CN219751822U - 一种顶升装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种顶升装置，包括底座、顶座和设于二者之间的直线驱动器和多个平面连杆组件；直线驱动器的机座和驱动头分别连接底座和顶座；任一平面连杆组件包括顶杆和至少两根第一摆臂，任一顶杆贴合固定于顶座的下表面，任一第一摆臂的一端固定铰接底座、另一端连接顶杆以实现摆动。直线驱动器驱动顶座相对于底座升降时，平面连杆组件随之展开和合拢，可见，该顶升装置利用直线驱动器驱动顶座并利用平面连杆组件支撑顶座。平面连杆组件以杆接触顶座，与顶座形成线面接触，既有利于顶座的不同部位的运动一致性，也能够提高顶座的结构强度。此外，平面连杆组件既可以在垂向上展开得足够大，也可以压缩得足够小，有利于扩大顶座的升降范围。

Description

一种顶升装置

技术领域

本申请涉及升降机械技术领域，尤其涉及一种顶升装置。

背景技术

随着智能制造业的快速发展，机器人广泛应用于各个领域中，其中，自动导向小车(Automated Guided Vehicle，简称AGV)是一种常见的移动机器人，广泛应用于现代制造企业物流系统，可用来储运各类物料，为系统柔性化、集成化、高效运行提供了重要保证。

顶升机构是AGV的重要结构组成之一。

传统AGV的顶升机构多采用伸缩杆这类直线传动机构驱动顶升机构的顶板升降，由于顶升机构的顶板尺寸较大，而伸缩杆这类直线传动机构对顶板的支撑效果有限，很难保障顶板的各个部位同步升降，也不利于保障顶板的板面强度。此外，伸缩杆这类直线传动机构的最大长度和最小长度相互制约，若伸缩杆的最小长度足够小，则导致伸缩杆的最大长度比较小，反之，若伸缩杆的最大长度足够大，则导致伸缩杆的最小长度难以压缩，可见，以伸缩杆驱动的顶板的升降范围有限。

综上，如何提高顶升装置中顶板的运动特性和结构特性，成为本领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

本申请的目的是提供一种顶升装置，既可以提高顶板的各个部位的运动一致性，也可以保障顶板的结构强度并提高顶板的负载能力，还有利于提高顶板的最大对地高度并降低顶板的最小对地高度。

为实现上述目的，本申请提供一种顶升装置，包括底座和顶座；底座和顶座之间设有直线驱动器和至少两组平面连杆组件；直线驱动器的机座和驱动头分别连接底座和顶座、以驱动顶座升降；任一平面连杆组件包括顶杆和至少两根第一摆臂，任一顶杆贴合固定于顶座的下表面，任一第一摆臂的一端固定铰接底座、另一端连接顶杆以实现摆动。

在一些实施例中，任一平面连杆组件还包括底杆和至少两根第二摆臂；在同一平面连杆组件中，顶杆和底杆等长且平行，全部第二摆臂等长，任一第二摆臂的两端分别铰接顶杆和底杆、以实现顶杆和底杆相对平移；任一第一摆臂定轴铰接于底杆。

在一些实施例中，任一平面连杆组件中第二摆臂的数量为两个；顶杆、底杆和两个第二摆臂形成平面四杆机构；平面四杆机构垂向分布。

在一些实施例中，任一平面四杆机构连接有两根第一摆臂；在同一平面连杆组件中，两根第一摆臂分别铰接于底杆的两端。

在一些实施例中，还包括多个立柱；任一立柱的柱底固定于底座，任一立柱的柱顶悬置于底座和顶座之间；任一第一摆臂的一端通过固定铰连接柱顶、另一端通过活动铰连接底杆的杆端。

在一些实施例中，全部平面连杆组件相互平行；全部平面连接组件之间设有第一连接杆，第一连接杆与任一平面连接组件的顶杆固定连接。

在一些实施例中，直线驱动器包括驱动电机、行星减速器和升降杆；驱动电机通过行星减速器带动升降杆做升降运动；升降杆和顶座相对固定。

在一些实施例中，全部平面连杆组件的顶杆均连接于第一连接杆，任一顶杆和第一连接杆的相对位置固定；第一连接杆贴合固定于顶座的下表面，升降杆与第一连接杆和顶座二者中至少一者固定连接。

