升降装置的制作方法

1.本实用新型涉及自动化设备技术领域，尤其是涉及一种升降装置。


背景技术：

2.在lcd行业中，重要工艺设备需要在有限空间内对较大负载进行高精度升降定位。现有的升降装置主要是用四个转向器将电机提供的水平方向的动力转换为垂直方向的动力输出，由于转向器的伞齿轮不具备自锁功能，所有负载都需要电机的保持力来维持，对电机的要求高。因此，现有的升降装置存在着不能自锁的技术问题。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种升降装置，旨在解决现有的升降装置存在着不能自锁的技术问题。
4.为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种升降装置，包括基座、旋转动力输出件、蜗杆、蜗轮、螺纹套和丝杆，所述旋转动力输出件安装于所述基座，所述旋转动力输出件与所述蜗杆连接，所述旋转动力输出件用于驱动所述蜗杆旋转，所述蜗轮可转动地安装于所述基座，所述蜗轮与所述蜗杆啮合，所述螺纹套安装于所述蜗轮，所述螺纹套套接所述丝杆、且与所述丝杆螺纹连接，以使所述螺纹套在旋转时带动所述丝杆沿所述丝杆的轴向移动。
5.在其中一个实施例中，所述升降装置还包括轴环，所述轴环的外圈固定安装于所述基座，所述轴环的内圈固定套接所述蜗轮。
6.在其中一个实施例中，所述螺纹套和所述丝杆的同心度小于或等于0.02mm。
7.在其中一个实施例中，所述丝杆为预压丝杆，所述螺纹套为预压螺母。
8.在其中一个实施例中，所述基座具有安装孔，所述丝杆活动地穿设于所述安装孔内。
9.在其中一个实施例中，所述安装孔的孔壁设有键槽，所述丝杆连接有导向键，所述导向键活动穿设于所述键槽中。
10.在其中一个实施例中，所述蜗杆、所述蜗轮、所述螺纹套和所述丝杆的数量均为两个以上且一一对应，所述旋转动力输出件通过同步传动机构带动两个以上所述蜗杆同步旋转。
11.在其中一个实施例中，所述同步传动机构包括第一同步轮、第二同步轮和同步带，所述同步带绕设于所述第一同步轮和所述第二同步轮，所述旋转动力输出件与所述第一同步轮连接，两个以上所述蜗杆分为第一蜗杆和第二蜗杆，所述第一蜗杆与所述第二同步轮连接，所述第二蜗杆与所述第一蜗杆连接。
12.在其中一个实施例中，所述同步传动机构还包括张紧轮和张紧调节组件，所述张紧轮抵靠所述同步带，所述张紧调节组件安装于所述基座，所述张紧调节组件与所述张紧轮连接，以调节所述张紧轮与所述同步带之间的张紧力。
13.在其中一个实施例中，两个以上所述蜗轮沿所述基座的周向间隔分布。
14.在其中一个实施例中，所述旋转动力输出件为伺服电机，所述伺服电机的输出轴通过行星减速机与所述蜗杆连接。
15.在其中一个实施例中，所述蜗杆可转动地安装于所述基座。
16.在其中一个实施例中，所述蜗杆和所述蜗轮之间的齿隙小于或等于0.02mm。
17.在其中一个实施例中，所述升降装置还包括支撑板，所述支撑板安装于所述丝杆，以随着所述丝杆而升降。
18.在其中一个实施例中，所述支撑板连接有导向轴，所述基座安装有直线轴承，所述导向轴与所述直线轴承滑动配合。
19.本实用新型提供的升降装置的有益效果是：旋转动力输出件驱动蜗杆旋转，与蜗杆啮合的蜗轮旋转，带动螺纹套旋转，从而丝杆做升降运动，且蜗杆和蜗轮之间具有自锁功能，能够承受较大的负载，解决了现有的升降装置存在着不能自锁的技术问题，从而升降装置增加了自锁能力，提高了负载能力。
附图说明
20.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1为本实用新型实施例提供的升降装置的分解视图；
22.图2为图1中的升降装置去掉支撑板后的结构示意图。
23.其中，图中各附图标记：
24.100、基座；101、安装孔；102、键槽；103、直线轴承；
25.210、旋转动力输出件；220、行星减速机；
26.310、蜗杆；320、蜗轮；330、螺纹套；340、丝杆；350、轴承座；360、轴环；370、联轴器；
27.410、支撑板；420、导向轴；430、导向支座；440、微调螺丝；
28.510、第一同步轮；520、第二同步轮；530、同步带；540、张紧轮；550、张紧调节组件。
具体实施方式
29.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
30.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
