CN106882743A - 一种串联结构式轻型垂直升降台 - Google Patents

Abstract

一种串联结构式轻型垂直升降台，包括车架、支撑机构、托架运动链、工作台。该种轻型垂直升降台为多活动度可控平面机构，由安装在底盘上的伺服电机系统和安装在支撑机构和托架运动链上的伺服电动缸进行计算机编程控制，不仅自动化和智能化程度高，而且由于支撑机构和托架运动链中各构件均由转动副连接，托架运动链结构易变，大幅提高了可靠性、可维护性和易拓展性，相比采用液压缸驱动的垂直升降台，有效提高了机械效率，降低了能耗。该种串联结构式轻型垂直升降台结构简单，通过数控编程不仅可实现工作台高精度垂直升降，还可实现短距离平移，特别适用于以垂直输送轻型货物、人员为主，水平短距离移动为辅的数字化车间、智能物流仓库等场合。

Description

一种串联结构式轻型垂直升降台

技术领域

本发明涉及垂直式升降台领域，特别是一种串联结构式轻型垂直升降台。

背景技术

升降台是一种广泛用于工厂、自动化仓库、车间等，用于垂直输送人或货物的举升设备，其工作台面上可以附加其它平面输送设备，用于不同高度输送线的过渡连接，能有效解决工业企业中各类升降作业难题。因为升降台普遍采用液压驱动，也称为液压升降台。虽然液压式升降台已获得了普遍应用，但在使用过程中也存在诸多问题，首先，液压式升降台可靠性差、维护保养成本高，液压系统中液压元件精度高，不仅对维护保养依赖度高，而且对维护技术要求高，保养不彻底易发生液压油受污染，工作过程中易发生油液过热现象，油封损坏易混入空气，液压缸和管道连接部位容易松动，发生油液泄露，不仅大幅提高了维护保养成本，而且影响了工作效率；其次，现有升降台多采用常规电机作为动力，通过简单电路进行控制，存在着智能化程度低，工作台输送精度差等问题，很难适应现代数字化生产线对垂直升降设备高精度、高柔性化的要求；再次，现有升降台液压系统能耗高，机械效率低，不利于日益严苛的环保要求，同时液压系统因受液压油温的影响，导致操纵时工作台响应速度差，传动动作迟缓和回油阀被卡死等问题，最后，现有升降台特别是剪叉式升降台主要进行垂直升降作业，因结构设计问题，很难实现水平短距离移动，灵活性较差。随着当前现代计算机技术、现代控制技术、机器人技术等发展，为现有垂直式升降台的绿色化、智能化、精密化提供了技术基础，如何提出一垂直式升降台，具有可靠性高、维护保养成本低、智能化程度高、动态响应快、举升精度高等特点，既能实现垂直升降作业，又能实现短距离内水平移动作业，能适用于以垂直输送轻型货物、人员为主，水平短距离移动为辅的数字化车间、智能物流仓库等场合使用，已成为垂直式升降台领域一个亟需解决的工程问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种串联结构式轻型垂直升降台，具有可靠性高、维护保养成本低、智能化程度高、动态响应快、举升精度高等特点，既能实现垂直升降作业，又能实现短距离内水平移动作业，满足以垂直输送轻型货物、人员为主，水平短距离移动为辅的数字化车间、智能物流仓库等场合的性能要求。

本发明通过以下技术方案达到上述目的：

一种串联结构式轻型垂直升降台，主要包括车架、支撑机构、托架运动链、工作台，

所述支撑机构为单自由度平面四杆机构，包含主动杆、连杆、支撑杆，所述主动杆一端通过转动副与车架连接，另一端通过转动副与连杆一端连接，所述连杆另一端通过转动副与支撑杆连接，所述支撑杆通过转动副与车架连接，所述主动杆由安装在车架上的伺服电机驱动。

与现有技术相比，其有益效果是：支撑机构为单自由度平面四杆可控机构，可以实现单自由度高精度可控轨迹输出，动态响应快，组成平面四杆机构的各构件之间均由转动副连接，相比现有垂直升降台采用的以液压缸为主的移动副，不仅拆卸方便，而且可靠性更高，输送支撑机构由安装在车架上的伺服电机驱动，不仅有效降低了支撑机构重心和运动惯量，而且相比液压驱动系统，大幅提高了支撑机构的机械效率，降低了能耗。

