CN1715174B - 负荷提升装置 - Google Patents
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Abstract
一种负荷提升装置，包括一个下结构件(2)、一个可以相对于该下结构件而在一降低位置和一升高位置之间移动的上结构件(3)、一个包括至少两条互相铰接成X形而将上结构件(3)连接在下结构(2)上的臂(5，6)的剪刀式伸缩机构，以及一个控制连接部件(22)的位置的驱动装置(19)，该连接部件(22)将驱动器(19)连接在伸缩机构的一条臂(5)上并有一个与固定凸轮(28)配合的凸轮随动部件(26)。驱动器(19)以这样的方式围绕一根位于连接部件(22)对伸缩机构的臂(5)的铰接轴(23)的下方的轴(21)而铰接在连接部件(22)上，使得当驱动器(19)受驱动而产生装置的提升运动时，连接部件(22)起一根基本上承受凸轮(28)和所述铰接臂(5)之间的压缩的推动支柱的作用。驱动器(19)最好包括一个带有接合多个滑轮的带、弦杆或链的起重装置。
Description
发明领域
本发明涉及一种包括下列各部件的类型的提升装置：
一个下结构件；
一个上结构件，可以相对于该下结构件而在一下降位置和一升高位置之间移动；
一个连接件，将该上结构件连接在该下结构件上，并包括至少一个铰接臂；
一个驱动器，操作地安置在该下结构件和连接件之间，用于控制上结构件在其降低位置和上升位置之间的移动；
一个在该驱动器和连接件之间的连接部件，所述连接部件铰接在所述连接件的臂上，并设有与一固定臂配合的凸轮一随动件部件。
一种上述类型的装置公开于JP 2000 238996中。
本发明特别涉及一种具有剪刀式伸缩连接件的提升平台。
背景技术
已知伸缩式提升平台能够使一可移动的框架(或平台)从降低位置移动到升高位置而保持其水平，即使在一离线块体的情况下。基本上，这些伸缩式提升平台包括一个带有将其锚定在地板上的机构的固定底座框架、一个用于接受待移动的物件的活动框架和四个以剪刀形式彼此联接的臂，从而提供一个伸缩式连接件，后者利用合适的提升机构移动。
该提升平台装置的形状做成具有由该活动平台的两侧形成的平行六面体的体积，而其高度从当提升平台闭合(平台处在降低位置)时的最小值变化到当平台开放(平台处在升高位置)时的最大值。这些伸缩式提升平台对于大型制造工艺的自动化特别有用，也用于搬动重块体的情况。
该提升机构可以有许多类型，取决于需求和所要的力；例如可以使用液压缸、电动缸、电动机和带有相关传动装置的减速齿轮机构。
伸缩式提升平台具有高度灵活性，并可既用作提升机构，也用作压机或推动装置。但是，提升平台有一在其自身操作方式中隐含的巨大缺点。实际上，由于其连接件的特定构型，在提升相位开始时，从伸缩式连接件的闭合状态起动，该垂直移动受到许多不利的杠杆作用的阻碍，使得提升所需的力比待提升的重量要大得多，并且在整个移动中始终可变。特别是，当伸缩式平台处在其降低(闭合)位置时，如果它必须被一个在平台下操作的提升装置所提升，那么，在最初的提升步骤期间，应当施加待垂直移动的实际重要的至少三倍或四倍大的力。因此显然有兴趣开发一种能够利用伸缩式提升平台提供的所有潜在优点而又能克服上述缺点的提升装置。
上述JP 2000 238996专利，由于提供一种与一个由上述将该提升装置连接到连接件上的连接部件所支承的凸轮-随动件相配合的固定凸轮，因此仅仅部分地解决了该问题。但是，在该文献中示出的配置不能令人满意，特别是因为上述连接部件在提升运动期间受到一个偏转力而因此不能高效地传送由驱动器施加的力。
发明概述
本发明的目的是提供一种在本描述的开始所指出的那种类型的提升装置，该装置能够克服先有技术的上述缺点，特别是能够高效地利用由驱动器施加的力，从而获得该装置的提升运动。
本发明的另一目的是提供一种具有相当简单的结构的上述类型的装置。
为了达到上述和其它目的，本发明提供一种具有在本描述开始时已指出的所有特点并且还具有下列特征的提升装置，这些特征是，上述驱动器以这样的方式围绕始终位于连接部件和铰接臂之间的铰接轴线下面的一根轴线而铰接在所述连接部件上，就是当驱动器受到驱动而造成该装置的提升运动时，所述连接部件作为显著地受到该凸轮和连接件的所述铰接臂之间的压缩的推动支柱而起作用。
