一种螺旋升降装置的制作方法

本发明涉及升降平台技术领域，具体讲是一种螺旋升降装置。

背景技术：

目前市场上的升降平台有很多种类，比如采用液压升降的，由于受结构限制，能上升的高度有局限性，且正常收缩状态，外形体积较大，结构复杂，易产生泄露且携带非常困难。

目前还有一种螺旋式升降机构及应用该升降机构的升降装置，螺旋带安装在螺旋带仓内，螺旋带仓置于支架内，支架安装在底座上。内轴与底座互相保持滑动运动状态，传动机构通过内轴齿轮驱动内轴以其自身轴线水平转动；内轴上安装有排轮，排轮随内轴、内轴齿轮，在传动单元的驱动时，可以左右旋转，以驱动螺旋带做轴向连续拉开和闭合。示，盘带安装在盘带仓内，盘带仓底部连接螺旋带仓，盘带仓顶部设有盘带仓盖、定位罩，与它们保持滑动运动状态。盘带仓在传动单元的驱动时，可以正反旋转，带动盘带做其内、外轴向连续拉开和收紧。在传动单元的驱动时，排轮、盘带，进行同步正反旋转；螺旋带可以轴向撑开和闭合，盘带可以径向缠绕和撑开，当正旋转时，螺旋带在排轮作用下撑开，盘带逐步沿内轴缠绕并镶嵌于螺旋带已展开的空间中，从而支撑升降平台逐步上升；当反旋转时，盘带逐渐回收至盘带仓，螺旋带展开的部分渐次汇拢，收纳于螺旋带仓内，升降平台随之下降。

以上这种结构的升降装置有以下缺点：1、升降装置的导向采用的排轮是由多个大的轮子制成，轮子和盘带宽度相同，螺旋带在升高的过程中仅靠排轮，根本无法上升，因为在上升过程中螺旋带会内外及上下窜动，导致其与固定排轮的中间圆柱接触，接触后在螺旋带升降时形成滑动摩擦，使摩擦力急剧升高，从而导致设备失效；同时没有设计防止螺旋带上下窜动的限位，在升降过程中螺旋带是被强制抬起一定角度，因此如果没有在上下方向限位，则无法保证螺旋带能正好与盘带凹陷部位啮合，导致装置失效。2、升降装置主要承受的是向下的压力，承力主要依靠排轮和拉绳单元，无法使用在需要拉力的场合，使用范围窄。3、螺旋带采用凹陷形式，盘带直接镶嵌在螺旋带的凹陷内，这样由于螺旋带具有较高的高度，在未上升状态下，其叠加后就有较高的轴向长度，从而导致整个升降机构的高度较高，给正常的携带和使用带来不便。4、放置螺旋带的内轴是可以旋转的，并且作为驱动轴，内轴带动螺旋带旋转的结构，在实际实施时会导致顶部平台一定角度的随动，导致装置升降过程不平稳，使装置使用场景失效。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是，提供一种对水平带运行平稳且上下有限位、摩擦力小、能承受压力和浮力双向受力的、收缩状态整体高度低的螺旋升降装置。

本发明的技术方案是，提供一种具有以下结构的螺旋升降装置，包括底座、设在底座内的水平带、转动支架、设在转动支架内的竖直带和立柱；所述转动支架位于底座顶部；所述转动支架设有驱动机构，所述转动支架内设有竖直带托盘和圆柱升降基座，所述立柱底部固定在底座的底板上，顶部贯穿底座和转动支架并顶部位于转动支架外，所述圆柱升降基座设在立柱外且底部与转动支架的底板固定，所述竖直带套在圆柱升降基座外，所述水平带套在立柱外且水平带的底部轴向移动限位在立柱上，所述圆柱升降基座上设有水平带与竖直带啮合导向机构，所述圆柱升降基座正向转动带动水平带与竖直带啮合并螺旋上升，所述圆柱升降基座反向转动带动水平带与竖直带分离并螺旋下降。

