阅读说明：本技术 自锁式压缩气弹簧 (Self-locking compressed air spring ) 是由 陶声荣 李晓刚 于 2019-12-17 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种自锁式压缩气弹簧,包括：缸筒,缸筒的一端封闭或密封,缸筒另一端设有第一密封组件,缸筒内壁上设有内螺纹；位于缸筒内的活塞,活塞的外壁上设有外螺纹,缸筒与活塞通过内螺纹与外螺纹配合；活塞杆,活塞杆的一端与活塞连接,活塞杆的另一端穿过第一密封组件暴露在缸筒外部；支撑组件,所述缸筒或活塞杆可旋转地安装在支撑组件上；气体,气体设置在缸筒内,在非锁止状态时,作用于活塞上的气体以及在缸筒与活塞的内螺纹与外螺纹配合作用下使缸筒或与活塞连接的活塞杆运动；与缸筒或活塞杆配合时对运动的缸筒或活塞杆形成锁止的锁止机构。本发明的自锁式压缩气弹簧具有状态稳定的优点。(The invention discloses a self-locking compressed gas spring, which comprises: one end of the cylinder barrel is closed or sealed, the other end of the cylinder barrel is provided with a first sealing assembly, and the inner wall of the cylinder barrel is provided with internal threads; the piston is positioned in the cylinder barrel, the outer wall of the piston is provided with an external thread, and the cylinder barrel and the piston are matched with the external thread through the internal thread; one end of the piston rod is connected with the piston, and the other end of the piston rod passes through the first sealing assembly and is exposed outside the cylinder barrel; the cylinder barrel or the piston rod is rotatably arranged on the supporting component; the gas is arranged in the cylinder barrel, and in a non-locking state, the gas acting on the piston and the cylinder barrel or a piston rod connected with the piston move under the matching action of the internal thread and the external thread of the cylinder barrel and the piston; and a locking mechanism which is matched with the cylinder barrel or the piston rod and locks the moving cylinder barrel or the moving piston rod. The self-locking compression gas spring has the advantage of stable state.)

自锁式压缩气弹簧

技术领域

本发明涉及一种自锁式压缩气弹簧。

背景技术

高压力自锁式压缩气弹簧适用于座椅的升降与俯仰、门的开启与闭合及一些机械装置的举升等场合。由于这些装置都与人直接接触，因此通常要求气弹簧具有较高的安全性与可靠性，以保证动作时不发生意外；应力求结构简单，以便于安装使用及维修；在工作时所需的辅助动力应小，举力应恒定，并设置缓冲机构，以避免损坏；在举升时，应保证在任何时候任何位置都能停留。

现有的自锁式压缩气弹簧由于结构不尽合理，当自锁式压缩气弹簧升降到需要位置时，理论上来说在自锁式压缩气弹簧内活塞两侧的压力达到了平衡，但是，如果使用者在不注意时对需要升降的机构的上部或下部(例如桌面或桌脚)施以压力或提升作用力，会造成气弹簧内部的压力变化，导致需要升降的机构的上部或下部(例如桌面或桌脚)形成浮动的状态。因此，目前的自锁式压缩气弹簧在使用过程中无法确保其状态的稳定性。

发明内容

本发明提供一种状态稳定的自锁式压缩气弹簧。

实现上述目的的方案如下：

自锁式压缩气弹簧，包括：

缸筒，缸筒的一端封闭或密封，缸筒另一端设有第一密封组件，缸筒内壁上设有内螺纹；

位于缸筒内的活塞，活塞的外壁上设有外螺纹，缸筒与活塞通过内螺纹与外螺纹配合；

活塞杆，活塞杆的一端与活塞连接，活塞杆的另一端穿过第一密封组件暴露在缸筒外部；

支撑组件，所述缸筒或活塞杆可旋转地安装在支撑组件上；

气体，气体设置在缸筒内，在非锁止状态时，作用于活塞上的气体以及在缸筒与活塞的内螺纹与外螺纹配合作用下使缸筒或与活塞连接的活塞杆运动；

与缸筒或活塞杆配合时对运动的缸筒或活塞杆形成锁止的锁止机构。

本发明的优点为：通过作用于活塞上的气体压力以及在缸筒与活塞的内螺纹与外螺纹配合作用下使缸筒或与活塞连接的活塞杆运动，使得自锁式压缩气弹簧形成升或降(下降时需要升降的支撑机构(例如桌面)施加外压力)，当需要锁止时，通过锁止机构与运动的缸筒或活塞杆进行配合，锁止机构产生的锁止作用使得缸筒或活塞杆停止运动，对缸筒或活塞杆形成锁止，从而使自锁式压缩气弹簧停止工作，这样使得自锁式压缩气弹簧停止在任意位置。并且通过锁止机构与缸筒或活塞杆的配合作用使自锁式压缩气弹簧获得保持锁止的状态，因此，即使对需要升降的机构的上部或下部(例如桌面或桌脚)施加提升或压迫作用力，也不能解除自锁式压缩气弹簧的锁止，从而自锁式压缩气弹簧在停止工作后始终处于稳定的状态。

