CN109279534A - 一种举升装置和举升装置的俯仰运动方法 - Google Patents

一种举升装置和举升装置的俯仰运动方法 Download PDF

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CN109279534A CN201811040539.4A CN201811040539A CN109279534A CN 109279534 A CN109279534 A CN 109279534A CN 201811040539 A CN201811040539 A CN 201811040539A CN 109279534 A CN109279534 A CN 109279534A
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Abstract

一种举升装置和举升装置的俯仰运动方法，所述举升装置包括：动力源、支架、关节机构、锁扣和扭矩弹簧；所述动力源设于所述支架的一侧，且与所述支架配合连接；所述关节机构的一端与所述支架铰接，另一端与所述扭矩弹簧铰接；所述锁扣与所述支架配合连接；所述举升装置还包括：仰起工作状态和俯趴工作状态；本发明的举升装置能自动的实现两种姿态转变，支架在下降过程中扭杆弹簧将重力势能储存起来，在举升过程中将弹性势能释放转化为重力势能，从而降低能量的输入。

Description

一种举升装置和举升装置的俯仰运动方法
技术领域
本发明涉及工业技术领域，具体涉及一种举升装置和举升装置的俯仰运动方法。
背景技术
在工业技术领域，很多机械产品在使用过程中必须保持较高位置的姿态，而在运输或待机状态下往往需要降低高度和重心。为了实现高低姿态的频繁转变，需要采用升降装置，但是很多装置为了提高可靠性和结构的简便性，采用手动方式，给操作带来很大强度，而一些自动装置需要占用很大的空间和大功率的能量输入，并且不能保证在各种状态下抗冲击能力。因此，如何设计一种结构简单，能量输入较低，而能承受负载较大的自动装置，以满足工业生产的需求。
发明内容
为了解决现有技术中所存在的上述不足，本发明提供一种举升装置和举升装置的俯仰运动方法。
本发明提供的技术方案是：一种举升装置，所述举升装置包括：动力源、支架(5)、关节机构(6)、锁扣(9)和扭矩弹簧(7)；
所述动力源设于所述支架(5)的一侧，且与所述支架(5)配合连接；
所述关节机构(6)的一端与所述支架(5)铰接，另一端与所述扭矩弹簧(7)铰接；
所述锁扣(9)与所述支架(5)配合连接；
所述举升装置还包括：仰起工作状态和俯趴工作状态；
当所述举升装置处于俯趴工作状态时，所述支架(5)上的负载带动所述支架(5)降下，并通过所述锁扣(9)闭锁；所述支架(5)俯趴时带动所述关节机构(6)转动，在扭矩的作用下，压缩所述扭矩弹簧(7)；
当所述举升装置处于仰起工作状态时，所述动力源驱动所述支架(5)升起，压缩后的扭矩弹簧(7)基于压缩时储存的弹性势能弹起以辅助所述支架(5)升起，并通过所述锁扣(9)闭锁。
优选的，所述支架(5)为对称的框架结构，所述支架(5)包括：左板(5-1)、右板(5-2)和转轴(5-3)；
所述左(5-1)板和所述右板(5-2)尺寸相同且对称设置；
所述转轴(5-3)贯穿所述左板(5-1)和所述右板(5-2)，且与所述左板(5-1)和所述右板(5-2)固定连接；
所述关节机构(6)与所述右板(5-2)铰接；
所述动力源设于所述转轴(5-3)的一端，且与所述转轴(5-3)配合连接；
当所述举升装置处于俯趴工作状态时，所述支架(5)上的负载在重力势能的作用下，通过驱动所述转轴(5-3)和所述关节机构(6)带动所述扭矩弹簧(7)转动；
当所述举升装置处于仰起工作状态时，所述动力源驱动所述转轴(5-3)转动，所述扭矩弹簧(7)释放的弹性势能通过所述关节机构(6)带动所述支架(5)转动。
优选的，所述动力源包括：电机(2)和减速器(3)；
所述电机(2)与所述减速器(3)固定连接；
