專利名稱：自平衡助力升降裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種助力升降技術(shù)，具體是一種自平衡助力升降裝置。
背景技術(shù)：
常見的機(jī)械設(shè)備的驅(qū)動裝置為了實(shí)現(xiàn)線性傳動，大都采用旋轉(zhuǎn)電機(jī)配合曲柄連桿、凸輪等運(yùn)動副可以實(shí)現(xiàn)線性傳動。譬如公告號CN2810570所公開的電動搖擺床，包括機(jī)架、床身，床身通過固定于其底中部的轉(zhuǎn)軸支撐于機(jī)架上，床身的一側(cè)底部鉸接有連桿，連桿的另一端與采用電機(jī)驅(qū)動的曲柄鉸接，電機(jī)驅(qū)動曲柄并通過連桿使床身擺動。發(fā)明人經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，搖擺床的負(fù)載重量和電機(jī)的輸出功率無法自動匹配，為了滿足較大范圍的負(fù)載重量，必須采用輸出功率較大的電機(jī)，導(dǎo)致功耗過大，不利于節(jié)能環(huán)保和用電安全，易磨損，具有噪聲污染，尤其難以適用于日常生活的范疇，應(yīng)用范圍受到局限?！?br>
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的諸多不足，提供了一種自平衡助力升降裝置，通過配重裝置自動平衡負(fù)載重量，在平衡狀態(tài)下僅采用低功耗的動力裝置即可實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)升降，結(jié)構(gòu)簡單，節(jié)能環(huán)保。具體的，本實(shí)用新型的自平衡助力升降裝置，包括底架、擺臂支撐組、擺臂組、床架支撐組、配重組、電磁動力組、角度檢測器和載臺。擺臂支撐組包括對稱設(shè)置的兩組，每個(gè)擺臂支撐組包括第一擺臂支撐梁、第二擺臂支撐梁、第三擺臂支撐梁、第四擺臂支撐梁、第五擺臂支撐梁，第一擺臂支撐梁的末端與第二擺臂支撐梁的首端鉸鏈，第二擺臂支撐梁的中部與第三擺臂支撐梁的首端鉸鏈，第四擺臂支撐梁、第五擺臂支撐梁的首端皆與第一擺臂支撐梁的首端鉸鏈；擺臂組包括對稱設(shè)置的兩組，每個(gè)擺臂組包括第一擺臂和第二擺臂，第一擺臂具有夾角范圍為165-180度的上下兩段，其兩段結(jié)合部鉸連于底架上，第二擺臂也具有夾角范圍為165-180度的上下兩段，其兩段結(jié)合部也鉸連于底架上，第二擺臂支撐梁的末端鉸連于第一擺臂下段的中上部，第四擺臂支撐梁的末端鉸連于第一擺臂下段的中部，第三擺臂支撐梁的末端鉸連于第二擺臂下段的中上部，第五擺臂支撐梁的末端鉸連于第二擺臂下段的中部；床架支撐組包括對稱設(shè)置的兩組，每個(gè)床架支撐組包括第一支撐臂和第二支撐臂，第一支撐臂具有夾角范圍為165-180度的上下兩段，其首端鉸連于第二擺臂上段的中部，其兩段結(jié)合部鉸連于第二支撐臂的首端，第二支撐臂的末端鉸連于第一擺臂上段的中部;配重組固定在兩組擺臂組的第二擺臂的下段上，其重心沿第二擺臂的下段方向可調(diào)；電磁動力組固定在底架上，具有豎直運(yùn)動的主軸；角度檢測器固定在底架上；[0012]載臺的底面與主軸的頂端配合，且其四角分別設(shè)有立柱，立柱的末端分別與第一擺臂和第二擺臂的上段的端部鉸接，第一支撐臂的末端分別鉸連于其中一個(gè)立柱的中部。上述結(jié)構(gòu)中，以第二擺臂為杠桿，配重組和載臺為杠桿兩端負(fù)荷，調(diào)節(jié)配重組使其重心沿第二擺臂的下段方向進(jìn)行調(diào)整，直到杠桿平衡后角度檢測器將第二擺臂的上段當(dāng)前位置記錄為參考值。