一种能够多节自由伸缩的大负载高精度升降装置的制作方法

xiaoxiao2020-9-9  2

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专利名称:一种能够多节自由伸缩的大负载高精度升降装置的制作方法
技术领域
本发明专利涉及一种升降平台的结构装置,特别涉及一种能够多节自由伸缩的大负载高精度升降平台的结构装置。
背景技术
多节升降平台的主要结构形式有剪叉式升降平台、套管式升降平台、铝合金式升降平台(桅杆式)。这三种都具有折叠式的特性,即收缩后占用空间小。但是,剪叉式升降平台的缺点是不平稳,主要采用液压作为动力,容易泄露,系统不稳定;套管式升降平台采用伸缩油缸为执行机构,以液压为动力,存在的缺点和剪叉式升降平台一样。铝合金式升降平台的主要缺点是负载比较小,一般在三百千克左右。除了以上所述的多节升降平台,还存在一种丝杆螺母式升降平台。为克服液压传动的缺点,这类装置所采用的结构是螺母与中间丝杆进行相互旋套,螺母再与不同直径的杆件进行互相旋套,由中间丝杆轴连接动力输入端并由减速电机总成驱动。这种结构装置的缺点是所涉及零件相对比较多,因此,在安装和传动过程中不可避免地造成误差,无法达到伸展后仍具有高的稳定精度要求;同时由于升降平台的结构过于松散,从而使得升降平台体积过于臃肿,不但浪费了材料,而且增加了升降平台的自重;此外,这种升降平台难以满足不同工况的负载要求,尤其是难以满足大负载情况下的使用要求。

发明内容
针对现有各种多节升降平台的缺点,本发明通过独特的设计方式并和使用模块化的工艺方法,在保证装置伸展后具有高的稳定性和精度要求的同时,减小了升降平台的体积和自重,降低了产品的生产成本。此外本发明提供的这种新颖多节升降平台的结构装置,也可以根据不同的工况,设计不同的负载能力,最大负载可以达到数十吨,大大提高了升降平台的承载能力。为实现上述目的,本发明的技术方案是
一种能够多节自由伸缩的大负载高精度升降装置,包括基座模块、动力模块、中间级伸缩模块A、中间级伸缩模块B、末级伸缩模块和升降装置平台,基座模块设在底座上,动力模块的中心动力丝杆通过圆锥滚子轴承与基座相连接,其上依次设有动力模块、中间级伸缩模块A、中间级伸缩模块B、末级伸缩模块和升降装置平台;其特征在于所述的动力模块中的蜗轮和蜗杆将动力传递及转向给中心动力丝杆,中心动力丝杆的螺旋转动向中间级伸缩模块A传递动力,带动中间级伸缩模块A的内外丝杆III伸展或收缩;内外丝杆III的动力螺旋 传动到内外丝杆II上,带动中间级伸缩模块B伸展或收缩;内外丝杆II通过螺纹传动把动力提供给末级L型内丝杆I上,带动末级伸缩模块伸展或收缩。所述的基座模块由基座与外套筒组成,基座与安装面联接并在基座中形成蜗轮蜗杆的润滑油池,外套筒4通过螺纹与基座联接,动力模块、中间级伸缩模块A、中间级伸缩模块B、末级伸缩模块、升降装置平台均设在其内,提供装置的外部保护和支撑作用。
所述的动力模块包括驱动电机、锥齿轮、蜗杆、蜗轮与中心动力丝杆、圆锥滚子轴承;驱动电机、锥齿轮连接蜗轮和蜗杆进行动力传递及转向,中心动力丝杆设在蜗轮上,通过螺旋转动实现动力向中间级伸缩模块的传输。所述的中间级伸缩模块A由套筒III、深沟球轴承(下)、托台III和内外丝杆III联接形成整体;中间级伸缩模块B由套筒II、深沟球轴承(上)、托台II和内外丝杆II联接形成整体;由水平段安装的深沟球轴承分别限制套筒III、II的定位。所述的末级伸缩模块由末级内丝杆套筒I、内外丝杆I和托台I组成;伸缩模块B的内外丝杆II通过螺纹传动把动力提供给内外丝杆I上,带动末级伸缩模块伸展或收缩。
