CN102633207B - 家用多功能升降平台 - Google Patents

Abstract

本发明是一种自动储放物品的家用多功能升降平台，包括机械系统和控制电路，机械系统由千斤顶升降装置、传送带平台和桌面展开装置三部分组成：千斤顶升降装置依靠使用者摇动手摇摇杆（27）将传送带平台升到需求高度，传送带平台依靠传送带机构与辅助机械臂机构对物品进行全自动化的取放，桌面展开装置将使升降平台在不使用时作为方桌使用、不占用家庭额外空间。本发明功能多样，将餐桌、梯子、升降平台功能融于一体，操作方便，承载量大，既可载人又可载物，更能实现物品的全自动取放功能，适应于各种家庭及相关场所的物品整理维护工作。

Description

家用多功能升降平台

技术领域

本发明家庭用的设备，特别是涉及一种家用多功能升降平台。

背景技术

家居生活中常出现这些不便：储物柜过高，拿、放物品困难；客厅中的灯坏了，拆换不便；物品沉重，搬运吃力等等。对于老年人和恐高人群来说，房子中较高的空间往往变得“遥不可及”；另外拆换电灯、高处清尘等家务也往往给人们的生活带来诸多不便与危险……。随着生活水平的提高，人们需要更加舒适的家居享受；在科技进步的当代，人们也在日益梦想拥有智能化、便捷化的居家体验。

升降平台在工程领域已有多年运用，但由于使用领域的不同，其设计一般体积庞大且功率消耗较大，不适宜于家庭使用。国内部分产品也有针对家庭设计的升降机，但其造价昂贵，且一般只是作为电梯供人于楼层间升降或是单纯作为起重机使用，其功能较为单一，并不能给予家居生活太多便利。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对上述问题，提供一种可自动储放物品的家用多功能升降平台。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：包括机械系统和控制电路，其中机械系统由千斤顶升降装置、传送带平台和桌面展开装置三部分组成：千斤顶升降装置依靠使用者摇动手摇摇杆将传送带平台升到需求高度，作为升降梯使用；传送带平台依靠传送带机构与辅助机械臂机构对物品进行全自动化的取放；收起桌面展开装置，升降平台可作为升降装置使用，展开桌面展开装置则使升降平台在不作为升降装置使用时作为方桌使用、不占用家庭额外空间。

所述机械系统设有千斤顶升降装置、传送带平台和桌面展开装置，具体是：

千斤顶升降装置由千斤顶部分和剪叉杆部分组成，千斤顶部分的组成和各部件连接关系是：手摇摇杆与第二伞齿固定相连，第二伞齿与第一伞齿相互啮合，第一伞齿与第一丝杠连接在一起，第一螺母与第一丝杠配合形成丝杠螺母副，第一螺母与竖直升杆焊接在一起，竖直升杆与四根千斤顶杆铰接，四根千斤顶杆于固定滑槽中滑动。

剪叉杆部分的组成和各部件连接关系是：竖直升杆与第二短剪叉杆固定连接，第二短剪叉杆与三重长剪叉杆铰接，长剪叉杆末端与第一短剪叉杆铰接，第一短剪叉杆与传送带平台固定连接。

传送带平台包括传送带机构和辅助机械臂机构两部分，其中传送带机构装在传送带平台的上部，辅助机械臂机构位于传送带机构的下方，是取放物品自动化实现的具体装置，传送带机构的组成和各部件连接关系是：第一直流电机的轴与第二齿轮固定相连，第二齿轮与第一齿轮啮合，第一齿轮与主动托辊上固定的齿轮啮合，从而主动托辊带动传送带带面转动，第二直流电机固定在传送带支架前端，第二直流电机轴上的齿轮与第二齿条相互啮合，楔形块位于整个传送带机构的前部，从动托辊连接于第二齿条上，从动托辊支撑传送带带面；

辅助机械臂机构的组成和各部件连接关系是：第三直流电机轴与第五齿轮固定相连，第五齿轮与第三齿轮和第四齿轮啮合，第三齿轮连接于第一离合器的一侧，第二螺母连接于第一离合器的另一侧，第二螺母与第二丝杠相配合；第四齿轮固定在第二离合器的一侧，蜗杆穿过第二离合器的通孔，蜗杆和蜗轮啮合，蜗轮下方连接有第六齿轮，第六齿轮与第一齿条相互啮合。

