CN106966322A - 一种高精度升降平台及其传动方法 - Google Patents

一种高精度升降平台及其传动方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高精度升降平台，包括支撑脚、工作平台、升降平台、滑块、滑轨、电机、顶座和顶座支撑柱；所述顶座通过顶座支撑柱平行设置在工作平台上方；所述升降平台平行设置在工作平台和顶座之间；两所述滑块固定设置在升降平台两侧，且两滑块分别套设在两竖直设置的滑轨上；滑轨驱动滑块并带动升降平台一同上下位移；所述电机设置在工作平台下侧，且电机与滑轨驱动连接；所述支撑脚设置在工作平台下侧；该装置传动结构巧妙，且可靠性和传动精度都比传统链条式传动方式要高。

Description

一种高精度升降平台及其传动方法
技术领域
本发明涉及传动机械领域，尤其涉及一种高精度升降平台及其传动方法。
背景技术
升降平台作为一种应用非常广泛的一种通用机械，传统的升降机构普片采用链条或丝杆传动的方式，但都存在精度不高，安全性不好的问题。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种高精度升降平台，能实现升降平台的高精度升降。
技术方案：为实现上述目的，本发明的一种高精度升降平台，包括支撑脚、工作平台、升降平台、滑块、滑轨、电机、顶座和顶座支撑柱；所述顶座通过顶座支撑柱平行设置在工作平台上方；所述升降平台平行设置在工作平台和顶座之间；两所述滑块固定设置在升降平台两侧；两滑轨并列竖直设置在在工作平台和顶座之间，滑轨驱动滑块并带动升降平台一同上下位移；所述电机设置在工作平台下侧，且电机与滑轨驱动连接；所述支撑脚设置在工作平台下侧。
进一步的，所述滑轨包括螺纹滑轨、螺纹套、和螺纹套驱动单元；所述螺纹滑轨为内部空心的C形管结构，其C形管外壁为螺纹壁，两螺纹滑轨竖直固定设置在工作平台上，且两螺纹滑轨的C形开口端相对设置；所述滑块套设在螺纹滑轨的螺纹外壁上，且滑块内壁的的圆弧面与螺纹滑轨外壁的螺纹面间隙设置，滑块内壁的滑动平面与螺纹滑轨的C轮廓开口侧端面滑动接触；所述螺纹套套设在螺纹滑轨上，螺纹套的内螺纹壁与螺纹滑轨螺纹连接，螺纹套的上端与滑块的下端通过滚珠轴承转动连接；所述螺纹套驱动单元设置在螺纹滑轨内侧，螺纹套驱动单元驱动螺纹套旋转。
进一步的，所述螺纹滑轨的C轮廓开口侧端面的两侧设有两平行条形滑槽，其条形滑槽的长度方向与螺纹滑轨方向平行；滑块内壁的滑动平面上的两侧突出两平行滑台，其滑台滑动设置在条形滑槽中。
进一步的，所述滚珠轴承的外圈与螺纹套的上端固定连接，滚珠轴承的内圈与滑块的下端固定连接。
进一步的，所述螺纹套驱动单元包括齿轮轴、同步齿轮和同步齿轮轴；滑块内壁的滑动平面中部设置有凸台，该凸台通过螺纹滑轨的C轮廓开口延伸至螺纹滑轨内侧；所述同步齿轮轴在螺纹滑轨内侧，且同步齿轮轴一端设置在凸台上，同步齿轮轴的长度方向与螺纹滑轨长度方向平行；所述同步齿轮在螺纹滑轨内侧，且同步齿轮转动设置在同步齿轮轴另一端；螺纹套的内螺纹壁的左侧还同轴心设有内齿圈，其中内齿圈的内径大于内螺纹壁内径，其内齿圈与同步齿轮啮合；所述齿轮轴为横切面为齿轮轮廓的长轴结构，齿轮轴穿设入螺纹滑轨内侧，齿轮轴长度方向与螺纹滑轨平行，齿轮轴与同步齿轮啮合，转动齿轮轴驱动同步齿轮旋转，且同步齿轮可在齿轮轴的啮合处沿轴线方向滑移。
进一步的，所述同步齿轮的啮合面上内嵌有若干活动滚珠。
进一步的，一种高精度升降平台的传动方法如下：