所述托架运动链为平面机构运动链，包含第一托架杆、第二托架杆、第三托架杆、第一伺服电动缸、第二伺服电动缸、第三伺服电动缸、第四伺服电动缸。为了进一步提高该种串联结构式轻型垂直升降台的可重构能力，便于随时增加或者减少托架杆的数量，所述第一托架杆、第二托架杆、第三托架杆为相同结构参数的构件，所述托架运动链中，第一托架杆、第二托架杆、第三托架杆采用串联连接。

所述第一托架杆一端通过转动副与支撑杆连接，另一端通过转动副与第二托架杆一端连接，所述第二托架杆另一端通过转动副与第三托架杆一端连接，所述第三托架杆另一端通过转动副与工作台连接。

所述第一伺服电动缸的缸体端通过转动副与支撑杆连接，第一伺服电动缸的推杆端通过转动副与第一托架杆连接。

所述第二伺服电动缸的缸体端通过转动副与第一托架杆连接，第二伺服电动缸的推杆端通过转动副与第二托架杆连接。

所述第三伺服电动缸的缸体端通过转动副与第二托架杆连接，第三伺服电动缸的推杆端通过转动副与第三托架杆连接。

所述第四伺服电动缸的缸体端通过转动副与第三托架杆连接，第四伺服电动缸的推杆端通过转动副与工作台连接。

所述托架运动链与现有技术相比，其有益效果是：一方面，托架运动链结构简单，各托架杆的结构参数相同，且采用串联形式连接，各伺服电动缸和托架杆的连接均采用转动副连接，不仅便于拆卸、维护，而且便于通过增加或者减少托架杆的数量，进一步提高或者降低该串联结构式轻型垂直升降台的可达高度；另一方面，相比现有液压式升降台，利用伺服电动缸取代了液压缸，不仅机械效率高，具有更环保，更节能，更干净的优点，而且很容易与PLC等控制系统连接，实现垂直升降台高精密运动控制；再有，在伺服电机、伺服电动缸的驱动控制下，所述支撑机构，托架运动链和工作台构成了三自由度多活动度机构，工作台可以实现三自由度多活动度运动，通过数控编程控制，可以轻易实现水平小距离移动。

串联结构式轻型垂直升降台具有可靠性高、维护保养成本低、智能化程度高、动态响应快、举升精度高等特点，既能实现垂直升降作业，又能实现短距离内水平移动作业，能适用于以垂直输送轻型货物、人员为主，水平短距离移动为辅的数字化车间、智能物流仓库等场合使用。

附图说明

图1为本发明所述串联结构式轻型垂直升降台平面示意图。

图2为本发明所述串联结构式轻型垂直升降台支撑机构平视图。

图3为本发明所述串联结构式轻型垂直升降台托架运动链部分示意图。

图4为本发明所述串联结构式轻型垂直升降台托架运动链示意图。

图5为本发明所述串联结构式轻型垂直升降台托架杆示意图。

图6为本发明所述串联结构式轻型垂直升降台的工作台示意图。

图7为本发明所述串联结构式轻型垂直升降台三维示意图。

图8为本发明所述串联结构式轻型垂直升降台垂直举升示意图。

图9为本发明所述串联结构式轻型垂直升降台工作台水平平移示意图。

具体实施方式

以下通过附图和实施例对本发明的技术方案作进一步说明。

对照图1、图2、图3、图4、图6，一种串联结构式轻型垂直升降台，主要包括车架1、支撑机构、托架运动链、工作台28，

对照图1、图2，所述支撑机构为单自由度平面四杆机构，包含主动杆3、连杆5、支撑杆9，所述主动杆3一端通过转动2与车架1连接，另一端通过转动副4与连杆5一端连接，所述连杆5另一端通过转动副6与支撑杆9连接，所述支撑杆9通过转动副8与车架1连接，所述主动杆3由安装在车架1上的伺服电机驱动。

支撑机构为单自由度平面四杆可控机构，可以实现单自由度高精度可控轨迹输出，动态响应快，组成平面四杆机构的各构件之间均由转动副连接，相比现有垂直升降台采用的以液压缸为主的移动副，不仅拆卸方便，而且可靠性更高，输送支撑机构由安装在车架1上的伺服电机驱动，不仅有效降低了支撑机构重心和运动惯量，而且相比液压驱动系统，大幅提高了支撑机构的机械效率，降低了能耗。

