CN103771234B - 双驱动升降机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双驱动升降机构，其同时包含有机械动力驱动升降机构和液压动力驱动升降机构两套动力驱动升降机构，其两套动力驱动升降机构分别可以独立工作，也可以同时工作。本发明提供的一种双驱动升降机构，其中任何一套驱动升降机构发生故障，另外一套驱动升降机构马上可以进入主驱动状态，实现升降机构的连续工作。同时，在双驱动升降机构中，任意一套驱动升降机构为主驱动进行工作时，另外一套驱动升降机构将自动作为安全保护装置，对升降机构进行保护，提高了升降机构工作的可靠性和安全性。

Description

双驱动升降机构

技术领域

本发明涉及一种双驱动升降机构，具体涉及一种机械液压双驱动升降机构，属于电气与机电技术领域。

背景技术

目前，升降机构广泛应用于起重、装载、运输等领域，常见的升降机构有行车、电梯等。主要有升降电机、减速机、钢索、绞轮等组成。其基本工作原理是：通过控制升降电机的旋转方向，带动绞轮的正反转动，实现绞轮对钢索的收放，完成对提升物的升降。但对于某一些比较重要的场合，如重要设备的提升，需要更多考虑安全性和可靠性，所以，一旦升降机构发生故障，一方面必须有更多的安全保障措施，防止提升物的快速坠落，损坏提升物；另一方面必须能够迅速排除故障，或者能够启动第二套升降机构，保证升降机构能够正常连续工作。

针对某一些比较特殊的场合，为保证升降机构能够正常连续工作，并且提高升降机构工作的可靠性和安全性，本发明希望提供一套双动力驱动升降机构的技术方案，为升降机构的可靠工作提供保障。

发明内容

为了提高升降机构工作的可靠性和安全性，本发明提供一种双驱动升降机构，其同时包含有机械动力驱动升降机构和液压动力驱动升降机构两套动力驱动升降机构。

为了达到以上目的，本发明的技术方案如下：

一种双驱动升降机构，包括：固定机架和升降机架，并包括机械动力升降系统和液压动力升降系统；

所述机械动力升降系统包括升降电机、减速机、齿轮、齿条；所述升降电机带有制动装置；所述升降电机安装在电机安装座上，所述电机安装座固定在升降机架上；所述升降电机的左端安装有减速机，所述减速机的输出轴与齿轮连接，所述升降电机的旋转运动可以通过减速机减速后传递给齿轮，驱动齿轮旋转；所述齿条安装在固定机架的固定机架左立柱上，并与齿轮相互啮合，通过安装在升降机架上的升降电机的旋转运动、并通过减速机减速、驱动齿轮旋转，实现齿轮在齿条垂直方向上的上下运动，实现升降机架的升降动作；

