專利名稱：動(dòng)力平衡裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬能以小的作用動(dòng)力直接推動(dòng)大負(fù)載運(yùn)動(dòng)的一種具有特殊功能特性的傳動(dòng)裝置。
現(xiàn)有技術(shù)中要使物體即負(fù)載發(fā)生人們所需要的運(yùn)動(dòng)，除簡(jiǎn)單地將作用動(dòng)力直接作用于負(fù)載外，更多的則是使作用動(dòng)力通過(guò)齒輪、皮帶、鏈條等傳動(dòng)裝置逐級(jí)傳遞到負(fù)載。而且，為滿足安全、變速、省力等要求，還往往需要增加有關(guān)的附加構(gòu)件?，F(xiàn)在廣泛使用的電動(dòng)、手動(dòng)葫蘆、卷?yè)P(yáng)機(jī)及其它提升機(jī)械和各種裝載機(jī)械、交通工具大多如此。這類產(chǎn)品都有不可避免的缺陷第一，它們雖然大多采用了許多省力措施，例如設(shè)置滑輪、減速等相當(dāng)復(fù)雜的附加件，卻仍然需要配備相當(dāng)大的動(dòng)力設(shè)備，因而能量消耗大;第二，這類產(chǎn)品雖然附加了可靠的制動(dòng)系統(tǒng)，但其制動(dòng)往往有一個(gè)過(guò)程，因而難以在制動(dòng)的瞬間控制住物體運(yùn)動(dòng)的慣性或垂直下落、沿斜面下滑的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，特別是當(dāng)運(yùn)動(dòng)速度較大或負(fù)載達(dá)到其承受極限時(shí)，其制動(dòng)部分往往因?yàn)槟Σ粱蛴捎趹T性所產(chǎn)生的沖擊力而失靈，以至造成安全事故;第三，這類產(chǎn)品配備較大的動(dòng)力設(shè)備還要附加省力、制動(dòng)、變速等附加裝置，因而產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積大、制造成本高。
本發(fā)明改變了傳統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)負(fù)載運(yùn)動(dòng)所采用克服阻力的方式，目的在于提供一種新型裝置，它使負(fù)載通過(guò)本裝置而同時(shí)產(chǎn)生一個(gè)與之大小相等的反作用力，不需任何附加構(gòu)件就能使負(fù)載在靜止或運(yùn)動(dòng)過(guò)程中均能維持極穩(wěn)定的平衡。只需施加一個(gè)小的作用動(dòng)力以不斷地改變平衡狀態(tài)，就能使負(fù)載發(fā)生與作用動(dòng)力方向相同的運(yùn)動(dòng)。
本發(fā)明是通過(guò)如下方式實(shí)現(xiàn)的它具有動(dòng)力部分、傳動(dòng)部分和負(fù)載部分，動(dòng)力部分是主動(dòng)盤(pán)，傳動(dòng)部分是底盤(pán)，負(fù)載部分是從動(dòng)盤(pán)。主動(dòng)盤(pán)的中央有用于與動(dòng)力設(shè)備作軸連接的軸孔，在主動(dòng)盤(pán)上有弧形滑槽，其弧形呈弧圈狀使滑槽成通道，并且在軸孔的外圍有圓形凹臺(tái);底盤(pán)上有呈圓周輻射狀整齊排列的滑動(dòng)齒條，這些滑動(dòng)齒條能在平移滑槽內(nèi)沿底盤(pán)的徑向平移滑動(dòng)，每個(gè)滑動(dòng)齒條上有固定銷，在固定銷上裝有能嵌在弧形滑槽內(nèi)且在外力作用下能在槽內(nèi)旋轉(zhuǎn)的滑輪，底盤(pán)的中央有用于與主動(dòng)盤(pán)連成一體的定位軸孔，在定位軸孔的外圍有與主動(dòng)盤(pán)的圓形凹臺(tái)相配合且覆蓋在平移滑槽上的圓形凸臺(tái);從