CN103787176A - 一种双驱动升降机构 - 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

一种双驱动升降机构

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；

所述液压动力驱动系统包括液压系统、液压马达、齿轮、齿条；所述液压马达安装在液压马达安装上，所述液压马达安装座固定在升降机架上；所述液压马达的输出轴上安装有齿轮；所述齿条安装在固定机架右立柱上，并与齿轮相互啮合；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、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、管路九；所述液压马达具有液压马达上油口和液压马达下油口；所述液压马达上油口内安装有堵头，堵头上开设有堵头中孔，在堵头的右侧还有通油孔，所述通油孔的内部设有单向阀容纳腔，单向阀容纳腔内安装有单向阀芯，单向阀芯可以在其容纳腔内左右移动，单向阀芯与其容纳腔的内壁形成环形腔，所述单向阀芯的内部开设有单向阀芯中孔，单向阀芯的侧壁上开设有若干单向阀芯侧孔，单向阀芯的左端具有阀芯锥面，在堵头和单向阀芯之间安装有弹簧，所述弹簧把单向阀芯左端的阀芯锥面压在阀座上，单向阀芯的左端还开设有阻尼孔，所述液压马达上腔内的油液排出时可以通过通油孔、单向阀芯中孔、阻尼孔、堵头中孔、液压马达上油口和液压系统的管路相连通；所述液压系统可以通过管路九、液压马达上油口、堵头中孔，到达单向阀芯的左端，克服弹簧的作用力，把单向阀芯推离阀座，油液再经过环形腔、单向阀芯侧孔、单向阀芯中孔、通油孔进入液压马达上腔；所述液压马达上油口与液压系统的管路九相连接，所述液压马达下油口与液压系统的管路七相连接；当液压系统通过管路九和液压马达上油口向液压马达上腔提供高压油时，可以驱动液压马达正向旋转，并通过输出轴带动齿轮正向旋转，齿轮通过与安装在固定机架右立柱上的齿条相啮合，实现升降机架的提升动作；当液压系统通过管路六和液压马达下油口向液压马达下腔提供高压油时，可以驱动液压马达反向旋转，并通过输出轴带动齿轮反向旋转，齿轮通过与安装在固定机架右立柱上的齿条相啮合，实现升降机架的下降动作。

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。

液压动力驱动系统包括液压系统、液压马达10、齿轮12、齿条14。液压马达10安装在液压马达安装座11上，液压马达安装座11固定在升降机架2上。液压马达10的输出轴上安装有齿轮12。齿条14安装在固定机架右立柱13上，并与齿轮12相互啮合。液压系统包括油箱17、滤油器21、油泵22、平衡溢流阀18和溢流阀20、电磁换向阀23、单向阀24及及若干管路；所述管路为管路一19、管路二25、管路三26、管路四27、管路五28、管路六29、管路七30、管路八31、管路九32。液压马达10具有液压马达上油口15和液压马达下油口16。液压马达上油口15内安装有堵头33，堵头33上开设有堵头中孔36，在堵头33的右侧还有通油孔35，通油孔35的内部设有单向阀容纳腔，单向阀容纳腔内安装有单向阀芯37，单向阀芯37可以在其容纳腔内左右移动，单向阀芯37与其容纳腔的内壁形成环形腔38，单向阀芯37的内部开设有单向阀芯中孔40，单向阀芯37的侧壁上开设有若干单向阀芯侧孔39，单向阀芯37的左端具有阀芯锥面，在堵头33和单向阀芯37之间安装有弹簧41，弹簧41把单向阀芯37左端的阀芯锥面压在阀座上，单向阀芯37的左端还开设有阻尼孔34，液压马达10上腔内的油液排出时可以通过通油孔35、单向阀芯中孔40、阻尼孔34、堵头中孔36、液压马达上油口15和液压系统的管路九32相连通。液压系统可以通过管路九32、液压马达上油口15、堵头中孔36，到达单向阀芯37的左端，克服弹簧41的作用力，把单向阀芯37推离阀座，油液再经过环形腔38、单向阀芯侧孔39、单向阀芯中孔40、通油孔35进入液压马达10上腔。液压马达上油口15与液压系统的管路九32相连接，液压马达下油口16与液压系统的管路七30相连接。当液压系统通过管路九32和液压马达上油口15向液压马达上腔提供高压油时，可以驱动液压马达10正向旋转，并通过输出轴带动齿轮12正向旋转，齿轮12通过与安装在固定机架右立柱13上的齿条14相啮合，实现升降机架2的提升动作。当液压系统通过管路六29和液压马达下油口16向液压马达下腔提供高压油时，可以驱动液压马达10反向旋转，并通过输出轴带动齿轮12反向旋转，齿轮12通过与安装在固定机架右立柱13上的齿条14相啮合，实现升降机架2的下降动作。

