本發(fā)明涉及一種機電一體化控制的升降系統(tǒng)裝置，具體地說是一種基于柔性鏈、剪刀撐、折疊拉桿、斜拉桿的升降設備。

背景技術：

國際和國內使用的剪刀撐升降裝置，大都有如下缺點：

1）采用液壓方式作為驅動元件，而液壓方式存在內泄和重復定位精度差的問題，另外便是在液壓元件安裝和維護時液壓油的泄露和污染問題。

2）剪刀撐結構作為受力件和導向件，其裝配間隙和變形量往往達不到技術指標（理論±10mm的晃動量目前國內剪刀撐升降設備生產廠家少有能達標的）。

3）剪刀撐升降機構大部分都用在室內環(huán)境下工作，其抗風能力較弱，環(huán)境適應性也差。

4）體積大，質量大，剪刀撐要承載力和導向因而做的很厚重。

5）晃動量指標較低，大于±10mm的晃動量。

本發(fā)明提供的升降設備主要用于中國第一架商用飛機C919的地面指揮、控制和數據的采集。該產品是為C919的地面指揮系統(tǒng)特別研制的，也是國內第一次使用該產品，它與以往的地面航空指揮用升降設備相比較，具有更高的安全性、穩(wěn)定性、高精度重復定位性。

技術實現要素：

為解決現有技術的不足以及填補國內市場的空白，本發(fā)明的目的是提供一種高穩(wěn)定性、安全性和方便維護的升降系統(tǒng)設備。

為實現上述技術目的，本發(fā)明所采用的技術方案如下。

機電升降系統(tǒng)，其包括上平臺、下平臺、安裝于下平臺的驅動電機、安裝于下平臺并且輸出端固定連接于上平臺的柔性鏈傳動裝置、安裝于上平臺與下平臺之間的四組折疊拉桿，四組折疊拉桿分別安裝于升降系統(tǒng)的四個拐角處并且對稱布置；

驅動電機通過傳動機構連接柔性鏈傳動裝置的柔性鏈輸入軸，驅動電機連接傳動機構的驅動件，傳動機構的從動件連接柔性鏈輸入軸；

其中，折疊拉桿由兩個活動連接的上拉桿、下拉桿組成，上拉桿與下拉桿的活動連接處安裝有固定旋轉軸，上拉桿、下拉桿可繞固定軸發(fā)生偏轉，上/下拉桿上設置有可容置另一與之活動連接的拉桿的夾層；上拉桿的頂端鉸接于上平臺支耳，下拉桿的底部鉸接于下平臺支耳，上平臺支耳與下平臺支耳始終在一條直線上運動，上拉桿與下拉桿延伸狀態(tài)下，上、下平臺支耳與固定旋轉軸的中心軸線不共線，并且固定旋轉軸位于機電升降系統(tǒng)內側。

上述技術方案的進一步改進。

上拉桿與下拉桿處于伸展狀態(tài)下，上拉桿與下拉桿的連接位置處還安裝有與固定旋轉軸中心軸線處于同一水平面的定位件；定位件限制折疊拉桿繼續(xù)選擇，起到限位作用。

上述技術方案的進一步改進。

上平臺與下平臺之間還安裝有兩組剪刀撐，兩組剪刀撐分別安裝于升降系統(tǒng)的長度方向兩端側并且對稱布置；剪刀撐由兩個交叉連接的剪刀臂組成，兩剪刀臂的中間交匯處安裝有圓柱，安裝于圓柱并且作為兩剪刀臂旋轉中心的固定軸，圓柱上還安裝有套接于固定軸外部的第二銅襯套，第二銅襯套與圓柱連接位置處安裝有密封圈；兩交叉連接的剪刀臂的上端鉸接于上平臺，剪刀臂的下端部其中一端鉸接于下平臺，剪刀臂的下端部的另一端鉸接于導向方向沿下平臺長度方向延伸的導向機構，剪刀臂的下端部的另一端與導向機構的滑動件相連接。

