一种恒力滑动连接座

摘要

本发明为一种恒力滑动连接座，涉及一种用于器械上的作为支承的支架，特别是涉及一种支承支架的头部；解决了滑动形式输出恒力、结构精简、弹力结构能以模块形式更换的技术问题。本发明中恒力机构的核心零件为变径齿轮，机构内弹簧的力臂不变，所连接设备提供的负载力不变，设备的位置或者高度改变时，弹簧的力和负载力的力臂同时线性增加或者减小，增加或者减小的力矩相互抵消，实现恒力目的。本发明结构精巧，体积小，质量轻，用于连接需要用手触及的设备、需要用眼观看的设备、化妆镜等日常生活中应用中。

权利要求

1.一种恒力滑动连接座，包括用于连接支架的安装孔和用于连接设备、转接架的连接孔，其特征在于：

包括变径齿轮(01)、圆柱齿轮(02)、传动轴(03)、驱动齿条(13)、基座(04)、传动轴固定座一(10)、传动轴固定座二(11)、连接座(14)、弹性摩擦片(12)、弹力机构；

基座(04)上设有基座齿条(04‑01)；传动轴固定座一(10)与传动轴固定座二(11)固定连接，驱动齿条(13)与连接座(14)固定连接；传动轴固定座一(10)能沿基座(04)上下滑动，弹性摩擦片(12)提供传动轴固定座一(10)与基座(04)的滑动阻力，连接座(14)能沿传动轴固定座一(10)上下滑动；

传动轴(03)的一端与变径齿轮(01)固定，另一端与圆柱齿轮(02)固定；

传动轴(03)安装在传动轴固定座一(10)、传动轴固定座二(11)上，传动轴(03)能与传动轴固定座一(10)、传动轴固定座二(11)相对转动；

圆柱齿轮(02)与基座齿条(04‑01)啮合，驱动齿条(13)与变径齿轮(01)啮合；弹力机构包括推杆(05)、弹簧，弹簧一端作用于基座、另一端作用于推杆(05)，推杆(05)作用于传动轴(03)，推杆(05)能与传动轴(03)相对转动；

用于连接支架的安装孔设置于基座(04)上，用于连接设备、转接架的连接孔设置于连接座(14)上。

2.根据权利要求1所述的一种恒力滑动连接座，其特征在于：弹力机构为模块化设计，能作为独立模块更换。

3.根据权利要求2所述的一种恒力滑动连接座，其特征在于：连接座(14)相对于基座(04)的行程范围通过基座(04)限制传动轴固定座二(11)的行程进行限位。

4.根据权利要求2所述的一种恒力滑动连接座，其特征在于：连接座(14)相对于基座(04)的行程范围通过传动轴固定座一(10)限制驱动齿条(13)的行程进行限位。

说明书

一种恒力滑动连接座

技术领域

[0001] 本发明涉及一种用于器械上的作为支承的支架，特别是涉及一种支承支架的头部。

背景技术

[0002] 在日常生活中，需要用手触及的设备(如插座、音箱)和需要用眼观看的设备(如电视、电脑显示器)或者化妆用的镜子等，大多为固定的高度，由于所需的高度或位置被第一
次设定好之后，连接设备的固定于地面、悬挂于墙壁或者顶棚的支架大多不宜多次改变位
置，所以在使用时设备的高度或者位置不适时，就需要人较长时间保持一定的姿式以达到
较好的使用设备；或者有些设备可升降高度，但是需要很大的力去操作，这种用很大力的操
作会使人想要尽可能减少升降高度的次数而不愿每次将设备调整至最令人舒适的高度。

[0003] 所以，连接设备的支架如果为恒力结构，设备的重力产生的负载力与支架输出力平衡，设备高度或者位置的调整会非常轻便，设备也会被人很容易调整到最佳的使用高度
或者位置。

发明内容

[0004] 要解决的技术问题：

[0005] 滑动形式输出恒力；结构精简；弹力结构能以模块形式更换。

[0006] 技术方案：

[0007] 恒力机构的核心零件为变径齿轮01，机构采用的形式如下：

[0008] 机构包括变径齿轮01、圆柱齿轮02、传动轴03、驱动齿条13、基座 04、传动轴固定座一10、传动轴固定座二11、连接座14、弹性摩擦片12、弹力机构。

[0009] 基座04上设有基座齿条04‑01；传动轴固定座一10与传动轴固定座二 11固定连接，驱动齿条13与连接座14固定连接；传动轴固定座一10能沿基座 04上下滑动，弹性摩擦
片12提供传动轴固定座一10与基座04的滑动阻力、平衡本实施力内各零件作为负载对弹簧
产生的影响，并起定位作用；连接座14能沿传动轴固定座一10上下滑动。

[0010] 传动轴03的一端与变径齿轮01固定，另一端与圆柱齿轮02固定；传动轴03安装在传动轴固定座一10、传动轴固定座二11上，传动轴03能与传动轴固定座一10、传动轴固定座
二11相对转动；

