本发明属于气体弹簧技术领域，具体涉及一种用于气体弹簧的过载自锁装置。
背景技术
气体弹簧是在一个密封的容器中充入压缩气体，利用气体的可压缩性实现其弹簧作用的，这种弹簧的刚度是可变的，因为作用在弹簧上的载荷增加时，容器内的定量气体气压升高，弹簧的刚度增大，反之，当载荷减小时，弹簧内的气压下降，刚度减小。
但是，现有的气体弹簧在使用过程中均存在一定的负载极限，根据内部的气体体积的不同，负载极限的大小也不同，而气体弹簧若长期过载使用容易造成损坏，影响弹簧的使用寿命，另外现有气体弹簧在改变内部压缩气体的过程中容易造成气体泄漏，影响气体弹簧整体的密封性，而且活塞在运动过程中与气筒内壁摩擦，一方面容易造成活塞磨损，另一方面影响活塞的移动精度。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种用于气体弹簧的过载自锁装置，以解决现有的过载使用容易造成气体弹簧损坏、改变内部压缩气体时密封性不足和容易造成活塞磨损的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于气体弹簧的过载自锁装置，包括气筒，所述气筒的一端安装有底座，所述底座上位于气筒一侧的位置处安装有控制盒，所述控制盒的内部安装有scr电热控制器和压力计算器，所述scr电热控制器位于压力计算器的一侧，所述气筒的内部开设有内腔和安装槽，所述内腔位于安装槽的一侧，且内腔的内部由一端至另一端依次安装有自锁环、阀座、第一活塞和第二活塞，所述自锁环的外壁上安装有隔热圈，且自锁环的内壁上安装有热涨圈，所述自锁环与热涨圈之间连接有加热圈，所述热涨圈远离自锁环的一侧外壁上安装有楔形橡胶，所述第一活塞的一侧外壁上安装有气体体积传感器。
优选的，所述内腔包括有第一气腔、液油腔、第二气腔和分气腔，所述第一气腔位于自锁环和第二活塞之间，所述液油腔位于第二活塞和第一活塞之间，所述第二气腔位于第一活塞和阀座之间，所述分气腔位于阀座远离第二气腔的一侧。
优选的，所述阀座的一侧外壁上安装有密封圈，且阀座的内部安装有密封阀，所述密封阀的一侧外壁焊接有阀杆，所述阀杆贯穿密封圈，且阀杆远离密封阀的一端焊接有端板，所述端板位于安装槽的内部，所述安装槽内部位于端板一侧的位置处安装有第一弹簧，所述端板远离第一弹簧的一侧焊接有推杆。
优选的，所述底座的内部安装有第二弹簧和分气按钮，所述第二弹簧位于分气按钮的一侧，所述底座内部位于第二弹簧两侧的位置处均安装有导磁板，所述导磁板的两侧分别安装有第一磁块和第二磁块，所述第一磁块和第二磁块分别与推杆和分气按钮连接。
优选的，所述第二活塞的一侧外壁上焊接有活塞杆，且第二活塞远离活塞杆一侧外壁的中间位置处开设有导油口，所述第二活塞相邻于导油口的两侧外壁上均开设有滚槽，所述滚槽的一侧内壁开设有浸油孔，且滚槽的内部安装有安装架，所述安装架上通过转轴转动连接有滚珠，所述活塞杆贯穿自锁环，且活塞杆活动端的中间位置处开设有注油口，所述注油口的一侧连接有进油管，所述进油管远离注油口的一端通过单向阀与导油口连接。
优选的，所述气筒内部位于内腔两侧的位置处均开设有分气管，所述分气管的两端分别与第一气腔和分气腔连接，所述气体体积传感器与压力计算器电性连接，所述压力计算器和加热圈均与scr电热控制器电性连接，所述scr电热控制器与外接电源电性连接。
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
