一种手自一体模块化装配式升降装置的制作方法

本发明涉及一种升降装置，尤其是一种手自一体的模块化装配式升降装置，属于机械制造及检测设备技术领域。

背景技术：

电力、石化等特种设备行业的安装、检修工程中经常需要开展高空检测工作，为使仪器设备或人员达到预定检测区域，通常需提前设置安全、可靠的检测平台。目前，最常用的检测平台有以下3种形式：人工进行现场搭设的脚手架；液压升降机；卷扬机或吊车控制的吊笼。常用的检测平台主要存在以下缺点：人工搭设的脚手架高度相对固定，不能进行高度上的调整。尤其是在射线检测时，经常需要在平台上使用支架再对仪器位置进行调整。另外，脚手架搭设的越高，其施工成本、劳动强度、所耗工时均相应增加；现场使用的液压升降机一般体型较大，通常无法在高层钢结构或空间狭小区域使用，如火力发电厂锅炉钢架平台、锅炉炉膛内部均无法使用；现场使用吊车的成本较高，还要满足吊车的施工工况，灵活性较差；卷扬机在使用时，要提前根据现场施工环境布置相关机械装置，不适用于点多面广的检测项目。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术存在的缺陷，提供一种手自一体的模块化装配式升降装置。

为解决这一技术问题，本发明提供了一种手自一体模块化装配式升降装置，包括载物平台、z字形升降模块和底座，所述载物平台下部焊接有连接方管，底座上部设有“c”形槽导轨，所述z字形升降模块上部通过连接方管与载物平台连接，下部通过“c”形槽导轨与底座连接；所述升降模块内部设有动力传动系统；底座内部设有动力系统。

所述升降模块包括上下两部分，其上部外壳设置“c”形槽导轨，下部外壳设置截面为“t”形的齿条导轨，上部与下部各自中心垂线相互平行；“c”形槽导轨与齿条导轨两者相互匹配，上一模块的下部“t”形齿条导轨可以插入下一模块上部的“c”形槽导轨内，并可在“c”形槽导轨中滑动，从而实现升降模块之间的快速装配与拆卸；所述动力传动系统设置在升降模块的壳体内部、带动升降模块的升降。

所述动力传动系统包括动力传递链轮组一、换向齿轮组一、模块升降齿轮组一、动力齿轮组一、链条一、导向链轮、末端链轮、拉簧和把手；动力传递链轮组一、换向齿轮组一、模块升降齿轮组一和动力齿轮组一的直齿轮均依次啮合；模块升降齿轮组一的直齿轮与另一升降模块上的直齿齿条相啮合，随直齿轮的正反转动实现下一升降模块的上升或下降；所述导向链轮共有4个，与末端链轮和动力齿轮组一的链轮共同将链条一布置在升降模块内部、实现链条的环向移动；所述末端链轮两侧分别设置两个拉簧，拉簧一端固定在末端链轮的轮轴上，另一端固定在升降模块的壳体上，升降模块在使用工况下，拉簧呈拉紧状态；把手与末端链轮的轮轴相连，在升降模块安装过程中，将把手沿移动轨道拉动，待升降模块安装完毕后松开把手，在拉簧的作用下，末端链轮复位。

所述齿条导轨表面设置有直齿齿条，直齿齿条规格与模块升降齿轮组一的齿轮规格相匹配；在齿轮的转动下实现本模块的升降运动。齿条导轨中间开槽，使另一升降模块的动力传动链轮组一上的链轮在槽内移动，并与本模块中的链条相啮合，将动力传递到本模块中。

所述底座由导轨支座、底座平台、支腿和动力系统组成，导轨支座为固定在底座平台上面的壳体结构，升降模块通过其下部的齿条导轨与导轨支座上的“c”形槽导轨相互插接进行装配；支腿固定于底座平台下底面。

所述动力系统包括上部齿轮传动机构、下部驱动机构和锁紧机构；

所述上部齿轮传动机构由动力传递链轮组二，换向齿轮组二，模块升降齿轮组二，动力齿轮组二构成；动力传递链轮组二实现转动力的传递；换向齿轮组二位于动力传递链轮组二、模块升降齿轮组二中间。使其转动方向相同；模块升降齿轮组二的直齿轮与升降模块上的直齿齿条相啮合，随直齿轮的正反转动实现升降模块的上升或下降运动；链条二传动带动动力齿轮组二中间的链轮转动，通过直齿轮将动力上传至模块升降齿轮组二；

