CN207671614U - 一种电液螺旋伺服驱动剪叉式重型升降台 - Google Patents

Abstract

一种电液螺旋伺服驱动剪叉式重型升降台，包括底盘、电液螺旋伺服驱动系统、工作台、剪叉式结构、上导轨、下导轨。该种剪叉式重型升降台为平面单自由度机构，由安装在底盘上的电液螺旋伺服驱动系统驱动控制，不仅有效降低了升降台重心，而且伺服驱动系统的引入更有利于智能控制，所述电液螺旋伺服驱动系统为四丝杠驱动机构，基于智能控制的过驱动方法和达郎贝尔原理设计，不仅有效克服了剪叉式重型升降台因加工、装配等误差引起的偏载、失稳、同步问题，大幅提高了稳定性和可靠性，而且有效提升了承载能力，所述剪叉式结构不仅可重构能力强，而且具有很高的结构强度。该种升降台特别适用于垂直输送重型货物的数字化车间、智能物流仓库等场合。

Description

一种电液螺旋伺服驱动剪叉式重型升降台

技术领域

本实用新型涉及剪叉式升降台领域，特别是一种电液螺旋伺服驱动剪叉式重型升降台。

背景技术

剪叉式升降台是一种即可以垂直输送人又可以在车间或者仓库等物料输送系统中进行垂直输送的起重设备，根据市场需求，剪叉式升降台的工作台上也可以安装有各类平面输送设备，以满足输送线不同高度的输送要求。剪叉式升降台通常可以分为固定式升降台和移动式升降台，现有剪叉式升降台在很多领域已获得了较为普遍使用，但在使用过程中，也暴露出了诸多问题。一方面，现有剪叉式升降台多采用液压系统作为动力，由安装在剪叉机构上的液压缸驱动控制升降台起降，虽然液压系统具有出色的过载保护功能，但液压系统存在着能耗高，控制精度低、维护保养技术要求高等问题，阻碍了剪叉式升降台的节能化、智能化、精密化发展，使现有剪叉式升降台很难用于现代化数字生产线；另一方面，现有剪叉式升降台多采用单组平面剪叉式机构，多采用单台动力源作为动力，造成结构刚度差，工作台稳定性差、空间小，动力性能差，很难满足大体积、高负载物料运输工作。再有，为了提高现有剪叉式升降台承载能力、智能化水平，当采用多组伺服电机对剪叉式升降台进行驱动作业时，剪叉式升降台因加工、装配等误差会引起偏载、失稳、难同步等问题，

随着当前现代计算机技术、现代控制技术、机器人技术等发展，为现有剪叉式升降台的绿色化、智能化、精密化提供了技术基础，如何提出一种剪叉式升降台，不仅使剪叉式结构具有承载能力强，结构强度高，可重构能力好，可靠性高等特点，而且升降台在具有较好过载保护能力的前提下，具有较高的机械效率以及突出的节能效果，同时，该种升降台还具有智能化程度高，运行稳定性好，作业精度高等特点，并特别适用于垂直输送重型货物的数字化车间、智能物流仓库等场合，已成为剪叉式升降台领域一个亟需解决的工程问题。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种电液螺旋伺服驱动剪叉式重型升降台，一方面，具有承载能力强，结构强度高，剪叉式结构具有较好的重构能力；另一方面，该种剪叉式重型升降台在保证具有过载保护性能的前提下，机械效率高，节能环保；另外，保证该剪叉式重型升降台具有高智能化程度、高运动精度、高运行稳定性、高可靠性以及低维护成本，满足垂直输送重型货物的数字化车间、智能物流仓库等场合的性能要求。

