CN107445102A - 一种剪叉式螺旋升降平台 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种剪叉式螺旋升降平台，包括载物台，还包括安装在地面上且用以支撑载物台的螺旋升降机、用于驱动螺旋升降机运动的驱动装置、用以控制驱动装置工作的控制器，所述载物台上还安装有固定在地面上的用以辅助支撑载物台的剪叉式伸缩支架。本发明结构设计巧妙，利用弹簧扁平带与齿型弹簧条的咬合构成螺旋升降的柱体，从而驱使载物台上下升降，并在升降同时利用剪叉式伸缩支架实现对载物台辅助支撑，提高了整体的稳定性和安全性；采用螺旋升降的方式实现了舞台台面的升降运动，空间结构紧凑，解决了传统的升降机构占据较大的空间尺寸的技术难题，而且举升力不会因举升的高度的增加而突然变小，稳定性较高，安全性能高。

Description

一种剪叉式螺旋升降平台
技术领域
本发明涉及升降设备技术领域，具体的说是一种剪叉式螺旋升降平台。
背景技术
在升降器材技术领域中，常见的驱动方式有液压、气压、螺杆等，实现了升降的功能，但是这些传统的的升降设备在上升过程中，随着高度的升高其举升重量会渐渐变小，而且本体高度随着举升高度的上升而更高，局限性较大。在特定狭小空间内安装以及本体高度要求不能太高的环境中无法找到可以满足这类要求的升降机，通常高度可以提上去，那么升降机本体也要相应高上去很多才能实现其功能,而且要带动载重型的物体，那么升降机本体一定要相当庞大而且还要加固举升架才能满足要求，部分升降系统还要挖较深的坑来放入大体积的升降机，增加施工难度、延长施工交期，液压方式是时间长了就会开始密封部位漏油现象是普遍的，带来维护次数多、维护麻烦；升降自动控制方面缺乏精确度的现况，螺杆式升降设备是举升重量以及举升速度明显下降，也同样上升多高本体高度要跟着上升并固定的缺点。
因此，现有的升降设备已经不能满足人们的使用需求，迫切需求一种新的升降设备。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种剪叉式螺旋升降平台。
本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种剪叉式螺旋升降平台，包括载物台，还包括安装在地面上且用以支撑载物台的螺旋升降机、用于驱动螺旋升降机运动的驱动装置、用以控制驱动装置工作的控制器，所述载物台上还安装有固定在地面上的用以辅助支撑载物台的剪叉式伸缩支架。
所述载物台上安装有与控制器相连的位置传感器、重力传感器。
所述地面安装有用以对载物台下限位的防过低装置。
所述螺旋升降机包括固定式底座、绕着固定式底座旋转的平台、安装在平台上的收纳盒、存储在收纳盒内的弹簧扁平带、装在固定式底座内且与弹簧扁平带配合构成螺旋柱体的齿型弹簧条、安装在平台上用于束缚齿型弹簧条升降或收缩运动的带轨道举升机构、用于使弹簧扁平带与齿型弹簧条咬合的轨道导向架。
所述驱动装置包括电机、安装在电机上安装有蜗杆，所述蜗杆与螺旋升降机配合实现动力传递。
所述弹簧扁平带上沿着弹簧扁平带的长度方向设有若干排均匀分布的带孔；所述齿型弹簧条上均匀的设置有可与带孔对应咬合的齿。
所述带轨道举升机构包括举升柱体，在举升柱体上沿着自身的轴线方向设有用于对齿型弹簧条升降进行导向的且构成双排螺旋排列的限位滚柱。
所述轨道导向架包括四根导向支架，在第一个导向支架上设有用以挤压弹簧扁平带使弹簧扁平带与齿型弹簧条咬合的三个卡块，其余三个导向支架按照顺时针方向分别依次设有两个卡块、两个卡块、一个卡块，所述卡块错开弹簧扁平带1上与齿型弹簧条咬合部位并与弹簧扁平带的外侧面相抵。
