專利名稱：多級(jí)桿件平衡裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種平衡裝置，尤其是涉及一種適于懸吊汽車加油機(jī)的加油槍或電動(dòng)汽車充電設(shè)備的充電槍等的多級(jí)桿件平衡裝置。
背景技術(shù)：
目前，在一些吊置物件的場(chǎng)合，例如懸吊汽車加油機(jī)的加油槍或電動(dòng)汽車的充電槍等的場(chǎng)合，所吊物件重量一定或重量差別不大，但所吊物體活動(dòng)范圍卻比較大。由于需要滿足伸縮范圍較大的需要，應(yīng)用于這類場(chǎng)合的桿件平衡裝置 一般包括可以伸縮的多級(jí)桿件，所述多級(jí)桿件的截面逐級(jí)減小，其中截面較小的桿件被逐級(jí)套合并支承在截面較大的桿件上，并可根據(jù)欲吊置位置的變化而在其上伸縮，從而可以實(shí)現(xiàn)較大空間范圍內(nèi)物件的吊置操作。
上述桿件平衡裝置盡管可以實(shí)現(xiàn)吊置操作中 一定程度上的平衡要求并
可以實(shí)現(xiàn)較大空間范圍的吊置操作，但是仍存在以下不足
一方面，由于所述多級(jí)桿件的截面逐級(jí)減小并且截面較小的桿件逐級(jí)支承在截面較大的桿件上，使得所述多級(jí)桿件中，不僅截面最小的桿件往往由于截面過(guò)小而強(qiáng)度不足，而且截面偏大(尤其截面最大)的桿件因?yàn)?br> 截面和體積過(guò)大而在安裝和操作時(shí)往往在空間上會(huì)受到一定的局限；
另一方面，由于截面較小的桿件在截面較大的桿件上伸縮，會(huì)破壞截面較小桿件以及整個(gè)多級(jí)桿件平衡裝置的平衡，這樣，各級(jí)桿件上支承其它桿件的支承處就容易因受力不平衡而損壞，比如在所述支承處設(shè)有軸承的情況下，軸承兩端的受力不平衡，即受到一個(gè)垂直周向的多余的力。常此下去，軸承的 一側(cè)就會(huì)磨損而大大降低裝置的壽命。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中由于伸縮而容易導(dǎo)致平衡被破壞的問(wèn)題，目的在于提供一種多級(jí)桿件平衡裝置，所述多級(jí)桿件平衡裝置不僅工作范圍廣，而且各級(jí)桿件機(jī)構(gòu)能夠隨時(shí)保持平衡狀態(tài)。
為此，本實(shí)用新型提供了一種多級(jí)桿件平衡裝置，包括支架以及由多個(gè)桿件依次連接形成的可伸縮的多級(jí)桿件機(jī)構(gòu)，其中，所述多級(jí)桿件機(jī)構(gòu)的一端吊置物件，另一端連接到所述支架上，其中'.
