CN112292505A - 平衡组件和系统 - Google Patents

Abstract

根据本发明的一个方面，一种组件被构造成平衡能相对于彼此移动的部件，所述组件包括：安装支架，被构造成联接到所述部件中的一个；从动臂，被枢转地联接到所述安装支架上的从动臂安装点；从动件，被联接到所述从动臂上的从动件安装点；施力装置，位于所述安装支架上的施力装置安装点与所述从动臂上的施力装置安装点之间；以及凸轮，构造成以使得所述从动件接触所述凸轮的凸轮轮廓的方式联接到所述部件中的另一个。

Description

平衡组件和系统

相关申请的交叉引用

本申请涉及于2018年4月19日提交的题为COUNTERBALANCE ASSEMBLY AND SYSTEM(平衡组件和系统)的美国临时申请第62/660,053号以及于2018年11月15日提交的题为COUNTERBALANCE ASSEMBLY AND SYSTEM(平衡组件和系统)的美国临时申请第62/767,555号并要求其优先权，其内容通过引用整体并入本文以用于所有目的。

背景技术

当管理两个部件相对于彼此的移动时，使用机构来平衡所述部件有时是有益的。本发明提供了一种组件，其构造成平衡可相对于彼此移动的部件，还提供了包括这样的部件的平衡系统。

发明内容

根据本发明的一个方面，一种组件被构造成用于平衡能相对于彼此移动的部件，所述组件包括：安装支架，所述安装支架被构造成联接到所述部件中的一个；从动臂，所述从动臂被枢转地联接到所述安装支架上的从动臂安装点；从动件，所述从动件被联接到所述从动臂上的从动件安装点；施力装置，位于所述安装支架上的施力装置安装点与所述从动臂上的施力装置安装点之间；以及凸轮，所述凸轮被构造成以使得所述从动件接触所述凸轮的凸轮轮廓的方式联接到所述部件中的另一个。

根据所述组件的可选方面，施力装置可选自由机械弹簧、气动弹簧和液压弹簧组成的组。在本发明的实践中，可以使用每种这些弹簧中的不止一个，或者也可以使用不同类型弹簧的组合。具体地，施力装置可以是一个机械弹簧，或者可以是两个或更多个这样的弹簧。更具体地，机械弹簧(诸如一个或多个压缩弹簧)可介于安装支架上的安装点与从动臂上的安装点之间。所述组件还可包括与每个弹簧相关联并定位成引导每个弹簧的弹簧引导件。所述凸轮轮廓可包括棘爪，并且所述从动件可包括滚子。

根据本发明的另一方面，平衡系统包括能相对于彼此移动的部件和平衡相对于彼此的所述部件的至少一个组件。所述至少一个组件具有：安装支架，被联接到所述部件中的一个；从动臂，被枢转地联接到所述安装支架上的从动臂安装点；从动件，被联接到所述从动臂上的从动件安装点；施力装置，位于所述安装支架上的施力装置安装点与所述从动臂上的施力装置安装点之间；以及凸轮，所述凸轮以使得所述从动件接触所述凸轮的凸轮轮廓的方式联接到所述部件中的另一个。所述至少一个组件促进所述部件相对于彼此的移动。

根据平衡系统的可选方面，所述部件中的一个可以是车辆面板。而且，车辆面板可以包括车辆发动机罩。另外，所述部件中的一个可以在第一位置相对于水平面以一角度定向并且可相对于所述部件中的另一个移动，所述部件中的该另一个在第二位置相对于所述水平面以更小的角度定向。在第一位置相对于水平面成角度定向的部件可以被基本竖直地定向。此外，所述部件除了由所述至少一个组件联接之外还能相对于彼此被枢转地联接。

根据平衡系统的其它可选方面，所述部件中的一个的非限制性示例包括：复印机盖；打印机盖；医疗设备；诊断设备；用于工业机械的盖；食品制备机，使得当不使用时，机器能从路径移开；上折或下折的工作表面；翻转柜台，诸如餐馆、酒吧和其它场所中的那些；用于装甲车舱口(例如坦克上的舱口)的盖；用于游戏机或游戏系统或其它视频系统的可倾斜的显示器；以及任何其它应用，其中一个部件被联接成以具有感知重量管理的受控方式相对于另一部件移动。

