專利名稱：撐桿式小型升降臺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種小型機器人用的升降工作臺，特別是一種通過撐桿機構(gòu)來實現(xiàn)工作臺升降及回轉(zhuǎn)的裝置。
背景技術(shù)：
小型機器人上的升降臺一般有以下幾種1、垂直升降式，一般采用螺桿旋轉(zhuǎn)來控制高度，可以分成多節(jié)實現(xiàn)較大范圍的升降，結(jié)構(gòu)比較簡單，應(yīng)用也比較廣泛。2、剪叉式，通過多桿剪叉連接形式實現(xiàn)折疊于展開，結(jié)構(gòu)穩(wěn)固，平臺面積比較大。第一、二種類型的缺點是只能實現(xiàn)一維方向變動，要求的升降高度不大時顯得比較笨重，且必須垂直安裝，布置不夠靈活，要高速舉升時需配用大功率電機。后者還有收起狀態(tài)所占用體積比較大的問題，不利于小型機器人有限空間內(nèi)的安裝。3、擺臂式，通過一到三節(jié)擺臂和安裝于關(guān)節(jié)處的電機實現(xiàn)收放，可作一定范圍的舉升和擺動，自由度比較大，是目前常見的一種應(yīng)用方式。但這種方式要求關(guān)節(jié)處的電機能輸出較大的轉(zhuǎn)矩，這就必須配置大減速比減速器和使用大功率電動機，由于此處零件的受力很大，傳動部分也因此比較笨重。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有小型機器人升降臺技術(shù)所存在的上述不足，提供一種具有微小驅(qū)動功率，且結(jié)構(gòu)簡單重量輕的撐桿式升降工作臺，旨在改善現(xiàn)有小型升降臺的能量消耗和減輕重量。小型機器人采用該升降臺不僅具有大范圍的自由度、舉升速度快還將會具有更低的能量消耗和相對較輕的重量。實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為一種撐桿式小型升降臺，包括固定基座、活動基座、載臺、可調(diào)撐桿、固定撐桿，舉升電機、助力彈簧和回轉(zhuǎn)電機，其特征在于載臺與活動基座之間通過可調(diào)撐桿和固定撐桿相鉸接而形成一個平行四桿機構(gòu)，該機構(gòu)可以在 0-180°范圍內(nèi)作擺動。所述可調(diào)撐桿為一長度可控的動力件，用于調(diào)整載臺的俯仰角；所述固定撐桿可以為兩根單獨的撐桿，也可以由兩根撐桿固連在一起的整體結(jié)構(gòu)來代替；活動基座與固定撐桿的一個鉸接處設(shè)有蝸輪蝸桿副舉升電機；助力彈簧的一端鉸接于活動基座的交接銷上，另一端鉸接于固定撐桿中段的固定撐桿鉸接銷上，助力彈簧采用推力彈簧時，鉸接銷的位置在活動基座與固定撐桿的鉸接處的下方，助力彈簧采用拉力彈簧時，鉸接銷的位置在活動基座與固定撐桿的鉸接處的上方；對重量控制要求高時所述助力彈簧還可以采用螺旋式壓簧或拉簧以減輕機構(gòu)重量；所述回轉(zhuǎn)電機安裝在活動基座上可隨活動基座一起轉(zhuǎn)動，所述固定基座用于安裝活動基座和承載撐桿等上部重量，同時也是整體安裝在機器人上的固定基腳。裝用本發(fā)明的機器人車輛，可以用微小驅(qū)動功率實現(xiàn)載臺的舉升和放落，并在全過程中可保持相對地面角度不變，也可在任意位置隨時調(diào)整俯仰角、回轉(zhuǎn)角等。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點和效果1、助力彈簧的使用大幅度減輕了舉升電機的負(fù)荷，根據(jù)載荷質(zhì)量合理配置好的助力彈簧能使舉升電機的載荷接近于最低值，因而可以用最小的功耗來實現(xiàn)舉升，全范圍內(nèi)舉升電機所起的主要是定位作用；2、可調(diào)撐桿將上部載臺的俯仰角調(diào)整下移到底部，減輕了上部重量，從而減小了舉升載荷，降低了舉升能耗；3、平行四桿機構(gòu)使載臺的俯仰角得以保持而不需要隨舉升不斷進(jìn)行跟蹤調(diào)整， 簡化了控制，也降低了能耗；4、撐桿加助力結(jié)構(gòu)，桿件根部傳動部件受力較小，因而整體重
