專(zhuān)利名稱(chēng)：撐桿式小型升降臺(tái)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種小型機(jī)器人用的升降工作臺(tái)，特別是一種通過(guò)撐桿機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)升降及回轉(zhuǎn)的裝置。
背景技術(shù)：
小型機(jī)器人上的升降臺(tái)一般有以下幾種1、垂直升降式，一般采用螺桿旋轉(zhuǎn)來(lái)控制高度，可以分成多節(jié)實(shí)現(xiàn)較大范圍的升降，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，應(yīng)用也比較廣泛。2、剪叉式，通過(guò)多桿剪叉連接形式實(shí)現(xiàn)折疊于展開(kāi)，結(jié)構(gòu)穩(wěn)固，平臺(tái)面積比較大。第一、二種類(lèi)型的缺點(diǎn)是只能實(shí)現(xiàn)一維方向變動(dòng)，要求的升降高度不大時(shí)顯得比較笨重，且必須垂直安裝，布置不夠靈活，要高速舉升時(shí)需配用大功率電機(jī)。后者還有收起狀態(tài)所占用體積比較大的問(wèn)題，不利于小型機(jī)器人有限空間內(nèi)的安裝。3、擺臂式，通過(guò)一到三節(jié)擺臂和安裝于關(guān)節(jié)處的電機(jī)實(shí)現(xiàn)收放，可作一定范圍的舉升和擺動(dòng)，自由度比較大，是目前常見(jiàn)的一種應(yīng)用方式。但這種方式要求關(guān)節(jié)處的電機(jī)能輸出較大的轉(zhuǎn)矩，這就必須配置大減速比減速器和使用大功率電動(dòng)機(jī)，由于此處零件的受力很大，傳動(dòng)部分也因此比較笨重。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有小型機(jī)器人升降臺(tái)技術(shù)所存在的上述不足，提供一種具有微小驅(qū)動(dòng)功率，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單重量輕的撐桿式升降工作臺(tái)，旨在改善現(xiàn)有小型升降臺(tái)的能量消耗和減輕重量。小型機(jī)器人采用該升降臺(tái)不僅具有大范圍的自由度、舉升速度快還將會(huì)具有更低的能量消耗和相對(duì)較輕的重量。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為一種撐桿式小型升降臺(tái)，包括固定基座、活動(dòng)基座、載臺(tái)、可調(diào)撐桿、固定撐桿，舉升電機(jī)、助力彈簧和回轉(zhuǎn)電機(jī)，其特征在于載臺(tái)與活動(dòng)基座之間通過(guò)可調(diào)撐桿和固定撐桿相鉸接而形成一個(gè)平行四桿機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)可以在 0-180°范圍內(nèi)作擺動(dòng)。所述可調(diào)撐桿為一長(zhǎng)度可控的動(dòng)力件，用于調(diào)整載臺(tái)的俯仰角；所述固定撐桿可以為兩根單獨(dú)的撐桿，也可以由兩根撐桿固連在一起的整體結(jié)構(gòu)來(lái)代替；活動(dòng)基座與固定撐桿的一個(gè)鉸接處設(shè)有蝸輪蝸桿副舉升電機(jī)；助力彈簧的一端鉸接于活動(dòng)基座的交接銷(xiāo)上，另一端鉸接于固定撐桿中段的固定撐桿鉸接銷(xiāo)上，助力彈簧采用推力彈簧時(shí)，鉸接銷(xiāo)的位置在活動(dòng)基座與固定撐桿的鉸接處的下方，助力彈簧采用拉力彈簧時(shí)，鉸接銷(xiāo)的位置在活動(dòng)基座與固定撐桿的鉸接處的上方；對(duì)重量控制要求高時(shí)所述助力彈簧還可以采用螺旋式壓簧或拉簧以減輕機(jī)構(gòu)重量；所述回轉(zhuǎn)電機(jī)安裝在活動(dòng)基座上可隨活動(dòng)基座一起轉(zhuǎn)動(dòng)，所述固定基座用于安裝活動(dòng)基座和承載撐桿等上部重量，同時(shí)也是整體安裝在機(jī)器人上的固定基腳。裝用本發(fā)明的機(jī)器人車(chē)輛，可以用微小驅(qū)動(dòng)功率實(shí)現(xiàn)載臺(tái)的舉升和放落，并在全過(guò)程中可保持相對(duì)地面角度不變，也可在任意位置隨時(shí)調(diào)整俯仰角、回轉(zhuǎn)角等。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)和效果1、助力彈簧的使用大幅度減輕了舉升電機(jī)的負(fù)荷，根據(jù)載荷質(zhì)量合理配置好的助力彈簧能使舉升電機(jī)的載荷接近于最低值，因而可以用最小的功耗來(lái)實(shí)現(xiàn)舉升，全范圍內(nèi)舉升電機(jī)所起的主要是定位作用；2、可調(diào)撐桿將上部載臺(tái)的俯仰角調(diào)整下移到底部，減輕了上部重量，從而減小了舉升載荷，降低了舉升能耗；3、平行四桿機(jī)構(gòu)使載臺(tái)的俯仰角得以保持而不需要隨舉升不斷進(jìn)行跟蹤調(diào)整， 簡(jiǎn)化了控制，也降低了能耗；4、撐桿加助力結(jié)構(gòu)，桿件根部傳動(dòng)部件受力較小，因而整體重