所述下部驱动机构包括链条二、链轮、摇把、传动轴、从动锥齿轮、主动锥齿轮、减速器和驱动电机；传动轴一端为六边形凹槽，与摇把前端的六边形结构相匹配，摇把前端插入传动轴凹槽内，摇动摇把实现动力输入；驱动电机和减速器安装在底座平台内的安装支架上；当电机驱动时，驱动电机通过减速器使主动锥齿轮运转，主动锥齿轮与从动锥齿轮相啮合，两锥齿轮中心轴线相互垂直，主动锥齿轮的转动带动从动锥齿轮旋转，进而使传动轴转动，实现动力输入；传动轴中间设有链轮，链轮通过链条二与上部齿轮传动机构相连，将下部驱动机构的动力传递到上部齿轮传动机构，从而使底座获得驱动升降模块的动力；

所述锁紧机构设置在传动轴的另一端，传动轴端面为锥形槽，锥形槽尺寸略小于锥形钢塞尺寸，使两者接触面产生足够摩擦力；螺杆的一端与圆盘旋钮固定连接，另一端穿过底座平台侧面的螺孔后与锥形钢塞固定连接；通过旋转圆盘旋钮实现锥形钢塞的横向运动，达到锁紧或松开传动轴的目的。

所述支腿有4个，由槽钢制成。

所述底座平台为钢板焊接而成的矩形框架，底座平台内设有驱动电机和减速器安装支架；底座平台与导轨支座焊接组装，底座平台下部焊接支腿。

所述载物平台包括护栏、底板，所述护栏固定在底板的周边。

有益效果：本发明具有手动和电动两种使用模式，可精确实现装置的升降运动，解决了常规检测平台高度调整困难和依赖电力的问题。该装置结构紧凑、体积小、使用方便，解决了高空平台和空间狭小区域的检测平台设置困难的问题。本发明采用模块化设计，可根据实际需求增加或减少相应模块，灵活性好。并且，模块化的设计大大降低了装置的制造成本。本发明可实现快速拆装，方便携带和运输，实用性强，解决了常规检测平台移动性差，准备工作耗时长的问题。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明升降模块外壳结构示意图；

图3为本发明升降模块外壳下部结构示意图；

图4为本发明升降模块内部动力传动系统结构示意图；

图5为本发明升降模块内部动力传动系统上部结构分解示意图；

图6为本发明底座结构示意图；

图7为本发明底座动力系统结构示意图；

图8为本发明锁紧机构分解示意图。

图中：1载物平台；2升降模块；3底座；11护栏；12底板；13连接方管；31导轨支座；32底座平台；33支腿；211“c”形槽导轨；212把手移动轨道；213齿条导轨；214直齿齿条；22、动力传动系统；221、动力传递链轮组一；222、换向齿轮组一；223、模块升降齿轮组一；224、动力齿轮组一；225、链条一；226、导向链轮；227、末端链轮；228拉簧；229、把手；30动力系统；341动力传递链轮组二；342换向齿轮组二；343模块升降齿轮组二；344动力齿轮组二；345链条二；346链轮；351摇把；352传动轴；353从动锥齿轮；354主动锥齿轮；355减速器；356驱动电机；36锁紧机构；361锥形钢塞；362螺杆；363圆盘旋钮。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做具体描述。

图1所示为本发明的整体结构示意图。

本发明提供了一种手自一体模块化装配式升降装置，包括用于放置检测仪器设备的载物平台1、可根据现场高度需求选用一个或多个模块进行装配使用的“z”字形升降模块2和具有支撑功能和驱动系统的底座3。

所述载物平台1包括护栏11、底板12，所述护栏11固定在底板12的周边。根据检测需求固定检测仪器设备，组成现场检测平台。

所述载物平台1下部焊接有连接方管13，底座3上部设有“c”形槽导轨，所述“z”字形升降模块2上部通过连接方管13与载物平台1连接，下部通过“c”形槽导轨与底座3连接；所述升降模块2内部设有动力传动系统22；底座3内部设有动力系统30。

图2所示为本发明升降模块外壳结构示意图。

图3所示为本发明升降模块外壳下部结构示意图。

所述升降模块2包括上下两部分，其上部外壳设置“c”形槽导轨211，下部外壳设置截面为“t”形的齿条导轨213，上部与下部各自中心垂线相互平行；“c”形槽导轨211与齿条导轨213两者相互匹配，上一模块的下部“t”形齿条导轨213可以插入下一模块上部的“c”形槽导轨211内，并可在“c”形槽导轨中滑动，从而实现升降模块之间的快速装配与拆卸；所述动力传动系统22设置在升降模块2壳体内部、带动升降模块2的升降。

