手动升降机械控制器及其控制方法

摘要

本发明公开了一种手动升降机械控制器，包括上座架、下座架、固定于上座架和下座架之间的丝杠和导柱、上座架上设置减速电机、与上座架连接的第一固定板、与下座架连接的第二固定板、设置于丝杠和导柱上的导套、与导套连接的手臂和摇臂；丝杠包含圆柱形且外圈带有螺旋滚道的丝杠、固定在丝杠上的反向器；反向器包括装在丝杠两端矩形反向槽中且与丝杠形状相配的前反向器和后反向器；滚道两端止于丝杠两端的反向孔中，反向器中有曲线槽连通丝杠任一端的圆柱形凹槽和反向孔，滚道有一部分在前反向器对应位置上。本发明可以上下升降，升降电机带刹车，升降速度分快速和慢速，摇臂可以旋转；通过该手动机械摇臂的上下升降和旋转摇臂操作简单方便。

说明书

技术领域

本发明属于机械控制技术领域，尤其涉及一种手动升降机械控制器。

背景技术

升降机械(LiftingMachinery)是用液压缸或链条驱动升降的机械设备，主 要用于高空作业及高空维修。最安全可靠的升降机械，是液压升降机械，靠液 压系统驱动升降，在突然停电的情况下，不会突然坠落，可以操动手动阀，使 升降机械慢慢降落，升降机在许多行业都起着重要作用。

现有的升降机械结构简单，可靠性差，操作复杂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种手动升降机械控制器，旨在解决现有的升降机 械结构简单，可靠性差，操作复杂的问题。

本发明是这样实现的，一种手动升降机械控制器，所述手动升降机械控制 器包括上座架、下座架、固定于上座架和下座架之间的丝杠和导柱、上座架上 设置减速电机、与上座架连接的第一固定板、与下座架连接的第二固定板、设 置于丝杠和导柱上的导套、与导套连接的手臂和摇臂；

所述丝杠上安装有电机，电机转子与螺纹丝杠相连接，该螺纹丝杠的螺纹 与丝杠螺母的螺纹相啮合，该丝杠螺母与一活塞杆相连接，所述丝杠螺母与所 述活塞杆在该丝杠电机的一壳体件中沿轴向被引导，导向件与所述丝杠螺母和 所述活塞杆相连接，所述螺纹丝杠在其面向所述电机的轴向端部区域中通过轴 承支承在所述壳体件中或支承在与第一壳体件相连接的第二壳体件中，所述螺 纹丝杠在其背离所述电机的轴向端部区域中通过一设置在所述螺纹丝杠上的轴 承支承在所述活塞杆上；

所述减速电机包括：电机定子；安装在所述电机定子之内或之外的无输出 转轴的电机转子；安装在所述电机转子上的齿轮减速机构，用于从电机转子偏 心位置处获取转动动能，并将其进行减速处理后向外输出；

所述齿轮减速机构包括：安装在所述转子偏离轴心位置处的输入齿轮轴， 用来随着电机转子的旋转而围绕其轴心公转，从而获取其转动动能；连接所述 输入齿轮轴并相对于所述电机转子自转的输入齿轮；与所述输入齿轮啮合连接 的输出齿轮；以及安装于所述电机转子轴心处并固定连接所述输出齿轮的输出 轴；

所述齿轮减速机构还包括：位于所述电机转子之外并与所述输入齿轮啮合 连接的中间驱动齿轮，该中间驱动齿轮的轴心套装在所述输出轴上或者固定连 接所述输出轴的输出轴套；所述电机转子偏离轴心的位置处设有用来安装所述 输入齿轮轴的偏心通孔，所述输入齿轮轴可旋转地安装于所述偏心通孔中；

所述输入齿轮包括：固定连接所述输入齿轮轴一端的第一输入齿轮；以及 固定连接所述输入齿轮轴另一端的第二输入齿轮，该第二输入齿轮与所述输出 齿轮啮合连接；所述第一输入齿轮啮合连接中间驱动齿轮，以便所述第一输入 齿轮通过与中间驱动齿轮相互作用进行自转；所述输入齿轮轴一端固定连接或 者转动连接电机转子偏离轴心的位置处；所述输入齿轮包括固定连接在一起的 第一输入齿轮和第二输入齿轮；其中，所述第一输入齿轮和第二输入齿轮的轴 心分别与所述输入齿轮轴另一端转动连接或者固定连接；其中，所述第二输入 齿轮与所述输出齿轮啮合连接；所述第一输入齿轮啮合连接所述的中间驱动齿 轮，以便所述第一输入齿轮通过与中间驱动齿轮相互作用进行自转；还包括与 所述中间驱动齿轮啮合连接的离合装置，所述离合装置可相对于输出轴轴向滑 动地卡合电机转子或脱离与电机转子的卡合；

