一种具有安全下降行程的链条提升装置

摘要

一种具有安全下降行程的链条提升装置，包括有升降体；电机以及传动链轮组；其特征在于：还包括有控制电机停转的第一安全开关和第二安全开关；位于同一平面内的第一摆动杆、第二摆动杆、第一连接杆和第二连接杆以及弹性复位装置组成的连杆机构；第一摆动杆的另一端经第一摇杆、第一拉杆、第一联动曲柄和第一调节轮相连；第二摆动杆的另一端经第二摇杆、第二拉杆、第二联动曲柄和第二调节轮相连。与现有技术相比，本发明在升降体上设置了一可自动复位的连杆机构，并配合摇杆、联动曲柄和调节轮来改变链条在链轮上的包角，进而实现对链条松边松弛量的自动调节，保证了提升装置在下降触底时能够具有足够的下降行程，防止链条过渡松弛或过渡张紧而造成运行故障和事故，显著提高运行的稳定性和可靠性。

说明书

技术领域

本发明涉及一种提升装置，特别是一种具有安全下降行程的链条提升装置。

背景技术

现有的提升装置常采用链条传动、皮带传动、齿轮传动或液压气缸伸缩等方式来实现升降承载体的上升或下降动作。其中，链条传动由于可以在两轴中心距较远的情况下传递运动和动力，其在高温、油、酸等恶劣条件下都能可靠工作而具有很高适应性，是机械搬运和提升系统中应用最为广泛的活动部件之一，如立体车库的提升装置、物流设备的升降机或送餐用小电梯等都应用有链条传动机构。

在实际应用中，有如专利号为ZL200520026711.2的中国实用新型《升降驱动装置》即是链条传动在车库升降系统中的一个典型应用，该装置包括一可沿着两升降导轨升降的系统结构箱体、一组装于系统结构箱体中段的驱动主机、被驱动主机所传动的一第一传动链组、一第二传动链组、以及一压力张紧链轮装置，整组升降驱动装置是直接设于一升降体底部，而所述第一、第二传动链组分别借由一第一链条、一第二链条与驱动主机的主轴绕设，第一、第二链条是反向绕设于主轴上，使第一、第二链条对于主轴形成等量反向作用力，大量消除驱动主机的主轴的负荷，而延长驱动主机的使用寿命。上述专利的链条传动组可以直接设置在箱体内，使得升降装置可以借由系统结构箱体设于升降体底部，大幅节省空间，降低设置成本，而且，采用链条传动可以降低驱动主机的主轴负荷，延长了使用寿命。但是，上述专利的升降装置在下降或上升过程中，由于重力作用，固定在立柱顶端一侧的链条始终处于紧边状态，特别是当升降装置触底后，电机由于制动时间滞后，在惯性作用下会继续驱动链条转动，于是，在电机收到停止信号到完全制动的这段时间内，电机继续转动并使得原先处于松边的链条变紧，而原先为紧边的链条变松，随着电机的继续转动，变松后的链条松弛量继续增大，过大的松弛量进而会引起链条啮合不良和链条振动，造成链条传动不平稳，甚至发生脱链现象；而由松边链条变紧后，若电机仍在转动，则会造成该侧链条绷裂而无法正常使用。因此，上述专利的升降装置在结构中没有考虑电机制动时对链条松弛量的调节，即没有足够的下降安全行程，因而在一定程度上影响了它的推广应用。

为了解决链条松弛的问题，又有专利号为ZL200820300554.3的中国实用新型专利《一种提升机从动链轮的张紧及对中装置》公开了一种提升机从动链轮的张紧及对中装置，它是将下链轮组安装在下链轮组框架上，下链轮组框架与立柱之间有滑动连接，立柱下端的底座与下链轮组框架之间设有张紧调整螺钉，张紧调整螺钉上旋有张紧螺母；下链轮组中的传动主轴和悬臂链轮与下链轮组框架的连接处设有对中装置.但是，该专利的张紧装置只能够通过手动调节实现，手动调节的缺点是无法准确判断链条松边的松弛量，需要对升降机构的下降限位位置有一个准确的判断，但是，通常由于运行环境和电机性能的不同，以及限位开关触发时间的差异，下降限位的准确位置很难掌握，若调节后链条的松弛量过小，则当电机继续转动时会发生断链现象；若调节后链条的松弛量仍然过大，则运行过程中还是会发生振动甚至脱链现象.因此，采用该专利的张紧装置仍无法很好地解决升降装置由于链条松弛而引起的下降不平稳的问题，设备在运行过程中的安全性仍然无法有效保证.