图4所示为本发明升降模块内部动力传动系统结构示意图。

图5所示为本发明升降模块内部动力传动系统上部结构分解示意图。

所述动力传动系统22包括动力传递链轮组一221、换向齿轮组一222、模块升降齿轮组一223、动力齿轮组一224、链条一225、导向链轮226、末端链轮227、拉簧228和把手229。

动力传递链轮组一221、换向齿轮组一222、模块升降齿轮组一223和动力齿轮组一224的直齿轮均依次啮合；

动力传递链轮组一221位于整个动力传动系统22的最上部，主要作用是将本级升降模块2的转动力传递到下一升降模块。动力传递链轮组一221由链轮和两个直齿轮组成，链轮在中间且其直径大于直齿轮的直径，两侧各设置一个相同规格的直齿轮。直齿轮与换向齿轮组一222相啮合，链轮与下一升降模块2的链条一225相啮合，实现转动力的传递。

换向齿轮组一222由两个相互独立的直齿轮构成，两个直齿轮规格相同，中心轴线共线，分别位于动力传递链轮组一221、模块升降齿轮组一223中间，其作用是使动力传递链轮组一221与模块升降齿轮组一223的转动方向相同。

模块升降齿轮组一223由两个规格相同的直齿轮组成，直齿轮与另一升降模块2上的直齿齿条214相啮合，随直齿轮的正反转动实现下一升降模块2的上升或下降；

动力齿轮组一224由链轮和两个直齿轮组成，链轮在中间且其直径小于直齿轮的直径，两侧各设置一个相同规格的直齿轮。链条一225移动带动链轮转动，然后通过直齿轮将转动力上传至模块升降齿轮组一223。

所述导向链轮226共有4个，与末端链轮227和动力齿轮组一224的链轮共同将链条一225布置在升降模块2内部、实现链条一225的环向移动；

组件221、222、223、224共同组成上部齿轮传动机构，上部齿轮传动机构的直齿轮均依次啮合，可同时实现转动。链条一225通过动力齿轮组一224与上部齿轮传动机构连接在一起，链条一225在驱动链轮的驱动下使整个动力传动系统同时运转。

所述末端链轮227两侧分别设置两个拉簧228，拉簧228一端固定在末端链轮227的轮轴上，另一端固定在升降模块2的壳体上，升降模块2在使用工况下，拉簧228呈拉紧状态，固定末端链轮227的轮轴不发生相对滑动；把手229与末端链轮227的轮轴相连，在升降模块2安装过程中，将把手229沿移动轨道212拉动，待升降模块2安装完毕后松开把手，在拉簧228的作用下，末端链轮227复位。

所述齿条导轨213表面设置有直齿齿条214，直齿齿条214规格与模块升降齿轮组223的齿轮规格相匹配；在齿轮的转动下实现本模块的升降运动。齿条导轨213中间开槽，使另一升降模块2的动力传动链轮组221上的链轮在槽内移动，并与本模块中的链条一225相啮合，将动力传递到本模块中。

图6所示为本发明底座结构示意图。

所述底座3由导轨支座31、底座平台32、支腿33和动力系统30组成，导轨支座31为固定在底座平台32上面的壳体结构，与升降模块2上部壳体结构相同，均在一侧设置“c”形槽导轨。升降模块2通过其下部的齿条导轨213与导轨支座31上的“c”形槽导轨相互插接进行装配；所述底座平台32为钢板焊接而成的矩形框架，底座平台32内设有驱动电机356和减速器355安装支架；底座平台32与导轨支座31进行焊接组装，底座平台32下部焊接支腿33，支腿33由槽钢制作，所述支腿33为4个，固定于底座平台32下底面。

图7所示为本发明底座动力系统结构示意图。

所述动力系统30包括上部齿轮传动机构、下部驱动机构和锁紧机构，为该升降装置提供稳定的基础及升降动力。

所述上部齿轮传动机构由动力传递链轮组二341，换向齿轮组二342，模块升降齿轮组二343，动力齿轮组二344构成；

动力传递链轮组二341位于动力系统30的最上部，由一个链轮和两个位于其两侧的相同规格且直径比其小的直齿轮组成，直齿轮与换向齿轮组二342相啮合，链轮与升降模块2内的链条一225相啮合，实现转动力的传递；

换向齿轮组二342由两个相互独立规格相同的直齿轮构成，其中心轴线共线，位于动力传递链轮组二341、模块升降齿轮组二343中间，其作用是使动力传递链轮组二341与模块升降齿轮组二343的转动方向相同；