每個(gè)桿件上均設(shè)有平衡塊和樞軸支承部，所述平衡塊設(shè)在各個(gè)桿件的
一端，所述樞軸支承部i殳在各個(gè)桿件的中部，每相鄰的兩個(gè)桿件中一個(gè)桿件的樞軸支承部與另 一個(gè)桿件上未設(shè)有平衡塊的一端樞轉(zhuǎn)連接，與支架連接的桿件通過(guò)樞軸支承部樞轉(zhuǎn)連接到所述支架上，所述多級(jí)桿件機(jī)構(gòu)中用于吊置所述物件的桿件的未設(shè)有平衡塊的一端吊置所述物件，各所述平衡塊分別適于使多級(jí)桿件機(jī)構(gòu)中的各相應(yīng)的桿件機(jī)構(gòu)保持平衡。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型由于所述多級(jí)桿件機(jī)構(gòu)中的各級(jí)桿件機(jī)構(gòu)之間水平可轉(zhuǎn)動(dòng)地相互樞軸連接，因此不僅工作范圍廣，即所吊物件移動(dòng)范圍大，而且所述各級(jí)桿件機(jī)構(gòu)能夠隨時(shí)保持平衡狀態(tài)，使得各所述各級(jí)桿件機(jī)構(gòu)的支承處不會(huì)因?yàn)槭芰Σ黄胶舛鴵p壞，延長(zhǎng)了整個(gè)多級(jí)桿件平衡裝置的壽命。
本實(shí)用新型附加的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過(guò)本實(shí)用新型的實(shí)踐了解到。


本實(shí)用新型的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從
以下結(jié)合附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中
圖1為根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的多級(jí)桿件平衡裝置的自由伸展?fàn)顟B(tài)示意圖2為根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的多級(jí)桿件平衡裝置的半折疊狀態(tài)示意圖3為根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的多級(jí)桿件平衡裝置的完全伸展?fàn)顟B(tài)示意圖4為根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的多級(jí)桿件平衡裝置的完全折疊狀態(tài)示意圖5為根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的力矩理論計(jì)算示意圖，示出了多級(jí)桿件機(jī)構(gòu)中的一級(jí)桿件機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)至偏離直線時(shí)的狀態(tài)；
圖6為根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的力矩理論計(jì)算示意圖，示出了多級(jí)桿件機(jī)構(gòu)中的兩級(jí)桿件機(jī)構(gòu)均旋轉(zhuǎn)至偏離直線時(shí)的狀態(tài)；
圖7為根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的多級(jí)桿件平衡裝置用于吊置電動(dòng)汽車充電設(shè)備的充電槍時(shí)的半伸展?fàn)顟B(tài)的示意圖8為根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的多級(jí)桿件平衡裝置用于吊置電動(dòng)汽車充電設(shè)備的充電槍時(shí)的折疊狀態(tài)的示意圖9為根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的多級(jí)桿件平衡裝置用于吊置電動(dòng)汽車充電設(shè)備的充電槍時(shí)的完全伸展?fàn)顟B(tài)的示意圖10為為根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的多級(jí)桿件平衡裝置中止擋銷一種狀態(tài)的立體圖，示出了安裝軸用彈性擋圈的槽；
圖11為圖10中止擋銷另一種狀態(tài)的立體圖，示出了用于與所述相鄰桿件緊密配合的上表面；
