具有弹簧平衡设计的电动升降台

1.具有弹簧平衡设计的电动升降台，包括底座（1）、上台面（6）、剪叉机构、丝杆传动机构和配套的电控系统；剪叉机构有两组，两组剪叉机构对称设置在电动升降台两侧；每组剪叉机构均是由一个内剪叉臂（2）和一个外剪叉臂（5）组成，内剪叉臂（2）与外剪叉臂（5）在中部利用销轴（7）相互铰接；内剪叉臂（2）下端与底座（1）铰接，内剪叉臂（2）上端通过支撑轮支撑在上台面（6）上，内剪叉臂（2）的铰接处以上部位安装着上凸轮板（8）；外剪叉臂（5）上端与上台面（6）铰接，外剪叉臂（5）下端通过支撑轮支撑在底座（1）上，外剪叉臂（5）的铰接处以下部位安装着下凸轮板（9）；所述丝杆传动机构设置在两组剪叉机构之间，丝杆传动机构包括电机（3）、变速箱（4）、中箱（11）、拉箱（13）、丝杆（15）、行程导杆（12）和制动液压缸（10），中箱（11）两端与两组剪叉机构中的销轴（7）连接，电机（3）与变速箱（4）连接并安装在中箱（11）上，在变速箱（4）的输出轴上同轴联接有丝杆（15）；所述拉箱（13）设置在中箱（11）前方，拉箱（13）与中箱（11）相平行，所述丝杆（15）向前穿过拉箱（13），在拉箱（13）上安装有与丝杆（15）构成螺纹传动的丝母座（16）；所述拉箱（13）两端安装有滚轮（18），该滚轮（18）位于内剪叉臂（2）的上凸轮板（8）与外剪叉臂（5）的下凸轮板（9）之间；所述丝杆（15）的两侧设置有两根行程导杆（12），行程导杆（12）一端固定在中箱（11）上，行程导杆（12）穿过拉箱（13）并与拉箱（13）构成滑动配合；所述制动液压缸（10）安装在中箱（11）上，制动液压缸（10）的活塞杆向前连接在拉箱（13）上；其特征在于：所述行程导杆（12）上装有呈压缩状态的平衡弹簧（14）；
当升降台处于低位时，拉箱（13）处于远离中箱（11）的位置，平衡弹簧（14）处于压缩状态；当升降台上升时，拉箱（13）在丝杆传动机构作用下往中箱（11）移动，带动升降台上升，此时平衡弹簧（14）为升降台提供推力；
当升降台处于高位时，拉箱（13）处于靠近中箱（11）的位置，平衡弹簧（14）处于放松状态；当升降台下降时，拉箱（13）在升降台重力作用远离中箱（11）移动，此时制动力由电机（3）和平衡弹簧（14）共同提供；
所述中箱（11）上安装有一个可转动的后转动座（19），所述电机（3）与变速箱（4）连接并安装在后转动座（19）上；所述拉箱（13）的中部安装有一个可转动的前转动座（17），所述丝母座（16）安装在前转动座（17）上。

具有弹簧平衡设计的电动升降台\n技术领域\n[0001] 本发明涉及一种电动升降台的改进，具体是一种具有弹簧平衡设计的电动升降台。\n背景技术\n[0002] 在汽车装配输送线中经常需要用到升降设备，用来升降车体或者滑板载体，实现工件在不同高度的切换。电动升降台（也有叫做电动剪式升降台、凸轮式电动升降台）是一种常用的升降设备。电动升降台通常采用丝杆传动机构，丝杆传动机构中的电机驱动丝杆，由丝杠带动丝母座传动，通过挤压上凸轮板和下凸轮板实现重物的举升与下降。但是在实际使用过程中，举升重物时常常出现大启动电流，而在下降状态时，电机又处于发电状态，在电机连接的变频器端需要配套大功率制动电阻。整个体统极大的浪费了能源，同时升降台系统需要配备大功率电机、大功率变频器、大功率制动电阻，严重降低了整个系统效率。\n而且一般升降系统中经常采用的配重系统又因为升降台的结构原因无法实现。