一种二维随动的重力平衡装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种可实现二维随动的重力平衡装置，由三部分组成：主体支架、二维随动平台、重力平衡器，主体支架采用铝型材搭建，用于为二维随动平台和重力平衡器提供支撑。铝型材间通过角件以螺栓连接，保证支架的整体刚度和稳定性。主体支架也可采用其他材料搭建而成，连接方式也可采用焊接。该装置由纯机械部件构成，利用配重块平衡产品或设备自身重力，并可以实现试验产品在水平方向上的二维运动。该装置可以用于为空间设备模拟微重力条件下的操作环境，也可以为需要进行频繁二维移动的产品或设备提供平衡力，便于人对该产品或设备的操作。

【技术实现步骤摘要】
一种二维随动的重力平衡装置
本专利技术属于装备制造
，涉及一种重力平衡装置，具体涉及一种可实现二维随动的重力平衡装置。
技术介绍
重力平衡装置用于平衡产品或设备重力，模拟空间失重环境或为日常操作提供便宜。常用的重力平衡方法有如下几种：（1）机械配重平衡；（2）弹簧平衡器；（3）液压平衡器；（4）气动平衡器。弹簧平衡器即电葫芦，利用卷璜提供平衡力。弹簧平衡器结构简单，产品成熟，不过平衡精度较低，大多用于生产线的器械取用和大型设备吊装，很少用于模拟失重环境，其平衡力需要操作人员调试确定，不同下拉行程条件下，平衡力差异较大，不利于技术条件的稳定性。液压平衡器主要通过平衡油缸提供平衡力，配合蓄能器和溢流阀、单向阀等部件，实现负载的垂向运动。液压平衡器体积小、重量轻、负载大，有着不少优势。不过，传统液压平衡方法的平衡精度远不如机械配重法，如需提高精度，需要加入电液比例阀、电控平衡阀等装置，整体结构较为复杂，元器件成本较高。气压平衡器原理与液压平衡器基本相似，其区别在于平衡动力不是由液压提供，而是由气压提供。由于气体较低的粘度和较小的密度，其平衡性能与液压平衡有很大不同，通常气压平衡器结构体积较大，因此不太适合较小负重、较小场地的场合。并且，气体传动的刚度较液体传动小得多，使得气体平衡稳定性较差，不利于高要求的试验。机械配重平衡结构简单、工作可靠，不需要经常性的维修，且与前面几种平衡方法相比，拥有最高的平衡精度。不过机械配重平衡占用体积较大，并且由于配重块的存在，为防止配重块的摆动产生的安全隐患和平衡误差，通常其只适用于立柱固定不动情形。此外，当平衡物体受力运动时，配重块与平衡物体一起运动，系统的总运动惯量等于运动部件惯量与配重块惯量之和，使得运动部件的速度和加速度受到限制。
技术实现思路
本专利技术解决的是现有重力平衡装置无法同时用于为空间设备模拟微重力条件下的操作环境，也可以为需要进行频繁二维移动的产品或设备提供平衡力的需求问题；为解决上述问题，本专利技术提供了一种可实现二维随动的重力平衡装置，该装置由纯机械部件构成，利用配重块平衡产品或设备自身重力实现。为实现上述技术方案，本专利技术提供了一种可实现二维随动的重力平衡装置，包括：主体支架、二维随动平台、重力平衡器；所述主体支架采用型材搭建，用于为二维随动平台和重力平衡器提供支撑；主体支架底脚采用连体形脚轮调整块作为支撑：将调整块收缩时，脚轮作为支架支撑部位，便于进行短途运输、移动；使用时，调整块作为支架支撑，起固定作用，并可调节装置整体水平度；所述二维随动平台铺设在主体支架上，可实现水平方向上的二维运动；所述重力平衡器由支撑框架、配重块支撑螺栓、配重块、钢丝绳、导向轮、直线轴承、吊装接口、导向杆组成；所述支撑框架是重力平衡器的承力主体，由钢板和角钢焊接而成，钢板通过螺栓连接在二维随动平台上，带动重力平衡器进行水平方向运动；配重块支撑螺栓与钢丝绳连接，配重块中心打孔，套在倒置的配重块支撑螺栓上，将配重块的自身重力作为平衡力通过钢丝绳和导向轮传递给吊装接口；所述配重块底座两侧开孔并在开孔处与直线轴承通过螺栓连接在一起，配重块底座和直线轴承套在导向杆上；所述吊装接口与直线轴承通过螺栓连接并套在导向杆上，吊装接口下用钢丝绳或连杆连接所要吊装的产品或设备。