CN108435068B - 一种升降机构及混匀装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种升降机构及混匀装置，其中，升降机构包括：支座、固定于支座上的驱动部、与所述驱动部配合的转轴、设置于所述驱动部或所述转轴上的第一导向部，以及与所述转轴配合并对所述转轴的转动提供阻力的辅助升降部，所述转轴在所述驱动部的驱动下旋转，并在所述辅助升降部的作用下沿所述第一导向部升降。本发明的辅助升降部使驱动部与转轴的转速在任意时刻保持着不同步的倾向，从而即使驱动装置以低速启动，仍然可以将转轴升至最高点，并且能够同时提高转轴的承重能力。

Description

一种升降机构及混匀装置
技术领域
本发明涉及实验设备领域，尤其涉及一种升降机构及混匀装置。
背景技术
化学实验中，常常需要在开放或者封闭反应杯中将不同的物质进行混合，这种混合往往需要机械的运动将不同的物理性物质混合均匀，其中一种现有技术的混匀装置为：采用带螺旋槽的转轴，驱动装置驱动带螺旋槽的转轴旋转时，驱动装置上的限位柱沿螺旋槽转动从而使转轴上升并旋转。该装置中转轴能够上升的原理为：驱动装置以一定的速度启动并驱动转轴旋转时，转轴的转速为0，即驱动装置与转轴的转速不同步，从而驱动装置上的限位柱可以克服摩擦力沿螺旋槽转动，使转轴上升。
该装置的缺点在于：（1）当驱动装置的转速较低时，转轴有可能在驱动装置上的限位柱还未到达螺旋槽的下端时，就可以加速到与驱动装置转速同步，这样，转轴就不能上升到最高点；（2）当转轴上升到最高点以后，驱动装置和转轴最终的速度是同步的，此时，让转轴保持在最高点的力为限位柱与螺旋槽之间的摩擦力，而当转轴受到一轴向载荷时，摩擦力难以保证转轴不相对于驱动装置下降，即转轴的承重能力低。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种升降机构及混匀装置，旨在解决现有的混匀装置中转轴可能无法上升到最高点以及承重能力低的问题。
本发明的技术方案如下：
一种升降机构，包括：支座、固定于支座上的驱动部、与所述驱动部配合的转轴、设置于所述驱动部或所述转轴上的第一导向部，以及与所述转轴配合并对所述转轴的转动提供阻力的辅助升降部，所述转轴在所述驱动部的驱动下旋转，并在所述辅助升降部的作用下沿所述第一导向部升降。
所述的升降机构，其中，所述第一导向部呈螺旋状。
所述的升降机构，其中，所述辅助升降部包括：与所述转轴通过轴承连接的旋转固定台、与所述旋转固定台配合的第二导向部、固定于所述旋转固定台上的第一磁性件，以及固定于所述转轴上的第二磁性件，所述第一磁性件和所述第二磁性件相对设置且相互之间有吸引力，所述吸引力对所述转轴的旋转产生阻力，所述旋转固定台沿所述第二导向部升降。
所述的升降机构，其中，所述第一磁性件和所述第二磁性件之间设有0.3-1.0mm的间隙。
所述的升降机构，其中，所述第一磁性件为磁铁或电磁铁，所述第二磁性件由磁性材料制成。
所述的升降机构，其中，所述第二导向部包括：固定于所述旋转固定台上的导柱和固定于所述支座上的限位板，所述限位板上设有限位槽，所述导柱沿所述限位槽升降。
所述的升降机构，其中，所述导柱上位于所述限位槽的一端套有一能自由转动的圆环。
一种混匀装置，包括如上所述的升降机构，所述转轴远离所述驱动部的一端设置一用于固定容器的凹槽，所述凹槽相对于所述转轴的轴心线偏心设置。
所述的混匀装置，其中，所述凹槽为圆柱形。
所述的混匀装置，其中，所述凹槽的底部设置有沟道，所述沟道贯穿所述凹槽的侧壁。
有益效果：本发明的升降机构，设置了对所述转轴的转动提供阻力的辅助升降部，这样在任意时刻，驱动部驱动转轴旋转时，都需要克服一个额外的阻力，即驱动部与转轴的转速在任意时刻保持着不同步的倾向，从而即使驱动装置以低速启动，仍然可以将转轴升至最高点，本机构便于系统集成，采用直流无刷电机可以实现0-6000rpm的无极调速；并且基于前述相同的原理，该额外阻力能够同时提高转轴的承重能力。
