带行程记忆功能的丝杆机构以及车尾举升器的制作方法

本实用新型涉及一种带行程记忆功能的丝杆机构以及采用该丝杆机构的车尾举升器。

背景技术：

丝杆机构是目前常用的精密传动机构，其工作原理为，丝杆螺母与需作直线往复运动的零部件相连，丝杆旋转带动丝杆螺母作直线往复运动，从而带动零部件作直线往复运动。现有技术中，在各种机器设备中均会使用丝杆机构来实现直线位移。丝杆机构驱动零部件进行直线位移时，该零部件的位移距离目前一般是通过限位装置进行限位或者通过传感器来确定，这种方式所确定的距离精度较低，并且现有常见的丝杆机构不存在行程记忆功能，使丝杆机构的使用大大受限。

技术实现要素：

本实用新型的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种带行程记忆功能的丝杆机构以及车尾举升器，能够实现直线位移的行程记忆，以拓宽丝杆机构的应用。

按照本实用新型提供的技术方案，所述带行程记忆功能的丝杆机构，包括丝杆和丝杆螺母，丝杆螺母和丝杆螺纹配合，丝杠旋转带动丝杆螺母作直线往复运动，丝杆与驱动装置的输出轴连接以实现转动；其特征是：在所述驱动装置的输出轴上安装与输出轴同轴转动的转动件，转动件上设有磁铁；在所述驱动装置的输出轴的轴端设置霍尔元件和存储单元，霍尔元件和存储单元均与单片机连接，单片机的输出端通过继电器连接驱动装置，单片机输出开关信号至继电器，继电器控制电压输出至驱动装置，驱动装置的输出轴转动时带动转动件上的磁铁进行转动，磁铁每通过霍尔元件一次，霍尔元件输出一个脉冲信号给单片机，单片机根据霍尔元件输出的脉冲信号判断驱动装置的输出轴转动方向和转动圈数，以获得丝杆螺母的当前位置；所述存储单元用于存储丝杆螺母所处的标准参考位置、以及当前位置，并在每次通电时自动读取当前位置信息；

所述单片机还连接命令输入单元，命令输入单元用于输入丝杆螺母进行伸长和缩短的驱动命令。

进一步的，所述霍尔元件、存储单元和单片机均设于PCB板上。

进一步的，所述驱动装置采用电机。

进一步的，所述转动件为环形件，同轴安装在驱动装置的输出轴上。

进一步的，所述存储单元采用电可擦可编程只读存储器。

进一步的，所述命令输入单元采用控制按键，控制按键包括伸长键和缩短键，伸长键和缩短键用于输入丝杆螺母进行伸长和缩短的驱动命令。

所述车尾举升器，包括举升装置，举升装置包括外管和内管，外管内腔安装有驱动装置及与驱动装置输出端连接的传动轴，传动轴下端连接丝杆，丝杆上螺纹配合丝杆螺母，丝杆螺母与内管固定连接；其特征是：在所述传动轴上安装能够随传动轴同轴转动的转动件，转动件上嵌有磁铁，在转动件的上方安装PCB板，PCB板上设有霍尔元件、存储单元和单片机，单片机的输出端通过继电器连接驱动装置，单片机输出开关信号至继电器，继电器控制电压输出至驱动装置，传动轴转动时带动转动件上的磁铁进行转动，磁铁每通过霍尔元件一次，霍尔元件输出一个脉冲信号给单片机，单片机根据霍尔元件输出的脉冲信号判断传动轴的转动方向和转动圈数，以获得丝杆螺母的当前位置；所述存储单元用于存储丝杆螺母所处的标准参考位置、以及当前位置，并在每次通电时自动读取当前位置信息；所述单片机还连接控制按键，控制按键包括伸长键和缩短键，伸长键和缩短键用于输入丝杆螺母进行伸长和缩短的驱动命令。

进一步的，所述举升装置包括平行设置的两个，两个举升装置之间通过搭接架连接。

进一步的，在所述传动轴上设置自锁装置。

进一步的，所述自锁装置设置于外管内的固定块上，自锁装置包括摩擦片、上瓦盖、扭簧、单向推力轴承、和下瓦盖，所述上瓦盖与传动轴连动，上瓦盖下方依次设置单向推力轴承和下瓦盖，扭簧设置于上瓦盖、下瓦盖表面，所述下瓦盖下方设置摩擦片，摩擦片支撑于固定块上。

本实用新型具有以下优点：

（1）本实用新型所述带行程记忆功能的丝杆机构，能够实现直线位移的行程记忆。

（2）本实用新型所述车尾举升器，能够实现直线位移的行程记忆；并且能够具有防止丝杆受重力下滑的自锁功能。

附图说明

图1为本实用新型所述丝杆机构的原理框图。

图2为本实用新型所述车尾举升器的结构示意图。

附图标记说明：1-转动件、2-霍尔元件、3-存储单元、4-单片机、5-电机、6-继电器、7-控制按键、8-搭接架、9-外管、10-传动轴、11-丝杆、12-内管、13-固定块、14-摩擦片、15-上瓦盖、16-扭簧、17-单向推力轴承、18-下瓦盖、19-PCB板。

