专利名称：撑杆式小型升降台的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种小型机器人用的升降工作台，特别是一种通过撑杆机构来实现工作台升降及回转的装置。
背景技术：
小型机器人上的升降台一般有以下几种1、垂直升降式，一般采用螺杆旋转来控制高度，可以分成多节实现较大范围的升降，结构比较简单，应用也比较广泛。2、剪叉式，通过多杆剪叉连接形式实现折叠于展开，结构稳固，平台面积比较大。第一、二种类型的缺点是只能实现一维方向变动，要求的升降高度不大时显得比较笨重，且必须垂直安装，布置不够灵活，要高速举升时需配用大功率电机。后者还有收起状态所占用体积比较大的问题，不利于小型机器人有限空间内的安装。3、摆臂式，通过一到三节摆臂和安装于关节处的电机实现收放，可作一定范围的举升和摆动，自由度比较大，是目前常见的一种应用方式。但这种方式要求关节处的电机能输出较大的转矩，这就必须配置大减速比减速器和使用大功率电动机，由于此处零件的受力很大，传动部分也因此比较笨重。
发明内容
本发明的目的在于解决现有小型机器人升降台技术所存在的上述不足，提供一种具有微小驱动功率，且结构简单重量轻的撑杆式升降工作台，旨在改善现有小型升降台的能量消耗和减轻重量。小型机器人采用该升降台不仅具有大范围的自由度、举升速度快还将会具有更低的能量消耗和相对较轻的重量。实现本发明目的的技术解决方案为一种撑杆式小型升降台，包括固定基座、活动基座、载台、可调撑杆、固定撑杆，举升电机、助力弹簧和回转电机，其特征在于载台与活动基座之间通过可调撑杆和固定撑杆相铰接而形成一个平行四杆机构，该机构可以在 0-180°范围内作摆动。所述可调撑杆为一长度可控的动力件，用于调整载台的俯仰角；所述固定撑杆可以为两根单独的撑杆，也可以由两根撑杆固连在一起的整体结构来代替；活动基座与固定撑杆的一个铰接处设有蜗轮蜗杆副举升电机；助力弹簧的一端铰接于活动基座的交接销上，另一端铰接于固定撑杆中段的固定撑杆铰接销上，助力弹簧采用推力弹簧时，铰接销的位置在活动基座与固定撑杆的铰接处的下方，助力弹簧采用拉力弹簧时，铰接销的位置在活动基座与固定撑杆的铰接处的上方；对重量控制要求高时所述助力弹簧还可以采用螺旋式压簧或拉簧以减轻机构重量；所述回转电机安装在活动基座上可随活动基座一起转动，所述固定基座用于安装活动基座和承载撑杆等上部重量，同时也是整体安装在机器人上的固定基脚。装用本发明的机器人车辆，可以用微小驱动功率实现载台的举升和放落，并在全过程中可保持相对地面角度不变，也可在任意位置随时调整俯仰角、回转角等。本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果1、助力弹簧的使用大幅度减轻了举升电机的负荷，根据载荷质量合理配置好的助力弹簧能使举升电机的载荷接近于最低值，因而可以用最小的功耗来实现举升，全范围内举升电机所起的主要是定位作用；2、可调撑杆将上部载台的俯仰角调整下移到底部，减轻了上部重量，从而减小了举升载荷，降低了举升能耗；3、平行四杆机构使载台的俯仰角得以保持而不需要随举升不断进行跟踪调整， 简化了控制，也降低了能耗；4、撑杆加助力结构，杆件根部传动部件受力较小，因而整体重
量较轻。
图1是本发明撑杆式小型升降台结构示意图。图2所示是本发明工作过程中某举升位置的示意图。图3是固定基座内部结构示意图。
具体实施例方式以下结合附图，详细说明本发明的实施方式。参见图1，本发明撑杆式小型升降台包括一个用于安装的固定基座1、可回转的活动基座2和用于装载设备的载台6、一根可调撑杆3和两根固定撑杆5、7的两端分别与活动基座2和载台6相铰接，举升电机8的输出轴与固定撑杆7下端转轴相连、助力弹簧4 (此实施例的助力弹簧为推力弹簧)一端铰接支撑在活动基座铰接销10的下方，另一端铰接于固定撑杆5中段的固定撑杆铰接销11上，回转电机9垂直安装在活动基座2上，其轴装有齿轮并伸入基座内与固定基座1里的齿圈相啮合。所述固定基座1外部一周设有安装螺孔，其中心有一个转轴孔，与转轴孔同轴设有一个固定齿圈参见图3。所述活动基座2安装于固定基座1上，可绕固定基座1的中心孔旋转，驱动回转的是回转电机9。所述可调撑杆3的下段内部装有减速电机，其输出轴为一根丝杆，与丝杆相配合的是上段的带螺纹套管，当可调撑杆3两端固定后转动丝杆可以改变整个撑杆的长度，对载台6而言，通过调整可调撑杆3的长度就可以改变载台6的俯仰角。