基于差动螺旋传动与摇杆滑块传动的连杆升降及翻转装置

1.一种基于差动螺旋传动与摇杆滑块传动的连杆升降及翻转装置，其特征在于，包括支撑架(1)、进给手轮(2)、差动螺杆(3)、丝杆轴座(4)、左驱动螺母(5)、右驱动螺母(5′)、法兰销轴(6)、轴承组件(7)、顶杆(8)、圆柱定位销(9)、摇杆(10)、连杆(11)、升降滑动导轨(12)、滑块(13)、轴组件(14)、翻转架(15)、翻转连杆(16)、固定销轴(17)、销卡板(18)、限位块(19)、俯仰调节撑杆(20)、调节螺杆(21)，其中：
丝杆轴座(4)、左右两个轴承组件(7)均固定在支撑架(1)上，进给手轮(2)一端连接差动螺杆(3)右侧端面；
差动螺杆(3)中心穿过丝杆轴座(4)，差动螺杆(3)两端头与左右两个轴承组件(7)配合装配，差动螺杆(3)的左右两段螺纹分别旋入左驱动螺母(5)、右驱动螺母(5′)；
左右两个顶杆(8)用法兰销轴(6)分别固定在左驱动螺母(5)、右驱动螺母(5′)上，顶杆(8)与摇杆(10)、摇杆(10)与支撑架(1)、摇杆(10)与连杆(11)分别用圆柱定位销(9)固定；
两个升降滑动导轨(12)分别安装在支撑架(1)左右两侧且位置相同，即滑块(13)与连杆(11)的铰接点连线QQ′与支撑架(1)的底部基面M平行，升降滑动导轨(12)的上台面与滑块(13)的下台面配合装配，轴组件(14)连接滑块(13)与翻转架(15)，翻转连杆(16)一端与翻转架(15)固定，另一端与支撑架(1)用固定销轴(17)与销卡板(18)固定或解脱；
两个限位块(19)固定在支撑架(1)的两头，前后两根俯仰调节撑杆(20)分别固定在滑块(13)前后两个端面，调节螺杆(21)旋入俯仰调节撑杆(20)的中心螺孔，调节螺杆(21)前端面与翻转架(15)的前、后表面接触。
2.根据权利要求1所述的基于差动螺旋传动与摇杆滑块传动的连杆升降及翻转装置，其特征在于，所述差动螺杆(3)左右两段螺纹A、B的螺距分别为P1、P2，P1＝P2，旋向相反。
3.根据权利要求2所述的基于差动螺旋传动与摇杆滑块传动的连杆升降及翻转装置，其特征在于，所述左驱动螺母(5)与右驱动螺母(5′)的内螺纹螺距分别为P3、P4，P3＝P4＝P1＝P2，P3与P1旋向一致，P4与P2旋向一致。
4.根据权利要求1所述的基于差动螺旋传动与摇杆滑块传动的连杆升降及翻转装置，其特征在于，所述轴承组件(7)用于保证差动螺杆转动的同心性及平稳性。
5.根据权利要求1所述的基于差动螺旋传动与摇杆滑块传动的连杆升降及翻转装置，其特征在于，所述圆柱定位销(9)为精密定位元件，用于精确定位顶杆(8)与摇杆(10)、摇杆(10)与支撑架(1)、摇杆(10)与连杆(11)的相对位置。
6.根据权利要求1所述的基于差动螺旋传动与摇杆滑块传动的连杆升降及翻转装置，其特征在于，所述摇杆(10)、连杆(11)、滑块(13)与支撑架(1)组成摇杆滑块机构，摇杆(10)摆动带动滑块(13)沿着升降滑动导轨上下运动。
7.根据权利要求1所述的基于差动螺旋传动与摇杆滑块传动的连杆升降及翻转装置，其特征在于，所述升降滑动导轨(12)为承导件，用于支承和限制滑块运动，使滑块(13)按给定方向做直线运动，升降滑动导轨面的平面度≤0.005mm，导轨面与支撑架侧部基面N的平行度≤0.01mm。
8.根据权利要求1所述的基于差动螺旋传动与摇杆滑块传动的连杆升降及翻转装置，其特征在于，所述滑块(13)、翻转架(15)、翻转连杆(16)与支撑架(1)组成摇杆滑块机构，滑块(13)上下直线运动带动翻转架(15)翻转运动。
