本发明涉及一种升降单元，具体涉及一种多自由度的升降单元。
背景技术：
在很多应用场景下，如vr体验、游戏设施体验等，运动平台都需要实现三维空间运动，以配合达到最佳的体验感受，而运动平台的三维空间运动就需要多个升降单元来实现。
现有的升价单元多以类似于千斤顶的方式实现传动，至少还存在以下缺点：
1.升降组件为菱形传动，传动高度受限，无法满足降至最低高度的升降需求；
2.升降组件为两端支撑结构，结构稳定性不足。
发明的内容
本发明的目的是解决现有技术中升降单元降至最低高度受限以及结构稳定性不足的问题，而提供一种多自由度的升降单元。
为实现上述目的，本发明所提供的技术方案如下：
一种多自由度的升降单元，其特征之处在于：包括电机驱动组件、链条传动组件、滑动组件、升降组件和万向节；
所述链条传动组件包括主动齿轮、从动齿轮、牵引链条、齿轮安装座；所述主动齿轮与电机驱动组件的输出轴固连；所述从动齿轮设置在齿轮安装座上；所述牵引链条包括与主动齿轮啮合的主动链条以及与从动齿轮啮合的从动链条；
所述滑动组件包括至少两个支撑座、支撑在至少两个支撑座之间的滑动轨道、在滑动轨道上滑动的第一滑块组件和第二滑块组件；所述滑动轨道设置在主动齿轮与从动齿轮之间；所述第一滑块组件与主动链条的上端头及从动链条的上端头连接；所述第二滑块组件与主动链条的下端头及从动链条的下端头连接；
所述升降组件包括“h”形结构的第一支撑架和第二支撑架，所述第一支撑架上端部与第二支撑架上端部通过第一铰接轴铰接；所述第一支撑架的下端部与第一滑块组件铰接；所述第二支撑架的下端部与第二滑块组件铰接；所述第一滑块组件设置在第一支撑架的中空处，所述从动链条穿过第二支撑架的中空处；
所述万向节位于第一铰接轴上方且与第一铰接轴铰接。
进一步地，所述电机驱动组件包括驱动电机和减速器，驱动电机为减速器提供动力，减速器的输出轴与主动齿轮固连。
进一步地，所述第一滑块组件包括第一滑块、第一滑块安装支架和第一固定块；
所述第一滑块放置在第一滑块安装支架上；所述第一滑块安装支架固连在第一固定块上；
所述滑动轨道穿过第一滑块与第一滑块安装支架；
所述第一滑块通过第二铰接轴与第一支撑架的下端部铰接；
所述第一固定块与主动链条的上端头及从动链条的上端头连接。
进一步地，所述万向节包括第一u型耳板、第二u型耳板和第三u型耳板；
所述第一u型耳板的两侧与第一铰接轴铰接；
所述第二u型耳板的两侧和第三u型耳板的两侧通过第四铰接轴铰接；
所述第二u型耳板的底部与第一u型耳板底部铰接；所述第三u型耳板的底部与待运动平台固连。
进一步地，所述从动齿轮通过齿轮轴固定在齿轮安装座内，且齿轮安装座两侧设有滑道，齿轮轴在滑道内滑动；
所述齿轮轴通过两个活结螺丝固定在齿轮安装座，且活结螺丝与齿轮轴垂直安装。
进一步地，所述活结螺丝一端为圆孔状，其尺寸与齿轮轴相适配，另一端设有螺纹，通过螺母安装在齿轮安装座上。
进一步地，所述支撑座为三个，且相邻两个支撑座的距离相等，位于中间的支撑座设置在第一滑块组件和第二滑块组件之间。
进一步地，所述滑动轨道为细长圆柱型。
本发明的有益效果是：
1.结构稳定，且满足最低高度的要求。该升降单元中的两个支撑架、至少两个支撑座以及滑动轨道形成稳定的三角形结构，加强整个升降单元的稳定性。另外该三角形结构与现有技术中的菱形结构相比减少了近一半的传动高度，满足最低高度的要求。
2.使用寿命长。升降单元采用链条传动组件，通过第一电机驱动组件带动主动齿轮，进而带动从动齿轮与牵引链条的转动，使两个支撑座在两个滑动组件的带动下上下移动，链条使用寿命长且不易损坏，维护成本低。另外，该升降单元还设置至少两个支撑座和滑动轨道，第一滑块组件和第二滑块组件在滑动轨道上滑动，分担了支撑架的受力，延长其寿命。
3.安装快捷方便。该升降单元还设置万向节和至少两个支撑座，便于该升降单元的快速安装，便于使用。
4.传动噪音小。该升降单元的主动齿轮与从动齿轮通过牵引链条连接，传动噪音小，满足使用者对体验感要求。
附图说明
图1是本发明实施例中多自由度升降单元的示意图；
图2是本发明实施例中多自由度升降单元除去电机驱动组件的示意图
图3是图2的主视图；
图4是图2的爆炸示意图；
附图标记如下：
1-电机驱动组件，11-驱动电机，12-减速器，2-链条传动组件，21-主动齿轮，22-从动齿轮，23-牵引链条，231-主动链条，232-从动链条，24-齿轮安装座，241-齿轮轴，242-滑道，243-活结螺丝，3-滑动组件，31-支撑座，32-滑动轨道，33-第一滑块组件，331-第一滑块，332-第一滑块安装支架，333-第一固定块，334-第二铰接轴，34-第二滑块组件，341-第二滑块，342-第二滑块安装支架，343-第二固定块，344-第三铰接轴，4-升降组件，41-第一支撑架，42-第二支撑架，43-第一铰接轴，44-中空处，5-万向节，51-第一u型耳板，52-第二u型耳板，53-第三u型耳板，54-第四铰接轴。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。