对照图1、图3、图4，所述托架运动链为平面机构运动链，包含第一托架杆11、第二托架杆18、第三托架杆24、第一伺服电动缸12、第二伺服电动缸16、第三伺服电动缸20、第四伺服电动缸26。为了进一步提高该种串联结构式轻型垂直升降台的可重构能力，便于随时增加或者减少托架杆的数量，所述第一托架杆11、第二托架杆18、第三托架杆24为相同结构参数的构件，所述托架运动链中，第一托架杆11、第二托架杆18、第三托架杆24采用串联连接。

对照图1、图3、图4、图5、图6，所述第一托架杆11一端通过转动副7与支撑杆9连接，另一端通过转动副14与第二托架杆18一端连接，所述第二托架杆18另一端通过转动副23与第三托架杆24一端连接，所述第三托架杆24另一端通过转动副22与工作台28连接。

对照图1、图3、图4、图5，所述第一伺服电动缸12的缸体端通过转动副10与支撑杆9连接，第一伺服电动缸12的推杆端通过转动副13与第一托架杆11连接。

对照图1、图4，所述第二伺服电动缸16的缸体端通过转动副15与第一托架杆11连接，第二伺服电动缸16的推杆端通过转动副17与第二托架杆18连接。

对照图1、图4，所述第三伺服电动缸20的缸体端通过转动副19与第二托架杆18连接，第三伺服电动缸20的推杆端通过转动副21与第三托架杆24连接。

对照图1、图4、图5、图6，所述第四伺服电动缸26的缸体端通过转动副25与第三托架杆24连接，第四伺服电动缸26的推杆端通过转动副27与工作台28连接。

对照图1、图4、图7、图8、图9，一方面，托架运动链结构简单，各托架杆的结构参数相同，且采用串联形式连接，各伺服电动缸和托架杆的连接均采用转动副连接，不仅便于拆卸、维护，而且便于通过增加或者减少托架杆的数量，进一步提高或者降低该串联结构式轻型垂直升降台的可达高度；另一方面，相比现有液压式升降台，利用伺服电动缸取代了液压缸，不仅机械效率高，具有更环保，更节能，更干净的优点，而且很容易与PLC等控制系统连接，实现垂直升降台高精密运动控制；再有，在伺服电机、伺服电动缸的驱动控制下，所述支撑机构，托架运动链和工作台28构成了三自由度多活动度机构，工作台28可以实现三自由度多活动度运动，通过数控编程控制，可以轻易实现水平小距离移动。

对照图1、图4、图7、图8、图9，串联结构式轻型垂直升降台具有可靠性高、维护保养成本低、智能化程度高、动态响应快、举升精度高等特点，既能实现垂直升降作业，又能实现短距离内水平移动作业，能适用于以垂直输送轻型货物、人员为主，水平短距离移动为辅的数字化车间、智能物流仓库等场合使用。

Claims (2)

1.一种串联结构式轻型垂直升降台，主要包括车架、支撑机构、托架运动链、工作台，其特征在于：

所述支撑机构为单自由度平面四杆机构，包含主动杆、连杆、支撑杆，所述主动杆一端通过转动副与车架连接，另一端通过转动副与连杆一端连接，所述连杆另一端通过转动副与支撑杆连接，所述支撑杆通过转动副与车架连接，所述主动杆由安装在车架上的伺服电机驱动，

所述托架运动链为平面机构运动链，包含第一托架杆、第二托架杆、第三托架杆、第一伺服电动缸、第二伺服电动缸、第三伺服电动缸、第四伺服电动缸，所述第一托架杆、第二托架杆、第三托架杆为相同结构参数的构件，所述托架运动链中，第一托架杆、第二托架杆、第三托架杆采用串联连接。

2.根据权利要求1所述一种串联结构式轻型垂直升降台，其特征在于：

所述第一托架杆一端通过转动副与支撑杆连接，另一端通过转动副与第二托架杆一端连接，所述第二托架杆另一端通过转动副与第三托架杆一端连接，所述第三托架杆另一端通过转动副与工作台连接，

所述第一伺服电动缸的缸体端通过转动副与支撑杆连接，第一伺服电动缸的推杆端通过转动副与第一托架杆连接，

所述第二伺服电动缸的缸体端通过转动副与第一托架杆连接，第二伺服电动缸的推杆端通过转动副与第二托架杆连接，

所述第三伺服电动缸的缸体端通过转动副与第二托架杆连接，第三伺服电动缸的推杆端通过转动副与第三托架杆连接，

所述第四伺服电动缸的缸体端通过转动副与第三托架杆连接，第四伺服电动缸的推杆端通过转动副与工作台连接。