上述结构和配置实际上解决了有效地传送由驱动器施加的力的问题，从而获得该装置的提升运动。
在一个优选实施例中，所述驱动器这样配置，从而在提升该装置期间利用一种拉动作用而操作，由此产生沿该凸轮的凸轮-随动件的提升运动。但是，不排除一种变化方案，其中该驱动器设置成在提升该装置期间利用一种推动作用来操作。
同时在上述优选实施例的情况中，该装置的连接件是一种剪刀式伸缩构件，包括至少两个按照X形状互相铰接的臂，其两个上端和两个下端分别连接在该上结构件和下结构件上，所述两个上端和两个下端引导所述上结构件和下结构件，使得两个上下结构件可沿两个平行的水平方向彼此相对地移动，所述两臂之一的下端围绕一固定轴线可枢轴式转动地连接在该下结构件上。
最好使用两对上述类型的铰接臂，它们互相平行而并列配置。
上述推动的支柱有一铰接于该伸缩机构的一条臂的头部和一枢轴式转动地连接在所述驱动器上的支脚。同时在该优选实施例中，该凸轮随动件是一个可自由转动地安装在该推动支柱上的滚柱。同样最好是，该驱动器围绕一根与凸轮随动滚柱的轴线相重合或在其附近的轴线而可枢轴式转动地连接在该推动支柱上。
本发明的又一特别优选的特点在于，与由所述推动支柱支承的凸轮随动件配合的凸轮有一具有这样的轮廓的构型的凸轮表面，使从驱动器所要求的力在整个提升阶段期间基本上保持恒定。为了高效地利用该驱动器，该特点是特别重要的。该驱动器可以是任何类型，例如它可以包括一台连接在螺杆和螺帽系统上的电动机(最好是滚珠再循环型)或一个包括一电动机和一由该电动机驱动的齿轨的单元装置，或者也可以是一个液压缸。在该优选实施例中，它由一个利用一带或链的类型的起重系统构成。
附图简述
从参照仅作为不起限制作用的例子的附图而作的描述，可以清楚本发明的其它特点和优点，附图中：
图1是按照本发明的提升装置的一种示于开放状态中(平台处在升高位置中)的优选实施例的侧视立面图；
图2是图1的装置处在闭合状态中(平台处在降低位置中)的侧视立面图；
图3是沿图2的线III-III截取的图1、2的装置的截面图；
图4是沿图1的线IVL和IVR截取时图1～3的装置示于开放状态中(平台处在升高位置中)的前视图；
图5是形成本发明装置一部分的驱动装置的放大侧视图；
图6(A-B)用侧视图和平面图分别表示彼此同步的伸缩式提升装置的阵列；以及
图7(A-B)用侧视图和平面图表示一种包括连接杆和曲柄的连接件的驱动装置的变化方案的细部。
优选实施例说明
在附图中，标号1总的表示一种包括剪刀式连接件的类型的提升装置。装置1包括平台形式的底座结构件2和上结构件3，上结构件3可相对于底座结构件2而在图1中示出的升高位置和在图2中示出的降低位置之间移动。
平台3利用一个剪刀式连接件4而连接在底座结构件2上。连接件4包括两对彼此铰接成X形并在两个垂直隔开的平行平面中配置。每对铰接臂包括围绕水平轴7彼此铰接的臂5和臂6。如图4中所示，两对铰接臂中的两条臂5设置在两条臂6之内。
从图4的左下方可见，两条内臂5中的每一条利用一铰接销9使其一端围绕轴线8而铰接在底座结构件2上，轴线8是水平的且平行于轴线7。每条外臂6利用一个由平台3的结构支承的铰接销11使其一端围绕平行于轴线7、8的轴线10而铰接在平台3的结构上。最后，与铰接件8对置的每个内臂5的端部和与铰接件10对置的每个外臂6的端部支承可在销14和15(具有轴线12a和13a)上自由转动的滚柱12和13，销14和15分别固定在臂5和臂6上并在由平台3和底座结构件2支承的相互配合的轨道16和17上受到引导。由于这种配置，连接在平台3上的臂5、6的端部和连接在底座结构件2上的端部可沿两个平行的水平平面彼此相对地移动，从而保证在该平台的整个升高或降低移动期间保持平台3的水平配置。
在图4中，也能看到铰接销18，臂5、6利用销18围绕轴线7而相互铰接。所有上述铰接最好使用滚柱或滚珠轴承。
连接件4在降低状态和升高状态之间的移动由驱动机构19控制。
