CN107651624A - 三综合试验箱用升降框架 - Google Patents

Abstract

三综合试验箱用升降框架，其特征在于：包括至少四个竖直设置的支撑柱、横梁以及同步驱动机构；支撑柱包括固定柱、滑动柱、丝杆螺母传动机构以及导向机构；固定柱固定安装在地基或基座上，滑动柱在竖直方向上通过导向机构与固定柱滑动连接；滑动柱与箱体固定连接；同步驱动机构包括驱动电机、减速器以及同步传动机构；导向机构包括导轨以及导轮组，导轨竖直设置，导轮组从导轨两侧夹持配合，一者安装在固定柱上，另一者安装在滑动柱上；导轮组包括第一导轮、第二导轮以及偏心轮，第二导轮中心轴装配并定位在偏心轮上，第一导轮中心轴安装在滑动柱或固定柱上。本发明既用于试验箱承载，又用于升降，体积较小，升降时同步性和导向稳定可靠性好。

Description

三综合试验箱用升降框架

技术领域

本发明涉及环境试验设备领域，具体涉及一种三综合试验箱用升降框架。

背景技术

三综合环境试验系统是在有效的空间范围内模拟出自然环境（振动、温度、湿度组合），然后检测被试件的各项性能指标，三综合环境试验系统被广泛的应用于航空航天产品、信息电子仪器仪表、材料、电工、各种电子元器件等相关领域。被试件一般仅能够在多综合环境试验系统试验箱中进行温度、湿度的试验，在进行振动试验时需要将试验箱放在振动台上进行水平或垂直振动。为了适应不同高度的振动台，需要升降试验箱至振动台上。现有技术中的试验箱上具有内外两层框架，例如中国专利CN105107556B公开了一种能够自动换板的多综合环境试验系统用试验箱，试验箱箱体上具有内框架和外支撑架，内框架用于试验箱箱体承载，外支撑架用于试验箱箱体升降及行走，这种内外双层框架俗称龙门架，内框架相对外支撑架进行升降，丝杆作为升降机构使试验箱的箱体同步升降，丝杆露在箱体外。这种内外双层框架结构较繁琐，装配也较繁琐，而且体积较大，占地面积大。为此，如果设计一种将原来的内外双层框架合二为一的升降框架，就可以达到减小整个试验箱体积的目的。但是，这种合二为一的升降框架的设计需要克服两方面的技术难题，一个方面是保证试验箱箱体在进行升降时同步性要好，另一个方面是保证试验箱箱体在升降时的导向刚性要好。

发明内容

本发明提供一种三综合试验箱用升降框架，其目的在于克服试验箱用升降框架在升降时的同步性和导向稳定可靠性的问题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种三综合试验箱用升降框架，针对三综合试验箱的箱体，设有用于升降所述箱体的升降框架，箱体安装于升降框架上；所述升降框架包括至少四个竖直设置的支撑柱、用于水平连接于各支撑柱之间的横梁以及同步驱动机构；

所述支撑柱包括固定柱、滑动柱、丝杆螺母传动机构以及导向机构；所述固定柱竖直设置，其下部固定安装在地基或基座上，所述滑动柱在竖直方向上通过所述导向机构与固定柱滑动连接；所述滑动柱与所述箱体固定连接；所述丝杆螺母传动机构由丝杆和螺母相配合构成，其中螺母与固定柱固定连接，丝杆的一端与螺母配合，丝杆的另一端作为升降驱动端；

所述同步驱动机构包括驱动电机、减速器以及同步传动机构，所述同步传动机构主要由蜗轮蜗杆传动机构或/和链轮链条传动机构组成，同步传动机构具有输入端和若干个同步输出端，驱动电机经减速器与输入端传动连接，每个同步输出端与一个对应的升降驱动端传动连接；

