本發(fā)明涉及垂直式升降臺領(lǐng)域，特別是一種串聯(lián)結(jié)構(gòu)式輕型垂直升降臺。

背景技術(shù)：

升降臺是一種廣泛用于工廠、自動化倉庫、車間等，用于垂直輸送人或貨物的舉升設備，其工作臺面上可以附加其它平面輸送設備，用于不同高度輸送線的過渡連接，能有效解決工業(yè)企業(yè)中各類升降作業(yè)難題。因為升降臺普遍采用液壓驅(qū)動，也稱為液壓升降臺。雖然液壓式升降臺已獲得了普遍應用，但在使用過程中也存在諸多問題，首先，液壓式升降臺可靠性差、維護保養(yǎng)成本高，液壓系統(tǒng)中液壓元件精度高，不僅對維護保養(yǎng)依賴度高，而且對維護技術(shù)要求高，保養(yǎng)不徹底易發(fā)生液壓油受污染，工作過程中易發(fā)生油液過熱現(xiàn)象，油封損壞易混入空氣，液壓缸和管道連接部位容易松動，發(fā)生油液泄露，不僅大幅提高了維護保養(yǎng)成本，而且影響了工作效率；其次，現(xiàn)有升降臺多采用常規(guī)電機作為動力，通過簡單電路進行控制，存在著智能化程度低，工作臺輸送精度差等問題，很難適應現(xiàn)代數(shù)字化生產(chǎn)線對垂直升降設備高精度、高柔性化的要求；再次，現(xiàn)有升降臺液壓系統(tǒng)能耗高，機械效率低，不利于日益嚴苛的環(huán)保要求，同時液壓系統(tǒng)因受液壓油溫的影響，導致操縱時工作臺響應速度差，傳動動作遲緩和回油閥被卡死等問題，最后，現(xiàn)有升降臺特別是剪叉式升降臺主要進行垂直升降作業(yè)，因結(jié)構(gòu)設計問題，很難實現(xiàn)水平短距離移動，靈活性較差。隨著當前現(xiàn)代計算機技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)、機器人技術(shù)等發(fā)展，為現(xiàn)有垂直式升降臺的綠色化、智能化、精密化提供了技術(shù)基礎(chǔ)，如何提出一垂直式升降臺，具有可靠性高、維護保養(yǎng)成本低、智能化程度高、動態(tài)響應快、舉升精度高等特點，既能實現(xiàn)垂直升降作業(yè)，又能實現(xiàn)短距離內(nèi)水平移動作業(yè)，能適用于以垂直輸送輕型貨物、人員為主，水平短距離移動為輔的數(shù)字化車間、智能物流倉庫等場合使用，已成為垂直式升降臺領(lǐng)域一個亟需解決的工程問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種串聯(lián)結(jié)構(gòu)式輕型垂直升降臺，具有可靠性高、維護保養(yǎng)成本低、智能化程度高、動態(tài)響應快、舉升精度高等特點，既能實現(xiàn)垂直升降作業(yè)，又能實現(xiàn)短距離內(nèi)水平移動作業(yè)，滿足以垂直輸送輕型貨物、人員為主，水平短距離移動為輔的數(shù)字化車間、智能物流倉庫等場合的性能要求。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案達到上述目的：

一種串聯(lián)結(jié)構(gòu)式輕型垂直升降臺，主要包括車架、支撐機構(gòu)、托架運動鏈、工作臺，

所述支撐機構(gòu)為單自由度平面四桿機構(gòu)，包含主動桿、連桿、支撐桿，所述主動桿一端通過轉(zhuǎn)動副與車架連接，另一端通過轉(zhuǎn)動副與連桿一端連接，所述連桿另一端通過轉(zhuǎn)動副與支撐桿連接，所述支撐桿通過轉(zhuǎn)動副與車架連接，所述主動桿由安裝在車架上的伺服電機驅(qū)動。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果是：支撐機構(gòu)為單自由度平面四桿可控機構(gòu)，可以實現(xiàn)單自由度高精度可控軌跡輸出，動態(tài)響應快，組成平面四桿機構(gòu)的各構(gòu)件之間均由轉(zhuǎn)動副連接，相比現(xiàn)有垂直升降臺采用的以液壓缸為主的移動副，不僅拆卸方便，而且可靠性更高，輸送支撐機構(gòu)由安裝在車架上的伺服電機驅(qū)動，不僅有效降低了支撐機構(gòu)重心和運動慣量，而且相比液壓驅(qū)動系統(tǒng)，大幅提高了支撐機構(gòu)的機械效率，降低了能耗。

