本實(shí)用新型涉及展覽展示或教學(xué)演示設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種倒立擺裝置。

背景技術(shù)：

倒立擺是一種具有直觀、形象的展示效果的裝置，通常被廣泛應(yīng)用于展示或科研、教學(xué)等領(lǐng)域。

現(xiàn)有的倒立擺裝置，通常包括擺桿、支架和線(xiàn)性電機(jī)等，擺桿的一端可旋轉(zhuǎn)地安裝在一滑塊上，滑塊往復(fù)滑動(dòng)地安裝在支架上，線(xiàn)性電機(jī)驅(qū)動(dòng)滑塊在支架上滑動(dòng)，使滑塊和擺桿在同一豎直線(xiàn)上。上述技術(shù)中公開(kāi)的倒立擺裝置是通過(guò)線(xiàn)性動(dòng)力驅(qū)動(dòng)滑塊在水平方向滑動(dòng)，為擺桿提供水平方向的驅(qū)動(dòng)力，來(lái)實(shí)現(xiàn)擺桿在豎直方向的倒立，這種實(shí)現(xiàn)擺桿倒立的方式在倒立擺領(lǐng)域已經(jīng)較為常見(jiàn)，缺乏新鮮感，對(duì)參觀者的吸引力較差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的倒立擺裝置是在水平方向的驅(qū)動(dòng)力的作用下來(lái)實(shí)現(xiàn)擺桿在豎直方向的倒立，較為常見(jiàn)、缺乏新鮮感的缺陷，從而提供一種在豎直方向的驅(qū)動(dòng)力的作用下來(lái)實(shí)現(xiàn)擺桿在豎直方向的倒立，具有較強(qiáng)的新鮮感和對(duì)參觀者具有較強(qiáng)的吸引力的倒立擺裝置。

本實(shí)用新型的一種倒立擺裝置，包括支架和擺桿，還包括：

驅(qū)動(dòng)裝置，具有輸出旋轉(zhuǎn)動(dòng)力的輸出軸；

運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，包括旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)、平移件和導(dǎo)向結(jié)構(gòu)；所述旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)在所述輸出軸的驅(qū)動(dòng)下旋轉(zhuǎn)并驅(qū)動(dòng)所述平移件往復(fù)運(yùn)動(dòng)；所述導(dǎo)向結(jié)構(gòu)固定安裝于所述支架上；所述平移件在所述導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的限制下沿豎直方向平移運(yùn)動(dòng)；所述擺桿與所述平移件鉸接，并可在所述平移件的驅(qū)動(dòng)下與所述平移件在同一豎直線(xiàn)上的保持豎直倒立狀態(tài)。

所述旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)包括：

轉(zhuǎn)盤(pán)，中心位置處與所述輸出軸連接，所述轉(zhuǎn)盤(pán)在所述輸出軸的驅(qū)動(dòng)下旋轉(zhuǎn)；

連桿，一端與所述轉(zhuǎn)盤(pán)的非中心位置處鉸接，另一端與所述平移件鉸接。

所述旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)包括：

曲柄，一端與所述輸出軸連接，在所述輸出軸的驅(qū)動(dòng)下旋轉(zhuǎn)；

連桿，一端與所述曲柄的另一端鉸接，另一端與所述平移件鉸接。

所述旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)為凸輪結(jié)構(gòu)，與所述輸出軸連接，在所述輸出軸的驅(qū)動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，并推抵所述平移件在豎直方向上往復(fù)平移。

所述導(dǎo)向結(jié)構(gòu)為固定安裝于所述支架上、沿豎直方向延伸的導(dǎo)向套，所述平移件為可伸置于所述導(dǎo)向套中的平移桿。

所述擺桿包括至少兩個(gè)分?jǐn)[桿，所述分?jǐn)[桿之間相互鉸接。

還包括限位結(jié)構(gòu)，用于對(duì)所述擺桿的擺動(dòng)角度進(jìn)行限位。

所述限位結(jié)構(gòu)包括至少兩個(gè)固定安裝于所述支架上的限位擋塊，所述限位擋塊分布于所述擺桿的左右兩側(cè)。

還包括限位結(jié)構(gòu)，用于對(duì)所述擺桿的擺動(dòng)角度進(jìn)行限位，所述限位結(jié)構(gòu)包括多個(gè)固定安裝于所述支架上的限位擋塊，所述限位擋塊分布于每個(gè)所述分?jǐn)[桿的左右兩側(cè)。

