一種小型全自動多級快速伸縮桿裝置制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種小型全自動多級伸縮桿裝置，包括一伸縮桿筒，伸縮桿筒連接有控制器，所述控制器通過空氣管路連接儲氣罐至直流氣泵；所述伸縮桿筒包括固定筒和貫穿其內腔且能夠沿其伸縮的活動筒，活動筒的內腔套有能夠沿其伸縮的負載平臺；所述固定筒上設有通過直流電機帶動的牽引輥，牽引輥上設有與負載平臺相接的牽引鋼絲繩；所述控制器控制伸縮桿筒中的活動筒在直流氣泵氣體壓力驅動下沿水平方向快速彈出，負載平臺探測完成后，通過控制器控制直流電機帶動的牽引輥拉動鋼絲繩帶動伸縮桿筒中的活動筒縮回至固定筒限位位置，完成一次非接觸快速探測。本發明伸出、回收時間短，體積小、重量輕、操作方便，便于維修養護。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本發明屬于機電一體化【技術領域】，涉及小型全自動多級快速伸縮桿系統，主要用 于但不限于非接觸快速探測方面。 一種小型全自動多級快速伸縮桿裝置
【背景技術】
[0002] 非接觸探測能夠在測量元件不與被測物體表面接觸的情況下獲取被測物體外表 或內在的數據特征，測量過程不會影響被測對象的特性，因此具有廣闊的應用前景。但是同 樣是由于測量元件不與被測物體接觸，中間的間隔介質和距離對測量精度有較大的影響。 伸縮桿可以作為一種非接觸測量傳感儀器的搭載裝置，在人體無法靠近被測物體的場合 中，能夠快速接近被測物體，測試完成后再將測試傳感器收回。伸縮桿的結構形式、級數、動 力源等多種多樣，對伸縮桿性能的要求通常體現在體積、重量、伸出行程、伸縮時間等方面。 隨著使用范圍的不斷擴大，伸縮桿體積、重量的限制與伸出行程要求不斷提高的矛盾越來 越突出，對伸縮桿快速、自動伸縮的技術需求也成為該領域亟待解決的關鍵問題。
【發明內容】
[0003] 本發明著眼于解決上述問題，提供一種小型全自動多級快速伸縮桿裝置，為快速 非接觸探測等領域提供一種傳感器實用搭載裝置。
[0004] 為實現上述目的，本發明通過下述技術方案來實現。
[0005] -種小型全自動多級伸縮桿裝置，包括一伸縮桿筒，伸縮桿筒連接有控制器，所述 控制器通過空氣管路連接儲氣罐至直流氣泵；所述伸縮桿筒包括固定筒和貫穿其內腔且能 夠沿其伸縮的活動筒，活動筒的內腔套有能夠沿其伸縮的負載平臺；所述固定筒上設有通 過直流電機帶動的牽引輥，牽引輥上設有與負載平臺相接的牽引鋼絲繩；
[0006] 所述控制器控制伸縮桿筒中的活動筒在直流氣泵氣體壓力驅動下沿水平方向快 速彈出，負載平臺探測完成后，通過控制器控制直流電機帶動的牽引輥拉動鋼絲繩帶動伸 縮桿筒中的活動筒縮回至固定筒限位位置，完成一次非接觸快速探測。
[0007] 優選地，所述活動筒為外徑由大至小依次套接的多級活動筒構成，各級活動筒前 端面上套有返回限位套。
[0008] 優選地，所述各級活動筒相套接端分別設有外止口和內止口，所述外止口與活動 筒內壁之間設有密封圈，所述內止口上設有返回限位套，返回限位套上設有鋼絲擋圈。
[0009] 優選地，所述返回限位套由兩個半圓結構組成，返回限位套設有內凸臺卡在活動 筒外端的槽內，鋼絲擋圈卡在所述返回限位套的外壁槽內。
[0010] 優選地，所述活動筒與固定筒相套接端由內至外依次設有徑向密封圈和端面密封 圈。
[0011] 優選地，所述與負載平臺相連的活動筒只有外止口。