所述托架運動鏈為平面機構(gòu)運動鏈，包含第一托架桿、第二托架桿、第三托架桿、第一伺服電動缸、第二伺服電動缸、第三伺服電動缸、第四伺服電動缸。為了進一步提高該種串聯(lián)結(jié)構(gòu)式輕型垂直升降臺的可重構(gòu)能力，便于隨時增加或者減少托架桿的數(shù)量，所述第一托架桿、第二托架桿、第三托架桿為相同結(jié)構(gòu)參數(shù)的構(gòu)件，所述托架運動鏈中，第一托架桿、第二托架桿、第三托架桿采用串聯(lián)連接。

所述第一托架桿一端通過轉(zhuǎn)動副與支撐桿連接，另一端通過轉(zhuǎn)動副與第二托架桿一端連接，所述第二托架桿另一端通過轉(zhuǎn)動副與第三托架桿一端連接，所述第三托架桿另一端通過轉(zhuǎn)動副與工作臺連接。

所述第一伺服電動缸的缸體端通過轉(zhuǎn)動副與支撐桿連接，第一伺服電動缸的推桿端通過轉(zhuǎn)動副與第一托架桿連接。

所述第二伺服電動缸的缸體端通過轉(zhuǎn)動副與第一托架桿連接，第二伺服電動缸的推桿端通過轉(zhuǎn)動副與第二托架桿連接。

所述第三伺服電動缸的缸體端通過轉(zhuǎn)動副與第二托架桿連接，第三伺服電動缸的推桿端通過轉(zhuǎn)動副與第三托架桿連接。

所述第四伺服電動缸的缸體端通過轉(zhuǎn)動副與第三托架桿連接，第四伺服電動缸的推桿端通過轉(zhuǎn)動副與工作臺連接。

所述托架運動鏈與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果是：一方面，托架運動鏈結(jié)構(gòu)簡單，各托架桿的結(jié)構(gòu)參數(shù)相同，且采用串聯(lián)形式連接，各伺服電動缸和托架桿的連接均采用轉(zhuǎn)動副連接，不僅便于拆卸、維護，而且便于通過增加或者減少托架桿的數(shù)量，進一步提高或者降低該串聯(lián)結(jié)構(gòu)式輕型垂直升降臺的可達高度；另一方面，相比現(xiàn)有液壓式升降臺，利用伺服電動缸取代了液壓缸，不僅機械效率高，具有更環(huán)保，更節(jié)能，更干凈的優(yōu)點，而且很容易與PLC等控制系統(tǒng)連接，實現(xiàn)垂直升降臺高精密運動控制；再有，在伺服電機、伺服電動缸的驅(qū)動控制下，所述支撐機構(gòu)，托架運動鏈和工作臺構(gòu)成了三自由度多活動度機構(gòu)，工作臺可以實現(xiàn)三自由度多活動度運動，通過數(shù)控編程控制，可以輕易實現(xiàn)水平小距離移動。

串聯(lián)結(jié)構(gòu)式輕型垂直升降臺具有可靠性高、維護保養(yǎng)成本低、智能化程度高、動態(tài)響應快、舉升精度高等特點，既能實現(xiàn)垂直升降作業(yè)，又能實現(xiàn)短距離內(nèi)水平移動作業(yè)，能適用于以垂直輸送輕型貨物、人員為主，水平短距離移動為輔的數(shù)字化車間、智能物流倉庫等場合使用。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述串聯(lián)結(jié)構(gòu)式輕型垂直升降臺平面示意圖。

圖2為本發(fā)明所述串聯(lián)結(jié)構(gòu)式輕型垂直升降臺支撐機構(gòu)平視圖。

圖3為本發(fā)明所述串聯(lián)結(jié)構(gòu)式輕型垂直升降臺托架運動鏈部分示意圖。

圖4為本發(fā)明所述串聯(lián)結(jié)構(gòu)式輕型垂直升降臺托架運動鏈示意圖。

圖5為本發(fā)明所述串聯(lián)結(jié)構(gòu)式輕型垂直升降臺托架桿示意圖。

圖6為本發(fā)明所述串聯(lián)結(jié)構(gòu)式輕型垂直升降臺的工作臺示意圖。

圖7為本發(fā)明所述串聯(lián)結(jié)構(gòu)式輕型垂直升降臺三維示意圖。

圖8為本發(fā)明所述串聯(lián)結(jié)構(gòu)式輕型垂直升降臺垂直舉升示意圖。

圖9為本發(fā)明所述串聯(lián)結(jié)構(gòu)式輕型垂直升降臺工作臺水平平移示意圖。

具體實施方式

以下通過附圖和實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步說明。

對照圖1、圖2、圖3、圖4、圖6，一種串聯(lián)結(jié)構(gòu)式輕型垂直升降臺，主要包括車架1、支撐機構(gòu)、托架運動鏈、工作臺28，

對照圖1、圖2，所述支撐機構(gòu)為單自由度平面四桿機構(gòu)，包含主動桿3、連桿5、支撐桿9，所述主動桿3一端通過轉(zhuǎn)動2與車架1連接，另一端通過轉(zhuǎn)動副4與連桿5一端連接，所述連桿5另一端通過轉(zhuǎn)動副6與支撐桿9連接，所述支撐桿9通過轉(zhuǎn)動副8與車架1連接，所述主動桿3由安裝在車架1上的伺服電機驅(qū)動。

