專利名稱：一種機(jī)械平衡機(jī)構(gòu)及一種采用浮力伸縮臂輸出動(dòng)力的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及采用纜索和用于固定纜索的帶輪的一種機(jī)械平衡機(jī)構(gòu)，還涉及采用該機(jī)械平衡機(jī)構(gòu)及浮力伸縮臂輸出動(dòng)力的方法和裝置。
背景技術(shù)：
目前，現(xiàn)有的平衡機(jī)構(gòu)，一般包括纜索、平衡器和固定纜索的帶輪，纜索兩端與平衡器連接，當(dāng)需要改變平衡狀態(tài)時(shí)，需要通過(guò)增加或減小平衡器的重量來(lái)實(shí)現(xiàn)，非常麻煩，這種結(jié)構(gòu)在應(yīng)用于其他機(jī)構(gòu)上時(shí)，則非常不便，安裝和卸載非常不便，且浪費(fèi)時(shí)間和資源?，F(xiàn)有技術(shù)領(lǐng)域里，大多數(shù)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)是通過(guò)動(dòng)力輸出驅(qū)動(dòng)完成的，如柴油機(jī)，在柴油機(jī)汽缸內(nèi)，經(jīng)過(guò)空氣濾清器過(guò)濾后的潔凈空氣與噴油嘴噴射出的高壓霧化柴油充分混合，在活塞上行的擠壓下，體積縮小，溫度迅速升高，達(dá)到柴油的燃點(diǎn)。柴油被點(diǎn)燃，混合氣體劇烈燃燒，體積迅速膨脹，推動(dòng)活塞下行“作功”。各活塞按一定順序依次作功，作用在活塞上的推力經(jīng)過(guò)連桿變成了推動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)的力量，從而帶動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)，輸出動(dòng)力。然而，全世界都面臨著資源和能源短缺問(wèn)題，能源結(jié)構(gòu)調(diào)整是能源發(fā)展面臨的重要任務(wù)之一，也是保證能源安全的重要組成部分?，F(xiàn)在人類所依賴的石化能源不僅造成了地球升溫等全球性的生態(tài)災(zāi)難，而且這種社會(huì)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行本身也難以為繼。因此，改變能源結(jié)構(gòu)，尋找新能源已成為全人類必須面對(duì)的首要環(huán)境課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，首先提供了一種非常便捷的機(jī)械平衡機(jī)構(gòu)，不需要經(jīng)常改變平衡器的重量來(lái)改變對(duì)纜索的拉力大小，從而實(shí)現(xiàn)平衡器位置的改變。本發(fā)明提供的機(jī)械平衡機(jī)構(gòu)包括一支座以及固定于該支座上的帶輪，于所述帶輪上，繞設(shè)有一纜索，于所述支座兩端，分別設(shè)有一擺動(dòng)臂和一固定臂，所述擺動(dòng)臂和所述固定臂的下端分別與第一伸縮機(jī)構(gòu)兩端鉸接；于所述擺動(dòng)臂和所述固定臂上，分別設(shè)有可滑動(dòng)的第一平衡器和第二平衡器，所述第一平衡器和第二平衡器分別與所述纜索的兩端連接。進(jìn)一步地，所述第一平衡器或第二平衡器中任一平衡器通過(guò)第二伸縮機(jī)構(gòu)與所述纜索連接。具體地，所述第一伸縮機(jī)構(gòu)及第二伸縮機(jī)構(gòu)為具有活塞桿和缸體的液壓缸或氣缸。進(jìn)一步地，所述擺動(dòng)臂和所述固定臂分別設(shè)有一滑動(dòng)槽，所述第一平衡器和第二平衡器的底部滑動(dòng)裝置分別置于兩所述滑動(dòng)槽內(nèi)。采用上述一種機(jī)械平衡機(jī)構(gòu)的本發(fā)明，通過(guò)在支座兩端分別設(shè)置擺動(dòng)臂和固定臂，并在所述擺動(dòng)臂和固定臂兩端分別鉸接一伸縮機(jī)構(gòu)，由伸縮機(jī)構(gòu)伸縮長(zhǎng)度的改變，使擺動(dòng)臂擺動(dòng)角度隨之改變，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)位于其上的兩平衡器的相對(duì)位置及重力的改變，進(jìn)而可改變整個(gè)機(jī)械平衡機(jī)構(gòu)的平衡狀態(tài)，無(wú)需根據(jù)需要增加和卸載平衡器，節(jié)省時(shí)間，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便。本發(fā)明提供了一種采用浮力伸縮臂輸出動(dòng)力的方法和裝置，其是將浮力伸縮臂置于一旋轉(zhuǎn)架上旋轉(zhuǎn)臂的一端，該旋轉(zhuǎn)臂的另一端設(shè)置一平衡塊或其他組件，并于該旋轉(zhuǎn)臂中間位置設(shè)置上述所述的機(jī)械平衡機(jī)構(gòu)，通過(guò)控制所述機(jī)械平衡機(jī)構(gòu)上的平衡器，使各平衡器相對(duì)移位產(chǎn)生變化，作用于旋轉(zhuǎn)臂兩端的重力矩隨之變化，進(jìn)而使處于旋轉(zhuǎn)臂兩端的浮力伸縮臂和平衡塊產(chǎn)生杠桿效應(yīng)，使旋轉(zhuǎn)臂在水平位置做180度或360度擺動(dòng)，在旋轉(zhuǎn)臂擺動(dòng)到設(shè)定位置時(shí)，設(shè)于旋轉(zhuǎn)臂上的浮力伸縮臂在控制系統(tǒng)及浮力作用下，其伸縮桿伸出或縮回，從而提供動(dòng)力輸出。