在一些实施例中，底座和顶座之间还设有直线滑轨和滑块；滑块滑动安装于直线滑轨；直线滑轨与顶座相对固定，滑块与底座相对固定。

在一些实施例中，底座和顶座之间设有多个直线滑轨，任一直线滑轨滑动安装有一个滑块，任一滑块固定连接于行星减速器的机壳。

相对于上述背景技术，本申请所提供的顶升装置包括底座和顶座；底座和顶座之间设有直线驱动器和至少两组平面连杆组件；前述直线驱动器的机座和驱动头分别连接底座和顶座；前述平面连杆组件包括顶杆和至少两根第一摆臂，对于单个平面连杆组件而言，任意一个顶杆贴合固定于顶座的下表面，任意一个第一摆臂的一端固定铰接底座、另一端连接顶杆以驱动顶杆升降。

该顶升装置利用直线驱动器驱动顶座相对于底座升降，同时利用平面连杆组件向底座和顶座提供支撑，可见，直线驱动器和平面连杆组件共同作为底座和顶座的传动结构。

在该顶升装置中，平面连杆组件的顶杆接触顶座，换言之，平面连杆组件以杆接触顶座的下表面，可以与顶座形成线面接触，既有利于顶座的不同部位的运动一致性，也能够提高顶座的结构强度。平面连杆组件在直线驱动器和顶座的作用下展开和合拢，基于平面连杆组件自身的运动特性，平面连杆组件既可以在垂向上展开得足够大，也可以压缩得足够小，有利于扩大顶座的升降范围，换言之，平面连杆组件既有利于压缩底座和顶座之间的最小间距，也有利于扩大底座和顶座之间的最大间距，因而能够兼顾该顶升装置的升降范围和负载能力。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例所提供的顶升装置的结构示意图；

图2为本申请实施例所提供的底座、直线驱动器和平面连杆组件的装配示意图；

图3为本申请实施例所提供的平面连杆组件的结构示意图；

图4为本申请实施例所提供的支撑板、直线滑轨和滑块的装配示意图；

图5为本申请实施例所提供的驱动电机和行星减速器的装配示意图。

其中，1-底座、2-顶座、3-平面连杆组件、31-顶杆、32-第一摆臂、33-底杆、34-第二摆臂、4-立柱、51-第一连接杆、52-第二连接杆、6-驱动电机、7-行星减速器、71-机壳、8-升降杆、91-直线滑轨、92-滑块、10-支撑板。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本申请方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。

请参考图1至图5，图1为本申请实施例所提供的顶升装置的结构示意图；图2为本申请实施例所提供的底座、直线驱动器和平面连杆组件的装配示意图；图3为本申请实施例所提供的平面连杆组件的结构示意图；图4为本申请实施例所提供的支撑板、直线滑轨和滑块的装配示意图；图5为本申请实施例所提供的驱动电机和行星减速器的装配示意图。

请参考图1至图3，本申请提供一种顶升装置，包括底座1、顶座2、直线驱动器和两组以上平面连杆组件3；直线驱动器和全部平面连杆组件3均设于底座1和顶座2之间；直线驱动器可以包括可沿直线相对运动的机座和驱动头，机座和驱动头二者分别连接于底座1和顶座2，例如，机座连接于底座1，驱动头连接于顶座2；任意一个平面连杆组件3可以包括顶杆31和至少两根第一摆臂32，顶杆31贴合固定于顶座2的下表面，第一摆臂32的一端固定铰接于底座1，而且第一摆臂32的另一端连接于顶杆31，可实现跟随顶杆31的升降而摆动。

顾名思义，顶座2位于底座1的上方，底座1位于顶座2的下方，直线驱动器的机座和驱动头分别连接底座1和顶座2，可以驱动底座1和顶座2沿垂向相对运动。显然，直线驱动器驱动顶座2上升时，底座1和顶座2之间的间距增大，该顶升装置可以抬升放置于其上的物体；直线驱动器驱动顶座2下降时，底座1和顶座2之间的间距缩小，该顶升装置可以朝下托放放置于其上的物体。

底座1和顶座2之间设有多个平面连杆组件3；对于任意一个平面连杆组件3而言，顶杆31贴合固定于顶座2的下表面，因此，当直线驱动器驱动顶座2升降式，顶杆31随之升降，第一摆臂32设于顶杆31和底座1之间，顶杆31升降时也会牵动第一摆臂32运动，而且第一摆臂32与底座1固定铰接，因此第一摆臂32绕其与底座1之间的铰接轴摆动；对于全部平面连杆组件3而言，全部顶杆31均贴合固定于顶座2，显然，不同顶杆31分别对应于顶座2的不同位置，换句话说，全部顶杆31分散安装于顶座2的下表面。