所述液压动力升降系统包括液压系统、油缸、油缸上端盖、油缸下连接头、油缸下安装座、下销轴、油缸上安装座、上销轴；所述油缸上安装座安装在固定机架的固定机架横梁上，所述油缸上端盖通过上销轴与油缸上安装座形成铰接，所述油缸下安装座安装在升降机架上，油缸下连接头上部通过螺纹与油缸活塞杆相连接，油缸下连接头下部通过下销轴与油缸下安装座形成铰接；所述液压系统包括油箱、滤油器、油泵、平衡溢流阀、溢流阀、电磁换向阀、液控单向阀及若干管路，所述管路为管路一、管路二、管路三、管路四、管路五、管路六、管路七、管路八；所述油箱与滤油器之间通过管路二连接，所述滤油器与油泵之间通过管路三连接，所述油泵与电磁换向阀之间通过管路四连接，所述电磁换向阀与液控单向阀之间通过管路五和管路六连接；所述油缸包括油缸筒、上端盖、活塞、活塞杆、下端盖，所述活塞和活塞杆相互连接，所述油缸内具有油缸上腔和油缸下腔，所述上端盖上开设有通油孔一、通油孔二和油缸上油口，所述油缸上腔通过上端盖上的通油孔一、通油孔二、油缸上油口和大气相连通，所述下端盖上开设有通油孔三、通油孔四和油缸下油口，所述通油孔三的上端安装有堵头，所述堵头上开设有堵头中孔，所述通油孔三的内部设有单向阀容纳腔，单向阀容纳腔内安装有单向阀，单向阀可以在其容纳腔内上下移动，所述单向阀与其容纳腔的内壁形成阀芯环形腔，单向阀的内部开设有阀芯中孔，单向阀的侧壁上开设有若干阀芯侧孔，所述单向阀的下端具有阀芯锥面，在堵头和单向阀之间安装有弹簧，弹簧把单向阀下端的阀芯锥面压在阀座上，单向阀的下端还开设有阻尼孔；所述油缸下腔内的油液排出时可以通过堵头中孔、阀芯中孔、阻尼孔、通油孔三、通油孔四、油缸下油口和液压系统的管路八相连通，所述平衡溢流阀与管路八之间设置管路一，所述液控单向阀与管路八之间设置管路七；所述液压系统的压力油可以通过管路八、油缸下油口、通油孔四、通油孔三，到达单向阀下端，克服弹簧的作用力，把阀芯锥面推离阀座，压力油再通过阀芯环形腔、阀芯侧孔、阀芯中孔、堵头中孔进入油缸下腔内；所述液压系统向油缸提供高压油液，分别进入油缸的油缸上腔和油缸下腔，可以驱动活塞带动活塞杆，并通过活塞杆、油缸下连接头、下销轴、油缸下安装座及升降机架上下运动，实现升降机架的升降动作。

上述升降电机的制动装置可以通过失电对升降电机实现制动，通过得电对升降电机实现解除制动，升降电机的制动装置具有两种工作模式：独立工作模式和协调工作模式；

独立工作模式：在升降电机不通电状态，升降电机的制动装置可以实现单独工作，即通过失电对升降电机实现制动，通过得电对升降电机实现解除制动；

协调工作模式：升降电机和升降电机的制动装置两者同时通电，制动装置解除制动，升降电机旋转；升降电机和升降电机的制动装置两者同时失电，升降电机停转，制动装置对升降电机实现制动。

上述固定机架和升降机架之间设置导向装置。

上述升降电机是普通电机或者伺服电机。

上述液压系统中的平衡溢流阀和液控单向阀起到平衡作用，可以平衡升降机架的重力。

上述液压系统中的电磁换向阀的中位机能为“H”型。

有益效果是：本发明提供的一种双驱动升降机构，其同时包含有机械动力驱动升降机构和液压动力驱动升降机构两套动力驱动升降机构，其两套动力驱动升降机构分别可以独立工作，也可以同时工作。

本发明提供的一种双驱动升降机构，其中任何一套驱动升降机构发生故障，另外一套驱动升降机构马上可以进入主驱动状态，实现升降机构的连续工作。同时，在双驱动升降机构中任意一套驱动升降机构为主驱动进行工作时，另外一套驱动升降机构将自动作为安全保护装置，对升降机构进行保护，提高了升降机构工作的可靠性和安全性。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如图1所示，一种双驱动升降机构包括：固定机架1和升降机架2，并包括机械动力升降系统和液压动力升降系统；

机械动力升降系统包括升降电机3、减速机5、齿轮6、齿条7；升降电机3带有制动装置（附图未反应出来），升降电机3的制动装置可以通过失电对升降电机3实现制动，通过得电对升降电机3实现解除制动，升降电机3的制动装置具有两种工作模式：独立工作模式和协调工作模式。独立工作模式：在升降电机3不通电状态，升降电机3的制动装置可以实现单独工作，即通过失电对升降电机3实现制动，通过得电对升降电机3实现解除制动。协调工作模式：升降电机3和升降电机3的制动装置两者同时通电，制动装置解除制动，升降电机3旋转；升降电机3和升降电机3的制动装置两者同时失电，升降电机3停转，制动装置对升降电机3实现制动。

