CN105190150A - 平衡支撑装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种平衡支撑装置，其包括：-货车，其配置来沿货车轨道移动；-框架，其连接到货车并且从货车在垂直距离上延伸；-连接到框架的轨道和可移动地布置于所述轨道上的滑架（61）；-包括用于支撑质量体（12）的支撑构件（18）的至少一个伸出臂（60），其中，所述伸出臂可枢转地连接到滑架，其中，所述伸出臂包括相对于彼此可移动的多个段（66、68）以便允许支撑构件移动朝向和远离框架，其中，支撑构件（18）经由旋转连接（110a）安装到伸出臂（60），从而允许旋转包括质量体（12）的支撑构件；以及垂直平衡系统，其用于将向上的力施加于滑架上用于抵消质量体、臂和滑架的重量，其中，所述垂直平衡系统构造和布置来控制所述力以便平衡不同重量的质量体。

Description

平衡支撑装置

技术领域

本发明涉及一种用于抵消质量体上的重力的平衡支撑装置。本发明进一步涉及接合用于不同应用的平衡支撑装置的几种方法。平衡支撑装置是已知的。

背景技术

US4387876和US4883249公开了平衡支撑装置的示例。这些平衡支撑装置包括臂机构和抵消质量体重量的弹簧。由于反作用力是由弹簧提供，所以这些平衡支撑装置被表示为“弹簧平衡支撑装置”。由弹簧产生的围绕枢转点的力矩等于由其所平衡的质量体的重量产生的力矩。US4387876和US4883249的装置包括用于调节弹簧以便于平衡不同重量的调节机构。

发明内容

本发明的目标是提供改良的平衡支撑装置。为此目的，本发明提供一种平衡支撑装置，其包括：

-货车，其包括经配置来沿着货车轨道移动的轮或滑动构件，

-框架，其连接到货车并且从货车在垂直距离上延伸，

-连接到框架并且沿框架在垂直距离上延伸的轨道和可移动地布置于所述轨道上的滑架，由此提供在垂直方向上的自由度，

-至少一个伸出臂，其包括用于支撑质量体的支撑构件，其中，所述伸出臂经由铰链可枢转地连接到滑架，从而允许伸出臂相对于框架围绕垂直轴线枢转，其中，所述伸出臂包括相对于彼此可移动的多个段以便于允许支撑构件移动朝向和远离框架，其中，支撑构件经由具有垂直轴线的旋转连接安装到伸出臂，从而允许由操作员相对于伸出臂来旋转包括质量体的支撑构件，

-垂直平衡系统，其直接或间接地连接到滑架用于将向上的力施加于滑架上从而抵消质量体、臂和滑架的重量，其中，所述垂直平衡系统构造和布置来控制所述力以便平衡不同重量的质量体。

已经发现，本发明提供一种非常容易使用、符合人体工程学的平衡支撑装置，能够用所述平衡支撑装置以一种方便的方式并且无需操作员使出太多力来将例如行李、包裹、建筑材料等各种质量体（或物体）从一处移到另一处。物体的重量能够变化。

在根据US4387876和US4883249的弹簧平衡支撑装置中，提供弹簧以平衡由其所平衡的质量体的重量产生的力矩。已知的装置包括用于调节装置以平衡不同重量的调节机构。调节装置是通过调节弹簧来起作用的。

在US4387876和US4883249中，示出了若干实施例。调节机构是根据调节弹簧的多个安装位置中的一个来操作的。调节附接到臂机构的弹簧的端部，或者调节附接到周围事物（即，底座）的弹簧的端部。以此方式，对于臂的任何给定位置而言，能够将弹簧施加于臂上的力矩调节到另一个恒定值。在US4387876中，通过用来改变滑块38的位置的旋钮32来实施调节，弹簧经由所述滑块38连接到臂机构。附接到臂机构的弹簧的端部具有可调节的位置。在US4883249中，弹簧底座端部的位置是可调节的。举例来说，在图9中，能够旋转元件99以改变元件98的高度。图25显示类似的构造。

这些装置被发现仅适合于调节具有相对较小的重量变化的负荷。这些装置建构起来同样非常复杂，并且对于不同重量进行调节是相当缓慢的，或具有其它局限性。这些装置（例如）不适合于抓取和放置操作。

本发明可用于广泛范围的不同应用/使用中。在每个应用中可能不会实现一些所述优点。

一个主要的使用类别是取放操作。典型取放操作可（例如）发生在机场中，在此处需要将行李从传送带转移到卡车上或进行相反的操作。其它取放操作发生建筑行业中，在此处需要将砖块或水泥包或其它物品的负荷装载或从卡车卸载到建筑地点或需要（例如）在没有足够人力来掌控或操控负荷的情况下来放置负荷。其它种类的取放操作可发生在沿着装配线。其它取放操作发生在物流操作中（例如，包裹递送服务）和许多其它情形中。其它类型的取放操作可发生在其它类型的业务中，例如报纸或其它印刷&出版业务，在其中需要将大量报纸或杂志装载到托盘或卡车或板条箱上。

另外种类的取放操作可涉及人的接载和放置，即接载一个或更多个人员，给所述一个或更多个人员称重，将所述一个或更多个人员移到另一个位置，并且将所述人员放置在所述位置处。

能够将本发明用于取放操作的其它应用可涉及需要减小或避免对系统或者负荷（或两者）的影响的情形。

另一种已知的情形是在需要装载或卸载的运动舰船中，或在另外的在由起重机或其它提升装置来提升负荷的情形中。在此种情形中，以平衡方式而非以固定方式使质量体悬挂是有益的。

对于这些情形中的许多情形，普遍做法是，需要在一个位置处接载具有时常变动和未知的重量的负荷，将负荷移到目标位置，并将负荷放置或释放在所述目标位置处。然而，即使预先知道负荷并且对于每次取放操作来说负荷均相同，取放操作自身仍引起施加在平衡支撑系统上的变化的负荷。

在实施例中，伸出臂包括：

-至少第一臂段和第二臂段，其经由滑动或滚动装置彼此联接，所述第二臂段在水平方向上相对于所述第一臂段是可移动的，或

-至少第一臂段和第二臂段，其经由具有垂直轴线的铰链可铰接地彼此连接。

伸出臂可包括三个可伸缩的臂段。

在实施例中，平衡支撑装置包括传动装置，所述传动装置以机械的方式插入于滑架与垂直平衡系统之间。

在实施例中，传动装置包括安装于框架上的滑轮装置，所述滑轮装置包括上滑轮、下滑轮和两端连接的挠性构件，所述两端连接的挠性构件由上滑轮与下滑轮支撑并至少部分平行于所述轨道延伸，其中，所述滑架连接到两端连接的挠性构件。已经发现，能够用滑轮装置来方便地实施滑架的垂直运动。

在实施例中，货车定位于架空轨道上并且框架从货车向下延伸。特别地，框架向下延伸到伸出臂的下部位置。架空布置为操作员留出自由行走空间。

在实施例中，向下延伸的框架以无旋转的方式安装到货车，特别地安装固定到货车。这样做的益处是，操作员无需旋转框架的重量，从而使得操作比当框架自身将随伸出臂旋转的情况下更轻便和更快速。

在实施例中，伸出臂可围绕铰链轴线在大于180度的角度范围内枢转，特别地以大约在180度与270度之间的角度。这种布置在实践中为操作员提供了非常实用的工作范围，允许在接载区中与在存放区两者中均留出所需的运动自由。

在实施例中，在伸出臂围绕枢转轴线的角度范围的中间位置中，伸出臂大致平行于货车轨道地延伸。

在实施例中，支撑构件包括具有小于60厘米的直径或宽度和长度的支撑平台。这种相对较小的尺寸所提供的好处在于，操作员能够将支撑平台定位于他自身与目标质量体之间。通过以下步骤，操作员能够将目标质量体拖到支撑平台上：使他的手臂延伸穿过支撑平台、抓取目标质量体并将目标质量体朝他自身拉动至支撑平台上。如果支撑平台更大，则1）操作员、2）支撑平台和3）目标质量体的构型（当在俯视图中所见时）将是三角形的。这迫使操作员在将目标质量体移到平台上时使他的臀部或背部作旋转运动。以及发现，这种运动在人体工程学上会是有问题的，并且当在很长一段时间周期中反复执行时会导致背部损伤。更小尺寸的支撑平台更好地符合人体工程学，因为操作员无需使他的臀部或背部作旋转运动。

在实施例中，垂直平衡系统包括经由传动装置将向上的力施加于滑架上的配重物。

在实施例中，传动装置包括围绕枢转轴线枢转的枢转臂，其中，配重物在第一位置处连接到所述臂，并且其中，传动构件在第二位置处连接到所述臂，传动构件直接或间接地连接到滑架，并且其中，第一位置和/或第二位置是可变的以便改变滑架上的向上的力。

在实施例中，配重物是可变的，以便补偿不同的质量体。

在实施例中，垂直平衡系统包括致动器，其中，所述致动器包括：

-电动机，或

-气动缸，或

-液压缸，

致动器直接或间接地联接到滑架，其中，垂直平衡系统包括控制装置，用于控制由致动器在滑架上产生的向上的力。

这个实施例产生对于操作者来说符合人体工程学的简单和可靠的平衡支撑装置。

在实施例中，控制装置配置来：

-在主动平衡模式中，向致动器发送信号以主动地向上或向下移动滑架，和/或

-在被动平衡模式中，向致动器发送信号，所述信号指示致动器在滑架上产生一定的向上的力。

在实施例中，平衡支撑装置包括用于对质量体称重的称重装置，所述称重装置与控制装置联接用于向控制装置发送表示重量的信号，其中，控制装置构造成根据重量信号来控制致动器。这个实施例的好处在于，致动器自动地提供所需的平衡力。

致动器可安装到货车或框架。这是一个简单的构造。

在实施例中，致动器安装成相对于货车轨道是静止的并且在货车或框架的外部，并且其中，传动装置配置用于经由货车和框架将力从致动器转移到滑架，其中，特别地传动装置包括滑轮装置，所述滑轮装置包括沿货车轨道水平延伸的两端连接的带，其中，货车容纳可移动滑轮联轴器，所述可移动滑轮联轴器联接到水平的两端连接的带并沿所述两端连接的带与货车一起行进。