本实用新型通过以下技术方案达到上述目的：

一种电液螺旋伺服驱动剪叉式重型升降台，主要包括底盘、电液螺旋伺服驱动系统、工作台、剪叉式结构、下导轨、上导轨，

在一些实施方式中，其中，剪叉式升降台由安装在底盘上电液螺旋伺服驱动系统进行驱动控制，电液螺旋伺服驱动系统包含四套电液螺旋伺服驱动机构，电液螺旋伺服驱动机构包含伺服电机、丝杠、液压缸、连杆、下导轮、下导轮支架，伺服电机安装在底盘上，丝杠通过转动副与底盘连接，在计算机编程控制下，由伺服电机进行驱动，液压缸的缸体通过螺旋副连接在丝杠上，液压缸的活塞杆通过转动副与连杆一端连接，连杆另一端通过转动副与导轮支架连接，导轮支架上安装有下导轮，底盘上安装有下轨道，下导轮在下轨道上移动。电液螺旋伺服驱动机构中，伺服电机、丝杠、液压缸的缸体组成伺服螺旋机构，在伺服电机的编程驱动控制下，液压缸的缸体可沿丝杠往复移动，进而推动下导轮支架移动。与现有技术相比，其有益效果是，在计算机编程控制下，通过四套电液螺旋伺服驱动机构驱动这种过驱动方法，可以有效提高剪叉式升降台的承载能力，由于采用计算机编程控制的伺服电机提供动力，可以有效提高剪叉式升降台的智能化水平，便于进行远程控制，由于采用由伺服电机、丝杠、液压缸缸体组成的伺服螺旋机构为升降台提供升、降动力，不仅可靠性高、动力性强，而且螺旋机构易实现机械自锁能力，大幅提高了升降台的安全性。

在一些实施方式中，其中，由四套电液螺旋伺服驱动机构组成的电液螺旋伺服驱动系统安装在底盘上，且呈H型水平对置安装，相比现有升降平台由安装在剪叉机构内、外臂上的液压缸，其有益效果是，不仅有效降低了升降台的重心，提升了升降台的稳定性，而且更于拆装维护。

在一些实施方式中，其中，组成电液螺旋伺服驱动系统的四套电液螺旋伺服驱动机构所含的液压缸无杆腔通过液压管线互相连通，各液压缸无杆腔、管线内注入液体。与现有升降台所含液压缸不同，该升降台液压缸是非主动副，不起驱动升降台升降的作用，其有益效果是，在理想状态下，升降台无加工、制造、装配误差，驱动系统无编程计算误差，驱动升降台的四套电液螺旋伺服驱动机构同步运动，各液压缸无杆腔内液体处于静止状态，相比现有升降台，避免了液压系统的能量损失，具有机械式传动系统所特有的高机械效率，另外，还可以通过引入溢流阀实现过载保护性能。现实情形下，组成升降台的各构件均存在加工、制造、装配误差，同时控制系统由于采用计算机编程控制，不论是正、逆运动学数值求解还是编程控制过程，均存在大量误差，根据达朗贝尔原理，负载作用下电液螺旋伺服驱动系统中相互连通的各液压缸可以实现压力平衡，进而实时补偿剪叉式升降台各构件加工、制造、装配误差以及动力系统驱动误差，保证各螺旋伺服驱动机构准确同步运动，避免剪叉式升降台因加工、制造、装配等误差会引起偏载、失稳、难同步等问题，实现剪叉式升降台高可靠性平稳运行。

在一些实施方式中，其中，剪叉式结构包含两套平面剪叉机构，平面剪叉机构包含内臂、外臂、上导轮，内臂通过转动副与外臂、工作台以及电液螺旋伺服驱动机构中的导轮支架连接，外臂通过转动副分别与底盘和上导轮连接，工作台上安装有上导轨，上导轮在工作台上轨道中移动。与现有技术相比，其有益效果是该剪叉式结构由于采用双平面剪叉机构设计，具有很高的结构强度，另外，由于剪叉式结构主要由外臂和内臂构成，且各构件均由转动副组成，不仅方便加工、制造和装配，而且该种剪叉式结构具有很强的可重构能力，可以通过加装多组剪叉式结构来增大该种电液螺旋伺服驱动剪叉式重型升降台的工作高度。