本發(fā)明提供的浮力伸縮臂與機(jī)械平衡機(jī)構(gòu)相結(jié)合輸出動(dòng)力的方法，通過(guò)利用機(jī)械平衡機(jī)構(gòu)上各平衡器相對(duì)位置的變化使浮力伸縮臂和平衡塊或浮力伸縮臂之間產(chǎn)生的杠桿效應(yīng)，可在旋轉(zhuǎn)臂上產(chǎn)生重力作用力，進(jìn)而帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)臂旋轉(zhuǎn)，使浮力伸縮臂在設(shè)定的位置輸出動(dòng)力。本發(fā)明方法采用重力和浮力實(shí)現(xiàn)動(dòng)力的輸出，可減少對(duì)石化能源資源的需求與消費(fèi)，降低煤電的用量，緩解資源短缺和減少相應(yīng)的環(huán)境污染，為改變能源結(jié)構(gòu)改變提供了新的途徑。本發(fā)明還提供了一種根據(jù)上述所述方法設(shè)計(jì)的一種采用浮力伸縮臂輸出動(dòng)力的方法和裝置，包括控制系統(tǒng)，還包括一具有旋轉(zhuǎn)臂的旋轉(zhuǎn)架，所述旋轉(zhuǎn)臂一端設(shè)有可使其在擺動(dòng)到設(shè)定位置時(shí)、由控制系統(tǒng)使其伸縮桿在浮力作用下伸長(zhǎng)或縮短的浮力伸縮臂，所述旋轉(zhuǎn)臂另一端設(shè)有平衡塊或其他組件；于所述旋轉(zhuǎn)臂上，還設(shè)有上述所述的可使浮力伸縮臂和平衡塊產(chǎn)生杠桿效應(yīng)而使所述旋轉(zhuǎn)臂在水平位置做180度或360度擺動(dòng)的機(jī)械平衡機(jī)構(gòu)。具體結(jié)構(gòu)設(shè)置中，所述旋轉(zhuǎn)架包括一底座及固定于該底座上的支桿，所述旋轉(zhuǎn)臂旋轉(zhuǎn)中心設(shè)在所述支桿頂端，所述機(jī)械平衡機(jī)構(gòu)置于該旋轉(zhuǎn)臂靠近中間的位置。進(jìn)一步地，所述旋轉(zhuǎn)架上還設(shè)有一用于定位的扣鎖結(jié)構(gòu)。具體地，所述扣鎖結(jié)構(gòu)設(shè)置于所述旋轉(zhuǎn)架之支桿上，包括上下設(shè)置的第一橫桿和第二橫桿，所述第一橫桿和第二橫桿的兩端分別設(shè)有可與旋轉(zhuǎn)臂或固定臂上對(duì)應(yīng)設(shè)置的鎖點(diǎn)配合的第一扣鎖、第二扣鎖及第三扣鎖和第四扣鎖。具體結(jié)構(gòu)設(shè)置中，所述浮力伸縮臂包括裝有液體的盛液筒、設(shè)于盛液筒筒體內(nèi)腔且可在其內(nèi)做上下移動(dòng)的浮子以及底端連接在浮子上的伸縮桿，所述盛液筒與所述伸縮桿由密封件形成密封滑動(dòng)連接；于所述盛液筒外壁上，還設(shè)有可與盛液筒內(nèi)腔連通的溢壓管以及可控制伸縮桿移動(dòng)的第五、第六扣鎖結(jié)構(gòu)。具體地，所述第五、第六扣鎖結(jié)構(gòu)包括套筒、防水密封圈、彈簧、鎖塞及扣鎖，所述套筒徑向設(shè)置于所述盛液筒外壁，所述彈簧及扣鎖沿所述套筒軸向置于套筒內(nèi)腔，通過(guò)鎖塞鎖緊固定，所述扣鎖穿越所述盛液筒的側(cè)壁，其前端置于所述盛液筒內(nèi)腔，后端與控制系統(tǒng)連接。進(jìn)一步地，所述盛液筒內(nèi)設(shè)有至少一固定桿，該固定桿沿所述盛液筒軸向設(shè)置并貫穿所述浮子且與該浮子形成滑動(dòng)連接。進(jìn)一步地，所述浮子為中空的塑料或金屬材質(zhì)的圓柱形容器或?qū)嵭牡呐菽芰蠄A柱體。本發(fā)明裝置依惜上述方法而設(shè)計(jì)，不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，不需要石化或其他資源，且能耗低，無(wú)廢氣的排出，既節(jié)約資源，又利于環(huán)保。


圖1為本發(fā)明機(jī)械平衡機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明浮力伸縮臂結(jié)構(gòu)示意圖一；圖3為本發(fā)明浮力伸縮臂結(jié)構(gòu)示意圖二 ；圖4為本發(fā)明裝置實(shí)施例結(jié)構(gòu)俯視圖；圖5為本發(fā)明裝置實(shí)施例結(jié)構(gòu)主視圖一；圖6為本發(fā)明裝置實(shí)施例結(jié)構(gòu)主視圖二 ；圖7為本發(fā)明裝置實(shí)施例結(jié)構(gòu)主視圖三；圖8為本發(fā)明裝置實(shí)施例結(jié)構(gòu)主視圖四；圖9為本發(fā)明裝置實(shí)施例結(jié)構(gòu)主視圖五。
