本發(fā)明涉及剪叉式升降臺領(lǐng)域，特別是一種電液螺旋伺服驅(qū)動剪叉式重型升降臺。

背景技術(shù)：

剪叉式升降臺是一種即可以垂直輸送人又可以在車間或者倉庫等物料輸送系統(tǒng)中進(jìn)行垂直輸送的起重設(shè)備，根據(jù)市場需求，剪叉式升降臺的工作臺上也可以安裝有各類平面輸送設(shè)備，以滿足輸送線不同高度的輸送要求。剪叉式升降臺通?？梢苑譃楣潭ㄊ缴蹬_和移動式升降臺，現(xiàn)有剪叉式升降臺在很多領(lǐng)域已獲得了較為普遍使用，但在使用過程中，也暴露出了諸多問題。一方面，現(xiàn)有剪叉式升降臺多采用液壓系統(tǒng)作為動力，由安裝在剪叉機(jī)構(gòu)上的液壓缸驅(qū)動控制升降臺起降，雖然液壓系統(tǒng)具有出色的過載保護(hù)功能，但液壓系統(tǒng)存在著能耗高，控制精度低、維護(hù)保養(yǎng)技術(shù)要求高等問題，阻礙了剪叉式升降臺的節(jié)能化、智能化、精密化發(fā)展，使現(xiàn)有剪叉式升降臺很難用于現(xiàn)代化數(shù)字生產(chǎn)線；另一方面，現(xiàn)有剪叉式升降臺多采用單組平面剪叉式機(jī)構(gòu)，多采用單臺動力源作為動力，造成結(jié)構(gòu)剛度差，工作臺穩(wěn)定性差、空間小，動力性能差，很難滿足大體積、高負(fù)載物料運(yùn)輸工作。再有，為了提高現(xiàn)有剪叉式升降臺承載能力、智能化水平，當(dāng)采用多組伺服電機(jī)對剪叉式升降臺進(jìn)行驅(qū)動作業(yè)時，剪叉式升降臺因加工、裝配等誤差會引起偏載、失穩(wěn)、難同步等問題，

隨著當(dāng)前現(xiàn)代計算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)、機(jī)器人技術(shù)等發(fā)展，為現(xiàn)有剪叉式升降臺的綠色化、智能化、精密化提供了技術(shù)基礎(chǔ)，如何提出一種剪叉式升降臺，不僅使剪叉式結(jié)構(gòu)具有承載能力強(qiáng)，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高，可重構(gòu)能力好，可靠性高等特點，而且升降臺在具有較好過載保護(hù)能力的前提下，具有較高的機(jī)械效率以及突出的節(jié)能效果，同時，該種升降臺還具有智能化程度高，運(yùn)行穩(wěn)定性好，作業(yè)精度高等特點，并特別適用于垂直輸送重型貨物的數(shù)字化車間、智能物流倉庫等場合，已成為剪叉式升降臺領(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電液螺旋伺服驅(qū)動剪叉式重型升降臺，一方面，具有承載能力強(qiáng)，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高，剪叉式結(jié)構(gòu)具有較好的重構(gòu)能力；另一方面，該種剪叉式重型升降臺在保證具有過載保護(hù)性能的前提下，機(jī)械效率高，節(jié)能環(huán)保；另外，保證該剪叉式重型升降臺具有高智能化程度、高運(yùn)動精度、高運(yùn)行穩(wěn)定性、高可靠性以及低維護(hù)成本，滿足垂直輸送重型貨物的數(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(dá)到上述目的：

一種電液螺旋伺服驅(qū)動剪叉式重型升降臺，主要包括底盤、電液螺旋伺服驅(qū)動系統(tǒng)、工作臺、剪叉式結(jié)構(gòu)、下導(dǎo)軌、上導(dǎo)軌，

