一种家用可移式升降平台的结构设计.doc

1、摘 要 随着我国的城市化迅速发展，城市面积迅速减少，人均住房面积降低，人们对房间的利用率也跟着上升，房屋的室内高处也被充分地利用。越来越多的人们选择在高处储物，装饰，物品的高处放置及装修成为日常生活的一大难题。为了解决这一问题，便需要一种家用可移式升降平台，能够代替梯子，通过起升方便安全的帮助人们完成一些诸如安装电灯泡、刷墙等高空作业；并且可以做到运送物品的作用。升降机应用广泛，本课题将研究设计可移式升降平台，解决人们日常装修、物品安放问题。设计出一个具有一定刚度和强度，起升高度可调的结构。由于该项目适用于家庭生活的研究，所以设计应符合经济合理的要求，遵循轻、实用、经济、美观的原则。本次设计的

2、重点是将升降结构简化和驱动的优化，将采用剪叉式升降机构，降低复杂性，力求简单明了。升降结构由主动杆，连杆组成，通过伺服电机驱动液压缸，从而主动杆转动,带动连杆转动,进而实现工作平台的升降。升降系统采用液压回路，去除多余原件，降低能量的耗损。同时装配小车，便于移动。关键词：升降机构；可移动；自锁；液压 AbstractWith the rapid development of urbanization in china, the urban area is decreasing rapidly, the per capital housing area is reduced, and the u

3、tilization rate of the room is also rising.More people choose to put on the high places of storage, decoration, objects and decoration become a major problem in daily life.In order to solve the issue, we need a household portable lifting platform, which can replace the ladder, by lifting the conveni

4、ent and safe installation to help people accomplish such as light bulbs, paint and other high-altitude operations; and it can movematerials.Elevators are widely used. This paper will study the design of movable lifting platform to solve the problems of peoples daily decoration,to design a height adj

5、ustable structure with a certain stiffness and strength.Because the project is applied to the study of family life, so the design should be economic and reasonable, follow the roles of light, practical, economic, aesthetic .The focus of this design is to simplify the structure of the lift and drive

6、optimization, the use of scissors type lifting mechanism, reduce complexity, and to strive to be concise and clear.The lifting structure is composed of an active rod and a connecting rod, and the hydraulic cylinder is driven by a servo motor, so that the driving rod rotates and drives the connecting

7、 rod to rotate. Lifting system uses hydraulic circuit, to remove redundant original,and reduce energy lose。The lifting platform assembles the car, easy to move. Key words: lifting platform movable self-locking type hydraulic II目录摘 要VAbstractVI1 绪 论11.1 研究目的及意义11.2 国内外升降机构的发展背景、现状和方向11.2.1发展背景11.2.2发

8、展现状21.2.3 发展趋势和方向21.3液压升降机特点21.4 课题研究内容与创新32 可移式升降机构的总体设计42.1 升降台整体的介绍及选择42.2 升降机结构介绍53 升降机构的受力分析63.1总参数的确定63.2主体结构受力分析63.2.1 AB-CD层剪臂受力情况73.2.2 CD-EF层剪臂受力情况84 升降结构的设计计算104.1 确定结构材料104.1.1 材料的性能分析104.2 结构的强度校核104.2.1 剪臂抗弯强度校核的计算104.2.2 连接螺栓的抗剪强度计算124.3 结构尺寸的设计134.3.1 吊篮设计134.4底座的设计144.4.1 底座尺寸设计144.

9、4.2轮子设计154.4.3支撑腿设计164.5导轨设计184.6 自锁机构的设计195 液压系统的设计205.1 液压系统的基本方案205.2 执行元件的设计计算205.2.1计算液压缸的压力225.2.2 液压缸行程的计算225.2.3 液压缸的确定235.3 动力原件的确定235.4控制与执行元件与辅助的选择255.5运动参数计算275.6 液压系统的工作简图276 控制电路设计306.1 总电路图的设计30总 结31参考文献32V 第1章 绪论 1 绪 论1.1 研究目的及意义 近些年来，我国经济发展迅速，城市可用的住房面积迅速减少，人们对房间的利用率也跟着上升，房屋的室内高处也被充分

10、地利用。越来越多的人们选择在高处储物，装饰，物品的高处放置及装修成为日常生活的一大难题。一般家庭中并没有升降梯装置，普遍采用搭凳子或普通梯子来完成这些工作。但是弊端也是十分明显的。首先，凳子的搭叠不稳定，人站在梯子上也难以保持自身的平稳，存在很大的安全隐患。其次，现代人们的家具和地板都比较名贵，凳子和梯子都难以避免造成破损。为了解决这一问题，设计一种家用可移式升降平台，能够代替梯子，通过起升方便安全的帮助人们完成一些诸如安装电灯泡、刷墙等高空作业；并且可以做到运送物品的作用。 但目前市场上的家用升降机构大都为固定式或者单向移动式，且体积较大，不便于实际的应用。因此，设计一个具有简单结构、占用面