所述减速器(3)与所述支架的转轴(5-3)配合连接；
当所述举升装置处于仰起工作状态时，所述减速器(3)给所述转轴(5-3)传递所述电机(2)的转矩。
优选的，所述扭矩弹簧(7)包括：第一扭杆弹簧；
所述转轴(5-3)包括：中空转轴和右端盖；
所述右端盖与所述动力源的减速器(3)固定连接；
所述第一扭杆弹簧设于所述中空转轴内；
所述第一扭杆弹簧的一端与所述中空转轴固定连接，另一端与所述右端盖固定连接。
优选的，所述扭矩弹簧(7)还包括：第二扭杆弹簧(7-2)；
所述举升装置还包括：左扭杆弹簧座和右扭杆弹簧座；
所述左扭杆弹簧座和右扭杆弹簧座设于所述支架(5)的正前方；
所述第二扭杆弹簧(7-2)的一端与所述左扭杆弹簧座固定连接，另一端贯通所述右扭杆弹簧座后与所述关节机构(6)固定连接；
当所述举升装置处于仰起工作状态时，所述第二扭杆弹簧(7-2)将储存的弹性势能转换成重力势能，在扭矩的作用下，通过驱动所述关节机构(6)带动所述支架(5)转动。
优选的，所述关节机构(6)包括：摇杆(6-1)和连杆(6-2)；
所述摇杆(6-1)的一端所述连杆(6-2)的一端铰接配合；
所述摇杆(6-1)的另一端与所述右扭杆弹簧座铰接配合，且与所述第二扭杆弹簧(7-2)的另一端铰接；
所述连杆(6-2)的另一端与所述支架(5)的右板(5-2)固定连接。
优选的，所述举升装置还包括：左旋转轴座(4-1)和右旋转轴座(4-2)；
所述左旋转轴座(4-1)和所述右旋转轴座(4-2)对称设置且尺寸相同；
所述支架(5)设于所述左旋转轴座(4-1)和所述右旋转轴座(4-2)间；
所述支架的转轴(5-3)的一端贯通所述左旋转轴座(4-1)，另一端贯通所述右旋转轴座(4-2)后与所述动力源的减速器(3)配合连接。
优选的，所述举升装置还包括：左限位块(8-1)和右限位块(8-2)；
所述锁扣(9)为两个；
两个所述锁扣(9)分别固定设于所述左限位块(8-1)和所述右限位块(8-2)上；
所述支架的左板(5-1)上设有与所述锁扣(9)配合的左锁钩，所述支架的右板(5-2)上设有与所述锁扣(9)配合的右锁钩；
所述左限位块(8-1)和所述右限位块(8-2)的端面分别与所述左板(5-1)和所述右板(5-2)的端面贴合；
当所述举升装置处于仰起工作状态时，所述支架(5)和所述右限位块(8-2)通过所述锁扣(9)固定连接；
当所述举升装置处于俯趴工作状态时，所述支架(5)和所述左限位块(8-1)通过所述锁扣(9)固定连接。
优选的，所述举升装置还包括：矩形底板(1)；
所述左限位块(8-1)、右限位块(8-2)、左旋转轴座(4-1)、右旋转轴座(4-2)、左扭杆弹簧座和右扭杆弹簧座分别固定设于所述底板(1)上；
所述左限位块(8-1)、所述左扭杆弹簧座和所述左旋转轴座(4-1)在同一平面内的同一直线上依次设置。
基于同一发明构思，本发明还提供一种举升装置的俯仰运动方法，所述俯仰运动方法包括：
当举升装置处于俯趴工作状态时，在支架(5)的重力势能作用下，将支架(5)降下至另一端，到位后，通过锁扣(9)闭锁支架(5)；
当举升装置处于仰起工作状态时，动力源和扭矩弹簧(7)驱动支架(5)升起至初始状态，到位后，通过锁扣(9)闭锁支架(5)。
与最接近的现有技术相比，本发明提供的技术方案具有以下有益效果：
(1)本发明提供一种举升装置，所述举升装置包括：动力源、支架(5)、关节机构、锁扣和扭矩弹簧；所述动力源设于所述支架的一侧，且与所述支架(5)配合连接；所述关节机构的一端与所述支架铰接，另一端与所述扭矩弹簧铰接；所述锁扣与所述支架配合连接；所述举升装置还包括：仰起工作状态和俯趴工作状态；当所述举升装置处于俯趴工作状态时，所述支架上的负载带动所述支架降下，并通过所述锁扣闭锁；所述支架俯趴时带动所述关节机构转动，在扭矩的作用下，压缩所述扭矩弹簧；当所述举升装置处于仰起工作状态时，所述动力源驱动所述支架升起，压缩后的扭矩弹簧基于压缩时储存的弹性势能弹起以辅助所述支架升起，并通过所述锁扣闭锁。本发明的举升装置能自动的实现两种姿态转变，支架在下降过程中扭矩弹簧将重力势能储存起来，在举升过程中将弹性势能释放转化为重力势能，从而降低能量的输入。