附图说明

图1为本发明第一种自锁式压缩气弹簧的外形示意图；

图2为本发明第一种自锁式压缩气弹簧的剖视图；

图3为第一种自锁式压缩气弹簧中的座体的示意图；

图4为第一种自锁式压缩气弹簧中的定位部件的示意图；

图5为本发明第二种自锁式压缩气弹簧的剖视图；

图6为本发明第三种自锁式压缩气弹簧的剖视图；

图7为本发明第二种锁止机构的示意图；

图8为本发明第三种锁止机构的示意图。

具体实施方式

实施例1

如图1和图2所示，自锁式压缩气弹簧，包括缸筒1、活塞2、活塞杆3、气体、支撑组件5、锁止机构6，下面对每部分以及各部分之间的关系进行详细地说明：

如图1和图2所示，缸筒1的一端密封，缸筒1的另一端设有第一密封组件，缸筒1内壁上设有内螺纹11。缸筒1的一端设有开口，缸筒1一端的密封采用堵头12实现，堵头12的一端与缸筒1的一端固定连接，堵头12的另一端用于连接需要升降的机构的上部或下部(例如桌面或桌脚)。第一密封组件包括密封部件13(密封环)、隔套14、顶套15，密封部件13位于隔套14和顶套15之间，隔套14和顶套15分别固定在缸筒1内。

如图1和图2所示，优选地，所述隔套14的外周面上设有环形槽，隔套14装入到筒体1内之后，从缸筒1的外壁向内压装，使缸筒1的内壁形成凸起，该凸起配合到隔套14上的环形槽中，从而使隔套14与缸筒1固定成一体。

如图1和图2所示，活塞2位于缸筒1内，活塞2的外壁上设有外螺纹21，缸筒1与活塞2通过内螺纹11与外螺纹21配合，内螺纹11与外螺纹21均为非自锁螺纹。活塞2上设有通气结构，例如通气孔或通气槽，以便于自锁式压缩气弹簧在升降的工作过程程对气体在活塞2的两侧流动。

如图1和图2所示，活塞杆3的一端与活塞2连接，活塞杆3的另一端穿过第一密封组件暴露在缸筒1外部；通过第一密封组件与活塞杆3形成气密封的配合，避免设置在缸体1内的气体泄漏。

如图1和图2所示，缸筒1或活塞杆3可旋转地安装在支撑组件5上，这样，缸筒1或活塞杆3在自锁式压缩气弹簧升降的过程中可以产生旋转和/或直线运动。缸筒1或活塞杆3具体运动的方式，是根据具体使用情况来决定的，例如，支撑组件5和锁止机构6位于自锁式压缩气弹簧的下部，当支撑组件5与需要升降的机构的下部(例如桌脚)固定连接，分两种情况，一种是：缸筒1与需要升降的机构的上部(例如桌面)连接，活塞杆3与支撑组件5旋转配合，自锁式压缩气弹簧工作时，缸筒1作升降的直线运动，活塞杆3作旋转运动。另一种是：活塞杆3与需要升降的机构的上部(例如桌面)连接，缸筒1与支撑组件5旋转配合，自锁式压缩气弹簧工作时，则活塞杆3作升降的直线运动，缸筒1作旋转运动。

当支撑组件5和锁止机构6位于自锁式压缩气弹簧的上部，其中支撑组件5与被与需要升降的机构的上部(例如桌面)连接，分两种情况，一种是：活塞杆3与需要升降的机构的下部(例如桌脚)固定连接，缸筒1与支撑组件5旋转配合，活塞杆3自锁式压缩气弹簧工作时，缸筒1作升降的直线运动以及旋转运动，活塞杆3固定不动。另一种是：缸筒1与需要升降的机构的下部(例如桌脚)固定连接，活塞杆与支撑组件5旋转配合，自锁式压缩气弹簧工作时，活塞杆3作升降的直线运动以及旋转运动，缸筒1固定不动。

