一种基于曲柄摇杆的往复装置升降机构的制作方法

本实用新型涉及机械送料装置领域，具体涉及一种基于曲柄摇杆的往复装置升降机构。

背景技术：

随着汽车行业的飞速发展，汽车制造产业对于生产效率的要求也日益提高。将生产任务细化到各个生产环节，每一个工艺步骤的产线衔接也更加紧密。当完成一个工艺步骤时，需要快速高效的往复送料装置将在制品输往下一工艺环节，然后迅速复位待命。由于汽车行业在制品的体积较大，现有技术的升降送料装置在送料过程中对升降过程中的平衡性以及升降精度仍有所欠缺，这会导致需要人工不定时频繁查看送料情况，造成人工成本浪费。

技术实现要素：

本实用新型针对现有技术中存在的技术问题，提供一种基于曲柄摇杆的往复装置升降机构，其能进行上下往复循环送料，既能完成物料举升动作，还能在送料完成后立即回位待命，使工艺环节之间衔接更紧密，提高了生产效率，采用曲柄摇杆机构对举升台进行联动驱动，送料平稳，且送料精度高。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：

一种基于曲柄摇杆的往复装置升降机构，包括设置在机架上的第一驱动电机、举升台，所述第一驱动电机的输出轴与所述举升台传动连接；所述第一驱动电机的输出轴上垂直设置有第一摆臂，所述第一摆臂的末端设置有短拉杆，所述短拉杆一端与所述第一摆臂铰接，所述短拉杆的另一端设置有三角连杆，所述三角连杆的顶点与所述机架铰接，所述三角连杆的一端与所述短拉杆上远离所述第一摆臂的端部铰接，所述三角连杆的另一端与所述举升台的底部铰接。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述举升台底部设有多个三角连杆，多个所述三角连杆的一端分别与所述举升台的底部铰接，多个所述三角连杆的顶点分别与所述机架铰接，多个所述三角连杆的另一端设有长拉杆，多个所述三角连杆的另一端分别与所述长拉杆铰接，所述长拉杆的端部与所述短拉杆上靠近所述三角连杆的一端铰接。

进一步，多个所述三角连杆对称设置在所述长拉杆的两侧、且沿所述长拉杆的长向设置，每组对称设置的所述三角连杆的顶点与所述机架同轴铰接，每组对称设置的所述三角连杆的一端通过转轴与所述长拉杆铰接，每组对称设置的所述三角连杆的另一端分别与所述举升台底部铰接。

进一步，还包括至少一个滑块机构，所述滑块机构包括呈“y”型铰接的第一拉杆以及第二拉杆，所述第一拉杆的一端与机架铰接，所述第一拉杆的另一端与所述第二拉杆的中段铰接，所述第二拉杆的一端与所述举升台的底部铰接，所述第二拉杆的另一端设有滑块；所述机架上设有水平方向的滑槽，当所述举升台运动时，所述滑块在所述滑槽内滑动配合。

进一步，本升降机构还包括第一驱动电机检测开关，所述第一驱动电机检测开关固定安装在所述机架上，所述第一驱动电机检测开关上设有多个检测点，所述第一驱动电机检测开关的多个检测点设置在所述第一驱动电机的输出轴上，用于检测所述第一驱动电机的运转状态。

进一步，所述机架上还安装有举升到位检测开关以及下降到位检测开关，所述举升到位检测开关设置在所述举升台的上方，所述下降到位检测开关设置在所述举升台的下方。

进一步，还包括安全维修机构，所述安全维修机构包括第一定位销以及第二定位销，所述第一定位销设置在所述第一驱动电机上，所述第二定位销设置在所述举升台上。

进一步，所述第一驱动电机的输出轴上固定设置有连接件，所述连接件上设有第一定位销孔，所述第一定位销孔平行所述第一驱动电机的输出轴且与所述第一驱动电机的输出轴不同轴设置；所述机架上设有与所述第一定位销孔同轴设置的第一通孔，当进行维修时，所述第一定位销与所述第一定位销孔、所述第一通孔分别配合。

