CN114620635B - 内走线多节同步垂直升降回转系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及升降装置领域，具体地说是一种内走线多节同步垂直升降回转系统，其中回转驱动机构设有回转台，升降驱动机构设于回转台上，升降柱下端设于升降驱动机构上，升降柱包括传动丝杠组件和导向筒组件，且传动丝杠组件设于导向筒组件内，传动丝杠组件包括多个依次套装的传动丝杠，且每个传动丝杠上端均设有传动丝杠花键套与外侧相邻的传动丝杠内壁嵌合，最内层的传动丝杠下端通过升降驱动机构驱动转动，每个传动丝杠下端均套装有传动螺母，导向筒组件包括多个依次套装的导向筒，且最外层的固定导向筒与升降柱下端的端板固连，其余各个导向筒下端分别与对应的传动螺母固连。本发明能够有效提高升降柱伸出速度，并减少对线缆的损害。
Description
技术领域
本发明涉及升降装置领域，具体地说是一种内走线多节同步垂直升降回转系统。
背景技术
很多装置设备在工作时需要实现升降回转等动作，比如移动平台上的光电装置在工作时，需要对光电装置进行升降、回转等操作。传统的方案主要是通过在升降柱上增加回转盘来实现，这种方案存在如下缺陷：
一、传统升降柱一般采用单节柱依次伸出的方式实现，升降柱伸出时间过长，效率较低；
二、升降柱和回转盘组合的方案一般都是外走线，不仅不美观，在复杂环境下线缆也很容易损坏，导致系统可靠性差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种内走线多节同步垂直升降回转系统，能够有效提高升降柱伸出速度，并减少对线缆的损害。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种内走线多节同步垂直升降回转系统，包括升降柱、升降驱动机构和回转驱动机构，其中回转驱动机构设有回转台，升降驱动机构设于所述回转台上，升降柱下端设于所述升降驱动机构上，所述升降柱包括传动丝杠组件和导向筒组件，且传动丝杠组件设于导向筒组件内，所述传动丝杠组件包括多个依次套装的传动丝杠，且每个传动丝杠上端均设有传动丝杠花键套与外侧相邻的传动丝杠内壁嵌合，最内层的传动丝杠下端通过所述升降驱动机构驱动转动，每个传动丝杠下端均套装有传动螺母，所述导向筒组件包括多个依次套装的导向筒，且最外层的固定导向筒与升降柱下端的端板固连，其余各个导向筒下端分别与对应的传动螺母固连，各个传动螺母由上倒下依次设置，且最上层的传动螺母套装于最外层的传动丝杠上，最下层的传动螺母套装于最内层的传动丝杠上。
所述导向筒组件和传动丝杠组件之间设有走线滑轮组件，所述走线滑轮组件包括顶部走线滑轮、顶部走线滑轮导向筒和底部走线滑轮，其中顶部走线滑轮导向筒设于所述导向筒组件的最内层导向筒中，并且下端固设于最上层的传动螺母上，所述顶部走线滑轮导向筒外壁上设有导向滑槽，且顶部走线滑轮置于对应的导向滑槽中，底部走线滑轮设于最内层导向筒下端内壁上。
所述升降驱动机构包括升降驱动装置和传动箱，最内层的传动丝杠下端通过所述升降驱动装置驱动旋转，且所述升降驱动装置通过所述传动箱传递转矩。
所述升降驱动装置包括升降电机和升降减速机，且所述升降驱动装置上设有升降编码器。
所述回转驱动机构包括回转驱动装置、蜗杆、蜗轮和回转台，其中回转驱动装置输出轴与蜗杆固连，蜗杆与蜗轮啮合，回转台设于所述蜗轮上，所述升降驱动机构和升降柱均通过所述回转台带动旋转，所述回转台和所述蜗轮中部均设有供线缆穿过的通孔。
所述回转驱动装置包括回转电机和回转减速机，且所述回转驱动装置上设有回转编码器。
所述蜗轮设于一个回转盘外壳中，在所述回转盘外壳上设有限位开关，在所述回转台上设有感应板与所述限位开关配合感应。
本发明的优点与积极效果为：
1、本发明各个传动丝杠依次套装，并通过各个传动丝杠上的传动丝杠花键套传动转矩实现转动，能有效提高升降柱伸出速度。
2、本发明在升降柱的传动丝杠组件和导向筒组件之间设有走线滑轮组件，光电装置的线缆可以依次绕过相应的顶部走线滑轮和底部走线滑轮后进入回转驱动机构中，并最终穿过回转驱动机构的蜗轮中心通孔后引入移动平台中，有效减少对线缆损害，提高了设备可靠性。
3、本发明的走线滑轮组件中，顶部走线滑轮可沿着顶部走线滑轮导向筒外壁上对应的导向滑槽升降滑动，从而不会影响升降柱1伸缩。