具體實(shí)施例方式為進(jìn)一步闡述本發(fā)明結(jié)構(gòu)和功能，以下結(jié)合附圖和優(yōu)選的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)說(shuō)明。為了便于描述，僅示出了與本發(fā)明相關(guān)的部分。參見圖1，本發(fā)明首先提供了一種機(jī)械平衡機(jī)構(gòu)，包括一支座107，于該支座107的兩端，分別設(shè)有一擺動(dòng)臂102和一固定臂109，其中固定臂109可與支座107連接，可一體成型，也可通過(guò)連接件使其上端固定在支座107上，還可鉸接于支座107上(本發(fā)明圖示實(shí)施例為固定臂109與支座107 —體成型，);所述擺動(dòng)臂102通過(guò)鉸軸104使其上端鉸接于支座107上，可繞該鉸軸104軸心擺動(dòng)，所述擺動(dòng)臂102和所述固定臂109的下端分別與第一伸縮機(jī)構(gòu)103兩端鉸接。所述擺動(dòng)臂102和所述固定臂109上，分別設(shè)有可滑動(dòng)的第一平衡器101和第二平衡器108，兩平衡器重量或結(jié)構(gòu)可相同或不同，也可在各平衡器上設(shè)置連接栓以靈活增加或減少其重量，其形狀可采用長(zhǎng)方體或正方體，也可采用球狀或本發(fā)明附圖所示的盤狀。于所述支座107上，還固定有一帶輪106，于所述帶輪106上，繞設(shè)有一纜索105，該纜索105的兩端分別與第一平衡器101和第二平衡器108連接。這樣，由于第一平衡器101和第二平衡器108之間具有一定的角度，同時(shí)通過(guò)第一伸縮機(jī)構(gòu)103的伸長(zhǎng)或縮短，可使擺動(dòng)臂102在空間位置相對(duì)鉸軸104軸心擺動(dòng)，以改變擺動(dòng)臂102與固定臂109之間的相對(duì)位置(即擺動(dòng)臂102相對(duì)固定臂109的角度改變)，使第一平衡器101和第二平衡器108的滑動(dòng)，從而使第一平衡器101與第二平衡器108之間位置改變，故而使兩平衡器的重力改變，實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明不需要改變平衡器的重量來(lái)改變對(duì)纜索的拉力大小而使機(jī)械平衡器位置改變的目的。進(jìn)一步地，為更有效的實(shí)現(xiàn)第一平衡器101或第二平衡器108之間的滑動(dòng)，本發(fā)明機(jī)械平衡機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中，設(shè)置任一平衡器通過(guò)第二伸縮機(jī)構(gòu)110與纜索105連接(圖示實(shí)施例為第二平衡器108通過(guò)第二伸縮機(jī)構(gòu)110與纜索105連接)，這樣更方便于第一平衡器101和第二平衡器108在空間相對(duì)位置的改變。為便于第一平衡器101和第二平衡器108的滑動(dòng)，本發(fā)明機(jī)械平衡機(jī)構(gòu)中，于所述擺動(dòng)臂102和所述固定臂109上，分別設(shè)有滑動(dòng)槽111 (圖5-9可見)，第一平衡器101和第二平衡器108的底部滑動(dòng)裝置分別置于上述兩滑動(dòng)槽111內(nèi)，既有利于在其內(nèi)做滑動(dòng)，又便于第一平衡器101和第二平衡器108的固定。具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，所述第一伸縮機(jī)構(gòu)103、第二伸縮機(jī)構(gòu)110為具有活塞桿和缸體的液壓缸或氣缸，缸體或活塞桿可根據(jù)需要分別鉸接于擺動(dòng)臂102和固定臂109上，由控制系統(tǒng)控制其伸縮動(dòng)作，方便、快捷、可靠。依惜上述一種機(jī)械平衡機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，本發(fā)明提供了一種采用浮力伸縮臂輸出動(dòng)力的方法和裝置，其是設(shè)置一具有旋轉(zhuǎn)臂的旋轉(zhuǎn)架，旋轉(zhuǎn)臂的一端設(shè)置一可在控制系統(tǒng)控制下通過(guò)液體浮力變化而產(chǎn)生伸縮的浮力伸縮臂，另一端設(shè)置一平衡塊或其他組件，并于該旋轉(zhuǎn)臂中間位置設(shè)置上述所述的機(jī)械平衡機(jī)構(gòu)，通過(guò)控制上述機(jī)械平衡機(jī)構(gòu)上的第一伸縮機(jī)構(gòu)的活塞桿伸縮，使平衡機(jī)構(gòu)上擺動(dòng)臂擺動(dòng)，兩平衡器相對(duì)位置及重力產(chǎn)生變化，所產(chǎn)生的切向分力和自重形成的合力作用力點(diǎn)相對(duì)于旋轉(zhuǎn)臂中心具有不同的距離，亦即作用于旋轉(zhuǎn)臂兩端的重力矩隨之變化，進(jìn)而使處于旋轉(zhuǎn)臂兩端的浮力伸縮臂和平衡塊產(chǎn)生杠桿效應(yīng)，導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)臂擺動(dòng)。在旋轉(zhuǎn)臂擺動(dòng)到設(shè)定的位置(180度或360度)時(shí)，設(shè)于旋轉(zhuǎn)臂上的浮力伸縮臂在控制系統(tǒng)及浮力作用下其伸縮桿伸出或縮回，從而通過(guò)伸縮桿的直線移動(dòng)提供動(dòng)力輸出。