进一步，所述举升台上设有第二定位销孔，所述机架上设有与所述第二定位销孔同轴设置的第二通孔，当进行维修时，所述第二定位销与所述第二定位销孔、所述第二通孔分别配合。

进一步，所述第一驱动电机的输出端设有减速机。

本实用新型的有益效果是：本技术方案提供的一种基于曲柄摇杆的往复装置升降机构，第一摆臂、短拉杆、三角连杆等同于一个曲柄摇杆机构，当第一驱动电机的输出轴进行运转时，第一摆臂在第一驱动电机的作用下进行旋转，短拉杆带动三角连杆的一端前移或后退，使得三角连杆的两端绕着三角连杆顶点处的铰接点进行旋转，同时举升台在三角连杆的带动下进行举升或下降；当三角连杆与短拉杆相连的一端偏高而三角连杆与举升台相连的一端偏低时，举升台下降，反之，则举升台举升。其能往复循环送料，既能完成物料举升动作，还能在完成送料后回位待命，使工艺环节之间衔接更紧密，提高了生产效率。在曲柄摇杆机构的驱动下，其举升及下降动作平稳，送料平稳且精度较高。安全维修机构的设置，使维修过程中将第一驱动电机的输出轴以及举升台被锁定，防止维修过程中设备运转对操作员形成安全隐患，提高了维修的安全性。

附图说明

图1为本实用新型实施例中立体图；

图2为本实用新型实施例中主视图；

图3为本实用新型实施例中俯视图；

图4为本实用新型实施例升降机构结构示意图；

图5为本实用新型实施例中平移机构结构示意图；

图6为本实用新型实施例中滑轮限位机构结构示意图；

图7为本实用新型图2中a部局部放大图；

图8为本实用新型图2中b部局部放大图；

图9为本实用新型实施例中滑块机构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、升降机构，11、第一驱动电机，1101、第一减速机，12、举升台，13、第一摆臂，14、短拉杆，15、三角连杆，16、长拉杆，17、第一拉杆，18、第二拉杆，19、滑块，2、平移机构，21、第二驱动电机，2101、第二减速机，22、万向传动轴，23、齿轮，24、载物台，2401、定位槽，25、齿条，3、滑轮限位机构，31、托举轮，32、第一限位轮，33、第二限位轮，4、限位传感器，41、头端限位传感器，42、尾端限位传感器，5、机架，51、滚动轴承座，52、滑槽，6、检测开关，61、第一驱动电机检测开关，62、举升到位检测开关，63、下降到位检测开关，64、前移减速检测开关，65、前移到位检测开关，66、前移超行程检测开关，67、后退减速检测开关，68、后退到位检测开关，69、后退超行程检测开关，7、精定位机构，8、安全维修机构，81、第一定位销，82、第一定位销孔，83、第二定位销，84、第二定位销孔。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1～3所示一种往复送料装置，包括设置在机架5上的升降机构1以及平移机构2，所述升降机构1与所述平移机构2滑动连接；所述升降机构1用于将物料进行举升然后复位，所述平移机构2用于将被举升的物料进行平移然后复位。

本实施例提供的一种往复送料装置，其能往复循环送料，既能完成物料举升动作，还能完成物料平移动作，使工艺环节之间衔接更紧密，提高了生产效率。

本实施例中，如图4所示，所述升降机构1包括设置在所述机架5上的第一驱动电机11、举升台12，所述第一驱动电机11的输出轴与所述举升台12传动连接；所述第一驱动电机11通过行星齿轮23减速机输出转矩，且所述第一驱动电机11的输出轴进行转角小于180°的往复运转。所述第一驱动电机11的输出轴上垂直设置有第一摆臂13，第一摆臂13与第一驱动电机11的输出轴键连接，当第一驱动电机11进行运转时，第一摆臂13与第一驱动电机11同轴旋转。所述第一摆臂13的末端设置有短拉杆14，所述短拉杆14一端与所述第一摆臂13的端部铰接，所述短拉杆14的另一端设置有三角连杆15。三角连杆15为折弯的连杆装置，折弯角度为锐角，其形状近似于三角刀片连杆，其上有三个通孔，三个通孔呈三角形分布，用于提供三个铰接点。三个通孔分布为：其两个端部各设有一个通孔，其折弯处称为顶点，顶点处设有一个通孔。所述三角连杆15的顶点与所述机架5铰接，所述三角连杆15的一端与所述短拉杆14的另一端端部铰接，更具体的，所述三角连杆15的一端与所述短拉杆14上远离所述第一摆臂13的一端的端部铰接。所述三角连杆15的另一端与所述举升台12的底部铰接。具体的，举升台12的底部向下延伸出支脚，支脚的底部作为铰接点，通过铰链与三角连杆15铰接。