附图说明

图1是本发明的示例性实施例处于第一构造中的侧视图；

图2是图1所示的本发明的示例性实施例的立体图；

图3是图1所示的本发明的示例性实施例的另一立体图；

图4是图1所示的本发明的示例性实施例的后视图；

图5是图1所示的本发明的示例性实施例处于另一构造的侧视图；

图6是图1所示的本发明的示例性实施例的另一立体图；

图7是示出图1所示的本发明的示例性实施例的移动的侧视图；

图8是本发明的第二示例性实施例的立体图；

图9是本发明的第二示例性实施例的另一立体图；

图10是本发明的第三示例性实施例的侧视图；

图11是本发明的第三示例性实施例的立体图；

图12是本发明的第四示例性实施例的立体图；

图13是本发明的第四示例性实施例的侧视图；

图14是本发明的第四实施例处于关闭位置的剖视图；

图15是本发明的第四实施例处于部分打开位置的剖视图；

图16是本发明的第四实施例处于打开位置的剖视图；

图17是本发明的第五实施例的局部分解立体图；

图18是本发明的第五实施例的分解图；

图19是本发明的第六实施例处于关闭位置中的立体图；以及

图20是本发明的第六实施例处于打开位置中的立体图。

具体实施方式

尽管本文参照具体实施例示出和描述了本发明，但是本发明并不旨在局限于所示的细节。相反，在权利要求的等同物的界限和范围内且在不背离本发明的情况下，可对细节做出各种修改。

应当理解的是，如果相同的附图标记被应用于不同的实施例，则附图标记所指的部件编号对于每个实施例来说是相同或相似的，即，在下面描述的六个示例性实施例的每一个中，部件编号112均指的是弹簧。

大体上，本发明提供一种平衡机构，包括利用一个或多个压缩弹簧(或其它压缩力装置，诸如气动缸、空气弹簧或其它施力装置)的实施例，所述压缩弹簧与能定制的凸轮轮廓相组合地作用在从动臂上，对系统(例如，卡车发动机罩、门等)的重心产生反作用力。在本发明的一个方面中，提供了竖直安装的机构以对具有多个部件的系统进行平衡和/或给所述系统提供能定制的开口轮廓。这是通过利用联接到与系统结合工作的凸轮和从动件的压缩力来实现的，所述压缩力围绕其旋转点将反作用力施加到系统的重量。

与使用水平平衡杆系统或甚至单个扭矩杆相比，作为一种选项将该系统竖直定向的总体优点是，平衡部件占据更少的空间。得益于竖直安装的平衡系统的该额外空间可以允许用于给使用本发明装置的系统添加其它设备和部件的空隙。这种部件的一个示例是例如雪犁。如果例如在用于车辆的发动机罩上使用该系统，则与水平安装的平衡系统相比，还存在附加空间以便维护发动机。

压缩装置被预加载到设定力。在系统的整个行程中遍及任何无限数量的点，随着从动件在凸轮轮廓上平移(例如，滚动、滑动等)，该力被放大或最小化。凸轮轮廓作用在从动件上的点与压缩力作用在从动件上的点之间的关系产生了相对于整个系统中的旋转点的反作用力。

如本文中的各种实施例中所示和示例的系统利用附接到系统的非移动部段(例如，卡车框架、门框等)的固定凸轮，而压缩弹簧平衡件附接到系统的旋转部(例如，卡车发动机罩、门等)。

该系统是无限定制的，这意味着取决于凸轮轮廓的具体设计，卡车发动机罩(或其它能移动元件，诸如用于游戏机的显示器)可被设计成自动打开或部分地或甚至完全地被平衡(使得在整个运动中感觉不到重量)。因此，能移动元件可被制造为在被移动时能够感觉到任何可能的期望重量。

该系统还可以被安装成反转构造，在该反转构造中，压缩力平衡件将被固定，而凸轮轮廓将被附接至该系统的旋转部或能移动部。该系统还可被设计成包括铰接件或与外部铰接系统结合使用。

在附图中示出根据若干示例性实施例的平衡组件。应当理解，平衡组件能用在各种应用中。非限制性的应用示例是例如卡车或轿车上的车辆发动机罩，集装箱或隔室的重型门或盖，或是在车辆中或是在需要使用重型门或盖的其它应用中，其中需要定期打开和关闭，诸如垃圾箱上的盖，舱壁门等。另外，本发明可用于任何应用，其中一部件的感知重量在沿其相对于另一部件移动的任何点处改变(减小或增加)。