這種動(dòng)力輸出，可以通過(guò)連接其他組件的連接進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力輸出，也可以與柴油機(jī)氣缸及活塞類似，設(shè)置多個(gè)浮力伸縮臂，由浮力及重力推動(dòng)伸縮桿下行“作功”，各伸縮桿按一定順序依次作功，作用在伸縮桿上的推力經(jīng)過(guò)連桿變成了推動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)的力量，從而帶動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)，輸出旋轉(zhuǎn)動(dòng)力。依惜上述方法，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種采用浮力伸縮臂輸出動(dòng)力的方法和裝置實(shí)施例。參見圖4-圖9,本發(fā)明裝置圖示實(shí)施例包括控制系統(tǒng),還包括一旋轉(zhuǎn)架3,所述旋轉(zhuǎn)架3包括一底座33及下端固定于該底座33上的支桿32，所述支桿32頂端設(shè)有一旋轉(zhuǎn)臂31，所述旋轉(zhuǎn)臂31通過(guò)轉(zhuǎn)軸34設(shè)在支桿32上，所述旋轉(zhuǎn)臂31的一端設(shè)有可控制其伸縮的浮力伸縮臂2，所述旋轉(zhuǎn)臂31另一端設(shè)有平衡塊4 (也可以根據(jù)需要設(shè)置另一浮力伸縮臂2’或其他組件，如驅(qū)動(dòng)裝置)，于所述旋轉(zhuǎn)臂31上，還豎向設(shè)有上述所述的一種機(jī)械平衡機(jī)構(gòu)1，該機(jī)械平衡機(jī)構(gòu)I可置于該旋轉(zhuǎn)臂31靠近中間的位置，從圖4看各構(gòu)件具體的設(shè)置位置依序是:固定臂109、旋轉(zhuǎn)臂31、擺動(dòng)臂102，帶輪106，固定臂109可嵌設(shè)于旋轉(zhuǎn)臂31上(即將固定臂109收藏在旋轉(zhuǎn)臂31預(yù)先設(shè)置的凹位內(nèi))，也可固定在旋轉(zhuǎn)臂31側(cè)端，帶輪106穿過(guò)旋轉(zhuǎn)臂31，擺動(dòng)臂102偏離固定臂109、旋轉(zhuǎn)臂31位置有一定的距離，通過(guò)改變固定臂109及擺動(dòng)臂102上第一平衡器101和第二平衡器108上的相對(duì)位置，可改變浮力伸縮臂2和平衡塊4之間的平衡狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)浮力伸縮臂2和平衡塊4之間的杠桿效應(yīng)，使旋轉(zhuǎn)臂31旋轉(zhuǎn)。參見圖2，本發(fā)明提供的浮力伸縮臂2包括有裝有液體207的盛液筒206、設(shè)在盛液筒206筒體內(nèi)的浮子208以及底端連接在浮子208上的伸縮桿201，伸縮桿201頂端可加工有螺紋，用于連接其他需要接收動(dòng)力輸出的構(gòu)件，也可在伸縮桿201頂端加工可推動(dòng)類似曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)。浮子208可為實(shí)心的泡沫塑料圓柱體，位于盛液筒206筒體內(nèi)腔，當(dāng)浮子208在盛液筒206筒體內(nèi)腔處于不同的位置時(shí)，伸縮桿201具有不同的向外伸出長(zhǎng)度。該盛液筒206設(shè)有筒蓋202，筒蓋202與伸縮桿201由防水密封圈203形成密封滑動(dòng)連接，在盛液筒206內(nèi)，設(shè)有兩根固定桿204，該固定桿204沿盛液筒206軸向設(shè)置并貫穿浮子208且與浮子208形成滑動(dòng)連接，可使浮子208沿該固定桿204移動(dòng)，可防止浮子208轉(zhuǎn)動(dòng)，以保證浮子帶動(dòng)伸縮桿201做伸出或縮回直線運(yùn)動(dòng)的可靠性和穩(wěn)定性。在盛液筒206外，還連接有一溢壓管205，該溢壓管205與盛液筒206內(nèi)腔連通，可實(shí)現(xiàn)腔內(nèi)液體207的循環(huán)流動(dòng)。這樣，在液體207的浮力作用下，可使伸縮桿201伸出或縮短，且通過(guò)溢壓管205內(nèi)液體移動(dòng)時(shí)溢出的壓力在盛液筒206內(nèi)循環(huán)，從而帶來(lái)盛液筒206腔內(nèi)液體容量壓力的穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)盛液筒206內(nèi)浮子208在筒體內(nèi)的位移，進(jìn)而使伸縮桿201伸長(zhǎng)和縮短。上述浮力伸縮臂之浮子208可為中空的塑料或金屬材質(zhì)的圓柱形容器，在該圓柱形容器上可設(shè)有兩個(gè)通孔，用以和固定桿204滑動(dòng)連接，該通孔內(nèi)設(shè)有孔壁，使整個(gè)浮子208形成密封的中空結(jié)構(gòu)。參見圖3，本發(fā)明裝置中，于所述盛液筒206外壁還設(shè)有可限定伸縮桿201移動(dòng)的第五扣鎖結(jié)構(gòu)209和第六扣鎖結(jié)構(gòu)210。