本發(fā)明涉及垂直式升降臺(tái)領(lǐng)域，特別是一種串聯(lián)結(jié)構(gòu)式輕型垂直升降臺(tái)。

背景技術(shù)：

升降臺(tái)是一種廣泛用于工廠、自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)、車間等，用于垂直輸送人或貨物的舉升設(shè)備，其工作臺(tái)面上可以附加其它平面輸送設(shè)備，用于不同高度輸送線的過(guò)渡連接，能有效解決工業(yè)企業(yè)中各類升降作業(yè)難題。因?yàn)樯蹬_(tái)普遍采用液壓驅(qū)動(dòng)，也稱為液壓升降臺(tái)。雖然液壓式升降臺(tái)已獲得了普遍應(yīng)用，但在使用過(guò)程中也存在諸多問(wèn)題，首先，液壓式升降臺(tái)可靠性差、維護(hù)保養(yǎng)成本高，液壓系統(tǒng)中液壓元件精度高，不僅對(duì)維護(hù)保養(yǎng)依賴度高，而且對(duì)維護(hù)技術(shù)要求高，保養(yǎng)不徹底易發(fā)生液壓油受污染，工作過(guò)程中易發(fā)生油液過(guò)熱現(xiàn)象，油封損壞易混入空氣，液壓缸和管道連接部位容易松動(dòng)，發(fā)生油液泄露，不僅大幅提高了維護(hù)保養(yǎng)成本，而且影響了工作效率；其次，現(xiàn)有升降臺(tái)多采用常規(guī)電機(jī)作為動(dòng)力，通過(guò)簡(jiǎn)單電路進(jìn)行控制，存在著智能化程度低，工作臺(tái)輸送精度差等問(wèn)題，很難適應(yīng)現(xiàn)代數(shù)字化生產(chǎn)線對(duì)垂直升降設(shè)備高精度、高柔性化的要求；再次，現(xiàn)有升降臺(tái)液壓系統(tǒng)能耗高，機(jī)械效率低，不利于日益嚴(yán)苛的環(huán)保要求，同時(shí)液壓系統(tǒng)因受液壓油溫的影響，導(dǎo)致操縱時(shí)工作臺(tái)響應(yīng)速度差，傳動(dòng)動(dòng)作遲緩和回油閥被卡死等問(wèn)題，最后，現(xiàn)有升降臺(tái)特別是剪叉式升降臺(tái)主要進(jìn)行垂直升降作業(yè)，因結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題，很難實(shí)現(xiàn)水平短距離移動(dòng)，靈活性較差。隨著當(dāng)前現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)、機(jī)器人技術(shù)等發(fā)展，為現(xiàn)有垂直式升降臺(tái)的綠色化、智能化、精密化提供了技術(shù)基礎(chǔ)，如何提出一垂直式升降臺(tái)，具有可靠性高、維護(hù)保養(yǎng)成本低、智能化程度高、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、舉升精度高等特點(diǎn)，既能實(shí)現(xiàn)垂直升降作業(yè)，又能實(shí)現(xiàn)短距離內(nèi)水平移動(dòng)作業(yè)，能適用于以垂直輸送輕型貨物、人員為主，水平短距離移動(dòng)為輔的數(shù)字化車間、智能物流倉(cāng)庫(kù)等場(chǎng)合使用，已成為垂直式升降臺(tái)領(lǐng)域一個(gè)亟需解決的工程問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種串聯(lián)結(jié)構(gòu)式輕型垂直升降臺(tái)，具有可靠性高、維護(hù)保養(yǎng)成本低、智能化程度高、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、舉升精度高等特點(diǎn)，既能實(shí)現(xiàn)垂直升降作業(yè)，又能實(shí)現(xiàn)短距離內(nèi)水平移動(dòng)作業(yè)，滿足以垂直輸送輕型貨物、人員為主，水平短距離移動(dòng)為輔的數(shù)字化車間、智能物流倉(cāng)庫(kù)等場(chǎng)合的性能要求。