所述固定式底座包括升降机构底座、通过转动副竖直安装在升降机构底座上端的受力支撑桶体、用于限制齿型弹簧条回转自由度的若干个固定托架。
进一步的，所述平台上开设有供齿型弹簧条升降时穿过的让位槽。
进一步的，所述轨道导向架包括沿着圆周方向分布的若干个导向支架、安装在对应的导向支架上形成螺距与螺旋柱体相同且用以挤压弹簧扁平带使弹簧扁平带与齿型弹簧条咬合的若干个卡块。
作为本发明的另一种改进，所述轨道导向架包括与带轨道举升机构同轴分布且呈非封闭环状的外架、沿着外架的内侧壁均匀螺旋分布且螺距与螺旋柱体的螺距相同的若干个挡块。
本发明的有益效果是：本发明结构设计巧妙，利用弹簧扁平带与齿型弹簧条的咬合构成螺旋升降的柱体，从而驱使载物台上下升降，并在升降同时利用剪叉式伸缩支架实现对载物台辅助支撑，提高了整体的稳定性和安全性；采用螺旋升降的方式实现了舞台台面的升降运动，空间结构紧凑，解决了传统的升降机构占据较大的空间尺寸的技术难题，而且举升力不会因举升的高度的增加而突然变小，稳定性较高，安全性能高。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的螺旋升降机的一种实施方式的立体结构示意图；
图3为本发明的螺旋升降机的一种实施方式的内部结构示意图；
图4为本发明的螺旋升降机的一种实施方式的俯视图；
图5为本发明的螺旋升降机的一种实施方式的俯视透视图；
图6为本发明的螺旋升降机的一种实施方式去除固定式底座后的主视透视图；
图7为本发明的螺旋升降机的一种实施方式收纳盒托架的结构示意图；
图8为本发明的驱动装置与螺旋升降机配合时的结构示意图；
图9为本发明的螺旋升降机的另一种实施方式的立体结构示意图；
图10为本发明的螺旋升降机的另一种实施方式的主视图；
图11为本发明的螺旋升降机的另一种实施方式的半剖视图；
图12为本发明的螺旋升降机的另一种实施方式的全剖视图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面对本发明进一步阐述。
如图1至图8所示，一种剪叉式螺旋升降平台，包括载物台21，还包括安装在地面17上且用以支撑载物台21的螺旋升降机18、用于驱动螺旋升降机18运动的驱动装置19、用以控制驱动装置19工作的控制器，所述载物台21上还安装有固定在地面17上的用以辅助支撑载物台21的剪叉式伸缩支架。驱动装置19驱使对应的螺旋升降机18转动，进而带动载物台21上下升降，以满足载物台21的使用需求；采用剪叉式伸缩支架可以在升降过程中起到辅助支撑的作用，极大的提高了安全性。本发明在螺旋升降机18完全收起后，空间高度可以降至很低，极大的节省了空间，无需像传统的液压缸式升降设备占据较大的空间尺寸，也降低了设备制造和维护成本。
剪叉式伸缩支架技术成熟，结构强度高、稳定性好。
所述载物台21上安装有与控制器相连的位置传感器22、重力传感器23。
所述地面17安装有用以对载物台21下限位的防过低装置24。
本发明采用重力传感器23检测承载的重量，以防止超重；采用位置传感器22用以测量升降时的高度；采用防过低装置24能防止载物台21向下越过下极限位置后对螺旋升降机18本身造成破坏，起到了安全防护的作用。
所述控制器为PLC。
所述防过低装置28为立柱。
本发明的螺旋升降机18有两种实施方式，分别如下：
实施例一：
