一种小型全自动多级快速伸缩杆装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种小型全自动多级伸缩杆装置，包括一伸缩杆筒，伸缩杆筒连接有控制器，所述控制器通过空气管路连接储气罐至直流气泵；所述伸缩杆筒包括固定筒和贯穿其内腔且能够沿其伸缩的活动筒，活动筒的内腔套有能够沿其伸缩的负载平台；所述固定筒上设有通过直流电机带动的牵引辊，牵引辊上设有与负载平台相接的牵引钢丝绳；所述控制器控制伸缩杆筒中的活动筒在直流气泵气体压力驱动下沿水平方向快速弹出，负载平台探测完成后，通过控制器控制直流电机带动的牵引辊拉动钢丝绳带动伸缩杆筒中的活动筒缩回至固定筒限位位置，完成一次非接触快速探测。本发明伸出、回收时间短，体积小、重量轻、操作方便，便于维修养护。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本发明属于机电一体化【技术领域】，涉及小型全自动多级快速伸缩杆系统，主要用 于但不限于非接触快速探测方面。 一种小型全自动多级快速伸缩杆装置
【背景技术】
[0002] 非接触探测能够在测量元件不与被测物体表面接触的情况下获取被测物体外表 或内在的数据特征，测量过程不会影响被测对象的特性，因此具有广阔的应用前景。但是同 样是由于测量元件不与被测物体接触，中间的间隔介质和距离对测量精度有较大的影响。 伸缩杆可以作为一种非接触测量传感仪器的搭载装置，在人体无法靠近被测物体的场合 中，能够快速接近被测物体，测试完成后再将测试传感器收回。伸缩杆的结构形式、级数、动 力源等多种多样，对伸缩杆性能的要求通常体现在体积、重量、伸出行程、伸缩时间等方面。 随着使用范围的不断扩大，伸缩杆体积、重量的限制与伸出行程要求不断提高的矛盾越来 越突出，对伸缩杆快速、自动伸缩的技术需求也成为该领域亟待解决的关键问题。
【发明内容】
[0003] 本发明着眼于解决上述问题，提供一种小型全自动多级快速伸缩杆装置，为快速 非接触探测等领域提供一种传感器实用搭载装置。
[0004] 为实现上述目的，本发明通过下述技术方案来实现。
[0005] -种小型全自动多级伸缩杆装置，包括一伸缩杆筒，伸缩杆筒连接有控制器，所述 控制器通过空气管路连接储气罐至直流气泵；所述伸缩杆筒包括固定筒和贯穿其内腔且能 够沿其伸缩的活动筒，活动筒的内腔套有能够沿其伸缩的负载平台；所述固定筒上设有通 过直流电机带动的牵引辊，牵引辊上设有与负载平台相接的牵引钢丝绳；
[0006] 所述控制器控制伸缩杆筒中的活动筒在直流气泵气体压力驱动下沿水平方向快 速弹出，负载平台探测完成后，通过控制器控制直流电机带动的牵引辊拉动钢丝绳带动伸 缩杆筒中的活动筒缩回至固定筒限位位置，完成一次非接触快速探测。
[0007] 优选地，所述活动筒为外径由大至小依次套接的多级活动筒构成，各级活动筒前 端面上套有返回限位套。
[0008] 优选地，所述各级活动筒相套接端分别设有外止口和内止口，所述外止口与活动 筒内壁之间设有密封圈，所述内止口上设有返回限位套，返回限位套上设有钢丝挡圈。
[0009] 优选地，所述返回限位套由两个半圆结构组成，返回限位套设有内凸台卡在活动 筒外端的槽内，钢丝挡圈卡在所述返回限位套的外壁槽内。
[0010] 优选地，所述活动筒与固定筒相套接端由内至外依次设有径向密封圈和端面密封 圈。
[0011] 优选地，所述与负载平台相连的活动筒只有外止口。