圖12為根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的多級(jí)桿件平衡裝置中平衡塊的結(jié)構(gòu)示意圖13為根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的多級(jí)桿件平衡裝置中桿件的結(jié)構(gòu)示意圖14為根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的多級(jí)桿件平衡裝置中設(shè)有容置所述止擋銷的孔部的平衡塊結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面詳細(xì)描述本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其
的元件。下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本實(shí)用新型，而不能解釋為對(duì)本實(shí)用新型的限制。另外，需要說(shuō)明的是，在本實(shí)用新型的描述中所使用的術(shù)語(yǔ)以及關(guān)于位置關(guān)系的名詞僅僅是為了方便本實(shí)用新型的描述，而不能解釋為對(duì)本實(shí)用新型的限制。
如圖1-4所示，根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，提供一種多級(jí)桿件平衡裝置，包括由支柱11和支柱固定板12構(gòu)成的支架100，以及由3個(gè)桿件4、 5和8依次連接形成的可伸縮的多級(jí)桿件機(jī)構(gòu)200，其中，所述多級(jí)桿件機(jī)構(gòu)200的一端吊置物件l,另一端連接到所述支架100的支柱11上，其中
所述桿件4的一端設(shè)有平衡塊13,所述平衡塊13通過(guò)固定插銷15固定在桿件4上。所述桿件4的另一端設(shè)有固定銷3，所述固定銷3固定懸掛線(也可以是機(jī)械助理手)2,所述懸掛線2上再懸吊所述物件1。所述桿件4上靠近所述平衡塊13的中部位置設(shè)有樞軸支承部14，該樞軸支承部14為一旋轉(zhuǎn)銷軸。所述桿件4的樞軸支承部14與所述桿件5的一端水平可轉(zhuǎn)動(dòng)地相樞接。此外，通過(guò)調(diào)整所述平衡塊13的重量，使吊置物件l時(shí)所述樞軸支承部14兩端的力矩保持平衡。
所述桿件5的另一端設(shè)有平衡塊7，所述平衡塊7通過(guò)固定插銷16固定在桿件5上。所述桿件5上靠近所述平衡塊7的中部位置設(shè)有樞軸支承部6，該樞軸支承部6也為一旋轉(zhuǎn)銷軸。所述桿件5的樞軸支承部6與所述桿件8的一端水平可轉(zhuǎn)動(dòng)地相樞接。此外，通過(guò)調(diào)整所述平衡塊7的重量，使吊置物件1時(shí)所述樞軸支承部6兩端的力矩保持平衡。
所述桿件8的另一端設(shè)有平衡塊10，所述平衡塊IO通過(guò)固定插銷17固定在桿件8上。所述桿件8上靠近所述平衡塊10的中部位置設(shè)有樞軸支承部9，該樞軸支承部9也為一旋轉(zhuǎn)銷軸。所述桿件8的樞軸支承部9與所述支柱11的上端固定連接。此外，通過(guò)調(diào)整所述平衡塊10的重量，使吊置物件1時(shí)所述樞軸支承部9兩端的力矩保持平衡。
所述平衡塊13和7在結(jié)構(gòu)上應(yīng)保證使桿件4、 5和8能夠旋轉(zhuǎn)到成一條直線的狀態(tài)。
由于所述多級(jí)桿件機(jī)構(gòu)200中的各級(jí)桿件才幾構(gòu)之間水平可轉(zhuǎn)動(dòng)地相互樞接，因此不僅工作范圍廣，即所吊物件移動(dòng)范圍大，而且所述各級(jí)桿件機(jī)構(gòu)能夠隨時(shí)保持平衡狀態(tài)，使得各級(jí)桿件機(jī)構(gòu)的支承處(在本實(shí)施例中
為樞軸支承部14、 6和9)不會(huì)因?yàn)槭芰Σ黄胶舛鴵p壞，從而延長(zhǎng)了整個(gè)
多級(jí)桿件平衡裝置的壽命。
根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述桿件4、 5和8的截面相同。與現(xiàn)有技術(shù)相比，不會(huì)因?yàn)闂U件截面過(guò)大或過(guò)小而導(dǎo)致安裝和操作時(shí)受到空間上的局限。