上述技術方案的進一步改進。

上平臺與下平臺之間還安裝有四組斜拉桿，四組斜拉桿分別安裝于升降系統(tǒng)的寬度方向兩端側并且對稱布置；斜拉桿呈交叉布置并且安裝于升降系統(tǒng)的寬度方向兩端面，斜拉桿由短段和長段組成，短段和長段的固定端均安裝有掛鉤，短段的連接端外部套接有螺紋襯套，螺紋襯套螺紋連接把手螺母的一端，把手螺母的另一端螺紋連接長段的連接端；短段與螺紋襯套之間還安裝有尼龍襯套，短段內安裝有用于將短段與把手螺母固定的螺釘。

上述技術方案的進一步改進。

驅動電機的輸出端連接有一級減速機，一級減速機的輸出端通過傳動軸連接二級減速機的驅動端，一級減速機的輸出軸與傳動軸的驅動端通過十字萬向聯軸器連接，二級減速機的輸出端連接對應端側柔性鏈傳動裝置的柔性鏈輸入軸，二級減速機的輸出端通過剛性聯軸器連接柔性鏈輸入軸的驅動端。

上述技術方案的進一步改進。

一級減速機、二級減速機均為雙向輸出，一級減速機的雙向輸出即可驅動兩端的二級減速機工作，二級減速機便可驅動升降系統(tǒng)前端以及后端的四個柔性鏈傳動裝置工作。

上述技術方案的進一步改進。

上拉桿與下拉桿的活動連接處安裝有套接于固定旋轉軸外部的第一銅襯套。

本發(fā)明的相對于現有技術取得的進步以及優(yōu)點在于：

（1）利用柔性鏈傳動裝置可將水平運動直接轉化為垂直運動，這種運動形式運動平穩(wěn)，重復定位精度高；使得設備在運動控制方面更加精確、可靠、有效；傳動柱裝置的壓縮空間小，與電機減速機組合起來，占用空間小，有利于整體設備的移動，有助于提供更多的空間尺寸用于加強升降臺系統(tǒng)的剛性；傳動柱裝置的運動更加平穩(wěn)，沒有液壓升降方式啟動和暫停的沖擊，有助于提高升降平臺的穩(wěn)定性。

（2）撤收時，固定旋轉軸的中心軸線與上、下平臺支耳中心組成三點，但三點不共線，因此在柔性柱拉力以及上平臺壓力、拉桿自重的影響下，使得上平臺支耳的壓力Fb和下平臺支耳的支撐力Fc交匯到固定旋轉軸處會產生有一個橫向的力Fa，在Fa的作用下，折疊拉桿便會自動沿著撤收方向自動折疊；并且由于三點不共線，避免產生死點，保證機構的正常運行；

（3）晃動量指標小于±10mm。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例，下面將對實施例中所需要使用的附圖做簡單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是升降系統(tǒng)工作狀態(tài)示意圖。

圖2是柔性鏈傳動裝置示意圖。

圖3是折疊拉桿結構示意圖。

圖4是剪刀撐結構示意圖。

圖5是斜拉桿結構示意圖。

圖6是升降系統(tǒng)運輸狀態(tài)示意圖。

圖7是驅動設備原理示意圖。

圖中1、上平臺；2、下平臺；3、柔性鏈存儲箱；4、折疊拉桿；5、剪刀撐；6、斜拉桿；7、滑軌；8、驅動電機；9、二級減速機；10、十字萬向聯軸器；11、剛性聯軸器；12、柔性鏈；13、柔性鏈輸入軸；14、固定旋轉軸； 16、定位件； 18、剪刀臂；19、圓柱；20、第二銅襯套；21、固定軸；22、密封圈；23、短段斜拉桿；24、長段斜拉桿；25、螺釘；26、尼龍襯套；27、螺紋襯套；28、把手螺母；29、鎖定機構。

具體實施方式

下面結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下，所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護范圍。