所述丝杠包含圆柱形且外圈带有螺旋滚道的丝杠、固定在丝杠上的反向器； 所述反向器包括装在丝杠两端矩形反向槽中且与丝杠形状相配的前反向器和后 反向器；所述滚道两端止于丝杠两端的反向孔中，反向孔连通反向槽；所述丝 母长度大于或等于丝杠长度；所述反向器中有曲线槽连通所述丝杠任一端的圆 柱形凹槽和反向孔，该曲线槽在前反向器中为前曲线槽，在后反向器中为后曲 线槽；所述滚道有一部分在前反向器对应位置上，即前反向器在与滚道相配的 位置上有凹槽作为滚道的一部分；所述固定孔包括开设在前反向器上的前固定 孔和开设在后反向器上的后固定孔；所述反向槽中对应位置开有螺孔；

所述导套由减速电机驱动并在丝杠和导柱上上下滑行，所述手动机械摇臂 通过第一固定板和第二固定板与机床连接。

进一步，所述丝杠通过平面轴承固定于下座架、通过万向轴承固定于上座 架。

进一步，所述手臂一端连接导套，另一端设置手臂套，通过手臂套连接摇 臂，摇臂包括内接于手臂套的摇臂轴、摇臂套、第一滚针轴承、第二滚针轴承 和拔叉；

所述摇臂套通过销轴连接摇臂轴的一端和拔叉的柄部，摇臂轴与摇臂套连 接处设置第一滚针轴承，摇臂轴的另一端连接第二滚针轴承，第二滚针轴承外 面设有轴承盖。

本发明的另一目的在于提供一种手动升降机械控制器的减速电机的控制方 法，所述控制方法为限位开关输出检测信号给A/D模块，通过A/D模块进行 模数转换后，将其转换成数字信号后输出给上位机，当数字信号达到设定阈值 时，上位机则判断为限位开关检测信号有效；

所述电机上连接有电机转动圈数的检测模块，电机转动圈数的检测模块检 测电机转动圈数，并输出给上位机，当电机的转动圈数脉冲达到了设定值，上 位机控制设备及时进行停机保护；

所述的限位开关与上位机之间设有信号状态监测线路，实现上位机实时地 检测限位开关的状态，如果一出现断线情况，马上进行断线异常处理；

所述的限位开关采用霍尔元件，上位机判断连接在限位开关上的连接线的 通断状态，即可判断是否有断线情况；

所述的在发生轻微跑齿后，控制设备回程设定距离后再作停机处理。

本发明提供的手动升降机械控制器，可以上下升降，升降电机带刹车，升 降的速度分快速和慢速，摇臂可以旋转一定角度，摇臂的长度是摇臂转到与机 床前平面平行时，前手臂旋转中心线在工作台左右对称中心平面上；可顺利实 现滚珠丝杠副中丝杠短于丝母，同时，由于滚珠的整个循环都在丝杠中进行， 使得丝母可实现更多其它功能，从而大大提高了滚珠丝杠副的应用范围。本发 明通过该手动机械摇臂的上下升降和旋转摇臂能够实现操作，操作简单方便、 快捷。本发明对位置的检测可以通过读电机转动圈数的办法，而且所有限位开 关的信号输出可以通过AD法共用相同的一根信号输出线，所以本发明能将原 来的开关数和通讯线减少近一半。对于紧凑的园林电动工具来说，不管在性能、 效率、安全和成本方面来说，都有很大的优越性。

附图说明

图1是本发明实施例提供的手动升降机械控制器结构示意图。

图2是本发明实施例提供的手臂与摇臂连接处的放大图。

图3是本发明实施例提供的中拔叉的结构示意图。

图4是本发明实施例提供的使用时摇臂转到与机床平面平行时的示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例， 对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以 解释本发明，并不用于限定本发明。

下面结合附图对本发明的结构作详细的描述。

如图1所示为本发明的一个优选实施例，即一种手动机械摇臂，其特征在 于：所述手动机械摇臂包括上座架1、下座架2、固定于上座架和下座架之间的 丝杠3和导柱4、上座架1上设置减速电机5、与上座架1连接的第一固定板6、 与下座架2连接的第二固定板7、设置于丝杠3和导柱4上的导套41、与导套 41连接的手臂8和摇臂9。