所述水平带的内端一段与竖直带的顶端一段始终啮合。

所述驱动机构包括相互啮合的蜗杆和蜗轮，所述蜗杆连接在底座的顶部，所述蜗轮固定在转动支架的底部。

所述立柱的顶部外壁与圆柱升降基座的内壁设有深沟球轴承，所述深沟球轴承的顶部设有轴承固定板和卡簧；所述圆柱升降基座的顶部设有轴承盖板且两者之间设有圆锥滚子轴承。

所述啮合导向机构包括若干个固定在圆柱升降基座7上并沿螺旋上升方向分布的用于螺旋线方向导向的第一滚轮轴承、用于限位上下方向的第二滚轮轴承和限位水平带螺旋线运动时的内外蹿动的第三滚轮轴承；所有第一滚轮轴承的顶端与所有第二滚轮轴承的底端之间形成水平带的滑道，所有第一滚轮轴承的顶端与所有第二滚轮轴承的轴线与圆柱升降基座的轴线垂直，所有第三滚轮轴承的轴线与圆柱升降基座7平行且所有第三滚轮轴承的外壁与水平带1的内壁接触。

所述水平带为一条呈螺旋结构且具有弹性，所述竖直带为一条卷簧结构且具有弹性，所述水平带相邻两片贴合，所述竖直带径向卷缩，所述水平带位于竖直带的内部且水平带的顶部与竖直带最内侧的顶部设有啮合导向结构；所述水平带的外侧壁均设有均匀排列的若干凸起；所述竖直带上部设有贯穿内外壁的若干第一通孔，下部设有贯穿内外壁的若干第二通孔；所述水平带驱动竖直带上升时，水平带螺旋上升并带动竖直带螺旋上升，所述竖直带相邻的上带与下带重叠且位于上带的第二通孔与位于下带的第一通孔分别一一对齐，所述水平带上从上到下的每一个凸起按顺序分别穿过对应位置的一组对齐的第二通孔和第一通孔；所述水平带反向驱动竖直带下降时，水平带螺旋下降并带动竖直带螺旋下降，所述竖直带相邻的上带与下带分离，所述水平带上的从下到上的每一个凸起按顺序分别远离对应位置的一组对齐的第二通孔和第一通孔。

所述竖直带相邻的上带与下带重叠是指，所述竖直带的下带的顶部位于上带的底部外侧。

所述第一通孔到竖直带上部边缘的距离与第二通孔到竖直带下部边缘的距离相等。

所述水平带在上升时外径由大变小，在下降时外径由小变大。

所述竖直带上的上部的第一通孔一侧侧边与对应的下部的第二通孔同一侧侧边设有之间间距。

采用以上结构后，本发明具有以下优点：

1、由于采用用于螺旋线方向导向的第一滚轮轴承、用于限位上下方向的第二滚轮轴承和限位水平带螺旋线运动时的内外蹿动的第三滚轮轴承三部分组成，第一滚轮轴承可直接固定在圆柱升降基座上，上下两排支架距离就是竖直带上下两孔的距离，第一滚轮轴承可以增加滑道与水平带之间的接触点，减小接触点与接触点的距离，使运行平稳。第二滚轮轴承，布置在滚道上方，介于滚道上相邻螺栓滚轮轴承之间，刚好的对水平带进行上下限位。同时设置第三滚轮轴承，防止水平带与圆柱升降基座体之间产生滑动摩擦。

2.由于本发明的水平带与竖直带采用啮合结构，即水平带螺旋上升并带动竖直带螺旋上升，所述竖直带相邻的上带与下带重叠且位于上带的第二通孔与位于下带的第一通孔分别一一对齐，所述水平带上从上到下的每一个凸起按顺序分别穿过对应位置的一组对齐的第二通孔和第一通孔，这样可以承受向下的压力同时还可以承受向上的拉力，承力主要靠压缩承重轴承和拉伸承重轴承。两个轴承均采用圆锥滚子轴承，承载能力较强。

