CN109052217B - 一种自动化升降装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自动化升降装置，包括：顶层托板总成(1)、顶层同步板总成(2)、双剪叉机构总成(3)、底层同步板总成(4)、底板总成(5)；其中，所述顶层同步板总成(2)安装固定于顶层托板总成(1)上，所述底层同步板总成(4)安装固定于底板总成(5)上，所述顶层同步板总成(2)安装固定于顶层托板总成(1)上，所述底层同步板总成(4)安装固定于底板总成(5)上，所述双剪叉机构总成(3)的上端分别安装固定于顶层托板总成(1)和顶层同步板总成(2)上，所述双剪叉机构总成(3)的下端分别安装固定于底层同步板总成(4)和底板总成(5)上。本发明具有结构小巧、动作灵活、负载大、故障率低、运行可靠、安全高效、维护简单方便等优势。
Description
技术领域
本发明属于物流行业，生产流水线，货物举升、装卸，舞台升降、升降操作台等垂直起降领域，具体涉及一种自动化升降装置。
背景技术
比较常规的气缸或液压缸升降装置具有如下缺点：其终点唯一，速度调节繁杂，结构庞大，空间利用率低，无法多点定位，定位精度不高；对比另一类常规的带或链式升降装置，常应用于远距离输送，安装空间大，小型化运用的空间利用率较小。达不到自动生产线的要求。
中国发明专利公开号CN103787230A公开了一种升降平稳的用于输送LNG气瓶的双剪叉式升降平台，包括底座，平台本体，底座和平台本体之间平行设有两列剪叉支架，每列剪叉支架包括两个并列设置的剪叉支架，剪叉支架包括铰接在一起的上支架和下支架，上支架一端铰接在平台本体下表面另一端滑动设置在底座上；下支架一端铰接在底座上另一端滑动设置在平台本体下表面并支撑平台本体，平台本体下表面设有上滑轨，下支架上端设有嵌设在上滑轨内的滚轮，底座上设有下滑轨，上支架底部设有嵌设在下滑轨内的滚轮，同列剪叉支架的上支架靠近底端处设有连接两者的下连接杆，底座上设有同速驱动两个下连接杆的驱动装置，平台本体上表面设有上支撑架，上支撑架上并列设有若干送料托辊。
然而，上述双剪叉式升降平台无法进行无极变速和多点精确定位，导致使用效果一般。
发明内容
为解决以上问题，本发明提出了一种双剪叉式伺服驱动升降平台，通过伺服控制，减速器降速增大扭矩，滚珠丝杆水平传动，双剪叉竖直传动，实现了产品的无极变速和多点精确定位，且过程平稳，响应迅速，在狭窄空间实现长行程和大负载升降。
具体的，本发明提供了一种自动化升降装置，包括：
顶层托板总成1、顶层同步板总成2、双剪叉机构总成3、底层同步板总成4、底板总成5；其中，
所述顶层同步板总成2安装固定于顶层托板总成1上，所述底层同步板总成4安装固定于底板总成5上，所述双剪叉机构总成3的上端分别安装固定于顶层托板总成1和顶层同步板总成2上，所述双剪叉机构总成3的下端分别安装固定于底层同步板总成4和底板总成5上。
优选的，所述顶层托板总成1的组成结构如下：四组直线滑轨1.5通过螺栓联结安装在顶部支撑板1.1下表面的四个定位槽中；带座调心轴承1.6和轴承座垫板1.7通过螺栓联接在顶部支撑板1.1的螺纹定位孔上；定位销1.2通过自带螺纹联接在顶部支撑板1.1的定位螺纹孔；到位检测探针1.4通过与到位探针安装座1.3上的孔的过盈配合镶嵌在定位孔上，到位探针安装座1.3通过螺栓连接在顶部支撑板1.1上的钣金支架上。
优选的，所述顶层同步板总成2通过带座调心轴承2.2连接双剪叉机构总成3顶部的两个活动端，使双剪叉同步运动，保证顶层托板总成1始终保持水平升降。
优选的，所述顶层同步板总成2的组成结构如下：带座调心轴承2.2通过螺栓连接在上同步板2.1的螺纹孔上；顶层同步板总成2在连接所述顶层托板总成1的螺栓孔处通过螺栓连接在直线滑轨1.5的滑块上。
