本實(shí)用新型涉及舉升設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域,具體是一種重力矩不變的平臺(tái)垂直升降機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù):
升降平臺(tái)是一種輔助工具,在機(jī)械制造的工藝過(guò)程、倉(cāng)儲(chǔ)與物流過(guò)程、園林綠化修剪過(guò)程與市政維修等過(guò)程中都需要使用升降平臺(tái),升降平臺(tái)的驅(qū)動(dòng)可以是電機(jī)與液壓油缸的組合方式也可以是電機(jī)與減速器的組合方式,現(xiàn)有的剪叉式升降平臺(tái)有固定式的也有安裝輪子后移動(dòng)式的,現(xiàn)有的單剪叉式升降平臺(tái)所使用的機(jī)構(gòu)中,一種是頂部與底部均為等腰三角形的單節(jié)結(jié)構(gòu)、從機(jī)構(gòu)上來(lái)看頂部是曲柄與連桿等長(zhǎng)的曲柄滑塊機(jī)構(gòu),底部是也曲柄與連桿等長(zhǎng)的曲柄滑塊機(jī)構(gòu),由于等腰三角形的底邊長(zhǎng)度是變化的,所以,平臺(tái)下部的等腰三角形的底邊通過(guò)一個(gè)滑塊與底架上的導(dǎo)槽組成移動(dòng)副以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)度的變化,平臺(tái)上部的等腰三角形的底邊通過(guò)一個(gè)滑塊與平臺(tái)底面的導(dǎo)槽組成移動(dòng)副以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)度的變化,這兩套機(jī)構(gòu)與通過(guò)叉點(diǎn)的水平軸上下對(duì)稱,該類升降平臺(tái)的升降范圍較小,升降過(guò)程中平臺(tái)下方左擺桿與右擺桿上的支撐力是變化的,設(shè)左擺桿與右擺桿的初始力臂都為L0,當(dāng)重物上升H后,右擺桿的力臂還為L0,但左擺桿的力臂減小為L1,現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)使L0/L1可以達(dá)到4倍,以至于強(qiáng)度設(shè)計(jì)中按最大力計(jì)算,從而增大了構(gòu)件的橫向尺寸與重量;另一種是多節(jié)串聯(lián)的剪叉式升降平臺(tái),其目的是增大平臺(tái)的升降行程,但升降過(guò)程中左擺桿或右擺桿上的力臂是變化的本質(zhì)沒(méi)有改變。為了實(shí)現(xiàn)平臺(tái)只做垂直上下移動(dòng),貨物重力的力臂又要保持初始值不變,實(shí)用新型了一種重力矩不變的平臺(tái)垂直升降機(jī)構(gòu)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
為了解決上述技術(shù)問(wèn)題,本實(shí)用新型提供一種重力矩不變的平臺(tái)垂直升降機(jī)構(gòu)。
本實(shí)用新型是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:一種重力矩不變的平臺(tái)垂直升降機(jī)構(gòu),包括底座、平臺(tái),以及連接在底座、平臺(tái)之間的相對(duì)布置的前升降機(jī)構(gòu)和后升降機(jī)構(gòu);所述前升降機(jī)構(gòu)安裝在底座、平臺(tái)的前側(cè)位置,前升降機(jī)構(gòu)包括固定在平臺(tái)前側(cè)中間位置的豎向布置的前垂直導(dǎo)向鋼管;所述前垂直導(dǎo)向鋼管上滑動(dòng)套裝有前水平導(dǎo)向鋼管,前水平