所述支架包括支架本體，及固定安裝于所述支架本體上的，設(shè)于所述擺桿后的后擋板或設(shè)于所述擺桿前的可視前擋板，所述限位擋塊固定安裝于所述后擋板或可視前擋板上。

所述支架包括支架本體，及設(shè)于所述擺桿后的后擋板和設(shè)于所述擺桿前的可視前擋板，所述后擋板和所述可視前擋板均固定安裝于所述支架本體上，所述限位擋塊固定安裝于所述后擋板和所述可視前擋板之間。

本實(shí)用新型技術(shù)方案，具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1.本實(shí)用新型提供的倒立擺裝置，包括支架、擺桿、驅(qū)動(dòng)裝置和運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)；驅(qū)動(dòng)裝置具有輸出旋轉(zhuǎn)動(dòng)力的輸出軸；運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)、平移件和導(dǎo)向結(jié)構(gòu)；所述旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)在所述輸出軸的驅(qū)動(dòng)下旋轉(zhuǎn)并驅(qū)動(dòng)所述平移件往復(fù)運(yùn)動(dòng)；所述導(dǎo)向結(jié)構(gòu)固定安裝于所述支架上，限制所述平移件的往復(fù)運(yùn)動(dòng)為沿豎直方向的往復(fù)平移運(yùn)動(dòng)；所述擺桿與所述平移件鉸接，可在所述平移件的驅(qū)動(dòng)下與所述平移件在同一豎直線(xiàn)上的保持豎直倒立狀態(tài)。通過(guò)所述運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，將驅(qū)動(dòng)裝置輸出的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力，轉(zhuǎn)換為由平移件給擺桿的在豎直方向上的驅(qū)動(dòng)力，使擺桿在豎直方向的驅(qū)動(dòng)力作用下實(shí)現(xiàn)在豎直方向上的倒立，一方面具有較強(qiáng)的新鮮感，對(duì)參觀者具有較強(qiáng)的吸引力；另一方面，這種在豎直方向的驅(qū)動(dòng)力作用下使擺桿在豎直方向上倒立的方式，可以通過(guò)多種具體形式的驅(qū)動(dòng)裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)，例如，驅(qū)動(dòng)裝置可以是交流電機(jī)，也可以是直流電機(jī)，可以是比較常用的連續(xù)旋轉(zhuǎn)的調(diào)速電機(jī)，也可以是其他的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)裝置的選擇范圍廣泛，可以從成本、效果等多方面來(lái)綜合選擇，特別是可以選擇成本較低、比較常用的交流調(diào)速電機(jī)。

2.本實(shí)用新型提供的倒立擺裝置，所述旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)包括轉(zhuǎn)盤(pán)和連桿；轉(zhuǎn)盤(pán)的中心位置處與所述輸出軸連接，并在所述輸出軸的驅(qū)動(dòng)下旋轉(zhuǎn)；連桿的一端與所述轉(zhuǎn)盤(pán)的非中心位置處鉸接，另一端與所述平移件鉸接。比起采用其他桿件來(lái)驅(qū)動(dòng)連桿運(yùn)動(dòng)，采用轉(zhuǎn)盤(pán)來(lái)驅(qū)動(dòng)連桿運(yùn)動(dòng)，可以減少整個(gè)倒立擺裝置中的桿件數(shù)量，從而更具美感。

3.本實(shí)用新型提供的倒立擺裝置，所述旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)為凸輪結(jié)構(gòu)，與所述輸出軸連接，在所述輸出軸的驅(qū)動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，并推抵所述平移件在豎直方向上往復(fù)平移。比起采用曲柄連桿的方式，采用凸輪結(jié)構(gòu)直接配合導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，使平移件在豎直方向上往復(fù)平移，可以減少桿件的數(shù)量，使倒立擺裝置的結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單。