如图1至图7所示，所述螺旋升降机18包括固定式底座、绕着固定式底座旋转的平台、安装在平台上的收纳盒6、存储在收纳盒6内的弹簧扁平带1、装在固定式底座内且与弹簧扁平带1配合构成螺旋柱体的齿型弹簧条2、安装在平台上用于束缚齿型弹簧条2升降或收缩运动的带轨道举升机构3、用于使弹簧扁平带1与齿型弹簧条2咬合的轨道导向架4。驱动装置19驱使平台转动，进而带动带轨道举升机构3转动，带轨道举升机构3使齿型弹簧条2在带轨道举升机构3的导向作用下升降，并同步牵引弹簧扁平带1螺旋攀升，在轨道导向架4的挤推作用下弹簧扁平带1与齿型弹簧条2咬合并形成螺旋上升的柱体。
所述驱动装置19包括电机25、安装在电机25上安装有蜗杆26，所述蜗杆26与螺旋升降机19配合实现动力传递。
所述弹簧扁平带1上沿着弹簧扁平带1的长度方向设有若干排均匀分布的带孔1a；所述齿型弹簧条2上均匀的设置有可与带孔1a对应咬合的齿2a。齿型弹簧条2在上升的过程中不断的使新的齿2a咬合进弹簧扁平带1上新的带孔1a内，即可实现螺旋柱体的不断攀升。
所述带轨道举升机构3包括举升柱体3a，在举升柱体3a上沿着自身的轴线方向设有用于对齿型弹簧条2升降进行导向的且构成双排螺旋排列的限位滚柱3b。双排螺旋排列上的两个成对配合的限位滚柱3b之间的间距大于齿型弹簧条2的厚度。所述齿型弹簧条2在举升柱体3a的旋转力带动下沿着双排螺旋排列的限位滚柱3b向上提升。本发明采用了双排螺旋排列的限位滚柱3b对齿型弹簧条2进行升降的导向，有效的防止了齿型弹簧条2在升降过程中的晃动和错位，保证了运动的精确性和稳定性，这样才能使齿2a与带孔1a对应咬合。
所述举升柱体3a安装在受力支撑桶体5上端，所述限位滚柱3b均可绕着与举升柱体3a的连接处转动。
进一步的，所述限位滚柱3b为滚子轴承。
所述轨道导向架4包括沿着圆周方向分布的若干个导向支架4a、安装在对应的导向支架4a上形成螺距与螺旋柱体相同且用以挤压弹簧扁平带1使弹簧扁平带1与齿型弹簧条2咬合的若干个卡块4b。所述卡块4b错开弹簧扁平带1上与齿型弹簧条2咬合部位并与弹簧扁平带1的外侧面相抵，利用卡块4b即可使弹簧扁平带1逐步靠近齿型弹簧条2并最终使弹簧扁平带1与齿型弹簧条2咬合在一起。
进一步的，每个导向支架4a上安装的卡块4b数量为两个或者三个。
所述固定式底座包括升降机构底座10、通过转动副竖直安装在升降机构底座10上端的受力支撑桶体5、用于限制齿型弹簧条2回转自由度的若干个固定托架11。本发明的固定托架11能防止齿型弹簧条2在升降的过程中进行回转，若齿型弹簧条2发生回转，会导致弹簧扁平带1与齿型弹簧条2只空转而不会有上升运动，即空转会导致无法实现升降功能。
所述平台包括安装在固定式底座上端且与收纳盒6之间可相对自由转动的收纳盒托架7、安装在收纳盒托架7下端面的驱动力输入机构8。驱动电机18驱使驱动力输入机构8，从而带动收纳盒托架7，即可带动带轨道举升机构3转动。
所述驱动力输入机构8为蜗轮。
所述收纳盒托架7上开设有供齿型弹簧条2升降时穿过的让位槽15，这样才能保证齿型弹簧条2的升降运动与收纳盒托架7的回转运动不干涉，结构设计合理。
所述收纳盒托架7上端沿着圆周方向均匀的设置有若干个用于与收纳盒6底部配合的收纳盒底部轴承座14。所述收纳盒6的圆周方向上均匀的布置有若干个安装在收纳盒托架7上端的收纳盒外部轴承架13。这样的结构设计的好处是：保证收纳盒6可以随弹簧扁平带1的弹性力量随意转动。
所述齿型弹簧条2叠放成的柱形的轴线与受力支撑桶体5的轴线重合。本发明的齿型弹簧条2叠放在一起后，每一个螺距上的齿2a与相邻的螺距上的同位置的齿在竖直方向上重合，这样即齿型弹簧条2叠放在一起后的齿2a构成了一列列竖直排布的长条，再通过固定托架11卡在长条与长条之间，即可防止齿型弹簧条2在升降的过程中进行回转。