所述第五扣鎖結(jié)構(gòu)209和第六扣鎖結(jié)構(gòu)210設(shè)于盛液筒206中部位置，包括套筒2091、彈簧2092、鎖塞2093及扣鎖2094，套筒2091徑向設(shè)置于盛液筒206外壁，其接駁處設(shè)有一防水圈(未圖示)，防止液體向外滲漏。彈簧2092及扣鎖2094沿套筒2091軸向置于套筒2091內(nèi)腔，其中彈簧2092套于扣鎖2094中間部分，通過(guò)鎖塞2093鎖緊固定，防止扣鎖2094向外移動(dòng)，扣鎖2094穿越所述盛液筒206側(cè)壁，其前端置于盛液筒206內(nèi)腔，用于控制浮子208在盛液筒206中的移動(dòng)，后端與控制系統(tǒng)連接。于扣鎖2094的前端，還加工有一斜面，在浮子208位于盛液筒206底端時(shí)，其斜面在上端位置。由于彈簧2092的作用，扣鎖2094會(huì)自動(dòng)彈出，向盛液筒206內(nèi)伸出，阻擋浮子208的移動(dòng)，但當(dāng)浮子208升到盛液筒206上方再返回下方時(shí)，由于浮子208將抵壓扣鎖2094的斜面，使扣鎖2094向內(nèi)縮回。同時(shí)，扣鎖2094也可在控制系統(tǒng)控制下由驅(qū)動(dòng)組件控制其伸出或縮回。進(jìn)一步參見圖3,同樣地,第六扣鎖結(jié)構(gòu)210設(shè)于盛液筒206外壁,亦位于盛液筒206中部位置，可與第五扣鎖結(jié)構(gòu)209相對(duì)設(shè)置，其結(jié)構(gòu)和作用與第五扣鎖結(jié)構(gòu)209基本相同，所不同的是，其扣鎖的斜面方向與第五扣鎖結(jié)構(gòu)209的扣鎖2094斜面方向相反。這是因?yàn)?，?dāng)浮力伸縮臂2旋轉(zhuǎn)180度倒置時(shí)，第五扣鎖結(jié)構(gòu)209的斜面便不起作用，故而通過(guò)第六扣鎖結(jié)構(gòu)210實(shí)現(xiàn)其控制浮子208在盛液筒206中移動(dòng)的功能，此時(shí)，可通過(guò)控制系統(tǒng)控制驅(qū)動(dòng)組件控制使第六扣鎖結(jié)構(gòu)210的扣鎖2094縮回。參見圖5-圖8，所述旋轉(zhuǎn)架3上還設(shè)有一可限定旋轉(zhuǎn)臂31轉(zhuǎn)動(dòng)位置及控制機(jī)械平衡機(jī)構(gòu)I上的扣鎖結(jié)構(gòu)5，從而使浮力伸縮臂2在設(shè)定的位置使之在浮力和重力作用下使其伸縮桿201向外伸出或縮回，以實(shí)現(xiàn)其動(dòng)力的輸出。所述扣鎖結(jié)構(gòu)5設(shè)置于所述旋轉(zhuǎn)架3之支桿32上,包括上下設(shè)置的第一橫桿51和第二橫桿56,其中第一橫桿51兩端分別設(shè)有可與旋轉(zhuǎn)臂31或固定臂109上對(duì)應(yīng)設(shè)置的鎖點(diǎn)配合的第一扣鎖52、第二扣鎖53，第二橫桿56兩端分別設(shè)有可與旋轉(zhuǎn)臂31或固定臂109上對(duì)應(yīng)設(shè)置的鎖點(diǎn)配合的第三扣鎖54和第四扣鎖55。第一扣鎖52、第二扣鎖53、第三扣鎖54和第四扣鎖55具有可彈性伸出的卡扣，上述卡扣，同時(shí)與驅(qū)動(dòng)組件件配合連接控制系統(tǒng)，與旋轉(zhuǎn)臂31或固定臂109上對(duì)應(yīng)設(shè)置的觸點(diǎn)相配合，以實(shí)現(xiàn)控制旋轉(zhuǎn)臂31轉(zhuǎn)動(dòng)功能。當(dāng)然，上述旋轉(zhuǎn)臂3位置的鎖定不僅僅限于本發(fā)明圖示所示的結(jié)構(gòu)，其他可鎖定旋轉(zhuǎn)臂31位置的結(jié)構(gòu)亦同樣實(shí)現(xiàn)該項(xiàng)功能。本發(fā)明裝置實(shí)施例工作過(guò)程:
請(qǐng)參見圖4、當(dāng)浮力伸縮臂2和平衡塊4皆處于位于水平位置時(shí)，機(jī)械平衡機(jī)構(gòu)I上第一平衡器101和第二平衡器108處于準(zhǔn)備狀態(tài)(可設(shè)置第一平衡器101的重量比第二平衡器108大，使之更容易實(shí)現(xiàn)第二平衡器108向后移動(dòng))，第二平衡器108處于旋轉(zhuǎn)臂31較接近中心位置，其上的伸縮機(jī)構(gòu)110上活塞桿處于縮入狀態(tài)，第一伸縮機(jī)構(gòu)103活塞桿已經(jīng)完成向外伸出，擺動(dòng)臂102已經(jīng)完成向外擺動(dòng)，此時(shí)旋轉(zhuǎn)臂31不動(dòng)。參見圖5，在第三扣鎖53開啟前，此時(shí)，第一平衡器101和第二平衡器108在第二伸縮機(jī)構(gòu)110推力作用下在水平位置滑動(dòng)，使第一平衡器101和第二平衡器108逐漸離開旋轉(zhuǎn)臂31的中間位置繼續(xù)向外移，從而改變機(jī)械平衡機(jī)構(gòu)I上第一平衡器101、第二平衡器108及第二伸縮機(jī)構(gòu)110相對(duì)于轉(zhuǎn)軸34中心的位置，這時(shí)，旋轉(zhuǎn)臂31上第二平衡器108和平衡塊4之重力力矩大于浮力伸縮臂2和第一平衡器101的重力力矩，在杠桿作用下，使旋轉(zhuǎn)臂31偏離水平位置順時(shí)針向下擺動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)臂31及機(jī)械平衡機(jī)構(gòu)I開始轉(zhuǎn)動(dòng)。