當(dāng)載臺上加減了負(fù)荷之后，擺臂組的平衡被打破，第二擺臂的上段必然會轉(zhuǎn)動一定角度，這一變化被角度檢測器感應(yīng)，隨即啟動配重組使其重心沿第二擺臂的下段方向進(jìn)行調(diào)整，直到角度檢測器感應(yīng)到第二擺臂的上段位置回到為參考值，作為杠桿的第二擺臂重新進(jìn)入平衡狀態(tài)，此時(shí)僅需較小的動力即可驅(qū)動載臺，因此電磁動力組的額定功率可以控制在很小的范圍內(nèi)。和現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果在于通過配重裝置自動平衡負(fù)載重量，在平衡狀態(tài)下僅采用低功耗的動力裝置即可實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)升降，結(jié)構(gòu)簡單，節(jié)能環(huán)保；應(yīng)用范圍廣泛，可替代現(xiàn)有電動搖擺床裝置，也可以應(yīng)用于回轉(zhuǎn)木馬等游樂裝置，以及其他類似的助力升降裝置。

圖I是本實(shí)用新型的一種工作狀態(tài)示意圖。圖2是本實(shí)用新型的另一種工作狀態(tài)示意圖。圖3是本實(shí)用新型的底架的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本實(shí)用新型的擺臂支撐組的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是本實(shí)用新型的擺臂組的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6是本實(shí)用新型的床架支撐組的結(jié)構(gòu)示意圖。圖7是本實(shí)用新型的配重組的結(jié)構(gòu)示意圖。圖8是本實(shí)用新型的電磁動力組的結(jié)構(gòu)示意圖。圖9是本實(shí)用新型的電磁動力組的局部剖視圖。圖10是本實(shí)用新型的載臺的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合說明書附圖和具體實(shí)施方式
對本實(shí)用新型做進(jìn)一步的說明。如圖I到圖10所示，本實(shí)用新型的自平衡助力升降裝置包括底架I、擺臂支撐組
2、擺臂組3、床架支撐組4、配重組5、電磁動力組6、角度檢測器7和載臺8。圖中所示，本實(shí)用新型實(shí)施為保健床，載臺8為床體。擺臂支撐組2包括對稱設(shè)置的兩組，每個(gè)擺臂支撐組2包括第一擺臂支撐梁21、第二擺臂支撐梁22、第三擺臂支撐梁23、第四擺臂支撐梁24、第五擺臂支撐梁25，第一擺臂支撐梁21的末端與第二擺臂支撐梁22的首端鉸鏈，第二擺臂支撐梁22的中部與第三擺臂支撐梁23的首端鉸鏈，第四擺臂支撐梁24、第五擺臂支撐梁25的首端皆與第一擺臂支撐梁21的首端絞鏈；擺臂組3包括對稱設(shè)置的兩組，每個(gè)擺臂組3包括第一擺臂31和第二擺臂32，第一擺臂31具有夾角范圍為165-180度的上下兩段，其兩段結(jié)合部鉸連于底架上，第二擺臂32也具有夾角范圍為165-180度的上下兩段，其兩段結(jié)合部也鉸連于底架I上，第二擺臂支撐梁22的末端鉸連于第一擺臂31下段的中上部，第四擺臂支撐梁24的末端鉸連于第一擺臂31下段的中部，第三擺臂支撐梁23的末端鉸連于第二擺臂32下段的中上部，第五擺臂支撐梁25的末端