附图说明

图1为本实用新型所述电液螺旋伺服驱动剪叉式重型升降台示意图。

图2为本实用新型所述电液螺旋伺服驱动剪叉式重型升降台平视图。

图3为本实用新型所述电液螺旋伺服驱动系统示意图。

图4为本实用新型所述电液螺旋伺服驱动剪叉式重型升降台底盘示意图。

图5为本实用新型所述四套螺旋伺服驱动机构水平对置安装示意图。

图6为本实用新型所述电液螺旋伺服驱动系统结构示意图。

图7为本实用新型所述四套螺旋伺服驱动机构中各液压缸无杆腔连同示意图之一。

图8为本实用新型所述电液螺旋伺服驱动剪叉式重型升降台剪叉式结构示意图之二。

图9为本实用新型所述电液螺旋伺服驱动剪叉式重型升降台的工作台示意图之一。

图10为本实用新型所述电液螺旋伺服驱动剪叉式重型升降台工作位姿视图。

图11为本实用新型所述电液螺旋伺服驱动剪叉式重型升降台剪叉式结构重构示意图。

图12为本实用新型所述电液螺旋伺服驱动剪叉式重型升降台工程应用示意图。

图13为本实用新型所述电液螺旋伺服驱动剪叉式重型升降台高位姿示意图。

具体实施方式

以下通过附图和实施例对本实用新型的技术方案作进一步说明。

对照图1、图2、图3、图4、图9，一种电液螺旋伺服驱动剪叉式重型升降台，主要包括底盘1、电液螺旋伺服驱动系统、工作台2、剪叉式结构。

对照图2、图3、图4、图5、图6，所述剪叉式升降台由电液螺旋伺服驱动系统进行驱动控制，所述电液螺旋伺服驱动系统由第一螺旋伺服驱动机构、第二螺旋伺服驱动机构、第三螺旋伺服驱动机构以及第四螺旋伺服驱动机构组成，所述各螺旋伺服驱动机构具有相同的构件组成及构件连接关系。

对照图2、图3、图4，所述第一螺旋伺服驱动机构包含第一伺服电机14、第一丝杠13、第一液压缸11、第一连杆8、第一下导轮3、第二下导轮4、第一下导轮支架6，所述第一伺服电机14安装在底盘1 上，所述第一丝杠13通过第一转动副86与底盘1连接，并由第一伺服电机14驱动，以实现受控转动，所述第一液压缸11的缸体通过第一螺旋副90与第一丝杠13连接，所述第一液压缸11的第一活塞杆10 通过第二转动副9与第一连杆8一端连接，所述第一连杆8另一端通过第三转动副7与第一下导轮支架6 连接，所述第一下导轮支架6上通过第四转动副5、第三转动副7分别与第一下导轮3、第二下导轮4连接，所述底盘1上安装有第一下轨道51和第二下轨道50，所述第一下导轮3、第二下导轮4安装在第一下轨道51上，并在第一丝杠13的旋转运动下沿第一下轨道51做往复可控移动。

对照图2、图3、图4，所述第二螺旋伺服驱动机构包含第二伺服电机15、第二丝杠16、第二液压缸 17、第二连杆20、第三下导轮22、第四下导轮25、第二下导轮支架23，所述第二伺服电机15安装在底盘1上，所述第二丝杠16通过第六转动副87与底盘1连接，并由第二伺服电机15驱动，以实现受控转动，所述第二液压缸17的缸体通过第二螺旋副91与第二丝杠16连接，所述第二液压缸17的第二活塞杆 18通过第七转动副19与第二连杆20一端连接，所述第二连杆20另一端通过第八转动副21与第二下导轮支架23连接，所述第二下导轮支架23上通过第八转动副21、第十转动副24分别与第三下导轮22、第四下导轮25连接，所述第三下导轮22、第四下导轮25安装在第一下轨道51上，并在第二丝杆16的旋转运动下沿第一下轨道51做往复可控移动。

