[发明专利]一种重力平衡机构

说明书

技术领域

本发明涉及一种机械式力平衡机构，尤其是涉及一种机械式重力平衡机构。可应用于家居、超市、医疗，办公室等及机械装置中需要平衡重物重力时。

背景技术

无论在机械机构中，或者日常生活中，想要在重力方向轻松移动一个物体，都需要考虑重力平衡问题，原始的重力平衡机构是采用重锤和定滑轮组来平衡重物的重力，但这需要一个与重物重量相等的重锤，并有一个定滑轮和牵引索，这使机构重量成倍增加并占用大的空间。也可以采用机械弹簧力来平衡重物的重力，但弹簧反力与其变形成线性增长，重物刚开始移动时，弹簧变形小，其反力也小，不足以平衡重物的重力，当重物位移增加时，弹簧反力成线性增长，并会超过重物的重力，使重物移动困难。

用气弹簧可以改进对重物重力平衡状态，如ZL200620094348.2中用气弹簧来平衡储物架的重量，但气弹簧的摩擦阻力较大，这对于以人力为动力时，带动重物上下运动。仍感到有些不甚满意。

发明内容

本发明针对现有技术的不定，提出一种能在一段距离内，与重物的重力接近完全平衡的重力平衡机构。

本发明是通过如下技术方案实现的：

所述的一种重力平衡机构，是由储能器及锥状螺旋盘组成，储能器由轴，定外壳，扭簧，动外壳组成，锥状螺旋盘由锥状螺旋盘体，牵引索组成，锥状螺旋盘体与动外壳固连。

所述的一种重力平衡机构，是由储能器及锥状螺旋盘及蜗轮蜗杆调节器所组成，所述的储能器由轴，定外壳，扭簧，动外壳组成，所述的的锥状螺旋盘由锥状螺旋盘体，牵引索组成，锥状螺旋盘体与动外壳固连。所述的蜗轮蜗杆调节器由蜗轮，蜗杆及调节手轮组成。

所述的一种重力平衡机构，扭簧的一端与定外壳相连，扭簧的另一端与动外壳相连。

所述的一种重力平衡机构，牵引索的一端固定在锥状螺施盘的大直径端，牵引索顺锥状螺旋容线槽缠绕后由其小直径端出锥状螺旋容线槽向下与被平衡的重物相连。

所述的一种重力平衡机构，锥状螺旋盘体是在圆锥体上从小直径端到大直径端按直径递增刻出了锥状螺旋容线槽。

所述的一种重力平衡机构，扭簧可以用发条弹簧替代。

所述的一种重力平衡机构，蜗轮蜗杆调节器可以用锥齿轮副替代。

本发明与现有技术相比，将重力平衡问题，转换为扭矩平衡问题，由于扭簧储能器用较多圈数扭簧制成，在其旋扭过程中，直径变化较小，而输出弹簧力与变形成正比，有关系：

扭簧储能器输出扭矩＝基本不变力矩×递增的弹簧力

重物的反方向扭矩＝重物的重力×锥状螺旋盘递增之半径

即随着重物向下运动，扭簧储能器的输出扭矩与重物的反方向扭矩同步增加，仍处于平衡状态，由于机械传动装置很高的传动效率，中间能量损失很小，所以只要施以微小的力，重物即可上下移动。通过蜗轮蜗杆调节器调节扭簧的予压，可以调节重力平衡机构的初始平衡力，使本机构可以为变负载提供相应的重力平衡。

附图说明

图1是本发明的三维轴侧示意图。

图2是本发明的三维分体示意图。

图3是本发明有蜗轮蜗杆调节器的三维轴侧示意图。

图4是本发明用于平衡油烟机的示意图。

图5是本发明有调节器形式的用于平衡储物架的示意图。

图中：1、轴，2、定外壳，3、扭簧，4、动外壳，5、锥状螺旋盘体，6、牵引索，7、蜗轮，8、蜗杆，9、调节手轮，10、轴承，11、固定点，12、排油烟机，13、定位机构，14、储物架、15、定位机构。

具体实施方式

实施例1：如图1、图2所示，本发明包括轴1，固定外壳2，扭簧3，动外壳4，锥状螺旋盘体5，牵引索6。轴1固定在刚体支架上，定外壳2与轴1固连，扭簧3装于定外壳2内，扭簧3的一端与定外壳2固连，扭簧3的另一端与动外壳4固连，动外壳4与定外壳2可相对旋转，并盖在定外壳2上，并与轴1可相对转动，锥状螺旋盘5与动外壳4固连并与轴1相对转动，牵引索6缠绕于锥状螺旋盘5的容线槽中，其一端与锥状螺旋盘的大直径端固连，另一端从锥状螺旋盘的小直径端的容线槽中伸出并铅直向下，用于带动所平衡的重物。首先，应根据被平衡重物的重量，旋转动外壳4及锥状螺旋盘5，造成扭簧3一定的予紧量，使重物基本处于位置平衡状态，当被平衡的重物向下运动时扭簧3被进一步旋紧，其输出扭矩加大，但在重物下移同时牵引索伸出端在锥状螺旋盘体上的半径也在加大，也即由重物所形成的扭矩也在加大，以上由扭簧所形成的反方向扭矩与重物形成的扭矩形成了动态平衡，保持了重物在运动过程中的重力平衡状态，也即上下移动重物，只需要很微小的力。