[0012] 优选地，所述直流电机设于伸缩杆筒中的固定筒的侧壁上，直流电机与传动齿轮 相连，传动齿轮连接绕有牵引钢丝绳的牵引辊，牵引钢丝绳连接至最外侧活动筒上连接的 负载平台。
[0013] 优选地，所述储气罐通过底座支撑于地面上，储气罐上分别设有压力计和限位开 关，控制器设于储气罐侧壁上。
[0014] 优选地，所述固定筒与活动筒连接端外周壁上设有固定筒压条。
[0015] 优选地，所述固定筒选用的材质为高强度铝合金7075-T6,活动筒选用的材质为 T300碳纤维。
[0016] 本发明与现有技术相比具有如下优点：
[0017] 1.本发明采用气动驱动方式和电动回收方式，是一种高性能的运动控制机构，可 以实现自动快速伸出动作和回收动作。
[0018] 2.相比于现有伸缩架机构，在行程相同的情况下，本发明体积小、重量轻、操作方 便，一个人便可完成伸缩杆装置的拆卸，便于维修养护。
[0019] 3.本发明伸缩杆伸出行程长且伸出、回收时间短，回收后体积和长度小，使用灵 活，能够适用于车载、舰载、机载等场合。
[0020] 由于本发明具有上述优点，可以作为快速非接触探测等领域的一种传感器的搭载 装置，也可以解决伸缩杆体积、重量的限制与伸出行程要求不断提高的矛盾，此装置方便搭 载于车辆、舰船、飞行器等运动平台上。
【专利附图】
【附图说明】
[0021] 此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不 构成对本发明的不当限定，在附图中：
[0022] 图1是本发明的系统组成示意图。
[0023] 图2是本发明的活动筒结构细节图。
[0024] 图3是本发明的系统整体结构前视图。
[0025] 图4是本发明的系统整体结构侧视图。
[0026] 图5是本发明的系统整体结构下视图。
[0027] 图中：1、直流气泵；2、空气管路；3、储气罐；4、控制器；5、牵引辊；6、固定筒；7、底 座；8、牵引钢丝绳；9、活动筒；10、返回限位套；11、负载平台；12、径向密封圈；13、端面密 封圈；14、活动筒外止口；15、钢丝挡圈；16、活动筒内止口；17、固定筒压条；18、限位开关； 19、压力计；20、传动齿轮；21、直流电机；22、牙嵌式离合器；23、减速器。
【具体实施方式】
[0028] 下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例 以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
[0029] 如图1所示，本发明小型全自动多级伸缩杆装置，包括一伸缩杆筒，伸缩杆筒包括 固定筒6和贯穿其内腔且能够沿其伸缩的活动筒9,伸缩杆筒连接有控制器4,控制器4通 过空气管路2连接储气罐3至直流气泵1 ;活动筒9的内腔套有能够沿其伸缩的负载平台 11 ;固定筒6上设有通过直流电机21带动的牵引辊5,牵引辊5上设有与负载平台11相接 的牵引钢丝绳8。
[0030] 在控制器4控制下，储气罐3的压缩空气通过空气管路2通入固定筒6和活动筒 9内，空气压力驱动活动筒9沿水平方向快速弹出；直流气泵不断补充筒内压力，保持活动 筒9的伸出状态；负载平台11探测完成后，收回时，在控制器4的控制下，关闭直流气泵1， 释放筒内的压缩空气，直流电机21通过牵引辊5拉动牵引钢丝绳8带动活动筒9 一节节收 回，直至所有活动筒9回到初始位置（固定筒限位位置），通过控制器4关闭直流电机21， 完成一次非接触快速探测。
