專利名稱：抗傾倒平衡裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種使重心不穩(wěn)定的物體一直保持平衡的裝置，具體來說，這種裝置是由電動(dòng)機(jī)或發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的陀螺、陀螺架及進(jìn)動(dòng)加速 構(gòu)成，利用加速陀螺的進(jìn)動(dòng)，而產(chǎn)生與傾倒方向相反的運(yùn)動(dòng)。
在重心不穩(wěn)定的物體上安裝一般的有動(dòng)力的陀螺裝置，在傾倒力的作用下，會(huì)暫時(shí)維持?jǐn)[動(dòng)不傾倒，但在外界摩擦力的作用下，擺動(dòng)會(huì)越來越大，直到傾倒。該實(shí)用新型首次采用了進(jìn)動(dòng)加速器，在有傾倒力的作用時(shí)，因?yàn)榧铀倭送勇莸倪M(jìn)動(dòng)，產(chǎn)生與傾倒力相反的力，糾正傾倒從而裝有該裝置的物體自動(dòng)恢復(fù)到平衡位置，并一直保持平衡。
本實(shí)用新型的目的是，使裝上這種平衡裝置的重心不穩(wěn)定的物體穩(wěn)定。即使兩個(gè)活動(dòng)支撐點(diǎn)的，總重心在兩支點(diǎn)之上的(包括平衡裝置的重量)物體也能保持平衡，并抵抗一定的傾倒干擾力。這種現(xiàn)象只有在雜技表演中的走鋼絲和高臺(tái)定車的節(jié)目中可以看到。這種裝置可用在車輛、特別是兩輪車輛、船只特別是快速輕型船只、飛行器、機(jī)器人、工程機(jī)械、以及玩具游藝器械上，使之保持平衡不傾倒。
現(xiàn)對照以下附圖詳細(xì)描述本實(shí)用新型的解決方案及具體實(shí)施例


圖1是解決方案的附圖，圖2是解決方案的側(cè)視圖。圖3是第一實(shí)施例的附圖，圖4是第一實(shí)施例的側(cè)視附圖。圖5是第二實(shí)施例的附圖，圖6是第二實(shí)施例的剖視附圖。圖7是第三實(shí)施例的附圖，圖8是第三實(shí)例的側(cè)視附圖，圖9是第三實(shí)施例的電路原理圖。
本實(shí)用新型的上述目的是通過以下方案實(shí)現(xiàn)的如
圖1，圖2所示由電動(dòng)機(jī)或液壓馬達(dá)或汽油發(fā)動(dòng)機(jī)或其它動(dòng)力機(jī)構(gòu)構(gòu)成的陀螺驅(qū)動(dòng)器1，和被驅(qū)動(dòng)的陀螺2裝在陀螺架4上，陀螺架4有活動(dòng)絞結(jié)5與被平衡的物體6聯(lián)接，該活動(dòng)絞結(jié)的旋轉(zhuǎn)軸與陀螺2的旋轉(zhuǎn)軸互成交角，一般應(yīng)在30°～150°之內(nèi)，以90°最佳。在陀螺架4與被平衡物體6之間裝有進(jìn)動(dòng)加速器7，如
圖1，圖2所示，進(jìn)動(dòng)加速器7是控制絞結(jié)5的軸的轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)進(jìn)動(dòng)加速，作為另一種方式7也可設(shè)置在陀螺軸的頂端，控制其頂端的擺動(dòng)實(shí)現(xiàn)進(jìn)動(dòng)加速。加速陀螺2的進(jìn)動(dòng)，使W進(jìn)＞ (mgrc)/(IW自) ，陀螺產(chǎn)生與傾倒方向相反的運(yùn)動(dòng)。W進(jìn)進(jìn)動(dòng)角速度，rc總質(zhì)量重心到支點(diǎn)8的距離，I陀螺旋轉(zhuǎn)慣量，W自陀螺旋轉(zhuǎn)角速度，m裝置與被平衡物的總質(zhì)量，g重力加速度。