在一些實施方式中，其中，剪叉式升降臺由安裝在底盤上電液螺旋伺服驅(qū)動系統(tǒng)進(jìn)行驅(qū)動控制，電液螺旋伺服驅(qū)動系統(tǒng)包含四套電液螺旋伺服驅(qū)動機(jī)構(gòu)，電液螺旋伺服驅(qū)動機(jī)構(gòu)包含伺服電機(jī)、絲杠、液壓缸、連桿、下導(dǎo)輪、下導(dǎo)輪支架，伺服電機(jī)安裝在底盤上，絲杠通過轉(zhuǎn)動副與底盤連接，在計算機(jī)編程控制下，由伺服電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動，液壓缸的缸體通過螺旋副連接在絲杠上，液壓缸的活塞桿通過轉(zhuǎn)動副與連桿一端連接，連桿另一端通過轉(zhuǎn)動副與導(dǎo)輪支架連接，導(dǎo)輪支架上安裝有下導(dǎo)輪，底盤上安裝有下軌道，下導(dǎo)輪在下軌道上移動。電液螺旋伺服驅(qū)動機(jī)構(gòu)中，伺服電機(jī)、絲杠、液壓缸的缸體組成伺服螺旋機(jī)構(gòu)，在伺服電機(jī)的編程驅(qū)動控制下，液壓缸的缸體可沿絲杠往復(fù)移動，進(jìn)而推動下導(dǎo)輪支架移動。與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果是，在計算機(jī)編程控制下，通過四套電液螺旋伺服驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動這種過驅(qū)動方法，可以有效提高剪叉式升降臺的承載能力，由于采用計算機(jī)編程控制的伺服電機(jī)提供動力，可以有效提高剪叉式升降臺的智能化水平，便于進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，由于采用由伺服電機(jī)、絲杠、液壓缸缸體組成的伺服螺旋機(jī)構(gòu)為升降臺提供升、降動力，不僅可靠性高、動力性強(qiáng)，而且螺旋機(jī)構(gòu)易實現(xiàn)機(jī)械自鎖能力，大幅提高了升降臺的安全性。

在一些實施方式中，其中，由四套電液螺旋伺服驅(qū)動機(jī)構(gòu)組成的電液螺旋伺服驅(qū)動系統(tǒng)安裝在底盤上，且呈H型水平對置安裝，相比現(xiàn)有升降平臺由安裝在剪叉機(jī)構(gòu)內(nèi)、外臂上的液壓缸，其有益效果是，不僅有效降低了升降臺的重心，提升了升降臺的穩(wěn)定性，而且更于拆裝維護(hù)。

在一些實施方式中，其中，組成電液螺旋伺服驅(qū)動系統(tǒng)的四套電液螺旋伺服驅(qū)動機(jī)構(gòu)所含的液壓缸無桿腔通過液壓管線互相連通，各液壓缸無桿腔、管線內(nèi)注入液體。與現(xiàn)有升降臺所含液壓缸不同，該升降臺液壓缸是非主動副，不起驅(qū)動升降臺升降的作用，其有益效果是，在理想狀態(tài)下，升降臺無加工、制造、裝配誤差，驅(qū)動系統(tǒng)無編程計算誤差，驅(qū)動升降臺的四套電液螺旋伺服驅(qū)動機(jī)構(gòu)同步運(yùn)動，各液壓缸無桿腔內(nèi)液體處于靜止?fàn)顟B(tài)，相比現(xiàn)有升降臺，避免了液壓系統(tǒng)的能量損失，具有機(jī)械式傳動系統(tǒng)所特有的高機(jī)械效率，另外，還可以通過引入溢流閥實現(xiàn)過載保護(hù)性能?，F(xiàn)實情形下，組成升降臺的各構(gòu)件均存在加工、制造、裝配誤差，同時控制系統(tǒng)由于采用計算機(jī)編程控制，不論是正、逆運(yùn)動學(xué)數(shù)值求解還是編程控制過程，均存在大量誤差，根據(jù)達(dá)朗貝爾原理，負(fù)載作用下電液螺旋伺服驅(qū)動系統(tǒng)中相互連通的各液壓缸可以實現(xiàn)壓力平衡，進(jìn)而實時補(bǔ)償剪叉式升降臺各構(gòu)件加工、制造、裝配誤差以及動力系統(tǒng)驅(qū)動誤差，保證各螺旋伺服驅(qū)動機(jī)構(gòu)準(zhǔn)確同步運(yùn)動，避免剪叉式升降臺因加工、制造、裝配等誤差會引起偏載、失穩(wěn)、難同步等問題，實現(xiàn)剪叉式升降臺高可靠性平穩(wěn)運(yùn)行。