支撐機構(gòu)為單自由度平面四桿可控機構(gòu)，可以實現(xiàn)單自由度高精度可控軌跡輸出，動態(tài)響應快，組成平面四桿機構(gòu)的各構(gòu)件之間均由轉(zhuǎn)動副連接，相比現(xiàn)有垂直升降臺采用的以液壓缸為主的移動副，不僅拆卸方便，而且可靠性更高，輸送支撐機構(gòu)由安裝在車架1上的伺服電機驅(qū)動，不僅有效降低了支撐機構(gòu)重心和運動慣量，而且相比液壓驅(qū)動系統(tǒng)，大幅提高了支撐機構(gòu)的機械效率，降低了能耗。

對照圖1、圖3、圖4，所述托架運動鏈為平面機構(gòu)運動鏈，包含第一托架桿11、第二托架桿18、第三托架桿24、第一伺服電動缸12、第二伺服電動缸16、第三伺服電動缸20、第四伺服電動缸26。為了進一步提高該種串聯(lián)結(jié)構(gòu)式輕型垂直升降臺的可重構(gòu)能力，便于隨時增加或者減少托架桿的數(shù)量，所述第一托架桿11、第二托架桿18、第三托架桿24為相同結(jié)構(gòu)參數(shù)的構(gòu)件，所述托架運動鏈中，第一托架桿11、第二托架桿18、第三托架桿24采用串聯(lián)連接。

對照圖1、圖3、圖4、圖5、圖6，所述第一托架桿11一端通過轉(zhuǎn)動副7與支撐桿9連接，另一端通過轉(zhuǎn)動副14與第二托架桿18一端連接，所述第二托架桿18另一端通過轉(zhuǎn)動副23與第三托架桿24一端連接，所述第三托架桿24另一端通過轉(zhuǎn)動副22與工作臺28連接。

對照圖1、圖3、圖4、圖5，所述第一伺服電動缸12的缸體端通過轉(zhuǎn)動副10與支撐桿9連接，第一伺服電動缸12的推桿端通過轉(zhuǎn)動副13與第一托架桿11連接。

對照圖1、圖4，所述第二伺服電動缸16的缸體端通過轉(zhuǎn)動副15與第一托架桿11連接，第二伺服電動缸16的推桿端通過轉(zhuǎn)動副17與第二托架桿18連接。

對照圖1、圖4，所述第三伺服電動缸20的缸體端通過轉(zhuǎn)動副19與第二托架桿18連接，第三伺服電動缸20的推桿端通過轉(zhuǎn)動副21與第三托架桿24連接。

對照圖1、圖4、圖5、圖6，所述第四伺服電動缸26的缸體端通過轉(zhuǎn)動副25與第三托架桿24連接，第四伺服電動缸26的推桿端通過轉(zhuǎn)動副27與工作臺28連接。

對照圖1、圖4、圖7、圖8、圖9，一方面，托架運動鏈結(jié)構(gòu)簡單，各托架桿的結(jié)構(gòu)參數(shù)相同，且采用串聯(lián)形式連接，各伺服電動缸和托架桿的連接均采用轉(zhuǎn)動副連接，不僅便于拆卸、維護，而且便于通過增加或者減少托架桿的數(shù)量，進一步提高或者降低該串聯(lián)結(jié)構(gòu)式輕型垂直升降臺的可達高度；另一方面，相比現(xiàn)有液壓式升降臺，利用伺服電動缸取代了液壓缸，不僅機械效率高，具有更環(huán)保，更節(jié)能，更干凈的優(yōu)點，而且很容易與PLC等控制系統(tǒng)連接，實現(xiàn)垂直升降臺高精密運動控制；再有，在伺服電機、伺服電動缸的驅(qū)動控制下，所述支撐機構(gòu)，托架運動鏈和工作臺28構(gòu)成了三自由度多活動度機構(gòu)，工作臺28可以實現(xiàn)三自由度多活動度運動，通過數(shù)控編程控制，可以輕易實現(xiàn)水平小距離移動。

對照圖1、圖4、圖7、圖8、圖9，串聯(lián)結(jié)構(gòu)式輕型垂直升降臺具有可靠性高、維護保養(yǎng)成本低、智能化程度高、動態(tài)響應快、舉升精度高等特點，既能實現(xiàn)垂直升降作業(yè)，又能實現(xiàn)短距離內(nèi)水平移動作業(yè)，能適用于以垂直輸送輕型貨物、人員為主，水平短距離移動為輔的數(shù)字化車間、智能物流倉庫等場合使用。