[0012] 優選地，所述直流電機設于伸縮桿筒中的固定筒的側壁上，直流電機與傳動齒輪 相連，傳動齒輪連接繞有牽引鋼絲繩的牽引輥，牽引鋼絲繩連接至最外側活動筒上連接的 負載平臺。
[0013] 優選地，所述儲氣罐通過底座支撐于地面上，儲氣罐上分別設有壓力計和限位開 關，控制器設于儲氣罐側壁上。
[0014] 優選地，所述固定筒與活動筒連接端外周壁上設有固定筒壓條。
[0015] 優選地，所述固定筒選用的材質為高強度鋁合金7075-T6,活動筒選用的材質為 T300碳纖維。
[0016] 本發明與現有技術相比具有如下優點：
[0017] 1.本發明采用氣動驅動方式和電動回收方式，是一種高性能的運動控制機構，可 以實現自動快速伸出動作和回收動作。
[0018] 2.相比于現有伸縮架機構，在行程相同的情況下，本發明體積小、重量輕、操作方 便，一個人便可完成伸縮桿裝置的拆卸，便于維修養護。
[0019] 3.本發明伸縮桿伸出行程長且伸出、回收時間短，回收后體積和長度小，使用靈 活，能夠適用于車載、艦載、機載等場合。
[0020] 由于本發明具有上述優點，可以作為快速非接觸探測等領域的一種傳感器的搭載 裝置，也可以解決伸縮桿體積、重量的限制與伸出行程要求不斷提高的矛盾，此裝置方便搭 載于車輛、艦船、飛行器等運動平臺上。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021] 此處所說明的附圖用來提供對本發明的進一步理解，構成本申請的一部分，并不 構成對本發明的不當限定，在附圖中：
[0022] 圖1是本發明的系統組成示意圖。
[0023] 圖2是本發明的活動筒結構細節圖。
[0024] 圖3是本發明的系統整體結構前視圖。
[0025] 圖4是本發明的系統整體結構側視圖。
[0026] 圖5是本發明的系統整體結構下視圖。
[0027] 圖中：1、直流氣泵；2、空氣管路；3、儲氣罐；4、控制器；5、牽引輥；6、固定筒；7、底 座；8、牽引鋼絲繩；9、活動筒；10、返回限位套；11、負載平臺；12、徑向密封圈；13、端面密 封圈；14、活動筒外止口；15、鋼絲擋圈；16、活動筒內止口；17、固定筒壓條；18、限位開關； 19、壓力計；20、傳動齒輪；21、直流電機；22、牙嵌式離合器；23、減速器。
【具體實施方式】
[0028] 下面將結合附圖以及具體實施例來詳細說明本發明，在此本發明的示意性實施例 以及說明用來解釋本發明，但并不作為對本發明的限定。
[0029] 如圖1所示，本發明小型全自動多級伸縮桿裝置，包括一伸縮桿筒，伸縮桿筒包括 固定筒6和貫穿其內腔且能夠沿其伸縮的活動筒9,伸縮桿筒連接有控制器4,控制器4通 過空氣管路2連接儲氣罐3至直流氣泵1 ;活動筒9的內腔套有能夠沿其伸縮的負載平臺 11 ;固定筒6上設有通過直流電機21帶動的牽引輥5,牽引輥5上設有與負載平臺11相接 的牽引鋼絲繩8。
[0030] 在控制器4控制下，儲氣罐3的壓縮空氣通過空氣管路2通入固定筒6和活動筒 9內，空氣壓力驅動活動筒9沿水平方向快速彈出；直流氣泵不斷補充筒內壓力，保持活動 筒9的伸出狀態；負載平臺11探測完成后，收回時，在控制器4的控制下，關閉直流氣泵1， 釋放筒內的壓縮空氣，直流電機21通過牽引輥5拉動牽引鋼絲繩8帶動活動筒9 一節節收 回，直至所有活動筒9回到初始位置（固定筒限位位置），通過控制器4關閉直流電機21， 完成一次非接觸快速探測。