動(dòng)盤(pán)具有呈圓周輻射狀整齊排列且與底盤(pán)的滑動(dòng)齒條相對(duì)應(yīng)的齒槽，并且滑動(dòng)齒條與齒槽之間呈曲面接觸;上述從動(dòng)盤(pán)環(huán)繞裝在底盤(pán)的平移滑槽的外圍;主動(dòng)盤(pán)上弧形滑槽由每組的2條相對(duì)稱的弧線構(gòu)成弧圈狀，且組數(shù)是1以上的自然數(shù)，當(dāng)組數(shù)是奇數(shù)時(shí)，從動(dòng)盤(pán)上齒槽的個(gè)數(shù)是奇數(shù)，當(dāng)組數(shù)是偶數(shù)時(shí)，從動(dòng)盤(pán)上齒槽的個(gè)數(shù)是偶數(shù);底盤(pán)上的滑動(dòng)齒條的個(gè)數(shù)是偶數(shù);并且1個(gè)滑動(dòng)齒條約相對(duì)于1個(gè)齒槽，或者是1個(gè)滑動(dòng)齒條約相對(duì)于幾個(gè)齒槽，弧形滑槽中每組相對(duì)稱弧線所對(duì)應(yīng)滑動(dòng)齒條和齒槽個(gè)數(shù)的關(guān)系是滑動(dòng)齒條的個(gè)數(shù)或其倍數(shù)＝齒槽的個(gè)數(shù)-1;
本發(fā)明或者是在上述主動(dòng)盤(pán)的弧形滑槽外圍用圓環(huán)形凹圈代替圓形凹臺(tái)，上述底盤(pán)的外沿用與主動(dòng)盤(pán)的圓環(huán)形凹圈相配合的覆蓋在平移滑槽上的圓環(huán)形凸圈代替圓形凸臺(tái)，上述底盤(pán)的平移滑槽則環(huán)繞反裝在從動(dòng)盤(pán)的外圍。本發(fā)明主動(dòng)盤(pán)上弧形滑槽由每組的2條相對(duì)稱的弧線構(gòu)成弧圈狀的組數(shù)可以是3組，從動(dòng)盤(pán)上齒槽的個(gè)數(shù)可以是39個(gè)，底盤(pán)上的滑動(dòng)齒條的個(gè)數(shù)可以是18個(gè)，在底盤(pán)的平移滑槽環(huán)繞反裝在從動(dòng)盤(pán)的外圍時(shí)，主動(dòng)盤(pán)上弧形滑槽相對(duì)稱弧線的個(gè)數(shù)可以是3組，從動(dòng)盤(pán)上齒槽的個(gè)數(shù)可以是39個(gè)，底盤(pán)上的滑動(dòng)齒條的個(gè)數(shù)可以是36個(gè)。
本發(fā)明有如下優(yōu)點(diǎn)1.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。在把作用動(dòng)力傳遞給負(fù)載的過(guò)程中，動(dòng)力平衡裝置棄除了傳統(tǒng)設(shè)備中的制動(dòng)、減速、省力等多種附加構(gòu)件，它只用一套簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)就取代了傳統(tǒng)設(shè)備中的幾套系統(tǒng)具有運(yùn)動(dòng)、制動(dòng)、減速、省力等多種功能。與傳統(tǒng)同類產(chǎn)品相比，本裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、用料省、造價(jià)低，而且可以節(jié)省安裝空間。
2.安全系數(shù)高。負(fù)載通過(guò)本裝置就同時(shí)產(chǎn)生一個(gè)與之大小相等的反作用力，不需任何附加構(gòu)件就能使負(fù)載在靜止或運(yùn)動(dòng)過(guò)程中均能維持極穩(wěn)定的平衡。這是一種無(wú)外力作用，無(wú)間歇的連續(xù)性平衡，可以克服傳統(tǒng)產(chǎn)品在制動(dòng)過(guò)程中由于慣性所產(chǎn)生的具有破壞性的瞬時(shí)沖擊力。而且，除在主動(dòng)盤(pán)上施加作用動(dòng)力外，以任何方式在任何部位施加的外力都不可能改變這種平衡，因而具有極其可靠的安全性能。
