重錘式球鉸回轉(zhuǎn)平衡臺(tái)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及艦船及汽車領(lǐng)域，特別是一種艦船及汽車回轉(zhuǎn)平衡臺(tái)。
【背景技術(shù)】
[0002]艦船在遠(yuǎn)洋深海中常遇到狂風(fēng)巨浪，使得艦船炮座隨船體劇烈搖擺，導(dǎo)致炮手難以擊中目標(biāo)，也使得艦船甲板劇烈搖擺，導(dǎo)致駕駛員難以在甲板平臺(tái)上平穩(wěn)升降飛機(jī)，也常會(huì)導(dǎo)致客輪乘客暈船和駕駛員疲勞。當(dāng)長途客車在崎嶇道路高速行駛，也會(huì)增加乘客暈車的難受程度和駕駛員疲勞強(qiáng)度。當(dāng)救護(hù)車在崎嶇道路高速行駛，車體的劇烈搖擺會(huì)加重被救病人的病情。如何解決上述問題一直受到人們高度的關(guān)注。在平衡裝置方面，人們已經(jīng)開展了多種平衡裝置設(shè)計(jì)和研宄。2009年授權(quán)的公開號為CN100546873的中國發(fā)明專利公開一種自動(dòng)減振平衡臺(tái)，該平衡臺(tái)固定在直升飛機(jī)等運(yùn)動(dòng)載體上，自動(dòng)減少放置在平臺(tái)上物體或人的振動(dòng)保持其穩(wěn)定狀態(tài)。公布號為CN103159002A的中國專利公開一種礦用鏈斗提升機(jī)的四鏈平衡裝置，利用重力實(shí)現(xiàn)礦用鏈斗穩(wěn)定平衡。公布號為CN103043184A的中國專利公開一種躉船自動(dòng)平衡裝置，使躉船在活動(dòng)鋼前支座發(fā)生較大的移位時(shí)依然能自動(dòng)保持平衡。公布號為CN1598351的中國專利公開了一種重力自平衡裝置可應(yīng)用于各種懸臂式及類懸臂式吊載機(jī)上。2012年德國西門子公司的公開號為CN102641132A的專利申請公開一種具有重力平衡裝置的C臂X射線設(shè)備，是利用重力平衡的且可以無轉(zhuǎn)矩地停留在任意的旋轉(zhuǎn)位置。公開號為CN104483068A的專利申請公開一種電磁重力平衡裝置，利用電磁力克服了現(xiàn)有的重力平衡結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)慣量大，動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度低的缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)重力平衡。公開號為CN104390656A的專利申請公開了一種四自由度被動(dòng)隨動(dòng)重力平衡裝置，利用滑輪組實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)臂重力平衡。上述重力平衡裝置和相應(yīng)技術(shù)各具特點(diǎn)，但尚不能解決艦船或車輛長期劇烈搖擺時(shí)導(dǎo)致炮手難以擊中目標(biāo)，駕駛員難以在甲板上升降飛機(jī)的問題；也不能解決乘客暈船暈車和駕駛員容易疲勞，救護(hù)車的劇烈搖擺導(dǎo)致被救病人的病情加重等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單，自動(dòng)平衡，無需平衡控制系統(tǒng)的重錘式球鉸回轉(zhuǎn)平衡臺(tái)。
