重锤式球铰回转平衡台的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及舰船及汽车领域，特别是一种舰船及汽车回转平衡台。
【背景技术】
[0002]舰船在远洋深海中常遇到狂风巨浪，使得舰船炮座随船体剧烈摇摆，导致炮手难以击中目标，也使得舰船甲板剧烈摇摆，导致驾驶员难以在甲板平台上平稳升降飞机，也常会导致客轮乘客晕船和驾驶员疲劳。当长途客车在崎岖道路高速行驶，也会增加乘客晕车的难受程度和驾驶员疲劳强度。当救护车在崎岖道路高速行驶，车体的剧烈摇摆会加重被救病人的病情。如何解决上述问题一直受到人们高度的关注。在平衡装置方面，人们已经开展了多种平衡装置设计和研宄。2009年授权的公开号为CN100546873的中国发明专利公开一种自动减振平衡台，该平衡台固定在直升飞机等运动载体上，自动减少放置在平台上物体或人的振动保持其稳定状态。公布号为CN103159002A的中国专利公开一种矿用链斗提升机的四链平衡装置，利用重力实现矿用链斗稳定平衡。公布号为CN103043184A的中国专利公开一种趸船自动平衡装置，使趸船在活动钢前支座发生较大的移位时依然能自动保持平衡。公布号为CN1598351的中国专利公开了一种重力自平衡装置可应用于各种悬臂式及类悬臂式吊载机上。2012年德国西门子公司的公开号为CN102641132A的专利申请公开一种具有重力平衡装置的C臂X射线设备，是利用重力平衡的且可以无转矩地停留在任意的旋转位置。公开号为CN104483068A的专利申请公开一种电磁重力平衡装置，利用电磁力克服了现有的重力平衡结构的系统惯量大，动态响应速度低的缺点，实现重力平衡。公开号为CN104390656A的专利申请公开了一种四自由度被动随动重力平衡装置，利用滑轮组实现转臂重力平衡。上述重力平衡装置和相应技术各具特点，但尚不能解决舰船或车辆长期剧烈摇摆时导致炮手难以击中目标，驾驶员难以在甲板上升降飞机的问题；也不能解决乘客晕船晕车和驾驶员容易疲劳，救护车的剧烈摇摆导致被救病人的病情加重等问题。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种结构简单，自动平衡，无需平衡控制系统的重锤式球铰回转平衡台。
[0004]本发明包括平衡台组、球铰组、电动机、小圆弧齿轮、拉杆组、重锤、锥弹簧和推力轴承。其中，所述平衡台组包括平衡台、球体和大圆弧齿轮，平衡台的上面与被平衡物联接，平衡台底部中心设有圆凸台，球体中心设有大、中、小三个同轴的圆通孔，其大圆通孔与平衡台底部的圆凸台同心配合连接，大圆弧齿轮的内、外侧分别设有圆通孔和凸圆弧齿，该凸圆弧齿的圆弧中心与球体中心重合，大圆弧齿轮的上面与平衡台底部固连；
[0005]所述球铰组包括球铰盖、球铰座和摇摆台，摇摆台与摇摆的船体甲板或车体固连，球铰盖和球铰座均设有直径与上述球体直径相同的凹球面，球铰盖与球铰支座固连，构成的整体凹球面，与上述球体凸球面配合接触，球铰座固定在摇摆台上，防止平衡台组脱离摇摆台；
[0006]所述电动机固定在上述摇摆台上，电动机的驱动轴与小圆弧齿轮同轴键联接，该小圆弧齿轮与上述大圆弧齿轮的凸圆弧齿保持啮合传动；所述推力轴承套在上述球铰座的外圆上，该推力轴承的下环与摇摆台接触，所述锥弹簧也套在上述球铰座的外圆上，该锥弹簧的大、小圆径端分别与上述平衡台底部和推力轴承的上环接触；