3.功耗小。由于本動(dòng)力平衡裝置在把作用動(dòng)力傳遞給負(fù)載的整個(gè)過(guò)程中省去了許多中間環(huán)節(jié)，這就可以降低傳動(dòng)過(guò)程中的機(jī)械損耗;而且，構(gòu)件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)都是在斜面上進(jìn)行，負(fù)載的運(yùn)動(dòng)是以不斷改變平衡狀態(tài)的方式而實(shí)現(xiàn)，能以小而簡(jiǎn)單的裝置實(shí)現(xiàn)大的力的傳動(dòng)比，因而可以采用較小的動(dòng)力設(shè)備。
4.應(yīng)用范圍十分廣泛。它可以直接成為現(xiàn)有的電動(dòng)和手動(dòng)葫蘆、卷?yè)P(yáng)機(jī)等提升機(jī)械的換代產(chǎn)品，也可以作運(yùn)輸、裝載和加工等機(jī)械設(shè)備的重要部件，還可以此為基礎(chǔ)開(kāi)發(fā)出許多新產(chǎn)品，甚至開(kāi)發(fā)出象軸承或齒輪那樣的標(biāo)準(zhǔn)化的系列產(chǎn)品。生活和建筑領(lǐng)域中，也可以得到廣泛的應(yīng)用。


圖1是動(dòng)力平衡裝置的平面結(jié)構(gòu)圖;
圖2是動(dòng)力平衡裝置的動(dòng)力部分主動(dòng)盤(pán)(1)結(jié)構(gòu)圖;
圖3是動(dòng)力平衡裝置的傳動(dòng)部分底盤(pán)(5)結(jié)構(gòu)圖;
圖4是滑動(dòng)齒條(9)及其上面的固定銷(10)、滑輪(11)結(jié)構(gòu)圖;
圖5是動(dòng)力平衡裝置的負(fù)載部分從動(dòng)盤(pán)(12)結(jié)構(gòu)圖;
圖6是負(fù)載過(guò)大時(shí)，所需動(dòng)力平衡裝置結(jié)構(gòu)即底盤(pán)(5)的平移滑槽(8)環(huán)繞反裝在從動(dòng)盤(pán)(12)外圍的平面結(jié)構(gòu)圖。
現(xiàn)結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
動(dòng)力平衡裝置動(dòng)力部分的主動(dòng)盤(pán)(1)、傳動(dòng)部分的底盤(pán)(5)和負(fù)載部分的從動(dòng)盤(pán)(12)及其構(gòu)件均用高強(qiáng)度鋼材加工制作，加工時(shí)要求較高的精度和光潔度。參照?qǐng)D2，主動(dòng)盤(pán)(1)上加工有軸孔(2)、圓形凹臺(tái)(3)、弧形滑槽(4)，軸孔(2)用于與動(dòng)力裝置作軸連接用，產(chǎn)生運(yùn)動(dòng);軸孔(2)外圍加工成圓形凹臺(tái)(3);弧形滑槽(4)呈弧圈狀使滑槽成通道。參照?qǐng)D3、圖4，底盤(pán)(5)的中央加工有定位軸孔(6)，在裝配軸后使底盤(pán)(5)定位，且與主動(dòng)盤(pán)(1)連成一體，在定位軸孔(6)外圍加工有圓形凸臺(tái)(7)，在裝配后圓形凸臺(tái)(7)與主動(dòng)盤(pán)(1)上的圓形凹臺(tái)(3)相配合;在底盤(pán)(5)上裝有圓周輻射狀整齊排列的18個(gè)滑動(dòng)齒條(9)，這些滑動(dòng)齒條(9)能在平移滑槽(8)內(nèi)沿底盤(pán)(5)的徑向平移滑動(dòng)，每個(gè)滑動(dòng)齒條(9)上有固定銷(10)，在固定銷(10)外裝有小型滑輪(11)，這些滑輪(11)能嵌在弧形滑槽(4)內(nèi)并在外力作用下在槽內(nèi)旋轉(zhuǎn)。參照?qǐng)D5，從動(dòng)盤(pán)(12)上加工有39個(gè)齒槽(13)，這些齒槽(13)加工成整齊排列的圓周輻射狀，從動(dòng)盤(pán)(12)環(huán)繞裝配在底盤(pán)(5)平移滑槽(8)的外圍，使齒槽(13)與底盤(pán)(5)上的滑動(dòng)齒條(9)相對(duì)應(yīng)，并且滑動(dòng)齒條(9)的齒尖與齒槽(13)之間呈曲面接觸。