所述螺旋柱体的上端连接有升降体顶部固定夹头9，在升降体顶部固定夹头9的上端与载物台21相连。
所述升降机构底座10的上端安装有固定座16。
实施例二：
如图9至图12所示，所述螺旋升降机18包括固定式底座、绕着固定式底座旋转的平台、安装在平台上的收纳盒6、存储在收纳盒6内的弹簧扁平带1、装在固定式底座内且与弹簧扁平带1配合构成螺旋柱体的齿型弹簧条2、安装在平台上用于束缚齿型弹簧条2升降或收缩运动的带轨道举升机构3、用于使弹簧扁平带1与齿型弹簧条2咬合的轨道导向架4。驱动装置19驱使平台转动，进而带动带轨道举升机构3转动，带轨道举升机构3使齿型弹簧条2在带轨道举升机构3的导向作用下升降，并同步牵引弹簧扁平带1螺旋攀升，在轨道导向架4的挤推作用下弹簧扁平带1与齿型弹簧条2咬合并形成螺旋上升的柱体。
所述驱动装置19包括电机25、安装在电机25上安装有蜗杆26，所述蜗杆26与螺旋升降机19配合实现动力传递。
所述弹簧扁平带1上沿着弹簧扁平带1的长度方向设有若干排均匀分布的带孔1a；所述齿型弹簧条2上均匀的设置有可与带孔1a对应咬合的齿2a。齿型弹簧条2在上升的过程中不断的使新的齿2a咬合进弹簧扁平带1上新的带孔1a内，即可实现螺旋柱体的不断攀升。
所述带轨道举升机构3包括举升柱体3a，在举升柱体3a上沿着自身的轴线方向设有用于对齿型弹簧条2升降进行导向的且构成双排螺旋排列的限位滚柱3b。双排螺旋排列上的两个成对配合的限位滚柱3b之间的间距大于齿型弹簧条2的厚度。所述齿型弹簧条2在举升柱体3a的旋转力带动下沿着双排螺旋排列的限位滚柱3b向上提升。本发明采用了双排螺旋排列的限位滚柱3b对齿型弹簧条2进行升降的导向，有效的防止了齿型弹簧条2在升降过程中的晃动和错位，保证了运动的精确性和稳定性，这样才能使齿2a与带孔1a对应咬合。
所述举升柱体3a安装在受力支撑桶体5上端，所述限位滚柱3b均可绕着与举升柱体3a的连接处转动。
进一步的，所述限位滚柱3b为滚子轴承。
所述轨道导向架4包括与带轨道举升机构3同轴分布且呈非封闭环状的外架4c、沿着外架4c的内侧壁均匀螺旋分布且螺距与螺旋柱体的螺距相同的若干个挡块4d。
进一步的，所述挡块4d错开弹簧扁平带1上与齿型弹簧条2咬合部位并与弹簧扁平带1的外侧面相抵，利用挡块4d即可使弹簧扁平带1逐步靠近齿型弹簧条2并最终使弹簧扁平带1与齿型弹簧条2咬合在一起。
所述外架4c上设有缺口102，在轨道导向架4转动的过程中，处于收纳盒6内的弹簧扁平带1可穿过缺口102进入到轨道导向架4内，从而与齿型弹簧条2进行咬合，结构设计合理，不会在运动过程中造成干涉。
所述固定式底座包括升降机构底座10、通过转动副竖直安装在升降机构底座10上端的受力支撑桶体5。
所述平台的下端设有与固定式底座的受力支撑桶体5相连且用以将处于叠放状态的齿型弹簧条2罩住的外罩架101。
所述平台包括通过外罩架101安装在固定式底座上端且与收纳盒6之间可相对自由转动的收纳盒托架7、安装在收纳盒托架7下端面的驱动力输入机构8。驱动电机18驱使驱动力输入机构8，从而带动收纳盒托架7，即可带动带轨道举升机构3转动。
所述驱动力输入机构8为蜗轮。
所述收纳盒托架7上端沿着圆周方向均匀的设置有若干个用于与收纳盒6底部配合的收纳盒底部轴承座14。所述收纳盒6的圆周方向上均匀的布置有若干个安装在收纳盒托架7上端的收纳盒外部轴承架13。这样的结构设计的好处是：保证收纳盒6可以随弹簧扁平带1的弹性力量随意转动。
所述齿型弹簧条2叠放成的柱形的轴线与受力支撑桶体5的轴线重合。本发明的齿型弹簧条2叠放在一起后，每一个螺距上的齿2a与相邻的螺距上的同位置的齿在竖直方向上重合，这样即齿型弹簧条2叠放在一起后的齿2a构成了一列列竖直排布的长条。
