一种小型车载设备的升降装置的制作方法

1.本发明涉及车载设备领域，涉及一种车载架高升降装置。


背景技术：

2.目前车载设备的升降装置主要有手动升降装置、电动升降装置及手动/电动双模式升降装置。手动升降装置一般采用钢丝绳绳索驱动和承载升降缸体，带动设备架高，缺点一是部分绳索长期暴露在外界环境，且经常内在机构内外循环进出，容易带入污染物，环境适应性较差，二是绳索具有弹性，环境变化引起重复定位性较差，三是承载能力较小，人工操作费时费力。电动升降装置一般集成度较高，各运动控制及锁定部件常设计在各段缸体内部和头部结合位置，其中锁定机构、限位机构和缸体结构设计的比较复杂，外部无法直观查看具体结构，且拆卸困难，现场维修性保障性较差。


技术实现要素：

3.为了克服现有技术的不足，本发明提供一种小型车载设备的升降装置，具备自动和手动双工作模式，结构简单，维修性好，能够更广泛的满足各式小型车载设备的架高需求。
4.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
5.一种小型车载设备的升降装置，包括减限位机构部件速器、固定缸、活动缸、锁定机构、顺序机构和限位机构。
6.所述的减速器包括齿轮和梯形丝杠，所述的梯形丝杠下端同轴固连一个齿轮，该齿轮与两个齿轮啮合，啮合的两个齿轮中一个同轴连接电机输出轴，另一个同轴连接手动摇柄；
7.所述的固定缸为中空柱体，外侧壁开有限位孔；固定缸下端固连减速器，上端支撑活动缸体；
8.所述的活动缸为中空柱体，外侧壁开有限位孔；丝杠螺母安装在缸体下端，实现与梯形丝杠的啮合，将丝杠的旋转运动转化为螺母的上下直线运动，带动缸体上下移动；杆头安装在缸体顶部，用于固定锁定机构、顺序机构、限位机构相关的部件；
9.所述的限位机构安装在固定缸上，包括伸缩组件、拨杆、压杆、弹簧、限位开关，两个限位开关安装在固定缸外壁上，其中一个受拨杆触发，控制电机断电，另一个受压杆触发，控制电机断电；所述的拨杆铰接在固定缸外壁，一端位于固定缸限位孔处，活动缸上升到位后拨杆穿过固定缸和活动缸的限位孔进入固定缸内，另一端受弹簧拉力触发限位开关，活动缸下降时缸壁推动拨杆翻转，克服弹簧拉力脱离限位开关；所述的伸缩组件安装在各级活动缸的杆头上，每个伸缩组件在弹簧作用下向上顶起，在下一级活动缸杆头的挤压下克服弹簧作用向下运动；所述的压杆在弹簧作用下向上顶起，活动缸下降到位后压杆在伸缩组件的作用下向下运动触发限位开关，活动缸上升到位后压杆向上运动，脱离限位开关；
10.所述的顺序机构包括锁座、锁轴和弹簧，所述的锁座上端为楔形，所述的锁轴一端在弹簧作用下向活动缸内部运动，穿过活动缸壁的限位孔，另一端开有楔槽，楔槽与上一级的锁座配合，驱动锁轴向外运动脱离活动缸壁的限位孔；
11.所述的锁定机构包括锁座、锁轴和弹簧，所述的锁座上开有通孔，所述的锁轴一端在弹簧作用下向活动缸内部运动，穿过活动缸壁进入下一级活动缸的限位孔，下一级活动缸下降到位时推动锁轴克服弹簧作用，进入上一级活动缸的锁座。
12.所述的活动缸为多个，一个活动缸同轴安装在固定缸内，其他活动缸依次同轴安装在上一级活动缸内，活动缸的下端同轴固连丝杠螺母，与梯形丝杠啮合；活动缸的上端固连外径大于活动缸外径的杆头，杆头上端面设置有顺序机构和锁定机构。