第一摆臂13、短拉杆14、三角连杆15等同于一个曲柄摇杆机构，当第一驱动电机11的输出轴进行运转时，第一摆臂13在第一驱动电机11的作用下进行旋转，短拉杆14带动三角连杆15的一端前移或后退，使得三角连杆15的两端绕着三角连杆15顶点处的铰接点进行旋转，同时举升台12在三角连杆15的带动下进行举升或下降；当三角连杆15与短拉杆14相连的一端偏高而三角连杆15与举升台12相连的一端偏低时，举升台12下降，反之，则举升台12举升。在曲柄摇杆机构的驱动下，其举升及下降动作平稳，送料平稳且精度较高。

本实施例中，所述举升台12底部设有多个三角连杆15，多个所述三角连杆15的一端分别与所述举升台12的底部铰接，多个所述三角连杆15的顶点分别与所述机架5铰接，多个所述三角连杆15的另一端设有长拉杆16，多个所述三角连杆15的另一端分别与所述长拉杆16铰接，所述长拉杆16的端部与所述短拉杆14上靠近所述三角连杆15的一端铰接。

由于通常汽车在制品体积较大，需要举升台12有较长的长度，所以举升台12需要多个三角连杆15与长拉杆16联动，共同实现对举升台12的举升，形成平行四边形的同步升降机构1，以使在制品在同一平面进行举升。

本实施例中，多个所述三角连杆15对称设置在所述长拉杆16的两侧、且沿所述长拉杆16的长向设置，每组对称设置的所述三角连杆15的顶点与所述机架5同轴铰接，每组对称设置的所述三角连杆15的一端通过转轴与所述长拉杆16铰接，每组对称设置的所述三角连杆15的另一端分别与所述举升台12底部铰接。由于汽车在制品的体积限制，其具有一定的宽度，使用对称设置的三角连杆15分别对举升台12底部两侧进行托举，使举升台12在运行中更加平稳，增加了举升台12的稳定性。

本实施例中，如图9所示，所述升降机构1还包括至少一个滑块19机构，所述滑块19机构包括呈“y”型铰接的第一拉杆17以及第二拉杆18，所述第一拉杆17的一端与机架5铰接，所述第一拉杆17的另一端与所述第二拉杆18的中段铰接，所述第二拉杆18的一端与所述举升台12的底部铰接，所述第二拉杆18的另一端设有滑块19；所述机架5上设有水平方向的滑槽52，当所述举升台12运动时，所述滑块19在所述滑槽52内滑动配合。为节省设备成本，在举升台12已得到足够的动力支撑的前提下，需提供限位机构对举升台12进行限位以及支撑。本技术方案采用滑块19与滑槽52相互配合的方式，当举升台12在第一驱动电机11的驱动作用下进行举升或下降时，滑块19在滑道内滑动，以改变第一拉杆17与第二拉杆18在铰接点的角度，从而为举升台12提供了有效的支撑与限位。

本实施例中，如图5所示，所述平移机构2包括相互传动连接的第二驱动电机21、齿轮23、载物台24，所述第二驱动电机21的输出轴上固定设有万向传动轴22，所述万向传动轴22通过滚动轴承座51安装在所述举升台12上，所述齿轮23与所述万向传动轴22同轴设置且固定连接；所述载物台24底部设有齿条25，所述齿条25与所述齿轮23啮合，物料放置在载物台24上，举升台12的长度大于载物台24的长度，举升台12与载物台24的长度之差即为载物台24平移的行程长度。

第二驱动电机21固定安装在机架5上，而齿轮23安装在举升台12上，由于举升台12在装置运行过程中可能处于上升或下降的动态，或者当举升台12处于低位时以及处于高位时均可能需要对载物台24进行平移，所以第二驱动电机21相对于齿轮23的位置是可能改变的。此处设置万向传动轴22分别与第二驱动电机21的输出轴以及齿轮23进行同轴连接，将第二驱动电机21的转矩传递到齿轮23上；由于齿轮23与载物台24底部的齿条25啮合，当齿轮23转动时，通过齿条25带动载物台24进行平移，从而将载物台24上的物料进行移动。

进一步的，载物台24的顶部还可以固定设置物料限位架，防止物料在运输过程中发生移位。

本实施例中，如图6所示，所述举升台12的顶面固定设有多个滑轮限位机构3，所述载物台24设置在所述滑轮限位机构3上，并通过所述滑轮限位机构3与所述举升台12滑动连接。滑轮限位机构3为载物台24与举升台12之间的配合提供了滑动连接，使举升台12既为载物台24提供了有效的支撑，又对载物台24进行了限位，防止运行过程中载物台24滑出举升台12，造成物料损坏以及设备破坏。

