CN104976274B - 负载平衡机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种负载平衡机构，包括一能输出恒定转矩并将恒定转矩转换成恒定力的恒力输出组件；一能根据负载类型调节输出的恒定力的大小的丝杆组件；一用于支撑上述组件的支撑组件；所述的恒力输出组件包括：输出恒定转矩的恒转矩弹簧，所述的恒转矩弹簧的头部卷绕在所述的储存轮上，尾部固定在所述的输出轮上；与输出轮过盈配合的第一轴；与第一轴间隙配合的调节滚轮；盘面与调节滚轮的轮面紧密贴合且产生摩擦力的转盘；固设在转盘背面且与转盘同心的第二轴；和用以将恒定转矩转换成恒定力的第一绳索；所述的第一绳索的一端固设在转盘或第二轴上，第二轴转动时第一绳索在第二轴上卷绕或解绕，所述的第一绳索的另一端固设在支撑组件的安装部分。

Description

负载平衡机构

技术领域

本发明涉及一种负载平衡机构，该机构可在竖直方向上或其他方向上提供大致恒定的、不随位移变化的力，且该力的大小可以被调节。

背景技术

随着社会的发展，人体工程学越来越受到重视。特别是当人类进入信息时代，日常的工作和生活越来越依赖于操作计算机等设备。但是很多设备与人体的相对位置是不可调节的，无法使不同身材的使用者以人体工程学建议的方式使用设备。另外，这种不可调节性迫使使用者长时间用同一种姿势操作设备，易导致颈椎、腰椎损伤等健康问题。有研究表明，每隔一段时间变换使用姿势，比如坐姿和立姿交替，对健康有益。因此迫切需要一种方便调节设备与人体的相对位置的技术方案。如果能实现调节时不需要电源，并且调节时几乎不费力，无疑是较好的方案。

申请号为201180037431.X的中国专利公开了一种方案，主要采用了凸轮和压缩弹簧的组合实现输出大致恒定的、不随位移变化的力，而且该力的大小可以被调节。如果调节至与负载的力大小相近，由于两力的方向相反，相互抵消，那么手动移动负载将几乎不费力。凸轮和压缩弹簧的组合的缺点是占用空间较大，特别是当此设备放在桌面上时，占用了很多宝贵的桌面空间。尽管该专利用了两个凸轮组合试图减小设备占用的桌面空间，但从该专利申请人的对该专利的实施(已上市的WorkFit-S系列产品)来看，占用的桌面空间仍然很大。

占用空间较小的好处不仅仅是腾出更多的可用空间，而且能够使部署方式更灵活多变，以适应不同环境。因此，实现调节设备与人体的相对位置时不需要电源，并且调节时几乎不费力，同时占用空间较小，将是有利的。

发明内容

为了克服现有技术存在的上述缺陷，本发明公开了一种负载平衡机构。

本发明采用的技术方案是：

负载平衡机构，其特征在于：包括

一能输出恒定转矩并将恒定转矩转换成恒定力的恒力输出组件；

一能根据负载类型调节输出的恒定力的大小的丝杆组件；

一用于支撑上述组件的支撑组件；

所述的恒力输出组件包括：

输出恒定转矩的恒转矩弹簧，所述的恒转矩弹簧的头部卷绕在储存轮上，尾部固定在输出轮上；

与输出轮过盈配合的第一轴；

与第一轴间隙配合的调节滚轮；

盘面与调节滚轮的轮面紧密贴合且产生摩擦力的转盘；

固设在转盘背面且与转盘同心的第二轴；

用于套设储存轮且与第一轴平行设置的第三轴，所述的储存轮可在第三轴上旋转；

和用以将恒定转矩转换成恒定力的第一绳索；所述的第一绳索的一端固设在转盘或第二轴上，第二轴转动时第一绳索在第二轴上卷绕或解绕，所述的第一绳索的另一端固设在支撑组件的安装部分，用以输出可平衡负载重力或其他力的恒定力；

所述的的支撑组件包括基础部和用于安装不同负载的安装部分，所述的安装部分通过导轨系统与基础部相对滑动。

所述的丝杆组件包括转动丝杆、套装在转动丝杆上的滑动组件和滑轨，所述的转动丝杆、滑轨、第一轴三者互相平行设置，转动丝杆旋转时带动滑动组件在滑轨上移动；所述的滑动组件与调节滚轮配合使调节滚轮在第一轴上轴向移动，以改变调节滚轮在转盘上的投影与转盘圆心之间的距离。