附图说明
图1为本发明的外观示意图，
图2为图1中的回转机构示意图，
图3为图2中的A-A视图，
图4为图2中的回转机构立体示意图，
图5为图1中的升降柱和升降驱动机构示意图，
图6为图5中的升降柱剖视图，
图7为图6中的升降柱下部放大图，
图8为图6中的升降柱上部放大图，
图9为图6中的顶部走线滑轮导向筒示意图，
图10为图9中的C处放大图，
图11为图5中各个传动丝杠上端内的丝杠导向槽示意图。
其中，1为升降柱，101为固定导向筒，102为第一导向筒，103为第二导向筒，104为第三导向筒，105为第四导向筒，106为顶部走线滑轮导向筒，1061为导向滑槽，107为第一传动螺母，108为第二传动螺母，109为第三传动螺母，110为第四传动螺母，111为第一传动丝杠，112为第二传动丝杠，113为第三传动丝杠，114为第四传动丝杠，115为第一传动丝杠花键套，116为第二传动丝杠花键套，117为第三传动丝杠花键套，118为顶部走线滑轮，119为底部走形滑轮，120为传动丝杠导向槽，2为升降驱动机构，201为升降驱动装置，2011为升降电机，2012为升降减速机，2013为升降编码器，202为传动箱，203为升降齿轮组，3为底座，4为回转驱动机构，401为回转驱动装置，4011为回转电机，4012为回转减速机，4013为回转编码器，402为限位开关，403为回转盘外壳，404为回转台，4041为感应板，405为蜗杆，406为蜗轮。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详述。
如图1～11所示，本发明包括升降柱1、升降驱动机构2和回转驱动机构4，其中回转驱动机构4设有回转台404，升降驱动机构2设于所述回转台404上，升降柱1下端设于所述升降驱动机构2上，如图6～8所示，所述升降柱1包括传动丝杠组件、导向筒组件和走线滑轮组件，其中传动丝杠组件设于导向筒组件内部，所述走线滑轮组件设于所述导向筒组件和传动丝杠组件之间，所述传动丝杠组件包括多个依次套装的传动丝杠，且每个传动丝杠上端均设有传动丝杠花键套与外侧相邻的传动丝杠内壁嵌合，如图11所示，各传动丝杠内壁上均设有与对应传动丝杠花键套配合的传动丝杠导向槽120，从而各传动丝杠回转运动可带动外侧相邻传动丝杠回转运动，最内层的传动丝杠下端通过所述升降驱动机构2驱动转动，每个传动丝杠下端均套装有传动螺母，且各个传动螺母由上倒下依次设置，最上层的传动螺母套装于最外层的传动丝杠上，最下层的传动螺母套装于最内层的传动丝杠上，所述导向筒组件包括多个依次套装的导向筒，其中如图7所示，最外层的固定导向筒101与升降柱1下端的端板固连形成升降柱1外壁，其余各个导向筒下端分别与对应的传动螺母固连，当最内层的传动丝杠通过升降驱动机构2驱动转动时，该传动丝杠上端通过各个传动丝杠花键套依次传递转矩驱动所有传动丝杠转动，并带动各个传动丝杠上对应的传动螺母升降移动，进而驱动升降柱1除所述固定导向筒101之外的各个导向筒伸缩运动。
如图6～8所示，本实施例中，所述传动丝杠组件包括由内到外依次设置的第一传动丝杠111、第二传动丝杠112、第三传动丝杠113和第四传动丝杠114，其中第一传动丝杠111下端通过所述升降驱动机构2驱动转动，第一传动丝杠111上端通过第一传动丝杠花键套115带动外侧的第二传动丝杠112转动，第二传动丝杠112上端通过第二传动丝杠花键套116带动外侧的第三传动丝杠113转动，第三传动丝杠113上端通过第三传动丝杠花键套117带动外侧的第四传动丝杠114转动，所述第一传动丝杠111下端伸出第二传动丝杠112的部分套装有第一传动螺母107，所述第一传动螺母107上侧设有第二传动螺母108，且所述第二传动丝杠112伸出第三传动丝杠113的部分上套装有所述第二传动螺母108，所述第二传动螺母108上侧设有第三传动螺母109，且所述第三传动丝杠113伸出第四传动丝杠114部分上套装有所述第三传动螺母109，所述第三传动螺母109上侧设有第四传动螺母110，且所述第四传动螺母110套装于第四传动丝杠114下端，如图6～8所示，所述固定导向筒101下端与升降柱1的端板固连，所述第一导向筒102下端与所述第一传动螺母107固连，所述第二导向筒103下端与所述第二传动螺母108固连，所述第三导向筒104下端与所述第三传动螺母109固连，所述第四导向筒105下端与所述第四传动螺母110固连。