一种串联结构式轻型垂直升降台的制作方法

本发明涉及垂直式升降台领域，特别是一种串联结构式轻型垂直升降台。

背景技术：

升降台是一种广泛用于工厂、自动化仓库、车间等，用于垂直输送人或货物的举升设备，其工作台面上可以附加其它平面输送设备，用于不同高度输送线的过渡连接，能有效解决工业企业中各类升降作业难题。因为升降台普遍采用液压驱动，也称为液压升降台。虽然液压式升降台已获得了普遍应用，但在使用过程中也存在诸多问题，首先，液压式升降台可靠性差、维护保养成本高，液压系统中液压元件精度高，不仅对维护保养依赖度高，而且对维护技术要求高，保养不彻底易发生液压油受污染，工作过程中易发生油液过热现象，油封损坏易混入空气，液压缸和管道连接部位容易松动，发生油液泄露，不仅大幅提高了维护保养成本，而且影响了工作效率；其次，现有升降台多采用常规电机作为动力，通过简单电路进行控制，存在着智能化程度低，工作台输送精度差等问题，很难适应现代数字化生产线对垂直升降设备高精度、高柔性化的要求；再次，现有升降台液压系统能耗高，机械效率低，不利于日益严苛的环保要求，同时液压系统因受液压油温的影响，导致操纵时工作台响应速度差，传动动作迟缓和回油阀被卡死等问题，最后，现有升降台特别是剪叉式升降台主要进行垂直升降作业，因结构设计问题，很难实现水平短距离移动，灵活性较差。随着当前现代计算机技术、现代控制技术、机器人技术等发展，为现有垂直式升降台的绿色化、智能化、精密化提供了技术基础，如何提出一垂直式升降台，具有可靠性高、维护保养成本低、智能化程度高、动态响应快、举升精度高等特点，既能实现垂直升降作业，又能实现短距离内水平移动作业，能适用于以垂直输送轻型货物、人员为主，水平短距离移动为辅的数字化车间、智能物流仓库等场合使用，已成为垂直式升降台领域一个亟需解决的工程问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种串联结构式轻型垂直升降台，具有可靠性高、维护保养成本低、智能化程度高、动态响应快、举升精度高等特点，既能实现垂直升降作业，又能实现短距离内水平移动作业，满足以垂直输送轻型货物、人员为主，水平短距离移动为辅的数字化车间、智能物流仓库等场合的性能要求。

本发明通过以下技术方案达到上述目的：

一种串联结构式轻型垂直升降台，主要包括车架、支撑机构、托架运动链、工作台，

所述支撑机构为单自由度平面四杆机构，包含主动杆、连杆、支撑杆，所述主动杆一端通过转动副与车架连接，另一端通过转动副与连杆一端连接，所述连杆另一端通过转动副与支撑杆连接，所述支撑杆通过转动副与车架连接，所述主动杆由安装在车架上的伺服电机驱动。

与现有技术相比，其有益效果是：支撑机构为单自由度平面四杆可控机构，可以实现单自由度高精度可控轨迹输出，动态响应快，组成平面四杆机构的各构件之间均由转动副连接，相比现有垂直升降台采用的以液压缸为主的移动副，不仅拆卸方便，而且可靠性更高，输送支撑机构由安装在车架上的伺服电机驱动，不仅有效降低了支撑机构重心和运动惯量，而且相比液压驱动系统，大幅提高了支撑机构的机械效率，降低了能耗。

所述托架运动链为平面机构运动链，包含第一托架杆、第二托架杆、第三托架杆、第一伺服电动缸、第二伺服电动缸、第三伺服电动缸、第四伺服电动缸。为了进一步提高该种串联结构式轻型垂直升降台的可重构能力，便于随时增加或者减少托架杆的数量，所述第一托架杆、第二托架杆、第三托架杆为相同结构参数的构件，所述托架运动链中，第一托架杆、第二托架杆、第三托架杆采用串联连接。

所述第一托架杆一端通过转动副与支撑杆连接，另一端通过转动副与第二托架杆一端连接，所述第二托架杆另一端通过转动副与第三托架杆一端连接，所述第三托架杆另一端通过转动副与工作台连接。

所述第一伺服电动缸的缸体端通过转动副与支撑杆连接，第一伺服电动缸的推杆端通过转动副与第一托架杆连接。

所述第二伺服电动缸的缸体端通过转动副与第一托架杆连接，第二伺服电动缸的推杆端通过转动副与第二托架杆连接。

所述第三伺服电动缸的缸体端通过转动副与第二托架杆连接，第三伺服电动缸的推杆端通过转动副与第三托架杆连接。

所述第四伺服电动缸的缸体端通过转动副与第三托架杆连接，第四伺服电动缸的推杆端通过转动副与工作台连接。

所述托架运动链与现有技术相比，其有益效果是：一方面，托架运动链结构简单，各托架杆的结构参数相同，且采用串联形式连接，各伺服电动缸和托架杆的连接均采用转动副连接，不仅便于拆卸、维护，而且便于通过增加或者减少托架杆的数量，进一步提高或者降低该串联结构式轻型垂直升降台的可达高度；另一方面，相比现有液压式升降台，利用伺服电动缸取代了液压缸，不仅机械效率高，具有更环保，更节能，更干净的优点，而且很容易与PLC等控制系统连接，实现垂直升降台高精密运动控制；再有，在伺服电机、伺服电动缸的驱动控制下，所述支撑机构，托架运动链和工作台构成了三自由度多活动度机构，工作台可以实现三自由度多活动度运动，通过数控编程控制，可以轻易实现水平小距离移动。

