專利名稱：用于平衡的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于平衡的方法和裝置具有一個(gè)用于懸掛物件的桿件并用恒定力的方法來達(dá)到平衡效果。
懸掛物的平衡裝置已廣為人知。本發(fā)明人在美國獲得的1988年4月12日頒發(fā)的專利權(quán)證4，763，922號中所列出的就是其中一例。在該專利中示出的一個(gè)裝置具有一個(gè)可在大約90°的弧線上轉(zhuǎn)動的受平衡的懸掛桿件。而本發(fā)明的一個(gè)目的是要提供一個(gè)可在360°的弧線上轉(zhuǎn)動的受平衡的懸掛桿件。本發(fā)明的另一個(gè)目的是要提供一個(gè)操作時(shí)不受重力場影響的受平衡的懸掛桿件。本發(fā)明還有一個(gè)目的是要提供這樣一個(gè)裝置，該裝置具有一個(gè)由一個(gè)或多個(gè)桿段組成的鉸接桿件，在平衡一個(gè)懸掛物時(shí)這些桿段能一起旋轉(zhuǎn)或分別旋轉(zhuǎn)。
從本質(zhì)上來說，本發(fā)明具有一個(gè)由一個(gè)或多個(gè)桿段組成的平衡桿件，這些桿段可以環(huán)繞一個(gè)垂直于桿件并構(gòu)成主要支點(diǎn)的樞軸旋轉(zhuǎn)360°。平衡方法是將每一桿段在其支點(diǎn)的一邊環(huán)繞樞軸轉(zhuǎn)動的余弦值復(fù)制到位在主要第一樞點(diǎn)另一邊的相應(yīng)的曲柄元件上，此時(shí)一個(gè)恒定力(可通過力的倍增器來加強(qiáng))正施加在曲柄元件上。
本發(fā)明最好用于重力場內(nèi)對一具有均勻重量的物件進(jìn)行平衡的工作，但也可用作不受重力場影響的、即在一非直立的平面上(例如夾緊裝置)的恒定力的“推或拉”機(jī)構(gòu)。
本發(fā)明的實(shí)施例見附圖，其中

圖1a 為一裝置的垂直剖視圖，該裝置支承在水平平面上，具有一個(gè)處在水平位置的受平衡的桿件，其上帶有一個(gè)形狀如鏡子的重物;
圖1b 為一與圖1a相似的視圖，但桿件系在升起的位置;
圖2a 為圖1所示裝置主要元件的透視圖;
圖2b 為一裝在直立面上與圖1相似的裝置的垂直剖面圖;
圖3 為第二個(gè)實(shí)施例的垂直側(cè)視圖，該裝置具有一個(gè)受平衡的鉸接桿件，圖上示出桿件旋轉(zhuǎn)的可能性;
圖4 為圖3所示裝置設(shè)4-4線的水平剖視圖;
圖5 為圖4所示裝置沿5-5線的剖視圖;
圖6 為圖3至圖5所示裝置平衡元件的分解透視圖;
圖7，8，9，10為圖3至圖6所示裝置的曲柄和托架車的簡化立視圖;
圖11和圖12為圖3至圖6所示裝置操作原理的略圖;
圖13 為第三個(gè)實(shí)施例的類似圖3那樣的視圖，其受平衡的桿件系由兩個(gè)桿段組成，圖中示出其旋轉(zhuǎn)的可能性;
圖14 為圖13沿14-14線的水平剖面視圖;
圖15 為圖16沿15-15線的剖面圖;
圖16 為圖14沿16-16線的剖面圖;
圖17 為本發(fā)明第四個(gè)實(shí)施例類似圖3b和圖13的代表性的側(cè)視圖;
圖18 為圖17沿18-18線的剖面圖;
圖19，20，和21是本發(fā)明第五個(gè)實(shí)施例的原理圖;
圖22 是本發(fā)明第六個(gè)實(shí)施例的縱向垂直剖面;
圖23 是圖22的實(shí)施例的水平剖面。
圖1和圖2所示裝置為臺式平衡裝置(10)，它具有一個(gè)底座(12)，一個(gè)桿件(14)和一個(gè)設(shè)在桿件(14)端頭的荷重(16)。在這第一個(gè)實(shí)施例中，荷重(16)是一面復(fù)合鏡，其角度指向?yàn)橐粶?zhǔn)平行四邊形的聯(lián)動機(jī)構(gòu)所控制，其中包括一根連接桿(17)。在底座(12)上裝有兩個(gè)肩并肩列在一起的整體心軸(18)，可從圖2a看到。每一根心軸(18)的周圍都卷繞著恒定力彈簧。恒定力彈簧對本行業(yè)來說是熟知的，阿米托克(Ametok)就是這種彈簧的一個(gè)制造商。適合于圖2a中心軸(18)用的那種恒定力彈簧應(yīng)有這樣的特性，當(dāng)彈簧的一端從心軸上拉開，使彈簧展開伸直，相對心軸而滑動時(shí)，同時(shí)有一股力要把彈簧拉回到心軸上去，不管彈簧頭拉離心軸(18)多遠(yuǎn)，這股力基本上是不變的。