(1)本发明设置了自锁环、热涨圈、加热圈、楔形橡胶和气体体积传感器，调整气体弹簧的初始值时，第一活塞一侧外壁上的气体体积传感器对第二气腔内部所含的气体体积进行检测，而控制盒内部的压力计算器根据气体的初始体积对气体所能承受的最大负载力进行计算，并进行存储，而负载时，负载物体通过活塞杆推动第二活塞，第二活塞则通过液油腔推动第一活塞，第一活塞压缩第二气腔，并使第二气腔内部的气体体积和压强发生变化，此时压力计算器所计算出的压力值也在变化，当负载物体所产生的压力值大于最大负载力时，由scr电热控制器控制自锁环内部的加热圈开设加热，加热圈加热温度升高，使得热涨圈受热膨胀，膨胀的热涨圈推动楔形橡胶向活塞杆靠近，并通过楔形橡胶挤压活塞杆，使得活塞杆在楔形橡胶的挤压下处于锁定状态，此时的气体弹簧完成自锁操作，使得弹簧仅处于支撑状态，而无法实现弹簧的功能，直至卸下负载和气体弹簧后，通过按下分气按钮可使第二气腔的压力改变，压力改变后加热圈停止加热，热涨圈回缩，使得活塞杆仍可自由活动，整体装置自动计算和感应气体弹簧的负载范围，并能根据弹簧的初始值的不同而自动改变弹簧的最大负载力，使得自锁装置适用于该气体弹簧不同的使用状态，从而保证该气体弹簧的使用安全性，避免因过载使用而造成气体弹簧内部气压过高，有效的降低了该气体弹簧的损坏几率，提高气体弹簧的使用寿命，另外通过楔形橡胶抱死活塞杆，而实现气体弹簧的自锁，一方面有效的降低机械锁定结构对活塞杆外壁的损伤，另一方面通过楔形橡胶的摩擦提高自锁装置锁定时的稳定程度。
(2)本发明设置了分气按钮、第一磁块、第二磁块、导磁板、推杆、端板和阀杆，调节弹簧初始值时，推动底座上的分气按钮，在推力的作用下分气按钮向底座内部移动，并压缩一侧的第二弹簧，同时分气按钮在移动的过程中通过连杆带动第二磁块移动，第二磁块在导磁板上移动，通过的磁力传递带动导磁板另一侧的第一磁块同步移动，而第一磁块在移动的过程中带动推杆移动，推杆又通过端板推动阀杆移动，同时也通过端板压缩安装槽内的第一弹簧，阀杆在移动时带动阀座内部的密封阀移动，使得密封阀远离阀座，此时阀座与密封阀之间处于导通状态，从而使得第一气腔、分气腔和第二气腔均处于导通状态，可通过移动活塞杆进行气体弹簧初始值的改变，当第二气腔初始气体降低时，气体弹簧的初始值降低，同时气体弹簧的承载能力也相应降低，反之第二气腔初始气体升高时，弹簧初始值也升高，而整体初始值的调整装置通过磁力导向完成，通过磁块和导磁板将外部的分气按钮与内部的分气结构进行分隔，使得外部的调整结构与内部的调整结构既保持相互传动，又实现密封分隔，从而有效的保证气体弹簧内部的密封性，避免在分气调整的过程中造成弹簧漏气。
(3)本发明设置了液油腔、第二活塞、滚槽、滚珠和浸油孔，气体弹簧内部的内腔中设置有液油腔，液油腔的内部充满液油，一方面起到支撑减震的作用，另一方面起到活塞润滑的作用，第二活塞在内腔内部运动时与内腔内部之间产生摩擦，并通过摩擦带动滚槽内的滚珠滚动，滚珠的外壁分别与内腔内壁和滚槽内壁紧密接触，保证滚珠在滚动过程中始终处于密封状态，同时液油腔内的液油还会通过第二活塞一侧的浸油孔浸入滚槽内部，对滚珠进行润滑，保证滚珠的灵敏度，一方面提高第二活塞运动的灵敏度，另一方面避免滚珠卡死而增大第二活塞的损坏几率，提高第二活塞的使用寿命。
附图说明
图1为本发明的正视图；
图2为本发明自锁环的侧视图；
图3为本发明的a处放大图；
图4为本发明底座的结构示意图；
图5为本发明的b处放大图；
图6为本发明第二活塞的结构示意图；
图7为本发明的电路框图；
图中：1-活塞杆、2-自锁环、3-第一气腔、4-内腔、5-液油腔、6-气体体积传感器、7-第二气腔、8-密封阀、9-阀杆、10-控制盒、11-scr电热控制器、12-底座、13-压力计算器、14-分气腔、15-密封圈、16-阀座、17-第一活塞、18-第二活塞、19-分气管、20-气筒、21-隔热圈、22-热涨圈、23-加热圈、24-楔形橡胶、25-第一弹簧、26-安装槽、27-端板、28-推杆、29-第二弹簧、30-分气按钮、31-第一磁块、32-第二磁块、33-导磁板、34-进油管、35-注油口、36-滚槽、37-滚珠、38-安装架、39-浸油孔、40-导油口、41-单向阀。