附图说明
图1为混匀装置的一种较佳实施例的组装图。
图2为第一导向部设置于驱动部上的结构图。
图3为第一导向部设置于转轴上的结构图。
图4为升降机构的爆炸图。
图5为第一磁性件和第二磁性件的位置关系图。
图6为第二导向部的放大图。
图7为导柱的放大图。
图8为沟道的俯视图。
具体实施方式
本发明提供了一种升降机构及混匀装置，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供了一种升降机构的较佳实施例，如图1所示，支座1、固定于支座上的驱动部2、与所述驱动部配合的转轴3、设置于所述驱动部或所述转轴上的第一导向部4，以及与所述转轴配合并对所述转轴的转动提供阻力的辅助升降部5，所述转轴在所述驱动部的驱动下旋转，并在所述辅助升降部的作用下沿所述第一导向部升降。
本发明的升降机构，设置了对所述转轴的转动提供阻力的辅助升降部，这样在任意时刻，驱动部驱动转轴旋转时，都需要克服一个额外的阻力，即驱动部与转轴的转速在任意时刻保持着不同步的倾向，从而即使驱动装置以低速启动，仍然可以将转轴升至最高点，本机构便于系统集成，采用直流无刷电机可以实现0-6000rpm的无极调速；并且基于前述相同的原理，该额外阻力能够同时提高转轴的承重能力。
本发明的第一导向部优选为螺旋结构，具体设置于所述驱动部或所述转轴上。当第一导向部设置在驱动部上时，如图2所示，转轴上对应设置限位柱与第一导向部配合；当第一导向部设置在转轴上时，如图3所示，驱动部上对应设置限位柱与第一导向部配合。
根据本发明的原理，只要提供一个阻止驱动部与转轴同步旋转的阻力，即可解决本发明的技术问题。而该阻力的设置有接触式和非接触式多种设置方式。本发明提供了一种非接触式的辅助升降部的较佳实施例，以第一导向部设置在转轴上为例，如图4、图5所示。所述辅助升降部包括：与所述转轴通过轴承连接的旋转固定台51、与所述旋转固定台配合的第二导向部52、固定于所述旋转固定台上的第一磁性件53，以及固定于所述转轴上的第二磁性件54，所述第一磁性件和所述第二磁性件相对设置且相互之间有吸引力，所述吸引力对所述转轴的旋转产生阻力，所述旋转固定台沿所述第二导向部升降。
具体地，所述第一磁性件可以通过一含有固定槽的磁架55固定在旋转固定台上，第一磁性件53（图中未画出）设置于磁架的固定槽内，第二磁性件设计为环形固定在转轴上，如图5所示。第一磁性件和第二磁性件相对设置，并有吸引力。两个磁性件之间设置0.3-1.0mm（优选0.5mm）的间隙，可根据所需吸引力的大小灵活调整。所述第一磁性件为产生磁场的磁性件，例如磁铁或电磁铁，优选电磁铁，这样可以在转轴上升至最高点不需要额外的阻力就能维持在高点时，取消吸引力，以减小旋转时的阻力，节约能源。所述第二磁性件由磁性材料制成，第二磁性件在第一磁性件的磁场中受到第一磁性件的吸引力。
本装置工作原理包括两个结构的运动（以驱动部驱动转轴上升为例）：（1）转轴的旋转上升运动。驱动部驱动转轴旋转，由于旋转固定台上的第一磁性件与转轴上的第二磁性件之间有吸引力作用，转轴旋转时要克服该吸引力。即任意时刻该吸引力都有阻止转轴与驱动部的转速同步的倾向，从而驱动部上的限位柱可以在转轴上的螺旋槽内滑动，推动转轴上升。（2）辅助升降部的上升运动。由于转轴与旋转固定台通过轴承连接，因此旋转固定台本来不会发生旋转运动，但是旋转固定台上的第一磁性件与转轴上的第二磁性件之间的吸引力为旋转固定台的旋转提供了动力，同时转轴的上升也会吸引旋转固定台一同上升，因此设置了第二导向部，作用之一是限制了旋转固定台的旋转，作用之二是为旋转固定台的升降提供导向。