鉸連于第二擺臂32下段的中部；床架支撐組4包括對稱設(shè)置的兩組，每個(gè)床架支撐組4包括第一支撐臂41和第二支撐臂42，第一支撐臂41具有夾角范圍為165-180度的上下兩段，其首端鉸連于第二擺臂32上段的中部，其兩段結(jié)合部鉸連于第二支撐臂42的首端，第二支撐臂42的末端鉸連于第一擺臂31上段的中部；配重組5固定在兩組擺臂組3的第二擺臂32的下段上，其重心沿第二擺臂32的下段方向可調(diào)；電磁動力組6固定在底架I上，具有豎直運(yùn)動的主軸64 ；角度檢測器7固定在底架I上；載臺8的底面與主軸64的頂端配合，且其四角分別設(shè)有立柱81，立柱81的末端分別與第一擺臂31和第二擺臂32的上段的端部鉸接，第一支撐臂41的末端分別鉸連于其中一個(gè)立柱81的中部。上述結(jié)構(gòu)中，以第二擺臂32為杠桿，配重組5和載臺8為杠桿兩端負(fù)荷，調(diào)節(jié)配重組5使其重心沿第二擺臂32的下段方向進(jìn)行調(diào)整，直到杠桿平衡后角度檢測器7將第二擺臂32的上段當(dāng)前位置記錄為參考值。當(dāng)載臺8上加減了負(fù)荷之后，擺臂組3的平衡被打破，第二擺臂32的上段必然會轉(zhuǎn)動一定角度，這一變化被角度檢測器7感應(yīng)，隨即啟動配重組5使其重心沿第二擺臂32的下段方向進(jìn)行調(diào)整，直到角度檢測器7感應(yīng)到第二擺臂32的上段位置回到為參考值，作為杠桿的第二擺臂32重新進(jìn)入平衡狀態(tài)，此時(shí)電磁動力組6僅需較小的動力即可驅(qū)動載臺8，因此電磁動力組6的額定功率可以控制在很小的范圍內(nèi)。為充分發(fā)揮保健床的功能，電磁動力組6將載臺8抬升后將其釋放，載臺8自然下降，隨后作為杠桿的第二擺臂32可以逐漸停止搖擺進(jìn)入平衡狀態(tài)，若人乘臥其上，可感覺到失重感，如此往復(fù)，可實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)舒適的催眠效果，讓人體得到極佳的放松和恢復(fù)。第一擺臂31和第二擺臂32各自的夾角范圍影響著第二擺臂32進(jìn)入平衡狀態(tài)過程中的擺動頻率，夾角越大頻率越低。床架支撐組4主要起支撐載臺8的作用，使其始終保持上下運(yùn)動，避免水平擺動。如圖7所示，配重組5具有沿第二擺臂32的下段方向的絲桿51和導(dǎo)軌52，導(dǎo)軌52上設(shè)有可移動的比重鐵53，比重鐵53與絲桿51螺紋配合，導(dǎo)軌52 —端還設(shè)有與絲桿51連接的電機(jī)54，比重鐵53通過軸承55與導(dǎo)軌52配合。如圖8和圖9所示，電磁動力組6包括外殼61，采用非導(dǎo)磁材料制成，成筒狀；線圈架62，采用非導(dǎo)磁材料制成，設(shè)于外殼61內(nèi)部的上方，具有中空軸；線圈63，繞設(shè)于線圈架62上；主軸64，自外殼61的頂部插設(shè)于線圈架62的中空軸內(nèi)并與之滑動配合，該主軸64包括固接而成的上段和下段，上段采用非導(dǎo)磁材料制成，下段則采用導(dǎo)磁材料制成；導(dǎo)輪架65，采用非導(dǎo)磁材料制成，至少三個(gè)導(dǎo)輪架65沿主軸64的軸向?qū)ΨQ分布并固定在外殼61的頂部，導(dǎo)輪架65沿主軸的軸向至少設(shè)有兩個(gè)導(dǎo)輪，導(dǎo)輪的輪軸與主軸64的軸向正交，導(dǎo)輪的輪面恰與主軸64的柱面相切。外殼61、線圈架62、主軸64的上段和導(dǎo)輪架65采用奧氏體型不銹鋼制成，主軸64的下段則采用45號鋼制成。