CN107572435A - 提升执行器与提升装置 - Google Patents

Abstract

一种提升执行器，具有：螺母，其内表面具有第一螺旋槽；卷筒单元，其外表面具有第二螺旋槽，而可螺旋旋转地保持于第一螺旋槽上；传动单元，其具有至少一根传动轴，传动轴与卷筒单元的螺旋轴向平行，卷筒单元可滑动地保持于传动轴上，传动轴用于驱动卷筒单元旋转；缆绳，其单层地缠绕于第二螺旋槽内，一端自卷筒单元上伸出而形成用于连接负载的自由端；一种提升装置，包括驱动器与所述提升执行器：螺母保持固定，驱动器与传动单元的输入端通过转向轮组连接，驱动器与提升执行器位于转向轮组的同一侧。本发明提供了一种提升力铅垂稳定且结构紧凑的提升执行器与提升装置。

Description

提升执行器与提升装置

技术领域

本发明属于机械技术领域，具体地来说，是一种提升执行器与提升装置。

背景技术

提升装置是一种用于实现重物垂直提升的助力装置，极大地减轻了工人的劳动负担，避免了人力抬升可能发生的意外风险，因而日益受到人们的重视与欢迎。

目前的提升装置中，需要采用滑轮释放或收卷缠绕于其上的缆绳，以通过缆绳的伸缩收放而实现物体的移动提升。现有结构中，缆绳单层地缠绕于滑轮上，于滑轮表面形成水平排布的绳圈。随着滑轮的旋转，缆绳逐圈收放。

由于各圈缆绳水平位置的不同，收放时缆绳并未沿竖直方向张紧，出绳点具有水平方向的位置变化。继而，提升力与铅垂方向具有一定的夹角而引致摆动力矩，造成提升过程的摆动，容易因不稳而发生风险。这是现有结构无法解决的问题。此外，现有的提升装置还存在结构臃肿、体积庞大的问题。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种提升执行器与提升装置，提升力铅垂稳定且结构紧凑。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

一种提升执行器，具有：

螺母，其内表面具有第一螺旋槽；

卷筒单元，其外表面具有第二螺旋槽，而可螺旋旋转地保持于所述第一螺旋槽上；

传动单元，其具有至少一根传动轴，所述传动轴与所述卷筒单元的螺旋轴向平行，所述卷筒单元可滑动地保持于所述传动轴上，所述传动轴用于驱动所述卷筒单元旋转；

缆绳，其单层地缠绕于所述第二螺旋槽内，一端自所述卷筒单元上伸出而形成用于连接负载的自由端。

作为上述技术方案的改进，所述传动轴与所述卷筒单元组成滚动花键副：所述传动轴为花键轴，所述卷筒单元上具有花键套，所述花键套可滑动地保持于所述花键轴上。

作为上述技术方案的进一步改进，所述花键轴与所述卷筒单元具有共轴关系。

作为上述技术方案的进一步改进，所述传动单元具有至少两根平行布置的所述传动轴与联轴部：所述传动轴沿所述卷筒单元的旋转方向于360°内均匀分布，所述传动轴的输入端共同连接于所述联轴部上。

作为上述技术方案的进一步改进，所述传动轴与所述卷筒单元组成导轨副：

所述传动轴为直线轴，所述卷筒单元内部具有线性轴承，所述线性轴承可旋转并滑动地保持于所述直线轴上。

作为上述技术方案的进一步改进，所述卷筒单元包括一体连接的螺旋卷筒与所述线性轴承，所述螺旋卷筒的外表面具有所述第二螺旋槽。

作为上述技术方案的进一步改进，所述传动单元具有导向轴：

所述导向轴与所述卷筒单元具有共轴关系，所述卷筒单元可螺旋旋转地保持于所述导向轴上。

一种提升装置，包括驱动器与以上所述的提升执行器：

所述螺母保持固定，所述驱动器与所述传动单元的输入端通过转向轮组连接，所述驱动器与所述提升执行器位于所述转向轮组的同一侧。

作为上述技术方案的改进，所述转向轮组为齿轮传动组或者挠性传动组：

所述齿轮传动组具有保持啮合的主动齿轮与至少一个从动齿轮，所述主动齿轮与所述驱动器的输出端连接，所述从动齿轮与所述传动单元的输入端连接，所述主动齿轮与所述从动齿轮的轴向沿水平方向布置；