[0031] 如圖2所示，本裝置中，活動筒9為外徑由大至小依次套接的多級活動筒構成，活 動筒由小到大逐步裝配，直徑小的穿入直徑大的活動筒，穿出后在小的活動筒前端裝返回 限位套10。各級活動筒9相套接端分別設有外止口 14和內止口 16,外止口 14與活動筒9 內壁之間設有密封圈，內止口 16上設有返回限位套10,返回限位套10上設有鋼絲擋圈15。 返回限位套10由兩個半圓結構組成，方便拆裝活動筒，返回限位套10設有內凸臺卡在活動 筒9外端的槽內，鋼絲擋圈15卡在返回限位套10的外壁槽內。不同直徑的活動筒配用不 同規格的返回限位套和鋼絲擋圈。兩節活動筒9之間及活動筒9與固定筒6相套接端由內 至外依次設有徑向密封圈12和端面密封圈13。該徑向密封圈在活動筒推出過程和推出結 束都起密封作用。活動筒止口尾端的端面密封圈13在活動筒9推到位時起密封作用，推出 過程不起作用。固定筒6內處于密封狀態，在固定筒6內部的活動筒9相當于氣缸活塞。
[0032] 與負載平臺11相連的活動筒9只有外止口 14,其余活動筒9具有外止口 14和內 止口 16。活動筒9的節數在最大行程要求范圍內，可以根據伸縮行程的需要增加或減少，不 需要改變系統其他結構。
[0033] 系統伸出速度可以通過儲氣罐3的容積和氣體壓力控制，收回速度可以通過直流 電機21的轉速、減速器23的傳動比、傳動齒輪20的傳動比以及牽引輥5的直徑控制。
[0034] 如圖3、圖4所示，直流電機21設于伸縮桿筒中的固定筒6的側壁上，直流電機21 與傳動齒輪20相連，傳動齒輪20連接繞有牽引鋼絲繩8的牽引輥5,牽引鋼絲繩8連接至 最外側活動筒9上連接的負載平臺11。儲氣罐3通過底座7支撐于地面上，儲氣罐3上分 別設有壓力計19和限位開關18,控制器4設于儲氣罐3側壁上。
[0035] 如圖5所示，固定筒6與活動筒9連接端外周壁上設有固定筒壓條17。
[0036] 本發明的固定筒6選用的材質為高強度鋁合金7075-T6,活動筒9選用的材質為 T300碳纖維。
[0037] 本發明系統通過底座7的連接裝置可以方便的搭載在車輛、艦船、飛行器等運動 平臺上。
[0038] 系統開機后，當系統收到啟動信號后，直流氣泵1啟動，通過控制器4打開儲氣罐3 控制閥，待儲氣罐3內的壓力經壓力計19測試達到設定值后，直流氣泵1停止。系統收到 啟動命令后，通過控制器4開啟充氣閥，此時壓縮空氣由儲氣罐3通過空氣管路2通向伸縮 桿筒（包括固定筒6和活動筒9)內，活動筒9在氣體壓力驅動下快速彈出，牽引鋼絲繩也 隨伸縮桿活動筒一起彈出；活動筒快速推出時，牙嵌式離合器22處于脫開狀態，直流電機 21不工作。牽引輥通過鋼絲繩在第一節活動筒的牽引下轉動，鋼絲繩從牽引輥上逐漸展開； 伸縮桿到達預定位置后，根據儲氣罐壓力計反饋的氣壓信號，控制儲氣罐閥門，保持伸縮桿 筒內氣壓恒定，維持伸縮桿彈出狀態，直流氣泵根據氣罐內的壓力大小不定時補充氣壓。徑 向密封圈12和端面密封圈13能夠保證伸縮桿筒內是環境的密封性，防止氣體外泄。活動 筒9到達預定位置后，控制器4根據氣壓計19反饋的壓力信號，控制直流氣泵1使伸縮桿 筒內的氣壓保持恒定，維持伸縮桿筒的彈出狀態。
[0039] 探測工作完成，系統收到收回命令后，通過控制器關閉儲氣罐控制閥，開啟泄氣 閥，釋放伸縮桿筒內氣體，使伸縮桿筒內部與大氣導通，排放伸縮桿筒內部的壓縮空氣到大 氣壓，伸縮桿筒內氣壓與大氣壓相同。牙嵌式離合器吸合，直流減速電機慢速啟動，驅動牽 引輥纏繞拉回牽引鋼絲繩，伸縮桿活動筒活從第一節開始逐步回收；第一節活動筒前端的 回收限位套帶動第二節活動筒回收。同樣方法其余活動筒依次回收，直到第一節活動筒到 達固定筒上的限位開關位置，此時牽引電機制動，離合器脫開，回收系統停止工作。