所述导向机构包括导轨以及导轮组，导轨竖直设置，导轮组从导轨两侧夹持配合，其中，导轨和导轮组两者中，一者安装在固定柱上，另一者安装在滑动柱上，以此构成滑动柱相对固定柱在竖直方向上的导向连接；所述导轮组包括竖直排列成一列的第一导轮、竖直排列成一列的第二导轮以及竖直排列成一列的偏心轮，其中，一列第一导轮位于所述导轨的一侧并与导轨滚动配合，一列第二导轮位于所述导轨的另一侧并与导轨滚动配合；所述第一导轮具有中心轴，第二导轮具有中心轴；所述偏心轮的数量与第二导轮的数量相同，偏心轮的外轮廓为圆或近似为圆，偏心轮上设有装配孔，所述装配孔的中心相对偏心轮的中心偏置，对应于偏心轮在安装偏心轮的滑动柱或固定柱上设有座孔；在装配状态下，偏心轮位于所述座孔中，偏心轮的外径与座孔的孔径间隙配合，第二导轮的中心轴通过所述装配孔装配并定位在所述偏心轮上，第一导轮的中心轴安装在滑动柱或固定柱上，当一列第一导轮贴靠于导轨的一侧时，转动调节各偏心轮能够迫使所述一列第二导轮紧靠在所述导轨另一侧上，偏心轮与座孔之间设有用于锁定偏心轮相对座孔转动的锁定结构。

上述技术方案中的有关内容解释如下：

1、上述方案中，所述同步驱动机构安装在所述升降框架顶部的横梁上。

2、上述方案中，所述蜗轮蜗杆传动机构是由蜗轮和蜗杆相配合构成。

3、上述方案中，所述导轨与所述固定柱或滑动柱之间设有导向限位板，该导向限位板上设有与所述第一导轮和第二导轮数量一致的安装孔，第一导轮的中心轴通过安装孔穿过所述导向限位板后安装在所述固定柱或滑动柱上，所述第二导轮的中心轴通过安装孔穿过所述导向限位板后装配并定位在所述偏心轮上，使得导向限位板的一面贴合在所述固定柱或滑动柱的内侧面上，导向限位板的另一面贴合在所述导轨上。

4、上述方案中，所述锁定结构是由螺钉和设置在所述偏心轮上的锁定孔组成，螺钉穿设在锁定孔内迫使偏心轮相对座孔固定。

5、上述方案中，所述偏心轮上还设有两个操作孔，所述操作孔用于插入工具使偏心轮转动。

6、上述方案中，每个所述固定柱上设有数量相同的多个同步位置检测孔，所述滑动柱上设有光电传感器。

7、上述方案中，当所述偏心轮的外轮廓为近似为圆时，近似为圆的情况可以是多边形，该多边形的外轮廓上的各点连接近似为圆，或者近似为圆为面积大于半圆的圆缺，总之，偏心轮的外轮廓一定满足偏心轮相对座孔转动的要求。圆缺，也即优弧弓。

8、上述方案中，所述箱体一般带有机组，即能够为模拟环境提供气压、温度或湿度的机组，例如制冷机组，总之，箱体是指三综合试验箱的整个箱体。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点和效果：

1、现有技术中的试验箱上具有内外两层框架，对于三综合试验箱的箱体来说，本发明的升降框架相当于将原来的内外两层框架合二为一，升降框架上具有几个能进行同步升降运动的支撑柱，支撑柱与试验箱箱体固定连接，相当于在试验箱箱体设有既可以支撑箱体又可以进行升降运动的支撑腿，也就是说，本发明的升降框架既用于试验箱箱体的承载，又用于试验箱箱体的升降，有效的减小了整个试验箱体积，节省了占地面积，整个三综合试验箱的外观精巧、美观。

2、本发明的升降框架在升降试验箱箱体时的升降同步性较好，升降框架中的同步驱动机构的结构设计为几个支撑柱提供同步的动力源，保证几个支撑柱升降的同步性。

3、本发明的升降框架在升降试验箱箱体时的导向刚性好，也即导向稳定可靠性好。在升降框架进行升降运动前，通过调节转动偏心轮，使导轮组紧靠在导轨两侧上，以保证升降框架升降时的导向稳定可靠性，进而保证了试验箱平稳上升或下降。