根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，為了便于在伸直狀態(tài)的操控，所述平衡塊13和7上均設(shè)有擋止結(jié)構(gòu)。所述擋止結(jié)構(gòu)適于在所述平衡塊13所在的桿件4旋轉(zhuǎn)至與桿件5成一條直線位置時(shí)，使所述平衡塊13所在的桿件4保持在所述直線位置。同樣，所述擋止結(jié)構(gòu)適于在所述平衡塊7所在的桿件5旋轉(zhuǎn)至與桿件8成一條直線位置時(shí)，使所述平衡塊7所在的桿件5保持在所述直線位置。也就是說(shuō)在各桿件成直線時(shí)，人為的讓各轉(zhuǎn)桿之間
的轉(zhuǎn)動(dòng)有一定的阻力。
如圖1-4以及圖12所示，根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述擋止結(jié)構(gòu)為設(shè)在平衡塊13或7上的U型槽結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)以平衡塊7為例進(jìn)行說(shuō)明。所述平衡塊7通過(guò)孔72用螺釘固定在桿件5的一端，當(dāng)所述桿件5旋轉(zhuǎn)至和所述桿件8成一條直線位置時(shí)，所述U型槽結(jié)構(gòu)將卡合住所述桿件8，起到限制所述桿件5繼續(xù)向前轉(zhuǎn)動(dòng)的作用。在本實(shí)施例中用來(lái)限制桿件5只能在桿件8的順時(shí)針?lè)秶鷥?nèi)旋轉(zhuǎn)，在逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)將由于面71的阻擋只能保持直線。所述平衡塊13上的U型槽結(jié)構(gòu)的原理與所述平衡塊7上的U型槽結(jié)構(gòu)一樣，只不過(guò)用來(lái)限制桿件4只能在桿件5的逆時(shí)針?lè)秶鷥?nèi)旋轉(zhuǎn)，在順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)將由于面71的阻擋只能保持直線，此不贅述。
根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，如圖7-ll所示，多級(jí)桿件平衡裝置用于吊置電動(dòng)汽車充電設(shè)備的充電槍60。眾所周知，被充電的電動(dòng)汽車等在充電時(shí)，所停放位置是不確定的，并且在其充電完后， 一般充電槍60需要放回原位的。它的活動(dòng)范圍要求可伸縮范圍大，伸展時(shí)便于一定范圍內(nèi)車輛的充電，收縮后又不占據(jù)太大空間以便控制電站的空間。為此，圖7示出一種任意狀態(tài)操作時(shí)適合的一種停車狀態(tài)(或者說(shuō)待充電電動(dòng)汽車充電端口的停放狀態(tài))；圖8所示在不充電時(shí)，需要保持的折疊狀態(tài)，所占空間很?。粓D9為充電汽車的充電端口停放最遠(yuǎn)時(shí)的完全伸展?fàn)顟B(tài)。
其中，所述樞軸支承部9包括轉(zhuǎn)軸91和軸承92，所述轉(zhuǎn)軸91固定在支架ll上，所述支架11則進(jìn)一步固定在充電拒20上。所述充電槍60具有充電線纜50,充電線纜50從充電拒20上引出，其靠近充電槍60的中部系有拉線40,拉線40則進(jìn)一步通過(guò)彈簧平衡器30連接到桿件4的一端。設(shè)置拉線40和彈簧平衡器30的目的在于使手工取放和移動(dòng)充電槍60時(shí)更為靈活便利。
所述擋止結(jié)構(gòu)為設(shè)在平衡塊13 (或7)上的止擋銷80 (圖中僅示出了平衡塊13上設(shè)有止擋銷80，平衡塊7上根據(jù)需要也可設(shè)置上述止擋銷80 )。在所述平衡塊13所在的桿件4旋轉(zhuǎn)至與桿件5成一條直線位置時(shí)(或者所述平衡塊7所在的桿件5旋轉(zhuǎn)至與桿件8成一條直線位置時(shí))，所述止擋銷80可以通過(guò)其側(cè)面擋住所述桿件4 (或5 )，從而起到將桿件4保持在與桿件5成一條直線位置(或者將桿件5保持在與桿件8成一條直線位置)。
此外， 一艮據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述止擋銷80也可以通過(guò)其上表面84與所述相鄰桿件的下表面緊密配合形成的摩擦來(lái)實(shí)現(xiàn)擋止作用。相應(yīng)地，所述沖干件4或5的下表面^L有與所述止擋銷80對(duì)應(yīng)的凹面171。該結(jié)構(gòu)既能起到擋止作用以使多個(gè)桿件保持在直線位置而不會(huì)輕易向兩側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)與上述的U型槽結(jié)構(gòu)相比，又不至于完全鎖死桿件在其他角度范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)，即桿件的轉(zhuǎn)動(dòng)角度可以更大一些，使用起來(lái)更為靈活方便。
