专利名称：一种机械式多级伸缩机构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及可以伸缩用于顶起设备的机械式多级伸缩机构。
背景技术：
目前，多级液压油缸在伺服控制领域广泛运用，多用于顶起设备。而多级液压油缸加工精度要求高，系统由大量液压元件装配构成，在使用时可能存在漏油等问题。尤其在负荷不大、预算造价低、空间结构受限，但形状结构及伸缩动作样式有此要求的领域，无法满足实际工作的需要。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是实现一种可以替代多级液压油缸工作的简易设备。为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为一种机械式多级伸缩机构，该机构包括伸缩机构和卷扬机构，所述的伸缩机构包括缸套、缸体、内缸体、上下支耳、压缩弹簧和软钢丝绳，所述的缸体设有内管和外管，内、外管在一端连接并在两管之间形成空腔， 其内管另一端设有中心有通孔的圆板，所述的缸体设有多级且依次顺序相套，每级缸体的空腔内设有压缩弹簧，所述的压缩弹簧的一端接触本级缸体的内、外管连接端，另一端接触外一层缸体的圆板，最外层的缸体放置于缸套内，所述的缸套在其内部缸体的圆板一端固定有下支耳，所述的内缸体设置于多级缸体中心，其一端固定有上支耳且内部设有压缩弹簧，压缩弹簧伸出内缸体外的一端接触多级缸体的最里层缸体的圆板，所述的软钢丝绳一端固定于上支耳上，并穿过内缸体和缸体的圆板中心通孔后经下支耳缠绕于所述卷扬机构的绞轴上。所述的卷扬机构包括由数根支撑杆连接的前座板和后座板，所述的前、后座板之间设有绞轴，所述的绞轴一端经联轴器与电机联接。所述外管在缸体圆板一端以及内缸体的开口端均设有外凸沿，所述的缸体的内、 外管连接端和缸套开口端均固定有环片，环片内径大于相邻内层缸体的外管外径或内缸体的外径，且小于相邻内层缸体外管外凸沿的外径或内缸体外凸沿的外径。所述的内管一端设有向外突起的一圈凸台，通过该凸台端与外管连接，所述的环片固定于内管凸台或缸套开口端上。所述的上支耳设有连杆，连杆一端固定于内缸体上，另一端设有轴套，所述轴套内设有球体组合件，球体组合件中心设有通孔，通孔内设有伸出球体组合件两端的连接销。所述的下支耳包括连接端面，该连接端面固定于缸套一端，连接端面的一侧设有向缸体内延伸的软钢丝绳导管，其另一端为下支耳本体，所述的下支耳本体上设有轴孔，轴孔内设有滑动销轴和两个钢丝孔，其中一个钢丝孔与软钢丝绳导管连通，另一个延伸至下支耳本体外。所述的滑动销轴上设有一圈软钢丝绳导向槽，所述的软钢丝绳导向槽与轴孔内两个钢丝孔相联通。所述的由下支耳延伸出的软钢丝绳外套有软管。所述的压缩弹簧在即将回收到本级缸体内时，其最大力矩小于或等于外层缸体在没有回收状态下的压缩弹簧的力矩。本实用新型的优点在于该机构工作简单，成本低廉，伸缩易于控制，不需要各种液压元件，工作介质全固态，因而不存在漏油问题，可广泛运用于模拟导弹发射架的起竖与回平、翻斗车的自卸与回平等领域。
下面对本实用新型说明书中每幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明图1为伸缩机构收缩状态示意图；图2为伸缩机构伸展状态示意图图3为卷扬机构示意图；图4为图1、2所示上支耳结构示意图；图5为图1、2所示下支耳结构示意图；图6为滑动销轴结构示意图；图7、8为缸体结构示意图；上述图中的标记均为1、伸缩机构；2、卷扬机构；3、下支耳；4、上支耳；5、缸套； 6、一级缸体；7、二级缸体；8、三级缸体；9、内缸体；10、软管；11、软钢丝绳；12、滑动销轴； 13、压缩弹簧；14、轴套；15、连杆；16、球体组合件；17、连接销；18、钢丝孔；19、外管；20、内管；21、环片；22、圆板；23、电机；24、前座板；25、联轴器；26、绞轴；27、支撑杆；28、后座板。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，本实用新型的具体实施方式
