[發(fā)明專利]重力提供動(dòng)力的平衡系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210437356.2
• 申請(qǐng)日: 2012-11-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103086268A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: T.拉里伯特;C.戈塞林;D.高;R.J.梅納薩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司;拉瓦爾大學(xué)
• 主分類號(hào): B66C13/00
• 分類號(hào): B66C13/00;F16F15/28
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 葛青

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及配置為用于讓負(fù)載物沿垂直方向運(yùn)動(dòng)的平衡輔助系統(tǒng)。

背景技術(shù)

高架橋式起重機(jī)廣泛地用于提升大的負(fù)載物和使其重新定位。通常，拾取和放置操作中的移位涉及三個(gè)平移自由度和沿垂直軸線的旋轉(zhuǎn)自由度。這種運(yùn)動(dòng)設(shè)定被稱為選擇性順應(yīng)組裝機(jī)器人手臂（“SCARA”）動(dòng)作或動(dòng)作，其被廣泛地用在工業(yè)中。橋式起重機(jī)允許沿兩個(gè)水平軸線的運(yùn)動(dòng)。通過(guò)適當(dāng)?shù)年P(guān)節(jié)，可以增加垂直的平移軸線和垂直的旋轉(zhuǎn)軸線。沿水平軸線的第一運(yùn)動(dòng)通過(guò)讓橋架在固定軌道上運(yùn)動(dòng)而獲得，而沿第二水平軸線的運(yùn)動(dòng)通過(guò)讓臺(tái)車垂直于固定軌道的方向且沿橋架運(yùn)動(dòng)而獲得。沿垂直軸線的平移通過(guò)使用垂直滑動(dòng)關(guān)節(jié)或通過(guò)使用傳動(dòng)帶而獲得。沿垂直軸線的旋轉(zhuǎn)通過(guò)使用繞垂直軸線的旋轉(zhuǎn)樞轉(zhuǎn)而獲得。

存在至少部分地機(jī)動(dòng)化的高架橋式起重機(jī)，其通過(guò)操作者沿水平軸線手動(dòng)地移位且沿垂直軸線手動(dòng)地旋轉(zhuǎn)，但是其包括機(jī)動(dòng)化的提升機(jī)，以便應(yīng)對(duì)沿垂直方向的重力。還有，一些橋式起重機(jī)可手動(dòng)地沿所有軸線移位，但是通過(guò)平衡裝置對(duì)負(fù)載物的重量進(jìn)行補(bǔ)償，以便減輕操作者的負(fù)擔(dān)。這種橋式起重機(jī)有時(shí)被稱為輔助裝置。平衡通常通過(guò)加壓空氣系統(tǒng)獲得。這些系統(tǒng)需要加壓空氣，以便維持壓力或真空——取決于使用的原理——這需要很大的功率。還有，因?yàn)榧訅嚎諝馄字械哪Σ粒莆环浅２黄交疑踔習(xí)椞Ｆ胶饪墒褂闷胶馀渲孬@得，這會(huì)對(duì)系統(tǒng)增加很大的慣量。雖然對(duì)于垂直運(yùn)動(dòng)是有益的且甚至是必要的，但是這樣的附接到橋式起重機(jī)的臺(tái)車的系統(tǒng)由于讓這些系統(tǒng)的質(zhì)量體運(yùn)動(dòng)而增加與水平運(yùn)動(dòng)的有關(guān)的很大的慣量。在基于平衡配重的平衡系統(tǒng)的情況下，增加的質(zhì)量會(huì)非常大，甚至大于負(fù)載物本身。如果水平行進(jìn)速度很重要，則增加到系統(tǒng)的慣量會(huì)是主要的缺陷。

還存在完全地機(jī)動(dòng)化的這種橋式起重機(jī)，其要求強(qiáng)有力的促動(dòng)器，尤其對(duì)于支撐負(fù)載物重量的垂直運(yùn)動(dòng)軸來(lái)說(shuō)。這些促動(dòng)器通常附接到臺(tái)車或橋架其隨后進(jìn)入運(yùn)動(dòng)。垂直平移促動(dòng)器有時(shí)通過(guò)類似于塔式起重機(jī)中的系統(tǒng)附接到橋架且連接到臺(tái)車。

