CN113288661A - 摆臂升降系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及自动化升降装置的技术领域，公开了摆臂升降系统，包括驱动装置、摆臂、第一连杆结构、第二连杆结构、第三连杆结构以及水平连接头；第一连杆结构连接驱动装置，第二连杆结构连接第三连杆结构，第三连杆结构连接水平连接头；通过驱动装置驱动第一连杆结构运动，第一连杆结构带动摆臂上下摆动，摆臂带动第二连杆结构运动，第二连杆结构带动第三连杆结构上升或下降，从而带动水平连接头上升或下降；使用时，将需要上升或下降的设备安装至水平连接头；通过驱动装置驱动第一连杆结构运转，由第一连杆结构带动摆臂上下摆动，由摆臂末端带动第二连杆结构运动，第二连杆结构带动第三连杆结构运动，从而第三连杆结构带动水平连接头上升或下降。

Description

摆臂升降系统

技术领域

本发明涉及自动化升降装置的技术领域，特别涉及摆臂升降系统。

背景技术

摆臂升降结构在很多自动化领域是不可或缺的，例如摆臂吊塔，摆臂吊塔主要用于手术室为患者和医护人员提供各种气口(如氧气、空气、负压、笑气、废气回收等)、以及吊挂麻醉机或者腔镜小车等医疗仪器。

现有技术中，目前摆臂升降系统传动方式主要采用丝杆升降、同步带传动、链条传动等，丝杆升降存在安装不便、两侧同步性难调整等问题，且成本较高，而同步带和链条传动则存在传动精度不足、运行不平稳、噪音大问题。

发明内容

本发明的目的在于提供摆臂升降系统，旨在解决现有技术中，同步带、链条传动式摆臂升降系统存在运行不平稳问题。

本发明是这样实现的，摆臂升降系统，包括驱动装置、摆臂、第一连杆结构、第二连杆结构、第三连杆结构以及水平连接头；所述第一连杆结构连接所述驱动装置，所述第二连杆结构连接所述第三连杆结构，所述第三连杆结构连接所述水平连接头；通过所述驱动装置驱动所述第一连杆结构运动，所述第一连杆结构带动所述摆臂上下摆动，所述摆臂带动所述第二连杆结构运动，所述第二连杆结构带动所述第三连杆结构上升或下降，从而带动所述水平连接头上升或下降。

进一步的，所述第一连杆结构包括杆件一、杆件二、杆件三、转轴一、转轴二、转轴三；所述杆件一通过所述转轴一与所述驱动装置连接，所述杆件一通过所述转轴二与所述杆件二连接，所述杆件二通过所述转轴三与所述杆件三连接。

进一步的，所述摆臂升降系统包括连接块一和连接块二；所述第一连杆结构包括转轴四，所述连接块一通过所述转轴四连接所述杆件三，所述连接块二连接所述第二连杆结构；所述连接块一、所述连接块二分别对接所述摆臂的两端。

进一步的，所述第二连杆结构包括杆件四、杆件五、转轴五、转轴六；所述杆件四通过所述转轴六与所述杆件五连接，所述杆件四通过转轴五与所述连接块二连接。

进一步的，所述杆件五包括端头一、端头二、端头三，依序连接所述端头一、所述端头二、所述端头三构成三角形状；所述端头一连接所述转轴五，所述端头二连接所述转轴六，所述端头三连接所述第三连杆结构。

进一步的，当所述连接块二上下摆动时，带动所述端头二和所述端头三上下摆动，从而带动所述第三连杆结构上下移动。

进一步的，当所述连接块二上摆时，所述端头三下移，使所述第三连杆结构带动所述水平连接头下移；当所述连接块二下摆时，所述端头三上移，使所述第三连杆结构带动所述水平连接头上移。

进一步的，所述第三连杆结构包括杆件六、转轴七、转轴八；所述杆件六通过所述转轴七与所述端头三连接，所述杆件六通过所述转轴八与所述水平连接头连接。

进一步的，所述杆件一为偏心轮，所述偏心轮上孔距为曲柄的有效长度；所述杆件一和所述杆件二形成回转副，所述回转副的回转半径大于所述曲柄的有效长度。

进一步的，所述摆臂升降系统包括安装座，所述安装座的两侧分别设有所述第一连杆结构、所述第二连杆结构、所述第三连杆结构。

与现有技术相比，本发明提供的摆臂升降系统，使用时，将需要上升或下降的设备安装至水平连接头；通过驱动装置驱动第一连杆结构运转，由第一连杆结构带动摆臂上下摆动，由摆臂末端带动第二连杆结构运动，第二连杆结构带动第三连杆结构运动，从而第三连杆结构带动水平连接头上升或下降，通过连杆结构之间的传动，实现需要上升或下降的设备的上升或下降；克服了传动过程摩擦损耗大、传动噪音大的缺陷，且连杆结构紧凑、牢靠，能够节省端部空间，安装方便，传动平稳，能使需要上升或下降的设备平稳安全的运行。