还包括一用于控制负载在行程范围内移动与否的锁定组件。

还包括一用于控制锁定组件动作的锁定控制组件。

还包括一绳索断开保护组件。

所述的绳索断开保护组件包括固定在所述的安装部分上的底座，所述的底座上开设有孔，所述的孔内安装有第一压缩弹簧和销，所述的第一压缩弹簧套设在销上，并且抵接于销和底座之间，所述的第一绳索的另一端与所述的销的尾部连接；所述的销与开设在基础部上的若干排排孔相适配，第一绳索断开，销的头部插接在排孔内，阻止负载运动。

还包括转速保护组件。

所述的转速保护组件包括大开口销、小轴和突起结构，所述的小轴固定于转盘的正面、转盘的背面或上述两面，所述的大开口销的头部的圆环穿设在小轴上，所述的大开口销可绕小轴旋转，且旋转平面与转盘的盘面平行；所述的转盘上设置有突起结构，所述的小轴上设置有限位结构；靠近大开口销侧的所述的基础部上设置有与所述的大开口销配合作用的挡块，当转盘转动速度超过某预设值时，大开口销卡在挡块和突起结构之间，转盘停止转动。

所述的恒转矩弹簧与调节滚轮之间设有与储存轮或输出轮的端面平行的隔板，并且通过限位开口销限位于所述的第一轴和第三轴靠近恒转矩弹簧的一侧；所述的储存轮限位于第三轴靠近恒转矩弹簧的另一侧。

所述的支撑组件还包括第一滚轮、第二滚轮，所述的第一滚轮和第二滚轮的轴分别固定在基础部，轮面紧贴在所述的安装部分内部的两侧。

所述的支撑组件还包括缓冲器，所述的缓冲器固定在基础部上且所述的缓冲器的头部在安装部分运动到接近极限位置时与安装部分内侧触接。

所述的调节滚轮的轴线在转盘上的投影通过转盘的圆心。

本发明的工作原理如下：

恒转矩弹簧组件能输出大致恒定的转矩，转矩大小记为M，输出轮半径记为r₁；

第一轴，用于承受恒转矩弹簧组件输出的转矩，并把转矩M传递给轴上的其他部件；

调节滚轮套装在在第一轴上并与第一轴同心，能随着第一轴转动而获得转矩M，并且能在第一轴上轴向滑动，调节滚轮半径记为r₂；

转盘盘面紧贴调节滚轮轮面，调节滚轮的轴线在转盘上的投影通过转盘圆心，转盘在与调节滚轮轮面的摩擦力作用下转动，摩擦力记为f，调节滚轮在转盘上的投影到转盘圆心的距离记为r₃；

第二轴固定在转盘背面并与转盘同心，从而获得转矩M，第二轴半径记为r₄；

第一绳索一端固定在第二轴或转盘上，第二轴转动时第一绳索在第二轴上卷绕或解卷，第一绳索将恒定的转矩转换为恒定的力，恒定力记为F，并在绳索的另一端输出；

转动丝杆可以调节调节滚轮的位置，改变r₃。

根据力学原理，当力沿转动的切线方向时，转矩＝力×半径，可得

$f=\frac{M}{r_2}$

由转矩平衡条件，第二轴上方向相反的两力矩大小相等，即

fr₃＝Fr₄

解得

$F=\frac{{\mathrm{fr}}_3}{r_4}=\frac{{\mathrm{Mr}}_3}{r_2{r}_4}$

在一个制造完成的设备里，M、r₂、r₄显然是定值。如果r₃保持不变，F将保持恒定。如果转动丝杆调节调节滚轮到适当的位置，r₃变为r′₃，F则变为F′，F′恰好与负载的力大小相近，由于两力的方向相反，相互抵消，负载处于平衡状态，此时手动移动负载将几乎不费力。同样保持r′₃不变，F′将保持恒定，在一定的范围内手动移动负载都将几乎不费力，不需要锁定装置也能停在无限多个位置上。这样一来，在使用者变换使用姿势时(例如坐姿和立姿的转换)，负载能方便地被调整位置，达到最符合人体工程学的状态。更重要的是，通过转动丝杆，设备输出的力的大小是可以被调节的，以适应不同的负载，这就使得设备具有一定的通用性，大大方便使用者。

