带有铰接双平行四边形支臂装置的升降装置 本发明涉及一种升降装置，特别是一种诸如带有铰接双平行四边形支臂装置的空中升降台的升降装置。
由本申请受让人所有的美国专利US4,757,875公开了一种车辆式低姿自推进空中工作台，其中工作台安装在可伸缩的支臂装置的末端，该支臂装置的邻近末端可转动地连接在浮动或升降器支架装置上，而支架装置又借助一对平行臂依次与车上的支撑架相连，从而使可伸缩支臂装置和相应的工作台能伸展到工作位置和折叠到降下位置，这样，可在九英尺门高的房屋或工厂中操纵该车辆。
还是由本申请受让人所有的美国专利US5,129,480公开了一种使工作台升降的铰接平行四边形装置，其中具有平行收缩和拉伸臂的下部支臂装置偏离车辆的中心线，且该装置可转动地连接在浮动或升降支架装置和车辆支架之间。还提供有一上部支臂装置，它偏离车辆的中心线，其中平行收缩和拉伸臂可转动地连接在平台支架和浮动架之间。
还是由本申请受让人所有的美国专利US5,584,356公开了一种带有铰接平行四边形支臂装置的车辆式低姿自推进空中工作台，该专利作为参考文献包括在本文中。铰接支臂装置包括带有成对可转动地连接在车辆支撑架和浮动支架之间的收缩和拉伸臂的下部支臂装置、带有成对可转动地连接在浮动支架和升降器之间的收缩和拉伸臂地上部支臂装置，所述升降器连接在末端与工作台相连的可伸缩支臂装置的邻近末端。上部和下部支臂装置上可转动地与浮动支架相连的拉伸臂的端部共用相同的转动连接处，这样，当铰接平行四边形位于折叠位置时，拉伸臂呈交叉状并位于同一共用平面内，使得车辆可被操纵通过六英尺七英寸的矮门。一个同步连接件安装在浮动支架上并连接在上部和下部支臂装置的成对压缩臂之间，用于在铰接平行四边形支臂装置升降和折叠期间保持浮动支架在垂直方向取向。
上述专利公开的自推进空中工作台能令人满意地用于其目的，这些自推进空中工作台的某些特征已用在本发明的低姿自推进空中工作台中，以形成一种新的部件组合装置；由此可伸缩的支臂装置能够折叠到降下的位置，使车辆能被操纵而通过具有标准高度的六英尺七英寸的门。
本发明的目的是提供一种升降装置，例如空中工作台，它在不增加收缩高度的情况下具有更大的最大工作高度。
本发明的另一个目的是提供一种无尾部摆动和最小前部摆动的升降装置。
本发明的再一个目的是提供一种具有铰接平行四边形支臂装置的升降装置，所述支臂装置带有在完全降下时呈向下倾斜状态的上部和下部支臂装置。
本发明的另一个目的是提供一种升降装置，它具有单一的、垂直取向的液压缸，用于升起和降下升降装置的铰接平行四边形支臂装置。
本发明的另一个目的是提供一种铰接平行四边形支臂装置的上部和下部支臂装置和液压缸且它们共线(即其纵向轴线位于同一平面内)。
本发明的另一个目的是提供一种具有铰接平行四边形支臂装置的升降装置，其中液压缸和铰接平行四边形支臂装置中的同步连接件的几何关系使液压缸和同步连接件上的负载最小。
本发明的另一个目的是提供一种具有铰接平行四边形支臂装置的升降装置，其中液压缸和铰接平行四边形支臂装置中的同步连接件的几何关系使得液压缸和同步连接件上的负载在铰接平行四边形支臂装置的整个工作范围内保持恒定。
上述以及其它目的将通过提供下述升降装置而实现，该升降装置包括：一个超结构的支撑架；一个升降器；一个铰接平行四边形支臂装置，它可操作地连接在所述超结构支撑架和所述升降器之间，所述铰接平行四边形支臂装置包括一个浮动架、一个可操作地连接在所述超结构支撑架和所述浮动架之间的下部铰接平行四边形支臂装置、一个可操作地连接在所述浮动架和所述升降器之间的上部铰接平行四边形支臂装置、用于升起和降下所述铰接平行四边形支臂装置的升降装置，所述上部平行四边形支臂装置和所述升降装置这样构成，即在不增加完全降下时所述铰接平行四边形支臂装置的高度情况下，使所述铰接平行四边形支臂装置的最大伸展高度增加。