升降电机3安装在电机安装座4上，电机安装座4固定在升降机架2上。升降电机3的左端安装有减速机5，减速机5的输出轴与齿轮6连接，升降电机3的旋转运动可以通过减速机5减速后传递给齿轮6，驱动齿轮6旋转。齿条7安装在固定机架1的固定机架左立柱8上，并与齿轮6相互啮合。通过安装在升降机架2上的升降电机3的旋转运动、并通过减速机5减速、驱动齿轮6旋转，实现齿轮6在齿条7垂直方向上的上下运动，实现升降机架2的升降动作。

液压动力升降系统包括液压系统、油缸、油缸上端盖12、油缸下连接头16、油缸下安装座17、下销轴18、油缸上安装座10、上销轴11。油缸上安装座10安装在固定机架1的固定机架横梁9上，油缸上端盖12通过上销轴11与油缸上安装座10形成铰接。油缸下安装座17安装在升降机架2上，油缸下连接头16上部通过螺纹与油缸活塞杆14相连接，油缸下连接头16下部通过下销轴18与油缸下安装座17形成铰接。液压系统包括油箱29、滤油器33、油泵34、平衡溢流阀30和溢流阀32、电磁换向阀35、液控单向阀36、及若干管路。管路为管路一31、管路二37、管路三38、管路四39、管路五40、管路六41、管路七42、管路八43，油箱29与滤油器33之间通过管路二37连接，滤油器33与油泵34之间通过管路三38连接，油泵34与电磁换向阀35之间通过管路四39连接，电磁换向阀35与液控单向阀36之间通过管路五40和管路六41连接。油缸包括油缸筒、上端盖12、活塞13、活塞杆14、下端盖15，活塞13和活塞杆14相互连接，油缸内具有油缸上腔27和油缸下腔28，上端盖12上开设有通油孔一24、通油孔二25和油缸上油口26，油缸上腔27通过上端盖12上的通油孔一24、通油孔二25、油缸上油口26和大气相连通，下端盖15上开设有通油孔三21、通油孔四22和油缸下油口23，通油孔三21的上端安装有堵头19，堵头19上开设有堵头中孔19-1，通油孔三21的内部设有单向阀容纳腔，单向阀容纳腔内安装有单向阀20，单向阀20可以在其容纳腔内上下移动，单向阀20与其容纳腔的内壁形成阀芯环形腔20-2，单向阀20的内部开设有阀芯中孔20-1，单向阀20的侧壁上开设有若干阀芯侧孔20-3，单向阀20的下端具有阀芯锥面20-4，在堵头19和单向阀20之间安装有弹簧19-2，弹簧19-2把单向阀20下端的阀芯锥面20-4压在阀座20-5上，单向阀20的下端还开设有阻尼孔20-6。油缸下腔28内的油液排出时可以通过堵头中孔19-1、阀芯中孔20-1、阻尼孔20-6、通油孔三21、通油孔四22、油缸下油口23和液压系统的管路八43相连通，平衡溢流阀30与管路八之43间设置管路一31，液控单向阀36与管路八43之间设置管路七42；液压系统的压力油可以通过管路43、油缸下油口23、通油孔四22、通油孔三21，到达单向阀20下端，克服弹簧19-2的作用力，把阀芯锥面20-4推离阀座20-5，压力油再通过阀芯环形腔20-2、阀芯侧孔20-3、阀芯中孔20-1、堵头中孔19-1进入油缸下腔28内。液压系统向油缸提供高压油液，分别进入油缸的油缸上腔27和油缸下腔28，可以驱动活塞13带动活塞杆14，并通过活塞杆14、油缸下连接头16、下销轴18、油缸下安装座17及升降机架2上下运动，实现升降机架2的升降动作。

固定机架1和升降机架2之间可以设置导向装置；升降电机3可以是普通电机，也可以是伺服电机；液压系统中的平衡溢流阀30和液控单向阀36起到平衡作用，可以平衡升降机架的重力。液压系统中的电磁换向阀35的中位机能为“H”型。

