CN103183294B - 皮带张紧结构及应用该皮带张紧结构的剪叉升降设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种皮带张紧结构，用于固定皮带端部并缠绕皮带，其特征在于，包括侧面具有柱面弧形的柱体；所述柱体沿平行于轴线或经过该轴线的面被剖分为两部分，分别称为本体和压板；所述本体与压板相结合的结合面侧设置有相互配合的皮带端固定结构；其中，所述压板其中一侧沿其与所述本体结合面伸出所述本体侧面之外，其伸出的长度为2e；其中，所述R₁为所述本体径向截面圆弧半径，t为皮带厚度，σ的取值范围为0至0.35。本发明的皮带张紧结构缠绕皮带时可保证该皮带牵引的外部部件运动速度的均匀改变。本发明还提供一种剪叉式升降设备。

Description

皮带张紧结构及应用该皮带张紧结构的剪叉升降设备

技术领域

本发明涉及剪叉升降台技术领域，具体涉及应用于皮带剪叉式升降平台的皮带张紧结构。本发明同时涉及一种应用该皮带张紧结构的剪叉升降设备。

背景技术

剪叉式升降台是用途广泛的高空作业设备。它所具有的剪叉式机械结构，在抬升时具有较高的稳定性和较高的承载能力，并能够连续完成抬升下降、前进后退以及转向等工作。

剪叉式升降台根据其驱动力的不同可以分为液压剪叉式升降台、丝杠剪叉式升降台以及皮带剪叉式升降台。其中，液压剪叉式升降台和丝杠剪叉式升台结构均较为复杂，起始高度低时启动比较费力。皮带剪叉式升降平台结构简单，升降速度稳定，启动和停止冲击小，可以在较小起始角度下启动，故被广泛应用于诸如汽车装配生产线、仓储输运抬升、机场以及工业园区等需要高空作业的场合中。

在文献号CN201002951 Y的中国专利文献中，公开了一种皮带剪叉式升降台。图1和图2为所述中国专利文献公开的皮带剪叉式升降平台的示意图之一和之二。其中图2为图1的俯视。

请参看图1和图2，该剪叉式升降台包括减速电机5、驱动轴总成4、右滚轴总成3、左滚轴总成10、销轴8、外剪叉臂2、内剪叉臂9、升降平台1、底座6、同步带12以及平带11。

驱动轴总成4上安装有2个平皮带轮和1个同步带轮。平皮带一端固定在驱动轴总成的皮带轮上，平皮带可以在皮带轮上缠绕。驱动轴总成4通过同步带12与减速电机5的输出端连接，减速电机5和驱动轴总成4均固定在底座6上。平皮带的另一端固定在左滚轴总成上。左右滚轴总成上均装有2个滚轴7和2个平皮带轮。外剪叉臂2和内剪叉臂9通过销轴8装配成剪叉形式。外剪叉臂2的上端部与升降台面1铰链，其下端部与底座6以滑块形式连接。内剪叉臂9刚好与外剪叉臂相反，其下端部与底座6铰链，上端部与升降台面以滑块形式连接。在剪叉的左右侧分别设置有左滚轴总成10和右滚轴总成3。安装在左右滚轴总成上的滚轮7和内外剪叉臂上的反凸轮曲面s紧密接触。左右滚轴总成沿着反凸轮曲面向剪叉中心移动，则内外剪叉臂将被撑开，升降台面将被升起。反之，则升降台面下降。

在利用该升降台举升物料时，减速电机5正转，通过同步带12将输出转矩传送到驱动轴总成4上，驱动轴总成转动带动平带11在驱动轴总成4上缠绕。在平带缠绕过程中，带动左右滚轴总成均向剪叉中心移动，使得内外剪叉臂被张开，夹角增大，升降台面被升起。反之则升降台面被下降。

