用于平衡的方法和装置制造方法及图纸

一种用于平衡的方法和装置，可以用来平衡一个从侧面落到杆件上的力。杆件由一个或多个杆段组成，每一杆段能环绕一个垂直于杆段并构成支点的枢轴旋转３６０°。做法是把在支点一边的杆件环绕枢轴转动的余弦值复制到在支点另一边相应的曲柄元件上，此时有一个恒定的力正通过力的倍增器施加在曲柄元件上。（*该技术在2009年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于平衡的方法和装置具有一个用于悬挂物件的杆件并用恒定力的方法来达到平衡效果。悬挂物的平衡装置已广为人知。本专利技术人在美国获得的1988年4月12日颁发的专利权证4，763，922号中所列出的就是其中一例。在该专利中示出的一个装置具有一个可在大约90°的弧线上转动的受平衡的悬挂杆件。而本专利技术的一个目的是要提供一个可在360°的弧线上转动的受平衡的悬挂杆件。本专利技术的另一个目的是要提供一个操作时不受重力场影响的受平衡的悬挂杆件。本专利技术还有一个目的是要提供这样一个装置，该装置具有一个由一个或多个杆段组成的铰接杆件，在平衡一个悬挂物时这些杆段能一起旋转或分别旋转。从本质上来说，本专利技术具有一个由一个或多个杆段组成的平衡杆件，这些杆段可以环绕一个垂直于杆件并构成主要支点的枢轴旋转360°。平衡方法是将每一杆段在其支点的一边环绕枢轴转动的余弦值复制到位在主要第一枢点另一边的相应的曲柄元件上，此时一个恒定力(可通过力的倍增器来加强)正施加在曲柄元件上。本专利技术最好用于重力场内对一具有均匀重量的物件进行平衡的工作，但也可用作不受重力场影响的、即在一非直立的平面上(例如夹紧装置)的恒定力的“推或拉”机构。本专利技术的实施例见附图，其中附图说明图1a 为一装置的垂直剖视图，该装置支承在水平平面上，具有一个处在水平位置的受平衡的杆件，其上带有一个形状如镜子的重物;图1b 为一与图1a相似的视图，但杆件系在升起的位置;图2a 为图1所示装置主要元件的透视图;图2b 为一装在直立面上与图1相似的装置的垂直剖面图;图3 为第二个实施例的垂直侧视图，该装置具有一个受平衡的铰接杆件，图上示出杆件旋转的可能性;图4 为图3所示装置设4-4线的水平剖视图;图5 为图4所示装置沿5-5线的剖视图;图6 为图3至图5所示装置平衡元件的分解透视图;图7，8，9，10为图3至图6所示装置的曲柄和托架车的简化立视图;图11和图12为图3至图6所示装置操作原理的略图;图13 为第三个实施例的类似图3那样的视图，其受平衡的杆件系由两个杆段组成，图中示出其旋转的可能性;图14 为图13沿14-14线的水平剖面视图;图15 为图16沿15-15线的剖面图;图16 为图14沿16-16线的剖面图;图17 为本专利技术第四个实施例类似图3b和图13的代表性的侧视图;图18 为图17沿18-18线的剖面图;图19，20，和21是本专利技术第五个实施例的原理图;图22 是本专利技术第六个实施例的纵向垂直剖面;图23 是图22的实施例的水平剖面。图1和图2所示装置为台式平衡装置(10)，它具有一个底座(12)，一个杆件(14)和一个设在杆件(14)端头的荷重(16)。在这第一个实施例中，荷重(16)是一面复合镜，其角度指向为一准平行四边形的联动机构所控制，其中包括一根连接杆(17)。在底座(12)上装有两个肩并肩列在一起的整体心轴(18)，可从图2a看到。每一根心轴(18)的周围都卷绕着恒定力弹簧。恒定力弹簧对本行业来说是熟知的，阿米托克(Ametok)就是这种弹簧的一个制造商。适合于图2a中心轴(18)用的那种恒定力弹簧应有这样的特性，当弹簧的一端从心轴上拉开，使弹簧展开伸直，相对心轴而滑动时，同时有一股力要把弹簧拉回到心轴上去，不管弹簧头拉离心轴(18)多远，这股力基本上是不变的。从图2a中可以看到，心轴(18)上两个恒定力弹簧的端头都栓住在滑动块(20)上，该滑动块在直立导向隔板(22)内移动，该隔板(22)的活动范围又整个被底座(12)所限定。滑动块(20)制成一定形状，它的后端壁(26)，两侧壁(28)共同限定了内部空腔或内室(24)。