CN110713131A - 基于电磁制动的随动升降装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种基于电磁制动的随动升降装置，该装置包括设有升降通道的固定壳套、设置于升降通道内部的升降机芯、与升降机芯相连的制动机构以及设置于升降机芯顶部的载物台，连接升降机芯下部与固定壳套底部的弹簧阻尼器；所述升降机芯包括与载物台支撑连接的支撑结构、与支撑结构相连的导轨结构、固定于固定壳套内壁上且与导轨结构配合连接的导向结构；所述制动机构包括沿升降机芯升降方向设置的齿条、与齿条配合设置的齿轮以及与齿轮相连的电磁制动器。本发明解决了现有技术中实验室升降台不适用于狭窄空间使用、操作费力费时的技术问题，其使用寿命长，工作平稳，可靠性高。

Description

基于电磁制动的随动升降装置
技术领域
本发明涉及实验设备技术领域，具体而言，涉及一种基于电磁制动的随动升降装置。
背景技术
在进行科学实验时，需要将实验设备放到相应位置，并做好支撑与固定；比如霍普金森杆这一设备，该实验设备需要用支撑件来进行支撑固定，并根据实验场地需求进行升降，以满足实验条件。当它需要按要求来升高或降低时，则要有若干个升降台同时控制升降时间与高度，否则便会导致杆件弯折，影响实验结果。
目前实验室采用的升降台从驱动结构上主要为手动式升降台，手动式升降台需要通过手动进行转动，当需要转动较大位移时费时费力，因此目前亟需一种操作方便、价格便宜的实验用随动升降装置，减小实验成本，提高实验成功率。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种基于电磁制动的随动升降装置，以解决现有技术中实验用若干个升降台同时操作困难，结构复杂的问题。
为了实现上述目的，本发明提供了一种基于电磁制动的随动升降装置，该装置包括设有升降通道的固定壳套、设置于升降通道内部的升降机芯、与升降机芯相连的制动机构以及设置于升降机芯顶部的载物台，连接升降机芯下部与固定壳套底部的弹簧阻尼器；
所述升降机芯包括与载物台支撑连接的支撑结构、与支撑结构相连的导轨结构、固定于固定壳套内壁上且与导轨结构配合连接的导向结构；
所述制动机构包括沿升降机芯升降方向设置的齿条、与齿条配合设置的齿轮以及与齿轮相连的电磁制动器。
本发明通过升降机芯的上下运动来实现该装置功能。该装置连接到实验设备的一端，实验设备的另一端可接普通升降台，当调节升降台时，设备一端升高，此时该升降装置的弹簧阻尼器处于不平衡状态，通过弹簧阻尼器弹簧的收缩，使升降机芯根据现有情况升高或降低，该系统回到平衡状态。其中升降机芯通过导轨结构和导向结构做升降运动，升降机芯连动载物台进行升降，根据需要操控载物台的升降高度，升降机芯在固定壳套内部的升降通道内运动过程中通过导向结构以及导轨结构实现滑动式升降，电磁制动器控制齿轮的制动，当到达需要的任意位移时通过电磁制动器对齿轮制动进而对升降机芯进行制动控制。通过上述升降机芯的位移的改变，使得载物台能够支撑着设备，并在设备上下移动的时候能够跟随其他升降台上下移动，使设备能够保持水平状态，该设备与普通升降台相比，体积小，成本低，可用于需要狭小空间支撑或升降的场合，其目的是升降机芯能够随动在行程范围内任意位置锁定，可以起到支撑作用，具有操作方便、能够在任意位置锁定、结构紧凑、工作可靠的优点，由此解决了现有技术中实验室升降台不适用于狭窄空间、操作费时、效率较低的技术问题。
本发明通过固定壳套将升降机芯包裹在其升降通道内部，减少了升降机芯与外界的接触，防止了异物在齿条和齿轮之间的卡接，造成升降机芯使用寿命的缩短。
进一步地，所述固定壳套包括中空的上层壳体以及设置于壳体底部的底座，所述上层壳体与底座之间通过连接螺栓固定连接。由此使得固定壳套构成一个可拆卸结构，方便进行内部清理以及拆装后便携。
