连接的方式可以是靠活动件123与次级套筒121抵接摩擦转动，也可以是在各活动件123与各次级套筒121之间安装一止推轴承130，在此不做具体地限定。
40.每一级伸缩组件120中驱动轴122与上一级伸缩组件120中的活动件123固定连接的方式多样，可以是焊接、卡接、螺纹连接等，当该伸缩装置100沿竖直方向伸缩时，各伸缩组件120中的驱动轴122可以与上一级伸缩组件120中的活动件123利用重力抵接固定。
41.上述导向件的种类多样，该导向件可以为滑块，在该螺旋轨道124内滑动，该导向件也可以是滚动体，在螺旋轨道124内滚动，在此不做具体地限定。
42.上述初级套筒110、次级套筒121、驱动轴122、活动件123以及导向件的材料一般设置为金属材料、例如合金钢、铝合金等等，强度较高，能够提供较大的支撑力。
43.还需说明的是，既可以将上述螺旋轨道124设置于活动件123的外壁，将导向体125设置于次级套筒121的内壁，也可以将螺旋轨道124设置于次级套筒121的内壁，将导向体125设置于活动件123的外壁。
44.本发明通过上述方案，在需要改变伸缩装置100的伸缩状态时，可以通过控制伸缩组件120中驱动轴122的转向，带动活动件123转动，活动件123的导向件在转动中沿初级套筒110或上一级的伸缩组件120中的次级套筒121的螺旋轨道124上旋或下旋，从而将该级伸缩组件120中的次级套筒121顶出或拉回，初级套筒110和次级套筒121只相对滑动而不相对转动，使伸缩装置100作用于目标并进行伸展时，伸缩装置100与支撑面之间的扭力作用较小。
45.考虑到将螺旋轨道124设置于活动件123的外壁，将导向体125设置于次级套筒121的内壁时，导向体125需设置为螺纹状凸起，此时导向体125占用空间较大，挤占下一级伸缩组件120中的次级套筒121空间，所以，在本发明的一些实施例中，初级套筒110和次级套筒121的内壁上均设置有螺旋轨道124，活动件123的外壁上设置有导向体125，初级套筒110与次级套筒121上的螺旋轨道124均由其内壁凹陷形成。如此设置，两相邻的次级套筒121可以贴合设置，结构更加紧凑。
46.该螺旋轨道124的螺距以及轨道宽度根据具体应用进行设置，在此不做具体的限定。该螺旋轨道124可以根据初级套筒110或次级套筒121的筒壁厚度设置一定比例的深度；较佳地，为了最大化伸缩装置100的伸展范围，需要将次级套筒121的筒壁设置尽量薄，同时需要保证导向件不从螺旋轨道124内脱落，所以，可以将该螺旋轨道124完全贯穿初级套筒110或次级套筒121的筒壁设置。
47.又考虑到当导向件为滑块时，滑块与螺旋轨道124之间的摩擦力较大，驱动活动件123相对次级套管转动所需的力较大，为了解决上述问题，在本发明的一些实施例中，导向体125设置为滚动体，滚动体可沿螺旋轨道124滚动。如此设置，导向件与螺旋轨道124之间的摩擦力大大降低，减少了零件之间的磨损，延长了伸缩装置100使用寿命，也降低了驱动轴122的扭矩要求，更加节能。
48.上述滚动体的种类多样，该滚动体可以是滚珠、滚动轮、滚轴等，该滚动体与活动件123转动连接的方式可以是轴孔127连接，也可以用轴承连接，在此均不做具体地限定。
49.较佳地，在本发明的一些实施例中，各滚动体均设置为滚轮126，各滚轮126均包括轮体1261以及与轮体1261相固定的轮轴1262，各轮轴1262均转动安装于各活动件123外周壁。如此设置，结构简单，成本较低。
50.考虑到各伸缩组件120中活动件123与次级套筒121克服摩擦力转动的方式同样会产生磨损零件等问题，可以在活动件123与次级套筒121连接处滴加润滑油或石墨，但这难免会引起清洁问题。
