專利名稱：一種三級絲杠聯動的機械平臺的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種機械平臺，具體涉及一種三級絲杠聯動的機械平臺，屬于真空機
械技術領域。
背景技術：
機械升降平臺是工程施工中常用的一種機械裝置，其常用的升降方法有液壓法、 氣壓法和機械法。液壓法有較大的頂升力，且有良好的自鎖性，但其結構復雜，維修困難； 氣壓法雖然自鎖性能好，但頂升力小，幾乎不能帶負荷上升，只能在上升后再承受負荷。另 外，真空環境因為其特有的優點，越來越多的應用在產品的生產和加工中。例如航空航天產
品中零部件的焊接，在真空環境下可以有效地減少氣孔、焊縫氧化等缺陷。真空環境下的升 降平臺只能采用真空潤滑脂進行潤滑，而不能采用其他介質，這一特定的潤滑形式也限制 了液壓法和氣壓法的使用。機械法因為結構簡單，維修方便，不存在液體或者氣體泄漏等問 題，獲得了廣泛的應用。 美國專利N2 . 4809814(ST-GERMAIN J.)，在它們所公開的平臺裝置中，利用一組液 壓操縱推桿和鉤形件來移動平臺，將該鉤形件設計并安置成與桅桿內的體積相嚙合，以便 提升平臺。美國專利N2 s. 4293054 (PIERI)和4294332 (READY)，它們所公開的平臺裝置包 括兩根桅桿，利用齒輪使工作臺沿著該兩根桅桿上下移動，該齒輪由電動機并經由合適的 傳動裝置驅動。該齒輪與安裝在桅桿的桿形成部分上的相應齒條嚙合。中國專利公開號 CN1451600A，公開了一種以光滑的心柱作為被升降物體的直接作用體，用與心柱軸向成一 定夾角的斜平面以及心柱面形成的斜槽夾放滾柱并靠滾柱施予的摩擦力實現自鎖。中國專 利公開號CN1354121A，公開了一種剪撐式恒轉矩勻速升降臺，在驅動裝置作用下，兩個剪撐 臂繞主軸轉動，從而使平臺起落。 盡管所有這些現有的平臺升降裝置及方法都非常有效，但這些技術中都涉及到了 起導向作用的桅桿或者心柱，由于上述零部件的存在，整個升降裝置自身的高度就會很高， 裝置升降高度與自身高度比很小；剪撐式升降臺升降高度也和裝置自身體積有關，當工作 高度要求很高的時候，裝置也會非常龐大。同時，上述升降方法的升降精度都比較低，不能 滿足對定位和運動精度有較高要求的情況下使用。
發明內容
本發明的目的是為了解決現有平臺升降裝置中由于存在桅桿或心柱而使得整個 平臺升降裝置自身的高度很高，從而使得裝置升降高度與自身高度相比很小以及這些裝置 的升降精度低的問題，設計了 一種三級絲杠聯動的機械平臺。 本發明的一種三級絲杠聯動的機械平臺，包括安裝底板、驅動接口、工作平臺、 兩個圓錐齒輪、長齒齒輪、活動齒輪、具有內外牙的雙絲杠、中心絲杠、絲杠套、螺釘、六角螺 栓、校正軸和兩個套筒；其連接關系為驅動接口通過軸承安裝在與安裝底板成一體的立 面上、工作平臺通過六角螺栓與絲杠套連接、第一個圓錐齒輪通過鍵與驅動接口上的軸連接，此圓錐齒輪與第二個圓錐齒輪組成一對齒輪副，并通過軸承安裝在與安裝底板垂直的 軸上、長齒齒輪通過六角螺栓與第二個圓錐齒輪固連在一起，只有外牙的中心絲杠垂直固 定安裝在底板上，具有內外牙的雙絲杠與中心絲杠組成一對運動副，活動齒輪通過緊定螺 釘與雙絲杠固連在一起，只有內牙的絲杠套與雙絲杠組成一對運動副；天線式導向柱由校 正軸和兩個套筒組成，其中，第一個套筒垂直安裝在安裝底板上，第二個套筒嵌套在第一個 套筒內，校正軸嵌套在第二個套筒內，且與工作平臺采六角取螺栓連接。 本發明的一種三級絲杠聯動的機械平臺，機械平臺升降方法的具體實施步驟如 下 (1)設機械平臺自身高度為h，升降高度為L，根據機械平臺升降高度的需要， 由1. 2《L/h《2計算機械平臺自身高度，各級絲杠的長度比機械平臺自身高度小30 70mm 5 (2)三級絲杠互相配合，組成雙絲杠運動副；
(3)控制整個裝置的傳動比；
