[实用新型]一种自平衡装置

说明书

一种自平衡装置，包括机架，机架通过上轴系与铝型材框架相连，上轴系上设置有角度传感器，角度传感器用于控制在安装在铝型材框架上的丝杆系统，丝杆系统带动铝型材框架相对于上轴系产生力矩的改变，铝型材框架与上浮动轴系的套筒相连。基于负反馈的自平衡的机构，传动技术使用丝杠螺母，具有“机电一体化”特征，并使得机构原理上比较简单，系统安全可靠。

技术领域

本实用新型涉及平衡机构技术领域，特别涉及一种自平衡装置。

背景技术

杠杆定律在现实生活中运用广泛，小至剪刀、启瓶器，大至天平、钳子、起重机、塔吊等等，自平衡配重机构使用配重系统作为机构受力补充，利用重力原理与杠杆定律，使得机构具有趋向水平状态的自平衡能力，并且能够实时调平，该方法结构简单、成本低。目前，自平衡机构已经授权、公开的专利包括《自动平衡重力秤》(申请号：CN89217250.9公告号：CN2063627)；《一种重力式自动平衡升降机》 (申请号：CN201520742898.X公告号：CN205061498U)；《一种基于重力自平衡的自动调平方法及装置》(申请号：CN201510793190.1公告号：CN105384120A)；《一种自平衡杠杆式加载装置及其使用方法》(申请号：CN201610331292.6公告号： CN106053205A)等。但在以上这些自平衡装置中，有的例如《自动平衡重力秤》由于传动系统稳定性不高限制了其调平性能的提高，有的例如《一种自平衡杠杆式加载装置及其使用方法》则结构过于复杂，《一种基于重力自平衡的自动调平方法及装置》采用悬挂式，在安全性上限制了其在其他方面例如体重称量方面的应用。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种自平衡装置，基于负反馈的自平衡的机构，传动技术使用丝杠螺母，具有“机电一体化”特征，并使得机构原理上比较简单，系统安全可靠。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种自平衡装置，包括机架2，机架2通过上轴系9与铝型材框架8相连，所述的上轴系9上设置有角度传感器，角度传感器用于控制在安装在铝型材框架8上的丝杆系统，丝杆系统带动铝型材框架8相对于上轴系9产生力矩的改变，所述的铝型材框架8与上浮动轴系7的套筒相连。

所述的丝杆系统包括与角度传感器相连的丝杠10，丝杠10通过螺母与配重11 相连，配重11沿导轨12滑动，铝型材框架8上连接导轨12。

所述的配重11呈现“M”型，中间与丝杠螺母连接，两端为配重支座，配重11 通过螺栓固定于支座上，支座通过螺钉固定在滑块上，导轨12通过螺钉固定在铝型材框架8上，提供安全保护的行程开关安装在导轨12两侧。

所述的配重11和导轨12构成的单自由度平衡机构使用前馈和反馈算法进行闭环控制。

所述的上轴系9为两部分的半轴组成，上轴系9的套筒通过螺钉固定于铝型材框架8上，两个半轴之间的空间用于安装固定角度传感器。

所述的铝型材框架8通过上浮动轴系7与竖杆6相连，竖杆6上固定有平台5，平台5下方与液压阻尼系统3连接，液压阻尼系统3底部通过地脚螺栓固定于地面上。

所述的机架2通过下连杆4、竖杆6和铝型材框架8构成罗伯维尔机构。

本实用新型的有益效果：

一方面本实用新型适用于称量的场合，提供准确的称重功能；另一方面本实用新型同时简单易懂地展示了称重的原理，有一定的教学和展示价值。

通过铝型材框架8的设计，在极限载荷下，导轨12和丝杠10的挠度变形都在可接受范围内，同时铝型材框架8本身为配重11提供了机械上的位置限制，使得结构更加安全可靠，在导轨12两侧，安装了保护机构安全的行程开关，整体机构安全可靠，当配重11触及到行程开关时，运动部件将会停机；