如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本实用新型的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。本实用新型的机械式多级伸缩机构主要包括伸缩机构1和卷扬机构2，参见图1、 2、3可知，伸缩机构1包括缸套5、缸体6、7、8、内缸体9、上支耳4、下支耳3、压缩弹簧13、软钢丝绳11、软管10以及螺钉，其中缸体6、7、8设有多级，每一级缸体均为双层，内部都预压有压缩弹簧13，通过合理设置弹簧的钢丝直径、节距、刚度和圈数，从而控制各级工作缸体按照由外往内的顺序依次伸出或者由内往外的顺序依次回收，亦或其它工作顺序。伸缩机构1的缸体数量可以根据需要在合理的范围内设置任意多个，这里主要针对设有四级缸体的伸缩机构1作描述，其由外层向内的缸体依次为一级缸体6、二级缸体7 和三级缸体8以及四级内缸体9，参见图7、8缸体结构示意图可知，每级缸体结构相同，均为两层结构，即内管20和外管19，两层管同轴而套，内管20—端设有向外突起的一圈凸台，通过该凸台端与外管19 一端焊接在一起，从而两管之间形成空腔，内管20的另一端内焊接设有中心通孔的圆板22，外层缸体内管20的内径均略大于内层缸体外管19的外径，各级缸体依次相套，依次相套时，每级缸体的圆板22均位于同一端。[0026]各级缸体依次相套后，最外层的一级缸体6设置于缸套5内，缸套5的一端设有下支耳3，下支耳3通过螺钉固定于缸套上，使缸套呈桶状，而缸体的圆板22 —端均朝向缸套 5的下支耳3 —端，每级缸体的内、外管20、19之间的空腔内均设有一个压缩弹簧13，每级缸体内的压缩弹簧13 —端接触本级缸体的内管20凸台，另一端接触相邻外一层缸体的圆板22，其中一级缸体6的压缩弹簧13另一端接触下支耳3端面，内管20、外管19及圆板22 三件通过焊接连成一体后轴线重合。内缸体9设置于多级缸体中心，其一端固定有上支耳 4且内部设有压缩弹簧13，该压缩弹簧13的一端接触内缸体9内上支耳4的内端面，另一端伸出内缸体(9)外的一端接触多级缸体的最里层缸体8的圆板22，即三级缸体8的圆板 22，设计各级缸体和内缸体9内的压缩弹簧时，其力矩参数应满足伸出次序的需要。即当各级缸体6、7、8和内缸体9内的压缩弹簧13在即将回收到本级缸体内时， 其最大力矩参数小于或等于外层缸体在没有回收状态下的压缩弹簧13的力矩参数时，各级工作缸体将按照由内往外的顺序依次回收或者由外往内的顺序依次伸出；同理，当各级缸体6、7、8和内缸体9内的压缩弹簧13根据需要设计成其它力矩参数时，各级工作缸体的伸出次序亦或改变成其它伸出次序。为防止内层缸体脱出，外管19在缸体圆板22 —端以及内缸体9的开口端均设有外凸沿，缸套5的端面上和内管20的凸台上沿轴线方向加工有螺孔便于连接环片21，通过螺钉将环片21固定于内管20和缸套5上。环片21内径大于相邻内层缸体的外管外径，最里层的缸体8环片21内径大于内缸体9的外径；而环片21的内径小于相邻内层缸体外管外凸沿的外径，最里层的缸体8环片21内径小于内缸体9外凸沿的外径。通过上述尺寸关系对内层缸体进行限位，防止缸体或内缸体脱出。参见图4可知，上支耳4设有连杆15，连杆15 —端焊接在内缸体9 一端，另一端设有轴套14，轴套14内装配球体组合件16，该球体组合件16中心设有通孔，通孔内设有伸出球体组合件16两端的连接销17。在球体组合件16的作用下消除伸缩机构1上、下支耳4、 3连接负载时由于连接销17轴线的不平行而对缸体造成的损害。通过连接销17固定于设备运动面上，并与另一端的固定于设备静止面上的下支耳3相配合，通过缸体的伸缩完成设备起竖与回平工作。参见图5、6可知，下支耳3包括连接端面，该连接端面通过螺钉固定于缸套5的一端，连接端面的一侧设有向缸体内延伸的软钢丝绳导管，其另一端为下支耳本体，所述的下支耳本体上设有轴孔，轴孔内设有滑动销轴12和两个钢丝孔，其中一个钢丝孔与软钢丝绳导管连通，另一个延伸至下支耳本体外，滑动销轴12上设有一圈软钢丝绳导向槽，所述的软钢丝绳导向槽与轴孔内两个钢丝孔相联通。软钢丝绳11 一端固定于上支耳4连杆15内部，并穿过内缸体9和缸体6、7、8的圆板22中心通孔后经下支耳3缠绕于所述卷扬机构2 的绞轴沈上。其中由下支耳3延伸出的软钢丝绳11外设有软管10，此处类似于自行车刹车线的原理。从而在卷扬机构2收软钢丝绳11时，拉压各级缸体内的压缩弹簧13，各级缸体将依据弹簧力矩大小按照预定顺序回收，放钢丝绳时，各级缸体按照反向顺序伸出。参见图3可知，卷扬机构2包括由数根支撑杆27连接的前座板M和后座板28。 所述的前、后座板对、观之间设有绞轴26。所述的绞轴沈一端经联轴器25与电机23联接。电机23和绞轴沈的组数要根据伸缩机构1的数量设置，通常设置一组或两组。电机驱动绞轴沈正转或反转，通过收放软钢丝绳11来控制伸缩机构1各级缸体的伸出或收回。本机构主要是利用压缩弹簧13的弹力顶起物体。适用于工作负荷与缸体伸出长度之间，近似按照函数y = -χ+Ν规律变化的场合，其中y为工作载荷，χ为伸出长度，N为缸体最大工作顶力时的力矩。 