所述的托台I、II、111分别与套筒I、II、111通过螺纹副进行连接,并且托台I、II、III采用“L”型结构。所述的升降装置平台由末级内丝杆套筒I、套筒II、套筒III和外套筒的顶部组成,由沉头螺栓或者螺纹连接固定。所述的内外丝杆III、II在丝杆外壁螺纹开槽,丝杆的内壁也螺纹开槽。本发明的有益效果在保证大负载和复杂工况条件下,通过不同直径内外丝杆从内到外依次传动和从粗到细的配合方式,提供了升降平台的伸缩升降的稳定性和传动精度,又通过深沟滚子轴承带动外层高精度支撑套筒,使得装置的稳定性和精度更加提高,同时可以在任意位置停止和满足任意位置自锁,安装方便,配合紧密,结构紧凑,整体结构强度高,抗风能力强,模块化,性能可靠。


图I是本发明的升降平台装置结构示意图。图2是本发明的中心动力丝杆结构示意图。图3是本发明的内外丝杆结构示意图。图4是本发明的托台结构示意图。图5是本发明的中间级伸缩模块示意图。
具体实施例方式如图I知,本发明所涉及的多节自由伸缩高精密升降结构装置,包括基座模块、动力模块、中间级伸缩模块Α、中间级伸缩模块B、末级伸缩模块和升降装置平台,基座模块设在底座11上,动力模块的中心动力丝杆12通过圆锥滚子轴承8与基座11相连接,其上依次设有动力模块、中间级伸缩模块Α、中间级伸缩模块B、末级伸缩模块和升降装置平台。从最外层到最内层分别是内外丝杆I 6、II 14、11113,其中内外丝杆与其对应的套筒I 1、112、
III3是连接在一起的,内外丝杆III 13、II 14在其水平段装有深沟球轴承7来解决升降台运动过程中套筒III 3、套筒II 2随动的问题,其它各个内外丝杆也有同样的设计;动力由中心动力丝杆12螺旋传动到内外丝杆III13上;同理,内外丝杆II 14的动力由内外丝杆III13提供;依次类推,内外丝杆II 14通过螺纹传动把动力提供给内外丝杆I 6;而中心动力丝杆12的动力由蜗轮17和蜗杆18进行供给;蜗轮17和蜗杆18通过锥齿轮10与驱动电机9相连接;中心动力丝杆12通过圆锥滚子轴承8与基座11相连接,而基座11通过防松螺栓与相关底座相连接;电动机动力输出轴通过轴承与基座11相连接。根据以上的原理,其中间级伸缩模块A、B可以根据实际需要设计为A、B、……N级,从而构成N级多节自由伸缩高精S升降系统。动力模块中的蜗轮17和蜗杆18将动力传递及转向给中心动力丝杆12,中心动力丝杆12的螺旋转动再将动力向中间级伸缩模块A传递,带动中间级伸缩模块A的内外丝杆
III13伸展或收缩;内外丝杆III 13的动力螺旋传动到内外丝杆II 14上,带动中间级伸缩模块B伸展或收缩;内外丝杆II 14通过螺纹传动把动力提供给末级L型内丝杆I 6上,带动末级伸缩模块伸展或收缩。由图2知,是本发明的中心动力丝杆结构示意图。中心动力丝杆12的底部开有槽,通过圆锥滚子轴承8与基座11相连接,其上部设有螺纹,螺旋传动带动中间级伸缩模块A的内外丝杆III 13伸展或收缩;内外丝杆III 13的动力螺旋传动到内外丝杆II 14上,带动中间级伸缩模块B伸展或收缩;内外丝杆II 14通过螺纹传动把动力提供给末级L型内丝杆
I6上,带动末级伸缩模块伸展或收缩。由图3知,是本发明的内外丝杆结构示意图。内外丝杆I 6、111 13和II 14的底部内径上设有内螺纹,外部设有外螺纹,用于传递动力。由图4知,是本发明的托台示意图。托台I 5、II 15 JII 16内径上设有内螺纹,分别与套筒I I、II 2、111 3通过螺纹副进行连接,并且I 5、托台II 15、11116采用“L”型结构。