如上所述，该驱动机构可以是任何已知类型，但在此处所示的优选实施例情形中，它包括一个带有接合在滑轮上的带的起重装置。
下面将详细描述附图中所示的驱动器19的实施例的特定配置和操作。当前，认为驱动机构19的一端枢轴式地安装在平行于底座结构件2上的轴线7、8、10的轴线20周围而其另一端围绕轴21而枢轴式地连接到将驱动机构19连接在连接件4上的连接部件22，这就足够了。连接部件22的一端铰接在轴23的周围，轴23平行于连接件4的两对铰接臂中的内臂5上的轴7、8、10。图4中可以看见铰接销24，销24由连接件22的结构支承并可以转动地安装在两个内臂5中的其两端上。在对置端处，连接部件22有分叉形状，有一对托架，托架上固定一销，销上可以自由转动地安装一个凸轮随动的滚柱26。在此处所示的优选实施例中，该凸轮随动的滚柱与连接部件22上的驱动机构19的铰接轴21相重合。
凸轮随动的滚柱26与固定在底座结构件2上的凸轮部件28的凸轮表面27相互配合。该配置是这样的，就是当驱动该驱动机构19而使该滚柱26和其上铰接驱动机构19的固定轴20之间的距离缩短时，凸轮表面27产生凸轮随动滚柱26的升高运动。
如图所示，在该装置的任何操作条件下，驱动机构19对连接部件22的铰接轴21都位于连接部件22对内臂5的铰接轴23的下方。
因此，当驱动机构19被缩短而产生该装置的升高运动时，凸轮随动滚柱26受迫而沿凸轮表面27升高，而连接部件22起推动支柱的作用，在滚柱26和对铰接臂5的铰接件23之间基本上遇到压缩，从而将由驱动机构19施加的拉力转换为导致装置提升的力。相反，当驱动机构19被拉长时，凸轮随动滚柱26沿凸轮表面27下降而该装置以受控方式下降，上平台3的重量和可能存在于其上的负荷被转换为一种作用在又一次起支柱作用的连接部件22上的压缩力。
也是在该优选实施例中，这样预定凸轮表面27的几何尺寸，使得驱动机构19必须施加的力沿提升装置在其降低位置和升高位置之间的整个移动是基本上恒定的。
参照特别在图3和图5中可见的驱动机构19的优选实施例，该驱动机构对底座结构件2的铰接轴20由可通过底座结构件2可转动地支承的轴29(图3)限定。轴29利用传动机构31借助于电动机30而转动。在例示的特定情况下，该驱动机构由两个并列的相同的皮带型起重装置组成。显然可以使用的驱动系统的数目是任意的，是被移动的块体重量的函数。
在例示的例子中，轴29上固定地安装两个筒30，每个筒上固定皮带31的一端。每个皮带31在相应的筒30的周围卷绕数圈，筒30设置成能接受整个提升运动所需的皮带31的整个长度。
轴29上可枢轴式转动地安装一个支承结构件32(图5)，后者支承一对可自由转动的滑轮33和轴34，轴34上固定两根皮带31的对置两端。该驱动机构还包括一个与结构件32无关的第二结构件35，后者可枢轴式转动地安装在由连接部件22支承的销上的轴21的周围。结构件35可自由转动地支承几对滑轮36和37。两个结构件32、35可枢轴式转动地安装在底座结构件2上，而连接部件22互相隔开但互相连接并由以许多圈卷绕在滑轮30、36、33、37上的皮带31保持互相对准，其方式在下面描述。从筒30沿切向出来的平面皮带每个在滑轮36上缠绕180度，滑轮36通过滚动轴承围绕轴线36a而可自由转动地安装在结构件35上。每根皮带31以180度绕在滑轮33上，滑轮33利用滚珠轴承围绕轴33a而可以自由转动地安装在结构件32上。每根皮带31然后以180度绕在相应的滑轮36上，滑轮36也利用滚珠轴承围绕轴37a而可以自由转动地安装在结构件35上。最后，每根皮带31向着起皮带锚定部件作用和皮带装载部件作用的轴34延伸，皮带利用压力垫(未示出)固定在轴34上。锚定部件34是一根其上锚定每根皮带31的一端的轴，该轴可以转动，以便通过将皮带卷绕在该轴上而将每根皮带放置在张力下。轴34的轴动可以用一转矩扳手(未示出)来驱动。