当升降平台需向上位移时，启动电机，并驱动齿轮轴正转，同时齿轮轴驱动同步齿轮旋转，同步齿轮带动螺纹套旋转，螺纹套在螺纹滑轨的螺纹外壁的作用下沿螺纹滑轨的长度方向向上位移，螺纹套推动滑块，使滑块与螺纹套同步位移，其滑块内壁的滑动平面沿螺纹滑轨的C轮廓开口侧端面滑动，滑动平面上的凸台带动同步齿轮轴和同步齿轮同步向上运动；同步齿轮的啮合面在做正常的齿轮啮合运动的同时，还沿同步齿轮轴线方向做滑移运动；最终滑块带动升降平台向上位移。
当升降平台需向下位移时，启动电机，并驱动齿轮轴反转，同时齿轮轴驱动同步齿轮旋转，同步齿轮带动螺纹套旋转，螺纹套在螺纹滑轨的螺纹外壁的作用下沿螺纹滑轨的长度方向向下位移，螺纹套向下拉动滑块，使滑块与螺纹套同步位移，其滑块内壁的滑动平面沿螺纹滑轨的C轮廓开口侧端面滑动，滑动平面上的凸台带动同步齿轮轴和同步齿轮同步向下运动；同步齿轮的啮合面在做正常的齿轮啮合运动的同时，还沿同步齿轮轴线方向做滑移运动；最终滑块带动升降平台向下位移。
有益效果：本发明的的传动结构巧妙，且可靠性和传动精度都比传统链条式传动方式要高；外部螺纹滑轨固定设置，其螺纹套通过齿轮轴传动，使驱动装置设置在内部，提高了机构的安全性同时升降平台的精度进一步提高；同时该装置的定点停的精度也传统的丝杆升降机的精度要高。
附图说明
附图1为本发明的整体结构轴侧图；
附图2为本发明的整体结构主视图；
附图3为滑轨第一视图；
附图4为滑轨第二视图；
附图5为滑轨内部剖视图；
附图6为螺纹套驱动单元结构示意图；
附图7螺纹套结构示意图；
附图8为滑块结构示意图；
附图9为同步齿轮的啮合面结构。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如附图1和2所示，一种高精度升降平台，包括支撑脚19、工作平台18、升降平台11、滑块12、滑轨27、电机20、顶座15和顶座支撑柱16；所述顶座15通过顶座支撑柱16平行设置在工作平台11上方；所述升降平台11平行设置在工作平台11和顶座15之间；两所述滑块12固定设置在升降平台11两侧；两滑轨27并列竖直设置在在工作平台11和顶座15之间，滑轨27驱动滑块12并带动升降平台11一同上下位移；所述电机20设置在工作平台18下侧，且电机20与滑轨27驱动连接；所述支撑脚19设置在工作平台18下侧。
如图3至8所示，滑轨27包括螺纹滑轨7、螺纹套2和螺纹套驱动单元；所述螺纹滑轨7为内部空心的C形管结构，其C形管外壁为螺纹壁，两螺纹滑轨7竖直固定设置在工作平台18上，且两螺纹滑轨7的C形开口端相对设置；所述滑块12套设在螺纹滑轨7的螺纹外壁上，且滑块12内壁的的圆弧面21与螺纹滑轨7外壁的螺纹面间隙设置，滑块12内壁的滑动平面19与螺纹滑轨7的C轮廓开口侧端面30滑动接触，螺纹滑轨7的C轮廓开口侧端面作为滑道的同时起到限位作用，限制滑块旋转；所述螺纹套2套设在螺纹滑轨7上，螺纹套2的内螺纹壁5与螺纹滑轨7螺纹连接，螺纹套2的上端与滑块12的下端通过滚珠轴承1转动连接；所述螺纹套驱动单元设置在螺纹滑轨7内侧，螺纹套驱动单元驱动螺纹套2旋转。
如图6和8所示，所述螺纹滑轨7的C轮廓开口侧端面30的两侧设有两平行条形滑槽26，其条形滑槽26的长度方向与螺纹滑轨7方向平行；滑块12内壁的滑动平面19上的两侧突出两平行滑台25，其滑台25滑动设置在条形滑槽26中，条形滑槽26和滑台25之间可注入机油，减小滑动摩擦，同时便于装配的过程定位。
如图5和7所示，滚珠轴承1的外圈22与螺纹套2的上端固定连接，滚珠轴承1的内圈10与滑块12的下端固定连接；可以通过焊接等连接方法，固定连接的方式提高了其传动强度。
