一种升降伸缩装置
阅读说明：本技术 一种升降伸缩装置 (Lifting telescopic device ) 是由 郝传海 李雯雯 杨连余 齐俊霞 李阳 于 2021-01-12 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种升降伸缩装置,包括箱体,所述箱体的上方活动安装有法兰盘,所述法兰盘的右下方固定安装有球罩；设置三组球关节,通过利用球罩将法兰盘与球关节连接,通过改变球关节的高度,即可调节法兰盘角度,以改变安装在法兰盘上的连接件角度,通过这种连接方式,使得端部设备实现可降可调,角度可调,满足端部设备所需的运动特性；箱体内部设置丝杠,通过一组丝杠套一组丝杠的方式,再利用滚珠丝杠副调节其他丝杠的位置,以达到调节高度的目的,而每组滚珠丝杠副均通过一组润滑轴套与外部的伸缩柱连接,使得调节内部丝杠位置时,也可通过利用润滑轴套带动外部的伸缩柱进行移动,对内部的丝杠提供防尘等保护。(The invention discloses a lifting telescopic device which comprises a box body, wherein a flange plate is movably arranged above the box body, and a ball cover is fixedly arranged at the lower right side of the flange plate; the end equipment is made to be adjustable in a descending and adjusting mode and adjustable in angle through the connection mode, and the motion characteristics required by the end equipment are met; the inside lead screw that sets up of box, through the mode of a set of lead screw cover, the position of other lead screws is adjusted to the ball screw pair of recycling to reach height-adjusting's purpose, and the ball screw pair of every group all is connected with outside flexible post through a set of lubricated axle sleeve, when making to adjust inside lead screw position, also accessible utilize lubricated axle sleeve to drive outside flexible post and remove, provide protection such as dustproof to inside lead screw.)
技术领域
本发明属于直线传动装置
技术领域
，具体涉及一种多级空心滚珠丝杠传动的多角度升降伸缩装置。背景技术
直线传动装置已应用于各种场合，从伸缩柱式家具到机械自动化、到军事车载升降平台、到核电管道伸缩检测装置，再到航空伸缩臂。直线传动装置驱动形式包括手动、电动、气动以及液压等，由于受到应用场合，具体使用条件限制，人们要求直线运动装置具有小尺寸、大行程、快速响应、并且末端位移及运动速度精确可控等特点。