參見圖6，旋轉(zhuǎn)臂31順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)了約45度。這時(shí)，旋轉(zhuǎn)臂31或固定臂109上對(duì)應(yīng)設(shè)置的接觸點(diǎn)不會(huì)碰到第一橫桿51和第二橫桿56上的4個(gè)扣鎖，并繼續(xù)向前擺動(dòng)。參見圖7，當(dāng)旋轉(zhuǎn)臂31和擺動(dòng)臂102由水平轉(zhuǎn)動(dòng)至約90度位置時(shí)，第二平衡器108在重力作用下達(dá)到最低點(diǎn)，在慣性作用下，繼續(xù)向前帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)臂31越過(guò)最低點(diǎn)繼續(xù)做順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。參見圖8，當(dāng)旋轉(zhuǎn)臂31由水平狀態(tài)轉(zhuǎn)動(dòng)到約135度位置時(shí)，旋轉(zhuǎn)臂31或固定臂102上對(duì)應(yīng)設(shè)置的觸點(diǎn)碰到第二橫桿56上第三扣鎖54，并將旋轉(zhuǎn)臂31或固定臂102扣住鎖定，此時(shí)，第二伸縮機(jī)構(gòu)110的控制閥開啟，活塞桿向內(nèi)縮回，第一平衡器101和第二平衡器108逐漸靠近旋轉(zhuǎn)臂31中間位置，由于第一平衡器101的重量比第二平衡器108大，在重力作用下，第一平衡器101將帶動(dòng)第二平衡器108向后移動(dòng)，同時(shí)將第二平衡器108向上收回，由于旋轉(zhuǎn)臂31兩端的浮力伸縮臂2和平衡塊4之間的重量比產(chǎn)生變化，從而使力矩產(chǎn)生相應(yīng)的變化，這種變化導(dǎo)致產(chǎn)生杠桿效應(yīng)，進(jìn)一步，浮力伸縮臂2將會(huì)以順時(shí)針向低點(diǎn)水平位置擺動(dòng)。參見圖9，當(dāng)旋轉(zhuǎn)臂31繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)呈水平狀態(tài)(轉(zhuǎn)動(dòng)至180度)時(shí)，旋轉(zhuǎn)臂31或固定臂102上對(duì)應(yīng)設(shè)置的觸點(diǎn)碰到第一橫桿51上第二扣鎖52將旋轉(zhuǎn)臂31或固定臂102扣上，此時(shí)，給控制系統(tǒng)發(fā)出指令，使浮力伸縮臂2上第六卡鎖結(jié)構(gòu)210上扣鎖縮回，此時(shí)浮子208在浮力作用下帶動(dòng)伸縮桿201向內(nèi)縮回，故而輸出伸縮桿201回縮方向的直線運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力。當(dāng)伸縮桿201向內(nèi)縮回至最大位置完成動(dòng)力輸出后，可在控制系統(tǒng)控制下使第一平衡器101和第二平衡器108之間的位置繼續(xù)變化產(chǎn)生杠桿效應(yīng)，帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)臂31做反時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)旋轉(zhuǎn)臂31反時(shí)針轉(zhuǎn)回到水平起點(diǎn)位置時(shí)，控制系統(tǒng)控制浮力伸縮臂2，伸縮桿201在浮力作用下向上伸出，此時(shí)可在此位置輸出伸縮桿201伸出方向的直線運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力，故而浮力伸縮臂2處于水平位置時(shí)可在兩個(gè)不同點(diǎn)輸出動(dòng)力。需要說(shuō)明的是，本發(fā)明實(shí)施例中，通過(guò)設(shè)置扣鎖結(jié)構(gòu)5，使第一扣鎖52、第二扣鎖53、第三扣鎖54及第四扣鎖55與旋轉(zhuǎn)臂31或固定臂109上對(duì)應(yīng)設(shè)置的觸點(diǎn)扣合，可在旋轉(zhuǎn)臂31轉(zhuǎn)動(dòng)到設(shè)定的位置時(shí)，觸發(fā)控制系統(tǒng)，以控制機(jī)械平衡機(jī)構(gòu)I上第一平衡器101和第二平衡器108之間的相對(duì)移動(dòng)，從而使旋轉(zhuǎn)臂31在180度的范圍內(nèi)做正向或反向轉(zhuǎn)動(dòng)，浮力伸縮臂2在水平位置，即180度和360度時(shí)，在浮力作用下使其伸縮桿201向外伸出或縮回，以實(shí)現(xiàn)其動(dòng)力的輸出；或者，扣鎖結(jié)構(gòu)5的設(shè)置也可使旋轉(zhuǎn)臂31或固定臂109在不同位置上與各扣鎖觸點(diǎn)觸合，以控制系統(tǒng)控制機(jī)械平衡機(jī)構(gòu)I上第一平衡器101和第二平衡器108之間的相對(duì)移動(dòng)，而使旋轉(zhuǎn)臂31在360度的范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，浮力伸縮臂2在水平位置，即180度和360度時(shí)，在浮力作用下使其伸縮桿201向外伸出或縮回，同樣可實(shí)現(xiàn)其動(dòng)力的輸出。