一種伸縮式磁力撐杆的製作方法

2023-10-11 05:04:24 4

一種伸縮式磁力撐杆的製作方法
【專利摘要】針對現有伸縮式撐杆的缺點，利用磁力彈簧原理設計一種伸縮式磁力撐杆，包括由活塞筒及置於活塞筒內可沿其軸向運動的由至少兩組磁力元件構成的內套式磁力彈簧，置於活塞筒內的活塞及一端與活塞固連的活塞杆，其特徵在於：所述活塞筒首尾兩端有封頭，其中活塞筒首端封頭上有孔，活塞杆由此孔伸出；在尾端封頭內側及活塞端面上固定有軟鐵片，處於活塞筒內兩端的磁力元件以磁力吸附方式通過軟鐵片分別連接在尾端封頭內側和活塞端面上。與現有技術相比，本發明的特點是：結構簡單，支撐力與氣動撐杆相當，遠高於彈簧撐杆，支撐力調整方便，對加工精度要求低，造價便宜，環境適應性強，使用壽命長。
【專利說明】一種伸縮式磁力撐杆
【技術領域】
[0001]本發明屬於機械領域，涉及一種伸縮式撐杆，特別是一種伸縮式磁力撐杆。
【背景技術】
[0002]目前的可伸縮式撐杆主要有彈簧式撐杆及灌裝氮氣的氣動撐杆。其中彈簧式撐杆支撐力比較小，應用場合有限，且會因彈簧使用次數達到一定程度後發生金屬疲勞而失效；而氣動撐杆由於需要在低溫下灌裝液氮，再在常溫下轉化為高壓氣體，且對於氣缸及活塞加工精度要求高，製造工藝複雜，製造成本較高，在高溫環境下具有危險性，使用時間久了會因密封件老化而導致高壓氣體洩漏，進而導致撐杆失效；除了以上兩種形式的撐杆之外，還有一種液壓撐杆，液壓撐杆由於需要液壓驅動，因此更為複雜，其特點是:支撐力極強，但動作緩慢，其應用場合也與上兩種不盡相同，由於本發明涉及的是無源撐杆，因此，有源液壓撐杆在此不做比較對象。

【發明內容】

[0003]本發明的目的在於:針對現有伸縮式撐杆的缺點，利用磁力彈簧原理設計一種伸縮式撐杆。與現有技術相比，本發明的特點是:結構簡單，支撐力與氣動撐杆相當，遠高於彈簧撐杆，支撐力調整方便，對加工精度要求低，造價便宜，環境適應性強，使用壽命長。
[0004]本發明的目的是通過採用如下技術方案實現的:
一種伸縮式磁力撐杆，包括由活塞筒及置於活塞筒內可沿其軸向運動的由至少兩組同名磁極相對的磁力元件構成的內套式磁力彈簧，置於活塞筒內的活塞及一端與活塞固連的活塞杆，其特徵在於:所述活塞筒首尾兩端有封頭，其中活塞筒首端封頭端部有孔，活塞杆由此孔伸出；在尾端封頭內側及活塞端面上固定有軟鐵片，處於活塞筒內兩端的磁力元件以磁力吸附方式通過軟鐵片分別連接在尾端封頭內側和活塞端面上。
[0005]在實驗中我們發現，在某些情況下，使用單個永磁體做為磁力元件組成的磁力撐杆所產生的支撐力無法滿足要求，而採用多級永磁體疊加組成磁力元件的方式，就可以提高支撐力，此種方式也使我們開闢了調整磁力撐杆支撐力的一種簡便可行的途徑。因此，根據對磁力撐杆支撐力的需求不同，所述磁力元件可以是單個永磁體，也可以由兩個或兩個以上異名磁極相對的永磁體疊加而成。
[0006]所述活塞筒首端封頭以螺接方式與活塞筒連接，並可通過螺紋調整首端封頭與活塞筒的結合深度；所述活塞筒首端封頭與活塞筒的螺接方式可以是首端封頭為外螺紋，活塞筒為內螺紋，即外套方式；也可以是首端封頭為內螺紋，活塞筒為外螺紋，即內套方式；首端封頭及其螺紋長度根據所需調整的活塞杆行程長度而定，為增大手動旋轉外套式首端封頭時的摩擦力，在外套式首端封頭的外表面還可以採用滾花、蝕刻、注塑等方式增加花紋。