此外，所述止擋銷80的上表面鍍有耐磨層(鍍硬鉻)。這樣，可以提高止擋銷80的耐磨性，延長(zhǎng)止擋銷80的使用壽命。同樣，在所述凹面171上也鍍有耐磨層。
如圖14所示，根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述平衡塊13分為上塊131和下塊132，上塊131和下塊132分別焊在桿件4右邊的上下面上。在所述下塊132上設(shè)有孔部90，所述止擋銷80即安放于所述孔部90中。
進(jìn)一步地，根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述孔部90的上端具有容置所述止擋銷80的頭部81的十字形沉槽91，所述十字形沉槽91相互垂直的兩邊的底部高低不同，即形成較低的底部911和較高的底部912，在所述止擋銷80的頭部81容置在十字形沉槽91的底部911上時(shí)，所述止擋銷80的頭部81由于位置較低對(duì)所述桿件5不起擋止作用，在所述止擋銷80的頭部81容置在十字形沉槽91的底部912上時(shí)，所述止擋銷80的頭部81對(duì)所述桿件5起擋止作用。換言之，止擋銷80可根據(jù)情況，不需要時(shí)插入底部911內(nèi)，需要時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)90度使其頭部81插入底部912內(nèi)，使桿件在偏離直線的轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)有一定的阻力。還可設(shè)置幾個(gè)備用的止擋銷，其上表面的高度比前述的止擋銷80的上表面84高0.1~0.2毫米，這樣，當(dāng)操作一定時(shí)間，凹面171有一定的磨損后，把所述上表面較高的備用止擋銷旋轉(zhuǎn)90度，剛好可以繼續(xù)保持與所述相鄰桿件的下表面的緊密配合。同樣道理，所述平衡塊7也上設(shè)有同樣結(jié)構(gòu)的孔部和十字形沉槽。
另外，請(qǐng)參閱圖10和11，在止擋銷80的槽82內(nèi)裝有軸用彈性擋圈，以限制止擋銷80的跳動(dòng)，減小噪音。
需要指出的是，盡管以上實(shí)施例公開了具有三個(gè)桿件的三級(jí)桿件平衡結(jié)構(gòu)，即奇數(shù)個(gè)桿件，但是本實(shí)用新型并不局限于三級(jí)桿件平衡結(jié)構(gòu)，而是應(yīng)該理解為包括二級(jí)以上的任何多級(jí)平衡結(jié)構(gòu)。從圖4不難看出要想所占體積更小，可采用四級(jí)桿件，或其它偶數(shù)桿件形式。另外，為了進(jìn)一步節(jié)省空間，所述的各桿件設(shè)置成基本上等長(zhǎng)。
當(dāng)然，本實(shí)用新型也并不局限于應(yīng)用在吊置充電槍的場(chǎng)合，而是可以
用于懸吊諸如汽車加油機(jī)的加油槍等所吊物件重量一定或重量差別不大但所吊物體活動(dòng)范圍卻比較大的任何場(chǎng)合。
下面描述所述平衡塊的配重方法
A. 首先保證多級(jí)桿件在成一條直線時(shí)，通過(guò)調(diào)整平衡塊10的重量使其和多級(jí)桿件以及多級(jí)桿件上的所有部件的重量相平衡；
B. 然后調(diào)整平衡塊13的重量，使樞軸支承部14的兩端保持平衡；
C. 按照B的方法配置平衡塊7的重量。
在包括更多根桿件時(shí)，按照同樣道理和方法(即步驟B)再逐級(jí)配置平衡塊的重量即可。
這樣就可在移動(dòng)最前端的所吊物件時(shí)，可在所有桿件疊加后的最大尺寸的半徑與旋轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗉?jí)組合或合理組合后各級(jí)長(zhǎng)度分組相減的最小值的半徑范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)吊置物件。因此所吊物件活動(dòng)范圍就變成了桿件疊加后的最大尺寸和各級(jí)長(zhǎng)度分組相減的最小值為半徑的范圍內(nèi)的任何位置。
