电动丝杠自锁连接升降节杆的制作方法

本发明涉及一种电动丝杠自锁连接升降节杆，具体地说，是一种由电机带动丝杠旋转并依次可驱动各节凸圆型升降节杆上下运动，且各节凸圆型升降节杆之间可自锁连接的升降节杆。

背景技术：

当前，各类升降节杆对大载荷及超高度的升降都存在着一定的技术难度，因其内部结构复杂、自身体积与重量难以缩减，所以出现了以下一些不足之处。

1.钢丝绳结构的升降杆长时间使用，钢丝绳拉长、变细或打结有易断的危险，当升降到位后会逐渐下滑，造成了长久定位保持的状态较差。

2.多节内丝杠结构其机械结构过于复杂，对升降高度及举升载荷还有着一定的限止。

3.结构的复杂及钢丝绳对截荷的限制，会导致外型庞大且自身重量难以下降，加大了升降杆的无效负荷，对大载荷超高度的升降运行难以胜任。

4.外型的庞大会造成加工困难，故障率高，制造成本增加，更不利于智能化控制。

技术实现要素：

本发明的目的是为了改良上述不足，提出了一款由电机驱动丝杠旋转，丝杠依次直接啮合各节凸圆型升降节杆下部连接着的运行螺母，通过各运行螺母与丝杠旋转而交换得到的上下运行力，使各节升降节杆可逐节上升或下降，且当每一节升降节杆升到位时，都可自锁连接其下端相邻的那节升降节杆并继续连带着运行。

本发明是实施了以下方法来实现的。

电动丝杠自锁连接升降节杆其金属丝杠垂直固定在铝合金轴承套内的中心孔位，而丝杠的最下方套压着一只金属的齿轮，该齿轮可与电机带动着的减速齿轮啮合，从而可驱动丝杠旋转。在铝合金的底座套上端连接着最外层那节铝合金的凸圆型升降节杆，而与最外层那节凸圆型升降节杆同在一垂直轴线上，且从大到小依次套合着的n节铝合金凸圆型升降节杆，均将丝杠围在其轴中心位置。在丝杠上端部其螺牙背上镶有一个凸出的拨锁钉，丝杠的中心为空心体，其内与丝杠在同一垂直轴线上以大小尺寸依次套合着n节不锈钢菱形撑管，与丝杠内壁相邻的那节菱形撑管，其外表的上下部位都紧套着一只硬塑胶衬套，而这两只硬塑胶衬套的外壁与丝杠内壁保持着一定的间隙，使所有菱形撑管悬装在丝杠的中心体内，而不会随着丝杠的旋转而旋转，最内层的那节不锈钢菱形撑管其上端固定在硬塑胶撑管套内，而撑管套固定在第一节凸圆型升降节杆上方的顶平台端。

各凸圆型升降节杆其内外部的凸凹位相互配合后能较好地起到垂直定向运行的效果，除最内及最外两节凸圆型升降节杆外，其它各节凸圆型升降节杆内壁的上部都有一段与丝杠同螺距的反牙螺纹。而所有凸圆型升降节杆下部的内壁均加工有螺纹，除最外那节凸圆型升降节杆下端连接着轴承套外，其它各节凸圆型升降节杆的下方均用螺纹分别连接着一只金属运行螺母。初始状态时最内层那节凸圆型升降节杆下方连接的运行螺母停靠在丝杠的有螺纹部位，而其余各节凸圆型升降节杆下方连接的运行螺母均停靠在丝杠的无螺纹部位。

各运行螺母上端均加工了与各升降节杆相连接的螺纹，而下部全开有一条约占运行螺母外径60度的横向开口槽，又在运行螺母外径上套上一只金属的自锁螺栓，而各运行螺母最下端的外侧还加工有一段螺纹。各运行螺母内径均加工出与丝杠相配合的螺纹，除装配在最下部的那只运行螺母外，在其余n只运行螺母内径的螺纹槽底上再加工出一条螺纹沟槽，以供丝杠上端部凸出的拨锁钉能顺畅地通过。自锁螺栓的外圆面加工有与丝杠同螺距的反牙螺纹，并在与运行螺母横向开口槽上方的位置上嵌入一根合锁柱，且合锁柱前端与丝杠轴面间保持着一个小间隙。在运行螺母下端的螺纹上拧上一只硬塑胶顶紧圈，使自锁螺栓不可在运行螺母的外径上任意上下窜动，而顶紧圈装入凸圆型升降节杆内后，其外圈侧面与对应那根升降节杆内部三条凸出面应为零配合组装。

