一种举升旋转装置及举升运动导向机构及举升机构的制作方法

本发明涉及机械领域，具体地说，是一种举升旋转装置及举升运动导向机构及举升机构。

背景技术：

目前大部分的移动机器人的举升结构都是通过螺旋方式实现的。螺旋结构在运行时同时伴随着两个方向的运动：回旋运动和轴向运动。当机器人在执行举升任务时，为保持所载物品的方向不改变，需额外采用一个电机带动载物台做回旋运动以抵消螺旋结构产生的旋转。此种结构的大部分运动，需两个电机相互配合，不仅增加了控制复杂性，更增加了整个系统的功耗。因此设计一种能降低控制复杂度，降低功耗的结构，成为亟待解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决移动机器人举升旋转机构控制复杂，功耗大的问题。本发明移动机器人举升旋转结构，能使用简单的算法控制，并拥有很低的功耗，能源利用效率高。

本发明的具体技术方案是：

本发明公开了一种举升旋转机构，包括设置于基板上的举升机构、旋转机构，和固定于顶升板上的承载支撑机构，举升机构包括举升动力传递机构和举升运动导向机构，旋转机构与承载支撑机构相连，举升动力传递机构通过举升运动导向机构与承载支撑机构相连。

作为进一步地改进，本发明所述的举升动力传递机构包括举升电机、与举升电机相连的举升电机减速器、与举升电机减速器相连的举升主动齿轮、与举升主动齿轮相啮合的举升从动齿轮、举升从动齿轮轴心固定穿插有动力分流传动轴，动力分流传动轴固定有双排链传动机构。

作为进一步地改进，本发明所述的双排链传动机构包括主动链轮、双排链条与从动链轮，主动链轮通过双排链条与其同一侧的从动链轮相连，通过主动链轮连接动力分流传动轴的双排链传动机构的双排链条与动力分流传动轴垂直。

作为进一步地改进，本发明所述的举升运动导向机构包括凸轮、与凸轮接触的凸轮导向立板、设置有凸轮的凸轮随动器、与双排链条平行设置的线性滑轨、与凸轮随动器相对应的滑块和导向轴，滑块设置于线性滑轨上，与线性滑轨滑动连接，凸轮随动器的两侧端与链条固定连接。

作为进一步地改进，本发明所述的凸轮导向板上设置有导向斜面，凸轮导向板、凸轮、凸轮随动器、滑块的数量对应一致，凸轮在双侧链条的带动下沿凸轮导向立板的导向斜面滚动，凸轮导向立板与顶升板固定连接。

作为进一步地改进，本发明所述的举升运动导向机构还包括与导向轴相对应的线性轴承，导向轴的一端固定在基板上，穿过顶升板及固定于顶升板上的线性轴承的中间通孔，线性轴承、顶升板与凸轮导向立板固定连接为一个整体，沿着导向轴做上下轴向运动。

作为进一步地改进，本发明所述的旋转机构包括回转电机，与回转电机连接的回转电机减速器，与回转电机减速器连接的回转主动齿轮和与回转主动齿轮相啮合的回转从动齿轮，整个旋转机构固定于顶升板上。

作为进一步地改进，本发明所述的回转从动齿轮的内侧壁固定有回转轴承。

作为进一步地改进，本发明所述的承载支撑机构是载物台、载物台固定于回转轴承上。

本发明还公开了一种举升运动导向机构，所述举升运动导向机构包括凸轮、与凸轮接触的凸轮导向立板、设置有凸轮的凸轮随动器、与凸轮随动器两侧端相连的双排链条、与双排链条平行设置的线性滑轨、与凸轮随动器相对应的滑块，滑块设置于线性滑轨上，与线性滑轨滑动连接。

作为进一步地改进，本发明所述的双排链条为一组或平行设置的两组。

作为进一步地改进，本发明所述的双排链条上的设置有一组或两组凸轮随动器和与凸轮随动器对应的滑块，当为两组时，凸轮随动器分别连接固定于双排链条的上下边。

作为进一步地改进，本发明所述的凸轮随动器设置有两个凸轮，包括与凸轮导向立板导向斜面上方接触的上凸轮，和与凸轮导向立板导向斜面下方接触的下凸轮。

本发明还公开了一种举升机构，包括所述的举升运动导向机构以及举升动力传递机构，举升动力传递机构包括举升电机、与举升电机相连的举升电机减速器、与举升电机减速器相连的举升主动齿轮、与举升主动齿轮相啮合的举升从动齿轮、举升从动齿轮轴心固定穿插有动力分流传动轴，动力分流传动轴的固定有双排链传动机构。

