CN113405007A - 一种悬挂式自动支撑调平装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种悬挂式自动支撑调平装置，其特点为：调平平台中部通过挂钩悬挂在顶板的吊环上；调平平台连有三组同圆均布的支撑调平机构，三组支撑调平机构分别连接一组驱动机构，调平平台下方设有用于监测水平的电子水平仪，支撑调平机构包括升降螺杆、空心轴、轴承、轴承座、锁紧螺母和导向套，驱动机构包括：驱动电机、电机安装架、蜗杆和蜗轮；蜗杆与蜗轮啮合，蜗轮与空心轴固定，空心轴转动时可带动升降螺杆在导向套中上下运动；三组升降螺杆向上运动且均与顶板接触后，调平平台通过三点支撑和中间挂钩的悬挂实现了与顶板的稳固支撑且处于水平状态。本发明具有调平精度高、支撑可靠、拆装方便、自动化程度高的特点。

Description

一种悬挂式自动支撑调平装置
技术领域
本发明属于精密机械领域，具体涉及一种一种悬挂式自动支撑调平装置。
背景技术
在现有技术中，许多设备均需在精确调平且具有稳定支撑的状态下才能可靠工作，如经纬仪、寻北仪等。对于在地面上工作的设备，通常采用可调节高度的若干个支撑柱来调整设备与水平面的相对姿态并同时为设备提供稳定支撑。但是在一些特殊场合，如井下的巷道内，地面崎岖不平不具备安置设备的条件，设备需要悬挂在可移动顶板上工作，由于设备相对地面缺少支撑且顶板的倾角会发生变化，设备的姿态难以维持水平且保持稳定，目前已知的支撑调平机构难以满足这一工况的需求，需要开发一种新型支撑调平机构。此外，随着对设备自动化程度要求的提高，传统的通过人眼观察水泡手动调平的操作越来越具有局限性，采用电机作为驱动源，结合电子倾角测量装置反馈水平信息，进而实现自动调平，也是当前技术改进提升的方向。
发明内容
针对实际需求和现有技术的不足，本发明提出了一种悬挂式自动支撑调平机构，该机构可对悬挂在可移动顶板上的设备精确调平并稳固支撑，整个过程自动完成，无需人工参与；该机构为需调平工作设备提供了稳定可靠的工作条件，可提升作业的自动化水平。
一种悬挂式自动支撑调平装置，其特征在于：包括支撑调平机构、调平平台、挂钩座、挂钩、吊环、顶板、电子水平仪、驱动机构；
所述支撑调平机构共有三组，均连接在调平平台上，三组支撑调平机构的中心轴线位于同一圆柱面上且呈120°均匀分布；三组支撑调平机构均由升降螺杆和螺杆安装座组件构成，螺杆安装座组件通过中心螺纹孔与升降螺杆形成螺纹配合，所述升降螺杆的顶部位于顶板的下方；所述调平平台的几何中心位于所述圆柱面的中心线上；挂钩座固定在调平平台的上端中部位置，挂钩通过转轴与挂钩座相对可转动但沿平面方向被限位的方式相连接，转轴的中心线与所述圆柱面的中心线垂直相交；所述顶板的下端固连有吊环，吊环与挂钩的钩头钩连配合，使调平平台悬吊于顶板的下方，在调平平台外围设置有用于安装设备的连接法兰；
所述驱动机构为三组，三组驱动机构沿圆周方向均布安装于调平平台的下端，三组驱动机构分别与三组支撑调平机构形成驱动连接；
所述电子水平仪安装在调平平台的下端中部位置。
进一步的：所述螺杆安装座组件包括制有内螺纹孔的空心轴、轴承座和导向套；所述轴承座垂直固定于调平平台上，所述空心轴通过轴承同轴可转动式安装在轴承座的内孔中；所述导向套为设置有中心孔的法兰套，所述导向套同轴固定安装在轴承座的顶部；所述升降螺杆穿入空心轴的内螺纹孔中并与空心轴的内螺纹孔旋和，且升降螺杆的上部从导向套的中心孔穿出。
更进一步的：所述升降螺杆顶部呈锥形状。
更进一步的：在升降螺杆上对称设置有沿轴向方向的两内导向平面，在导向套的中心孔上对称设置有沿轴向方向的两外导向平面，两外导向平面分别与两内导向平面形成面接触。
进一步的：每组驱动组件包括驱动电机、电机安装架、蜗杆和蜗轮；电机安装架固定安装在调平平台的下端，驱动电机固连在电机安装架上，蜗杆固连在驱动电机输出轴上，蜗轮同轴固定于或一体设置于对应螺杆安装座组件的空心轴的下端部上，涡轮与蜗杆相啮合。
本发明具有以下优点：
