CN104925693B - 分段式推力举升机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开的分段式推力举升机构，包括上支梁、下支梁、左支臂、右支臂、左支座、右支座、预推气缸和主推气缸，左支臂和右支臂的两端分别与上支梁和下支梁铰接，上支梁、下支梁、左支臂和右支臂形成平行四边形连杆机构；还包括左支臂和右支臂分别与左支座和右支座铰接；还包括预推气缸竖向设置在上支梁的下方，用于向上推举上支梁到达预设第一高度；还包括主推气缸横向设置在上支梁的下方，作用于所述平行四边形连杆机构，使左支臂和右支臂向上推举上支梁到达预设第二高度。与现有技术相比，本发明的分段式推力举升机构采用两组气缸分两段高度举升上支梁，具有结构紧凑、外形小并且结构简单的优点，可以满足工业生产对举升机构体积小的要求。

Description

分段式推力举升机构

技术领域

本发明属于举升机构技术领域，具体涉及分段式推力举升机构。

背景技术

在工业生产、物料运输以及设备检测过程中，通常需要使用举升机构将物料、零件或设备举升起来进行生产、运输以及设备检测等操作。现有的举升机构，一般有两种常用的结构，一种是驱动装置直接向上举升物体到需要的高度，另一种是驱动装置通过联动机构间接举升物体到需要的高度。第一种举升机构的驱动装置的推力直接用于举升物体，做功效率最高，但由于驱动装置需要竖向设置，并且驱动装置的行程较大，因此驱动装置需要选用功率输出大、行程大的型号；第二种举升机构由于驱动装置通过联动机构间接举升物体，做功效率低，所以驱动装置同样需要选用功率输出大、行程大的型号。因此，上述两种举升机构的体积大，不能满足一些要求举升机构的体积空间狭小的场合；另外，在一些工作环境只能使用气源的场合，驱动装置只能选用气缸，若采用上述两种举升机构，需要选择采用很大的型号气缸才能提供足够的动力输出，不能满足使用要求。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术存在的不足，提供一种分段式推力举升机构，相对于现有技术，本发明的分段式推力举升机构具有结构简单，占用空间小的优点。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

分段式推力举升机构，包括上支梁、下支梁、左支臂和右支臂，所述左支臂和右支臂的两端分别与所述上支梁和下支梁铰接，所述上支梁、下支梁、左支臂和右支臂形成平行四边形连杆机构，所述左支臂下端、右支臂下端或下支梁上设有推顶部；还包括左支座和右支座，所述左支臂和右支臂分别与所述左支座和右支座铰接；预推气缸，其竖向设置在所述上支梁的下方，用于竖向推举所述上支梁到达预设第一高度；主推气缸，其横向设置在所述上支梁的下方，作用于所述平行四边形连杆机构，使左支臂和右支臂向上推举所述上支梁到达预设第二高度。

与现有技术相比，本发明的分段式推力举升机构采用两组气缸分两段高度举升上支梁，预推气缸直接竖向举升上支梁到达预设第一高度，主推气缸作用于平行四边形连杆机构，通过平行四边形连杆机构原理使两条左支臂和右支臂向上举升上支梁到达高二高度(最终高度)；由于预设第一高度可以设置较低，预推气缸需要推举的距离较短，因此预推气缸可以选择行程较小的型号；由于上支梁被向上举升到达预设第一高度后，左支臂和右支臂与水平面的夹角增大，从而主推气缸向平行四边形连杆机构施加较小的力就可以使左支臂和右支臂向上举升上支梁到达预设第二高度，因此主推气缸选择尺寸较小的型号就能满足要求。因此，本发明的分段式推力举升机构的结构紧凑、外形小并且结构简单，可以满足工业生产对举升机构空间体积小的要求。

优选的，所述左支臂的下端、右支臂的下端、上支梁或下支梁上设有推顶部，所述主推气缸横向推顶所述推顶部，使左支臂和右支臂向上推举所述上支梁到达预设第二高度。设置推顶部方便与主推气缸的推杆配合。

优选的，所述左支臂的下端和右支臂的下端分别通过销轴与所述下支梁的两端铰接，所述推顶部设于其中一个销轴上。推顶部设于销轴上，主推气缸可以直接向左支臂或右支臂的下端施加推力，使平行四边形连杆机构受力变形更顺畅，同时使推顶部的结构更简单。

优选的，所述平行四边形连杆机构设置有两个，两个平行四边形连杆机构的左支臂的下端与所述下支梁的左端通过同一个销轴铰接，两个平行四边形连杆机构的右支臂的下端与所述下支梁的右端通过同一个销轴铰接，所述推顶部设于其中一个销轴的中部。通过本方案的优化设计，本发明的分段式推力举升机构向上推举的力施加的范围更大，可以满足举升大体积物体的需求。为了简化两个平行四边形连杆机构的结构，两个平行四边形连杆机构的上支梁可制成一体结构。