在一些實施方式中，其中，剪叉式結(jié)構(gòu)包含兩套平面剪叉機(jī)構(gòu)，平面剪叉機(jī)構(gòu)包含內(nèi)臂、外臂、上導(dǎo)輪，內(nèi)臂通過轉(zhuǎn)動副與外臂、工作臺以及電液螺旋伺服驅(qū)動機(jī)構(gòu)中的導(dǎo)輪支架連接，外臂通過轉(zhuǎn)動副分別與底盤和上導(dǎo)輪連接，工作臺上安裝有上導(dǎo)軌，上導(dǎo)輪在工作臺上軌道中移動。與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果是該剪叉式結(jié)構(gòu)由于采用雙平面剪叉機(jī)構(gòu)設(shè)計，具有很高的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，另外，由于剪叉式結(jié)構(gòu)主要由外臂和內(nèi)臂構(gòu)成，且各構(gòu)件均由轉(zhuǎn)動副組成，不僅方便加工、制造和裝配，而且該種剪叉式結(jié)構(gòu)具有很強(qiáng)的可重構(gòu)能力，可以通過加裝多組剪叉式結(jié)構(gòu)來增大該種電液螺旋伺服驅(qū)動剪叉式重型升降臺的工作高度。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述電液螺旋伺服驅(qū)動剪叉式重型升降臺示意圖。

圖2為本發(fā)明所述電液螺旋伺服驅(qū)動剪叉式重型升降臺平視圖。

圖3為本發(fā)明所述電液螺旋伺服驅(qū)動系統(tǒng)示意圖。

圖4為本發(fā)明所述電液螺旋伺服驅(qū)動剪叉式重型升降臺底盤示意圖。

圖5為本發(fā)明所述四套螺旋伺服驅(qū)動機(jī)構(gòu)水平對置安裝示意圖。

圖6為本發(fā)明所述電液螺旋伺服驅(qū)動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7為本發(fā)明所述四套螺旋伺服驅(qū)動機(jī)構(gòu)中各液壓缸無桿腔連同示意圖之一。

圖8為本發(fā)明所述電液螺旋伺服驅(qū)動剪叉式重型升降臺剪叉式結(jié)構(gòu)示意圖之二。

圖9為本發(fā)明所述電液螺旋伺服驅(qū)動剪叉式重型升降臺的工作臺示意圖之一。

圖10為本發(fā)明所述電液螺旋伺服驅(qū)動剪叉式重型升降臺最小和最大工作位姿視圖。

圖11為本發(fā)明所述電液螺旋伺服驅(qū)動剪叉式重型升降臺剪叉式結(jié)構(gòu)重構(gòu)示意圖。

圖12為本發(fā)明所述電液螺旋伺服驅(qū)動剪叉式重型升降臺工程應(yīng)用示意圖。

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(jìn)一步說明。

對照圖1、圖2、圖3、圖4、圖9，一種電液螺旋伺服驅(qū)動剪叉式重型升降臺，主要包括底盤1、電液螺旋伺服驅(qū)動系統(tǒng)、工作臺2、剪叉式結(jié)構(gòu)。

對照圖2、圖3、圖4、圖5、圖6，所述剪叉式升降臺由電液螺旋伺服驅(qū)動系統(tǒng)進(jìn)行驅(qū)動控制，所述電液螺旋伺服驅(qū)動系統(tǒng)由第一螺旋伺服驅(qū)動機(jī)構(gòu)、第二螺旋伺服驅(qū)動機(jī)構(gòu)、第三螺旋伺服驅(qū)動機(jī)構(gòu)以及第四螺旋伺服驅(qū)動機(jī)構(gòu)組成，所述各螺旋伺服驅(qū)動機(jī)構(gòu)具有相同的構(gòu)件組成及構(gòu)件連接關(guān)系。