[0007]目前，永磁體主要分為兩類:鐵氧體永磁體和稀土永磁體，而以釹鐵硼永磁體為代表的稀土永磁體的磁能積比鐵氧體永磁體高十倍以上，並且不易退磁、價格便宜，是當今世界上磁性最強的永磁體，被稱為「磁王」。為使本發明能夠達到使用時對支撐力的要求，所述磁力元件優選採用磁力強且不易退磁的稀土永磁體製成，考慮到性能和價格因素，優先選擇釹鐵硼永磁體。
[0008]為避免使用過程中活塞對首端封頭的衝擊，在活塞與首端封頭之間有緩衝元件；所述緩衝元件可以是橡膠墊，也可以是彈簧，還可以是位於活塞與首端封頭之間的同名磁極相對的兩個永磁體構成的磁力彈簧。
[0009]為避免磁性材質對磁力彈簧運動的幹擾，所述活塞筒及封頭的材質為非磁性材料，可以使用非金屬材料，如玻璃鋼、尼龍等高強度非金屬材料，也可以選擇非磁性金屬材料，如鋁合金或銅合金。由於非金屬材料在一些情況下無法滿足強度要求，而鋁材和銅材的價格十分昂貴，在對可伸縮撐杆強度要求較高的場合，我們的優選方案是使用鋼材來製作活塞筒，並在其內壁鍍一層非磁性金屬材料，以隔絕磁力線，該鍍層材料優先選用銅。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1和圖2分別是是本發明兩個實施例的示意圖。
[0011]附圖標記:1-活塞筒，2-磁力元件，3-尾端封頭，4-首端封頭，5-活塞，6-活塞杆，7-緩衝兀件,8-1-活塞端面軟鐵片，8_2_尾端封頭軟鐵片，9-1-尾端連接環，9_2_活塞杆連接環。
【具體實施方式】
[0012]為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。
[0013]實施例1:如圖1所示的一種伸縮式磁力撐杆，包括由活塞筒I及置於活塞筒I內可沿其軸向運動的同名磁極相對的四組磁力元件2構成的內套式磁力彈簧，置於活塞筒I內的活塞5及一端與活塞5固連的活塞杆6 ;其特徵在於:所述活塞筒I首尾兩端有銅質的尾端封頭3和首端封頭4，以內套螺接方式與活塞筒I連接，其中活塞筒I的首端封頭4端部有孔，活塞杆6由此孔伸出；調整首端封頭4的螺接深度，可以調整活塞杆6的行程；在尾端封頭3內側及活塞5端面上分別固定有尾端封頭軟鐵片8-2及活塞端面軟鐵片8-1，位於活塞筒I內兩端的磁力元2件依靠磁力分別吸附固定在尾端封頭3上和活塞5的端面上。
[0014]本實施例中的磁力元件2由三片釹鐵硼永磁體異名磁極相對疊加而成，為防止磁力元件在活塞筒內翻轉進而導致撐杆喪失功能，所述磁力元件的總長度不小於其外徑。
[0015]為避免使用過程中活塞5對首端封頭4的衝擊，在活塞5與首端封頭4之間有橡膠緩衝墊7。
[0016]所述活塞筒I採用鋼材製作，並在其內壁鍍一層銅質材料，以隔絕磁力線。
[0017]在活塞筒I尾端和活塞杆6頂端設有用於伸縮式磁力撐杆安裝連接的尾端連接環9-1和活塞杆連接環9-2。
[0018]實施例2:如圖2所示的一種伸縮式磁力撐杆，包括由活塞筒I及置於活塞筒I內可沿其軸向運動的同名磁極相對的四組磁力元件2構成的內套式磁力彈簧，置於活塞筒I內的活塞5及一端與活塞5固連的活塞杆6 ;所述活塞筒I首尾兩端有尼龍材質的尾端封頭3和首端封頭4，以外套式螺接方式與活塞筒I連接，其中活塞筒I首端封頭4的端部有孔，活塞杆6由此孔伸出；調整首端封頭4的螺接深度，可以實現對活塞杆6行程的調整；本實施例中的磁力元件2為單個釹鐵硼永磁體。為防止磁力元件在活塞筒內翻轉進而導致撐杆喪失功能，所述磁力元件的長度不小於其外徑。
[0019]在實踐中，由於需要調整首端封頭4與活塞筒I的螺接深度，如果採用如實施例1中的內套螺接方式，就需要使用專用工具來轉動首端封頭4 ;而為了便於免工具徒手轉動首端封頭4，在本實施例中，首端封頭4採用外套螺接方式。此外，在首端封頭4的外表面上刻有花紋，以便於增大手動旋轉首端封頭4時的摩擦力。