13.所述的限位机构还包括箱体，箱体安装在固定缸上，伸缩组件、拨杆、压杆、弹簧、限位开关安装在箱体内，伸缩组件安装在各活动缸体杆头上，撤收下降时，最上端活动缸四杆头下降到预定最低位置后，压缩各级伸缩组件，通过层层传递，最后传递到压杆上，压缩限位开关触片，触发下降到位信号，机构断电和停止运动，使整个机构锁定保持在收回状态，架设上升时，活动缸上升到位后，弹簧拉动拨杆，压缩限位开关触片，触发上升到位信号，机构断电停止运动，并使整个机构锁定保持在架设状态。
14.本发明的有益效果是：
15.1)运输或者升降过程中，活动缸之间以及活动缸与固定缸之间时刻被锁紧为一体，避免相邻缸体产生相对移动，导致磨损或运动干扰；架设上升时，依次逐级驱动活动缸四、活动缸三、活动缸二和活动缸一上升，上一节活动缸上升到位后与下一节活动缸锁定为一体，由下级活动缸推动继续上升，全部上升到位后，所有缸体均锁定为一体并保持此状态；撤收下降时，依次逐级驱动活动缸一、活动缸二、活动缸三和活动缸四下降，下降到位的活动缸与固定缸锁定，所有缸体都下降到位后均锁定为一体并保持此状态，且未运动的运动缸和固定缸被锁紧为一体，避免运输或者升降过程相邻缸体产生相对移动，导致磨损或运动干扰。
16.2)使用带自锁功能的梯形丝杠传动，能够实现升降过程的任意位置刚性锁定。
17.3)具有手动和电动双工作模式，适应各种工作场合。
18.4)所有机构外部可见、可拆解，维修性较好，便于维修和更换。
附图说明
19.图1为本发明整体结构正向和侧向剖视图；
20.图2为本发明减速器结构原理图；
21.图3为本发明活动缸一的结构原理图；
22.图4为本发明限位机构的结构原理图；
23.图5为本发明顺序机构的结构原理图；
24.图6为本发明锁定机构的结构原理图；
25.图7(a)所示状态为安装在活动缸一杆头上的锁定机构的锁轴二在弹力作用下伸出；图7(b)所示状态为随着活动缸一(3)和活动缸二(4)一起继续下降；图7(c)所示状态为安装在活动缸一杆头上的顺序机构的锁轴一在活动缸二右侧楔槽斜面滑动作用下向右伸出；
26.图8为本发明上升到位状态的结构图；
27.图中，1-减速器，2-固定缸，3-活动缸一，4-活动缸二，5-活动缸三，6-活动缸四，7-限位机构，8-顺序机构，9-锁定机构，11-梯形丝杠，12-基座，13-箱体，14-电机，15-小齿轮一，16-小齿轮二，17-大齿轮，18-轴承，31-丝杠螺母，32-缸体，33-杆头，34-顺序锁锁座，35-锁定机构锁舌，71-盒体，72-拨杆，73-弹簧一，74-限位开关一，75-限位开关二，76-弹簧二，77-压杆，78-伸缩组件，81-锁座一，82-锁轴一，83-弹簧三，91-锁座二，92-锁轴二，93-弹簧四。
具体实施方式
28.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
29.本发明提供一种小型车载设备的升降装置，通过一种简易和模块化的升降机构和升降锁定方法实现，包含减速器、固定缸、活动缸一、活动缸二、活动缸三、活动缸四、锁定机构、顺序机构和限位机构。
30.所述的减速器由箱体、电机、大齿轮、小齿轮一、小齿轮二、轴承、基座、梯形丝杠组成。其中箱体实现内部各齿轮、轴承、基座及梯形丝杠的支撑作用；电动模式下电机带动小齿轮一转动，小齿轮一带动大齿轮转动，大齿轮带动梯形丝杠转动；手动模式下通过手动转动小齿轮二，小齿轮二带动大齿轮转动，大齿轮带动梯形丝杠转动；减速器整体起到减速、支撑和传动作用；
31.所述的固定缸起到中间过渡作用，下端与减速器、车体安装为一体，上部支撑内部活动缸体。