從圖2a中可以看到，心軸(18)上兩個(gè)恒定力彈簧的端頭都栓住在滑動塊(20)上，該滑動塊在直立導(dǎo)向隔板(22)內(nèi)移動，該隔板(22)的活動范圍又整個(gè)被底座(12)所限定?；瑒訅K(20)制成一定形狀，它的后端壁(26)，兩側(cè)壁(28)共同限定了內(nèi)部空腔或內(nèi)室(24)。后端壁(26)在中上部挖去一部分，如圖2a中標(biāo)有(30)的地方。
在圖1和圖2a中看到的桿件(14)是與圓形部分(32)成為一體的，從圓形部分上還有一個(gè)短臂(34)伸出到滑動塊(20)所限定的內(nèi)室(24)內(nèi)。在短臂(34)的端頭設(shè)有一根小樞軸(36)，上面裝著兩個(gè)從動輪(38)，在短臂(34)的兩邊各裝一個(gè)。從動輪向后抵在后壁(26)的邊緣部分(40)上，該部分(40)具有后壁的全部高度。
從圖1b可以看到，從桿件(14)的樞軸(44)延伸到小樞軸(36)的連線(42)實(shí)際上與桿件(14)的主要方向成直角。顯然可知由于重力的關(guān)系，在桿件(14)右端的荷重(16)將使桿件(14)沿順時(shí)鐘方向轉(zhuǎn)動，使從動輪(38)向左抵壓在滑動塊(20)的后壁(26)上。但滑動塊(20)卻受到心軸(18)上恒定力彈簧(19)所施加的恒定向右力的作用，因此有一個(gè)恢復(fù)力矩或平衡力矩作用在桿件(14)上。進(jìn)一步我們可從幾何的觀點(diǎn)來看，由恒定力彈簧施加的力可以安排成使桿件(14)一端的鏡子(16)(或其他荷重)總是能受到一個(gè)恰好匹配的平衡力，不管桿件(14)的角度如何。特別是由(鏡子的)荷重(16)環(huán)繞樞軸(44)的力矩(包括桿件(14)重量的作用)總是能恰好被恒定力彈簧(19)作用在從動輪(38)上的平衡力矩所匹配。我們可以看到，使桿件(14)環(huán)繞樞軸(44)順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動的荷重(16)所作用的力矩臂將隨桿件(14)與水平面所成角度的余弦值成比例地減小，而當(dāng)桿件(14)轉(zhuǎn)動到直立向上的位置時(shí)，力矩臂減小為零。由于同樣原因，作用在從動輪(38)上的恢復(fù)力矩，在最初是等于恒定力彈簧(19)作用的力乘上(36)和(44)兩樞軸間的距離，其后這力矩值同樣隨著桿件(14)與水平面所成角度的余弦值成比例地減小。這一點(diǎn)當(dāng)應(yīng)用到所述的裝置上時(shí)可稱為“余弦原理”。
圖2b為圖1所述裝置的一種墻式變型。在圖2b所示的裝置中有兩個(gè)卷繞在心軸(60)上的恒定力彈簧(58)以水平方向伸展出來。心軸(60)與底座(62)成為一體，底座(62)可與固定在直立墻面的安裝托架用鉸鏈在(64)處連接起來。
在本實(shí)施例中，有一桿件(68)裝在底座(62)外面的樞軸(70)上，并有一個(gè)與桿件(68)的主要伸展方向成直角伸展的短臂(72)。短臂(72)在其遠(yuǎn)離桿件(68)的一端設(shè)有兩個(gè)從動輪(74)，從動輪(74)抵壓在底座(62)內(nèi)移動塊(78)的端壁(76)上。恒定彈簧(58)用銷釘(80)固定在移動塊(78)上，經(jīng)常使移動塊(78)拉向左邊如圖所示。這就造成一個(gè)平衡力矩，通過短臂(72)環(huán)繞樞軸(70)而起作用。這個(gè)力矩(包括桿件(68)和短臂(72)的重量的作用)正好抵銷桿件(68)端頭荷重(圖2b中未畫出)所產(chǎn)生的力矩。
