CN106315454A - 一种新型直线升降机构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型直线升降机构，用以实现垂直运动，该机构包括气缸机构和连杆机构，气缸机构包括缸体、活塞杆和滑块,缸体前端连接活塞杆一端,活塞杆的另一端与滑块转动副连接，滑块嵌套在摇杆一上，沿摇杆一滑动；连杆机构包括摇杆及连杆，摇杆一和摇杆二的一端均与第二铰链座转动副连接，摇杆三一端与第三铰链座转动副连接，连杆四的两端分别与摇杆一摇杆三转动副连接，连杆五两端分别与摇杆二摇杆三转动副连接，连杆六的一端与摇杆二、连杆五共同通过转动副连接，另一端与连杆七转动副连接，连杆七的一端与摇杆一、连杆六共同通过转动副连接，另一端与连杆六转动副连接。本发明传动性能好、运动平稳、维护简便、成本相对降低。

Description

一种新型直线升降机构
技术领域
本发明涉及无导轨直线升降装置，尤其涉及到一种新型直线升降机构。
背景技术
升降平台作为一种起重机械，在物流、搬运、装配、海上油田等各种工作场合中应用广泛。其最主要功能是依靠驱动机构与升降机构将物体升降至不同高度。
升降机构具有刚性与柔性之分，刚性升降机构，主要利用机构的刚性特性对平台进行直接顶升或推送；现有的刚性升降机构主要采用齿轮齿条式升降机构、柱塞式升降机构、剪叉式升降机构、丝杠式升降机构。柔性升降机构，主要通过钢丝绳、链条等柔性构件以拉曳的方式实现平台的升降。现有柔性升降机构中，主要采用钢丝绳升降机构、链条式升降机构。但传统的升降机构中，不能做到运行平稳性好、高精度、结构简单和成本低并存。
发明内容
为了克服上述不足,本发明的一个目的是提出一种杆数量较少,结构紧凑、结构刚度高且直线升降精度高且可以实现较短行程范围内的直线运动减速的平面连杆机构，可用来代替直线导轨。
本发明是通过如下技术方案得以实现的：
一种新型直线升降机构，包括气缸机构和连杆机构；
所述气缸机构包括缸体、活塞杆、滑块和气缸支撑杆；所述气缸支撑杆一端与第一铰链座铰链连接；所述气缸支撑杆另一端与缸体固定连接；所述缸体与活塞杆一端配合，所述活塞杆另一端与滑块通过转动副连接；所述滑块套装在连杆机构中的摇杆一上；
所述连杆机构包括摇杆一、摇杆二、摇杆三、连杆四、连杆五、连杆六和连杆七；所述连杆四、连杆五、连杆六和连杆七组成一个四边形；
所述摇杆一长度为LBD，摇杆二长度为LBC，且LBD＝LBC；
所述摇杆三长度为LAE，机架长度为LAB，且LAE＝LAB；
所述连杆四、连杆五、连杆六和连杆七长度为LED，LEC，LCF，LFD且LED＝LEC＝LCF＝LFD；
所述连杆六和连杆七一端通过转动副F连接；所述连杆六另一端与连杆五和摇杆二一端通过转动副C连接；所述连杆五另一端与连杆四和摇杆三一端通过传动副E连接；所述连杆四另一端与连杆七和摇杆一一端通过转动副D连接；所述摇杆一另一端与摇杆二和机架通过铰链B连接到第二铰链座上；所述机架另一端与摇杆三通过铰链A连接到第三铰链座上；
所述第一铰链座、第二铰链座、第三铰链座在同一条直线上，且铰链一位于最左侧；铰链座三位于最右侧。
进一步的，所述转动副F处可以设置挂钩或者安装物料框。
进一步的，述滑块与连杆机构中的摇杆一通过移动副B连接。
进一步的，所述连杆四、连杆五、连杆六和连杆七组成一个平行四边形。
进一步的，所述缸体通过导管与气泵连接。
进一步的，所述气泵输入轴与电机输出轴连接。
有益效果：
1.所述直线升降平面八杆机构，利用气缸推动摇杆一运动，摇杆一带动平行四杆机构运动，平行四杆机构带动摇杆二和摇杆三转动，从而将连续转动变为预定轨迹的直线运动，铰点F轨迹垂直于AB，即当机架水平放置时，铰点F竖直运动，完成升降任务，该机构结构简单，传动性能好，运动平稳，装配相对容易化，降低了成本。
2.本发明杆数量较少,结构紧凑、结构刚度高且直线升降精度高且可以实现较短行程范围内的直线运动减速的平面连杆机构，可用来代替直线导轨。
3.本发明可以广泛应用于需要升降运动的场合，可以代替各种小行程导轨，使得控制结构简单，传动性能好，运动平稳，维护简便，成本相对降低。
附图说明
图1为本发明直线升降平面八杆机构的结构示意图；
图2为图1运动到最大位移处的结构示意图。
附图标记如下：
1-第一铰链座；2-气缸；3-活塞杆；4-滑块；5-摇杆一；6-连杆七；7-连杆四；8-连杆五；9-连杆六；10-摇杆三；11-摇杆二；12-第三铰链座；13-机架；14-第二铰链座；15-气缸支撑杆。
具体实施方式
为对发明的技术方案做进一步的了解，现结合附图做如下描述：