對照圖2、圖3、圖4，所述第一螺旋伺服驅(qū)動機(jī)構(gòu)包含第一伺服電機(jī)14、第一絲杠13、第一液壓缸11、第一連桿8、第一下導(dǎo)輪3、第二下導(dǎo)輪4、第一下導(dǎo)輪支架6，所述第一伺服電機(jī)14安裝在底盤1上，所述第一絲杠13通過第一轉(zhuǎn)動副86與底盤1連接，并由第一伺服電機(jī)14驅(qū)動，以實現(xiàn)受控轉(zhuǎn)動，所述第一液壓缸11的缸體通過第一螺旋副90與第一絲杠13連接，所述第一液壓缸11的第一活塞桿10通過第二轉(zhuǎn)動副9與第一連桿8一端連接，所述第一連桿8另一端通過第三轉(zhuǎn)動副7與第一下導(dǎo)輪支架6連接，所述第一下導(dǎo)輪支架6上通過第四轉(zhuǎn)動副5、第三轉(zhuǎn)動副7分別與第一下導(dǎo)輪3、第二下導(dǎo)輪4連接，所述底盤1上安裝有第一下軌道51和第二下軌道50，所述第一下導(dǎo)輪3、第二下導(dǎo)輪4安裝在第一下軌道51上，并在第一絲杠13的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動下沿第一下軌道51做往復(fù)可控移動。

對照圖2、圖3、圖4，所述第二螺旋伺服驅(qū)動機(jī)構(gòu)包含第二伺服電機(jī)15、第二絲杠16、第二液壓缸17、第二連桿20、第三下導(dǎo)輪22、第四下導(dǎo)輪25、第二下導(dǎo)輪支架23，所述第二伺服電機(jī)15安裝在底盤1上，所述第二絲杠16通過第六轉(zhuǎn)動副87與底盤1連接，并由第二伺服電機(jī)15驅(qū)動，以實現(xiàn)受控轉(zhuǎn)動，所述第二液壓缸17的缸體通過第二螺旋副91與第二絲杠16連接，所述第二液壓缸17的第二活塞桿18通過第七轉(zhuǎn)動副19與第二連桿20一端連接，所述第二連桿20另一端通過第八轉(zhuǎn)動副21與第二下導(dǎo)輪支架23連接，所述第二下導(dǎo)輪支架23上通過第八轉(zhuǎn)動副21、第十轉(zhuǎn)動副24分別與第三下導(dǎo)輪22、第四下導(dǎo)輪25連接，所述第三下導(dǎo)輪22、第四下導(dǎo)輪25安裝在第一下軌道51上，并在第二絲桿16的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動下沿第一下軌道51做往復(fù)可控移動。

對照圖2、圖3、圖4，所述第三螺旋伺服驅(qū)動機(jī)構(gòu)包含第三伺服電機(jī)38、第三絲杠39、第三液壓缸40、第三連桿44、第五下導(dǎo)輪42、第六下導(dǎo)輪49、第三下導(dǎo)輪支架47，所述第三伺服電機(jī)38安裝在底盤1上，所述第三絲杠39通過第十一轉(zhuǎn)動副88與底盤1連接，并由第三伺服電機(jī)38驅(qū)動，以實現(xiàn)受控轉(zhuǎn)動，所述第三液壓缸40的缸體通過第三螺旋副92與第三絲杠39連接，所述第三液壓缸40的第三活塞桿41通過第十二轉(zhuǎn)動副43與第三連桿44一端連接，所述第三連桿44另一端通過第十三轉(zhuǎn)動副45與第三下導(dǎo)輪支架47連接，所述第三下導(dǎo)輪支架47上通過第十三轉(zhuǎn)動副45、第十五轉(zhuǎn)動副48分別與第五下導(dǎo)輪42、第六下導(dǎo)輪49連接，所述第五下導(dǎo)輪42、第六下導(dǎo)輪49安裝在第二下軌道50上，并在第三絲桿39的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動下沿第二下軌道50做往復(fù)可控移動。

