本发明涉及机械起重技术领域，具体为一种新型的超大负载剪式升降平台。
背景技术：
升降平台是一种特殊类型的设备，通常用于工业和军事目的的重载垂直升降和高度调节。可用于医疗升降床，病人轮椅，机器人底板，起重车辆，也可作为测量设备和方位对准装置的可变高度平台。基于剪刀式的升降平台具有较大的折叠比，结构紧凑，承载能力强，能够自锁，顶板较大等特点。然而，现有的剪刀式的提升装置大多都是基于单个丝杠的驱动装置，需要耗费很大的力来驱动整个机构，这样的升降平台结构非常不利于手动操作或需大功率电机控制。
三臂式升降平台可用于手动或电动操作，具有更好的稳定性和更高的工作效率，但是，少数的几个臂杆承载能力有限，不能满足超大负载时的工作需求，考虑使用多个三臂式单元支撑升降平台工作。
技术实现要素：
为解决现有技术存在的问题，本发明提出一种超大负载剪式升降平台，可用于手动或电动操作，具有更好的稳定性和、更高的工作效率以及超大的负载能力。
本发明的技术方案为：
所述一种超大负载剪式升降平台，包括顶板、底板，其特征在于：还包括动力机构、一个中央传动机构和三个三臂式支撑单元；
所述中央传动机构包括两个六角形环和六个斜齿轮；两个六角形环同轴嵌套组装，并将六个斜齿轮夹持在两个六角形环之间，六角形环的每个边对应一个斜齿轮，相邻的斜齿轮相互啮合；
三个三臂式支撑单元中的各自一根丝杆分别穿过中央传动机构外侧六角形环中间隔分布的三个边，并与中央传动机构六个斜齿轮中间隔分布的三个斜齿轮对应同轴固定连接，丝杠与外侧六角形环间隙配合；中央传动机构的其余三个斜齿轮中，一个斜齿轮由穿过外侧六角形环的动力机构驱动转动，另外两个斜齿轮为传动齿轮，所述传动齿轮通过穿过内侧六角形环的销钉轴向固定；
所述三臂式支撑单元包括一个传动机构和三根丝杠；
所述传动机构包括两个六角形环和六个斜齿轮；两个六角形环同轴嵌套组装，并将六个斜齿轮夹持在两个六角形环之间，六角形环的每个边对应一个斜齿轮，相邻的斜齿轮相互啮合；
三臂式支撑单元的三根丝杠分别穿过自身对应的传动机构外侧六角形环中间隔分布的三个边，并与传动机构六个斜齿轮中间隔分布的三个斜齿轮对应同轴固定连接，丝杠与外侧六角形环间隙配合；传动机构的其余三个斜齿轮为传动齿轮，通过穿过内侧六角形环的销钉轴向固定；
在同一三臂式支撑单元的三根丝杠上，分别安装有一个肘形支架；所述肘形支架与丝杠螺纹配合，当三根丝杠转动时，三个肘形支架同步向外或向内移动；且三个肘形支架处于以所属三臂式支撑单元中心为圆心的同一圆周上；
肘形支架上部通过上臂连杆与顶板连接，肘形支架下部通过下臂连杆与底板连接；上臂连杆两端与肘形支架和顶板均为铰链配合，下臂连杆两端与肘形支架和底板均为铰链配合；
与中央传动机构相连的三根丝杠上安装的肘形支架处于以中央传动机构中心为圆心的同一圆周上，且该三个肘形支架也是同步向外或向内移动。
进一步的优选方案，所述一种超大负载剪式升降平台，其特征在于：
所述中央传动机构包括六边形壳体和六个锥齿轮；
所述中央传动机构的六边形壳体分为对称的上半壳体和下半壳体；上、下半壳体通过壳体边缘的螺栓紧固成一个密封整体；六边形壳体包括六边形内环、六边形外环以及中间夹持区域；六边形内环的六个面与六边形外环的六个面对应平行；六边形外环的三个相间隔的面以及另三个相间隔的面中的一个面中心开有通孔；
所述中央传动机构的六个锥齿轮布置在六边形内环与六边形外环之间的中间夹持区域，每个锥齿轮对应六边形壳体的一个面；六个锥齿轮依次相互啮合，六个锥齿轮的旋转轴相交于一点，且六个锥齿轮具有相同数量的齿数和模数，相邻两个锥齿轮的轴夹角为60°；