為了精確的控制主軸64的行程，設(shè)置線圈63的高度為hl，設(shè)置主軸64的下段的高度為h2，設(shè)置h2 ( hi，優(yōu)選為h2=hl。根據(jù)電磁學(xué)常識，主軸64的下段被吸進(jìn)線圈架62的中空軸之后為了達(dá)到 穩(wěn)定狀態(tài)，兩者的中心點(diǎn)趨于重疊。因此，采用上述設(shè)置時(shí)，主軸64的行程大小為(hl+h2) /2，線圈63的高度越高，主軸64的行程越大。由于主軸64的行程啟動時(shí)需要初始化主軸64的下段與線圈63的相對位置，使主軸的下段進(jìn)入線圈的高度范圍內(nèi)，可選擇兩種結(jié)構(gòu)進(jìn)行初始化其一，設(shè)置外殼61的高度為h3，設(shè)置(h3_hl) <h2，在靜止?fàn)顟B(tài)下，主軸64的下段的大部分落入外殼61內(nèi)的線圈63下方,局部位于線圈63的高度范圍內(nèi)；其二，設(shè)置外殼61的高度為h3，設(shè)置(h3_hl) >h2，在靜止?fàn)顟B(tài)下，主軸64的下段的全部落入外殼61內(nèi)的線圈63下方，主軸64的行程開始前，通過外部連接結(jié)構(gòu)向上牽引主軸64的上段，使主軸64的下段局部進(jìn)入線圈63的高度范圍內(nèi)。主軸64的運(yùn)動可能導(dǎo)致外殼61內(nèi)產(chǎn)生高壓或負(fù)壓，也可能產(chǎn)生活塞效應(yīng)，為了克服這些缺陷，可在所述的外殼61的側(cè)壁上開設(shè)排氣口 66,同時(shí)還利于線圈63散熱。主軸64要完成完整的行程，還需要控制線圈63斷開電源的時(shí)機(jī)，根據(jù)一般的電路控制常識，通過霍爾元件等位置傳感器對主軸64的位置直接或間接進(jìn)行判斷便可以準(zhǔn)確的控制線圈斷開電源。當(dāng)線圈斷開電源后，由于磁場消失，在重力和慣性作用下主軸完成一個(gè)行程，并開始下一行程。在本實(shí)施例中，通過角度檢測器7間接判斷主軸64的位置。對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，可根據(jù)本實(shí)用新型所揭示的結(jié)構(gòu)和原理獲得其它各種相應(yīng)的改變以及變形，而所有的這些改變以及變形都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范疇。
權(quán)利要求1.自平衡助力升降裝置，其特征在于，包括底架、擺臂支撐組、擺臂組、床架支撐組、配重組、電磁動力組、角度檢測器和載臺； 擺臂支撐組包括對稱設(shè)置的兩組，每個(gè)擺臂支撐組包括第一擺臂支撐梁、第二擺臂支撐梁、第三擺臂支撐梁、第四擺臂支撐梁、第五擺臂支撐梁，第一擺臂支撐梁的末端與第二擺臂支撐梁的首端鉸鏈，第二擺臂支撐梁的中部與第三擺臂支撐梁的首端鉸鏈，第四擺臂支撐梁、第五擺臂支撐梁的首端皆與第一擺臂支撐梁的首端鉸鏈； 擺臂組包括對稱設(shè)置的兩組，每個(gè)擺臂組包括第一擺臂和第二擺臂，第一擺臂具有夾角范圍為165-180度的上下兩段，其兩段結(jié)合部鉸連于底架上，第二擺臂也具有夾角范圍為165-180度的上下兩段，其兩段結(jié)合部也鉸連于底架上，第二擺臂支撐梁的末端鉸連于第一擺臂下段的中上部，第四擺臂支撐梁的末端鉸連于第一擺臂下段的中部，第三擺臂支撐梁的末端鉸連于第二擺臂下段的中上部，第五擺臂支撐梁的末端鉸連于第二擺臂下段的中部; 