CN104728566A - 回转举升调平机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种回转举升调平机构，属于调平机械领域。该机构包括调平安装底座、步进电机、回转支承、回转举升连接、举升机构下车架、举升三角臂、举升油缸、三角臂支座、拉杆、油缸拉杆支座、举升上车架、翻转上支座和翻转下支座，该机构主要运动为回转运动和翻转运动，由回转支承来实现回转运动，举升机构来实现翻转运动。回转运动的动力由步进电机提供，翻转运动的动力由举升油缸提供，将回转运动和翻转运动接入自动控制系统可实现自动调平。该机构可以在大角度下实现直接调平，满足在山地、陡坡等复杂地形下的调平操作。

Description

回转举升调平机构

技术领域

本发明涉及调平机械领域，特别是指一种回转举升调平机构。

背景技术

在需要提供水平工作平台的机械设备中，调平机构必不可少。良好的调平效果是工作机构顺利工作的前提条件，如车载雷达的底座、升降机构的工作平台等都要求有良好的调平功能。

而现有的调平方式，不论是手动调平还是自动调平均采用支腿作为其调平的主要结构，通过四个支腿的伸缩来使工作平台达到要求的调平效果，在此统称为支腿调平法。《车载雷达机电式自动调平控制系统》(华中科技大学学报，2004，32(6)：66)中调平的机械结构为四条伺服电机驱动的机械支腿，调平过程采用了角度误差调平法，分别对工作平台两个轴的角度进行调平，最终调平精度可达到1'，但是对调平的初始角度范围未做说明。《基于伺服系统的车载自动调平系统研究与开发》(电气传动自动化，2004,26(2)：33)中同样采用的是四条伺服电机驱动的机械支腿，调平过程采用了最高点不动的追逐式调平法，调平精度达到0.05°，未说明调平角度范围。中国发明专利CN201410686074中采用了四条液压支腿，调平方法为追逐式调平。专利中未标明调平精度和调平范围。

上述调平方法采用了比较成熟的支腿调平方法，调平结构简单，调平可靠性高。但是现在对于调平系统的研究一般都集中在调平精度和调平时间这块，对于大角度下的调平结构鲜有涉及，目前的调平系统大都适用于3度到5度下的调平，对于像30度甚至45度这样的大角度下还未有直接进行调平的解决案例。在山地、野外这种复杂的地形环境下，一般的调平机构无法直接进行调平。除此之外，现有调平机构大都存在以下缺点：

(1)支腿调平的方法在调平过程中每个支腿的伸缩都会对其他支腿产生影响，调平时需要反复调平，以逐渐逼近的方式达到最终调平精度要求，调平过程繁琐，调平时间长、效率低。

(2)支腿调平时难以避免出现虚腿的现象，是调平过程中的隐患，一般的调平过程除了调平操作外还要额外加入消除虚腿的操作，给调平过程增加了不必要的负担。

(3)支腿调平在进行调平时会出现支腿的移位现象，增加了调平过程的额外负载，同时也为调平过程增加了不稳定因素。支腿所受载荷也变得复杂。

(4)支腿调平时支腿与设备之间产生角度的变化，使得车体和支腿的连接部分容易出现变形。

(5)一般支腿调平不仅仅是对工作平台的调平，而是对整个设备进行调平，增加了调平的载荷，同时增加了主要支架的弯曲变形。

(6)支腿调平的范围有限，由于(3)和(4)的原因，支腿调平一般在较小角度范围内进行。在大角度情况下，只能移动设备到满足支腿调平角度范围的环境下进行调平，大大限制了调平设备的工作范围。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种回转举升调平机构，该机构包括调平安装底座、步进电机、回转支承、回转举升连接、举升机构下车架、举升三角臂、举升油缸、三角臂支座、拉杆、油缸拉杆支座、举升上车架、翻转上支座和翻转下支座，调平安装底座在整个机构底部，调平安装底座上方设置回转支承，回转支承一端连接步进电机，回转举升连接安装在回转支承上部，回转举升连接上部支撑举升机构下车架，举升机构下车架上部一端安装举升三角臂，另一端连接翻转下支座，举升三角臂通过三角臂支座连接举升上车架，举升三角臂下部与举升油缸和拉杆连接，油缸和拉杆下部有油缸拉杆支座支撑，翻转下支座与翻转上支座相连，翻转上支座连接在举升上车架上。

其中：

调平安装底座是整个回转举升调平机构的安装底座，调平安装底座可以装在移动设施上，以满足回转举升调平机构的移动性；

步进电机为回转支承提供动力，步进电机通过程序控制，使得回转平稳，回转角度精度高，使回转调平机构达到较好的调平效果。步进电机可根据需要由液压马达替换；

回转支承提供回转运动，其回转角度和方向根据倾斜角度来确定，可根据驱动装置的不同人工控制或程序自动控制；

回转举升连接是回转举升调平机构的重要连接支承部分，一端与回转支承连接，一端与举升机构连接，即将回转运动传递给举升机构，同时又为举升机构提供安装和支承；

举升机构下车架是整个举升机构的安装底架，为举升油缸、拉杆和举升上车架提供安装位置；

举升三角臂、举升油缸、拉杆和翻转上支座、翻转下支座是组成举升机构的主要运动部件，举升油缸提供举升动力，在与举升三角臂和拉杆的复合运动下为举升上车架提供翻转动力，使举升机构完成翻转运动；