51.较佳地，在本发明的一些实施例中，每一级伸缩组件120中的活动件123靠近该级伸缩组件120中的次级套筒121一端设置有止推轴承130，各止推轴承130抵压于各活动件123与各次级套筒121之间。如此设置，有效解决上述问题，并且该止推轴承130在竖直方向有活动件123与次级套筒121的限位，在水平方向有上一级伸缩组件120中次级套筒121或初级套筒110的限位，结构较为稳定。
52.为了进一步提高结构稳定性，可以将各止推轴承130与各活动件123固定，例如，将止推轴承130的一面与伸缩组件120中的次级套筒121靠近该级伸缩组件120中的活动件123的一面焊接，较佳地，该止推轴承130安装于次级套筒121的方式可以是可拆卸安装，例如当该伸缩装置100作为升降机使用时，伸缩装置100沿竖直方向延伸，伸缩组件120中的活动件123靠近该级伸缩组件120中的次级套筒121的一面设置有安装槽，止推轴承130安装于该安装槽内，并由该级伸缩装置100中的活动件123与次级套筒121抵压。
53.考虑到各活动件123与驱动轴122之间采用键连接的方式需要在活动件123与驱动轴122之间安装键，零件多且装配麻烦，为了解决上述问题，在本发明的一些实施例中，各活动件123均于中心位置沿伸缩装置100的伸缩方向贯穿有轴孔127，各驱动轴122的截面形状与轴孔127的形状相适配，其中，轴孔127为非圆孔。
54.如此设置，结构简单，在将驱动轴122安装于活动件123的轴孔127中时，只需将驱动轴122对准轴孔127并插入即可，方便装配，并且相比于驱动轴122与活动件123键连接的方式，省去了制造键以及在驱动轴122和活动件123的轴孔127内开设键槽的麻烦，也方便制作。
55.上述轴孔127以及驱动轴122截面的形状具体可以是三角形、正方形等等，考虑到驱动轴122在驱动过程中的应力分布问题，一般将驱动轴122截面设置为正多边形以使驱动
轴122内部应力分布均匀，又考虑到该正多边形的边数较少时，该驱动轴122相比同横截面面积的驱动轴122强度较低，当该正多边形的边数较多时，该驱动轴122容易打滑，因此，在本发明的一些实施例中，驱动轴122截面设置为正六边形。
56.请参阅图4和图5，在本发明的一些实施例中，初级套筒110以及各次级套筒121的内壁沿其长度方向均凹设有滑道111，各次级套筒121的外壁还对应凸设有滑轨1211，初级套筒110和与之相邻的次级套筒121之间以及相邻的两次级套筒121之间均通过滑轨1211与滑道111滑动配合。如此设置，通过滑轨1211与滑道111对初级套筒110和与之相邻的次级套筒121以及相邻的两次级套筒121进行限位，避免了活动件123与上一级伸缩组件120中的次级套筒121相对固定，导致无法相对转动并产生轴向位移的问题。
57.较佳地，在本发明的一些实施例中，滑道111与滑轨1211均设置有多个并等间隔排布，该滑道111或滑轨1211的数量可以是2条、3条、4条等等，在此不做进一步地限定。
58.进一步地，考虑到滑轨1211固定于每级伸缩组件120中的次级套筒121外壁，在伸缩装置100伸缩时受到初级套筒110或前一级伸缩组件120中的次级套筒121的剪切力，滑轨1211与次级套筒121外壁呈直角会导致应力集中而断裂，所以，将滑轨1211与次级套筒121外壁连接处倒圆角设置，对应的滑道111口处也倒圆角设置以适配。
59.在本发明的一些实施例中，伸缩装置100还包括末级套筒140，末级套筒140的一端安装于最后一级伸缩组件120中的活动件123上。如此设置，各驱动轴122收容于末级套筒140内，末级套筒140将驱动轴122端口封堵，防止灰尘杂物进入。