本发明提供的一种双驱动升降机构，其包含的机械动力驱动升降机构和液压动力驱动升降机构分别可以独立工作，也可以同时工作。

机械动力驱动升降机构的独立工作原理：

（1）、通过驱动安装在升降机架2上的升降电机3产生旋转运动，并通过减速机5减速、驱动齿轮6旋转，实现齿轮6在齿条7垂直方向上的上下运动，实现升降机架2的升降动作。通过改变升降电机3的旋转运动方向，可以分别实现升降机架2的提升和下降动作。升降电机3工作时，升降电机3的制动装置处于通电状态，解除对升降电机3制动。

（2）、升降电机3停止工作时，升降电机3的制动装置处于断电状态，实现对升降电机3的制动。

液压动力驱动升降机构的独立工作原理：

（1）、液压动力驱动升降机构的提升状态：电磁换向阀35处于右位工作状态，油泵34的进油口通过滤油器33从油箱29中吸油，油泵34出油口的高压油通过管路四39、电磁换向阀35右位、管路五40、液控单向阀36、管路七42、管路八43、油缸下油口23、通油孔四22、通油孔三21，到达单向阀20下端，克服弹簧19-2的作用力，把阀芯锥面20-4推离阀座20-5，压力油再通过阀芯环形腔20-2、阀芯侧孔20-3、阀芯中孔20-1、堵头中孔19-1进入油缸下腔28，油压作用在活塞13上，形成提升力，通过活塞杆14、油缸下连接头16、下销轴18、油缸下安装座17，克服升降机架2的重力，实现对升降机架2的提升动作。

（2）、液压动力驱动升降机构的下降状态：电磁换向阀35处于左位工作状态，油泵34的进油口通过滤油器33从油箱29中吸油，油泵34出油口的高压油通过管路四39、电磁换向阀35左位、管路六41，到达液控单向阀36控制油口，液控单向阀36反向开启，升降机架2的重力在油缸下腔28形成油压，油缸下腔28内的油液可以通过堵头中孔19-1、阀芯中孔20-1、阻尼孔20-6、通油孔三21、通油孔四22、油缸下油口23、管路八43、管路七42、液控单向阀36、管路五40、电磁换向阀35左位回到油箱29，实现对升降机架2的下降动作。

（3）、液压动力驱动升降机构的停止状态：电磁换向阀35处于中位工作状态，如果油泵34未停止工作，油泵34的进油口通过滤油器33从油箱29中吸油，油泵34出油口的油液通过管路四39、电磁换向阀35中位回到油箱29，升降机架的重力通过油缸下安装座17、下销轴18、油缸下连接头16、活塞杆14作用于活塞13上，油缸下腔28的油液在平衡溢流阀30、液控单向阀36的共同作用下，被封闭起来，无法流动，油缸下腔28形成相应的油压，平衡升降机架2的重力，使升降机架2处于停止状态。

以机械动力驱动升降机构为主驱动时，液压动力驱动升降机构的工作原理：

油泵34处于停止工作状态，电磁换向阀35处于中位工作状态。

（1）、升降机构2的提升状态：升降电机3的制动装置处于通电状态，解除对升降电机3制动，升降电机3正向转动，通过减速机5驱动齿轮6正向转动，齿轮6与齿条7相互啮合，克服升降机架2的重力，实现升降机架2的提升动作。升降机架2提升的同时，通过油缸下安装座17、下销轴18、油缸下连接头16、活塞杆14带动活塞13向上运动，此时，油缸下腔28通过堵头中孔19-1、阀芯中孔20-1、阀芯侧孔20-3、阀芯环形腔20-2，单向阀20上端形成负压，克服弹簧19-2的作用力，把阀芯锥面20-4推离阀座20-5，再经通油孔三21、通油孔四22、油缸下油口23、管路八43、管路七42、液控单向阀36、管路五40、电磁换向阀35中位从油箱29吸取油液，油缸处于随动状态。