应当理解，单个应用(例如卡车发动机罩)可以利用本文所述的平衡组件或机构中的一个或多个，以促进打开或关闭发动机罩。

在本示例中，平衡机构被结合在车辆发动机罩上，其中当处于关闭位置时发动机罩的前部通常是竖直的，而当从顶部拉开或以其它方式朝向打开位置移动时，发动机罩的前部旋转到更为水平的位置，使得车辆的发动机是可接近的。在该示例中，压缩装置是压缩弹簧，但是本领域的技术人员可以理解，作为非限制性实例，任何这样的压缩装置(例如，设计成提供压缩的构件)还可包括气动缸或空气弹簧，或液压装置。弹簧可以是螺旋弹簧。还应当理解，平衡机构可以利用单个压缩装置，例如一个弹簧(如第一示例性实施例中所示)，或者可以利用不止一个压缩装置(诸如第二示例性实施例中所示的两个弹簧)。另外，如第四示例性实施例中所示，由压缩装置施加的力可以是可调节的。这样的可调节性在第四实施例中被例示为所示的压缩弹簧，其中压缩弹簧上的预载可通过例如螺钉调节。

总体参考附图，并且根据本发明的一个方面，平衡组件100被构造成用于平衡能相对于彼此移动的部件，组件100包括：安装支架118，被构造成联接到所述部件中的一个；从动臂124，枢转地联接到安装支架118上的从动臂安装点122；从动件132，联接到从动臂124上的从动件安装点130；施力装置，位于安装支架118上的施力装置安装点120与从动臂124上的施力装置安装点128之间；以及凸轮136，被构造成以使得从动件132接触凸轮136的凸轮轮廓134的方式联接到所述部件中的另一个。

根据组件的可选方面，施力装置可选自由机械弹簧、气动弹簧和液压弹簧组成的组。一个弹簧或多个弹簧可以用作施力装置。具体地，施力装置可以是机械弹簧。更具体地，机械弹簧(诸如一个或多个压缩弹簧112)可介于安装支架118上的安装点120与从动臂124上的安装点128之间。组件100还可包括弹簧引导件113，被定位成用于引导所述弹簧112。凸轮轮廓134可包括棘爪，并且从动件132可包括滚子132。如果使用不止一个弹簧112，则每个弹簧可具有相关联的凸轮轮廓134、从动件132(例如滚子132)，或者所述不止一个弹簧112可以通过共用的凸轮轮廓134、从动件132(诸如滚子132)关联在一起。将(一个或多个)凸轮轮廓134和(一个或多个)弹簧112选择为根据具体应用的需要产生期望的平衡力。

根据本发明的另一方面，平衡系统包括能相对于彼此移动的部件和平衡相对于彼此的部件的至少一个组件100。所述至少一个组件100具有：安装支架118，联接到所述部件中的一个；从动臂124，枢转地联接到安装支架118上的从动臂安装点122；从动件132，联接到从动臂124上的从动件安装点130；施力装置，位于安装支架118上的施力装置安装点120与从动臂124上的施力装置安装点128之间；以及凸轮136，所述凸轮以使得所述从动件132接触所述凸轮136的凸轮轮廓134的方式联接到所述部件中的另一个。所述至少一个组件100促进所述部件相对于彼此的移动。

根据平衡系统的可选方面，所述部件中的一个可以是车辆面板。而且，所述车辆面板可以包括车辆发动机罩110。另外，所述部件中的一个可以相对于水平面以一角度定向在第一位置并且可相对于所述部件中的另一个移动，所述部件中的另一个相对于所述水平面以更小的角度定向在第二位置。相对于水平面成角度定向在第一位置的部件可以被基本竖直地定向。此外，所述部件除了由所述至少一个组件联接之外还能相对于彼此枢转地联接。

具体参照图1，该图示出了安装到发动机罩110的前部的平衡组件100的侧视图，图1示出了处于竖直位置的发动机罩110，因此发动机罩110是关闭的。平衡组件100被构造和布置成将发动机罩110枢转地连接到卡车构架(未示出)。

