[實用新型]一種平衡顛覆力矩的系統

無效

• 申請號: 200720010274.4
• 申請日: 2007-01-24
• 公開（公告）號: CN200999770Y
• 公開（公告）日: 2008-01-02
• 發明（設計）人: 于德海;張文峰;蔡春剛;鄭君民;陳宏起;劉慶宏;浦喜
• 申請（專利權）人: 大連光洋科技工程有限公司
• 主分類號: F15B11/02
• 分類號: F15B11/02
• 代理公司: 大連智慧專利事務所
• 代理人: 劉琦

技術領域

本實用新型涉及一種機械系統，更具體地說，涉及一種在轉軸系統中用于平衡顛覆力矩的機械裝置。

背景技術

如雙軸轉臺等存在擺動系統，在旋轉過程中，會產生顛覆力矩。究其原因，在力學分析的基礎上，可以獲得這樣得結論，顛覆力矩是由重力產生的。在工作時，由于繞軸轉動的部件重心與軸線不重合，從而重心相對軸心產生了顛覆力矩，并且隨著轉軸的轉動，這個顛覆力矩會周期性的變化。例如，在雙軸轉臺旋轉的過程中形成的變化力矩。而參照圖1可以分析這種顛覆力矩隨著擺動、角度變化，所發生的變化情況。

圖1中從左圖到右圖，顛覆力矩的變化為M_G＝0到M_G＝GLsinθ(圖1表示轉軸端面的正投影，G為重力、θ為重心與軸心連線相對垂直方向的夾角)。如上所述，顛覆力矩實質上是以轉角的正弦值變化的。

問題在于，傳統這類產生顛覆力矩的系統通常均不設置補償顛覆力矩的系統，因此，顛覆力矩在轉臺運動過程中完全是由驅動電機承載，在選擇電機時，還要考慮增大電機扭矩去補償顛覆力矩帶來的影響。這勢必帶來不必要的浪費。

發明內容

本實用新型針對上述問題，提供了一種平衡顛覆力矩的系統，旨在增強產生顛覆力矩轉軸系統的穩定性和可靠性，改變傳統以輸出大扭矩電機來解決顛覆力矩問題的方式，從而達到降低成本之目的。

為了解決上述問題，本實用新型構造了一種平衡顛覆力矩的系統，包括連桿、液/氣壓缸、帶有活塞桿的活塞以及滾輪。連桿一端固定在產生顛覆力矩的轉軸上；連桿的另一端利用銷軸鉸接在活塞桿上，并且鉸接中心與產生顛覆力矩的重心以及轉軸的軸心始終保持在一條直線上?；钊O置于所述液/氣壓缸內，并在豎直方向上導向往復運動；液/氣壓缸底部安裝所述滾輪。此外，活塞的底面由容積內的油液或氣體支撐，在液/氣壓缸底部設置有進孔和出孔，并連通保持容積內壓強恒定的液壓或氣壓系統，使得活塞受到恒定向上的力F，并保證FL’sinθ＝GLsinθ，其中，L’為F相對軸心的力臂、G為產生顛覆力矩的重力、L為G相對軸心的力臂。在上述液/氣壓系統中，CNC控制器模擬量輸出，經過放大器的處理送到比例閥，從而控制液/氣壓源以一定壓力輸入液/氣壓缸；在比例閥與液/氣壓缸之間放置壓力傳感器，將表示實際壓力的信號反饋回PID調節器，與CNC輸出信號比較后作用于PID調節器，輸出改變送給比例閥的指令信號。

通過上述技術方案，本實用新型的平衡顛覆力矩的系統，與現有技術相比，可選擇扭矩小的驅動電機，因而減小了電機的功率，節約電機的使用成本；同時增強了這類產生顛覆力矩的擺動系統的平穩性。

附圖說明

圖1是顛覆力矩產生的原理圖；

圖2是本實用新型平衡顛覆力矩系統的結構示意圖；

圖3是本實用新型平衡顛覆力矩系統的使用狀態圖；

圖4是保持液壓或氣壓系統中壓力橫定的控制框圖。

具體實施方式

如圖2所示本實用新型的系統，其中連桿1的上端固定在產生顛覆力矩的轉軸上，可以固定在轉軸的一個端部，也可以圓環方式套接在軸桿上；同時利用螺栓或銷固定。圖中，連桿1的下端利用銷軸鉸接在活塞桿8上，注意，鉸接中心與產生顛覆力矩的重心以及轉軸的軸心始終保持在一條直線上。這是依靠連桿1上端的定位連接實現的，如圖2中優選方式的三點定位方式。

活塞桿8帶動下端的活塞2動作，由于設置活塞2的液/氣壓缸3底部安裝滾輪7。從而，當產生顛覆力矩的轉臺或工件繞轉軸的旋轉中心來回擺動時，液/氣壓缸利用滾輪往復運動。此外，液/氣壓缸3的導向作用下，活塞2在豎直方向上往復運動。

此時只要保證活塞2的底面受到恒定的壓力F，且保證FL’sinθ＝GLsinθ(如圖3所示)，既可以平衡顛覆力矩，實現本實用新型的目的。其中，L’為F相對軸心的力臂、G為產生顛覆力矩的重力(預先確定)、L為G相對軸心的力臂。為此在活塞2的底面設置恒壓單元。當然恒壓是理想狀態，在機構中只要能基本上實現壓力變化不大既可。