（2）、升降机构2的下降状态：升降电机3的制动装置处于通电状态，解除对升降电机3制动，升降电机3反向转动，通过减速机5驱动齿轮6反向转动，齿轮6与齿条7相互啮合，实现升降机架2的下降动作。升降机架2下降的同时，通过油缸下安装座17、下销轴18、油缸下连接头16、活塞杆14带动活塞13向下运动，油缸下腔28的液压油通过堵头中孔19-1、阀芯中孔20-1、阻尼孔20-6、通油孔三21、通油孔四22、油缸下油口23、管路八43、管路一31、平衡溢流阀30回到油箱29，油缸处于随动状态。

（3）、升降机构2的停止状态：升降电机3处于停电状态，升降电机3的制动装置处于停电状态，对升降电机3制动，齿轮6停转，升降机架2停止运动。一旦，升降电机3的制动装置发生故障，无法实现对升降电机3制动，液压动力驱动升降机构将起到保护作用。由于升降电机3的制动装置发生故障，无法实现对升降电机3制动，升降机架2的重力通过油缸下安装座17、下销轴18、油缸下连接头16、活塞杆14作用于活塞13上，油缸下腔28的油液在平衡溢流阀30、液控单向阀36的共同作用下，被封闭起来，无法流动，油缸下腔28形成相应的油压，平衡升降机架2的重力，使升降机架2处于停止状态。如果平衡溢流阀30或液控单向阀36也发生故障，则升降机架2在重力的作用下向下移动，油缸下腔28的油液通过单向阀20下端的阻尼孔20-6流出，由于阻尼孔20-6会对油缸下腔28流出的油液产生阻尼作用，限载油缸下腔28油液的流出速度，相当于限制了活塞13和活塞杆14的下降速度，即保证升降机架2即使在故障状态，也只能按照很低的速度下移，直到升降机架2接触地面，或者油缸走完行程，活塞13贴紧油缸下端盖15为止，避免升降机架2快速下降形成冲击，产生损失。

以液压动力驱动升降机构为主驱动时，机械动力驱动升降机构的状态：

（1）、液压动力驱动升降机构对升降机架2进行提升和下降动作时，升降电机3处于停电状态，升降电机3的制动装置处于通电状态，解除对升降电机3的制动，升降电机3处于随动状态。

（2）、液压动力驱动升降机构停止工作时，升降电机3处于停电状态，升降电机3的制动装置处于停电状态，对升降电机3的实现制动，对升降机架2起到保护作用。

有益效果是：本发明提供的一种双驱动升降机构，其同时包含有机械动力驱动升降机构和液压动力驱动升降机构两套动力驱动升降机构，其两套动力驱动升降机构分别可以独立工作，也可以同时工作。

本发明提供的一种双驱动升降机构，其中任何一套驱动升降机构发生故障，另外一套驱动升降机构马上可以进入主驱动状态，实现升降机构的连续工作。同时，在双驱动升降机构中任意一套驱动升降机构为主驱动进行工作时，另外一套驱动升降机构将自动作为安全保护装置，对升降机构进行保护，提高了升降机构工作的可靠性和安全性。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种双驱动升降机构，其特征在于包括：固定机架和升降机架，并包括机械动力升降系统和液压动力升降系统；

所述机械动力升降系统包括升降电机、减速机、齿轮、齿条；所述升降电机带有制动装置；所述升降电机安装在电机安装座上，所述电机安装座固定在升降机架上；所述升降电机的左端安装有减速机，所述减速机的输出轴与齿轮连接，所述升降电机的旋转运动通过减速机减速后传递给齿轮，驱动齿轮旋转；所述齿条安装在固定机架的固定机架左立柱上，并与齿轮相互啮合，通过安装在升降机架上的升降电机的旋转运动、并通过减速机减速、驱动齿轮旋转，实现齿轮在齿条垂直方向上的上下运动，实现升降机架的升降动作；