9.根据权利要求1所述的基于差动螺旋传动与摇杆滑块传动的连杆升降及翻转装置，其特征在于，所述固定销轴(17)为台阶销轴，用于定位翻转连杆(16)与支撑架(1)的相对位置，限制翻转架(15)的升降运动，使装置进行翻转运动。
10.根据权利要求1所述的基于差动螺旋传动与摇杆滑块传动的连杆升降及翻转装置，其特征在于，所述限位块(19)为限位元件，当翻转架(15)翻转到位时起限位及保护作用。
11.根据权利要求1所述的基于差动螺旋传动与摇杆滑块传动的连杆升降及翻转装置，其特征在于，所述俯仰调节撑杆(20)用于固定翻转架(15)与滑块(13)的相对位置，限制翻转架(15)的翻转运动，使装置进行升降运动。
12.根据权利要求6所述的基于差动螺旋传动与摇杆滑块传动的连杆升降及翻转装置，其特征在于，左摇杆(10)固定支点P与右摇杆(10)固定支点P′的连线与支撑架(1)底部基面M平行。

基于差动螺旋传动与摇杆滑块传动的连杆升降及翻转装置\n技术领域\n[0001] 本发明属于精密机械领域，特别涉及一种基于差动螺旋传动与摇杆滑块传动的连杆升降及翻转装置。\n背景技术\n[0002] 目前升降及翻转装置大多通过不同机械结构分别实现升降与翻转功能，即实现每个功能都需要给予一个主动力，因此存在结构复杂、稳定性差、升降速度慢、操作不便、制造成本高等问题。而在有限空间内，利用差动原理与平面四杆原理集成升降及翻转两种功能且到位稳定自锁的装置未见报道。\n发明内容\n[0003] 为了解决现有技术的问题，本发明的目的是寻求一种能同时快速升降及翻转且到位稳定自锁的装置。\n[0004] 为达成所述目的，本发明提供一种基于差动螺旋传动与摇杆滑块传动的连杆升降及翻转装置，所述装置解决其技术问题所采用的技术方案包括：支撑架、进给手轮、差动螺杆、丝杆轴座、左驱动螺母、右驱动螺母、法兰销轴、轴承组件、顶杆、圆柱定位销、摇杆、连杆、升降滑动导轨、滑块、轴组件、翻转架、翻转连杆、固定销轴、销卡板、限位块、俯仰调节撑杆、调节螺杆，其中：\n[0005] 丝杆轴座、左右两个轴承组件均固定在支撑架上，进给手轮一端连接差动螺杆右侧端面。\n[0006] 差动螺杆中心穿过丝杆轴座，差动螺杆两端头与左右两个轴承组件配合装配，差动螺杆的左右两段螺纹分别旋入左驱动螺母、右驱动螺母。\n[0007] 左右两个顶杆用法兰销轴分别固定在左驱动螺母、右驱动螺母上，顶杆与摇杆、摇杆与支撑架、摇杆与连杆分别用圆柱定位销固定。\n[0008] 两个升降滑动导轨分别安装在支撑架左右两侧且位置相同，即滑块与连杆的铰接点连线QQ′与支撑架的底部基面平行。升降滑动导轨的上台面与滑块的下台面配合装配。轴组件连接滑块与翻转架，翻转连杆一端与翻转架固定，另一端与支撑架用固定销轴与销卡板固定或解脱。\n[0009] 两个限位块固定在支撑架的两头，前后两根俯仰调节撑杆分别固定在滑块前后两个端面，调节螺杆旋入俯仰调节撑杆的中心螺孔，调节螺杆前端面与翻转架的前、后表面接触。\n[0010] 本发明的原理是：通过差动螺旋传动及摇杆滑块运动同时实现装置快速升降及翻转。\n[0011] 本发明与现有技术相比具有如下优点：\n[0012] 1.一套装置同时实现升降与翻转两种功能，结构更紧凑，节省有限空间；\n[0013] 2.装置升降及翻转运动只需摇动同一个进给手轮，操作方便；\n[0014] 3.使用差动螺旋机构，快速进行升降及翻转运动。\n[0015] 4.装置运动到位后自动锁紧，稳定性好。\n附图说明\n[0016] 图1是本发明装置结构图；\n[0017] 图2是本发明升降运动原理示意图；\n[0018] 图3是本发明翻转运动原理示意图；\n[0019] 图4是本发明翻转运动结构图；\n[0020] 图5是本发明固定销轴与销卡板装配示意图。