導(dǎo)向鋼管中間開(kāi)有供前垂直導(dǎo)向鋼管穿過(guò)的通孔;所述前水平導(dǎo)向鋼管左、右端分別滑動(dòng)套裝有左前過(guò)渡節(jié)、右前過(guò)渡節(jié);所述左前過(guò)渡節(jié)上可轉(zhuǎn)動(dòng)安裝有相互嚙合的左前上節(jié)約束齒輪和左前下節(jié)約束齒輪;所述左前上節(jié)約束齒輪上固定有左前上節(jié)連桿,左前上節(jié)連桿另一端鉸接在平臺(tái)前側(cè)左端;所述左前下節(jié)約束齒輪上固定有左前下節(jié)連桿,左前下節(jié)連桿另一端鉸接在底座前側(cè)左端;所述右前過(guò)渡節(jié)上鉸接有右前上節(jié)連桿和右前下節(jié)連桿;所述右前上節(jié)連桿另一端鉸接在平臺(tái)前側(cè)右端;所述右前下節(jié)連桿另一端鉸接在底座前側(cè)右端;在所述左前下節(jié)連桿、右前下節(jié)連桿之間鉸接有水平布置的前油缸。
其進(jìn)一步是:所述后升降機(jī)構(gòu)與前升降機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)相對(duì)稱。
所述平臺(tái)包括平臺(tái)頂板;在所述平臺(tái)頂板前、后側(cè)分別焊接有平臺(tái)前側(cè)板、平臺(tái)后側(cè)板;在平臺(tái)頂板四個(gè)角落位置分別焊接有平臺(tái)左前支座、平臺(tái)右前支座,以及平臺(tái)左后支座、平臺(tái)右后支座;所述底座包括底座底板;在所述底座底板前、后側(cè)分別焊接有底座前側(cè)板、底座后側(cè)板;在底座底板四個(gè)角落位置分別焊接有底座左前支座、底座右前支座,以及底座左后支座、底座右后支座。
所述左前上節(jié)連桿下端通過(guò)左前上節(jié)下支軸與左前過(guò)渡節(jié)組成轉(zhuǎn)動(dòng)副,所述左前上節(jié)約束齒輪安裝在左前上節(jié)下支軸上,左前上節(jié)連桿與左前上節(jié)約束齒輪焊接;所述左前上節(jié)下支軸端部安裝有限位用的左前上節(jié)下?lián)跞?;左前上?jié)連桿上端通過(guò)左前上節(jié)上支軸可轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在平臺(tái)中的平臺(tái)前側(cè)板和平臺(tái)左前支座之間;在所述左前上節(jié)上支軸端部安裝有限位用的左前上節(jié)上擋圈;所述左前下節(jié)連桿上端通過(guò)左前下節(jié)上支軸與左前過(guò)渡節(jié)組成轉(zhuǎn)動(dòng)副,所述左前下節(jié)約束齒輪安裝在左前下節(jié)上支軸上,左前下節(jié)連桿與左前下節(jié)約束齒輪焊接;所述左前下節(jié)上支軸端部安裝有限位用的左前下節(jié)上擋圈;左前下節(jié)連桿下端通過(guò)左前下節(jié)下支軸可轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在底座中的底座前側(cè)板和底座左前支座之間;在所述左前下節(jié)下支軸端部安裝有限位用的左前下節(jié)下?lián)跞Α?/p>
所述前水平導(dǎo)向鋼管包括滑動(dòng)安裝在前垂直導(dǎo)向鋼管上的水平前導(dǎo)向支座;在水平前導(dǎo)向支座左右側(cè)分別焊接固定有右前水平導(dǎo)向鋼管和左前水平導(dǎo)向鋼管。