所述液压动力升降系统包括液压系统、油缸、油缸上端盖、油缸下连接头、油缸下安装座、下销轴、油缸上安装座、上销轴；所述油缸上安装座安装在固定机架的固定机架横梁上，所述油缸上端盖通过上销轴与油缸上安装座形成铰接，所述油缸下安装座安装在升降机架上，油缸下连接头上部通过螺纹与油缸活塞杆相连接，油缸下连接头下部通过下销轴与油缸下安装座形成铰接；所述液压系统包括油箱、滤油器、油泵、平衡溢流阀、溢流阀、电磁换向阀、液控单向阀及若干管路，所述管路为管路一、管路二、管路三、管路四、管路五、管路六、管路七、管路八，所述油箱与滤油器之间通过管路二连接，所述滤油器与油泵之间通过管路三连接，所述油泵与电磁换向阀之间通过管路四连接，所述电磁换向阀与液控单向阀之间通过管路五和管路六连接；所述油缸包括油缸筒、上端盖、活塞、活塞杆、下端盖，所述活塞和活塞杆相互连接，所述油缸内具有油缸上腔和油缸下腔，所述上端盖上开设有通油孔一、通油孔二和油缸上油口，所述油缸上腔通过上端盖上的通油孔一、通油孔二、油缸上油口和大气相连通，所述下端盖上开设有通油孔三、通油孔四和油缸下油口，所述通油孔三的上端安装有堵头，所述堵头上开设有堵头中孔，所述通油孔三的内部设有单向阀容纳腔，单向阀容纳腔内安装有单向阀，单向阀在其容纳腔内上下移动，所述单向阀与其容纳腔的内壁形成阀芯环形腔，单向阀的内部开设有阀芯中孔，单向阀的侧壁上开设有若干阀芯侧孔，所述单向阀的下端具有阀芯锥面，在堵头和单向阀之间安装有弹簧，弹簧把单向阀下端的阀芯锥面压在阀座上，单向阀的下端还开设有阻尼孔；所述油缸下腔内的油液排出时通过堵头中孔、阀芯中孔、阻尼孔、通油孔三、通油孔四、油缸下油口和液压系统的管路八相连通，所述平衡溢流阀与管路八之间设置管路一，所述液控单向阀与管路八之间设置管路七；所述液压系统的压力油通过管路八、油缸下油口、通油孔四、通油孔三，到达单向阀下端，克服弹簧的作用力，把阀芯锥面推离阀座，压力油再通过阀芯环形腔、阀芯侧孔、阀芯中孔、堵头中孔进入油缸下腔内；所述液压系统向油缸提供高压油液，分别进入油缸的油缸上腔和油缸下腔，驱动活塞带动活塞杆，并通过活塞杆、油缸下连接头、下销轴、油缸下安装座及升降机架上下运动，实现升降机架的升降动作。

2.根据权利要求1所述的双驱动升降机构，其特征在于：所述升降电机的制动装置通过失电对升降电机实现制动，通过得电对升降电机实现解除制动，升降电机的制动装置具有两种工作模式：独立工作模式和协调工作模式；

独立工作模式：在升降电机不通电状态，升降电机的制动装置实现单独工作，即通过失电对升降电机实现制动，通过得电对升降电机实现解除制动；

协调工作模式：升降电机和升降电机的制动装置两者同时通电，制动装置解除制动，升降电机旋转；升降电机和升降电机的制动装置两者同时失电，升降电机停转，制动装置对升降电机实现制动。

3.根据权利要求1所述的双驱动升降机构，其特征在于：所述固定机架和升降机架之间设置导向装置。

4.根据权利要求1所述的双驱动升降机构，其特征在于：所述升降电机是普通电机或者伺服电机。

5.根据权利要求1所述的双驱动升降机构，其特征在于：所述液压系统中的平衡溢流阀和液控单向阀起到平衡作用，平衡升降机架的重力。

6.根据权利要求1所述的双驱动升降机构，其特征在于：所述液压系统中的电磁换向阀的中位机能为“H”型。