所述中央传动机构的六个锥齿轮中，三个相间隔分布的锥齿轮外端面分别与三个三臂式支撑单元中的各自一根丝杆同轴固定连接，且内端面有同轴的圆柱凸起，另外三个相间隔分布的锥齿轮中，一个锥齿轮外端面与动力机构输入轴同轴连接，内端面有同轴的圆柱凸起，其余两个锥齿轮的内外端面均有同轴的圆柱凸起；
所述中央传动机构的六个锥齿轮中，与丝杆同轴固连的三个锥齿轮，以及与动力机构输入轴同轴连接的锥齿轮布置在六边形壳体中面中心开有通孔的四个外环面对应的中间夹持区域内，丝杆以及动力机构输入轴从面中心的通孔伸出；
所述中央传动机构的六个锥齿轮中，每个锥齿轮的内外两端加装有推力轴承。
进一步的优选方案，所述一种超大负载剪式升降平台，其特征在于：
所述传动机构包括六边形壳体和六个锥齿轮；
所述传动机构的六边形壳体分为对称的上半壳体和下半壳体；上、下半壳体通过壳体边缘的螺栓紧固成一个密封整体；六边形壳体包括六边形内环、六边形外环以及中间夹持区域；六边形内环的六个面与六边形外环的六个面对应平行；六边形外环的三个相间隔的面的面中心开有通孔；
所述传动机构的六个锥齿轮布置在六边形内环与六边形外环之间的中间夹持区域，每个锥齿轮对应六边形壳体的一个面；六个锥齿轮依次相互啮合，六个锥齿轮的旋转轴相交于一点，且六个锥齿轮具有相同数量的齿数和模数，相邻两个锥齿轮的轴夹角为60°；
所述传动机构的六个锥齿轮中，三个相间隔分布的锥齿轮外端面分别与自身所属三臂式支撑单元的三根丝杠同轴固定连接，且内端面有同轴的圆柱凸起，另外三个相间隔分布的锥齿轮的内外端面均有同轴的圆柱凸起；
所述传动机构的六个锥齿轮中，与丝杆同轴固连的三个锥齿轮布置在六边形壳体中面中心开有通孔的三个外环面对应的中间夹持区域内，丝杆从面中心的通孔伸出；
所述传动机构的六个锥齿轮中，每个锥齿轮的内外两端加装有推力轴承。
进一步的优选方案，所述一种超大负载剪式升降平台，其特征在于：对于两端分别为丝杠和圆柱凸起的锥齿轮，内外两端的推力轴承分别套装在圆柱凸起和丝杠上；对于两端均为圆柱凸起的锥齿轮，内外两端的推力轴承分别套装在两端的圆柱凸起上；对于两端分别为圆柱凸起和动力机构输入轴的锥齿轮，内外两端的推力轴承分别套装在圆柱凸起和输入轴上。
进一步的优选方案，所述一种超大负载剪式升降平台，其特征在于：六边形内环的六个外侧面中心开有半圆槽；六边形外环的六个内侧面中心开有半圆槽；每个锥齿轮内端的推力轴承安装在六边形内环外侧面中心半圆槽内，外端的推力轴承安装在六边形外环内侧面中心半圆槽内。
进一步的优选方案，所述一种超大负载剪式升降平台，其特征在于：锥齿轮采用直齿锥齿轮或圆弧齿锥齿轮。
进一步的优选方案，所述一种超大负载剪式升降平台，其特征在于：顶板顶面以及底板底面布置有凹槽；所述凹槽分布形状为同心圆形或螺旋形。
进一步的优选方案，所述一种超大负载剪式升降平台，其特征在于：顶板和底板的形状为圆形、三角形或星形。
进一步的优选方案，所述一种超大负载剪式升降平台，其特征在于：所有运动部件之间均填充润滑剂，以减小摩擦，保证装置平稳运行。
有益效果
在上述超大负载剪式升降平台中，与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1.本发明中，负载的重量分给三个三臂式支撑单元的九个臂共同承载，每个臂分担到的载荷小，有利于平台提升或支撑超大负载。
2.平台面积大，可以承载更大体积的物体。
3.与常规齿轮相比，锥齿轮具有更大的弹性和强度。
4.本发明具有液压和气动平台所没有的自锁能力，能够很好的防止负载漂移。
5.现有的基于剪刀式的平台不能实现臂杆的完全折叠，但在本发明中可以实现，在完全升起的条件下，丝杠不承受任何负载，仅起到自锁作用。