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种能够自动改变松弛边的链条在链轮上的包角而使得该链条的松弛量能够始终保持在既定范围内的链条提升装置，该提升装置能够保证下降过程具有足够的安全行程，从而提高了提升装置运行的平稳性和安全性。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：该具有安全下降行程的链条提升装置，包括有

升降体，能沿竖直导轨上下运动；

电机，固定在所述升降体的中部上；以及

传动链轮组，设置在所述升降体内，该传动链轮组包括有第一、第二驱动轮，同时安装于所述电机主轴上；两个第一牵引轮，分布在所述电机主轴的两旁，且在其中一第一牵引轮与所述第一驱动轮之间分布有第一张紧轮，该两个第一牵引轮、第一张紧轮和上述第一驱动轮用来绕设第一链条；两个第二牵引轮，分布在所述电机主轴的两旁，且在其中一第二牵引轮与所述第二驱动轮之间分布有与上述第一张紧轮相异侧的第二张紧轮，该两个第二牵引轮、第二张紧轮和上述第二驱动轮用来绕设第二链条；

其特征在于：还包括有

连杆机构，设置在所述第一张紧轮和第二张紧轮之间，该连杆机构包括有位于同一平面内的第一摆动杆、第二摆动杆、第一连接杆和第二连接杆，其中，所述第一摆动杆的一端通过第一销轴与所述第二摆动杆的一端相铰接而成为第一铰接点，所述第一连接杆的一端铰接在所述第一摆动杆的中部上，所述第二连接杆的一端铰接在所述第二摆动杆的中部上，所述第一连接杆的另一端通过第二销轴与所述第二连接杆的另一端相铰接而成为第二铰接点，并且，所述第一铰接点和第二铰接点始终具有相互分离趋势的弹性复位装置；

第一摇杆，其一端铰接固定在所述升降体上，另一端设置有第一固定轴，所述第一张紧轮套置在该第一固定轴上，所述第一摆动杆的另一端和该第一摇杆相铰接；

第二摇杆，其一端铰接固定在所述升降体上，另一端设置有第二固定轴，所述第二张紧轮套置在该第二固定轴上，所述第二摆动杆的另一端和该第二摇杆相铰接；

第一安全开关，固定设置在所述升降体上且和所述第二摇杆相对应，当所述的升降体触底后，该第一安全开关与第二摇杆相配合以控制所述电机停转；

第二安全开关，固定设置在所述升降体上且和所述第一摇杆相对应，当所述的升降体触底且上述第一安全开关失效后，上述第一安全开关与第一摇杆相配合以控制所述电机停转；

第一调节轮，用于调节第一链条的松弛边在所述第一牵引轮上的包角，该第一调节轮的主轴固定在第一联动曲柄的一端，该第一联动曲柄的中部铰接在所述的升降体上，该第一联动曲柄的另一端和第一拉杆的一端相铰接，所述第一拉杆的另一端与上述第一摇杆相铰接；

第二调节轮，用于调节第二链条的松弛边在所述第二牵引轮上的包角，该第二调节轮的主轴固定在第二联动曲柄的一端，该第二联动曲柄的中部铰接在所述的升降体上，该第二联动曲柄的另一端和第二拉杆的一端相铰接，所述第二拉杆的另一端与上述第二摇杆相铰接.

