CN101863431A - 无级机械升降装置 - Google Patents

Abstract

本发明是一种只需很小的力量就可以实现手动无级升降的机械工作台，包括台面、升降结构、底座，升降结构设置在台面和底座之间，底座上固定设置有前支撑柱和两个后支撑柱，台面的下底面设置有手柄，两个后支撑柱和前支撑柱之间设置有升降柱，升降柱和手柄连接，前支撑柱的另一侧设置有变形支撑柱，升降柱和变形支撑柱均设置有横向的弹簧挂杆，升降柱和变形支撑柱的弹簧挂杆可通过连杆连接，连接后使所述连杆、升降柱和变形支撑柱形成平行四边形。

Description

无级机械升降装置

技术领域

本发明属于一种升降装置，更具体的讲是一种可以实现无级升降的机械工作台。

背景技术：

目前，国内市场上的升降装置主要分为三类：电动升降装置、机械升降装置、液压或气动升降装置。

气动升降装置和液压升降装置的结构中均设置有必须的升降装置板、剪式支撑架和底座，并且剪式支撑架上还设置有千斤顶装置。采用气动或液压方式的升降装置，虽然工作稳定性高，但是成本也较高，而且必须是有源驱动，噪声大，维修困难，尤其是液压升降装置还易漏油，污染环境。

电动升降装置，结构虽然相对简单，但是需在有电源的情况下使用，同时电机启动时会对电网及周边环境带来电磁干扰，有较大噪音，且电机及其启动电路容易损坏(尤其是在载重较大时)，使用范围受到限制。

所以机械升降装置已经渐渐成为行业的主流趋势，但是普通的机械升降装置，大多采用斜面机构、凸轮机构或螺旋机构，使得升降装置传动效率低，升降速度慢，升降行程也受到限制。

发明内容：

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种实用高效、稳定可靠的，能够很好地为人们所使用的升降装置。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案来实现：一种无级机械升降装置，包括台面、升降结构、底座，所述升降结构设置在所述台面和所述底座之间，所述底座上固定设置有前支撑柱和两个后支撑柱，所述台面的下底面设置有手柄，所述两个后支撑柱和前支撑柱之间设置有升降柱，所述升降柱和所述手柄连接，所述前支撑柱的另一侧设置有变形支撑柱，所述升降柱和所述变形支撑柱均设置有横向的弹簧挂杆，所述升降柱和所述变形支撑柱的弹簧挂杆可通过连杆连接，连接后使所述连杆、升降柱和变形支撑柱形成平行四边形。

本发明解决其技术问题还可以采取以下技术方案来实现：所述升降柱和所述变形支撑柱的弹簧挂杆可通过弹簧连接，所述弹簧连接后使所述连杆、升降柱和变形支撑柱形成可活动的平行四边形；所述前支撑柱的下端设置有滚动轨，所述变形支撑柱的下端设置有轴承，所述轴承可在滚动轨上做水平的滚动；所述变形支撑柱的一侧设置有螺纹丝杆，并且下端设置有升力调节座，所述升力调节座可通过所述螺纹丝杆机构进行竖直运动，所述升力调节座上也设置有弹簧挂杆；所述后支撑柱和前支撑柱均设置有导向轴承，所述导向轴承与所述升降柱相接触，所述升降柱被限制做上下直线移动；所述两个后支撑柱之间设置有竖直方向的锁紧圆杆，所述锁紧圆杆的上端固接在所述手柄上，所述升降柱上设置有松开夹紧装置，所述锁紧圆杆的下端连接所述松开夹紧装置来实现所述升降柱的位置锁定；所述升降柱上设置有上定位块和下定位块，所述两个后支撑柱中间设置有的上挡块和下挡块，所述锁紧圆杆从上到下依次穿过锁紧弹簧、上定位块、上挡块、下定位块；所述上挡块的上下两侧均设置有缓冲片；所述松开夹紧装置包括锁紧固定装置、锁紧拉块和锁紧片，所述锁紧片为两片并设置在所述锁紧拉块的竖直外侧，所述两片锁紧片之间的空隙形状为上宽下窄，所述锁紧拉块和所述锁紧圆杆连接，所述锁紧片挂在所述锁紧拉块上，所述锁紧拉块做竖直运动，从而可以改变锁紧固定装置和锁紧片之间的紧密程度；所述锁紧固定装置包括锁紧环，锁紧固定栓，锁紧限位档片，所述锁紧固定栓和所述升降柱连接，所述锁紧环套在所述锁紧固定栓的外面，并和所述锁紧片外侧面形成面接触。