升降驱动机构2收到设备系统指令后驱动第一传动丝杠111旋转，并驱动第一传动螺母107在固定导向管101内沿着轴向升降运动，第一传动丝杠111回转运动通过第一传动丝杠花键套115传递给第二传动丝杠112，并带动第二传动丝杠112回转，第二传动丝杠112回转带动第二传动螺母108沿第一导向筒102轴向升降移动，依次类推，各级传动丝杠带动下一级传动丝杠回转，传动丝杠回转带动相应传动螺母沿相应导向筒轴向升降移动，实现各级导向筒同步伸出或收缩，完成升降运动。
如图6～8所示，所述走线滑轮组件设于所述导向筒组件和传动丝杠组件之间，所述走线滑轮组件包括顶部走线滑轮118、顶部走线滑轮导向筒106和底部走线滑轮119，其中顶部走线滑轮导向筒106设于所述导向筒组件的最内层导向筒中，并且下端固设于最上层的传动螺母上，如图9～10所示，所述顶部走线滑轮导向筒106外壁上设有多个导向滑槽1061，且各个顶部走线滑轮118分别置于对应的导向滑槽1061中并沿着该导向滑槽1061升降，多个底部走线滑轮119沿着圆周方向均布固设于最内层导向筒下端内壁上，各个传动螺母以及所述升降柱1下端的端板上均设有供线缆穿过的通孔，光电装置的线缆可以依次绕过相应的顶部走线滑轮118和底部走线滑轮119后，再穿过各个传动螺母和所述端板后进入回转驱动机构4中，并最终引入移动平台中，并且由于顶部走线滑轮118可沿着顶部走线滑轮导向筒106外壁上的导向滑槽1061移动，不会影响升降柱1伸缩，具体地说如图6所示，当升降柱1完全缩回时，顶部走线滑轮118位于顶部走线滑轮导向筒106上端，当升降柱1完全伸出时，顶部走线滑轮118相对移动至顶部走线滑轮导向筒106下端。
如图5～6所示，所述升降驱动机构2包括升降驱动装置201和传动箱202，所述升降驱动装置201通过所述传动箱202传递转矩驱动所述第一传动丝杠111转动。本实施例中，所述升降驱动装置201包括升降电机2011和升降减速机2012，且所述升降驱动装置201上设有升降编码器2013，在升降过程中，所述升降编码器2013不断回传升降电机2011回转角度，当光电装置升到指令指定位置后，停止升降，控制指令执行完成。另外如图6所示，本实施例中，所述传动箱202内设有升降齿轮组203用于传递转矩。
如图2～4所示，所述回转驱动机构4包括回转驱动装置401、蜗杆405、蜗轮406和回转台404，其中回转驱动装置401输出轴与蜗杆405固连，蜗杆405与蜗轮406啮合，回转台404设于所述蜗轮406上并通过所述蜗轮406带动旋转，所述升降驱动机构2的传动箱202固设于所述回转台404上，所述回转台404以及蜗轮406中部均设有通孔，光电装置和升降柱1线缆可以通过回转台404和蜗轮406中部通孔进入移动平台内部。
如图2～4所示，本实施例中，所述回转驱动装置401包括回转电机4011和回转减速机4012，且所述回转驱动装置401上设有回转编码器4013，所述回转编码器4013用于测量回转电机401回转角度，并通过换算得到蜗轮406回转角度，所述蜗轮406设于一个回转盘外壳403中，所述回转盘外壳403设于一个底座3上，在所述回转盘外壳403上设有限位开关402对蜗轮406回转角度进行限制，在所述回转台404上设有感应板4041与所述限位开关402配合感应。
本发明的工作原理为：
本发明工作时，所述回转驱动机构4中的回转驱动装置401通过蜗杆405和蜗轮406传递转矩驱动回转台404旋转，进而带动所述升降驱动机构2连同其上的升降柱1旋转，所述升降柱1与所述回转台404同心安装，确保升降柱1在回转台404的带动下做回转运动，且不产生偏摆，所述升降柱1包括传动丝杠组件、导向筒组件和走线滑轮组件，其中传动丝杠组件设于导向筒组件内部，所述传动丝杠组件包括多个依次套装的传动丝杠，且每个传动丝杠上端均设有传动丝杠花键套与外侧相邻的传动丝杠内壁嵌合，最内层的传动丝杠下端通过所述升降驱动机构2驱动转动，该传动丝杠上端通过各个传动丝杠花键套依次传递转矩驱动所有传动丝杠转动，并带动各个传动丝杠上对应的传动螺母升降移动，进而驱动升降柱1除所述固定导向筒101之外的各个导向筒伸缩运动，所