[发明专利]一种基于碳纤维筒的多级同步升降装置

说明书

本发明提供一种基于碳纤维筒的多级同步升降装置，装置采用多级套筒式梯形丝杠提供升降动力，丝杠采用内外花键实现丝杠间力矩的传递；主体支撑筒采用碳纤维材料内部周向嵌入导轨结构，通过与上一级碳纤维筒上安装的导向组件实现碳纤维升降而不转动，以消除丝杠上升下降时传递给丝杠螺母的扭矩；采用电机驱动蜗轮蜗杆实现锁紧机构抱紧环的抱紧及松开，采用压力传感器感力值变化作为反馈信号实现抱紧环的自动抱紧松开控制；每级升降筒底部安装有导向组件与下一碳纤维筒内壁配合，下一碳纤维筒上安装的抱紧环内部安装导向环与该升降筒外壁配合，实现升降碳纤维筒的双级导向；整套装置采用电机驱动蜗轮蜗杆减速器驱动；整套装置具有稳定性好、热涨系数低、自动升降、无需拆卸方便运输的的特点。

技术领域

本发明是一种基于碳纤维筒的多级同步升降装置，属于制造业检测领域，直接应用于全向移动自动升降大尺寸精测支撑装置，实现大型飞机、空间站、火箭、天线等大型装备的部装及总装时架设大尺寸精测设备的自动升降作业，并保持升降后大尺寸精测设备的稳定。

背景技术

升降装置的伸缩机构类型多种，根据升降机构属性的不同，可将其分为3类：一是刚性升降机构，主要利用机构的刚性特性对平台进行直接顶升或推送；二是柔性升降机构，主要通过钢丝绳、链条等柔性构件以拉曳的方式实现平台的升降；三是刚柔双属性升降机构，此类机构进行顶升作业时具有刚性属性，不工作时则表现出柔性属性。本发明用于支撑大尺寸精测设备，实现被测件的精密测量，大尺寸精测设备开展精密测量对高空状态下升降装置的稳定性及热涨系数有很高的要求，普通柔性升降机构及刚柔双属性升降机构远不能满足以上需求。

刚性升降机构包括齿轮齿条机构、柱塞机构、剪叉机构和丝杠机构等形式。齿轮齿条机构包含齿条机构和齿轮机构，齿条设置于背架上，每根齿条对应有若干个小齿轮。动力通过齿轮减速器传递给小齿轮，从而驱动平台升降。齿轮齿条式升降机构具有工作连续、升降速度快、操作简单、同步性好等优点。但要升到所需高度，必须依靠相应高度的齿条及背架，设备采用此种机构，安装后再行运输需要进行全部拆卸，对于高度大于5m以上的升降机构来讲，其拆卸运输及其不方便。

柱塞式升降机构通常与液压或气压装置配合工作，通过泵站将油或气压入油缸或气缸，使柱塞运动，直接作用在平台上，使升降平台向上运动，升降平台的下降则依靠平台的自重实现。柱塞式升降机构结构简单，工作可靠，但其升降后采用液体或者气体支撑造成稳定性差。

剪叉式升降机构包括驱动执行装置和剪叉装置。在驱动机构的驱动下，驱动执行装置产生小位移行程的同时将驱动力传递给剪叉装置。剪叉装置作为剪叉式升降机构的主体具有折叠伸展性能，它受到驱动执行装置的驱动并将驱动执行装置的小位移行程放大成竖直方向的较大行程，从而推动升降平台的上下移动。剪叉式升降机构具有结构紧凑、承载量大、驱动装置通过性强和操控性好的特点。但剪叉式升降机构占地面积大，采用剪叉装置装置采用平行四边形方法通过轴实现升降支撑，结构稳定性极差。

丝杠升降机构主要是利用丝杠可将旋转运动转变为直线运动的特性对平台进行升降，电驱动机构是将电动机的动力通过减速器、轴或链条传递给丝杆减速器，最终传递给丝杠，将回转运动转换为直线运动来实现升降台面的升降。由于丝杠式升降机构是螺旋形式顶升，因此具有结构紧凑、运行平稳、传动准确等优点，同时梯形丝杠易于实现自锁，故其安全可靠。但普通单级丝杠仍存在高空升降台安装后再行运输需要进行全部拆卸的问题。

所有以上机构普遍采用钢材或者铝材制造而成还存在热涨系数大的问题，在10m高空进行长时间精密测量时，1℃的温度变化量造成约0.1mm的变化量，5℃的变化则造成0.5mm的设备变化，故难以满足长时间精测时需求。

而近年来，随着大型飞机、空间站、火箭、天线等型号及商业产品的需求的增多，对精测效率的精度提出了更高的要求，为此迫切需要一种具有稳定性好、热涨系数低、自动升降、无需拆卸方便运输的高效率支撑装置，来克服已有升降装置的缺点，满足精测需求。

发明内容