为了减小体积，保证复位的可靠性，作为优选，所述的弹性复位装置包括有弹簧座、支座和弹簧，所述弹簧座的主体呈倒U形，该弹簧座主体的顶部还设有供弹簧套设的定位套，该定位套内插设有一可相对于该定位套滑移的导向柱，所述导向柱的上部和所述支架固定相连，在该弹簧座主体的两侧壁中部纵向开有导向长孔，两侧壁的端部分别开设有相互对齐的第一铰接孔；所述的第一铰接点和第二铰接点同时位于该弹簧座主体的两侧壁之间，且所述第一销轴的两端轴颈分别支承在对应侧的第一铰接孔中，所述第二销轴两端分别穿设在对应侧的导向长孔中且可沿该导向长孔纵向滑移；所述支架位于弹簧座主体之上，且通过所述第二销轴与所述第一连接杆、第二连接杆相联动，所述弹簧则限位在所述支架与弹簧座主体之间，以使所述支架始终具有背离所述弹簧座的趋势。于是，当第一摆动杆的另一端和第二摆动杆的另一端受链条牵引力作用而相互靠拢时，第二铰接点沿导向长孔滑移并靠近第一铰接点，所述弹簧处于压缩状态，当撤去外力时，在弹簧的弹性力回复力作用下，支架沿背离弹簧座的方向运动，使得第二铰接点沿导向长孔滑移到远离第一铰接点的一端。

为了更好的固定弹簧，便于弹簧的安装和定位，所述的支架设计成倒U形，该支架的两侧壁端部也开设相互对齐的第二铰接孔，所述的第二销轴的两端轴颈分别支承在对应侧的该第二铰接孔中；所述导向柱的上部设置有外螺纹，所述支架的顶部开设有一通孔，所述导向柱上部穿出所述通孔之外，并且，所述导向柱在位于所述通孔之上的部位螺纹连接有第一螺母，该导向柱在位于所述通孔之下的部位螺纹连接有第二螺母，所述第一螺母和第二螺母将所述导向柱的上部定位于所述支架的通孔之中。

所述的第一安全开关可以为光电开关、干簧管或霍尔开关等现有技术中常用的各类触发开关，作为优选该第一安全开关为一微动开关，所述的第二摇杆包括有与所述升降体平行的主体部和位于主体部上端且向所述升降体侧弯折的L型折弯部，该第二摇杆的主体部下端即为第二摇杆的一端通过第四销轴铰接在所述升降体上，该第二摇杆的主体部顶端设置有可与所述第一安全开关相按压的第一触发块，所述第二固定轴垂直地设置在该L型折弯部的竖直边上。

所述的第一安全开关可以为光电开关、干簧管或霍尔开关等现有技术中常用的各类触发开关，作为优选，所述的第二安全开关位为一微动开关，所述的第一摇杆的上部即为第一摇杆的一端通过第三销轴铰接在所述升降体上，所述第一固定轴位于该第一摇杆的下部，并且，所述第一摇杆在底缘设置有可与该第二安全开关相按压的第二触发块。

与现有技术相比，本发明的优点在于：在升降体上设置了一可自动复位的连杆机构，并配合摇杆、联动曲柄和调节轮来实现对链条松边松弛量的自动调节，由于本发明的连杆机构为双人字形结构的平面四连杆，体积小，能够安装在狭小的空间内，该连杆机构的所有铰接点都是可以自由活动的，没有固定点，可实现非恒定倍率的行程放大，即通过电机惯性力传递给链轮，进而带动摇杆使得拉杆和联动曲柄联动，同时通过连杆机构改变弹性复位装置的伸缩量，进而改变链条在链轮上的包角，防止链条过渡松弛或过渡张紧而造成运行故障和事故；

于是，本发明可以通过电机惯性力大小的不同来实现对链条松弛度的自动调节，避免了人工调节因为预测不准确而造成调节量不到位的缺陷，本发明的调节方式更为灵活、可靠和到位，而且能够达到较好的调节效果，保证了提升装置在下降触底时能够具有足够的下降行程，使得链条松边能够始终保持在合适的松弛量范围内。

另外，本发明还设置有下限位和下止位双重保护开关，保证在设备触底时的电机可靠停转，增加了提升设备运行的可靠性和安全性。

附图说明

图1为本发明实施例的立体结构示意图。

图2为图1所示升降体部分的立体结构示意图。

图3为本发明实施例的第一摇杆立体结构示意图。

图4为本发明实施例的第二摇杆立体结构示意图。

图5为本发明实施例的连杆机构局部放大示意图。

图6为图5所示连杆机构的立体分解图。

图7为本实施例的提升装置在不触底时的工作状态示意图。

图8为本实施例的提升装置触底后且第一安全开关触发时的工作状态示意图。

图9为本实施例的提升装置触底后且第二安全开关触发时的工作状态示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

