CN105253805A - 一种自平衡升降系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自平衡升降系统，包括水平调节支架、底座、水平传感器和控制器，还包括位于水平调节支架与底座之间的第一伸缩杆、第二伸缩杆、第一连接杆和第二连接杆；位于系统后部的第一伸缩杆上端连接水平调节支架，下端连接底座；位于系统中部的第二伸缩杆下端活动连接底座，上端活动连接第一连接杆的下端和第二连接杆的上端；位于系统前部的第一连接杆上端活动连接水平调节支架，第二连接杆下端活动连接底座；第一伸缩杆与水平调节支架的连接处以及第一伸缩杆与底座的连接处中有一处为活动连接，另一处为固定连接；水平传感器固定在水平调节支架上，将检测到的信号传递给控制器，控制器控制第一伸缩杆与第二伸缩杆的伸缩。
Description
技术领域
本发明涉及自平衡升降机械领域，特别是涉及一种自平衡升降系统。
背景技术
在日常生产、生活中，常常要对物品进行搬运、升降，如何方便、省力地完成这一系列操作成为问题的关键。随着科技水平的提高，人们采用机电一体化技术，设计出能够自动调节高度的升降装置。然而，现有技术中的升降装置往往只适用于在水平面上使用，在上坡或者下坡的过程中，往往会因为升降装置的倾斜导致物品的重心倾斜而发生倾倒。
发明内容
发明目的：本发明的目的是提供一种防止在上坡或者下坡过程中发生倾倒的自平衡升降系统。
技术方案：为达到此目的，本发明采用以下技术方案：
本发明所述的自平衡升降系统，包括水平调节支架、底座、水平传感器和控制器，还包括位于水平调节支架与底座之间的第一伸缩杆、第二伸缩杆、第一连接杆和第二连接杆；位于系统后部的第一伸缩杆，其上端连接水平调节支架，下端连接底座；位于系统中部的第二伸缩杆，其下端活动连接底座，上端活动连接第一连接杆的下端和第二连接杆的上端；位于系统前部的第一连接杆的上端活动连接水平调节支架，第二连接杆的下端活动连接底座；并且，第一伸缩杆与水平调节支架的连接处以及第一伸缩杆与底座的连接处中有一处为活动连接，另一处为固定连接；水平传感器固定在水平调节支架上，将检测到的信号传递给控制器。
进一步，所述第一伸缩杆、第二伸缩杆、第一连接杆和第二连接杆的个数均为一个，且设于同一平面内。
进一步，所述第一伸缩杆为两根，其中一根第一伸缩杆与水平调节支架为固定连接，且两根第一伸缩杆与底座均为活动连接；或者其中一根第一伸缩杆与底座为固定连接，且两根第一伸缩杆与水平调节支架均为活动连接。
进一步，所述水平调节支架为Y形支架，Y形支架的两端设有第一滑槽，第一伸缩杆的上端均与设于第一滑槽内的第一滑块可转动连接，下端均与底座固定连接；所述第一连接杆为一根，其上端与Y形支架的第三端可转动连接。
进一步，所述第一连接杆的上端与Y形支架的第三端之间通过第一连接部件连接，第一连接部件包括第二滑槽，第二滑槽内部设有第一万向节，第一万向节与第一连接杆上端连接，Y形支架第三端可在第二滑槽中转动。
进一步，所述水平调节支架为T形支架，T形支架的横梁两端设有第三滑槽，第一伸缩杆的上端均与设于第三滑槽内的第二滑块可转动连接，下端均与底座固定连接；所述第一连接杆为一根，其上端与T形支架的纵梁的自由端可转动连接。
进一步，所述第一连接杆的上端与T形支架的纵梁的自由端之间通过第二连接部件连接，第二连接部件包括第四滑槽，第四滑槽内部设有第二万向节，第二万向节与第一连接杆上端连接，Y形支架第三端可在第四滑槽中转动。
进一步，所述控制器能够实现停止模式、平衡模式和升降模式的控制；
停止模式中，第一伸缩杆和第二伸缩杆均不伸缩；
平衡模式中，水平传感器将检测到的倾斜角度信号传递给控制器，控制器控制第一伸缩杆与第二伸缩杆进行伸缩，直至倾斜角度信号恢复至预设的误差范围内，第一伸缩杆与第二伸缩杆停止伸缩，系统完成平衡控制；
升降模式中，控制器控制第一伸缩杆与第二伸缩杆进行伸缩，直至所述水平调节支架升降至预期高度，第一伸缩杆与第二伸缩杆停止伸缩，系统完成升降控制。
有益效果：本发明具有如下的有益效果：
1)本发明提供的自平衡升降系统能够随时跟踪水平调节支架的倾斜角度，实现水平调节支架的自平衡控制与升降控制；