4.本實(shí)用新型提供的倒立擺裝置，還包括限位結(jié)構(gòu)，用于對(duì)所述擺桿的擺動(dòng)角度進(jìn)行限位。所述限位結(jié)構(gòu)的設(shè)置，可以使擺桿更易進(jìn)入豎直倒立的動(dòng)平衡狀態(tài)。

5.本實(shí)用新型提供的倒立擺裝置，所述限位結(jié)構(gòu)包括至少兩個(gè)固定安裝于所述支架上的限位擋塊，所述限位擋塊分布于所述擺桿的左右兩側(cè)。限位擋塊限制擺桿的左右擺動(dòng)幅度，從而使擺桿更易進(jìn)入豎直倒立的動(dòng)平衡狀態(tài)，且限位擋塊結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝和應(yīng)用方便。

6.本實(shí)用新型提供的倒立擺裝置，還包括限位結(jié)構(gòu)，用于對(duì)所述擺桿的擺動(dòng)角度進(jìn)行限位，所述限位結(jié)構(gòu)包括多個(gè)固定安裝于所述支架上的限位擋塊，所述限位擋塊分布于每個(gè)所述分?jǐn)[桿的左右兩側(cè)。通過(guò)在每個(gè)分?jǐn)[桿的左右兩側(cè)設(shè)置限位擋塊，可以使每個(gè)分?jǐn)[桿都更容易進(jìn)入豎直倒立的動(dòng)平衡狀態(tài)，進(jìn)而使倒立擺裝置上的所有分?jǐn)[桿快速在同一豎直線(xiàn)上進(jìn)入倒立的動(dòng)平衡狀態(tài)。

7.本實(shí)用新型提供的倒立擺裝置，所述支架包括支架本體，及設(shè)于所述擺桿后的后擋板和設(shè)于所述擺桿前的可視前擋板，所述后擋板和所述可視前擋板均固定安裝于所述支架本體上，所述限位擋塊固定安裝于所述后擋板和所述可視前擋板之間。在擺桿的前后分別設(shè)置后擋板和可視前擋板，一方面可以對(duì)擺桿具有保護(hù)作用，避免外界對(duì)擺桿的運(yùn)動(dòng)造成干擾，另一方面可視前擋板依然可以保證倒立擺裝置內(nèi)擺桿運(yùn)動(dòng)的可視性，不影響倒立擺裝置的觀賞性。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖是本實(shí)用新型的一些實(shí)施方式，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實(shí)用新型的第一種實(shí)施方式中提供的倒立擺裝置的主視圖；

圖2為圖1所示的倒立擺裝置的左視圖；

附圖標(biāo)記說(shuō)明：

1-支架本體，2-擺桿，21-第一分?jǐn)[桿，22-第二分?jǐn)[桿，3-轉(zhuǎn)盤(pán)，4-連桿，5-導(dǎo)向套，6-平移桿，7-限位擋塊，8-后擋板，9-可視前擋板。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

此外，下面所描述的本實(shí)用新型不同實(shí)施方式中所涉及的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互結(jié)合。

如圖1和圖2所示，本實(shí)施例提供一種倒立擺裝置，包括支架、擺桿2、驅(qū)動(dòng)裝置和運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)。驅(qū)動(dòng)裝置具有輸出旋轉(zhuǎn)動(dòng)力的輸出軸；運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)、平移件和導(dǎo)向結(jié)構(gòu)。旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)在輸出軸的驅(qū)動(dòng)下旋轉(zhuǎn)并驅(qū)動(dòng)平移件往復(fù)運(yùn)動(dòng)；導(dǎo)向結(jié)構(gòu)固定安裝于支架上；平移件在導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的限制下沿豎直方向平移運(yùn)動(dòng)；擺桿2與平移件鉸接，并可在平移件的驅(qū)動(dòng)下與平移件在同一豎直線(xiàn)上的保持豎直倒立狀態(tài)。在本實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)裝置為電機(jī)。

旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的具體結(jié)構(gòu)形式可以有多種，在本實(shí)施例中，旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)包括轉(zhuǎn)盤(pán)3和連桿4；轉(zhuǎn)盤(pán)3的中心位置處與輸出軸連接，并在輸出軸的驅(qū)動(dòng)下旋轉(zhuǎn)；連桿4的一端與轉(zhuǎn)盤(pán)3的非中心位置處鉸接，另一端與平移件鉸接。上述結(jié)構(gòu)，是依據(jù)曲柄滑塊原理，將驅(qū)動(dòng)裝置輸出軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為平移件的平移往復(fù)運(yùn)動(dòng)，隨著輸出軸旋轉(zhuǎn)的加速，擺桿2在平移件的帶動(dòng)下進(jìn)入豎直倒立狀態(tài)并保持。比起采用其他桿件來(lái)驅(qū)動(dòng)連桿4運(yùn)動(dòng)，采用轉(zhuǎn)盤(pán)3來(lái)驅(qū)動(dòng)連桿4運(yùn)動(dòng)，可以減少整個(gè)倒立擺裝置中的桿件數(shù)量，從而更具美感。作為旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的一種可變換的實(shí)施方式，也可以是，旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)包括曲柄和連桿4；曲柄的一端與輸出軸連接，在輸出軸的驅(qū)動(dòng)下旋轉(zhuǎn)；連桿4的一端與曲柄的另一端鉸接，另一端與平移件鉸接。作為旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的另一種可變換的實(shí)施方式，還可以是，旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)為凸輪結(jié)構(gòu)，與輸出軸連接，在輸出軸的驅(qū)動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，并推抵平移件在豎直方向上往復(fù)平移；比起采用曲柄連桿的方式，采用凸輪結(jié)構(gòu)直接配合導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，使平移件在豎直方向上往復(fù)平移，可以減少桿件的數(shù)量，使倒立擺裝置的結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單。

導(dǎo)向結(jié)構(gòu)和平移件的具體結(jié)構(gòu)形式可以有多種，在本實(shí)施例中，導(dǎo)向結(jié)構(gòu)為固定安裝于支架上、沿豎直方向延伸的導(dǎo)向套5，平移件為可伸置于導(dǎo)向套5中的平移桿6。作為一種可變換的實(shí)施方式，導(dǎo)向結(jié)構(gòu)也可以為固定安裝于支架上、沿豎直方向延伸的導(dǎo)軌，平移件也可以為與導(dǎo)軌配合并可沿導(dǎo)軌往復(fù)滑動(dòng)的滑塊。

擺桿2中分?jǐn)[桿的數(shù)量不作限制，可以為一個(gè)，也可以為多個(gè)。在本實(shí)施例中，擺桿2包括至少兩個(gè)分?jǐn)[桿，分?jǐn)[桿之間相互鉸接。具體地，本實(shí)施例中的擺桿2包括兩個(gè)分?jǐn)[桿，其中靠近平移桿6并與平移桿6鉸接的為第一分?jǐn)[桿21，遠(yuǎn)離平移桿6并與第一分?jǐn)[桿21鉸接的為第二分?jǐn)[桿22。

本實(shí)施例的倒立擺裝置中，還包括限位結(jié)構(gòu)，用于對(duì)擺桿2的擺動(dòng)角度進(jìn)行限位，限位結(jié)構(gòu)包括多個(gè)固定安裝于支架上的限位擋塊7，限位擋塊7分布于每個(gè)分?jǐn)[桿的左右兩側(cè)。通過(guò)在每個(gè)分?jǐn)[桿的左右兩側(cè)設(shè)置限位擋塊7，可以使每個(gè)分?jǐn)[桿都更容易進(jìn)入豎直倒立的動(dòng)平衡狀態(tài)，進(jìn)而使倒立擺裝置上的所有分?jǐn)[桿快速在同一豎直線(xiàn)上進(jìn)入倒立的動(dòng)平衡狀態(tài)。在本實(shí)施例中，每個(gè)分?jǐn)[桿的左右兩側(cè)分別設(shè)置一個(gè)限位擋塊7，其中第一分?jǐn)[桿21左右兩側(cè)的限位擋塊7與經(jīng)過(guò)平移桿6的豎直線(xiàn)所成的角度相等，均為銳角，且在本實(shí)施例中均大于0度，小于35度；第二分?jǐn)[桿22左右兩側(cè)的限位擋塊7與經(jīng)過(guò)平移桿6的豎直線(xiàn)所成的角度相等，均為銳角，且在本實(shí)施例中均大于0度，小于60度。