本发明与现有技术相比具有显著的优点和有益效果，具体体现在以下几个方面：

1.利用手柄即可进行单手操作，可以轻松地将台面高度拉到合适的任意位置(在行程范围内)，既方便又快捷，提高了工作效率。

2.可以在无电源的情况下实现自由升降，绿色环保。

3.导轨机构采用轴承导向，滚动摩擦，噪声小，间隙小，移动轻松，耐磨损，使用寿命长。

4.机构可在行程内任意位置锁定，锁紧力强，稳定可靠，准确度高

5.加设缓冲装置及限位机构，以防止锁紧机构失效，双重保险。

6.在使用本设备时，还可以对台面负载与升力作平衡调节，使升力与台面负载相等，升降装置能够被轻松的推动上下移动，最后达到使用的最佳状态，既符合绿色清洁的要求，又达到了使用的快捷和舒适。

附图说明

图1是本发明升降结构的结构示意图；

图2是本发明前、后支撑柱的结构示意图；

图3是本发明松开夹紧装置的结构示意图；

图4是本发明升降柱的结构示意图；

图5是本发明变形支撑柱的结构示意图；

图6是本发明升降结构使用状态的结构示意图；

图7是本发明的立体示意图。

图8是本发明的平行四边形受力分析示意图；

图9是本发明的载荷G与对应边长a的关系的坐标示意图。

具体实施方式

如图1-7所示：1是端面板，2是锁紧弹簧，3是上定位块，4是上档块，5是缓冲片，6是升降柱，7是锁紧圆杆，8是下定位块，9是锁紧拉块，10是锁紧片，11是锁紧限位档片，12是锁紧环，13是下档块，14是支撑底板，15是轴承，16是弹簧，17是弹簧挂杆，18是变形支撑柱，19是连杆，20是手柄，21是后支撑柱，22是前支撑柱，23是滚动轨，24是固定栓，25是螺纹丝杆，26是连接块，27是升力调节座，28是台面，29是升降结构，30是底座，31是外壳，32是锁紧固定栓。

本发明的无级机械升降装置，包括台面28、升降结构29和底座30，升降结构29设置在台面28和底座30之间，升降结构29包括端面板1、手柄20、前支撑柱22、后支撑柱21、升降柱6、变形支撑柱18、支撑底板14和外壳31，其中端面板1和台面28连接，支撑底板14和底座30连接，手柄20和端面板1的下底面连接，外壳31设置在升降结构29的外面。

升降结构29的前支撑柱22、后支撑柱21用螺钉固定在支撑底板14上，变形支撑柱18和升降柱6分别设置在前支撑柱22的两侧，并且升降柱6设置在前支撑柱22和后支撑柱21之间并和手柄20连接，前支撑柱22和后支撑柱21上装有导向轴承，升降柱6被限制在导向轴承中间做上下的直线移动，所以升降柱6的上下移动即可带动端面板1的上下移动，以实现台面28的升降。

升降柱6和变形支撑柱18还均设置有横向的弹簧挂杆17，升降柱6和变形支撑柱18的弹簧挂杆17可通过连杆19和弹簧16连接，连接后使所述连杆19、升降柱6和变形支撑柱18形成平行四边形。

前支撑柱22的下端还设置有滚动轨23，变形支撑柱18的下端设置有轴承15，轴承15可在滚动轨23上做水平的横向滚动。变形支撑柱18的下端设还置有升力调节座27，其开口处用连接块26封住并将变形支撑杆18包在内部，升力调节座27和连接块26可以沿着变形支撑柱18做上下滑动。