优选的，通过所述双剪叉机构总成3的底端活动支点的水平推动，改变剪叉角，使所述双剪叉机构总成3的顶端活动点按照反余切函数轨迹运动。
优选的，所述双剪叉机构总成3的组成结构如下：深沟球轴承3.3过渡配合安装在剪叉臂3.1的轴承安装孔内；轴套3.4间隙配合安装在剪叉臂3.1之间的支撑轴3.2上；支撑轴3.2间隙配合穿过深沟球轴承3.3内圈将四个剪叉臂3.1串接在一起；端盖3.5通过螺丝固定在所述双剪叉机构总成的两端。
优选的，所述底层同步板总成4通过带座调心轴承4.2连接双剪叉机构总成3底部的两个活动端，使双剪叉同步运动，保证升降较长的物体时能平稳运行。
优选的，所述底层同步板总成4的组成结构如下：带座调心轴承4.2通过螺栓连接在下同步板4.1的螺纹孔上；底层同步板总成4在连接底板总成5的螺栓孔处通过螺栓连接在直线滑轨5.11的滑块上。
优选的，所述底板总成5通过伺服马达驱动实现无极变速，再通多减速器转换扭矩提高承载能力，通过滚珠丝杆和传感器的组合来提升设备终点定位精度。
优选的，所述底板总成5的组成结构如下：
行星减速器5.2与伺服马达5.1端面螺栓连接并夹紧伺服马达5.1输出轴；
行星减速器5.2螺栓连接在减速器安装板5.3上；
减速器安装板5.3螺栓连接在底板5.12上；
联轴器5.4两端分别夹紧行星减速器5.2输出轴和滚珠丝杆5.7固定端；
丝杆支座固定端5.5和丝杆支座浮动端5.10分别螺栓连接在底板5.12上，并与滚珠丝杆5.7间隙配合安装；
丝杆防护罩5.6的两端分别安装在丝杆支座固定端5.5和丝杆螺母外接件5.9上；
丝杆螺母外接件5.9螺栓连接在丝杆螺母5.8上，并通过螺栓连接在下同步板4.1的螺纹孔上；
直线滑轨5.11通过螺栓连接在底板5.12定位槽内；
行程开关5.13螺栓连接在底板5.12的板件安装件上；
限位块5.14螺栓连接在底板5.12上；
带座调心轴承5.16和轴承座垫板5.15螺栓连接在底板5.12上；
零点接近开关5.17通过螺丝连接在底板5.12上的立柱上。
本发明的优点在于：具有结构小巧、动作灵活、负载大、故障率低、运行可靠、安全高效、维护简单方便等优势。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1：自动化升降装置总图；
图2：自动化升降装置顶层托板总成；
图3：自动化升降装置顶层同步板总成；
图4：自动化升降装置双剪叉机构总成；
图5：自动化升降装置底层同步板总成；
图6：自动化升降装置底板总成。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
本发明提出了一种自动化升降装置，由水平驱动丝杆和竖直转换的双剪叉机构组成。主要应用于升降行程较大，安装空间较小，负载较大，升降效率与精度要求高，无极调速，终点不唯一，运行平稳，安全可靠的使用情况。
图1为自动化升降装置极限位置外观图；如图所示，本发明的自动化升降装置，包括：顶层托板总成1、顶层同步板总成2、双剪叉机构总成3、底层同步板总成4、底板总成5；其中，所述顶层同步板总成2安装固定于顶层托板总成1上，所述底层同步板总成4安装固定于底板总成5上，所述双剪叉机构总成3的上端分别安装固定于顶层托板总成1和顶层同步板总成2上，所述双剪叉机构总成3的下端分别安装固定于底层同步板总成4和底板总成5上。
图2是自动化升降装置顶层托板总成，包含水平方向直线滑轨，带座调心轴承与物料有无检测装置(即到位检测探针1.4)和物料定位结构(即定位销1.2)；其中，四组直线滑轨1.5通过螺栓联结安装在顶部支撑板1.1下表面的四个定位槽中；带座调心轴承1.6和轴承座垫板1.7通过螺栓联接在顶部支撑板1.1的螺纹定位孔上；定位销1.2通过自带螺纹联接在顶部支撑板1.1的定位螺纹孔；到位检测探针1.4通过与到位探针安装座1.3上的孔的过盈配合镶嵌在其定位孔上，到位探针安装座1.3则通过螺栓连接在顶部支撑板1.1上的钣金支架上。