从平台3的降低状态开始，筒30的顺时针转动(参照图5)产生两条皮带31在筒上的卷绕，结果，产生驱动机构19的两端的轴20、21彼此相向地相对移动。在该阶段期间，由于皮带在筒30上的卷绕而给予皮带的张力使两个结构件32、35保持彼此恒定地对准，从而使结构件32、35由于皮带的张力而彼此相向地移动。如已经讨论的，由于起推动支柱作用的连接部件22的作用，驱动机构19的缩短产生凸轮-随动滚柱26在凸轮表面27上的升高运动和连接件4向着升高状态的合成运动。使用许多其上卷绕皮带的滑轮等效于一个传统的滑轮提升系统，该系统能减小为了导致负荷的提升而必须通过电动机给予的转矩。同时，如已经例示的，凸轮表面27最好做成这样的形状，使得该平台及其上面的块体可以通过用电动机施加基本上恒定的转矩而提升。
在降低阶段中，平台3及其上承载的块体通过凸轮-随动滚柱26上的连接部件22而卸载，从而倾向于使驱动机构19伸长而使皮带的张力保持恒定并保持驱动机构19的两个结构件32和35彼此对准。
参照图6，本发明的装置可以利用多个相似的装置通过串联的机械连接件而连接和同步化，如图6中所示。在例示的例子中，通过相邻装置之间安置的连接系杆100而达到同步化，使得只有每排装置开始处的装置1设有驱动器19。同时这些驱动机构可以使其轴线29通过轴线200而相互连接，使得在装置1的阵列的每侧上只需要单独一个电动机。
以上述方式连接的各种装置可以成组地具有共同的上平台，以便移动大块体。
图7表示一种变化方案，其中驱动装置不是如图5中所示的皮带型起重机的形式，而是包括一个有一连接杆38的连接件，连接杆38的支脚39连接在连接部件22的支脚上并因而沿凸轮28的轮廓自由移动，而连接杆38的头部40利用一对滚珠轴承铰链在由发动机轴线驱动的齿轮41的偏置销上。这种解决办法特别用于位移小的情况中，也用于正弦杆形移动，其优点是结构非常简单，因而装置的安装及其维修特别有利。
其次，在图7的解决办法的情况下，存在曲柄的两个孔中心使得能在所述两个孔中心选择两个停止位置，因此该连接件可由电动机直接驱动而不需要换流器，相反在先前描述的连接件的情况下是优先采用换流器的。该连接杆和曲柄机构与凸轮和连接部件22一起，提供驱动许多不同类型的移动的可能性，如恒速移动，或具有三角形轮廓的速度变化，或具有梯形轮廓的速度等等。
从上所述可以非常清楚，本发明的优选实施例的优点是，凸轮的形状能保证在连接件的整个移动期间对电动机的要求基本上保持恒定。这一结果使得能够使用一台具有简单垂直移动的传统提升装置中使用的同样尺寸的提升电动机，其中在整个提升移动期间并不需要变化电动机的转矩。
因此，本发明的装置能够以如具有利用轨道和小齿轮传动系统或类似装置的简单垂直移动的任何提升装置完成的同一方式来驱动伸缩式连接件的移动，从而保证非常高的加速度和/或速度的可能性与随意变化加速度和/或速度而并不使用较大尺寸的提升电动机。
还注意到，上述提升装置也可以容易地适合于这样的连接件，这样的连接件在其闭合位置中非常低和平坦，并以缩小的横向尺寸为特征。它也提供升降阶段的每个步骤中恒定移动的可能性并可以没有限制地用于提升任何量值的块体。
当然，虽然本发明的原理保持不变，但构造细节和实施例却可以相对于纯粹作为例子的已描述和例示的内容而广泛地变化，这并不偏离本发明的范围。
参照此处附图例示的例子有一个驱动机构19，该机构用拉动作用操作，以便使装置提升。这种操作方式来自于凸轮表面27相对于驱动机构19的铰接端部20是面向对置端20的。显然，如果驱动机构的铰接端部20位于凸轮28的左边(参照图1)，那么该驱动机构应当与一个推动作用一起工作，以便产生该装置的提升，即对应于该驱动机构的伸长的提升运动。
Claims (14)
1.一种提升装置，包括：
一个下结构件(2)；
一个上结构件(3)，能够相对于下结构件(2)在一降低位置和一升高位置之间移动；
一个将上结构件(3)连接在下结构件(2)上的连接件(4)，该连接件包括至少一个铰接臂(5)；
一个按操作关系安置在下结构件(2)和连接件(4)之间的驱动器(19)，用以驱动上结构件(3)在其降低位置和升高位置之间的移动；
一个在驱动器(19)和连接件(4)之间的连接部件(22)，所述连接部件(22)铰接在连接件(4)的所述臂(5)上，并设有一个与一固定凸轮(28)相互配合的凸轮随动部件(26)；