本實(shí)用新型中前升降機(jī)構(gòu)和后升降機(jī)構(gòu)分別是一種平面九桿執(zhí)行機(jī)構(gòu)(不計(jì)入驅(qū)動(dòng)油缸時(shí)),分別布置在底座、平臺(tái)的前后;當(dāng)不計(jì)入驅(qū)動(dòng)油缸時(shí),前升降機(jī)構(gòu)的構(gòu)件總數(shù)N=9,低副數(shù)PL=11,高副數(shù)PH=1,執(zhí)行機(jī)構(gòu)的自由度F1=3(N–1)-2PL-1PH=3×8-2×11-1×1=1;同樣,后升降機(jī)構(gòu)構(gòu)件總數(shù)N=9,低副數(shù)PL=11,高副數(shù)PH=1,執(zhí)行機(jī)構(gòu)的自由度F1=3(N–1)-2PL-1PH=3×8-2×11-1×1=1。當(dāng)計(jì)入驅(qū)動(dòng)油缸時(shí),前升降機(jī)構(gòu)和后升降機(jī)構(gòu)分別是一種平面十一桿升降機(jī)構(gòu);前升降機(jī)構(gòu)的構(gòu)件總數(shù)N=11,低副數(shù)PL=14,高副數(shù)PH=1,平臺(tái)機(jī)構(gòu)的自由度F2=3(N–1)-2PL-1PH=3×10-2×14-1×1=1;同樣,后升降機(jī)構(gòu)的構(gòu)件總數(shù)N=11,低副數(shù)PL=14,高副數(shù)PH=1,平臺(tái)機(jī)構(gòu)的自由度F2=3(N–1)-2PL-1PH=3×10-2×14-1×1=1。
本實(shí)用新型在機(jī)械制造的工藝過(guò)程、倉(cāng)儲(chǔ)與物流過(guò)程、園林綠化修剪過(guò)程與市政維修等過(guò)程中均可得到應(yīng)用,盡管本平臺(tái)垂直升降機(jī)構(gòu)中構(gòu)件的總數(shù)比較多,但構(gòu)件的種類并不多且標(biāo)準(zhǔn)件比較多;不論是單節(jié)的機(jī)構(gòu)還是多節(jié)的組合機(jī)構(gòu),該實(shí)用新型的自由度始終為1,只需要一個(gè)主動(dòng)件就可以實(shí)現(xiàn)平臺(tái)的垂直升降,平臺(tái)垂直升降時(shí)貨物重力的力矩保持不變,當(dāng)為單節(jié)的結(jié)構(gòu)時(shí),其平臺(tái)高度的最大值與高度的最小值的比值為1.9,高度的變化量與最小高度的比值為0.92,當(dāng)為雙節(jié)的結(jié)構(gòu)時(shí),其平臺(tái)高度的最大值與高度的最小值的比值為3.9,高度的變化量與最小高度的比值為2.94,當(dāng)為固定式時(shí),底座安裝在地基上,當(dāng)為移動(dòng)式時(shí),底座安裝在4個(gè)輪子上,平臺(tái)升降的驅(qū)動(dòng)為液壓油缸。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本實(shí)用新型的有益效果是:運(yùn)動(dòng)平穩(wěn),解決了現(xiàn)有平臺(tái)垂直升降時(shí)重力矩改變的問(wèn)題,消除以往單剪叉式升降平臺(tái)左右對(duì)稱支撐機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)副中支撐力在平臺(tái)升降過(guò)程發(fā)生的變化,這樣,本平臺(tái)垂直升降機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度設(shè)計(jì)只須按載重設(shè)計(jì)即可,制造簡(jiǎn)單,成本低。
附圖說(shuō)明
圖1是本實(shí)用新型不包含油缸時(shí)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖;
圖2是本實(shí)用新型包含油缸時(shí)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖;