6.本发明较宽的底座为机构提高了稳定性，并有助于在泥沙和沙质等不平坦表面提升载荷。本平台可作为测量设备(如经纬仪)，方位对准装置(基于陀螺仪，基于光学的军事应用等)，适用于手动操作或可变高度的现场应用，可用作水平调准设备或类似于汽车用于提升的千斤顶，也可应用于其它军事工作。
7.顶板和底版设计成圆形、三角形和星形等多种不同形状，以便在不同的应用中使用本发明。
8.本发明可以通过电机提供平稳可控的升降功能。
9、齿轮组外部壳体分为上、下两个相同的部分，上、下壳体通过六个螺栓紧固成一个整体，解决了锥齿轮及其组件的安装问题。
10、锥齿轮夹持在两个推力轴承之间，齿轮与壳体间的滑动摩擦变为滚动摩擦，减轻了齿轮的负载。
11、当中央传动机构以及三个三臂式支撑单元的传动机构承受拉伸和压缩负载时，推力轴承承受所有力，确保了锥齿轮的平稳运行。
12、所有运动部件之间填充了润滑剂，良好的润滑效果保证了装置平稳运行。润滑能提高齿轮的耐久性。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本发明的主视图。
图2是顶板1a和底板1b的结构示意图。
图3是动力机构、一个中央传动机构和三个三臂式支撑单元的俯视图；
图4是动力机构、一个中央传动机构和三个三臂式支撑单元的立体图。
图5是动力机构、一个中央传动机构和三个三臂式支撑单元的内部示意图。
图6是包括中央传动机构的内部示意图。
图7是三臂式支撑单元示意图。
具体实施方式
本发明提出的超大负载剪式升降平台包括由三个三臂式支撑单元支撑的顶板和底板。顶板和底板具有相同的尺寸和形状。设计顶板和底板外表面上具有螺旋图案以增大与地面和提升表面的牵引力和摩擦力。对于顶板和底板的形状，可以采用圆形、三角形和星形等多个设计。
顶板和底板均具有三组铰链接触点用来连接平板和臂杆，每组铰接接触点用于相应的三臂式支撑单元与板的连接。每个三臂式支撑单元都对应具有三个臂杆，每个臂杆由上下两个连杆组成，上臂连杆将顶板连接到肘形支架的上槽，下臂连杆将肘形支架的下槽连接到底板。平台顶部的载荷由三个三臂式支撑单元的臂杆和肘部支架承载。臂杆可以通过折叠形成剪刀式运动，负责升降平台。
此外，三臂式支撑单元的三个肘形支架通过螺纹传动沿丝杠滑动，相应丝杆连接到三臂式支撑单元的传动机构中相应的主动齿轮上。三个主动齿轮在传动机构中间隔120°放置，形成y形结构。当动力输入齿轮旋转时，其它两个主动齿轮也同时围绕它们各自的轴线旋转，使得肘形支架沿螺旋轴进行水平运动。
中央传动机构对应的三个丝杠传动主动齿轮分别与三个三臂式支撑单元的动力输入齿轮同轴固定连接。三个三臂式支撑单元在中央传动机构周围呈正三角形分布。当中央传动机构的动力输入齿轮被驱动时，三个三臂式支撑单元的动力输入齿轮随之旋转。
三臂式支撑单元的传动机构和中央传动机构都包括六个锥齿轮组件和外部上下壳体。六个锥齿轮夹在中间六边形空间内。壳体上设计有相隔120°的三个孔，三个丝杠可穿过孔连接到齿轮上，中央传动机构的动力输入齿轮的螺旋轴可穿过孔与外部动力源连接。
齿轮组件包括六个锥齿轮，部分齿轮负责主动地传递动力，或者负责外部动力输入，称为主动齿轮。其它齿轮仅起到传动能量的作用，称为被动齿轮。三臂式支撑单元的传动机构有三个主动齿轮和三个被动齿轮，主动齿轮和被动齿轮均呈120°y形分布。中央传动机构有四个主动齿轮和两个被动齿轮，其中三个主动齿轮相对位置呈120°y形分布，另一个主动齿轮负责外部动力输入。
