一种重力陀螺体结构的平衡装置的制作方法

本实用新型属于平衡设备技术领域，涉及一种平衡装置，特别涉及一种重力陀螺体结构的平衡装置。

背景技术：

在现实生活中经常会出现这样的情况，某一物体受环境影响，发生侧向晃动或倾倒。如空中作业的井架、海洋湖泊中的船舶、空中运行的飞行物、两个轮子的车辆等等，而这些物体又无法通过另外的支点实现效正平衡。所以经常发生井架倒塌、船舶倾翻、车辆侧倒的现象。为了避免上述事故的发生，减少、避免财物人员受到损害，需要一种机构装置来保证其本身具备自动效正平衡功能，从而避免倾倒倾翻事故的发生。

中国专利申请号CN201520678335.9实用新型提出了一种机动二轮车用簧浮式陀螺平衡机构，该机构由外框架、内框架、弹簧、陀螺包、陀螺包轴、线束组成，能解决左右平衡性的问题，解决了在碰撞事故中、在紧急制动快速停车时易倾倒的问题，但该产品结构较为复杂，制作成本较高，且平衡时只能起到定向平衡作用，不能在多个方向起到平衡效果，使用范围较窄。

技术实现要素：

本实用新型针对行业中各设备在操作或运动弄的过程中存在倒塌、倾翻倾倒的缺陷和不足，提出一种重力陀螺体结构的平衡装置，在陀螺体具有连续动力的情况下，能确保物体处于万向平衡状态，可有效避免倾倒倾翻事故的发生。

本实用新型的技术方案是：一种重力陀螺体结构的平衡装置，包括外壳，设置在外壳顶端的上盖以及设置在外壳底端的下盖；其特征在于：所述平衡装置还由弹力环、陀螺体和万向十字轴机构组成；所述弹力环设置在所述上盖的下方并卡合在所述外壳的内部，所述弹力环由内环、外环和若干个弹簧连接构成，所述弹簧均匀分布在所述内环与外环之间，所述陀螺体置于所述外壳的内部，所述陀螺体由定子、转子和定子轴连接构成，所述定子设置在所述定子轴的中部并与所述定子轴形成一体式结构，所述定子的外表面上设有线圈，所述转子套置在所述线圈的外部，所述转子内表面设有磁钢，所述定子轴的上端置于所述内环中，所述万向十字轴机构设置在所述下盖的上方并与所述定子轴的下端活动连接。

所述内环的外壁与外环的内壁均设有安装环，弹簧通过安装环安装固定在内环与外环之间。

所述弹簧的数量为4～8个，弹簧均匀分布在内环与外环之间。

所述下盖的中心设有电源盖，电源盖中心设置电源接口，电源接口与定子上的线圈连接相通。

所述转子的截面形状是矩形与等腰梯形的组合。

所述外环的外表面与外壳的内表面形成过盈配合。

本实用新型的有益效果为：本实用新型提出的一种重力陀螺体结构的平衡装置，结构简单，工作原理清晰，与其它结构的平衡装置相比，本新型更加易于制造，动力配置也更为简单，在保证其足够动力的情况下，能确保物体始终处于万向平衡状态，用途也更为广泛，可靠性更高，耗能也更低，有效避免了倾倒倾翻事故的发生，降低了财物和人员的受害程度。

附图说明

图1 为本实用新型全剖结构示意图。

图2 为本实用新型俯视结构示意图。

图3 为本实用新型外观结构示意图。

图4 为本实用新型向左倾翻运动状态示意图。

图5 为向左倾翻运动时弹簧受力示意图。

图6 为本实用新型向右倾翻运动状态示意图。

图7 为向右倾翻运动时弹簧受力示意图。

图中：外壳1、转子2、上盖3、弹簧4、内环5、外环6、磁钢7、定子8、电源接口9、万向十字轴机构10、定子轴11、线圈12、下盖13。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

如图1-3所示，一种重力陀螺体结构的平衡装置，包括外壳1，设置在外壳1顶端的上盖3以及设置在外壳1底端的下盖13；平衡装置还由弹力环、陀螺体和万向十字轴机构10组成；弹力环设置在所述上盖3的下方并卡合在外壳1的内部，弹力环由内环5、外环6和若干个弹簧4连接构成，弹簧4均匀分布在内环5与外环6之间，陀螺体置于外壳1的内部，陀螺体由定子8、转子2和定子轴11连接构成，定子8设置在定子轴11的中部并与定子轴11形成一体式结构，定子8的外表面上设有线圈12，转子2套置在线圈12的外部，转子2内表面设有磁钢7，定子轴11的上端置于内环5中，万向十字轴机构10设置在下盖13的上方并与定子轴11的下端活动连接。

如图1-3所示，一种重力陀螺体结构的平衡装置，内环5的外壁与外环6的内壁均设有安装环，弹簧4通过安装环安装固定在内环5与外环6之间；弹簧4的数量为4～8个，本实施例中弹簧的数量为8个，弹簧4均匀分布在内环5与外环6之间；下盖13的中心设有电源盖，电源盖中心设置电源接口9，电源接口9与定子8上的线圈12连接相通；转子2的截面形状是矩形与等腰梯形的组合；外环6的外表面与外壳1的内表面形成过盈配合。

如图4-7所示，一种重力陀螺体结构的平衡装置的工作原理如下：陀螺体由中心轴、线圈及外转子组成，中心轴与线圈固定，通电后外转子作高速旋转运动。万向十字机轴构联接在陀螺体中心轴的下端，一方面对陀螺体起支承与周向固定作用，另一方面能保证陀螺体进行岁差运动。弹力环由内环、外环与弹簧组成，内环与陀螺体上轴端联接，外环与外壳联接，内环与外环通过弹簧联接。当陀螺体发生岁差运动时，内环通过弹簧来实现万向移动，从而保证陀螺体岁差运动的实现。外壳对内部机构起到支承、固定与保护作用，与需要效正平衡的物体相固定联接。

如图4-5所示，当平衡器发生左向倾翻时，其陀螺体除了进行围绕其自身轴线高速旋转外，由于陀螺体自身重心轴线产生偏移，从而会产生围绕其原有轴线的岁差运动(摇头运动)。陀螺体上轴端与弹力环的内环会按照A、B、C、D状态做周向运动。当处于A状态时，各弹簧受力没有变化，到B状态时，弹簧E、F、G受力变小，弹簧H、A、B、C、D受力变大，从而产生Fb的力。根据力学作用力与反作用力的原理，相适应形成Fbb力，Fbb力通过外环作用到壳体上，实现对平衡器效正平衡。到C状态时，弹簧F、G、H受力变小，弹簧A、B、C、D、E受力变大，从而产生Fc的力。根据力学作用力与反作用力的原理，相适应形成Fcc力，Fcc力通过外环作用到壳体上，实现对平衡器效正平衡。到D状态时，弹簧G、H、A受力变小，弹簧B、C、D、E、F受力变大，从而产生Fd的力。根据力学作用力与反作用力的原理，相适应形成Fdd力，Fdd力通过外环作用到壳体上，实现对平衡器效正平衡。综上所述，当平衡器向任何方向发生倾翻时，由于陀螺体自身重心轴线产生偏移，从而会产生围绕其原有轴线的岁差运动，而正是这种岁差运动使得平衡器实现了自动效正平衡。同时也使得与其相固定联接的物体实现了自动效正平衡。如图6-7所示，当平衡器发生右向倾翻时，其作用原理与上述对称。