专利名称：重力自平衡装置的制作方法
技术领域：
本发明属于机械，建筑领域，具体涉及一种重力自平衡装置。
二.背景内容传统的悬臂式及类悬臂式承重结构，均采用的是三角支撑法，即指向相同。大小不等的二力回转力系结构。重力，重心，支点，力点全部位于中轴线一侧，形成较大的倾覆力矩，成为提高其承重能力的制约因素，要取得平衡，唯有配重一法。长期以来已成为定论，不可逾越。严重制约了平衡理论的进一步发展。同时，轮式车辆在运行中转弯及偏重时产生的离心力也给车辆运行带来严重的不稳定性和不安全性，成为提高承载能力，运行速度及安全生产的巨大障碍。
三.
发明内容
本发明所要解决的技术问题是将二力回转力系结构，分解，整合，转化为三力平衡力系结构，将具有倾覆作用的回转力，转化为逆向抗力，形成一个正压力和一个水平推力，使其失去倾覆力矩，获得正压力，使其得到完全平衡。实现重心和离心力的自平衡。变重力为压力，变外力为内力，变起升力为水平推力，使有害的倾覆力矩转化为有利的正压力矩。使承载体不再承受倾覆力矩，为提高承载能力，提高车辆的稳定性和安全性，提供技术保证。
本发明采用的技术方案是一种重力自平衡装置。包括双耳底座1，主力臂7，支柱9及销轴。双耳底座1的低支耳上端通过销轴2与推杆3的一端绞接。双耳底座1的高支耳上端通过支撑轴13，销轴14设置弯头双绞耳12，弯头双绞耳12竖直端通过销轴10与平衡曲臂6的前端绞接。推杆3的另一端通过销轴4与平衡曲臂6的下端绞接。平衡曲臂6的后端通过销轴5与主力臂7绞接。弯头双绞耳12横向部通过曲轴11与支柱9的后端绞接，支柱9的前端通过销轴8与主力臂7绞接。所述的平衡曲臂6的形状为一直杆的两端各设置一绞耳。直杆上异向设置一绞耳。支柱9后端采用曲轴绞接，高支耳上端设置弯头双绞耳12，其形状为在一横杆的前部竖向设置一绞耳，横向部设置两绞耳，既可正向设置也可反向设置。销轴4的绞接点与销轴10的绞接点，设置在同一平面上。
α＞20°β≥90°本发明与现有技术相比，具有以下有益效果。本发明适用范围广泛，涉及机械，建筑，交通，能源等多行业多领域中各类悬臂式，类悬臂式结构，涉及生产和生活的方方面面，既可单独应用，也可根据需要采用多种方式组合应用。可应用于各种悬臂式及类悬臂式吊载机械及建筑上。如，汽车吊，火车吊，船吊，塔吊等。只需将原机座作适当改造后加装平衡曲臂和推杆，再将原支柱和主力臂装于平衡曲臂即可。其最显著的优点在于A除船吊受排水量限制外其承栽体的自重不再作为设计凭据。
B不再受起升角度的限制，理论上任何角度都具备无限能力。
C无须再延长支腿。
D为小载体大载量的设置提供了技术支持，为其灵活性，适用性，经济性，提供1了技术保障。
E减少了能源和原材料的消耗，降低了生产成本，提高了利润率和竟争力。同时可广泛应用于挖掘机，装载机，铺轨机，架桥机，压桩机等各式工程机械。可应用于各种车辆上，如汽车，火车，挂车等车辆上代替悬挂装置，可防止因离心力或偏重所产生的倾覆危害，提高车辆的稳定性和安全性。只要将本装置底座成组对置于车轴两侧，将平衡曲臂的后绞耳与车纵梁绞接，支柱前端与车横梁绞接，就可将一侧产生的偏重力，转化为对另一侧车轴的压力，起到平衡作用。
可应用于舰船，舟桥及海上石油钻井平台等上。用于改变其不可偏载的特性。只要将底座根据需要置于船仓的上部，中部或下部，依中心线将该装置左右对置排列，在主力臂上铺设甲板即可实现小船体大甲板，或长甲板。可提高其抗风浪能力，提高安全性。以小线面船作基础更好。尤其适用于航母，滚装船与游船的建造。
可应用于各种桥梁，道路，大跨度长悬臂式场，馆，棚等建筑，也可用于各种坑道的单侧支护。既可以多件单向排列，也可以对置排列，还可以背置排列加置顶面层应用，可应用于各种简易工程吊架，只需将该装置配以吊重设备即可。
同时在国防建设上也具有广泛的用途，如在导弹发射架，坦克炮架，舰载炮架及歼击机炮架上运用，均可取得意想不到的平衡效果。得以提高其战术性能。
意义更为重大的是可将重力能转换为机械能，近而转换为电能。从根本上满足人类对能源的需求。
以上仅是典型择例，可运用之处不胜枚举。一些不可能办到的事情应用该装置将变为可能。
四.