32.所述的活动缸一、活动缸二、活动缸三和活动缸四均由缸体、丝杠螺母、杆头、顺序锁锁座、锁定机构锁舌组成。丝杠螺母安装在缸体下端，实现与梯形丝杠的啮合，将丝杠的旋转运动转化为螺母的上下直线运动，带动缸体上下移动；杆头安装在缸体顶部，用于固定锁定机构、顺序机构、限位机构相关的部件。
33.所述的限位机构由箱体、伸缩组件、拨杆、压杆、弹簧一、弹簧二、限位开关一、限位开关二组成。箱体安装在固定缸上，拨杆、压杆、弹簧一、弹簧二、限位开关安装在箱体内，伸缩组件安装在各活动缸体杆头上。撤收下降时，最上端活动缸四杆头下降到预定最低位置后，压缩各级伸缩组件，通过层层传递，最后传递到压杆上，压缩限位开关二触片，触发下降到位信号，机构断电和停止运动，使整个机构锁定保持在收回状态。架设上升时，活动缸一上升到位后，弹簧一拉动拨杆，压缩限位开关一触片，触发上升到位信号，机构断电停止运动，并使整个机构锁定保持在架设状态。
34.所述的顺序机构由锁座一、锁轴一、弹簧三组成。锁座一安装在活动缸杆头上，上一级活动缸上的楔槽斜面产生的外力和弹簧三相互作用驱动锁轴一左右移动，脱离或插入顺序锁锁座，实现升降过程中活动缸的顺序解锁与锁定。
35.所述的锁定机构由锁座二、锁轴二、弹簧四组成。锁座二安装在活动缸杆头上，安装在下一级杆头上的锁定机构锁舌和弹簧四相互作用驱动锁轴二左右移动，脱离或插入上一级活动缸上的锁孔，实现架高和撤收过程与相邻活动缸的锁定与解锁。
36.本发明的工作原理是通过电机或手动方式驱动减速器的梯形丝杠旋转，安装在活动缸底部的螺母在梯形丝杠的带动下实现活动缸上下升降；顺序机构控制活动缸的升降顺
序，未参与运动的活动杆锁定在固定缸上，保持不动；锁定机构将相邻两个运动的活动缸锁定为一体，使得下级活动缸能够推动上级活动缸一起升降；限位机构限定升降的高度，上升架设到最高位置和下降收回到最低位置时，整个机构断电锁定。
37.本发明涉及的升降装置，包含减速器、固定缸、活动缸一、活动缸二、活动缸三、活动缸四、锁定机构、顺序机构、限位机构，其中活动缸、锁定机构、顺序机构、限位机构精密配合，完成较为复杂的多缸连续升降运动，是故障率较高的关键部件。本发明采用模块化和易维修的设计思路，各部件结构简单，运动过程均外部可观测、检查，外场故障可快速定位及实施现场维修或部件更换，提高了设备外场维修性和保障性，节省时间和人力成本，尤其是军用设备上极为关注此项能力。
38.本发明的实施例如图1所示，提供一种小型车载设备的升降装置，包括减速器1、固定缸2、活动缸一3、活动缸二4、活动缸三5、活动缸四6、限位机构7、顺序机构8、锁定机构9。
39.所述的减速器1由梯形丝杠11、基座12、箱体13、电机14、小齿轮一15、小齿轮二16、大齿轮17、轴承18组成，如图2所示。小齿轮一15为电动模式的传动齿轮，通过电机驱动带动大齿轮17和梯形丝杠11旋转；小齿轮二16为手动模式的传动齿轮，通过手动工具转动，驱动大齿轮17和梯形丝杠11旋转；两个小传动齿轮为并联模式，正常工作时使用电动模式驱动，手动模式的小齿轮二16跟随转动；断电情况下，使用手动模式，电动模式的小齿轮二16和电机14无力矩产生，无阻力的跟随空转。
40.所述的活动缸以活动缸一3为例，由丝杠螺母31、缸体32、杆头33、顺序锁锁座34、锁定机构锁舌35组成，如图3所示。丝杠螺母31将丝杠旋转运动转化为上下直线运动，缸体32起中间支撑作用，杆头33安装顺序机构8、锁定机构9、顺序锁锁座34、锁定机构锁舌35和限位机构的伸缩组件78。