對照圖2、圖3、圖4，所述第四螺旋伺服驅(qū)動機(jī)構(gòu)包含第四伺服電機(jī)37、第四絲杠36、第四液壓缸34、第四連桿31、第七下導(dǎo)輪30、第八下導(dǎo)輪26、第四下導(dǎo)輪支架28，所述第四伺服電機(jī)37安裝在底盤1上，所述第四絲杠36通過第十六轉(zhuǎn)動副89與底盤1連接，并由第四伺服電機(jī)37驅(qū)動，以實現(xiàn)受控轉(zhuǎn)動，所述第四液壓缸34的缸體通過第四螺旋副93與第四絲杠36連接，所述第四液壓缸34的第四活塞桿33通過第十七轉(zhuǎn)動副32與第四連桿31一端連接，所述第四連桿31另一端通過第十八轉(zhuǎn)動副29與第四下導(dǎo)輪支架28連接，所述第四下導(dǎo)輪支架28上通過第十八轉(zhuǎn)動副29、第二十轉(zhuǎn)動副27分別與第七下導(dǎo)輪30、第八下導(dǎo)輪26連接，所述第七下導(dǎo)輪30、第八下導(dǎo)輪26安裝在第二下軌道50上，并在第四絲杠36的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動下沿第二下軌道50做往復(fù)可控移動。

對照圖5，所述電液螺旋伺服驅(qū)動系統(tǒng)中各電液螺旋伺服驅(qū)動機(jī)構(gòu)均安裝在底盤1上，且呈H型水平對置安裝。

對照圖6、圖7，所述第一螺旋伺服驅(qū)動機(jī)構(gòu)所含第一液壓缸11的第一無桿腔82、第二螺旋伺服驅(qū)動機(jī)構(gòu)所含第二液壓缸17的第二無桿腔83、第三螺旋伺服驅(qū)動機(jī)構(gòu)所含第三液壓缸40的無桿腔84、第四螺旋伺服驅(qū)動機(jī)構(gòu)所含第四液壓缸34的無桿腔85通過液壓管線57相互連通，第一液壓缸11的第一無桿腔82、第二液壓缸17的第二無桿腔83、第三液壓缸40的無桿腔84、第四液壓缸34的無桿腔85以及連同用管線57內(nèi)都注滿液體，根據(jù)達(dá)朗貝爾原理，負(fù)載作用下電液螺旋伺服驅(qū)動系統(tǒng)中各液壓缸可以實現(xiàn)壓力平衡，進(jìn)而實時補(bǔ)償剪叉式升降臺各構(gòu)件加工、制造、裝配誤差以及動力系統(tǒng)驅(qū)動誤差，，保證各螺旋伺服驅(qū)動機(jī)構(gòu)準(zhǔn)確同步運(yùn)動，避免剪叉式升降臺因加工、裝配等誤差會引起偏載、失穩(wěn)、難同步等問題，實現(xiàn)剪叉式升降臺高可靠性平穩(wěn)運(yùn)行。

對照圖1、圖2、圖8、圖9，所述剪叉式結(jié)構(gòu)包含第一平面剪叉機(jī)構(gòu)、第二平面剪叉機(jī)構(gòu)，所述各平面剪叉機(jī)構(gòu)具有相同的構(gòu)件組成及構(gòu)件連接關(guān)系。

對照圖1、圖2、圖8、圖9，所述第一平面剪叉機(jī)構(gòu)包含第一內(nèi)臂66、第一外臂58、第二外臂62、第一上導(dǎo)輪61、第二上導(dǎo)輪64，所述第一內(nèi)臂66通過第二十一轉(zhuǎn)動副12、第二十二轉(zhuǎn)動副35分別與第一下導(dǎo)輪支架6、第四下導(dǎo)輪支架28連接，所述第一外臂58通過第二十三轉(zhuǎn)動副59與第一內(nèi)臂66連接，所述第二外臂62通過第二十四轉(zhuǎn)動副63與第一內(nèi)臂66連接，所述第一上導(dǎo)輪61通過第二十五轉(zhuǎn)動副60與第一外臂58連接，所述第一外臂58通過第二十六轉(zhuǎn)動副53與底盤1連接，所述第二上導(dǎo)論64通過第二十七轉(zhuǎn)動副65與第二外臂62連接，所述第二外臂62通過第二十八轉(zhuǎn)動副56與底盤1連接，所述第一內(nèi)臂66通過第二十九轉(zhuǎn)動副68、第三十轉(zhuǎn)動副67與工作臺2連接。