在该顶升装置中，平面连杆组件3跟随顶座2的运动而运动。当第一摆臂32摆动至垂向分布时，顶杆31可达到自身的最高位置，此时平面连杆组件3相当于处于展开状态；反之，当第一摆臂32摆动接近水平状态时，顶杆31下降至几乎与第一摆臂32平齐，此时，平面连杆组件3相当于处于合拢状态。

可见，本申请所提供的顶升装置利用直线驱动器驱动顶座2相对于底座1升降，同时利用平面连杆组件3向底座1和顶座2提供支撑；单个平面连杆组件3以杆接触顶座2，一根杆可以看作是多个点的集合，也就是说，单个平面连杆组件3可以与顶座2形成多点接触，而这多个点同处于一根杆，因此运动特性完全一致，可以确保顶座2在这多个点的不同位置产生同样的位移量，保证顶座2的运动平稳性和运动精度；多个平面连杆组件3的多个杆则可以进一步提高对顶座2的支撑效果，还有利于提高顶座2的结构强度。

此外，平面连杆组件3可以展开和合拢，处于合拢状态的平面连杆组件3在垂向上的尺寸接近单个杆件的宽度，处于展开状态的平面连杆组件3在垂向上尺寸则不小于第一摆臂32的长度，可见，平面连杆组件3既有利于压缩底座1和顶座2之间的最小间距，也有利于扩大底座1和顶座2之间的最大间距，能够兼顾该顶升装置的升降范围和负载能力。

下面结合附图和实施方式，对本申请所提供的顶升装置做更进一步的说明。

可参考图1、图2和图3，在一些实施例中，任意一个平面连杆组件3不仅具有顶杆31和第一摆臂32，还具有底杆33和至少两根第二摆臂34；在同一平面连杆组件3中，顶杆31和底杆33等长且平行，全部第二摆臂34等长，而且任意一个第二摆臂34的两端分别铰接顶杆31和底杆33，可以实现顶杆31和底杆33相对平移，与此同时，第一摆臂32定轴铰接于底杆33，实现与顶杆31间接相连。

在上述实施例中，全部第二摆臂34设于顶杆31和底杆33之间，任意一个第二摆臂34的两端分别铰接顶杆31和底杆33；顶杆31随顶座2升降时，全部第二摆臂34在顶杆31和底杆33之间摆动，其中，当顶杆31上升至与底杆33间距最大时，全部第二摆臂34均垂向分布。对于单个平面连杆组件3而言，底杆33和顶杆31具有完全相同的运动特性且同步运动，因此，当顶杆31随顶座2升降时，底杆33也随之升降。至于第一摆臂32，其设于底座1和底杆33之间，通过底杆33和第二摆臂34间接连接顶杆31，由于底杆33和顶杆31具有完全相同的运动特性且同步运动，因而同一平面连杆组件3的底杆33、顶杆31和全部第二摆臂34可以看作是一个整体，第一摆臂32则随着这个整体的升降而摆动。

由此可见，在上述实施例中，当第一摆臂32和第二摆臂34均垂向分布时，顶杆31的对地高度最大，该顶升装置的托举高度最大；当第一摆臂32和第二摆臂34均近乎水平时，该顶杆31的对地高度最小，该顶升装置的托举高度最小。

正如前文所言，处于合拢状态的平面连杆组件3在垂向上的尺寸接近单个杆件的宽度，对于具有第一摆臂32和第二摆臂34的平面连杆组件3来说，单个杆件的宽度往往可以看作是第一摆臂32的宽度或者第二摆臂34的宽度，也就是说，平面连杆组件3在垂向上的最小尺寸可以看作是第一摆臂32的宽度或者第二摆臂34的宽度；处于展开状态的平面连杆组件3在垂向上尺寸则不小于第一摆臂32的长度，对于具有第一摆臂32和第二摆臂34的平面连杆组件3来说，平面连杆组件3在垂向上的最大尺寸则可以看作是第一摆臂32和第二摆臂34的长度之和。由此可见，基于平面连杆组件3的运动特性，平面连杆组件3在垂向上的尺寸既可以足够小，也可以足够大，充分扩展了该顶升装置的升降范围。

在上述实施例的基础上，特别的，当顶杆31和底杆33之间仅设有两个第二摆臂34时，同一平面连杆组件3的顶杆31、底杆33和两个第二摆臂34可以形成平面四杆机构。在任意一个平面连杆组件3中，顶杆31和底杆33等长且平行，两个第二摆臂34等长且平行，两个第二摆臂34的一端分别定轴铰接于顶杆31的两端，两个第二摆臂34的另外一端分别定轴铰接于底杆33的两端。当顶杆31随顶座2升降时，顶杆31牵拉两个第二摆臂34摆动并牵拉底杆33升降，底杆33可进一步牵拉第一摆臂32摆动。

