CN112573417B - 一种自动提升机构 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种自动提升机构，包括：为整个提升机构提供一个固定基座的底座；设置于底座上的旋转底座，旋转底座实现前后运动；设置于旋转底座上并与其铰接的第一级提升机构，第一级提升机构沿竖向布置，第一级提升机构在旋转底座的带动下实现前后运动，并相对于旋转底座俯仰方向进行小角度转动；第二级提升机构与第一级提升机构通过中间板连接，第二级提升机构能沿竖向做升降运动；设置于第二级提升机构内侧的可转动的执行部件，执行部件在第二级提升机构带动下做同步升降运动，沿第二级提升机构的竖向做升降运动。本发明用于室内从地面到天花板全高度的大负重自动化升降，具有级数少、承载能力大、行程高、精度高及调整能力强等优点。
Description
技术领域
本发明涉及负重自动化升降领域，具体地，涉及一种主要用于室内从地面到天花板全高度的大负重自动化升降机构。
背景技术
目前可用于室内提升的机构较多，但基本上只能实现部分高度的提升，都不能实现室内净高的全高度的提升，同时现有的提升机构都是单一的竖向提升，所提升的重物在竖直方向提升的同时，没有其他自由度的高精度可控运动。此外现有的提升机构在负载较大的时候，提升机构本身存在较大变形，无法保证提升过程中的轨迹直线度。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种自动提升机构。
本发明提供一种自动提升机构，包括：
底座，为整个提升机构提供一个固定基座；
设置于所述底座上的旋转底座，所述旋转底座能沿所述底座的水平方向做直线运动，使所述旋转底座实现前后运动；
设置于所述旋转底座上并与其铰接的第一级提升机构，所述第一级提升机构沿竖向布置，所述第一级提升机构在所述旋转底座的带动下实现前后运动，并能相对于所述旋转底座俯仰方向进行小角度转动；
设置于所述第一级提升机构内侧的第二级提升机构，所述第二级提升机构与所述第一级提升机构通过中间板连接，所述第二级提升机构能沿竖向做升降运动，所述第二级提升机构能收纳于所述第一级提升机构内或者运动至所述第一级提升机构的上方；
设置于所述第二级提升机构内侧的可转动的执行部件，所述执行部件在所述第二级提升机构带动下做同步升降运动，并能沿所述第二级提升机构的竖向做升降运动。
优选地，所述底座上设有沿长度方向铺设的第一导轨；所述旋转底座的底部与所述底座的第一导轨连接，并通过第一传动机构带动所述旋转底座沿所述底座的第一导轨方向做直线运动，实现所述旋转底座的前后移动。
优选地，所述第一级提升机构包括：
沿竖直方向设置的第一竖板、第二竖板，且所述第一竖板与所述第二竖板对称设置，所述第一竖板、所述第二竖板的一端与所述旋转底座铰接；所述第一竖板、所述第二竖板的内侧沿竖向铺设有第二导轨；
带动所述第二级提升机构作升降运动的两个第二传动机构；
分别与两个所述第二传动机构连接的两个减速器；
两端分别与两个所述减速器连接的转动轴；
与所述转动轴连接的动力装置，由所述动力装置驱动所述转动轴转动，经由所述传动轴将动力传输至两端的所述减速器，所述减速器分别带动所述第二传动机构转动，由所述第二传动机构传动带动所述中间板沿所述第一竖板、所述第二竖板竖向直线运动，从而实现一级升降运动。
优选地，所述中间板包括：
与其中一所述第二传动机构连接的第一中间板；所述第一中间板的外侧与所述第一竖板的第二导轨连接，通过所述第二传动机构带动所述第一中间板能沿所述第一竖板的第二导轨方向移动；
与另一所述第二传动机构连接的第二中间板；所述第二中间板的外侧与所述第二竖板的第二导轨，通过所述第二传动机构带动所述第二中间板能沿所述第二竖板的第二导轨方向移动。
优选地，所述第二级提升机构包括：
设置于所述第一中间板的内侧的第一升降板，所述第一升降板的外侧与所述第一中间板连接，所述第一升降板在所述第一中间板的带动下沿所述第一竖板的第二导轨方向做升降运动；所述第一升降板的内侧沿竖向设有第三导轨；