\n[0021] 图中零部件的标号说明：\n[0022] 1.支撑架、         2.进给手轮、       3.差动螺杆、\n[0023] 4.丝杆轴座、       5.左驱动螺母、     5′.右驱动螺母、\n[0024] 6.法兰销轴、       7.轴承组件、       8.顶杆、\n[0025] 9.圆柱定位销、     10.摇杆、          11.连杆、\n[0026] 12.升降滑动导轨、  13.滑块、          14.轴组件、\n[0027] 15.翻转架、\n[0028] 15-1前表面、       15-2后表面、\n[0029] 16.翻转连杆、      17.固定销轴、      18.销卡板、\n[0030] 19.限位块、        20.俯仰调节撑杆、  21.调节螺杆\n[0031] A—差动螺杆左段螺纹；B—差动螺杆右段螺纹；\n[0032] P—左摇杆固定支点；P′—右摇杆固定支点；\n[0033] Q—左滑块与左连杆铰接点；Q′—右滑块与右连杆铰接点；\n[0034] M—支撑架底部基面；M—支撑架侧部基面；\n[0035] R—翻转架与翻转连杆铰接点；\n[0036] 曲线αβ—翻转架与翻转连杆铰接点R的运动轨迹。\n具体实施方式\n[0037] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。\n[0038] 如图1-图5示出本发明连杆升降及翻转的装置，其特征在于它包括支撑架1、进给手轮2、差动螺杆3、丝杆轴座4、左驱动螺母5、右驱动螺母5′、法兰销轴6、轴承组件7、顶杆8、圆柱定位销9、摇杆10、连杆11、升降滑动导轨12、滑块13、轴组件14、翻转架15、翻转连杆16、固定销轴17、销卡板18、限位块19、俯仰调节撑杆20、调节螺杆21，其中：\n[0039] 丝杆轴座4、左右两个轴承组件7均固定在支撑架1上，进给手轮2一端连接差动螺杆3右侧端面。\n[0040] 差动螺杆3中心穿过丝杆轴座4，差动螺杆3两端头与左右两个轴承组件7配合装配，差动螺杆3的左右两段螺纹A、B分别旋入左驱动螺母5、右驱动螺母5′。\n[0041] 左右两个顶杆8用法兰销轴6分别固定在左驱动螺母5、右驱动螺母5′上，顶杆8与摇杆10、摇杆10与支撑架1、摇杆10与连杆11分别用圆柱定位销9固定。\n[0042] 两个升降滑动导轨12分别安装在支撑架1左右两侧且位置相同，即连线QQ′与支撑架1的底部基面M平行。升降滑动导轨12的上台面与滑块13的下台面配合装配。轴组件14连接滑块13与翻转架15，翻转连杆16一端与翻转架15固定，另一端与支撑架用固定销轴17与销卡板18固定或解脱。\n[0043] 两个限位块19固定在支撑架1的两头，前后两根俯仰调节撑杆20分别固定在滑块\n13前后两个端面，调节螺杆21旋入俯仰调节撑杆20的中心螺孔，调节螺杆21前端面与翻转架15的前表面15-1、后表面15-2接触。\n[0044] 所述的支撑架1为焊接件，作为装置升降及翻转运动的固定构件，保证装置运动的平稳性。\n[0045] 所述的差动螺杆3与左驱动螺母5与右驱动螺母5′组成差动螺旋机构。差动螺杆3左右两段螺纹A、B的螺距分别为P1、P2，P1＝P2，旋向相反。左驱动螺母5与右驱动螺母5′内螺纹的螺距分别为P3、P4，P3＝P4＝P1＝P2，P3与P1旋向一致，P4与P2旋向一致。\n[0046] 所述的轴承组件7用于保证差动螺杆3转动的同心性及平稳性。