进一步地，所述底座上设有加固螺孔。通过加固螺孔可使底座得到进一步固定，进一步提高本发明的稳定性。
进一步地，所述固定壳套侧面开有供电磁制动器安装的安装位。
进一步地，所述电磁制动器通过其上的连接轴与齿轮相连。
进一步地，所述安装位包括供连接轴以及连接件穿过于齿轮相连的安装孔以及设置于安装孔外周并供电磁制动器主体卡设的安装槽。通过安装槽以及安装孔的配合，将电磁制动器合理安装在固定壳套上，使得本发明装配空间更小，结构更为紧凑。
进一步地，所述导向结构包括通过螺栓固定于固定壳套两侧的开槽滑块，所述导轨结构包括通过螺栓对应固定于支撑结构两侧的导轨，所述导轨与开槽滑块可滑动配合连接。两侧的开槽滑块以及两侧与开槽滑块相配合的导轨使得升降机芯实现滑动升降，并且在升降过程中运动更加稳定。
进一步地，所述导轨下端向外凸出设有导轨限位螺栓。导轨限位螺栓能够对导轨起到限位作用，防止拉动升降机芯的过程中导致导轨与开槽滑块之间脱离。
进一步地，所述支撑结构为方形柱状结构，所述载物台通过螺栓固定于支撑结构顶部。
进一步地，所述载物台下降至与固定壳套顶面接触后所述载物台与固定壳套构成一个封闭体。
可见，本发明可用于需要狭小空间支撑和升降的场合，其目的是升降装置能够根据设备需求随动，在行程范围内任意位置锁定，可以起到支撑作用，具有操作方便、能够在任意位置锁定、结构紧凑、工作可靠的优点，由此解决了现有技术中实验室升降台不适用于狭窄空间使用、若干个升降台实时同步升降操作困难等问题。本发明通过固定壳套将升降机芯包裹在其升降通道内部，减少了升降机芯与外界的接触，防止了异物在齿条和齿轮之间的卡接，造成升降机芯使用寿命的缩短。
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的说明。本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来辅助对本发明的理解，附图中所提供的内容及其在本发明中有关的说明可用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明基于电磁制动的随动升降装置的装配结构示意图。
图2为本发明基于电磁制动的随动升降装置的分解结构示意图。
上述附图中的有关标记为：
1：电磁制动器；
11：连接轴；
2：上层壳体；
21：升降通道；
22：开槽滑块结构安装孔；
23：安装槽；
24：安装孔；
31：齿轮；
32：齿条；
41：第一导轨；
42：第一开槽滑块；
43：第二开槽滑块；
44：第二导轨；
5：载物台；
6：支撑结构
7：底座；
71：加固螺孔；
8：连接螺栓；
9：弹簧阻尼器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行清楚、完整的说明。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本发明。在结合附图对本发明进行说明前，需要特别指出的是：
本发明中在包括下述说明在内的各部分中所提供的技术方案和技术特征，在不冲突的情况下，这些技术方案和技术特征可以相互组合。
此外，下述说明中涉及到的本发明的实施例通常仅是本发明一分部的实施例，而不是全部的实施例。因此，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
关于本发明中术语和单位。本发明的说明书和权利要求书及有关的部分中的术语“包括”、“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
