[發明專利]一種基于齒輪連桿組件的恒力支撐裝置

在審

• 申請號: 202011093846.6
• 申請日: 2020-10-14
• 公開（公告）號: CN112197139A
• 公開（公告）日: 2021-01-08
• 發明（設計）人: 趙龍海;何亮;彭昀;楊靜;李文興;于振中
• 申請（專利權）人: 哈工大機器人（合肥）國際創新研究院
• 主分類號: F16M11/40
• 分類號: F16M11/40
• 代理公司: 北京天盾知識產權代理有限公司 11421
• 代理人: 孫倩倩

本申請的目的是提供一種基于齒輪連桿組件的恒力支撐裝置，包括運動平臺、基座、齒輪連桿組件、力存儲件，其中運動平臺用于放置承載物，齒輪連桿組件包括第一齒輪連桿組件以及第二齒輪連桿組件，第一齒輪連桿組件以及第二齒輪連桿組件通過上連接塊與運動平臺相接，通過下連接塊與基座相接，力存儲件分為兩組，分別與第一齒輪連桿組件和第二齒輪連桿組件相接，用于存儲承載物重力所做功。本發明的整體結構對稱布置，受力情況良好，輸出力波動小，精度高，可以用于需要恒力輸出的場合與領域，如健身器材中恒定力的實現、顯示器的支撐座的實現、緩沖吸震裝置和夾具的末端執行器等。

技術領域

本申請涉及恒力支撐機構領域，尤其涉及基于齒輪連桿組件的恒力支撐裝置。

背景技術

恒力機構在一個較大的運動輸入范圍內其輸出端產生的反力是基本不變的。當前的恒力機構一般都是通過改變線彈性彈簧或蝶形彈簧作用的力矩來實現恒力，或通過組合直線彈性彈簧亦或蝶形彈簧于不同方位上，當輸出端按指定方向運動時，一個彈簧變形增大，同時另一個彈簧的變形減小，使得相互補償后輸出端產生的總體反力基本保持恒定。受機構的復雜性及重量的限制，當前的恒力機構大多用于吊架與支架等工程領域，而在生活領域很少應用。

針對現在技術中存在的上述不足之處，本發明的目的在于提供一種基于齒輪連桿機構的恒力支撐機構，該機構可以在一定的位移范圍內實現恒運力輸出來支撐其他物體，如用于康復訓練、用于顯示器的支撐座、恒力拋光等。

發明內容

為了實現上述目的，根據本申請提供一種直線運動連桿組件，包括運動平臺、基座、齒輪連桿組件、力存儲件，其中運動平臺用于放置承載物，齒輪連桿組件包括第一齒輪連桿組件以及第二齒輪連桿組件，第一齒輪連桿組件以及第二齒輪連桿組件通過上連接塊與運動平臺相接，通過下連接塊與基座相接，力存儲件分為兩組，分別與第一齒輪連桿組件和第二齒輪連桿組件相接，用于存儲承載物重力所做功。

進一步的，第一齒輪連桿組件包括第一過渡塊、第一中間連接塊、第二過渡塊，其中上連接塊、第一過渡塊、第一中間連接塊、第二過渡塊、下連接塊依次通過第一組剛性連桿連接，第二齒輪連桿組件包括第三過渡塊、第二中間連接塊、第四過渡塊，其中上連接塊、第三過渡塊、第二中間連接塊、第四過渡塊、下連接塊依次通過第二組剛性連桿連接。

進一步的，上連接塊、第一過渡塊、第一中間連接塊、第二過渡塊、下連接塊、第三過渡塊、第二中間連接塊、第四過渡塊均成等腰梯形狀，沿等腰梯形的腰對稱設置有用于安裝剛性連桿的四個連接部，其中第一連接部與第三連接部對稱并靠近梯形上底，第二連接部與第四連接部對稱并靠近梯形下底。

進一步的，第一組剛性連桿包括第一連桿、第二雙齒輪連桿、第三單齒輪連桿、第四單齒輪連桿、第五單齒輪連桿、第六單齒輪連桿、第七連桿、第八雙齒輪連桿，其中第一連桿、第七連桿的兩端均成圓形狀，第三單齒輪連桿、第四單齒輪連桿、第五單齒輪連桿、第六單齒輪連桿的一端成圓形狀，另一端成齒輪狀，第二雙齒輪連桿、第八雙齒輪連桿的兩端均成齒輪狀。

進一步的，第一連桿的兩端分別通過轉動副連接上連接塊的第二連接部以及第一過渡塊的第四連接部，第二雙齒輪連桿的兩端分別通過轉動副與上連接塊的第一連接部以及第一過渡塊的第三連接部連接，第三單齒輪連桿的圓狀端通過轉動副與第一過渡塊的第二連接部連接，齒輪端通過轉動副與第一中間連接塊的第一連接部連接，第四單齒輪連桿的齒輪端通過轉動副與第一過渡塊的第一連接部連接且與第二雙齒輪連桿嚙合，第四單齒輪連桿的另一端通過轉動副與第一中間連接塊的第二連接部連接，第五單齒輪連桿的齒輪端通過轉動副與第一中間連接塊的第三連接部連接且與第三單齒輪連桿嚙合，第五單齒輪連桿的另一端通過轉動副與第二過渡塊塊的第四連接部連接，第六單齒輪連桿的圓狀端通過轉動副與第一中間連接塊的第四連接部連接，第六單齒輪連桿的齒輪端通過轉動副與第二過渡塊的第三連接部連接，第七連桿的兩端分別通過轉動副連接第二過渡塊的第二連接部以及下連接塊的第四連接部，第八雙齒輪連桿的一端通過轉動副與下連接塊的第三連接部連接，第八雙齒輪連桿的另一端與第二過渡塊的第一連接部連接并與第六單齒輪連桿嚙合。