总之，本发明的升降框架既用于试验箱箱体的承载，又用于试验箱箱体的升降，其体积较小，也进一步减小了整个试验箱的体积，而且升降时的同步性和导向稳定可靠性好，保证了试验箱平稳上升或下降。

附图说明

附图1为本发明安装有升降框架的三综合试验箱的立体图；

附图2为本发明升降框架一侧视角的立体图；

附图3为本发明升降框架另一侧视角的立体图；

附图4为本发明升降框架的支撑柱的立体图；

附图5为本发明升降框架的支撑柱的爆炸图；

附图6为本发明升降框架的支撑柱的局部内部结构示意图；

附图7为本发明升降框架的支撑柱的结构示意图；

附图8为附图7的A-A处剖视图，表示偏心轮调节前的状态；

附图9为附图8在B处的放大示意图；

附图10为附图7的A-A处剖视图，表示偏心轮调节后的状态；

附图11为附图10在C处的放大示意图；

附图12为本发明升降框架中的偏心轮的结构示意图。

以上附图中：1、箱体；2、支撑柱；3、横梁；4、驱动电机；5、三轴转向器；6、固定柱；7、滑动柱；8、丝杆；9、螺母；10、导轨；11、第一导轮；12、第二导轮；13、偏心轮；14、装配孔；15、锁定孔；16、蜗轮；17、蜗杆；18、导向限位板；19、安装孔；20、操作孔；21、同步位置检测孔；22、减速器；23、座孔；24、传动杆。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

实施例：一种三综合试验箱用升降框架

参见附图1至附图12所示，针对三综合试验箱的箱体1，设有用于升降所述箱体1的升降框架，箱体1安装于升降框架上；

所述升降框架包括六个竖直设置的支撑柱2、用于水平连接于各支撑柱2之间的横梁3以及安装在顶部横梁3上的同步驱动机构；

所述支撑柱2是由固定柱6、滑动柱7、丝杆螺母传动机构以及导向机构组成；所述固定柱6竖直设置，其下部固定安装在地基或基座上，所述滑动柱7在竖直方向上通过所述导向机构与固定柱6滑动连接，滑动柱7套设在所述固定柱6上，即滑动柱7在外，固定柱6在内；所述滑动柱7与所述箱体1固定连接；所述丝杆螺母传动机构由丝杆8和螺母9相配合构成，其中螺母9与固定柱6固定连接，丝杆8的一端与螺母9配合，丝杆8的另一端作为升降驱动端；

所述同步驱动机构包括驱动电机4、减速器22以及同步传动机构，所述同步传动机构包括六组蜗轮蜗杆传动机构、两个三轴转向器5以及传动杆24，蜗轮蜗杆传动机构安装在滑动柱7上，蜗轮蜗杆传动机构是由蜗轮16和蜗杆17相配合构成；三轴转向器5作为动力输入端，蜗轮蜗杆传动机构作为同步输出端与一个对应的丝杆8的升降驱动端传动连接，即一组蜗轮蜗杆传动机构作用于一个支撑柱2上；具体实现方式为：

驱动电机4可以为普通电机，也可以为伺服电机，驱动电机4和减速器22还可以集成为一体式减速电机；所述驱动电机4用于提供动力源，其具有一个输出轴，所述减速器22具有一个输入轴和两个输出轴，驱动电机4的输出轴与减速器22的输入轴传动连接，减速器的一端输出轴与一个三轴转向器5的输入轴传动连接，减速器的另一端输出轴与另一个三轴转向器5的输入轴传动连接，这样就将一个动力源总体上分为两路；其中一个三轴转向器5的一端输出轴与第一组蜗轮蜗杆传动机构的蜗杆16传动连接，三轴转向器5的另一端输出轴与第二组蜗轮蜗杆传动机构的蜗杆16通过一个传动杆24传动连接，第一组蜗轮蜗杆传动机构与第三组蜗轮蜗杆传动机构通过传动杆24传动连接，第一组蜗轮蜗杆传动机构、第二组蜗轮蜗杆传动机构以及第三组蜗轮蜗杆传动机构三者在一条直线上；另一个三轴转向器5的一端输出轴与第四组蜗轮蜗杆传动机构的蜗杆16传动连接，三轴转向器5的另一端输出轴与第五组蜗轮蜗杆传动机构的蜗杆16通过一个传动杆24传动连接，第四组蜗轮蜗杆传动机构与第六组蜗轮蜗杆传动机构通过传动杆24传动连接，第四组蜗轮蜗杆传动机构、第五组蜗轮蜗杆传动机构以及第六组蜗轮蜗杆传动机构三者在一条直线上；三轴转向器5具体为三轴螺旋伞齿轮转向器。