目前，市面上已经出现小尺寸、大行程、快速响应的电动丝杠传动机构，但是，兼具小尺寸、大行程、快速响应、并且末端位移及运动速度精确可控等特点的直线传动机构，处于起步阶段。尤其在光能应用行业，为高效率利用太阳能，需开发一种升降精度可调，端部设备角度可调的装置。
传统安装在升降装置上的设备只能线性移动，为了满足端部设备多角度运动，保证设备在比较狭小安装空间内完成远距离多级精密升降，特设计该多级空心滚珠丝杠传动的多角度升降伸缩装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种升降伸缩装置实现端部设备升降可调，角度可调，以解决上述背景技术中提出目前，市面上已经出现小尺寸、大行程、快速响应的电动丝杠传动机构，但是，兼具小尺寸、大行程、快速响应、并且末端位移及运动速度精确可控等特点的直线传动机构，处于起步阶段。尤其在光能应用行业，为高效率利用太阳能，需开发一种升降精度可调，端部设备角度可调的装置，传统安装在升降装置上的设备只能线性移动，为了满足端部设备多角度运动，保证设备在比较狭小安装空间内完成远距离多级精密升降的问题。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种升降伸缩装置，包括箱体，所述箱体的上方活动安装有法兰盘，所述法兰盘的右下方固定安装有球罩，所述球罩内固定安装有球关节，所述球关节的下方固定安装有第一伸缩柱，所述箱体的右端固定安装有提手，所述箱体的内部底端固定安装有定位板，所述定位板上固定安装有控制箱，所述控制箱的右侧固定安装有驱动机构，所述第一伸缩柱的内部固定安装有第二伸缩柱，所述第二伸缩柱的内部固定安装有第三伸缩柱，所述第三伸缩柱的内部固定安装有第四伸缩柱，所述第四伸缩柱的顶端固定安装有连杆，所述第三伸缩柱的内部底端活动安装有第一滚珠丝杠副，所述第一滚珠丝杠副的下方活动安装有第二滚珠丝杠副，所述第二滚珠丝杠副的下方活动安装有第三滚珠丝杠副，所述第三滚珠丝杠副的下方固定安装有第一同步带轮，所述第一同步带轮的下方固定安装有轴承，所述第一同步带轮上固定安装有第一丝杠，所述第一丝杠上活动安装有第二丝杠，所述第二丝杠上活动安装有第三丝杠；
所述轴承的左侧固定安装有伺服电机，所述伺服电机上固定安装有第二同步带轮，所述第二同步带轮的下方固定安装有同步带，所述第三滚珠丝杠副的左端固定安装有第一润滑轴套，所述第一丝杠的右端固定安装有第一尼龙柱头，所述第二丝杠上开设有第一外空腔，所述第一外空腔的右侧开设有第一内空腔，所述第一内空腔内固定安装有第一尼龙键，所述第二丝杠的右端固定安装有第二尼龙柱头，所述第二滚珠丝杠副上固定安装有第二润滑轴套，所述第三丝杠上开设有第二外空腔，所述第二外空腔的右侧开设有第二内空腔，所述第二内空腔内固定安装有第二尼龙键，所述第三丝杠的右端固定安装有第三尼龙柱头，所述第一滚珠丝杠副上固定安装有第三润滑轴套，所述第四伸缩柱上开设有第三空腔，所述第一伸缩柱内开设有第一卡槽，所述第二伸缩柱的外部固定安装有第一卡块，所述第二伸缩柱的内部开设有第二卡槽，所述第三伸缩柱的外部固定安装有第三卡块，所述第三伸缩柱的内部开设有第三卡槽，所述第四伸缩柱的外部固定安装有第三卡块，所述伺服电机与外部电源电性连接。
作为本发明的进一步方案，所述驱动机构包括第一同步带轮、伺服电机、第二同步带轮和同步带，所述驱动机构共设置有三组，每组驱动机构结构均相同，每组驱动机构对应设置有一组第一伸缩柱，每组第一伸缩柱内部结构均相同，三组第一伸缩柱均安装在箱体的内部，且三组第一伸缩柱均安装于定位板上，三组第一伸缩柱伸缩方向相同。