本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案達(dá)到上述目的：

一種串聯(lián)結(jié)構(gòu)式輕型垂直升降臺(tái)，主要包括車架、支撐機(jī)構(gòu)、托架運(yùn)動(dòng)鏈、工作臺(tái)，

所述支撐機(jī)構(gòu)為單自由度平面四桿機(jī)構(gòu)，包含主動(dòng)桿、連桿、支撐桿，所述主動(dòng)桿一端通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副與車架連接，另一端通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副與連桿一端連接，所述連桿另一端通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副與支撐桿連接，所述支撐桿通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副與車架連接，所述主動(dòng)桿由安裝在車架上的伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果是：支撐機(jī)構(gòu)為單自由度平面四桿可控機(jī)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)單自由度高精度可控軌跡輸出，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，組成平面四桿機(jī)構(gòu)的各構(gòu)件之間均由轉(zhuǎn)動(dòng)副連接，相比現(xiàn)有垂直升降臺(tái)采用的以液壓缸為主的移動(dòng)副，不僅拆卸方便，而且可靠性更高，輸送支撐機(jī)構(gòu)由安裝在車架上的伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，不僅有效降低了支撐機(jī)構(gòu)重心和運(yùn)動(dòng)慣量，而且相比液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，大幅提高了支撐機(jī)構(gòu)的機(jī)械效率，降低了能耗。

所述托架運(yùn)動(dòng)鏈為平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)鏈，包含第一托架桿、第二托架桿、第三托架桿、第一伺服電動(dòng)缸、第二伺服電動(dòng)缸、第三伺服電動(dòng)缸、第四伺服電動(dòng)缸。為了進(jìn)一步提高該種串聯(lián)結(jié)構(gòu)式輕型垂直升降臺(tái)的可重構(gòu)能力，便于隨時(shí)增加或者減少托架桿的數(shù)量，所述第一托架桿、第二托架桿、第三托架桿為相同結(jié)構(gòu)參數(shù)的構(gòu)件，所述托架運(yùn)動(dòng)鏈中，第一托架桿、第二托架桿、第三托架桿采用串聯(lián)連接。

所述第一托架桿一端通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副與支撐桿連接，另一端通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副與第二托架桿一端連接，所述第二托架桿另一端通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副與第三托架桿一端連接，所述第三托架桿另一端通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副與工作臺(tái)連接。

所述第一伺服電動(dòng)缸的缸體端通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副與支撐桿連接，第一伺服電動(dòng)缸的推桿端通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副與第一托架桿連接。

所述第二伺服電動(dòng)缸的缸體端通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副與第一托架桿連接，第二伺服電動(dòng)缸的推桿端通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副與第二托架桿連接。

所述第三伺服電動(dòng)缸的缸體端通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副與第二托架桿連接，第三伺服電動(dòng)缸的推桿端通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副與第三托架桿連接。

所述第四伺服電動(dòng)缸的缸體端通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副與第三托架桿連接，第四伺服電動(dòng)缸的推桿端通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副與工作臺(tái)連接。

所述托架運(yùn)動(dòng)鏈與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果是：一方面，托架運(yùn)動(dòng)鏈結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，各托架桿的結(jié)構(gòu)參數(shù)相同，且采用串聯(lián)形式連接，各伺服電動(dòng)缸和托架桿的連接均采用轉(zhuǎn)動(dòng)副連接，不僅便于拆卸、維護(hù)，而且便于通過(guò)增加或者減少托架桿的數(shù)量，進(jìn)一步提高或者降低該串聯(lián)結(jié)構(gòu)式輕型垂直升降臺(tái)的可達(dá)高度；另一方面，相比現(xiàn)有液壓式升降臺(tái)，利用伺服電動(dòng)缸取代了液壓缸，不僅機(jī)械效率高，具有更環(huán)保，更節(jié)能，更干凈的優(yōu)點(diǎn)，而且很容易與PLC等控制系統(tǒng)連接，實(shí)現(xiàn)垂直升降臺(tái)高精密運(yùn)動(dòng)控制；再有，在伺服電機(jī)、伺服電動(dòng)缸的驅(qū)動(dòng)控制下，所述支撐機(jī)構(gòu)，托架運(yùn)動(dòng)鏈和工作臺(tái)構(gòu)成了三自由度多活動(dòng)度機(jī)構(gòu)，工作臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)三自由度多活動(dòng)度運(yùn)動(dòng)，通過(guò)數(shù)控編程控制，可以輕易實(shí)現(xiàn)水平小距離移動(dòng)。