對照圖1、圖2、圖8、圖9，所述第二平面剪叉機(jī)構(gòu)包含第二內(nèi)臂79、第三外臂69、第四外臂74、第三上導(dǎo)輪73、第四上導(dǎo)輪75，所述第二內(nèi)臂79通過第三十一轉(zhuǎn)動副52、第三十二轉(zhuǎn)動副46分別與第二下導(dǎo)輪支架23、第三下導(dǎo)輪支架47連接，所述第三外臂69通過第三十三轉(zhuǎn)動副70與第二內(nèi)臂79連接，所述第四外臂74通過第三十四轉(zhuǎn)動副71與第二內(nèi)臂79連接，所述第三上導(dǎo)輪73通過第三十五轉(zhuǎn)動副72與第三外臂69連接，所述第三外臂69通過第三十六轉(zhuǎn)動副54與底盤1連接，所述第四上導(dǎo)輪75通過第五轉(zhuǎn)動副76與第四外臂74連接，所述第四外臂74通過第九轉(zhuǎn)動副55與底盤1連接，所述第二內(nèi)臂79通過第十四轉(zhuǎn)動副77、第十九轉(zhuǎn)動副78與工作臺2連接。

對照圖9，所述工作臺2上安裝有第一上軌道80、第二上軌道81，所述第一上導(dǎo)輪61、第三上導(dǎo)輪73安裝在第一軌道80上，在電液螺旋伺服驅(qū)動系統(tǒng)的驅(qū)動下，可以沿第一上軌道80做往復(fù)受控移動，所述第二上導(dǎo)輪64、第四上導(dǎo)輪75安裝在第二軌道81上，在電液螺旋伺服驅(qū)動系統(tǒng)的驅(qū)動下，可以沿第二上軌道81做往復(fù)受控移動。

對照圖10、圖11、圖12，該剪叉式結(jié)構(gòu)由于采用雙平面剪叉機(jī)構(gòu)設(shè)計，具有很高的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，另外，由于剪叉式結(jié)構(gòu)主要由外臂和內(nèi)臂構(gòu)成，且各構(gòu)件均由轉(zhuǎn)動副組成，不僅方便加工、制造和裝配，而且該種剪叉式結(jié)構(gòu)具有很強(qiáng)的可重構(gòu)能力，可以通過加裝多組剪叉式結(jié)構(gòu)來增大該種電液螺旋伺服驅(qū)動剪叉式重型升降臺的工作高度。

所述該種電液螺旋伺服驅(qū)動剪叉式重型升降臺為平面單自由度機(jī)構(gòu)，為了克服剪叉式重型升降臺因加工、裝配等誤差引起的偏載、失穩(wěn)、同步問題，提高其穩(wěn)定性和可靠性，同時有效提升升降臺的承載能力，該種剪叉式重型升降臺基于智能控制的過驅(qū)動方法和達(dá)郎貝爾原理設(shè)計了一套電液螺旋伺服驅(qū)動系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含四套螺旋伺服驅(qū)動機(jī)構(gòu)，每套螺旋伺服驅(qū)動均由伺服電機(jī)提供動力，通過對四臺伺服電機(jī)進(jìn)行編程控制，并在液壓系統(tǒng)的實時壓力補(bǔ)償下，實現(xiàn)升降臺高穩(wěn)定性、高承載能力、高可控性的智能升降作業(yè)，該種升降臺特別適用于垂直輸送重型貨物的數(shù)字化車間、物流倉庫等場合。