發(fā)明內(nèi)容

一種平衡輔助系統(tǒng)包括支撐結(jié)構(gòu)、輔助裝置、可變平衡系統(tǒng)和平衡線纜。輔助裝置被支撐結(jié)構(gòu)可動(dòng)地支撐。輔助裝置配置為用于沿X軸線和Y軸線中的至少一個(gè)相對(duì)于支撐結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)。質(zhì)量體被輔助裝置垂直地支撐。可變平衡系統(tǒng)配置為用于讓質(zhì)量體沿Z軸線在垂直方向上運(yùn)動(dòng)。可變平衡系統(tǒng)包括平衡平臺(tái)、桿和可移動(dòng)平衡配重。桿在固定樞轉(zhuǎn)點(diǎn)樞轉(zhuǎn)地附接到平衡平臺(tái)，從而桿在固定樞轉(zhuǎn)點(diǎn)繞平衡軸線可樞轉(zhuǎn)。可移動(dòng)平衡配重相對(duì)于固定平衡軸線設(shè)置在桿上且在最小位置和最大位置之間可動(dòng)。平衡線纜操作性地連接支撐結(jié)構(gòu)、桿和質(zhì)量體，從而質(zhì)量體經(jīng)由平衡線纜通過(guò)支撐結(jié)構(gòu)被垂直地支撐。最小位置對(duì)應(yīng)于具有最小重量的質(zhì)量體，從而質(zhì)量體沿Z軸線靜態(tài)平衡。同樣，最大位置對(duì)應(yīng)于具有最大重量的質(zhì)量體，從而質(zhì)量體沿Z軸線靜態(tài)平衡。

可變平衡系統(tǒng)配置為用于讓質(zhì)量體沿Z軸線在垂直方向上運(yùn)動(dòng)。可變平衡系統(tǒng)包括平衡平臺(tái)、桿和可移動(dòng)平衡配重。桿在固定樞轉(zhuǎn)點(diǎn)樞轉(zhuǎn)地附接到平衡平臺(tái)，從而桿在固定樞轉(zhuǎn)點(diǎn)繞平衡軸線可樞轉(zhuǎn)。可移動(dòng)平衡配重相對(duì)于固定平衡軸線可運(yùn)動(dòng)地設(shè)置在桿上且在最小位置和最大位置之間可動(dòng)。最小位置對(duì)應(yīng)于具有最小重量的質(zhì)量體，從而質(zhì)量體沿Z軸線靜態(tài)平衡。同樣，最大位置對(duì)應(yīng)于具有最大重量的質(zhì)量體，從而質(zhì)量體沿Z軸線靜態(tài)平衡。

一種讓可變平衡系統(tǒng)平衡的方法，包括通過(guò)桿沿Z軸線垂直地支撐質(zhì)量體，所述桿在樞轉(zhuǎn)點(diǎn)被可樞轉(zhuǎn)地支撐。平衡配重沿桿運(yùn)動(dòng)以改變桿的重心。一旦桿的重心與質(zhì)量體重合則平衡配重沿桿的運(yùn)動(dòng)被停止，從而質(zhì)量體沿Z軸線靜態(tài)平衡。

在下文結(jié)合附圖進(jìn)行的對(duì)實(shí)施本發(fā)明的較佳模式（一個(gè)或多個(gè)）和實(shí)施例（一個(gè)或多個(gè)）做出的詳盡描述中能容易地理解上述的本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)以及其他的特征和優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1是平衡輔助系統(tǒng)的示意性透視圖，其包括操作性地連接到支撐結(jié)構(gòu)的可變平衡系統(tǒng);

圖2是圖1的可變平衡系統(tǒng)的示意性透視圖;

圖3A-3J是可變平衡系統(tǒng)的被動(dòng)平衡裝置的十個(gè)操作順序的示意性圖，其中制動(dòng)器在固定樞轉(zhuǎn)點(diǎn)處;

圖4A-4J是可變平衡系統(tǒng)的被動(dòng)平衡裝置的十個(gè)操作順序的示意性圖，其中沒(méi)有在固定樞轉(zhuǎn)點(diǎn)處的制動(dòng)器;

圖5A-5C是機(jī)械秤系統(tǒng)的三個(gè)操作順序的示意性圖，用于進(jìn)行重力提供動(dòng)力的自調(diào)整平衡;

圖6A-6D是機(jī)械秤系統(tǒng)的四個(gè)操作順序的示意性圖，用于使用提起動(dòng)作進(jìn)行重力提供動(dòng)力的自調(diào)整平衡;

圖7是圖5和6的機(jī)械秤系統(tǒng)的參數(shù)的示意性圖;