所述螺旋柱体的上端连接有升降体顶部固定夹头9，在升降体顶部固定夹头9的上端与载物台21相连。
工作时，启动PLC，控制电机25运转，进而利用弹簧扁平带1与齿型弹簧条2咬合并形成螺旋上升的柱体，从而将载物台21托起，并在载物台21升降的过程中利用剪叉式伸缩支架进行辅助支撑，提高了装置的稳定性；升降过程中，位置传感器22、重力传感器23会实时的反馈信号给PLC，以方便PLC做出进一步控制，自动化和智能化程度高；同时，采用了防过低装置24有助于进一步提升装置的安全性。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种剪叉式螺旋升降平台，包括载物台(21)，其特征在于：还包括安装在地面(17)上且用以支撑载物台(21)的螺旋升降机(18)、用于驱动螺旋升降机(18)运动的驱动装置(19)、用以控制驱动装置(19)工作的控制器，所述载物台(21)上还安装有固定在地面(17)上的用以辅助支撑载物台(21)的剪叉式伸缩支架。
2.根据权利要求1所述的一种剪叉式螺旋升降平台，其特征在于：所述载物台(21)上安装有与控制器相连的位置传感器(22)、重力传感器(23)。
3.根据权利要求1所述的一种剪叉式螺旋升降平台，其特征在于：所述地面(17)安装有用以对载物台(21)下限位的防过低装置(24)。
4.根据权利要求1所述的一种剪叉式螺旋升降平台，其特征在于：所述螺旋升降机(18)包括固定式底座、绕着固定式底座旋转的平台、安装在平台上的收纳盒(6)、存储在收纳盒(6)内的弹簧扁平带(1)、装在固定式底座内且与弹簧扁平带(1)配合构成螺旋柱体的齿型弹簧条(2)、安装在平台上用于束缚齿型弹簧条(2)升降或收缩运动的带轨道举升机构(3)、用于使弹簧扁平带(1)与齿型弹簧条(2)咬合的轨道导向架(4)。
5.根据权利要求1所述的一种剪叉式螺旋升降平台，其特征在于：所述驱动装置(19)包括电机(25)、安装在电机(25)上安装有蜗杆(26)，所述蜗杆(26)与螺旋升降机(19)配合实现动力传递。
6.根据权利要求4所述的一种剪叉式螺旋升降平台，其特征在于：所述弹簧扁平带(1)上沿着弹簧扁平带(1)的长度方向设有若干排均匀分布的带孔(1a)；所述齿型弹簧条(2)上均匀的设置有可与带孔(1a)对应咬合的齿(2a)。
7.根据权利要求4所述的一种剪叉式螺旋升降平台，其特征在于：所述带轨道举升机构(3)包括举升柱体(3a)，在举升柱体(3a)上沿着自身的轴线方向设有用于对齿型弹簧条(2)升降进行导向的且构成双排螺旋排列的限位滚柱(3b)。
8.根据权利要求4所述的一种剪叉式螺旋升降平台，其特征在于：所述平台包括安装在固定式底座上端且与收纳盒(6)之间可相对自由转动的收纳盒托架(7)、安装在收纳盒托架(7)下端面的驱动力输入机构(8)。
9.根据权利要求4所述的一种剪叉式螺旋升降平台，其特征在于：所述轨道导向架(4)包括沿着圆周方向分布的若干个导向支架(4a)、安装在对应的导向支架(4a)上形成螺距与螺旋柱体相同且用以挤压弹簧扁平带(1)使弹簧扁平带(1)与齿型弹簧条(2)咬合的若干个卡块(4b)。
10.根据权利要求4所述的一种剪叉式螺旋升降平台，其特征在于：所述轨道导向架(4)包括与带轨道举升机构(3)同轴分布且呈非封闭环状的外架(4c)、沿着外架(4c)的内侧壁均匀螺旋分布且螺距与螺旋柱体的螺距相同的若干个挡块(4d)。
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