CN201850111U - 一种分节丝杠式柔性升降装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种分节丝杠式柔性升降装置，其包括可连接于升降台底部的丝杠，以及可在外部驱动装置促动下回转的旋转螺母，丝杠系由若干段分节丝杠铰接而成，为可向一侧弯折的结构，其处于旋转螺母与升降台之间的垂直段为刚性，其余段为柔性；分节丝杠两端面相互平行。处于旋转螺母与升降台之间垂直段的分节丝杠，其上下端面分别与相邻分节丝杠端面相抵接，使垂直段成为可将升降台重力传递至旋转螺母的刚性杆件，相较于单侧传递负载的传动结构，这种螺旋结构的负载能力更强；由于螺旋连接结构具有自锁能力，故外部驱动或传动机构出现故障时，旋转螺母可将丝杠即时自动锁定，从而不会出现升降台沉降的状况，使安全性得到大幅提高。

Description

一种分节丝杠式柔性升降装置

技术领域

本实用新型涉及一种升降装置，尤其是涉及一种分节丝杠式柔性升降装置。

背景技术

针对传统升降装置本身存在的占用空间较大、举升行程受限制的不足，有发明人提出了名为“柔性举升装置”（专利号：ZL 200320lll378．6）的改良技术，其包括电机减速器和升降工作台之间的传动机构，传动机构由链轮和柔性链条构成，其中柔性链条在垂直段里呈刚性，在与链轮接触的弯段部位呈柔性。还有发明人提出了名为“一种柔性齿条式升降装置”（专利号：ZL 200420020574．7）另一种改良结构，其包括固接于地面的固定支架、驱动箱、升降支架、用于顶升升降支架的升降装置，升降装置从固定支架内穿出，升降装置包括由多节齿条铰接而成的刚性链、滑轨，刚性链与升降支架固接；固定支架的上端安装有与齿条配合的齿轮，齿轮由驱动箱中的驱动装置带动；固定支架上设有一导轨，导轨的上部呈垂直方向，并设有弧形的延伸段至水平位置，每节齿条上都设有与导轨配合的滑轮。上述两公开专利，分别通过柔性链条、多节齿条铰接而成的刚性链，较为有效地减少了升降装置自身的体积，基坑较浅，可在较为狭小的空间内安装使用，并提供一定行程的举升能力；但均存在以下不足：其一，作为顶升承重载体的刚性段，无论是链条结构还是齿轮结构，与驱动件（前者为链轮，后者为齿轮）的啮合部均处于刚性段的一侧，故刚性段两端的受力不平衡，会产生较大的水平分力，在负载过大时刚性段易出现断齿、弯折的情况，由此造成整个装置的负载能力有限；其二，在顶升状态时，一旦外部驱动装置、传动机构等出现故障时，上述两种装置均会失效，使所举升的装置或物品的在重力作用下突然沉降，易造成经济损失，形成较大的安全隐患，尤其是有人员活动的升降平台，例如升降舞台、升降看台，这些顶升结构的安全性显然不足；其三，前述两项装置中驱动件与刚性段接触部的抵接面面积都较小，在长期负重的状态下，容易产生几何变形，进而导致装置失效。

发明内容

本实用新型主要目的是提供一种分节丝杠式柔性升降装置，其刚性段受力均衡、承载能力大；能够自锁而具有极高的安全性。

本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种分节丝杠式柔性升降装置，包括可连接于升降台底部的丝杠，以及可在外部驱动装置促动下回转的旋转螺母，所述丝杠系由若干段分节丝杠铰接而成，为可向一侧弯折的结构，其处于旋转螺母与升降台之间的垂直段为刚性，其余段为柔性；该分节丝杠两端面相互平行并垂直于中心线。处于旋转螺母与升降台之间垂直段的分节丝杠，其上下端面分别与相邻丝杠端面相抵接，使垂直段成为可将升降台重力传递至旋转螺母的刚性杆件；分节丝杠在旋转螺母的促动下，形成顶升或下降的动作，由于是螺旋连接，故丝杠刚性段可将上方的负载通过圆周上的螺纹传递给旋转螺母，刚性段与驱动件之间作用力的垂直方向合力分布在其中心，与上方的负载同处于丝杠的中心线上，因此，相较于单侧传递负载的传动结构，显而易见地，这种螺旋结构的负载能力更强；更重要的是，由于螺旋连接结构具有自锁能力，故外部驱动或传动机构出现故障时，旋转螺母可将丝杠即时自动锁定，从而不会出现升降台沉降的状况，使安全性得到大幅提高；另外，这种丝杠螺母的螺纹结构，比链轮、齿轮更易加工，加工成本更低；螺纹传动只需要几个完整圈的螺纹段，相比于齿轮和链轮，旋转螺母仅需较小的高度，所占用的空间高度更小，可适于更狭小的空间内使用。

