一种机械自平衡装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种机械自平衡装置，包括手持杆、变杆、压紧块、平衡块和拉绳，所述变杆端部通过转轴安装在手持杆上，手持杆侧方的变杆上设有一个伸出的限位柱，压紧块通过滑动副垂直的安装在手持杆上，压紧块与手持杆之间设有弹性部件，压紧块外侧设有与其轴线方向垂直的滑孔，压紧块上下两侧的手持杆上均设有压线轮，平衡块通过转动副安装在压紧块上，平衡块包括位于底部的配重和位于两侧的限位杆，拉绳一端固定在变杆上，另一端绕过手持杆顶部的变向滑轮后依次压紧块上方的压线轮、滑孔以及下方的压线轮穿过后安装在手持杆下端。本发明专利技术通过纯机械的方式，可以快速调整变杆到选定恒定的仰角，大幅度降低了水果采摘中采摘杆的调节成本。

A mechanical self balancing device

The invention discloses a mechanical self-balancing device, which comprises a hand rod, a variable rod, a compressing block, a balancing block and a pulling rope. The end of the variable rod is mounted on the hand rod through a rotating shaft, and an extended limit column is arranged on the variable rod on the side of the hand rod. The compressing block is vertically mounted on the hand rod through a sliding pair, and the compressing block and the hand-holding are arranged on the hand rod. An elastic component is arranged between the rods, and a sliding hole perpendicular to the axis direction is arranged on the outer side of the pressing block. Line-pressing wheels are arranged on the holding rods on the upper and lower sides of the pressing block, and the balancing block is installed on the pressing block through a rotating pair. The balancing block comprises a counterweight located at the bottom and a position-limiting bar located on both sides. One end of the tensing rope is fixed on the transforming bar, and the other end is fixed After the end of the variable direction pulley on the top of the handheld rod is bypassed, the pressing pulley above the block, the sliding hole and the pressing pulley below the block are successively pressed and installed at the lower end of the handheld rod. The invention can quickly adjust the variable rod to the selected constant elevation angle by pure mechanical method, and greatly reduces the adjustment cost of the picking rod in fruit picking.