变形支撑柱18的一侧设置有螺纹丝杆25，螺纹丝杆25的上端用固定栓24固定在变形支撑柱18上，上端的内部设置成内六角形，可以用内六角扳手进行转动，此时螺纹丝杆25只能在固定栓24内转动，其下端穿入连接块26，螺纹丝杆25和连接块26的接触面均设有螺纹，所以当用内六角扳手转动螺纹丝杆25的时候，螺纹丝杆25可以通过连接块26实现升降。

升力调节座27上也设置有弹簧挂杆17，升力调节座27和升降柱6的弹簧挂杆17也可通过弹簧16连接，升降柱6上下运动时，升力调节座27跟随变形支撑立柱18一起左右移动，当转动螺纹丝杆25时，连接块26沿螺纹丝杆25上下方向移动，带动升力调节座27上下移动，从而改变挂接在升力调节座27上弹簧16产生的升力，从而改变整个升降机构29的升力；当台面负载大于机构升力时，现象(锁定手柄20上提后，松开夹紧装置松开，台面28会自动下降)，使用内六角扳手，插入螺纹丝杆25内，顺时针方向转动，使升力调节座27上升，直到锁定解除时台面28悬浮在空中，为最佳状态；当台面负载小于机构升力时，现象(锁定手柄20上提后，松开夹紧装置松开，台面28会自动上升)，使用内六角扳手，插入螺纹丝杆25，逆时针方向转动，使升力调节座27，直到锁定解除时台面悬浮在空中，为最佳状态。

本发明平行四边形的受力分析如下：(如图8、图9所示)

由矢量三角形平衡状态时有G/a＝F/b

弹簧拉力F＝kΔX+F_o(K为刚度，ΔX为变形量，F_o为弹簧冷卷弹簧初始拉力)

边长b＝X_o+ΔX(X_o弹簧原始长度)

则有G/a＝(k ΔX+F_o)/(X_o+ΔX)

当F_o＝k X_o时

G/a＝(kΔX+k X_o)/(X_o+ΔX)

则G＝Ka(K值为常数，当边长a常数时G值恒定)

后支撑柱21可设置为两个，两个后支撑柱21之间设置有竖直方向的锁紧圆杆7，锁紧圆杆7的上端固接在手柄20上，升降柱6上设置有松开夹紧装置，锁紧圆杆7的下端连接松开夹紧装置来实现升降柱6的升降。升降柱6上还设置有上定位块3和下定位块8，两个后支撑柱21中间设置有的上挡块4和下挡块13，锁紧圆杆7从上到下依次穿过锁紧弹簧2、上定位块3、上挡块4、下定位块8，当移动手柄20时会压紧和拉伸锁紧弹簧2。

上档块4的两侧均设置有缓冲片10，当在锁紧片10失效的情况下：当台面的负载大于机构升力时，此时升降柱6朝下移动，直到上定位块3与缓冲片5接触，由于上档块4的限位，使升降柱6先经缓冲片5缓冲，后限制其朝下移动；当台面的负载小于机构升力时，此时升降柱6朝上移动，直到下定位块8与缓冲片5接触，由于上档块4的限位，使升降柱6先经缓冲片5缓冲，后限制其朝上移动。

松开夹紧装置包括锁紧固定装置、锁紧拉块9和锁紧片10，锁紧片10为两片并设置在锁紧拉块9的竖直外侧，两片锁紧片10之间的空隙形状为上宽下窄，锁紧拉块9和锁紧圆杆7连接，锁紧片10挂在锁紧拉块9上，锁紧拉块9在锁紧片10之间的空隙可以做竖直运动，从而可以改变锁紧固定装置和锁紧片10之间的紧密程度。

锁紧固定装置包括锁紧环12，锁紧固定栓32，锁紧限位档片11，锁紧固定栓32和后支撑柱21连接，锁紧环12套在锁紧固定栓32的外面，并和锁紧片10的外侧面形成面接触，锁紧限位档片11套在锁紧环12和锁紧固定栓32的侧面，可以将锁紧片10贴住升降柱6，防止锁紧片10在运动的过程中向外移动。