本发明的其它目的和应用范围将从下面给出的详细描述中变得更为清楚。但应该理解到，下面的详细描述和特定实施例，即表示本发明最佳实施例的内容仅是示意性的，所以从这些详细描述中得到本发明精神和范围内的各种改进和变形对于本领域的技术人员是很明显的。
从下面给出的详细描述和附图中，将更加全面地理解本发明，所述附图仅是示意性的，而不是对本发明的限制，其中：
图1是移动式空中工作台的侧视图，它表示了根据本发明所述的处于完全降下位置上的双平行四边形升降装置；
图2是侧视图，它表示了在伸展升起位置上的双平行四边形升降装置；
图3a和3b表示了沿图2中3a-3a和3b-3b剖开的铰接平行四边形支臂装置的截面图；
图4a是从图2中箭头4a-4a的方向看去的铰接平行四边形支臂装置的截面图；
图4b表示了与图4a相似的铰接平行四边形支臂装置浮动支架的相反一侧；
图5表示了铰接平行四边形支臂装置的上部支臂装置的管状拉伸臂的底面视图；
图6表示了铰接平行四边形支臂装置的上部支臂装置的底面视图；
图7表示了铰接平行四边形支臂装置的下部支臂装置的顶面视图；
图8表示了铰接平行四边形支臂装置的下部支臂装置的压缩臂的俯视图；
图9表示了根据本发明一个实施例的空中工作台俯视图。
参照附图，特别是参照图1-4b，表示本发明一个实施例的低姿自推进空中工作台包括一个超结构支撑架1，该支撑架1具有垂直延伸板2，该板2上适于安装配重(未表示)。支撑架1安装在由车辆底盘4承载的转盘3上。一个铰接平行四边形支臂装置5可操作地连接在支撑架1的平行向上延伸的板部分1a和升降器6之间。该升降器6还连接到伸缩支臂装置7的邻近末端上，该支臂装置7具有一个安装在其末端的工作台8。
铰接平行四边形装置5包括一个下部支臂装置，该下部支臂装置具有一对分别平行且横向间隔设置的收缩和拉伸臂9和10，它们在支撑架1和浮动架11之间延伸。该收缩和拉伸臂9和10与支撑架1分别在12和13处转动相连，与浮动架分别在14和15处转动相连。如图1所示，在收缩位置，收缩和延伸臂9和10从支架1向下延伸到浮动架11。
铰接平行四边形装置5还包括一个上部支臂装置，该上部支臂装置具有一对分别平行且横向间隔设置的压缩臂16和管状拉伸臂17，它们在升降器6和浮动臂17之间延伸。该压缩臂16和管状拉伸臂17分别在18和19处转动相连，与浮动架11分别在20a和20b处转动相连。如图1所示，在收缩位置，压缩臂16和管状拉伸臂17从浮动臂11向下延伸到升降器6。
一个可伸缩的液压缸21位于支架1的中心线上，它在22处与下部压缩臂9可转动地相连位并位于臂间，在23处与管状拉伸臂17的侧壁可转动地相连并位于壁间。图5表示了管状拉伸臂17的底面视图。如图所示，管状拉伸臂17的底壁上有一个孔42。该孔42以下述方式接纳液压缸21，即液压缸21的杆向上延伸到管状拉伸臂17中，并借助销子与管状拉伸臂17的侧壁连接。再如图1、2、4、5所示，两对加强板40安装在管状拉伸臂17上并从那儿向下伸出。如下文将要详细讨论的那样，加强板40可用作一对拉伸连接杆33的转动安装点44。
如图1和2所示，液压缸21分别在下部压缩臂9和管状拉伸臂17的纵向中心线上的22和23处被销住。当液压缸21收缩时，如图1所示，铰接平行四边形支臂装置5处于折叠位置，当液压缸21伸展时，如图2所示，装置5处于升起位置。在铰接平行四边形支臂装置5的整个运动范围内，液压缸21始终保持垂直状态。
在液压缸21的上方，一个支臂举升缸24也沿支架1的中心线与升降器6上的18处和可伸缩支臂装置7上的26处转动相连，并位于升降器6和可伸缩支臂装置7之间。因此，支臂举升缸24和压缩臂16共用一个共同的转动点18。可伸缩支臂装置7上的其余部件是传统形式的，包括一个用于控制可伸缩支臂装置7末端的副液压缸28的主液压缸27，它们一起可保持工作台8在铰接平行四边形支臂装置5上升和下降期间、以及在支臂举升缸24作用下可伸缩支臂装置7的升降运动期间处于水平位置。在铰接平行四边形支臂装置5的折叠或收缩位置，液压缸21位于成对的臂9和10之间，而支臂举升缸24位于液压缸21上方的压缩臂16之间。主液压缸27和用于收放所述可伸缩支臂装置7的缸也位于支架1的中心线上。