附图说明

图1是本发明实施例提供的摆臂升降系统(有摆臂)的立体示意图；

图2是本发明实施例提供的摆臂升降系统(无摆臂)的立体示意图。

图3是本发明实施例提供的偏心轮的正视示意图；

图4是本发明实施例提供的杆件二的正视示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

以下结合具体实施例对本发明的实现进行详细的描述。

参照图1-4所示，为本发明提供较佳实施例。

摆臂升降系统，包括安装座100、驱动装置110、摆臂120、水平连接头308以及第一连杆结构、第二连杆结构、第三连杆结构，水平连接头308呈水平布置；驱动装置110设置在安装座100上，第一连杆结构连接驱动装置110，第一连杆结构对接摆臂120的首端，第二连杆结构对接摆臂120的末端，第二连杆结构连接第三连杆结构，第三连杆结构连接水平连接头308，通过驱动装置110驱动第一连杆结构运转，第一连杆结构带动摆臂120上下摆动，摆臂120的末端上下摆动，从而带动第二连杆结构运转，第二连杆结构带动第三连杆结构运转，从而第三连杆结构带动水平连接头308上升或下降，且在上升或下降的过程中，水平连接头308始终保持水平状态。

使用此摆臂升降系统时，安装座100水平布置，安装时，将安装座100水平安装于其他悬吊装置上，通过安装座100将此摆臂升降系统安装与其他悬吊装置上，比如吊塔悬吊底座，过三组连杆机构的组合传动，实现摆臂120末端上升和下降，通过各杆件的尺寸比例调整，实现摆臂120末端接头在上升和下降过程中始终保持水平状态，完全满足医用吊塔吊箱和摄像平台的要求。

上述提供的摆臂升降系统，使用时，将需要上升或下降的设备安装至水平连接头；通过驱动装置110驱动第一连杆结构运转，由第一连杆结构带动摆臂120上下摆动，由摆臂120末端带动第二连杆结构运动，第二连杆结构带动第三连杆结构运动，从而第三连杆结构带动水平连接头308上升或下降，通过连杆结构之间的传动，实现需要上升或下降的设备的上升或下降；克服了传动过程摩擦损耗大、传动噪音大的缺陷，且连杆结构紧凑、牢靠，能够节省端部空间，安装方便，传动平稳，能使需要上升或下降的设备平稳安全的运行。

第一连杆结构包括杆件一201、杆件二203、杆件三205、转轴一200、转轴二202、转轴三204、转轴四206，杆件一201通过转轴一200与驱动装置110连接，杆件一201与杆件二203通过转轴二202连接，杆件二203与杆件三205通过转轴三204连接。

其中，杆件一201为曲柄，由驱动装置110驱动杆件一201转动，且可进行360°整周转动，杆件一201可以为偏心轮，作为曲柄，偏心轮上孔距为曲柄的有效长度，如图3所示。

进一步的，杆件二203的形状如图4所示，杆件二203与杆件一201的连接使用较大轴承作为回转副，且回转副的回转半径大于曲柄的有效长度，这样，可以有效改善力矩的输出，增大了传动效率。

驱动装置110输出轴连接杆件一201，带动杆件一201绕转轴一200做匀速圆周运动，杆件三205则做往复变速运动，能够使吊塔使用时缓慢下降，收回时快速上升。

驱动装置110可选电机，也可以为液压驱动装置或气动驱动装置。

摆臂120升降系统包括连接块一130、连接块二140以及摆臂120；杆件三205活动连接安装座100，通过安装座100将杆件三205的定位，但是杆件三205在杆件二203的带动下，可相对安装座100往复转动；杆件三205连接通过转轴四206连接连接块一130，杆件三205带动连接块一130往复转动，通过连接块一130带动摆臂120绕转轴四206转动，实现摆臂120另一端的上升和下降。