本实施例中，所述滑轮限位机构3包括托举轮31、第一限位轮32、第二限位轮33，所述托举轮31的轮面与所述载物台24的底部相切，所述第一限位轮32的轮面与所述载物台24的侧面相切，所述载物台24的侧面还设有与所述举升台12平行设置的定位槽2401，所述第二限位轮33与所述定位槽2401相配合；所述托举轮31、所述第一限位轮32、所述第二限位轮33均可沿所述载物台24的表面滚动。托举轮31为载物台24提供支撑，第一限位轮32、第二限位轮33为载物台24平移时提供行走限位，防止其偏移出举升台12的范围。

更进一步的，本实施例中还设有精定位机构7，精定位机构7与滑轮限位机构3相互配合，用于为载物台24进行进一步的精准定位，在起到夹紧与导向的作用同时可防止齿轮23与齿条25啮合时出现跳齿的现象。精定位机构7为销钉缸结构，销钉缸的定位销设置在定位槽2401的底部，防止齿条25在进行平移的过程中向上运动而造成跳齿现象。

本实施例中，如图4及图6所示，所述举升台12的两端均设有限位传感器4，所述限位传感器4与所述平移机构2信号连接；具体的，所述举升台12上靠近所述第一驱动电机11的一端设置有头端限位传感器41，用于平移机构2后退过程中检测载物台24的端部是否到达举升台12的前端；所述举升台12上背离所述第一驱动电机11的一端作为尾端，尾端设置有尾端限位传感器42，用于平移机构2前进过程中检测载物台24的端部是否到达举升台12的尾端。当所述载物台24的端部触发所述限位传感器4时，所述平移机构2停止运行。本装置设有控制器，限位传感器4与控制器信号连接，控制器分别与第一驱动电机11以及第二驱动电机21信号连接，用于控制第一驱动电机11以及第二驱动电机21的运转。当限位传感器4检测到载物台24的端部达到目的地时，控制器控制第二驱动电机21停转，载物台24则停止平移。

更进一步的，本实施例中还设置有多个检测开关6，检测开关6与控制器信号连接，用于对升降机构1以及平移机构2的运行进行监控与反馈。具体的，在第一驱动电机11的转轴上设有第一驱动电机检测开关61，第一驱动电机检测开关61采用型号为vb-6211的行程开关。第一驱动电机检测开关61上设有六个检测点，分别用于检测第一驱动电机11的运转状态，具体的，分别检测第一驱动电机11驱动升高时以及驱动下降时的减速、到位、超行程状态。六个检测点相互配合，起到电机编码器的作用。

举升台12的侧边设有上下设置的举升到位检测开关62以及下降到位检测开关63，举升到位检测开关62和下降到位检测开关63均采用型号wlca2ldk13为的行程开关。举升到位检测开关62以及下降到位检测开关63分别设置在举升台12的上方以及下方，当举升台12在升降机构1的驱动作用下上升到目标高度时，举升台12触碰到举升到位检测开关62的杠杆，举升到位检测开关62输出举升台12举升到位的信号至控制器，控制器控制第一驱动开关11停止驱动举升台12上升；当举升台12在升降机构1的驱动作用下下降到目标高度时，举升台12触碰到下降到位检测开关63的杠杆，下降到位检测开关63输出举升台12下降到位的信号至控制器，控制器控制第一驱动开关11停止驱动举升台下降。

将载物台24的平移送料方向定义为前进方向，将载物台24的平移复位方向定义为后退方向。本送料装置还设有前移减速检测开关64、前移到位检测开关65、前移超行程检测开关66，前移减速检测开关64、前移到位检测开关65、前移超行程检测开关66沿送料方向水平设置在平移机构2上与举升台12相对静止的部分，本实施例中前移减速检测开关64、前移到位检测开关65、前移超行程检测开关66依次安装在举升台12上，且当载物台24进行前进时，前移减速检测开关64、前移到位检测开关65、前移超行程检测开关66的杠杆分别与载物台24干涉，用于检测载物台24前进过程中的位置，并输出载物台24的位置信号到控制器，用于控制第二驱动电机21在送料过程中减速或者停转。