床架支撐組包括對稱設(shè)置的兩組，每個(gè)床架支撐組包括第一支撐臂和第二支撐臂，第一支撐臂具有夾角范圍為165-180度的上下兩段，其首端鉸連于第二擺臂上段的中部，其兩段結(jié)合部鉸連于第二支撐臂的首端，第二支撐臂的末端鉸連于第一擺臂上段的中部；配重組固定在兩組擺臂組的第二擺臂的下段上，其重心沿第二擺臂的下段方向可調(diào)；電磁動力組固定在底架上，具有豎直運(yùn)動的主軸； 角度檢測器固定在底架上； 載臺的底面與主軸的頂端配合，且其四角分別設(shè)有立柱，立柱的末端分別與第一擺臂和第二擺臂的上段的端部鉸接，第一支撐臂的末端分別鉸連于其中一個(gè)立柱的中部。
2.如權(quán)利要求I所述的自平衡助力升降裝置，其特征在于配重組具有沿第二擺臂的下段方向的絲桿和導(dǎo)軌，導(dǎo)軌上設(shè)有可移動的比重鐵，比重鐵與絲桿螺紋配合，導(dǎo)軌一端還設(shè)有與絲桿連接的電機(jī)。
3.如權(quán)利要求2所述的自平衡助力升降裝置，其特征在于比重鐵通過軸承與導(dǎo)軌配入口 ο
4.如權(quán)利要求I所述的自平衡助力升降裝置，其特征在于，電磁動力組包括 外殼，采用非導(dǎo)磁材料制成，成筒狀； 線圈架，采用非導(dǎo)磁材料制成，設(shè)于外殼內(nèi)部的上方，具有中空軸； 線圈，繞設(shè)于線圈架上； 主軸，自外殼的頂部插設(shè)于線圈架的中空軸內(nèi)并與之滑動配合,該主軸包括固接而成的上段和下段，上段采用非導(dǎo)磁材料制成，下段則采用導(dǎo)磁材料制成； 導(dǎo)輪架，采用非導(dǎo)磁材料制成，至少三個(gè)導(dǎo)輪架沿主軸的軸向?qū)ΨQ分布并固定在外殼的頂部，導(dǎo)輪架沿主軸的軸向至少設(shè)有兩個(gè)導(dǎo)輪，導(dǎo)輪的輪軸與主軸的軸向正交，導(dǎo)輪的輪面恰與主軸的柱面相切。
5.如權(quán)利要求4所述的自平衡助力升降裝置，其特征在于外殼、線圈架、主軸的上段和導(dǎo)輪架采用奧氏體型不銹鋼制成，主軸的下段則采用45號鋼制成。
6.如權(quán)利要求5所述的自平衡助力升降裝置，其特征在于設(shè)置線圈的高度為hl，設(shè)置主軸的下段的高度為h2，設(shè)置h2 < hi。
7.如權(quán)利要求6所述的自平衡助力升降裝置，其特征在于設(shè)置外殼的高度為h3，設(shè)置(h3-hl)<h2。
8、如權(quán)利要求6所述的自平衡助力升降裝置，其特征在于設(shè)置外殼的高度為h3，設(shè)置(h3-hl)>h2。
9、如權(quán)利要求4所述的自平衡助力升降裝置，其特征在于所述的外殼的側(cè)壁上開設(shè)若干個(gè)排氣口。
專利摘要自平衡助力升降裝置，包括底架、擺臂支撐組、擺臂組、床架支撐組、配重組、電磁動力組、角度檢測器和載臺，擺臂支撐組包括對稱設(shè)置的兩組，擺臂組包括對稱設(shè)置的兩組，床架支撐組包括對稱設(shè)置的兩組。當(dāng)載臺上加減了負(fù)荷之后，擺臂組的平衡被打破，這一變化被角度檢測器感應(yīng)，隨即啟動配重組使其重心進(jìn)行調(diào)整，直到角度檢測器感應(yīng)到擺臂組的重新進(jìn)入平衡狀態(tài)，此時(shí)僅需較小的動力即可驅(qū)動載臺，因此電磁動力組的額定功率可以控制在很小的范圍內(nèi)。
文檔編號F16F15/28GK202659828SQ20122002571
公開日2013年1月9日 申請日期2012年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月19日
發(fā)明者陳軍 申請人:陳軍