述走线滑轮组件设于所述导向筒组件和传动丝杠组件之间，所述走线滑轮组件包括顶部走线滑轮118、顶部走线滑轮导向筒106和底部走线滑轮119，其中顶部走线滑轮导向筒106设于所述导向筒组件的最内层导向筒中，并且下端固设于最上层的传动螺母上，如图9～10所示，所述顶部走线滑轮导向筒106外壁上设有多个导向滑槽1061，且各个顶部走线滑轮118分别置于对应的导向滑槽1061中并沿着该导向滑槽1061升降，多个底部走线滑轮119沿着圆周方向均布固设于最内层导向筒下端内壁上，光电装置的线缆可以依次绕过相应的顶部走线滑轮118和底部走线滑轮119后进入回转驱动机构4中，并最终穿过回转驱动机构4的回转台404和蜗轮406中心通孔后引入移动平台中，由于顶部走线滑轮118可沿着顶部走线滑轮导向筒106外壁上的导向滑槽1061移动，不会影响升降柱1伸缩。
Claims (5)
1.一种内走线多节同步垂直升降回转系统，其特征在于：包括升降柱(1)、升降驱动机构(2)和回转驱动机构(4)，其中回转驱动机构(4)设有回转台(404)，升降驱动机构(2)设于所述回转台(404)上，升降柱(1)下端设于所述升降驱动机构(2)上，所述升降柱(1)包括传动丝杠组件和导向筒组件，且传动丝杠组件设于导向筒组件内，所述传动丝杠组件包括多个依次套装的传动丝杠，且每个传动丝杠上端均设有传动丝杠花键套与外侧相邻的传动丝杠内壁嵌合，最内层的传动丝杠下端通过所述升降驱动机构(2)驱动转动，每个传动丝杠下端均套装有传动螺母，所述导向筒组件包括多个依次套装的导向筒，且最外层的固定导向筒(101)与升降柱(1)下端的端板固连，其余各个导向筒下端分别与对应的传动螺母固连，各个传动螺母由上倒下依次设置，且最上层的传动螺母套装于最外层的传动丝杠上，最下层的传动螺母套装于最内层的传动丝杠上；
所述导向筒组件和传动丝杠组件之间设有走线滑轮组件，所述走线滑轮组件包括顶部走线滑轮(118)、顶部走线滑轮导向筒(106)和底部走线滑轮(119)，其中顶部走线滑轮导向筒(106)设于所述导向筒组件的最内层导向筒中，并且下端固设于最上层的传动螺母上，所述顶部走线滑轮导向筒(106)外壁上设有导向滑槽(1061)，且顶部走线滑轮(118)置于对应的导向滑槽(1061)中，底部走线滑轮(119)设于最内层导向筒下端内壁上；
所述回转驱动机构(4)包括回转驱动装置(401)、蜗杆(405)、蜗轮(406)和回转台(404)，其中回转驱动装置(401)输出轴与蜗杆(405)固连，蜗杆(405)与蜗轮(406)啮合，回转台(404)设于所述蜗轮(406)上，所述升降驱动机构(2)和升降柱(1)均通过所述回转台(404)带动旋转，所述回转台(404)和所述蜗轮(406)中部均设有供线缆穿过的通孔，光电装置的线缆依次绕过相应的顶部走线滑轮(118)和底部走线滑轮(119)后进入回转驱动机构4中，并穿过回转台(404)和蜗轮(406)的通孔后引入移动平台中。
2.根据权利要求1所述的内走线多节同步垂直升降回转系统，其特征在于：所述升降驱动机构(2)包括升降驱动装置(201)和传动箱(202)，最内层的传动丝杠下端通过所述升降驱动装置(201)驱动旋转，且所述升降驱动装置(201)通过所述传动箱(202)传递转矩。
3.根据权利要求2所述的内走线多节同步垂直升降回转系统，其特征在于：所述升降驱动装置(201)包括升降电机(2011)和升降减速机(2012)，且所述升降驱动装置(201)上设有升降编码器(2013)。
4.根据权利要求1所述的内走线多节同步垂直升降回转系统，其特征在于：所述回转驱动装置(401)包括回转电机(4011)和回转减速机(4012)，且所述回转驱动装置(401)上设有回转编码器(4013)。
5.根据权利要求1所述的内走线多节同步垂直升降回转系统，其特征在于：所述蜗轮(406)设于一个回转盘外壳(403)中，在所述回转盘外壳(403)上设有限位开关(402)，在所述回转台(404)上设有感应板(4041)与所述限位开关(402)配合感应。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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