本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例在圖3至12中示出。如圖11所示，第一樞軸(90)支持著第一桿件(92)使它能在垂直面內(nèi)轉(zhuǎn)動。連板(96)與桿件(92)以樞軸(94)連接，在連板上的點(diǎn)(100)處懸掛著荷重(98)。點(diǎn)(94)與點(diǎn)(100)兩處間的距離在圖11上標(biāo)為d2。
在桿件(92)的另一端有一L形的第二桿件(102)，它有一個(gè)主要部分(104)在圖11中與桿件(92)在同一直線上，另有一短臂(106)與桿件的主要部分(104)成為直角。還有一連桿(108)把短臂(106)上的樞點(diǎn)(110)與連板(96)上的樞點(diǎn)(112)連接起來。L形的第二桿件(102)以樞軸(114)與桿件(92)連接?？梢钥吹綐休S點(diǎn)(110)(112)(94)和(114)連起來是一平行四邊形，不同第二桿件(102)相對于桿件(92)的角度如何。
第二桿件(102)上在點(diǎn)(116)處懸掛著荷重(118)。在圖11由多個(gè)元件構(gòu)成的機(jī)構(gòu)中，在樞點(diǎn)(114)和(116)之間的距離設(shè)為D2，在樞點(diǎn)(114)和(90)之間的距離設(shè)為D1，在樞點(diǎn)(90)和(94)之間的距離設(shè)為d1，至于距離d2則在前面已有敘述。
為了使荷重(118)和(98)能精確地維持平衡，D2和D1的比率必須與d2和d1的比率相同。如果這樣一個(gè)比率存在，那么只要荷重(118)和(98)的比率與(D1+D2)和(d1+d2)的比率成反比，不同(92)和(102)兩者之間的角度如何，總是可以得到完善的平衡的。
上述關(guān)系在第二桿件(104)以逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)180°以致荷重(98)跑到通過樞點(diǎn)(94)的垂直線的左邊時(shí)仍然成立。按照圖12a和圖12b所示的布置，荷重(118)既能環(huán)繞樞點(diǎn)(90)也能環(huán)繞樞點(diǎn)(114)旋轉(zhuǎn)360°。
圖12可以說明一個(gè)事實(shí)，即不管各個(gè)構(gòu)件的角度如何，從點(diǎn)(90)至點(diǎn)(100)的距離(見圖11)和從點(diǎn)(90)至點(diǎn)(116)的距離之間總是存在著不變的關(guān)系。如圖3所示，本實(shí)施例的裝置有一箱殼(120)支承在底板(124)上的支座(122)上，底板(124)則可放在桌面(126)上。桿件(128)裝在箱殼(120)的一邊，可繞樞點(diǎn)(130)旋轉(zhuǎn)360°。第二桿件(132)裝在桿件(128)的樞點(diǎn)(134)上，可繞該樞點(diǎn)旋轉(zhuǎn)360°。在第二桿件(132)上遠(yuǎn)離第一桿件的端頭上的點(diǎn)(136)處可配上懸掛荷重。
如圖4，5，6所示，箱殼(120)由一鉸接在(141)處的側(cè)壁(140)、另一側(cè)壁(142)、頂壁(144)、及底壁(146)構(gòu)成。在箱殼(120)內(nèi)裝有彈簧卷繞筒(152)和一對彈簧輸出筒(150)，所有這些筒均能自由旋轉(zhuǎn)。在與筒(152)構(gòu)成一體的絞車軸(154)上設(shè)有螺旋槽(156)用來接受鋼纜(158)的端頭。鋼纜(158)被曳引繞過一個(gè)惰輪(160)，接下來再繞過另一個(gè)惰輪(162)，然后進(jìn)入一個(gè)滑車組(164)?；嚱M具有多個(gè)滑輪，分裝在兩個(gè)間隔開的軸上，其中一個(gè)軸的軸線為(166)，另一個(gè)軸(168)的軸線為(170)。
恒定力彈簧被曳引環(huán)繞在卷繞筒(152)和輸出筒(150)上，能對輸出筒(150)施加一個(gè)恒定的扭短，不同輸出筒的角度位置如何。從而在鋼纜上產(chǎn)生一個(gè)恒定的力，這個(gè)力通過滑車組(164)的增強(qiáng)作用，就能成為一個(gè)恒定的巨大的力，使軸(166)和(170)靠近。
