一种伸缩式机械结构制造技术

一种伸缩式机械结构，由多节粗细不同的段节、传动丝杠、限位装置和滚珠组成，利用各段节限位装置的自动限位和自动解除功能，结合传动丝杠的螺帽脱杠使用技术，机械结构的各段节能够逐节伸出而变长，也能够逐节缩回而变短。本机械结构能够大范围的伸展和收缩，在伸出和缩回的过程中，能够承受较大的轴向压力或拉力，并且驱动简单，数据精准，适合用于空间受限的环境、自动化控制作业的需求，可作为一个模块和基础结构应用于各种机械装置或设备。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种伸缩式机械结构，利用各段节限位装置的自动限位和自动解 除功能，结合传动丝杠的螺帽脱杠使用技术，机械结构的各段节能够逐节伸出而变长，也能 够逐节缩回而变短。
技术介绍
在工作时需要最大范围伸展，在搬运和转场时需要尽量少占用空间的实际应用 中，一般采用折叠结构。比如混凝土泵车的布料杆，转场或运输时，各节杆折叠在一起，需要 工作时，各采用液压支撑方式，把布料杆一节一节撑开到需要的长度。它采用昂贵的液压系 统，笨重且耗费空间，且支撑时靠短臂支撑长臂，费力耗能。汽车起动机，采用的是伸缩方式 伸出吊臂，其臂架内部采用液压驱动，钢丝绳传动的方式，来实现吊臂的伸长和缩短。这种 方式传动复杂，没有精准数据，无法实现自动化作业。在空间环境受限情况下，要求机械结构伸开以后要尽量长，收回以后要尽量短；工 作位置经常变动要求收回要短而紧凑，便于搬运；要实现数字系统控制下的自动化作业，则 要求机械结构响应快速，传动精准，上述结构和技术均难以满足需求。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种伸缩式机械结构，这种结构可以广泛应用在室内 或室外环境中、工业及农业生产中、数控和自动化领域中。这种机械结构能够以伸缩的方 式，提供最大长度以适应大工作范围，最小长度的以耗费最小的空间，快速响应和精准传动 以适应自动化要求。为了达到这种目标，本技术的技术方案是这样实现的一种伸缩式机械结构，采用金属管状结构，包括第一段节1、第二段节2、基本段节 3、第末段节4、轴承装置5、螺帽6、传动丝杠7、限位装置8，基本段节3可采用一段或多段， 其结构完全相同；第一段节1固定安装在承载结构上，第二段节2、基本段节3和第末段节 4都能够在其上一段节的内腔之中伸出和缩回；第一段节1起始端内部固定安装轴承装置 5 ；第二段节2、基本段节3和第末段节4起始端内部固定安装螺帽6 ；每段节末端外部有加 固法兰12 ；传动丝杠7包括无丝部分7-1和有丝部分7-2，无丝部分7-1端部安装在轴承装 置5中，有丝部分7-2伸入机械结构内腔中；第二段节2、基本段节3和第末段节4的外表 面有滚珠轨道9 ；基本段节3和第末段节4的滚珠轨道9的起始端有滚珠限位窝10 ；第一段 节1、第二段节2和基本段节3靠近加固法兰12位置表面有滚珠通过孔11，滚珠通过孔11 与滚珠轨道9相对应，滚珠通过孔11外部安装有限位装置8 ；限位装置8由滑动限位套管 8-1、弹簧8-6、滚珠8-7构成，滚珠8-7能从滚珠通过孔11中通过；机械结构处于最短状态 时，第末段节4的螺帽6与传动丝杠7的有丝部分7-2相啮合，第二段节2、基本段节3的螺 帽6处于传动丝杠7的无丝部分7-1 ；机械结构由最短变长时，传动丝杠7首先驱动第末段 节4伸出，第末段节4伸出到位后，其相邻的上一基本段节3的限位装置8生效，该基本段 