CN101811649A - 自动往复式升降装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自动往复式升降装置，包括机架、工作台、支撑柱、托板、导向机构、传动机构、驱动机构及检测控制系统，机架由顶板、底板及侧板围成中空结构，支撑柱的一端穿过机架的顶板并与工作台固定连接，支撑柱的另一端与托板固定连接，导向机构的一端安装于托板上，导向机构的另一端安装于机架上，传动机构的一端啮合地穿过托板的中心位置处并与机架的顶板枢接，传动机构的另一端与驱动机构连接，传动机构与导向机构均容置于机架内，驱动机构与检测控制系统电连接，检测控制系统控制驱动机构，驱动机构驱动传动机构带动工作台做直线往复运动，导向机构引导工作台做直线运动。本发明的目的在于提供一种平稳、准直度高、低噪音、传动精度高的适用于对自动化生产线上的成品或工件进行升降的自动往复式升降装置。
Description
自动往复式升降装置
技术领域
[0001] 本发明涉及一种升降装置，尤其涉及一种对自动化生产线上的成品或工件进行升 降的自动往复式升降装置。
背景技术
[0002] 随着经济的不断发展、科技的不断进步和世界能源的日益减少，人们在生产中越 来越重视能源的节约及利用效率，使得人与自然和谐发展以满足中国新型的工业化道路要 求。 [0003] 在显示产业中，企业为了提高生产效率、降低生产成本，都加大了对自动化生产系 统的研发力度，不断追求更加高效的新设备。其中，自动化生产系统中经常会遇到器件或装 置的升降，这样就需要一个自动化的升降装置来完成相应的动作。例如，在有机发光显示器 件制造过程中，为了在基片上形成图案化的膜层需要在成膜制程中在基片表面贴合一张图 案化的掩膜板，操作时首先将掩膜板从掩膜储存室取出放置在一定位置，然后利用一个升 降平台将基片升至掩膜板的位置处，在这个过程中必须保证基片的平稳升降，且要求升降 平台准直。
[0004] 现有升降装置结构较为复杂，在升降过程中导向型不强，不能保证升降过程的准 直和平稳。
[0005] 因此，急需一种平稳、准直度高、低噪音、传动精度高的适用于对自动化生产线上 的成品或工件进行升降的自动往复式升降装置。
发明内容
[0006] 本发明的目的在于提供一种平稳、准直度高、低噪音、传动精度高的适用于对自动 化生产线上的成品或工件进行升降的自动往复式升降装置。
[0007] 为了实现上述目的，发明的技术方案为：提供一种自动往复式升降装置，包括机 架、工作台、支撑柱、托板、导向机构、传动机构、驱动机构及检测控制系统，所述机架由顶 板、底板及侧板围成中空结构，所述支撑柱的一端穿过所述机架的顶板并与所述工作台固 定连接，所述支撑柱的另一端与所述托板固定连接，所述导向机构的一端安装于所述托板 上，所述导向机构的另一端安装于所述机架上，所述传动机构的一端啮合地穿过所述托板 的中心位置处并与所述机架的顶板枢接，所述传动机构的另一端与所述驱动机构连接，所 述传动机构与所述导向机构均容置于所述机架内，所述驱动机构与所述检测控制系统电连 接，所述检测控制系统控制所述驱动机构，所述驱动机构驱动所述传动机构带动所述工作 台做直线往复运动，所述导向机构引导所述工作台做直线运动。
[0008] 较佳地，所述传动机构包括丝杆及丝杆套，所述丝杆套贯穿安装于所述托板的中 心位置处，所述丝杆的一端啮合地穿过所述丝杆套并与所述机架的顶板枢接，所述丝杆的 另一端穿过所述机架的底板与所述驱动机构连接。通过所述丝杆与丝杆套的啮合，能将丝 杆的周向转动转化为丝杆套竖直方向的位移，进而作用与所述丝杆套固定连接的托板升降，进而带动所述工作台升降，使得本发明自动往复式升降装置的升降更加平稳、可靠。
[0009] 较佳地，所述传动机构还包括轴承，所述轴承安装于所述机架的顶板上且与所述托板的中心位置正对，所述丝杆延伸成呈光滑状的转动轴，所述转动轴枢接地套于所述轴 承内。所述丝杆通过转动轴与轴承的枢接关系，使得丝杆能较好的在轴承所具有的固定空 间内旋转，大大的提高了本发明自动往复式升降装置的传输精度。
[0010] 较佳地，所述导向机构包括若干相互对应的滑块及滑槽，所述滑槽呈对称的安装 于所述机架的侧板上并平行于所述丝杆，所述滑块固定安装于所述托板上并与所述滑槽滑 动地卡合。在升降过程中由导向机构控制托板的平衡，从而通过控制托板的水平进而控制 与支撑柱连接的工作台做直线运动，保证了传动的准直度高，平稳。