[0007]所述拉杆组包括套管、拉杆、小推力轴承和径向轴承，套管内设有螺纹孔，该套管的一端与重锤螺纹联接，该套管的另一端与连杆设有外螺纹的一端螺纹联接，该拉杆的另一端设有圆凸台，并置于上述球体的大圆通孔内，小推力轴承设在上述拉杆上，该小推力轴承的上圆环抵在拉杆的圆凸台上，该小推力轴承的下圆环抵在上述球体内的大、中圆孔之间的水平台上，径向轴承的内、外环分别与上述拉杆的外圆和球体的中圆孔配合联接；上述拉杆与球体的大圆孔和小圆孔、小推力轴承及径向轴承同轴心。
[0008]对于大型重锤式球铰回转平衡台，可采用箱式重锤。需平衡时，将船体外的水注入箱内，增大重锤质量；不需平衡时，将箱内水排出船体，减轻船体总质量；重锤通过拉杆组、球体和球铰支座迫使平衡台始终垂直重力方向；电动机通过大、小圆弧齿轮的啮合驱动平衡台转动到期望位置；调节套管与拉杆的螺纹联接长度，能增加重锤与球体的距离，减少所需重锤质量；锥弹簧与推力轴承组合分担平衡台及承载物对球铰支座的压力。
[0009]本发明与现有技术相比具有如下优点:
[0010]1、结构简单，自动平衡，无需平衡控制系统。
[0011]2、减轻舰船炮座随船体剧烈摇摆，提高炮手击中目标准确率，使驾驶员在平衡台容易升降飞机，减少乘客晕船或晕车的难受程度，降低驾驶员疲劳强度。军事装备、交通运输相应领域都有广泛应用前景。
【附图说明】
[0012]图1是本发明的结构剖视示意图。
[0013]图中:1-1平衡台、1-2大圆弧齿轮、1-3球体、2-1球铰盖、2-2球铰座、2-3摇摆台、3-1套管、3-2拉杆、3-3径向轴承、3-4小推力轴承、4电动机、5小圆弧齿轮、6锥弹簧、7推力轴承、8-重锤。
【具体实施方式】
[0014]在图1所示的重锤式球铰回转平衡台示意图中，平衡台1-1的上面与被平衡物联接，平衡台底部中心设有圆凸台，球体1-3中心设有大、中、小三个同轴的圆通孔，其大圆通孔与平衡台底部的圆凸台同心配合连接，大圆弧齿轮1-2的内、外侧分别设有圆通孔和凸圆弧齿，该凸圆弧齿的圆弧中心与球体中心重合，大圆弧齿轮的上面与平衡台底部固连；摇摆台2-3与摇摆的船体甲板或车体固连，球铰盖2-1和球铰座2-2均设有直径与上述球体直径相同的凹球面，球铰盖与球铰支座固连，构成的整体凹球面，与上述球体凸球面配合接触，球铰座固定在摇摆台上，防止平衡台组脱离摇摆台；电动机4固定在上述摇摆台上，电动机的驱动轴与小圆弧齿轮5同轴键联接，该小圆弧齿轮与上述大圆弧齿轮的凸圆弧齿保持啮合传动；所述推力轴承7套在上述球铰座的外圆上，该推力轴承的下环与摇摆台接触，锥弹簧6也套在上述球铰座的外圆上，该锥弹簧的大、小圆径端分别与上述平衡台底部和推力轴承的上环接触；套管3-1内设有螺纹孔，该套管的一端与重锤8螺纹联接，该套管的另一端与连杆3-2设有外螺纹的一端螺纹联接，该拉杆的另一端设有圆凸台，并置于上述球体的大圆通孔内，小推力轴承3-4设在上述拉杆上，该小推力轴承的上圆环抵在拉杆的圆凸台上，该小推力轴承的下圆环抵在上述球体内的大、中圆孔之间的水平台上，径向轴承3-3的内、外环分别与上述拉杆的外圆和球体的中圆孔配合联接；上述拉杆与球体的大圆孔和小圆孔、小推力轴承及径向轴承同轴心。