本发明基于电磁制动的随动升降装置，包括设有升降通道21的固定壳套、设置于升降通道21内部的升降机芯、与升降机芯相连的制动机构以及设置于升降机芯顶部的载物台5，连接升降机芯下部与固定壳套底部的弹簧阻尼器9；
所述升降机芯包括与载物台5支撑连接的支撑结构6、与支撑结构6相连的导轨结构、固定于固定壳套内壁上且与导轨结构配合连接的导向结构；
所述制动机构包括沿升降机芯升降方向设置的齿条32、与齿条32配合设置的齿轮31以及与齿轮31相连的电磁制动器1。
所述固定壳套包括中空的上层壳体2以及设置于壳体底部的底座7，所述上层壳体2与底座7之间通过连接螺栓8固定连接。
所述底座7上设有加固螺孔71。
所述固定壳套侧面开有供电磁制动器1安装的安装位。
所述电磁制动器1通过其上的连接轴11与齿轮相连。
所述安装位包括供连接轴11以及连接件12穿过于齿轮相连的安装孔24以及设置于安装孔24外周并供电磁制动器1主体卡设的安装槽23。
所述导向结构包括通过螺栓固定于固定壳套两侧的开槽滑块，所述导轨结构包括通过螺栓对应固定于支撑结构6两侧的导轨，所述导轨与开槽滑块可滑动配合连接。
所述导轨下端向外凸出设有导轨限位螺栓411。
所述支撑结构6为方形柱状结构，所述载物台5通过螺栓固定于支撑结构6顶部。
所述载物台5下降至与固定壳套顶面接触后所述载物台5与固定壳套构成一个封闭体。
结合图1、图2所示，本发明基于电磁制动的随动升降装置，包括固定壳套、载物台5、升降机芯，制动机构；
其中升降机芯起到升降载物台5的作用，升降机芯包括包括与载物台5支撑连接的柱状支撑结构6、通过螺栓固定于支撑结构6两侧面的第一导轨41和第二导轨44，通过螺栓对应上述导轨固定于上层壳体2内壁的第一开槽滑块42、第二开槽滑块43，
所述制动机构包括沿升降机芯升降方向设置的齿条32、与齿条32配合设置的齿轮31以及与齿轮31相连的电磁制动器1。
固定壳套包括中空的上层壳体2以及设置于上层壳体2底部的底座7，连接升降机芯上的支撑结构6的下部与固定壳套上底座7的弹簧阻尼器9，上层壳体2的中空部分构成供升降机芯做升降运动的升降通道21，所述上层壳体2，所述上层壳体2一侧面开有供电磁制动器1安装的安装位。所述电磁制动器1通过其上的连接轴11与齿轮31相连。所述安装位包括供连接轴11以及连接件12穿过于齿轮相连的安装孔24以及设置于安装孔24外周并供电磁制动器1主体卡设的安装槽23。所述安装槽23靠近支撑结构6边沿一侧设有缺口231。所述支撑结构6为方形柱状结构，所述载物台5通过螺栓固定于支撑结构6顶部。所述载物台5下降至与固定壳套顶面接触后所述载物台5与固定壳套构成一个封闭体。所述底座7上设有加固螺孔71。通过加固螺孔71可将底座7进一步固定。
其中，电磁制动器是一种将主动侧扭力传达给被动侧的连接器，可以据需要自由的结合，切离或制动，具有结构紧凑，操作简单，响应灵敏，寿命长久，使用可靠，易于实现远距离控制等优点。电磁制动器是现代工业中一种理想的自动化执行元件，在机械传动系统中主要起传递动力和控制运动等作用。
导轨运动的作用是用来支撑和引导运动部件，按给定的方向做往复直线运动。它由钢珠在开槽滑块跟导轨之间无限滚动循环，从而使载物台沿着导轨轻易的高精度线性运动，并将摩擦系数降至平常传统滑动导引的五十分之一，能轻易地达到很高的定位精度。开槽滑块跟导轨间末制单元设计，使线形导轨同时承受上下左右等各方向的负荷。
本发明使用过程如下：
如图1所示，
按照其构造将装置装配完毕。在使用时，将电磁制动器1通电，此时载物台5可以在导轨及开槽滑块的引导下上下滑动，当设备另一端升高时，该装置这端受到的负载产生变化，弹簧阻尼器处于不平衡状态，他将不平衡的力作用于升降机芯上，升降机芯通过升高或者降低使系统处于平衡状态，设备恢复水平状态。当系统平衡后，将电磁制动器1断电，此时啮合的齿轮31和齿条32处于锁死状态，载物台5固定不动，此时可以达到升降和行程内任意位置锁定的目的。