如图4、5、6、7和8所示，螺纹套驱动单元包括齿轮轴6、同步齿轮4和同步齿轮轴8；滑块12内壁的滑动平面19中部设置有凸台9，该凸台9通过螺纹滑轨7的C轮廓开口延伸至螺纹滑轨7内侧；所述同步齿轮轴8在螺纹滑轨7内侧，且同步齿轮轴8一端设置在凸台9上，同步齿轮轴8的长度方向与螺纹滑轨7长度方向平行；所述同步齿轮4在螺纹滑轨7内侧，且同步齿轮4转动设置在同步齿轮轴8另一端；螺纹套2的内螺纹壁5的左侧还同轴心设有内齿圈3，为了避免产生干涉，其中内齿圈3的内径大于内螺纹壁5内径；其内齿圈3与同步齿轮4啮合；所述齿轮轴6为横切面为齿轮轮廓的长轴结构，齿轮轴6末端与电机20驱动连接，齿轮轴6穿设入螺纹滑轨7内侧，齿轮轴6长度方向与螺纹滑轨7平行，齿轮轴6与同步齿轮4啮合，转动齿轮轴6驱动同步齿轮4旋转，且同步齿轮4可在齿轮轴6的啮合处沿轴线方向滑移。
如图9所示，同步齿轮4的啮合面38上内嵌有若干活动滚珠37，将同步齿轮4的啮合面38的轴线滑动摩擦变成滚动摩擦，降低了摩擦力，提高同步齿轮4沿轴向滑动的传动效率。
如图1至9所示，一种高精度升降平台的传动方法如下：
当升降平台需向上位移时，启动电机20，并驱动齿轮轴6正转，同时齿轮轴6驱动同步齿轮4旋转，同步齿轮4带动螺纹套2旋转，螺纹套2在螺纹滑轨7的螺纹外壁的作用下沿螺纹滑轨7的长度方向向上位移，螺纹套2推动滑块12，使滑块12与螺纹套2同步位移，其滑块12内壁的滑动平面19沿螺纹滑轨7的C轮廓开口侧端面30滑动，滑动平面19上的凸台9带动同步齿轮轴8和同步齿轮4同步向上运动；同步齿轮4的啮合面在做正常的齿轮啮合运动的同时，还沿同步齿轮4轴线方向做滑移运动；最终滑块12带动升降平台11向上位移；
当升降平台需向下位移时，启动电机20，并驱动齿轮轴6反转，同时齿轮轴6驱动同步齿轮4旋转，同步齿轮4带动螺纹套2旋转，螺纹套2在螺纹滑轨7的螺纹外壁的作用下沿螺纹滑轨7的长度方向向下位移，螺纹套2向下拉动滑块12，使滑块12与螺纹套2同步位移，其滑块12内壁的滑动平面19沿螺纹滑轨7的C轮廓开口侧端面30滑动，滑动平面19上的凸台9带动同步齿轮轴8和同步齿轮4同步向下运动；同步齿轮4的啮合面在做正常的齿轮啮合运动的同时，还沿同步齿轮4轴线方向做滑移运动；最终滑块12带动升降平台11向下位移。
以上所述仅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 (7)

1.一种高精度升降平台，其特征在于：包括支撑脚(19)、工作平台(18)、升降平台(11)、滑块(12)、滑轨(27)、电机(20)、顶座(15)和顶座支撑柱(16)；所述顶座(15)通过顶座支撑柱(16)平行设置在工作平台(11)上方；所述升降平台(11)平行设置在工作平台(11)和顶座(15)之间；两所述滑块(12)固定设置在升降平台(11)两侧；两滑轨(27)并列竖直设置在在工作平台(11)和顶座(15)之间，滑轨(27)驱动滑块(12)并带动升降平台(11)一同上下位移；所述电机(20)设置在工作平台(18)下侧，且电机(20)与滑轨(27)驱动连接；所述支撑脚(19)设置在工作平台(18)下侧。
2.根据权利要求1所述的一种高精度升降平台，其特征在于：所述滑轨(27)包括螺纹滑轨(7)、螺纹套(2)和螺纹套驱动单元；所述螺纹滑轨(7)为内部空心的C形管结构，其C形管外壁为螺纹壁，两螺纹滑轨(7)竖直固定设置在工作平台(18)上，且两螺纹滑轨(7)的C形开口端相对设置；所述滑块(12)套设在螺纹滑轨(7)的螺纹外壁上，且滑块(12)内壁的的圆弧面(21)与螺纹滑轨(7)外壁的螺纹面间隙设置，滑块(12)内壁的滑动平面(19)与螺纹滑轨(7)的C轮廓开口侧端面(30)滑动接触；所述螺纹套(2)套设在螺纹滑轨(7)上，螺纹套(2)的内螺纹壁(5)与螺纹滑轨(7)螺纹连接，螺纹套(2)的上端与滑块(12)的下端通过滚珠轴承(1)转动连接；所述螺纹套驱动单元设置在螺纹滑轨(7)内侧，螺纹套驱动单元驱动螺纹套(2)旋转。