平衡组件100包括压缩弹簧112。尽管组件100示出为具有单个弹簧112，但是应当理解的是，可以具有多个弹簧112。如图1中所示，弹簧112具有可选的内部弹簧引导件113，所述内部弹簧引导件113被构造和布置成，依照压缩弹簧112经受更多或更少压缩力时改变的弹簧长度，根据需要而缩短或延长。弹簧引导件113是伸缩组件，其在引导压缩弹簧112的形状沿弹簧轴线延伸时能够扩展或缩回。压缩弹簧112具有弹簧顶端114和弹簧底端116。注意，弹簧底端116已经被示出为与螺母117接触。弹簧引导件113和螺母117具有互相螺纹连接，使得螺母117可以沿弹簧引导件113的轴上下移动。螺母117的这种移动用于向弹簧112增加或减小压缩力，这会调节弹簧112上的预加载，从而对弹簧112所施加的用于平衡重力的力提供调节性。

弹簧顶端114枢转地联接至弹簧安装支架118。弹簧安装支架118固定地安装至发动机罩110的内表面。弹簧安装支架具有顶端120和底端122。

尽管在该视图中未示出，一缆线可以可选地穿过弹簧112的中心，平行于弹簧引导件113。该缆线可以附接到弹簧安装支架118，以在弹簧112断裂或从弹簧安装支架118松脱的情况下提供附加的安全措施。所述缆线可以可选地添加到本文所述的实施例100、200、300、400、500、600中的任一个。

如图1所示，弹簧顶端114因此枢转地安装至弹簧安装支架顶端120。弹簧底端116枢转地联接到从动臂124。从动臂124具有三个安装点。这些安装点通常被描述为前部安装点126、顶部安装点128和后部安装点130。这些方向是参照卡车而言的，即，前部朝向卡车的前部、后部朝向卡车的后部，以及顶部朝向卡车的顶部。

前部从动臂安装点126枢转地联接到弹簧安装支架底部122。弹簧底端116枢转地联接到顶部安装点128。后部安装点130可旋转地联接到从动件132。从动件132与凸轮136的轮廓134接触。虽然在图1中未示出，但是轮廓134可以可选地包括棘爪或其它表面轮廓，诸如凹口，其将用于将从动件132保持或推压在固定或稳定位置，从而允许发动机罩110在完全打开与完全关闭之间的中间位置保持固定或稳定，同时仍允许从动件132沿着轮廓134行进，并且因此允许发动机罩11从完全打开与完全关闭之间的中间位置容易朝向打开或关闭位置移动。另外，可以提供不止一个这样的表面轮廓，以促进在多个中间位置处的稳定定位。

该实施例中的从动件132被示出为旋转盘或轮，诸如轴承的外表面，但是应当理解，从动件132可以仅是可选地设置有减摩擦涂层的滑动元件，或另一形式的凸轮从动件。凸轮136固定地安装至卡车框架(未示出)。图1还示出了凸轮铰接点138和在发动机罩与枢轴点之间延伸的可选的J型支架140。

转向图2，相对于发动机罩110和凸轮136，更清楚地示出了J型支架140，J型支架140在其前端142处枢转地联接到凸轮136的凸轮铰接点138处。J型支架140在其后端144处被固定地安装到安装板146。如图2所示，J型支架后端144使用螺栓148安装至安装板146。安装板146固定地附接至发动机罩110。作为非限制性示例，部件110可以是系统的任何其它枢转部分，诸如：复印机盖；打印机盖；医疗设备；诊断设备；用于工业机械的盖；食品制备机，以便在不使用时可以将其移开；上折或下折的工作表面；翻转柜台，诸如餐馆、酒吧和其它场所中的翻转柜台；用于装甲车舱口(例如坦克上的舱口)的盖；用于游戏机或游戏系统或其它视频系统的可倾斜的显示器；以及其中一个部件被联接以便以具有感知重量管理的受控方式相对于另一部件移动的任何其它应用。安装板146到发动机罩110(或其它非限制性实例)的附接可通过任何合适的装置(例如，焊接或紧固件(诸如螺栓))来实现。应当理解的是，虽然示出了J型支架140，但可使用任何合适的安装装置，并且凸轮136上的凸轮铰接点138可与弹簧安装支架118合并。在图10和图11中示出了该实施例，将在下面进行描述。

图3示出了平衡组件100的略微不同的立体图，其中更清楚地示出了安装至安装板146的J型支架140。图4示出了安装在发动机罩110上的平衡组件100的后视图。

通过检查图5、图6以及图7解释平衡组件100的动作机构。图6示出了处于关闭位置中的平衡组件100，其中发动机罩110被竖直地设置。

如图6中仔细看到的，应当理解的是，凸轮轮廓134具有特定的轮廓或形状。压缩弹簧112被构造和布置成使得其在从动臂124上持续地施力，并且因此从动件132被持续地压靠在凸轮轮廓134上。压缩弹簧112的长度和结构以及因此来自压缩弹簧112的力的量由从动件132和从动臂124的位置决定。凸轮轮廓134的形状确定从动件132和从动臂124的位置，并且因此确定来自压缩弹簧112的力，所述力抵消了通过从打开或关闭位置枢转发动机罩110而导致的力矩，因此该力矩可以根据凸轮轮廓134的形状而变化。