通常，一个平面四杆机构连接有两根第一摆臂32，对于单个平面连杆组件3而言，两根第一摆臂32可以分别铰接于底杆33的两端。此外，平面四杆机构可以垂向分布，由于平面四杆机构属于平面连杆组件3的一部分，显然，平面连杆组件3也垂向分布。

顶升装置设有多个平面连杆组件3，不同平面连杆组件3所在平面可以相互平行，也可以彼此相交，当然，当不同平面连杆组件3所在平面相交时，多个平面连杆组件3彼此之间互不干涉，确保各个平面连杆组件3可以正常运动。

可参考图1和图2，在一些实施例中，本申请所提供的顶升装置还包括多个立柱4，全部立柱4设于底座1和顶座2之间，任意一个立柱4的柱底固定连接底座1，任意一个立柱4的柱顶悬置于顶座2的下方；第一摆臂32的一端可固定铰接于立柱4的柱顶，通过立柱4实现与底座1的固定铰接，第一摆臂32的另一端可以通过活动铰连接底杆33的杆端。

此外，可参考图2和图3，在一些实施例中，该顶升装置的全部平面连杆组件3相互平行，全部平面连接组件之间设有第一连接杆51，第一连接杆51与任意一个平面连接组件的顶杆31连接，而且第一连接杆51与任意一个顶杆31的相对位置固定，例如，第一连接杆51与任意一个顶杆31固定连接，第一连接杆51与任意一个顶杆31轴孔装配以实现定轴铰接。其中，第一连接杆51与顶杆31的铰接部位可间隙配合。

当然，除了在全部平面连接组件的顶杆31之间设置第一连接杆51，还可以在全部平面连接组件的底杆33之间设置第二连接杆52，或者还可以在全部平面连接组件中同侧的第二摆臂34之间设置第三连接杆。前述第一连接杆51、第二连接杆52和第三连接杆的目的均在于将全部平面连接组件连接于一体，提高全部平面连接组件的整体性。

可参考图1和图5，在上文所提供的各个实施例中，该顶升装置的直线驱动器可包括驱动电机6、行星减速器7和升降杆8；驱动电机6和升降杆8分别连接于行星减速器7的输入端和输出端，显然，驱动电机6与行星减速器7的输入端相连以驱动行星减速器7运行，行星减速器7的输出端连接于升降杆8以驱动升降杆8做升降运动；升降杆8连接顶座2，升降上升时驱动顶座2上升，升降杆8下降时驱动顶座2下降。

针对设有升降杆8和第一连接杆51的部分实施例而言，升降杆8可以与顶座2和第一连接杆51二者中至少一者固定连接，从而带动顶座2和顶杆31做升降运动。

可参考图1、图2和图4，在一些实施例中，直线驱动器还包括直线滑轨91和滑动安装于直线滑轨91的滑块92，直线滑轨91和滑块92设于底座1和顶座2之间。在该实施例中，直线滑轨91可以与顶座2相对固定，前述滑块92可以与底座1相对固定，因此，驱动电机6带动行星减速器7和升降杆8运行时，直线滑轨91随顶座2同步升降，滑块92与底座1固定不动，直线滑轨91和滑块92可以提高顶座2在升降过程中的直线运动精度，保证顶座2在升降过程中的运动稳定性。

如图1和图4所示，通常，底座1和顶座2之间设有多个直线滑轨91，一个直线滑轨91连接一个滑块92，全部滑块92均可固定于行星减速器7的机壳71，实现与底座1的相对固定。此外，多个直线滑轨91的顶部还可设置支撑板10，支撑板10朝上贴合并固定连接顶座2，支撑板10朝侧面延伸并连接全部平面连接组件的顶板，可以稳定全部平面连接组件。前述行星减速器7一般采用精密行星减速器7，具有精密行星减速器7的顶升装置尤其适用于各类高精密性动作要求的自动搬运作业。