当结束使用之后，可将载物台5回到移动至与上层壳体2顶部接触，使得内部整个升降机芯包裹在固定壳套内部。如需携带，可将本发明各个部位进行拆卸，待需要使用时按照图1以及图2结构进行重新装配。
本具体实施方式中电磁制动器选用的是HDWZ1系列微型电磁失电电磁制动器，相应的连接轴11为适配电磁制动器型号的截面为D型的D型轴。HDWZ1系列微型电磁失电电磁制动器为通电脱离(释放)，该电磁制动器通过磁轭吸合衔铁，衔铁通过连接轴实现释放与制动，通电时，衔铁与连接轴(所述D型轴)释放状态，D型轴可以转动，此时齿轮齿条可以随意在行程内运动，平台可以上下移动；断电时，衔铁与连接轴即D型轴制动状态，D型轴不可以转动，此时齿轮齿条处于锁死状态，平台固定。
本发明相较于现有技术有益效果在于：
一、本发明可用于需要狭小空间支撑或升降的场合；
二、本发明能够随动在行程范围内任意位置锁定，可以起到支撑作用，操作方便；
三、本发明相较于市场上的升降台结构紧凑，工作可靠，且所用各零配件价格较为便宜，降低了实验成本。
以上对本发明的有关内容进行了说明。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本发明。基于本发明的上述内容，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.基于电磁制动的随动升降装置，其特征在于，包括设有升降通道(21)的固定壳套、设置于升降通道(21)内部的升降机芯、与升降机芯相连的制动机构以及设置于升降机芯顶部的载物台(5)，连接升降机芯下部与固定壳套底部的弹簧阻尼器(9)；
所述升降机芯包括与载物台(5)支撑连接的支撑结构(6)、与支撑结构(6)相连的导轨结构、固定于固定壳套内壁上且与导轨结构配合连接的导向结构；
所述制动机构包括沿升降机芯升降方向设置的齿条(32)、与齿条(32)配合设置的齿轮(31)以及与齿轮(31)相连的电磁制动器(1)。
2.如权利要求1所述的基于电磁制动的随动升降装置，其特征在于，所述固定壳套包括中空的上层壳体(2)以及设置于壳体底部的底座(7)，所述上层壳体(2)与底座(7)之间通过连接螺栓(8)固定连接。
3.如权利要求2所述的基于电磁制动的随动升降装置，其特征在于，所述底座(7)上设有加固螺孔(71)。
4.如权利要求1所述的基于电磁制动的随动升降装置，其特征在于，所述固定壳套侧面开有供电磁制动器(1)安装的安装位。
5.如权利要求4所述的基于电磁制动的随动升降装置，其特征在于，所述电磁制动器(1)通过其上的连接轴(11)与齿轮(31)相连。
6.如权利要求5所述的基于电磁制动的随动升降装置，其特征在于，所述安装位包括供连接轴(11)以及连接件(12)穿过于齿轮相连的安装孔(24)以及设置于安装孔(24)外周并供电磁制动器(1)主体卡设的安装槽(23)。
7.如权利要求1所述的基于电磁制动的随动升降装置，其特征在于，所述导向结构包括通过螺栓固定于固定壳套两侧的开槽滑块，所述导轨结构包括通过螺栓对应固定于支撑结构(6)两侧的导轨，所述导轨与开槽滑块可滑动配合连接。
8.如权利要求7所述的基于电磁制动的随动升降装置，其特征在于，所述导轨下端向外凸出设有导轨限位螺栓(411)。
9.如权利要求1所述的基于电磁制动的随动升降装置，其特征在于，所述支撑结构(6)为方形柱状结构，所述载物台(5)通过螺栓固定于支撑结构(6)顶部。
10.如权利要求1所述的基于电磁制动的随动升降装置，其特征在于，所述载物台(5)下降至与固定壳套顶面接触后所述载物台(5)与固定壳套构成一个封闭体。
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