上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种机械式多级伸缩机构，其特征在于该机构包括伸缩机构(1)和卷扬机构0)， 所述的伸缩机构⑴包括缸套(5)、缸体(6、7、8)、内缸体(9)、上下支耳0、3)、压缩弹簧 (13)和软钢丝绳(11)，所述的缸体(6、7、8)设有内管(20)和外管(19)，所述的内、外管 (20,19)在一端连接并在两管之间形成空腔，其内管00)的另一端设有中心有通孔的圆板 (22)，所述的缸体(6、7、8)设有多级且依次顺序相套，每级缸体(6、7、8)的空腔内设有压缩弹簧(13)，所述的压缩弹簧(1 的一端接触本级缸体的内、外管(20、19)连接端，另一端接触外一层缸体的圆板(22)，最外层的缸体(6)放置于缸套(5)内，所述的缸套( 在其内部缸体(6、7、8)的圆板02) —端固定有下支耳(3)，所述的内缸体(9)设置于多级缸体中心，其一端固定有上支耳(4)且内部设有压缩弹簧(13)，压缩弹簧(13)伸出内缸体(9)外的一端接触多级缸体的最里层缸体(8)的圆板(22)，所述的软钢丝绳(11) 一端固定于上支耳⑷上，并穿过内缸体(9)和缸体(6、7、8)的圆板02)中心通孔后经下支耳(3)缠绕于所述卷扬机构O)的绞轴06)上。
2.根据权利要求1所述的机械式多级伸缩机构，其特征在于所述的卷扬机构(2)包括由数根支撑杆(XT)连接的前座板04)和后座板( )，所述的前、后座板(M、28)之间设有绞轴( )，所述的绞轴06) —端经联轴器0 与电机联接。
3.根据权利要求1所述的机械式多级伸缩机构，其特征在于所述外管(19)在缸体 (6、7、8)圆板02) —端以及内缸体(9)的开口端均设有外凸沿，所述的缸体(6、7、8)的内、 外管(20、19)连接端和缸套(5)开口端均固定有环片(21)，环片内径大于相邻内层缸体(6、7、8)的外管外径或内缸体(9)的外径，且小于相邻内层缸体(6、7、8)外管外凸沿的外径或内缸体(9)外凸沿的外径。
4.根据权利要求1或3所述的机械式多级伸缩机构，其特征在于所述的内管OO)— 端设有向外突起的一圈凸台，通过该凸台端与外管(19)连接，所述的环片固定于凸台上。
5.根据权利要求1所述的机械式多级伸缩机构，其特征在于所述的上支耳(4)设有连杆(15)，连杆(15) —端固定于内缸体(9)上，另一端设有轴套(14)，所述轴套(14)内设有球体组合件(16)，球体组合件(16)中心设有通孔，通孔内设有伸出球体组合件(16)两端的连接销(17)。
6.根据权利要求1所述的机械式多级伸缩机构，其特征在于所述的下支耳(3)包括连接端面，该连接端面固定于缸套(5)的一端，连接端面的一侧设有向缸体内延伸的软钢丝绳导管，其另一端为下支耳本体，所述的下支耳本体上设有轴孔，轴孔内设有滑动销轴 (12)和两个钢丝孔，其中一个钢丝孔与软钢丝绳导管连通，另一个延伸至下支耳本体外。
7.根据权利要求6所述的机械式多级伸缩机构，其特征在于所述的滑动销轴(12)上设有一圈软钢丝绳导向槽，所述的软钢丝绳导向槽与轴孔内两个钢丝孔相联通。
8.根据权利要求1所述的机械式多级伸缩机构，其特征在于所述的由下支耳(3)延伸出的软钢丝绳(11)外套有软管(10)。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的机械式多级伸缩机构，其特征在于所述的压缩弹簧(1 在即将回收到本级缸体内时，其最大力矩小于或等于外层缸体在没有回收状态下的压缩弹簧(13)的力矩。
专利摘要本实用新型揭示了一种机械式多级伸缩机构，包括伸缩机构和卷扬机构，所述的伸缩机构包括缸套、缸体、内缸体、上下支耳、压缩弹簧和软钢丝绳，所述的缸体设有内管和外管，内管和外管在其一端连接形成空腔，在内管的另一端内设有中心设有通孔的圆板，所述的缸体设有多级且依次相套，每级缸体的内、外管间的空腔内设有压缩弹簧，所述的压缩弹簧的一端接触本级缸体的连接端，另一端接触外一层缸体的圆板，最外层的缸体设置于缸套内，所述的软钢丝绳一端固定于上支耳上，并穿过内缸体内部和缸体的圆板中心通孔后经下支耳缠绕于所述卷扬机构的绞轴上。该机构工作简单，成本低廉，伸缩易于控制，不需要各种液压元件，工作介质全固态，因而不存在漏油问题。
文档编号B66F3/00GK202296977SQ20112039355
公开日2012年7月4日 申请日期2011年10月15日 优先权日2011年10月15日
发明者刘平, 叶四明, 王黎明 申请人:王黎明