量較輕。


圖1是本發(fā)明撐桿式小型升降臺(tái)結(jié)構(gòu)示意圖。圖2所示是本發(fā)明工作過(guò)程中某舉升位置的示意圖。圖3是固定基座內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖，詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。參見(jiàn)圖1，本發(fā)明撐桿式小型升降臺(tái)包括一個(gè)用于安裝的固定基座1、可回轉(zhuǎn)的活動(dòng)基座2和用于裝載設(shè)備的載臺(tái)6、一根可調(diào)撐桿3和兩根固定撐桿5、7的兩端分別與活動(dòng)基座2和載臺(tái)6相鉸接，舉升電機(jī)8的輸出軸與固定撐桿7下端轉(zhuǎn)軸相連、助力彈簧4 (此實(shí)施例的助力彈簧為推力彈簧)一端鉸接支撐在活動(dòng)基座鉸接銷(xiāo)10的下方，另一端鉸接于固定撐桿5中段的固定撐桿鉸接銷(xiāo)11上，回轉(zhuǎn)電機(jī)9垂直安裝在活動(dòng)基座2上，其軸裝有齒輪并伸入基座內(nèi)與固定基座1里的齒圈相嚙合。所述固定基座1外部一周設(shè)有安裝螺孔，其中心有一個(gè)轉(zhuǎn)軸孔，與轉(zhuǎn)軸孔同軸設(shè)有一個(gè)固定齒圈參見(jiàn)圖3。所述活動(dòng)基座2安裝于固定基座1上，可繞固定基座1的中心孔旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)的是回轉(zhuǎn)電機(jī)9。所述可調(diào)撐桿3的下段內(nèi)部裝有減速電機(jī)，其輸出軸為一根絲桿，與絲桿相配合的是上段的帶螺紋套管，當(dāng)可調(diào)撐桿3兩端固定后轉(zhuǎn)動(dòng)絲桿可以改變整個(gè)撐桿的長(zhǎng)度，對(duì)載臺(tái)6而言，通過(guò)調(diào)整可調(diào)撐桿3的長(zhǎng)度就可以改變載臺(tái)6的俯仰角。所述助力彈簧4在本實(shí)施例中為一根工業(yè)化生產(chǎn)的推力氣彈簧，必要時(shí)也可采用普通螺旋彈簧。此彈簧也可以用拉伸彈簧代替，但其下端支座需移動(dòng)到固定撐桿5鉸接軸中心的上部。所述舉升電機(jī)8是一個(gè)帶有蝸輪蝸桿副的減速電機(jī)，其渦輪軸與固定撐桿7下端轉(zhuǎn)軸同軸并固連。所述回轉(zhuǎn)電機(jī)9是一個(gè)帶齒輪輸出的減速電機(jī)。參見(jiàn)圖2，當(dāng)舉升電機(jī)8通電工作時(shí)(假設(shè)為上升)，電機(jī)通過(guò)蝸桿帶動(dòng)渦輪旋轉(zhuǎn)， 與渦輪固連的固定撐桿7將向上擺動(dòng)，由于可調(diào)撐桿3、固定撐桿5、7與活動(dòng)基座2、載臺(tái)6 構(gòu)成一個(gè)平行四桿機(jī)構(gòu)(設(shè)此時(shí)可調(diào)撐桿3的長(zhǎng)度與固定撐桿5、7 —致)，則載臺(tái)6與水平面的角度將保持不變；載臺(tái)6在某高度時(shí)需要調(diào)整俯仰角，可通過(guò)調(diào)節(jié)可調(diào)撐桿3的長(zhǎng)度來(lái)實(shí)現(xiàn)，可調(diào)撐桿3加長(zhǎng)為仰角，縮短為俯角。安裝于固定撐桿5上的助力彈簧4由于其下支點(diǎn)回轉(zhuǎn)中心位于固定撐桿5轉(zhuǎn)軸中心的下方，這使固定撐桿5擺動(dòng)在不等于90°的范圍內(nèi)均能得到向上的輔助轉(zhuǎn)矩，且轉(zhuǎn)矩在0°和180°時(shí)最大，與需求相符合起到了助力的作用。顯然只要根據(jù)載臺(tái)6上所載質(zhì)量合理配置助力彈簧4的彈力，可以使驅(qū)動(dòng)載臺(tái)6的舉升力降到最小。回轉(zhuǎn)電機(jī)9通電工作時(shí)將通過(guò)齒輪帶動(dòng)活動(dòng)基座2繞固定基座1中心孔作回轉(zhuǎn)，此回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)與上述擺動(dòng)合成將使載臺(tái)6可以在一個(gè)以撐桿長(zhǎng)度為半徑的半球狀曲面間內(nèi)活動(dòng)。 