作为优选，所述分节丝杠一端面上设有凹槽，另一端面上设有与该凹槽适配的凸台；相邻的分节丝杠通过凸台和凹槽侧壁设置铰接连接。这种结构，连接强度大，转动灵活，易加工、装配方便。

为了使铰接部更容易操作和固定，作为优选，所述凹槽的铰接部外壁内凹成缺口槽。使分节丝杠更容易与相邻丝杠装配，且更易于固定连接销，使连接销的固定结构具有更大的操作空间，避免连接销及其相关部件与旋转螺母内螺纹的小径产生空间干涉现象。

作为优选，所述分节丝杠两端面为平面或一对适配的阶梯面。分节丝杠两端面为一对适配的阶梯面时，阶梯表面之间的分割面与分节丝杠的可转动方向大体垂直，该分割面可以为平面或斜面或弧面。

旋转螺母与外部驱动机构的传动，可以采用带传动或链传动或齿轮传动；作为优选，所述旋转螺母的上端部设为锥齿轮；旋转螺母外套设有固定座，两者间设置滚动轴承构成转动连接；旋转螺母的锥齿轮与固定座端面间设有平面轴承。这种结构，旋转螺母转动灵活，与外部传动连接方便，运行平稳，不会出现打滑现象。锥齿轮可以是旋转螺母直接加工的一体结构，也可以是装配的分体结构。

作为优选，分节丝杠铰接部对侧的外壁设有限位槽，该限位槽与分节丝杠中心线平行；所述旋转螺母上部和下部分别设有可插入所述限位槽的导向块。两导向块可为丝杠提供导向作用，其中，旋转螺母上部的导向块还可为垂直段提供侧向限位作用，避免垂直段向外侧拱出，在升降台下降时，上方进入旋转螺母的分节丝杠可与旋转螺母保持较好的同心，使两者螺纹更准确地对正，亦即使分节丝杠的螺纹更平滑地与螺母螺纹接触并旋合。

为使下方即将进入旋转螺母的分节丝杠，更好地保持在与旋转螺母同心的状态，作为优选，所述旋转螺母下部设有导轮，该导轮与导向块相对地分布在旋转螺母中心线的两侧。这种结构，下方进入旋转螺母的分节丝杠，可与旋转螺母保持较好的同心度，使两者螺纹的起始端更准确地对正，使分节丝杠的螺纹更平滑地与螺母螺纹接触并旋合。

基于减少安装高度的考虑，柔性段一般设置为水平状态；为了使柔性水平段排列有序，以提高整体的运行效率，作为优选，所述丝杠水平段的底部设有可插入所述限位槽的导向架，导向架临近所述旋转螺母的上部设有压轮。通过导向架使进入水平段的分节丝杠依次移动，并通过压轮使之处于平置状态而不会上翘，故此，水平段的分节丝杠经过压轮和导向架的引导，形成整齐有序的排列。

为进一步提高承载能力，作为优选，所述分节丝杠与旋转螺母的啮合螺纹为锯齿形螺纹。为加强整体装置的安全性，作为优选，所述旋转螺母牙形角较大的一端设为向下。这种结构，自锁性能更良好、负载更大。

因此，本实用新型具有结构合理、易于制作等特点，尤其是具有以下有益效果：

1、螺旋结构圆周受力，刚性段在垂直方向上受力更均衡，可顶升更大的负载；

2、具有自锁能力，具有良好的安全性；

3、自身占用空间小，适于更狭小的空间内使用；

4、易加工、成本低，适于大批量生产制造。

附图说明

附图1是本实用新型的一种结构示意图；

附图2是水平段与导向架的连接结构示意图；

附图3是旋转螺母的一种结构示意图；

附图4是分节丝杠的一种结构示意图；

附图5是附图4的右视图；

附图6是附图4的左视图；

附图7是附图4的仰视图；

附图8是分节丝杠的轴测图；

附图9是分节丝杠另一端的轴测图；

附图10是本实用新型的安装使用的结构示意图；

附图11是附图10的俯视图；

附图12是本实用新型与升降台、支架的连接结构示意图；

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：本实用新型一种分节丝杠式柔性升降装置，如附图1、附图3、附图10、附图11、附图12所示，其包括可连接于升降台4底部的丝杠32，以及可在外部驱动装置促动下回转的旋转螺母31，丝杠32系由若干段分节丝杠320铰接而成，为可向一侧弯折的结构，其处于旋转螺母31与升降台4之间的垂直段为刚性，其余段为柔性；该分节丝杠320两端面相互平行，并与中心线垂直。分节丝杠320与旋转螺母31的啮合螺纹为锯齿形螺纹。旋转螺母31牙形角较大的一端设为向下。

如附图4、附图5、附图6、附图7、附图8、附图9所示，分节丝杠320两端面321、322为平面或一对适配的阶梯面。分节丝杠320一端面322上设有凹槽326，另一端面321上设有可插入凹槽326的凸台324；相邻的分节丝杠320通过凸台324和凹槽326侧壁设置铰接连接。凹槽326的铰接部325外壁内凹成槽。分节丝杠320铰接部（亦即凸台324）对侧的外壁上设有限位槽323，该限位槽323与分节丝杠320中心线平行。