最内层那节凸圆型升降节杆其上部用螺纹连接着一个金属顶平台，其顶平台上用螺纹拧着一个硬塑胶撑管套，而其余n节凸圆型升降节杆其上部均用螺纹连接着一个硬塑胶紧固套，各紧固套内径与通过它的那节凸圆型升降节外径上的三条凸出面应为零配合间隙。在各紧固套内腔中加工有一条密封圈卡槽，槽内可嵌入一只密封圈，在其上部的外径面还加工有一条卡簧槽，槽内可扣入一只卡簧，在卡簧槽内朝轴心面的方向钻有一个磁柱孔，孔内安放一粒高强度磁铁柱其s极朝向轴心面，弹性卡簧直接卡入槽内并把磁铁柱往轴心方向压。

除最内及最外层两节凸圆型升降节杆外，其余n节凸圆型升降节杆上端外圆侧均钻有一个可插入磁铁柱的锁扣洞。除去最外层两节凸圆型升降节杆外，其余n节凸圆型升降节杆下端部的外圆面上各钻有一个磁片坑，坑内可嵌入一片高强度磁铁片，并让磁铁片s极面朝外侧安装，该磁铁片与紧固套内磁铁柱孔及升降节杆顶部外圆端锁扣洞都在同一垂直面上。

本发明n根凸圆型升降节杆初始状态时，最内层那节凸圆型升降节杆下方连接的运行螺母停靠在丝杠的有螺纹部，而其余各节凸圆型升降节杆下方连接的运行螺母均停靠在丝杠的无螺纹部。电机通电运转后带动其减速齿轮旋转，并啮合着丝杠上的齿轮反向旋转，齿轮同时也带动着丝杠作反向运转，丝杠与运行螺母相互运转后产生出的上升力，带动着第一节凸圆型升降节杆冉冉上升，这时第一节凸圆型升降节杆顶部顶平台上方的撑管套连带着第一节不锈钢菱形撑管同步地上升，而同步上升的菱形撑管可防止较长的丝杠在运行中产生不必要的振动。逐节升降是正常运行的首要条件，这时除最内层及最外层两节凸圆型升降节杆外，其余n节凸圆型升降节杆上端的锁扣洞内均有磁铁柱被弹性卡簧压入，促使相邻的两节凸圆型升降节杆被磁铁柱相互锁住而不能任意上升。

当第一节凸圆型升降节杆下端的磁铁片上升至外侧那节凸圆型升降节杆锁扣洞的平行位置时，因磁铁柱的s极朝着磁铁片的s极，此刻是同性相排斥，其排斥力可顶开弹性卡簧的弹力将磁铁柱推出锁扣洞，从而解除了第二节凸圆型升降节杆与内侧第三节凸圆型升降节杆互锁的状态。紧接着运行螺母横向开口槽位也正好运行至丝杠上端的拨锁钉处，而此刻自锁螺栓也被运行螺母同步地带到了第二节凸圆型升降节内部的反牙螺纹部位，这时丝杠上的拨锁钉正好碰触到运行螺母横向开口槽上方自锁螺栓上的合锁柱，在丝杠反向旋转力的带动下合锁柱拨动自锁螺栓反向旋转约60度，同时随着运行螺母的继续上升使自锁螺栓上的合锁柱与丝杠上的拨锁钉产生分离，此刻自锁螺栓外径上的反牙螺纹正好拧进第二节凸圆型升降节内部的反牙螺纹内，从而达到了第一节凸圆型升降节杆与第二节凸圆型升降节杆相互间牢固连接的作用。