如图2和图3所示，本实施例中，所述支撑组件5包括座体51、轴承52，轴承52安装在座体51上，所述筒体1或活塞杆3与轴承52配合。在座体51上设有第一腔体53，轴承52装配在第一腔体53中。优选地，在座体51上还设有第二腔体54，第二腔体54与第一腔体53相互贯通。座体51上还设有位于第二腔体54内壁面上的导轨55，该导轨55用于与锁止机构6配合。

如图2所示，气体用于产生动力，气体设置在缸筒1内，在非锁止状态时，作用于活塞2上的气体以及在缸筒1与活塞2的内螺纹11与外螺纹21配合作用下使缸筒1或与活塞2连接的活塞杆3运动。缸筒1与活塞杆3的运动分为以下两种：

第一种是：所述在非锁止状态时，作用于活塞1上的气体以及在缸筒1与活塞2的内螺纹11与外螺纹21配合作用下使活塞2旋转运动，活塞杆3跟随活塞2旋转运动，缸筒1直线运动。第二种是：所述在非锁止状态时，作用于活塞2上的气体以及在缸筒1与活塞2的内螺纹11与外螺纹21配合作用下使缸筒1旋转运动，活塞2以及活塞杆3直线运动。这两种情况是上述例举选择缸筒1或活塞杆3与需要升降的机构的上部或下部(例如桌面或桌脚)连接的情况而决定的。

如图2所示，锁止机构6与缸筒1或活塞杆3配合时对运动的缸筒1或活塞杆3形成锁止。所述锁止机构6的至少一部分安装在支撑组件5上。根据上述可知，缸筒1和活塞杆3的运动状态分别有旋转运动和/或直线运动，在本实施例中，锁止机构6优先对旋转运动中的缸筒1或活塞杆3进行锁止，因此，本实施例中的锁止机构6为限制缸筒1或活塞杆3旋转的旋转锁止机构。

如图2至图4所示，旋转锁止机构包括齿轮61、定位部件62、牵引组件63、弹性部件64，齿轮61与缸筒1或活塞杆3固定，定位部件62与齿轮61配合时限制齿轮61旋转，当齿轮61被限制旋转时，缸筒1或活塞杆3也随之停止转动，从而使自锁式压缩气弹簧处于锁定状态。

如图2至图4所示，定位部件62包括移动座62a、齿62b，齿62b设置于移动座62a的一端，移动座62a的两侧分别设有槽62c，槽62c与所述导轨55间隙配合，当移动座62a移动时，槽62c与导轨55的配合对定位部件62形成导向作用，避免定位部件62偏斜。在定位部件62上设有凹槽62d，所述牵引组件63的一端装配在凹槽62d中。在移动座62a的另一端设有弹簧座62e，弹簧座62e上设有凹口62f或孔以供牵引组件63通过。

如图2至图4所示，牵引组件63驱动定位部件62与齿轮61分离，牵引组件63与定位部件62连接；所述牵引组件包括套管63a、拉索63b，套管63a的一端与支撑组件5固定，优选地，套管63a的一端与座体51固定，拉索63b穿过套管63a后与定位部件62连接，优选地，拉索63b的一端设置头部63c，头部63c位于凹槽62d中，头部63c的宽度大于凹口62f的宽度，从而使得头部63c限位在凹槽62d中。

如图2至图4所示，手动地对拉索63b施加牵引作用力，牵引作用力通过拉索63b传递到头部63c，头部63c带动定位部件62移动，从而使定位部件62与齿轮61分离。齿轮61的周向不再受到限制，从而缸筒1或活塞杆3的周向不再受到限制，作用于活塞2上的气体以及在缸筒1与活塞2的内螺纹11与外螺纹21配合作用下使缸筒1或与活塞2连接的活塞杆3旋转运动。

如图2至图4所示，弹性部件64套在牵引组件63上，弹性部件64的一端与定位部件62配合，弹性部件64的另一端与牵引组件63或者配合支撑组件5配合。弹性部件64优先采用弹簧，弹性部件64的一端套在弹簧座62e上后与移动座62a形成抵顶，弹性部件64的另一端与牵引组件63的套管63a抵顶。当手动地对拉索63b施加牵引作用力，移动座62a移动时使弹性部件64压缩，弹性部件64在牵引组件63对定位部件62释放后使定位部件62与齿轮61形成配合，即释放对拉索63b施加的牵引作用力，定位部件62在弹性部件64的作用下复位，从而沿周向锁定缸筒1或活塞杆3。