具体实施方式

下面结合具体附图对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，本实用新型所述带行程记忆功能的丝杆机构包括丝杆和丝杆螺母，丝杆螺母和丝杆螺纹配合，丝杆旋转带动丝杆螺母作直线往复运动，丝杆与电机5的输出轴连接以实现转动；在所述电机5的输出轴上安装与输出轴同轴转动的转动件1，该转动件1为环形物体，转动件1上嵌有小直径的磁铁；在所述电机5的输出轴的轴端设置PCB板，在PCB板上设有霍尔元件2、存储单元3和单片机4，单片机4的输出端通过继电器6连接电机5，单片机4输出开关信号至继电器6，继电器6控制电压输出至电机5，电机5的输出轴转动时带动转动件1上的磁铁进行转动，磁铁每通过霍尔元件2一次，霍尔元件2输出一个脉冲信号给单片机4，单片机4根据霍尔元件2输出的脉冲信号判断电机5的输出轴转动方向和转动圈数，以计算丝杆螺母的当前位置；所述存储单元3用于存储丝杆螺母所处当前位置时电机5输出轴的转动方向和转动圈数。所述单片机4还连接控制按键7，控制按键7包括伸长键和缩短键，伸长键和缩短键用于输入丝杆螺母进行伸长方向和缩短方向的驱动命令。

所述存储单元采用电可擦可编程只读存储器（EEPROM），该存储单元在每次重新通电时能够自动读取当前位置的转动方向和转动圈数，从而达到行程自动记忆的功能；所述电机5采用直流有刷电机。

本实用新型所述带行程记忆功能能够自动回位的丝杆机构的工作原理为：

（1）设置并记忆标准的参考位置：

同时按住伸长和缩短健，让单片机进入设置标准的参考位置状态，单片机检测到控制按键的伸长或缩短信号后，输出开关信号控制继电器和大功率金属氧化物半导体场效应晶体管，控制电机正转或者反转，带动丝杆伸长或缩短到定义好的位置；当单片机检测到再次同时按住伸长和缩短健时，自动将这个位置设定为标准的参考位置（这个位置对应的数值是一个常量），并将这个位置数值写入存储单元，作为产品的当前丝杆所在位置，并自动退出设置标准的参考位置状态。设置并记忆标准的参考位置操作完成。

（2）丝杆记忆功能实现原理：

单片机检测到控制按键的伸长或缩短信号后，输出开关信号控制继电器和大功率金属氧化物半导体场效应晶体管，控制电机正转或者反转，带动丝杆伸长或缩短，同时带动磁环上的小直径磁铁转动，改变霍尔元件周围的磁场，磁铁每接近一次霍尔元件，霍尔元件输出一个脉冲信号给单片机，单片机根据霍尔元件输出的信号判断电机的转动方向和转动圈数来计算当前位置偏离标准的参考位置方向和圈数值，并将这个方向和圈数值写入存储单元，产品每次重新通电会自动读取当前位置的方向和圈数值。从而达到行程自动记忆功能。

将上述的带行程记忆功能的丝杆机构应用于车尾举升器，其结构如图2所示，包括两个结构相同、平行设置的举升装置，两个举升装置之间通过搭接架8相连接，所述举升装置包括外管9，外管9内腔安装有电机5及由电机5驱动的传动轴10，传动轴10下端连接丝杆11，丝杆11上配合连接丝杆螺母，丝杆螺母外侧固定连接内管12；所述传动轴10上设置有自锁装置，自锁装置设置于外管9内的固定块13上，自锁装置包括摩擦片14、上瓦盖15、扭簧16、单向推力轴承17、下瓦盖18，所述上瓦盖15与传动轴10连动，上瓦盖15下方依次设置单向推力轴承17、下瓦盖18，扭簧16设置于上瓦盖15、下瓦盖18表面，所述下瓦盖18下方设置摩擦片14，摩擦片14支撑于固定块13上。

为了使本实用新型所述车尾举升器能够实现记忆功能，如图2所示，在所述传动轴10上安装能够随传动轴10同轴转动的转动件1，转动件1上嵌有磁铁，在转动件1的上方安装PCB板19，PCB板19上设有霍尔元件2和存储单元3，PCB板与单片机4连接，单片机4的输出端通过继电器6连接电机5，单片机4输出开关信号至继电器6，继电器6控制电压输出至电机5，传动轴10转动时带动转动件1上的磁铁进行转动，磁铁每转动一次霍尔元件2输出一个脉冲信号给单片机4，单片机4根据霍尔元件2输出的脉冲信号判断电机5的输出轴转动方向和转动圈数，以计算丝杆螺母的当前位置；所述存储单元3用于存储丝杆螺母所处当前位置时电机5输出轴的转动方向和转动圈数。所述单片机4还连接控制按键7，控制按键7包括伸长键和缩短键，伸长键和缩短键用于输入丝杆螺母进行伸长方向和缩短方向的驱动命令。

本实用新型所述电动千斤顶的工作过程如下：电机5由单片机4控制，带动传动轴10从而使得丝杆11转动，丝杆螺母与内管12固定，丝杆螺母与丝杆11能够实现直线运动，从而实现内管12、外管9之间的轴向运动，最终达到伸长缩短的功能。另外由存储单元在每次重新通电时自动读取当前位置的转动方向和转动圈数，从而达到行程自动记忆的功能。