所述挠性传动组具有主动传动轮、至少一个从动传动轮及张紧于所述主动传动轮与所述从动轮上的挠性件，所述主动传动轮与所述驱动器的输出端连接，所述从动传动轮与所述传动单元的输入端连接，所述主动传动轮与所述从动传动轮的轴向沿水平方向布置。

作为上述技术方案的进一步改进，所述提升装置还具有导向轮：

其设于所述卷筒单元与所述缆绳的自由端之间，用于对所述缆绳的滑动提升进行导向限制，所述缆绳张紧于所述导向轮表面。

本发明的有益效果是：

(1)具有静止不动的螺母与可螺旋旋转地保持于螺母上的卷筒单元，于卷筒单元的螺旋运动过程中，卷筒单元具有宏观上的线性移动，使单层缠绕于卷筒单元表面的螺旋槽内的缆绳逐圈收放，出绳点与缆绳自由端始终处于同一铅垂线上，使缆绳的伸出段始终保持铅垂，使提升力铅垂稳定，不会发生摇晃或摆动风险；

(2)在螺母静止而卷筒单元螺旋旋转的结构下，提升执行器的有效长度可压缩至卷筒单元的轴向有效行程，使提升执行器具有十分突出的结构紧凑性。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本发明实施例1提供的提升执行器的第一示意图；

图2是本发明实施例1提供的提升执行器去除壳体后的示意图；

图3是本发明实施例1提供的提升执行器的第二示意图；

图4是本发明实施例1提供的提升执行器的第三示意图；

图5是图4中提升执行器的A-A剖视示意图；

图6是图5中提升执行器的M处放大示意图；

图7是本发明实施例1提供的提升装置的第一示意图；

图8是本发明实施例1提供的提升装置的第二示意图；

图9是本发明实施例1提供的提升装置的第三示意图；

图10是本发明实施例2提供的提升执行器的结构示意图；

图11是本发明实施例3提供的提升执行器的第一示意图；

图12是本发明实施例3提供的提升执行器去除壳体后的示意图；

图13是本发明实施例3提供的提升执行器的第二示意图；

图14是本发明实施例3提供的提升执行器的对剖示意图；

图15是本发明实施例3提供的提升装置的结构示意图；

图16是本发明实施例4提供的提升执行器的结构示意图。

主要元件符号说明：

1000-提升装置，0100-提升执行器，0110-螺母，0111-第一螺旋槽，0120-卷筒单元，0121-螺旋卷筒，0121a-第二螺旋槽，0122-线性轴承，0130-传动单元，0131-传动轴，0132-联轴部，0133-导向轴，0134-花键轴，0140-缆绳，0141-伸出段，0141a-自由端，0200-驱动器，0300-转向轮组，0310-主动传动轮，0320-从动传动轮，0330-挠性件，0340-张紧装置，0400-导向轮。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对提升执行器与提升装置进行更全面的描述。附图中给出了提升执行器与提升装置的优选实施例。但是，提升执行器与提升装置可以通过许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对提升执行器与提升装置的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在提升执行器与提升装置的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例1

请结合参阅图1～6，提升执行器0100包括螺母0110、卷筒单元0120、传动单元0130与缆绳0140，用以实现提升力的铅垂稳定，不致发生晃动而引致风险。提升执行器0100的具体结构详述如下。

螺母0110内表面具有第一螺旋槽0111，与卷筒单元0120形成运动配合关系。在本实施例中，螺母0110可以是多种结构形式，并固定连接于外部支架或壳体上，保持相对静止。

提升执行器0100还包括卷筒单元0120。卷筒单元0120的外表面具有第二螺旋槽0121a，第二螺旋槽0121a与第一螺旋槽0111相匹配，使卷筒单元0120可螺旋旋转地保持于第一螺旋槽0111上。第一螺旋槽0111与第二螺旋槽0121a的螺纹形状可以是多种形式，优选地，在本实施例中，二者均以丝杠螺纹的形式实施。区别于一般的丝杠传动形式，在此，螺母0110保持静止，而卷筒单元0120具有运动能力。

提升执行器0100还包括用于向卷筒单元0120输入动力的传动单元0130。传动单元0130具有至少一根传动轴0131，传动轴0131与卷筒单元0120的螺旋轴向平行，卷筒单元0120可滑动地保持于传动轴0131上，传动轴0131用于驱动卷筒单元0120旋转。