图3是自动化升降装置顶层同步板总成，通过带座调心轴承连接双剪叉机构顶部的两个活动端，使双剪叉同步运动，保证顶层托板始终保持水平升降。其中，带座调心轴承2.2通过螺栓连接在上同步板2.1的螺纹孔上；顶层同步板总成2在连接顶部托板总成螺栓孔处通过螺栓连接在直线滑轨1.5的滑块上。
图4是自动化升降装置双剪叉机构，通过剪叉机构底端活动支点的水平推动，从而改变剪叉角，使剪叉机构顶端活动点按照反余切函数轨迹运动；剪叉臂通过联结轴连接并定位，通过轴上的轴承实现自由转动。其中，深沟球轴承3.3过渡配合安装在剪叉臂3.1的轴承安装孔内；轴套3.4间隙配合安装在剪叉臂3.1之间的支撑轴3.2上；支撑轴3.2间隙配合穿过深沟球轴承3.3内圈将四个剪叉臂3.1串接在一起；端盖3.5通过螺丝固定在所述双剪叉机构总成的两端。其中，C孔螺栓轴连接带座调心轴承2.2；B孔螺栓轴连接带座调心轴承1.6；A孔螺栓轴连接带座调心轴承4.2；D孔螺栓轴连接带座调心轴承5.16。
图5是自动化升降装置底层同步板总成，通过带座调心轴承连接双剪叉机构总成3底部的两个活动端，使双剪叉同步运动，保证升降较长的物体时能平稳运行；带座调心轴承4.2通过螺栓连接在下同步板4.1的螺纹孔上；底层同步板总成4在其连接底板总成5螺栓孔处通过螺栓连接在直线滑轨5.11的滑块上。
图6是自动化升降装置底板总成，其包含了伺服驱动机构与减速器+联轴器+滚珠丝杆的传动机构和行程开关组成的传感器部分，通过伺服马达驱动实现无极变速，再通多减速器转换较大扭矩从而提高承载能力，通过滚珠丝杆和传感器的组合使用来提升设备终点定位精度。
具体的，所述底板总成5的组成结构如下：
行星减速器5.2与伺服马达5.1端面螺栓连接并夹紧伺服马达5.1输出轴；
行星减速器5.2螺栓连接在减速器安装板5.3上；
减速器安装板5.3螺栓连接在底板5.12上；
联轴器5.4两端分别夹紧行星减速器5.2输出轴和滚珠丝杆5.7固定端；
丝杆支座固定端5.5和丝杆支座浮动端5.10分别螺栓连接在底板5.12上，并与滚珠丝杆5.7间隙配合安装；
丝杆防护罩5.6的两端分别安装在丝杆支座固定端5.5和丝杆螺母外接件5.9上；
丝杆螺母外接件5.9螺栓连接在丝杆螺母5.8上，并通过螺栓连接在下同步板4.1的螺纹孔上；
直线滑轨5.11通过螺栓连接在底板5.12定位槽内；
行程开关5.13螺栓连接在底板5.12的板件安装件上；
限位块5.14螺栓连接在底板5.12上；
带座调心轴承5.16和轴承座垫板5.15螺栓连接在底板5.12上；
零点接近开关5.17通过螺丝连接在底板5.12上的立柱上。
本发明应用于要求下部安装空间较小，升降产品较长，负载较大，无极变速、多点定位且运行平稳灵活精度高的升降工况。本发明采用伺服马达驱动以适应不同速度需求，通过减速器来增大负载能力，通过滚珠丝杆精准定位，使用双剪叉来延长水平承载面积，通过同步连接实现承载面始终保持水平稳定运行，增设的产品辅助定位与检测装置以实现灵活的升降控制。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种自动化升降装置，其特征在于，包括：
顶层托板总成(1)、顶层同步板总成(2)、双剪叉机构总成(3)、底层同步板总成(4)、底板总成(5)；其中，
所述顶层同步板总成(2)安装固定于顶层托板总成(1)上，所述底层同步板总成(4)安装固定于底板总成(5)上，所述双剪叉机构总成(3)的上端分别安装固定于顶层托板总成(1)和顶层同步板总成(2)上，所述双剪叉机构总成(3)的下端分别安装固定于底层同步板总成(4)和底板总成(5)上。
2.根据权利要求1所述的一种自动化升降装置，其特征在于，