與圖1相比較，圖6的主要不同點(diǎn)在于從動(dòng)盤(pán)(12)做成了齒輪形狀，齒槽(13)向外;底盤(pán)(5)上的滑動(dòng)齒條(9)和平移滑槽(8)的部分設(shè)在從動(dòng)盤(pán)(12)的外圍，滑動(dòng)齒條(9)的齒尖指向軸心，與齒尖向外的從動(dòng)盤(pán)(12)上的齒槽(13)相接觸。此外，與圖1中主動(dòng)盤(pán)(1)上的圓形凹臺(tái)(3)作用相當(dāng)?shù)牟糠肿兂闪嗽诨⌒位?4)外圍的圓環(huán)狀的凹圈(14);與圖1中底盤(pán)(5)上的圓形凸臺(tái)(7)作用相當(dāng)?shù)牟糠肿兂闪嗽诘妆P(pán)(5)外沿的圓環(huán)狀的凸圈(15)。由于滑動(dòng)齒條(9)設(shè)置在從動(dòng)盤(pán)(12)的外圍，有足夠的空間增加滑動(dòng)齒條(9)的數(shù)目，如圖6中從動(dòng)盤(pán)(12)的齒槽(13)數(shù)目同樣為39個(gè)，卻可以安放36個(gè)滑動(dòng)齒條(9)，這就大大增加了滑動(dòng)齒條(9)齒尖與齒槽(13)的接觸面積;而且，在從動(dòng)盤(pán)(12)的齒槽(13)的數(shù)目、形狀和大小相同的情況下，主動(dòng)盤(pán)(1)上的弧形滑槽(4)可以做得更接近于圓，更有利于減少運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的阻力。由于上述兩個(gè)方面的原因，圖6較圖1的結(jié)構(gòu)具有更大的負(fù)載能力。
參照?qǐng)D1，這種動(dòng)力平衡裝置應(yīng)用于各種設(shè)備時(shí)，只需將主動(dòng)盤(pán)(1)中央的軸孔(2)裝配在動(dòng)力裝置的軸上，將主動(dòng)盤(pán)(1)與裝配好從動(dòng)盤(pán)(12)的底盤(pán)(5)通過(guò)其中央的定位軸孔(6)作軸定位，使其連成一體，并使主動(dòng)盤(pán)(1)上的圓形凹臺(tái)(3)與底盤(pán)(5)上的圓形凸臺(tái)(7)相配合，如圖6反裝時(shí)則使主動(dòng)盤(pán)(1)上的圓環(huán)形凹圈(14)與底盤(pán)(5)上的圓環(huán)形凸圈(15)相配合，并且滑動(dòng)齒條(9)外的滑輪(11)嵌入主動(dòng)盤(pán)(1)上弧形滑槽(4)內(nèi)并能轉(zhuǎn)動(dòng)。它們的工作原理如下一、運(yùn)動(dòng)和減速原理主動(dòng)盤(pán)(1)上弧形滑槽(4)每一組相對(duì)稱的弧線所對(duì)應(yīng)的齒槽(13)的數(shù)目比與之相對(duì)應(yīng)的滑動(dòng)齒條(9)的數(shù)目或其倍數(shù)大1，使每一個(gè)滑動(dòng)齒條(9)與齒槽(13)相接觸的情形各不相同，當(dāng)弧形滑槽(4)的位置在外力作用下發(fā)生改變時(shí)，其滑動(dòng)齒條(9)就會(huì)各自在平移滑槽(8)內(nèi)有規(guī)律地前進(jìn)或后退，從而推動(dòng)從動(dòng)盤(pán)(12)運(yùn)動(dòng)。而且，主動(dòng)盤(pán)(1)每轉(zhuǎn)一周，弧形滑槽(4)中一組相對(duì)稱的弧線只能推動(dòng)齒槽(13)轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)齒，因而起到了減速的作用。