随着第一节凸圆型升降节杆的继续上升，这时便可同步带动第二节凸圆型升降节杆共同上升，而后便将第二节凸圆型升降节杆下方的运行螺母拉到了丝杠的有螺纹部，为此第二节凸圆型升降节杆在下方运行螺母的带动下继续往上运行，同时第二节不锈钢菱形撑管也同步地被带动着上升，当第一节凸圆型升降节杆下方的运行螺母完全旋出丝杠后，上升的动力就转变由第二节凸圆型升降节杆下方的运行螺母来承担。此后各节凸圆型升降节杆重复以上步骤即可达到逐节上升的目的，当n根凸圆型升降节杆全都升出，且倒数第二节凸圆型升降节杆下方的运行螺母到达丝杠上端拨锁钉处时上升停止。

电动丝杠自锁连接升降节杆在逐节上升到位后需下降时，切换电源极性使电机驱动丝杠作正向旋转，这时丝杠与运行螺母相互运转后产生了下降力，参照上述上升原理的相反过程，倒数第二节凸圆型升降节杆下方的运行螺母带动着该节凸圆型升降节杆缓缓下降，与此同步的不锈钢菱形撑管也跟着下降，当倒数第二节凸圆型升降节杆下方的运行螺母既将要运行至丝杠无螺纹部时，倒数第三节凸圆型升降节杆下方的运行螺母己先前进入丝杠上端的有螺纹部并正常地运行了，同时还能连带着倒数第二节凸圆型升降节杆，使其下方的运行螺母最终进入丝杠无螺纹部的底端。

紧接着倒数第三节凸圆型升降节杆下方运行螺母的横向开口槽位也正好运行至丝杠上端的拨锁钉处，这时丝杠上的拨锁钉恰好碰触到运行螺母横向开口槽上方自锁螺栓上的合锁柱，在丝杠拨锁钉正向旋转力的带动下合锁柱拨动自锁螺栓正向旋转约60度，同时随着该运行螺母的继续下降使自锁螺栓上的合锁柱与丝杠上的拨锁钉产生分离，此时自锁螺栓外径上的反牙螺纹正好完全退出了倒数第二节凸圆型升降节杆内部的反牙螺纹槽位，从而实现了倒数第三节凸圆型升降节杆与倒数第二节凸圆型升降节杆的有效脱离后继续自行下降。这时倒数第二节凸圆型升降节杆上端的锁扣洞此刻又正好走到倒数第一节凸圆型升降节杆上端磁柱孔位，其磁柱孔内的磁铁柱立即顶进了倒数第二节凸圆型升降节杆上端的锁扣洞中，恢复了倒数第一节凸圆型升降节杆与倒数第二节凸圆型升降节杆的互锁。此后各节凸圆型升降节杆重复以上步骤既可达到逐节下降的目的，当n根凸圆型升降节杆全部复位，且第一节凸圆型升降节杆下方的运行螺母最终到达丝杠有螺纹部的下端时下降停止。

本发明的n根凸圆型升降节杆依次逐节全部升展到位后，相邻的各节凸圆型升降节杆是依靠自锁螺栓外侧的反牙螺纹，与相关各节凸圆型升降节杆内侧上部的反牙螺纹啮合连接而成，其连接结构简练.强度高.可靠性稳定，也适合横向推拉运行及往下的垂吊运行。同时选用凸圆型升降节杆结构既可达到垂直定向运行的目的又极大地去除了内部的无效空间，从而使较小外型圆截面的凸圆型升降节杆能承载更大的载荷。现实中如需进一步增加载荷量只需加大各凸圆型升降节杆的圆截面，或增加各凸圆型升降节杆的管壁厚度，并加深各凸圆型升降节杆凸凹处的深度即可。如需达到一定的升降高度，只需合理地选择闭合高度并增添一定数量的凸圆型升降节杆的节数。