作为进一步地改进，本发明所述的双排链传动机构包括主动链轮与从动链轮，主动链轮通过所述双排链条与其同一侧的从动链轮相连，通过主动链轮连接动力分流传动轴的双排链条与动力分流传动轴垂直。

一种无人搬运车，搬运车上安装有举升旋转机构或者举升机构。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明整个机构包含两个动力源，动力由电机提供，举升机构与旋转机构相互独立，独立完成相应的运动，不会有相互干扰，使得控制相对简单，整个举升旋转机构，运动方式简单可靠易控制，机构执行效率高，对于移动机器人而言能量利用效率高。

附图说明

图1为本发明举升旋转装置的结构示意图；

图2为本发明举升旋转装置的左视示意图；

图3为本发明举升旋转装置的右视示意图；

图4为本发明举升旋转装置的前视示意图；

图5为本发明举升旋转装置的后视示意图；

图6为本发明举升旋转装置中举升运动导向机构实施例3的结构示意图。

图中：1是举升电机、2是动力分流传动轴、3是举升电机减速器、4是举升主动齿轮、5是举升从动齿轮、6是主动链轮、7是双排链条、8是回转从动齿轮9是基板、10是线性滑轨、11是回转主动齿轮、12是载物台、13是导向轴、14是线性轴承、15是从动链轮、16是顶升板、17是回转电机、18是回转电机减速器、19是轴承座、20是凸轮导向立板、21是凸轮随动器、22是回转轴承。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明的技术方案作进行进一步地描述说明。

本发明公开了一种举升旋转机构，如图1本发明举升旋转装置的结构示意图，图2为本发明举升旋转装置的左视示意图，图3为本发明举升旋转装置的右视示意图，图4为本发明举升旋转装置的前视示意图所示：包括设置于基板9上的举升机构、旋转机构，和固定于顶升板16上的承载支撑机构，举升机构包括举升动力传递机构和举升运动导向机构，旋转机构与承载支撑机构相连，举升动力传递机构通过举升运动导向机构与承载支撑机构相连。举升运动传递机构，用来传递举升负载所需的动力；举升运动导向机构，用来保证负载按设计方向运动；旋转机构，用来将负载物品旋转换向；承载支撑机构，用来支撑负载重量。基板9用作支撑固定。

举升动力传递机构包括举升电机1、与举升电机1相连的举升电机减速器3、与举升电机减速器3相连的举升主动齿轮4、与举升主动齿轮4相啮合的举升从动齿轮5、举升从动齿轮5轴心固定穿插有动力分流传动轴2，动力分流传动轴2的两端分别固定有双排链传动机构，双排链传动机构包括主动链轮6、双排链条7与从动链轮15，主动链轮6通过双排链条7与其同一侧的从动链轮15相连，动力分流传动轴2的动力传递到出主动链轮6，通过主动链轮6连接动力分流传动轴2两端的双排链传动机构的双排链条7与动力分流传动轴2垂直。举升电机1减速机通过固定座固定在基板9上，动力分流传动轴2通过轴承与轴承座19设置于基板9上。作用时，举升电机1旋转，带动举升电机减速器3，经过举升电机减速器3减速增加扭矩后，动力从举升电机减速器3出轴端输出，带动举升主动齿轮4旋转；然后将动力传递到与举升主动齿轮4相啮合的举升从动齿轮5上，举升从动齿轮5将动力分配到两侧的主动链轮6上，主动链轮6通过双排链条7带动从动链轮15运动，与链条固定的凸轮随动器21也随着链条运动。