當(dāng)然，直線動(dòng)力的輸出不僅僅是限定在水平位置、180度或360度位置，其他位置同樣也可以實(shí)現(xiàn)其功能。綜上，采用本發(fā)明上述裝置，通過(guò)控制第一伸縮機(jī)構(gòu)103、第二伸縮機(jī)構(gòu)110活塞桿的伸縮，從而可改變機(jī)械平衡機(jī)構(gòu)I上第一平衡器101和第二平衡器108的相對(duì)位置，進(jìn)而使得旋轉(zhuǎn)臂31兩端的浮力伸縮臂2和平衡塊4之間力矩產(chǎn)生相應(yīng)的變化，這種變化導(dǎo)致產(chǎn)生杠桿效應(yīng)，從而帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)臂31轉(zhuǎn)動(dòng)，使浮力伸縮臂2上設(shè)置的伸縮桿在其浮力作用下伸出或縮回，從而輸出動(dòng)力。這種結(jié)構(gòu)，借用重力和浮力以及杠桿效應(yīng)，便可以以較小的動(dòng)力來(lái)獲得較大的輸出值，有利于節(jié)約能源。本發(fā)明上述實(shí)施例和附圖所示僅為本發(fā)明較佳實(shí)施例之部分，并不能以此局限本發(fā)明，在不脫離本發(fā)明精髓的條件下，本領(lǐng)域技術(shù)人員所做的任何變動(dòng)，都屬本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種機(jī)械平衡機(jī)構(gòu)，包括一支座以及固定于該支座上的帶輪，于所述帶輪上，繞設(shè)有一纜索，其特征在于:于所述支座兩端，分別設(shè)有一擺動(dòng)臂和一固定臂，所述擺動(dòng)臂和所述固定臂的下端分別與第一伸縮機(jī)構(gòu)兩端鉸接；于所述擺動(dòng)臂和所述固定臂上，分別設(shè)有可滑動(dòng)的第一平衡器和第二平衡器，所述第一平衡器和第二平衡器分別與所述纜索的兩端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機(jī)械平衡機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述第一平衡器或第二平衡器中任一平衡器通過(guò)第二伸縮機(jī)構(gòu)與所述纜索連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種機(jī)械平衡機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述第一伸縮機(jī)構(gòu)及第二伸縮機(jī)構(gòu)為具有活塞桿和缸體的液壓缸或氣缸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的一種機(jī)械平衡機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述擺動(dòng)臂和所述固定臂分別設(shè)有一滑動(dòng)槽，所述第一平衡器和第二平衡器的底部滑動(dòng)裝置分別置于兩所述滑動(dòng)槽內(nèi)。
5.一種采用浮力伸縮臂輸出動(dòng)力的方法和裝置，其特征在于:將浮力伸縮臂置于一旋轉(zhuǎn)架上旋轉(zhuǎn)臂的一端，該旋轉(zhuǎn)臂的另一端設(shè)置一平衡塊或其他組件，并于該旋轉(zhuǎn)臂中間位置設(shè)置如權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的一種機(jī)械平衡機(jī)構(gòu)，通過(guò)控制所述機(jī)械平衡機(jī)構(gòu)上的平衡器，使各平衡器相對(duì)移位產(chǎn)生變化，作用于旋轉(zhuǎn)臂兩端的重力矩隨之變化，進(jìn)而使處于旋轉(zhuǎn)臂兩端的浮力伸縮臂和平衡塊產(chǎn)生杠桿效應(yīng)，使旋轉(zhuǎn)臂在水平位置做180度或360度擺動(dòng)，在旋轉(zhuǎn)臂擺動(dòng)到設(shè)定位置時(shí)，設(shè)于旋轉(zhuǎn)臂上的浮力伸縮臂在控制系統(tǒng)及浮力作用下，其伸縮桿伸出或縮回，從而提供動(dòng)力輸出。