图1图2为重力自平衡装置示意图。
五.
具体实施例方式一种重力自平衡装置。包括双耳底座1，主力臂7，支柱9及销轴。双耳底座1的低支耳上端通过销轴2与推杆3的一端绞接。双耳底座1的高支耳上端通过支撑14，销轴13设置弯头双绞耳12，弯头双绞耳12竖直端通过销轴10与平衡曲臂6的前端绞接。推杆3的另一端通过销轴4与平衡曲臂6的下端绞接。平衡曲臂6的后端通过销轴5与主力臂7绞接。弯头双绞耳12横向部通过曲轴11与支柱9的后端绞接，支柱9的前端通过销轴8与主力臂7绞接。所述的平衡曲臂6的形状为一直杆的两端各设置一绞耳。直杆上异向设置一绞耳。支柱9后端采用曲轴绞接，高支耳上端设置弯头双绞耳12，其形状为在一横杆的前部竖向设置一绞耳，横向部设置两绞耳，既可正向设置也可反向设置。销轴4的绞接点与销轴10的绞接点，设置在同一平面上，α＞20°β≥90°工作原其理如下主力臂7受质量为m的重力后，产生一个重力PM，在销轴8处产生一个重力距P1，在销轴5处产生一个重力距P2，P2＝P·L1/L1 P1＝P·(L1+L2)＝P+P2，
当弯头双绞耳12正向设置时P1通过支柱9经曲轴11传给弯头双绞耳12横向段一个力压力P3，P3＝P1·Sinα经过销轴14转向后，在弯头双绞耳12竖向段产生一个反向回转力。值得指出的是由于轴11为一曲轴，所以不产生异向反作用力，是消除倾覆力矩的最主要措施之一。也是不同于三角支撑力系的最主要特征之一。P2经销轴5传给平衡曲臂6一个升力，由于平衡曲臂6前端受到阻力，故以销轴10为圆心，以销轴10与销轴4的连线为半径作顺向回转，又由于销轴4与销轴10设置在一个平面上故在销轴4处产生一个水平推力，但由于推杆3为水平设置，角β≥90°，其Ctg值为无限大，故其抗推拉能力也为无限大。则在反作用力的作用下在销轴10处产生一个正向平推力P4，P4＝P2·L3/L4+P2，P4经销轴10与P3交会。设双耳底座1极其承载体的质量为M1，当P3·L5/L6+M1＜P4·L6/L5时，正向倾覆力存在，推动弯头双绞耳作正向回转，不能实现自平衡。但当L5＞L6角α的Sin值增大到一定量时，则当P1·Sinα·L5/L6+M1≥P4·L6/L5 即P3·L5/L6+M1≥P4·L6/L5时，并曲轴11的偏转力线的延长线指向与双耳底座1及其载体的接地面相交时，同样可实现重力的自平衡。
当弯头双绞耳12反向设置时P1经销轴8传给支柱9再经曲轴11传给弯头双绞耳12一个压力P3，通过弯头双绞耳12及支撑14，销轴13转为对高支耳及双耳底座1的反向回转力。P2经销轴5传给平衡曲臂6前端及销轴10一个平行推力P4，P4＝P2·L3/L4+P2，由于弯头双绞耳上销轴10的轴线与支撑14，销轴13的连线呈交叉状，故使P4力发生转折，通过支撑14，销轴13传给高支耳及双耳底座1一个反向回转力。使P3与P4合二为一，共同作用于高支耳一个反向回转力，在双耳底座1上承受的力为P3+P4，因为P3＝P1·Sinα＝P+P2 P4＝P2·L3/L4+P2又在全装置中只有P2具有倾覆作用，所以当P3+P4＞P2时，在高支耳上以及双耳底座1上不再承受正向倾覆力。完成了由正向二力回转力系向反向二力回转力系的转变。