CN110228769A - 一种具有平衡机构的升降装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有平衡机构的升降装置，属于升降装置技术领域，解决了现有技术中四油缸驱动存在过约束、各个油缸受力不均等问题。本发明装置包括支撑平台(1)、第一举升机构、第二举升机构和平衡机构；第一、第二举升机构用于为支撑平台(1)提供支持；平衡机构用于平衡第一、第二举升机构与支撑平台(1)之间的运动关系与受力关系,平衡机构包括第一摇杆(12)、第一拉杆(13)、平衡杆(14)、第二拉杆(16)和第二摇杆(15)，且依次连接；平衡杆(14)与第三支耳(4)通过旋转副连接。本发明装置实现了四油缸升降装置的无过约束，四油缸受力均衡。

Description

一种具有平衡机构的升降装置

技术领域

本发明属于升降装置技术领域，特别涉及一种具有平衡机构的升降装置。

背景技术

升降装置是一种能实现工作平台垂直升降的装置，在工程中应用较为广泛。

油缸具有推力大的优势，采用油缸作为重负载举升平台升降的动力源，结构简单，可靠性高。具有多油缸的举升平台能保证举升平台的稳定性与可靠性。本发明针对采用四油缸举升的情况提出一种发明专利。四油缸举升平台面临着四油缸同步的问题，三个铰链点即确定一平面，采用四个油缸若采用铰链连接，则存在过约束。传统的四油缸举升装置常采用放开一个自由度的方式，此种方式下各油缸受力不均，甚至会出现某一油缸完全不受力的情况。本发明专利利用平衡机构，实现四油缸与举升平台的铰链连接，保证四个油缸受力均匀。

发明内容

鉴于以上分析，本发明旨在提供一种具有平衡机构的升降装置，用以解决现有技术中四油缸驱动存在过约束、各个油缸受力不均等问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一种具有平衡机构的升降装置，包括支撑平台、第一举升机构、第二举升机构和平衡机构；

支撑平台底面设置有第一支耳、第二支耳和第三支耳；

第一举升机构与第一支耳通过旋转副连接；第二举升机构与第二支耳通过旋转副连接；第一、第二举升机构用于为支撑平台提供支持；

平衡机构用于平衡第一、第二举升机构与支撑平台之间的运动关系与受力关系,平衡机构包括第一摇杆、第一拉杆、平衡杆、第二拉杆和第二摇杆，且依次连接；平衡杆与第三支耳通过旋转副连接。

进一步的，第一举升机构包括第一举升油缸、第二举升油缸和第一连杆，第一连杆两端分别与第一、第二举升油缸连接；

第二举升机构包括第三举升油缸、第四举升油缸和第二连杆，第二连杆两端分别于第三、第四举升油缸连接；

第一摇杆与第一连杆固定连接，第二摇杆与第二连杆固定连接。

进一步的，第一连杆包括第一杆和第二杆，第一杆与第二杆长度相同且形成120～170°的夹角；第一杆与第二杆连接的部位为第一连杆的中心，第一连杆中心处与第一支耳通过旋转副连接；第二连杆结构与第一连杆相同，第二连杆的中心处与第二支耳通过旋转副连接。

进一步的，第一连杆与第一、第二举升油缸，第二连杆与第三、第四举升油缸均通过球铰副连接。

进一步的，第一、第二支耳为对称设置，第三支耳设置在第一、第二支耳连线的中垂线上。

进一步的，第一拉杆一端采用球铰副与第一摇杆连接，第一拉杆另一端采用球铰副与平衡杆第一端连接；

第二拉杆一端采用球铰副与第二摇杆连接，第二拉杆另一端采用球铰副与平衡杆第二端连接。

进一步的，第一、第二、第三举升油缸底端均通过球铰副与地面支撑连接；第四举升油缸底部与地面支撑固定连接。

进一步的，第一、第二摇杆设置在第一、第二连杆的中间位置。

进一步的，第一摇杆与第一连杆为一体结构，第二摇杆与第二连杆为一体结构。

进一步的，第一、第二、第三支耳通过螺栓或焊接固定在支撑平台上。

与现有技术相比，本发明至少能实现以下技术效果之一：

1)本发明装置采用四个举升油缸，四个举升油缸均与支撑平台连接，提供可靠的支持。平衡机构与油缸采用4个铰链点连接，与支撑平台采用3个铰链点连接，消除过约束问题。即当4个油缸举升动作不一致时，4个油缸的铰链点不在同一平面，平衡机构与支撑平台连接的3个铰链点仍为一平面。

2)本发明装置平衡机构调节平台作用在油缸上的作用力，将第三支耳上的作用力平均分配到第一、第二举升机构，保证各油缸受力均衡；举升装置举升过程中，支撑平台的力始终在两组举升机构的角平分线，当两组举升机构运动不一致时，支撑平台的力近似为两组举升机构的角平分线，保证各个油缸受力均衡。

3)本发明装置四个油缸中的其中一个缸体底部与地面支撑固定连接，以保证举升装置只在垂向运动，而不产生横向运行；另外三个油缸与地面采用球铰连接，当两组举升机构运动不一致时，能够发生一定的侧向摆动以适应机构的运动关系。