量較輕。


圖1是本發(fā)明撐桿式小型升降臺結(jié)構(gòu)示意圖。圖2所示是本發(fā)明工作過程中某舉升位置的示意圖。圖3是固定基座內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖，詳細(xì)說明本發(fā)明的實施方式。參見圖1，本發(fā)明撐桿式小型升降臺包括一個用于安裝的固定基座1、可回轉(zhuǎn)的活動基座2和用于裝載設(shè)備的載臺6、一根可調(diào)撐桿3和兩根固定撐桿5、7的兩端分別與活動基座2和載臺6相鉸接，舉升電機8的輸出軸與固定撐桿7下端轉(zhuǎn)軸相連、助力彈簧4 (此實施例的助力彈簧為推力彈簧)一端鉸接支撐在活動基座鉸接銷10的下方，另一端鉸接于固定撐桿5中段的固定撐桿鉸接銷11上，回轉(zhuǎn)電機9垂直安裝在活動基座2上，其軸裝有齒輪并伸入基座內(nèi)與固定基座1里的齒圈相嚙合。所述固定基座1外部一周設(shè)有安裝螺孔，其中心有一個轉(zhuǎn)軸孔，與轉(zhuǎn)軸孔同軸設(shè)有一個固定齒圈參見圖3。所述活動基座2安裝于固定基座1上，可繞固定基座1的中心孔旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動回轉(zhuǎn)的是回轉(zhuǎn)電機9。所述可調(diào)撐桿3的下段內(nèi)部裝有減速電機，其輸出軸為一根絲桿，與絲桿相配合的是上段的帶螺紋套管，當(dāng)可調(diào)撐桿3兩端固定后轉(zhuǎn)動絲桿可以改變整個撐桿的長度，對載臺6而言，通過調(diào)整可調(diào)撐桿3的長度就可以改變載臺6的俯仰角。所述助力彈簧4在本實施例中為一根工業(yè)化生產(chǎn)的推力氣彈簧，必要時也可采用普通螺旋彈簧。此彈簧也可以用拉伸彈簧代替，但其下端支座需移動到固定撐桿5鉸接軸中心的上部。所述舉升電機8是一個帶有蝸輪蝸桿副的減速電機，其渦輪軸與固定撐桿7下端轉(zhuǎn)軸同軸并固連。所述回轉(zhuǎn)電機9是一個帶齒輪輸出的減速電機。參見圖2，當(dāng)舉升電機8通電工作時(假設(shè)為上升)，電機通過蝸桿帶動渦輪旋轉(zhuǎn)， 與渦輪固連的固定撐桿7將向上擺動，由于可調(diào)撐桿3、固定撐桿5、7與活動基座2、載臺6 構(gòu)成一個平行四桿機構(gòu)(設(shè)此時可調(diào)撐桿3的長度與固定撐桿5、7 —致)，則載臺6與水平面的角度將保持不變；載臺6在某高度時需要調(diào)整俯仰角，可通過調(diào)節(jié)可調(diào)撐桿3的長度來實現(xiàn)，可調(diào)撐桿3加長為仰角，縮短為俯角。安裝于固定撐桿5上的助力彈簧4由于其下支點回轉(zhuǎn)中心位于固定撐桿5轉(zhuǎn)軸中心的下方，這使固定撐桿5擺動在不等于90°的范圍內(nèi)均能得到向上的輔助轉(zhuǎn)矩，且轉(zhuǎn)矩在0°和180°時最大，與需求相符合起到了助力的作用。顯然只要根據(jù)載臺6上所載質(zhì)量合理配置助力彈簧4的彈力，可以使驅(qū)動載臺6的舉升力降到最小?；剞D(zhuǎn)電機9通電工作時將通過齒輪帶動活動基座2繞固定基座1中心孔作回轉(zhuǎn)，此回轉(zhuǎn)運動與上述擺動合成將使載臺6可以在一個以撐桿長度為半徑的半球狀曲面間內(nèi)活動。 