本實(shí)用新型的實(shí)例1參照圖3、圖4驅(qū)動(dòng)陀螺的電機(jī)或液壓馬達(dá)21與陀螺22共用一根軸，并通過軸27.2與陀螺架24聯(lián)接，陀螺架的下部有結(jié)絞25與被平衡的物體26聯(lián)接。在陀螺架與被平衡的物體之間裝有進(jìn)動(dòng)加速器，是一根中間有槽的弧形導(dǎo)軌27.1或二根平行的弧形導(dǎo)軌構(gòu)成，導(dǎo)軌27.1與被平衡的物體固定。陀螺22軸的上端或裝其上的摩擦輪伸入導(dǎo)軌27.1的槽中，使陀螺架24以25為軸在弧形的導(dǎo)軌27.1的槽中擺動(dòng)。
實(shí)施例2參照圖5、圖6該實(shí)用新型的進(jìn)動(dòng)加速器是由弧形的固定在被平衡物體36上的導(dǎo)軌37.1和陀螺架34，平衡架37.5構(gòu)成的。陀螺架34下端裝有一與導(dǎo)軌平面垂直的小軸35與被平衡物體36聯(lián)接，使陀螺架34可在導(dǎo)軌37.1的平面上擺動(dòng)。在陀螺架34的上端裝有兩個(gè)摩擦輪37.2，在其軸的上部還有小摩擦輪37.3，小摩擦輪可在導(dǎo)軌37.1槽內(nèi)擺動(dòng)，摩擦輪37.2的軸的中部和下部通過可擺動(dòng)軸承37.4分別裝在陀螺架34和平衡架37.5上。平衡架37.5中部裝有一與導(dǎo)軌平面平行的軸37.7，其兩端分別裝在陀螺架34上，使平衡架37.5與陀螺架34之間可在垂直于導(dǎo)軌37.1的平面方向擺動(dòng)。電動(dòng)機(jī)32上固定的軸37.6與導(dǎo)軌平面垂直，并裝在平衡架37.5上，陀螺軸上端裝的另一摩擦輪37.8位于兩摩擦輪37.2之間。這一結(jié)構(gòu)是陀螺架上端可以在導(dǎo)軌平面上擺動(dòng)，并把電動(dòng)機(jī)32的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力按陀螺31進(jìn)動(dòng)的方向傳給摩擦輪37.2。
實(shí)施例3參照圖8、圖7該實(shí)用新型是由陀螺41，驅(qū)動(dòng)電機(jī)42及做進(jìn)動(dòng)加速器的可逆電機(jī)47.1和傳感放大器47.2～47.6構(gòu)成?？赡骐姍C(jī)47.1固定在被平衡的物體46上，其輸出軸與陀螺架或驅(qū)動(dòng)電機(jī)42聯(lián)接。傳感放大器47.2～47.6是由電子開關(guān)47.2，放大器47.3，功率放大器47.4和記憶電容 47.5，微分電容47.6構(gòu)成。電子開關(guān)快速的在A、B間換轉(zhuǎn)，當(dāng)搬向B時(shí)，可逆電機(jī)47.1起傳感器作用將進(jìn)動(dòng)的速度信號(hào)經(jīng)微分電容47.6送到放大器47.3，放大信號(hào)存于記憶電容47.5，電子開關(guān)搬向A時(shí)，可逆電機(jī)47.1起電動(dòng)機(jī)作用，由記憶電容 47.5上的信號(hào)經(jīng)功率放大器47.4放大，驅(qū)動(dòng)可逆電機(jī)47.1，起到對進(jìn)動(dòng)的加速作用。
實(shí)施例4如上述的自動(dòng)平衡器，采用兩只相互成90°的裝在被平衡物體上，可以組成二維平衡器，這時(shí)被平衡物體只要一個(gè)支撐點(diǎn)就可以保持平衡。
實(shí)施例5將該平衡裝置的陀螺或連驅(qū)動(dòng)電機(jī)一起裝在一個(gè)抽為真空的殼體內(nèi)以清除空氣阻力，這時(shí)，電力通過密封導(dǎo)線引入真空殼內(nèi)。
實(shí)施例6上述的平衡裝置的驅(qū)動(dòng)電機(jī)采用即可以作為發(fā)電機(jī)又可以作為電動(dòng)機(jī)的可逆電機(jī)，這時(shí)陀螺不但起平衡作用，還起到貯能作用。