【權利要求】
1. 一種小型全自動多級伸縮桿裝置，其特征在于：包括一伸縮桿筒，伸縮桿筒連接有 控制器（4)，所述控制器（4)通過空氣管路（2)連接儲氣罐（3)至直流氣泵（1);所述伸縮 桿筒包括固定筒（6)和貫穿其內腔且能夠沿其伸縮的活動筒（9)，活動筒（9)的內腔套有 能夠沿其伸縮的負載平臺（11);所述固定筒（6)上設有通過直流電機（21)帶動的牽引輥 (5) ，牽引輥（5)上設有與負載平臺（11)相接的牽引鋼絲繩（8); 所述控制器（4)控制伸縮桿筒中的活動筒（9)在直流氣泵（1)氣體壓力驅動下沿水平 方向快速彈出，負載平臺（11)探測完成后，通過控制器（4)控制直流電機（21)帶動的牽引 輥（5)拉動鋼絲繩（8)帶動伸縮桿筒中的活動筒（9)縮回至固定筒限位位置，完成一次非 接觸快速探測。
2. 根據權利要求1所述的一種小型全自動多級伸縮桿裝置，其特征在于：所述活動 筒（9)為外徑由大至小依次套接的多級活動筒構成，各級活動筒前端面上套有返回限位套 (10)。
3. 根據權利要求1所述的一種小型全自動多級伸縮桿裝置，其特征在于：所述各級活 動筒（9)相套接端分別設有外止口（14)和內止口（16)，所述外止口（14)與活動筒（9)內 壁之間設有密封圈，所述內止口（16)上設有返回限位套（10)，返回限位套（10)上設有鋼絲 擋圈（15)。
4. 根據權利要求3所述的一種小型全自動多級伸縮桿裝置，其特征在于：所述返回限 位套（10)由兩個半圓結構組成，返回限位套（10)設有內凸臺卡在活動筒（9)外端的槽內， 鋼絲擋圈（15)卡在所述返回限位套（10)的外壁槽內。
5. 根據權利要求1所述的一種小型全自動多級伸縮桿裝置，其特征在于：所述活動筒 (9)與固定筒（6)相套接端由內至外依次設有徑向密封圈（12)和端面密封圈（13)。
6. 根據權利要求1所述的一種小型全自動多級伸縮桿裝置，其特征在于：所述與負載 平臺（11)相連的活動筒（9)只有外止口（14)。
7. 根據權利要求1所述的一種小型全自動多級伸縮桿裝置，其特征在于：所述直流電 機（21)設于伸縮桿筒中的固定筒（6)的側壁上，直流電機（21)與傳動齒輪（20)相連，傳 動齒輪（20)連接繞有牽引鋼絲繩（8)的牽引輥（5)，牽引鋼絲繩（8)連接至最外側活動筒 (9)上連接的負載平臺（11)。
8. 根據權利要求1所述的一種小型全自動多級伸縮桿裝置，其特征在于：所述儲氣罐 (3)通過底座（7)支撐于地面上，儲氣罐（3)上分別設有壓力計（19)和限位開關（18)，控 制器（4)設于儲氣罐（3)側壁上。
9. 根據權利要求1所述的一種小型全自動多級伸縮桿裝置，其特征在于：所述固定筒 (6) 與活動筒（9)連接端外周壁上設有固定筒壓條（17)。
10. 根據權利要求1所述的一種小型全自動多級伸縮桿裝置，其特征在于：所述固定筒 (6)選用的材質為高強度鋁合金7075-T6,活動筒（9)選用的材質為T300碳纖維。
【文檔編號】G01D11/00GK104101371SQ201410331168
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年7月11日 優先權日:2014年7月11日
【發明者】張大興, 高宏偉, 程培濤, 章云, 葛玉兵 申請人:西安電子科技大學