如图1、图2所示，一种新型直线升降机构，包括气缸机构和连杆机构；所述气缸机构包括缸体2、活塞杆3、滑块4和气缸支撑杆15；所述气缸支撑杆13一端与第一铰链座1铰链连接；所述气缸支撑杆13另一端与缸体2固定连接；所述缸体2与活塞杆3一端配合，所述活塞杆3另一端与滑块4通过转动副连接；所述滑块4套装在连杆机构中的摇杆一5上；所述连杆机构包括摇杆一5、摇杆二11、摇杆三10、连杆四7、连杆五8、连杆六9和连杆七6；所述连杆四7、连杆五8、连杆六9和连杆七6组成一个四边形；所述摇杆一5长度为LBD，摇杆二11长度为LBC，且LBD＝LBC；所述摇杆三10长度为LAE，机架13长度为LAB，且LAE＝LAB；所述连杆四7、连杆五8、连杆六9和连杆七6长度为LED，LEC，LCF，LFD且LED＝LEC＝LCF＝LFD；
所述连杆六9和连杆七6一端通过转动副F连接；所述连杆六9另一端与连杆五8和摇杆二11一端通过转动副C连接；所述连杆五8另一端与连杆四7和摇杆三10一端通过传动副E连接；所述连杆四7另一端与连杆七6和摇杆一5一端通过转动副D连接；所述摇杆一5另一端与摇杆二11和机架13通过铰链B连接到第二铰链座14上；所述机架13另一端与摇杆三(10)通过铰链A连接到第三铰链座12上；
第一铰链座1、第二铰链座14、第三铰链座12在同一条直线上，且铰链一1位于最左侧；铰链座三12位于最右侧。转动副F处可以设置挂钩或者安装物料框。
其中，滑块4与连杆机构中的摇杆一5通过移动副B连接。连杆四7、连杆五8、连杆六9和连杆七6成一个平行四边形。缸体2通过导管与气泵连接。气泵输入轴与电机输出轴连接。
工作过程：
通过电机带动气泵，使得气泵将气体通过管道传输给气缸，带动气缸2运动，气缸2通过活塞杆3推动摇杆一5运动，摇杆一5带动平行四杆机构连杆四7、连杆五8、连杆六9和连杆七6运动，平行四杆机构带动摇杆二11和摇杆三10转动，从而将连续转动变为预定轨迹的直线运动，即铰点F的运动轨迹为垂直于机架AB的直线，
铰点F处可悬挂钩子或直接安装物料筐以拉升物体，实现升降功能。特别地，当机架水平放置时，铰点F竖直运动，完成升降工作，结构简单，运动平稳。
在本实施例中，前述的机架也可为竖直立柱形式，则举升机构可变换为水平移动机构，或机架位于倾斜曲面上，完成特定方向上的直线运动。
所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种新型直线升降机构，其特征在于：包括气缸机构和连杆机构；
所述气缸机构包括缸体(2)、活塞杆(3)、滑块(4)和气缸支撑杆(15)；所述气缸支撑杆(13)一端与第一铰链座(1)铰链连接；所述气缸支撑杆(13)另一端与缸体(2)固定连接；所述缸体(2)与活塞杆(3)一端配合，所述活塞杆(3)另一端与滑块(4)通过转动副连接；所述滑块(4)套装在连杆机构中的摇杆一(5)上；
所述连杆机构包括摇杆一(5)、摇杆二(11)、摇杆三(10)、连杆四(7)、连杆五(8)、连杆六(9)和连杆七(6)；所述连杆四(7)、连杆五(8)、连杆六(9)和连杆七(6)首尾铰接组成一个四边形；
所述摇杆一(5)长度为LBD，摇杆二(11)长度为LBC，且LBD＝LBC；
所述摇杆三(10)长度为LAE，机架(13)长度为LAB，且LAE＝LAB；
所述连杆四(7)、连杆五(8)、连杆六(9)和连杆七(6)长度为LED，LEC，LCF，LFD且LED＝LEC＝LCF＝LFD；
所述连杆六(9)和连杆七(6)一端通过转动副F连接；所述连杆六(9)另一端与连杆五(8)和摇杆二(11)一端通过转动副C连接；所述连杆五(8)另一端与连杆四(7)和摇杆三(10)一端通过传动副E连接；所述连杆四(7)另一端与连杆七(6)和摇杆一(5)一端通过转动副D连接；所述摇杆一(5)另一端与摇杆二(11)和机架(13)通过铰链B连接到第二铰链座(14)上；所述机架(13)另一端与摇杆三(10)通过铰链A连接到第三铰链座(12)上；
所述第一铰链座(1)、第二铰链座(14)、第三铰链座(12)在同一条直线上，且第一铰链座(1)位于最左侧；第三铰链座(12)位于最右侧。
2.根据权利要求1所述的新型直线升降机构，其特征在于：所述转动副F处设置挂钩或者安装物料框。
3.根据权利要求1所述的新型直线升降机构，其特征在于：所述滑块(4)与连杆机构中的摇杆一(5)通过移动副B连接。
4.根据权利要求1所述的新型直线升降机构，其特征在于：所述连杆四(7)、连杆五(8)、连杆六(9)和连杆七(6)组成一个平行四边形。
5.根据权利要求1所述的新型直线升降机构，其特征在于：所述缸体(2)通过导管与气泵连接。
6.根据权利要求5所述的新型直线升降机构，其特征在于：所述气泵输入轴与电机输出轴连接。
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