举升油缸通过电磁换向阀的控制实现伸缩，根据调平角度需要来确定伸缩量，可手动控制或由程序控制；

油缸拉杆支座同时为油缸和拉杆提供安装，承受举升油缸和拉杆的弯矩和扭矩；

三角臂支座为三角臂通过安装位置，同时将翻转力矩传递到举升上车架；

举升上车架即为工作平台，可为不同的工作装置提供安装平台，调平的过程也是以举升上车架的水平为目标。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：

本发明与现有调平机构相比可以在大角度下实现直接调平，满足在山地、陡坡等复杂地形下的调平操作。

本发明调平对象直接针对工作平台，减小了不必要的调平负载，调平过程避免了因支腿出现的干涉和变形，大大增加了调平的角度范围，提高了调平的效率。且解决了传统通过支腿调平的方法无法在大角度下直接调平的问题。通过创新性的将回转运动引进到调平运动中来，把倾斜平台的倾斜角度分解为两个轴的倾斜角，由回转运动和翻转运动先后分部进行调平。实现了大角度下直接调平的功能。

附图说明

图1为本发明回转举升调平机构的结构示意图。

其中：1-调平安装底座；2-步进电机；3-回转支承；4-回转举升连接；5-举升机构下车架；6-举升三角臂；7-举升油缸；8-三角臂支座；9-拉杆；10-油缸拉杆支座；11-举升上车架；12-翻转上支座；13-翻转下支座。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本发明提供一种回转举升调平机构。如图1所示，在调平安装底座1上安装回转支承3，回转支承3一端安装步进电机2，以提供动力，回转支承3上部安装回转举升连接4，回转举升连接4上部支撑举升机构下车架5，举升机构下车架5上部一端安装举升三角臂6，另一端连接翻转下支座13，举升三角臂6通过三角臂支座8连接举升上车架11，举升三角臂6下部与举升油缸7和拉杆9连接，举升油缸7和拉杆9下部有油缸拉杆支座10支撑，翻转下支座13与翻转上支座12相连，翻转上支座12连接在举升上车架11上。

该回转举升调平机构，主要运动为回转运动和翻转运动，分别由回转支承3来实现回转运动，举升机构(举升机构下车架5、举升三角臂6、举升油缸7、三角臂支座8、拉杆9、油缸拉杆支座10、举升上车架11、翻转上支座12和翻转下支座13)来实现翻转运动。回转运动的动力由步进电机2(或液压马达)来提供，翻转运动的动力由举升油缸7来提供。将回转运动和翻转运动接入自动控制系统可实现自动调平。

在使用过程中，当设备移动到有一定坡度的工作环境后，由倾角传感器检测工作平台的倾斜角度，由控制系统判断回转支承3的回转方向，若控制系统带有反馈环节，则控制系统控制步进电机2按计算方向转动。步进电机2的动力由回转支承3的涡轮蜗杆机构传入并使回转支承3带动调平机构按调平方向转动，直至倾角传感器的一个轴的角度达到调平精度范围内，步进电机2停止转动，回转支承3的涡轮蜗杆结构可以起到很好的锁紧作用。

此时工作平台的倾斜角度只剩下一个角度的倾斜，同样由控制系统控制举升油缸7伸出，举升油缸7推动举升三角臂6绕三角臂支座8转动，同时举升三角臂6又受到拉杆9的拉动，由举升油缸7、举升三角臂6和拉杆9共同组合成的复合运动推动举升上车架11绕翻转上支座12和翻转下支座13转动，当倾角传感器的另一轴达到调平精度要求时，油缸停止伸出，油缸锁紧。工作平台此时达到调平精度要求，实现回转举升调平机构的调平功能。

以上所述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，在不脱离本发明所述原理的前提下，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 (5)

1.一种回转举升调平机构，其特征在于：包括调平安装底座(1)、步进电机(2)、回转支承(3)、回转举升连接(4)、举升机构下车架(5)、举升三角臂(6)、举升油缸(7)、三角臂支座(8)、拉杆(9)、油缸拉杆支座(10)、举升上车架(11)、翻转上支座(12)和翻转下支座(13)，调平安装底座(1)在整个机构底部，调平安装底座(1)上方设置回转支承(3)，回转支承(3)一端连接步进电机(2)，回转举升连接(4)安装在回转支承(3)上部，回转举升连接(4)上部支撑举升机构下车架(5)，举升机构下车架(5)上部一端安装举升三角臂(6)，另一端连接翻转下支座(13)，举升三角臂(6)通过三角臂支座(8)连接举升上车架(11)，举升三角臂(6)下部连接举升油缸(7)与拉杆(9)，举升油缸(7)与拉杆(9)下部有油缸拉杆支座(10)支撑，翻转下支座(13)与翻转上支座(12)相连，翻转上支座(12)连接在举升上车架(11)上。

2.根据权利要求1所述的回转举升调平机构，其特征在于：所述回转支承(3)由步进电机(2)或液压马达提供动力。

3.根据权利要求1所述的回转举升调平机构，其特征在于：所述举升油缸(7)提供举升动力，在与举升三角臂(6)和拉杆(9)的复合运动下为举升上车架(11)提供翻转动力。

4.根据权利要求1所述的回转举升调平机构，其特征在于：所述举升油缸(7)通过电磁换向阀的控制实现伸缩。

5.根据权利要求1所述的回转举升调平机构，其特征在于：所述举升上车(11)为工作平台，为不同的工作装置提供安装平台。