本实施例中，辅助升降部提供的额外阻力为非接触式力，提高了转轴对运动的反应时间的一致性，且由于是非接触式力，不存在零件磨损，减少维护成本，还可以降低机械加工对表面粗糙度的要求，降低制造成本。
根据上述工作原理，本发明提供了一种第二导向部的较佳实施例，如图6所示，包括：固定于所述旋转固定台上的导柱521和固定于所述支座上的限位板522，所述限位板上设有限位槽523，所述导柱沿所述限位槽升降。在第二导向部的限制下，旋转固定台无法旋转，只能做升降运动。
为了减小导柱与限位槽之间的摩擦力，本发明提供了一种导柱的较佳实施例，如图7所示，包括螺钉5211、套在所述螺钉上并能自由转动的圆环5212，以及限制所述圆环沿螺钉轴向运动的螺母5213。这样导柱与限位槽之间的摩擦力由滑动变为滚动，大大减小了零件之间的磨损。
本发明还提供了一种混匀装置，在上文所述的升降机构的转轴顶端（远离所述驱动部的一端）设置一用于固定容器的凹槽6，所述凹槽相对于所述转轴的轴心线偏心设置，偏心距离0.5-1.5mm（优选1.0mm），所述凹槽优选为圆柱形，如图1所示。
优选地，所述凹槽的底部设置有沟道61，所述沟道贯穿所述凹槽的侧壁，立体图参照图1，平面图（俯视图）参照图8。这样可避免容器底部与凹槽底部因为真空吸附，不方便拿出。
综上所述，本发明提供了一种升降机构及混匀装置，本发明的升降机构设置了对所述转轴的转动提供阻力的辅助升降部，这样在任意时刻，驱动部驱动转轴旋转时，都需要克服一个额外的阻力，即驱动部与转轴的转速在任意时刻保持着不同步的倾向，从而即使驱动装置以低速启动，仍然可以将转轴升至最高点，本机构便于系统集成，采用直流无刷电机可以实现0-6000rpm的无极调速；并且基于前述相同的原理，该额外阻力能够同时提高转轴的承重能力。进一步地，本发明的辅助升降部所提供的额外阻力来自于第一磁性件和第二磁性件之间的吸引力，为非接触式的，提高了转轴对运动的反应时间的一致性，还可以降低机械加工对表面粗糙度的要求，降低成本。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种升降机构，其特征在于，包括：支座、固定于支座上的驱动部、与所述驱动部配合的转轴、设置于所述驱动部或所述转轴上的第一导向部，以及与所述转轴配合并对所述转轴的转动提供阻力的辅助升降部，所述转轴在所述驱动部的驱动下旋转，并在所述辅助升降部的作用下沿所述第一导向部升降；
所述辅助升降部包括：与所述转轴通过轴承连接的旋转固定台、与所述旋转固定台配合的第二导向部、固定于所述旋转固定台上的第一磁性件，以及固定于所述转轴上的第二磁性件，所述第一磁性件和所述第二磁性件相对设置且相互之间有吸引力，所述吸引力对所述转轴的旋转产生阻力，所述旋转固定台沿所述第二导向部升降。
2.根据权利要求1所述的升降机构，其特征在于，所述第一导向部呈螺旋状。
3.根据权利要求1所述的升降机构，其特征在于，所述第一磁性件和所述第二磁性件之间设有0.3-1.0mm的间隙。
4.根据权利要求1所述的升降机构，其特征在于，所述第一磁性件为磁铁或电磁铁，所述第二磁性件由磁性材料制成。
5.根据权利要求1所述的升降机构，其特征在于，所述第二导向部包括：固定于所述旋转固定台上的导柱和固定于所述支座上的限位板，所述限位板上设有限位槽，所述导柱沿所述限位槽升降。
6.根据权利要求5所述的升降机构，其特征在于，所述导柱上位于所述限位槽的一端套有一能自由转动的圆环。
7.一种混匀装置，其特征在于，包括权利要求1-6任一所述的升降机构，所述转轴远离所述驱动部的一端设置一用于固定容器的凹槽，所述凹槽相对于所述转轴的轴心线偏心设置。
8.根据权利要求7所述的混匀装置，其特征在于，所述凹槽为圆柱形。
9.根据权利要求7所述的混匀装置，其特征在于，所述凹槽的底部设置有沟道，所述沟道贯穿所述凹槽的侧壁。
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