4)本发明装置结构简单，易于实施；且结构紧凑，占有空间小，具有很高的应用前景。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及权利要求书中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的附图标记表示相同的部件。

图1举升装置示意图；

图2举升机构与平衡机构组装示意图；

图3支撑平台示意图；

图4举升机构示意图；

图5平衡机构示意图。

附图标记：

1-支撑平台；2-第一支耳；3-第二支耳；4-第三支耳；5-第一举升油缸；6-第三举升油缸；7-第一连杆；71-第一杆；72-第二杆；8-第二连杆；9-第二举升油缸；10-第四举升油缸；11-球铰；12-第一摇杆；13-第一拉杆；14-平衡杆；15-第二摇杆；16-第二拉杆。

具体实施方式

以下结合具体实施例对一种具有平衡机构的升降装置作进一步的详细描述，这些实施例只用于比较和解释的目的，本发明不限定于这些实施例中。

本发明提供一种具有平衡机构的举升装置，如图1-图5所示，包括支撑平台1、第一举升机构、第二举升机构和平衡机构。

支撑平台底面设置有第一支耳2、第二支耳3和第三支耳4；第一支耳2和第二支耳3关于支撑平台的对称轴对称设置，第三支耳4设置在第一支耳2和第二支耳3连线的中垂线上，且第三支耳不在第一支耳2和第二支耳3的连线上。第一支耳、第二支耳、第三支耳2、3、4上均设置有通孔，第三支耳4通孔的中心线与第一支耳2和第二支耳2上通孔的中心线垂直。

第一举升机构包括第一举升油缸5、第二举升油缸9和第一连杆7，第一举升油缸5伸出端通过球铰副与第一连杆7左端相连；第二举升油缸9伸出端通过球铰副与第一连杆7右端相连；第一连杆中间部位与第一支耳通过旋转副连接。

第二举升机构包括第三举升油缸6、第四举升油缸10和第二连杆8，第三举升油缸6伸出端通过球铰副与第二连杆8左端相连，第四举升油缸10伸出端通过球铰副与第二连杆8右端相连。第二连杆8中间部位与第二支耳3通过旋转副连接。

平衡机构包括第一摇杆12、第一拉杆13、平衡杆14、第二拉杆16和第二摇杆15，且依次连接；第一摇杆12与第一连杆7固定连接，第二摇杆15与第二连杆8固定连接；平衡杆14中心与第三支耳4通过旋转副连接。

第一支耳2和第二支耳3旋转副平行设置，所以第一连杆7和第二连杆8可旋转的面平行，第三支耳4旋转副设置方向与第一支耳、第二支耳2、3垂直，平衡杆14可旋转的面与第一连杆7和第二连杆8可旋转的面垂直。

第一连杆7包括第一杆71和第二杆72，第一杆71与第二杆72长度相同且形成120～170°的夹角；第一杆71与第二杆72连接的部位为第一连杆7的中心，第一连杆7中心处与第一支耳2通过旋转副连接；第二连杆8结构与第一连杆7相同，第二连杆8的中心处与第二支耳3通过旋转副连接。第一杆71与第二杆72可以是两个单独的杆连接，也可以是一体结构。

三个铰链点即确定一平面，采用四个油缸若采用铰链连接，则存在过约束。本申请平衡机构的主要功能是平衡两组举升机构与支撑平台之间的运动关系与受力关系,并消除过约束。本发明装置采用四个举升油缸，四个举升油缸均与支撑平台连接，提供可靠的支持。平衡机构与油缸采用4个铰链点连接，与支撑平台采用3个铰链点连接，消除过约束问题。即当4个油缸举升动作不一致时，4个油缸的铰链点不在同一平面，平衡机构与支撑平台连接的3个铰链点仍为一平面。

第一举升油缸5缸体底部通过球铰副11与地面支撑相连；第二举升油缸9缸体底部通过球铰副11与地面支撑相连；第三举升油缸6缸体底部通过球铰副11与地面支撑相连，第四举升油缸10缸体底部与地面支撑固定连接。

第四举升油缸10缸体底部与地面支撑固定连接，以保证举升装置只在垂向运动，而不产生横向运行；第一举升油缸5、第二举升油缸9和第三举升油缸6采用球铰连接，当两组举升机构运动不一致时，能够发生一定的侧向摆动以适应机构的运动关系。

本发明装置平衡机构调节平台作用在油缸上的作用力，第三支耳4设置在第一支耳2和第二支耳3连线的中垂线上，可以将第三支耳4上的作用力平均分配到第一支耳2和第二支耳3，从而平均分配到第一、第二举升机构，保证各油缸受力均衡。

第一支耳2和第二支耳3分别与第一连杆7和第二连杆8的中心位置形成旋转副，第一连杆7关于中心为轴对称设置、第二连杆8关于中心轴对称，举升装置举升过程中，支撑平台1的力始终在两组举升机构的角平分线，当两组举升机构运动不一致时，支撑平台的力近似为两组举升机构的角平分线，保证各个油缸受力均衡。