串聯(lián)結(jié)構(gòu)式輕型垂直升降臺(tái)具有可靠性高、維護(hù)保養(yǎng)成本低、智能化程度高、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、舉升精度高等特點(diǎn)，既能實(shí)現(xiàn)垂直升降作業(yè)，又能實(shí)現(xiàn)短距離內(nèi)水平移動(dòng)作業(yè)，能適用于以垂直輸送輕型貨物、人員為主，水平短距離移動(dòng)為輔的數(shù)字化車間、智能物流倉(cāng)庫(kù)等場(chǎng)合使用。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明所述串聯(lián)結(jié)構(gòu)式輕型垂直升降臺(tái)平面示意圖。

圖2為本發(fā)明所述串聯(lián)結(jié)構(gòu)式輕型垂直升降臺(tái)支撐機(jī)構(gòu)平視圖。

圖3為本發(fā)明所述串聯(lián)結(jié)構(gòu)式輕型垂直升降臺(tái)托架運(yùn)動(dòng)鏈部分示意圖。

圖4為本發(fā)明所述串聯(lián)結(jié)構(gòu)式輕型垂直升降臺(tái)托架運(yùn)動(dòng)鏈?zhǔn)疽鈭D。

圖5為本發(fā)明所述串聯(lián)結(jié)構(gòu)式輕型垂直升降臺(tái)托架桿示意圖。

圖6為本發(fā)明所述串聯(lián)結(jié)構(gòu)式輕型垂直升降臺(tái)的工作臺(tái)示意圖。

圖7為本發(fā)明所述串聯(lián)結(jié)構(gòu)式輕型垂直升降臺(tái)三維示意圖。

圖8為本發(fā)明所述串聯(lián)結(jié)構(gòu)式輕型垂直升降臺(tái)垂直舉升示意圖。

圖9為本發(fā)明所述串聯(lián)結(jié)構(gòu)式輕型垂直升降臺(tái)工作臺(tái)水平平移示意圖。

具體實(shí)施方式

以下通過(guò)附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步說(shuō)明。

對(duì)照?qǐng)D1、圖2、圖3、圖4、圖6，一種串聯(lián)結(jié)構(gòu)式輕型垂直升降臺(tái)，主要包括車架1、支撐機(jī)構(gòu)、托架運(yùn)動(dòng)鏈、工作臺(tái)28，

對(duì)照?qǐng)D1、圖2，所述支撐機(jī)構(gòu)為單自由度平面四桿機(jī)構(gòu)，包含主動(dòng)桿3、連桿5、支撐桿9，所述主動(dòng)桿3一端通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)2與車架1連接，另一端通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副4與連桿5一端連接，所述連桿5另一端通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副6與支撐桿9連接，所述支撐桿9通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副8與車架1連接，所述主動(dòng)桿3由安裝在車架1上的伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)。

支撐機(jī)構(gòu)為單自由度平面四桿可控機(jī)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)單自由度高精度可控軌跡輸出，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，組成平面四桿機(jī)構(gòu)的各構(gòu)件之間均由轉(zhuǎn)動(dòng)副連接，相比現(xiàn)有垂直升降臺(tái)采用的以液壓缸為主的移動(dòng)副，不僅拆卸方便，而且可靠性更高，輸送支撐機(jī)構(gòu)由安裝在車架1上的伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，不僅有效降低了支撐機(jī)構(gòu)重心和運(yùn)動(dòng)慣量，而且相比液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，大幅提高了支撐機(jī)構(gòu)的機(jī)械效率，降低了能耗。