卷筒单元0120上附着有缆绳0140，具体地，缆绳0140单层地缠绕于第二螺旋槽0121a内，一端自卷筒单元0120上伸出而形成用于连接负载的自由端0141a。

在提升过程，自由端0141a用于连接作为负载的重物，使缆绳0140的伸出段0141保持张紧，以张紧力而抓紧重物。其中，缆绳0140的伸出段0141是指缆绳0140伸出于卷筒单元0120外部的段落。相应地，缆绳0140的自由端0141a位于缆绳0140的伸出段0141远离卷筒单元0120的一端末端。作为一个示范性的实施例，自由端0141a处可接入挂钩，用于吊挂重物，以改善挂物的稳定性。

此时，在传动单元0130的驱动下，卷筒单元0120于螺母0110上螺旋旋转地移动。同时，螺母0110保持不动，宏观上表现为卷筒单元0120的线性移动。在此过程中，缆绳0140随卷筒单元0120的螺旋旋转而逐圈收卷或释放。

换言之，需要收放的绳圈逐圈移动至出绳点，从而保证出绳点始终不动。其中，出绳点是指，缆绳0140的伸出段0141与卷筒单元0120的交点，亦即处于收放状态的绳圈与卷筒单元0120的交点。于是，缆绳0140的伸出段0141始终保持铅垂地张紧，而由张紧力提供的提升力亦得以保持铅垂分布。

兼之，采用螺母0110保持静止、卷筒单元0120螺旋旋转的结构形式，极大地压缩提升执行器0100的结构尺寸。一般地，提升执行器0100仅需提供相当于卷筒单元0120的两倍轴向有效行程的长度空间，即可实现缠绕于卷筒单元0120的缆绳0140的全长度收卷与释放，使提升执行器0100的结构紧凑性十分突出。其中，卷筒单元0120的轴向有效行程，是指卷筒单元0120缠绕有缆绳0140的卷筒段的轴向长度。

在一个示范性的实施例中，可以进一步增大卷筒单元0120的径向尺寸，则可进一步压缩卷筒单元0120的轴向尺寸，改善卷筒单元0120的径向与轴向匹配度，进一步增强提升执行器0100的结构紧凑性。

优选地，传动单元0130具有至少两根平行布置的传动轴0131与联轴部0132：

传动轴0131沿卷筒单元0120的旋转方向于360°内均匀分布，传动轴0131的输入端共同连接于联轴部0132上。

进一步优选，传动轴0131与卷筒单元0120组成导轨副。传动轴0131为直线轴，卷筒单元0120内部具有线性轴承0122，线性轴承0122可旋转并滑动地保持于直线轴上。

具体地，两根以上的传动轴0131经由同一联轴部0132驱动，具有绕卷筒单元0120的中心轴一体旋转的运动状态。多根传动轴0131共同对卷筒单元0120作用而施加切向力，使卷筒单元0120具有绕其中心轴的旋转运动趋势。

由于第一螺旋槽0111与第二螺旋槽0121a的配合导向，卷筒单元0120于第一螺旋槽0111上发生螺旋旋转运动。同时，线性轴承0122与直线轴之间的导轨副，其实质为移动副，卷筒单元0120通过线性轴承0122而实现线性移动。

其中，传动轴0131可以具有多种形状，如圆柱轴、方轴、异形轴等，在本实施例中，优选地，传动轴0131为圆柱轴。进一步地，传动轴0131优选为直线光轴，直线光轴是具有滑动轴承的引导作用，可使实行直线运动的产品。

优选地，卷筒单元0120包括一体连接的螺旋卷筒0121与线性轴承0122，螺旋卷筒0121的外表面具有第二螺旋槽0121a。

具体地，螺旋卷筒0121通过第二螺旋槽0121a而可螺旋旋转地保持于螺母0110上。螺旋卷筒0121与线性轴承0122一体连接，而使螺旋卷筒0121具有的螺旋旋转与线性轴承0122具有的线性运动结合为一体，实现卷筒单元0120的螺旋式旋转移动。

请结合参阅图7～9，本实施例提供的提升装置1000，包括驱动器0200与前述的提升执行器0100。

具体地，在一个示范性的实施例中，提升装置1000可以包括机架。螺母0110连接于机架上而保持固定，换言之，螺母0110不发生相对运动，而发挥导向基座的作用。

提升装置1000还包括转向轮组0300，用于将驱动器0200的输出动力传递于提升执行器0100。具体地，驱动器0200与传动单元0130的输入端通过转向轮组0300连接，驱动器0200的输出动力经转向轮组0300以及传动单元0130而输入提升执行器0100，以驱动提升执行器0100执行提升动作。