41.所述的限位机构7由盒体71、拨杆72、弹簧一73、限位开关一74、限位开关二75、弹簧二76、压杆77、伸缩组件78组成，如图4所示。当各级活动缸上升后，带动各个伸缩组件78上升分离，压力消失，压杆77在弹簧二76的弹力下上升，使其脱离限位开关二75的弹片，限位开关二75复位；当所有活动缸都上升到位后，弹簧一73拉动拨杆72旋转，压触限位开关一74的弹片，系统断电锁定。各级活动缸下降时，与上升过程相反，下降的活动缸挤压拨杆72旋转，使其脱离限位开关一74的弹片，限位开关一74复位；随着后续活动缸的下降，带动各级伸缩组件78向下压缩，推动压杆77向下压触限位开关二75的弹片，下降到位，系统断电锁定。
42.所述的顺序机构8由锁座一81、锁轴一82、弹簧三83组成，如图5所示。锁轴一82在外力及弹簧三83的作用下可左右移动，实现锁定与解锁。
43.所述的锁定机构9由锁座二91、锁轴二92、弹簧四93组成，如图6所示。锁轴二92在外力及弹簧四93的作用下可左右移动，实现锁定与解锁。
44.整体结构上，减速器与固定缸安装为一体，安装在载车平台上，为固定部分，其他部分为活动部分。工作时，减速器的梯形丝杠按顺序依次驱动活动缸一3、活动缸二4、活动缸三5、活动缸四6上升和下降；架高上升时，上级活动缸上升到位后由下级活动缸上的锁定机构将其锁定为一体，再由下级活动缸推动继续上升，所有活动缸全部上升到位后，顺序上升的末级活动缸上升到位后触发限位机构，整个机构断电保持并锁定；撤收下降时，上级活动缸下降到位后由下级已下降到位的活动缸杆头上的顺序机构锁定，所有活动缸撤收到位
后，顺序下降的末级活动缸触发限位机构，整个机构断电保持并锁定。下降和上升过程中，相邻活动缸及与固定缸之间的锁定与解锁原理如图7所示。
45.图7(a)所示状态为安装在活动缸一3杆头上的锁定机构9的锁轴二92在弹力作用下伸出，插入活动缸二4左侧锁孔内，将两个活动缸锁定为一体，两者在梯形丝杠副的带动下下降，活动缸一3即将回到固定缸2内部，顺序机构8的锁轴一82在弹力下处于活动缸二4右侧楔槽内。
46.如图7(b)所示状态为随着活动缸一3和活动缸二4一起继续下降，活动缸一3下降到位，固定缸2杆头上的顺序锁锁座34、锁定机构锁舌35穿过活动缸一3的杆头33，锁定机构锁舌35插入锁定机构9的锁轴二92左侧斜槽内，将其向左推出，实现活动缸一3和活动缸二4解锁分开，活动缸一3下降到位不动，活动缸二4在丝杠副带动下继续下降。
47.如图7(c)所示状态为活动缸二4继续下降一段距离后，安装在活动缸一3杆头上的顺序机构8的锁轴一82在活动缸二4右侧楔槽斜面滑动作用下向右伸出，插入固定缸2杆头上的顺序锁锁座34内，将活动缸一3和固定缸2锁定为一体。
48.活动缸二4、活动缸三5和活动缸四6的下降、锁定机构解锁、顺序机构锁定原理同上。
49.各活动缸的上升过程与下降过程原理相反，整个机构上升到位后的状态如图8所示。

技术特征：