这个实施例的益处在于，移动部分（即，货车和安装到其的每个部分）能够保持相对轻便。这使得操作者容易操作。

在实施例中，垂直平衡系统包括配重物，其中，所述配重物由可枢转臂支撑，其中，传动构件连接到所述臂，其中，沿所述可枢转臂的配重物的位置和/或传动构件的位置是可变的，以便控制滑架上的垂直力。

有利的是，配重物和调节能力产生简单的垂直平衡系统。

在实施例中，平衡支撑装置包括至少一个臂，所述至少一个臂经由可移动枢转点连接到其周围事物，从而形成臂机构，质量体可在质量体联接点处直接或间接地联接到所述臂机构，并且

在一个端部处通过至少一个弹簧来平衡，所述端部在弹簧连接点处直接或间接地连接到臂机构，另一个端部在弹簧底座点处直接或间接地连接到周围事物，

其中，弹簧底座点大致位于轴线上，所述轴线延伸穿过可移动枢转点并大致平行于在质量体联接点处由于质量体上的重力施加在弹簧平衡支撑装置上的力的方向，或其中，弹簧底座点位于沿与轴线相交并大致平行于可移动枢转点的枢转点轴线延伸的线位于离所述轴线一段距离处，

其中，可移动枢转点沿轴线是可移动的，以便调节弹簧平衡支撑装置。

此实施例与US4387876和US4883249的构造的不同之处在于，调节弹簧平衡支撑装置是通过移动臂机构自身的一部分（通过可移动枢转点的平移）来执行的。臂机构不具有固定点，臂机构的所有部分在至少一个方向上均是可移动的。

移动臂机构的枢转点表面上是违反直觉的，因为臂机构自身不再连接到空间中的任何固定点。

此外，对臂机构的调节可影响质量体的位置。这会被认为是缺点。在实施例中，本发明提供措施来抵抗这种倾向。对臂机构的调节也改变了臂机构的范围，这也可被认为是本发明的缺点。这能够通过针对所需的应用为弹簧平衡支撑装置设定合适尺寸来抵消。

包括弹簧的实施例具有许多优点。发现移动臂机构的枢转点减少了来构件可调节的弹簧平衡支撑装置所需的构造工作，从而允许更简单地建构弹簧平衡支撑装置与其调节机构两者，这需要更少部件。另外，弹簧平衡支撑装置在使用中具有低摩擦。发现了优选和简单的实施例，其中能够在臂机构的一定位置（其称作它的“虚位弹簧”位置）中以零力执行调节。这使得能够对弹簧平衡支撑装置进行非常能量有效的调节。

就简单构造、低摩擦和使得能够以对于调节所必需的较小的力进行快速调节而言，根据本发明的平衡支撑装置适合于不同使用类别中的各种应用。

在此应用类别中，负荷与平衡支撑装置的联接和解除联接限定供平衡支撑装置使用的力矩。在这点上，取放操作不同于其中主要用途是保持附接到平衡支撑装置的质量体的平衡运动的应用。

根据本发明的取放操作可非常直观地工作。由于用于抵抗重力的力是由弹簧提供的，所以不需要驱动器或致动器来使质量体进行垂直运动。这使得至少向上运动和向下运动是通过操作员的肌力来执行。这比在将要使用驱动器或致动器的情况下产生更平滑并且主要是更快的操作。然而，本发明并不限于不使用驱动器或致动器的实施例。例如，驱动器或致动器能够用于物体的水平运动，用于整个平衡支撑装置在任何方向上的运动，或用于调节过程，如下文所论述的。

本发明也可参与其中主要用于质量体的平衡运动的应用类别，其中不发生取放操作，或极少发生取放操作，换言之，在其中负荷一旦与平衡支撑装置接合则或多或少地持续连接到平衡支撑装置的情形中。有时，负荷仅随时间地逐步变化，或仅在一些限定的时刻变化。在这些情况下，质量体、质量体的一部分或更多的同一种类的质量体几乎持续地连接到平衡支撑装置。

本发明也可用于另一应用类别中，其中，当周围事物移动时负荷自身保持于静止位置中。这种情形从个人携带的需要保持稳定的测量装置中是已知的。所述测量装置可以是相机或不同的测量装置。人在移动，但测量装置需要尽可能地保持稳定。又另一种应用是在例如汽车行业中的悬挂系统中。

关于弹簧平衡支撑装置意味着，弹簧对于第一臂的不同角位置平衡质量体联接点处的力。轴线将通常是垂直的，但情况不必一定如此。也有可能第一方向和轴线以与水平线成不同角度的方向延伸。轴线可以是水平的。

在实施例中，臂机构包括第二臂，所述第二臂在肘部枢转点（或肘关节）处可枢转地连接到第一臂，其中，第二臂经由第二可移动枢转点进一步联接到周围事物，所述第二可移动枢转点大致平行于所述轴线是可移动的。通常但并非总是如此，第二可移动枢转点大致沿所述轴线将是可移动的。第二臂产生质量体联接点的简单线性运动的可能性，即排除质量体横向于轴线的运动。仍将存在横向于轴线的相当大的力，这个缺点能够如下文所解释的得到解决。通常但并非总是如此，所述臂具有大致相同的长度，并且肘部枢转点将在两个臂上位于离轴线相同距离处。这产生了以下特征：两个可移动枢转点大致位于离肘部枢转点相同距离处，这与准确的零力调节相关。

已经发现，可移动枢转点与具有两个臂的结构的组合非常实用，因为用于使质量体联接点进行线性运动的构造能够与用于使第一可移动枢转点的调节装置进行线性运动的构造简单地组合。

在实施例中，臂机构包括第二臂，所述第二臂在肘部枢转点处可枢转地连接到第一臂，并且进一步包括第三臂和第四臂，所述第三臂和所述第四臂以大致平行四边形的构型与第一臂和第二臂可枢转地连接，其中，第四臂在第二可移动枢转点处连接到第二臂。

四个臂可在大致其端部处彼此连接。第一臂的下端和第二臂的上端可限定垂直轴线。第二可移动枢转点可以沿轴线和在横向于所述轴线的方向上是可移动的。应注意到，轴线也可具有不同于垂直的取向，在这种情况下，下端无需为“下”端。此实施例的益处在于，轴线上的横向于所述轴线的所有力彼此抵消。

在不同实施例中，弹簧平衡支撑装置包括第二臂，所述第二臂经由枢转连接来连接到第一臂，所述第二臂相对于轴线具有固定取向并且大致沿轴线是可移动的，枢转连接可沿第一臂或第二臂滑动。枢转连接可布置于所述臂中之一上的凸轮中。通常第二臂将可滑动地布置在滑架上。

在实施例中，质量体在第二可移动枢转点处直接或间接地联接到臂机构。

在实施例中，臂机构不连接到任何固定底座，而且臂机构的每个部分至少在平行于所述轴线的方向上是可移动的，其中，特别地，臂机构中的一个、两个或四个臂中没有一个直接连接到固定底座。

弹簧连接点的位置可以是固定的和不可调节的，和/或弹簧底座点的位置可以是固定的和不可调节的。通过固定弹簧的端部，产生简单的构造。这不同于例如US4387876和US4883249（其中，调节弹簧的底座端部或机构端部）。

在实施例中，第二可移动枢转点可操作来定位于离弹簧底座点一段预定距离处，其中，由于第一枢转点的运动的臂机构的势能的变化大致与由于所述运动的至少一个弹簧中的弹簧能力中的变化相同。

在第一可移动枢转点的调节过程期间，第二可移动枢转点在与质量体接合或解除接合的时刻维持在弹簧底座点的水平面处的一定位置中。这引起以零力或大致零力进行调节过程。第二可移动枢转点可定位成正好偏移弹簧底座点，以便补偿臂机构的自重。通过如此快速地将弹簧平衡支撑装置调节至所改变的质量体、通过任何种类的锁，或通过这两种方法的组合来使第二可移动枢转点的位置大体不改变，可使第二可移动枢转点大致保持在相同位置处。

在实施例中，弹簧平衡支撑装置可进一步包括制动装置，所述制动装置构造成以在调节步骤期间固定第二可移动枢转点。所述制动装置可手动操作或连接到控制装置。

弹簧平衡支撑装置可进一步包括制动装置，所述制动装置构造来交替地进行以下步骤：

-在调节步骤期间，固定质量体联接点沿所述轴线的位置，同时允许（第一）可移动枢转点沿所述轴线的运动，

-在平衡步骤期间，固定（第一）可移动枢转点沿所述轴线的位置，同时允许质量体联接点沿所述轴线的运动，

将领会到，装置具有两种模式，即用于调节步骤的调节模式和用于平衡步骤的平衡模式。可通过致动器来执行第一可移动枢转点的固定，所述致动器还使可移动枢转点移动。将领会到，也可通过非常快速地进行调节来完成在调节步骤期间的第二可移动枢转点的位置的固定。

如果轴线垂直延伸，则可移动枢转点基本上垂直地位于承载弹簧力的弹簧底座点的下面，并且沿轴线垂直移动。将理解到，质量体联接点处的力与轴线之间的相对较小的对准偏差略微不利地影响弹簧的平衡效果，但落入本发明的范围之内。

弹簧平衡支撑装置可进一步包括：

-称重装置，其配置来对由质量体支撑构件所支撑的质量体称重；

-致动器，其构造来使可移动枢转点移动，

-控制装置，其连接到称重装置和致动器，其中，所述控制装置配置来控制致动器，用于根据称重装置的信号来调节可移动枢转点的位置，所述信号表示质量体的所测量的重量。

就此实施例而言，能够快速地以及自动地或半自动地执行针对新的重量来调节弹簧平衡支撑装置。这允许进行相对快速和可靠的取放操作。

在另外的实施例中，制动装置也联接到控制装置，所述控制装置配置以在质量体称重期间固定质量体联接点沿所述轴线的位置。这允许进行快速测量重量且调节到新的质量体。

在实施例中，称重装置直接联接到质量体支撑构件，所述质量体支撑构件配置来接合质量体。

在实施例中，称重装置包括负荷传感器和加速度计，所述负荷传感器和所述加速度计各自连接到控制装置。控制装置配置成根据负荷传感器和加速度计的数据来确定质量体的重量。此实施例允许在不保持质量体静止的情况下进行测重，并且提高了操作速度。