3.由于采用的是竖直带上加工两排长条形孔，水平带上加工一定形状的齿，齿宽略小于竖直带的孔宽度，齿长略小于竖直带孔长度，通过一定的计算设计，确定竖直带上下两排孔的错位间距，从而保证水平带的齿可以同时和竖直带相邻两带上带下孔以及下带上孔啮合，最终形成伸缩的承重立柱。

4、再由于所述水平带套在立柱外且水平带的底部轴向移动限位在立柱上，通过轴向移动的限位，避免在水平带在螺旋上升过程中，底部也跟随上升，从而会使整个升降装置的上升时更加平稳。

附图说明

图1为本发明的螺旋升降装置的剖面结构示意图。

图2为本发明的螺旋升降装置的主视结构示意图。

图3为本发明的啮合导向机构的结构示意图。

图4为本发明的水平带与竖直带啮合的立体结构示意图。

图5为本发明的水平带的俯视示意图。

图6为本发明的水平带的主视示意图。

图7为本发明的竖直带的俯视示意图。

图8为本发明的竖直带的主视示意图。

图中所示：

1、水平带，1.1、凸起，2、竖直带，2.1、第一通孔，2.2、第二通孔，2.3、上带，2.4、下带，3、底座，4、转动支架，5、竖直带托盘，6、立柱，7、圆柱升降基座，8、蜗杆，9、蜗轮，10、深沟球轴承，11、轴承盖板，12、圆锥滚子轴承，13、轴承固定板，14、卡簧，15、第一滚轮轴承，16、第二滚轮轴承，17、第三滚轮轴承。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1-3所示，本发明的螺旋升降装置，包括底座3、设在底座3内的水平带1、转动支架4、设在转动支架4内的竖直带2和立柱6；所述转动支架4位于底座3顶部；所述转动支架4设有驱动机构，所述转动支架4内设有竖直带托盘5和圆柱升降基座7，所述立柱6底部固定在底座3的底板上，顶部贯穿底座3和转动支架4并顶部位于转动支架4外，所述圆柱升降基座7设在立柱6外且底部与转动支架4的底板固定，转动支架4带动圆柱升降基座7转动，圆柱升降基座7转动则带动水平带1螺旋上升，所述竖直带2套在圆柱升降基座7外，所述水平带1套在立柱6外且水平带1的底部轴向移动限位在立柱6上，所述圆柱升降基座7上设有水平带1与竖直带2啮合导向机构，所述圆柱升降基座7正向转动带动水平带1与竖直带2啮合并螺旋上升，所述圆柱升降基座7反向转动带动水平带1与竖直带2分离并螺旋下降。

所述水平带1的内端一段与竖直带2的顶端一段始终啮合。

所述驱动机构包括相互啮合的蜗杆8和蜗轮9，所述蜗杆8连接在底座3的顶部，所述蜗轮9固定在转动支架4的底部。

所述立柱6的顶部外壁与圆柱升降基座7的内壁设有深沟球轴承10，所述深沟球轴承10的顶部设有轴承固定板13和卡簧14；所述圆柱升降基座7的顶部设有轴承盖板11且两者之间设有圆锥滚子轴承12。

所述啮合导向机构包括若干个固定在圆柱升降基座7上并沿螺旋上升方向分布的用于螺旋线方向导向的第一滚轮轴承15、用于限位上下方向的第二滚轮轴承16和限位水平带螺旋线运动时的内外蹿动的第三滚轮轴承17；所有第一滚轮轴承15的顶端与所有第二滚轮轴承16的底端之间形成水平带1的滑道，所有第一滚轮轴承15的顶端与所有第二滚轮轴承16的轴线与圆柱升降基座7的轴线垂直，所有第三滚轮轴承17的轴线与圆柱升降基座7平行且所有第三滚轮轴承17的外壁与水平带1的内壁接触。