本送料装置还设有后退减速检测开关67、后退到位检测开关68、后退超行程检测开关69，后退减速检测开关67、后退到位检测开关68、后退超行程检测开关69沿载物台24平移复位的方向水平设置在平移机构2上与举升台12相对静止的部分，本实施例中后退减速检测开关67、后退到位检测开关68、后退超行程检测开关69依次安装在举升台12上，且当载物台24进行前进时，后退减速检测开关67、后退到位检测开关68、后退超行程检测开关69的杠杆分别与载物台24干涉，用于检测载物台24后退复位过程中的位置，并输出载物台24的位置信号到控制器，用于控制第二驱动电机21在复位过程中减速或者停转。

本送料装置还设有安全维修机构8，安全维修机构8分为两部分分别设置在升降机构1的前端与尾端，设置在升降机构1的前端的部分包括第一定位销81，第一驱动电机11的输出轴上固定设置有连接件，该连接件上设有第一定位销孔82，第一定位销孔82平行所述第一驱动电机11的输出轴且与所述第一驱动电机11的输出轴不同轴设置，即第一定位销孔82偏离所述第一驱动电机11的输出轴轴心，机架5上设有与第一定位销孔82相对应的第一通孔。当本送料装置需要进行维修时，先停止装置运行，将第一定位销孔82与机架5上与其相对应的第一通孔对准，然后将第一定位销81贯穿第一定位销孔82以及机架5上与其相对应的第一通孔，即将第一驱动电机11的输出轴进行锁定，此时举升台12即同步被锁定，不能进行举升或下降，以防止维修过程中对操作人员形成安全隐患。安全维修机构8设置在升降机构1的尾端的部分包括第二定位销83，升降机构1的尾端上设有第二定位销孔84，更具体的，举升台12尾端上设有第二定位销孔84，机架5上设有与第二定位销孔84相对应的第二通孔。当进行维修时，将第二定位销83贯穿第二定位销孔84以及机架5上与第二定位销孔84相对应的第二通孔，即实现了将举升台12进行锁定，以防止维修过程中对操作人员形成安全隐患。优选的，先将第一驱动电机11的输出轴进行锁定，再将举升台12进行锁定，两者双管齐下，提高了装置维修时的安全性。

本实施例中，所述第一驱动电机11的输出端和/或所述第二驱动电机21的输出端均设有减速机，具体的，第一驱动电机11的输出端设有第一减速机1101，第二驱动电机21的输出端设有第二减速机2101，第一减速机1101与第二减速机2101均为行星齿轮23减速机。本装置要求使用较低的转速，较大的力矩。通常的电机转速较高而转矩较低，行星齿轮23减速机把电机输入的低转矩高转速通过齿轮23组转换成高转矩低转速输出，以满足本装置的使用需求。

工作原理：

本装置可以将体积较大的汽车在制品物料进行举升或平移，也可将物料进行举升与平移的符合运动，当物料运送到位后，本装置通过控制驱动电机反转而使装置复位待命。

举升过程：第一摆臂13、短拉杆14、三角连杆15等同于一个曲柄摇杆机构，当第一驱动电机11的输出轴进行运转时，第一摆臂13在第一驱动电机11的作用下进行旋转，短拉杆14带动三角连杆15的一端前移或后退，使得三角连杆15的两端绕着三角连杆15顶点处的铰接点进行旋转，同时举升台12在三角连杆15的带动下进行举升或下降；当三角连杆15与短拉杆14相连的一端偏高而三角连杆15与举升台12相连的一端偏低时，举升台12下降，反之，则举升台12举升。

平移过程：物料放置在载物台24上，举升台12的长度大于载物台24的长度，举升台12与载物台24的长度之差即为载物台24平移的行程长度。万向传动轴22分别与第二驱动电机21的输出轴以及齿轮23进行同轴连接，将第二驱动电机21的转矩传递到齿轮23上；由于齿轮23与载物台24底部的齿条25啮合，当齿轮23转动时，通过齿条25带动载物台24进行平移，从而将载物台24上的物料进行移动。当载物台24移动到目的地时，限位传感器4向控制器发出信号，控制器控制第二驱动电机21停转，则载物台24停止平移。滑轮限位机构3为载物台24与举升台12之间的配合提供了滑动连接，使举升台12既为载物台24提供了有效的支撑，又对载物台24进行了限位，防止运行过程中载物台24滑出举升台12。

本实用新型提供的一种往复送料装置，其能往复循环送料，既能完成物料举升动作，还能完成物料平移动作，还可以完成举升与平移的符合底座，使工艺环节之间衔接更紧密，提高了生产效率。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。