设置于所述第二中间板的内侧的第二升降板，所述第二升降板的外侧与所述第二中间板连接，所述第二升降板在所述第二中间板的带动下沿所述第二竖板的第二导轨方向做升降运动；所述第二升降板的内侧沿竖向设有第三导轨；
与所述第一升降板、所述第二升降板相垂直的第三升降板，所述第三升降板的两端分别与所述第一升降板、所述第二升降板的第三导轨连接，所述第三升降板沿所述第一升降板、所述第二升降板的第三导轨方向做升降运动。
优选地，
所述第一中间板的内侧沿竖直方向设有第四导轨，所述第一中间板通过所述第四导轨与所述第一升降板的外侧连接；
所述第二中间板的内侧沿竖直方向设有第四导轨，所述第二中间板通过第四导轨与所述第二升降板的外侧连接；
所述第一升降板、所述第二升降板能沿所述第一中间板、所述第二中间板的竖直方向做升降运动，并能带动所述第三升降板进行同步升降运动。
优选地，自动提升机构包括为执行部件提供旋转动力的旋转座，能驱动所述执行部件沿俯仰方向实现小角度转动；所述旋转座与所述第三升降板连接，所述旋转座在所述第三升降板带动下做同步升降运动，从而带动所述执行部件做同步升降运动。
优选地，自动提升机构包括为所述执行部件提供水平移动的动力的平移座，所述平移座分别与所述执行部件、所述旋转座连接，通过所述平移座驱动所述执行部件实现左右平移。
优选地，所述第二级提升机构的顶端设有用于顶天花板的脚撑，使整个提升机构实现上下稳固支撑。
优选地，所述底座上设有与所述第二升降机构相匹配的镂空空间，使所述第二升降机构能运动至所述底座的下方。
与现有技术相比，本发明具有如下至少一种的有益效果：
本发明上述自动提升机构，仅采用两级提升机构即可实现室内净高的全高度的大负重提升，其额定提升重量可达400kg，最大提升重量可达600kg；两级升降机构承载能力大，同时提高了整体的稳定性。
本发明上述自动提升机构，收缩后体积小，全部提升机构完全收回后，其尺寸仅有720mm*440mm*1400mm。
本发明上述自动提升机构，行程高，整个机构完全展开后，最大提升高度可达3100mm，各级提升收缩后总高1400mm。
本发明上述自动提升机构，精度高，整个提升行程内，末端提升估计的直线精度可达0.1mm。
本发明上述自动提升机构，调整能力强，整个组件可以实现上下移动，前后调整，左右调整及水平面上的角度调整。
本发明上述自动提升机构，通过进一步设置用于顶天花板的脚撑，由脚撑形成的顶撑固定，可保证整个提升机构稳定可靠，极大提升整体的抗倾覆能力，同时支撑脚设有弹簧机构，即使受到振动也能保证天花板支撑脚顶撑的可靠性。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1是本发明一优选实施例的自动提升机构提升后的状态示意图；
图2是本发明一优选实施例的自动提升机构下降后的状态示意图；
图3是本发明一优选实施例的自动提升机构剖面示意图；
图中标记分别表示为：1000为底座、2000为第一竖板、3000为第一中间板、4000为第一升降板、5000为第三升降板、6000为旋转座、7000为平移座、8000为脚撑、9000为旋转底座。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
参照图1所示，为本发明一优选实施例的一种自动提升机构，该机构可实现室内从地面到天花板的全高度的大负重的自动化提升，图中所示包括底座1000、旋转底座9000、第一级提升机构、第二级提升机构和执行部件。执行部件可以为抹头。
其中，底座1000为整个提升机构提供一个固定基座。
旋转底座9000设置于底座1000上，旋转底座9000能沿底座1000的水平方向做直线运动，实现旋转底座9000的前后运动。
第一级提升机构设置于旋转底座9000上并与其铰接。第一级提升机构沿竖向布置，第一级提升机构提供一定距离的竖向行程。第一级提升机构在旋转底座9000的带动下实现前后运动，第一级提升机构能在旋转底座9000俯仰方向上小角度旋转。该小角度是指在0.5°的角度范围内。