權(quán)利要求1.一種防止重心不穩(wěn)定物體傾倒的抗傾倒平衡裝置，具有動(dòng)力驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)的陀螺和陀螺架，陀螺安裝在陀螺架上，陀螺架與被平衡物體有活動(dòng)絞結(jié)聯(lián)接，其特征在于該活動(dòng)絞結(jié)(5)、(25)、(35)(45)的旋轉(zhuǎn)軸與陀螺的旋轉(zhuǎn)軸互成交角，并且在陀螺和被平衡物體之間裝有進(jìn)動(dòng)加速器(7)、(27、1)、(37、1)，(47、1)，用于實(shí)現(xiàn)對陀螺進(jìn)動(dòng)的加速，該進(jìn)動(dòng)加速器固定在被平衡物體上，輸出端與陀螺或陀螺架聯(lián)接。
2.按權(quán)利要求1所述的防止重心不穩(wěn)定物體傾倒的抗傾倒平衡裝置，其特征在于進(jìn)動(dòng)加速器由弧形的導(dǎo)槽(27.1)組成，導(dǎo)軌兩端被固定在平衡物體(26)上，陀螺的軸的上端伸在導(dǎo)槽的兩側(cè)壁之間。
3.按權(quán)利要求1所述的防止重心不穩(wěn)定物體傾倒的抗傾倒平衡裝置，其特點(diǎn)在于進(jìn)動(dòng)加速器由圓弧形的固定在被平衡物體上的導(dǎo)軌(37.1)、和陀螺架(34)、平衡架(37.5)構(gòu)成陀螺架下端裝一與導(dǎo)軌平面垂直的小軸(35)與被平衡物體(36)聯(lián)接，上端裝有兩摩擦輪(37.2)摩擦輪軸上部還有小摩擦輪(37.3)并裝在導(dǎo)軌(37.1)之間，摩擦輪(37.2)軸的中部和下部通過可擺動(dòng)軸承(37.4)分別裝在陀螺架(34)和平衡架(37.5)上，平衡架中部有一軸(37.7)與導(dǎo)軌平面平行，并裝在陀螺架上平衡架的軸(37.6)與導(dǎo)軌平面垂直并裝在電機(jī)(32)上，陀螺軸上端裝的另一摩擦輪(37.8)在兩摩擦輪(37.2)之間。
4.按權(quán)利要求1所述的防止重心不穩(wěn)定物體傾倒的抗傾倒平衡裝置，其特征在于進(jìn)動(dòng)加速器由可逆電機(jī)(47.1)和傳感放大器(47.2)～(47.5)構(gòu)成，傳感放大器是由電子開關(guān)(47.2)，放大器(47.3)和功率放大器(47.4)，記憶電容(47.5)構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的抗傾倒平衡裝置，其特征在于陀螺與既可作為發(fā)電機(jī)又可作為電動(dòng)機(jī)的可逆電機(jī)聯(lián)接。
專利摘要本實(shí)用新型是一種防止重心不穩(wěn)定物體傾倒的自動(dòng)平衡裝置，具有動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的陀螺和陀螺架，陀螺架通過活動(dòng)絞結(jié)與被平衡物體聯(lián)系，活動(dòng)絞結(jié)的軸與陀螺軸互成交角，由裝在被平衡物體上的進(jìn)動(dòng)加速器，對陀螺的進(jìn)動(dòng)加速，而產(chǎn)生抗傾倒力。該裝置可用在車輛特別是兩輪車輛、船只特別是輕型船只、飛行器、機(jī)器人、工程機(jī)械、玩具及游藝器械上。其中一種簡易結(jié)構(gòu)特別適宜制成各種新型表演雜技的玩具，產(chǎn)生一種特殊的平衡現(xiàn)象。
文檔編號(hào)B60G21/08GK2092456SQ9120248
公開日1992年1月8日 申請日期1991年2月20日 優(yōu)先權(quán)日1991年2月20日
發(fā)明者蔡德和, 李娜 申請人:蔡德和, 李娜