图3a和3b表示了平行四边形支臂装置5沿图2中3a-3a和3b-3b剖开的截面图。如图3a所示，升降器6由平行板31和横向板32构成。管状拉伸臂17位于平行板31之间，管状拉伸臂17的侧壁借助销子与在横向板32下方延伸的平行板31的下部连接。枢销35可转动地将压缩臂16安装在升降器6上，且在每一压缩臂16和板31之间有一个轴套34，使得平行板31位于压缩臂16之间。
如图3b所示，支撑架1包括向上延伸的板部分1a，其上转动安装有两对收缩和拉伸臂9和10。压缩臂9借助销子分别与板部分1a之一的内侧相连。每个拉伸臂10上都安装有形成叉状件的凸耳60，在其间各板部分1a借助销子与之相连。图7是铰接平行四边形支臂装置5的下部支臂装置的顶面视图，并显示了拉伸臂10和板部件1a之间的枢轴连接方式。而且，拉伸臂10相互间的间隔设置得比压缩臂9之间的间隔大。
如图3a和3b所示，升降器6的平行板31之间的距离小于支架1的平行板部件1a之间的距离。如图1所示，这种布置使与平行板31相连的管状拉伸臂17位于拉伸臂10之间，当处于这种收缩状态时，管状拉伸臂17的转动点19位于拉伸臂10的转动点13之下。再如图3a和3b所示，成对的压缩臂16、成对的拉伸臂10、和成对的压缩臂9间隔大致相同的距离，从而形成非常稳定的平行四边形装置。由于下部支臂装置是一个稳定的平行四边形装置，所以在铰接平行四边形支臂装置5的整个运动范围内，浮动架11始终保持垂直取向。
图4a表示了从箭头4a-4a看去的铰接平行四边形支臂装置5的截面图，图4b表示了与图4a相比的浮动支架的相反一侧。如图所示，浮动支架11由平行板52和横向板54和56(也可见图2)构成。压缩臂9借助销子与各板52相连。每个拉伸臂10和压缩臂16上都安装有形成叉状件的凸耳，在其间各板部分52借助销子与之相连。图6是铰接平行四边形支臂装置5的上部支臂装置的顶面视图，并显示了压缩臂16和浮动架11之间的枢轴连接方式。图7显示了拉伸臂10和浮动架11之间的枢轴连接方式(也可见图2)。管状拉伸臂17借助销子连接在板52之间。特别是有一圆柱形壳体58穿过管状拉伸臂17的侧壁，且它借助销子与板52相连。
再如图4a和4b所示，连接杆33从两对平行加强板40处穿过横向板54上的孔而沿对角线向下延伸，并且如图2所示，安装在压缩臂9末端的转动点46处。图8表示了压缩臂9的顶部俯视图。如图所示，在压缩臂9的浮动架11一端，压缩臂9之间焊接有一个块70。一对凸耳72从块70上伸出并形成叉状件，其间各连接杆33之一借助销子连接在图1和图2中的46处。转动点46位于在各压缩臂9的纵向中心线的延长线之间构成的平面上。
另外，图4b表示了浮动架11上部的槽部分50。该槽部分50用于在图1所示的收缩位置上容纳可伸缩的支臂装置7。因此，在收缩位置，可伸缩的支臂装置7从升降器6处向下倾斜。如图4b所示，用于将可伸缩的支臂装置7引导到收缩位置的三个导块62(例如耐磨垫)环绕在槽部分50上。
如上所述，每个连接杆33都可转动地与加强板40之一在44处相连。转动点44离浮动架11的距离比管状拉伸臂17的转动点20b更远。每个连接杆33还在46处与各压缩臂9转动相连。
根据这种结构和布置形式，连接杆相对于转动连接处14和20b沿对角线延伸，这样转动连接点44位于压缩臂16的转动连接点20b的一侧，而转动连接点46位于压缩臂9的转动连接点14的另一侧；从而，在液压缸21用于相互转动压缩臂9和16的运动过程中，连接杆33将同时使上部平行四边形装置相对于下部平行四边形装置运动。