滑車組(164)和惰輪(162)裝在一個(gè)滑動底盤或托架(165)上，托架上設(shè)有導(dǎo)輪(167)，可在水平方向上追隨軸(168)的位置變化而移動(自左至右如圖6所示)。軸(168)可在托架(165)的槽(169)內(nèi)自由上下滑動。軸承(171)裝在槽(169)之內(nèi)。
現(xiàn)在參閱圖4，構(gòu)成滑車組(164)一部分的軸(168)支承在曲柄臂(172)上，而曲柄臂(172)又通過滾軸承(174)裝在軸線為(130)的樞軸上(這個(gè)軸線也就是桿件(128)裝在箱殼(120)上的樞軸的軸線)。在滾珠軸承(174)之內(nèi)裝有旋轉(zhuǎn)的主軸(176)，其上用鍵裝上鏈輪(178)，環(huán)繞鏈輪(178)曳引著環(huán)狀鏈(180)。環(huán)狀鏈(180)還環(huán)繞另一裝在樞點(diǎn)(134)的空心軸(184)上的鏈輪?？招妮S(184)相對于第二桿件(132)的位置是固定的，并可旋轉(zhuǎn)。電線(186)可以象圖示那樣穿過桿件(128)和(132)，最后在第二桿件(132)左端的套筒(188)的端部引出應(yīng)用。
如圖5所示我們可以看到，隨著恒定力彈簧在鋼纜(158)上的作用，滑車組(164)總是要用一個(gè)恒定的力把軸(168)拉向下方。曲柄臂(172)是這樣安排的，使它在軸線(170)和(130)之間的方向大致上與第一桿件(128)的主要伸展方向相同。這樣當(dāng)桿件(128)向上升起時(shí)，曲柄臂(172)就會環(huán)繞軸線(130)向上擺動。由于軸(168)被一恒定力拉向下方，正象在軸(168)上掛有一個(gè)巨大的重量那樣，所以只要鋼纜的張力選擇恰當(dāng)，荷重在軸線(136)上的作用是可以完善地加以平衡的。另外，平衡還可以繼續(xù)到成為精確為止，即使當(dāng)?shù)谝粭U件(128)維持在某一位置(例如水平位置)、第二桿件(132)是在樞軸上旋轉(zhuǎn)時(shí)也是如此。由于環(huán)形鏈的關(guān)系，單憑第二桿件(132)的轉(zhuǎn)動就能引起曲柄臂(172)同等的轉(zhuǎn)動，因此可以維持上面所述的余弦關(guān)系。實(shí)際上圖3至圖6所示的布置就是圖11，12a，12b所示的理想的圖上布置的精確的機(jī)械代表物。
圖13至圖16所示的本發(fā)明的第三個(gè)實(shí)施例具有第一桿件(128)和第一樞點(diǎn)(130)、第二桿件(132)和第二樞點(diǎn)(134)，還有一個(gè)懸掛點(diǎn)(136)，就象圖3中所示的實(shí)施例那樣。但在本實(shí)施例中，圖4的環(huán)狀鏈(180)已被一排或一列齒輪(200)安裝在桿件(128)內(nèi)的軸頸上的相互嚙合的齒輪(202)所取代。有一根固定在桿件(132)樞點(diǎn)(134)上的軸(204)帶動成排齒輪(200)端頭的一個(gè)齒輪(206)。成排齒輪(200)另一端的齒輪(208)則固定在一個(gè)軸套(210)上，該軸套(210)裝在軸承(212)內(nèi)，并能環(huán)繞固定在桿件(128)上的軸(214)旋轉(zhuǎn)。軸套(210)的一端伸入到箱殼(120)之內(nèi)，帶動一個(gè)第一齒輪(216)，該齒輪(216)與裝在曲柄軸(220)上的曲柄齒輪(218)嚙合，該曲柄軸(220)又帶動一個(gè)曲柄臂(222)，曲柄臂(222)的另一端帶有一個(gè)從動輪(224)，可在托架(228)的槽(226)內(nèi)上下自由移動。第一初始齒輪(230)固定在箱殼(120)內(nèi)的軸(214)上。曲柄軸(220)裝在初始齒輪(230)上偏離軸(214)之處并能與初始齒輪(230)相互旋轉(zhuǎn)。
第二初始齒輪(232)裝在箱殼內(nèi)軸(233)的軸頸上，與第一初始齒輪(230)嚙合。另有一排直立的互相嚙合的齒輪組(234)，分別裝在固定在箱殼(120)內(nèi)邊的立柱(236)上的軸頸上，把齒輪(216)與一類似的裝在第二初始齒輪(232)軸上的齒輪(238)連接起來，齒輪(238)與用鍵裝在曲柄軸(242)上的曲柄齒輪(240)嚙合，軸(242)上帶有曲柄臂(244)，曲柄臂(244)的另一端帶有從動輪(246)，它可在托架(228)的槽(226)內(nèi)自由移動。