如图1所示，一种多自由度的升降单元包括电机驱动组件1、链条传动组件2、滑动组件3、升降组件4和万向节5。
如图2、图3所示，链条传动组件2包括主动齿轮21、从动齿轮22、牵引链条23、齿轮安装座24。主动齿轮21与电机驱动组件1的输出轴固连，从动齿轮22设置在齿轮安装座24上，牵引链条23包括与主动齿轮21啮合的主动链条231以及与从动齿轮22啮合的从动链条232。
电机驱动组件1包括驱动电机11和减速器12，驱动电机11为减速器12提供动力，减速器12的输出轴与主动齿轮21固连，带动主动齿轮21旋转，进而带动主动链条231、从动链条232与从动齿轮22旋转。
对齿轮安装座24进一步细化，如图4所示，从动齿轮22通过齿轮轴241固定在齿轮安装座24内，且齿轮安装座24两侧设有滑道242，齿轮轴241在滑道242内滑动。齿轮轴241通过两个活结螺丝243固定在齿轮安装座24，且活结螺丝243与齿轮轴241垂直安装。
活结螺丝243一端为圆孔状，其尺寸与齿轮轴241相适配，另一端设有螺纹，通过螺母安装在齿轮安装座24上。通过齿轮轴241与活结螺丝243可调整从动齿轮22的位置。
滑动组件3包括三个支撑座31、支撑在三个支撑座31之间的滑动轨道32、在滑动轨道32上滑动的第一滑块组件33和第二滑块组件34。相邻两个支撑座31的距离相等，位于中间的支撑座31设置在第一滑块组件33和第二滑块组件34之间。滑动轨道32为细长圆柱型，设置在主动齿轮21与从动齿轮22之间。第一滑块组件33与主动链条231的上端头及从动链条232的上端头连接。第二滑块组件34与主动链条231的下端头及从动链条232的下端头连接。
如图2、图3所示，升降组件4包括“h”形结构的第一支撑架41和第二支撑架42。第一支撑架41上端部与第二支撑架42上端部通过第一铰接轴43铰接，第一支撑架41的下端部与第一滑块组件33铰接，第二支撑架42的下端部与第二滑块组件34铰接。第一滑块组件33设置在第一支撑架41的中空处44，所述从动链条232穿过第二支撑架42的中空处44。第二滑块组件34设置在第二支撑架42的中空处44，主动链条231穿过第一支撑架41的中空处44。
设置支撑座31可限制第一滑块组件33和第二滑块组件34的运动轨迹，进而限制第一支撑架41与第二支撑架42下端部的运动轨迹，从而可对升降单元的升降高度起到一定的限制作用。另外设置中间支撑座31可防止第一滑块组件33和第二滑块组件34碰撞，起到保护作用。
对第一滑块组件33与第二滑块组件34进一步细化。
如图4所示，第一滑块组件33包括第一滑块331、第一滑块安装支架332和第一固定块333。第一滑块331放置在第一滑块安装支架332上，第一滑块安装支架332固连在第一固定块333上。第一滑块331与第一滑块安装支架332上设有与滑动轨道32相适配的圆孔，滑动轨道32穿过第一滑块331与第一滑块安装支架332。第一滑块331通过第二铰接轴334与第一支撑架41的下端部铰接。第一固定块333与主动链条231的上端头及从动链条232的上端头连接。
如图4所示，第二滑块组件34包括第二滑块341、第二滑块安装支架342和第二固定块343。第二滑块341放置在第二滑块安装支架342上，第二滑块安装支架342固连在第二固定块343上。滑动轨道32穿过第二滑块342与第二滑块安装支架342。第二滑块341通过第三铰接轴344与第二支撑架42的下端部铰接。第二固定块343与主动链条231的下端头及从动链条232的下端头连接。
万向节5位于第一铰接轴43上方且与第一铰接轴43铰接。
对万向节5进一步细化。万向节5包括第一u型耳板51、第二u型耳板52和第三u型耳板53。第一u型耳板51的两侧与第一铰接轴43铰接。第二u型耳板52的两侧和第三u型耳板53的两侧通过第四铰接轴54铰接。第二u型耳板52的底部与第一u型耳板51底部铰接，第三u型耳板53的底部与待运动平台固连。该万向节5中的第一u型耳板51与第三u型耳板53可实现左右转动，第二u型耳板52可旋转。
该升降单元极具推广性，能够应用于各种需要三维空间运动的升降机构，并且该升降单元结构稳定，使用寿命长。其具体运动过程如下：