下面结合各附图，对本发明作进一步祥细的叙述。

附图说明

图1是本发明：电动丝杠自锁连接升降节杆方案在未升出状态时的上部位主剖视示意图；

图2是本发明：电动丝杠自锁连接升降节杆方案在未升出状态时的下部位主剖视示意图；

图3是本发明：电动丝杠自锁连接升降节杆方案在未升出状态时的主剖视示意图；

图4是本发明：电动丝杠自锁连接升降节杆方案各零部件分解示意图；

图5是本发明：电动丝杠自锁连接升降节杆方案各零部件横截面示意图；

具体实施方式

图1至图5中，电动丝杠自锁连接升降节杆其丝杠32的下方套有一只齿轮0，而丝杠32下端有一段为无螺纹部22，而在其有螺纹部20上端的螺牙背上镶有一个凸出的拨锁钉19，丝杠32内腔分别相互垂直套着各节菱形撑管1.2.3.4.5及二只衬套6。而丝杠32外侧分别与相互垂直且从小到大依次套合着的凸圆型升降节杆10.11.12.13.14套合在一起，除最内及最外两节凸圆型升降节杆10.14外，其它各节凸圆型升降节杆11.12.13上端的内腔中均加工有一段反牙螺纹27，并又在其最上端的外侧面上各自加工有一个锁扣洞25，各节凸圆型升降节杆10.11.12.13.14的外径面上有着三条凸出位30，及内径面处有着三条凹进位31，除最外两节凸圆型升降节杆13.14外，其余各节凸圆型升降节杆10.11.12.下端外径面均加工有一个磁片坑23，坑内可压入一片磁铁片36。

凸圆型升降节杆14下方连着轴承套7，而轴承套7内压有二只轴承8，其余各凸圆型升降节杆10.11.12.13的下方各自均连接着一只运行螺母16，运行螺母16内径加工有正常的螺纹37，并在正常螺纹37的螺纹槽底处再加工一条螺纹沟槽38，而除倒数第二节凸圆型升降节杆下端的运行螺母16外，其余各运行螺母16的外径位上各自套有一只自锁螺栓17，自锁螺栓17的外径面上均加工有反牙螺纹29，并都在于运行螺母16上横向60度开口槽39的上方嵌有一根合锁柱18，而后又在各自运行螺母16的下方拧上一只顶紧圈21。在最内层那节凸圆型升降节杆10的顶端拧上一只顶平台9，而在顶平台9上再拧上一只撑管套28，其余的各节凸圆型升降节杆11.12.13.14其上端都拧有一只紧固套15，在各紧固套15的内径均加工有密封圈槽33，该密封圈槽33内可放置密封圈34，而在各紧固套15的外径侧加工有卡簧槽35，卡簧26可扣入该卡簧槽35内，而在卡簧槽35内还钻有一个磁柱孔3.6，其内可放入一个磁铁柱24。

从电动丝杠自锁连接升降节杆其横截面40可以看出，其结构简练，空间利用率高，从而达到了以较小外型横截面便可承载较大载荷的最终目的。

电动丝杠自锁连接升降节杆上升时的工作过程：

图1至图3为电动丝杠自锁连接升降节杆初始状态图，当齿轮0由电机带动着反向旋转时，也同步地带动着丝杠32作反向旋转运动，此时凸圆型升降节杆10下方的运行螺母16停靠在丝杠32有螺纹部20上，而其它各节凸圆型升降节杆11.12.13.下方的运行螺母16均停在丝杠32无螺纹部22上，这时凸圆型升降节杆10下方的运行螺母16只能带着凸圆型升降节杆10及顶平台9和撑管套28上升，同时也拉动了撑管1的同步上升，因凸圆型升降节杆11.12.13.上端的锁扣洞25内被磁铁柱24压入而锁扣住，这时凸圆型升降节杆11.12.13.不会随着凸圆型升降节杆10的上升而上升。

当凸圆型升降节杆10下端面处磁片坑23内的磁铁片36，运行至凸圆型升降节杆11上端锁扣洞25平行位时，凸圆型升降节杆11锁扣洞25内的磁铁柱24被磁铁片36的磁排斥力推出，紧接着凸圆型升降节杆10下方运行螺母16上套着的自锁螺栓17，其横向60度开口槽39位置也正好运行至丝杠32上端部的拨锁钉19位处，这时丝杠32上的拨锁钉19恰好碰到了自锁螺栓17上的合锁柱18，跟随着丝杠32的反向旋转力，拨锁钉19扣住合锁柱18带动着自锁螺栓17反向旋转约60度并同步上升，自锁螺栓17上的拨锁钉19随着运行螺母16的上升与丝杠32上的合锁柱18产生了分离，这时自锁螺栓17外径面上的反牙螺纹29正好拧入凸圆型升降节杆11上端内腔中的反牙螺纹27上，实现了凸圆型升降节杆10与凸圆型升降节杆11的连接。