具体实施方式
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做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。
请参阅图1-图7所示，本发明提供如下技术方案：一种用于气体弹簧的过载自锁装置，包括气筒20，气筒20的一端安装有底座12，底座12上位于气筒20一侧的位置处安装有控制盒10，控制盒10的内部安装有scr电热控制器11和压力计算器13，scr电热控制器11位于压力计算器13的一侧，气筒20的内部开设有内腔4和安装槽26，内腔4位于安装槽26的一侧，且内腔4的内部由一端至另一端依次安装有自锁环2、阀座16、第一活塞17和第二活塞18，自锁环2的外壁上安装有隔热圈21，且自锁环2的内壁上安装有热涨圈22，自锁环2与热涨圈22之间连接有加热圈23，热涨圈22远离自锁环2的一侧外壁上安装有楔形橡胶24，第一活塞17的一侧外壁上安装有气体体积传感器6，通过热涨圈22热胀冷缩的性能实现对活塞杆1锁定与松开的操作，从而实现气体弹簧的锁定与解锁，气体体积传感器6采用ha80-n2氮气体积检测传感器。
本发明中，优选的，内腔4包括有第一气腔3、液油腔5、第二气腔7和分气腔14，第一气腔3位于自锁环2和第二活塞18之间，液油腔5位于第二活塞18和第一活塞17之间，第二气腔7位于第一活塞17和阀座16之间，分气腔14位于阀座16远离第二气腔7的一侧，通过第一气腔3、第二气腔7和分气腔14的相互导通实现气体的分气操作，从而改变气体弹簧的初始值以及负载范围。
本发明中，优选的，阀座16的一侧外壁上安装有密封圈15，且阀座16的内部安装有密封阀8，密封阀8的一侧外壁焊接有阀杆9，阀杆9贯穿密封圈15，且阀杆9远离密封阀8的一端焊接有端板27，端板27位于安装槽26的内部，安装槽26内部位于端板27一侧的位置处安装有第一弹簧25，端板27远离第一弹簧25的一侧焊接有推杆28，阀座16开启时，第一弹簧25处于压缩状态，并可通过第一弹簧25的反弹实现密封阀8的回缩，从而实现阀座16的密封。
本发明中，优选的，底座12的内部安装有第二弹簧29和分气按钮30，第二弹簧29位于分气按钮30的一侧，底座12内部位于第二弹簧29两侧的位置处均安装有导磁板33，导磁板33的两侧分别安装有第一磁块31和第二磁块32，第一磁块31和第二磁块32分别与推杆28和分气按钮30连接，通过导磁板33的导通不仅能实现第一磁块31和第二磁块32的紧密连接，而且还能实现第一磁块31与第二磁块32的相互密封。
本发明中，优选的，第二活塞18的一侧外壁上焊接有活塞杆1，且第二活塞18远离活塞杆1一侧外壁的中间位置处开设有导油口40，第二活塞18相邻于导油口40的两侧外壁上均开设有滚槽36，滚槽36的一侧内壁开设有浸油孔39，且滚槽36的内部安装有安装架38，安装架38上通过转轴转动连接有滚珠37，活塞杆1贯穿自锁环2，且活塞杆1活动端的中间位置处开设有注油口35，注油口35的一侧连接有进油管34，进油管34远离注油口35的一端通过单向阀41与导油口40连接，通过滚珠37的滚动，有效降低第二活塞18与内腔4内壁之间的摩擦，从而减小第二活塞18的磨损。
本发明中，优选的，气筒20内部位于内腔4两侧的位置处均开设有分气管19，分气管19的两端分别与第一气腔3和分气腔14连接，气体体积传感器6与压力计算器13电性连接，压力计算器13和加热圈23均与scr电热控制器11电性连接，scr电热控制器11与外接电源电性连接，通过分气管19实现第一气腔3和分气腔14的导通，便于实现分气操作。