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18和单向阀24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23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23处于右位工作状态，油泵22的进油口通过滤油器21从油箱17中吸油，油泵22出油口的高压油通过管路四27、电磁换向阀23右位、管路五28、单向阀24、管路八31、管路九32、液压马达上油口15、堵头中孔36，到达单向阀芯37的左端，克服弹簧41的作用力，把单向阀芯37推离阀座，油液再经过环形腔38、单向阀芯侧孔39、单向阀芯中孔40、通油孔35进入液压马达10上腔，驱动液压马达10正向旋转，并通过输出轴带动齿轮12正向旋转，齿轮12通过与安装在固定机架右立柱13上的齿条14相啮合，克服升降机架2的重力，实现升降机架2的提升动作。液压马达10下腔的低压油则通过液压马达下油口16、管路七30、管路六29、电磁换向阀23右位回到油箱17。

（2）、液压动力驱动升降机构的下降状态：电磁换向阀23处于左位工作状态，油泵22的进油口通过滤油器21从油箱17中吸油，油泵22出油口的高压油通过管路四27、电磁换向阀23左位、管路六29、管路七30、液压马达下油口16进入液压马达10下腔，驱动液压马达10反向旋转，并通过输出轴带动齿轮12反向旋转，齿轮12通过与安装在固定机架右立柱13上的齿条14相啮合，实现升降机架2的下降动作。液压马达10上腔的低压油则通过液压马达10通油孔35、单向阀芯中孔40、阻尼孔34、堵头中孔36、液压马达上油口15、管路九32、管路一19、平衡溢流阀18回到油箱17。

（3）、液压动力驱动升降机构的停止状态：电磁换向阀23处于中位工作状态，如果油泵22未停止工作，油泵22的进油口通过滤油器21从油箱17中吸油，油泵22出油口的油液通过管路四27、电磁换向阀23中位回到油箱，升降机架2的重力通过齿轮12与齿条14的啮合，并转化成液压马达10输出轴上的负载力矩，在液压马达10上腔形成高压油，由于平衡溢流阀18、单向阀24的共同作用下，升降机架2的重力在液压马达10上腔形成高压油被封闭起来，无法流动，升降机架2的重力被平衡掉，使升降机架处于停止状态。