如图1～图9所示，为本发明实施例的链条提升装置结构示意图，该提升装置包括有升降体1、电机2和传动链轮组，其中，升降体1可沿分列在两侧的竖直轨道9上下运动，电机2固定在升降体1的中部上，而传动链轮组则设置在升降体1内；

其中，传动链轮组由前后对应分布的第一传动链轮组和第二传动链论组组成，具体为，参见图1和图7：

第一传动链轮组，包括有位于同一平面内的一个第一驱动轮31、两个第一牵引轮32和一个第一张紧轮33，第一驱动轮31和电机主轴同轴设置，两个第一牵引轮32分布在电机主轴的两旁，且其中位于电机主轴左侧的第一牵引轮32和第一驱动轮31之间分布有第一张紧轮33，第一链条34的一自由端固定于位于电机主轴左侧的第一牵引轮32下方的竖直轨道9上，该第一链条34的另一自由端绕过位于电机主轴右侧的第一牵引轮32的顶部周缘而往上延伸固定于竖直轨道9上，于是，第一链条34的中段自左侧第一牵引轮的一端依次绕设于该左侧第一牵引轮32的顶缘、S状绕过第一张紧轮33以及第一驱动轮31，并经过右侧第一牵引轮32的底缘穿出；

第二传动链轮组，包括有位于同一平面内的一个第二驱动轮41、两个第二牵引轮42和一个第二张紧轮43，其中，第二驱动轮41同样设置在电机主轴上，两个第二牵引轮42分布在电机主轴的两旁且分别与对应的第一牵引轮32同轴设置，其中，位于电机主轴右侧的第二牵引轮42和第二驱动轮41之间分布有第二张紧轮43，第二链条44的一自由端绕过位于电机主轴左侧的第二牵引轮42的顶部周缘而往上延伸固定于竖直轨道9上，该第二链条44的另一自由端则固定于位于电机主轴右侧的第二牵引轮42下方的竖直轨道9上，于是，第二链条44的中段自左侧第二牵引轮42的底缘穿出，依次S状绕过第二驱动轮41和第二张紧轮43，并经右侧第二牵引轮42的顶缘向下延伸固定在竖直轨道9内.

在升降体1的前部还设置有一位于第一张紧轮33和第二张紧轮43之间的平面连杆机构5，参见图1、图2和图5，包括有位于同一平面内的第一摆动杆51、第二摆动杆52、第一连接杆53和第二连接杆54，其中，第一摆动杆51的一端通过第一销轴101与第二摆动杆52的一端相铰接而成为第一铰接点a，第一连接杆53的一端铰接在第一摆动杆51的中部上，第二连接杆54的一端铰接在第二摆动杆52的中部上，第一连接杆53的另一端通过第二销轴102与第二连接杆54的另一端相铰接而成为第二铰接点b；

并且，该连杆机构5上还设置有一使得第一铰接点a和第二铰接点b始终具有相互分离趋势的弹性复位装置，该弹性复位装置由弹簧座55、支架56和螺旋状压缩弹簧57组成，其中，弹簧座55的主体呈倒U形，弹簧座55主体的顶部设有供弹簧57套设的定位套551，定位套551内插设有一可相对于该定位套551滑移的导向柱554，在弹簧座55主体的两侧壁中部纵向开有导向长孔552，两侧壁的端部分别开设有相互对齐的第一铰接孔553，第一铰接点a和第二铰接点b同时位于该弹簧座55主体的两侧壁之间，且第一销轴101的两端分别支承在对应侧的第一铰接孔553中，第二销轴102两端分别穿设在对应侧的导向长孔552中且可沿该导向长孔552纵向滑移；

支架56位于弹簧座55主体之上并设计成倒U形，支架56的两侧壁端部也开设相互对齐的第二铰接孔561，支架56通过第二销轴102与第一连接杆53、第二连接杆54相联动，弹簧57限位在支架56与弹簧座55主体之间，在支架56的顶部还开设置有一通孔562，导向柱554的上部穿出通孔562之外且设置有外螺纹，并且，导向柱554在位于通孔562之上的部位螺纹连接有第一螺母563，该导向柱554在位于通孔562之下的部位螺纹连接有第二螺母564，第一螺母563和第二螺母564将导向柱554的上部定位于支架56的通孔562之中，而使得导向柱554和支架56固定相连。