托架(228)裝在一對裝在軸頸上的導(dǎo)輪(248)上，導(dǎo)輪(248)可沿箱殼(120)內(nèi)平行相對的兩面(250)移動。恒定力彈簧裝置(252)裝在托架(228)的軸頸上，由兩個(gè)彈簧輸出筒(254)和一個(gè)彈簧卷繞筒(256)組成。絞車軸(258)與卷繞筒(256)制成一體，滑車組(260)分別裝在圖15的軸(245)和(247)上，并具有眾多的惰輪(262)。鋼纜(264)的一端(266)錨固在托架(228)上，然后繞過惰輪(262)和絞車軸(258)，將另一端(268)(圖15)錨固在彈簧卷繞筒(256)上。
在圖13至圖16的實(shí)施例操作時(shí)，第二桿件(132)環(huán)繞樞點(diǎn)(134)的轉(zhuǎn)動通過齒輪組(202)和軸套(210)傳到齒輪(216)上，齒輪(216)使曲柄臂(222)和(244)在相反方向轉(zhuǎn)動并使托架(228)移動，托架(228)的移動由初始齒輪(230)和(232)的轉(zhuǎn)動來引導(dǎo)?；嚱M滑輪(260)和(262)垂直方向移動，由恒定力彈簧卷筒裝置提供一個(gè)恒定力。
圖17和圖18所示第四實(shí)施例具有第一桿件(128)和第一樞點(diǎn)(130)，樞點(diǎn)(130)設(shè)在圓周軸承(290)的中心，圓周軸承(290)帶有箱殼(120)的一塊圓形板(292)，可與第二實(shí)施例中的三個(gè)輪子起同等的作用。(如圖4所示，三個(gè)均勻分布的輪子(190)分別裝在殼板(191)的軸頸上并在箱殼(120)側(cè)壁上一個(gè)圓周空腔(192)內(nèi)滾動)。第四實(shí)施例也有第二桿件(132)和第二樞點(diǎn)(134)，就象圖3所示的實(shí)施例那樣。還有第三桿件(300)和第三樞點(diǎn)(302)及懸掛點(diǎn)(304)。第一桿件(128)和第二桿件(132)的結(jié)構(gòu)和機(jī)理與圖3至圖12中第二實(shí)施例的有關(guān)件相似。第三桿件(300)的樞點(diǎn)(302)具有一個(gè)固定在桿件(300)上的銷釘(306)，該銷釘(306)的軸頸裝在第二桿件(302)內(nèi)的軸承(307)上，并在桿件(132)內(nèi)帶動一個(gè)鏈輪(308)。鏈輪(308)通過鏈條(310)與固定在軸套(314)上的鏈輪(311)連接，軸套(314)裝在桿件(128)的軸承(316)內(nèi)，并在桿件(128)內(nèi)帶動一個(gè)鏈輪(318)。鏈輪(318)通過鏈條(320)與固定在軸套(324)上的鏈輪(322)連接。固定在軸套(324)上的還有一個(gè)鏈輪(334)，鏈輪(334)驅(qū)動鏈條(336)和固定在軸(340)一端的鏈輪(338)，軸(340)裝在軸套(324)內(nèi)，固定在軸(340)的另一端的還有一個(gè)鏈輪(342)，鏈輪(342)驅(qū)動鏈條(344)和裝在軸(331)上的鏈輪(346)，該鏈輪(331)與曲柄(330)制成一體。曲柄(330)上的軸(331a)帶動圖5所示的滑車組(164)。
第四實(shí)施例在操作時(shí)，桿件(300)轉(zhuǎn)動軸(302)、鏈輪(308)、鏈條(310)、鏈輪(311)、軸(314)、鏈輪(318)、鏈條(320)、鏈輪(322)、軸套(324)、鏈輪(314)、鏈條(336)、鏈輪(338)、軸(340)、鏈條(344)、鏈輪(346)、軸(331)、曲柄(330)和軸(331a)。第二桿件(132)轉(zhuǎn)動的按排就象圖3至12第二實(shí)施例所述的那樣。
參閱圖4，本行業(yè)的專業(yè)人員可以看到，如果第二桿段不需要轉(zhuǎn)動360°，那么鏈輪鏈條的裝置可用圖11、12a和12b所述的平行四邊形機(jī)構(gòu)來代替。