6.一種根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種采用浮力伸縮臂輸出動(dòng)力的方法和裝置，包括控制系統(tǒng)，其特征在于:包括一具有旋轉(zhuǎn)臂的旋轉(zhuǎn)架，所述旋轉(zhuǎn)臂一端設(shè)有可使其在擺動(dòng)到設(shè)定位置時(shí)、由控制系統(tǒng) 使其伸縮桿在浮力作用下伸長(zhǎng)或縮短的浮力伸縮臂，所述旋轉(zhuǎn)臂另一端設(shè)有平衡塊或其他組件；于所述旋轉(zhuǎn)臂上，還設(shè)有權(quán)利要求14任一項(xiàng)所述的一種機(jī)械平衡機(jī)構(gòu)，可使浮力伸縮臂和平衡塊產(chǎn)生杠桿效應(yīng)而使所述旋轉(zhuǎn)臂在水平位置做180度或360度擺動(dòng)的機(jī)械平衡機(jī)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種采用浮力伸縮臂輸出動(dòng)力的方法和裝置，其特征在于:所述旋轉(zhuǎn)架包括一底座及固定于該底座上的支桿，所述旋轉(zhuǎn)臂旋轉(zhuǎn)中心設(shè)在所述支桿頂端，所述平衡機(jī)構(gòu)置于該旋轉(zhuǎn)臂靠近中間的位置。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的一種采用浮力伸縮臂輸出動(dòng)力的方法和裝置，其特征在于:所述旋轉(zhuǎn)架上還設(shè)有一用于定位的扣鎖結(jié)構(gòu)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種采用浮力伸縮臂輸出動(dòng)力的方法和裝置，其特征在于:所述扣鎖結(jié)構(gòu)設(shè)置于所述旋轉(zhuǎn)架之支桿上，包括上下設(shè)置的第一橫桿和第二橫桿，所述第一橫桿和第二橫桿的兩端分別設(shè)有可與旋轉(zhuǎn)臂或固定臂上對(duì)應(yīng)設(shè)置的鎖點(diǎn)配合的第一扣鎖、第二扣鎖及第三扣鎖和第四扣鎖。
10.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的一種采用浮力伸縮臂輸出動(dòng)力的方法和裝置，其特征在于:所述浮力伸縮臂包括裝有液體的盛液筒、設(shè)于盛液筒筒體內(nèi)腔且可在其內(nèi)做上下移動(dòng)的浮子以及底端連接在浮子上的伸縮桿，所述盛液筒與所述伸縮桿由密封件形成密封滑動(dòng)連接；于所述盛液筒外壁上，還設(shè)有可與盛液筒內(nèi)腔連通的溢壓管以及可控制伸縮桿移動(dòng)的第五、第六扣鎖結(jié)構(gòu)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的的一種采用浮力伸縮臂輸出動(dòng)力的方法和裝置，其特征在于:所述第五、第六扣鎖結(jié)構(gòu)包括套筒、防水密封圈、彈簧、鎖塞及扣鎖，所述套筒徑向設(shè)置于所述盛液筒外壁，所述彈簧及扣鎖沿所述套筒軸向置于套筒內(nèi)腔，通過(guò)鎖塞鎖緊固定，所述扣鎖穿越所述盛液筒的側(cè)壁，其前端置于所述盛液筒內(nèi)腔，后端與控制系統(tǒng)連接。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的一種采用浮力伸縮臂輸出動(dòng)力的方法和裝置，其特征在于:所述盛液筒內(nèi)設(shè)有至少一固定桿，該固定桿沿所述盛液筒軸向設(shè)置并貫穿所述浮子且與該浮子形成滑動(dòng)連接。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的一種采用浮力伸縮臂輸出動(dòng)力的方法和裝置，其特征在于:所述浮子為中 空的塑料或金屬材質(zhì)的圓柱形容器或?qū)嵭牡呐菽芰蠄A柱體。
全文摘要
一種機(jī)械平衡機(jī)構(gòu)，包括支座以及設(shè)于該支座上的帶輪，所述支座兩端分別設(shè)有一擺動(dòng)臂和一固定臂，擺動(dòng)臂和固定臂的下端分別與一伸縮機(jī)構(gòu)兩端鉸接；擺動(dòng)臂和固定臂上還分別設(shè)有可滑動(dòng)的第一平衡器和第二平衡器，兩平衡器分別與繞設(shè)于帶輪上的纜索兩端連接。本發(fā)明還提供了一種采用浮力伸縮臂輸出動(dòng)力的方法和裝置，是將浮力伸縮臂置于一旋轉(zhuǎn)架上旋轉(zhuǎn)臂的一端，旋轉(zhuǎn)臂的另一端設(shè)置平衡構(gòu)件，并于該旋轉(zhuǎn)臂上設(shè)置上述機(jī)械平衡機(jī)構(gòu)，通過(guò)機(jī)械平衡機(jī)構(gòu)上的兩平衡器相對(duì)移位變化，作用于旋轉(zhuǎn)臂兩端的重力矩隨之變化，使位于旋轉(zhuǎn)臂兩端的浮力伸縮臂和平衡構(gòu)件產(chǎn)生杠桿效應(yīng),進(jìn)而帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)臂旋轉(zhuǎn)，當(dāng)旋轉(zhuǎn)臂擺動(dòng)到設(shè)定位置時(shí)，由浮力伸縮臂伸縮桿伸出或縮回提供動(dòng)力輸出。
文檔編號(hào)F16H49/00GK103148191SQ20121018519
公開日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2012年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月7日
發(fā)明者胡潤(rùn)富 申請(qǐng)人:胡潤(rùn)富