如图4-8所示，本发明的螺旋升降装置，包括为一条呈螺旋结构且具有弹性的水平带1和呈一条卷簧结构且具有弹性的竖直带2，所述水平带1相邻两片贴合，所述竖直带2径向卷缩，所述水平带1位于竖直带2的内部且水平带1的顶部与竖直带2最内侧的顶部设有啮合导向结构；所述水平带1的外侧壁均设有均匀排列的若干凸起1.1；所述竖直带2上部设有贯穿内外壁的若干第一通孔2.1，下部设有贯穿内外壁的若干第二通孔2.2；所述水平带1驱动竖直带2上升时，水平带1螺旋上升并带动竖直带2螺旋上升，所述竖直带2相邻的上带2.3与下带2.4重叠且位于上带2.3的第二通孔2.2与位于下带2.4的第一通孔2.1分别一一对齐，所述水平带1上的从上到下的每一个凸起1.1按顺序分别穿过对应位置的一组对齐的第二通孔2.2和第一通孔2.1；从顶部的凸起1.1先开始啮合，再不断往下啮合。所述水平带1反向驱动竖直带2下降时，水平带1螺旋下降并带动竖直带2螺旋下降，所述竖直带2相邻的上带2.3与下带2.4分离，所述水平带1上的从下到上的每一个凸起1.1按顺序分别远离对应位置的一组对齐的第二通孔2.2和第一通孔2.1，刚好与上升相反，底部的凸起1.1竖直带2的第二通孔2.2和第一通孔2.1分离，再逐渐往上。

所述竖直带2相邻的上带2.3与下带2.4重叠是指，所述竖直带2的下带2.4的顶部位于上带2.3的底部外侧。所述第一通孔2.1到竖直带2上部边缘的距离与第二通孔2.2到竖直带2下部边缘的距离相等。所述水平带1在上升时外径由大变小，在下降时外径由小变大。所述竖直带2上的上部的第一通孔2.1一侧侧边与对应的下部的第二通孔2.2同一侧侧边设有之间间距。

上升时，蜗杆8被电机带动正转，蜗杆8驱动蜗轮9转动，蜗轮9带动转动支架4正向转动，转动支架4与圆柱升降基座7固定则也驱动圆柱升降基座7也正转，然后圆柱升降基座7带动水平带1正转，水平带1的一端通过啮合导向结构的通道上升，即水平带1沿着第一滚轮轴承15的顶端与第二滚轮轴承16的底端之间形成的滑道螺旋上升，同时顶端的凸起1.1依次嵌入到按顺序分别穿过对应位置的一组对齐的第二通孔2.2和第一通孔2.1内，也就是凸起1.1与第二通孔2.2和第一通孔2.1啮合，啮合后，所述竖直带2的下带2.4的顶部位于上带2.3的底部外侧，也就是通过若干个凸起1.1将竖直带2的下带2.4的顶部的上带2.3的底部采用刚性连接在一起，然后经过不断的啮合最终形成具有一定刚度、强度的圆柱，从而可以实现使物体顶升、提拉、漂浮。

下降时，电机带动蜗杆8反转，带动水平带1反转，水平带11向下螺旋转动，同时水平带11底部的凸起1.1依次从第二通孔2.2和第一通孔2.1中分离，水平带11从下到下逐渐使相邻上片和下片贴合，而竖直带22则往内侧卷缩复位。

水平带1和竖直带2的厚度、材质是影响其承重及升降高度的关键，如水平带1太厚则不容易拉伸需要的驱动力大，整理尺寸增加，太薄则承载力太小，不能满足使用要求；竖直带2因要求具有一定弹性，需要材料具有较好的韧性，同时在满足使用要求的前提下进来薄。因此根据最终的承载大小、升降高度等通过计算才可确定各带的最佳材质及尺寸。

水平带1的齿和竖直带2的上带下孔及下带上孔之间啮合，当升高高度较高，啮合圈数较多时，加工的累积误差可能会导致齿与孔之间无法啮合。解决方法：a、水平带1齿的齿形采用上边与下边成一定比例的梯形。b、齿的中间宽度与孔的长度之间成一定比例。c、齿的厚度与孔的宽度之间形成一定比例。d、加工竖直带2时，每加工至一定数量的孔时进行误差校正，保证孔加工的累积误差不会影响与齿的啮合。