本发明装置结构简单，易于实施，对现有的举升装置也易于实现结构的改进；且结构紧凑，占有空间小，所占用空间与现有的举升装置相差不大，具有很高的应用前景。

优选的，第一摇杆12与第一连杆7为也可以设计为一体结构，第二摇杆15与第二连杆8也可以设计为一体结构。

进一步的，第一支耳2、第二支耳3和第三支耳4可以通过螺栓或焊接固定在支撑平台上。

所述的平衡机构第一摇杆12与第一拉杆13上端采用球铰副连接。第一拉杆13下端与平衡杆14左端通过球铰副连接。第二拉杆16上端采用球铰副与第二摇杆16相连，第二拉杆16下端采用球铰副与平衡杆14右端相连。第一摇杆12与举升机构第一连杆7相固定连接，第二摇杆16与举升机构第二连杆8相固定连接。平衡机构本质为连杆机构，具有自适应4个举升油缸的能力。当4个举升油缸运动不同步时，以第四举升油缸10为相对原点进行分析，根据第三举升油缸6可唯一确定第二支耳3的位置；根据第一举升油缸5、第二举升油缸9可确定第一支耳2的位置。通过第一摇杆12、第一拉杆13、平衡杆14、第二拉杆16、第二摇杆15与第一支耳2、第二支耳3和第三支耳4连接到一起，保证支撑平台稳定支撑。

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。

Claims (10)

1.一种具有平衡机构的升降装置，其特征在于，包括支撑平台(1)、第一举升机构、第二举升机构和平衡机构；

所述支撑平台(1)底面设置有第一支耳(2)、第二支耳(3)和第三支耳(4)；

所述第一举升机构与第一支耳(2)通过旋转副连接；所述第二举升机构与第二支耳(3)通过旋转副连接；所述第一、第二举升机构用于为支撑平台(1)提供支持；

所述平衡机构用于平衡第一、第二举升机构与支撑平台(1)之间的运动与受力,所述平衡机构包括依次连接的第一摇杆(12)、第一拉杆(13)、平衡杆(14)、第二拉杆(16)和第二摇杆(15)；所述平衡杆(14)与第三支耳(4)通过旋转副连接。

2.根据权利要求1所述的具有平衡机构的升降装置，其特征在于，所述第一举升机构包括第一举升油缸(5)、第二举升油缸(9)和第一连杆(7)，所述第一连杆(7)两端分别与第一举升油缸(5)和第二举升油缸(9)连接；

所述第二举升机构包括第三举升油缸(6)、第四举升油缸(10)和第二连杆(8)，所述第二连杆(8)两端分别与第三举升油缸(6)、第四举升油缸(10)连接；

所述第一摇杆(12)与所述第一连杆(7)固定连接，第二摇杆(15)与第二连杆(8)固定连接。

3.根据权利权利要求2所述的具有平衡机构的升降装置，其特征在于，所述第一连杆(7)包括第一杆(71)和第二杆(72)，第一杆(71)与第二杆(72)长度相同且形成120～170°的角度；第一杆(71)与第二杆(72)连接的部位为第一连杆(7)的中心，第一连杆(7)的中心与第一支耳(2)通过旋转副连接；所述第二连杆(8)结构与第一连杆(7)相同，第二连杆(8)的中心与第二支耳(3)通过旋转副连接。

4.根据权利要求2所述的具有平衡机构的升降装置，其特征在于，所述第一连杆(7)与第一举升油缸(5)、第二举升油缸(9)，第二连杆(8)与第三举升油缸(6)、第四举升油缸(10)均通过球铰副连接。

5.根据权利要求1所述的具有平衡机构的升降装置，其特征在于，所述第一支耳(2)和第二支耳(3)为轴对称设置，所述第三支耳(4)设置在第一支耳(2)和第二支耳(3)连线的中垂线上。

6.根据权利要求1所述的具有平衡机构的升降装置，其特征在于，所述第一拉杆(13)一端通过第一球铰副与第一摇杆(12)端部连接，第一拉杆(13)另一端通过第二球铰副与平衡杆(14)第一端连接；

所述第二拉杆(16)一端通过第三球铰副与第二摇杆(15)端部连接，第二拉杆(16)另一端通过第四球铰副与平衡杆(14)第二端连接。

7.根据权利要求2所述的具有平衡机构的升降装置，其特征在于，所述第一举升油缸(5)、第二举升油缸(6)和第三举升油缸(9)底端均通过球铰副(11)与地面连接；所述第四举升油缸(10)底部与地面固定连接。

8.根据权利要求3所述的具有平衡机构的升降装置，其特征在于，所述第一摇杆(12)和第二摇杆(15)分别设置在所述第一连杆(7)和第二连杆(8)的中心。

9.根据权利要求2-4所述的具有平衡机构的升降装置，其特征在于，所述第一摇杆(12)与所述第一连杆(7)为一体结构，所述第二摇杆(15)与所述第二连杆(8)为一体结构。

10.根据权利要求1-8任一项所述的具有平衡机构的升降装置，其特征在于，所述第一支耳(2)、第二支耳(3)和第三支耳(4)通过螺栓连接或焊接固定在支撑平台(1)上。