在高支耳上设置弯头双绞耳是消除正向倾覆力矩的关键特征。这时所有作用于双耳底座的力均为反向回转力，当回转力线及曲轴11的偏转力线均在底座接地面内时，可以视为高支耳的tg值为无限大，则完成了由二力回转力系向三力平衡力系的转变，从而实现了重力的自平衡。当回转力线及曲轴11的偏转力线超出底座的接地面并与其延长线相交时，则产生反倾现象。重力自平衡的实现，解决了悬臂式结构的平衡问题，但却打破了自然的平衡关系，产生了新的不平衡，为重力能的开发利用创造了条件，可望将重力能转换为机械能，为人类提供新的能源来源。
基于上述理由，利用本装置无论弯头双绞耳是采用正向设置还是反向设置其总平衡能力均可为无限大，从而将重力转化为压力，外力转化为内力，将起升力转化为平行的推力，倾覆力转化为正压力。在双耳底座上不再承受正向倾覆力矩，只承受两个互相垂直的力和地面的支撑力，完成了从二力回转力系到三力平衡力系的转化，实现了重力的自平衡。
权利要求
1.一种重力自平衡装置。包括双耳底座1，主力臂7，支柱9及销轴。双耳底座1的低支耳上端通过销轴2与推杆3的一端绞接。双耳底座1的高支耳上端通过支撑14，销轴13设置弯头双绞耳12，弯头双绞耳12竖向部通过销轴10与平衡曲臂6的前端绞接。推杆3的另一端通过销轴4与平衡曲臂6的下端绞接。平衡曲臂6的上端通过销轴5与主力臂7绞接。弯头双绞耳12横向部通过曲轴11与支柱9的后端绞接。支柱9的前端通过销轴8与主力臂7绞接。
2.根据权利要求1所述的一种重力自平衡装置。其特征是；所述的平衡曲臂的形状为一直杆的两端各设置一绞耳。杆上异向设置一绞耳。
3.根据权利要求1所述的一种重力自平衡装置。其特征是，在高支耳上端可正向或反向设置弯头双绞耳12，其形状为一平行杆的前部竖向设置一绞耳，横向部设置两绞耳。
4.根据权利要求1所述的一种重力自平衡装置。其特征是；支柱9的后端采用曲轴绞接。
5.根据权利要求1所述的一种重力自平衡装置，其特征是；销轴4的绞接点与销轴10的绞接点设置在一个平面上。
6.根据权利要求1所述的一种重力自平衡装置。其特征是；α角大于20度。
7.根据权利要求1所述的一种重力自平衡装置。其特征是；β角大于等于90度。
全文摘要
本发明涉及一种重力自平衡装置，双耳底座1的后支耳上端通过销轴2与推杆3的一端绞接，双耳底座1的前支耳上端通过支撑14，销轴13设置弯头双绞耳12，弯头双绞耳12竖向部通过销轴10与平衡曲臂6的前端绞接，推杆3的另一端通过销轴4与平衡曲臂6的下端绞接，平衡曲臂6的上端通过销轴5与主力臂7绞接，弯头双绞耳12的横向部通过曲轴11与支柱9的后端绞接，支柱9的前端通过销轴8与主力臂7绞接。本发明适用内范围广泛，涉及机械，建筑，交通，能源等多行业多领域中各类悬臂式，类悬臂式结构，涉及生产和生活的方方面面，可应用于各种悬臂式及类悬臂式吊载机上。如，各式起重机，挖掘机，装载机等一应工程机械及各类车，船，舰，桥，馆，棚，路与各种坑道支护，简易工程吊架等。
文档编号F16F15/00GK1598351SQ200410033168
公开日2005年3月23日 申请日期2004年4月8日 优先权日2003年4月10日
发明者张学爱 申请人:张学爱