优选的，所述推顶部为与所述主推气缸的推杆相配合的杆套，方便主推气缸向推顶部施加推力。

优选的，所述预推气缸设有两个，其对称设置在所述上支梁两端的下方。对称设置两个预推气缸可以使上支梁受力更平衡，在其被举升到达第一高度的过程中可以保持等高平稳的状态。

优选的，所述左支臂的中部和右支臂的中部分别与所述左支座的上端和右支座的上端铰接，所述左支座的下端和右支座的下端为固定端。采用上述结构，可以使本发明的左支臂、右支臂、左支座和右支座的尺寸和受力更合理，使本发明的分段式推力举升机构在收纳状态的高度尺寸更小。

优选的，所述左支座和右支座分别与所述左支臂和右支臂相对倾斜设置。左支座和右支座与左支臂和右支臂相对倾斜设置，可以更好地抵消左支臂和右支臂的横向分力，从而使左支臂和右支臂运动更平稳。

优选的，还包括底座，所述左支座、右支座、预推气缸和主推气缸固定安装在所述底座上。

优选的，还包括上托板，所述上托板安装在所述上支梁的上侧。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的一种优选实施方式的示意图；

图3为本发明的加装底座和上托板后的示意图；

图4为本发明的工作原理示意图。

具体实施方式

以下结合附图说明本发明的技术方案：

参见图1，本发明的分段式推力举升机构，包括：上支梁1、下支梁2、左支臂301、右支臂302、左支座501、右支座502、预推气缸6和主推气缸7；左支臂301和右支臂302的两端分别与上支梁1和下支梁2铰接，上支梁1、下支梁2、左支臂301和右支臂302形成平行四边形连杆机构，右支臂302下端与下支梁2的铰接处设有推顶部401，在其它实施例中，推顶部401也可以设置在左支臂301下端与下支梁2的铰接处，或者推顶部401可以设置在下支梁2上的其它部位；左支臂301和右支臂302分别与左支座501和右支座502铰接，为了使平行四边形连杆机构能受力变形，左支臂301和右支臂302与左支座501和右支座502铰接的部位为左支臂301和右支臂302上端和下端之间的部位；预推气缸6竖向设置在上支梁1的下方，用于竖向推举上支梁1到达预设第一高度；主推气缸7横向设置在上支梁1的下方，用于横向推顶推顶部401，使左支臂301和右支臂302向上推举上支梁1到达预设第二高度。在其它实施例中，推顶部401可以设置在左支臂301的下端、上支梁1或下支梁上2上。

与现有技术相比，本发明的分段式推力举升机构采用两组气缸分两段高度举升上支梁1，预推气缸6直接竖向举升上支梁1到达预设第一高度，主推气缸7横向推动推顶部401，通过平行四边形连杆机构原理使两条左支臂301和右支臂302向上举升上支梁1到达高二高度(最终高度)；由于预设第一高度可以设置较低，预推气缸6需要推举的距离较短，因此预推气缸6可以选择行程较小的型号；由于上支梁1被向上举升到达预设第一高度后，左支臂301和右支臂302与水平面的夹角增大，从而主推气缸7向推顶部401施加较小的力就可以使左支臂301和右支臂302向上举升上支梁1到达预设第二高度，因此主推气缸7选择尺寸较小的型号就能满足要求。因此，本发明的分段式推力举升机构的结构紧凑、外形小并且结构简单，可以满足工业生产对举升机构体积小的要求。

作为本发明的一种改进方案，预推气缸6设有两个，其对称设置在上支梁1两端101的下方，预推气缸6的推杆上设有增大接触面积的推盘601，其作用是可以准确地举升上支梁1两端101。对称设置两个预推气缸6可以使上支梁1受力更平衡，在其被举升到达预设第一高度的过程中可以保持平稳的状态。

作为本发明的一种改进方案，左支臂301的下端和右支臂302的下端分别通过销轴4与下支梁2的两端铰接，推顶部401设于连接右支臂302和下支梁2的销轴4上。推顶部401设于销轴4上，主推气缸7可以直接向右支臂302的下端施加推力，使平行四边形连杆机构受力变形更顺畅，同时使推顶部401的结构更简单。当然，左支臂301的上端和右支臂302的上端与上支梁1也可以采用销轴铰接的结构。

作为本发明的一种改进方案，左支臂301的中部和右支臂302的中部分别与左支座501的上端和右支座502的上端铰接，左支座501的下端和右支座502的下端为固定端。采用上述结构，可以使本发明的左支臂301、右支臂302、左支座501和右支座502的尺寸和受力更合理，使本发明的分段式推力举升机构在收纳状态的高度尺寸更小，可以满足举升大体积物体的需求。

作为本发明的一种改进方案，左支座501和右支座502分别与左支臂301和右支臂302相对倾斜设置。左支座501和右支座502与左支臂301和右支臂302相对倾斜设置，可以更好地抵消左支臂301和右支臂302的横向分力，其作用是使左支臂301和右支臂302运动更平稳。

作为本发明的一种改进方案，左支座501和右支座502上分别设有左支臂限位部5011和右支臂限位部5021，当本发明的分段式推力举升机构在收纳到位时，左支臂301抵顶到左支臂限位部5011上，右支臂302抵顶到右支臂限位部5021上。