[0031] 如图2所示，本装置中，活动筒9为外径由大至小依次套接的多级活动筒构成，活 动筒由小到大逐步装配，直径小的穿入直径大的活动筒，穿出后在小的活动筒前端装返回 限位套10。各级活动筒9相套接端分别设有外止口 14和内止口 16,外止口 14与活动筒9 内壁之间设有密封圈，内止口 16上设有返回限位套10,返回限位套10上设有钢丝挡圈15。 返回限位套10由两个半圆结构组成，方便拆装活动筒，返回限位套10设有内凸台卡在活动 筒9外端的槽内，钢丝挡圈15卡在返回限位套10的外壁槽内。不同直径的活动筒配用不 同规格的返回限位套和钢丝挡圈。两节活动筒9之间及活动筒9与固定筒6相套接端由内 至外依次设有径向密封圈12和端面密封圈13。该径向密封圈在活动筒推出过程和推出结 束都起密封作用。活动筒止口尾端的端面密封圈13在活动筒9推到位时起密封作用，推出 过程不起作用。固定筒6内处于密封状态，在固定筒6内部的活动筒9相当于气缸活塞。
[0032] 与负载平台11相连的活动筒9只有外止口 14,其余活动筒9具有外止口 14和内 止口 16。活动筒9的节数在最大行程要求范围内，可以根据伸缩行程的需要增加或减少，不 需要改变系统其他结构。
[0033] 系统伸出速度可以通过储气罐3的容积和气体压力控制，收回速度可以通过直流 电机21的转速、减速器23的传动比、传动齿轮20的传动比以及牵引辊5的直径控制。
[0034] 如图3、图4所示，直流电机21设于伸缩杆筒中的固定筒6的侧壁上，直流电机21 与传动齿轮20相连，传动齿轮20连接绕有牵引钢丝绳8的牵引辊5,牵引钢丝绳8连接至 最外侧活动筒9上连接的负载平台11。储气罐3通过底座7支撑于地面上，储气罐3上分 别设有压力计19和限位开关18,控制器4设于储气罐3侧壁上。
[0035] 如图5所示，固定筒6与活动筒9连接端外周壁上设有固定筒压条17。
[0036] 本发明的固定筒6选用的材质为高强度铝合金7075-T6,活动筒9选用的材质为 T300碳纤维。
[0037] 本发明系统通过底座7的连接装置可以方便的搭载在车辆、舰船、飞行器等运动 平台上。
[0038] 系统开机后，当系统收到启动信号后，直流气泵1启动，通过控制器4打开储气罐3 控制阀，待储气罐3内的压力经压力计19测试达到设定值后，直流气泵1停止。系统收到 启动命令后，通过控制器4开启充气阀，此时压缩空气由储气罐3通过空气管路2通向伸缩 杆筒（包括固定筒6和活动筒9)内，活动筒9在气体压力驱动下快速弹出，牵引钢丝绳也 随伸缩杆活动筒一起弹出；活动筒快速推出时，牙嵌式离合器22处于脱开状态，直流电机 21不工作。牵引辊通过钢丝绳在第一节活动筒的牵引下转动，钢丝绳从牵引辊上逐渐展开； 伸缩杆到达预定位置后，根据储气罐压力计反馈的气压信号，控制储气罐阀门，保持伸缩杆 筒内气压恒定，维持伸缩杆弹出状态，直流气泵根据气罐内的压力大小不定时补充气压。径 向密封圈12和端面密封圈13能够保证伸缩杆筒内是环境的密封性，防止气体外泄。活动 筒9到达预定位置后，控制器4根据气压计19反馈的压力信号，控制直流气泵1使伸缩杆 筒内的气压保持恒定，维持伸缩杆筒的弹出状态。
[0039] 探测工作完成，系统收到收回命令后，通过控制器关闭储气罐控制阀，开启泄气 阀，释放伸缩杆筒内气体，使伸缩杆筒内部与大气导通，排放伸缩杆筒内部的压缩空气到大 气压，伸缩杆筒内气压与大气压相同。牙嵌式离合器吸合，直流减速电机慢速启动，驱动牵 引辊缠绕拉回牵引钢丝绳，伸缩杆活动筒活从第一节开始逐步回收；第一节活动筒前端的 回收限位套带动第二节活动筒回收。同样方法其余活动筒依次回收，直到第一节活动筒到 达固定筒上的限位开关位置，此时牵引电机制动，离合器脱开，回收系统停止工作。