本发明不限于上述实施例，例如：

(a)，缸筒1的一端也可以采用封闭的结构，封闭的结构的与缸筒1整体成型，即在制造缸筒1时，缸筒1的一端是没有开口的。

(b)，如图5所示，所述缸筒1包括内缸筒1a、外缸筒1b，其中内缸筒1a的材质为非金属，外缸筒1b套设于内缸筒上，外缸筒1b的材质为金属，通过外缸筒1b增加内缸筒1a的强度，非金属材质的内缸筒1a可以通过注塑方式成型，有利于降低内缸筒1a的制成难度。

(c)，如图6所示，缸筒1的材质为金属，缸筒1内壁上的内螺纹11为从外周面向内周面沿螺旋方向连续挤压成型，这种方式在缸筒1的外壁上形成螺旋槽，在缸筒1的内壁上形成螺纹。例如采用CN100460794C中公开的开槽装置在缸筒1上挤压出螺纹。

(d)，如图2所示，在实施例1中，锁止机构6为对旋转的缸筒1或活塞杆3锁止的旋转锁止机构上述实施例1中详述了缸筒1和活塞杆3有直线和/或旋转的运动状态，上述实施例的锁止机构6为限制缸筒1或活塞杆3旋转时的锁止机构。介于此，锁止机构6也可以对直线升降运动中的缸筒1或活塞杆3进行锁止，例如，采用抱紧锁止机构抱住直线升降运动中的缸筒1或活塞杆3，从而使缸筒1或活塞杆3无法升或降，这样抱紧锁止机构对缸筒1或活塞杆3形成锁止作用。抱紧锁止机构同样适用于旋转的缸筒1或活塞杆3的锁止。

如图7所示，抱紧锁止机构包括内支架71、外支架72、摆杆73、抱紧块74、拉绳，内支架71的一端与需要升降的机构的上部或下部(例如桌面或桌脚)固定，缸筒1或活塞杆3穿过内支架，摆杆73的中部与内支架71铰接，外支架71的一端与摆杆73的一端铰接，摆杆73的另一端与抱紧块74连接，拉绳与外支架连接。当需要使缸筒1或活塞杆3停止升降时，通过对拉绳施加牵引力，摆杆73摆动，使得抱紧块74对缸筒1或活塞杆3产生抱紧作用力，从而缸筒1或活塞杆3停止升降，拉绳可以固定在需要升降的机构的上部或下部(例如桌面或桌脚)上，使得抱紧块74对缸筒1或活塞杆3产生的抱紧作用力获得保持。当需要使缸筒1或活塞杆3升降时，释放拉绳的牵引力，使摆杆73处于自由状态，这时，抱紧块74与缸筒1或活塞杆3分离，抱紧块74对缸筒1或活塞杆3不产生抱紧作用力。

(e)，锁止机构6还可以采用如下结构：

如图8所示，包括第一摩擦盘75、第二摩擦盘76、弹簧77、推杆78、导杆79，第一摩擦盘75与缸筒1或活塞杆3固定，弹簧77的一端与第二摩擦盘76抵顶，弹簧77的另一端与支撑组件5抵顶，第二摩擦盘76上设有装配孔，所述导杆79的一端与支撑组件5连接，导杆79的另一端伸入到第二摩擦盘76上的装配孔中。

第二摩擦盘76受导杆79的限制不能转动，在锁止状态下，第二摩擦盘76通过弹簧77的作用力与第一摩擦盘75结合，第一摩擦盘75与第二摩擦盘76通过摩擦作用力使得第一摩擦盘75无法转动，从而对缸筒1或活塞杆3形成锁止。对推杆78施加作用力，使第二摩擦盘76与第一摩擦盘75分离，第一摩擦盘75不再受摩擦作用力，从而活塞2在气体以及内螺纹11与外螺纹21的配合下，使得缸筒1或活塞杆3转动。

(f)，锁止机构6还可以采用花键的锁定结构，例如，在活塞杆3的与支撑组件5连接的端部设置内孔，该内孔中设置花键槽，锁止机构6包括可轴向移动的花键轴，当花键轴伸入到内孔中形成键槽配合时，则活塞杆3无法转动。当花键轴与活塞杆3分离后，则活塞2在气体以及内螺纹11与外螺纹21的配合下使得活塞杆3转动。

(g)，第一密封组件也可以只采用橡胶圈，缸筒1的内壁上设置环槽，橡胶圈的一部分固定在环槽中。或者第一密封组件由环状骨架和柔性材质的环状密封件(例如橡胶圈)组成，环状密封性包覆在环状骨架上，缸筒1的内壁上设置环槽，环状骨架的一部分固定在环槽中。