桌面展开装置借助伞式张合机构实现平台向方桌转换功能，该桌面展开装置的组成和各部件连接关系是：第一滑块固定在底座上，第二滑块位于第一滑块的正上方，第二滑块、第一滑块中孔通有第一丝杠，第二滑块可沿第一丝杠上下滑动，第一连杆与第一滑块铰接，第二连杆与第二滑块铰接，同时第一连杆与第二连杆铰接相连，第一连杆与第三连杆于末端铰接，第三连杆与第四连杆首尾铰接，第三连杆与第四连杆的铰接处将沿着滑轨运动，第四连杆的末端与四块扩展桌面铰接。

所述辅助机械臂机构的抬升动作由后部电磁铁控制。

所述传送带机构与辅助机械臂机构配合使用，或者单独使用，进行放物和取物动作。

所述的控制电路包括控制芯片和传感器元件，控制芯片主要由红外接收器0038，单片机STC89C52，电机驱动电路组成，红外接收器0038将遥控的红外信号翻译后传输给单片机STC89C52，单片机发出控制信号通过电机驱动电路驱动相应的电机。传感器元件主要由位置传感器和压力传感器组成，通过数据线与控制芯片相连，传感器输出的模拟信号经放大和A/D转换后送入到控制芯片的输入端。

所述传感器元件中，设有压力传感器、位置传感器，通过数据线与控制芯片相连，传感器输出的模拟信号经放大和A/D转换后送入到控制芯片的输入端。

本发明与现有技术相比，具有以下突出的主要效果：

其一，可实现拿取物品、存放物品的自动化。

由传送带和辅助机械臂组成的传送带平台，通过传送带带面的转动、传送带整体的伸出、机械臂的辅助夹取实现高处取放物品的自动化。

其二，设计出平台升降机构，可借助螺母丝杆和剪叉机构，实现起落升降。

其三，桌面展开机构，通过伞式张合机构实现平台桌面的同步展开与收起。可使平台在闲置时作为方桌使用，不会占用家庭的储存空间。

其四，平台借助传感器的感应功能，实现反馈功能，操作者同步调节，使操作更加方便高效。

其五，可载人、可载物，将餐桌、梯子、机械臂融合一体，安全便捷，操作简单，节能环保。

总之，本发明具有操作方便、结构简单、可实现自动储放物品、闲置时不占用家庭额外空间、价格低廉等优势。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是图1的左视图。

图3是图1的俯视图。

图4是本发明传送带平台部件上传送带传动结构示意图。

图5是本发明传送带平台部件上平台框架结构示意图。

图6是本发明辅助机械臂部件的结构主视图。

图7是图6中的机械臂伸展装置的结构示意图。

图中：1.第一直流电机；2.辅助机械臂平台；3.传送带带面；4.第二直流电机；5.机械臂；6.第一齿条；7.第一短剪叉杆；8.长剪叉杆；9.竖直升杆；10.第二短剪叉杆；11. 第三短剪叉杆；12.下滑槽；13.滑轨；14.第一滑块；15.第一连杆；16.第二连杆；17.第二滑块；18.第三连杆；19.第四连杆；20.固定滑槽；21.千斤顶杆；22.支撑架；23.第一螺母；24.第一丝杠；25.第一伞齿；26.第二伞齿；27.手摇摇杆；28.扩展桌面；29.上滑槽；30.传送带支架；31.第一齿轮；32.第二齿轮；33.第二丝杠；34.第二齿条；35.从动托辊；36.楔形块；37.主动托辊；38.第三齿轮；39.第一离合器；40.第二螺母；41.第三直流电机；42.蜗杆；43.蜗轮；44.第二离合器；45.第四齿轮；46.第五齿轮；47.第六齿轮；48.电磁铁。