下面再對(duì)所述多級(jí)桿件平衡裝置的力矩平衡從理論計(jì)算的角度進(jìn)行較為詳細(xì)的描述
如上所述，在布置多級(jí)桿件平衡裝置時(shí)，首先保證多級(jí)的桿件在成直線狀態(tài)時(shí)總的兩端保持杠桿平衡，然后再在最低一級(jí)桿件的兩端保持杠桿平衡，然后逐級(jí)驗(yàn)算使各級(jí)間保持平衡?，F(xiàn)還以三級(jí)桿件機(jī)構(gòu)為例并結(jié)合
圖5和6所示的簡(jiǎn)化圖從理論上進(jìn)行計(jì)算驗(yàn)證
假如以A點(diǎn)為旋轉(zhuǎn)點(diǎn)的三級(jí)桿件(對(duì)應(yīng)于上述實(shí)施例中的桿件4)的
配制，沿A點(diǎn)兩端保持平衡。即可得出下列公式
mu求l產(chǎn)mi2*h ...................................................... ( 1 )
如果考慮桿件的重量此式可演化為
mu"! + m3桿,*1, / 2 =mi2 ^12+ m3桿2 *12 / 2 +m122 *12 / 2......... ( 2 )
(2)式貼合實(shí)際情況，在(2)式中按左右兩邊為均勻截面的桿件時(shí)，右邊桿件質(zhì)量輕，若把m,2分解為01121和mm兩部分，m 122和右邊桿件質(zhì)心的重合點(diǎn)在距A點(diǎn)X 1處，此時(shí)不考慮桿件時(shí)平衡式
變?yōu)?br> mu"尸m121*l2 ................................................... ( 3 )
桿件部分為
m3桿i承l(wèi)！/2 二m3桿2氺X!+m)22承:K)................................. (4)
如果右邊桿件做成變截面的單獨(dú)桿件，質(zhì)量和左邊的桿件保持平衡，就更容易理解，此不贅述。
如果三級(jí)桿件相對(duì)水平位置旋轉(zhuǎn)oc角時(shí)，此時(shí)相對(duì)水平方向，即在垂直軸線的平面內(nèi)相對(duì)原始位置的旋轉(zhuǎn)的力矩平衡式演變?yōu)?br> mu"icos oc = m12 ，12Cos a............. ( 5 )
m3桿i *li / 2cos a =m3桿2 * X! cos a +m122 * X^cos a......... ( 6 )
合并(5)式和(6)式得(mu*" +m3桿i *1/ 2 ) cos ot =(m12 i*l2+m3ff2* X! +m122* X!) cos a ... ( 7 )在垂直方向，也就是垂直于水平方向的平衡式為mii*lsinoc = m12^^sinoc............. (8)
ni3桿/ 2sinoc=m3ff2* X] sinot+mi22* X^sinoc......... ( 9 )
這說(shuō)明垂直方向的力矩也是平衡的。(注m3ffl為三級(jí)桿件A點(diǎn)左邊的桿質(zhì)量，m3桿2為三級(jí)桿件A點(diǎn)以右的桿件質(zhì)量)
若以B點(diǎn)為旋轉(zhuǎn)中心時(shí)，且不忽略桿件的質(zhì)量，左右兩端桿件截面也按同一個(gè)截面來(lái)制作(至于兩端截面不同的情況，因更容易理解，在此就不做計(jì)算和論述了)。
首先把旋轉(zhuǎn)點(diǎn)B端右邊的配重塊(即平衡塊，此處對(duì)應(yīng)上述實(shí)施例中的平衡塊7)看作由m 131和m132兩塊組成，質(zhì)量mm和B點(diǎn)右邊桿件合成的質(zhì)心在右邊桿件的伸出長(zhǎng)度X2處。
因此可得下列平衡式
mn* (1,cosoc+l3 ) +m3ffi* (1, / 2 cos cx+13 ) +m12i* (I3-I2COSOC )
+m3ff2 (I3-X1COSOC )+m122* ( b畫Xi cos a ) + m2ffi*l3 / 2= m2ff2*X2+m132*X2
+ m131* 14............. ( 10 )
(注m2桿,為二級(jí)桿件A點(diǎn)左邊的桿質(zhì)量，m2桿2為二級(jí)桿件A點(diǎn)以右的桿件質(zhì)量)
對(duì)式(10)進(jìn)行變換得
111^*1cos oc十m3桿i *li / 2 cos a -m121I2 cos oc -ir^ffsX^cos a-111122X1 cos oc+1^111"+ 1113桿1+ m121+ m3ff2+ m122) + m2ffi *13 / 2+111八轉(zhuǎn)銷*13=m2ff2*X2 +m132*X2 + m131* 14............... (11)