如圖1-7所示，機電升降系統(tǒng)，其包括上平臺1、下平臺2、安裝于下平臺的驅動電機8、安裝于下平臺2并且輸出端固定連接于上平臺1的柔性鏈傳動裝置、安裝于上平臺與下平臺之間的四組折疊拉桿4、兩組剪刀撐5、四組斜拉桿6，四組折疊拉桿分別安裝于升降系統(tǒng)的四個拐角處并且對稱布置，兩組剪刀撐分別安裝于升降系統(tǒng)的長度方向兩端側并且對稱布置，四組斜拉桿分別安裝于升降系統(tǒng)的寬度方向兩端側并且對稱布置。

如圖2所示，柔性鏈傳動裝置，由柔性鏈存儲箱3、柔性鏈12及柔性鏈輸入軸13組成，柔性鏈之間通過轉軸相連，并可以順著軌槽進入存儲箱，柔性鏈12與柔性鏈輸入軸13之間是齒輪嚙合的接觸形式，通過柔性鏈輸入軸上的齒輪可以帶動柔性鏈12的運動，即使得柔性鏈在水平與豎直方向之間進行切換；電機8的輸出端連接柔性鏈輸入軸13的驅動端，由電機8提供動力，既可以驅動柔性鏈傳動裝置的正常工作。申請人檢索到現有技術柔性傳動柱裝置（ZL201010218464.1）中記載了柔性鏈傳動裝置的具體結構，故在本申請中不再進行贅述。

如圖1所示，更為優(yōu)化地，柔性鏈傳動裝置有四個并且對稱布置于下平臺2上，驅動電機8的輸出端連接有一級減速機，一級減速機的輸出端通過傳動軸連接二級減速機的驅動端，一級減速機的輸出軸與傳動軸的驅動端通過十字萬向聯軸器10連接，二級減速機的輸出端連接對應端側柔性鏈傳動裝置的柔性鏈輸入軸13，二級減速機的輸出端通過剛性聯軸器11連接柔性鏈輸入軸13的驅動端。進一步的改進，一級減速機、二級減速機均為雙向輸出，一級減速機的雙向輸出即可驅動兩端的二級減速機工作，二級減速機便可驅動升降系統(tǒng)前端以及后端的四個柔性鏈傳動裝置工作，從而保證上平臺的受力平衡，保證升降機構的穩(wěn)定性以及高精度。

如圖3所示，折疊拉桿4，其由兩個活動連接的上拉桿、下拉桿組成，上拉桿與下拉桿的活動連接處安裝有固定旋轉軸14，上拉桿、下拉桿可繞固定軸14發(fā)生偏轉，其中，上/下拉桿上設置有可容置另一與之活動連接的拉桿的夾層，即上拉桿上設置有可容置下拉桿的夾層，或者下拉桿上設置有可容置上拉桿的夾層，優(yōu)選地，上拉桿與下拉桿的活動連接處安裝有套接于固定旋轉軸14外部的第一銅襯套，降低旋轉過程中造成的磨損，提高精準度；上拉桿的頂端鉸接有上平臺支耳，下拉桿的底部鉸接有下平臺支耳，上平臺支耳與下平臺支耳始終在一條直線上運動，上拉桿與下拉桿延伸狀態(tài)下，上、下平臺支耳與固定旋轉軸的中心軸線不共線，并且固定旋轉軸位于機電升降系統(tǒng)內側。

上拉桿與下拉桿處于伸展狀態(tài)下（即工作狀態(tài)下），上拉桿與下拉桿的連接位置處還安裝有與固定旋轉軸14中心軸線處于同一水平面的定位件16，所述的定位件16可采用限位半圓軸與限位槽孔的匹配，具體地，限位半圓軸安裝于上拉桿，下拉桿安裝有與限位半圓軸相匹配并且對限位半圓軸導向限位的限位槽孔。撤收時，固定旋轉軸的中心軸線與上、下平臺支耳中心組成三點，但三點不共線，因此在柔性柱拉力以及上平臺壓力、拉桿自重的影響下，使得上平臺支耳的壓力Fb和下平臺支耳的支撐力Fc交匯到固定旋轉軸處會產生有一個橫向的力Fa，在Fa的作用下，折疊拉桿便會自動沿著撤收方向自動折疊；并且由于三點不共線，避免產生死點，保證機構的正常運行。

