[0001] 本发明涉及一种具有升降和平移功能的升降承重装置。

[0002] 在灌装包装领域中需要将物品在竖直方向和水平方向上进行搬运，以便完成包装、装箱、输送等操作。现有技术中常采用机器人和具备升降平移功能的升降承重装置来完成搬运。机器人具有多轴转向功能，能在空间内形成立体的运动轨迹，但机器人价格高，编程、调试和保养维护困难，在灌装包装领域机器人应用范围比较窄，常被应用在同步抓取操作技术中，即在两个同步运动的设备之间进行物品搬运操作，在此使用环境下机器人的功能用尽。因此在竖直方向和水平方向上进行搬运的使用环境中采用机器人未能达到最佳的设计方案。升降承重装置结构简单，功能单一，可以完全适用于竖直方向和水平方向的搬运操作。现有技术中该升降承重装置包括两个部分，水平移动部和竖直升降部。水平移动部分由链条、机架、电机、链轮、滑动组件组成。机架上设有两个链轮，每个链轮上安装一个电机，链条安装在链轮上支撑展开，滑动组件与链轮固定连接、还与机架活动连接，链条运动时滑动组件跟随链条一起水平直线运动。竖直升降部同样也由链条、机架、电机、链轮、滑动组件组成，链条运动时该处的滑动组件同能与链条一起竖直直线运动，区别与前者，该处滑动组件上安装有载物机构，例如载物箱、挂钩、吸盘等。工作时水平移动部工作带动竖直升降部在水平方向上直线运动，当水平移动部暂停后竖直升降部工作带动载物机构在竖直方向上直线运动。

[0003] 虽然现有技术中的升降承重装置能够适用于竖直方向和水平方向的搬运操作，但是在实际使用过程中存在使用缺陷，动作慢，这与该设备采用链条传动有关。另外，水平移动部需要克服由于竖直升降部产生的摩擦力，竖直升降部重量大，导致水平移动部在电机选型时必须选用比竖直升降部所用电机的功率大的电机，以保证整个设备正常运作，该设计缺陷导致该装置还存在能耗大的问题。

[0022] 如图1、2所示，升降承重装置包括升降部、支撑部和动力部。升降部包括了升降架、底座1、张紧轮组；升降架为框架结构，包括顶板2、安装板3、导柱4和带轮5，导柱4两端分别固定安装和顶板2，并且在安装板3和顶板2之间固定有四根导柱4，导柱4呈矩阵排列。顶板2上设有通孔，带轮5通过转轴固定安装在顶板2上并且位于该通孔内，带轮5表面设有传动直齿。底座1上设有四个对应于导柱4的通孔，该通孔呈矩阵分布在底座1上，导柱4安装在通孔内，使得导柱4可以在底座1上相对底座1滑动，进而形成升降架与底座1活动连接的连接关系。张紧轮组包括两块侧板6和四个张紧轮7，侧板6位于张紧轮7两端，四个张紧轮7在侧板6之间呈矩阵排列；张紧轮组固定在底座1的下部，它还位于升降架内部。支撑部包括两根横梁8，横梁8之间呈平行的位置关系；横梁8位于底座1的下部。横梁8与底座1之间都设有滑道机构，该滑道机构包括滑块9和导轨10，滑块9上设有与导轨10横截面相同的滑槽，导轨10嵌入滑槽内与滑块9活动连接。滑块9固定在底座1上，导轨10固定在横梁8上。底座1两侧都通过滑道机构与支撑部活动连接。动力部包括伺服电机11和减速器12，伺服电机11与减速器12固定连接在一起，电机通过减速器12固定在横梁8上，减速器12的动力输出端设有表面带直齿的带轮。在横梁8的两端分别安装有一个动力部，两个动力部上的带轮都处于同一工作平面内。

[0023] 升降部与动力部之间通过一根同步带13连接，它在张紧轮组的导向作用下形成朝向四个方向伸出的形状。张紧轮7与同步带13的背面接触，同步带13的背面没有设置传动直齿,其另一面设有传动直齿。每个张紧轮7与同步带13的接触面都位于整个张紧轮组的内侧。底座1上开设有便于同步带13通过的通孔，故同步带13的一端缠绕经过顶板2处的带轮5，并且同步带13与带轮5之间啮合连接；同步带13一端与安装板3固定连接；同步带13剩余两端缠绕经过动力部的带轮并与该带轮啮合连接。由此，同步带13在升降部、动力部之间展开形成十字形。

[0024] 导轨10长度大于两个动力部上的带轮之间的距离，升降部可以沿导轨10滑道至任意动力部所在位置。为了能限定升降部在导轨10上的运动范围，在横梁8上安装有两个限位传感器Ⅱ15，一个限位传感器Ⅱ15位于导轨10的一端，另一个限位传感器Ⅱ15位于同一根导轨10的另一端，两个限位传感器Ⅱ15之间的距离就是该升降部在导轨10上的运动范围。在底座1上还设有限位传感器Ⅰ14，限位传感器Ⅰ14所在位置在顶板2的运动范围内，当顶板2处于限位传感器Ⅰ14的检测区时限位传感器Ⅰ14即可发出信号。

[0025] 初始状态时升降架位于一侧，该侧刚好是其中一个限位传感器Ⅱ15的检测区，升降架处于高位。使用时升降承重装置要在安装板3下部固定吸盘，吸盘作用在于吸取物品部件。工作时，升降部需要下降至低位，以便吸盘靠近并接触吸取物品，为此两个伺服电机11逆向同速转动，使得升降架左侧的带轮逆时针转动、升降架右侧的带轮顺时针转动。这样，升降架两侧的同步带13都向下运动，同步带13向横梁8下部集中。最后，升降架完成下降运动。底座1处于限位传感器Ⅰ14时，限位传感器Ⅰ14发出信号，以便伺服电机11在此时暂停转动。待吸取物品后两个伺服电机11逆向转动，但与此前转动方向相反，升降架左侧的带轮顺时针转动、升降架右侧的带轮逆时针转动。升降架两侧的同步带13都向上运动，同步带13向横梁8上部集中；升降架完成上升运动后处于高位。

[0026] 竖直升降运动即竖直位移运动完成后，吸取物品的升降架需要做水平位移动作来搬运物品，此时两个伺服电机11同向转动，升降架左侧的伺服电机11逆时针转动，升降架右侧的伺服电机11也逆时针转动。由于升降架一端通过带轮5与同步带13连接，另一端与同步带13固定连接，故同步带13整体做逆时针转动，升降架向右方移动。移动过程中升降部通过滑道机构在支撑部上做水平位移动作。当滑块9进入处于另一端的限位传感器Ⅱ15的检测区时，限位传感器Ⅱ15发出信号，以便两个伺服电机11暂停工作。升降架到达预定工位后经过一个竖直升降运动过程，将吸取的物品放置在预定区域。接着，两个伺服电机11做与此前相反方向的转动，使升降架向左侧运动，直至升降架回到初始状态。

[0027] 重复上述竖直位移运动和水平位移运动即可完成物品搬运操作。在此过程中只通过两个伺服电机11的转动方向即可控制升降架的工作位置，相比现有技术中需要两套独立的动力机构才能完成搬运操作，该升降承重装置明显具有结构简单的特征，由此，还具有了动作速度快、能耗低的优点，可以有效提高工作效率和节约生产成本。