由以上描述可知，皮带剪叉式升降台通过驱动轴总成缠绕平带(也称为皮带)，通过皮带带动滚动轴运动，将内外剪叉臂张开。其中，所述驱动轴总成至少包括一转轴(也称为张紧轴)，皮带的固定端固定在该张紧轴上。图3示出了皮带端部在张紧轴固定后的剖视图。请参看图3，张紧轴呈圆柱体形，其径向截面为圆形，用平行于该张紧轴中心轴线的平面将该转轴分为两部分，本体1和压板2，将皮带端部植入本体1和压板2的切面之间，并通过螺栓等紧固件将本体1和压板固定为一体。一端部被固定的皮带由圆柱体形的张紧轴侧面伸出，在张紧轴转动时即可缠绕在转轴的侧面。不难理解，在第二层皮带经过该切面于侧面的缝隙处时，第二层皮带在该该处会叠加在第一层皮带上，这会引起张紧轴外表面皮带总厚度产生突变，反应在剪叉升降台上即为升降平台然抬升或下降速度发生突变，这不但对升降平台工作时带来不稳定，而且，皮带也会因此而承受较大的冲击力，会降低皮带的使用寿命。

发明内容

本发明提供一种皮带张紧结构，以解决现有皮带张紧轴的上述的问题。本发明另外提供一种应用该皮带张紧结构的剪叉升降设备。

本发明提供一种皮带张紧结构，用于固定皮带端部并缠绕皮带，包括侧面具有柱面弧形的柱体；所述柱体沿平行于轴线或经过该轴线的面被剖分为两部分，分别称为本体和压板；所述本体与压板相结合的结合面侧设置有相互配合的皮带端固定结构；其中，

所述压板其中一侧沿其与所述本体结合面伸出所述本体侧面之外，其伸出的长度为2e；其中，

所述 $e=\frac{\sqrt{{(R_1+t)}^2-{\left(2\mathrm{\σ}{R}_1\right)}^2}-\sqrt{R_1^2-{\left(2\mathrm{\σ}{R}_1\right)}^2}}{2};$

R₁为所述本体径向截面圆弧半径，t为皮带厚度，σ的取值范围为0至0.35。

可选的，所述本体和压板的径向截面的外周包括两段不同半径和不同圆形位置的圆弧。

可选的，所述压板的径向截面的外周圆弧对应弦的垂直平分线偏离本体径向截面圆弧圆心距离为e，且偏离方向为朝向所述压板伸出其与所述本体结合面一侧；

所述压板的径向截面的外周圆弧位于所述垂直平分线上，且其半径不小于R₁，且不大于R₂，所述R₂为所述皮带厚度t与所述本体径向截面圆弧半径R₁之和。

可选的，所述压板的径向截面的外周圆弧与所述本体径向截面外圆相内切，相切点位于所述压板与本体结合面边沿。

可选的，所述压板的径向截面的外周圆弧与所述本体径向截面外圆相切，且相切点位于所述压板外周或本体外周。

可选的，所述压板伸出其与结合面的侧边设置圆角过渡。

可选的，所述皮带端固定结构包括设置于所述压板上的通孔、设置于本体上与压板结合的结合面侧并位于通孔相应位置的螺纹孔，以及与所述通孔和螺纹孔配合将本体与压板固定装配为一体的沉头螺栓。

可选的，皮带端固定结构包括相配合的凸隼和凹槽，所述凸隼设置于所述本体上与压板结合面侧、凹槽设置于压板上相对应于凸隼位置，或者凸隼与凹槽的设置位置相对调；用于固定皮带时，将皮带端部压入本体和压板结合处，凸隼穿过皮带端部相应位置的通孔。