圖3是本實(shí)用新型處于高位時(shí)的主視圖;
圖4是本實(shí)用新型處于中位時(shí)的主視圖;
圖5是本實(shí)用新型處于低位時(shí)的主視圖;
圖6是本實(shí)用新型處于高位時(shí)的后視圖;
圖7是本實(shí)用新型處于高位時(shí)的左視圖;
圖8是本實(shí)用新型處于高位時(shí)的右視圖;
圖9是本實(shí)用新型引入虛約束時(shí)的高位主視圖;
圖10是本實(shí)用新型引入虛約束時(shí)的高位后視圖;
圖11是現(xiàn)有有技術(shù)中單剪叉式升降平臺(tái)兩個(gè)位置的機(jī)構(gòu)圖。
圖中:1平臺(tái);2左前上節(jié)上支軸;3左前上節(jié)上擋圈;4左前上節(jié)連桿;5左前上節(jié)約束齒輪;6左前上節(jié)下支軸;7左前上節(jié)下?lián)跞Γ?左前下節(jié)上支軸;9左前下節(jié)上擋圈;10左前下節(jié)連桿;11左前下節(jié)約束齒輪;12左前下節(jié)下支軸;13左前下節(jié)下?lián)跞Γ?4左前下節(jié)支座;15油缸左前支軸;16油缸左前擋圈;17前油缸;18前活塞桿;19前活塞桿右支軸;20前活塞桿右擋圈;21右前下節(jié)支座;22底座;23右前下節(jié)下支軸;24右前下節(jié)下?lián)跞Γ?5右前下節(jié)連桿;26右前下節(jié)上支軸;27右前下節(jié)上擋圈;28右前上節(jié)下支軸;29右前上節(jié)下?lián)跞Γ?0右前過(guò)渡節(jié);31右前上節(jié)連桿;32右前上節(jié)上支軸;33右前上節(jié)上擋圈;34前水平導(dǎo)向鋼管;35前垂直導(dǎo)向鋼管;36左前過(guò)渡節(jié);
37左后上節(jié)上支軸;38左后上節(jié)上擋圈;39左后上節(jié)連桿;40左后上節(jié)約束齒輪;41左后上節(jié)下支軸;42左后上節(jié)下?lián)跞Γ?3左后下節(jié)上支軸;44左后下節(jié)上擋圈;45左后下節(jié)連桿;46左后下節(jié)約束齒輪;47左后下節(jié)下支軸;48左后下節(jié)下?lián)跞Γ?9左后下節(jié)支座;50油缸左后支軸;51油缸左后擋圈;52后油缸;53后活塞桿;54活塞桿右后支軸;55活塞桿右后擋圈;56右后下節(jié)支座;57右后下節(jié)下支軸;58右后下節(jié)下?lián)跞Γ?9右后下節(jié)連桿;60右后下節(jié)上支軸;61右后下節(jié)上擋圈;62右后上節(jié)下支軸;63右后上節(jié)下?lián)跞Γ?4右后過(guò)渡節(jié);65右后上節(jié)連桿;66右后上節(jié)上支軸;67右后上節(jié)上擋圈;68后水平導(dǎo)向鋼管;69后垂直導(dǎo)向鋼管;70左后過(guò)渡節(jié);
1–1平臺(tái)頂板;1–2平臺(tái)左前套;1–3平臺(tái)前側(cè)板;1–4平臺(tái)左前支座;1–5平臺(tái)左后支座;1–6平臺(tái)后側(cè)板;1–7平臺(tái)左后套;1–8平臺(tái)右前套;1–9平臺(tái)右前支座;1–10平臺(tái)右后支座;1–11平臺(tái)右后套;
22–1底座底板;22–2底座前側(cè)板;22–3底座左前支座;22–4底座左后支座;22–5底座后側(cè)板;22–6底座右前支座;22–7底座右后支座;
34–1右前水平導(dǎo)向鋼管;34–2水平前導(dǎo)向支座;34–3左前水平導(dǎo)向鋼管;
68–1右后水平導(dǎo)向鋼管;68–2水平后導(dǎo)向支座;68–3左后水平導(dǎo)向鋼管;