(2)本发明提供的技术方案，采用电机直接驱动支架的转轴，实现了自动升降的功能，无需复杂的传动装置。
(3)本发明提供的举升装置采用能量转换的方式，充分利用重力势能的作用，大大降低了能量的输入，并且在扭杆弹簧的作用下速度平稳，有利于装置的自动控制。
(4)本发明提供的举升装置利用两根扭杆弹簧能够在有限的空间内有效优化电机在升降过程中的扭矩平衡。
附图说明
图1为本发明的举升装置仰起时的结构示意图；
图2为本发明的举升装置俯趴时的结构示意图；
图3为本发明的限位块和锁扣的结构示意图；
其中，1-底板；2-电机；3-减速器；4-1-左旋转轴座；4-2-右旋转轴座；5-支架；5-1-左板；5-2-右板；5-3-转轴；6-关节机构；6-1-摇杆；6-2-连杆；7-2-第二扭杆弹簧；8-1-左限位块；8-2-右限位块；9-锁扣。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合附图对本发明的技术方案做进一步详细说明。
如图1至图3所示，本实施例提供的一种举升装置，所述举升装置包括：动力源、支架5、关节机构6、锁扣9和扭矩弹簧7；
所述动力源设于所述支架5的一侧，且与所述支架5配合连接；
所述关节机构6的一端与所述支架5铰接，另一端与所述扭矩弹簧7铰接；
所述锁扣9与所述支架5配合连接；
所述举升装置还包括：仰起工作状态和俯趴工作状态；
当所述举升装置处于俯趴工作状态时，所述支架5上的负载带动所述支架5降下，并通过所述锁扣9闭锁；所述支架5俯趴时带动所述关节机构6转动，在扭矩的作用下，压缩所述扭矩弹簧7；
当所述举升装置处于仰起工作状态时，所述动力源驱动所述支架(5)升起，压缩后的扭矩弹簧7基于压缩时储存的弹性势能弹起以辅助所述支架5升起，并通过所述锁扣9闭锁。
所述支架5为对称的框架结构，所述支架5包括：左板5-1、右板5-2和转轴5-3；
所述左5-1板和所述右板5-2尺寸相同且对称设置；
所述转轴5-3贯穿所述左板5-1和所述右板5-2，且与所述左板5-1和所述右板5-2固定连接；
所述关节机构6与所述右板5-2铰接；
所述动力源设于所述转轴5-3的一端，且与所述转轴5-3配合连接；
当所述举升装置处于俯趴工作状态时，所述支架5上的负载在重力势能的作用下，通过驱动所述转轴5-3和所述关节机构6带动所述扭矩弹簧7转动；
当所述举升装置处于仰起工作状态时，所述动力源驱动所述转轴5-3转动，所述扭矩弹簧7释放的弹性势能通过所述关节机构6带动所述支架5转动。
优选的，所述动力源包括：电机2和减速器3；
所述电机2与所述减速器3固定连接；
所述减速器3与所述支架的转轴5-3配合连接；
当所述举升装置处于仰起工作状态时，所述减速器3给所述转轴5-3传递所述电机2的转矩。
所述扭矩弹簧7包括：第一扭杆弹簧；
所述转轴5-3包括：中空转轴和右端盖；
所述右端盖与所述动力源的减速器3固定连接；
所述第一扭杆弹簧设于所述中空转轴内；
所述第一扭杆弹簧的一端与所述中空转轴固定连接，另一端与所述右端盖固定连接。
所述扭矩弹簧7还包括：第二扭杆弹簧7-2；
所述举升装置还包括：左扭杆弹簧座和右扭杆弹簧座；
所述左扭杆弹簧座和右扭杆弹簧座设于所述支架5的正前方；
所述第二扭杆弹簧7-2的一端与所述左扭杆弹簧座固定连接，另一端贯通所述右扭杆弹簧座后与所述关节机构6固定连接；
当所述举升装置处于仰起工作状态时，所述第二扭杆弹簧7-2将储存的弹性势能转换成重力势能，在扭矩的作用下，通过驱动所述关节机构6带动所述支架5转动。
所述关节机构6包括：摇杆6-1和连杆6-2；
所述摇杆6-1的一端所述连杆6-2的一端铰接配合；
所述摇杆6-1的另一端与所述右扭杆弹簧座铰接配合，且与所述第二扭杆弹簧7-2的另一端铰接；
所述连杆6-2的另一端与所述支架5的右板5-2固定连接。
所述举升装置还包括：左旋转轴座4-1和右旋转轴座4-2；
所述左旋转轴座4-1和所述右旋转轴座4-2对称设置且尺寸相同；