參閱圖16，可以看到由原始齒輪(230)和(232)(每個(gè)齒輪都有一個(gè)偏心輪)，以及滑車組裝置(260)和第一桿件(128)可以構(gòu)成一個(gè)簡單的平衡裝置，作為第二實(shí)施例的替代方案。
本發(fā)明的第五個(gè)實(shí)施例，如圖19，20，21所示，說明了具有一個(gè)第一桿件和一個(gè)第二桿件，其中落到第一桿件支點(diǎn)一邊的力的余弦移動值能夠復(fù)制到支點(diǎn)的同一邊上。第一桿件(402)具有支點(diǎn)(404)并和L形第二桿件(406)相鉸接在鉸接點(diǎn)(408)。一個(gè)恒定力，例如，從一個(gè)懸掛物以箭頭方向(412)落到桿件的點(diǎn)(410)上。肘板(414)在鉸接點(diǎn)(416)處與第一桿件(402)鉸接，該鉸接點(diǎn)(416)位于支點(diǎn)(404)和鉸接點(diǎn)(408)之間并在一條直線上。第一和第二推拉桿(418)、(420)和肘板(414)以及第二桿件(406)鉸接在鉸接點(diǎn)(422)，(424)，(426)和(428)處，以致使這些鉸接點(diǎn)位于一個(gè)平行四邊形的頂角上，不管第一和第二桿件之間形成的角度如何。雖然所述的實(shí)施例不允許肘板(414)和桿件(406)圍繞鉸接點(diǎn)(416)和(408)分別作全面旋轉(zhuǎn)，本行業(yè)中的專業(yè)人員將認(rèn)為這種裝置是可能的。平衡力作用到鉸點(diǎn)(422)上，它的方向是逆著箭頭(430)所示的落到桿件上的力。
推拉桿(418)、(420)二者中的一個(gè)能單獨(dú)地滿足整個(gè)裝置的幾何要求。但是，兩個(gè)桿件一起，在其滿足幾何要求時(shí)，能增加整個(gè)裝置的穩(wěn)定性。在圖19所示的位置時(shí)，垂直地落到桿件上的力的分力在離支點(diǎn)(404)和鉸接點(diǎn)(422)處最遠(yuǎn)點(diǎn)時(shí)達(dá)到最大，并且第一桿件(402)和第一推拉桿(418)在同一直線上。向上的力，如箭頭(430)所示，推著桿件(418)的近側(cè)端向上，同時(shí)，向下的力，如箭頭(412)所示，拉著桿件(406)和桿件(418)的遠(yuǎn)側(cè)端向下，這樣就企圖拉曳著點(diǎn)(418)，(408)，(426)不再使它們能夠?qū)?zhǔn)，而這正是桿件(420)能起到保持這種對準(zhǔn)的作用。這就是第二推拉桿(420)對一個(gè)僅有第一推拉桿(418)在位時(shí)的裝置能夠有利地增加其整個(gè)桿件的穩(wěn)定性的道理。
當(dāng)在如圖21所示的位置時(shí)，點(diǎn)(428)，(408)和(426)是對準(zhǔn)的，有力量企圖拉著桿件(406)的上面垂直部分向右，同時(shí)企圖推著肘板(414)的鉸接點(diǎn)(428)向左，這樣就使點(diǎn)(428)，(408)，和(426)不再能夠?qū)?zhǔn)。第一桿件(418)是用于保持這種對準(zhǔn)的。這就是第一推拉桿(418)對一個(gè)僅有第二推拉桿(420)的裝置能夠有利地增加其整個(gè)桿件的穩(wěn)定性的道理。
圖22和23說明了本發(fā)明的第六個(gè)實(shí)施例，具有一個(gè)類似于第二實(shí)施例的裝置，但是圖4中的鏈條(180)被一組由相互嚙合的傘齒輪相連接的旋轉(zhuǎn)軸裝置所代替。第一桿件(502)的軸頸連接在殼體(504)的一端，并環(huán)繞第一鉸接軸線(506)旋轉(zhuǎn)，而第二桿件(508)被連接到第一桿件的遠(yuǎn)端并環(huán)繞第二鉸接軸線(510)旋轉(zhuǎn)。在第一桿件(502)內(nèi)是一個(gè)第一空心軸(512)并在兩端帶有傘齒輪(514，(516)，傘齒輪(514)和軸(520)上的傘齒輪(518)相嚙合，軸(520)的軸頸裝在殼體(504)內(nèi)并環(huán)繞鉸接軸線(522)旋轉(zhuǎn)。