恒转矩弹簧是一种特殊的弹簧，能够输出大致恒定的转矩，已在某些领域应用。恒转矩弹簧输出的转矩是恒定的不可调节的，由于技术偏见，之前没有在本技术领域应用。而本发明克服这种技术偏见，使恒转矩弹簧体积较小的优势得到发挥。加上选用的其他部件相较紧凑，部件之间的排布也是紧凑的，所以使得整个设备在不缺失功能和不损失性能的前提下，实现占用空间较小的效果。

恒转矩弹簧组件中，至少包含一个储存轮和一个输出轮，一个以上的储存轮和一个以上的输出轮组合也是可能的。恒转矩弹簧的尾部需要固定在输出轮上，但头部不需要固定在储存轮上，恒转矩弹簧通过自身的弹力抱紧储存轮，恒转矩弹簧的自然状态是全部卷绕在储存轮上。恒转矩弹簧的尾部固定在输出轮后，随着输出轮旋转，恒转矩弹簧会被卷绕在输出轮上。同时，恒转矩弹簧会在输出轮上输出一个大致恒定的转矩。

由于产生调节滚轮和转盘之间的摩擦力需要有正压力，正压力可以由支撑组件提供，也可以在支撑组件和第二轴之间增加第二压缩弹簧，由第二压缩弹簧提供。而正压力通过推力轴承施加在第二轴和转盘上，保证了正压力不会使第二轴和转盘转动困难。当然，作为对推力轴承的等效替换，如在转盘背面和支撑组件之间增加滚轮来传递正压力，也是可行的。

转盘背面可设置单方向(顺时针或逆时针)或双方向(顺时针和逆时针)的转速保护组件，防止因恒转矩弹簧损坏、转盘和调节滚轮意外脱离、使用者操作不当等原因导致的转盘转动速度过快，保护部件和使用者人身、物品的安全。转盘背面设有大开口销，一个固定于转盘的小轴穿过大开口销头部的圆环。大开口销可绕该小轴旋转，且旋转平面与转盘平行。此处的大开口销不是常规用途，不需要插在某销孔内，将钢丝弯成开口销的形状或其他一端有孔的长条状部件都应视为大开口销的等效替代。当转盘转动速度过快时，大开口销会在离心力的作用下被甩起，卡在支撑组件和转盘背面设置的突起结构之间，使转盘停止转动，起到保护作用。使用者排除故障后，反方向移动负载使转盘反方向转动，大开口销会在重力作用下或在小拉伸弹簧的拉力下改变原先卡住的状态，使设备恢复可用。

在锁定组件、绳索断开保护组件中的销和排孔的组合有其他的等效替代形式，比如棘爪和棘齿条的组合。

锁定组件在某些情况下是有利的，比如需要满足负载停在某位置后不会被轻易移动的要求。

本发明的有益效果体现在：

1、恒转矩弹簧是一种特殊的弹簧，能够输出大致恒定的转矩，已在某些领域应用。恒转矩弹簧输出的转矩是恒定的不可调节的，由于技术偏见，之前没有在本技术领域应用。而本发明克服这种技术偏见，使恒转矩弹簧体积较小的优势得到发挥。加上选用的其他部件相较紧凑，部件之间的排布也是紧凑的，所以使得整个设备在不缺失功能和不损失性能的前提下，实现占用空间较小的效果。

2、在使用者变换使用姿势时(例如坐姿和立姿的转换)，负载能方便地被调整位置，达到最符合人体工程学的状态。更重要的是，通过转动丝杆，设备输出的力的大小是可以被调节的，以适应不同的负载，这就使得设备具有一定的通用性，大大方便使用者。

3、转盘背面设有单方向(顺时针或逆时针)和双方向(顺时针和逆时针)的转速保护组件，防止因恒转矩弹簧损坏、转盘和调节滚轮意外脱离、使用者操作不当等原因导致的转盘转动速度过快，保护部件和使用者人身、物品的安全。