连杆机构5的两侧还布置有摇杆曲柄机构，将连杆机构的伸缩传递给可改变链条包角大小的调节轮，该摇杆曲柄机构包括有第一摇杆61、第二摇杆62、第一拉杆71、第二拉杆72、第一联动曲柄81和第二联动曲柄82，参见图1、图2、图3和图4；

其中，第一摇杆61通过固定于该第一摇杆61下端的销轴613和第一摆动杆51的另一端511相铰接，第一摇杆61的上部作为该第一摇杆的一端通过第三销轴103铰接固定在升降体1上，该第一摇杆61的下部作为另一端设置有第一固定轴611且位于该第一摇杆61的下部，第一张紧轮33套设在第一固定轴611上；

第一联动曲柄81的一端固定有第一调节轮91，该第一调节轮91用于调节第一链条34的松弛边在第一牵引轮32上的包角，第一联动曲柄81的中部铰接在升降体1上，第一联动曲柄81的另一端和第一拉杆71的一端相铰接，第一拉杆71的另一端与第一摇杆61通过固定于该第一摇杆61下端的销轴614相铰接；

第二摇杆62包括有与升降体1平行的主体部621和位于主体部621上端且向升降体1侧弯折的L型折弯部622，该第二摇杆62的主体部621下端通过第四销轴104同样铰接固定在升降体1上，第二摇杆62的L型折弯部622的竖直边上垂直地设置有第二固定轴623，第二张紧轮43套置在该第二固定轴623上，且第二摆动杆52的另一端521又和该第二摇杆62通过固定在该第二摇杆62上端的销轴625相铰接；

第二联动曲柄82的一端固定有第二调节轮92，该第二调节轮92用于调节第二链条44的松弛边在第二牵引轮42上的包角，第二联动曲柄82的中部铰接在升降体1上，第二联动曲柄82的另一端和第二拉杆72的一端相铰接，第二拉杆72的另一端与第二摇杆62相铰接。

为了实现双重行程保护的要求，在升降体1上还固定设置有两个微动开关，即作为限位开关的第一安全开关105和作为止位开关的第二安全开关106(第一安全开关105和第二安全开关106的位置可以互换)，其中，第一安全开关105和第二摇杆62相对应，当升降体触底后，该第一安全开关105与第二摇杆62相配合以控制电机2停转，第二摇杆62的主体部顶端设置有可与第一安全开关105相按压的第一触发块624；

第二安全开关106和第一摇杆61相对应，当升降体1触底且第一安全开关105失效后，第二安全开关与第一摇杆61相配合以控制电机2停转，第一摇杆61在底缘设置有可与第二安全开关106相按压的第二触发块612。

本实施例的工作原理为：

(1)、链条提升装置处于正常上升和下降的工作状态

在提升装置上升时，电机2分别带动做顺时针转动；当提升装置下降时，电机2带动第一驱动轮31、第二驱动轮41做逆时针转动，并且，在提升装置正常升降过程中，第一传动链轮组和第二传动链轮组上的链条分别绕设呈N型。

其中，第一链条34一端绕经第一牵引轮32的底缘并固定在竖直轨道9的顶端，由于重力的原因，无论上升或下降，该侧链条都处于紧边状态，而第一链条34另一端绕经第一牵引轮32的顶缘并固定在竖直轨道9的底端，并经第一张紧轮33和第一驱动轮31相挂，无论上升或下降，该侧链条则都处于松边状态；

同样地，第二链条44绕经第二牵引轮42的底缘并固定在竖直轨道9顶端一侧的链条处于紧边状态，第二链条44绕经第二牵引轮42的顶缘并固定在竖直轨道9底端一侧的链条处于松边状态。

于是，第一摇杆61和第二摇杆62在连杆机构的弹簧57预紧力作用下，保持向右偏摆的状态，如图7所示，分别套设在第一摇杆61的第一张紧轮33起到张紧第一链条34的作用，套设在第二摇杆62上的第二张紧轮43起到张紧第二链条44的作用。