这时凸圆型升降节杆10下方的运行螺母16继续往上运行，并首先将凸圆型升降节杆11下方的运行螺母16拉到了丝杠32有螺纹部20上，而后与凸圆型升降节杆11下方的运行螺母16同步地在丝杠32有螺纹部20上运行，直至最后走出丝杠32位，此后的上升任务便由凸圆型升降节杆11下方的运行螺母16来接着承担。随后各节凸圆型升降节杆11.12.13只需重复着以上的步骤，直至最后那节凸圆型升降节杆13下方的运行螺母16上升至丝杠32的拨锁钉19位时停住，这时所有凸圆型升降节杆10.11.12.13逐节上升的最终目的已圆满完成。

电动丝杠自锁连接升降节杆下降时的工作过程：

当电机连动着丝杠32作正向旋转运行时，倒数第二节凸圆型升降节杆13下方的运行螺母16带着凸圆型升降节杆10.11.12顺着丝杠32往下运行，同时也连带着丝杠32内腔中的各撑管1.2.3.4同步地下降，当倒数第二节凸圆型升降节杆13下方的运行螺母16将运行至丝杠32有螺纹部20的底端时，倒数第三节凸圆型升降节杆12下方的运行螺母16先前也同步运行到了丝杠32位上，此刻倒数第二节凸圆型升降节杆13下方的运行螺母16和倒数第三节凸圆型升降节杆12下方的运行螺母16同时运行在丝杠32上，随后倒数第三节凸圆型升降节杆12下端面上的磁铁片36，也跟着离开了倒数第二节凸圆型升降节杆13锁扣洞25的平行位，随后又把倒数第二节凸圆型升降节杆13下方的运行螺母16送入丝杠32上无螺纹部22的底端，当倒数第二节凸圆型升降节杆13上端面的锁扣洞25运行至正对其相应的那个磁柱孔36时，该磁柱孔36内的磁铁柱24被卡簧26压入到了倒数第二节凸圆型升降节杆13上端的锁扣洞25内，使这两节凸圆型升降节杆13.14互锁。

紧接着倒数第三节凸圆型升降节杆12下方运行螺母16上套着的自锁螺栓17上横向的60度开口槽39位置，也正好运行至丝杠32上端部的拨锁钉19位处，这时丝杠32上的拨锁钉19恰好碰到了自锁螺栓17上的合锁柱18，随着丝杠32的正向旋转力，拨锁钉19扣住合锁柱18带动着自锁螺栓17正向旋转约60度并同步下降，自锁螺栓17上的拨锁钉19随着运行螺母16的下降与丝杠32上的合锁柱18产生了分离，这时自锁螺栓17外径面上的反牙螺纹29正好拧出凸圆型升降节杆13上端内腔中的反牙螺纹27部位，实现了凸圆型升降节杆12与凸圆型升降节杆13的分离，随后各节凸圆型升降节杆10.11.12重复着以上的步骤，直至最后那节凸圆型升降节杆10下方的运行螺母16下降至丝杠32有螺纹部20的底端位时停止。

在整个运行过程中因各凸圆型升降节杆相互间有着一定的间隙，为此升出后会产生一些小的晃动，利用各硬塑胶紧固套15内侧面与各铝凸圆型升降节杆外端面三条凸出位30的紧密配合，以及硬塑胶顶紧圈21与各铝凸圆型升降节杆内腔壁上三条凸出位的紧密配合，就可以完全消除以上困惑，从而保障了各铝凸圆型升降节杆升出后不会产生小的晃动。

当电动丝杠自锁连接升降节杆处在无电源的情况下，可设置手动摇把装置通过齿轮驱动丝杠转动，如需上升较高的高度时，这时n根凸圆型升降节杆可选择铝钛合金.碳纤维等材料制作。当给电机设置了自动摇控调速电路后，电动丝杠自锁连接升降节杆便可摇控升降，并可调节升降速度。从丝杠上拾取其每圈的旋转信号后，即可通过计数电路对升降的高度进行准确的计算和控制，并通过显示器显示出当时的高度；同时还可任意设置一个所需的高度任其自动运行。