可选的，所述皮带端固定结构包括设置于本体上与压板的结合面侧的第一销孔、所述压板上相应于第一销孔位置的第二销孔以及与所述第一销孔和第二销孔相配合的销柱；

用于固定皮带时，将皮带端部压入本体和压板结合处，销柱穿过皮带端部相应位置的通孔并插入第一销孔和第二销孔中。

本发明还提供一种剪叉式升降设备，该设备应用上述任一所述的皮带张紧结构。

与现有技术相比，本发明具有以下优点:本发明的皮带张紧结构中包括本体和压板，所述压板的其中一侧伸出所述本体侧面之外，其伸出的长度为2e；该伸出的长度可覆盖由二者结合处伸出的皮带，该皮带沿本体外周缠绕，并过渡到压板的外周，经由该压板的伸出侧，可平滑过渡到本体外周缠绕的第一层皮带上，从而可有效避免第二层皮带过渡到第一层上时突变；在利用该皮带牵引外部部件时，可保证该外部部件运动速度的均匀改变。特别是将该结构应用于皮带剪叉式升降台时，可有效避免第二层皮带在叠加到第一层皮带时，缠绕于张紧轴(或张紧结构)外表面的皮带总厚度的突变，可保证剪叉升降台抬升或下降时速度稳定，工作稳定，也有利于提高皮带的使用寿命。

附图说明

图1和图2为背景技术中提及的中国专利文献公开的皮带剪叉式升降平台的示意图之一和之二；

图3示出了现有技术中皮带端部在张紧轴固定后的剖视图；

图4为本发明的第一实施例的皮带张紧结构在固定缠绕皮带后的径向截面示意图；

图5为图4所示的第一实施例中压板的径向截面示意图；

图6和图7分别为图4中省略皮带后本体与压板结合为柱体后的截面的示意图之一和之二；

图8为本体和压板的径向截面外周圆弧相内切的情形的第二实施例的示意图；

图9为本体和压板的径向截面外周圆弧相内切的情形的第三实施例的示意图。

具体实施方式

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

第一实施例

请参看图4，其为本发明的第一实施例的皮带张紧结构在固定缠绕皮带后的径向截面示意图。

本实施例中，所述皮带张紧结构包括一柱体，该柱体沿平行于其轴线的面或经过其轴线的面被剖分为两部分，分别称为本体1和压板2。其中，本实施例中，以其剖分面为平行于其轴线的平面为例进行说明。所述本体1和压板2的外周均为柱面弧形，即二者沿径向的剖分面均为圆弧形。

如图6和7中所示，其中图6和图7分别为图4中省略皮带后本体1与压板2结合为柱体后的截面的示意图之一和之二，图6中显示了组成本体和压板截面圆弧线段所在的圆的示意图。本体1和压板2的径向截面外周由两个相内切的圆弧线组成，其中本体1为内圆的实线部分，压板2为外圆的实线部分。线段AB为其剖分线，二者相切点位于A点，也就是说，本体1和压板2相切于所述压板2和本体1结合面边沿。所述本体1和压板2通过设置于其上的沉头螺栓4固定为一体，所述压板2的其中一侧伸出所述本体侧面之外，其伸出的长度为2e。该伸出的长度2e可覆盖由二者结合处伸出的皮带。该皮带沿本体1外周缠绕，并过渡到压板2的外周，经由该压板2的伸出侧，可平滑过渡到本体1外周缠绕的第一层皮带上，从而有效避免了第二层皮带过渡到第一层上时突变。在利用该皮带牵引外部部件时，可保证该外部部件运动速度的均匀改变。特别是将该结构应用于皮带剪叉式升降台时，可有效避免第二层皮带在叠加到第一层皮带时，缠绕于张紧轴(或张紧结构)外表面的皮带总厚度的突变，可保证剪叉升降台抬升或下降时速度稳定，工作稳定，也有利于提高皮带的使用寿命。

下面对如何设置该长度2e进行详细说明。

请继续参考图4，在本体1上设置有螺纹孔(未标示)，在压板2上相应于本体1的螺纹孔的位置设置通孔，将皮带端部设置于所述本体1和压板2之间，通过所述本体1和压板2将皮带压紧，将沉头螺栓4(或螺钉)插入所述压板2的通孔中，穿过皮带端部上设置的通孔后旋入本体1的螺纹孔中，沉头螺栓4的螺栓头部被埋入压板2之中，以免其影响缠绕其外部的皮带。通过沉头螺栓4将本体1和压板2紧固为一体，并将皮带端部固定在本体1和压板2之间。