1.本支撑调平装置采用悬挂式设计，通过悬挂点承受重力，利用三点确定一个平面的原理实现调平平台的稳定支撑，调整不同升降螺杆的长度可适应不同高度和倾角的顶板。该机构支撑可靠，且与顶板挂装、拆卸方便，改变了现有技术只能以地面为支撑的局限性，拓展了设备的应用场景。
2.本支撑调平装置采用对称性设计，重心与几何中心重合且位于悬挂点下方，使得在工作过程中各支撑点受力一致。驱动机构采用蜗轮蜗杆传动，其具有低速、大扭矩、传动平稳的特点，使得在调平过程中更加精准稳定且可承受更大重量的负载。
3.本支撑调平机构采用三组直流电机驱动，结合电子水平仪作为倾角反馈装置，可实现调平平台的电动调平，无需人工参与，提高了系统的自动化程度。
附图说明
图1为本发明的三维结构示意图；
图中，1、支撑调平机构；2、调平平台；3、挂钩座；4、转轴；5、挂钩；6、吊环；7、顶板；
图2为本发明的正视剖面示意图；
图中，8、电子水平仪；9、驱动机构；101、升降螺杆；102、空心轴；103、轴承；104、轴承座；105、锁紧螺母；106、导向套；
图3为本发明的仰视示意图；
图中，901、驱动电机；902、电机安装架；903、蜗杆；904、蜗轮。
附图4为本发明中升降螺杆的结构示意图；
图中，101a、
具体实施方式：
以下结合附图并通过实施例对本发明的结构作进一步说明。需要说明的是本实施例是叙述性的，而不是限定性的。
一种悬挂式自动支撑调平装置，请参见图1-4，其发明点为：包括支撑调平机构1、调平平台2、挂钩座3、挂钩5、吊环6、顶板7、电子水平仪8、驱动机构9。
所述支撑调平机构共有三组，均连接在调平平台上，三组支撑调平机构的中心轴线位于同一圆柱面上且呈120°均匀分布。三组支撑调平机构均由升降螺杆101和螺杆安装座组件构成，螺杆安装座组件通过中心螺纹孔与升降螺杆形成螺纹配合，所述升降螺杆的顶部位于顶板的下方。所述调平平台的几何中心位于所述圆柱面的中心线上。挂钩座固定在调平平台的上端中部位置。具体的，挂钩座可采用背对安装的两个L形弯板构成。在两个L形弯板的立边上安装有转轴。挂钩通过转轴4与挂钩座相对可转动但沿平面方向被限位的方式相连接，即挂钩仅能绕转轴转动，但不可平移。转轴的中心线与所述圆柱面的中心线垂直相交。所述顶板的下端固连有吊环，吊环与挂钩的钩头钩连配合，使调平平台悬吊于顶板的下方，在调平平台外围设置有连接法兰，可用于安装各种用途的设备。
所述驱动机构为三组，三组驱动机构沿圆周方向均布安装于调平平台的下端，三组驱动机构分别与三组支撑调平机构形成驱动连接。即通过驱动机构分别驱动三组支撑调平机构中的升降螺杆实现上下移动。
所述电子水平仪安装在调平平台的下端中部位置，其作用是：用于输出调平平台相对于水平面的倾角。
上述螺杆安装座组件包括制有内螺纹孔的空心轴102、轴承座104和导向套106。在调平平台制有沿圆周方向均布设置的三个安装孔，三个轴承座的下端部分别插入到三个安装孔内，并通过连接于轴承座上部外围法兰部上的多个螺钉，使轴承座垂直固定于调平平台上。所述空心轴通过上下布置的两个轴承103同轴可转动式安装在轴承座的内孔中，下部轴承的限位可通过设置于轴承座内孔中的台阶面及设置在空心轴外周面上的限位面的配合来实现，上部轴承的的限位可通过设置于轴承座内孔中的台阶面及通过螺纹配合固定连接于空心轴上的锁紧螺母105的配合来实现。所述导向套起到对升降螺杆上下移动的导向作用，避免升降螺杆转动，其结构采用设置有中心孔的法兰套，所述导向套同轴固定安装在轴承座的顶部。所述升降螺杆穿入空心轴的内螺纹孔中并与空心轴的内螺纹孔旋和，且升降螺杆的上部从导向套的中心孔穿出。
上述升降螺杆顶部101a优选呈锥形状，以趋近于点接触，保证与顶板接触时的稳定性。
上述升降螺杆与导向套的配合优选但不限定于以下方式：
在升降螺杆上对称设置有沿轴向方向的两内导向平面101b，在导向套的中心孔上对称设置有沿轴向方向的两外导向平面，两外导向平面分别与两内导向平面形成面接触。