第二级提升机构设置于第一级提升机构内侧，第二级提升机构与第一级提升机构通过中间板连接，第二级提升机构能沿竖向做升降运动，参照图2所示，第二级提升机构能收纳于第一级提升机构内或者运动至第一级提升机构的上方，并可上升至室内天花板的高度。第一级提升机构与第二级提升机构之间由中间板连接，中间板起到连接第一级提升机构和第二级提升机构的作用，大大提高了第二级提升机构在第一级提升机构上的行程。
可转动的执行部件设置于第二级提升机构内侧，执行部件在第二级提升机构带动下做同步升降运动，并能沿第二级提升机构的竖向做升降运动。
上述自动提升机构通过上述运动过程，来保证负载较大的情况下，自动提升机构仍具有很高的提升轨迹精度；升降过程中可同时实现所承载执行部件多个自由度的运动，即前后位置调整以及角度调整；同时可以实现在俯仰方向小角度的调整，可以保证整个行程过程中的垂直度。
在其他部分优选实施例中，底座1000上设有沿长度方向铺设的第一导轨；旋转底座9000的底部与底座1000的第一导轨连接，并通过第一传动机构带动旋转底座9000沿底座1000的第一导轨方向做直线运动，实现旋转底座9000的前后移动。作为一优选方式，在底座1000上设有沿长度方向铺设的滑轨；旋转底座9000的底部设有滑块；旋转底座9000滑块连接于底座1000的滑轨上，并通过滚珠丝杆传动带动旋转底座9000沿底座1000的滑轨方向做直线运动，实现旋转底座9000在底座1000上的前后移动。上述第一导轨除采用线性滑轨滑块以外，还可以采用直线光轴、带座光轴或者槽钢加滚轮等方式。上述第一传动机构除了可以采用滚珠丝杆传动，还可以采用同步轮同步带或者链条等方式。
在其他部分优选实施例中，第一级提升机构包括：第一竖板2000、第二竖板、两个第二传动机构、两个减速器、转动轴和动力装置；将两个第二传动机构、两个减速器左右对称安装，通过传动轴实现同步提升。
其中，第一竖板2000、第二竖板沿竖直方向设置底座1000上方，且第一竖板2000与第二竖板对称设置，第一竖板2000、第二竖板的下端与旋转底座9000铰接；在第一竖板2000、第二竖板的内侧沿竖向铺设有第二导轨。
动力装置用于提供动力驱动转动轴转动。具体可以采用电机。
转动轴的两端分别连接一减速器；减速器分别连接第二传动机构。
由动力装置驱动转动轴转动，经由传动轴将动力传输至两端的减速器，减速器分别带动第二传动机构转动，由第二传动机构传动带动中间板沿第一竖板2000、第二竖板的竖向做直线运动，从而实现一级升降运动。作为一优选方式，上述第二传动机构可以采用齿轮齿条传动。
在其他部分优选实施例，参照图1所示，中间板包括第一中间板3000和第二中间板；其中，
与其中一第二传动机构连接的第一中间板3000；第一中间板3000的外侧与第一竖板2000的第二导轨连接，通过第二传动机构带动第一中间板3000能沿第一竖板2000的第二导轨方向移动；
与另一第二传动机构连接的第二中间板；第二中间板的外侧与第二竖板的第二导轨，通过第二传动机构带动第二中间板能沿第二竖板的第二导轨方向移动。
上述第二导轨可以采用线性滑轨滑块、直线光轴、带座光轴或者槽钢加滚轮等方式实现。
在其他部分优选实施例，结合图1、图3所示，第二级提升机构包括第一提升板4000、第二升降板和第三升降板5000；其中，
第一提升板4000安装于第一中间板3000的内侧，第一提升板4000的外侧与第一中间板3000连接，第一提升板4000在第一中间板3000的带动下沿第一竖板2000的第二导轨方向做升降运动；第一提升板4000的内侧沿竖向设有第三导轨。
第二升降板安装于第二中间板的内侧，第二升降板的外侧与第二中间板连接，第二升降板在第二中间板的带动下沿第二竖板的第二导轨方向做升降运动；第二升降板的内侧沿竖向设有第三导轨。
第三升降板5000与第一提升板4000、第二升降板相垂直，第三升降板5000的两端分别与第一提升板4000、第二升降板的第三导轨连接，第三升降板5000沿第一提升板4000、第二升降板的第三导轨方向做升降运动。作为一优选方式，第三升降板5000通过电机，经由减速机，滚珠丝杆传动带动在二级提升板内侧在第一提升板4000、第二升降板的第三导轨上进行升降运动。第三导轨可以采用线性滑轨滑块、直线光轴、带座光轴或者槽钢加滚轮等方式实现。第三升降板5000除了采用滚珠丝杆传动外，也可以采用同步轮同步带或者链条等方式传动。