其特征在于驱动器(19)可以枢轴式转动地围绕一轴(21)连接在所述连接部件(22)上，该轴(21)始终位于连接部件(22)和所述铰接臂(5)之间的铰接轴(23)的下方；
以这样一种方式，当驱动器(19)受驱动而产生该装置的提升运动时，所述连接部件(22)起推动支柱的作用，基本上承受凸轮(28)和所述铰接臂(5)之间的压缩作用。
2.按照权利要求1的装置，其特征在于，所述驱动器(19)配置成通过产生沿凸轮(28)的凸轮随动部件(26)的提升运动而在该装置提升期间，利用一种拉动作用来操作。
3.按照权利要求1的装置，其特征在于，所述驱动器(19)配置成通过产生沿凸轮(28)的凸轮随动部件(26)的提升运动，在该装置提升期间，利用一种推动作用来操作。
4.按照权利要求2的装置，其特征在于，所述连接件是一种剪刀式伸缩机构，包括至少两条彼此铰接成X形的臂(5，6)，具有分别连接在上结构件(3)和下结构件(2)上的两个上端(10，12)和两个下端(8，13)，所述上端(10，12)和所述下端(8，13)在所述上结构件(3)和所述下结构件(2)上受到引导，使得它们可以沿两个平行的水平方向彼此相对地移动，所述臂(5)之一的下端(8)可以围绕一固定轴(8)枢轴式转动地连接在下结构件(2)上。
5.按照权利要求4的装置，其特征在于，起推动支柱的作用的所述连接部件(22)有一铰接在该伸缩机构的一臂(5)上的头部和一可枢轴式转动地连接在所述驱动器(19)上的支脚。
6.按照权利要求5的装置，其特征在于，所述凸轮随动部件是由一个可以自由转动地安装在起推动支柱的作用的所述连接部件(22)上的凸轮随动滚柱构成的。
7.按照权利要求6的装置，其特征在于，所述驱动器(19)是可以围绕一个轴(21)枢轴式转动地连接在起推动支柱的作用的所述连接部件(22)上的，该轴(21)与所述凸轮随动滚柱的轴重合或与其相邻。
8.按照权利要求1的装置，其特征在于，所述凸轮(28)有一凸轮表面(27)，其形状做成一预定的轮廓，使得在该提升装置整个移动期间必须由驱动器(19)施加的力基本上保持恒定。
9.按照权利要求7的装置，其特征在于，该剪刀式伸缩机构包括两对彼此铰接成X形的臂(5，6)，而起推动支柱的作用的所述连接部件(22)利用一个中心铰接销(24)铰接在内臂(5)上。
10.按照权利要求7的装置，其特征在于，起推动支柱的作用的所述连接部件(22)有一具有叉式端部的结构，该端部包括两个用销彼此连接的托架，所述凸轮随动滚柱可以自由转动地安装在这些托架上。
11.按照权利要求1的装置，其特征在于，驱动器(19)选自下列各机构：一种包括一个连接在一具有滚珠再循环的螺杆螺母系统上的电动机，一个包括一电动机和一由该电动机驱动的轨道的机构，一个液压缸，一个包括一电动机减速机构及一连杆曲柄机构的机构，或一个利用一带或链的起重装置。
12.按照权利要求1的装置，其特征在于，该驱动器包括一个起重装置，该起重装置利用一带或链并包括许多在其上接合所述带或链的滑轮。
13.按照权利要求12的装置，其特征在于，所述起重装置包括第一结构件(32)、第二结构件(35)、多个滑轮(33、34、36、37)和至少一根带或链(31)，该第一结构件(32)可以围绕一固定轴(20)而枢轴式转动地安装在下结构件(2)上，该第二结构件(35)可枢轴式转动地安装在起推动支柱的作用的所述连接部件(22)上，该多个滑轮(33、34、36、37)可自由转动地安装在所述第一结构件(32)和第二结构件(35)上，而该至少一根带或链(31)的一端连接在由所述第一连接件(32)支承的缠绕筒(30)上，带或链(31)本身接合在由所述第二结构件(35)支承的至少一个可自由转动的滑轮(36、37)和由所述第一结构件(32)支承的至少一个可自由转动的滑轮(33)的周围，而带或链(31)的由所述第一结构件(32)支承的另一端锚定在一张紧部件(34)上，所述驱动器还包括用于驱动所述缠绕筒(30)的转动的电动机机构。
14.按照权利要求13的装置，其特征在于，它包括多个并列配置而同步操作的起重装置。
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