由图5知,是本发明的中间级伸缩模块示意图。中间级伸缩模块A由套筒III 3、深沟球轴承7(下)、托台III 16和内外丝杆III13联接形成整体;中间级伸缩模块B由套筒II 2、深沟球轴承7(上)、托台II 15和内外丝杆II 14联接形成整体;由水平段安装的深沟球轴承7分别限制套筒III 3、II 2的定位。由于本发明专利在设计安装的过程中,取消了提供传动的丝母,而是直接采用螺纹副之间的螺旋传动,从而保证了升降台的传动精度;由于本发明专利进行了一体化设计,加工安装方便并且能够进一步提高升降台的稳定性。工作过程上升时最内层的内外丝杆在中间丝杆的传动下不断上升,当杆体上升到位后,杆体在限位装置的作用下,实现级间自动定位锁紧,并在螺纹传动下带动外一级内外丝杆连续有序上升到设定高度,同时通过深沟滚子轴承带动外层高精度支撑套筒,并保持高的稳定性;收缩时驱动电机反转带动各部件逆向工作实现快速下降收拢。使得升降台自由伸缩。对于级间伸缩的极限位置均有机械限位装置以及电气限位装置,从而最大限度的保证系统运动的受控性和安全性。在防护方面,主要的部件均有防护罩,其它一些裸露的结构件表面均有表面处理层。与现有的剪叉式升降平台和套管式升降平台相比,本发明所涉及的这种升降平台装置不存在液压动力系统,从而在根本上杜绝了液压油泄露的风险,同时又极大地降低了装置生产制造的成本和难度。在升降平台装置的稳定性方面,剪叉式升降平台和套管式升降平台虽然能够达到比较高的稳定性,但是随着升降平台负载的不断加大,其稳定性能也会随之下降;而本发明所涉及的这种升降平台装置,由于是通过长螺纹副承受负载和传递动力,可以根据不同的工况和负载等情况,选择不同的材料来满足不同场合的要求,不会出现稳定性能随着负载上升而下降的情况。在升降平台装置负载能力方面,剪叉式升降平台和套管式升降平台虽然具有能够承受较大负载的能力,但是负载越大液压油泄露的可能性也越大,且生产制造成本也随之大幅增加,性价比也随之大幅度降低;而本发明所涉及的升降平台装置,随着负载的加大,只要通过提高主要承载和传动部件材质和尺寸就可以满足负载要求,因此,不会增加生产制造的难度,且生产制造成本的增加也有限,从而具有非常高的性价比。与铝合金式升降平台和丝杆螺母式升降平台相比,在升降平台装置负载能力方面,由于铝合金式升降平台和丝杆螺母式升降平台本身材质和结构的影响,难以承受大负载的情况;而本发明所涉及的这种升降平台装置取消了丝母,可以根据具体的工况来设计中间丝杆和内外丝杆,因此负载能力远远高于铝合金式升降平台和丝杆螺母式升降平台。在升降平台装置传动精度方面,由于铝合金式升降平台和丝杆螺母式升降平台的零部件比较多,从而造成在生产制造和装配过程中误差也比较大,且传动过程比较长,难以达到高精度的要求;本发明所涉及的这种升降平台装置,因为采用螺纹副之间互相嵌套的连接方式,连接的非常紧密,通过采用了模块化的设计手段,在各级高精度的内外丝杆伸缩的同时,采用深沟球轴承带动外部各级高精度支撑套筒支撑限位,确保了负载和高的稳定性和精度要求,同时相对减少了装置的零部件,通过以上的两种方法,从而保证了高精度的要求。在升降平台装置稳定性方面,铝合金式升降平台和丝杆螺母式升降平台如果要满足同样性能的稳定度,就必须要加大升降平台装置的尺寸,不但浪费了材料,而且也增加了升降平台装置 的自重;本发明所涉及的这种升降平台装置,因为减少了零部件,连接的非常紧密,因此约束性能也比较强,从而保证在满足尺寸和自重要求基础上,具有很高的精度和稳定性。为防止在碰到断电及其它紧急情况时,仍能将平台收缩便于运输,本发明所涉及的装置还特别设计了手动应急下降功能。同时为避免在升降过程中出现绕线等情况,特别设计了跟线系统,以防止此种情况的出现。
权利要求
1.ー种能够多节自由伸縮的大负载高精度升降装置,包括基座模块、动カ模块、中间级伸缩模块A、中间级伸缩模块B、末级伸缩模块和升降装置平台,基座模块设在底座上,动カ模块的中心动カ丝杆(12)通过圆锥滚子轴承(8)与基座(11)相连接,其上依次设有动カ模块、中间级伸缩模块A、中间级伸缩模块B、末级伸缩模块和升降装置平台;其特征在于所述的动力模块中的蜗轮(17)和蜗杆(18)将动カ传递及转向给中心动カ丝杆(12),再由中心动カ丝杆(12)的螺旋转动依次向中间级伸缩模块A和B、末级伸缩模块传递动カ;中心动カ丝杆(12)螺旋转动,带动中间级伸缩模块A的内外丝杆IIK13)伸展或收缩;内外丝杆III(13)的动カ螺旋传动到内外丝杆II (14)上,带动中间级伸缩模块B伸展或收缩;内外丝杆II(14)通过螺纹传动把动カ提供给末级的内外丝杆I (6)上,带动末级伸缩模块伸展或收縮。