4、锁定组件在某些情况下是有利的，比如需要满足负载停在某位置后不会被轻易移动的要求。

附图说明

图1是本发明采用的恒力输出组件的立体图。

图2是图1的分解图。

图3是本发明采用的支撑组件的分解图。

图4是本发明转速保护组件的结构示意图。

图5是本发明采用的锁定组件的局部剖视图。

图6是本发明放置在桌面上的立体示意图。

图7是本发明夹在桌边升起时的立体示意图。

图8是本发明夹在右侧线孔半升起时的立体示意图。

图9是本发明单腿桌升起时的立体示意图。

图10是本发明双腿桌升起时的立体示意图。

图11是本发明采用的锁定控制组件的立体示意图。

具体实施方式

参照图1至图11，本发明的负载平衡机构可以让使用者几乎不费力地在一定行程内移动各种不同的负载，并停在需要的位置。负载包括但不限于显示器、平板电脑、笔记本电脑、键盘、鼠标、电话机、绘图板、书本、医疗设备、仪器、桌面等。

图1是本发明的实施例采用的恒力输出组件100的立体图，图2是图1的分解图。其中，恒转矩弹簧组件110，恒转矩弹簧111的头部依靠自身弹力抱紧储存轮112，恒转矩弹簧111的尾部固定在输出轮113上。输出轮113的轴孔设有键槽，通过第一键145过盈配合固定在第一轴114的键槽上。调节滚轮121的轴孔设有键槽，与第二键143间隙配合，第二键143与第一轴114的另一个键槽过盈配合。调节滚轮121的轮面选择摩擦系数较大的弹性材料，能增加摩擦力并降低噪音。第一轴114两端依靠轴承141、142承托，轴承外圈固定在支撑组件200上。转盘122盘面紧贴调节滚轮121轮面，调节滚轮121的轴线在转盘上的投影通过转盘圆心，转盘在与调节滚轮121轮面的摩擦力的作用下转动。第二轴124，由两颗螺丝固定在转盘122的背面并与转盘122同心。第一绳索123，一端固定在第二轴124或转盘122上，第二轴转动时第一绳索在第二轴上卷绕或解卷，第一绳索123将恒定的转矩转换为恒定的力，并在第一绳索的另一端输出。第一绳索123可以是钢绳或聚合物纤维绳等传递力的柔性抗拉材料。弹性挡圈128挡住第一绳索124，不让其太靠近转盘，避免干扰其他部件工作。

第二轴124上设有推力轴承125，第二压缩弹簧126在支撑组件200和推力轴承125之间。第二压缩弹簧126被压缩，其弹力通过推力轴承施加在第二轴和转盘上。内含轴承的轴承座127通过螺丝固定在支撑组件200上，用于承托第二轴124。

丝杆组件130内，转动丝杆131的一端可以由使用者旋转。滑块133的螺纹孔与转动丝杆配合，转动丝杆旋转时带动滑块在滑轨132上移动。转动丝杆131、滑轨132、轴114三者互相平行。曲臂134、136由螺母固定在滑块133上。小滚轮135、137分别在曲臂134、136末端以曲臂为轴旋转。滑块移动时，曲臂通过小滚轮轮面与调节滚轮121端面接触，使得调节滚轮121在第一轴114上轴向移动，以改变调节滚轮在转盘上的投影与转盘圆心之间的距离。滑块133、曲臂134和136、小滚轮135和137组成的组件称为滑动组件。需要指出的是，尽管图中滑块和曲臂是分开的不同部件，但作为等效替代，可以通过铸造等方法将滑块和曲臂制造成一个部件。转动丝杆131的两端分别穿过支撑组件200上对应的孔，并通过E型弹性挡圈138、139来限制转动丝杆轴向移动。滑轨132两端由螺母固定在支撑组件200上。第三轴115平行于第一轴114，由螺母固定于支撑组件200，储存轮112在第三轴115上旋转。恒转矩弹簧111旁设有与储存轮112或输出轮113端面平行的隔板116，分别由限位开口销144、118限位于第一轴114和第三轴115靠近恒转矩弹簧一侧。储存轮112由开口销117限位于第三轴115靠近恒转矩弹簧另一侧。隔板116可以防止恒转矩弹簧在工作时轴向移动过大而影响其他部件工作，甚至脱离储存轮导致故障。