如圖4所示，剪刀撐5由兩個交叉連接的剪刀臂18組成，兩剪刀臂18的中間交匯處安裝有圓柱19，安裝于圓柱19并且作為兩剪刀臂旋轉中心的固定軸21，優(yōu)選地，圓柱19上還安裝有套接于固定軸21外部的第二銅襯套20，第二銅襯套與圓柱19連接位置處安裝有密封圈22，用以提高裝置的防護等級；兩交叉連接的剪刀臂18的上端鉸接于上平臺，剪刀臂18的下端部其中一端鉸接于下平臺，剪刀臂18的下端部的另一端鉸接于導向方向沿下平臺長度方向延伸的導向機構，剪刀臂18的下端部的另一端與導向機構的滑動件相連接，具體地，剪刀臂18的下端部的另一端鉸接有滑塊，該滑塊與導向方向與下平臺長度方向相同的滑軌7相匹配。

如圖1、5所示，斜拉桿6呈交叉布置并且安裝于升降系統(tǒng)的寬度方向兩端面，斜拉桿6由短段23和長段24組成，短段23和長段24的固定端均安裝有掛鉤，短段23的連接端外部套接有螺紋襯套27，螺紋襯套27螺紋連接把手螺母28的一端，把手螺母28的另一端螺紋連接長段24的連接端；優(yōu)選地，短段23與螺紋襯套27之間還安裝有尼龍襯套26，短段內安裝有用于將短段與把手螺母28固定的螺釘25。當使用時，只需要將把手螺母旋上長段24的螺紋并拉緊即可。

如圖6所述，上平臺上安裝有用于對機電升降系統(tǒng)進行鎖緊的鎖定機構29，該鎖定機構可采用現有技術中已經存在的并且具備相同功能的設備來實現，在此不再贅述。

圖7為驅動設備原理示意圖。該方案驅動傳動系統(tǒng)由一臺380V交流電機驅動，電機直接帶動一級減速機，一級減速機為同軸雙向輸出，通過兩個十字萬向聯軸器帶動二級減速機，二級減速由雙向輸出軸通過剛性聯軸器帶動柔性鏈升降。

舉升時，必須先將整個升降系統(tǒng)調平（利用調平系統(tǒng)調平），然后解鎖鎖定機構29。通過人工按鍵向控制系統(tǒng)發(fā)送指令，指令通過PLC轉化后傳到驅動電機端，解鎖雙制動器，同時帶動電機的轉動。電機通過驅動設備帶動柔性鏈的上升，柔性鏈頂著上平臺再帶動折疊拉桿4、剪刀撐5的向上運動（運動過程中斜拉桿6一直放置在上平臺中間，且有信號接近開關進行檢測，一旦挪動斜拉桿6所有動作立即停止）。當舉升到位時（有接近開關電限位），系統(tǒng)停止動作，電機抱閘制動。此時，再將四組斜拉桿6取出，相互斜交叉掛在上下平臺上對應支耳處。前后兩組分布見圖1所示。

撤收時，必須先將斜拉桿6拆下放入下平臺對應的存放位置，當存放位置的接近開關點亮時，人工操作撤收系統(tǒng)才會有反應，否則系統(tǒng)不動作。當撤收到位時（也有接近開關點亮）系統(tǒng)停止動作，電機抱閘制動，最后鎖上鎖定機構29。

驅動電機在啟動和停止時為了避免瞬間對升降系統(tǒng)的沖擊，在控制系統(tǒng)中給電機增加了變頻器，實現電機的軟啟動，保護系統(tǒng)，提高安全性。

對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業(yè)技術人員能夠實現或使用本發(fā)明；對這些實施例的多種修改對本領域的專業(yè)技術人員來說將是顯而易見的，本發(fā)明中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或者范圍的情況下，在其他實施例中實現。因此，本發(fā)明將不會被限定于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。