應(yīng)該理解到的是上述實施例只是對本發(fā)明的說明，而不是對本發(fā)明的限制，任何不超出本發(fā)明實質(zhì)精神范圍內(nèi)的發(fā)明創(chuàng)造，均落入本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種撐桿式小型升降臺，其特征在于，包括固定基座(1)、活動基座(2)、載臺(6)、可調(diào)撐桿(3)、固定撐桿、舉升電機(8)、助力彈簧(4)和回轉(zhuǎn)電機(9)，其中，載臺(6)和活動基座( 之間通過與固定撐桿、可調(diào)撐桿(3)的鉸接形成一個平行四桿機構(gòu)，可在0-180° 范圍內(nèi)作擺動，活動基座(2)與固定撐桿的一個鉸接處設(shè)有舉升電機(8)，助力彈簧(4)安裝在固定撐桿與活動基座(2)之間，回轉(zhuǎn)電機(9)安裝在活動基座(2)上，活動基座(2)安裝在固定基座(1)上，回轉(zhuǎn)電機(9 )帶動活動基座(2 )繞固定基座(1)中心孔轉(zhuǎn)動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的撐桿式小型升降臺，其特征在于所述可調(diào)撐桿(3)可以采用電動、液壓或氣動等方式來驅(qū)動。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的撐桿式小型升降臺，其特征在于助力彈簧(4)可采用推力或拉力氣彈簧，也可以采用螺旋式壓簧或拉簧。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的撐桿式小型升降臺，其特征在于所述固定撐桿可以為兩根單獨的撐桿(5、7)，也可以由兩根撐桿固連在一起的整體結(jié)構(gòu)來代替。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的撐桿式小型升降臺，其特征在于所述固定基座(1)和活動基座(2)之間采用同軸聯(lián)接，回轉(zhuǎn)電機垂直安裝在活動基座上并通過齒輪與固定基座(1)內(nèi)的齒輪傳動機構(gòu)相嚙合。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的撐桿式小型升降臺，其特征在于助力彈簧(4)的一端鉸接于活動基座(2)的交接銷(10)上，另一端鉸接于固定撐桿(5)中段的固定撐桿鉸接銷(11)上， 助力彈簧(4)采用推力彈簧時，鉸接銷(10)的位置在活動基座(2)與固定撐桿的鉸接處的下方，助力彈簧(4)采用拉力彈簧時，鉸接銷(10)的位置在活動基座(2)與固定撐桿的鉸接處的上方。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的撐桿式小型升降臺，其特征在于固定基座(1)外部一周設(shè)有安裝螺孔，其中心有一個轉(zhuǎn)軸孔，與轉(zhuǎn)軸孔同軸設(shè)有一個固定齒圈。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的撐桿式小型升降臺，其特征在于舉升電機(8)是一個帶有蝸輪蝸桿副的減速電機，其渦輪軸與固定撐桿(7)下端轉(zhuǎn)軸同軸并固連。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種撐桿式小型升降臺包括一個用于安裝的固定基座、可回轉(zhuǎn)的活動基座和用于裝載設(shè)備的載臺、一根可調(diào)撐桿和兩根固定撐桿的兩端分別與活動基座和載臺相鉸接，舉升電機的輸出軸與固定撐桿下端轉(zhuǎn)軸相連、助力彈簧一端鉸接支撐在活動基座鉸接銷上，另一端鉸支于固定撐桿中段的鉸接銷上，回轉(zhuǎn)電機垂直安裝在活動基座上，其軸裝有齒輪并伸入基座內(nèi)與固定基座里的齒圈相嚙合。裝用本發(fā)明的機器人車輛，可以用微小驅(qū)動功率實現(xiàn)載臺的舉升和放落，并在全過程中可保持相對地面角度不變，也可在任意位置隨時調(diào)整俯仰角、回轉(zhuǎn)角等。
文檔編號B66F7/00GK102295246SQ20111022103
公開日2011年12月28日 申請日期2011年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月3日
發(fā)明者唐振民, 張浩峰, 朱健聲, 朱凱, 董宏林, 趙春霞 申請人:南京理工大學(xué)