与现有技术相比，本专利技术提供的二维随动的重力平衡装置，由纯机械部件构成，利用配重块平衡产品或设备自身重力，并可以实现试验产品在水平方向上的二维运动。该装置可以用于为空间设备模拟微重力条件下的操作环境，也可以为需要进行频繁二维移动的产品或设备提供平衡力，便于人对该产品或设备的操作。附图说明图1是本专利技术的二维随动重力平衡装置结构图；图2是本专利技术实施例的重力平衡器结构图；图3是本专利技术实施例的机械配重平衡器原理示意图；图4是配重及吊装接口导向杆示意图。具体实施方式下面对本专利技术的实施例作详细说明：本实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。本专利技术的一种二维随动的重力平衡装置，包括：主体支架1、二维随动平台2、重力平衡器3。其中，主体支架1采用铝型材搭建，用于为二维随动平台和重力平衡器提供支撑。铝型材间通过角件以螺栓连接，保证支架的整体刚度和稳定性。主体支架1底脚采用连体形脚轮调整块作为支撑：将调整块收缩时，脚轮作为支架支撑部位，便于进行短途运输、移动；使用时，调整块作为支架支撑，起固定作用，并可调节装置整体水平度。主体支架1也可采用其他材料搭建而成，连接方式也可采用焊接。二维随动平台2由正交的两组直线滑动导轨构成，铺设在主体支架上，采用螺栓和T形螺母固定在铝型材上，可以实现水平方向上的二维运动，并且摩擦阻力较小。二维平台2也可采用气浮导轨，可获得更好的随动性能。所述重力平衡器如图2所示。重力平衡器由支撑框架4、配重块支撑螺栓5、配重块6、钢丝绳7、导向轮8、直线轴承9、吊装接口10、导向杆11等部分组成。所述支撑框架4是重力平衡器的承力主体，由钢板和角钢焊接而成，底板通过螺栓连接在二维随动平台上，带动重力平衡器进行水平方向运动。所述的配重块支撑螺栓5与钢丝绳7连接，配重块6中心打孔，套在倒置的配重块支撑螺栓5上，将配重块的自身重力作为平衡力通过钢丝绳7和导向轮8传递给吊装接口10。配重块6包含两部分，分别位于吊装接口10两侧，且质量相等。两侧的配重块6质量之和与所要吊装的产品或设备质量相等，即可实现重力平衡。所述配重块6底座两侧开孔并在开孔处与直线轴承9通过螺栓连接在一起，配重块6底座和直线轴承9套在导向杆11上，当平衡器3在二维随动平台2上做水平运动时，导向杆11为配重块6提供侧向力，保证配重块6与支撑框架4不产生相对运动、不晃动。所述吊装接口10与所述配重块6同理，与直线轴承9通过螺栓连接并套在导向杆11上，吊装接口10下用钢丝绳或连杆连接所要吊装的产品或设备。当连接的产品或设备受到水平侧向力作用时，该侧向力通过吊装钢丝绳或连杆传递给吊装接口10，吊装接口10通过导向杆11将侧向力传递给整个重力平衡器3，重力平衡器3整体做水平运动，内部元件不产生晃动或相对运动。所述重力平衡器的原理如图3所示。配重1、配重2质量相同，平衡吊装物体重力。采用双向配重块的设计，一方面提高了平衡器的负载均衡，另一方面，充分利用空间尺寸，极大地减小了平衡器的占用空间，解决了机械配重平衡器占用空间较大的问题。