由(7)式代入(11)得
0+l3(mu十m3ffl+ m121+ m3ff2+ m122) + m2ffl*l3 / 2 +11^轉(zhuǎn)銷*13= m2ff2*X2
+m132*X2+m131* 14................ (12)
即13(m"十m3ffi+ m12 1+ m3ff2+ m122+ mA轉(zhuǎn)銷)+ m2桿,13 / 2= m2ff2*X2+m132*X2 + m131* 14.................... ( 13)
由(13)式可得出只要三級(jí)桿件兩端平衡，二級(jí)桿件的配重塊只考慮三級(jí)旋轉(zhuǎn)點(diǎn)一處的情況即可，即該處兩端的總質(zhì)量(包括轉(zhuǎn)銷)與桿件的狀態(tài)無(wú)關(guān)，仍舊保持平衡狀態(tài)。
々U口 MA二mn十m3ffl+ m121+ m3ff2+ m122+ m轉(zhuǎn)銷................(14 )
同樣地，若以C點(diǎn)為旋轉(zhuǎn)點(diǎn)，把旋轉(zhuǎn)點(diǎn)C端右邊的平衡塊看作由M,和M2兩塊組成，質(zhì)量M2和C點(diǎn)右邊桿件合成的質(zhì)心在右邊桿件的伸出長(zhǎng)度X3處。若按圖6中的一般情況就可得到
MA(l5-l3cos (3 )+ m2ffl*(l5-l3 / 2 cos (3 )+ m131*( 14 cos |3 +15)
+m2ff2*(;X2 cos P +l5)+m132*(;X2cos P十ls;)+mi桿l5/2+mB銷l5二ML!+M2X3+mlff2X3.................................... ( 15)
(注配重由配重塊和銷子組成，配重塊M,質(zhì)心到C點(diǎn)的距離為L(zhǎng),，固定銷子等和桿件總和M2質(zhì)心到C點(diǎn)的距離為X3)由(13)代入(15)得
m2ff2*X2 cos P +mi32*X2 cos (3 +m131* 14 cos P -MA l3cos P-m2ff, l3/2cos (3 +MA*15 + m2ff 1忖5 + m^* 15+ m2ff2* I5+ m132* ls+m!桿！15/2+!118銷15=]\411^+]^2^:3+mi桿2X3.................................. (16)
0+ MA*15 + m2桿1"5 + mI31* I5+ m2ff2* I5+ mi32* ls+mi桿)l5/2 +018銷15 =M山,+M2X3+m,桿2X3.................................. ( 17)
對(duì)于圖6中旋轉(zhuǎn)點(diǎn)B水平方向的平衡式
13 cos P (mu十m3ffl+ m12!+ m3ff2+ m122+ niA轉(zhuǎn)銷)+ m2ffl*l3 / 2 cos (3 =
m2ff2*X2 cos (3 +m132*X2 cos P + m131*l4 cos (3......( 18 )
對(duì)于圖6中旋轉(zhuǎn)點(diǎn)B垂直方向的平衡式
13 sin P (m"十m3ffl+ m121+ m3ff2+ m122+ nu轉(zhuǎn)銷)+ m2ffi*l3 / 2 sin (3 =m2桿2承X2 sin (3 +m132*X2 sin (3 + m131* 14 sin P......( 19 )
因此整體結(jié)構(gòu)相對(duì)C點(diǎn)在各個(gè)方向上保持平衡。C點(diǎn)轉(zhuǎn)軸或軸承無(wú)不平衡因素，這對(duì)延長(zhǎng)工作壽命大有好處。
按此推理對(duì)于四級(jí)甚至更多級(jí)桿件來(lái)說(shuō)道理是一樣的，只要從最低一級(jí)開始平衡，無(wú)論怎樣的旋轉(zhuǎn)情形都能使各旋轉(zhuǎn)中心處保持平衡，因此根據(jù)需要可以任意布置，只要保持每級(jí)的平衡，就無(wú)需擔(dān)心組合后以及組合后的各種旋轉(zhuǎn)組合的不平衡。
盡管已經(jīng)示出和描述了本實(shí)用新型的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本實(shí)用新型的原理和精神的情況下可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本實(shí)用新型的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。