【技术实现步骤摘要】
一种机械自平衡装置
本专利技术属于机械领域，涉及快速选定上扬角度的机械臂，具体涉及一种机械自平衡装置。
技术介绍
在农林水果采摘设备领域，通常情况下，为使得机构达到水平位置或者固定的仰角，从而调整采摘水果切入角度问题，通常需要通过电子传感器辅助进行角度调节，这意味着复杂的电路设计和相对较高的生产维护成本，以及较低的后期可维护性。在考虑到采摘所需的低精度调节范围，变化幅度一般较小等客观事实之后，采用纯机械的方式进行替代，降低其生产成本，简化操作过程。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种机械自平衡装置，用于解决采摘水果时切入角度的调节问题，通过纯机械结构使得采摘臂能快速的达到恒定的仰角。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种机械自平衡装置，其特征在于：包括手持杆、变杆、压紧块、平衡块和拉绳，所述变杆端部通过转轴自由转动的安装在手持杆上，手持杆侧方的变杆上设有一个伸出的限位柱，所述压紧块为柱状部件，压紧块通过滑动副垂直的安装在手持杆上，压紧块与手持杆之间设有使得压紧块向外伸出的弹性部件，压紧块外侧设有与其轴线方向垂直的滑孔，压紧块上下两侧的手持杆上均设有压线轮，所述平衡块通过转动副自由转动的安装在压紧块上，平衡块包括位于底部的配重和位于其顶部两侧的限位杆，当平衡块处于自由状态时，其两侧的限位杆均处于水平状态，所述手持杆顶部设有变向滑轮，拉绳一端固定在变杆上，另一端绕过变向滑轮后依次从压紧块上方的压线轮底部、滑孔以及下方的压线轮底部穿过，当拉动拉绳下端时，拉绳使得压紧块靠近手持杆运动，使得平衡块贴近手持杆并在两者之间产生保持相对位置固定的摩擦面，进一步拉动拉绳时，变杆上扬直至限位柱碰到限位杆停止，松开拉绳时，压紧块和平衡块在弹性部件作用下远离手持杆，平衡块恢复自由运动。作为优选，所述弹性部件为复位弹簧。作为改进，所述压紧块上下两侧的压线轮可以替换为滑孔。作为改进，所述压紧块为中空管状部件，中空管与转轴同轴设置。作为改进，所述中空管通过直线轴承安装在手持杆上。作为改进，所述拉绳为钢丝绳或尼龙绳。作为改进，所述转轴与变杆或手持杆之间采用轴承安装。作为改进，所述平衡块与手持杆之间的接触面均为设有防滑纹的粗糙摩擦面。作为改进，所述手持杆底部设有卷扬机，所述拉绳与卷扬机的滚筒相连，通过卷扬机拉动拉绳。作为改进，该机械自平衡装置用于水果采摘设备的机械臂中，可以在手持杆为任意角度情况下，保持变杆上扬到一个固定角度。本专利技术有益效果是：在传统的控制调节之中，如果采用电子控制，会需要电机与传感器以及携带相应程序的单片机控制电路，随之而来的还有电池等供电问题，通过纯机械的方式，在特定的环境下对上部的转动铰链进行角度调节，并通过重力来作为调节基准，在确保精度在可控范围之内的同时，大幅度降低了造价和提高了可靠性。附图说明图1为本专利技术机械自平衡装置整体结构示意图。图2为本专利技术从手持杆下端方向看过去的侧视图。1-手持杆，2-变杆，3-压紧块，4-平衡块，5-拉绳，6-转轴，7-复位弹簧，8-滑孔，9-变向滑轮，10-压线轮，11-限位杆，12-配重，13-限位柱。具体实施方式下面结合附图对本专利技术进行举例说明如图1和图2所示，一种机械自平衡装置，包括手持杆1、变杆2、压紧块3、平衡块4和拉绳5，所述变杆2端部通过转轴6自由转动的安装在手持杆1上，手持杆1侧方的变杆2上设有一个伸出的限位柱13，所述压紧块3为柱状部件，压紧块3通过滑动副(本实施例为套筒结构，具体为手持杆1上开了一个横向的滑孔，压紧块3背面设有一个安装在滑孔内的滑杆，滑孔的轴线与手持杆侧面垂直)垂直的安装在手持杆1上，压紧块3与手持杆1之间设有使得压紧块3向外伸出的复位弹簧7，压紧块3外侧设有与其轴线方向垂直的滑孔8，压紧块3上下两侧的手持杆1上均设有压线轮10，所述平衡块4通过转动副(轴承)自由转动的安装在压紧块3上，本实施例中平衡块、压紧块及转轴都是同轴设置，平衡块4包括位于底部的配重12和位于其顶部两侧的限位杆11，当平衡块4处于自由状态时，其两侧的限位杆11均处于水平状态，所述手持杆1顶部设有变向滑轮9，拉绳5一端固定在变杆2上(本实施例固定在限位柱13上)，另一端绕过变向滑轮9后依次从压紧块3上的压线轮10下方、滑孔8以及下方的压线轮10下方穿过后自然下垂或者固定在手持杆1下端，当拉动拉绳5下端时，拉绳5通过上下压线轮10和滑孔8的作用使得压紧块3靠近手持杆1运动，使得平衡块4贴近手持杆1并在两者之间产生保持相对位置固定的摩擦面，进一步拉动拉绳5时，变杆2上扬直至限位柱13碰到限位杆11停止，松开拉绳5时，压紧块3和平衡块4在复位弹簧7作用下远离手持杆1，平衡块4恢复自由运动，因为平衡块4在自由状态下，其两侧的限位杆11一直处于水平状态，因此当选定手持杆1的姿态(主要是角度)后，无论手持杆1处于什么姿态，平衡杆的限位杆11都是处于水平状态，当拉动拉绳5时，由于拉绳5压迫压紧块3，压紧块3克服复位弹簧7的弹力向手持杆1靠拢，直至平衡块4与手持杆1接触产生摩擦力，此时平衡块4与手持杆1相对位置保持固定，并且平衡杆两侧的限位杆11处于水平状态(此时手持杆姿态不变)，进一步拉动拉绳5时，除了拉绳5会拉动变杆2上扬外，随着变杆2上扬角度增大，拉绳5所需力也变大，同时拉绳5对压紧块3的压紧力也变大，也即平衡块4与手持杆1接触的正压力变大，摩擦力变大，因此该结构具有自锁作用，使得拉绳5拉动时，平衡块4与手持杆1之间具有稳定的相对位置，当变杆2的限位柱13接触到限位杆11后，变杆2即达到最大上扬角度，因此可以通过选择设定限位杆11的长度或者限位柱13与转轴6之间的距离来设定变杆2相对于水平面最大上扬角度，由于初始状态时，无论手持杆1处于什么姿态，平衡块4的限位杆11都是水平的，因此变杆2相对于水平面最大上扬角度是恒定的，不因初始状态时手持杆1的姿态而改变。需要指出的是，所述复位弹簧7可以替换为其他弹性部件，所述压紧块3上下两侧的压线轮10可以替换为滑孔，拉绳5从滑孔中穿过起到与压线轮10一样的效果。作为一种更优实施例，所述压紧块3为中空管状部件，中空管与转轴6同轴设置，所述中空管通过直线轴承安装在手持杆1上，所述拉绳5为钢丝绳或尼龙绳，所述转轴6与变杆2或手持杆1之间采用轴承安装。该机械自平衡装置用于水果采摘设备的机械臂中，可以在手持杆1为任意角度情况下，保持变杆2上扬到一个固定角度，同时还可以应用于任何需要快速选定恒定上扬角度的机械臂场合。所述平衡块与手持杆之间的接触面均为设有防滑纹的粗糙摩擦面，可以增大平衡块与手持杆接触时的摩擦力，有助于提供平衡块在与手持杆压紧时的稳定性。同时需要指出的是，可以在手持杆1下端设置类似卷扬机的结构，通过卷扬机拉动拉绳5，而无需人力拉动，可以将本专利技术应用扩展到更大的机械臂作业场合。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机械自平衡装置，其特征在于：包括手持杆、变杆、压紧块、平衡块和拉绳，所述变杆端部通过转轴自由转动的安装在手持杆上，手持杆侧方的变杆上设有一个伸出的限位柱，所述压紧块为柱状部件，压紧块通过滑动副垂直的安装在手持杆上，压紧块与手持杆之间设有使得压紧块向外伸出的弹性部件，压紧块外侧设有与其轴线方向垂直的滑孔，压紧块上下两侧的手持杆上均设有压线轮，所述平衡块通过转动副自由转动的安装在压紧块上，平衡块包括位于底部的配重和位于其顶部两侧的限位杆，当平衡块处于自由状态时，其两侧的限位杆均处于水平状态，所述手持杆顶部设有变向滑轮，拉绳一端固定在变杆上，另一端绕过变向滑轮后依次从压紧块上方的压线轮底部、滑孔以及下方的压线轮底部穿过，当拉动拉绳下端时，拉绳使得压紧块靠近手持杆运动，使得平衡块贴近手持杆并在两者之间产生保持相对位置固定的摩擦面，进一步拉动拉绳时，变杆上扬直至限位柱碰到限位杆停止，松开拉绳时，压紧块和平衡块在弹性部件作用下远离手持杆，平衡块恢复自由运动。

