[发明专利]自平衡摆动臂

说明书

技术领域

本发明属于助力摆动机构技术领域，特别是涉及一种能够平衡重物在上下摆动过程中重力的自平衡摆动臂。

背景技术

目前，自平衡摆动臂已在车辆、军事装备、工业自动化、医疗器械、家具等领域得到广泛的应用，比如：汽车后备箱、装配线助力手、运输车渡板、光学仪器支架、医疗器械支架、跑步机折叠机构、台灯支架等装置中均已采用自平衡摆动臂。由自平衡摆动臂和其他附件组成的助力装置可分为带有外接动力驱动和无外接动力驱动两大类，其中带有外接动力驱动的助力装置通常是利用液压缸、气缸、电机等装置进行驱动，一般驱动力矩大，载重较多，但外接动力又会导致系统的体积较大，能耗增多。

无外接动力驱动的助力装置一般通过压簧、拉簧、碟簧、扭簧、气弹簧等蓄能器件将重物下降过程中的重力势能存储为弹性势能或存储介质的内能，当重物需要被抬起时，蓄能器件再将其存储的能量转化为重物的重力势能，因而当助力装置操作人员需要将重物抬起时仅需施加远小于重物重力的推力即可将重物抬高。另外，由于蓄能器件的缓冲作用，重物下降时的下降过程相对平稳。虽然无外接动力驱动的助力装置具有节能环保、外形简洁、轻巧实用等优点，但国内外现有的助力装置普遍存在摆动力矩不稳定、蓄能器件能力发挥不足、任意位置悬停时需要锁定装置等缺点。究其原因是助力装置的摆动臂在其运动范围内不能一直与重力保持平衡，尤其当重力载荷远大于助力装置自身的摩擦力时，该装置运动所需的外界作用力就会在很大的范围内变化，因此可操控性差。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种能够使助力装置在其整个摆动范围内任意位置悬停的自平衡摆动臂。

为了达到上述目的，本发明提供的自平衡摆动臂包括机架、短连架杆、连杆、长连架杆、摆动臂、分支杆和伸缩杆；其中机架沿垂直方向设置，并且其下端以可水平转动的方式固定在基础上；短连架杆的一端铰接在机架的上端，另一端向外延伸而形成摆动臂；连杆的上端铰接在短连架杆和摆动臂的过渡处；长连架杆的一端铰接在机架的中部，另一端与连杆的下端铰接在一起；分支杆的一端连接在连杆的中部，并且与连杆相垂直，另一端向机架的方向延伸；伸缩杆的两端分别铰接在分支杆的外端与摆动臂的外端上。

本发明提供的自平衡摆动臂还包括一个竖直杆和一个平行杆；其中竖直杆的上端铰接在摆动臂的外端；平行杆的两端分别铰接在机架和长连架杆的铰接处以及竖直杆的下端，并且短连架杆和摆动臂、机架、平行杆和竖直杆组成一个平行四边形。

所述的伸缩杆为气弹簧。

所述的气弹簧为可锁定气弹簧。

本发明提供的自平衡摆动臂除具有自平衡特性外，还具有无需外接动力源、节能环保、结构简单、实用性强等优点。

附图说明

图1为本发明提供的自平衡摆动臂结构示意图。

图2为本发明提供的自平衡摆动臂的一种典型应用实例结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明提供的自平衡摆动臂进行详细说明。

如图1所示，本发明提供的自平衡摆动臂包括机架1、短连架杆2、连杆3、长连架杆4、摆动臂9、分支杆10和伸缩杆5；其中机架1沿垂直方向设置，并且其下端以可水平转动的方式固定在基础8上；短连架杆2的一端铰接在机架1的上端，另一端向外延伸而形成摆动臂9；连杆3的上端铰接在短连架杆2和摆动臂9的过渡处；长连架杆4的一端铰接在机架1的中部，另一端与连杆3的下端铰接在一起；分支杆10的一端连接在连杆3的中部，并且与连杆3相垂直，另一端向机架1的方向延伸；伸缩杆5的两端分别铰接在分支杆10的外端与摆动臂9的外端上。

如图2所示，本发明提供的自平衡摆动臂还包括一个竖直杆6和一个平行杆7；其中竖直杆6的上端铰接在摆动臂9的外端；平行杆7的两端分别铰接在机架1和长连架杆4的铰接处以及竖直杆6的下端，并且短连架杆2和摆动臂9、机架1、平行杆7以及竖直杆6组成一个平行四边形。

所述的伸缩杆5为气弹簧。

为了避免外界干扰力的影响，所述的气弹簧可采用可锁定气弹簧。

本装置中连杆的形状不局限于直杆，其具体外形不做限制，只要上述各个连杆的铰接点符合上述关系即可。