二、省力原理在主動(dòng)盤(pán)(1)上施加作用動(dòng)力時(shí)，弧形滑槽(4)相對(duì)于滑輪(11)、齒槽(13)與滑動(dòng)齒條(9)齒尖之間的運(yùn)動(dòng)都是在斜面上進(jìn)行，因此，弧形滑槽(4)給滑輪(11)施加一個(gè)很小的作用動(dòng)力，就可以在從動(dòng)盤(pán)(12)齒槽(13)的齒尖面上產(chǎn)生一個(gè)很大的推動(dòng)力，從而使它具有明顯的省力功能。三、平衡原理滑動(dòng)齒條(9)齒尖的兩個(gè)面各有一半以相反的方向同齒槽(13)的齒尖面相接觸，它們分別制約著兩個(gè)相反的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。在從動(dòng)盤(pán)(12)的任一個(gè)方向施加作用力給負(fù)載時(shí)，滑動(dòng)齒條(9)齒尖與齒槽(13)相接觸的一個(gè)方向產(chǎn)生了使從動(dòng)盤(pán)(12)沿作用力方向一致的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì);而在它們相反的接觸面上卻同時(shí)產(chǎn)生了一個(gè)大小與作用力相等的反作用力，它阻止了前一個(gè)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，從而維持自身的平衡。只有在作用動(dòng)力帶動(dòng)本平衡裝置的主動(dòng)盤(pán)(1)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，嵌在弧形滑槽(4)內(nèi)的滑輪(11)迫使滑動(dòng)齒條(9)有規(guī)律地在平移滑槽(8)內(nèi)來(lái)回滑動(dòng)，把作用力傳遞給齒槽(13)，以不斷地改變平衡狀態(tài)，從而使負(fù)載發(fā)生與作用動(dòng)力方向相同的運(yùn)動(dòng)。
權(quán)利要求
1.一種動(dòng)力平衡裝置，其特征在于它具有動(dòng)力部分、傳動(dòng)部分和負(fù)載部分，動(dòng)力部分是主動(dòng)盤(pán)(1)，傳動(dòng)部分是底盤(pán)(5)，負(fù)載部分是從動(dòng)盤(pán)(12)；主動(dòng)盤(pán)(1)的中央有用于與動(dòng)力設(shè)備作軸連接的軸孔(2)，在主動(dòng)盤(pán)(1)上有弧形滑槽(4)，其弧形呈弧圈狀使滑槽成通道，并且在軸孔(2)的外圍有圓形凹臺(tái)(3)；底盤(pán)(5)上有呈圓周輻射狀整齊排列的滑動(dòng)齒條(9)，這些滑動(dòng)齒條(9)能在平移滑槽(8)內(nèi)沿底盤(pán)(5)的徑向平移滑動(dòng)，每個(gè)滑動(dòng)齒條(9)上有固定銷(10)，在固定銷(10)上裝有能嵌在弧形滑槽(4)內(nèi)且在外力作用下能在槽內(nèi)旋轉(zhuǎn)的滑輪(11)，底盤(pán)(5)的中央有用于與主動(dòng)盤(pán)(1)連成一體的定位軸孔(6)，在定位軸孔(6)的外圍有與主動(dòng)盤(pán)(1)的圓形凹臺(tái)(3)相配合且覆蓋在平移滑槽(8)上的圓形凸臺(tái)(7)；從動(dòng)盤(pán)(12)具有呈圓周輻射狀整齊排列且與底盤(pán)(5)的滑動(dòng)齒條(9)相對(duì)應(yīng)的齒槽(13)，并且滑動(dòng)齒條(9)與齒槽(13)之間呈曲面接觸；上述從動(dòng)盤(pán)(12)環(huán)繞裝在底盤(pán)(5)的平移滑槽(8)的外圍；主動(dòng)盤(pán)(1)上弧形滑