具体实施方式

下面结合实例及附图对本发明做进一步说明，但不限定本发明。

本发明提供的家用多功能升降平台，是用于家庭储藏整理工作设计的升降平台，其结构如图1至图7所示：主要由机械系统和控制电路两大部分组成。

一. 机械系统

该机械系统由千斤顶升降装置、传送带平台和桌面展开装置组成。

1.千斤顶升降装置：

该千斤顶升降装置负责整个升降平台升降功能的实现，它主要包括千斤顶部分和剪叉杆部分组成。其中：

所述千斤顶部分包括竖直升杆9，固定滑槽20，千斤顶杆21，支撑架22，第一螺母23，第一丝杠24，第一伞齿25，第二伞齿26，手摇摇杆27。

所述剪叉杆部分包括第一短剪叉杆7，长剪叉杆8，第二短剪叉杆10，第三短剪叉杆11，下滑槽12，上滑槽29。 

该千斤顶升降装置各部件连接关系如图1所示：手摇摇杆27与第二伞齿26固定相连，第二伞齿26与第一伞齿25相互啮合，第一伞齿25与第一丝杠24固定连接，第一螺母23与第一丝杠24配合，第一螺母23与竖直升杆9焊接在一起，竖直升杆9与四根千斤顶杆21铰接，四根千斤顶杆21于固定滑槽20中滑动，竖直升杆9与四根第二短剪叉杆10固定连接，第三短剪叉杆11与下滑槽12铰接，第二短剪叉杆10与三重长剪叉杆8铰接，长剪叉杆8与第一短剪叉杆7铰接，第一短剪叉杆7与传送带平台上的上滑槽29铰接，上滑槽29与传送带平台固定连接。

上述千斤顶升降装置，其工作过程是：首先，手摇摇杆27转动，手摇摇杆27带动第二伞齿26转动；第二伞齿26通过与第一伞齿25的啮合，使第一伞齿25转动，由于第一伞齿25与第一丝杠24连接，则第一丝杠24转动；此时，由于第一螺母23与第一丝杠24相互配合，第一丝杠24的旋转运动将转化为第一螺母23的直线运动，第一螺母23与竖直升杆9焊接在一起，则第一螺母23和竖直升杆9将一起进行直线运动；竖直升杆9的上升，抬起第二短剪叉杆10，第二短剪叉杆10的上升促使第三短剪叉杆11与三重长剪叉杆8之间的夹角增大，第一短剪叉杆7、第三短剪叉杆11、长剪叉杆8将随第二短剪叉杆10一起上升，于是位于本千斤顶升降装置最上端的传送带平台就会上升。

2. 传送带平台：

该传送带平台是一种负责取放物品自动化实现的具体机构，它主要包括传送带机构和辅助机械臂机构两部分。

所述传送带机构的结构如图4和图5所示，主要由两个直流电机和传送带组成，其中：第一直流电机1轴与第二齿轮32固定相连，第二齿轮32与第一齿轮31啮合，第一齿轮31与主动托辊37上固定的齿轮啮合，从而主动托辊37带动传送带带面3转动；第二直流电机4固定在传送带支架30前端，第二直流电机4轴上的齿轮与第二齿条34相互啮合，楔形块36位于整个传送带机构的前部，从动托辊35连接于第二齿条34上，从动托辊35支撑传送带带面3在上滚动。

所述辅助机械臂机构位于传送带机构之下，如图5所示，该辅助机械臂机构主要由第三直流电机41及蜗轮蜗杆部件组成，其中：第三直流电机41轴与第五齿轮46固定相连，第五齿轮46与第三齿轮38和第四齿轮45啮合，第三齿轮38连接于第一离合器39的一侧，第二螺母40连接于第一离合器39的另一侧，第二螺母40与第二丝杠33相配合；第四齿轮45固定在第二离合器44的一侧，蜗杆42穿过第二离合器44的通孔，蜗杆42和蜗轮43啮合，蜗轮43下方连接有第六齿轮47，第六齿轮47与第一齿条6相互啮合。

本实施例提供的上述传送带平台，其工作过程是：首先，第三直流电机41通电转动，带动第五齿轮46转动，第五齿轮46与第三齿轮38啮合，第一离合器39接通，从而第二螺母40随着第三齿轮38回转，则第二螺母40的回转运动将转化为第二螺母40在第二丝杠33上的直线运动，实现辅助机械臂的前伸；然后，第一离合器39断开，第二离合器44接通，第五齿轮46和第四齿轮45啮合，由于离合器接通，蜗杆42随着第四齿轮45转动，通过蜗杆42和蜗轮43的啮合，蜗轮43带动其下的第六齿轮47转动，第六齿轮47与第一齿条6相互啮合，使齿条直线运动，从而实现机械臂调距定位的功能；当机械臂通过感应装置感受到已夹取到物体后，第三直流电机41断电停转，机械臂后部的电磁铁48将机械臂吸下，通过杠杆原理，机械臂前方夹取的物体即可被抬起一定高度；然后，第二直流电机4通电转动，通过第二直流电机4上的齿轮与第二齿条34相互啮合带动传送带支架30整体外移；当楔形块36伸至物品之下时，第二直流电机4断电停转，第一直流电机1通电，通过第一齿轮31、第二齿轮32、主动托辊37上固定的齿轮啮合带动主动托辊37转动，传送带回转；电磁铁48断电，物品落在传送带上，此时第三直流电机41通电反转，第二离合器44开始离合，第六齿轮47将带动第一齿条6张开，从而机械臂松开物品，物品由传送带3送到传送带上；第二直流电机4再次通电，将传送带支架30整体收回到传送带平台上，于此同时第一离合器39接通，将辅助机械臂收回平台。传送带机构还可如上所述单独使用，以完成放物和取物的过程。