71右前上節(jié)約束齒輪;72右前下節(jié)約束齒輪;73右后上節(jié)約束齒輪;74右后下節(jié)約束齒輪。
圖中符號(hào):
A平臺(tái)與左前上節(jié)連桿組成的轉(zhuǎn)動(dòng)副;B左前上節(jié)連桿與左前過(guò)渡節(jié)組成的轉(zhuǎn)動(dòng)副;C左前下節(jié)連桿與左前過(guò)渡節(jié)組成的轉(zhuǎn)動(dòng)副;D左前下節(jié)連桿與前油缸組成的轉(zhuǎn)動(dòng)副;E左前下節(jié)連桿與底座組成的轉(zhuǎn)動(dòng)副;F前油缸與前活塞桿組成的移動(dòng)副;G右前下節(jié)連桿與底座組成的轉(zhuǎn)動(dòng)副;H右前下節(jié)連桿與前活塞桿組成的轉(zhuǎn)動(dòng)副;I右前下節(jié)連桿與右前過(guò)渡節(jié)組成的轉(zhuǎn)動(dòng)副;J右前過(guò)渡節(jié)與右前上節(jié)連桿組成的轉(zhuǎn)動(dòng)副;K平臺(tái)與右前上節(jié)連桿組成的轉(zhuǎn)動(dòng)副;L右前過(guò)渡節(jié)與前水平導(dǎo)向鋼管組成的移動(dòng)副;M平臺(tái)與前水平導(dǎo)向鋼管組成的移動(dòng)副;N固接于左前上節(jié)連桿的約束齒輪與固接于左前下節(jié)連桿的約束齒輪組成的高副;O左前過(guò)渡節(jié)與前水平導(dǎo)向鋼管組成的移動(dòng)副。
具體實(shí)施方式
以下是本實(shí)用新型的一個(gè)具體實(shí)施例,現(xiàn)結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明。
結(jié)合圖3至圖8所示,一種重力矩不變的平臺(tái)垂直升降機(jī)構(gòu):
平臺(tái)1包括一塊矩形的平臺(tái)頂板1-1;在平臺(tái)頂板1-1前、后側(cè)分別焊接有矩形的平臺(tái)前側(cè)板1-3、平臺(tái)后側(cè)板1-6,平臺(tái)前側(cè)板1-3、平臺(tái)后側(cè)板1-6相對(duì)稱。在平臺(tái)頂板1-1四個(gè)角落位置分別焊接有平臺(tái)左前支座1-4、平臺(tái)右前支座1-9,以及平臺(tái)左后支座1-5、平臺(tái)右后支座1-10。
當(dāng)為固定式時(shí),底座22安裝在地基上,當(dāng)為移動(dòng)式時(shí),底座22安裝在四個(gè)輪子上;底座22包括一塊矩形的底座底板22-1;在底座底板22-1前、后側(cè)分別焊接有底座前側(cè)板22-2、底座后側(cè)板22-5,底座前側(cè)板22-2、底座后側(cè)板22-5相對(duì)稱。在底座底板22-1四個(gè)角落位置分別焊接有底座左前支座22-3、底座右前支座22-6,以及底座左后支座22-4、底座右后支座22-7。底座前側(cè)板22–2與底座左前支座22–3上的孔用于安裝支撐左前下節(jié)連桿10的左前下節(jié)下支軸12;底座左后支座22–4與底座后側(cè)板22–5上的孔用于安裝支撐左后下節(jié)連桿45的左后下節(jié)下支軸47;底座后側(cè)板22–5與底座右前支座22–6上的孔用于安裝支撐右前下節(jié)連桿25的右前下節(jié)下支軸23;底座前側(cè)板22–2與底座右后支座22–7上的孔用于安裝支撐右后下節(jié)連桿59的右后下節(jié)下支軸57。
前升降機(jī)構(gòu)和后升降機(jī)構(gòu)分別連接在底座22和平臺(tái)1之間的前、后側(cè),后升降機(jī)構(gòu)與前升降機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)相對(duì)稱,現(xiàn)僅對(duì)前升降機(jī)構(gòu)最進(jìn)一步的描述。