在第二桿件(508)的近端的傘齒輪(524)的軸頸裝在殼體(526)內(nèi)并和第一軸的傘齒輪(516)相嚙合。齒輪軸(520)被固定到可旋轉(zhuǎn)的盤(528)上?；嚱M的力(在前面已講到過但在本實(shí)施例的圖中未示出)通過固定在盤(528)上的軸(530)來傳遞。第一軸(512)兩端的軸頸裝在殼體(504)，(526)內(nèi)。第二桿件(508)的旋轉(zhuǎn)使得齒輪(524)環(huán)繞它的軸線(510)旋轉(zhuǎn)，通過齒輪(524)，(516)的相互嚙合，使得第一軸(512)環(huán)繞它的縱軸線(532)旋轉(zhuǎn)。通過齒輪(514)，(518)的相互嚙合，盤(528)環(huán)繞鉸接軸線(522)旋轉(zhuǎn)。本發(fā)明的軸是空心的，這是為了使電線能從殼體(504)內(nèi)穿行一直抵達(dá)第二桿件(508)的遠(yuǎn)端來和位于那里的裝置連接起來。
權(quán)利要求
1.一種用來平衡一個(gè)從側(cè)面落到桿件上的力的方法，其特征在于，桿件由一個(gè)或多個(gè)桿段組成，每一桿段能環(huán)繞一個(gè)垂直于桿件并構(gòu)成支點(diǎn)的樞軸旋轉(zhuǎn)360°，做法是把在支點(diǎn)一邊的桿件環(huán)繞樞軸轉(zhuǎn)動的余弦值復(fù)制到在支點(diǎn)另一邊相應(yīng)的曲柄元件上，此時(shí)有一個(gè)恒定的力正通過力的倍增器施加在曲柄元件上。
2.一種用于平衡的裝置，其特征在于，一個(gè)由一個(gè)或多個(gè)桿段組成的用來平衡的桿件，每一桿段能環(huán)繞一個(gè)垂直于桿段并構(gòu)成支點(diǎn)的樞軸旋轉(zhuǎn)360°，平衡辦法是把在支點(diǎn)一邊的桿件環(huán)繞樞軸轉(zhuǎn)動的余弦值復(fù)制到在支點(diǎn)另一邊相應(yīng)的曲柄元件上，此時(shí)有一個(gè)恒定的力正通過力的倍增器施加在曲柄元件上。
3.一種用來平衡一個(gè)從側(cè)面落到桿件上的力的裝置，其特征在于，桿件能環(huán)繞一個(gè)垂直于桿件的樞軸旋轉(zhuǎn)360°，裝置包括一個(gè)底座;一個(gè)裝在樞軸上可以轉(zhuǎn)動的桿件，該樞軸位在底座一端，可以構(gòu)成支點(diǎn)、垂直于桿件的第一軸線上，在底座另一端附近設(shè)有支承桿件的設(shè)施;一個(gè)固定在轉(zhuǎn)動桿件上的曲柄元件，固定在支點(diǎn)的另一邊，與支承桿件的那一端相對，并可環(huán)繞所述的支點(diǎn)轉(zhuǎn)動;一個(gè)裝在曲柄臂上的偏心輪，其離開第一軸線的距離須能復(fù)制桿件轉(zhuǎn)動的余弦值;一個(gè)能在底座上直線移動的托架，其上開有一槽，偏心輪可在槽內(nèi)自由移動;以及附加在托架上、向它提供實(shí)際上恒定的力的裝置。
4.按照權(quán)利要求3的裝置，其特征是，其中恒定力的裝置能通過絞車和卷筒的裝置將恒定力增強(qiáng)。
5.按照權(quán)利要求4的裝置，其特征是，其中彈簧和卷筒的裝置包括多個(gè)恒定力彈簧。
6.按照權(quán)利要求3的裝置，其特征是，其中可以轉(zhuǎn)動的桿件是鉸接而成的，形成靠近支點(diǎn)樞軸的第一桿件，還具有第二桿件，以及固定在第一曲柄元件上的第二曲柄元件，第二曲柄元件被采用來按照第二桿件相對于第一桿件的角度轉(zhuǎn)動而成比例地轉(zhuǎn)動，其時(shí)每一桿件都能獨(dú)立地旋轉(zhuǎn)360°。
7.按照權(quán)利要求6的裝置，其特征是，其中第二桿件相對于其樞點(diǎn)的轉(zhuǎn)動用鏈輪和環(huán)狀鏈裝置傳遞給第二曲柄元件。
8.按照權(quán)利要求6的裝置，其特征是，其中第二桿件相對于其樞點(diǎn)的轉(zhuǎn)動用一組齒輪裝置傳遞給第二曲柄元件。
9.按照權(quán)利要求3的裝置，其特征是，托架裝置為一對相互嚙合的齒輪所取代，每個(gè)齒輪都有一個(gè)偏心輪，與恒定力裝置相互作用，用來平衡落到桿件上的力。