图3是本发明采用的支撑组件200的分解图。基础部包括第一部分201、第二部分202和第三部分203，第三部分203的两侧，分别固定于第一部分201和第二部分202。导轨系统211、212的第一固定部分别固定在第一部分201和第二部分202上，滑动部分别固定在安装部分204内部的两侧，安装部分204能通过导轨系统与第一部分201、第二部分202相对滑动，安装部分上可以安装各种不同的负载。当导轨系统211、212的第一固定部和滑动部在某方向的间隙比较大时，会出现安装部分在该方向出现晃动，增加第一滚轮213，第二滚轮214，第一滚轮213，第二滚轮214的轴分别固定于第二部分202，轮面紧贴安装部分204内部的两侧，有助于减少安装部分晃动。第一绳索123的另一端固定在安装部分204底面内部。恒力输出组件100在第一绳索123另一端输出的大致竖直向上的大致恒定的力，被传递到安装部分上，平衡负载的重力。支撑组件还可以包括缓冲器216，固定在第二部分202上。缓冲器头部在安装部分204运动到接近极限位置时开始接触安装部分内侧，起到缓冲作用。

图3所示的支撑组件是特别针对桌面已有线孔的情况，可以利用线孔来固定整个设备。线孔常见于很多桌面，用来让电源线、数据线从桌面下穿到桌面上。这些电源线、数据线是桌面上其他设备所需要的。螺杆206的头部连接第二部分202的底部，尾部从线孔穿出到桌面下。固定板205在桌面下，通过螺母和螺杆206的作用，固定板紧贴桌面背面，整个设备就被固定在桌面上。第一部分201和第二部分202底部，以及固定板205都有缺口，供电源线、数据线穿出。

需要说明的是，尽管图3示出的恒力输出组件100是上置的，但是恒力输出组件的位置可以有多种选择，包括下置。恒力输出组件下置后，只需在第二部分202上部增加一个定滑轮，第一绳索123通过定滑轮后就能把下置的恒力输出组件输出的向下的力转换为向上的力。

还需要说明的是，尽管图3示出的支撑组件200是竖直向上的，即与桌面的夹角是90度，但这个夹角可以是大于90度或小于90度。在一些实施例中，根据部署方式和负载的情况，选择大于90度或小于90度能够使设备和负载的重心处于期望的位置，以提高稳定性。

图4是图3的局部放大图，主要示出了转速保护组件150，提供单方向(图中实施例为逆时针)的转速保护。转盘背面设有大开口销151，一个固定于转盘的小轴152穿过大开口销头部的圆环。大开口销可绕该小轴旋转，且旋转平面与转盘平行。如果转盘逆时针转动速度未超过某预设值，当大开口销151在运动到图示位置时，由于离心力不够大，大开口销主要受重力影响而围绕小轴152逆时针旋转，不会碰到挡块217。当转盘逆时针转动速度过快时，离心力的作用大于重力的作用，大开口销会在离心力的作用下被甩起，卡在挡块217和转盘背面设置的突起结构153之间，使转盘停止转动。使用者排除故障后，反方向移动负载使转盘顺时针转动，大开口销会在重力作用下改变原先卡住的状态，使设备恢复可用。挡块217固定在支撑组件第二部分202上。小开口销154连接小轴152和突起结构153，起限位作用。需要说明的是，在另一侧增加挡块和转速保护组件即可实现双方向(逆时针和顺时针)的转速保护。需要注意的是，两个转速保护组件的开口销旋转的平面应该错开，避免工作时相互影响。

图5是本发明采用的锁定组件300的局部剖视图，锁定组件300在某些情况下是有利的，比如需要满足负载停在某位置后不会被轻易移动的要求。锁定组件300的底座301通过孔302固定在安装部分204上，底座301的通孔内安装有固定轴305，固定轴上安装有定滑轮304。底座301的中心有孔，孔内安装有第一压缩弹簧306和销307。用于锁定的第二绳索303一端经过定滑轮304后，与销307的尾部连接。拉紧第二绳索303，销307就会从第三部分203上的一排孔中的某个排孔中被拉出，解除锁定(负载可以在行程范围内移动)；放松第二绳索303，销会被第一压缩弹簧306压进排孔中的某个排孔里，实现锁定(负载被固定在某个位置)。需要说明的是，尽管图5中没有示出，卷在第二轴124上的第一绳索123的另一端不直接连接安装部分204，而经过定滑轮304后，与销307的尾部连接，替换掉第二绳索303，原来的锁定组件就变成绳索断开的保护组件。如果第一绳索123断开，相当于松开原来的用于锁定的第二绳索303，销会被第一压缩弹簧压进孔里，阻止负载运动，避免不良后果。显然，锁定组件和绳索断开保护组件不共存，也就是说，设置了锁定组件就不需要绳索断开保护组件；或者说，没设置锁定组件时才需要绳索断开保护组件。与锁定组件中定滑轮在锁定和解锁过程中经常需要转动的情况不同，绳索断开保护组件中定滑轮在正常情况下不需要转动，从制造难度和成本角度考虑，绳索断开保护组件中定滑轮可以用底座301上开出的一段槽面为圆弧的槽来替代。所述槽面的位置、形状，与所述定滑轮实际接触绳索部分的轮面保持一致。需要指出的是，在所述锁定组件、保护组件中的销和孔的组合有其他的等效替代形式，比如棘爪和棘齿条的组合。