前升降機(jī)構(gòu):
前升降機(jī)構(gòu)安裝在底座22、平臺(tái)1的前側(cè)位置;豎向布置的前垂直導(dǎo)向鋼管35焊接在平臺(tái)頂板1-1前側(cè)中間位置,前水平導(dǎo)向鋼管34滑動(dòng)套裝在前垂直導(dǎo)向鋼管35上,前水平導(dǎo)向鋼管34與前垂直導(dǎo)向鋼管35組成移動(dòng)副做上下相對(duì)運(yùn)動(dòng);前水平導(dǎo)向鋼管34包括滑動(dòng)安裝在前垂直導(dǎo)向鋼管35上的水平前導(dǎo)向支座34-2,水平前導(dǎo)向支座34-2左右側(cè)分別焊接固定有在同一軸線上的右前水平導(dǎo)向鋼管34-1和左前水平導(dǎo)向鋼管34-3。在右前水平導(dǎo)向鋼管34-1上滑動(dòng)安裝有可以左右滑動(dòng)的右前過(guò)渡節(jié)30,在左前水平導(dǎo)向鋼管34-3上滑動(dòng)安裝有可以左右滑動(dòng)的左前過(guò)渡節(jié)36。這樣,前水平導(dǎo)向鋼管34與左前過(guò)渡節(jié)36和右前過(guò)渡節(jié)30組成移動(dòng)副。
左前過(guò)渡節(jié)36上安裝有上下排列的左前上節(jié)下支軸6、左前下節(jié)上支軸8。左前上節(jié)連桿4下端通過(guò)左前上節(jié)下支軸6與左前過(guò)渡節(jié)36組成轉(zhuǎn)動(dòng)副,左前上節(jié)約束齒輪5也可轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在左前上節(jié)下支軸6上,并且左前上節(jié)連桿4與左前上節(jié)約束齒輪5焊接固定;左前上節(jié)下支軸6端部安裝有限位用的左前上節(jié)下?lián)跞?。左前上節(jié)上支軸2安裝在平臺(tái)1中的平臺(tái)前側(cè)板1-3和平臺(tái)左前支座1-4之間,左前上節(jié)連桿4上端左前上節(jié)上支軸2與平臺(tái)1左前端組成轉(zhuǎn)動(dòng)副,左前上節(jié)上擋圈3將左前上節(jié)連桿4定位在左前上節(jié)上支軸2上。在左前上節(jié)上支軸2上還安裝有用于定位左前上節(jié)連桿4相對(duì)于平臺(tái)頂板1–1的位置的平臺(tái)左前套1–2。
左前下節(jié)連桿10上端通過(guò)左前下節(jié)上支軸8與左前過(guò)渡節(jié)36組成轉(zhuǎn)動(dòng)副,左前下節(jié)約束齒輪11也可轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在左前下節(jié)上支軸8上,并且左前下節(jié)連桿10與左前下節(jié)約束齒輪11焊接固定;左前下節(jié)上支軸8端部安裝有限位用的左前下節(jié)上擋圈9。其中左前下節(jié)約束齒輪11和左前上節(jié)約束齒輪5相互嚙合,組成齒輪副,左前下節(jié)約束齒輪11和左前上節(jié)約束齒輪5是確保前升降機(jī)構(gòu)使平臺(tái)做上下垂直運(yùn)動(dòng)的關(guān)鍵。左前下節(jié)下支軸12安裝在底座22中的底座前側(cè)板22-2和底座左前支座22-3之間,左前下節(jié)連桿10通過(guò)左前下節(jié)下支軸12與底座22左前端組成轉(zhuǎn)動(dòng)副,左前下節(jié)下?lián)跞?3將左前下節(jié)連桿10定位在左前下節(jié)下支軸12上。