作为本发明的进一步方案，所述第一丝杠的一端与定位板之间通过轴承转动连接，所述第一丝杠的另一端通过第一内空腔深入第二丝杠的内部，每组第一丝杠上对应设置有一组第一同步带轮，所述伺服电机与第一丝杠之间通过第二同步带轮、同步带和第一同步带轮的相互配合传动连接。
作为本发明的进一步方案，所述第一丝杠与第三滚珠丝杠副之间通过转动连接，所述第一外空腔与第三滚珠丝杠副之间通过卡合连接，所述第二丝杠与第三滚珠丝杠副之间通过第一外空腔转动连接，所述第一尼龙柱头与第一丝杠之间通过焊接固定，所述第一外空腔与第一内空腔贯穿于第二丝杠的左右两端，所述第一尼龙键贯穿于第一内空腔的左右两端，所述第一尼龙柱头与第一尼龙键之间通过卡合连接。
作为本发明的进一步方案，所述第二丝杠与第二滚珠丝杠副之间通过转动连接，所述第二外空腔与第二滚珠丝杠副之间通过卡合连接，所述第三丝杠与第二滚珠丝杠副之间通过第二外空腔转动连接，所述第二尼龙柱头与第二丝杠之间通过焊接固定，所述第二外空腔与第二内空腔贯穿于第三丝杠的左右两端，所述第二尼龙键贯穿于第二内空腔的左右两端，所述第二尼龙柱头与第二尼龙键之间通过卡合连接。
作为本发明的进一步方案，所述第一滚珠丝杠副与第三空腔之间通过卡合连接，所述第一滚珠丝杠副的左端与第四伸缩柱之间通过螺接固定，所述球关节与第四伸缩柱的右端通过连杆焊接固定。
作为本发明的进一步方案，所述第一伸缩柱的内壁均匀开设有三组第一卡槽，所述第二伸缩柱的外壁均匀设置有三组第一卡块，且第二伸缩柱的内壁均匀开设有三组第二卡槽，所述第三伸缩柱的外壁均匀设置有三组第二卡块，所述第三伸缩柱的内壁均匀开设有三组第二外空腔，所述第四伸缩柱的外壁均匀设置有三组第三卡块，每组第一卡块与一组第一卡槽卡合连接，每组第二卡块与一组第二卡槽卡合连接，每组第三卡块与一组第三卡槽卡合连接。
作为本发明的进一步方案，所述第一伸缩柱与第三滚珠丝杠副之间通过第一润滑轴套转动连接，所述第二伸缩柱与第二滚珠丝杠副之间通过第二润滑轴套转动连接，所述第三伸缩柱与第一滚珠丝杠副之间通过第三润滑轴套转动连接。
作为本发明的进一步方案，每组所述第四伸缩柱的顶端对应设置有一组球关节，所述球罩共设置有三组，每组球罩对应与一组球关节卡合连接。
作为本发明的进一步方案，所述所述定位板与箱体之间通过焊接固定，所述箱体的顶端设置有一组密封圈，每组第一伸缩柱均与密封圈通过滑动连接。
一种升降伸缩装置使用方法，该使用方法具体包括以下步骤：
步骤一：启动驱动机构，伺服电机，通过同步带与两组同步带轮控制第一丝杠转动。
步骤二：第一丝杠转动时，带动第二丝杠与第三丝杠转动，三组滚珠丝杠副，将第二丝杠与第三丝杆顶起，同时滚珠丝杠副将相对应的三组伸缩柱顶起，其中第四伸缩柱通过第三丝杠顶起。
步骤三：通过控制三组驱动机构，令三组伺服电机工作不同步，使得三组丝杠升起高度不同，达到控制法兰盘倾斜的效果。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
设置三组球关节，通过利用球罩将法兰盘与球关节连接，通过改变球关节的高度，即可调节法兰盘角度，以改变安装在法兰盘上的连接件角度，通过这种连接方式，使得端部设备实现可降可调，角度可调，满足端部设备所需的运动特性。
箱体内部设置丝杠，通过一组丝杠套一组丝杠的方式，再利用滚珠丝杠副调节其他丝杠的位置，以达到调节高度的目的，而每组滚珠丝杠副均通过一组润滑轴套与外部的伸缩柱连接，使得调节内部丝杠位置时，也可通过利用润滑轴套带动外部的伸缩柱进行移动，对内部的丝杠提供防尘等保护。