如附图3所示，旋转螺母31的上端部设为锥齿轮，该锥齿轮与传动轴313端部的齿轮啮合，传动轴313传动连接于外部驱动装置；旋转螺母31外套设有固定座315，两者间设置滚动轴承311构成转动连接；旋转螺母31的锥齿轮与固定座315端面间设有平面轴承312。

如附图11所示，旋转螺母31上部和下部分别设有可插入所述限位槽323的导向块33、34。旋转螺母31下部设有导轮36，该导轮36与导向块34相对地分布在旋转螺母31中心线的两侧。导轮36与导向块34固定在安装架39上。

如附图2所示，分节丝杠320水平段的底部设有可插入所述限位槽323的导向架35，导向架35临近所述旋转螺母31一端的上方设有压轮37。

安装使用时，如附图10、附图11、附图12所示，安装架39固定于升降台4下方的工作位置，旋转螺母31通过固定座315固定在安装架39上，丝杠32一端固定连接在升降台4的底部，升降台4两端对称地设有导轨2，导轨2安装于固定支架1的内侧，导轨2包括滑座21、滑块22和滚轮23；工作时，外部驱动装置驱动端部设有齿轮的传动轴313转动，传动轴313带动旋转螺母31在固定座315内回转，促动分节丝杠32随之形成顶升或下降动作，使升降台4抬起或沉降。

作为一种升降装置，本实用新型可应用于舞台、乐池、看台、汽车等领域，分别在升降舞台、升降乐池、升降看台、汽车举升等设备中作顶升装置使用。

本实用新型的技术原理是通过螺旋顶升技术和丝杠分节技术的结合，使顶升装置兼具受力均衡性和柔性，使之仅需较小的安装高度的同时，还具有更强的负载能力，并利用螺旋的自锁能力提供极高的安全性能。

本实施例作为对本实用新型技术原理的说明，而非限定，对于本领域技术人员而言，实际应用中还可存在若干变形或技术替换，例如由导向架35与压轮37构成的水平段导引结构、分节丝杠的铰接结构，均可选择其他结构形式，但这些简单的结构变形，并不违背本实用新型的发明精神，故依然属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种分节丝杠式柔性升降装置，包括可连接于升降台（4）底部的丝杠（32），以及可在外部驱动装置促动下回转的旋转螺母（31），其特征在于：所述丝杠（32）系由若干段分节丝杠（320）铰接而成，为可向一侧弯折的结构，其处于旋转螺母（31）与升降台（4）之间的垂直段为刚性，其余段为柔性；该分节丝杠（320）的两端面相互平行并垂直于中心线。

2.根据权利要求1所述的一种分节丝杠式柔性升降装置，其特征在于：所述分节丝杠（320）一端面（322）上设有凹槽（326），另一端面（321）上设有与该凹槽（326）适配的凸台（324）；相邻的分节丝杠（320）通过凸台（324）和凹槽（326）侧壁设置铰接连接。

3.根据权利要求2所述的一种分节丝杠式柔性升降装置，其特征在于：所述凹槽（326）的铰接部（325）外壁内凹成缺口槽。

4.根据权利要求1所述的一种分节丝杠式柔性升降装置，其特征在于：所述分节丝杠（320）两端面（321、322）为平面或一对适配的阶梯面。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的一种分节丝杠式柔性升降装置，其特征在于：分节丝杠（320）铰接部对侧的外壁上设有限位槽（323），该限位槽（323）与分节丝杠（320）中心线平行；旋转螺母（31）的上部和下部分别设有可插入该限位槽（323）的导向块（33、34）。

6.根据权利要求5所述的一种分节丝杠式柔性升降装置，其特征在于：所述旋转螺母（31）下部设有导轮（36），该导轮（36）与导向块（34）相对地分布在旋转螺母（31）中心线的两侧。

7.根据权利要求5所述的一种分节丝杠式柔性升降装置，其特征在于：所述丝杠（32）水平段的底部设有可插入所述限位槽（323）的导向架（35），导向架（35）临近所述旋转螺母（31）一端的上方设置压轮（37）。

8.根据权利要求1或2或3或4所述的一种分节丝杠式柔性升降装置，其特征在于：所述旋转螺母（31）外套设有固定座（315），两者间设置滚动轴承（311）构成转动连接；旋转螺母（31）的上端部设为锥齿轮结构，锥齿轮与固定座（315）端面间设有平面轴承（312）。

9.根据权利要求1或2或3或4所述的一种分节丝杠式柔性升降装置，其特征在于：所述分节丝杠（320）与旋转螺母（31）的啮合螺纹为锯齿形螺纹。

10.根据权利要求9所述的一种分节丝杠式柔性升降装置，其特征在于：所述分节丝杠（320）牙形角较大的一端设为向下。

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