3.桌面展开装置：

该桌面展开装置是一种伞式张合机构，主要负责升降平台的桌面扩展功能，即实现升降平台向方桌转换的功能。

所述桌面展开装置包括滑轨13，第一滑块14，第一连杆15，第二连杆16，第二滑块17，第三连杆18，第四连杆19。如图2所示，其中：第一滑块14固定在底座上，第二滑块17位于第一滑块14的正上方，第二滑块17、第一滑块14中孔通有第一丝杠24，第二滑块17可沿第一丝杠24上下滑动，第一连杆15与第一滑块14铰接，第二连杆16与第二滑块17铰接，同时第一连杆15与第二连杆16铰接相连，第一连杆15与第三连杆18于末端铰接，第三连杆18与第四连杆19首尾铰接，第三连杆18与第四连杆19的铰接处将沿着滑轨13运动，第四连杆19的末端与四块扩展桌面28铰接。

上述桌面展开装置，其工作过程是：第二滑块17沿第一丝杠24向上移动，第二滑块17带动第二连杆16上升，第二连杆16拉动第一连杆15，第一连杆15再牵动第三连杆18沿着滑轨13运动，第三连杆18带动第四连杆19运动，第四连杆19与扩展桌面28则一起升起，当第三连杆18与第四连杆19的铰接处沿着滑轨13运动到顶端时，恰在此处形成死点位置，从而得到水平桌面；要将桌面收起，只用将第二滑块17向下移动，通过连杆间的作用将第三连杆18与第四连杆19的铰接处推离死点位置，四周的扩展桌面28就能收起。

二.控制电路

该控制电路主要是对升降平台的自动取放物品的工作过程进行自动控制。该控制电路包括控制芯片和传感器元件。

所述控制芯片可以采用红外接收器0038，单片机STC89C52，驱动电路。

所述传感器元件主要由位置传感器和压力传感器组成。

传感器输出的模拟信号经放大和A/D转换后送入到控制芯片的输入端。

本发明提供的上述家用多功能升降平台，其工作过程是：摇动手摇摇杆27，通过千斤顶升降机构使得传送带平台上升到取物位置。第三直流电机41通过第一离合器39带动第二螺母40在第二丝杠33上转动，机械臂整体向前伸出；当达到物体位置后，第三直流电机41通过第二离合器44带动第六齿轮47与第一齿条6啮合，从而将物品夹紧定位；随后机械臂后部的电磁铁通电，使机械臂将夹取物品的前端抬起。在辅助机械臂将物品抬起后，第二直流电机4通电将传送带整体送出升降平台直至物品之下；第一直流电机1通电使传送带带面整体转动起来，机械臂装置将物品放下，物品由于摩擦力的作用被传送到传送带上；再将传送带整体收回，同时将辅助机械臂收回，自动取物过程即可完成。同样，按照上述步奏也可完成自动放物的功能：此时，只用将搭载物品随传送带伸出升降平台，传送带带面转动，物品就可轻易的进入到储物位置，准确而方便。

本发明提供的上述家用多功能升降平台，其集载重升降和自动取拿、存放物品功能于一体，既可以实现物品储藏、拿取的全自动化实现，又可以替代家中的梯子使用，将为家居生活带来诸多便利。在闲置不用时，它可以将其四角的面板扩展形成一张大的桌面作为餐桌使用，节省了家庭空间又增加了实用性；而在作为升降装置使用时，主人只用在下方操控即可完成在高处的整个取物、放物功能；当有高处器件需要维修时，主人也可搭载平台进行日常维护整理工作。将餐桌、梯子、升降平台等功能完美结合，特别是物品自动取放这一功能更是家居装备设计的一种新的理念。

Claims (6)

1. 一种家用多功能升降平台，包括机械系统和控制电路，其特征在于：机械系统由千斤顶升降装置、传送带平台和桌面展开装置三部分组成：千斤顶升降装置依靠使用者摇动手摇摇杆（27）将传送带平台升到需求高度，作为升降梯使用；传送带平台依靠传送带机构与辅助机械臂机构对物品进行全自动化的取放，所述传送带机构装在传送带平台的上部，辅助机械臂机构位于传送带机构的下方；收起桌面展开装置，升降平台可作为升降装置使用，展开桌面展开装置则使升降平台在不作为升降装置使用时作为方桌使用、不占用家庭额外空间；