2.根据权利要求I所述的ー种能够多节自由伸縮的大负载高精度升降装置,其特征在于所述的基座模块由基座(11)与外套筒(4)组成,基座(11)与安装面联接并在基座中形成蜗轮蜗杆的润滑油池,外套筒(4)由螺纹与基座(11)联接,作为装置的外部保护和支撑。
3.根据权利要求I所述的ー种能够多节自由伸縮的大负载高精度升降装置,其特征在于所述的动力模块包括驱动电机(9)、锥齿轮(10)、蜗杆(18)、蜗轮(17)与中心动カ丝杆(12)、圆锥滚子轴承(8);驱动电机(9)、锥齿轮(10)连接蜗轮(17)和蜗杆(18)进行动カ传递及转向,中心动カ丝杆(12)设在蜗轮(17)上,通过螺旋转动实现动カ向中间级伸缩模块A或B的传输。
4.根据权利要求I所述的ー种能够多节自由伸縮的大负载高精度升降装置,其特征在于所述的中间级伸缩模块A由套筒111(3)、深沟球轴承(7)、托台111(16)和内外丝杆III(13)联接形成整体;中间级伸缩模块B由套筒II(2)、深沟球轴承(7)、托台II (15)和内外丝杆II (14)联接形成整体;由水平段安装的深沟球轴承(7)分别限制套筒111(3)、II (2)的定位。
5.根据权利要求I所述的ー种能够多节自由伸縮的大负载高精度升降装置,其特征在于所述的末级伸缩模块由末级内丝杆套筒I (I)、内外丝杆I (6)和托台I (5)组成;伸縮模块B的内外丝杆II (14)通过螺纹传动把动カ提供给内外丝杆I (6)上,带动末级伸缩模块伸展或收缩。
6.根据权利要求I所述的ー种能够多节自由伸縮的大负载高精度升降装置,其特征在干所述的托台I (5)、II(15)、III(16)分别与套筒I (I)、II (2)、111(3)通过螺纹副进行连接,并且托台I (5)、ΙΙ (15)、111(16)采用“L”型结构。
7.根据权利要求I所述的ー种能够多节自由伸縮的大负载高精度升降装置,其特征在于所述的升降装置平台由末级内丝杆套筒I (I)、套筒II (2)、套筒111(3)和外套筒(4)的顶部组成,由沉头螺栓或者螺纹连接固定。
8.根据权利要求I所述的ー种能够多节自由伸縮的大负载高精度升降装置,其特征在于所述的内外丝杆III(13)、II (14)在丝杆外壁进行螺纹开槽,丝杆的内壁也进行螺纹开槽。
全文摘要
一种能够多节自由伸缩的大负载高精度升降装置,包括基座模块、动力模块、中间级伸缩模块A、中间级伸缩模块B、末级伸缩模块和升降装置平台,基座模块设在底座上;其特征在于所述的动力模块将动力传递给中心动力丝杆(12),中心动力丝杆(12)的螺旋传动到中间级伸缩模块A上,带动中间级伸缩模块A的内外丝杆Ⅲ(13)伸展或收缩;内外丝杆Ⅲ(13)螺旋传动到内外丝杆Ⅱ(14)上,带动中间级伸缩模块B伸展或收缩;内外丝杆Ⅱ(14)通过螺旋传动把动力提供给末级的内外丝杆Ⅰ(6)上,带动其伸展或收缩。本发明,在大负载和复杂工况下,可以在任意位置停止和满足任意位置自锁,安装方便,配合紧密,模块化,性能可靠。
文档编号B66F7/14GK102659056SQ201210128199
公开日2012年9月12日 申请日期2012年4月27日 优先权日2012年4月27日
发明者倪天权, 杨兴林, 王晓卿, 陶大庆 申请人:江苏科技大学

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