节3开始伸出；每一段节伸出到位时，其上一段节的限位装置8生效，之后上一段节开始伸出；第二段节2伸出到位时，机械结构达到最大长度；机械结构达到最大长度时，传动丝杠7 与第二段节2的螺帽6啮合，基本段节3和第末段节4的螺帽6处于脱离传动丝杠7状态； 当机械结构由最长变短时，第二段节2首先缩回第一段节1内腔之中，第二段节2缩回到位 时，其限位装置8限位解除，下一基本段节3开始缩回第二段节2内腔之中；每一段节缩回 到位时，其限位装置8解除，下一段节开始缩回其内腔之中，直到第末段节4完全缩回到位， 机械结构达到最短长度。传动丝杠7的无丝部分7-1的直径小于等于有丝部分7-2的丝底直径；传动丝杠 7的无丝部分7-1与轴承装置5构成转动副，传动丝杠7能够在轴承装置5中转动而其相 对位置不变；传动丝杠7的有丝部分7-2能够与各段节的螺帽6构成传动副，即传动丝杠7 本身位置固定，传动丝杠7在轴承装置5中转动，能够驱动螺帽6沿传动丝杠7向前或向后 移动；因为螺帽6在各段节端部固定，因此传动丝杠7转动能够推动螺帽6带动该段节向前 或向后移动。第二段节2、基本段节3和第末段节4的外表面至少有2条相互平行的滚珠轨道9， 滚珠轨道9平行于该段节的长度方向，轨道面为球面的一部分，能够与滚珠8-7完好吻合； 滚珠轨道9起始端的滚珠限位窝10与滚珠8-7能够完好吻合。限位装置8由滑动限位套管8-1、弹簧8-6、滚珠8-7构成，滑动限位套管8-1内径 与所在段节的外径相同，能够套装在该段节的外表面并来回滑动；滑动限位套管8-1内部 有两个不同深度的轨道，分别是滚珠进入限位窝前轨道8-2和滚珠进入限位窝后轨道8-3， 两者通过压力斜面轨道8-4连接，滚珠进入限位窝前轨道8-2、滚珠进入限位窝后轨道8-3 和压力斜面轨道8-4的轨道面都为球面，能够与滚珠8-7完好吻合；滑动限位套管8-1面向 加固法兰12 —侧有弹簧仓8-5，弹簧8-6 —端固定安装在弹簧仓8-5中，一端固定到加固法 兰12上。滚珠8-7为球形钢珠，安装在各段节的滚珠通过孔11内，并被限制在滑动限位套 管8-1和下一段节滚珠轨道9或滚珠限位窝10之间，防止伸缩结构各段节在其上一段节内 腔之内相对转动；在进入滚珠限位窝10之前，滚珠8-7被紧密限制在滚珠进入限位窝前轨 道8-2、压力斜面轨道8-4和下一段节滚珠轨道9之间滚动；在进入滚珠限位窝10之后，滚 珠8-7被紧密限制在滚珠进入限位窝后轨道8-3和下一段节的滚珠限位窝10之间。本技术的有益效果是本机械结构能够大范围的伸展和收缩，在伸出和缩回 的过程中，能够承受较大的轴向压力或拉力，并且驱动简单，数据精准，适合用于空间受限 的环境、自动化控制作业的需求，可作为一个模块和基础结构应用于各种机械装置或数控 设备。附图说明图1为本技术的总体原理结构图，为主视剖面图，也可作为摘要附图。图2为第三段节刚开始伸出时的状态示意图。图3为第三段节伸出过程示意图。图4为第二段节伸出过程示意图。图5为机械结构伸展到最长状态示意图。图6为第二段节缩回到位时的状态示意图。5图7为第三段节缩回过程示意图。图8为机械结构缩回到最短状态示意图。图9为传动丝杠结构示意图。图10为限位装置结构示意图图11为限位装置限位生效时状态示意图图12为限位装置未生效时或限位解除状态示意图其中1、第一段节2、第二段节3、基本段节4、第末段节5、轴承装置6、螺帽7、传动丝杠7-1、无丝部分7-2、有丝部分8、限位装置8-1、滑动限位套管8-2、滚珠进入限位窝前轨道8-3、滚珠进入限位窝后轨道8-4、压力斜面轨道8-5、弹簧仓8-6、弹簧8-7、滚珠9、滚珠轨道10、滚珠限位窝11、滚珠通过孔12、加固法兰13、驱动轮图中箭头表示机械结构伸出或缩回运行方向。