第二连杆结构包括杆件四301、杆件五304、转轴五303、转轴六302、转轴九300，杆件四301与杆件五304通过转轴六302连接，杆件五304通过转轴五303连接连接块二140，摆臂120的两端分别对接连接块一130、连接块二140，当驱动装置110驱动杆件一201转动时，杆件三205带动连接块一130绕转轴四206转动，连接块一130则带动摆臂120转动，使摆臂120的另一端上升或下降，从而带动连接块二140上下摆动。

第三连杆结构包括杆件六306；杆件六306与杆件五304通过转轴七305连接，杆件六306与水平连接头308通过转轴八307连接；其中，杆件六306包括端头一、端头二、端头三，依次连接端头一、端头二、端头三呈三角形状，也就是说，依次连接转轴五303、转轴六302、转轴七305，也是一个三角形的形状。

具体地，当驱动装置110带动杆件一201匀速转动时，杆件三205做往复运动，由杆件三205带动连接块一130上下摆动，当连接块一130上摆时，摆臂120的另一端上升，连接块二140上摆，连接块二140带动杆件五304沿顺时针转动，此时，转轴七305所在的一端下移，转轴六302所在的一端则上移，从而实现水平连接头308的水平上移；当连接块一130下摆时，摆臂120的另一端下降，连接块二140下摆，连接块二140带动杆件五304沿逆时针转动，此时，转轴七305所在的一端上移，转轴六302所在的一端则下移，从而实现水平连接头308的下移，通过水平连接头308连接需要上下移动的装置，即可实现此装置的水平上下移动，移动过程平稳且顺利。

其中，摆臂120呈中空布置，摆臂120内便于放置线材等等，避免线材散落在外，影响各个杆件的运转。摆臂120套设杆件四301布置，摆臂120的长度，用户可按需求设定，且杆件四301的两端分别延伸至摆臂120的两端布置，对摆臂120起到一个辅助上升和下降的作用，避免摆臂120偏移。

当摆臂120绕转轴四206转动时，杆件四301跟随摆臂120摆动；水平连接头308则是一端通过转轴八307连接杆件六306，水平连接头308的另一端通过转轴十309连接有限位块150，杆件四301的一端连接转轴九300，杆件四301的另一端连接转轴六302。

转轴四206、转轴五303、转轴六302、转轴九300构成平行四边形，在杆件三205、杆件四301、杆件五303摆动过程中，转轴四206、转轴五303、转轴六302、转轴九300始终构成平行四边形，在摆动过程中相互制约，确保顺利上升和下降，且确保杆件四301和摆臂120在运动过程中相对位置不变，不会挤压或拉扯摆臂120内部的线材或管路，同时，保证整个摆动过程中，各个杆件顺利移动，保持摆臂120末端在上升或下降过程中始终保持水平状态；且转轴四206、转轴八307、转轴九300、转轴五303也可设置呈反平行四边形，本实施例，以平行四边形为例。

其中，转轴五303、转轴七305、转轴八307、转轴十309构成平行四边形，在杆件五304、杆件六306摆动过程中相互制约，确保水平连接头308顺利上升和下降，且在升降过程中始终保持水平，同时，转轴五303、转轴七305、转轴八307、转轴十309也可设置呈反平行四边形，本实施例，以平行四边形为例。

其中的限位块150，朝向摆臂120的一端的方向延伸，且位于摆臂120的正下方，对摆臂120起到一定的限位作用，限制摆臂120下摆，也就是说，摆臂120呈水平布置，以水平线为例，通过杆件三205带动连接块一130上摆，此时摆臂120的另一端上升，由于连接块一130与连接块二140均嵌入在摆臂120内，连接块上摆的高度由连接块一130上摆的高度决定，当连接块一130下摆时，摆臂120的另一端下降，当摆臂120下降至呈水平状时，限位块150与摆臂120平行布置，当摆臂120的另一端持续下降时，杆件五304呈逆时针旋转，此时转轴七305带动杆件六306上移，则限位块150上移，从而对下降的摆臂120的另一端起到一个限位的作用。

在本实施例中，安装座100的两侧分别设有上述所说的第一连杆结构、第二连杆结构、第三连杆结构，驱动装置110的两端分别连接两个第一连杆结构，并同时驱动两个第一连杆结构运动，两侧的第一连杆结构、第二连杆结构、第三连杆结构运动状态保持一致，使整个摆臂升降系统升降过程更平稳，结构牢靠，传动平稳，增大承重能力，能够使吊塔平稳安全运行。