所述导向机构包括导轨10以及导轮组，导轨10竖直设置，导轮组从导轨10两侧夹持配合，其中，导轨10固定安装在固定柱6上，导轮组安装在滑动柱7上，以此构成滑动柱7相对固定柱6在竖直方向上的导向连接；所述导轮组包括竖直排列成一列的第一导轮11、竖直排列成一列的第二导轮12以及竖直排列成一列的偏心轮13，其中，一列第一导轮11位于所述导轨10的一侧并与导轨10滚动配合，一列第二导轮12位于所述导轨10的另一侧并与导轨10滚动配合；所述第一导轮11具有中心轴，第二导轮12具有中心轴；所述偏心轮13的数量与第二导轮12的数量相同，偏心轮13的外轮廓为圆，偏心轮13上设有装配孔14，所述装配孔14的中心相对偏心轮13的中心偏置，对应于偏心轮13在安装偏心轮13的滑动柱7上设有座孔23；在装配状态下，偏心轮13位于所述座孔23中，偏心轮13的外径与座孔23的孔径间隙配合，第二导轮12的中心轴通过装配孔14装配并定位在偏心轮13上，第一导轮11的中心轴安装在滑动柱7上，当一列第一导轮11贴靠于导轨10的一侧时，转动调节各偏心轮13能够迫使所述一列第二导轮12紧靠在所述导轨10另一侧上；偏心轮13与座孔23之间设有用于锁定偏心轮13相对座孔23转动的锁定结构，该锁定结构是由螺钉和设置在偏心轮13上的锁定孔15组成，螺钉旋转穿过锁定孔15紧紧顶住偏心轮15与座孔23相接平面，迫使偏心轮13相对座孔23固定；偏心轮13上还设有两个操作孔20，操作孔20用于插入工具使偏心轮13转动。

导轨10与滑动柱7之间还设有导向限位板18，该导向限位板18上设有与第一导轮11和第二导轮12数量一致的安装孔19，第一导轮11的中心轴通过安装孔19穿过导向限位板18后转动支撑并定位在滑动柱7上，所述第二导轮12的中心轴通过安装孔19穿过导向限位板18后装配并定位在偏心轮13上，使得导向限位板18的一面贴合在滑动柱7的内侧面上，导向限位板18的另一面贴合在所述导轨10上。

为了检测六个支撑柱2升降的同步性，每个固定柱6上设有数量相同的多个同步位置检测孔21，每个滑动柱7上均设有光电传感器。或者，两排支撑柱2，每一排有三个支撑柱2，在每一排外侧任意一个支撑柱2上设有光电传感器，当滑动柱7带动箱体1上升过程中，光电传感器发出光束检测光束是否通过每个固定柱6上同一位置的同步位置检测孔21，若光束顺利通过，表明几个支撑柱2的上升为同步的，若光束被遮挡，则光电传感器将接收到的信号传递给控制器进行位移同步分析，进而系统会报警或及时断电处理，该过程为现有技术。根据不同精度的要求，光电传感器可以为激光传感器、红外光传感器以及可见光传感器中的任意一种。

本实施例的工作过程以及工作原理：本实施例是在三综合试验箱的箱体上安装有升降框架，升降框架上具有几个能进行同步升降运动的支撑柱2，进而能够将三综合试验箱的箱体提升或下降至所需的高度位置上。在整个升降框架中，同步驱动机构为升降框架的几个支撑柱2提供同步的动力源，保证几个支撑柱2升降的同步性，支撑柱2上的导向机构为支撑柱2的升降运动提供导向作用，尤其是导向机构作为本发明最重要的发明点。所述支撑柱2是由固定柱6、滑动柱7、丝杆螺母传动机构以及导向机构组成，这样即将原来的内外双层框架合二为一，在此基础上，导向机构必须保证升降框架整体的导向稳定可靠性。