10.一種用于平衡的裝置，其特征在于，一種為了懸掛物件的裝置在平面內(nèi)的運(yùn)動可以得到平衡的裝置。包括一個(gè)底座;一個(gè)裝在樞軸上的桿件，樞軸位在桿件的一端，作為桿件在底座上的支點(diǎn);并有一個(gè)曲柄臂固定在桿件上，與它成一定角度，并有一個(gè)從動輪裝在曲柄臂上;一個(gè)可在底座上滑動的托架，從動輪被限制在托架內(nèi)并使托架隨著桿件的角度轉(zhuǎn)動而移動;以及連接托架和底座的恒定力裝置。
11.一種用于平衡的裝置，其特征在于，一種利用平行四邊形機(jī)構(gòu)來平衡一個(gè)從側(cè)面落到桿件上的力的裝置，包括一個(gè)具有一個(gè)支點(diǎn)的主要桿件;一個(gè)L形的裝在主要桿件末端樞軸上的第二桿件;一個(gè)裝在主要桿件上與第二桿件相對的另一端樞軸上的L形桿件，并和第二桿件的L形桿件保持一致;以及將L形桿件連接起來形成平行四邊形的連接裝置。
12.按照權(quán)利要求10的裝置，其特征是，其中恒定力裝置隨著曲柄元件而移動。
13.一種用來平衡一個(gè)從側(cè)面落到桿件上的力的方法，其特征在于，桿件由一個(gè)或多個(gè)桿段組成，每一桿段能環(huán)繞一個(gè)垂直于桿件并構(gòu)件支點(diǎn)的樞軸旋轉(zhuǎn)360°，做法是把在支點(diǎn)一邊的桿件環(huán)繞樞軸轉(zhuǎn)動的余弦值復(fù)制到相應(yīng)的曲柄元件上，此時(shí)有一個(gè)恒定的力正通過力的倍增器施加在曲柄元件上。
14.按照權(quán)利要求13的方法，其特征是，從側(cè)面落到桿件上的力是重力。
15.一種用于平衡的裝置，其特征在于，一個(gè)由一個(gè)或多個(gè)桿段組成的用來平衡的桿件，每一桿段能環(huán)繞一個(gè)垂直于桿段并構(gòu)成支點(diǎn)的樞軸旋轉(zhuǎn)360°，平衡辦法是把在支點(diǎn)一邊的桿件環(huán)繞樞軸轉(zhuǎn)動的余弦值復(fù)制到相應(yīng)的曲柄元件上，此時(shí)有一個(gè)恒定的力正通過力的倍增器施加在曲柄元件上。
16.按照權(quán)利要求15的裝置，其特征是，曲柄元件是被安置在和桿件支點(diǎn)的同一邊來把這一邊的桿件環(huán)繞樞軸轉(zhuǎn)動的余弦值復(fù)制下來。
17.一種用來平衡一個(gè)從側(cè)面落到桿件上的力的裝置，其特征在于，裝置包括一個(gè)帶有支點(diǎn)的第一桿件;一個(gè)L形第二桿件鉸接于附屬在第一桿件遠(yuǎn)端的第一個(gè)點(diǎn)上;一個(gè)肘板鉸接于附屬在第一桿件上的第二個(gè)點(diǎn)上，這個(gè)點(diǎn)在支點(diǎn)和第一個(gè)點(diǎn)之間，并和它們處在一條直線上;一個(gè)第一桿件鉸接于肘板和第二桿件的第三和第四點(diǎn)上，而一個(gè)第二桿件鉸接于肘板和第二桿件的第五和第六點(diǎn)上，以致使第三、第四、第五、和第六點(diǎn)位于一個(gè)平行四邊形的頂角上，當(dāng)前段所述不處在一條直線上時(shí);
18.按照權(quán)利要求3的裝置，其特征是，裝在樞軸上可以轉(zhuǎn)動的桿件是用帶一塊圓形板的圓周軸承來鉸接安裝的。
全文摘要
一種用于平衡的方法和裝置，可以用來平衡一個(gè)從側(cè)面落到桿件上的力。桿件由一個(gè)或多個(gè)桿段組成，每一桿段能環(huán)繞一個(gè)垂直于桿段并構(gòu)成支點(diǎn)的樞軸旋轉(zhuǎn)360°。做法是把在支點(diǎn)一邊的桿件環(huán)繞樞軸轉(zhuǎn)動的余弦值復(fù)制到在支點(diǎn)另一邊相應(yīng)的曲柄元件上，此時(shí)有一個(gè)恒定的力正通過力的倍增器施加在曲柄元件上。
文檔編號F16F15/00GK1048586SQ89104580
公開日1991年1月16日 申請日期1989年7月3日 優(yōu)先權(quán)日1989年7月3日
發(fā)明者亞歷山大·D·卡拉皮泰 申請人:亞歷山大·D·卡拉皮泰