[0004]本發(fā)明包括平衡臺(tái)組、球鉸組、電動(dòng)機(jī)、小圓弧齒輪、拉桿組、重錘、錐彈簧和推力軸承。其中，所述平衡臺(tái)組包括平衡臺(tái)、球體和大圓弧齒輪，平衡臺(tái)的上面與被平衡物聯(lián)接，平衡臺(tái)底部中心設(shè)有圓凸臺(tái)，球體中心設(shè)有大、中、小三個(gè)同軸的圓通孔，其大圓通孔與平衡臺(tái)底部的圓凸臺(tái)同心配合連接，大圓弧齒輪的內(nèi)、外側(cè)分別設(shè)有圓通孔和凸圓弧齒，該凸圓弧齒的圓弧中心與球體中心重合，大圓弧齒輪的上面與平衡臺(tái)底部固連；
[0005]所述球鉸組包括球鉸蓋、球鉸座和搖擺臺(tái)，搖擺臺(tái)與搖擺的船體甲板或車體固連，球鉸蓋和球鉸座均設(shè)有直徑與上述球體直徑相同的凹球面，球鉸蓋與球鉸支座固連，構(gòu)成的整體凹球面，與上述球體凸球面配合接觸，球鉸座固定在搖擺臺(tái)上，防止平衡臺(tái)組脫離搖擺臺(tái)；
[0006]所述電動(dòng)機(jī)固定在上述搖擺臺(tái)上，電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)軸與小圓弧齒輪同軸鍵聯(lián)接，該小圓弧齒輪與上述大圓弧齒輪的凸圓弧齒保持嚙合傳動(dòng)；所述推力軸承套在上述球鉸座的外圓上，該推力軸承的下環(huán)與搖擺臺(tái)接觸，所述錐彈簧也套在上述球鉸座的外圓上，該錐彈簧的大、小圓徑端分別與上述平衡臺(tái)底部和推力軸承的上環(huán)接觸；
[0007]所述拉桿組包括套管、拉桿、小推力軸承和徑向軸承，套管內(nèi)設(shè)有螺紋孔，該套管的一端與重錘螺紋聯(lián)接，該套管的另一端與連桿設(shè)有外螺紋的一端螺紋聯(lián)接，該拉桿的另一端設(shè)有圓凸臺(tái)，并置于上述球體的大圓通孔內(nèi)，小推力軸承設(shè)在上述拉桿上，該小推力軸承的上圓環(huán)抵在拉桿的圓凸臺(tái)上，該小推力軸承的下圓環(huán)抵在上述球體內(nèi)的大、中圓孔之間的水平臺(tái)上，徑向軸承的內(nèi)、外環(huán)分別與上述拉桿的外圓和球體的中圓孔配合聯(lián)接；上述拉桿與球體的大圓孔和小圓孔、小推力軸承及徑向軸承同軸心。
[0008]對于大型重錘式球鉸回轉(zhuǎn)平衡臺(tái)，可采用箱式重錘。需平衡時(shí)，將船體外的水注入箱內(nèi)，增大重錘質(zhì)量；不需平衡時(shí)，將箱內(nèi)水排出船體，減輕船體總質(zhì)量；重錘通過拉桿組、球體和球鉸支座迫使平衡臺(tái)始終垂直重力方向；電動(dòng)機(jī)通過大、小圓弧齒輪的嚙合驅(qū)動(dòng)平衡臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)到期望位置；調(diào)節(jié)套管與拉桿的螺紋聯(lián)接長度，能增加重錘與球體的距離，減少所需重錘質(zhì)量；錐彈簧與推力軸承組合分擔(dān)平衡臺(tái)及承載物對球鉸支座的壓力。
[0009]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0010]1、結(jié)構(gòu)簡單，自動(dòng)平衡，無需平衡控制系統(tǒng)。
[0011]2、減輕艦船炮座隨船體劇烈搖擺，提高炮手擊中目標(biāo)準(zhǔn)確率，使駕駛員在平衡臺(tái)容易升降飛機(jī)，減少乘客暈船或暈車的難受程度，降低駕駛員疲勞強(qiáng)度。軍事裝備、交通運(yùn)輸相應(yīng)領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用前景。
【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)剖視示意圖。