[0011] 圆柱齿轮02与基座齿条04‑01啮合，驱动齿条13与变径齿轮01啮合；弹力机构包括推杆05、弹簧，弹簧一端作用于基座、另一端作用于推杆05，推杆05作用于传动轴03，推杆05
能与传动轴03相对转动。

[0012] 用于连接支架的安装孔设置于基座04上，用于连接设备、转接架的连接孔设置于连接座14上。

[0013] 驱动齿条13向下移动，驱动变径齿轮01转动，变径齿轮01通过传动轴03带动圆柱齿轮02转动，圆柱齿轮02沿基座齿条04‑01向下转动，传动轴 03的轴线向下移动，位于下方
的弹簧被压缩。弹簧的力臂不变，驱动齿条13的负载力不变，弹簧的力和驱动齿条13的力臂
同时线性增加，增加的力矩相互抵消，实现恒力目的。

[0014] 连接座(14)相对于基座(04)的行程范围通过基座(04)限制传动轴固定座二(11)的行程进行限位。

[0015] 有益效果：

[0016] 连接于本发明上的设备可以很小的力进行移动或者升降；可随意定位设备的位置；相对较大的恒力行程范围。

[0017] 本发明的结构精巧，体积小，质量轻，可应用在日常生活中。

附图说明

[0018] 一件发明名称为“一种恒力滑动连接座”，其说明书包括17幅附图，这些附图的图面说明如下：

[0019] 图1是总装配图；

[0020] 图2是图1中A处的局部放大图；

[0021] 图3是连接座滑动到最底端时的状态图；

[0022] 图4是恒力原理示意图；

[0023] 图5是变径齿轮01的零件图；

[0024] 图6是圆柱齿轮02的零件图；

[0025] 图7是传动轴03的零件图；

[0026] 图8是基座04的零件图；

[0027] 图9是弹簧推杆05的零件图；

[0028] 图10是推杆轴套06的零件图；

[0029] 图11是弹簧支承座08的零件图；

[0030] 图12是固定螺母09的零件图；

[0031] 图13是传动轴固定座一10的零件图；

[0032] 图14是传动轴固定座二11的零件图；

[0033] 图15是弹性摩擦片12的零件图；

[0034] 图16是驱动齿条13的零件图；

[0035] 图17是连接座14的零件图。

具体实施方式

[0036] 为了实现发明内容中的技术方案，选择如下设计作为优选实施方式。

[0037] 如图5，变径齿轮01上设有变径齿轮轮齿01‑01、变径齿轮轴孔01‑02、变径齿轮键槽01‑03。

[0038] 如图6，圆柱齿轮02上设有圆柱齿轮轮齿02‑01、圆柱齿轮轴孔02‑02、圆柱齿轮键槽02‑03。

[0039] 如图7，传动轴03上设有轴颈一03‑01、轴颈二03‑02、轴颈三03‑03、传动轴键槽03‑04。

[0040] 如图8，基座04上设有基座齿条04‑01、基座螺纹通孔04‑02、基座滑轨04‑03、弹性摩擦片安装槽04‑04、基座螺纹盲孔04‑05；其中，基座螺纹盲孔04‑05用于连接支承或者悬
挂的支架。

[0041] 如图9，推杆05上设有U形面05‑01、弹簧支持面一05‑02、滑杆05‑03、推杆螺纹盲孔05‑04。

[0042] 如图10，轴颈三U形轴套06上设有半圆柱支撑面06‑01。

[0043] 如图11，弹簧支撑座08上设有弹簧支撑座滑道08‑01、弹簧支持面二 08‑02、弹簧支撑座轴颈08‑03。

[0044] 如图12，固定螺母09上设有固定螺母外螺纹09‑01、固定螺母外六角 09‑02、固定螺母轴孔09‑03。

[0045] 如图13，传动轴固定座一10上设有轴颈一轴套10‑01、传动轴固定座一滑道10‑02、传动轴固定座一滑轨10‑03、传动轴固定座一螺纹盲孔10‑04。

[0046] 如图14，传动轴固定座二11上设有轴颈二轴套11‑01、传动轴固定座二沉孔11‑02。

[0047] 如图15，弹性摩擦片12上设有拱形面12‑01。

[0048] 如图16，驱动齿条13上设有驱动齿条螺纹盲孔13‑01、驱动齿条限位凸台13‑02。

[0049] 如图17，连接座14上设有连接座滑道14‑01、连接座限位凹槽14‑02、连接座沉孔14‑03、连接座通孔14‑04；其中，连接座通孔14‑04用于直接连设备或者连接用于连接设备
的支架。

[0050] 参见图1，本实施例的装配过程如下：

[0051] 连接座滑道14‑01对准传动轴固定座一滑轨10‑03，连接座14沿传动轴固定座一滑轨10‑03滑入；连接座滑道14‑01与传动轴固定座一滑轨10‑03 间隙配合。将传动轴固定座
一10的上梁置于驱动齿条13的两个驱动齿条限位凸台13‑02之间，驱动齿条限位凸台13‑02
对准连接座限位凹槽14‑02，用沉头螺钉将驱动齿条13与连接座14紧固在一起。