图6是本根据发明的实施例放置在桌面的立体图。因增加了底座207，不需要安装并固定在桌面上，只需放置在桌面401上即获得一定的稳定性，方便了使用者部署设备。另外，有些桌面没有线孔402，不能像图3所示的实施例那样利用线孔来固定，可以使用图6所示的实施例。具体如下：供使用者放置显示器的显示器板221固定在安装部分204上。如图3所示，安装部分204上有若干排的孔，使用者可以根据期望的高度选一排孔来固定显示器板221；支撑臂223固定在安装部分204上，供使用者放置键盘、鼠标的键盘板224固定在支撑臂223上；供使用者放置文件、电话等的置物板222固定在支撑臂223上。转动丝杆131的一端从第一部分201对应孔穿出，使用者可用手柄或扳手等旋转丝杆。底座207可以设计得较薄，不影响在上面放文件、书本等物品，对桌面空间的占用可以忽略不计。

图7是根据本发明的实施例夹在桌边升起时的立体图。有些桌面没有线孔，不能像图3所示的实施例那样利用线孔来固定，可以使用图7所示的实施例，夹在桌面板边缘，原理与图3所示的实施例利用线孔固定的原理类似。因为桌面上其他设备所需的电源线、数据线不经过本设备底部，所以固定板205不需要有供电源线、数据线穿出的缺口。增加底座207有助于增加稳定性，但不需要像图6的实施例的底座那么大。

图8是根据本发明的实施例夹在右侧线孔半升起时的立体图。相当一部分的桌面的线孔402是在一侧的(大多数是在右侧)，而使用者部署设备的期望位置往往跟线孔有一段距离。在这种情况下，需要增加长条底座208。长条底座一端通过螺杆、螺母、固定板205固定在线孔上，另一端连接支撑组件第一部分201。长条底座可以如图8所示连接支撑组件第一部分201的后侧，也可以连接其右侧。桌面上其他设备所需的电源线、数据线从线孔穿出后，可在长条底座内走线，再从长条底座的另一端或某处的缺口穿出。

图9是根据本发明的实施例单腿桌升起时的立体图。与之前的实施例作为桌面上的附加设备不同，本实施例里本发明作为桌子一部分，实现桌面的升降。桌面501固定在支撑架502，支撑架502固定在支撑组件安装部分204上。支撑组件第二部分202固定在底座503上，底座503放置在地面上。用于锁定的第二绳索303连接到锁定控制组件510上，第二绳索303在绳索管511内。锁定控制组件510的第二固定部固定在桌面底面，活动部供使用者解除锁定。

图10是根据本发明的实施例双腿桌升起时的立体图。两个桌腿具有相同的结构。桌面601固定在支撑架602，支撑架602固定在支撑组件安装部分204上，支撑组件第二部分202固定在底座603上，底座603放置在地面上。背板604两端分别固定在两桌腿的支撑组件第二部分202，用于锁定的第二绳索303连接到锁定控制组件510上，第二绳索303在绳索管511内。锁定控制组件510的第二固定部固定在桌面底面，活动部供使用者解除锁定。

图11是根据本发明的实施例采用的锁定控制组件510的立体图。锁定控制组件的第二固定部513固定在桌面底面，活动部512通过连接轴514连接固定部分，并能绕轴枢转；活动部受到桌面的限制，只能枢转到一定的角度，活动部512包括横杆515，绳索管511固定在第二固定部513上。用于锁定的第二绳索303在绳索管内并能相对于绳索管滑动，第二绳索303连接至活动部的横杆515。图中的两个根绳索和绳索管分别对应图10中两桌腿引出的绳索和绳索管。当使用者向上扳活动部时，活动部枢转到极限角度，把提升力传递给桌面，同时把第二绳索303从绳索管511中拉出，使图5中的锁定组件300解锁，桌面就能在提升力的作用下升起。升到所需高度后，松开活动部512，第二绳索303被放松，图3中的锁定组件300进入锁定状态。可见，使用者的一个动作就实现解锁、提升桌面、锁定，非常方便。更重要的是，使用者操作时不需要使出很大的力，不需要克服桌面和桌面上的物品的重力，只需克服设备在行程范围内移动时的一点阻力。将桌面降下的操作与升起时类似，使用者只需用四指向上扳活动部的同时大拇指往下轻压桌面。

