[发明专利]自动平衡器

说明书

本发明提出一种自动平衡器，以流体为工作介质进行力的控制，是一种为上下移动重物而对重物重量进行自动平衡的装置。

目前的气动力控制系统，均使用气动调压阀(减压阀)或电-气压力比例阀来完成气体压力的控制。气动调压阀是通过转动手柄来改变其输出压力的，它不能感知负载力的变化而自动调节压力，因此，对需要压力能自动匹配负载重量的气动平衡器来说，气动调压阀不能满足要求，此时，人们常使用一组气动调压阀及一套气动换向回路来近似地、有级地实现其压力的变化。显然，其性能差且成本高。使用电-气压力比例阀可以通过力传感器来感知负载力从而自动调节气体压力使之匹配，但这增加了一套电路并需要电源，从而影响了其使用范围。

本发明的目的是提出一种全气动的、能感知负载力变化从而自动调节其出口压力使之与负载力相匹配的自动平衡器。该平衡器不仅可以应用在气动平衡式助力系统上，还可以应用于其他需自动调节压力的力控制系统上。

本发明的上述目的是通过一种自动平衡器实现的。这种自动平衡器包括上下对称地安装于主阀腔内的提动式排气阀和提动式供气阀，一个复位弹簧安装在提动式排气阀阀芯中，而另一个复位弹簧安装在提动式供气阀阀芯中。提动式排气阀阀芯和提动式供气阀阀芯之间由中间带有凸台的阀杆通过两阀芯的中心孔连接，一个平衡活塞与一个阀杆刚性连接，该平衡活塞的上部有一个背压室，平衡活塞的下部有一个反馈室，该反馈室通过一个反馈通道与一个二次压力口A相连，该平衡活塞同时与一个出力杆刚性相连，该出力杆的下端有一个连接机构连接负载。一个操作手柄与出力杆连接并通过一个支点构成杠杆机构，该支点与阀体固连。在该自动平衡器中平衡活塞的下部有一个反馈室，它通过反馈通道与二次压力口A相连，从而可以感知二次压力。该平衡活塞还与出力杆刚性相连，从而可以将一个负载与反馈室内的二次压力在平衡活塞上实现力平衡。另外，平衡活塞还与阀杆刚性连接，从而可以将该平衡活塞的运动传递到该提动式排气阀阀芯和提动式供气阀阀芯上去。一个操作手柄与出力杆连接并通过一个支点构成杠杆机构，从而可以使排气阀阀芯和供气阀阀芯上下运动。另外该自动平衡器的阀芯可以采用滑阀式结构，而该平衡活塞也可以放在阀杆的中部或上部来驱动阀杆，该二次压力口[A]可通过一个气管与平衡气缸的进气口相连而构成自动平衡式助力系统。

本发明的其它优点及特点在结合有附图的下列实施例的描述中可以得到清楚的了解。

附图说明

图1为本发明的气体背压式自动平衡器原理结构图；

图2为本发明的弹簧背压式自动平衡器原理结构图；

图3为本发明实施例的系统回路原理图。

图3给出了利用图1或图2所示原理构成的自动平衡式助力系统。具有图1或图2结构的自动平衡器38通过绳索32及滑轮组33、35与平衡气缸30的活塞杆相连，自动平衡器38的钩子1挂有重物28，由气源来的压缩气体通过供气管路31进入自动平衡器38的P口，自动平衡器38的排气口R接大气，自动平衡器38的二次压力口A用二次压力管29与平衡气缸30的有杆腔相连，使自动平衡器38的二次压力经过二次压力管29进入平衡气缸的有杆腔。

本发明的原理是：二次压力口A和供给压力口P之间设置供气阀口15，二次压力口A和排气口R之间设置排气阀口17。在平衡活塞5上侧的背压室6内引入背压，平衡活塞5下侧的反馈室4内引入二次压力。具有一定重量的负载作用在平衡活塞5的出力杆2上。供气阀和排气阀均由提动式阀芯和阀座组成。当反馈室4内压力高于平衡所需要的压力时，平衡活塞5向上运动，阀杆9使排气阀口17打开，而供气阀口15在复位弹簧14的作用下处于关闭状态，二次压力口A的气体压力通过排气阀口17泄压而下降；而当反馈室4内压力低于平衡所需要的压力时，平衡活塞5向下运动，阀杆9使供气阀口15打开，而排气阀口17在复位弹簧18的作用下处于关闭状态，二次压力口A的气体压力通过供气阀口15充压而上升。当二次压力口A的压力与负载相匹配的时候，供气阀口15及排气阀口17均关闭从而自动平衡。因此，当出力杆2上连接有不同重量的负荷时，本自动平衡器可以保证二次压力口A的压力自动与之相适应。通过将中部有台肩的阀杆9穿过供气阀口15及排气阀口17提动阀芯的中心孔，从而与平衡活塞5及出力杆2刚性相连。出力杆2下端有一个连接机构(如图1中所示的钩子1)连接负载，从而实现前述的自动平衡。本发明与以往气动平衡器的主要不同在于在附图1所示的结构下有平衡活塞5及通过反馈通道13向平衡活塞5下侧的反馈室4内引入二次压力，从而可以感知负载的变化来自动调节二次压力，使之相互匹配。