以升降框架需要进行上升运动为例，一方面，在驱动电机4和减速器22的作用下，动力传至同步传动机构上，由于每一个滑动柱7的顶端设有一组同步传动机构（具体为蜗轮蜗杆传动机构），同步传动机构的同步输出端与一个对应的丝杆8的升降驱动端传动连接，丝杆螺母机构中的螺母9固定在固定柱6上，因此，同步传动机构迫使丝杆8向上做直线运动，而滑动柱7与箱体1固定连接，进而带动箱体1向上抬升。另一方面，对于导向机构来说，导轨10固定安装在固定柱6上，导轮组安装在滑动柱7上，以此构成滑动柱7相对固定柱6在竖直方向上的导向连接。值得一提的是，在升降框架进行上升运动前，需要调节转动偏心轮13，以保证导向稳定可靠性。偏心轮13位于座孔23中并且能够相对座孔23转动，偏心轮13的外径与座孔23的孔径间隙配合，第二导轮12的中心轴通过装配孔14装配并定位在偏心轮13上，第一导轮11的中心轴安装在滑动柱7上，当一列第一导轮11贴靠于导轨10的一侧时，转动调节各偏心轮13能够迫使一列第二导轮12紧靠在导轨10另一侧上，最后，通过锁定结构锁定偏心轮13，使得偏心轮13不能相对座孔23转动，此时，第一导轮11和第二导轮12都紧靠在导轨10上，保证了导轨在其左右方向上的导向稳定可靠性。为了保证导轨在其前后方向上的导向稳定可靠性，导轨10与滑动柱7之间还设有导向限位板18，使得导向限位板18的一面贴合在滑动柱7的内侧面上，导向限位板18的另一面贴合在所述导轨10上。

此外，本领域技术人员也可在本实施例基础上稍作变化，说明如下：

1、固定柱6可套设在滑动柱7上，即固定柱6在外，滑动柱7在内，固定柱6和滑动柱7的内外关系不影响本实施例技术方案的实现。

导轨10和导轮组安装的位置也可以对调，即导轨10安装在滑动柱7上，导轮组安装在固定柱6上。

2、所述同步传动机构的蜗轮蜗杆传动机构也可以替换成现有技术中与其传动原理类似的链轮链条传动机构，还可以是蜗轮蜗杆传动机构与链轮链条传动机构的组合。

3、上述的锁定结构是由螺钉和设置在偏心轮13上的锁定孔15组成，螺钉和锁定孔15配合容易实现锁定偏心轮13相对座孔23转动，但其他形式的锁定结构也可以实现锁定偏心轮13相对座孔23转动，例如在偏心轮13和座孔23之间设置卡扣。

4、上述偏心轮13的外轮廓为圆，这是最佳条件，当然如果偏心轮13的外轮廓为近似圆也可以，近似圆的情况可以是多边形，该多边形的外轮廓上的各点连接近似为圆，或者近似圆为面积大于半圆的圆缺，总之，偏心轮13的外轮廓能够满足偏心轮13相对座孔23转动的要求即可。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种三综合试验箱用升降框架，针对三综合试验箱的箱体（1），设有用于升降所述箱体（1）的升降框架，箱体（1）安装于升降框架上，其特征在于：

所述升降框架包括至少四个竖直设置的支撑柱（2）、用于水平连接于各支撑柱（2）之间的横梁（3）以及同步驱动机构；

所述支撑柱（2）包括固定柱（6）、滑动柱（7）、丝杆螺母传动机构以及导向机构；所述固定柱（6）竖直设置，其下部固定安装在地基或基座上，所述滑动柱（7）在竖直方向上通过所述导向机构与固定柱（6）滑动连接；所述滑动柱（7）与所述箱体（1）固定连接；所述丝杆螺母传动机构由丝杆（8）和螺母（9）相配合构成，其中螺母（9）与固定柱（6）固定连接，丝杆（8）的一端与螺母（9）配合，丝杆（8）的另一端作为升降驱动端；