串联结构式轻型垂直升降台具有可靠性高、维护保养成本低、智能化程度高、动态响应快、举升精度高等特点，既能实现垂直升降作业，又能实现短距离内水平移动作业，能适用于以垂直输送轻型货物、人员为主，水平短距离移动为辅的数字化车间、智能物流仓库等场合使用。

附图说明

图1为本发明所述串联结构式轻型垂直升降台平面示意图。

图2为本发明所述串联结构式轻型垂直升降台支撑机构平视图。

图3为本发明所述串联结构式轻型垂直升降台托架运动链部分示意图。

图4为本发明所述串联结构式轻型垂直升降台托架运动链示意图。

图5为本发明所述串联结构式轻型垂直升降台托架杆示意图。

图6为本发明所述串联结构式轻型垂直升降台的工作台示意图。

图7为本发明所述串联结构式轻型垂直升降台三维示意图。

图8为本发明所述串联结构式轻型垂直升降台垂直举升示意图。

图9为本发明所述串联结构式轻型垂直升降台工作台水平平移示意图。

具体实施方式

以下通过附图和实施例对本发明的技术方案作进一步说明。

对照图1、图2、图3、图4、图6，一种串联结构式轻型垂直升降台，主要包括车架1、支撑机构、托架运动链、工作台28，

对照图1、图2，所述支撑机构为单自由度平面四杆机构，包含主动杆3、连杆5、支撑杆9，所述主动杆3一端通过转动2与车架1连接，另一端通过转动副4与连杆5一端连接，所述连杆5另一端通过转动副6与支撑杆9连接，所述支撑杆9通过转动副8与车架1连接，所述主动杆3由安装在车架1上的伺服电机驱动。

支撑机构为单自由度平面四杆可控机构，可以实现单自由度高精度可控轨迹输出，动态响应快，组成平面四杆机构的各构件之间均由转动副连接，相比现有垂直升降台采用的以液压缸为主的移动副，不仅拆卸方便，而且可靠性更高，输送支撑机构由安装在车架1上的伺服电机驱动，不仅有效降低了支撑机构重心和运动惯量，而且相比液压驱动系统，大幅提高了支撑机构的机械效率，降低了能耗。

对照图1、图3、图4，所述托架运动链为平面机构运动链，包含第一托架杆11、第二托架杆18、第三托架杆24、第一伺服电动缸12、第二伺服电动缸16、第三伺服电动缸20、第四伺服电动缸26。为了进一步提高该种串联结构式轻型垂直升降台的可重构能力，便于随时增加或者减少托架杆的数量，所述第一托架杆11、第二托架杆18、第三托架杆24为相同结构参数的构件，所述托架运动链中，第一托架杆11、第二托架杆18、第三托架杆24采用串联连接。

对照图1、图3、图4、图5、图6，所述第一托架杆11一端通过转动副7与支撑杆9连接，另一端通过转动副14与第二托架杆18一端连接，所述第二托架杆18另一端通过转动副23与第三托架杆24一端连接，所述第三托架杆24另一端通过转动副22与工作台28连接。

对照图1、图3、图4、图5，所述第一伺服电动缸12的缸体端通过转动副10与支撑杆9连接，第一伺服电动缸12的推杆端通过转动副13与第一托架杆11连接。

对照图1、图4，所述第二伺服电动缸16的缸体端通过转动副15与第一托架杆11连接，第二伺服电动缸16的推杆端通过转动副17与第二托架杆18连接。

对照图1、图4，所述第三伺服电动缸20的缸体端通过转动副19与第二托架杆18连接，第三伺服电动缸20的推杆端通过转动副21与第三托架杆24连接。

对照图1、图4、图5、图6，所述第四伺服电动缸26的缸体端通过转动副25与第三托架杆24连接，第四伺服电动缸26的推杆端通过转动副27与工作台28连接。

对照图1、图4、图7、图8、图9，一方面，托架运动链结构简单，各托架杆的结构参数相同，且采用串联形式连接，各伺服电动缸和托架杆的连接均采用转动副连接，不仅便于拆卸、维护，而且便于通过增加或者减少托架杆的数量，进一步提高或者降低该串联结构式轻型垂直升降台的可达高度；另一方面，相比现有液压式升降台，利用伺服电动缸取代了液压缸，不仅机械效率高，具有更环保，更节能，更干净的优点，而且很容易与PLC等控制系统连接，实现垂直升降台高精密运动控制；再有，在伺服电机、伺服电动缸的驱动控制下，所述支撑机构，托架运动链和工作台28构成了三自由度多活动度机构，工作台28可以实现三自由度多活动度运动，通过数控编程控制，可以轻易实现水平小距离移动。

对照图1、图4、图7、图8、图9，串联结构式轻型垂直升降台具有可靠性高、维护保养成本低、智能化程度高、动态响应快、举升精度高等特点，既能实现垂直升降作业，又能实现短距离内水平移动作业，能适用于以垂直输送轻型货物、人员为主，水平短距离移动为辅的数字化车间、智能物流仓库等场合使用。