在其他部分优选实施例，参照图1所示，第一中间板3000的内侧沿竖直方向设有第四导轨，第一中间板3000通过第四导轨与第一提升板4000的外侧连接。
第二中间板的内侧沿竖直方向设有第四导轨，第二中间板通过第四导轨与第二升降板的外侧连接。
第一提升板4000、第二升降板能沿第一中间板3000、第二中间板的竖直方向做升降运动，并能带动第三升降板5000进行同步升降运动。作为一优选方式，第四导轨可以是线性滑轨滑块，也可以是直线光轴、带座光轴或者槽钢加滚轮等方式。
第一竖板2000与第一提升板4000之间由第一中间板3000连接；第二竖板与第二升降板之间由第二中间板连接，可以实现第一提升板4000、第二升降板降至底座1000以下，实现从地面开始抹灰。第一提升板4000、第二升降板升到第一竖板2000、第二竖板以上，实现对墙面抹灰。
在其他部分优选实施例，自动提升机构包括为执行部件提供旋转动力的旋转座6000，能驱动执行部件沿俯仰方向进行小角度转动(该小角度0.5°的角度范围内)；旋转座6000与第三升降板5000连接，旋转座6000在第三升降板5000带动下做同步升降运动，从而带动执行部件做同步升降运动。作为一优选方式，旋转座6000由电机及RV减速机组成，为整个执行部件的旋转提供动力，且整个执行部件旋转座6000可随着第三升降板5000上下移动。
在其他部分优选实施例，结合图1、图3所示，自动提升机构包括为执行部件提供水平移动的动力的平移座7000，平移座7000固定于旋转座6000上，可随着执行部件旋转座6000运动端小角度旋转。执行部件连接于平移座7000上，通过平移座7000带动执行部件左右移动。上述自动提升机构进一步设置平移座7000，可实现所承载执行部件(抹灰)三个自由度的运动，即前后、左右位置调整以及角度调整；作为一优选方式，平移座7000包括水平导轨、设于水平导轨上的运动机构、电机和减速器，通过电机、减速器驱动，可以通过同步带与同步带轮传动带动运动机构在水平导轨上进行左右位置移动。
在其他部分优选实施例，参照图1所示，第二级提升机构的顶端设有用于顶天花板的脚撑8000，当第二级提升机构上升到最高处时，脚撑8000会顶到天花板上，保证执行部件在高处升降时有一个可靠的支撑，使整个提升机构实现上下稳固支撑。改善整体刚性，保证提升的轨迹精度。作为一优选方式，脚撑8000的内部设有弹簧，即使整体机构在受到较强的震动下也能够保证与天花板之间顶撑接触的可靠性。脚撑8000的数量优选为两个。
在其他部分优选实施例，参照图1、图2所示，底座1000上设有与第二升降机构相匹配的镂空空间，使第二升降机构能运动至底座1000的下方。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质。
Claims (9)
1.一种自动提升机构，其特征在于，包括：
底座，为整个提升机构提供一个固定基座；
设置于所述底座上的旋转底座，所述旋转底座能沿所述底座的水平方向做直线运动，使所述旋转底座实现前后运动；
设置于所述旋转底座上并与其铰接的第一级提升机构，所述第一级提升机构沿竖向布置，所述第一级提升机构在所述旋转底座的带动下实现前后运动，并能相对于所述旋转底座俯仰方向进行小角度转动，保证整个行程过程中的垂直度；
设置于所述第一级提升机构内侧的第二级提升机构，所述第二级提升机构与所述第一级提升机构通过中间板连接，所述第二级提升机构能沿竖向做升降运动，所述第二级提升机构能收纳于所述第一级提升机构内或者运动至所述第一级提升机构的上方；所述中间板由上板和下板组成Z字形状，所述上板的内侧和所述下板的外侧均沿竖直方向设有导轨，所述上板的内侧的导轨用于与所述第二级提升机构连接，所述下板的外侧的导轨与所述第一级提升机构连接；