[0020]為避免使用過程中活塞5對首端封頭4的衝擊，在活塞5與首端封頭4之間有由同名磁極相對的兩個永磁體組成的磁力彈簧緩衝墊7。
[0021]所述活塞筒I採用玻璃鋼製作，為便於加工螺紋並保證螺接強度，在首尾兩端還可以固連尼龍材質的外套(圖中未示出)。
[0022]在活塞筒I尾端和活塞杆6頂端設有用於伸縮式磁力撐杆安裝連接的尾端連接環9-1和活塞杆連接環9-2。
[0023]本發明利用由單個稀土永磁體或異名磁極相對的多級稀土永磁體疊加組成磁力元件，利用多組磁力元件間同名磁極的排斥力構成磁力彈簧來產生支撐力，結構簡單，支撐力與氣動撐杆相當，遠高於彈簧撐杆，且可以很方便地通過調整永磁體的疊加數量來改變支撐力的大小；造價便宜，對加工精度要求低，最高使用環境溫度可達250°C，環境適應性強，使用壽命長，製造成本低，節約資源，完全可以取代彈簧撐杆和氣動撐杆；特別是可以在氣動撐杆無法使用的高溫環境下使用。可廣泛應用於工業、農業以及家庭生活領域，例如:機械、電子設備、汽車、家具等。
[0024]以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種伸縮式磁力撐杆，包括由活塞筒(I)及置於活塞筒(I)內可沿其軸向運動的由至少兩組同名磁極相對的磁力元件(2)構成的內套式磁力彈簧，置於活塞筒(I)內的活塞(5)及一端與活塞(5)固連的活塞杆(6)，其特徵在於:所述活塞筒(I)首尾兩端有封頭(3、4)，其中活塞筒(I)首端封頭(4)端部有孔，活塞杆(6)由此孔伸出；在尾端封頭(3)內側及活塞(5)端面上固定有軟鐵片(8)，處於活塞筒(I)內兩端的磁力元件(2)以磁力吸附方式通過軟鐵片(8 )分別連接在尾端封頭(3 )內側和活塞(5 )端面上；所述磁力元件(2 )可以是單個永磁體，也可以由不少於兩個異名磁極相對的永磁體疊加而成。
2.如權利要求1所述的一種伸縮式磁力撐杆，其特徵在於:所述活塞筒(I)首端封頭(4)以螺接方式與活塞筒(I)連接，並可通過螺紋調整首端封頭(4)與活塞筒(I)的結合深度。
3.如權利要求1或2所述的一種伸縮式磁力撐杆，其特徵在於:所述磁力元件(2)由稀土永磁體製成，優選釹鐵硼永磁體。
4.如權利要求2所述的一種伸縮式磁力撐杆，其特徵在於:所述首端封頭(4)與活塞筒(I)之間採用內套螺接方式。
5.如權利要求2所述的一種伸縮式磁力撐杆，其特徵在於:所述首端封頭(4)與活塞筒(I)之間採用外套螺接方式，且首端封頭(4)外表面上刻有花紋。
6.如權利要求1至5所述的一種伸縮式磁力撐杆，其特徵在於:在活塞(5)與首端封頭(4)之間設有緩衝元件(7)，所述緩衝元件(7)可以是橡膠墊或彈簧，也可以是位於活塞(5)與首端封頭(4)之間同極相對的兩個永磁體構成的磁力彈簧。
7.如權利要求1至6所述的一種伸縮式磁力撐杆，其特徵在於:所述活塞筒(I)及封頭(3、4)的材質為非磁性材料，優先選擇可隔絕磁力線的非磁性金屬材料。
8.如權利要求1至6所述的一種伸縮式磁力撐杆，其特徵在於:所述活塞筒(I)的材質為鋼質，且在其內壁鍍有一層非磁性金屬材料，優先選擇銅。
【文檔編號】F16J1/00GK103591201SQ201310587268
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年11月21日 優先權日:2013年11月21日
【發明者】唐旺 申請人:唐旺