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22处于停止工作状态，电磁换向阀23处于中位工作状态。

（1）、升降机构2的提升状态：升降电机2的制动装置处于通电状态，解除对升降电机2制动，升降电机2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，齿轮12与齿条14的啮合带动液压马达10正向旋转，液压马达10上腔通过通油孔35、单向阀芯中孔40吸油，并形成负压，作用在单向阀芯37上，克服弹簧41的作用力，把单向阀芯37推离阀座，再经过单向阀芯侧孔39、环形腔38、堵头中孔36、液压马达上油口15、管路九32、管路八31、单向阀24、管路五28、电磁换向阀23中位从油箱17吸取油液，液压马达10下腔的液压油则通过液压马达下油口16、管路七30、管路六29、电磁换向阀23中位回到油箱17，液压马达10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，齿轮12与齿条14的啮合带动液压马达10反向旋转，液压马达10下腔通过液压马达下油口16、管路七30、管路六29、电磁换向阀23中位从油箱吸取油液，液压马达10上腔的液压油则通过通油孔35、单向阀芯中孔40、阻尼孔34、堵头中孔36、液压马达上油口15、管路九32、管路一19、平衡溢流阀18回到油箱17，液压马达10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的重力通过齿轮12与齿条14的啮合，并转化成液压马达10输出轴上的负载力矩，在液压马达10上腔形成高压油，由于平衡溢流阀18、单向阀24的共同作用下，升降机架2的重力在液压马达10上腔形成高压油被封闭起来，无法流动，升降机架2的重力被平衡掉，使升降机架2处于停止状态。如果平衡溢流阀18或单向阀24也发生故障，则升降机架2的重力在液压马达10上腔形成高压油会通过设置在液压马达上油口15内的单向阀芯37左端的阻尼孔34流出，由于阻尼孔34会对液压马达10上腔流出的油液产生阻尼作用，限制了液压马达10的反向旋转速度，也就是限制了液压马达10输出轴上齿轮12的反向旋转速度，相当于限制了升降机架2的下降速度，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，或者走完行程，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；

所述液压动力驱动系统包括液压系统、液压马达、齿轮、齿条；所述液压马达安装在液压马达安装上，所述液压马达安装座固定在升降机架上；所述液压马达的输出轴上安装有齿轮；所述齿条安装在固定机架右立柱上，并与齿轮相互啮合；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、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、管路九；所述液压马达具有液压马达上油口和液压马达下油口；所述液压马达上油口内安装有堵头，堵头上开设有堵头中孔，在堵头的右侧还有通油孔，所述通油孔的内部设有单向阀容纳腔，单向阀容纳腔内安装有单向阀芯，单向阀芯可以在其容纳腔内左右移动，单向阀芯与其容纳腔的内壁形成环形腔，所述单向阀芯的内部开设有单向阀芯中孔，单向阀芯的侧壁上开设有若干单向阀芯侧孔，单向阀芯的左端具有阀芯锥面，在堵头和单向阀芯之间安装有弹簧，所述弹簧把单向阀芯左端的阀芯锥面压在阀座上，单向阀芯的左端还开设有阻尼孔，所述液压马达上腔内的油液排出时可以通过通油孔、单向阀芯中孔、阻尼孔、堵头中孔、液压马达上油口和液压系统的管路相连通；所述液压系统可以通过管路九、液压马达上油口、堵头中孔，到达单向阀芯的左端，克服弹簧的作用力，把单向阀芯推离阀座，油液再经过环形腔、单向阀芯侧孔、单向阀芯中孔、通油孔进入液压马达上腔；所述液压马达上油口与液压系统的管路九相连接，所述液压马达下油口与液压系统的管路七相连接；当液压系统通过管路九和液压马达上油口向液压马达上腔提供高压油时，可以驱动液压马达正向旋转，并通过输出轴带动齿轮正向旋转，齿轮通过与安装在固定机架右立柱上的齿条相啮合，实现升降机架的提升动作；当液压系统通过管路六和液压马达下油口向液压马达下腔提供高压油时，可以驱动液压马达反向旋转，并通过输出轴带动齿轮反向旋转，齿轮通过与安装在固定机架右立柱上的齿条相啮合，实现升降机架的下降动作。

2.根据权利要求1所述的一种双驱动升降机构，其特征在于：所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。

3.根据权利要求1所述的一种双驱动升降机构，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所述的一种双驱动升降机构，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所述的一种双驱动升降机构，其特征在于：所述液压系统中的平衡溢流阀和单向阀起到平衡作用，可以平衡升降机架的重力。

6.根据权利要求1所述的一种双驱动升降机构，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。

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