特别是在收缩位置，在铰接平行四边形支臂装置5的下部支臂装置的垂直力臂(即穿过包括转动点46的连接杆33的纵向轴线的直线和平行于该直线且穿过转动点14的直线之间的垂直距离)实际上大于上部支臂装置的垂直力臂(即穿过连接杆33的纵向轴线和转动点44的直线和平行于该直线且穿过转动点20b的直线之间的垂直距离)。
随着铰接平行四边形支臂装置5的伸展，下部和上部支臂装置的垂直力臂逐渐变得相等，当下部和上部支臂装置平行时它们相等大致，接着上部支臂装置的垂直力臂变得大于下部支臂装置的垂直力臂。在完全伸展的位置，上部支臂装置的垂直力臂实际上大于下部支臂装置的垂直力臂，其差值等于在收缩位置时下部支臂装置的垂直力臂大于上部支臂装置的垂直力臂的值。在最佳实施例中，在收缩位置时上部和下部支臂装置的垂直力臂是69.12mm和114.04mm，在平行位置时为107.64mm和12 3.59mm，在完全伸展位置时为113.88mm和68.03mm。上述数值仅以示例的形式给出，并不限制本发明可能的垂直力臂取值。
将液压缸21垂直设置在压缩臂9和管状拉伸臂17之间，可使得收缩和拉伸臂9和10在收缩位置时从支架1向下倾斜，并使得压缩臂16和管状拉伸臂17在收缩位置时也向下倾斜。另外，浮动架11中的槽部分50使得可伸缩的支臂7在收缩位置时从升降器6向下倾斜。结果是在不增加机器的整体收缩高度的情况下，支架1的高度、浮动架11的长度和升降器6的长度可以增加。因此，机器在收缩位置上的最高点大约为6英尺6英寸或更小。这样，本领域的技术人员应认识到机器的整体尺寸可以增大或减小。
支架1的高度增加、浮动架11的长度增加以及升降器6的长度增加至少可带来第一个和/或第二个优点。第一个优点是增加了该机器能达到的工作高度。第二个优点是与传统的空中工作台相比，该机器在不减小工作高度的情况下，减少了可伸缩支臂装置7和/或铰接平行四边形支臂装置5的长度。结果是，与传统的空中工作台相比，在不减小工作高度的情况下，制造出了没有尾部摆动和最小前部摆动的空中工作台。图9表示了根据本发明所述的空中工作台俯视图。如图2和9所示，本发明的空中工作台不存在尾部摆动和最小前部摆动。根据所需的工作特性，本领域的技术人员可以调整增加的工作高度与减少的前部摆动量之间的平衡关系以实现那些特性。
另外，如图1-2、6-7、特别是图9所示，铰接平行四边形支臂装置5的纵向轴线、液压举升缸21、可伸缩的支臂装置7、支臂举升缸24位于同一垂直平面内(即共线)。
液压缸21与连接杆33的位置形成了一个举升几何关系，使作用在液压缸21和连接杆33上的负载最小，并在铰接平行四边形支臂装置5的整个运动范围内，使液压缸21和连接杆33上的负载基本恒定。
通过将液压缸21设置得离支架1更近，可减少液压缸21上的负载。但这样液压缸21的底部会产生间隙问题。因此，液压缸21的长度不得不减小；从而减小了机器可能达到的最大高度。根据所需的工作特性，本领域的技术人员可以调整负载与最大工作高度之间的平衡关系以实现那些特性。
因此，液压缸21的杆可以借助销子连接在压缩臂16之间。这将需要制造较大的孔42，并在管状拉伸臂17的顶部制造同样的孔以容纳液压缸21的缸体部分。为了能实现这种容纳关系，需要增加管状拉伸臂17的宽度，结果是逐步增大了铰接平行四边形支臂装置5的整体宽度。
另外还需注意的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，铰接平行四边形支臂装置5还可用于非自推进空中工作台。
尽管结合现在所能考虑到的最实际以及最佳的实施例描述了本发明，但应该理解到，本发明不限于本文公开的实施例，而是覆盖了在所附权利要求的精神和范围内的多种变形和等效装置。