60.请参阅图1至图4，考虑到人力扭动驱动轴122的方式不够方便，并且在大多应用场景中人力无法满足驱动轴122的扭力要求，因此，在本发明的一些实施例中，伸缩装置100还包括驱动组件150，驱动组件150与初级套筒110相邻接的伸缩组件120中的驱动轴122传动连接。如此设置，提高了伸缩装置100的性能，同时，使用也更加方便。
61.上述驱动装置的结构多样，该驱动装置可以仅设置一电机151，将电机151的输出轴与驱动轴122一端焊接，较佳地，该在本发明的一些实施例中，驱动装置包括驱动电机151和联轴器152，联轴器152将电机151的输出轴与初级套筒110相邻接的伸缩组件120中的驱动轴122相对伸展方向的一端固定。如此设置，结构简单，并且方便拆装电机151以对伸缩装置100进行检修或对电机151进行更换。
62.上述驱动电机151可以是减速电机151、伺服电机151等等，在此不做具体的限定。
63.进一步地，考虑到伸缩装置100在对支撑面进行支撑时，支撑力度无法精确控制，可能会导致支撑力度过大，使得被支撑物收到压损，为了解决上述问题，在本使用新型的一些实施例中，伸缩装置100还包括压力检测装置，压力检测装置与电机151电接并能够检测伸缩装置100的一端与支撑面之间的压力值，当压力检测装置检测到压力值过大时，可以控制电机151停止运转。如此设置，避免了伸缩装置100对支撑面施加压力过大，对被支撑物造成破坏的问题。
64.进一步地，该压力检测装置的结构多样，例如，该压力检测装置包括压力传感器以及与压力传感器电接的控制模块，压力传感器抵压于伸缩装置100的一端与支撑面之间，通过压力传感器检测并向控制模块反馈精确的压力值信息，控制模块与所设定的安全压力值进行比较，从而控制电机151的运行和关闭。
65.上述控制模块可以是单片机、pwm控制器以及其他具有发送和接收指令的结构件，
在此不作具体的限定。
66.考虑到初级套筒110以及次级套筒121设置有螺蚊轨道且次级轨道的数量较多，为了避免在装配伸缩装置100时，将初级套筒110与次级套筒121反装，导致伸缩装置100在运行时驱动电机151过载发热损毁的问题，在本发明的一些实施例中，初级套筒110和次级套筒121于螺旋轨道124螺旋方向相同的一端设置有防呆标识。如此设置，在装配初级套筒110与次级套筒121时，可以将初级套筒110与次级套筒121设置防呆标识的一端快速装配于一端，效率更高且不易装配错误。
67.上述防呆标识的种类多样，例如，可以在初级套筒110与次级套筒121的螺旋轨道124的螺旋方向相同的一端涂抹颜色记号点，又如，在在初级套筒110与次级套筒121的螺旋轨道124的螺旋方向相同的一端凹设一定位孔，该防呆标识的种类还有很多，在此不做具体地限定。
68.请参阅图1至图4，考虑到伸缩组件120的数量较多时，伸缩装置100的抗压强度较低，而当伸缩组件120的数量较少时，伸缩装置100的伸缩范围较小，因此，在本发明的一些实施例中，伸缩组件120设置有三组，如此设置，在保证伸缩装置100抗压强度的同时，最大化伸缩装置100的伸缩范围。
69.请继续参阅图1至图4，图中的伸缩装置100处于竖向伸展状态，当伸缩装置100收缩时，驱动电机151运行，驱动电机151的输出轴通过联轴器152带动第一级伸缩组件120中的驱动轴122旋转，第一级驱动轴122带动第一级活动件123，第一级活动件123与第一级驱动轴122同速旋转并带动第一级导向件绕第一级驱动轴122转动并沿初级套筒110的螺纹导轨内移动，第一级导向件带动第一级活动件123相对第一级驱动轴122下滑，第一级活动件123又带动第一级次级套筒121下滑。
70.第二级伸缩组件120以及第三级伸缩组件120与第一级伸缩组件120同时工作且工作模式相同，在此就不赘述。
71.以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。