限位擋塊7的具體安裝方式可以有多種，在本實(shí)施例中，支架包括支架本體1，及設(shè)于擺桿2后的后擋板8和設(shè)于擺桿2前的可視前擋板9，所述后擋板8和所述可視前擋板9均固定安裝于所述支架本體1上，限位擋塊7、導(dǎo)向套5分別固定安裝于后擋板8和可視前擋板9之間。在擺桿2的前后分別設(shè)置后擋板8和可視前擋板9，不僅可以實(shí)現(xiàn)限位擋塊7的安裝，而且可以對(duì)擺桿2具有保護(hù)作用，避免外界對(duì)擺桿2的運(yùn)動(dòng)造成干擾，同時(shí)，可視前擋板9依然可以保證倒立擺裝置內(nèi)擺桿2運(yùn)動(dòng)的可視性，不影響倒立擺裝置的觀賞性。作為一種可變換的實(shí)施方式，也可以是，支架包括設(shè)于擺桿2后的后擋板8或設(shè)于擺桿2前的可視前擋板9，限位擋塊7固定安裝于后擋板8或可視前擋板9上，這樣同樣可以實(shí)現(xiàn)對(duì)限位擋塊7的安裝。

本實(shí)施例的倒立擺裝置中的擺桿2進(jìn)入倒立的動(dòng)平衡狀態(tài)的過(guò)程如下：

開(kāi)啟電機(jī)，電機(jī)的輸出軸加速旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)3旋轉(zhuǎn)，與轉(zhuǎn)盤(pán)3鉸接的連桿4在轉(zhuǎn)盤(pán)3的驅(qū)動(dòng)下平動(dòng)，帶動(dòng)平移桿6在導(dǎo)向套5內(nèi)上下往復(fù)平移，從而為擺桿2提供豎直方向上的驅(qū)動(dòng)力，當(dāng)電機(jī)的輸出軸加速到一定的速度時(shí)，擺桿2進(jìn)入在豎直方向上倒立的動(dòng)平衡狀態(tài)。通過(guò)轉(zhuǎn)盤(pán)3、連桿4及平移件，將驅(qū)動(dòng)裝置輸出的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力，轉(zhuǎn)換為由平移件給擺桿2的在豎直方向上的驅(qū)動(dòng)力，使擺桿2在豎直方向的驅(qū)動(dòng)力作用下實(shí)現(xiàn)在豎直方向上的倒立，一方面具有較強(qiáng)的新鮮感，對(duì)參觀者具有較強(qiáng)的吸引力；另一方面，這種實(shí)現(xiàn)在豎直方向的驅(qū)動(dòng)力作用下使擺桿2在豎直方向上倒立的方式，可以通過(guò)多種具體形式的驅(qū)動(dòng)裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)，例如，驅(qū)動(dòng)裝置可以是交流電機(jī)，也可以是直流電機(jī)，可以是比較常用的連續(xù)旋轉(zhuǎn)的調(diào)速電機(jī)，也可以是其他的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)裝置的選擇范圍廣泛，可以從成本、效果等多方面來(lái)綜合選擇，考慮到交流電比直流電更易獲得，在本實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)裝置為較為常用的、成本較低的交流調(diào)速電機(jī)。

顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說(shuō)明所作的舉例，而并非對(duì)實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在上述說(shuō)明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無(wú)需也無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見(jiàn)的變化或變動(dòng)仍處于本實(shí)用新型創(chuàng)造的保護(hù)范圍之中。