[发明专利]三面过约束剪叉式升降机构

说明书

技术领域

本发明涉及升降设备领域，尤其涉及一种三面过约束剪叉式升降机构。

背景技术

升降台是一种垂直运送人或物的起重机械。除作为不同高度的货物输送外，升降台广泛应用于高空的安装、维修等作业，它自由升降的特点目前已经广泛运用于市政维修，码头、物流中心货物运输，建筑装潢等，具有重量轻、自行走、电启动、自支腿、操作简单、作业面大等优点。

按照使用的升降机构的不同，升降台可以分为剪叉式升降机、伸缩式升降机、套筒式升降机、伸缩臂式升降机、折臂式升降机等几类；按移动的方法不同分为固定式升降机、拖拉式升降机、自行式升降机、车载式升降机等。其中，由于使用剪叉式升降机构的升降台具有可展比大、结构紧凑、承载量大、通过性强和操控性好的特点，因此在现代物流、航空装卸、大型设备的制造与维护等场合中得到广泛应用。

现在通用的剪叉式升降机构一般都是两组叉杆并行式，它具有以下的缺点。由于两组叉杆并行的方式并非是对称的，当升降台升至高处受到侧面方向的力时很容易导致升降台刚度不足而晃动，持续的振动增加了结构的不稳定性甚至发生倾倒，因此它的结构刚度较差。另外，当升降机构中支撑平台的叉杆采用一端固定，一端滑动的方式时，在所承载重物重心不变的情况下，升降台升降时容易导致机构受力变化较大，从而增加不稳定因素，给顶端工作人员造成工作的不便以及心理压力，容易酿成危险事故。另一方面，若采用多组非平行式叉杆组成升降机构，则由于在目前的机构自由度分析理论下，其机构自由度小于1，因此无法综合出能投入实际应用的升降机构，限制了升降机构的创新和发展。

发明内容

本发明的目的是提供一种强度高、刚度大、稳定性高的升降机构，即三面过约束剪叉式升降机构。

本发明的技术方案是：所述三面过约束剪叉式升降机构包括剪叉式桁架，连接件，上导轨，下导轨，底座，支承平台。所述剪叉式桁架是由多个剪叉式单元组成的可展机构；所述三面过约束剪叉式升降机构包含三组剪叉式桁架，每组桁架所在的平面垂直于地面且两两之间的夹角为60°，成正三角形布置；所述剪叉式桁架之间通过多个连接件连接，并在剪叉式桁架与连接件之间设置转动副；所述下导轨与底座固定连接，并且与连接于剪叉式桁架底部的三个连接件分别通过移动副连接；所述上导轨与支承平台固定连接，并且与连接于剪叉式桁架顶部的三个连接件分别通过移动副连接。

所述剪叉式桁架的每个剪叉式单元的一对连杆通过一个转动副连接起来，每对连杆仅能绕垂直于该对连杆所在平面的轴线做相对转动，同时，每对连杆两端都通过与中间转动副轴线相平行的转动副与相邻的剪叉式桁架的剪叉式单元相连接。

所述下导轨为丝杠导轨，下导轨靠近中心的一端设置导轨锥齿轮；所述导轨锥齿轮与下导轨固定连接；所述下导轨中心设置电机和中心锥齿轮；所述电机和中心锥齿轮固定连接；所述中心锥齿轮与导轨锥齿轮啮合；所述下导轨与连接于剪叉式桁架底部的三个连接件分别通过螺旋副连接。当电机工作时，电机使中心锥齿轮转动，带动导轨锥齿轮和下导轨一起转动。由于下导轨和连接件通过螺旋副连接，下导轨带动连接件靠近或远离中心，使连接件之间的距离减小或增大，从而使剪叉式桁架展开或折叠，带动支承平台上升或下降。

本发明具有以下优点及突出性效果：本发明由三组剪叉式桁架组成，三组桁架首尾相连，组成正三角形结构，利用正三角形结构的稳定性及三面过约束，可提高支承平台各个方向的刚度和稳定性；另外，该机构具有自动定心功能，三面剪叉杆始终相对中心对称，当支承平台升高时，各剪叉杆受力变化一致，与一般的一端固定一端滑动的方式相比，提高了机构的稳定性；与一般的平行式剪叉机构相比，本发明的支撑杆数目增多，且结构方式更加稳定，在强度不变的情况下，可以降低自重，增加刚度，能够承受更大的载荷，从而提高升降平台的最大作业高度。

在目前常用的结构自由度理论分析中，可以计算得到本发明提供的三面过约束结构其运动自由度小于1，因此在理论分析上该结构不能运动。但是由于本发明具有三面过约束结构设计特性，若应用螺旋理论分析其运动自由度，可以分析得出它的顶端支承平台具有竖直方向上的单自由度，亦即它能实现一般升降台的实用功能。因此本发明从理论上突破了一般升降机构的理论限制，具有理论和应用创新性，属于源头创新。

本发明能够应用于高空安装、维修、运输等作业，尤其适用于载荷量大、作业高度大等一般升降设备难以满足要求的环境。

附图说明

图1是本发明提供的三面过约束剪叉式升降机构的结构简图；

图2是剪叉式桁架的可展结构基本原理图；