本發(fā)明涉及一種豎向的擺臂機構，尤其涉及一種彈性支承的豎向擺臂機構。

背景技術：

豎向擺臂機構在需要承受100kg以上的重量時，一般情況是使用大功率的電機來支持該重物的往復擺臂，然而由于豎向擺臂機構在向下行程和向上行程所需要克服的阻力存在差異，并且承托物體重量越大，該差異越大，使用同一電機承載該重物進行往復擺臂會使得上行和下行的速度差也越大，這使得該豎向擺臂機構在實際使用的效果達不到使用者的需求。例如當豎向擺臂機構作為舞臺燈光的支承機構時，擺動速度不均勻的擺臂影響舞臺的效果，降低了觀賞者的視覺體驗；又例如作為灑水車出水口的夾持設備時，擺動速度不均勻的擺臂使得灑水覆蓋面積不均勻，路面清潔效果和路邊植物的培養(yǎng)效果均不理想。使用大功率的電機也會增加能耗，整體結構繁復且收效甚微。因此，設計一種小功率電機也能驅動的、擺臂速度均勻的、擺動過程穩(wěn)定的豎向擺臂機構使當前急需解決的技術問題。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在解決上述所提及的技術問題，提供一種彈性支承的豎向擺臂機構，包括有懸臂、連柄、驅動組件以及承重組件，驅動組件包括有在豎向往復運動的動子，懸臂和連柄之間通過同一轉軸相連并能同時繞轉軸的軸線轉動，連柄背向轉軸的端部連接動子并能隨動子豎向運動；承重組件包括有若干個能夠端部壓縮或拉伸的彈性件，承重組件的一端設置在連柄上，承重組件的另一端設置在擺臂機構的固定位置上。

優(yōu)選地，動子和連柄之間設置有連接臂，連接臂的一端鉸接于動子和連柄之一上，另一端固設在動子和連柄中另一上。

優(yōu)選地，有至少兩條懸臂，連柄和懸臂一一對應且連柄之間相互平行設置，動子上設置有能夠隨動子豎向運動的桿件，連柄背向轉軸的端部與桿件相鉸接。

優(yōu)選地，有至少兩條懸臂，連柄和懸臂一一對應且連柄之間相互平行設置，至少有一條連柄能夠隨動子豎向運動，相鄰的連柄之間設置有桿件。

優(yōu)選地，還包括有位置傳感器，桿件上設置有感應塊，位置傳感器設置在感應塊的運動路徑上。

優(yōu)選地，驅動組件包括有豎向設置的絲桿，絲桿的軸向設置有驅動電機或旋轉氣缸，動子套設在絲桿上，驅動電機或旋轉氣缸連接有轉向、啟動和停止的控制組件。

優(yōu)選地，承重組件包括有氣頂支撐桿，氣頂支撐桿的一端鉸接地設置在連柄上，另一端鉸接地設置在擺臂機構的固定位置上，所述固定位置在連柄的下方。

優(yōu)選地，承重組件包括有拉簧，拉簧的一端設置在連柄上，另一端設置在擺臂機構的固定位置上，所述固定位置在連柄的上方。

優(yōu)選地，還包括有支架，懸臂設置在支架外，連柄、驅動組件以及承重組件設置在支架內(nèi)，支架上設置有能使轉軸穿過的開口。

優(yōu)選地，轉軸和開口之間設置有轉動軸承。

有益效果是：與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的一種彈性支承的豎向擺臂機構通過驅動組件中的動子配合連柄使得動子豎向的移動自由度轉化成了懸臂的豎向擺動自由度，并且通過承重組件來抵消懸臂本身的重量，使得懸臂的豎向擺動的過程趨近于橫向擺動的過程，從而減小了懸臂上行與下行的擺動速度差，使懸臂能夠均勻擺動，由于懸臂本身的重量被抵消了，使用一個小功率的電機既能驅動懸臂擺動，節(jié)約了能耗，簡化了結構。