其中，在行程相同的条件下，竖直方向尺寸几乎缩至一半。由于平衡器需要进行二维随动，重心的降低，提高了平衡器的整体稳定性和安全性。重力平衡器需要在二维随动平台上水平移动，而普通的机械配重平衡器仅适用于立柱固定不动的情况。因此，需要在支撑框架上加装导向杆，传递侧向力，配重块底座与直线导轨螺接后，嵌套于导向杆上，随平台做水平方向运动，并同时可进行竖直方向运动。同理，吊装接口也需要由导向杆将水平方向力传递给支撑框架。如图4所示。吊装接口下加装活动挂钩和钢丝绳（或连杆），连接产品或设备，实现重力平衡功能。吊装接口同样与直线轴承螺接，套在导向杆上，吊装的产品或设备受到侧向力时，通过吊装接口及其导向杆将力传递给整个重力平衡器，使平衡器进行水平方向的运动。对于本领域技术人员而言，显然本专利技术不本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种二维随动的重力平衡装置，其特征在于，包括主体支架、二维随动平台、重力平衡器；所述主体支架采用型材搭建，用于为二维随动平台和重力平衡器提供支撑；主体支架底脚采用连体形脚轮调整块作为支撑：将调整块收缩时，脚轮作为支架支撑部位，便于进行短途运输、移动；使用时，调整块作为支架支撑，起固定作用，并可调节装置整体水平度；所述二维随动平台铺设在主体支架上，可实现水平方向上的二维运动；所述重力平衡器包括支撑框架、配重块支撑螺栓、配重块、钢丝绳、导向轮、直线轴承、吊装接口、导向杆；所述支撑框架是重力平衡器的承力主体，由钢板和角钢焊接而成，钢板通过螺栓连接在二维随动平台上，带动重力平衡器进行水平方向运动；配重块支撑螺栓与钢丝绳连接，配重块中心打孔，套在倒置的配重块支撑螺栓上，将配重块的自身重力作为平衡力通过钢丝绳和导向轮传递给吊装接口；所述配重块底座两侧开孔并在开孔处与直线轴承通过螺栓连接在一起，配重块底座和直线轴承套在导向杆上；所述吊装接口与直线轴承通过螺栓连接并套在导向杆上，吊装接口下用钢丝绳或连杆连接所要吊装的产品或设备。

【技术特征摘要】
1.一种二维随动的重力平衡装置，其特征在于，包括主体支架、二维随动平台、重力平衡器；所述主体支架采用型材搭建，用于为二维随动平台和重力平衡器提供支撑；主体支架底脚采用连体形脚轮调整块作为支撑：将调整块收缩时，脚轮作为支架支撑部位，便于进行短途运输、移动；使用时，调整块作为支架支撑，起固定作用，并可调节装置整体水平度；所述二维随动平台铺设在主体支架上，可实现水平方向上的二维运动；所述重力平衡器包括支撑框架、配重块支撑螺栓、配重块、钢丝绳、导向轮、直线轴承、吊装接口、导向杆；所述支撑框架是重力平衡器的承力主体，由钢板和角钢焊接而成，钢板通过螺栓连接在二维随动平台上，带动重力平衡器进行水平方向运动；配重块支撑螺栓与钢丝绳连接，配重块中心打孔，套在倒置的配重块支撑螺栓上，将配重块的自身重力作为平衡力通过钢丝绳和导向轮传递给吊装接口；所述配重块底座两侧开孔并在开孔处与直线轴承通过螺栓连接在一起，配重块底座和直线轴承套在导向杆上；所述吊装接口与直线轴承通过螺栓连接并套在导向杆上，吊装接口下用钢丝绳或连杆连接所要吊装的产品或设备。2.根据权利要求1所述的二维随动...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴荣宗，范振昌，赵维刚，
申请(专利权)人：上海航天设备制造总厂，
类型：发明
国别省市：上海,31