同时，驱动器0200与提升执行器0100位于转向轮组0300的同一侧。具体地，转向轮组0300的输入端与输出端均位于转向轮组0300的同一侧，使驱动器0200与提升执行器0100形成堆叠式结构，避免一字式排布结构的结构臃肿庞大。简言之，转向轮组0300具有平行转置的明显作用。结合前述提升执行器0100本身的结构紧凑性，提升装置1000具有提升力铅垂稳定、结构紧凑小巧的突出优点。在一个示范性的实施例中，转向轮组0300亦可具有调速功能。其中，驱动器0200可以是电动机、液压马达、曲柄连杆机构等可实现旋转输出的结构形式。

优选地，转向轮组0300为齿轮传动组或者挠性传动组：

齿轮传动组具有保持啮合的主动齿轮与至少一个从动齿轮，主动齿轮与驱动器0200的输出端连接，从动齿轮与传动单元0130的输入端连接，主动齿轮与从动齿轮的轴向沿水平方向布置；

挠性传动组具有主动传动轮0310、至少一个从动传动轮0320及张紧于主动传动轮0310与从动轮上的挠性件0330，主动传动轮0310与驱动器0200的输出端连接，从动传动轮0320与传动单元0130的输入端连接，主动传动轮0310与从动传动轮0320的轴向沿水平方向布置。

其中，挠性传动关系是一种常见的机械传动，通常由两个或多个传动轮与挠性件0330组成，通过挠性件0330在传动轮之间传递运动与动力。根据挠性件0330的类型不同，挠性传动主要有带传动、链传动和绳传动，传动轮分别为带轮、链轮和绳轮，挠性件0330分别为传动带、传动链和传动绳。

在一个示范性的实施例中，根据齿轮传动组或者挠性传动组的传动比不同，转向轮组0300即可起到相应的调速作用，以将驱动器0200的输出转速调整至提升执行器0100所需的转速。

进一步优选，转向轮组0300还具有张紧装置0340，用于使挠性件0330始终张紧于转动传动轮0310与从动传动轮0320上。具体地，张紧装置0340可以是张紧轮等多种形式。

优选地，提升装置1000还具有导向轮0400。导向轮0400设于卷筒单元0120与缆绳0140的自由端0141a之间，用于对缆绳0140的移动过程进行方向引导，并在一定程度上起到省力的作用。优选地，缆绳0140张紧于导向轮0400表面。

实施例2

本实施例与实施例1的区别在于，在本实施例中，传动单元0130仅采用一根传动轴0131与一根导向轴0133的组合而实现传动。

请结合参阅图10，具体地，导向轴0133与卷筒单元0120具有共轴关系，卷筒单元0120可螺旋旋转地保持于导向轴0133上。如前所述，传动轴0131与卷筒单元0120的螺旋轴向平行，卷筒单元0120可滑动地保持于传动轴0131上。

在一个示范性的实施例中，导向轴0133直连于联轴部0132上。进一步地，导向轴0133远离卷筒单元0133的一端，作为传动单元0130的输入端而出现。在此，导向轴0133具有自转能力，并带动联轴部0132旋转。进而，连接于联轴部0132上的传动轴0131绕导向轴0133而具有公转类型的整体转动，多根传动轴0131共同作用而驱动卷筒单元0120发生螺旋旋转。

实施例3

本实施例与实施例1的区别在于，在本实施例中，传动单元0130采用至少两根传动轴0131，并具有导向轴0133。

请结合参阅图11～15，导向轴0133与卷筒单元0120具有共轴关系，卷筒单元0120可螺旋旋转地保持于导向轴0133上。如前所述，传动轴0131与卷筒单元0120的螺旋轴向平行，卷筒单元0120可滑动地保持于传动轴0131上。

具体地，两根以上的传动轴0131经由同一联轴部0132驱动，具有绕卷筒单元0120的中心轴一体旋转的运动状态。多根传动轴0131共同对卷筒单元0120作用而施加切向力，使卷筒单元0120具有绕其中心轴的旋转运动趋势。