在实施例中，弹簧在第一臂与第二臂之间的肘部连接处连接到臂机构，并且在臂机构包括四个臂的情况下，多个弹簧在各自的肘部连接处连接到臂机构。在肘关节处的弹簧的连接是优选的，因为这使得有效使用弹簧力。这也使得能够进行零力调节。弹簧连接到第二臂将在负荷的变化位置处产生一定的失衡并且将通常不是优选的选项，但落入本发明的范围内。技术人员将理解到，在四臂机构的情况下，词语“多个弹簧”也包括具有两段且经由弹簧底座点在两个肘部连接之间延伸的单个弹簧。

在实施例中，质量体联接点大致位于轴线上。施加于质量体联接点处的力可与轴线对准。

货车允许物体进行较大的水平运动，或允许支撑装置运动到另一取放位置。货车可在轨道上滚动或滑行。轨道可作为架空轨道在货车下面或上面延伸。根据本发明的支撑装置也可另行安装，例如安装（在轮上的）在自由移动的货车上。货车可以是自推进式的（即，是机动车），并且可在公路上驾驶。

在实施例中，弹簧平衡支撑装置包括以机械方式插入于质量体与臂机构之间的传动装置，所述传动装置配置来使质量体联接点的垂直运动与质量体自身的垂直运动的比值小于1:1.25或大于1:0.75。

传动装置在其输入侧处联接到质量体支撑构件，并且在输出侧处联接到质量体支撑构件连接。传动装置产生的好处在于，能够增大或减小质量体支撑构件的垂直操作范围。传动装置可包括具有不同直径的一对滑轮或包括齿轮，或具有不同的合适的形式。具有两种不同直径的单个滑轮或剪式机构是对于传动装置的其它可能性，并且对于传动装置的其它选项也是可能的。

如果比值大于1:0.75，则在有限的范围内物体的非常精确的垂直运动是有可能的。

在实施例中，弹簧平衡支撑装置包括直接或间接地连接到臂机构的伸出臂，其中，所述伸出臂在水平距离上延伸，其中，所述伸出臂连接到滑架，所述滑架由平行于所述轴线延伸的轨道引导。轨道和滑架承载由重量乘以臂长度所引起的力矩。特别地，轨道可固定到框架，使得伸出臂经由由轨道引导的滑架联接到框架，并且布置成相对于所述框架平行于所述轴线地移动。

在实施例中，伸出臂经由具有垂直轴线的铰链直接或间接地连接到臂机构。铰链允许臂来枢转，从而产生围绕垂直轴线的操作范围。

伸出臂可以是分段的，并且包括经由滑动或滚动装置彼此联接的第一臂部分和第二臂部分，所述第二臂部分在水平方向上相对于所述第一臂部分是可移动的。分段式臂允许物体进行相对高精度的水平运动而无需在水平方向上移动臂机构。更多的段也是可能的。

在实施例中，弹簧平衡支撑装置进一步包括滑轮装置，所述滑轮装置包括上滑轮、下滑轮和两端连接的挠性构件，所述两端连接的挠性构件由上滑轮与下滑轮支撑并至少部分平行于所述轨道延伸，其中，所述滑架连接到所述两端连接的挠性构件。质量体支撑构件经由滑轮装置间接地联接到臂机构。滑轮装置可包括锁。这样做的益处在于，经由滑架和轨道来安全引导质量体支撑构件。可提供在两个方向上制动两端连接的回路的制动装置。可使用锁来有利地防止不想要的、突然的运动。轨道通常垂直延伸。

在实施例中，至少一个弹簧经由弹簧底座点附接到固定的弹簧底座，其中，固定底座和至少一个弹簧位于离臂机构的操作范围一段距离处（例如，在由第一可移动枢转点的操作范围和第二可移动枢转点的操作范围所限定的区域外部），或位于离由第一臂和轴线所限定的平面一段距离处。对于一些应用来说，区域可更特别地由第一平面和第二平面来限定，所述第一平面取向成与轴线成直角且延伸穿过第一可移动枢转点的范围的端部，所述第二平面取向成与轴线成直角且延伸穿过第二可移动枢转点的范围的端部。对于其它应用而言，通过在另一平面中将至少一个弹簧放置成正好紧挨着臂机构（即，位于离由第一臂和轴线限定的平面一段距离处），至少一个弹簧可定位成极接近臂机构的操作范围处但不在操作范围内。

使弹簧的位置远离臂机构的位置具有若干益处。其不需要使用零长度弹簧，并且其允许定位臂机构和弹簧来使空间最优化。举例来说，当在可移动框架（可移动框架由在轮上滚动的货车支撑）中提供臂构造时，臂机构自身能够定位成相对较高、在操作者上面并且在待取放的物体的路径之外。至少一个弹簧可位于第一臂的下端的下面。弹簧的远离位置允许使用长弹簧，这样在较大范围内产生相对恒定的力。

在实施例中，根据前述中的任一项的弹簧平衡支撑装置包括手柄，所述手柄直接或间接地连接到第一可移动枢转点用于手动调节所述第一可移动枢转点的位置，和/或包括可手动操作（即，无控制装置）的致动器。手柄允许简单调节弹簧力。

在实施例中，制动装置可包括以下制动构件中的一种或更多种：

1）第一制动构件，其用于制动质量体的垂直运动；以及

2）第二制动构件，其用于制动第二伸出臂段相对于第一伸出臂段的水平运动，以及

3）第三制动构件，其用于制动臂围绕枢转轴线的枢转运动，

4）第四制动构件，其用于制动物体支撑构件的旋转运动。旋转运动可以是枢转运动。

其中，所述一个或更多个制动构件经由通信线而连接到控制装置，控制装置配置以将所述一个或更多个制动构件一起或按特定序列接通或切断。

本发明进一步涉及一种支撑质量体的方法，所述方法包括：

-提供根据本发明的平衡支撑装置，

-使用支撑构件来支撑质量体，

-在三个维度中使质量体与平衡支撑装置一起移动。

在实施例中，所述方法包括：

-提供包括致动器的平衡支撑装置，以及

-使用致动器将向上的力施加在滑架上。

在实施例中，所述方法包括：

-在主动平衡模式中，通过致动器在操作员的指令下主动地向上或向下移动滑架，或

-在被动平衡模式中，使用致动器将向上的力施加在滑架上，而不使用致动器主动地向上或向下移动滑架。

在实施例中，所述方法包括：

-使用称重装置对质量体称重，

-根据所测量的重量来控制致动器。

在实施例中，所述方法包括：

-提供弹簧平衡支撑装置，所述弹簧平衡支撑装置包括至少一个臂，所述至少一个臂经由可移动枢转点连接到其周围事物，从而形成臂机构，质量体可在质量体联接点处直接或间接地联接到所述臂机构，

在一个端部处通过至少一个弹簧来平衡，所述端部在弹簧连接点处直接或间接地连接到臂机构，另一端部在弹簧底座点处直接或间接地连接到周围事物，

其中，弹簧底座点大致位于轴线上，所述轴线延伸穿过可移动枢转点且大致平行于在质量体联接点处由于质量体上的重力所施加于弹簧平衡支撑装置上的力的方向，或其中，弹簧底座点沿与轴线相交且大致平行于可移动枢转点的枢转点轴线延伸的线位于离所述轴线一定距离处，

其中，可移动枢转点沿轴线是可移动的，以便调节弹簧平衡支撑装置。

所述方法进一步包括：

-使质量体与弹簧平衡支撑装置接合，

-调节第一可移动枢转点的位置，使得弹簧平衡支撑装置产生平衡质量体的重量的弹簧力，以及

-使质量体相对于弹簧平衡支撑装置移动。

此方法提供与相对应装置相同的优点。应注意到，质量体可随弹簧平衡支撑装置一起移动，但也有可能使质量体保持静止而使弹簧平衡支撑装置移动。这可出现在由人携带测量装置中，或本发明机载使用在移动舰船上用于提供质量体的静止位置。其它应用也是可能的。

在实施例中，所述方法包括：在相对于弹簧平衡支撑装置来移动质量体之后，使所述质量体与弹簧平衡支撑装置解除。

在实施例中，所述方法包括使质量体与弹簧平衡支撑装置反复地接合和解除接合，其中，在每个接合和解除接合的时刻，质量体联接点具有大致相同的位置。

根据本发明的装置具有其中有可能以零力进行调节的位置。每次在所述零力位置（称作其“虚位弹簧”位置）处使质量体与弹簧平衡装置接合时，对于调节过程来说需要很少的能量。

在所述方法的实施例中，臂机构包括在肘部枢转点处可枢转地连接到第一臂的至少第二臂，其中，第二臂经由可大致沿所述轴线移动的第二可移动枢转点进一步联接到周围事物，其中，弹簧底座点位于大致是沿着所述轴线并且在第二可移动枢转点沿所述轴线的操作范围内，所述方法包括在某个位置中通过弹簧平衡支撑装置来使质量体接合或解除接合（其中，第二可移动枢转点沿所述轴线定位在弹簧底座点的位置处或其附近），在所述位置中，臂机构的势能的变化（由于第一可移动枢转点的移动）与至少一个弹簧中的弹簧能的变化大致相同。

第二可移动枢转点和弹簧底座点可略微偏移，以便补偿臂机构的自身重量。

第二可移动枢转点和弹簧底座轴线的这些位置使得能够以零力进行调节步骤。弹簧的长度改变得相对很少，并且基本上仅足以补偿臂的势能的变化。在此位置中，能够在不施加任何力或以极少的力来移动第一可移动枢转点。这是调节所述装置的一种非常有效的方式。如果反复执行，则也可反复实现优点。

在所述方法的实施例中，弹簧平衡支撑装置进一步包括调节装置，所述调节装置包括：

-称重装置，其配置来对由弹簧平衡支撑装置支撑的质量体称重；

-致动器，其构造来使可移动枢转点移动，

-控制装置，其连接到称重装置和致动器，其中，所述控制装置配置来控制致动器，用于根据称重装置的信号来调节可移动枢转点的位置，所述信号表示质量体的所测量的重量，

所述方法包括以称重装置对质量体称重，以及根据由控制装置产生的信号使用致动器自动地调节可移动枢转点，所述信号表示质量体的重量。这种方法允许进行相对较高速度的取放操作。

弹簧平衡支撑装置可进一步包括配置以用于手动调节第一可移动枢转点的手动调节装置。除致动器之外可提供手动调节装置，或可将手动调节装置设为可替代方案。

在实施例中，弹簧平衡支撑装置进一步包括构造制动装置，所述制动装置将质量体固定在垂直方向上，所述制动装置联接到控制装置，其中，所述控制装置配置来在质量体的称重期间固定质量体支撑构件的垂直位置，所述方法包括在质量体的称重期间使用制动装置固定质量体的垂直位置。