(4)選擇合適的驅動方式； (5)運動通過相應的齒輪傳動副傳遞到雙絲杠副；
(6)三級絲杠聯動并帶動機械平臺作升降運動；
(7)機械平臺的導向采用天線式結構。 所述步驟(2)中三級絲杠為中心絲杠、雙絲杠和絲杠套；其中，雙絲杠與絲杠套配 合組成一對絲杠運動副，中心絲杠與雙絲杠組成雙絲杠配合組成一對絲杠運動副；
所述步驟(2)中雙絲杠運動副包括一對左旋絲杠運動副和一對右旋絲杠運動副；
所述步驟(3)中，為了精確控制平臺定位和運動精度，設置控制裝置傳動比為 1 : 4 1 : 16，平臺升降速度為0. 05 2mm/r ; 所述步驟(4)中驅動方式可以根據工作需要選取手動驅動或者電機驅動；
所述步驟(5)中相應齒輪傳動副為圓錐齒輪副和直齒齒輪副；其中，運動方向經 過圓錐齒輪副傳動后，由水平方向變為垂直方向，運動方向改變90。；驅動力通過直齒齒輪 副傳動后傳遞到雙絲杠副； 所述步驟(6)中三級絲杠聯動是指雙絲杠副同時工作；運動傳遞到具有內外牙的 雙絲杠，雙絲杠螺旋運動一方面使其自身沿著中心絲杠運動，另一方面，又帶動絲杠套沿著 其運動； 所述步驟(7)中天線式結構導向柱隨著機械平臺的上升或者下降作臺階式運動。
有益效果 (1)本發明在保證整個機械平臺高度最小的情況下，可以獲得為自身高度一倍多 的升降高度，大于公知技術中的其他方法；采用該技術研制的機械升降平臺體積小，結構緊 湊，可以滿足較小空間的升降平臺作業要求； (2)本發明采用三級絲杠互相配合，以雙絲杠運動副的形式聯動，裝置在運動過程
中的定位精度和運動精度高，可以應用于對定位和運動精度要求高的情況下； (3)本發明既可以采用液體潤滑，也可以采用固體潤滑，使用范圍大；當采用真空
潤滑脂作為各個運動部件的潤滑介質時，有效地避免了液壓、氣壓法的缺點，可以使升降裝
置直接應用于真空環境下，擴展了機械升降平臺的使用領域。
圖1為平臺升降裝置最低工作位置時的示意圖；
圖2是圖1的俯視圖； 圖3為平臺升降裝置最高工作位置時的示意圖； 其中，1-安裝底板、2-驅動接口 、3-工作平臺、4-圓錐齒輪、5_圓錐齒輪、6-長齒 齒輪、7-活動齒輪、8_具有內外牙的雙絲杠、9-中心絲杠、10-絲杠套、ll-螺釘、12-六角螺 栓、13-校正軸、14-套筒、15-套筒。
具體實施例方式
下面接合附圖和實施例對本發明作進一步說明，圖1為平臺升降裝置最低工作位 置時的示意圖；圖2是圖1的俯視圖；圖3為平臺升降裝置最高工作位置時的示意圖；其中， 1-安裝底板、2_驅動接口 、3-工作平臺、4_圓錐齒輪、5_圓錐齒輪、6_長齒齒輪、7_活動齒 輪、8_具有內外牙的雙絲杠、9_中心絲杠、10-絲杠套、11-螺釘、12-六角螺栓、13-校正軸、 14-套筒、15-套筒。
實施例1 (1)機械平臺升降高度為600mm，根據機械平臺L/h取值范圍為1.2《L/h《2，即 300《h《500 ;設計機械平臺自身高度為400mm，中心絲杠9、雙絲杠8的長度均為330mm， 絲杠套10的長度為310mm，其他附件的總厚度為100mm，天線式導向軸長度與絲杠長度相 同，如圖l所示； (2)三級絲杠的牙距均為lmm，且互相配合組成雙絲杠運動副； (3)設計機械平臺的傳動比為1 : 5，機械平臺上升速度為2mm/r ; (4)機械升降平臺通過安裝底板1固定在工作臺面上，利用真空潤滑脂對各個傳
遞部件進行潤滑； (5)選擇手動驅動方式提供動力，并加載在驅動接口 2上； (6)運動方向經過圓錐齒輪4和圓錐齒輪5組成的齒輪副傳動后，由水平方向變為 垂直方向，運動方向改變90。；驅動力通過直齒齒輪6和活動齒輪7組成的直齒齒輪副傳 動后傳遞到雙絲杠副； (7)雙絲杠8在活動齒輪7的帶動下一起運動，雙絲杠8的螺旋運動使其自身沿著 中心絲杠9作上升運動，另一方面，又同時帶動絲杠套10沿著其作上升運動；