\n发明内容\n[0003] 本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，对现有电动升降台的丝杆传动机构进行合理改进，从而提供一种具有弹簧平衡设计的电动升降台，其可以依靠平衡弹簧来实现配重平衡，在升降台上升过程中，平衡弹簧辅助电机举升重物，在升降台下降过程中，平衡弹簧把重力势能转化为弹性势能进行储存，实现降低电机功率，提高整体效率的目的。\n[0004] 按照本发明提供的技术方案：具有弹簧平衡设计的电动升降台，包括底座、上台面、剪叉机构、丝杆传动机构和配套的电控系统；剪叉机构有两组，两组剪叉机构对称设置在电动升降台两侧；每组剪叉机构均是由一个内剪叉臂和一个外剪叉臂组成，内剪叉臂与外剪叉臂在中部利用销轴相互铰接；内剪叉臂下端与底座铰接，内剪叉臂上端通过支撑轮支撑在上台面上，内剪叉臂的铰接处以上部位安装着上凸轮板；外剪叉臂上端与上台面铰接，外剪叉臂下端通过支撑轮支撑在底座上，外剪叉臂的铰接处以下部位安装着下凸轮板；\n所述丝杆传动机构设置在两组剪叉机构之间，丝杆传动机构包括电机、变速箱、中箱、拉箱、丝杆、行程导杆和制动液压缸，中箱两端与两组剪叉机构中的销轴连接，电机与变速箱连接并安装在中箱上，在变速箱的输出轴上同轴联接有丝杆；所述拉箱设置在中箱前方，拉箱与中箱相平行，所述丝杆向前穿过拉箱，在拉箱上安装有与丝杆构成螺纹传动的丝母座；所述拉箱两端安装有滚轮，该滚轮位于内剪叉臂的上凸轮板与外剪叉臂的下凸轮板之间；所述丝杆的两侧设置有两根行程导杆，行程导杆一端固定在中箱上，行程导杆穿过拉箱并与拉箱构成滑动配合；所述制动液压缸安装在中箱上，制动液压缸的活塞杆向前连接在拉箱上；\n其特征在于：所述行程导杆上装有呈压缩状态的平衡弹簧。\n[0005] 作为本发明的进一步改进，所述中箱上安装有一个可转动的后转动座，所述电机与变速箱连接并安装在后转动座上；所述拉箱的中部安装有一个可转动的前转动座，所述丝母座安装在前转动座上。\n[0006] 本发明与现有技术相比，优点在于：本发明对现有电动升降台的丝杆传动机构进行合理改进，通过行程导杆上装有的呈压缩状态的平衡弹簧来实现配重平衡，在升降台上升过程中，平衡弹簧辅助电机举升重物，在升降台下降过程中，平衡弹簧把重力势能转化为弹性势能进行储存，实现降低电机功率，提高整体效率的目的。\n附图说明\n[0007] 图1为本发明电动升降台的结构主视图。\n[0008] 图2为图1中的A-A向剖视图。\n[0009] 图3为图1的左视图。\n[0010] 图4为电动升降台中的丝杆传动机构正常工作状态示意图。\n[0011] 图5为电动升降台中的丝杆传动机构承受非轴向力时状态示意图。\n[0012] 附图标记说明：1—底座、2—内剪叉臂、3—电机、4—变速箱、5—外剪叉臂、6—上台面、7—销轴、8—上凸轮板、9—下凸轮板、10—制动液压缸、11—中箱、12—行程导杆、\n13—拉箱、14—平衡弹簧、15—丝杆、16—丝母座、17—前转动座、18—滚轮、19—后转动座。\n具体实施方式\n[0013] 下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。