附图说明

下文将借助于示例性、非限制性实施例且参照附图来更详细地解释本发明。相同附图标记表示相同的部分。

图1显示根据现有技术的弹簧平衡支撑装置的示意性侧视图。

图2A显示根据本发明的第一实施例的示意性侧视图。

图2B显示根据本发明的第二实施例的示意性侧视图。

图2C显示根据本发明的第三实施例的示意性侧视图。

图2D显示根据本发明的第四实施例的示意性侧视图。

图3A显示根据本发明的第五实施例的示意性侧视图。

图3B显示根据本发明的第六实施例的示意性侧视图。

图3C显示根据本发明的第七实施例的示意性侧视图。

图3D显示根据本发明的第八实施例的示意性侧视图。

图3E显示根据本发明的第九实施例的示意性等距视图。

图4A显示根据本发明的第十实施例的示意性侧视图。

图4B显示根据本发明的另一个实施例的示意性侧视图。

图5A和图5B显示在使用中的本发明的又另一个实施例的等距视图。

图6A显示根据本发明的另外的方面的实施例的示意性侧视图。

图6B显示根据本发明的另外的方面的另一个实施例的示意性侧视图。

图7显示本发明的另一个实施例的示意图。

图8A显示图7的实施例的细节。

图8B显示图7的实施例的变型的细节。

图9显示本发明的另一个实施例的示意图。

图10显示本发明的另一个实施例的示意图。

图11显示本发明的另一个实施例的示意图。

图12显示本发明的另一个实施例的示意图。

图13显示本发明的另一个实施例的示意图。

图14A、图14B、图14C显示在使用中的本发明的实施例的顶视图。

图14D、图14E、图14F显示在使用中的本发明的实施例的侧视图。

具体实施方式

转向图1，示出了根据现有技术的弹簧平衡支撑装置1。弹簧平衡支撑装置包括：臂2；弹簧3；枢转点4，其支撑臂2的下端；以及可移动底座5，其配置来对于臂2的给定位置来调节弹簧的长度。经由滑块构件8提供了另外的调节机构。

弹簧平衡支撑装置1经配置以支撑物体12。如果物体较重，则可移动底座5向上移动和/或朝臂的端部调节滑块8以增大由弹簧产生的围绕枢转点4的力矩。

图1的装置表示由US4387876和US4883249提供的技术方案。当考虑围绕枢轴4的力矩时，会发现，负荷12的力矩与弹簧3围绕枢轴4的反作用力矩两者随sinβ变化，这样对于所有角度β产生了完美平衡。这是弹簧平衡支撑装置的一般原理。

这些装置的缺点中的一者是归因于变化重量而使得难以实施取放操作。在本发明中，进一步深入了解到，可调节的弹簧在实践中极难以构造。这使得US4387876和US4883249的装置在付诸实践时非常复杂和繁琐。

转向图2A，示出了根据本发明的平衡支撑装置10的第一实施例，其包括弹簧。提供了垂直平衡系统15，其包括具有单个臂21的臂机构14。第一臂21的端部29可枢转地连接到安装于可移动底座42上的可移动枢转点76。第一臂21围绕延伸穿过可移动枢转点76的枢转点轴线77枢转。可移动底座42在垂直方向上是可移动的，且在水平方向上通过引导件或轨道43被固定。

弹簧36在位于弹簧的机构端部40处的固定弹簧连接点27处连接到臂机构14。弹簧在其上端38处进一步连接到安装于固定底座50上的弹簧底座点52。在第一臂21的旋转期间，弹簧围绕延伸穿过弹簧底座点52的弹簧底座轴线51枢转。弹簧底座轴线51与轴线17相交并且平行于枢转点轴线77延伸。弹簧底座轴线51也被表示为线51。

质量体（或物体）12在质量体联接点200处连接到臂。质量体上的重力指向沿着第一方向71。

轴线17延伸穿过可移动枢转点76并且大致平行于施加在质量体联接点200处的力的方向71延伸。轴线17横向于弹簧底座轴线51延伸。通常，轴线17将延伸穿过弹簧底座点52。然而，弹簧底座点52可定位于图2A中的附图平面的前面或后面。在此情况下，轴线17延伸穿过弹簧底座轴线51（弹簧围绕所述弹簧底座轴线51旋转），但不延伸穿过弹簧底座点52自身。弹簧底座轴线51大致平于可移动枢转点76的枢转点轴线77。在这种情况下，弹簧底座点52沿平行于枢转点轴线77延伸的线51位于离轴线17一段距离处。可移动枢转点76在大致与轴线17对准并且大致与第一方向71对准的方向46上是可移动的。臂21沿着与轴线17成角度β的方向延伸。

在使用中，能够调节可移动枢转点76的位置，以平衡对质量体12的重量的弹簧力。

图2A是示意图。可提供使轨道43与固定底座50互连的框架。可移动枢转点76相对于所述框架以及相对于所述轨道43是可移动的。

转向图2B，示出了支撑物体12的弹簧平衡支撑装置10的实施例。弹簧平衡支撑装置包括具有臂机构14的垂直平衡系统15。臂机构包括第一臂21和第二臂22。臂21、22在其端部28处经由肘部枢转连接26互相连接。臂21、22沿彼此成角度伽马（γ）的方向延伸。臂21和22将通常具有大致相等的长度，并且沿两个臂从肘关节至轴线的距离通常将相等。

弹簧连接到第一臂，但可连接到第二臂，或连接到两个臂之间的铰链连接26。弹簧也可间接地联接到臂机构。弹簧36以与轴线17成角度α的方向延伸。固定底座50被固定于空间中。在另外的实施例中将看见，包含固定底座50的作为一个整体的弹簧平衡支撑装置能够布置于框架上，所述框架在包含水平方向的任何方向上是可移动的。

可移动枢转点76垂直地定位于弹簧底座点52的下面。弹簧底座点的位置是沿着轴线17，但并不在第二可移动枢转点25的路径上。这能够按各种方式布置，例如通过将弹簧底座点放置于附图平面外。第二可移动枢转点25具有操作范围，并且弹簧底座点52定位成接近第二可移动枢转点25的所述操作范围或在其操作范围内。可移动枢转点25沿大致平行于轴线的方向是可移动的。通常但并非总是，可移动枢转点25大致沿轴线的方向是可移动的。

在第二臂22的上端19处，臂22经由（第二）可移动枢转连接25可枢转地连接到可移动支座61。可移动支座61是可移动滑架，其在垂直方向上是可移动的，但在水平方向上通过轨道62固定。质量体支撑构件18连接到可移动支座61，所述质量体支撑构件支撑物体12。质量体支撑构件18包括水平地伸出的臂60。臂60刚性地联接到可移动支座61，并且可移动支座61保持臂处于其工作取向中，在这种情况下工作取向是水平的。质量体支撑构件18与臂机构14之间的连接被称作质量体联接点200。可移动枢转连接25与质量体联接点200重合并且在实践中还可与质量体支撑构件18重合。

重力在质量体联接点200处转移到臂机构，并且指向方向71。在图2B中，此第一方向71是垂直方向。

质量体支撑构件18不直接联接到臂机构14，而是经由通过垂直轨道62引导的滑架61联接到臂机构14。其中是滑架61连接到臂机构14。滑架通过轨道62保持于固定取向中，并且由物体12的重量乘以水平臂60的长度产生的弯曲力矩通过滑架61转移到轨道62上。构造滑架和轨道以将伸出的臂保持在可操作的取向中。仅表示出较短长度的轨道62，但技术人员将理解，轨道62延伸遍及整个操作范围。其同样适用于延伸遍及整个调节范围的轨道43。

提供制动装置126，以在调节可移动底座42的位置的时刻锁定可移动支座61。制动装置126可包括第一制动构件127，其配置来制动可移动支座61的轮79。制动装置可联接到控制装置72。

臂机构14的每个部分至少在与轴线17平行的方向上是可移动的，即，臂机构不存在固定到周围的部分。

在物体12与臂机构14之间提供称重装置16以对物体称重。称重装置也可具有不同的位置。提供包括致动器45的调节装置44，以在垂直方向46上移动可移动底座42。致动器可以是电动的、气动的或液压的或其它。平衡支撑装置10进一步包括控制装置72，所述控制装置72经由连接线73、74分别连接到调节机构的称重装置16和致动器45。致动器45也能够充当制动器并且在移动模式（其中该装置平衡所述质量体）期间固定可移动枢转点76的位置。

在使用中，对物体称重并且经由线73向控制装置发送表示重量的信号。控制装置72确定将要发送到致动器的信号，并且经由线74来发送信号。致动器44调节可移动底座42的位置。称重和调节操作能够自动地或半自动地实施。在较短时间周期内（例如，小于1秒），弹簧36、37平衡物体12的重量并且可抓取和放置物体。

应注意到，当用调节机构44来调节可移动底座42的位置时，质量体支撑构件18的位置会以不期望方式改变。这能够用（例如）制动装置127来防止。

质量体支撑构件18也能够包括支撑物体的平台或附接到物体的挂钩。质量体支撑构件18也能够具有不同形式，例如，吊环（eye）或仍然不同的形式。

在另一个实施例中，称重装置16具有视觉指示器，并且不存在控制装置72。能够手动调节可移动底座。调节是通过操作员根据所测量的重量手动地执行。倘若需要取放已知重量的物体或倘若不需要取放（即，当仅需要移动物体，但物体并不频繁地联接到质量体支撑构件以及从质量体支撑构件解除联接时），则也有可能不存在称重装置。

转向图2C，示出了可替代的变型，其中垂直平衡系统15的第二臂22刚性地连接到可移动支座61并且固定在给定取向中（其可以是水平的），并且其中，第一臂21和第二臂22经由滑槽120和滑动穿过滑槽120的凸轮连接到彼此。第一臂与第二臂之间的连接不仅允许枢转运动，而且允许滑运运动。这个实施例也能够以第一臂21上而部署在第二臂22上的滑槽来执行。

转向图2D，示出了图2C的变型，其包含连接到称重装置16的控制装置72和具有致动器的调节装置44。这允许进行自动调节。在此实施例中，质量体联接到第二臂，这样做的益处在于，质量体不在横向于轴线17的方向上移动。