2)在上坡、下坡或者因其他状况导致系统重心不平衡时，能够通过自平衡控制将水平调节支架调整至水平状态，防止系统因重心不稳而发生倾倒；
3)本发明使用方便、结构巧妙、成本低廉。
附图说明
图1为本发明的第一伸缩杆与底座固定连接时的正视图；
图2为本发明的第一伸缩杆与水平调节支架固定连接时的正视图；
图3为本发明的水平调节支架为Y形支架时的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步的介绍。
本发明提出了一种自平衡升降系统，包括用于承载物体9的水平调节支架1、底座6、水平传感器7和控制器8，还包括位于水平调节支架1与底座6之间的第一伸缩杆2、第二伸缩杆4、第一连接杆3和第二连接杆5。
图1给出了第一伸缩杆与底座固定连接时的正视图。此时，位于系统后部的第一伸缩杆2上端连接水平调节支架1，下端连接底座6；位于系统中部的第二伸缩杆4下端活动连接底座6，上端活动连接第一连接杆3的下端和第二连接杆5的上端；位于系统前部的第一连接杆3上端活动连接水平调节支架1，第二连接杆5下端活动连接底座6；第一伸缩杆2与水平调节支架1之间活动连接，第一伸缩杆2与底座6之间固定连接；水平传感器7固定在水平调节支架1上，将检测到的信号传递给控制器8，控制器8控制第一伸缩杆2与第二伸缩杆4的伸缩。第一伸缩杆2、第二伸缩杆4、第一连接杆3和第二连接杆5的个数可以均为一个，且设于同一平面内；第一伸缩杆2也可以为两根，其中一根第一伸缩杆2与底座6为固定连接，两根第一伸缩杆2与水平调节支架1均为活动连接。
控制器8能够实现停止模式、平衡模式和升降模式的控制；
停止模式中，第一伸缩杆2和第二伸缩杆4均不伸缩；
平衡模式中，水平传感器7将检测到的倾斜角度信号传递给控制器8，控制器8控制第一伸缩杆2与第二伸缩杆4进行伸缩，直至倾斜角度信号恢复至预设的误差范围内，第一伸缩杆2与第二伸缩杆4停止伸缩，系统完成平衡控制；
升降模式中，控制器8控制第一伸缩杆2与第二伸缩杆4进行伸缩，直至所述水平调节支架1升降至预期高度，第一伸缩杆2与第二伸缩杆4停止伸缩，系统完成升降控制。
所有控制过程中第一伸缩杆2与底座6之间的夹角始终固定。
图2给出了第一伸缩杆与水平调节支架固定连接时的正视图。此时，位于系统后部的第一伸缩杆2上端连接水平调节支架1，下端连接底座6；位于系统中部的第二伸缩杆4下端活动连接底座6，上端活动连接第一连接杆3的下端和第二连接杆5的上端；位于系统前部的第一连接杆3上端活动连接水平调节支架1，第二连接杆5下端活动连接底座6；第一伸缩杆2与水平调节支架1之间固定连接，第一伸缩杆2与底座6之间活动连接；水平传感器7固定在水平调节支架1上，将检测到的信号传递给控制器8，控制器8控制第一伸缩杆2与第二伸缩杆4的伸缩。第一伸缩杆2、第二伸缩杆4、第一连接杆3和第二连接杆5的个数可以均为一个，且设于同一平面内；第一伸缩杆2也可以为两根，其中一根第一伸缩杆2与水平调节支架1为固定连接，两根第一伸缩杆2与底座6均为活动连接。
控制器8能够实现停止模式、平衡模式和升降模式的控制；
停止模式中，第一伸缩杆2和第二伸缩杆4均不伸缩；
平衡模式中，水平传感器7将检测到的倾斜角度信号传递给控制器8，控制器8控制第一伸缩杆2与第二伸缩杆4进行伸缩，直至倾斜角度信号恢复至预设的误差范围内，第一伸缩杆2与第二伸缩杆4停止伸缩，系统完成平衡控制；
升降模式中，控制器8控制第一伸缩杆2与第二伸缩杆4进行伸缩，直至所述水平调节支架1升降至预期高度，第一伸缩杆2与第二伸缩杆4停止伸缩，系统完成升降控制。
所有控制过程中第一伸缩杆2与水平调节支架1之间的夹角始终固定。
上述方案中的水平调节支架1还可以为Y形支架11，下面给出一种采用了Y形支架11的结构，如图3所示。Y形支架11的两端设有第一滑槽111，第一伸缩杆2为两根，每根第一伸缩杆2的上端均与设于第一滑槽111内的第一滑块112可转动连接，下端均与底座6固定连接；Y形支架11的第三端设有第一连接部件，第一连接杆3为一根，第一连接杆3的上端与Y形支架11的第三端之间通过第一连接部件连接，第一连接部件包括第二滑槽113，第二滑槽113内部设有第一万向节114，第一万向节114与第一连接杆3上端连接，Y形支架11第三端可在第二滑槽113中转动。