所述丝杠包含圆柱形且外圈带有螺旋滚道的丝杠、固定在丝杠上的反向器； 所述反向器包括装在丝杠两端矩形反向槽中且与丝杠形状相配的前反向器和后 反向器；所述滚道两端止于丝杠两端的反向孔中，反向孔连通反向槽；所述丝 母长度大于或等于丝杠长度；所述反向器中有曲线槽连通所述丝杠任一端的圆 柱形凹槽和反向孔，该曲线槽在前反向器中为前曲线槽，在后反向器中为后曲 线槽；所述滚道有一部分在前反向器对应位置上，即前反向器在与滚道相配的 位置上有凹槽作为滚道的一部分；所述固定孔包括开设在前反向器上的前固定 孔和开设在后反向器上的后固定孔；所述反向槽中对应位置开有螺孔；

所述减速电机包括：电机定子；安装在所述电机定子之内或之外的无输出 转轴的电机转子；安装在所述电机转子上的齿轮减速机构，用于从电机转子偏 心位置处获取转动动能，并将其进行减速处理后向外输出；

所述齿轮减速机构包括：安装在所述转子偏离轴心位置处的输入齿轮轴， 用来随着电机转子的旋转而围绕其轴心公转，从而获取其转动动能；连接所述 输入齿轮轴并相对于所述电机转子自转的输入齿轮；与所述输入齿轮啮合连接 的输出齿轮；以及安装于所述电机转子轴心处并固定连接所述输出齿轮的输出 轴；

所述齿轮减速机构还包括：位于所述电机转子之外并与所述输入齿轮啮合 连接的中间驱动齿轮，该中间驱动齿轮的轴心套装在所述输出轴上或者固定连 接所述输出轴的输出轴套；所述电机转子偏离轴心的位置处设有用来安装所述 输入齿轮轴的偏心通孔，所述输入齿轮轴可旋转地安装于所述偏心通孔中；

所述输入齿轮包括：固定连接所述输入齿轮轴一端的第一输入齿轮；以及 固定连接所述输入齿轮轴另一端的第二输入齿轮，该第二输入齿轮与所述输出 齿轮啮合连接；所述第一输入齿轮啮合连接中间驱动齿轮，以便所述第一输入 齿轮通过与中间驱动齿轮相互作用进行自转；所述输入齿轮轴一端固定连接或 者转动连接电机转子偏离轴心的位置处；所述输入齿轮包括固定连接在一起的 第一输入齿轮和第二输入齿轮；其中，所述第一输入齿轮和第二输入齿轮的轴 心分别与所述输入齿轮轴另一端转动连接或者固定连接；其中，所述第二输入 齿轮与所述输出齿轮啮合连接；所述第一输入齿轮啮合连接所述的中间驱动齿 轮，以便所述第一输入齿轮通过与中间驱动齿轮相互作用进行自转；还包括与 所述中间驱动齿轮啮合连接的离合装置，所述离合装置可相对于输出轴轴向滑 动地卡合电机转子或脱离与电机转子的卡合；

其中，丝杠3通过平面轴承31固定于下座架2、通过万向轴承32固定于上 座架1，导套41由减速电机5驱动并在丝杠3和导柱4上上下滑行，所述手动 机械摇臂通过第一固定板6和第二固定板7与机床连接。

如图2、3所示，本实施例中，手臂8一端连接导套41，另一端设置手臂套 81，通过手臂套81连接摇臂9，摇臂9包括内接于手臂套81的摇臂轴91、摇 臂套92、第一滚针轴承93、第二滚针轴承94和拔叉95。

摇臂套92通过销轴连接摇臂轴91的一端和拔叉95的柄部，摇臂轴91与 摇臂套92连接处设置第一滚针轴承93，摇臂轴91的另一端连接第二滚针轴承 94，第二滚针轴承94外面设有轴承盖，轴承盖通过螺母锁紧。

本发明的另一目的在于提供一种手动升降机械控制器的减速电机的控制方 法，所述控制方法为限位开关输出检测信号给A/D模块，通过A/D模块进行 模数转换后，将其转换成数字信号后输出给上位机，当数字信号达到设定阈值 时，上位机则判断为限位开关检测信号有效；

所述电机上连接有电机转动圈数的检测模块，电机转动圈数的检测模块检 测电机转动圈数，并输出给上位机，当电机的转动圈数脉冲达到了设定值，上 位机控制设备及时进行停机保护；

所述的限位开关与上位机之间设有信号状态监测线路，实现上位机实时地 检测限位开关的状态，如果一出现断线情况，马上进行断线异常处理；

所述的限位开关采用霍尔元件，上位机判断连接在限位开关上的连接线的 通断状态，即可判断是否有断线情况；

所述的在发生轻微跑齿后，控制设备回程设定距离后再作停机处理。

本发明手动机械摇臂使用时，可以上下升降，且升降电机带刹车，升降的 速度分快速和慢速，摇臂可以旋转一定角度，如图4所示，摇臂的长度是摇臂 转到与机床前平面平行时，摇臂旋转中心线在工作台左右对称中心平面上。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发 明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明 的保护范围之内。