转向图3A，示出了图2B的实施例，但具有手柄145而非控制装置72。除控制装置72之外，也可提供手柄145。

垂直平衡系统15的臂机构14使其肘部枢转点26与弹簧连接点27大致位于同一位置上。点25、76和52均大致位于轴线17上（当在平行于枢转点轴线77的方向上观察时）。肘部枢转点26位于离两个可移动枢转点25和26相隔相同距离处。选择可移动枢转点76、25的操作范围使得点25能够定位成靠近点52的位置或在点52的位置处。通常，点76以及点25将在轴线上位于点52的同一侧上。除大致沿轴线是可移动的之外，也能使两个可移动枢转点25和76沿所述轴保持在某个位置处。

在此构型中，如从轴线17上的一个方向或另一方向所见的，可将臂机构看作可逆或方向不变的。能够将此构型中的臂机构14看作镜象映射在横向于轴线17延伸穿过肘部枢转点26的线75中。能够沿轴线来移动第一枢转点76与第二可移动枢转点25两者：

-在调节模式期间，第二可移动枢转点25保持就位并且称作“被动的”，而第一可移动枢转点76则能够移动以进行调节并且称作“主动的”。

-在平衡模式期间，这是相反的，即，第二可移动枢转点25移动并且称作“主动的”，主动地保持平衡，而第一可移动枢转点76则是静止的并且称作“被动的”。

第二可移动枢转连接25定位成靠近弹簧底座点52的水平面相隔一定距离（300）处。应注意到，第二可移动枢转连接25定位成略微低于弹簧底座点52。此偏移补偿臂机构14自身的质量。第二可移动枢转点25与弹簧底座点52之间的距离300取决于臂机构14的重量。当由弹簧36产生围绕枢转点25的力矩改变仅是为了在调节模式期间补偿臂机构自身的势能的变化时，距离300被称作“虚位弹簧”距离。这意味着，调节过程能够以极小的力或不以任何力来实施，并且被称作零力调节。这提供了实质性优点。

能够按各种方式来执行使枢转点25和76保持在其各自所需的位置处，其中，使用制动器126和/或通过非常快速地或几乎在施加于平衡支撑装置10上的质量体12的重量改变的时刻立即调节平衡支撑装置10。

也可按各种方式来执行通过平移枢转点76达成的调节，例如手动地、被动机械（例如，通过使用第二弹簧）或主动机械（例如，通过使用电机或致动器45）。此类电机或致动器也能够用作锁，因此单独的制动器126可以不是必需的。

与已知的弹簧平衡支撑装置相比，在此类相对简单的实施例中使能进行零力调节具有若干优点。

转向图3B，示出了与图2B的实施例类似的实施例，但其中，轴线17是在90度的范围内旋转并且水平地延伸。质量体从构件18悬挂下来，所述构件18是在滑轮140被引导的线缆。

所述图显示弹簧平衡支撑装置能够安装于任何可能的取向上。重力的方向无需平行于轴线17。技术人员将理解到，也能够使轴线17和第一方向71取向成处于不同角度，只要两者大致平行即可。图3B的实施例的作用并不完全与图2的实施例相同，因为臂机构14自身的部件的重量不与轴线17对准，从而引起轻微偏差。

在这幅图中，重力方向与轴线成直角/横向于轴线。然而，通过使用滑轮140，在第二可移动枢转点25中质量体上的施加于弹簧平衡支撑装置上的重力的方向与轴线17对准。为了准确平衡，由质量体上的重力施加于弹簧平衡支撑装置上的力的方向需要大致平行于延伸穿过弹簧底座点52的轴线17的方向。

在轴线17与重力方向成一定角度的情况下，需要恰当设计弹簧平衡支撑装置以补偿臂机构自身上的不同重力。在一些情况下，优选的是，将臂机构14旋转至某个取向，其中臂机构大致是在水平平面中移动。

转向图3C，示出了平衡支撑装置10的另一个实施例。

所述图显示根据本发明的弹簧平衡支撑装置（其中来自前述图（2B、3A和3B）的臂机构被执行两次）镜象映射在轴线17中。在此实施例中，枢转点76和25中来自左上臂24和左下臂23的力被来自右臂部分22和21的反向力所抵消。此实施例具有与如前所述附图中所示出的实施例大致相同的益处。其具有两个额外的益处：轨道43和62能够构造成非常轻质的，因为x轴线上的力是有限的，并且枢转点25的平衡运动无需限于沿轴线17的运动。换言之：不需要针对大致沿附接到轨道62的运动来限制枢转点25，而且枢转点25也可远离轴线17和朝向轴线17运动。

平衡支撑装置10包括臂机构14。臂机构包括第一臂21、第二臂22、第三臂23和第四臂24。四个臂21、22、23、24在其端部19、28、29处经由枢转连接26、76、25互相连接。四个臂形成具有四个拐角（即，上拐角31、右拐角32、下拐角33和左拐角34）的平行四边形构型。如果轴线具有不同的取向，则词语“上”和“下”不适用，但此处出于简化的原因来使用这些术语。

左枢转连接和右枢转连接26也表示为肘关节26。右拐角32和左拐角34也表示为肘部。第一臂也表示为右下臂21，第二臂也表示为右上臂22，第三臂也表示为左下臂23，以及第四臂也表示为右上臂24。

提供呈臂的形式的质量体支撑构件18，其支撑物体12。

弹簧平衡支撑装置包括第一弹簧36和第二弹簧37。弹簧36、37以彼此成2*α的角度延伸。第一弹簧和第二弹簧在其上端（分别为38、39）处连接到呈固定底座50的形式的弹簧底座点52。将在图4B中看到，弹簧也可围绕弹簧底座点52被引导到设在弹簧底座点52下面的固定底座50并且以其下端来连接到所述固定底座。弹簧36、37将向上的力施加于臂机构上。固定底座50被固定于空间中。关于图4A将看到，固定底座50能够布置于框架84上，所述框架在水平方向上是可移动的。因此，在这点上应有针对性地解释“固定底座”并且其不排除弹簧平衡支撑装置的整体的水平或垂直运动。第一可移动枢转点76垂直地定位于弹簧底座点52的下面。

弹簧的相对端40、41在位于第一臂21和第三臂23上的各自的弹簧连接点27处连接到臂机构14。弹簧也可连接到肘部。各自的弹簧36、37也有可能在沿各自的第一臂21和第三臂23的长度的不同位置处连接到所述臂。

在物体12与臂机构14之间提供称重装置16以对物体称重。称重装置也可具有不同的位置。

第一可移动枢转点76设在底部拐角33处。右臂21和左臂23的端部29可枢转地连接到彼此并且可枢转地连接到可移动底座42。可沿垂直地延伸的轨道43来引导可移动底座42。轨道43允许可移动底座42的垂直运动，但不允许可移动底座42的水平运动。设置包括致动器45的调节装置44，以使可移动底座在垂直方向上移动。

垂直轴线17被限定成延伸穿过固定底座50和可移动底座42。所述垂直轴线也可延伸穿过上拐角31。固定底座50和可移动底座42定位成彼相隔以基距47。调节装置44经构造来改变基距47。上拐角31和下拐角33定位成彼此相隔以臂距49。

也可沿垂直轨道62来引导上拐角31，以便阻止上拐角31和质量体支撑构件18的任何水平运动。

右上臂22和右下臂21彼此形成角度γ。同样地，左上臂24和左下臂23彼此形成角度γ。

臂机构14具有以下特征：当质量体支撑构件18向下移动时，迫使弹簧连接点27向外且彼此远离，并且弹簧连接点27与弹簧底座点52之间的距离59（在图3中的右侧示出）增大。这引起弹簧力F的增加。

如在现有技术的装置中，会发现，只要由弹簧底座点52和可移动底座的枢转点76限定的轴线17平行于臂机构上的重量力的方向71延伸，则负荷12的力矩和弹簧36、37围绕可移动底座的可移动枢转点25的力矩随sinβ而变化，从而允许实现完美平衡，即，弹簧平衡机构。

在操作中，物体12从质量体支撑构件18悬挂下来。用称重装置16对物体称重。操作调节装置44以使可移动底座42在垂直方向上移动（见箭头46）。通过使下拐角33在垂直方向上移动，弹簧36、37得以延伸或者缩短。弹簧力F随弹簧36、37的伸长或缩短变化。

以此方式，物体12的重量能够通过弹簧36、37的组合弹簧力F平衡。换言之，当可移动底座42处于正确位置中时，由两个上臂22、24施加于上拐角31的可移动枢转点25上的力的垂直分量抵消了物体12的重量。应注意到，通过使弹簧延伸或缩短，一定量的能量被引入系统中，或从系统释放一定量的能量。当第二可移动枢转点25的位置靠近弹簧底座点52时，能够以很少的力或不用力便能实施调节。以此方式，系统中的能量的量在调节过程期间大致保持相同。

在实践中，当有可能具有物体与弹簧平衡支撑装置接合的固定位置时，能够利用这个特征。举例来说，当每次不得不从同一平台或带式运输机抓取物体时，弹簧平衡支撑装置能够配置成使得当物体支撑构件处于接合位置中时，第二可移动枢转点25靠近弹簧底座点52（处于其虚位弹簧距离处），其中能够以零力来做出调节。与图3A的描述中所提到的概念相同的概念是适用的。

一旦物体的重量被平衡，则能够在垂直方向上以极小的力手动地移动物体。即使是相对较重的物体仍能够以很小的力来移动。在物体12的移动期间，可移动底座42的位置保持静止（即，可移动底座42的位置仅在将弹簧平衡支撑装置调节到新的重量的过程期间才移动）。

由于可移动枢转点76是可调的，所以能够将弹簧平衡支撑装置调节到变化的重量。能够运用的重量的范围具有上限和下限。上限和下限能够根据使用领域中的普遍条件而变化。当物体附接到质量体支撑构件18时，称重过程开始。当确定了重量时，将调节装置44调节到所测量的重量。这能够用手来完成或自动进行。接下来，能够对物体实施垂直方向上的取放操作。垂直运动由箭头48表示。

也有可能物体的重量是预先知道的。在这种情况下，可在没有称重装置的情况下实施弹簧平衡支撑装置。然后在不对物体称重的情况下将调节装置44调节到已知重量。示例是标准尺寸的砖块或石头（其重量是已知的），或标准尺寸的水泥袋等。