所述同步驱动机构包括驱动电机（4）、减速器（22）以及同步传动机构，所述同步传动机构主要由蜗轮蜗杆传动机构或/和链轮链条传动机构组成，同步传动机构具有输入端和若干个同步输出端，驱动电机（4）经减速器（22）与输入端传动连接，每个同步输出端与一个对应的升降驱动端传动连接；

所述导向机构包括导轨（10）以及导轮组，导轨（10）竖直设置，导轮组从导轨（10）两侧夹持配合，其中，导轨（10）和导轮组两者中，一者安装在固定柱（6）上，另一者安装在滑动柱（7）上，以此构成滑动柱（7）相对固定柱（6）在竖直方向上的导向连接；所述导轮组包括竖直排列成一列的第一导轮（11）、竖直排列成一列的第二导轮（12）以及竖直排列成一列的偏心轮（13），其中，一列第一导轮（11）位于所述导轨（10）的一侧并与导轨（10）滚动配合，一列第二导轮（12）位于所述导轨（10）的另一侧并与导轨（10）滚动配合；所述第一导轮（11）具有中心轴，第二导轮（12）具有中心轴；所述偏心轮（13）的数量与第二导轮（12）的数量相同，偏心轮（13）的外轮廓为圆或近似为圆，偏心轮（13）上设有装配孔（14），所述装配孔（14）的中心相对偏心轮（13）的中心偏置，对应于偏心轮（13）在安装偏心轮（13）的滑动柱（7）或固定柱（6）上设有座孔（23）；在装配状态下，偏心轮（13）位于所述座孔（23）中，偏心轮（13）的外径与座孔（23）的孔径间隙配合，第二导轮（12）的中心轴通过所述装配孔（14）装配并定位在所述偏心轮（13）上，第一导轮（11）的中心轴安装在滑动柱（7）或固定柱（6）上，当一列第一导轮（11）贴靠于导轨（10）的一侧时，转动调节各偏心轮（13）能够迫使所述一列第二导轮（12）紧靠在所述导轨（10）另一侧上，偏心轮（13）与座孔（23）之间设有用于锁定偏心轮（13）相对座孔（23）转动的锁定结构。

2.根据权利要求1所述的一种三综合试验箱用升降框架，其特征在于：所述同步驱动机构安装在所述升降框架顶部的横梁（3）上。

3.根据权利要求1所述的一种三综合试验箱用升降框架，其特征在于：所述蜗轮蜗杆传动机构是由蜗轮（16）和蜗杆（17）相配合构成。

4.根据权利要求1所述的一种三综合试验箱用升降框架，其特征在于：所述导轨（10）与所述固定柱（6）或滑动柱（7）之间设有导向限位板（18），该导向限位板（18）上设有与所述第一导轮（11）和第二导轮（12）数量一致的安装孔（19），第一导轮（11）的中心轴通过安装孔（19）穿过所述导向限位板（18）后安装在所述固定柱（6）或滑动柱（7）上，所述第二导轮（12）的中心轴通过安装孔（19）穿过所述导向限位板（18）后装配并定位在所述偏心轮（13）上，使得导向限位板（18）的一面贴合在所述固定柱（6）或滑动柱（7）的内侧面上，导向限位板（18）的另一面贴合在所述导轨（10）上。

5.根据权利要求1所述的一种三综合试验箱用升降框架，其特征在于：所述锁定结构是由螺钉和设置在所述偏心轮（13）上的锁定孔（15）组成，螺钉穿设在锁定孔（15）内迫使偏心轮（13）相对座孔（23）固定。

6.根据权利要求1或5所述的一种三综合试验箱用升降框架，其特征在于：所述偏心轮（13）上还设有两个操作孔（20），所述操作孔（20）用于插入工具使偏心轮（13）转动。

7.根据权利要求1所述的一种三综合试验箱用升降框架，其特征在于：每个所述固定柱（6）上设有数量相同的多个同步位置检测孔（21），所述滑动柱（7）上设有光电传感器。