此外，当中央传动机构的动力输入主动齿轮通过手动或电动进行逆时针旋转时，三个三臂式支撑单元的动力输入齿轮将同时围绕其轴线顺时针旋转，所有三臂式支撑单元的丝杠传动齿轮将同时逆时针旋转。超大负载剪式升降平台的基本思想就是将单个旋转运动转换为多个旋转运动，再分别将这多个旋转运动均转换为平移运动，多个单元产生同步的升降运动。当平台需要手动操作时，操作者可以将中央传动机构的动力输入主动齿轮的螺旋轴连接到外部手柄上，通过旋转手柄来控制升降平台。如果需要使用电力控制，可以安装符合电源和功率要求的电机。
基于上述原理，下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
如图1,2和7所示，本实施例中的超大负载剪式升降平台，包括顶板1a，底板1b，动力机构13，一个中央传动机构3d和三个三臂式支撑单元(2a,2b和2c)。每个三臂式支撑单元连接到顶板和底板的对应区域。
三臂式支撑单元对应通过三个臂杆支撑顶板1a和底板1b，每个臂杆都由上下两个连杆和连接它们的肘形支架构成，上臂连杆3a,3b和3c分别固定在顶板1a的槽1a,1b和1c上，下臂连杆5a,5b和5c分别固定在底板1b的槽1a,1b和1c处,连杆的另一侧连接到中间的肘形支架4a,4b和4c上，连杆与板和肘形支架均用销2连接。从而形成臂杆。平台顶板载荷由十八个臂承载和九个肘形支架承载。臂由上下臂连杆和中间的肘形支架组成，臂杆可以绕肘行支架进行折叠，作升降平台的剪刀式运动。
如图1,3所示，三臂式支撑单元2a,2b和2c的传动机构3a,3b和3c通过丝杠6a连接到中央传动机构3d上。三臂式支撑单元的传动机构的结构和组成是相同的，因此只描述其中一个传动机构：
丝杠6a,6b和6c分别与三个肘形支架4a,4b和4c通过螺纹连接。三个丝杠(6a,6b和6c)的尾端分别连接到传动机构内部的锥齿轮(9a,9b和9c)上，在传动机构中相对120°放置形成y形结构。当动力被施加到齿轮组件时，三个主动齿轮同时围绕它们各自的轴线旋转，使得肘形支架在丝杠上作水平向外或向内滑动，从而产生平台的升降运动。
如图4,5所示，传动机构齿轮组外部壳体分成上、下两个相同的部分。下壳体10a和上壳体10b的六个螺纹孔处分别用螺栓11固定连接；螺栓穿过上壳体10b并拧入下壳体10a一定深度。上、下半壳体(10b和10a)形成中央传动机构的外壳，使内部齿轮组件远离污垢、潮湿和意外损坏。壳体内部齿轮组包括六个锥齿轮组件。六个锥齿轮8a,9a,8b,9b,8c和9c依次啮合。间隔分布的三个主动齿轮9a,9b和9c分别连接到丝杠6a,6b和6c，三个被动齿轮8a,8b和8c啮合在主动齿轮中间负责传递动力。
如图4,5和6所示，中央传动机构3d的结构与三臂式支撑单元的传动机构结构类似。六个锥齿轮8a,7a,8b,7b,8c和7c依次啮合。间隔分布的三个主动齿轮7a,7b和7c通过丝杠6a与三个三臂式支撑单元的传动机构(3a,3b和3c)连接。两个被动齿轮8a,8b分别啮合在主动齿轮7a,7c和7a,7b之间。主动齿轮8c啮合在主动齿轮7b,7c之间，与外部电机13同轴连接。
如图6,7所示，所有锥齿轮两侧均加装推力轴承12，安装在壳体内部两侧的u型槽中。引入推力轴承使滑动摩擦变为滚动摩擦。当齿轮组受拉伸和压缩负载时，这些推力轴承也将承受力。此外，在所有运动部件之间填充润滑剂以减小摩擦，保证装置平稳运行。
如图6,7所示，当中央传动机构对应的外部动力输入主动齿轮8c通过电动逆时针旋转时，三个主动齿轮7a,7b和7c同时围绕其轴线顺时针旋转，丝杠6a随之顺时针旋转，三臂式单元的另外两个丝杠6b,6c也同步顺时针旋转。当平台需要进行电动控制时，将电机13安装到中央控制单元上，所用电机应符合电源和功率设计要求。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。