具体实施方式实施例1 结合图1到图12，以整体机械结构设计为四节的情况为例，来详细说明本实用新 型的具体实施方式，基本段节3只有一段，第末段节4即为第四段节。第一段节1、第二段节 2、基本段节3、第末段节4采用厚壁钢管制造；第一段节1的起始端部安装轴承装置5，传动 丝杠7固定到轴承装置5之中能够自由转动。第二段节2、基本段节3、第末段节4起始端 部内部焊接螺帽6，螺帽6端部与该段节端部平齐。各个螺帽6能够在传动丝杠7上转动而 旋入或旋出。在第一段节1、第二段节2、基本段节3靠近本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种伸缩式机械结构，采用金属管状结构，其特征在于：包括第一段节（１）、第二段节（２）、基本段节（３）、第末段节（４）、轴承装置（５）、螺帽（６）、传动丝杠（７）和限位装置（８），基本段节（３）可采用一段或多段，其结构完全相同；第一段节（１）固定安装在承载结构上，第二段节（２）、基本段节（３）和第末段节（４）都能够在其上一段节的内腔之中伸出和缩回；第一段节（１）起始端内部固定安装轴承装置（５）；第二段节（２）、基本段节（３）和第末段节（４）起始端内部固定安装螺帽（６）；每段节末端外部有加固法兰（１２）；传动丝杠（７）包括无丝部分（７－１）和有丝部分（７－２），无丝部分（７－１）端部安装在轴承装置（５）中，有丝部分（７－２）伸入机械结构内腔中；第二段节（２）、基本段节（３）和第末段节（４）的外表面有滚珠轨道（９）；基本段节（３）和第末段节（４）的滚珠轨道（９）的起始端有滚珠限位窝（１０）；第一段节（１）、第二段节（２）和基本段节（３）靠近加固法兰（１２）位置表面有滚珠通过孔（１１），滚珠通过孔（１１）与滚珠轨道（９）相对应，滚珠通过孔（１１）外部安装有限位装置（８）；限位装置（８）由滑动限位套管（８－１）、弹簧（８－６）、滚珠（８－７）构成，滚珠（８－７）能从滚珠通过孔（１１）中通过；机械结构处于最短状态时，第末段节（４）的螺帽（６）与传动丝杠（７）的有丝部分（７－２）相啮合，第二段节（２）、基本段节（３）的螺帽（６）处于传动丝杠（７）的无丝部分（７－１）；机械结构由最短变长时，传动丝杠（７）首先驱动第末段节（４）伸出，第末段节（４）伸出到位后，其相邻的上一基本段节（３）的限位装置（８）生效，该基本段节（３）开始伸出；每一段节伸出到位时，其上一段节的限位装置（８）生效，之后上一段节开始伸出；第二段节（２）伸出到位时，机械结构达到最大长度；机械结构达到最大长度时，传动丝杠（７）与第二段节（２）的螺帽（６）啮合，基本段节（３）和第末段节（４）的螺帽（６）处于脱离传动丝杠（７）状态；当机械结构由最长变短时，第二段节（２）首先缩回第一段节（１）内腔之中，第二段节（２）缩回到位时，其限位装置（８）限位解除，下一基本段节（３）开始缩回第二段节（２）内腔之中；每一段节缩回到位时，其限位装置（８）解除，下一段节开始缩回其内腔之中，直到第末段节（４）完全缩回到位，机械结构达到最短长度。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朱豪东，
申请(专利权)人：朱豪东，
类型：实用新型
国别省市：41[中国|河南]