權(quán)利要求1.一種多級(jí)桿件平衡裝置，包括支架；以及多級(jí)桿件機(jī)構(gòu)，所述多級(jí)桿件機(jī)構(gòu)由多個(gè)桿件依次連接形成并可伸縮，其中，所述多級(jí)桿件機(jī)構(gòu)的一端連接到所述支架上，所述多級(jí)桿件機(jī)構(gòu)的另一端用于吊置物件，其特征在于每個(gè)桿件上均設(shè)有平衡塊和樞軸支承部，所述平衡塊設(shè)在各個(gè)桿件的一端，所述樞軸支承部設(shè)在各個(gè)桿件的中部，每相鄰的兩個(gè)桿件中一個(gè)桿件的樞軸支承部與另一個(gè)桿件上未設(shè)有平衡塊的一端樞轉(zhuǎn)連接，與支架連接的桿件通過(guò)樞軸支承部樞轉(zhuǎn)連接到所述支架上，所述多級(jí)桿件機(jī)構(gòu)中用于吊置所述物件的桿件的未設(shè)有平衡塊的一端吊置所述物件，各所述平衡塊分別適于使多級(jí)桿件機(jī)構(gòu)中的各相應(yīng)的桿件機(jī)構(gòu)保持平衡。
2. 如權(quán)利要求1所述的多級(jí)桿件平衡裝置，其特征在于，所述多個(gè)桿 件的截面相同。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的多級(jí)桿件平衡裝置，其特征在于，所述平與相鄰桿件成一條直線位置時(shí)，使所述平衡塊所在的桿件保持在所述直線 位置。
4. 如權(quán)利要求3所述的多級(jí)桿件平衡裝置，其特征在于，所述擋止結(jié) 構(gòu)為設(shè)在平衡塊上的U型槽。
5. 如權(quán)利要求3所述的多級(jí)桿件平衡裝置，其特征在于，所述擋止結(jié) 構(gòu)為設(shè)在所述平衡塊上的止擋銷。
6. 如權(quán)利要求5所述的多級(jí)桿件平衡裝置，其特征在于，所述平衡塊 上設(shè)有容置所述止擋銷的孔部，所述孔部上端具有容置所述止擋銷頭部的 十字形沉槽，所述十字形沉槽相互垂直的兩邊的底部高低不同，在所述止 擋錯(cuò)的頭部容置在十字形沉槽底部較高的一邊時(shí)，所述止擋銷對(duì)所述相鄰 桿件起擋止作用。
7. 如權(quán)利要求6所述的多級(jí)桿件平衡裝置，其特征在于，所述止擋銷 通過(guò)其上表面與所述相鄰桿件的下表面緊密配合形成的摩擦來(lái)實(shí)現(xiàn)擋止作用，所述止擋銷的上表面鍍有耐磨層。
8. 如權(quán)利要求1或2所述的多級(jí)桿件平衡裝置，其特征在于，所述桿件的數(shù)量為偶數(shù)。
9. 如權(quán)利要求l或2所述的多級(jí)桿件平衡裝置，其特征在于，該裝置與被吊置物件之間通過(guò)彈簧平衡器連接。
10. 如權(quán)利要求1或2所述的多級(jí)桿件平衡裝置，其特征在于，所述樞軸支承部處設(shè)置有軸承。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種多級(jí)桿件平衡裝置，包括支架及由多個(gè)桿件依次連接形成的可伸縮的多級(jí)桿件機(jī)構(gòu)，其中，所述多級(jí)桿件機(jī)構(gòu)的一端吊置物件，另一端連接到所述支架上，每個(gè)桿件上均設(shè)有平衡塊和樞軸支承部，所述平衡塊設(shè)在各個(gè)桿件的一端，所述樞軸支承部設(shè)在各個(gè)桿件的中部，每相鄰的兩個(gè)桿件中一個(gè)桿件的樞軸支承部與另一個(gè)桿件上未設(shè)有平衡塊的一端水平可轉(zhuǎn)動(dòng)地相連接，與支架連接的桿件通過(guò)樞軸支承部樞轉(zhuǎn)連接到所述支架上，吊置物件的桿件未設(shè)有平衡塊的一端吊置物件，各所述平衡塊分別適于使多級(jí)桿件機(jī)構(gòu)中的各相應(yīng)的桿件機(jī)構(gòu)保持平衡。本實(shí)用新型適于懸吊汽車加油機(jī)的加油槍或電動(dòng)汽車充電設(shè)備的充電槍等。
文檔編號(hào)B67D7/40GK201362586SQ20092010503
公開日2009年12月16日 申請(qǐng)日期2009年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月9日
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