第一丝杠的长度短于第一伸缩柱，第二丝杠短于第二伸缩柱，四散丝杠短于第四伸缩柱，保证了装置运行时的稳定性与安全性，同时每组伸缩柱外部的卡块均通过焊接的方式与其连接，使得装置加工更加方便。
附图说明
图1为本发明的整体外观结构示意图；
图2为本发明的第一伸缩柱内部结构示意图；
图3为本发明的传动结构示意图；
图4为本发明的第一丝杠结构示意图；
图5为本发明的第二丝杠结构示意图；
图6为本发明的第三丝杠结构示意图；
图7为本发明的第四伸缩柱结构示意图；
图8为本发明的四组伸缩柱顶部剖视图；
图9为本发明的法兰盘连接结构示意图。
图中：1-箱体、2-法兰盘、3-球罩、4-球关节、5-提手、6-第一伸缩柱、7-驱动机构、8-控制箱、9-定位板、10-第二伸缩柱、11-第三伸缩柱、12-第四伸缩柱、13-连杆、14-第一滚珠丝杠副、15-第二滚珠丝杠副、16-第三滚珠丝杠副、17-第一同步带轮、18-轴承、19-伺服电机、20-第二同步带轮、21-同步带、22-第一丝杠、23-第二丝杠、24-第三丝杠、25-第一润滑轴套、26-第一尼龙柱头、27-第一外空腔、28-第一内空腔、29-第一尼龙键、30-第二润滑轴套、31-第二尼龙柱头、32-第二外空腔、33-第二内空腔、34-第二尼龙键、35-第三润滑轴套、36-第三尼龙柱头、37-第三空腔、38-第一卡槽、39-第一卡块、第二卡槽40-第二卡槽、41-第三卡块、42-第三卡槽、43-第三卡块。
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。
实施例1
请参阅图1-图9，本发明提供一种升降伸缩装置，包括箱体1，箱体1的上方活动安装有法兰盘2，法兰盘2的右下方固定安装有球罩3，球罩3内固定安装有球关节4，球关节4的下方固定安装有第一伸缩柱6，箱体1的右端固定安装有提手5，箱体1的内部底端固定安装有定位板9，定位板9上固定安装有控制箱8，控制箱8的右侧固定安装有驱动机构7，第一伸缩柱6的内部固定安装有第二伸缩柱10，第二伸缩柱10的内部固定安装有第三伸缩柱11，第三伸缩柱11的内部固定安装有第四伸缩柱12，第四伸缩柱12的顶端固定安装有连杆13，第三伸缩柱11的内部底端活动安装有第一滚珠丝杠副14，第一滚珠丝杠副14的下方活动安装有第二滚珠丝杠副15，第二滚珠丝杠副15的下方活动安装有第三滚珠丝杠副16，第三滚珠丝杠副16的下方固定安装有第一同步带轮17，第一同步带轮17的下方固定安装有轴承18，第一同步带轮17上固定安装有第一丝杠22，第一丝杠22上活动安装有第二丝杠23，第二丝杠23上活动安装有第三丝杠24；
轴承18的左侧固定安装有伺服电机19，伺服电机19上固定安装有第二同步带轮20，第二同步带轮20的下方固定安装有同步带21，第三滚珠丝杠副16的左端固定安装有第一润滑轴套25，第一丝杠22的右端固定安装有第一尼龙柱头26，第二丝杠23上开设有第一外空腔27，第一外空腔27的右侧开设有第一内空腔28，第一内空腔28内固定安装有第一尼龙键29，第二丝杠23的右端固定安装有第二尼龙柱头31，第二滚珠丝杠副15上固定安装有第二润滑轴套30，第三丝杠24上开设有第二外空腔32，第二外空腔32的右侧开设有第二内空腔33，第二内空腔33内固定安装有第二尼龙键34，第三丝杠24的右端固定安装有第三尼龙柱头36，第一滚珠丝杠副14上固定安装有第三润滑轴套35，第四伸缩柱12上开设有第三空腔37，第一伸缩柱6内开设有第一卡槽38，第二伸缩柱10的外部固定安装有第一卡块39，第二伸缩柱10的内部开设有第二卡槽40，第三伸缩柱11的外部固定安装有第二卡块41，第三伸缩柱11的内部开设有第三卡槽42，第四伸缩柱12的外部固定安装有第三卡块43，伺服电机19与外部电源电性连接。