\n[0047] 所述的圆柱定位销9为精密定位元件，用于精确定位顶杆8与摇杆10、摇杆10与支撑架1、摇杆10与连杆11的相对位置。\n[0048] 所述的摇杆10、连杆11、滑块13与支撑架1组成摇杆滑块机构，左摇杆10固定支点P与右摇杆10固定支点P′的连线与支撑架1的底部基面M平行。摇杆10运动时带动滑块13上下直线运动。\n[0049] 所述的升降滑动导轨12为承导件，用于支承和限制滑块13，使滑块13按给定方向做直线运动。升降滑动导轨12导轨面的平面度≤0.005mm，导轨面与支撑架侧部基面N的平行度≤0.01mm。\n[0050] 所述的滑块13、翻转架15、翻转连杆16与支撑架1组成摇杆滑块机构，滑块13上下直线运动带动翻转架15翻转运动。\n[0051] 所述的固定销轴17为台阶销轴，用于定位翻转连杆16与支撑架1的相对位置，限制翻转架15的升降运动，使装置进行翻转运动。\n[0052] 所述的限位块19为限位元件，当翻转架15翻转到位时起限位及保护作用。\n[0053] 所述的俯仰调节撑杆20用于固定翻转架15与滑块13的相对位置，限制翻转架15的翻转运动，使装置进行升降运动。\n[0054] 1.装置翻转运动的实现：\n[0055] 1-1.将前后两根俯仰调节撑杆20从滑块13上取下；同时将翻转连杆10与用固定销轴17定位在支撑架1上。如图5所示，销卡板18卡入固定销轴17的卡口并用螺钉与螺母固定。\n[0056] 1-2.摇动进给手轮2手柄，给予差动螺杆3一个传动力。由于差动螺杆3与左驱动螺母5、右驱动螺母5′组成差动螺旋机构，从而差动螺杆3转动带动左驱动螺母5、右驱动螺母\n5′沿着差动螺杆3轴线方向快速趋近或离开运动。\n[0057] 1-3.左驱动螺母5、右驱动螺母5′运动带动左右两根顶杆8趋近或离开运动。\n[0058] 1-4.由于顶杆8与摇杆10铰接，摇杆10一端固定在支撑架1上，因此顶杆8趋近或离开运动带动摇杆10在一定范围内摆动。\n[0059] 1-5.摇杆10、连杆11、滑块13与支撑架1组成摇杆滑块机构，摇杆10在一定范围内摆动带动滑块13沿着升降滑动导轨12台面一定范围内上下直线运动，升降运动原理如图2所示。\n[0060] 1-6.滑块13、翻转架15、翻转连杆16与支撑架1组成摇杆滑块机构，此时主动力为滑块13的上下直线运动，带动翻转架15旋转运动，即实现装置的翻转。翻转运动原理如图3所示，翻转架15与翻转连杆16铰接点R的运动轨迹如曲线αβ所示。\n[0061] 1-7.如图4所示，当翻转架15翻转到后表面15-2与支撑架1上的限位块19的上端面接触时，装置翻转到位，此时应停止摇动进给手轮2的手柄。由于差动螺旋机构，装置实现稳定自锁。\n[0062] 2.装置升降运动的实现：\n[0063] 2-1.将两根俯仰调节撑杆20分别用螺钉固定在滑块13的前后面，装于俯仰调节撑杆20中间螺纹孔的调节螺杆21顶住翻转架15的两个面15-1、15-2；同时旋出销卡板18的螺钉和螺母，取下销卡板18，将固定销轴17从翻转连杆16孔内拔出，此时翻转连杆16与支撑架\n1脱开。\n[0064] 至此，滑块13、俯仰调节撑杆20与翻转架15构成一个整体。\n[0065] 2-2.升降步骤同步骤1-2至1-5，安装在滑块13的翻转架15实现上下运动，即实现装置的升降。升降到位后由于差动螺旋机构，装置实现稳定自锁。\n[0066] 本发明未详细阐述的部分属于本领域的公知技术。\n[0067] 以上所述，仅为本发明中的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可理解想到的变换或替换，都应涵盖在本发明的包含范围之内。