所述端部被固定的皮带沿本体1和压板2的结合处由压板2的伸出侧(即压板2伸出本体1侧面的一侧)被引出后，沿本体1的外周缠绕，通过A处(即本体1和压板2结合处另一侧外沿)后被缠绕到压板2的外周。由于本体1和压板2的外周均为柱面弧形，且二者外周面平滑过渡，故皮带在缠绕过程中，可其缠绕线速度可均匀改变。在皮带缠绕至压板2的伸出侧后，可平滑的过渡到第一层皮带3a的外周，并继续沿第一层皮带3a外周缠绕，形成第二层皮带3b，继续缠绕形成第三层皮带3c……。根据上述的描述，用于缠绕第一层皮带的本体外周径向半径R₁，在经过A处之后，会沿压板外周均匀变化为R₂。其中，R₂为O₁点至B点(B点即为压板2伸出侧边沿)的距离，可见，R₂＝R₁+t，t为皮带的厚度。图中R3和R4分别为第二层皮带和第三层皮带外周到O₁点的距离。

所述压板径向截面外周圆弧即AB段圆弧的圆心O₂即位于线段AB的垂直平分线上，并同时到A点和B点距离为R₂的位置。请参考图图5，其为压板2的径向截面示意图。图5中示出了其上设置的用于容置沉头螺钉4的通孔4a。

根据图5中的标示，不难得出，O₂所在直线(即AB线段的垂直平分线)偏离O1的距离e等于

$e=\frac{\sqrt{{(R_1+t)}^2-H^2}-\sqrt{R_1^2-H^2}}{2}---\left(1\right)$

其中，上述公式(1)中，H＝2σR₁，σ为经验值，其取值范围为0至0.35。

压板2的高度h＝R₁-H。由于压板2的高度h与H有关，故σ的取值主要会影响压板2的高度，压板2高度的改变则会影响其与本体1的结合面，即影响对皮带端部的固定效果：若σ过大，则意味着上述结合面变小。不难理解，本体1与压板2的结合面变小则皮带在二者之间的固定效果将下降，甚至无法将皮带端部固定。在σ等于零时，本体1与压板2之间的结合面最大，此时，本体1的轴线即位于二者的剖分面上。

根据上述的描述以及附图5，可进一步获得，附图7中压板2伸出本体1外周的距离为2e。

所述的压板伸出其余结合面的侧边可以设置为圆角过渡，以避免锋利的边角对皮带的强度造成影响。

此外，所述本体1和压板2之间还可以设置其它的皮带端固定结构，例如，在本体上与压板的结合面侧设置第一销孔，在所述压板上相应于第一销孔位置设置第二销孔。用于固定皮带端部时，将皮带端部压入本体和压板结合处，与两销孔相配合的销柱穿过皮带端部相应位置的通孔并插入第一销孔和第二销孔中。另外，皮带端固定结构还可以是相配合的凸隼和凹槽，所述凸隼设置于所述本体上与压板结合面侧、凹槽设置于压板上相对应于凸隼位置，或者凸隼与凹槽的设置位置相对调。用于固定皮带时，将皮带端部压入本体和压板结合处，凸隼穿过皮带端部相应位置的通孔。上述的两种情况下，本体1和压板2之间未设置紧固结构，依靠皮带的缠绕可将二者故为一体，故可不必设置专门的紧固结构。

上面的描述中是以本体1和压板2的径向截面外周圆弧相内切为例进行说明的。但是需要强调的是，这并非是必要条件，压板2的外周圆弧线段还可以不必与本体1外周圆弧段相切，也就是说，压板2的外周圆弧圆心可以在线段AB垂直平分线上一定范围内移动，但是其圆心应和O₁在线段AB的同侧，且其半径不小于R₁，且不大于R₂。

在上述的实施例中，说明了本体1和压板2的径向截面外周圆弧在结合面外沿处相内切的结构以及不相内切的结构。进一步需要说明的是，在本体1和压板2的径向截面外周圆弧相内切的情形下，其相切点并不局限于二者结合面外沿处，还可以有其它选择，请参看下面的第二实施例和第三实施例。