本发明的工作原理及使用流程：使用该气体弹簧时，首先对气体弹簧的初始值进行调节，调节弹簧初始值时，推动底座12上的分气按钮30，在推力的作用下分气按钮30向底座12内部移动，并压缩一侧的第二弹簧29，同时分气按钮30在移动的过程中通过连杆带动第二磁块32移动，第二磁块32在导磁板33上移动，通过的磁力传递带动导磁板33另一侧的第一磁块31同步移动，而第一磁块31在移动的过程中带动推杆28移动，推杆28又通过端板27推动阀杆9移动，同时也通过端板27压缩安装槽26内的第一弹簧25，阀杆9在移动时带动阀座16内部的密封阀8移动，使得密封阀8远离阀座16，此时阀座16与密封阀8之间处于导通状态，从而使得第一气腔3、分气腔14和第二气腔7均处于导通状态，此时向气筒20内部推动活塞杆1，活塞杆1推动第二活塞18向第一活塞17靠近，并推动第一活塞17压缩第二气腔7内的气体，使得第二气腔7内部的压缩气体穿过阀座16进入分气腔14，并由分气腔14流入分气管19内，经分气管19将气体导入第一气腔3内部，第二气腔7内部初始气体减少，则气体弹簧的初始值降低，同时气体弹簧的承载能力也相应降低，而向远离气筒20方向拉动活塞杆1时，压缩气体由第一气腔3反向进入第二气腔7内部，此时气体弹簧的初始值升高，相应的气体弹簧的承载能力也升高，在进行初始值调整的过程中，第一活塞17一侧外壁上的气体体积传感器6对第二气腔7内部所含的气体体积进行检测，而控制盒10内部的压力计算器13根据气体的初始体积对气体所能承受的最大负载力进行计算，并进行存储，当完成气体弹簧的初始值调整后，松开分气按钮30，并通过底座12将弹簧整体安装于指定位置，然后将负载物体安装于活塞杆1的活动端上，通过负载物体本身的重量压动活塞杆1，活塞杆1推动第二活塞18，并通过第一活塞17压缩第二气腔7，此时的第二气腔7处于密封状态，气体在压力的作用在产生一定的体积压缩，对负载物体起到一定的支撑缓冲作用，降低负载物体上的震动，第一活塞17在压缩第二气腔7的同时，第二气腔7内部的气体体积和压强发生变化，同时压力计算器13所计算出的压力值也在变化，当负载物体所产生的压力值大于最大负载力时，由scr电热控制器11控制自锁环2内部的加热圈23开设加热，加热圈23加热温度升高，使得热涨圈22受热膨胀，自锁环2保持位置和大小不变，使得热涨圈22向靠近楔形橡胶24的一侧膨胀，同时推动楔形橡胶24向活塞杆1靠近，并通过楔形橡胶24挤压活塞杆1，使得活塞杆1在楔形橡胶24的挤压下处于锁定状态，此时的气体弹簧完成自锁操作，使得弹簧仅处于支撑状态，而无法实现弹簧的功能，直至卸下负载和气体弹簧后，通过按下分气按钮30可使第二气腔7的压力改变，压力改变后加热圈23停止加热，热涨圈22回缩，使得活塞杆1仍可自由活动，另外内腔4内部的液油腔5内充满液油，一方面起到支撑减震的作用，另一方面起到活塞润滑的作用，第二活塞18在内腔4内部运动时与内腔4内部之间产生摩擦，并通过摩擦带动滚槽36内的滚珠37滚动，滚珠37的外壁分别与内腔4内壁和滚槽36内壁紧密接触，保证滚珠37在滚动过程中始终处于密封状态，同时液油腔5内的液油还会通过第二活塞18一侧的浸油孔39浸入滚槽36内部，对滚珠37进行润滑，保证滚珠37的灵敏度，一方面提高第二活塞18运动的灵敏度，另一方面避免滚珠37卡死而增大第二活塞18的损坏几率，提高第二活塞18的使用寿命，而液油腔5内的液油可通过活塞杆1活动端的注油口35进行加注，液油通过注油口35、进油管34和单向阀41流向导油口40，通过导油口40浸入液油腔5。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。