上述每组驱动组件包括驱动电机901、电机安装架902、蜗杆903和蜗轮904。电机安装架固定安装在调平平台的下端，驱动电机固连在电机安装架上，蜗杆固连在驱动电机输出轴上，蜗轮同轴固定于或一体设置于对应螺杆安装座组件的空心轴的下端部上，涡轮与蜗杆相啮合。
本悬挂式自动支撑调平机构具体工作原理和实施方式如下：
首先通过挂钩将调平平台悬挂在吊环上，此时三个升降螺杆顶端均不与顶板下端接触，在重力作用和挂钩的垂吊下，调平平台将处于水平悬挂状态。自动支撑调平时，三组驱动电机顺时针旋转带动相应的蜗杆旋转，蜗杆驱动蜗轮轴旋转，由于升降螺杆和)导向套上导向平面的限制，升降螺杆将向上运动。当升降螺杆与顶板发生接触时，阻力使相应驱动电机的输出电流迅速增大，驱动电机停止旋转，升降螺杆停止运动；三组升降螺杆均与顶板接触后，调平平台便通过三点支撑和中间挂钩的悬挂实现了与顶板的稳固支撑且处于水平状态。在升降螺杆顶起支撑过程中，电子水平仪可实时监控调平平台的水平度，当调平平台的水平度大于预先设定的阈值时，通过调整三个升降螺杆的不同高度使水平度满足设定的阈值。
若此后顶板因受外力而倾斜角度发生变化，电子水平仪可监测到调平平台水平度的变化，此时三组驱动电机逆时针旋转，升降螺杆均下降并与顶板脱离，驱动电机停止；在重力的作用下，调平平台重新恢复到水平悬挂状态，通过重复前述自动支撑调平过程，可重新实现调平平台的水平和稳固支撑。
尽管为说明目的公开了本发明的实施例和附图，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附权利要求的精神范围内，各种替换、变化和修改都是可以的，因此，本发明的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。

Claims (5)

1.一种悬挂式自动支撑调平装置，其特征在于：包括支撑调平机构、调平平台、挂钩座、挂钩、吊环、顶板、电子水平仪、驱动机构；
所述支撑调平机构共有三组，均连接在调平平台上，三组支撑调平机构的中心轴线位于同一圆柱面上且呈120°均匀分布；三组支撑调平机构均由升降螺杆和螺杆安装座组件构成，螺杆安装座组件通过中心螺纹孔与升降螺杆形成螺纹配合，所述升降螺杆的顶部位于顶板的下方；所述调平平台的几何中心位于所述圆柱面的中心线上；挂钩座固定在调平平台的上端中部位置，挂钩通过转轴与挂钩座相对可转动但沿平面方向被限位的方式相连接，转轴的中心线与所述圆柱面的中心线垂直相交；所述顶板的下端固连有吊环，吊环与挂钩的钩头钩连配合，使调平平台悬吊于顶板的下方，在调平平台外围设置由用于安装设备的连接法兰；
所述驱动机构为三组，三组驱动机构沿圆周方向均布安装于调平平台的下端，三组驱动机构分别与三组支撑调平机构形成驱动连接；
所述电子水平仪安装在调平平台的下端中部位置。
2.根据权利要求1所述的悬挂式自动支撑调平装置，其特征在于：所述螺杆安装座组件包括制有内螺纹孔的空心轴、轴承座和导向套；所述轴承座垂直固定于调平平台上，所述空心轴通过轴承同轴可转动式安装在轴承座的内孔中；所述导向套为设置有中心孔的法兰套，所述导向套同轴固定安装在轴承座的顶部；所述升降螺杆穿入空心轴的内螺纹孔中并与空心轴的内螺纹孔旋和，且升降螺杆的上部从导向套的中心孔穿出。
3.根据权利要求2所述的悬挂式自动支撑调平装置，其特征在于：所述升降螺杆顶部呈锥形状。
4.根据权利要求2所述的悬挂式自动支撑调平装置，其特征在于：在升降螺杆上对称设置有沿轴向方向的两内导向平面，在导向套的中心孔上对称设置有沿轴向方向的两外导向平面，两外导向平面分别与两内导向平面形成面接触。
5.根据权利要求1所述的悬挂式自动支撑调平装置，其特征在于：每组驱动组件包括驱动电机、电机安装架、蜗杆和蜗轮；电机安装架固定安装在调平平台的下端，驱动电机固连在电机安装架上，蜗杆固连在驱动电机输出轴上，蜗轮同轴固定于或一体设置于对应螺杆安装座组件的空心轴的下端部上，涡轮与蜗杆相啮合。
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