对照图2、图3、图4，所述第三螺旋伺服驱动机构包含第三伺服电机38、第三丝杠39、第三液压缸 40、第三连杆44、第五下导轮42、第六下导轮49、第三下导轮支架47，所述第三伺服电机38安装在底盘1上，所述第三丝杠39通过第十一转动副88与底盘1连接，并由第三伺服电机38驱动，以实现受控转动，所述第三液压缸40的缸体通过第三螺旋副92与第三丝杠39连接，所述第三液压缸40的第三活塞杆41通过第十二转动副43与第三连杆44一端连接，所述第三连杆44另一端通过第十三转动副45与第三下导轮支架47连接，所述第三下导轮支架47上通过第十三转动副45、第十五转动副48分别与第五下导轮42、第六下导轮49连接，所述第五下导轮42、第六下导轮49安装在第二下轨道50上，并在第三丝杆39的旋转运动下沿第二下轨道50做往复可控移动。

对照图2、图3、图4，所述第四螺旋伺服驱动机构包含第四伺服电机37、第四丝杠36、第四液压缸 34、第四连杆31、第七下导轮30、第八下导轮26、第四下导轮支架28，所述第四伺服电机37安装在底盘1上，所述第四丝杠36通过第十六转动副89与底盘1连接，并由第四伺服电机37驱动，以实现受控转动，所述第四液压缸34的缸体通过第四螺旋副93与第四丝杠36连接，所述第四液压缸34的第四活塞杆33通过第十七转动副32与第四连杆31一端连接，所述第四连杆31另一端通过第十八转动副29与第四下导轮支架28连接，所述第四下导轮支架28上通过第十八转动副29、第二十转动副27分别与第七下导轮30、第八下导轮26连接，所述第七下导轮30、第八下导轮26安装在第二下轨道50上，并在第四丝杠36的旋转运动下沿第二下轨道50做往复可控移动。

对照图5，所述电液螺旋伺服驱动系统中各电液螺旋伺服驱动机构均安装在底盘1上，且呈H型水平对置安装。

对照图6、图7，所述第一螺旋伺服驱动机构所含第一液压缸11的第一无杆腔82、第二螺旋伺服驱动机构所含第二液压缸17的第二无杆腔83、第三螺旋伺服驱动机构所含第三液压缸40的无杆腔84、第四螺旋伺服驱动机构所含第四液压缸34的无杆腔85通过液压管线57相互连通，第一液压缸11的第一无杆腔82、第二液压缸17的第二无杆腔83、第三液压缸40的无杆腔84、第四液压缸34的无杆腔85以及连同用管线57内都注满液体，根据达朗贝尔原理，负载作用下电液螺旋伺服驱动系统中各液压缸可以实现压力平衡，进而实时补偿剪叉式升降台各构件加工、制造、装配误差以及动力系统驱动误差，保证各螺旋伺服驱动机构准确同步运动，避免剪叉式升降台因加工、装配等误差会引起偏载、失稳、难同步等问题，实现剪叉式升降台高可靠性平稳运行。

对照图1、图2、图8、图9，所述剪叉式结构包含第一平面剪叉机构、第二平面剪叉机构，所述各平面剪叉机构具有相同的构件组成及构件连接关系。

对照图1、图2、图8、图9，所述第一平面剪叉机构包含第一内臂66、第一外臂58、第二外臂62、第一上导轮61、第二上导轮64，所述第一内臂66通过第二十一转动副12、第二十二转动副35分别与第一下导轮支架6、第四下导轮支架28连接，所述第一外臂58通过第二十三转动副59与第一内臂66连接，所述第二外臂62通过第二十四转动副63与第一内臂66连接，所述第一上导轮61通过第二十五转动副60 与第一外臂58连接，所述第一外臂58通过第二十六转动副53与底盘1连接，所述第二上导论64通过第二十七转动副65与第二外臂62连接，所述第二外臂62通过第二十八转动副56与底盘1连接，所述第一内臂66通过第二十九转动副68、第三十转动副67与工作台2连接。