[0013]圖中:1-1平衡臺(tái)、1-2大圓弧齒輪、1-3球體、2-1球鉸蓋、2-2球鉸座、2-3搖擺臺(tái)、3-1套管、3-2拉桿、3-3徑向軸承、3-4小推力軸承、4電動(dòng)機(jī)、5小圓弧齒輪、6錐彈簧、7推力軸承、8-重錘。
【具體實(shí)施方式】
[0014]在圖1所示的重錘式球鉸回轉(zhuǎn)平衡臺(tái)示意圖中，平衡臺(tái)1-1的上面與被平衡物聯(lián)接，平衡臺(tái)底部中心設(shè)有圓凸臺(tái)，球體1-3中心設(shè)有大、中、小三個(gè)同軸的圓通孔，其大圓通孔與平衡臺(tái)底部的圓凸臺(tái)同心配合連接，大圓弧齒輪1-2的內(nèi)、外側(cè)分別設(shè)有圓通孔和凸圓弧齒，該凸圓弧齒的圓弧中心與球體中心重合，大圓弧齒輪的上面與平衡臺(tái)底部固連；搖擺臺(tái)2-3與搖擺的船體甲板或車體固連，球鉸蓋2-1和球鉸座2-2均設(shè)有直徑與上述球體直徑相同的凹球面，球鉸蓋與球鉸支座固連，構(gòu)成的整體凹球面，與上述球體凸球面配合接觸，球鉸座固定在搖擺臺(tái)上，防止平衡臺(tái)組脫離搖擺臺(tái)；電動(dòng)機(jī)4固定在上述搖擺臺(tái)上，電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)軸與小圓弧齒輪5同軸鍵聯(lián)接，該小圓弧齒輪與上述大圓弧齒輪的凸圓弧齒保持嚙合傳動(dòng)；所述推力軸承7套在上述球鉸座的外圓上，該推力軸承的下環(huán)與搖擺臺(tái)接觸，錐彈簧6也套在上述球鉸座的外圓上，該錐彈簧的大、小圓徑端分別與上述平衡臺(tái)底部和推力軸承的上環(huán)接觸；套管3-1內(nèi)設(shè)有螺紋孔，該套管的一端與重錘8螺紋聯(lián)接，該套管的另一端與連桿3-2設(shè)有外螺紋的一端螺紋聯(lián)接，該拉桿的另一端設(shè)有圓凸臺(tái)，并置于上述球體的大圓通孔內(nèi)，小推力軸承3-4設(shè)在上述拉桿上，該小推力軸承的上圓環(huán)抵在拉桿的圓凸臺(tái)上，該小推力軸承的下圓環(huán)抵在上述球體內(nèi)的大、中圓孔之間的水平臺(tái)上，徑向軸承3-3的內(nèi)、外環(huán)分別與上述拉桿的外圓和球體的中圓孔配合聯(lián)接；上述拉桿與球體的大圓孔和小圓孔、小推力軸承及徑向軸承同軸心。
[0015]大型船類的球鉸回轉(zhuǎn)平衡臺(tái)可采用箱式重錘。需平衡時(shí)，將船體外的水注入箱內(nèi)，增大平衡重質(zhì)量；不需平衡時(shí)，將箱內(nèi)水排出船體，減輕船體總質(zhì)量；重錘通過拉桿組、球體和球鉸支座迫使平衡臺(tái)始終垂直重力方向；電動(dòng)機(jī)通過大、小圓弧齒輪的嚙合驅(qū)動(dòng)平衡臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)；調(diào)節(jié)套管與拉桿的螺紋聯(lián)接長度，能增加重錘與球體中心的距離，減少所需重錘質(zhì)量；錐彈簧與推力軸承組合分擔(dān)平衡臺(tái)及承載物對球鉸支座的壓力。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種重錘式球鉸回轉(zhuǎn)平衡臺(tái)，它包括平衡臺(tái)組、球鉸組、電動(dòng)機(jī)、小圓弧齒輪、拉桿組、重錘、錐彈簧和推力軸承，其特征在于:所述平衡臺(tái)組包括平衡臺(tái)、球體和大圓弧齒輪，平衡臺(tái)的上面與被平衡物聯(lián)接，平衡臺(tái)底部中心設(shè)有圓凸臺(tái)，球體中心設(shè)有大、中、小三個(gè)同軸的圓通孔，其大圓通孔與平衡臺(tái)底部的圓凸臺(tái)同心配合連接，大圓弧齒輪的內(nèi)、外側(cè)分別設(shè)有圓通孔和凸圓弧齒，該凸圓弧齒的圓弧中心與球體中心重合，大圓弧齒輪的上面與平衡臺(tái)底部固連； 