[0052] 将弹性摩擦片12安装在弹性摩擦片安装槽04‑04内，传动轴固定座一滑道10‑02对准基座滑轨04‑03，将传动轴固定座一10沿基座滑轨04‑03滑入；传动轴固定座一滑道10‑02
与基座滑轨04‑03间隙配合，弹性摩擦片12的拱形面12‑01与传动轴固定座一滑道10‑02压
力接触。

[0053] 在传动轴键槽03‑04上安装键。按照图4，变径齿轮01对准驱动齿条 13，传动轴键槽03‑04对准变径齿轮键槽01‑03，将传动轴03的轴颈一03‑01 穿过变径齿轮轴孔01‑02并
插入传动轴固定座一10的轴颈一轴套10‑01内；轴颈一03‑01与变径齿轮轴孔01‑02过盈配
合、与轴颈一轴套10‑01间隙配合。按照图4，圆柱齿轮02对准基座齿条04‑01，圆柱齿轮键槽
02‑03对准传动轴键槽03‑04，将圆柱齿轮轴孔02‑02套在传动轴03的轴颈二03‑02上，圆柱
齿轮轴孔02‑02与轴颈二03‑02过盈配合。轴颈二轴套11‑01对准轴颈二03‑02，传动轴固定
座二沉孔11‑02对准传动轴固定座一螺纹盲孔10‑04，将传动轴固定座二11套在传动轴03的
轴颈二03‑02上，用沉头螺钉将传动轴固定座二11与传动轴固定座一10紧固在一起；轴颈二
轴套11‑01与轴颈二03‑02间隙配合。

[0054] 将全螺纹长螺杆的一端安装在推杆螺纹盲孔05‑04上，弹簧07的一端安装在弹簧支持面一05‑02上，另一端安装在弹簧支持面二08‑02上，固定螺母轴孔09‑03套在弹簧支撑
座轴颈08‑03上，从全螺纹长螺杆的另一端套入大垫片、旋入螺母，大垫片顶在固定螺母09
上，用扳手旋转全螺纹长螺杆上的螺母，压缩弹簧07，至滑杆05‑03插入弹簧支撑座滑道08‑
01内；固定螺母轴孔 09‑03与弹簧支撑座轴颈08‑03间隙配合，滑杆05‑03与弹簧支撑座滑
道08‑01 间隙配合。轴颈三U形轴套06安装在U形面05‑01上，将推杆05从基座04下方向上穿
过基座螺纹通孔04‑02，调整全螺纹长螺杆上的螺母至半圆柱支撑面 06‑01顶住轴颈三03‑
03、固定螺母外螺纹09‑01与基座螺纹通孔04‑02接触，用扳手将固定螺母09与基座04紧固；
半圆柱支撑面06‑01与轴颈三03‑03间隙配合。固定螺母09紧固后取下全螺纹长螺杆及其上
的大垫片一螺母。

[0055] 参见图4,本实施例的恒力设计思路如下：

[0056] 驱动齿条13向下移动，驱动变径齿轮01转动，变径齿轮01通过传动轴03带动圆柱齿轮02转动，圆柱齿轮02沿基座齿条04‑01向下转动，传动轴 03的轴线向下移动，位于下方
的弹簧07被压缩。

[0057] 弹簧07的力臂是传动轴03的轴线与基座齿条04‑01的距离，即圆柱齿轮02的半径r，此力臂不变。驱动齿条13的力臂是驱动齿条13与变径齿轮 01的啮合点与基座齿条04‑01
的距离，即在图1状态时，此力臂为2r,在图3 状态时，此力臂为的r+R。从图1状态到图3状
态，本实施例采用圆柱齿轮02 转动270度设计，弹簧07的力臂不变，弹簧07的力线性增加了
2
1.5πrk(k为劲度系数),即力矩增加了1.5πrk；驱动齿条13的力不变，驱动齿条13的力臂通
过变径齿轮01线性增加了R‑r，即力矩增加了F(R‑r)(F为作用于驱动齿条13上不变的负载
2
力)，当1.5πrk＝F(R‑r)时，弹簧07增加的力被变径齿轮01增加的力臂抵消，驱动齿条13的
力矩与弹簧07的力矩平衡；从图1状态到图3状态过程中，弹簧07的力和驱动齿条13的力臂
同时线性增加，满足驱动齿条13一端恒力条件。

[0058] 驱动齿条13上不同的负载力对应不同劲度系数的弹簧07，推杆05、轴颈三U形轴套06、弹簧07、弹簧支撑座08、固定螺母09能以模块形式更换。

[0059] 弹性摩擦片12与传动轴固定座一10的传动轴固定座一滑道10‑02相互摩擦作用，用于平衡本实施力内各零件作为负载对弹簧07产生的影响，并起定位作用。

[0060] 在图1状态时，传动轴固定座二11上端面被基座04限位，在图3状态时，传动轴固定座二11下端面被基座04限位。