【技术特征摘要】
1.一种机械自平衡装置，其特征在于：包括手持杆、变杆、压紧块、平衡块和拉绳，所述变杆端部通过转轴自由转动的安装在手持杆上，手持杆侧方的变杆上设有一个伸出的限位柱，所述压紧块为柱状部件，压紧块通过滑动副垂直的安装在手持杆上，压紧块与手持杆之间设有使得压紧块向外伸出的弹性部件，压紧块外侧设有与其轴线方向垂直的滑孔，压紧块上下两侧的手持杆上均设有压线轮，所述平衡块通过转动副自由转动的安装在压紧块上，平衡块包括位于底部的配重和位于其顶部两侧的限位杆，当平衡块处于自由状态时，其两侧的限位杆均处于水平状态，所述手持杆顶部设有变向滑轮，拉绳一端固定在变杆上，另一端绕过变向滑轮后依次从压紧块上方的压线轮底部、滑孔以及下方的压线轮底部穿过，当拉动拉绳下端时，拉绳使得压紧块靠近手持杆运动，使得平衡块贴近手持杆并在两者之间产生保持相对位置固定的摩擦面，进一步拉动拉绳时，变杆上扬直至限位柱碰到限位杆停止，松开拉绳时，压紧块和平衡块在弹性部件作用下远离手持杆，平衡块恢复自由运动。2.如权利要求1所述的一种机械自平衡装置，...

【专利技术属性】
技术研发人员：匡鑫，夏昺宸，李娜，康渡，
申请(专利权)人：黄冈师范学院，
类型：发明
国别省市：湖北,42