本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。

Claims (10)

1.负载平衡机构，其特征在于：包括

一能输出恒定转矩并将恒定转矩转换成恒定力的恒力输出组件；

一能根据负载类型调节输出的恒定力的大小的丝杆组件；

一用于支撑上述组件的支撑组件；

所述的恒力输出组件包括：

输出恒定转矩的恒转矩弹簧，所述的恒转矩弹簧的头部卷绕在储存轮上，尾部固定在输出轮上；

与输出轮过盈配合的第一轴；

与第一轴间隙配合的调节滚轮；

盘面与调节滚轮的轮面紧密贴合且产生摩擦力的转盘；

固设在转盘背面且与转盘同心的第二轴；

用于套设储存轮且与第一轴平行设置的第三轴，所述的储存轮可在第三轴上旋转；

和用以将恒定转矩转换成恒定力的第一绳索；所述的第一绳索的一端固设在转盘或第二轴上，第二轴转动时第一绳索在第二轴上卷绕或解绕，所述的第一绳索的另一端固设在支撑组件的安装部分，用以输出可平衡负载重力或其他力的恒定力；

所述的的支撑组件包括基础部和用于安装不同负载的安装部分，所述的安装部分通过导轨系统与基础部相对滑动。

2.如权利要求1所述的负载平衡机构，其特征在于：所述的丝杆组件包括转动丝杆、套装在转动丝杆上的滑动组件和滑轨，所述的转动丝杆、滑轨、第一轴三者互相平行设置，转动丝杆旋转时带动滑动组件在滑轨上移动；所述的滑动组件与调节滚轮配合使调节滚轮在第一轴上轴向移动，以改变调节滚轮在转盘上的投影与转盘圆心之间的距离。

3.如权利要求1或2所述的负载平衡机构，其特征在于：还包括一用于控制负载在行程范围内移动与否的锁定组件。

4.如权利要求3所述的负载平衡机构，其特征在于：还包括一用于控制锁定组件动作的锁定控制组件。

5.如权利要求1或2所述的负载平衡机构，其特征在于：还包括一绳索断开保护组件。

6.如权利要求5所述的负载平衡机构，其特征在于：所述的绳索断开保护组件包括固定在所述的安装部分上的底座，所述的底座上开设有孔，所述的孔内安装有第一压缩弹簧和销，所述的第一压缩弹簧套设在销上，并且抵接于销和底座之间，所述的第一绳索的另一端所述的销的尾部连接；所述的销与开设在基础部上的若干排排孔相适配，第一绳索断开，销的头部插接在排孔内，阻止负载运动。

7.如权利要求4或6所述的负载平衡机构，其特征在于：还包括转速保护组件。

8.如权利要求7所述的负载平衡机构，其特征在于：所述的转速保护组件包括大开口销、小轴和突起结构，所述的小轴固定于转盘的正面、转盘的背面或上述两面，所述的大开口销的头部的圆环穿设在小轴上，所述的大开口销可绕小轴旋转，且旋转平面与转盘的盘面平行；所述的转盘上设置有突起结构，所述的小轴上设置有限位结构；靠近大开口销侧的所述的基础部上设置有与所述的大开口销配合作用的挡块，当转盘转动速度超过某预设值时，大开口销卡在挡块和突起结构之间，转盘停止转动。

9.如权利要求8所述的负载平衡机构，其特征在于：所述的恒转矩弹簧与调节滚轮之间设有与储存轮或输出轮的端面平行的隔板，并且通过限位开口销限位于所述的第一轴和第三轴靠近恒转矩弹簧的一侧；所述的储存轮限位于第三轴靠近恒转矩弹簧的另一侧。

10.如权利要求9所述的负载平衡机构，其特征在于：所述的支撑组件还包括第一滚轮、第二滚轮，所述的第一滚轮和第二滚轮的轴分别固定在基础部，轮面紧贴在所述的安装部分内部的两侧。