对照图1、图2、图8、图9，所述第二平面剪叉机构包含第二内臂79、第三外臂69、第四外臂74、第三上导轮73、第四上导轮75，所述第二内臂79通过第三十一转动副52、第三十二转动副46分别与第二下导轮支架23、第三下导轮支架47连接，所述第三外臂69通过第三十三转动副70与第二内臂79连接，所述第四外臂74通过第三十四转动副71与第二内臂79连接，所述第三上导轮73通过第三十五转动副72 与第三外臂69连接，所述第三外臂69通过第三十六转动副54与底盘1连接，所述第四上导轮75通过第五转动副76与第四外臂74连接，所述第四外臂74通过第九转动副55与底盘1连接，所述第二内臂79 通过第十四转动副77、第十九转动副78与工作台2连接。

对照图9，所述工作台2上安装有第一上轨道80、第二上轨道81，所述第一上导轮61、第三上导轮 73安装在第一轨道80上，在电液螺旋伺服驱动系统的驱动下，可以沿第一上轨道80做往复受控移动，所述第二上导轮64、第四上导轮75安装在第二轨道81上，在电液螺旋伺服驱动系统的驱动下，可以沿第二上轨道81做往复受控移动。

对照图10、图11、图12、图13，该剪叉式结构由于采用双平面剪叉机构设计，具有很高的结构强度，另外，由于剪叉式结构主要由外臂和内臂构成，且各构件均由转动副组成，不仅方便加工、制造和装配，而且该种剪叉式结构具有很强的可重构能力，可以通过加装多组剪叉式结构来增大该种电液螺旋伺服驱动剪叉式重型升降台的工作高度。

所述该种电液螺旋伺服驱动剪叉式重型升降台为平面单自由度机构，为了克服剪叉式重型升降台因加工、装配等误差引起的偏载、失稳、同步问题，提高其稳定性和可靠性，同时有效提升升降台的承载能力，该种剪叉式重型升降台基于智能控制的过驱动方法和达郎贝尔原理设计了一套电液螺旋伺服驱动系统，该系统包含四套螺旋伺服驱动机构，每套螺旋伺服驱动均由伺服电机提供动力，通过对四台伺服电机进行编程控制，并在液压系统的实时压力补偿下，实现升降台高稳定性、高承载能力、高可控性的智能升降作业，该种升降台特别适用于垂直输送重型货物的数字化车间、物流仓库等场合。

Claims (3)

1.一种电液螺旋伺服驱动剪叉式重型升降台，主要包括底盘、电液螺旋伺服驱动系统、工作台、剪叉式结构、下导轨、上导轨，其特征在于：

该种电液螺旋伺服驱动剪叉式重型升降台由安装在底盘上电液螺旋伺服驱动系统进行驱动控制，所述电液螺旋伺服驱动系统包含四套电液螺旋伺服驱动机构，所述电液螺旋伺服驱动机构包含伺服电机、丝杠、液压缸、连杆、下导轮、下导轮支架，所述伺服电机安装在底盘上，所述丝杠通过转动副与底盘连接，并由伺服电机驱动，所述液压缸的缸体通过螺旋副连接在丝杠上，所述液压缸的活塞杆通过转动副与连杆一端连接，所述连杆另一端通过转动副与导轮支架连接，所述导轮支架上安装有下导轮，所述底盘上安装有下轨道，所述下导轮在下轨道上移动。

2.根据权利要求1所述一种电液螺旋伺服驱动剪叉式重型升降台，其特征在于：

所述四套电液螺旋伺服驱动机构均安装在底盘上，且呈H型水平对置安装，

所述四套电液螺旋伺服驱动机构所含的液压缸无杆腔通过液压管线互相连通。

3.根据权利要求1所述一种电液螺旋伺服驱动剪叉式重型升降台，其特征在于：

所述剪叉式结构包含两套平面剪叉机构，所述平面剪叉机构包含内臂、外臂、上导轮，所述内臂通过转动副与外臂、工作台以及电液螺旋伺服驱动机构中的导轮支架连接，所述外臂通过转动副分别与底盘和上导轮连接，所述工作台上安装有上导轨，所述上导轮在工作台上轨道中移动。