對(duì)照?qǐng)D1、圖3、圖4，所述托架運(yùn)動(dòng)鏈為平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)鏈，包含第一托架桿11、第二托架桿18、第三托架桿24、第一伺服電動(dòng)缸12、第二伺服電動(dòng)缸16、第三伺服電動(dòng)缸20、第四伺服電動(dòng)缸26。為了進(jìn)一步提高該種串聯(lián)結(jié)構(gòu)式輕型垂直升降臺(tái)的可重構(gòu)能力，便于隨時(shí)增加或者減少托架桿的數(shù)量，所述第一托架桿11、第二托架桿18、第三托架桿24為相同結(jié)構(gòu)參數(shù)的構(gòu)件，所述托架運(yùn)動(dòng)鏈中，第一托架桿11、第二托架桿18、第三托架桿24采用串聯(lián)連接。

對(duì)照?qǐng)D1、圖3、圖4、圖5、圖6，所述第一托架桿11一端通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副7與支撐桿9連接，另一端通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副14與第二托架桿18一端連接，所述第二托架桿18另一端通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副23與第三托架桿24一端連接，所述第三托架桿24另一端通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副22與工作臺(tái)28連接。

對(duì)照?qǐng)D1、圖3、圖4、圖5，所述第一伺服電動(dòng)缸12的缸體端通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副10與支撐桿9連接，第一伺服電動(dòng)缸12的推桿端通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副13與第一托架桿11連接。

對(duì)照?qǐng)D1、圖4，所述第二伺服電動(dòng)缸16的缸體端通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副15與第一托架桿11連接，第二伺服電動(dòng)缸16的推桿端通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副17與第二托架桿18連接。

對(duì)照?qǐng)D1、圖4，所述第三伺服電動(dòng)缸20的缸體端通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副19與第二托架桿18連接，第三伺服電動(dòng)缸20的推桿端通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副21與第三托架桿24連接。

對(duì)照?qǐng)D1、圖4、圖5、圖6，所述第四伺服電動(dòng)缸26的缸體端通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副25與第三托架桿24連接，第四伺服電動(dòng)缸26的推桿端通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副27與工作臺(tái)28連接。

對(duì)照?qǐng)D1、圖4、圖7、圖8、圖9，一方面，托架運(yùn)動(dòng)鏈結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，各托架桿的結(jié)構(gòu)參數(shù)相同，且采用串聯(lián)形式連接，各伺服電動(dòng)缸和托架桿的連接均采用轉(zhuǎn)動(dòng)副連接，不僅便于拆卸、維護(hù)，而且便于通過(guò)增加或者減少托架桿的數(shù)量，進(jìn)一步提高或者降低該串聯(lián)結(jié)構(gòu)式輕型垂直升降臺(tái)的可達(dá)高度；另一方面，相比現(xiàn)有液壓式升降臺(tái)，利用伺服電動(dòng)缸取代了液壓缸，不僅機(jī)械效率高，具有更環(huán)保，更節(jié)能，更干凈的優(yōu)點(diǎn)，而且很容易與PLC等控制系統(tǒng)連接，實(shí)現(xiàn)垂直升降臺(tái)高精密運(yùn)動(dòng)控制；再有，在伺服電機(jī)、伺服電動(dòng)缸的驅(qū)動(dòng)控制下，所述支撐機(jī)構(gòu)，托架運(yùn)動(dòng)鏈和工作臺(tái)28構(gòu)成了三自由度多活動(dòng)度機(jī)構(gòu)，工作臺(tái)28可以實(shí)現(xiàn)三自由度多活動(dòng)度運(yùn)動(dòng)，通過(guò)數(shù)控編程控制，可以輕易實(shí)現(xiàn)水平小距離移動(dòng)。

對(duì)照?qǐng)D1、圖4、圖7、圖8、圖9，串聯(lián)結(jié)構(gòu)式輕型垂直升降臺(tái)具有可靠性高、維護(hù)保養(yǎng)成本低、智能化程度高、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、舉升精度高等特點(diǎn)，既能實(shí)現(xiàn)垂直升降作業(yè)，又能實(shí)現(xiàn)短距離內(nèi)水平移動(dòng)作業(yè)，能適用于以垂直輸送輕型貨物、人員為主，水平短距離移動(dòng)為輔的數(shù)字化車間、智能物流倉(cāng)庫(kù)等場(chǎng)合使用。