设置于所述第二级提升机构内侧的可转动的执行部件，所述执行部件在所述第二级提升机构带动下做同步升降运动，并能沿所述第二级提升机构的竖向做升降运动；
所述底座上设有与所述第二级提升机构相匹配的镂空空间，使所述第二级提升机构能运动至所述底座的下方；
所述第二级提升机构的顶端设有用于顶天花板的脚撑，使整个提升机构实现上下稳固支撑；所述脚撑的内部设有弹簧，使整体机构在受到较强的震动下也能够保证与天花板之间顶撑接触的可靠性。
2.根据权利要求1所述的自动提升机构，其特征在于，所述底座上设有沿长度方向铺设的第一导轨；所述旋转底座的底部与所述底座的第一导轨连接，并通过第一传动机构带动所述旋转底座沿所述底座的第一导轨方向做直线运动，实现所述旋转底座的前后移动。
3.根据权利要求1所述的自动提升机构，其特征在于，所述第一级提升机构包括：
沿竖直方向设置的第一竖板、第二竖板，且所述第一竖板与所述第二竖板对称设置，所述第一竖板、所述第二竖板的一端与所述旋转底座铰接；所述第一竖板、所述第二竖板的内侧沿竖向铺设有第二导轨；
带动所述第二级提升机构作升降运动的两个第二传动机构；
分别与两个所述第二传动机构连接的两个减速器；
两端分别与两个所述减速器连接的转动轴；
与所述转动轴连接的动力装置，由所述动力装置驱动所述转动轴转动，经由所述转动轴将动力传输至两端的所述减速器，所述减速器分别带动所述第二传动机构转动，由所述第二传动机构传动带动所述中间板沿所述第一竖板、所述第二竖板竖向直线运动，从而实现一级升降运动。
4.根据权利要求3所述的自动提升机构，其特征在于，所述中间板包括：
与其中一所述第二传动机构连接的第一中间板；所述第一中间板的外侧与所述第一竖板的第二导轨连接，通过所述第二传动机构带动所述第一中间板能沿所述第一竖板的第二导轨方向移动；
与另一所述第二传动机构连接的第二中间板；所述第二中间板的外侧与所述第二竖板的第二导轨连接，通过所述第二传动机构带动所述第二中间板能沿所述第二竖板的第二导轨方向移动。
5.根据权利要求4所述的自动提升机构，其特征在于，所述第二级提升机构包括：
设置于所述第一中间板的内侧的第一升降板，所述第一升降板的外侧与所述第一中间板连接，所述第一升降板在所述第一中间板的带动下沿所述第一竖板的第二导轨方向做升降运动；所述第一升降板的内侧沿竖向设有第三导轨；
设置于所述第二中间板的内侧的第二升降板，所述第二升降板的外侧与所述第二中间板连接，所述第二升降板在所述第二中间板的带动下沿所述第二竖板的第二导轨方向做升降运动；所述第二升降板的内侧沿竖向设有第三导轨；
与所述第一升降板、所述第二升降板相垂直的第三升降板，所述第三升降板的两端分别与所述第一升降板、所述第二升降板的第三导轨连接，所述第三升降板沿所述第一升降板、所述第二升降板的第三导轨方向做升降运动。
6.根据权利要求5所述的自动提升机构，其特征在于，
所述第一中间板的内侧沿竖直方向设有第四导轨，所述第一中间板通过所述第四导轨与所述第一升降板的外侧连接；
所述第二中间板的内侧沿竖直方向设有第四导轨，所述第二中间板通过第四导轨与所述第二升降板的外侧连接；
所述第一升降板、所述第二升降板能沿所述第一中间板、所述第二中间板的竖直方向做升降运动，并能带动所述第三升降板进行同步升降运动。
7.根据权利要求5所述的自动提升机构，其特征在于，还包括为执行部件提供旋转动力的旋转座，能驱动所述执行部件沿俯仰方向实现小角度转动；所述旋转座与所述第三升降板连接，所述旋转座在所述第三升降板带动下做同步升降运动，从而带动所述执行部件做同步升降运动。
8.根据权利要求7所述的自动提升机构，其特征在于，还包括为所述执行部件提供水平移动的动力的平移座，所述平移座分别与所述执行部件、所述旋转座连接，通过所述平移座驱动所述执行部件实现左右平移。
9.根据权利要求1-8任一项所述的自动提升机构，其特征在于，所述小角度转动，其中小角度是指在0.5°的角度范围内。
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