参见图2，作为本发明的一种改进方案，平行四边形连杆机构对称设置有两个，两个平行四边形连杆机构的左支臂301的下端与下支梁2的左端通过同一个销轴4铰接，两个平行四边形连杆机构的右支臂302的下端与下支梁2的右端通过同一个销轴4铰接，推顶部401设于连接右支臂302的下端和下支梁2的右端的销轴4的中部。通过本方案的优化设计，本发明的分段式推力举升机构向上推举的力施加的范围更大。为了简化两个平行四边形连杆机构的结构，两个平行四边形连杆机构的上支梁可制成一体结构。

参见图1和图2，作为本发明的一种改进方案，推顶部401为与主推气缸7的推杆701相配合的杆套，方便主推气缸7向推顶部401施加推力。

参见图3，作为本发明的一种改进方案，分段式推力举升机构还包括底座8，左支座501的下端、右支座502的下端5022、预推气缸6和主推气缸7固定安装在底座8上。

参见图3，作为本发明的一种改进方案，本发明的分段式推力举升机构还包括上托板9，上托板9安装在上支梁1的上侧。通过上托板9与被托举的物品接触，增大了接触面积。

以下结合附图4说明本发明的工作原理：本发明的分段式推力举升机构采用两组气缸分两个阶段举升上支梁1，为了方便说明，假设本发明的分段式推力举升机构需要举升的物体重量为G，需要举升的高度为H(预设第二高度)；第一阶段，两个预推气缸6向支梁1施加F1的推力，竖向举升上支梁1到达预设第一高度H1，此时右支臂302与水平面的第二阶段初始夹角为θ；第二阶段，主推气缸7向推顶部401施加F2的推力，通过平行四边形连杆机构原理使两条左支臂301和右支臂302以F2v的推力向上举升上支梁1到达预设第二高度H。根据能量守恒，物品增加的重力势能等于两组气缸举升上支梁1做功的总和，得到以下关系：

(1)GH＝2F1·H1+2F2v·(H-H1)

(2)F2v＝F2tanθ

(3)G＝2F1

经过计算，得到F2＝G/2·cotθ，由余切函数的图像规律可知，θ在0度到90度之间，函数值从无穷大到0；根据上述关系，本发明采用两组气缸分两个阶段举升上支梁1，在第一阶段通过两个预推气缸6，推举物体到达预设第一高度H1后，就可以使右支臂302与水平面的第二阶段初始夹角θ增大，通过设置选择预设第一高度H1的大小，选择合适的第二阶段初始夹角θ，这样在第二阶段主推气缸7施加较小的F2就可以将物体举升到达预设第二高度H(最终高度)。因此，预推气缸6需要推举的距离较短，可以选择行程较小的型号；主推气缸7可以选择尺寸较小的型号就能满足要求，所以本发明的分段式推力举升机构的结构紧凑、外形小并且结构简单，可以满足工业生产对举升机构体积小的要求。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语和方位司，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (6)

1.分段式推力举升机构，其特征在于：

包括底座、上支梁、下支梁、左支臂和右支臂，所述左支臂和右支臂的两端分别与所述上支梁和下支梁铰接，所述上支梁、下支梁、左支臂和右支臂形成平行四边形连杆机构，所述左支臂的下端或右支臂的下端设有推顶部；

还包括左支座和右支座，所述左支座下端和右支座下端与底座铰接，所述左支臂的中部和右支臂的中部分别与所述左支座的上端和右支座的上端铰接，所述左支座和右支座分别与所述左支臂和右支臂相对倾斜设置；

还包括预推气缸，其竖向设置在所述上支梁的下方，其安装在所述底座上，用于竖向推举所述上支梁到达预设第一高度；

还包括主推气缸，其横向设置在所述上支梁的下方，其安装在所述底座上，主推气缸作用于推顶部上，通过平行四边形连杆机构使左支臂和右支臂向上推举所述上支梁到达预设第二高度。

2.根据权利要求1所述的分段式推力举升机构，其特征在于：所述左支臂的下端和右支臂的下端分别通过销轴与所述下支梁的两端铰接，所述推顶部设于其中一个销轴上。

3.根据权利要求1所述的分段式推力举升机构，其特征在于：所述平行四边形连杆机构设置有两个，两个平行四边形连杆机构的左支臂的下端与所述下支梁的左端通过同一个销轴铰接，两个平行四边形连杆机构的右支臂的下端与所述下支梁的右端通过同一个销轴铰接，所述推顶部设于其中一个销轴的中部。

4.根据权利要求1所述的分段式推力举升机构，其特征在于：所述推顶部为与所述主推气缸的推杆相配合的杆套。

5.根据权利要求1所述的分段式推力举升机构，其特征在于：所述预推气缸设有两个，其对称设置在所述上支梁两端的下方。

6.根据权利要求1至5任一项所述的分段式推力举升机构，其特征在于：还包括上托板，所述上托板安装在所述上支梁的上侧。