槽(4)由每組的2條相對(duì)稱的弧線構(gòu)成弧圈狀，且組數(shù)是1以上的自然數(shù)，當(dāng)組數(shù)是奇數(shù)時(shí)，從動(dòng)盤(pán)(12)上齒槽(13)的個(gè)數(shù)是奇數(shù)，當(dāng)組數(shù)是偶數(shù)時(shí)，從動(dòng)盤(pán)(12)上齒槽(13)的個(gè)數(shù)是偶數(shù)；底盤(pán)(5)上的滑動(dòng)齒條(9)的個(gè)數(shù)是偶數(shù)；并且1個(gè)滑動(dòng)齒條(9)約相對(duì)于1個(gè)齒槽(13)，或者是1個(gè)滑動(dòng)齒條(9)約相對(duì)于幾個(gè)齒槽(13)，弧形滑槽(4)中每組相對(duì)稱弧線所對(duì)應(yīng)滑動(dòng)齒條(9)和齒槽(13)個(gè)數(shù)的關(guān)系是滑動(dòng)齒條(9)的個(gè)數(shù)或其倍數(shù)=齒槽(13)的個(gè)數(shù)-1；所述動(dòng)力平衡裝置或者是在上述主動(dòng)盤(pán)(1)的弧形滑槽(4)外圍用圓環(huán)形凹圈(14)代替圓形凹臺(tái)(3)，上述底盤(pán)(5)的外沿用與主動(dòng)盤(pán)(1)的圓環(huán)形凹圈(14)相配合的覆蓋在平移滑槽(8)上的圓環(huán)形凸圈(15)代替圓形凸臺(tái)(7)；上述底盤(pán)(5)的平移滑槽(8)則環(huán)繞反裝在從動(dòng)盤(pán)(12)的外圍。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)力平衡裝置，其特征在于主動(dòng)盤(pán)(1)上弧形滑槽(4)由每組的2條相對(duì)稱的弧線構(gòu)成弧圈狀，且組數(shù)是3組，從動(dòng)盤(pán)(12)上齒槽(13)的個(gè)數(shù)是39個(gè)，底盤(pán)(5)上的滑動(dòng)齒條(9)的個(gè)數(shù)是18個(gè);在底盤(pán)(5)的平移滑槽(8)環(huán)繞反裝在從動(dòng)盤(pán)(12)的外圍時(shí)，主動(dòng)盤(pán)(1)上弧形滑槽(4)相對(duì)稱弧線的組數(shù)是3組，從動(dòng)盤(pán)(12)上齒槽(13)的個(gè)數(shù)是39個(gè)，底盤(pán)(5)上的滑動(dòng)齒條(9)的個(gè)數(shù)是36個(gè)。
全文摘要
動(dòng)力平衡裝置是一種以小作用動(dòng)力直接推動(dòng)大負(fù)載發(fā)生運(yùn)動(dòng)的具有特殊功能特性的傳動(dòng)裝置。由動(dòng)力、傳動(dòng)和負(fù)載部分的各構(gòu)件組成。它只用一套運(yùn)動(dòng)裝置，就同時(shí)具有運(yùn)動(dòng)、制動(dòng)、減速、省力等多種功能，可實(shí)現(xiàn)很大的力的傳動(dòng)比，并使負(fù)載在靜止或運(yùn)動(dòng)過(guò)程中均能維持極穩(wěn)定的平衡。具有功耗小、安全系數(shù)高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)。應(yīng)用范圍極廣，是現(xiàn)有提升機(jī)械的換代產(chǎn)品，可用以開(kāi)發(fā)出許多新產(chǎn)品和標(biāo)準(zhǔn)化系列產(chǎn)品及廣泛應(yīng)用于生活中。
文檔編號(hào)F16H35/00GK1058258SQ9110677
公開(kāi)日1992年1月29日 申請(qǐng)日期1991年8月17日 優(yōu)先權(quán)日1991年8月17日
發(fā)明者黎時(shí)斌 申請(qǐng)人:黎時(shí)斌