本实施例中，设置三组传动机构7，通过传动结构7控制三组第一伸缩柱6内部丝杠的升起与下降，以达到调节法兰盘6角度的目的，从而满足端部设备所需要的运动特性，在第一伸缩柱6的内部设置三级丝杠，每组丝杠套住另外一组丝杠，其中最中间的第一丝杠22在最下方，通过第一丝杠22上设置第三滚珠丝杠副16，使得转动第一丝杠22时，可使得无法转动的第三滚珠丝杠副16升起或下降，而第三滚珠丝杠副16与上一级的第二丝杠23固定连接，即可将第二丝杠23顶起，而在第一丝杠22上设置的第一尼龙柱头26，可与第二丝杠23上的尼龙键29卡合，使得第一丝杠22的转动可传递至第二丝杠23处，以此类推，第二丝杠23的转动可传递至第三丝杠24处，带动第三丝杠24转动，每组滚珠丝杠副外部设置的润滑轴套则可带动相应的伸缩柱上升或下降。
实施例2
请参阅图1和图3，驱动机构7包括第一同步带轮17、伺服电机19、第二同步带轮20和同步带21，驱动机构7共设置有三组，每组驱动机构7结构均相同，每组驱动机构7对应设置有一组第一伸缩柱6，每组第一伸缩柱6内部结构均相同，三组第一伸缩柱6均安装在箱体1的内部，且三组第一伸缩柱6均安装于定位板9上，三组第一伸缩柱6伸缩方向相同。
本实施例中，三组不连通的驱动机构7可分别驱动相对应的三组第一伸缩柱，当三组驱动机构7操作相同时，即可控制第一伸缩柱6同步时进行上升或下降的操作，以控制上方的法兰盘2进行上升或者下降的操作，当三组驱动机构7操作不同时，可控制法兰盘2进行倾斜的操作，其中每组伸缩柱操作差别越大，法兰盘倾斜角度越高。
实施例3
请参阅图2至图6，第一丝杠22的一端与定位板9之间通过轴承18转动连接，第一丝杠22的另一端通过第一内空腔28深入第二丝杠23的内部，每组第一丝杠22上对应设置有一组第一同步带轮17，伺服电机19与第一丝杠22之间通过第二同步带轮20、同步带21和第一同步带轮17的相互配合传动连接；第一丝杠22与第三滚珠丝杠副16之间通过转动连接，第一外空腔27与第三滚珠丝杠副16之间通过卡合连接，第二丝杠23与第三滚珠丝杠副16之间通过第一外空腔27转动连接，第一尼龙柱头26与第一丝杠22之间通过焊接固定，第一外空腔27与第一内空腔28贯穿于第二丝杠23的左右两端，第一尼龙键29贯穿于第一内空腔28的左右两端，第一尼龙柱头26与第一尼龙键29之间通过卡合连接；第二丝杠23与第二滚珠丝杠副15之间通过转动连接，第二外空腔32与第二滚珠丝杠副15之间通过卡合连接，第三丝杠24与第二滚珠丝杠副15之间通过第二外空腔32转动连接，第二尼龙柱头31与第二丝杠23之间通过焊接固定，第二外空腔32与第二内空腔33贯穿于第三丝杠24的左右两端，第二尼龙键34贯穿于第二内空腔33的左右两端，第二尼龙柱头31与第二尼龙键34之间通过卡合连接；第一滚珠丝杠副14与第三空腔37之间通过卡合连接，第一滚珠丝杠副14的左端与第四伸缩柱12之间通过螺接固定，球关节4与第四伸缩柱12的右端通过连杆13焊接固定；第一丝杠22与第三滚珠丝杠副16之间通过转动连接，第一外空腔27与第三滚珠丝杠副16之间通过卡合连接，第二丝杠23与第三滚珠丝杠副16之间通过第一外空腔27转动连接，第一尼龙柱头26与第一丝杠22之间通过焊接固定，第一外空腔27与第一内空腔28贯穿于第二丝杠23的左右两端，第一尼龙键29贯穿于第一内空腔28的左右两端，第一尼龙柱头26与第一尼龙键29之间通过卡合连接。