1.一种小型车载设备的升降装置，包括减速器、固定缸、活动缸、锁定机构、顺序机构和限位机构，其特征在于：所述小型车载设备的升降装置中，所述的减速器包括齿轮和梯形丝杠，所述的梯形丝杠下端同轴固连一个齿轮，该齿轮与两个齿轮啮合，啮合的两个齿轮中一个同轴连接电机输出轴，另一个同轴连接手动摇柄；所述的固定缸为中空柱体，外侧壁开有限位孔；固定缸下端固连减速器，上端支撑活动缸体；所述的活动缸为中空柱体，外侧壁开有限位孔；丝杠螺母安装在缸体下端，实现与梯形丝杠的啮合，将丝杠的旋转运动转化为螺母的上下直线运动，带动缸体上下移动；杆头安装在缸体顶部，用于固定锁定机构、顺序机构、限位机构相关的部件；所述的限位机构安装在固定缸上，包括伸缩组件、拨杆、压杆、弹簧、限位开关，两个限位开关安装在固定缸外壁上，其中一个受拨杆触发，控制电机断电，另一个受压杆触发，控制电机断电；所述的拨杆铰接在固定缸外壁，一端位于固定缸限位孔处，活动缸上升到位后拨杆穿过固定缸和活动缸的限位孔进入固定缸内，另一端受弹簧拉力触发限位开关，活动缸下降时缸壁推动拨杆翻转，克服弹簧拉力脱离限位开关；所述的伸缩组件安装在各级活动缸的杆头上，每个伸缩组件在弹簧作用下向上顶起，在下一级活动缸杆头的挤压下克服弹簧作用向下运动；所述的压杆在弹簧作用下向上顶起，活动缸下降到位后压杆在伸缩组件的作用下向下运动触发限位开关，活动缸上升到位后压杆向上运动，脱离限位开关；所述的顺序机构包括锁座、锁轴和弹簧，所述的锁座上端为楔形，所述的锁轴一端在弹簧作用下向活动缸内部运动，穿过活动缸壁的限位孔，另一端开有楔槽，楔槽与上一级的锁座配合，驱动锁轴向外运动脱离活动缸壁的限位孔；所述的锁定机构包括锁座、锁轴和弹簧，所述的锁座上开有通孔，所述的锁轴一端在弹簧作用下向活动缸内部运动，穿过活动缸壁进入下一级活动缸的限位孔，下一级活动缸下降到位时推动锁轴克服弹簧作用，进入上一级活动缸的锁座；所述的限位机构还包括箱体，箱体安装在固定缸上，伸缩组件、拨杆、压杆、弹簧、限位开关安装在箱体内，伸缩组件安装在各活动缸体杆头上，撤收下降时，最上端活动缸四杆头下降到预定最低位置后，压缩各级伸缩组件，通过层层传递，最后传递到压杆上，压缩限位开关触片，触发下降到位信号，机构断电和停止运动，使整个机构锁定保持在收回状态，架设上升时，活动缸上升到位后，弹簧拉动拨杆，压缩限位开关触片，触发上升到位信号，机构断电停止运动，并使整个机构锁定保持在架设状态。2.根据权利要求1所述的小型车载设备的升降装置，其特征在于：所述的活动缸为多个，一个活动缸同轴安装在固定缸内，其他活动缸依次同轴安装在上一级活动缸内，活动缸的下端同轴固连丝杠螺母，与梯形丝杠啮合；活动缸的上端固连外径大于活动缸外径的杆头，杆头上端面设置有顺序机构和锁定机构。

技术总结
本发明提供了一种小型车载设备的升降装置，通过电机或手动方式驱动减速器的梯形丝杠旋转，安装在活动缸底部的螺母在梯形丝杠的带动下实现活动缸上下升降；顺序机构控制活动缸的升降顺序，未参与运动的活动杆锁定在固定缸上，保持不动；锁定机构将相邻两个运动的活动缸锁定为一体，使得下级活动缸能够推动上级活动缸一起升降；限位机构限定升降的高度，上升架设到最高位置和下降收回到最低位置时，整个机构断电锁定。本发明避免运输或者升降过程相邻缸体产生相对移动，导致磨损或运动干扰，能够实现升降过程的任意位置刚性锁定，具备自动和手动双工作模式，结构简单，维修性好，能够更广泛的满足各式小型车载设备的架高需求。广泛的满足各式小型车载设备的架高需求。广泛的满足各式小型车载设备的架高需求。


技术研发人员：严荣军 简元 寇浩宇 顾立彬 周丽阳 乔梁 陈超朋
受保护的技术使用者：中国电子科技集团公司第二十研究所
技术研发日：2022.05.30
技术公布日：2023/6/27