第二实施例

请参考图8，其为本体1和压板2的径向截面外周圆弧相内切的情形的第二实施例的示意图。

本实施例中，相切点位于所述本体1的外周上，也就是说本体1的径向截面外周由半径不同，圆心位置不同的两段圆弧组成。除此之外，本实施例的其它方面与上述的第一实施例可完全相同，例如压板2其中一侧伸出本体1的外周之外2e的距离，并具有上述第一实施例的有益效果。这里不再赘述。

第三实施例

请参考图9，其为本体1和压板2的径向截面外周圆弧相内切的情形的第三实施例的示意图。

本实施例中，相切点位于所述压板2的外周上，也就是说压板2的径向截面外周由半径不同，圆心位置不同的两段圆弧组成。除此之外，本实施例的其它方面与上述的第一实施例可完全相同，例如压板2其中一侧伸出本体1的外周之外2e的距离，并具有上述第一实施例的有益效果。这里不再赘述。

本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种皮带张紧结构，用于固定皮带端部并缠绕皮带，其特征在于，包括侧面具有柱面弧形的柱体；所述柱体沿平行于轴线或经过该轴线的面被剖分为两部分，分别称为本体和压板；所述本体与压板相结合的结合面侧设置有相互配合的皮带端固定结构；其中，

所述压板其中一侧沿其与所述本体结合面伸出所述本体侧面之外，其伸出的长度为2e；其中，

所述 $e=\frac{\sqrt{{(R_1+t)}^2-{\left(2\mathrm{\σ}{R}_1\right)}^2}-\sqrt{R_1^2-{\left(2\mathrm{\σ}{R}_1\right)}^2}}{2};$

R₁为所述本体径向截面圆弧半径，t为皮带厚度，σ的取值范围为0至0.35。

2.根据权利要求1所述的皮带张紧结构，其特征在于，所述本体和压板的径向截面的外周包括两段不同半径和不同圆形位置的圆弧。

3.根据权利要求2所述的皮带张紧结构，其特征在于，所述压板的径向截面的外周圆弧对应弦的垂直平分线偏离本体径向截面圆弧圆心距离为e，且偏离方向为朝向所述压板伸出其与所述本体结合面一侧；

所述压板的径向截面的外周圆弧位于所述垂直平分线上，且其半径不小于R₁，且不大于R₂，所述R₂为所述皮带厚度t与所述本体径向截面圆弧半径R₁之和。

4.根据权利要求3所述的皮带张紧结构，其特征在于，所述压板的径向截面的外周圆弧与所述本体径向截面外圆相内切，相切点位于所述压板与本体结合面边沿。

5.根据权利要求2所述的皮带张紧结构，其特征在于，所述压板的径向截面的外周圆弧与所述本体径向截面外圆相切，且相切点位于所述压板外周或本体外周。

6.根据权利要求1至5任一所述的皮带张紧结构，其特征在于，所述压板伸出其与结合面的侧边设置圆角过渡。

7.根据权利要求1所述的皮带张紧结构，其特征在于，所述皮带端固定结构包括设置于所述压板上的通孔、设置于本体上与压板结合的结合面侧并位于通孔相应位置的螺纹孔，以及与所述通孔和螺纹孔配合将本体与压板固定装配为一体的沉头螺栓。

8.根据权利要求1所述的皮带张紧结构，其特征在于，皮带端固定结构包括相配合的凸隼和凹槽，所述凸隼设置于所述本体上与压板结合面侧、凹槽设置于压板上相对应于凸隼位置，或者凸隼与凹槽的设置位置相对调；

用于固定皮带时，将皮带端部压入本体和压板结合处，凸隼穿过皮带端部相应位置的通孔。

9.根据权利要求1所述的皮带张紧结构，其特征在于，所述皮带端固定结构包括设置于本体上与压板的结合面侧的第一销孔、所述压板上相应于第一销孔位置的第二销孔以及与所述第一销孔和第二销孔相配合的销柱；

用于固定皮带时，将皮带端部压入本体和压板结合处，销柱穿过皮带端部相应位置的通孔并插入第一销孔和第二销孔中。

10.一种剪叉式升降设备，其特征在于，应用上述权利要求1至9任一所述的皮带张紧结构。