[0011] 较佳地，所述驱动机构包括电机、联轴器及电机座，所述电机座固定安装于所述机 架的底板上，所述电机安装于所述电机座上并与所述检测控制系统电连接，所述联轴器固 定连接所述电机的输出轴与所述丝杆。所述联轴器连接电机的输出轴和丝杆，使得在高速 的动力传动中，可传递较大的转矩，具有缓冲减振功能，且构造简单，成本低。
[0012] 较佳地，还包括由若干传感器组成的传感器组件，组成所述传感器组件的传感器 均与所述检测控制系统电连接，所述传感器检测通过检测控制系统对所述驱动机构进行工 作状态的控制。在升降过程中由传感器感应控制升降的极限位置，从而通过检测控制系统 控制驱动机构的动作，避免因人为操作不当而造成对设备的损坏。
[0013] 较佳地，所述导向机构包括若干相互对应的光轴及直线轴承，所述光轴呈光滑结 构，所述直线轴承固定安装于所述托板上，所述光轴滑动地穿过所述直线轴承且与所述丝 杆平行，所述光轴的一端与所述机架的顶板固定连接，所述光轴的另一端与所述机架的底 板固定连接。所述导向机构采用此种装配，简化了设备的结构，便于对设备的维护。
[0014] 与现有技术相比，由于本发明自动往复式升降装置的驱动机构固定在机架上，且 用于传递驱动机构输出动力的传动机构及导向机构均安装于所述机架内，使得设备的运行 更加平稳，同时也使震动发出的噪音降低；通过传动机构与托板的啮合来实现托板的直线 往复运动，平稳且传动精度高，与支撑柱固定连接的托板在导向机构的配合下，使得与支撑 柱另一端固定连接的工作台能严格的按照直线路径进行运动，进一步的提高了本发明升降 装置的传动精度，另由于本发明自动往复式升降装置平稳、准直度高、低噪音、传动精度高， 因此比较适用于对自动化生产线上的成品或工件进行升降。
附图说明
[0015] 图1是本发明自动往复式升降装置的第一个实施例的结构示意图。
[0016] 图2是本发明自动往复式升降装置的第二个实施例的结构示意图。
具体实施方式
[0017] 如图1所示为本发明自动往复式升降装置1的第一个实施例，其包括机架110、工 作台160、支撑柱150、托板140、导向机构、传动机构、驱动机构及检测控制系统，所述机架 110由顶板113、底板111及侧板112围成中空结构，所述支撑柱150的一端穿过所述机架 110的顶板113并与所述工作台160固定连接，所述支撑柱150的另一端与所述托板140固 定连接，所述导向机构的一端安装于所述托板140上，所述导向机构的另一端安装于所述机架110上，所述传动机构的一端啮合地穿过所述托板140的中心位置处并与所述机架110 的顶板113枢接，具体地，所述传动机构包括丝杆130及丝杆套131，所述丝杆套131贯穿安 装于所述托板140的中心位置处，所述丝杆130的一端穿过所述丝杆套131并与所述丝杆 套131啮合，所述丝杆130的另一端穿过所述机架110的底板111与所述驱动机构连接，所 述传动机构与所述导向机构均容置于所述机架110内，所述驱动机构与所述检测控制系统 电连接，所述检测控制系统控制所述驱动机构，所述驱动机构驱动所述传动机构带动所述 工作台160做直线往复运动，所述导向机构引导所述工作台160做直线运动；通过所述丝杆 130与丝杆套131的啮合，能将丝杆130的周向转动转化为丝杆套131竖直方向的位移，进 而作用与所述丝杆套131固定连接的托板140升降，进而带动所述工作台160升降，使得本 发明自动往复式升降装置1的升降更加平稳、可靠。
[0018] 较佳者，所述传动机构还包括轴承170，所述轴承170安装于所述机架110的顶板 113上且与所述托板140的中心位置正对，所述丝杆130延伸成呈光滑状的转动轴，所述转 动轴枢接地套于所述轴承170内。所述丝杆130通过转动轴与轴承170的枢接关系，使得 丝杆130能较好的在轴承170所具有的固定空间内旋转，大大的提高了本发明自动往复式 升降装置的传输精度。
[0019] 较佳者，所述导向机构包括若干相互对应的滑块121及滑槽122，所述滑槽122呈 对称的安装于所述机架110的侧板112上并平行于所述丝杆130，所述滑块121固定安装于 所述托板140上并与所述滑槽122滑动地卡合。在 升 降过程中由导向机构控制托板140的 平衡，从而通过控制托板140的水平进而控制与支撑柱150连接的工作台160做直线运动， 保证了传动的准直度高，平稳。