11、积小、运动方便的家用升降机构便成了一个重点。1.2 国内外升降机构的发展背景、现状和方向1.2.1发展背景 以水为介质液压机诞生于1845年。Elisha Otis于1852年为其发明一种安全机构，保障了升降机构的安全性。配备有安全装置的应用于客运的升降机首次使用于美国纽约。此后，升降机迅速发展并被人们广为接受。升降机起初的动力装置为蒸汽机，因此需要配备笨重、低效率的锅炉。二次工业革命后，电技术快速发展，Ernst Werner von Siemens发明了第一部以电力为能源的升降机，现代意义上的升降机就此诞生。 1907年，中国上海装配了首部升降机。20多年后，中国台湾两大百货也相继装配升降

12、机，且保存至今。 国内目前可生产不同高度的升降机，可提升高度4-100米不等。现代升降机构一般由升降台、泵站系统和剪臂组成，并做到自锁和防爆。如今的升降机广泛应用于工业、运输、航空、物流等方面。 美国是升降机构的主要产地，也是应用最广泛的地方，但80年代后，随着德日技术的飞速发展，与美国共分升降机构市场。 1.2.2发展现状 改革开放后，随着技术的改进，国内升降机市场发展迅速，人们、企业对升降平台的需求逐渐增多。近年来国内对升降机构已有大量研究，通过技术引进和产品攻关，取得了骄人的成绩。陈四华、周果、邓忠凯设计的升降机构具有结构简洁、剪叉式的主体承受载荷大、体积小，便于安装，而且能更好的做到集

13、中控制等特点,该装置主要由平台，导向柱，吊臂，机架，液压单元和电气控制柜，各部分的结构设计，采用网格结构的平台，应用广泛。武汉理工众人在传统的剪式升降机构的基础上分析，并对机构主体进行了一系列简化措施。并对升降平台的运动过程进行了分析；通过举升机构的受力分析,剪叉杆的强度校核和举升油缸的位置的调整,提出优化方案,优化不仅使稳定性得以提高,同时低推力的要求也大大降低。 陈余庆将传一般的由液压泵驱动升降机构改为机械剪式驱动。为了使螺母移动，采用制动减速电机带动丝杠的方法，带动推杆和水平杆达到提升的目的。同时采用的丝杠螺母传动机具有很强的自锁性，提高了定位精度。此方案具有简单的结构。组装便利，加工容

14、易，便于维修护理等优势。 赵英俊等人设计的升降机构具有高移速、承载大、成本低等特点。 目前，升降机发展区间明朗，既有大型百米升降平台，又有小型家用升降机构，应用广泛。但国内与国际仍有巨大的差距，在一些关键零件上仍然依赖于进口。1.2.3 发展趋势和方向(1) 逐渐缩小体积，形成模块，做到高度集成。(2) 绿色节能化，不仅要做到机械结构、零件的材料环保，做到低能耗，低排放，尽量使用电力等清洁能源。(3) 机械与电子的结合，将机电技术应用驱动和控制系统，使驱动和控制更加灵敏和精确。运动更加平稳，拥有更高的智能，是升降机构发展的必定趋势。1.3液压升降机特点液压升降机广泛应用于货物运输的举升机构，通

15、常应用于物料的举升和装卸。具有以下特点：优点：（1）液力传动具有大小适中、质量轻便、构造紧凑等优点。 （2）调速范围广，运动平稳，能传递较大的力与转矩。 （3）更容易做到过载保护。缺点：（1）高温和难以保证清洁的地方不便使用 （2）不适合远距离传动 （3）工作介质为液体，泄漏后会导致运动不精确。考虑到本次设计是应用于家庭方面，优点远大于缺点。所以采用液压升降机构。1.4 课题研究内容与创新升降机应用广泛，本文将研究家用小型的升降结构，同时将剪叉式升降结构与小车结合。解决固定升降机构应用面狭窄和导轨式升降结构占地面积大的问题。由于该项目适用于家庭生活的研究，所以设计应符合经济合理的要求，遵循轻、实用、经济、美观的原则。本次设计的重点是将升降结构简化和驱动的优化。因此本次设计方向为以液压为动力的剪式升降机构。19 第2章 可移式升降机