【权利要求】
1. 一种小型全自动多级伸缩杆装置，其特征在于：包括一伸缩杆筒，伸缩杆筒连接有 控制器（4)，所述控制器（4)通过空气管路（2)连接储气罐（3)至直流气泵（1);所述伸缩 杆筒包括固定筒（6)和贯穿其内腔且能够沿其伸缩的活动筒（9)，活动筒（9)的内腔套有 能够沿其伸缩的负载平台（11);所述固定筒（6)上设有通过直流电机（21)带动的牵引辊 (5) ，牵引辊（5)上设有与负载平台（11)相接的牵引钢丝绳（8); 所述控制器（4)控制伸缩杆筒中的活动筒（9)在直流气泵（1)气体压力驱动下沿水平 方向快速弹出，负载平台（11)探测完成后，通过控制器（4)控制直流电机（21)带动的牵引 辊（5)拉动钢丝绳（8)带动伸缩杆筒中的活动筒（9)缩回至固定筒限位位置，完成一次非 接触快速探测。
2. 根据权利要求1所述的一种小型全自动多级伸缩杆装置，其特征在于：所述活动 筒（9)为外径由大至小依次套接的多级活动筒构成，各级活动筒前端面上套有返回限位套 (10)。
3. 根据权利要求1所述的一种小型全自动多级伸缩杆装置，其特征在于：所述各级活 动筒（9)相套接端分别设有外止口（14)和内止口（16)，所述外止口（14)与活动筒（9)内 壁之间设有密封圈，所述内止口（16)上设有返回限位套（10)，返回限位套（10)上设有钢丝 挡圈（15)。
4. 根据权利要求3所述的一种小型全自动多级伸缩杆装置，其特征在于：所述返回限 位套（10)由两个半圆结构组成，返回限位套（10)设有内凸台卡在活动筒（9)外端的槽内， 钢丝挡圈（15)卡在所述返回限位套（10)的外壁槽内。
5. 根据权利要求1所述的一种小型全自动多级伸缩杆装置，其特征在于：所述活动筒 (9)与固定筒（6)相套接端由内至外依次设有径向密封圈（12)和端面密封圈（13)。
6. 根据权利要求1所述的一种小型全自动多级伸缩杆装置，其特征在于：所述与负载 平台（11)相连的活动筒（9)只有外止口（14)。
7. 根据权利要求1所述的一种小型全自动多级伸缩杆装置，其特征在于：所述直流电 机（21)设于伸缩杆筒中的固定筒（6)的侧壁上，直流电机（21)与传动齿轮（20)相连，传 动齿轮（20)连接绕有牵引钢丝绳（8)的牵引辊（5)，牵引钢丝绳（8)连接至最外侧活动筒 (9)上连接的负载平台（11)。
8. 根据权利要求1所述的一种小型全自动多级伸缩杆装置，其特征在于：所述储气罐 (3)通过底座（7)支撑于地面上，储气罐（3)上分别设有压力计（19)和限位开关（18)，控 制器（4)设于储气罐（3)侧壁上。
9. 根据权利要求1所述的一种小型全自动多级伸缩杆装置，其特征在于：所述固定筒 (6) 与活动筒（9)连接端外周壁上设有固定筒压条（17)。
10. 根据权利要求1所述的一种小型全自动多级伸缩杆装置，其特征在于：所述固定筒 (6)选用的材质为高强度铝合金7075-T6,活动筒（9)选用的材质为T300碳纤维。
【文档编号】G01D11/00GK104101371SQ201410331168
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年7月11日 优先权日:2014年7月11日
【发明者】张大兴, 高宏伟, 程培涛, 章云, 葛玉兵 申请人:西安电子科技大学