上述方案中的水平调节支架1还可以为T形支架，下面给出一种采用了T形支架的结构。T形支架的横梁两端设有第三滑槽，第一伸缩杆2为两根，每根第一伸缩杆2的上端均与设于第三滑槽内的第二滑块可转动连接，下端均与底座6固定连接；T形支架的纵梁的自由端设有第二连接部件，第一连接杆3为一根，第一连接杆3的上端与T形支架的纵梁的自由端之间通过第二连接部件连接，第二连接部件包括第四滑槽，第四滑槽内部设有第二万向节，第二万向节与第一连接杆3上端连接，T形支架第三端可在第四滑槽中转动。
Claims (8)
1.一种自平衡升降系统，包括水平调节支架(1)、底座(6)、水平传感器(7)和控制器(8)，其特征在于：还包括位于水平调节支架(1)与底座(6)之间的第一伸缩杆(2)、第二伸缩杆(4)、第一连接杆(3)和第二连接杆(5)；位于系统后部的第一伸缩杆(2)上端连接水平调节支架(1)，下端连接底座(6)；位于系统中部的第二伸缩杆(4)下端活动连接底座(6)，上端活动连接第一连接杆(3)的下端和第二连接杆(5)的上端；位于系统前部的第一连接杆(3)上端活动连接水平调节支架(1)，第二连接杆(5)下端活动连接底座(6)；并且，第一伸缩杆(2)与水平调节支架(1)的连接处以及第一伸缩杆(2)与底座(6)的连接处中有一处为活动连接，另一处为固定连接；水平传感器(7)固定在水平调节支架(1)上，将检测到的信号传递给控制器(8)，控制器(8)控制第一伸缩杆(2)与第二伸缩杆(4)的伸缩。
2.根据权利要求1所述的自平衡升降系统，其特征在于：所述第一伸缩杆(2)、第二伸缩杆(4)、第一连接杆(3)和第二连接杆(5)的个数均为一个，且设于同一平面内。
3.根据权利要求1所述的自平衡升降系统，其特征在于：所述第一伸缩杆(2)为两根，其中一根第一伸缩杆(2)与水平调节支架(1)为固定连接，且两根第一伸缩杆(2)与底座(6)均为活动连接；或者其中一根第一伸缩杆(2)与底座(6)为固定连接，且两根第一伸缩杆(2)与水平调节支架(1)均为活动连接。
4.根据权利要求3所述的自平衡升降系统，其特征在于：所述水平调节支架(1)为Y形支架(11)，Y形支架(11)的两端设有第一滑槽(111)，第一伸缩杆(2)的上端均与设于第一滑槽(111)内的第一滑块(112)可转动连接，下端均与底座(6)固定连接；所述第一连接杆(3)为一根，其上端与Y形支架(11)的第三端可转动连接。
5.根据权利要求4所述的自平衡升降系统，其特征在于：所述第一连接杆(3)的上端与Y形支架(11)的第三端之间通过第一连接部件连接，第一连接部件包括第二滑槽(113)，第二滑槽(113)内部设有万向节(114)，万向节(114)与第一连接杆(3)上端连接，Y形支架(11)第三端可在第二滑槽(113)中转动。
6.根据权利要求3所述的自平衡升降系统，其特征在于：所述水平调节支架(1)为T形支架，T形支架的横梁两端设有第三滑槽，第一伸缩杆(2)的上端均与设于第三滑槽内的第二滑块可转动连接，下端均与底座(6)固定连接；所述第一连接杆(3)为一根，其上端与T形支架的纵梁的自由端可转动连接。
7.根据权利要求6所述的自平衡升降系统，其特征在于：所述第一连接杆(3)的上端与T形支架的纵梁的自由端之间通过第二连接部件连接，第二连接部件包括第四滑槽，第四滑槽内部设有万向节，万向节与第一连接杆(3)上端连接，Y形支架(11)第三端可在第四滑槽中转动。
8.根据权利要求1所述的自平衡升降系统，其特征在于：所述控制器(8)能够实现停止模式、平衡模式和升降模式的控制；
停止模式中，第一伸缩杆(2)和第二伸缩杆(4)均不伸缩；
平衡模式中，水平传感器(7)将检测到的倾斜角度信号传递给控制器(8)，控制器(8)控制第一伸缩杆(2)与第二伸缩杆(4)进行伸缩，直至倾斜角度信号恢复至预设的误差范围内，第一伸缩杆(2)与第二伸缩杆(4)停止伸缩，系统完成平衡控制；
升降模式中，控制器(8)控制第一伸缩杆(2)与第二伸缩杆(4)进行伸缩，直至所述水平调节支架(1)升降至预期高度，第一伸缩杆(2)与第二伸缩杆(4)停止伸缩，系统完成升降控制。
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