本实用的使用过程说明：

当手柄20向上抬时，此时锁紧弹簧2被压缩，锁紧圆杆7被向下推，锁紧拉块9下移，由于两片锁紧片10中的空隙是上宽下窄，于是当锁紧拉块9下移时，锁紧片10被撑开，此时锁紧片10与后支撑柱21和锁紧固定栓32之间出现间隙，于是升降柱6可上下自由活动；

当手柄松开时，锁紧弹簧2由于释放压缩而向上拉紧锁圆杆7，当锁紧圆杆7被上拉，锁紧片10和锁紧固定栓32贴紧，锁紧片10同时与后支撑柱21的侧面贴紧，最后张紧使锁紧固定栓32固定，此时由于锁紧固定栓32被固定在升降柱6上，从而锁定了升降柱6的高度。

利用本发明所述的技术方案，或本领域的技术人员在本发明技术方案的启发下，设计出类似的技术方案，而达到上述的技术效果的，均是落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种无级机械升降装置，包括台面、升降结构、底座，所述升降结构设置在所述台面和所述底座之间，其特征在于：所述底座上固定设置有前支撑柱和两个后支撑柱，所述台面的下底面设置有手柄，所述两个后支撑柱和前支撑柱之间设置有升降柱，所述升降柱和所述手柄连接，所述前支撑柱的另一侧设置有变形支撑柱，所述升降柱和所述变形支撑柱均设置有横向的弹簧挂杆，所述升降柱和所述变形支撑柱的弹簧挂杆可通过连杆连接，连接后使所述连杆、升降柱和变形支撑柱形成平行四边形。

2.根据权利要求1所述的无级机械升降装置，其特征在于：所述升降柱和所述变形支撑柱的弹簧挂杆可通过弹簧连接，所述弹簧连接后使所述连杆、升降柱和变形支撑柱形成可活动的平行四边形。

3.根据权利要求1所述的无级机械升降装置，其特征在于：所述前支撑柱的下端设置有滚动轨，所述变形支撑柱的下端设置有轴承，所述轴承可在滚动轨上做水平的滚动。

4.根据权利要求1所述的无级机械升降装置，其特征在于：所述变形支撑柱的一侧设置有螺纹丝杆，并且下端设置有升力调节座，所述升力调节座可通过所述螺纹丝杆机构进行竖直运动，所述升力调节座上也设置有弹簧挂杆。

5.根据权利要求1所述的无级机械升降装置，其特征在于：所述后支撑柱和前支撑柱均设置有导向轴承，所述导向轴承与所述升降柱相接触，所述升降柱被限制做上下直线移动。

6.根据权利要求1所述的无级机械升降装置，其特征在于：所述两个后支撑柱之间设置有竖直方向的锁紧圆杆，所述锁紧圆杆的上端固接在所述手柄上，所述升降柱上设置有松开夹紧装置，所述锁紧圆杆的下端连接所述松开夹紧装置来实现所述升降柱的位置锁定。

7.根据权利要求6所述的无级机械升降装置，其特征在于：所述升降柱上设置有上定位块和下定位块，所述两个后支撑柱中间设置有的上挡块和下挡块，所述锁紧圆杆从上到下依次穿过锁紧弹簧、上定位块、上挡块、下定位块。

8.根据权利要求6所述的无级机械升降装置，其特征在于：所述上挡块的上下两侧均设置有缓冲片。

9.根据权利要求6所述的无级机械升降装置，其特征在于：所述松开夹紧装置包括锁紧固定装置、锁紧拉块和锁紧片，所述锁紧片为两片并设置在所述锁紧拉块的竖直外侧，所述两片锁紧片之间的空隙形状为上宽下窄，所述锁紧拉块和所述锁紧圆杆连接，所述锁紧片挂在所述锁紧拉块上，所述锁紧拉块做竖直运动，从而可以改变锁紧固定装置和锁紧片之间的紧密程度。

10.根据权利要求9所述的无级机械升降装置，其特征在于：所述锁紧固定装置包括锁紧环，锁紧固定栓，锁紧限位档片，所述锁紧固定栓和所述升降柱连接，所述锁紧环套在所述锁紧固定栓的外面，并和所述锁紧片外侧面形成面接触。

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