在一个示范性的实施例中，导向轴0133直连于联轴部0132上，并处于传动轴0131的分布圆周的中心处。在此，导向轴0133具有自转能力，并带动联轴部0132旋转。进而，连接于联轴部0132上的传动轴0131绕导向轴0133而具有公转类型的整体转动，多根传动轴0131共同作用而驱动卷筒单元0120发生螺旋旋转。多根传动轴0131与导向轴0133的共同作用，使传动的平稳性与定心效果更佳。

实施例4

本实施例与实施例1的区别在于，在本实施例中，传动单元0130采用滚动花键副的传动方式。

请结合参阅图16，在本实施例提供的提升执行器0100与提升装置1000中，传动轴0131与卷筒单元0120组成滚动花键副。其中，传动轴0131为花键轴0134，卷筒单元0120上具有花键套，花键套可滑动地保持于花键轴0134上。

在一个具体的实施例中，花键套与花键轴0134之间设有滚珠与循环装置。通过滚珠的点接触，花键套可于花键轴0134上发生直线运动而传递扭矩。滚动花键副以滚动方式实现，具有较小的摩擦力。滚动花键副还具有较紧凑的结构，能够传递超额的载荷及动力，并且具有较长的寿命。

优选地，花键轴0134与卷筒单元0120具有共轴关系，避免发生偏心力矩而影响传动与运动。

在这里示出和描述的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种提升执行器，其特征在于，具有：

螺母，其内表面具有第一螺旋槽；

卷筒单元，其外表面具有第二螺旋槽，而可螺旋旋转地保持于所述第一螺旋槽上；

传动单元，其具有至少一根传动轴，所述传动轴与所述卷筒单元的螺旋轴向平行，所述卷筒单元可滑动地保持于所述传动轴上，所述传动轴用于驱动所述卷筒单元旋转；

缆绳，其单层地缠绕于所述第二螺旋槽内，一端自所述卷筒单元上伸出而形成用于连接负载的自由端。

2.根据权利要求1所述的提升执行器，其特征在于，所述传动轴与所述卷筒单元组成滚动花键副：所述传动轴为花键轴，所述卷筒单元上具有花键套，所述花键套可滑动地保持于所述花键轴上。

3.根据权利要求2所述的提升执行器，其特征在于，所述花键轴与所述卷筒单元具有共轴关系。

4.根据权利要求1所述的提升执行器，其特征在于，所述传动单元具有至少两根平行布置的所述传动轴与联轴部，所述传动轴沿所述卷筒单元的旋转方向于360°内均匀分布，所述传动轴的输入端共同连接于所述联轴部上。

5.根据权利要求4所述的提升执行器，其特征在于，所述传动轴与所述卷筒单元组成导轨副：所述传动轴为直线轴，所述卷筒单元内部具有线性轴承，所述线性轴承可旋转并滑动地保持于所述直线轴上。

6.根据权利要求5所述的提升执行器，其特征在于，所述卷筒单元包括一体连接的螺旋卷筒与所述线性轴承，所述螺旋卷筒的外表面具有所述第二螺旋槽。

7.根据权利要求1所述的提升执行器，其特征在于，所述传动单元具有导向轴，所述导向轴与所述卷筒单元具有共轴关系，所述卷筒单元可螺旋旋转地保持于所述导向轴上。

8.一种提升装置，其特征在于，包括驱动器与权利要求1-7任一项所述的提升执行器，所述螺母保持固定，所述驱动器与所述传动单元的输入端通过转向轮组连接，所述驱动器与所述提升执行器位于所述转向轮组的同一侧。

9.根据权利要求8所述的提升装置，其特征在于，所述转向轮组为齿轮传动组或挠性传动组：

所述齿轮传动组具有保持啮合的主动齿轮与至少一个从动齿轮，所述主动齿轮与所述驱动器的输出端连接，所述从动齿轮与所述传动单元的输入端连接，所述主动齿轮与所述从动齿轮的轴向沿水平方向布置；

所述挠性传动组具有主动传动轮、至少一个从动传动轮及张紧于所述主动传动轮与所述从动轮上的挠性件，所述主动传动轮与所述驱动器的输出端连接，所述从动传动轮与所述传动单元的输入端连接，所述主动传动轮与所述从动传动轮的轴向沿水平方向布置。

10.根据权利要求8所述的提升装置，其特征在于，所述提升装置还具有导向轮，其设于所述卷筒单元与所述缆绳的自由端之间，用于对所述缆绳的滑动提升进行导向限制，所述缆绳张紧于所述导向轮表面。