本申请所提供的顶升装置采用驱动电机6、行星减速器7、升降杆8、直线滑轨91和滑块92组成的直线驱动器带动顶座2相对于底座1升降，前述直线驱动器和顶座2运动时可带动平面四杆机构和第一摆臂32组成的平面连杆组件3同步动作，使得平面连杆组件3在顶座2上升时展开，并在顶座2下降时合拢，从而令平面连杆组件3与直线驱动器共同支撑顶座2。对于直线驱动器而言，驱动电机6为顶升结构的升降提供动力；升降杆8用于带动顶座2上升和下降；精密行星减速机用于在驱动电机6和升降杆8之间传递动力并实现减速；直线滑轨91和滑块92可以精确导向，提高顶座2的运动精度；对于平面连杆组件3而言，其既可以与顶座2形成线面接触，提高对顶座2的支撑效果，还可以利用自身的展开和合拢来保障顶座2的升降范围，在满足支撑要求的基础上增大顶座2的最大对地高度并缩小顶座2的最小对地高度，扩大顶座2的升降范围，提高升降运动的稳定性。

以上对本申请所提供的顶升装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种顶升装置，其特征在于，包括底座(1)和顶座(2)；所述底座(1)和所述顶座(2)之间设有直线驱动器和至少两组平面连杆组件(3)；所述直线驱动器的机座和驱动头分别连接所述底座(1)和所述顶座(2)、以驱动所述顶座(2)升降；任一所述平面连杆组件(3)包括顶杆(31)和至少两根第一摆臂(32)，任一所述顶杆(31)贴合固定于所述顶座(2)的下表面，任一所述第一摆臂(32)的一端固定铰接所述底座(1)、另一端连接于所述顶杆(31)以实现摆动。

2.根据权利要求1所述的顶升装置，其特征在于，任一所述平面连杆组件(3)还包括底杆(33)和至少两根第二摆臂(34)；在同一所述平面连杆组件(3)中，所述顶杆(31)和所述底杆(33)等长且平行，全部所述第二摆臂(34)等长，任一所述第二摆臂(34)的两端分别铰接所述顶杆(31)和所述底杆(33)、以实现所述顶杆(31)和所述底杆(33)相对平移；任一所述第一摆臂(32)定轴铰接于所述底杆(33)。

3.根据权利要求2所述的顶升装置，其特征在于，任一所述平面连杆组件(3)中所述第二摆臂(34)的数量为两个；所述顶杆(31)、所述底杆(33)和两个所述第二摆臂(34)形成平面四杆机构；所述平面四杆机构垂向分布。

4.根据权利要求3所述的顶升装置，其特征在于，任一所述平面四杆机构连接有两根所述第一摆臂(32)；在同一所述平面连杆组件(3)中，两根所述第一摆臂(32)分别铰接于所述底杆(33)的两端。

5.根据权利要求4所述的顶升装置，其特征在于，还包括多个立柱(4)；任一所述立柱(4)的柱底固定于所述底座(1)，任一所述立柱(4)的柱顶悬置于所述底座(1)和所述顶座(2)之间；任一所述第一摆臂(32)的一端通过固定铰连接所述柱顶、另一端通过活动铰连接所述底杆(33)的杆端。

6.根据权利要求1所述的顶升装置，其特征在于，全部所述平面连杆组件(3)相互平行；全部所述平面连杆组件(3)之间设有第一连接杆(51)，所述第一连接杆(51)与任一所述平面连杆组件(3)的所述顶杆(31)固定连接。

7.根据权利要求1至6任一项所述的顶升装置，其特征在于，所述直线驱动器包括驱动电机(6)、行星减速器(7)和升降杆(8)；所述驱动电机(6)通过所述行星减速器(7)带动所述升降杆(8)做升降运动；所述升降杆(8)和所述顶座(2)相对固定。

8.根据权利要求7所述的顶升装置，其特征在于，全部所述平面连杆组件(3)的所述顶杆(31)均连接于第一连接杆(51)，任一所述顶杆(31)和所述第一连接杆(51)的相对位置固定；所述第一连接杆(51)贴合固定于所述顶座(2)的下表面，所述升降杆(8)与所述第一连接杆(51)和所述顶座(2)二者中至少一者固定连接。

9.根据权利要求7所述的顶升装置，其特征在于，所述底座(1)和所述顶座(2)之间还设有直线滑轨(91)和滑块(92)；所述滑块(92)滑动安装于所述直线滑轨(91)；所述直线滑轨(91)与所述顶座(2)相对固定，所述滑块(92)与所述底座(1)相对固定。

10.根据权利要求9所述的顶升装置，其特征在于，所述底座(1)和所述顶座(2)之间设有多个所述直线滑轨(91)，任一所述直线滑轨(91)滑动安装有一个所述滑块(92)，任一所述滑块(92)固定连接于所述行星减速器(7)的机壳(71)。