[0020] 较佳地，所述驱动机构包括电机、联轴器103及电机座102，所述电机座102固定安 装于所述机架Iio的底板111上，所述电机安装于所述电机座102上并与所述检测控制系 统电连接，所述联轴器103固定连接所述电机的输出轴与所述丝杆130。所述电机优选为伺 服电机101，所述伺服电机101的输出通过联轴器103传递给丝杆130，可传递较大的转矩， 具有缓冲减振功能，且构造简单，成本低。
[0021] 较佳者，本发明自动往复式升降装置1还包括由若干传感器组成的传感器组件， 组成所述传感器组件的传感器均与所述检测控制系统电连接，所述传感器检测通过检测控 制系统对所述驱动机构进行工作状态的控制。所述传感器组件包括静接触传感器181、182 及光纤传感器183，所述传感器组件与检测控制系统及电机101组成闭环自反馈控制系统； 在升降过程中由传感器感应控制升降的极限位置，从而通过检测控制系统控制驱动机构的 动作，避免因人为操作不当而造成对设备的损坏。
[0022] 结合图1本发明自动往复式升降装置1的第一个实施例工作原理作一详细的说 明：伺服电机101通过电机座102安装在机架110的下方；在所述机架110内部置有一丝杆 130，所述丝杆130的上端通过轴承170约束在机架110的顶板113中心处，所述丝杆130 的下端穿过机架110的底板111，并通过联轴器103与所述伺服电机101的输出轴连接，所 述丝杆130随所述伺服电机101同步转动；在所述丝杆130上装有周向转动被约束的丝杆 套131，当所述丝杆130随所述伺服电机101转动时，所述丝杆套131沿所述丝杆130垂直 滑动；所述丝杆套131固定在托板140的中心位置处，所述托板140上还装有支撑柱150及 滑块121 ；所述支撑柱150均布在所述托板140上，用于支撑工作台160，所述滑块121分别与置于所述机架110内部两侧壁上的滑槽122配合，用于约束所述托板140的周向转动 并控制所述托板140随所述丝杆套131动作时的位移竖直。在所述机架110和所述工作台 160上分别装有静接触传感器181、静接触传感器182和光纤传感器183 ；所述光纤传感器 183为动作启动传感器，当外部机械手产品或工件放置在所述工作台160上或将产品从所 述工作台160上取走时，所述光纤传感器183检测到此信息并将此信息传递给检测控制系 统，检测控制系统分析判断后将指令所述伺服电机101的电机控制器（图中未示）向所述 伺服电机101发出正转或反转指令驱动所述伺服电机101动作，继而带动所述工作台160 上升或下降；所述静接触传感器181和静接触传感器182为动作截至传感器，当所述工作台 160上升过程中所述静接触传感器181检测到置于所述托板140边缘上的传感器目标191 并将此信息传递给所述检测控制系统，所述检测控制系统分析判断后将指令所述伺服电机 101的电机控制器向所述伺服电机101发出停转指令，上升过程截至；当所述工作台160下 降过程中所述静接触传感器182检测到置于所述托板140另一侧边缘上的传感器目标192 并将此信息传递给所述检测控制系统，所述检测控制系统分析判断后将指令所述伺服电机 101的电机控制器向所述伺服电机101发出停转指令，下降过程截至；这样就实现了自动升 降控制。 [0023] 请参考图2，图2所示为本发明自动往复式升降装置2的第二个实施例。自动往 复式升降装置2与第一个实施例中自动往复式升降装置1结构大体相同，自动往复式升降 装置2包括机架110、工作台160、支撑柱150、托板140、传动机构、驱动机构、传感器组件及 检测控制系统；自动往复式升降装置2与自动往复式升降装置1不同的是：所述导向机构 结构不同，自动往复式升降装置2的导向机构结构包括若干相互对应的光轴220及直线轴 承210，所述光轴220呈光滑结构，所述直线轴承210固定安装于所述托板140上，所述光 轴220滑动地穿过所述直线轴承210且与所述丝杆130平行，所述光轴220的一端与所述 机架110的顶板113固定连接，所述光轴220的另一端与所述机架110的底板111固定连 接。所述导向机构采用此种装配，简化了设备的结构，便于对设备的维护。