應(yīng)該理解到的是上述實(shí)施例只是對(duì)本發(fā)明的說(shuō)明，而不是對(duì)本發(fā)明的限制，任何不超出本發(fā)明實(shí)質(zhì)精神范圍內(nèi)的發(fā)明創(chuàng)造，均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種撐桿式小型升降臺(tái)，其特征在于，包括固定基座(1)、活動(dòng)基座(2)、載臺(tái)(6)、可調(diào)撐桿(3)、固定撐桿、舉升電機(jī)(8)、助力彈簧(4)和回轉(zhuǎn)電機(jī)(9)，其中，載臺(tái)(6)和活動(dòng)基座( 之間通過(guò)與固定撐桿、可調(diào)撐桿(3)的鉸接形成一個(gè)平行四桿機(jī)構(gòu)，可在0-180° 范圍內(nèi)作擺動(dòng)，活動(dòng)基座(2)與固定撐桿的一個(gè)鉸接處設(shè)有舉升電機(jī)(8)，助力彈簧(4)安裝在固定撐桿與活動(dòng)基座(2)之間，回轉(zhuǎn)電機(jī)(9)安裝在活動(dòng)基座(2)上，活動(dòng)基座(2)安裝在固定基座(1)上，回轉(zhuǎn)電機(jī)(9 )帶動(dòng)活動(dòng)基座(2 )繞固定基座(1)中心孔轉(zhuǎn)動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的撐桿式小型升降臺(tái)，其特征在于所述可調(diào)撐桿(3)可以采用電動(dòng)、液壓或氣動(dòng)等方式來(lái)驅(qū)動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的撐桿式小型升降臺(tái)，其特征在于助力彈簧(4)可采用推力或拉力氣彈簧，也可以采用螺旋式壓簧或拉簧。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的撐桿式小型升降臺(tái)，其特征在于所述固定撐桿可以為兩根單獨(dú)的撐桿(5、7)，也可以由兩根撐桿固連在一起的整體結(jié)構(gòu)來(lái)代替。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的撐桿式小型升降臺(tái)，其特征在于所述固定基座(1)和活動(dòng)基座(2)之間采用同軸聯(lián)接，回轉(zhuǎn)電機(jī)垂直安裝在活動(dòng)基座上并通過(guò)齒輪與固定基座(1)內(nèi)的齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相嚙合。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的撐桿式小型升降臺(tái)，其特征在于助力彈簧(4)的一端鉸接于活動(dòng)基座(2)的交接銷(xiāo)(10)上，另一端鉸接于固定撐桿(5)中段的固定撐桿鉸接銷(xiāo)(11)上， 助力彈簧(4)采用推力彈簧時(shí)，鉸接銷(xiāo)(10)的位置在活動(dòng)基座(2)與固定撐桿的鉸接處的下方，助力彈簧(4)采用拉力彈簧時(shí)，鉸接銷(xiāo)(10)的位置在活動(dòng)基座(2)與固定撐桿的鉸接處的上方。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的撐桿式小型升降臺(tái)，其特征在于固定基座(1)外部一周設(shè)有安裝螺孔，其中心有一個(gè)轉(zhuǎn)軸孔，與轉(zhuǎn)軸孔同軸設(shè)有一個(gè)固定齒圈。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的撐桿式小型升降臺(tái)，其特征在于舉升電機(jī)(8)是一個(gè)帶有蝸輪蝸桿副的減速電機(jī)，其渦輪軸與固定撐桿(7)下端轉(zhuǎn)軸同軸并固連。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種撐桿式小型升降臺(tái)包括一個(gè)用于安裝的固定基座、可回轉(zhuǎn)的活動(dòng)基座和用于裝載設(shè)備的載臺(tái)、一根可調(diào)撐桿和兩根固定撐桿的兩端分別與活動(dòng)基座和載臺(tái)相鉸接，舉升電機(jī)的輸出軸與固定撐桿下端轉(zhuǎn)軸相連、助力彈簧一端鉸接支撐在活動(dòng)基座鉸接銷(xiāo)上，另一端鉸支于固定撐桿中段的鉸接銷(xiāo)上，回轉(zhuǎn)電機(jī)垂直安裝在活動(dòng)基座上，其軸裝有齒輪并伸入基座內(nèi)與固定基座里的齒圈相嚙合。裝用本發(fā)明的機(jī)器人車(chē)輛，可以用微小驅(qū)動(dòng)功率實(shí)現(xiàn)載臺(tái)的舉升和放落，并在全過(guò)程中可保持相對(duì)地面角度不變，也可在任意位置隨時(shí)調(diào)整俯仰角、回轉(zhuǎn)角等。
文檔編號(hào)B66F7/00GK102295246SQ20111022103
公開(kāi)日2011年12月28日 申請(qǐng)日期2011年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月3日
發(fā)明者唐振民, 張浩峰, 朱健聲, 朱凱, 董宏林, 趙春霞 申請(qǐng)人:南京理工大學(xué)