举升运动导向机构实施例1：举升运动导向机构包括凸轮、与凸轮接触的凸轮导向立板20、固定凸轮的凸轮随动器21、与两组双排链条7分别平行设置的线性滑轨10、与任一凸轮随动器21相对应的滑块、导向轴13和与导向轴13相对应的线性轴承14，线性轴承14套在导向轴13上，以减小顶升板16上下运动时，导向轴13上的摩擦力，滑块设置于线性滑轨10上，与线性滑轨10滑动连接，凸轮随动器21的上部设置有凸轮，凸轮随动器21的两侧端与链条固定连接，凸轮随动器21分别固定在每组双排链条7的上下边，凸轮导向板上设置有导向斜面，凸轮导向板、凸轮、凸轮随动器21、滑块的数量对应一致，凸轮在双侧链条的带动下沿凸轮导向立板20的导向斜面上滚动，凸轮导向立板20与顶升板16固定连接；导向轴13的一端固定在基板9上，穿过顶升板16及固定于顶升板16上的线性轴承14的中间通孔，线性轴承14、顶升板16与凸轮导向立板20固定连接为一个整体，沿着导向轴13做上下轴向运动。作用时，每个凸轮随动器21都固定在线性滑轨10的滑块上，并由链条带动运动，每侧的两个凸轮随动器21分别与链条的上边与下边相连接，所以当链轮正转或者反转时，链条带动两个凸轮相向或者相背运动，当凸轮相向移动到斜面时，链条提供的拉力使得凸轮在斜面处产生一个垂直于斜面且是放大的推力，所述导向立板20的斜面上方和下方分别为上平面和下平面，当凸轮沿斜面滚动至上平面或者下平面时，为顶升板16提供了一个稳定的力，如图2所示，四个凸轮导向立板20通过螺钉与顶升板16固定在一起，四个线性轴承14的法兰通过螺钉与顶升板16固定在一起。凸轮一端通过螺钉固定在直线滑轨的滑块上，另一端通过销轴与链条相连，凸轮导向立板20每侧的斜面是对称分布的，两个凸轮所产生的推力最终生成一个竖直向上的合力，推动带有载物台12和回转轴承22的顶升板16上升，当两个凸轮相背运动，顶升板在重力的作用下下落，下落速度取决于凸轮运动速度，顶升板在上升及下落时，四个凸轮皆起支撑作用，且支撑点一直成对称，凸轮受力均匀，结构合理。

举升运动导向机构实施例2：对于上述举升运动导向机构的进一步改进，双排链条7也可以只设置为一侧一组，双排链条7上固定连接的设置有凸轮的凸轮随动器21也可以只有一个，也就是说，双排链条7上只设置一个凸轮随动器21，和与凸轮随动器21对应的滑块，其余技术特征与技术方案均与以上举升运动导向机构的实施例相同。

举升运动导向机构实施例3：图6为本发明举升旋转装置中举升运动导向机构实施例3的结构示意图，凸轮随动器上部设置有两个凸轮，包括与凸轮导向立板20导向斜面上方接触的上凸轮，和与凸轮导向立板20导向斜面下方接触的下凸轮，在举升运动导向机构上下运动时，上凸轮沿着凸轮导向立板20导向斜面上方滚动，下凸轮沿着凸轮导向立板20导向斜面下方滚动，有效实现举升运动导向机构上下运动时平稳顺利。

旋转机构包括回转电机17，与回转电机17连接的回转电机减速器18，与回转电机减速器18连接的回转主动齿轮11和与回转主动齿轮11相啮合的回转从动齿轮8，整个旋转机构固定于顶升板16上，回转从动齿轮8的内侧壁是回转轴承22。作用时，回转电机17旋转，带动回转电机减速器18，经过回转电机减速器18减速增加扭矩后，动力从回转电机减速器18出轴端输出，带动回转主动齿轮11旋转；然后将动力传递到与回转主动齿轮11相啮合的回转从动齿轮8上，然后回转从动齿轮8带动载物台12旋转。

承载支撑机构是载物台12、所述的载物台12固定于回转轴承22上。重物的重力由载物台12支撑，并将力传递给回转轴承22，再传递给顶升板16，顶升板16通过与它固定为一体的凸轮导向立板20将力传递给凸轮，然后凸轮将力通过与它固定在一起的滑块将力传递到滑轨上，最终将力传递到基板9上，构成一个稳定的力的传递支撑系统。

另公开了一种举升机构，包括以上所述的的举升运动导向机构以及举升动力传递机构，举升动力传递机构包括举升电机1、与举升电机1相连的举升电机减速器3、与举升电机减速器3相连的举升主动齿轮4、与举升主动齿轮4相啮合的举升从动齿轮5、所述的举升从动齿轮5轴心固定穿插有动力分流传动轴2，动力分流传动轴2固定有双排链传动机构，双排链传动机构包括主动链轮6与从动链轮15，主动链轮6通过所述双排链条7与其同一侧的从动链轮15相连，通过主动链轮6连接动力分流传动轴2的双排链条7与动力分流传动轴2垂直。

还可以将举升旋转机构或者举升机构安装在车子上构成一种无人搬运车。

本发明可改变为多种方式对本领域的技术人员是显而易见的，这样的改变不认为脱离本发明的范围，所有这样的对所述领域的技术人员显而易见的修改，将包括在本权利要求的范围之内。