所述支架5设于所述左旋转轴座4-1和所述右旋转轴座4-2间；
所述支架的转轴5-3的一端贯通所述左旋转轴座4-1，另一端贯通所述右旋转轴座4-2后与所述动力源的减速器3配合连接。
所述举升装置还包括：左限位块8-1和右限位块8-2；
所述锁扣9为两个；
两个所述锁扣9分别固定设于所述左限位块8-1和所述右限位块8-2上；
所述支架的左板5-1上设有与所述锁扣9配合的左锁钩，所述支架的右板5-2上设有与所述锁扣9配合的右锁钩；
所述左限位块8-1和所述右限位块8-2的端面分别与所述左板5-1和所述右板5-2的端面贴合；
当所述举升装置处于仰起工作状态时，所述支架5和所述右限位块8-2通过所述锁扣9固定连接；
当所述举升装置处于俯趴工作状态时，所述支架5和所述左限位块8-1通过所述锁扣9固定连接。
所述举升装置还包括：矩形底板1；
所述左限位块8-1、右限位块8-2、左旋转轴座4-1、右旋转轴座4-2、左扭杆弹簧座和右扭杆弹簧座分别固定设于所述底板1上；
所述左限位块8-1、所述左扭杆弹簧座和所述左旋转轴座4-1在同一平面内的同一直线上依次设置。
基于同一发明目的，本实施例还提供一种举升装置的俯仰运动方法，所述俯仰运动方法包括：
当举升装置处于俯趴工作状态时，在支架5的重力势能作用下，将支架5降下至另一端，到位后，通过锁扣9闭锁支架5；
当举升装置处于仰起工作状态时，动力源和扭矩弹簧7驱动支架5升起至初始状态，到位后，通过锁扣9闭锁支架5。
具体讲，所述支架5在减速器3驱动和两根扭杆弹簧辅助扭矩作用下绕支架5的转轴5-3作旋转运动；
所述关节机构6包括：摇杆6-1和连杆6-2，与支架5组成平行四边形关节机构；
优选地，所述扭矩弹簧7在支架5降至俯趴姿态时积蓄反转势能，在举升过程中提供较为稳定的向上旋转助力扭矩。
优选地，所述举升装置在仰起和俯趴姿态下均有机械限位块，既能起到限位作用而且能加强两种姿态下抗冲击强度。
优选地，所述举升装置在仰起和俯趴姿态下均有锁扣，保持两种姿态的闭锁降低电机的负载。
两个锁扣9分别固定于限位块上，支架到位后挂上锁扣9上的U型环转动手柄即可闭锁支架。
如图1-3所示，当需要升起或降下支架5时，打开锁扣9，电机驱动支架5的转轴5-3在两根扭杆弹簧7的扭矩作用下将支架5升起或降下至另一端，到位后，将另一端的锁扣9把支架闭锁。
以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在申请待批的本发明的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种举升装置，其特征在于，所述举升装置包括：动力源、支架(5)、关节机构(6)、锁扣(9)和扭矩弹簧(7)；
所述动力源设于所述支架(5)的一侧，且与所述支架(5)配合连接；
所述关节机构(6)的一端与所述支架(5)铰接，另一端与所述扭矩弹簧(7)铰接；
所述锁扣(9)与所述支架(5)配合连接；
所述举升装置还包括：仰起工作状态和俯趴工作状态；
当所述举升装置处于俯趴工作状态时，所述支架(5)上的负载带动所述支架(5)降下，并通过所述锁扣(9)闭锁；所述支架(5)俯趴时带动所述关节机构(6)转动，在扭矩的作用下，压缩所述扭矩弹簧(7)；
当所述举升装置处于仰起工作状态时，所述动力源驱动所述支架(5)升起，压缩后的扭矩弹簧(7)基于压缩时储存的弹性势能弹起以辅助所述支架(5)升起，并通过所述锁扣(9)闭锁。
2.如权利要求1所述的举升装置，其特征在于，
所述支架(5)为对称的框架结构，所述支架(5)包括：左板(5-1)、右板(5-2)和转轴(5-3)；
所述左板(5-1)和所述右板(5-2)尺寸相同且对称设置；
所述转轴(5-3)贯穿所述左板(5-1)和所述右板(5-2)，且与所述左板(5-1)和所述右板(5-2)固定连接；
所述关节机构(6)与所述右板(5-2)铰接；
所述动力源设于所述转轴(5-3)的一端，且与所述转轴(5-3)配合连接；