转向图3D，示出了具有手动调节装置145的实施例。调节装置具有手柄的形式。操作员能够用所述手柄来简单地向上或向下移动可移动底座42。手动调节装置44经由“零力装置”150联接到可移动枢转点76。零力装置包括可呈四臂菱形构型的形式的第二臂机构151。第二臂机构151的下拐角154连接到固定底座152。手柄没有连接到固定底座而是仅连接到可移动底座42。弹簧156连接于第二臂机构内。弹簧156延伸于左肘部158与右肘部159之间。

调节装置包括手柄145。操作员能够用手柄来简单地向上或向下移动可移动底座42。手柄145经由杆来连接到可移动底座142。当可移动底座42向下移动时，弹簧36、37缩短，从而释放出能量且因此提供力。与此同时，弹簧156延伸，从而损失掉能量并因此需要力。所述力可彼此抵消，以使得调节过程不需要任何力。

转向图3E，示出了穿过弹簧底座点52的枢转点轴线77和轴线51。在此实施例中，第二可移动枢转点沿轴线160移动，所述轴线160不与轴线17对准而是位于离所述轴线17一段距离处。臂22围绕延伸穿过第二可移动枢转点25的轴线162枢转。臂22通过垫片元件164定位成与臂21相隔一段距离。

这个实施例允许第二可移动枢转点25和弹簧底座点来超过彼此。

在另一个实施例中，弹簧底座点52可沿着线51位于离轴线17一段距离处。在那种情况下，轴线160能够与轴线17对准并且第二可移动枢转点25和弹簧底座点52仍将能够超过彼此。

转向图4A，示出了另外的实施例。平衡支撑装置10包括架空轨道80和货车82，所述货车82包括轮83并在水平方向86上沿所述轨道80是可移动的。设有上轨道80和下轨道80以使货车固定于所述轨道80之间。垂直框架84或垂直臂84从货车82悬挂下来并固定到所述货车。来自框架84的力矩能够经由货车82转移到轨道80。

实施例具有两个臂21、22（即，下臂21和上臂22）。实施例具有单个肘部和单个弹簧36。应注意到，可由两个或更多个弹簧（例如，如果需要，平行弹簧）来代替单个弹簧36。也有可能将单个弹簧的力分布遍及臂机构的左侧和右侧上。

提供轨道43，其垂直地延伸并引导可移动底座42和位于上臂22的端部19处的质量体联接点200两者。上臂22的上端28通过轨道43保持在固定水平位置中。

水平臂60包括经由滑动或滚动机构67而相对于彼此可滑动地布置的第一段66和第二段68。此构型允许物体进行水平运动（由箭头70表示）。运动70可表示为支撑构件18相对于框架84的径向自由度。水平运动和垂直运动一起允许以很少的力在两个维度中进行运动。质量体支撑构件18是上面可搁有物体12的平台。

滑架61进一步包括具有垂直轴线112的铰链110。铰链110允许水平臂60围绕垂直轴线112旋转（由箭头X表示），由此允许物体12在三个维度中的运动。伸出臂60可围绕铰链轴线112在大于180度的角度范围内（特别是以大约在180度与270度之间的角度）枢转。这有利地为操作者提供他所需要的运动自由度。

转向图4B，示出了另一个实施例。臂机构14包括四个臂21、22、23、24。框架84容纳臂机构14。弹簧36和37位于臂机构的下面。固定底座50位于臂机构14的下面。这允许在弹簧平衡支撑装置中将臂机构14放置得相对较高（在操作员所在的区域的上面）。此外，此构型允许弹簧的长度更长，从而在操作范围内产生更恒定的弹簧力。

呈两个滑轮53A、53B形式的弹簧底座点52位于肘部32、34上面。弹簧36、37从固定底座50延伸到弹簧底座点52并从弹簧底座点52延伸到右肘部32和左肘部34。应注意到，弹簧36可终止于弹簧底座点52的下面，但弹簧线缆55从所述点继续前进。一条弹簧线缆55引导在滑轮53A上方，并且一条弹簧线缆55引导在滑轮53B上方。滑轮53A、53B是可旋转的。可移动底座42垂直地定位于弹簧底座点52的下方（即，沿同一垂直轴线17）。弹簧线缆55在弹簧支座处彼此交叉（即，左弹簧36连接到右臂21，而右弹簧37连接到左臂23）。

肘部也设置成固定到各自的下臂22、24的滑轮56、57。滑轮56、57充当弯曲的支撑表面并且允许弹簧的端部38、39来接合肘部32、34而在弹簧的端部38、39中没有过多局部弯曲力矩。

滑架61由垂直轨道62来引导并且没有直接连接到臂机构14。相反，滑架61连接到滑轮装置90，滑轮装置90转而经由传动装置100连接到臂机构14。滑轮装置90包括上滑轮92、下滑轮94和线缆96。滑架61固定到线缆96。

上滑轮92包括大滑轮92A和小滑轮92B。线缆96在大滑轮92A上方被引导。小滑轮92B经由线缆101连接到传动装置100。线缆92连接到传动装置的滑轮104。滑轮104包括两个滑轮104A、104B。滑轮104B经由另一条线缆102连接到传动装置的第二滑轮105。线缆102连接到臂机构14的上拐角31。这个是质量体联接点200和上部的可移动枢转点25所在的位置。

此实施例达成了质量体支撑构件18的相对较大的操作范围，因为质量体支撑构件18的较大垂直运动48被转成臂机构14的上拐角31的相对较小垂直运动。

弹簧平衡支撑装置进一步包括制动上滑轮92的制动构件127。制动装置126进一步包括用于臂60的制动构件128。制动构件128包括制动箍，所述制动箍对滑动或滚动机构67进行制动以便使段66、68相对于彼此固定。制动构件127、128与各自的致动器131、133一起操作，所述致动器131、133经由连接线134、135联接到控制装置72。

分段式水平臂60允许进行较小程度的水平运动（见箭头70）。货车82允许沿轨道80进行较大程度的水平运动（见箭头86）。

制动装置126包括：另外的制动构件129，其制动具有垂直铰链轴线112的铰链110；以及另外的制动构件129a，其制动具有垂直铰链轴线112a的旋转连接110a。旋转连接110a允许平台相对于伸出臂60旋转（如由箭头Xa所表示的）。旋转连接110a可以是铰链。因此，制动器126制动以下四种不同运动中的一者或更多者：

1）制动构件127用于制动可移动支座61的垂直运动，

2）制动构件128用于制动段68相对于段66的水平运动，以及

3）制动构件129用于制动臂60围绕枢转轴线112的枢转运动，

4）制动构件129a用于制动相对于伸出臂60的围绕平台18（其支撑质量体）的轴线112a的旋转运动。

所有四个制动构件均可经由通信线134连接到控制装置72。对于调节可移动枢转点76来说，仅需要可移动支座61上的制动构件127。其它三个制动构件128、129和129a使弹簧平衡支撑装置在其操作中变得更实用。当调节过程完成时，能够释放制动构件127。制动构件128、129和129a能够比制动构件127释放得更早。也能够在其它实施例中使用四个制动构件。也可手动操作制动构件或通过可连接到控制单元72的开关136来触发所述制动构件。

出于安全目的，制动器可具备推入（push-through）构件。如果操作员的身体的某个部分（例如，手或手臂）被卡在处于其制动状态的任何部件之间，则操作员能够推入制动器且释放他的手或手臂。

在操作中，物体12被放置在平台18上。将制动装置126接通，以便固定质量体支撑构件18和物体12的垂直位置。滑动或滚动机构67也被固定。测量重量并且调节可移动底座42以便平衡所述重量。对于大多数物体来说，这仅耗费相对较短的时间周期。然后物体能够在水平方向和垂直方向上移动。当物体12向上移动时，线缆96使滑轮92旋转。

滑轮92使线缆101旋转，依次线缆101使滑轮104旋转。滑轮104使线缆102旋转，线缆102向上或向下移动臂机构14的上拐角31。

技术人员将理解到，水平臂60和垂直臂84无需确切地取向成水平或垂直，而是可取向成处于轻微的角度。

具有两个臂的图4A的实施例能够与图4B的实施例的许多特征组合，例如滑轮装置90、传动装置100、呈滑轮形式的弹簧底座点52、位于肘部处的滑轮56和/或包括制动构件127、128、129的制动装置126。

在另一个实施例中，称重装置包括加速度计。加速度计允许在运转中发生称重操作（即，在不启动制动装置126的情况下）。加速度计在本技术领域中是已知的。

转向图5A和图5B，示出了基于图4A、图4B的实施例的实施例。货车82包括由未示出的轨道80支撑的轮83。框架84从货车向下延伸。提供壳体85以覆盖框架84和弹簧平衡支撑装置的多个部分。臂机构14设在壳体85的内部以及靠近其上端并且在壳体上部内，该壳体上部宽于壳体下部。

伸出臂60可围绕铰链110旋转以提供质量体支撑构件18的完整的三维运动。质量体支撑构件18是平台（特别地，圆盘）。伸出臂60是包括两个段66、68的伸缩臂。段68套入段66的内部。伸缩段提供相对于框架的径向自由度。

在另一个实施例中，两个段66、68经由具有垂直轴线的铰链连接到彼此。这与铰链110一起提供了类似的径向自由度。

平衡支撑装置10定位在用于手提箱的传送带118处。操作员120站在邻近传送带处，并将手提箱从传送带拖到质量体支撑构件18上。启动制动装置126以固定垂直位置。额外地，可通过制动器使臂60在铰链110处的枢转运动和臂60的伸缩运动固定。接下来，称重装置16对手提箱称重，并经由控制装置和致动器来调节可移动底座42。随后停用制动装置126。操作员然后能够在他想要的任何方向上简单地拿起手提箱，例如拿到存放许多手提箱的集装箱或货车122上。反方向上的运动当然也是有可能的，即，操作员能够将手提箱从集装箱或货车122装载到传送带118上。由于操作员需要极小的力，所以工作环境明显得到了改善。

技术人员将清楚，在包括弹簧的平衡支撑装置的实施例中，平衡支撑装置可不含用于在水平方向或垂直方向上移动物体的任何电机，弹簧平衡支撑装置允许通过手动劳力实现在水平方向和垂直方向上的运动并且因此只不过是更直观的操作。

架空轨道80和货车82，所述货车包括轮83并且沿所述轨道80在水平方向86上是可移动的。提供上轨道80和下轨道80以使货车固定于所述轨道80之间。垂直框架84或垂直臂84从货车82悬挂下来并固定到所述货车。来自框架84的力矩能够经由货车82转移到轨道80。