附圖說明

以下結合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作進一步的詳細說明，其中：

圖1 為擺臂機構的立體視角的結構示意圖；

圖2 為承重組件為拉簧的擺臂機構的結構示意圖；

圖3 為承重組件為拉簧和氣頂支撐桿的擺臂機構的結構示意圖；

圖4 為圖3中A部分的局部爆炸圖；

圖5 為擺臂機構的另一立體視角的結構示意圖；

圖6 為擺臂機構的立體視角的局部機構示意圖。

具體實施方式

擺臂機構的整體結構有以下實施例：

實施例一

如圖1-圖6所示，一種彈性支承的豎向擺臂機構，包括有懸臂1、支架8和底座，支架8和底座均固定位置，懸臂1繞支架8豎向擺動，擺臂機構還包括有連柄2、驅動組件3以及承重組件4，懸臂1設置在支架8的外部，連柄2設置在支架8的內(nèi)部，連柄2和懸臂1之間通過轉軸連接，支架8上設置有能使轉軸穿過的開口，連柄2和懸臂1能夠一起擺動。

驅動組件3包括有在豎向往復運動的動子31，連柄2背向轉軸的端部連接動子31并能隨動子31豎向運動，轉軸的軸線和動子31的運動方向不平行時，動子31的豎向往復運動，帶動連柄2背向轉軸的端部豎向往復運動，由于連柄2的轉軸處是轉動自由度，則連柄2能夠帶動懸臂1一起轉動，動子31和連柄2之間需要可相對轉動的連接而不能是固定連接，這是由于平移自由度轉化為轉動自由度動子31和連柄2之間存在有相對位移。

承重組件4包括有若干個能夠端部壓縮或拉伸的彈性件，承重組件4的一端設置在連柄2上，承重組件4的另一端設置在擺臂機構的固定位置上，擺臂機構的固定位置可以是支架8上的固定位置，也可以是底座上的固定位置，固定位置是常態(tài)下的不動點，由于連柄2是相對轉軸的轉動，因此連接件連接連柄2的一端需要與連柄2相鉸接，另一端也需要和固定位置鉸接，鉸接地方式可以是球面鉸接，也可以是柱面鉸接。

實施例一中的連柄2和動子31之間的連接方式有以下實施例：

實施例二

動子31和連柄2之間設置有連接臂5，連接臂5可以是一端鉸接于動子31上，另一端固設在連柄2上；連接臂5也可以是一端鉸接于連柄2上，另一端固設在動子31上。保證連接臂5兩端必須有一端是鉸接連接的方式，另一端是固定方式。兩端均固定，動子31和連柄2不會有相對移動；兩端均鉸接，則動子31的豎向移動不能帶動連柄2運動，或者是不能帶動連柄2按照圓弧路徑擺動。連接臂5和動子31或連柄2之間也可以設置有轉接用的板件或者桿件6，用于調(diào)整動力傳動的形式滿足需求。

實施例一中若干數(shù)量的懸臂1有以下實施例：

實施例三

擺臂機構有至少兩條懸臂1。第一種方式，連柄2和懸臂1一一對應且連柄2之間相互平行設置，動子31上設置有能夠隨動子31豎向運動的桿件6，連柄2背向轉軸的端部與桿件6相鉸接；第二種方式，連柄2和懸臂1一一對應且連柄2之間相互平行設置，至少有一條連柄2能夠隨動子31豎向運動，相鄰的連柄2之間設置有桿件6。

這種傳動方式是用于多條懸臂1的設置，由于本實施例的產(chǎn)品一般用于掛設舞臺燈具，因而經(jīng)常需要掛設多個舞臺燈，所以設置多條懸臂1是很正常的。在設置多條懸臂1的時候，由于連柄2和懸臂1的數(shù)量相同，需要通過桿件6來使得所有懸臂1能夠一起運動，從而使得多條懸臂1能夠一起擺動。桿件6可以直接連接動子31，動子31帶動桿件6豎向運動，所有連柄2相互平行的鉸接在桿件6上，從而達到聯(lián)動的目的；桿件6也可以是設置在相鄰的連柄2之間，同樣也能達到聯(lián)動的目的。