\n[0014] 如图1~图3所示，本发明所述的电动升降台主要由底座1、上台面6、剪叉机构、丝杆传动机构和配套的电控系统组成；所述剪叉机构有两组，两组剪叉机构对称设置在电动升降台两侧；每组剪叉机构均是由一个内剪叉臂2和一个外剪叉臂5组成，内剪叉臂2与外剪叉臂5在中部利用销轴7相互铰接；内剪叉臂2下端与底座1铰接，内剪叉臂2上端通过支撑轮支撑在上台面6上，内剪叉臂2的铰接处以上部位安装着上凸轮板8；外剪叉臂5上端与上台面6铰接，外剪叉臂5下端通过支撑轮支撑在底座1上，外剪叉臂5的铰接处以下部位安装着下凸轮板9；所述丝杆传动机构设置在两组剪叉机构之间，丝杆传动机构主要由电机3、变速箱4、中箱11、拉箱13、丝杆15、行程导杆12和制动液压缸10组成，中箱11两端与两组剪叉机构中的销轴7连接，所述中箱11上安装有一个可转动的后转动座19，所述电机3与变速箱4连接并安装在后转动座19上，在变速箱4的输出轴上同轴联接有丝杆\n15；所述拉箱13设置在中箱11前方，拉箱13与中箱11相平行，所述拉箱13的中部安装有一个可转动的前转动座17，在前转动座17上安装着与丝杆15构成螺纹传动的丝母座16，所述丝杆15向前穿过丝母座16。所述拉箱13两端安装有滚轮18，该滚轮18位于内剪叉臂2的上凸轮板8与外剪叉臂5的下凸轮板9之间；所述丝杆15的两侧设置有两根行程导杆12，行程导杆12一端固定在中箱11上，行程导杆12穿过拉箱13并与拉箱13构成滑动配合，行程导杆12上装有呈压缩状态的平衡弹簧14，平衡弹簧14通过螺母保持；所述制动液压缸10安装在中箱11上，制动液压缸10的活塞杆向前连接在拉箱13上；所述制动液压缸10安装在中箱11上，制动液压缸10的活塞杆向前连接在拉箱13上。\n[0015] 具体工作时，丝杆传动机构中的电机3通过变速箱4带动丝杆15转动，丝杆15转动驱使其上的丝母座16沿着丝杆15轴向运动，丝母座16带动拉箱13同步运动，拉箱13两端的滚轮18压迫剪叉机构中的上凸轮板8和下凸轮板9，使得剪叉机构的张开角度改变；\n拉箱13在丝杆15作用下靠近中箱11时，升降台上升，拉箱13在丝杆15的作用下远离中箱11时，升降台下降。\n[0016] 在上述工作过程中，所述平衡弹簧14的作用在于：一是在升降台上升过程中，平衡弹簧14辅助电机3举升重物；二是在升降台下降过程中，平衡弹簧14把重力势能储存为弹性势能，实现降低电机3功率，提高整体效率的目的。具体动作过程如下：\n[0017] 当升降台处于低位时，拉箱13处于远离中箱11的位置，平衡弹簧14处于压缩状态。当升降台上升时，拉箱13在丝杆传动机构作用下往中箱11移动，带动升降台上升，此时平衡弹簧14为升降台提供推力。\n[0018] 当升降台处于高位时，拉箱13处于靠近中箱11的位置，平衡弹簧14处于放松状态。当升降台下降时，拉箱13在升降台重力作用远离中箱11移动，此时制动力由电机3和平衡弹簧14共同提供。\n[0019] 另外，本发明中的丝杆还具有抗扭保护设计。正常状态下，如图4所示，传动机构中的中箱11和拉箱13是相平行的，丝杆15仅受轴向力。\n[0020] 但当制造装配存在误差时，丝杆15在运行时会受到非轴向力，在以往系统中，丝杆15相对于中箱11完全固定，一旦其受到非轴向力时，丝杆15就会产生轻微弯曲形，在这种工况下会大大加快丝杆15的损坏甚至断裂。另外，升降台一般配有防跌落检测系统，当出现升降台跌落事故时，制动液压缸10会锁紧，因为制动液压缸10处于丝杆15一侧，一旦制动液压缸10锁死，中箱11和拉箱13将会处于非平行状态（如图5所示），此时丝杆15受到非轴向力作用。\n[0021] 由于本发明中的丝杆15是安装在前转动座17和后转动座19之上的，在非轴向力作用下，丝杆15会跟随前转动座17和后转动座19旋转，达到自适应，此时非轴向力完全由两根行程导杆12来承受，丝杆15仅在前转动座17和后转动座19处受一对平衡力作用，即单纯的受到轴向的拉力，不会出现断裂现象，这就是丝杆15的抗扭保护设计。