模块升降齿轮组二343由两个规格相同的直齿轮组成，直齿轮与升降模块2上的直齿齿条214相啮合，随直齿轮的正反转动实现升降模块2的上升或下降运动；

动力齿轮组二344由一个链轮和位于其两侧的两个直齿轮组成，两个直齿轮的规格相同但其直径大于链轮的直径；链条二345传动带动动力齿轮组二344中间的链轮转动，通过直齿轮将动力上传至模块升降齿轮组二343；

所述下部驱动机构包括链条二345、链轮346、摇把351、传动轴352、从动锥齿轮353、主动锥齿轮354、减速器355和驱动电机356；传动轴352一端为六边形凹槽，与摇把351前端的六边形结构相匹配，摇把351前端插入传动轴352凹槽内，摇动摇把351实现动力输入；驱动电机356和减速器355安装在底座平台32内的安装支架上；当电机驱动时，驱动电机356通过减速器355使主动锥齿轮354运转，主动锥齿轮354与从动锥齿轮353相啮合，两锥齿轮中心轴线相互垂直，主动锥齿轮354的转动带动从动锥齿轮353旋转，进而使传动轴352转动，实现动力输入；传动轴352中间设有链轮346，链轮346通过链条345与上部齿轮传动机构相连，将下部驱动机构的动力传递到上部齿轮传动机构，从而使底座3获得驱动升降模块2的动力；

图8为本发明锁紧机构分解示意图。

所述锁紧机构36设置在传动轴352的另一端，传动轴352端面为锥形槽，锥形槽尺寸略小于锥形钢塞361尺寸，使两者接触面产生足够摩擦力；螺杆362的一端与圆盘旋钮363固定连接，另一端穿过底座平台32侧面的螺孔后与锥形钢塞361固定连接；通过旋转圆盘旋钮363实现锥形钢塞361的横向运动，达到锁紧或松开传动轴的目的。

本发明的工作原理及工作过程如下：

在使用本发明所述的升降装置时，先根据实际升降高度需求选择相应数量的升降模块2，升降模块2越多该装置升降高度越高。

到达现场后将底座3部分放置在安全、稳定的作业面上。取升降模块2，使升降模块2下部“t”形截面齿条导轨213对准底座上导轨支座31的“c”形槽导轨，然后用力拉动把手229，于此同时缓慢地将升降模块2向下移动，使“t”形截面的齿条导轨213平稳地插入“c”形槽导轨中，待齿条导轨213全部进入“c”形槽导轨时松开把手，即完成首个升降模块2的装配工作。根据选用的升降模块2的多少，按照上述方法逐一进行装配，直至升降模块2与底座3全部装配完毕。

根据检测需求选择相应检测仪器设备，根据规范要求确定检测参数，然后依据检测参数将检测仪器设备固定在载物平台1上。最后将载物平台1安放在升降模块2的最上端，即完成全部装配工作。

根据现场环境条件选择手动模式或者电动模式。若使用手动模式，将摇把351插入传动轴352的凹槽内，摇把351连接完毕即可进行摇动，升降模块2进而上升，待仪器到达预定高度时，保持摇把351不动，此时转动圆盘旋钮363，将锥形钢塞361挤入转动轴352的锥形槽内，完成锁紧操作。检测完成后，先握住摇把351，反方向缓慢转动圆盘旋钮363解除锁紧状态，然后缓慢地反方向摇动摇把351使升降模块2缓慢下降，直至升降模块2全部归为原位，升降工作全部完成。

若选择电动模式，可将摇把351拆下，使用变相开关控制驱动电机356的正反转动，以达到该装置的升降效果，载物平台1到达预定位置时同样进行锁紧操作，检测结束后解除锁紧操作。

升降工作全部完成后，先将载物平台1从升降模块2的上端拆下。升降模块2的拆除工作自上而下进行，先用力拉动把手229，与此同时将该升降模块2缓慢抬起，直至升降模块2完全分离，松开把手229。按照相同操作逐一将升降模块2拆除，清点各组件及仪器设备，完成全部工作。

本发明具有两种驱动模式，手动模式直接通过摇把与传动轴对接实现直接传动；电动模式时，通过两相互垂直的锥形齿轮组实现动力换向，将驱动电机输出的动力转换为传动轴的动力；解决了常规检测平台高度调整困难和依赖电力的问题。本发明的升降模块2呈“z”字形，上导轨和下导轨中心垂线重合，使该升降装置的受力状态相对稳定。采用模块化设计，可根据实际需求增加或减少相应模块，灵活性好。并且，模块化的设计大大降低了装置的制造成本。本发明可实现快速拆装，方便携带和运输，实用性强，解决了常规检测平台移动性差，准备工作耗时长的问题。

本发明上述实施方案，只是举例说明，不是仅有的，所有在本发明范围内或等同本发明的范围内的改变均被本发明包围。