實施例一中的驅動組件3有以下實施例：

實施例四

驅動組件3包括有豎向設置的絲桿32，絲桿32的軸向設置有驅動電機33或旋轉氣缸，動子31套設在絲桿32上，驅動電機33或旋轉氣缸連接有轉向、啟動和停止的控制組件。驅動組件3還包括有基座，基座設置在支架8上，絲桿32豎向設置在基座內(nèi)，基座的上方設置有驅動電機33或旋轉氣缸，本實施例優(yōu)選地使用驅動電機33，這是因為通過電動的方式控制組件容易控制驅動電機33的轉速、轉向、停止和啟動，驅動電機33連接絲桿32，控制組件連接有操作面板，使用者能夠根據(jù)需求通過操作面板控制驅動電機33的轉速、轉向、停止和啟動。

進一步的有，擺臂機構還包括有位置傳感器7，桿件6上設置有感應塊61，位置傳感器7設置在感應塊61的運動路徑上，位置傳感器7優(yōu)選地設置在支架8內(nèi)，桿件6隨動子31豎向運動，位置傳感器7的目的是用于指定擺動開始的位置，在擺臂機構開機后，通過位置傳感器7能夠把動子31移動到設定的初始位置，便于懸臂1擺動的控制。

實施例一中的承重組件4有以下實施例：

實施例五

承重組件4包括有氣頂支撐桿41，氣頂支撐桿41的一端鉸接地設置在連柄2上，另一端鉸接地設置在擺臂機構的固定位置上，所述固定位置在連柄2的下方。氣頂支撐桿41是通過壓縮空氣來給予擺臂機構支承懸臂1的力，所以氣頂支撐桿41需要設置在對應的連柄2下方，并且由于連柄2是轉動形式，氣頂支撐桿41的兩端需要通過鉸接方式連接連柄2和擺臂機構的固定位置。

承重組件4也可以包括有拉簧42，拉簧42的一端設置在連柄2上，另一端設置在擺臂機構的固定位置上，所述固定位置在連柄2的上方。拉簧42是通過彈簧自身在拉伸狀態(tài)下的回彈力來給予擺臂機構支承懸臂1的力，所以拉簧42需要設置在連柄2的上方，并且由于連柄2是轉動形式，拉簧42的兩端需要通過鉸接方式連接連柄2和擺臂機構的固定位置。

如圖3和圖4所示，本實施例的擺臂機構采用了氣頂支撐桿41配合拉簧42的方式來完成懸臂1的支承，這是由于當前本實施例的擺臂機構多用于超過100kg的重物的支承，如果通過單獨的部件支承，則需要一個承重很大的氣頂支撐桿41或拉簧42，價格昂貴，并且使用壽命不長，通過兩個部件相互配合之后，在多個作用力的支持下，懸臂1的運動更穩(wěn)定，且擺臂機構使用壽命延長，空間利用率增大，由于在本實施例的承重組件4能夠基本抵消了重物的自身重量，用很小的力技能搖動懸臂1，因而使用一個小功率電機技能帶動懸臂1擺動，節(jié)約成本，降低能耗。

實施例一至五均有，如圖6所示，轉軸和開口之間設置有轉動軸承9，轉動軸承9和懸臂1的數(shù)量對應，用于較少懸臂1的轉動阻力，使得擺臂更穩(wěn)定。如圖2-圖4所示，連柄2的運動路徑上設置有限位裝置21，限位裝置21用于控制懸臂1的行程，限位裝置21優(yōu)選地包括有固定在支架8上套筒，套筒內(nèi)設置有限位塊，限位塊和套筒之間設置有彈簧，起到緩沖的作用。限位裝置21優(yōu)選為可調(diào)位置的，具體位置根據(jù)使用者的需求來確定。

以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案而并非對其進行限制，凡未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換，其均應涵蓋在本發(fā)明技術方案的范圍內(nèi)。