所述千斤顶升降装置由千斤顶部分和剪叉杆部分组成，千斤顶部分的组成和各部件连接关系是：手摇摇杆（27）与第二伞齿（26）固定相连，第二伞齿（26）与第一伞齿（25）相互啮合，第一伞齿（25）与第一丝杠（24）连接在一起，第一螺母（23）与第一丝杠（24）配合形成丝杠螺母副，第一螺母（23）与竖直升杆（9）焊接在一起，竖直升杆（9）与四根千斤顶杆（21）铰接，四根千斤顶杆（21）于固定滑槽（20）中滑动；

剪叉杆部分的组成和各部件连接关系是：竖直升杆（9）与第二短剪叉杆（10）固定连接，第三短剪叉杆（11）与三重长剪叉杆（8）铰接，长剪叉杆（8）末端与第一短剪叉杆（7）铰接，第一短剪叉杆（7）通过上滑槽（29）与传送带平台固定连接。

2.根据权利要求1所述的家用多功能升降平台，其特征在于所述传送带机构的组成和各部件连接关系是：第一直流电机（1）的轴与第二齿轮（32）固定相连，第二齿轮（32）与第一齿轮（31）啮合，第一齿轮（31）与主动托辊（37）上固定的齿轮啮合，从而主动托辊（37）带动传送带带面（3）转动,第二直流电机（4）固定在传送带支架（30）前端，第二直流电机（4）轴上的齿轮与第二齿条（34）相互啮合，楔形块（36）位于整个传送带机构的前部，从动托辊（35）连接于第二齿条（34）上，从动托辊支撑传送带带面（3）；

辅助机械臂机构的组成和各部件连接关系是：第三直流电机（41）轴与第五齿轮（46）固定相连，第五齿轮（46）与第三齿轮（38）和第四齿轮（45）啮合，第三齿轮（38）连接于第一离合器（39）的一侧，第二螺母（40）连接于第一离合器（39）的另一侧，第二螺母（40）与第二丝杠（33）相配合；第四齿轮（45）固定在第二离合器（44）的一侧，蜗杆（42）穿过第二离合器（44）的通孔，蜗杆（42）和蜗轮（43）啮合，蜗轮（43）下方连接有第六齿轮（47），第六齿轮（47）与第一齿条（6）相互啮合；

桌面展开装置借助伞式张合机构实现平台向方桌转换功能，该桌面展开装置的组成和各部件连接关系是：第一滑块（14）固定在底座上，第二滑块（17）位于第一滑块（14）的正上方，第二滑块（17）、第一滑块（14）中孔通有第一丝杠（24），第二滑块（17）可沿第一丝杠（24）上下滑动，第一连杆（15）与第一滑块（14）铰接，第二连杆（16）与第二滑块（17）铰接，同时第一连杆（15）与第二连杆（16）铰接相连，第一连杆（15）与第三连杆（18）于末端铰接，第三连杆（18）与第四连杆（19）首尾铰接，第三连杆（18）与第四连杆（19）的铰接处将沿着滑轨（13）运动，第四连杆（19）的末端与四块扩展桌面（28）铰接。

3.根据权利要求2所述的家用多功能升降平台，其特征在于所述辅助机械臂机构的抬升动作由后部电磁铁（48）控制。

4.根据权利要求2所述的家用多功能升降平台，其特征在于所述传送带机构与辅助机械臂机构配合使用，或者单独使用，进行放物和取物动作。

5. 根据权利要求1所述的家用多功能升降平台，其特征在于控制电路包括控制芯片和传感器元件，控制芯片包括红外接收器0038，单片机STC89C52，电机驱动电路，红外接收器0038将遥控的红外信号翻译后传输给单片机STC89C52，单片机发出控制信号通过电机驱动电路驱动相应的电机；传感器元件包括位置传感器和压力传感器，通过数据线与控制芯片相连，传感器输出的模拟信号经放大和A/D转换后送入到控制芯片的输入端。

6.根据权利要求5所述的家用多功能升降平台，其特征在于所述传感器元件中，设有压力传感器、位置传感器，通过数据线与控制芯片相连，传感器输出的模拟信号经放大和A/D转换后送入到控制芯片的输入端。