当所述举升装置处于俯趴工作状态时，所述支架(5)上的负载在重力势能的作用下，通过驱动所述转轴(5-3)和所述关节机构(6)带动所述扭矩弹簧(7)转动；
当所述举升装置处于仰起工作状态时，所述动力源驱动所述转轴(5-3)转动，所述扭矩弹簧(7)释放的弹性势能通过所述关节机构(6)带动所述支架(5)转动。
3.如权利要求1所述的举升装置，其特征在于，
所述动力源包括：电机(2)和减速器(3)；
所述电机(2)与所述减速器(3)固定连接；
所述减速器(3)与所述支架的转轴(5-3)配合连接；
当所述举升装置处于仰起工作状态时，所述减速器(3)给所述转轴(5-3)传递所述电机(2)的转矩。
4.如权利要求2所述的举升装置，其特征在于，
所述扭矩弹簧(7)包括：第一扭杆弹簧；
所述转轴(5-3)包括：中空转轴和右端盖；
所述右端盖与所述动力源的减速器(3)固定连接；
所述第一扭杆弹簧设于所述中空转轴内；
所述第一扭杆弹簧的一端与所述中空转轴固定连接，另一端与所述右端盖固定连接。
5.如权利要求1所述的举升装置，其特征在于，
所述扭矩弹簧(7)还包括：第二扭杆弹簧(7-2)；
所述举升装置还包括：左扭杆弹簧座和右扭杆弹簧座；
所述左扭杆弹簧座和右扭杆弹簧座设于所述支架(5)的正前方；
所述第二扭杆弹簧(7-2)的一端与所述左扭杆弹簧座固定连接，另一端贯通所述右扭杆弹簧座后与所述关节机构(6)固定连接；
当所述举升装置处于仰起工作状态时，所述第二扭杆弹簧(7-2)将储存的弹性势能转换成重力势能，在扭矩的作用下，通过驱动所述关节机构(6)带动所述支架(5)转动。
6.如权利要求5所述的举升装置，其特征在于，
所述关节机构(6)包括：摇杆(6-1)和连杆(6-2)；
所述摇杆(6-1)的一端所述连杆(6-2)的一端铰接配合；
所述摇杆(6-1)的另一端与所述右扭杆弹簧座铰接配合，且与所述第二扭杆弹簧(7-2)的另一端铰接；
所述连杆(6-2)的另一端与所述支架(5)的右板(5-2)固定连接。
7.如权利要求1所述的举升装置，其特征在于，
所述举升装置还包括：左旋转轴座(4-1)和右旋转轴座(4-2)；
所述左旋转轴座(4-1)和所述右旋转轴座(4-2)对称设置且尺寸相同；
所述支架(5)设于所述左旋转轴座(4-1)和所述右旋转轴座(4-2)间；
所述支架的转轴(5-3)的一端贯通所述左旋转轴座(4-1)，另一端贯通所述右旋转轴座(4-2)后与所述动力源的减速器(3)配合连接。
8.如权利要求1所述的举升装置，其特征在于，
所述举升装置还包括：左限位块(8-1)和右限位块(8-2)；
所述锁扣(9)为两个；
两个所述锁扣(9)分别固定设于所述左限位块(8-1)和所述右限位块(8-2)上；
所述支架的左板(5-1)上设有与所述锁扣(9)配合的左锁钩，所述支架的右板(5-2)上设有与所述锁扣(9)配合的右锁钩；
所述左限位块(8-1)和所述右限位块(8-2)的端面分别与所述左板(5-1)和所述右板(5-2)的端面贴合；
当所述举升装置处于仰起工作状态时，所述支架(5)和所述右限位块(8-2)通过所述锁扣(9)固定连接；
当所述举升装置处于俯趴工作状态时，所述支架(5)和所述左限位块(8-1)通过所述锁扣(9)固定连接。
9.如权利要求6-8任一所述的举升装置，其特征在于，
所述举升装置还包括：矩形底板(1)；
所述左限位块(8-1)、右限位块(8-2)、左旋转轴座(4-1)、右旋转轴座(4-2)、左扭杆弹簧座和右扭杆弹簧座分别固定设于所述底板(1)上；
所述左限位块(8-1)、所述左扭杆弹簧座和所述左旋转轴座(4-1)在同一平面内的同一直线上依次设置。
10.一种举升装置的俯仰运动方法，其特征在于，
所述俯仰运动方法包括：
当举升装置处于俯趴工作状态时，在支架(5)的重力势能作用下，将支架(5)降下至另一端，到位后，通过锁扣(9)闭锁支架(5)；
当举升装置处于仰起工作状态时，动力源和扭矩弹簧(7)驱动支架(5)升起至初始状态，到位后，通过锁扣(9)闭锁支架(5)。
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