本实施例中，利用伺服电机19驱动第一丝杠22转动，使得第一丝杠22的转动可控度更高，达到调节法兰盘2角度更加精确的效果，其中第一丝杠22转动时，可使得第三滚珠丝杠副16上升或下降，而第三滚珠丝杠副16与第二丝杠23固定连接，使得第三滚珠丝杠副16移动时可带动第二丝杠23上下升或下降，而在第二丝杠23上设置的第二滚珠丝杠副15也与第三丝杠24固定连接，使得第一丝杠22通过尼龙柱头与尼龙键的卡合带动第二丝杠23转动时，第二滚珠丝杠副15可带动第三丝杠24上升或下降。
实施例4
请参阅图2至图8，第一丝杠22的一端与定位板9之间通过轴承18转动连接，第一丝杠22的另一端通过第一内空腔28深入第二丝杠23的内部，每组第一丝杠22上对应设置有一组第一同步带轮17，伺服电机19与第一丝杠22之间通过第二同步带轮20、同步带21和第一同步带轮17的相互配合传动连接；第一滚珠丝杠副14与第三空腔37之间通过卡合连接，第一滚珠丝杠副14的左端与第四伸缩柱12之间通过螺接固定，球关节4与第四伸缩柱12的右端通过连杆13焊接固定；第一伸缩柱6的内壁均匀开设有三组第一卡槽38，第二伸缩柱10的外壁均匀设置有三组第一卡块39，且第二伸缩柱10的内壁均匀开设有三组第二卡槽40，第三伸缩柱11的外壁均匀设置有三组第二卡块41，第三伸缩柱11的内壁均匀开设有三组第二外空腔32，第四伸缩柱12的外壁均匀设置有三组第三卡块43，每组第一卡块39与一组第一卡槽38卡合连接，每组第二卡块41与一组第二卡槽40卡合连接，每组第三卡块43与一组第三卡槽42卡合连接。
本实施例中，每组滚珠丝杠副与相对应的伸缩柱通过润滑轴套连接，使得滚珠丝杠副移动时，也可带动伸缩柱进行移动，通过外部的伸缩柱对内部的丝杠起到良好的好不作用，同时为了防止四组伸缩柱之间相对轴向移动，防止因相互转动而无法实现升降，在伸缩柱之间设置卡块与卡槽，使得伸缩柱之间可相互卡合，避免发生无法升降的情况。
一种升降伸缩装置的使用方法，该使用方法具体包括以下步骤：
步骤一：启动驱动机构7，伺服电机19，通过同步带21与两组同步带轮控制第一丝杠22转动。
步骤二：第一丝杠22转动时，带动第二丝杠23与第三丝杠24转动，三组滚珠丝杠副，将第二丝杠23与第三丝杆顶起24，同时滚珠丝杠副将相对应的三组伸缩柱顶起，其中第四伸缩柱12通过第三丝杠24顶起。
步骤三：通过控制三组驱动机构7，令三组伺服电机19工作不同步，使得三组丝杠升起高度不同，达到控制法兰盘2倾斜的效果。
本发明通过设置，设置三组传动机构7，通过传动结构7控制三组第一伸缩柱6内部丝杠的升起与下降，以达到调节法兰盘6角度的目的，从而满足端部设备所需要的运动特性，在第一伸缩柱6的内部设置三级丝杠，每组丝杠套住另外一组丝杠，其中最中间的第一丝杠22在最下方，通过第一丝杠22上设置第三滚珠丝杠副16，使得转动第一丝杠22时，可使得无法转动的第三滚珠丝杠副16升起或下降，而第三滚珠丝杠副16与上一级的第二丝杠23固定连接，即可将第二丝杠23顶起，而在第一丝杠22上设置的第一尼龙柱头26，可与第二丝杠23上的尼龙键29卡合，使得第一丝杠22的转动可传递至第二丝杠23处，以此类推，第二丝杠23的转动可传递至第三丝杠24处，带动第三丝杠24转动，每组滚珠丝杠副外部设置的润滑轴套则可带动相应的伸缩柱上升或下降。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
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