(8)隨著工作平臺3的上升，天線式導向柱一起上升，校正軸13到達末端以后，套 筒14校正軸13的帶動下接著上升，套筒14到達末端以后，繼續帶動套筒15接著上升，進 行臺階式運動； (9)機械平臺上升600mm，即整個裝置高度為1000mm時達到工作高度，如圖3所
示，此時停止驅動，利用絲杠自身的特點鎖死。 機械平臺上升高度為機械平臺自身高度的1.5倍。 實施例2 (1)機械平臺升降高度為800mm，根據機械平臺L/h取值范圍為1.2《L/h《2，即 400《h《667 ;設計機械平臺自身高度為500mm，中心絲杠9、雙絲杠8的長度均為430mm，絲杠套10的長度為410mm，其他附件的總厚度為100mm，天線式導向軸長度與絲杠長度相 同，如圖l所示； (2)三級絲杠的牙距均為1. 5mm，且互相配合組成雙絲杠運動副； (3)設計機械平臺的傳動比為1 : IO，機械平臺上升速度為3mm/r ; (4)機械升降平臺通過安裝底板1固定在工作臺面上，利用真空潤滑脂對各個傳
遞部件進行潤滑； (5)選擇步進電機驅動方式提供動力，并加載在驅動接口 2上；
(6)運動方向經過圓錐齒輪4和圓錐齒輪5組成的齒輪副傳動后，由水平方向變為 垂直方向，運動方向改變90° ;驅動力通過直齒齒輪6和活動齒輪7組成的直齒齒輪副傳 動后傳遞到雙絲杠副； (7)雙絲杠8在活動齒輪7的帶動下一起運動，雙絲杠8的螺旋運動使其自身沿著 中心絲杠9作上升運動，另一方面，又同時帶動絲杠套IO沿著其作上升運動；
(8)隨著工作平臺3的上升，天線式導向柱一起上升，校正軸13到達末端以后，套 筒14校正軸13的帶動下接著上升，套筒14到達末端以后，繼續帶動套筒15接著上升，進 行臺階式運動； (9)工作平臺3上升800mm，即整個裝置高度為1300mm時達到工作高度，如圖3所
示，此時停止驅動，利用絲杠自身的特點鎖死。 機械平臺上升高度為機械平臺自身高度的1. 6倍。
權利要求
一種三級絲杠聯動的機械平臺，其特征在于包含安裝底板(1)、驅動接口(2)、工作平臺(3)、圓錐齒輪(4)、圓錐齒輪(5)、長齒齒輪(6)、活動齒輪(7)、具有內外牙的雙絲杠(8)、中心絲杠(9)、絲杠套(10)、螺釘(11)、六角螺栓(12)、校正軸(13)、套筒(14)和套筒(15)；驅動接口(2)通過軸承安裝在與安裝底板(1)成一體的立面上、工作平臺(3)通過六角螺栓(12)與絲杠套(10)連接、圓錐齒輪(4)通過鍵與驅動接口(2)上的軸連接、圓錐齒輪(5)與圓錐齒輪(4)組成一對齒輪副，并通過軸承安裝在與安裝底板(1)垂直的軸上、長齒齒輪(6)通過六角螺栓與圓錐齒輪(5)固連在一起，只有外牙的中心絲杠(9)垂直固定安裝在底板(1)上，具有內外牙的雙絲杠(8)與中心絲杠(9)組成一對運動副，活動齒輪(7)通過緊定螺釘(11)與雙絲杠(8)固連在一起，只有內牙的絲杠套(10)與雙絲杠(8)組成一對運動副；天線式導向柱由校正軸(13)、套筒(14)以及套筒(15)組成，其中，套筒(15)垂直安裝在安裝底板(1)上，套筒(14)嵌套在套筒(15)內，校正軸(13)嵌套在套筒(14)內，且與工作平臺(3)采取六角螺栓連接。
全文摘要
本發明涉及一種機械平臺，具體涉及一種三級絲杠聯動的機械平臺，屬于真空機械技術領域。本發明的一種三級絲杠聯動的機械平臺，包括安裝底板、驅動接口、工作平臺、兩個圓錐齒輪、長齒齒輪、活動齒輪、具有內外牙的雙絲杠、中心絲杠、絲杠套、螺釘、六角螺栓、校正軸和兩個套筒。本發明獲得為自身高度兩倍的升降行程，采用該技術研制的機械升降平臺體積小，結構緊湊，定位精度高，可以采用液體潤滑，也可以采用固體潤滑，使用范圍大。
文檔編號B66F7/14GK101723281SQ20091025931
公開日2010年6月9日 申請日期2009年12月17日 優先權日2009年12月17日
發明者何俊, 劉志棟, 張永和, 李立善, 陳威 申請人:中國航天科技集團公司第五研究院第五一○研究所