[0015]大型船类的球铰回转平衡台可采用箱式重锤。需平衡时，将船体外的水注入箱内，增大平衡重质量；不需平衡时，将箱内水排出船体，减轻船体总质量；重锤通过拉杆组、球体和球铰支座迫使平衡台始终垂直重力方向；电动机通过大、小圆弧齿轮的啮合驱动平衡台转动；调节套管与拉杆的螺纹联接长度，能增加重锤与球体中心的距离，减少所需重锤质量；锥弹簧与推力轴承组合分担平衡台及承载物对球铰支座的压力。
【主权项】
1.一种重锤式球铰回转平衡台，它包括平衡台组、球铰组、电动机、小圆弧齿轮、拉杆组、重锤、锥弹簧和推力轴承，其特征在于:所述平衡台组包括平衡台、球体和大圆弧齿轮，平衡台的上面与被平衡物联接，平衡台底部中心设有圆凸台，球体中心设有大、中、小三个同轴的圆通孔，其大圆通孔与平衡台底部的圆凸台同心配合连接，大圆弧齿轮的内、外侧分别设有圆通孔和凸圆弧齿，该凸圆弧齿的圆弧中心与球体中心重合，大圆弧齿轮的上面与平衡台底部固连； 所述球铰组包括球铰盖、球铰座和摇摆台，摇摆台与摇摆的船体甲板或车体固连，球铰盖和球铰座均设有直径与上述球体直径相同的凹球面，球铰盖与球铰支座固连，构成的整体凹球面，与上述球体凸球面配合接触，球铰座固定在摇摆台上，防止平衡台组脱离摇摆台； 所述电动机固定在上述摇摆台上，电动机的驱动轴与小圆弧齿轮同轴键联接，该小圆弧齿轮与上述大圆弧齿轮的凸圆弧齿保持啮合传动；所述推力轴承套在上述球铰座的外圆上，该推力轴承的下环与摇摆台接触，所述锥弹簧也套在上述球铰座的外圆上，该锥弹簧的大、小圆径端分别与上述平衡台底部和推力轴承的上环接触； 所述拉杆组包括套管、拉杆、小推力轴承和径向轴承，套管内设有螺纹孔，该套管的一端与重锤螺纹联接，该套管的另一端与连杆设有外螺纹的一端螺纹联接，该拉杆的另一端设有圆凸台，并置于上述球体的大圆通孔内，小推力轴承设在上述拉杆上，该小推力轴承的上圆环抵在拉杆的圆凸台上，该小推力轴承的下圆环抵在上述球体内的大、中圆孔之间的水平台上，径向轴承的内、外环分别与上述拉杆的外圆和球体的中圆孔配合联接；上述拉杆与球体的大圆孔和小圆孔、小推力轴承及径向轴承同轴心。2.根据权利要求1所述的重锤式球铰回转平衡台，其特征在于:所述重锤采用箱式重锤，需平衡时，将船体外的水注入箱内，增大重锤质量；不需平衡时，将箱内水排出船体，减轻船体总质量。
【专利摘要】一种重锤式球铰回转平衡台，它包括平衡台组，球铰组，摇摆台，电动机，小圆弧齿轮，拉杆组，重锤，锥弹簧和推力轴承；平衡台组包括平衡台和大圆弧齿轮。球铰组和电动机固定在摇摆台上。重锤通过拉杆组、球铰组迫使平衡台始终垂直重力方向；电动机通过大、小圆弧齿轮驱动平衡台转动；锥弹簧分担平衡台及重物对球铰组的压力。本发明结构简单，自动平衡，无需平衡控制系统；能够减轻舰船炮座随船体剧烈摇摆，提高炮手击中目标准确率，使驾驶员在平衡台容易升降飞机，减少乘客晕船或晕车的难受程度，降低驾驶员疲劳强度，在军事装备、交通运输相应领域都有广泛应用前景。
【IPC分类】B60R11/00, B63G13/00
【公开号】CN104890843
【申请号】CN201510334847
【发明人】路懿, 张灿果, 叶妮佳, 路扬
【申请人】燕山大学
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月17日