右前過(guò)渡節(jié)30上安裝有上下排列的右前上節(jié)下支軸28、右前下節(jié)上支軸26。右前上節(jié)連桿31下端通過(guò)右前上節(jié)下支軸28與右前過(guò)渡節(jié)30組成轉(zhuǎn)動(dòng)副,右前上節(jié)下?lián)跞?9將右前上節(jié)連桿31定位在右前上節(jié)下支軸28上。右前上節(jié)上支軸32安裝在平臺(tái)1中的平臺(tái)前側(cè)板1-3和平臺(tái)右前支座1-9之間,右前上節(jié)連桿31上端通過(guò)右前上節(jié)上支軸32與平臺(tái)1的右前端組成轉(zhuǎn)動(dòng)副,右前上節(jié)上擋圈33將右前上節(jié)連桿31定位在右前上節(jié)上支軸32上。在右前上節(jié)上支軸32上還安裝有用于定位右前上節(jié)連桿31相對(duì)于平臺(tái)頂板1–1的位置的平臺(tái)右前套1–8。
右前下節(jié)連桿25上端通過(guò)右前下節(jié)上支軸26與右前過(guò)渡節(jié)30組成轉(zhuǎn)動(dòng)副,右前下節(jié)上擋圈27將右前下節(jié)連桿25定位在右前下節(jié)上支軸26上。右前下節(jié)下支軸23安裝在底座22中的底座前側(cè)板22-2和底座右前支座22-6之間,右前下節(jié)連桿25下端通過(guò)右前下節(jié)下支軸23與底座22右前端組成轉(zhuǎn)動(dòng)副,右前下節(jié)下?lián)跞?4將右前下節(jié)連桿25定位在右前下節(jié)下支軸23上。
驅(qū)動(dòng)油缸中前油缸17與前活塞桿18組成移動(dòng)副。左前下節(jié)支座14焊接在左前下節(jié)連桿10上,前油缸17通過(guò)油缸左前支軸15與左前下節(jié)支座14組成轉(zhuǎn)動(dòng)副,油缸左前擋圈16將前油缸17定位在油缸左前支軸15上。右前下節(jié)支座21焊接在右前下節(jié)連桿25上,前活塞桿18通過(guò)前活塞桿右支軸19與右前下節(jié)支座21組成轉(zhuǎn)動(dòng)副,前活塞桿右擋圈20將前活塞桿18定位在前活塞桿右支軸19上。
后升降機(jī)構(gòu)與前升降機(jī)構(gòu)部件完全相同,即對(duì)應(yīng)構(gòu)件的幾何形狀、尺寸與材質(zhì)完全相同,對(duì)應(yīng)構(gòu)件的數(shù)量完全相同,只是一個(gè)放在平臺(tái)的前面,是一個(gè)放在平臺(tái)的后面。后升降機(jī)構(gòu)與前升降機(jī)構(gòu)的組合是機(jī)械原理中虛約束的應(yīng)用,其目的在于使用最輕的材料重量實(shí)現(xiàn)最大的承載量并且顯著提高抵抗偏載的能力。
后升降機(jī)構(gòu)具體包括左后上節(jié)上支軸37;左后上節(jié)上擋圈38;左后上節(jié)連桿39;左后上節(jié)約束齒輪40;左后上節(jié)下支軸41;左后上節(jié)下?lián)跞?2;左后下節(jié)上支軸43;左后下節(jié)上擋圈44;左后下節(jié)連桿45;左后下節(jié)約束齒輪46;左后下節(jié)下支軸47;左后下節(jié)下?lián)跞?8;左后下節(jié)支座49;油缸左后支軸50;油缸左后擋圈51;后油缸52;后活塞桿53;活塞桿右后支軸54;活塞桿右后擋圈55;右后下節(jié)支座56;右后下節(jié)下支軸57;右后下節(jié)下?lián)跞?8;右后下節(jié)連桿59;右后下節(jié)上支軸60;右后下節(jié)上擋圈61;右后上節(jié)下支軸62;右后上節(jié)下?lián)跞?3;右后過(guò)渡節(jié)64;右后上節(jié)連桿65;右后上節(jié)上支軸66;右后上節(jié)上擋圈67;后水平導(dǎo)向鋼管68;后垂直導(dǎo)向鋼管69;左后過(guò)渡節(jié)70。其中,后水平導(dǎo)向鋼管68由右后水平導(dǎo)向鋼管68–1、水平后導(dǎo)向支座68–2和左后水平導(dǎo)向鋼管68–3組成。平臺(tái)左后套1–7用于定位左后上節(jié)連桿39相對(duì)于平臺(tái)頂板1–1的位置。平臺(tái)右后套1–11用于定位右后上節(jié)連桿65相對(duì)于平臺(tái)頂板1–1的位置。