所述顶层托板总成(1)的组成结构如下：四组直线滑轨(1.5)通过螺栓联结安装在顶部支撑板(1.1)下表面的四个定位槽中；带座调心轴承(1.6)和轴承座垫板(1.7)通过螺栓联接在顶部支撑板(1.1)的螺纹定位孔上；定位销(1.2)通过自带螺纹联接在顶部支撑板(1.1)的定位螺纹孔；到位检测探针(1.4)通过与到位探针安装座(1.3)上的孔的过盈配合镶嵌在定位孔上，到位探针安装座(1.3)通过螺栓连接在顶部支撑板(1.1)上的钣金支架上。
3.根据权利要求1所述的一种自动化升降装置，其特征在于，
所述顶层同步板总成(2)通过带座调心轴承(2.2)连接双剪叉机构总成(3)顶部的两个活动端，使双剪叉同步运动，保证顶层托板总成(1)始终保持水平升降。
4.根据权利要求2或3所述的一种自动化升降装置，其特征在于，
所述顶层同步板总成(2)的组成结构如下：带座调心轴承(2.2)通过螺栓连接在上同步板(2.1)的螺纹孔上；顶层同步板总成(2)在连接所述顶层托板总成(1)的螺栓孔处通过螺栓连接在直线滑轨(1.5)的滑块上。
5.根据权利要求1所述的一种自动化升降装置，其特征在于，
通过所述双剪叉机构总成(3)的底端活动支点的水平推动，改变剪叉角，使所述双剪叉机构总成(3)的顶端活动点按照反余切函数轨迹运动。
6.根据权利要求1所述的一种自动化升降装置，其特征在于，
所述双剪叉机构总成(3)的组成结构如下：深沟球轴承(3.3)过渡配合安装在剪叉臂(3.1)的轴承安装孔内；轴套(3.4)间隙配合安装在剪叉臂(3.1) 之间的支撑轴(3.2)上；支撑轴(3.2)间隙配合穿过深沟球轴承(3.3)内圈将四个剪叉臂(3.1)串接在一起；端盖(3.5)通过螺丝固定在所述双剪叉机构总成的两端。
7.根据权利要求1所述的一种自动化升降装置，其特征在于，
所述底层同步板总成(4)通过带座调心轴承(4.2)连接双剪叉机构总成(3)底部的两个活动端，使双剪叉同步运动，保证升降较长的物体时能平稳运行。
8.根据权利要求1所述的一种自动化升降装置，其特征在于，
所述底层同步板总成(4)的组成结构如下：带座调心轴承(4.2)通过螺栓连接在下同步板(4.1)的螺纹孔上；底层同步板总成(4)在连接底板总成(5)的螺栓孔处通过螺栓连接在直线滑轨(5.11)的滑块上。
9.根据权利要求1所述的一种自动化升降装置，其特征在于，
所述底板总成(5)通过伺服马达驱动实现无极变速，再通过 多减速器转换扭矩提高承载能力，通过滚珠丝杆和传感器的组合来提升设备终点定位精度。
10.根据权利要求8所述的一种自动化升降装置，其特征在于，
所述底板总成(5)的组成结构如下：
行星减速器(5.2)与伺服马达(5.1)端面螺栓连接并夹紧伺服马达(5.1)输出轴；
行星减速器(5.2)螺栓连接在减速器安装板(5.3)上；
减速器安装板(5.3)螺栓连接在底板(5.12)上；
联轴器(5.4)两端分别夹紧行星减速器(5.2)输出轴和滚珠丝杆(5.7)固定端；
丝杆支座固定端(5.5)和丝杆支座浮动端(5.10)分别螺栓连接在底板(5.12)上，并与滚珠丝杆(5.7)间隙配合安装；
丝杆防护罩(5.6)的两端分别安装在丝杆支座固定端(5.5)和丝杆螺母外接件(5.9)上；
丝杆螺母外接件(5.9)螺栓连接在丝杆螺母(5.8)上，并通过螺栓连接在下同步板(4.1)的螺纹孔上；
直线滑轨(5.11)通过螺栓连接在底板(5.12)定位槽内；
行程开关(5.13)螺栓连接在底板(5.12)的板件安装件上；
限位块(5.14)螺栓连接在底板(5.12)上；
带座调心轴承(5.16)和轴承座垫板(5.15)螺栓连接在底板(5.12)上；
零点接近开关(5.17)通过螺丝连接在底板(5.12)上的立柱上。
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