3.根据权利要求2所述的一种高精度升降平台，其特征在于：所述螺纹滑轨(7)的C轮廓开口侧端面(30)的两侧设有两平行条形滑槽(26)，其条形滑槽(26)的长度方向与螺纹滑轨(7)方向平行；滑块(12)内壁的滑动平面(19)上的两侧突出两平行滑台(25)，其滑台(25)滑动设置在条形滑槽(26)中。
4.根据权利要求2所述的一种高精度升降平台，其特征在于：所述滚珠轴承(1)的外圈(22)与螺纹套(2)的上端固定连接，滚珠轴承(1)的内圈(10)与滑块(12)的下端固定连接。
5.根据权利要求2所述的一种高精度升降平台，其特征在于：所述螺纹套驱动单元包括齿轮轴(6)、同步齿轮(4)和同步齿轮轴(8)；滑块(12)内壁的滑动平面(19)中部设置有凸台(9)，该凸台(9)通过螺纹滑轨(7)的C轮廓开口延伸至螺纹滑轨(7)内侧；所述同步齿轮轴(8)在螺纹滑轨(7)内侧，且同步齿轮轴(8)一端设置在凸台(9)上，同步齿轮轴(8)的长度方向与螺纹滑轨(7)长度方向平行；所述同步齿轮(4)在螺纹滑轨(7)内侧，且同步齿轮(4)转动设置在同步齿轮轴(8)另一端；螺纹套(2)的内螺纹壁(5)的左侧还同轴心设有内齿圈(3)，其中内齿圈(3)的内径大于内螺纹壁(5)内径，其内齿圈(3)与同步齿轮(4)啮合；所述齿轮轴(6)为横切面为齿轮轮廓的长轴结构，齿轮轴(6)穿设入螺纹滑轨(7)内侧，齿轮轴(6)长度方向与螺纹滑轨(7)平行，齿轮轴(6)与同步齿轮(4)啮合，转动齿轮轴(6)驱动同步齿轮(4)旋转，且同步齿轮(4)可在齿轮轴(6)的啮合处沿轴线方向滑移。
6.根据权利要求5所述的一种高精度升降平台，其特征在于：所述同步齿轮(4)的啮合面(38)上内嵌有若干活动滚珠(37)。
7.一种高精度升降平台的传动方法，其特征在于：
当升降平台需向上位移时，启动电机(20)，并驱动齿轮轴(6)正转，同时齿轮轴(6)驱动同步齿轮(4)旋转，同步齿轮(4)带动螺纹套(2)旋转，螺纹套(2)在螺纹滑轨(7)的螺纹外壁的作用下沿螺纹滑轨(7)的长度方向向上位移，螺纹套(2)推动滑块(12)，使滑块(12)与螺纹套(2)同步位移，其滑块(12)内壁的滑动平面(19)沿螺纹滑轨(7)的C轮廓开口侧端面(30)滑动，滑动平面(19)上的凸台(9)带动同步齿轮轴(8)和同步齿轮(4)同步向上运动；同步齿轮(4)的啮合面在做正常的齿轮啮合运动的同时，还沿同步齿轮(4)轴线方向做滑移运动；最终滑块(12)带动升降平台(11)向上位移；
当升降平台需向下位移时，启动电机(20)，并驱动齿轮轴(6)反转，同时齿轮轴(6)驱动同步齿轮(4)旋转，同步齿轮(4)带动螺纹套(2)旋转，螺纹套(2)在螺纹滑轨(7)的螺纹外壁的作用下沿螺纹滑轨(7)的长度方向向下位移，螺纹套(2)向下拉动滑块(12)，使滑块(12)与螺纹套(2)同步位移，其滑块(12)内壁的滑动平面(19)沿螺纹滑轨(7)的C轮廓开口侧端面(30)滑动，滑动平面(19)上的凸台(9)带动同步齿轮轴(8)和同步齿轮(4)同步向下运动；同步齿轮(4)的啮合面在做正常的齿轮啮合运动的同时，还沿同步齿轮(4)轴线方向做滑移运动；最终滑块(12)带动升降平台(11)向下位移。
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