如圖1所示,前升降機(jī)構(gòu)無(wú)驅(qū)動(dòng)油缸時(shí),構(gòu)件總數(shù)N = 9,包括平臺(tái)1,左前上節(jié)連桿4,左前下節(jié)連桿10,底座22,左前過(guò)渡節(jié)36,右前下節(jié)連桿25,右前過(guò)渡節(jié)30,右前上節(jié)連桿31,前水平導(dǎo)向鋼管34,低副數(shù)PL = 11,分別是轉(zhuǎn)動(dòng)副A、B、C、E、G、I、J、K,移動(dòng)副L、M、O,高副數(shù)PH = 1,即齒輪副N,執(zhí)行機(jī)構(gòu)的自由度F1 = 3(N – 1)-2PL-1PH = 3×8-2×11-1×1 = 1。
如圖2所示,前升降機(jī)構(gòu)包括驅(qū)動(dòng)油缸時(shí),構(gòu)件總數(shù)N = 11,包括平臺(tái)1,左前上節(jié)連桿4,左前下節(jié)連桿10,底座22,左前過(guò)渡節(jié)36,右前下節(jié)連桿25,右前過(guò)渡節(jié)30,右前上節(jié)連桿31,前水平導(dǎo)向鋼管34,前油缸17,前活塞桿18,低副數(shù)PL = 14,分別是轉(zhuǎn)動(dòng)副A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K,移動(dòng)副L、M、O,高副數(shù)PH = 1,即齒輪副N,升降機(jī)構(gòu)的自由度F1 = 3(N – 1)-2PL-1PH = 3×10-2×14-1×1 = 1。
如圖9和圖10所示,為了提高抗偏載的能力,本平臺(tái)垂直升降機(jī)構(gòu)還可以引入兩對(duì)約束齒輪,屬于機(jī)械原理中虛約束的應(yīng)用,包括右前上節(jié)約束齒輪71,右前下節(jié)約束齒輪72,右后上節(jié)約束齒輪73,右后下節(jié)約束齒輪74。右前上節(jié)約束齒輪71與右前下節(jié)約束齒輪72相互嚙合,右后上節(jié)約束齒輪73與右后下節(jié)約束齒輪74相互嚙合。右前上節(jié)約束齒輪71焊接在右前上節(jié)連桿31上,右前下節(jié)約束齒輪72焊接在右前下節(jié)連桿25上,右后上節(jié)約束齒輪73焊接在右后上節(jié)連桿65上,右后下節(jié)約束齒輪74焊接在右后下節(jié)連桿59上,這樣,抗偏載的能力顯著提高。
如圖11所示,為單剪叉式升降平臺(tái)兩個(gè)位置的機(jī)構(gòu)圖,作為與本實(shí)用新型的比較,它包括工作平臺(tái)D1、上滑塊D2、左擺桿D3、右擺桿D4、下滑塊D5、底架D6,工作平臺(tái)上設(shè)置滑槽C1,底架上設(shè)置滑槽C2,上滑塊上的右銷軸E1,底架上的右銷軸E2,底架上的左銷軸E3,左右擺桿的銷軸E4,平臺(tái)上的左銷軸E5組成,它的自由度F2=3n-2PL-1PH=3×5-2×7-1×0=1,初始時(shí)重物的力臂為L0,當(dāng)重物上升高度H時(shí),平臺(tái)上的左側(cè)力臂保持L0不變,右側(cè)力臂從L0減小為L1,當(dāng)L1 = 0時(shí),重物W的重力幾乎都由平臺(tái)右側(cè)的轉(zhuǎn)動(dòng)副承擔(dān),這就說(shuō)明,上滑塊上的右銷軸E1、左擺桿D3與底架上的左銷軸E3的尺寸要相對(duì)大一些。