第一电机驱动组件1与电源连接，第一驱动电机11为第一减速器12提供动力，第一减速器12带动第一主动齿轮21旋转，进而带动主动链条231、从动链条232与从动齿轮22旋转。当主动链条231与从动链条232逆时针旋转时，第一滑块组件33与第二滑块组件34在滑动轨道32相向滑动，进而使第一支撑架41与第二支撑架42的下端部相互靠近，此时升降单元的最高点慢慢上升。当主动链条231与从动链条232顺时针旋转时，第一滑块组件33与第二滑块组件34在滑动轨道32背向滑动，进而使第一支撑架41与第二支撑架42的下端部相互远离，此时升降单元的最高点慢慢下降。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，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、同等替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围内。
1.一种多自由度的升降单元，其特征在于：包括电机驱动组件(1)、链条传动组件(2)、滑动组件(3)、升降组件(4)和万向节(5)；
所述链条传动组件(2)包括主动齿轮(21)、从动齿轮(22)、牵引链条(23)、齿轮安装座(24)；所述主动齿轮(21)与电机驱动组件(1)的输出轴固连；所述从动齿轮(22)设置在齿轮安装座(24)上；所述牵引链条(23)包括与主动齿轮(21)啮合的主动链条(231)以及与从动齿轮(22)啮合的从动链条(232)；
所述滑动组件(3)包括至少两个支撑座(31)、支撑在至少两个支撑座(31)之间的滑动轨道(32)、在滑动轨道(32)上滑动的第一滑块组件(33)和第二滑块组件(34)；所述滑动轨道(32)设置在主动齿轮(21)与从动齿轮(22)之间；所述第一滑块组件(33)与主动链条(231)的上端头及从动链条(232)的上端头连接；所述第二滑块组件(34)与主动链条(231)的下端头及从动链条(232)的下端头连接；
所述升降组件(4)包括“h”形结构的第一支撑架(41)和第二支撑架(42)，所述第一支撑架(41)上端部与第二支撑架(42)上端部通过第一铰接轴(43)铰接；所述第一支撑架(41)的下端部与第一滑块组件(33)铰接；所述第二支撑架(42)的下端部与第二滑块组件(34)铰接；所述第一滑块组件(33)设置在第一支撑架(41)的中空处(44)，所述从动链条(232)穿过第二支撑架(42)的中空处(44)；
所述万向节(5)位于第一铰接轴(43)上方且与第一铰接轴(43)铰接。
2.根据权利要求1所述的一种多自由度的升降单元，其特征在于：所述电机驱动组件(1)包括驱动电机(11)和减速器(12)，驱动电机(11)为减速器(12)提供动力，减速器(12)的输出轴与主动齿轮(21)固连。
3.根据权利要求1或2所述的一种多自由度的升降单元，其特征在于：所述第一滑块组件(33)包括第一滑块(331)、第一滑块安装支架(332)和第一固定块(333)；
所述第一滑块(331)放置在第一滑块安装支架(332)上；所述第一滑块安装支架(332)固连在第一固定块(333)上；
所述滑动轨道(32)穿过第一滑块(331)与第一滑块安装支架(332)；
所述第一滑块(331)通过第二铰接轴(334)与第一支撑架(41)的下端部铰接；
所述第一固定块(333)与主动链条(231)的上端头及从动链条(232)的上端头连接。
4.根据权利要求3所述的一种多自由度的升降单元，其特征在于：所述万向节(5)包括第一u型耳板(51)、第二u型耳板(52)和第三u型耳板(53)；
所述第一u型耳板(51)的两侧与第一铰接轴(43)铰接；
所述第二u型耳板(52)的两侧和第三u型耳板(53)的两侧通过第四铰接轴(54)铰接；
所述第二u型耳板(52)的底部与第一u型耳板(51)底部铰接；所述第三u型耳板(53)的底部与待运动平台固连。
5.根据权利要求4所述的一种多自由度的升降单元，其特征在于：所述从动齿轮(22)通过齿轮轴(241)固定在齿轮安装座(24)内，且齿轮安装座(24)两侧设有滑道(242)，齿轮轴(241)在滑道(242)内滑动；
所述齿轮轴(241)通过两个活结螺丝(243)固定在齿轮安装座(24)，且活结螺丝(243)与齿轮轴(241)垂直安装。
6.根据权利要求5所述的一种多自由度的升降单元，其特征在于：所述活结螺丝(243)一端为圆孔状，其尺寸与齿轮轴(241)相适配，另一端设有螺纹，通过螺母安装在齿轮安装座(24)上。
7.根据权利要求6所述的一种多自由度的升降单元，其特征在于：所述支撑座(31)为三个，且相邻两个支撑座(31)的距离相等，位于中间的支撑座(31)设置在第一滑块组件(33)和第二滑块组件(34)之间。
8.根据权利要求7所述的一种多自由度的升降单元，其特征在于：所述滑动轨道(32)为细长圆柱型。
技术总结