所述助力弹簧4在本实施例中为一根工业化生产的推力气弹簧，必要时也可采用普通螺旋弹簧。此弹簧也可以用拉伸弹簧代替，但其下端支座需移动到固定撑杆5铰接轴中心的上部。所述举升电机8是一个带有蜗轮蜗杆副的减速电机，其涡轮轴与固定撑杆7下端转轴同轴并固连。所述回转电机9是一个带齿轮输出的减速电机。参见图2，当举升电机8通电工作时(假设为上升)，电机通过蜗杆带动涡轮旋转， 与涡轮固连的固定撑杆7将向上摆动，由于可调撑杆3、固定撑杆5、7与活动基座2、载台6 构成一个平行四杆机构(设此时可调撑杆3的长度与固定撑杆5、7 —致)，则载台6与水平面的角度将保持不变；载台6在某高度时需要调整俯仰角，可通过调节可调撑杆3的长度来实现，可调撑杆3加长为仰角，缩短为俯角。安装于固定撑杆5上的助力弹簧4由于其下支点回转中心位于固定撑杆5转轴中心的下方，这使固定撑杆5摆动在不等于90°的范围内均能得到向上的辅助转矩，且转矩在0°和180°时最大，与需求相符合起到了助力的作用。显然只要根据载台6上所载质量合理配置助力弹簧4的弹力，可以使驱动载台6的举升力降到最小。回转电机9通电工作时将通过齿轮带动活动基座2绕固定基座1中心孔作回转，此回转运动与上述摆动合成将使载台6可以在一个以撑杆长度为半径的半球状曲面间内活动。 应该理解到的是上述实施例只是对本发明的说明，而不是对本发明的限制，任何不超出本发明实质精神范围内的发明创造，均落入本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种撑杆式小型升降台，其特征在于，包括固定基座(1)、活动基座(2)、载台(6)、可调撑杆(3)、固定撑杆、举升电机(8)、助力弹簧(4)和回转电机(9)，其中，载台(6)和活动基座( 之间通过与固定撑杆、可调撑杆(3)的铰接形成一个平行四杆机构，可在0-180° 范围内作摆动，活动基座(2)与固定撑杆的一个铰接处设有举升电机(8)，助力弹簧(4)安装在固定撑杆与活动基座(2)之间，回转电机(9)安装在活动基座(2)上，活动基座(2)安装在固定基座(1)上，回转电机(9 )带动活动基座(2 )绕固定基座(1)中心孔转动。
2.根据权利要求1所述的撑杆式小型升降台，其特征在于所述可调撑杆(3)可以采用电动、液压或气动等方式来驱动。
3.根据权利要求1所述的撑杆式小型升降台，其特征在于助力弹簧(4)可采用推力或拉力气弹簧，也可以采用螺旋式压簧或拉簧。
4.根据权利要求1所述的撑杆式小型升降台，其特征在于所述固定撑杆可以为两根单独的撑杆(5、7)，也可以由两根撑杆固连在一起的整体结构来代替。
5.根据权利要求1所述的撑杆式小型升降台，其特征在于所述固定基座(1)和活动基座(2)之间采用同轴联接，回转电机垂直安装在活动基座上并通过齿轮与固定基座(1)内的齿轮传动机构相啮合。
6.根据权利要求1所述的撑杆式小型升降台，其特征在于助力弹簧(4)的一端铰接于活动基座(2)的交接销(10)上，另一端铰接于固定撑杆(5)中段的固定撑杆铰接销(11)上， 助力弹簧(4)采用推力弹簧时，铰接销(10)的位置在活动基座(2)与固定撑杆的铰接处的下方，助力弹簧(4)采用拉力弹簧时，铰接销(10)的位置在活动基座(2)与固定撑杆的铰接处的上方。
7.根据权利要求1所述的撑杆式小型升降台，其特征在于固定基座(1)外部一周设有安装螺孔，其中心有一个转轴孔，与转轴孔同轴设有一个固定齿圈。
8.根据权利要求1所述的撑杆式小型升降台，其特征在于举升电机(8)是一个带有蜗轮蜗杆副的减速电机，其涡轮轴与固定撑杆(7)下端转轴同轴并固连。
全文摘要
本发明涉及一种撑杆式小型升降台包括一个用于安装的固定基座、可回转的活动基座和用于装载设备的载台、一根可调撑杆和两根固定撑杆的两端分别与活动基座和载台相铰接，举升电机的输出轴与固定撑杆下端转轴相连、助力弹簧一端铰接支撑在活动基座铰接销上，另一端铰支于固定撑杆中段的铰接销上，回转电机垂直安装在活动基座上，其轴装有齿轮并伸入基座内与固定基座里的齿圈相啮合。装用本发明的机器人车辆，可以用微小驱动功率实现载台的举升和放落，并在全过程中可保持相对地面角度不变，也可在任意位置随时调整俯仰角、回转角等。
文档编号B66F7/00GK102295246SQ20111022103
公开日2011年12月28日 申请日期2011年8月3日 优先权日2011年8月3日
发明者唐振民, 张浩峰, 朱健声, 朱凯, 董宏林, 赵春霞 申请人:南京理工大学