实施例具有两个臂21、22（即，下臂21和上臂22）。实施例具有单个肘部和单个弹簧36。应注意到，可由两个或更多个弹簧（如果需要，例如平行弹簧）来代替单个弹簧36。也有可能将单个弹簧的力分布遍及臂机构的左侧和右侧上。

提供轨道43，其垂直地延伸并引导可移动底座42与位于上臂22的端部19处的质量体联接点200两者。上臂22的上端28通过轨道43保持在固定水平位置中。

水平臂60包括经由滑动或滚动机构67相对于彼此可滑动地布置的第一段66和第二段68。此构型允许物体的水平运动（由箭头70表示）。水平运动和垂直运动一起允许在两个维度中以很少的力进行运动。质量体支撑构件18是上面可搁有物体12的平台。

滑架61进一步包括具有垂直轴线112的铰链110。铰链110允许水平臂60围绕垂直轴线112的旋转，由此允许物体12在三个维度中的运动。

转向图6A，示出了：本发明的一个方面能够独立地被看待，并且能够应用于任何种类的弹簧平衡支撑装置中。这涉及称重装置、控制装置和调节机构的组合。

图6A显示根据现有技术的弹簧平衡支撑装置1（即，如图1中所示出），但其进一步包括以下各者的组合：称重装置16、控制单元72和包括致动器45的调节机构44。致动器联接到底座5用于调节弹簧3。就此实施例而言，将弹簧平衡支撑装置快速调节到可变重量也是有可能的，从而允许进行取放操作。图9的实施例提供优于现有技术的明显改善。称重装置16能够设有加速度计（如果需要）。可替代地或与联接到底座5的致动器结合地，可将致动器45b设在联接到滑块8的臂上。也可提供制动装置。

转向图6B，示出了具有两个臂21、22和弹簧连接点27的实施例，所述弹簧连接点27通过致动器45b在臂21上的凸轮中是可移动的。第一臂21的下端29连接到固定底座。弹簧底座点52连接到可移动底座125并随致动器45一起是可移动的。在此实施例中，能够调节弹簧的两端。在使用中，控制装置72从称重装置16接收重量信号，并将致动信号传输到致动器45、45b。

转向图7、图8A和图8B，示出了包括不同垂直平衡系统15的实施例。与先前实施例的臂机构14不同，其设有配重物400。所述配重物400经由传动装置100间接地连接到滑架61，以便提供滑架上的向上的力。

配重物400提供滑架61上的向上的力。未示出轨道62以使图7保持简单，但轨道62将是存在的以引导滑架61。

传动装置100包括枢转臂402。配重物经由连接器404连接到枢转臂402。枢转臂402围绕支座406的枢轴405枢转。旋转滑轮410经由传动构件408和另一个连接器409连接到枢转臂402。传动构件408中的力由重量400和围绕枢转轴线405的力矩的平衡来确定。

传动构件408偏心地安装到旋转滑轮410（即，在离滑轮410的轴线412一定距离411处）。旋转滑轮410经由两端连接的挠性构件414和另外的滑轮416连接到滑轮系统，所述滑轮系统包括上滑轮92、下滑轮94和两端连接的挠性构件96。

图8A显示连接器409沿臂102的位置能够在箭头420的方向上变化，以便适应变化的质量体12。为此目的，设有构造来旋转枢转臂402的电驱动器413。通过改变连接器409的位置，得以改变传动构件408中使臂402保持处于平衡所需的垂直力。

转向图8B，示出了另一个实施例，其中，配重物400沿枢转臂402的位置在箭头421的方向上是可变的。

将理解到，其中连接器404的位置与连接器409的位置两者均可变化的实施例也是可能的。

转向图9，示出了其中由致动器430提供滑架上的向上的平衡力的实施例。在此实施例中，致动器430包括电动机432。电动机432经由滑动联轴器434连接到滑轮装置90的上滑轮92，倘若滑架61优于某种原因而在其垂直运动中受到阻碍（例如，由于操作员的某个身体部分被抓紧），则所述滑动联轴器434允许滑轮92相对于电动机滑动。

电动机可定位于货车中或定位于货车上，并且随货车82和框架84一起行进。

电动机432由控制单元72经由控制线74来控制。控制单元72经由控制线73进一步连接到称重装置16。称重装置在伸出臂中定位于支撑平台18的下面。

转向图10，示出了图9的实施例的变型，其中，致动器430定位成静止的（即，与货车和框架分离）。

传动装置100包括：第一滑轮装置90，其安装到框架84（未示出）；以及第二滑轮装置440，其包括第一滑轮442、第二滑轮444和两端连接的挠性构件446。致动器430联接到一个其它的滑轮442、444（在这种情况下是滑轮444）。

可移动联轴器450连接到货车并且经构造以将致动器在两端连接的挠性构件上的力转移到第一滑轮装置90。可移动联轴器450包括三个另外的滑轮452、453、454，这些滑轮限定两端连接的挠性构件446中的U形或V形。该U形或V形相对于货车静止并且随货车82一起行进。

第二滑轮装置440可连接到架空轨道80。技术人员将理解到，相同概念可适用于位于地平面的轨道80和支撑直立框架84的货车。可移动联轴器450然后将联接到下滑轮94。

转向图11，示出了包括配重物400的实施例，所述配重物400联接到滑轮装置90的挠性构件96。可将配重物400调谐到由支撑平台在日常操作期间所支撑的平均重量。配重物400可以是固定重量，但配重物也可以是可调节的，例如由一堆多块重金属（例如，铅）组成。根据需求，操作员能够移除或增加额外的块。并不对于每个提升操作来实施此类调节，而是在该装置的安装期间或当工作条件改变时才实施此类调节。

也可在控制装置72的控制下自动地实施对重量的调节，所述控制装置72控制致动器，该致动器向配重物400增加或移除单独的重量块。

包括电动机432的致动器430连接到上滑轮92以补偿由支撑平台所支撑的实际重量与配重物400的差异。如果实际重量等于配重物400（将滑架和臂的重量考虑在内），则致动器无需提供任何力。如果支撑平台上的质量体轻于配重物，则致动器430将需要在用箭头460表示的顺时针方向上提供一定力矩。如果质量体相对较重，则致动器将需要在逆时针方向上在滑轮92上提供力矩以维持垂直平衡。

转向图12，示出了另一个实施例。垂直平衡系统15包括呈气动或液压致动器470（呈气缸形式）形式的致动器430，所述气动或液压致动器470经由一个或更多个可控阀472联接到增压气体的或液体的源。阀472由控制单元72经由控制线74来控制。

气动致动器在一端处连接到货车82或框架84，并且在另一端处连接到沿轨道62垂直行进的滑架61。气动致动器470在滑架61上施加向上的力。

滑架61沿呈两个杆62A、62B的形式的轨道62行进。所述杆延伸穿过滑架61中的两个垂直开口480。所述杆安装到框架84。

转向图13，示出了实施例，其将图12的实施例的气动致动器470与图10的实施例的水平延伸的滑轮装置组合。

对于具有致动器430的实施例而言，在实施例中，在平衡模式期间，能够以主动平衡模式和/或按被动平衡模式来操作致动器。词语“主动平衡模式”表示操作员可经由输入装置478和控制单元72向致动器发送控制信号。使用输入装置，操作员可向致动器470提供命令“向上移动”或“向下移动”。

然后通过控制装置来使致动器470致动，以向上或向下移动滑架。操作员无需手动力便能随质量体12来向上或向下移动支撑平台18，这是因为致动器提供这个力。这被称为主动控制或主动平衡模式。

输入装置478可以是无线的和手持式的。输入装置也可固定到伸出臂60或平台18，或可独立安装于固定位置中。输入装置可与控制单元72集成。

也有可能以“被动平衡模式”来控制垂直运动。词语“被动平衡模式”表示操作员不向致动器发送任何“向上移动”或“向下移动”的控制信号，而是致动器简单地补偿质量体12的重量。不得不采用手动力来实施向上和向下运动，这是相对容易的，因为质量体的重量通过平衡支撑系统15来平衡。

为了提供合适平衡所需的力，能够存在称重装置16，例如在支撑平台18中或在支撑平台18的下面，例如，如图2B和图9中所示出的。

可替代地，可手动地将重量输入到控制单元72中。

在另一个实施例中，事先测量质量体12的重量（例如，通过传送带上的称重装置）。在现代飞机场中，可以电子地监控行李，并且每件行李的重量可以是已知的。视觉指示器可附接到每件行李以在每件行李到达根据本发明的平衡支撑装置时允许具有图案辨识软件的相机来辨识每件行李。相机可安装于平衡支撑装置上以辨识每件行李并控制垂直平衡系统15，以对于已知的每件行李的重量来进行调节。

对于具有致动器的所有实施例而言，不管致动器430是包括电动机432还是气动致动器470，均存在主动模式或被动模式的可能性。

转向图14A、图14B、图14C、图14D、图14E和图14F，示出了当移动行李时在使用中的根据本发明的平衡支撑装置10。支撑平台18具有小于60厘米的直径490（见图14A）。这种相对较小尺寸的支撑平台允许操作员将支撑平台定位于他自身与目标质量体之间并且仍能够将他的手臂延伸越过支撑平台且到达目标质量体。这在图14A和图14D中示出。这提供了符合人体工程学的益处，如上文所解释的。在将质量体12拖到支撑平台18上期间，操作员无需旋转。这样避免了背部损伤。当行李位于支撑平台上时，操作员在3D中将行李移向其在集装箱中的目的地位置。由于支撑平台18是相对于臂60旋转，所以当将行李移到其目的地时，操作员能够相对于他自身将行李12保持于固定的位置和取向中。这在图14A、图14B中是最佳所见的。

平衡支撑装置允许在抓取区500中以及存放区502两者中实现所需的运动自由度。

支撑平台也可为方形或矩形、六边形或八边形或一般地多边形，其有可能具有圆形拐角或截顶拐角或具有略微弯曲的边缘。在那种情况下，支撑平台具有小于60厘米的宽度和小于60厘米的长度490。

按照需要，本文公开了本发明的详细的实施例；然而，应理解到，所公开的实施例仅仅是示例性地说明本发明，其能够以各种形式来实现。因此，本文所公开的特定结构和功能细节将不解释为限制性的，而是仅仅作为权利要求书的基础和作为教示本领域技术人员来以实际上任何适当详细结构以各种方式采用本发明的代表性基础。另外，本文所使用的术语和短语并不旨在是限制性的，而是旨在提供本发明的可理解的描述。

