X型剪式叉架升降平台机构设计.docx

1、设计背景:由于城市道路绿化带以及小区绿化带台阶高度没有统一标准，这造成了喷涂机 的工作高度有一定的限制2、机构概要:考虑到城市道路绿化带台阶的高度带来的不确定性，同时为了扩大喷涂机的应用范围和 通用性，我们在喷涂机上设计了一个小型升降平台在升降平台中，常采用多级X形的剪式机构X形剪式机构是一种单自由度机构，在实 践中得到广泛的应用，如玩具、灯具、登高作业台、起重平台等，一般是利用它的对称结构 具有放大的平行位移的特点在相同的起升高度下，X形剪式机构具有较小的纵向尺寸(L1和L2)和较小的纵向尺寸H变动幅度(L2-Li),以及较大的位移放大率(L2-Li),见下图下图为一种常用剪式液压升降平台简图，由平台、支撑杆、长横杆、短横杆、液压缸、 活塞、机座组成，长横杆和短横杆与支撑杆之间形成铰接，支撑杆长度均相等，这种多个平 行四边形伸缩架，可获得较大的伸缩行程，当液压缸使得活塞伸缩时，带动长横杆在机座导 槽内滑动和支撑杆运动，使得平台在铅垂方向升降3、运动分析：剪叉机构由两根中间用枢轴连接，可在平面内相互转动的剪杆组成，每根剪杆又可以认 为由两段一端铰接和一端固接的梁单元连接而成剪杆作为机构折叠变化的对象，铰点约束 剪杆的变化，折叠过程即剪杆围绕铰点旋转，最后达到指定位置，从而完成一个折叠过程。

剪叉式升降台主要由底座、剪叉机构和工作台三个部分组成，其中剪叉机构是剪叉式升降台 的主体，也是主要承力构件以单片剪叉式升降台为研究对象，如下图所示，分析滑块B水平速度vB与升降平台 CD在垂直速度v之间的关系该运动为平面运动，采用速度瞬心法进行求解因为D点速度垂直向上，B点速度水平向左，所以剪杆BD运动瞬心为点C,令其瞬时角 速度为3,则D、B点的速度为：V — = ca- L cos a (1)= iy * Ff? - ty - Lain a (2)由(1)、(2)式可得:v = Vj； cig a由几何关系可得:将⑷代入⑶可得:⑶(4)(5)式中，K为速度放大系数由(5)式可以得出，当B点的运动速度确定，即vB为已知时，某一时刻t对应的LAB 确定，则t时刻平台的升降速度v确定因此，调整vB可使升降台具备良好的运动性能4、机构设计：再本例所设计的剪式升降平台主要是承载叉架和喷管并做升降运动，受载荷小、结构紧 凑、设计简单经过估算，升降平台承受的载荷是40KG因此我们设计剪式升降机构由手轮驱动带轮，通过带轮和丝杠的传动为升降机构提供横 向驱动，一对单片剪叉结构俯视图和前视图如下图所示。

小型丝杠与AB水平方向平行，轴BB'通过丝杠螺母沿AB水平方向运动AB作为机构折 叠变化的对象，铰点O约束剪杆的变化，折叠过程即剪杆围绕铰点旋转，最后达到指定位置， 从而完成一个折叠过程,如下图所示 B BA B B初定设计条件：一对单片剪叉每条连杆长度L=360mm，B处为可沿前后方向移动的滑块， 平台处于最低点时连杆AB与水平面夹角为15°，最大横向滑动距离为175mm如下图所示L=360mm， D=350mm，则单个连杆最小高度S1=360Xsin 15° =93.2mm伸缩架移动到横向最大距离时连杆与水平面的夹角0 = arccos(^^~) = 60.91°87.5单个连杆最大高度 S2 = 360mm x sin 60.91° = 314.6mm设可升降距离为H=450mm，则需要连杆个数为n ,S2 x n-S1x n = H,・•・ n = H =——450——=1.8 r 2S 2 - S1 314.6 - 93.2由上述计算可知至少需要两个连杆机构。