[0024] 如图1及图2所示，自动往复式升降装置2布局与本发明自动往复式升降装置1 的第一个实施例类似，只是将图1所示的自动往复式升降装置1的滑块121和滑槽122配 合组成的导向机构替换为自动往复式升降装置2中的由直线轴承210和光轴220配合构成 的导向机构，无论是图1所述的导向机构还是图2所示的导向机构均能有效的对做直线往 复运动的托板140的运动方向形成导向和约束，从而引导所述工作台160做直线运动。自 动往复式升降装置2的所述光轴220置于所述机架110内且位于所述丝杆130两侧，所述 光轴220与机架110的顶板113和机架110的底板111固定连接，所述直线轴承210贯穿 安装于托板140上，所述光轴220和所述直线轴承210构成直线轴承-轴的配合；同时，其 实现自动升降工作原理与本发明的第一个实施例一致，因此不在累述。
[0025] 与现有技术相比，由于本发明自动往复式升降装置1、2的驱动机构固定在机架10 上，且用于传递驱动机构输出动力的传动机构及导向机构均安装于所述机架10内，使得设 备的运行更加平稳，同时也使震动发出的噪音降低；通过丝杆130与丝杆套131的配合来 实现支撑柱150的直线往复运动，平稳且传动精度高，与支撑柱150连接的托板140在导向 机构的配合下，使得支撑柱150能严格的按照直线路径进行运动，进一步的提高了本发明 自动往复式升降装置1、2的传动精度，另由于本发明自动往复式升降装置1、2平稳、准直度高、低噪音、传动精度高，因此比较适用于对自动化生产线上的成品或工件进行升降。
[0026] 本发明自动往复式升降装置1、2所涉及的联轴器103、伺服电机101、传感器组件 及检测控制系统的具体结构及工作原理均为本领域普通技术人员所熟知，在此不再做详细 的说明。 [0027] 以上所揭露的仅为本发明的优选实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利 范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
Claims (7)
- 一种自动往复式升降装置，其特征在于：所述自动往复式升降装置包括机架、工作台、支撑柱、托板、导向机构、传动机构、驱动机构及检测控制系统，所述机架由顶板、底板及侧板围成中空结构，所述支撑柱的一端穿过所述机架的顶板并与所述工作台固定连接，所述支撑柱的另一端与所述托板固定连接，所述导向机构的一端安装于所述托板上，所述导向机构的另一端安装于所述机架上，所述传动机构的一端啮合地穿过所述托板的中心位置处并与所述机架的顶板枢接，所述传动机构的另一端与所述驱动机构连接，所述传动机构与所述导向机构均容置于所述机架内，所述驱动机构与所述检测控制系统电连接，所述检测控制系统控制所述驱动机构，所述驱动机构驱动所述传动机构带动所述工作台做直线往复运动，所述导向机构引导所述工作台做直线运动。
- 2.如权利要求1所述的自动往复式升降装置，其特征在于：所述传动机构包括丝杆及 丝杆套，所述丝杆套贯穿安装于所述托板的中心位置处，所述丝杆的一端啮合地穿过所述 丝杆套并与所述机架的顶板枢接，所述丝杆的另一端穿过所述机架的底板与所述驱动机构 连接。
- 3.如权利要求2所述的自动往复式升降装置，其特征在于：所述传动机构还包括轴承， 所述轴承安装于所述机架的顶板上且与所述托板的中心位置正对，所述丝杆延伸成呈光滑 状的转动轴，所述转动轴枢接地套于所述轴承内。
- 4.如权利要求2所述的自动往复式升降装置，其特征在于：所述导向机构包括若干相 互对应的滑块及滑槽，所述滑槽呈对称的安装于所述机架的侧板上并平行于所述丝杆，所 述滑块固定安装于所述托板上并与所述滑槽滑动地卡合。
- 5.如权利要求2所述的自动往复式升降装置，其特征在于：所述驱动机构包括电机、联 轴器及电机座，所述电机座固定安装于所述机架的底板上，所述电机安装于所述电机座上 并与所述检测控制系统电连接，所述联轴器固定连接所述电机的输出轴与所述丝杆。
- 6.如权利要求2所述的自动往复式升降装置，其特征在于：所述导向机构包括若干相 互对应的光轴及直线轴承，所述光轴呈光滑结构，所述直线轴承固定安装于所述托板上，所 述光轴滑动地穿过所述直线轴承且与所述丝杆平行，所述光轴的一端与所述机架的顶板固 定连接，所述光轴的另一端与所述机架的底板固定连接。
- 7.如权利要求1所述的自动往复式升降装置，其特征在于：还包括由若干传感器组成 的传感器组件，组成所述传感器组件的传感器均与所述检测控制系统电连接，所述传感器 检测通过检测控制系统对所述驱动机构进行工作状态的控制。
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