在此文献中，本发明一般表示为“平衡支撑装置”。基于弹簧提供产生平衡力的抵抗力的动作的本发明实施例也更具体地表示为“弹簧平衡支撑装置”。

如本文所使用的，术语“一”或“一个”被限定成一个或大于一个。如本文所使用，术语“多个”被限定成两个或大于两个。如本文所使用，术语“另一个”被限定成至少第二个或更多。如本文所使用，术语“包括”和/或“具有”被限定为包括（即，开放式语言，不排除其它元件或步骤）。权利要求书中的任何引用表示不应解释为限制权利要求或本发明的范围。

在彼此不同的从属权利要求书叙述了一定措施的单纯的事实并不表示无法有利地使用这些措施的组合。

Claims (28)

1.一种平衡支撑装置（10），其包括：

-货车（82），其包括配置来沿货车轨道（80）移动的轮或滑动构件，

-框架（84），其连接到所述货车并且从所述货车在垂直距离上延伸，

-连接到所述框架并在垂直距离上沿所述框架延伸的轨道（62）和可移动地布置于所述轨道上的滑架（61），由此在垂直方向上提供自由度，

-至少一个伸出臂（60），其包括用于支撑质量体（12）的支撑构件（18），其中，所述伸出臂经由铰链（110）可枢转地连接到所述滑架从而允许所述伸出臂相对于所述框架围绕垂直轴线（112）枢转，其中，所述伸出臂包括相对于彼此可移动的多个段（66、68）以便允许所述支撑构件朝向和远离所述框架地移动，其中，所述支撑构件（18）经由具有垂直轴线（112a）的旋转连接（110a）安装到所述伸出臂（60），从而允许由操作员相对于所述伸出臂来旋转包括质量体（12）的所述支撑构件，

-垂直平衡系统（15），其直接或间接地连接到所述滑架（61）用于将向上力施加于所述滑架上从而抵消所述质量体、所述臂和所述滑架的重量，其中，所述垂直平衡系统构造和布置来控制所述力，以便平衡不同重量的质量体。

2.根据权利要求1所述的平衡支撑装置，其中，所述伸出臂包括：

-至少第一臂段（66）和第二臂段（68），其经由滑动或滚动装置（67）彼此联接，所述第二臂段在水平方向（70）上相对于所述第一臂段是可移动的，或者

-至少第一臂段和第二臂段，其经由具有垂直轴线的铰链可铰接地彼此连接。

3.根据前述权利要求中的任一项所述的平衡支撑装置，其包括以机械方式插入于所述滑架（61）与所述垂直平衡系统（15）之间的传动装置（100）。

4.根据权利要求3所述的平衡支撑装置，其中，所述传动装置包括安装于所述框架（84）上的滑轮装置（90），所述滑轮装置包括上滑轮（92）、下滑轮（94）和两端连接的挠性构件（96），所述两端连接的挠性构件由所述上滑轮与所述下滑轮支撑并至少部分平行于所述轨道（62）延伸，其中，所述滑架连接到所述两端连接的挠性构件。

5.根据前述权利要求中的任一项所述的平衡支撑装置，其中，所述货车定位于架空轨道（80）上并且所述框架从所述货车向下延伸，以及特别地向下延伸到所述伸出臂的下部位置。

6.根据权利要求5所述的平衡支撑装置，其中，向下延伸的所述框架以无旋转的方式安装到所述货车，并且特别地安装固定至所述货车。

7.根据前述权利要求中的任一项所述的平衡支撑装置，其中，所述伸出臂（60）能够围绕所述铰链轴线（112）在大于180度的角度范围内，特别地以大约在180度与270度之间的角度。

8.根据权利要求7所述的平衡支撑装置，其中，在所述伸出臂围绕所述枢转轴线（112）的所述角度范围的中间位置中，所述伸出臂大致平行于所述货车轨道延伸。

9.根据前述权利要求中的任一项所述的平衡支撑装置，其中，所述支撑构件包括支撑平台，所述支撑平台具有直径（490）或宽度和长度，其小于60厘米。

10.根据权利要求3到9中的任一项所述的平衡支撑装置，其中，所述垂直平衡系统（15）包括配重物（400），所述配重物（400）经由所述传动装置（100）将向上的力施加于所述滑架（61）上。

11.根据权利要求10所述的平衡支撑装置，其中，所述传动装置（100）包括围绕枢转轴线（405）枢转的枢转臂（402），其中，所述配重物在第一位置处连接到所述臂，并且其中，传动构件（408）在第二位置处连接到所述臂，所述传动构件直接或间接地连接到所述滑架（61），并且其中，所述第一位置和/或所述第二位置能够变化以便于控制所述滑架上的向上的力。

12.根据权利要求10所述的平衡支撑装置，其中，所述配重物（400）能够变化，以便于补偿不同的质量体。

13.根据前述权利要求中的任一项所述的平衡支撑装置，其中，所述垂直平衡系统（15）包括致动器（430），其中，所述致动器包括：

-电动机（432），或

-气动缸（470），或

-液压缸（470），

所述致动器直接或间接地联接到所述滑架，其中，所述垂直平衡系统包括用于控制由所述致动器在所述滑架（61）上产生的向上的力的控制装置（72）。

14.根据权利要求13所述的平衡支撑装置，其中，所述控制装置（72）配置来：

-在主动平衡模式中，向所述致动器发送信号以主动地向上或向下移动所述滑架（61），和/或

-在被动平衡模式中，向所述致动器发送信号，所述信号指示所述致动器来在所述滑架（61）上产生一定的向上的力。

15.根据权利要求13或14所述的平衡支撑装置，其进一步包括用于对所述质量体称重的称重装置（16），所述称重装置与所述控制装置联接用于向所述控制装置发送表示所述重量的信号，其中，所述控制装置构造成根据重量信号来控制所述致动器。

16.根据权利要求13、14或15所述的平衡支撑装置，其中，所述致动器安装到所述货车或所述框架。

17.根据权利要求13到16中的任一项所述的平衡支撑装置，其中，所述致动器安装成相对于所述货车轨道（80）是静止的并且在所述货车或框架的外部，并且其中，所述传动装置配置用于经由所述货车和所述框架将所述力从所述致动器转移到所述滑架，其中，所述传动装置特别地包括滑轮装置（440），所述滑轮装置（440）包括沿所述货车轨道水平延伸的两端连接的带，其中，所述货车容纳可移动滑轮联轴器（450），所述可移动滑轮联轴器（450）联接到水平的两端连接的带并且沿所述两端连接的带与所述货车一起行进。

18.根据前述权利要求中的任一项所述的平衡支撑装置，其包括以下制动构件中的一种或更多种：

1）第一制动构件（127），其用于制动所述质量体的垂直运动，

2）第二制动构件（128），其用于制动所述第二臂段（68）相对于所述第一臂段（66）的水平运动，

3）第三制动构件（129），其用于制动所述臂（60）围绕所述枢转轴线（112）的枢转运动，和/或

4）第四制动构件（129a），其用于制动所述质量体（12）围绕枢转轴线（112a）的枢转运动，

其中，所述一个或更多个制动构件经由通信线（134）连接到所述控制装置（72），所述控制装置配置来将一个或更多个制动构件一起或单独地接通或切断。

19.根据前述权利要求中的任一项所述的平衡支撑装置，其中，所述平衡支撑装置进一步包括：

-称重装置（22），其配置来对由质量体支撑构件所支撑的所述质量体进行称重；

-致动器（45），其构造来使所述可移动枢转点（76）移动，

-控制装置（72），其连接到所述称重装置和所述致动器，其中，所述控制装置配置来控制所述致动器，所述致动器用于根据所述称重装置的信号来调节所述可移动枢转点（76）的位置，所述信号表示所述质量体的所测量的重量。

20.根据权利要求18或19所述的平衡支撑装置，其中，所述制动装置（126）联接到所述控制装置，所述控制装置经配置以在所述质量体的称重期间固定所述滑架（61）的沿着所述轨道（62）的位置。

21.根据权利要求19或20所述的平衡支撑装置，其中，所述称重装置（16）直接联接到配置来接合所述质量体的质量体支撑构件（18）。

22.根据权利要求19到21所述的平衡支撑装置，其中，所述称重装置包括负荷传感器和加速度计，所述负荷传感器和所述加速度计各自连接到所述控制装置。

23.一种支撑质量体的方法，所述方法包括：

-提供根据权利要求1所述的平衡支撑装置（10），

-用所述支撑构件来支撑质量体，

-在三个维度中使所述质量体与所述平衡支撑装置一起移动。

24.根据前一项方法权利要求所述的支撑质量体的方法，所述方法包括：

-提供包括致动器（430）的平衡支撑装置（10），以及

-使用所述致动器将向上的力施加于所述滑架（61）上。

25.根据前述方法权利要求中的任一项所述的支撑质量体的方法，所述方法包括：

-在主动平衡模式中，通过所述致动器在所述操作员的指令下主动地向上或向下移动所述滑架，或

-在被动平衡模式中，使用所述致动器将向上力施加于所述滑架上，而不使用所述致动器主动地向上或向下移动所述滑架。

26.根据权利要求24或25所述的支撑质量体的方法，所述方法包括：

-使用称重装置（16）对所述质量体称重，

-根据所测量的重量来控制所述致动器。

27.根据前述方法权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述平衡支撑装置进一步包括调节装置，所述调节装置包括：

-称重装置（22），其配置来对由所述弹簧平衡支撑装置所支撑的所述质量体称重；

-致动器（45），其构造来使所述可移动枢转点（76）移动，

-控制装置（72），其连接到所述称重装置和所述致动器，其中，所述控制装置配置来控制所述致动器用于根据所述称重装置的信号来调节所述可移动枢转点（76）的位置，所述信号表示所述质量体的所测量的重量，

所述方法包括使用所述称重装置对所述质量体称重，以及根据由所述控制装置产生的信号使用所述致动器自动地调节所述可移动枢转点（76），所述信号表示所述质量体的重量。

28.根据权利要求26或27所述的方法，其中，所述平衡支撑装置进一步包括构造来使所述质量体至少固定在垂直方向上的制动装置（126），所述制动装置联接到所述控制装置，所述方法包括在对所述质量体的称重期间使用所述制动装置使所述质量体支撑构件的位置固定在垂直方向上。