31.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性
或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
32.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
33.现今常规升降装置主要是用四个转向器将电机的水平方向的动力转换为垂直方向的动力输出，然后再连接四条丝杆来传递动力。然而，现有的升降装置存在着以下问题：
34.第一，转向器通过一对伞齿轮来传递动力，齿隙大，只能适用在精度要求大于0.1mm的场合。当精度要求小于0.05mm时，就需要增加很多外设(比如光栅尺等)来保证，导致成本大幅增加；
35.第二，转向器的伞齿轮不具备自锁功能，所有负载都需要电机的保持力来维持，对电机的要求高，对电机的损耗大；
36.第三，转向器的外形尺寸大，与丝杆连接后，当丝杆用于带动台板升降，台板需要横向移动时，由于台板结构十分庞大和笨重，所以该升降装置只能应用在台板没有横移动作的场合。
37.请参考图1和图2，现对本实用新型实施例中的升降装置进行说明。
38.该升降装置包括基座100、旋转动力输出件210、蜗杆310、蜗轮320、螺纹套330和丝杆340。
39.旋转动力输出件210安装于基座100，旋转动力输出件210与蜗杆310连接，旋转动力输出件210用于驱动蜗杆310旋转。
40.可选地，旋转动力输出件210为伺服电机、旋转气缸或旋转液压缸。
41.具体地，旋转动力输出件210为伺服电机，伺服电机的输出轴通过行星减速机220与蜗杆310连接。旋转动力输出件210通过减速增大力矩，提高负载能力，适用于重载升降场景。
42.蜗轮320可转动地安装于基座100，蜗轮320与蜗杆310啮合，从而旋转动力输出件210带动蜗杆310旋转的同时，蜗轮320随之旋转，实现动力方向的转换。
43.一般地，蜗杆310水平设置，蜗轮320竖直设置。
44.具体地，蜗杆310可转动地安装于基座100，基座100对蜗杆310起到支撑作用。
45.比如，基座100安装有轴承座350。升降装置还包括支撑轴承(图未标注)。支撑轴承的外圈安装于轴承座350内，支撑轴承的内圈固定套接蜗杆310。其中，蜗杆310的一部分表面平整且固定安装于支撑轴承的内圈中，蜗杆310的另一部分具有齿部且位于支撑轴承的外部，蜗杆310的齿部与蜗轮320啮合，实现动力的传递。
46.具体地，蜗杆310和蜗轮320之间的齿隙小于或等于0.02mm，从而提高升降装置的定位精度。
47.具体地，升降装置还包括轴环360。轴环360的外圈固定安装于基座100，轴环360的内圈固定套接蜗轮320，从而实现蜗轮320可转动地安装于基座100。
48.本实施例中，螺纹套330安装于蜗轮320，螺纹套330套接丝杆340、且与丝杆340螺
纹连接，以使螺纹套330在旋转时带动丝杆340沿丝杆340的轴向移动。丝杆340用于支撑需要进行升降的部分。由于螺纹套330随着蜗轮320旋转，与螺纹套330螺纹连接的丝杆340自然沿自身的轴向移动，做升降运动。
49.可选地，螺纹套330为螺母。
50.具体地，螺纹套330和丝杆340的同心度小于或等于0.02mm，精度高，从而该升降装置无需额外增加外设来保证高精度，有利于降低成本。
51.具体地，丝杆340为预压丝杆，螺纹套330为预压螺母。丝杆340和螺纹套330为带预压的丝杆螺母组合。预压能消除背隙，有利于使机械传动的精度更为稳定，并且机械传动结构的刚性提高了不少。如此，本实施例提供的升降装置精度高且成本低。
52.具体地，基座100具有安装孔101。丝杆340活动地穿设于安装孔101内。安装孔101对丝杆340起到周向限位的作用，引导丝杆340做升降运动。
53.进一步地，安装孔101的孔壁设有键槽102，丝杆340连接有导向键，导向键活动穿设于键槽102中，以限制丝杆340在安装孔101内发生旋转。
54.具体地，升降装置还包括支撑板410。支撑板410安装于丝杆340，以随着丝杆340而升降。支撑板410用于承载负载。丝杆340做升降运动，从而带动支撑板410及负载做升降运动。
55.进一步地，支撑板410连接有导向轴420。基座100安装有直线轴承103，导向轴420与直线轴承103滑动配合。如此，导向轴420和直线轴承103起到支撑和升降导向的作用。