所述球鉸組包括球鉸蓋、球鉸座和搖擺臺(tái)，搖擺臺(tái)與搖擺的船體甲板或車體固連，球鉸蓋和球鉸座均設(shè)有直徑與上述球體直徑相同的凹球面，球鉸蓋與球鉸支座固連，構(gòu)成的整體凹球面，與上述球體凸球面配合接觸，球鉸座固定在搖擺臺(tái)上，防止平衡臺(tái)組脫離搖擺臺(tái)； 所述電動(dòng)機(jī)固定在上述搖擺臺(tái)上，電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)軸與小圓弧齒輪同軸鍵聯(lián)接，該小圓弧齒輪與上述大圓弧齒輪的凸圓弧齒保持嚙合傳動(dòng)；所述推力軸承套在上述球鉸座的外圓上，該推力軸承的下環(huán)與搖擺臺(tái)接觸，所述錐彈簧也套在上述球鉸座的外圓上，該錐彈簧的大、小圓徑端分別與上述平衡臺(tái)底部和推力軸承的上環(huán)接觸； 所述拉桿組包括套管、拉桿、小推力軸承和徑向軸承，套管內(nèi)設(shè)有螺紋孔，該套管的一端與重錘螺紋聯(lián)接，該套管的另一端與連桿設(shè)有外螺紋的一端螺紋聯(lián)接，該拉桿的另一端設(shè)有圓凸臺(tái)，并置于上述球體的大圓通孔內(nèi)，小推力軸承設(shè)在上述拉桿上，該小推力軸承的上圓環(huán)抵在拉桿的圓凸臺(tái)上，該小推力軸承的下圓環(huán)抵在上述球體內(nèi)的大、中圓孔之間的水平臺(tái)上，徑向軸承的內(nèi)、外環(huán)分別與上述拉桿的外圓和球體的中圓孔配合聯(lián)接；上述拉桿與球體的大圓孔和小圓孔、小推力軸承及徑向軸承同軸心。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重錘式球鉸回轉(zhuǎn)平衡臺(tái)，其特征在于:所述重錘采用箱式重錘，需平衡時(shí)，將船體外的水注入箱內(nèi)，增大重錘質(zhì)量；不需平衡時(shí)，將箱內(nèi)水排出船體，減輕船體總質(zhì)量。
【專利摘要】一種重錘式球鉸回轉(zhuǎn)平衡臺(tái)，它包括平衡臺(tái)組，球鉸組，搖擺臺(tái)，電動(dòng)機(jī)，小圓弧齒輪，拉桿組，重錘，錐彈簧和推力軸承；平衡臺(tái)組包括平衡臺(tái)和大圓弧齒輪。球鉸組和電動(dòng)機(jī)固定在搖擺臺(tái)上。重錘通過拉桿組、球鉸組迫使平衡臺(tái)始終垂直重力方向；電動(dòng)機(jī)通過大、小圓弧齒輪驅(qū)動(dòng)平衡臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)；錐彈簧分擔(dān)平衡臺(tái)及重物對球鉸組的壓力。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，自動(dòng)平衡，無需平衡控制系統(tǒng)；能夠減輕艦船炮座隨船體劇烈搖擺，提高炮手擊中目標(biāo)準(zhǔn)確率，使駕駛員在平衡臺(tái)容易升降飛機(jī)，減少乘客暈船或暈車的難受程度，降低駕駛員疲勞強(qiáng)度，在軍事裝備、交通運(yùn)輸相應(yīng)領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用前景。
【IPC分類】B60R11/00, B63G13/00
【公開號】CN104890843
【申請?zhí)枴緾N201510334847
【發(fā)明人】路懿, 張燦果, 葉妮佳, 路揚(yáng)
【申請人】燕山大學(xué)
【公開日】2015年9月9日
【申請日】2015年6月17日