(2)、链条提升装置处于触底状态

当提升装置下降并触底后，电机2由于惯性作用继续驱动第一链条34和第二链条44做逆时针转动，原先第一、第二链条的松边一侧成为紧边状态，而原先第一、第二链条的紧边一侧则成为松边状态，即第一链条、第二链条固定在竖直轨道9顶端一侧的链条处于松边状态。

随着电机的持续转动，第一摇杆61、第二摇杆62分别在第一链条34和第二链条44的拉力作用下逆时针偏转，其中，固定在第二摇杆61上的第一触发块624首先和第一安全开关105相抵触，第一安全开关105触点闭合后通过PLC向电机2的制动模块发出制动指令，电机停转；

由于电机制动滞后，在电机停转前，第二链条44继续拉动第二摇杆62逆时针偏转，如图8所示，在第二摇杆62逆时针偏转的同时，第二联动曲柄82在第二拉杆72的作用下也同时逆时针偏转，并带动第二调节轮92向上摆动，进而改变了第二链条44在右侧第二牵引轮42上的包角，从而达到减小第二链条44松边一侧松弛度的目的；

同理，在电机2继续转动时，第一链条34迫使第一摇杆61逆时针偏转，通过第一拉杆71同时使第一联动曲柄81顺时针偏转，于是，带动第一调节轮91向上摆动，进而改变第一链条34在左侧第一牵引轮32上的包角，达到减小第一链条34松边一侧松弛度的目的。

为提高设备运行的安全性，通常在升降设备上采用双开关保护装置，即若第一安全开关105因某种原因失效而无法发出制动信号，第一摇杆61和第二摇杆62在链条的牵引力作用下会继续逆时针偏转，如图9所示，此时，第一链条34、第二链条44松边的松弛量更大；当第一摇杆61上的第二触发块612触碰到第二安全开关106后，第二安全开关106的触点闭合，并通过PLC向电机发出设备故障信号，电机终止运行，在电机完全停止运行前，第一调节轮91和第二调节轮92被继续向上偏摆，进一步减小第一链条34在左侧第一牵引轮32的包角以及第二链条44在右侧第二牵引轮42的包角，保证第一链条34和第二链条44的松边始终保持20～25mm的松弛量(本实施例的链条节距为31.75mm)。

由于第一摇杆61和第二摇杆62在电机2停转前都是同时做逆时针转动，使得第一摆动杆51和第二摆动杆52之间的距离变小，第二铰接点b沿导向长孔552滑移而靠近第一铰接点a，弹簧57处于压缩状态，本实施例的弹簧57自初始预紧状态至被完全压缩状态具约30.4mm的工作行程，经链条运行长度的转换即可获得78mm的下降行程。

(3)、触底后的链条提升装置在开始上升前的工作状态

当升降体准备上升时，电机驱动第一链条和第二链条开始做顺时针转动，此时，第一链条、第二链条松弛一侧的链条渐渐收紧，第一链条、第二链条张紧一侧的链条逐渐放松。

于是，第一摇杆61和第二摇杆62在弹簧57的回复力作用下顺时针偏转，同时带动第一联动曲柄81、第二联动曲柄82顺时针偏转，第一调节轮91和第二调节轮92向下摆；这时，由于链条还存在一定的松弛量，升降装置的升降体1仍处于触底状态，当固定在竖直轨道9顶端一侧的第一链条34和第二链条44由松弛状态完全收紧后，升降体1即可脱离触底开始上升，此时，连杆机构又恢复初始状态(即弹簧处于预紧状态，参见图7)，链条作用在第一摇杆61、第二摇杆62上的牵引力和连杆机构5的弹簧57作用在第一摇杆61、第二摇杆62上的预紧力相平衡。

本发明通过连杆机构和摇杆曲柄连杆机构来自动改变链条的松边在链轮上的包角大小，进而改变链条松边的松弛量，使其保持在一定的松弛量范围内，防止链条过松而导致链条脱齿、滑链现象，使得提升装置的升降体在运行至竖直轨道底部时具有足够的下降行程，解决电机制动滞后引起的链条松紧边无法适度调整的缺陷，从而保证了升降装置的工作稳定性和可靠性，并可提高使用寿命，提高提升机的工作效率，同时也可以减缓链条的磨损，减小维修成本。