后端壁(26)在中上部挖去一部分，如图2a中标有(30)的地方。在图1和图2a中看到的杆件(14)是与圆形部分(32)成为一体的，从圆形部分上还有一个短臂(34)伸出到滑动块(20)所限定的内室(24)内。在短臂(34)的端头设有一根小枢轴(36)，上面装着两个从动轮(38)，在短臂(34)的两边各装一个。从动轮向后抵在后壁(26)的边缘部分(40)上，该部分(40)具有后壁的全部高度。从图1b可以看到，从杆件(14)的枢轴(44)延伸到小枢轴(36)的连线(42)实际上与杆件(14)的主要方向成直角。显然可知由于重力的关系，在杆件(14)右端的荷重(16)将使杆件(14)沿顺时钟方向转动，使从动轮(38)向左抵压在滑动块(20)的后壁(26)上。但滑动块(20)却受到心轴(18)上恒定力弹簧(19)所施加的恒定向右力的作用，因此有一个恢复力矩或平衡力矩作用在杆件(14)上。进一步我们可从几何的观点来看，由恒定力弹簧施加的力可以安排成使杆件(14)一端的镜子(16)(或其他荷重)总是能受到一个恰好匹配的平衡力，不管杆件(14)的角度如何。特别是由(镜子的)荷重(16)环绕枢轴(44)的力矩(包括杆件(14)重量的作用)总是能恰好被恒定力弹簧(19)作用在从动轮(38)上的平衡力矩所匹配。我们可以看到，使杆件(14)环绕枢轴(44)顺时针方向转动的荷重(16)所作用的力矩臂将随杆件(14)与水平面所成角度的余弦值成比例地减小，而当杆件(14)转动到直立向上的位置时，力矩臂减小为零。由于同样原因，作用在从动轮(38)上的恢复力矩，在最初是等于恒定力弹簧(19)作用的力乘上(36)和(44)两枢轴间的距离，其后这力矩值同样随着杆件(14)与水平面所成角度的余弦值成比例地减小。这一点当应用到所述的装置上时可称为“余弦原理”。图2b为图1所述装置的一种墙式变型。在图2b所示的装置中有两个卷绕在心轴(60)上的恒定力弹簧(58)以水平方向伸展出来。心轴(60)与底座(62)成为一体，底座(62)可与固定在直立墙面的安装托架用铰链在(64)处连接起来。在本实施例中，有一杆件(68)装在底座(62)外面的枢轴(70)上，并有一个与杆件(68)的主要伸展方向成直角伸展的短臂(72)。短臂(72)在其远离杆件(68)的一端设有两个从动轮(74)，从动轮(74)抵压在底座(62)内移动块(78)的端壁(76)上。恒定弹簧(58)用销钉(80)固定在移动块(78)上，经常使移动块(78)拉向左边如图所示。这就造成一个平衡力矩，通过短臂(72)环绕枢轴(70)而起作用。这个力矩(包括杆件(68)和短臂(72)的重量的作用)正好抵销杆件(68)端头荷重(图2b中未画出)所产生的力矩。本专利技术的第二个实施例在图3至12中示出。如图11所示，第一枢轴(90)支持着第一杆件(92)使它能在垂直面内转动。连板(96)与杆件(92)以枢轴(94)连接，在连板上的点(100)处悬挂着荷重(98)。点(94)与点(100)两处间的距离在图11上标为d2。在杆件(92)的另一端有一L形的第二杆件(102)，它有一个主要部分(104)在图11中与杆件(92)在同一直线上，另有一短臂(106)与杆件的主要部分(104)成为直角。还有一连杆(108)把短臂(106)上的枢点(110)与连板(96)上的枢点(112)连接起来。L形的第二杆件(102)以枢轴(114)与杆件(92)连接。可以看到枢轴点(110)(112)(94)和(1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用来平衡一个从侧面落到杆件上的力的方法，其特征在于，杆件由一个或多个杆段组成，每一杆段能环绕一个垂直于杆件并构成支点的枢轴旋转３６０°，做法是把在支点一边的杆件环绕枢轴转动的余弦值复制到在支点另一边相应的曲柄元件上，此时有一个恒定的力正通过力的倍增器施加在曲柄元件上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：亚历山大D卡拉皮泰，
申请(专利权)人：亚历山大D卡拉皮泰，
类型：发明
国别省市：CA[加拿大]