具体地，第一连杆结构、第三连杆结构、杆件五304分别具有两个，而杆件四301只有一个，杆件四301的一端具有两个转轴九300，两个转轴九300分别连接两个第一连杆结构，也就是杆件三205，杆件四301的另一端具有两个转轴六302，两个转轴六302分别连接两个杆件五304的端头二。

其中的连接块一130的一端形成第一连接端，第一连接端的两侧分别连接两个杆件三205，连接块一130的另一端朝向摆臂120首端的方向延伸，并延伸至摆臂120的内部，当第一连接端转动时，连接块一130的另一端则上下摆动，从而带动摆臂120上下摆动；连接块二140的一端形成第二连接端，第二连接端的两侧分别连接两个杆件五304，连接块二140的另一端朝向摆臂120末端的方向延伸，并延伸至摆臂120的内部，当摆臂120末端上下摆动时，带动第二连接端上下摆动，从而使杆件五304转动。

连接块一130与连接块二140分别抵接摆臂120的上方内壁，而杆件四301分别对接摆臂120的下方内壁，连接块一130上摆、则摆臂120上摆、连接块二140上摆、杆件四301上摆，确保摆臂120每次都能顺利片平稳的上下摆动。

并且本发明中的摆臂升降系统克服了传动过程摩擦损耗大、丝杆传动噪音大的缺陷，且连杆结构紧凑，能够节省端部空间。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.摆臂升降系统，其特征在于，包括驱动装置、摆臂、第一连杆结构、第二连杆结构、第三连杆结构以及水平连接头；所述第一连杆结构连接所述驱动装置，所述第二连杆结构连接所述第三连杆结构，所述第三连杆结构连接所述水平连接头；通过所述驱动装置驱动所述第一连杆结构运动，所述第一连杆结构带动所述摆臂上下摆动，所述摆臂带动所述第二连杆结构运动，所述第二连杆结构带动所述第三连杆结构上升或下降，从而带动所述水平连接头上升或下降。

2.如权利要求1所述的摆臂升降系统，其特征在于，所述第一连杆结构包括杆件一、杆件二、杆件三、转轴一、转轴二、转轴三；所述杆件一通过所述转轴一与所述驱动装置连接，所述杆件一通过所述转轴二与所述杆件二连接，所述杆件二通过所述转轴三与所述杆件三连接。

3.如权利要求1所述的摆臂升降系统，其特征在于，所述摆臂升降系统包括连接块一和连接块二；所述第一连杆结构包括转轴四，所述连接块一通过所述转轴四连接所述杆件三，所述连接块二连接所述第二连杆结构；所述连接块一、所述连接块二分别对接所述摆臂的两端。

4.如权利要求3所述的摆臂升降系统，其特征在于，所述第二连杆结构包括杆件四、杆件五、转轴五、转轴六；所述杆件四通过所述转轴六与所述杆件五连接，所述杆件四通过转轴五与所述连接块二连接。

5.如权利要求4所述的摆臂升降系统，其特征在于，所述杆件五包括端头一、端头二、端头三，依序连接所述端头一、所述端头二、所述端头三构成三角形状；所述端头一连接所述转轴五，所述端头二连接所述转轴六，所述端头三连接所述第三连杆结构。

6.如权利要求5所述的摆臂升降系统，其特征在于，当所述连接块二上下摆动时，带动所述端头二和所述端头三上下摆动，从而带动所述第三连杆结构上下移动。

7.如权利要求5所述的摆臂升降系统，其特征在于，当所述连接块二上摆时，所述端头三下移，使所述第三连杆结构带动所述水平连接头下移；当所述连接块二下摆时，所述端头三上移，使所述第三连杆结构带动所述水平连接头上移。

8.如权利要求5至7任意一项所述的摆臂升降系统，其特征在于，所述第三连杆结构包括杆件六、转轴七、转轴八；所述杆件六通过所述转轴七与所述端头三连接，所述杆件六通过所述转轴八与所述水平连接头连接。

9.如权利要求2至7任一项所述的摆臂升降系统，其特征在于，所述杆件一为偏心轮，所述偏心轮上孔距为曲柄的有效长度；所述杆件一和所述杆件二形成回转副，所述回转副的回转半径大于所述曲柄的有效长度。

10.如权利要求1至7任意一项所述的摆臂升降系统，其特征在于，所述摆臂升降系统包括安装座，所述安装座的两侧分别设有所述第一连杆结构、所述第二连杆结构、所述第三连杆结构。

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