56.可选地，支撑板410安装有导向支座430。导向轴420固定安装于导向支座430。
57.可选地，导向轴420的数量为多个。多个导向轴420的数量沿支撑板410的周向间隔分布。
58.比如导向轴420的数量为四个，四个导向轴420分布在支撑板410的四个角。相应地，直线轴承103的数量为多个、且与导向轴420一一对应。
59.可选地，支撑板410通过微调螺丝440与丝杆340的顶端连接。
60.其中，丝杆340的顶端经特殊加工成球面并加硬处理，保证与微调螺丝440有效点接触。丝杆340的底端经特殊加工，便于与连接键连接。
61.现今设备中相同场合的升降装置主要是用四个转向器将水平方向的动力转换为垂直方向的动力输出，这种结构主要存在着结构没有自锁功能、占用空间较大、转向器齿隙大、精度低且成本较高等问题。
62.图2中的箭头表示箭头旁边的部件的运动方向。比如，旋转动力输出件210的输出轴顺时针旋转(从图2的左侧观看)，四个蜗杆310顺时针同步旋转，四个蜗轮320逆时针旋转(自上往下观看)，丝杆向上运动。
63.本实施例中，请参考图1和图2，旋转动力输出件210驱动蜗杆310旋转，与蜗杆310啮合的蜗轮320旋转，带动螺纹套330旋转，从而丝杆340做升降运动，且蜗杆310和蜗轮320之间具有自锁功能，能够承受较大的负载。该升降装置巧妙运用了蜗轮320蜗杆310的自锁原理来承受较大的载荷，并与丝杆340集成新的机构，整体结构紧凑、可靠性好、精度高。
64.本实施例提供的升降装置设计巧妙、结构紧凑且调整方便，是重载短行程高精度升降场合的不二之选，尤其是在lcd生产领域，适用于玻璃基板在平台上厚度方向精定位的场合。
65.此外，本实施例提供的升降装置采用模块化设计，具有集成度高、精度高、能自锁、成本低、体积小等优点。
66.在其中一个实施例中，请参考图1和图2，蜗杆310、蜗轮320、螺纹套330和丝杆340的数量均为两个以上且一一对应，旋转动力输出件210通过同步传动机构带动两个以上蜗杆310同步旋转。一个旋转动力输出件210便能够带动两个以上丝杆340同步升降。两个以上丝杆340同步升降，有利于负载稳定地做升降运动。
67.具体地，两个以上蜗轮320沿基座100的周向间隔分布，相应地，两个以上丝杆340沿基座100的周向间隔分布，有利于支撑负载稳定地升降。
68.比如，丝杆340的数量为四个，四个丝杆340分布在基座100的四个角。
69.具体地，同步传动机构包括第一同步轮510、第二同步轮520和同步带530，同步带530绕设于第一同步轮510和第二同步轮520，旋转动力输出件210与第一同步轮510连接，两个以上蜗杆310分为第一蜗杆310和第二蜗杆310，第一蜗杆310与第二同步轮520连接，第二蜗杆310与第一蜗杆310连接。
70.可选地，第二蜗杆310通过联轴器370与第一蜗杆310连接。
71.可选地，同步传动机构的数量和第一蜗杆310的数量一一对应。
72.如图1和图2所示，蜗杆310的数量为四个，包括两个第一蜗杆和两个第二蜗杆。旋转动力输出件210通过同步传动机构带动两个第一蜗杆旋转，两个第二蜗杆分别和对应的第一蜗杆连接，从而第二蜗杆也随第一蜗杆同步旋转。
73.进一步地，同步传动机构还包括张紧轮540和张紧调节组件550，张紧轮540抵靠同步带530，使得同步带530保持张紧，所有的蜗杆310保持同步旋转。张紧调节组件550安装于基座100，张紧调节组件550与张紧轮540连接，以调节张紧轮540与同步带530之间的张紧力。当同步带530松弛时，张紧调节组件550调节张紧轮540的位置，以绷紧同步带530。
74.综上，本实施例提供的升降装置采用一台伺服马达作为动力，经同步传动机构连接四组蜗轮320、蜗杆310和丝杆340的集成机构进行动力方向——水平方向向垂直方向——的转换，利用蜗轮320与蜗杆310的自锁功能来承受大的负载并实现对支撑板410在平台上厚度方向的精定位。
75.本实用新型提供的升降装置适用于lcd行业重要工艺设备在有限空间内对较大负载进行高精度升降定位的场合，其利用蜗轮320、蜗杆310和丝杆340的自锁性来锁定行程，以减少因伺服马达保持力矩不足而导致的重复性偏差。其中，蜗轮320、蜗杆310和丝杆340的集成，不但提高了精度，还缩小了安装空间、降低了成本，提高了动作的可靠性。
76.以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。