如图7所示，该图示出了发动机罩110的前部，其处于关闭或更竖直的位置A中，以及处于以断线示出的打开或更水平的位置B，可以看到从动件132已经沿着凸轮轮廓134移动，并且当其这样做时，由压缩弹簧112施加的力可以根据凸轮轮廓134的形状而变化。

压缩弹簧112被预加载到设定力。如在该详细描述中注意到的，该预加载的设定力可以在平衡系统的制造、组装或使用期间被调整或使之为可调节的。在由发动机罩110的移动引起的平衡组件100的整个旋转中遍及任何无限数量的点中，随着从动件132在凸轮轮廓134上平移(例如，旋转、滑动等)时，该力被放大或最小化。凸轮轮廓134作用在从动件132上的点与来自压缩弹簧112的压缩力作用在从动件132上的点之间的关系产生了相对于整个平衡组件100中的旋转点(其为凸轮136上的铰接点138)的反作用力。

如图所示，平衡组件100利用附接到系统的非移动部段的固定凸轮136。非移动部件可以是如上所述的卡车框架，但也可以是例如门框。如上面解释的，压缩弹簧平衡组件100因此附接到系统的旋转部(例如，卡车发动机罩、门)，但是本领域技术人员可以容易地理解，平衡组件100的操作可以容易地反转，其中固定凸轮136附接到旋转部(例如，发动机罩、门等)，而能移动元件(压缩弹簧112、从动臂124和从动件132)附接到例如卡车框架。本领域技术人员还可以理解，如本文所述的平衡组件100可以与外部铰接系统结合使用，或者如所描述的平衡组件100本身也可以包括铰接元件。

平衡组件100可以根据凸轮轮廓134的设计而被无限地定制，并且发动机罩110或其它部件可以被设计成自动打开或部分地或甚至完全地平衡(使其整个或部分运动中感觉更轻或感觉不到重量)或任何可能的期望重量。例如，如上所述，凸轮轮廓134可以包括可选的棘爪(未示出)，由此可使发动机罩110保持部分地打开，而不必施力以将发动机罩110保持在部分打开位置。

图8示出了平衡组件200的第二实施例，其以与平衡组件100的第一实施例基本上相同的方式操作。平衡组件200具有第二压缩弹簧112。如另一个压缩弹簧112，第二弹簧112附接到从动臂124，第二实施例平衡组件200的操作在其它方面与第一实施例100相同。

图9示出了平衡组件200的另一视图。在该视图中，可以理解的是，平衡组件200(当然还有具有单个弹簧的第一实施例组件100)可以以任何定向安装，即，如图9所示，凸轮136位于弹簧112上方。此外，在图9中可以更清楚地看到，每个弹簧112均省略了可选的弹簧引导件113。

图10示出了平衡组件300的第三实施例的侧视图，其类似于第一实施例100，具有一个弹簧112。此外，在该实施例中，可以看到，已省略了可选的J型支架140。显著地，铰接点138已经与安装在发动机罩110上的弹簧安装支架118合并。

图11示出了平衡组件300的第三实施例的立体图。在该视图中，可以看出，铰链点138包括轴150，该轴被构造和布置为将弹簧安装支架118可旋转地联接至凸轮136。

图12示出了第四实施例的平衡组件400的立体图。该第四实施例400具有一个压缩弹簧112。在该实施例中，铰接点138已经与凸轮136合并。因此，在该实施例中，凸轮136是可移动的并且将被安装到卡车发动机罩110(未示出)，而安装支架118是固定的并且将被安装到卡车框架(未示出)。

如先前结合其它实施例所描述的，弹簧112可选自多种弹簧类型，包括例如机械弹簧(包括例如螺旋弹簧)、气动弹簧(包括例如气体或空气支柱或活塞)和液压弹簧(包括例如液压支柱或活塞)。一个弹簧或多个弹簧可以用作施力装置。具体地，在图12所示的第四实施例400中，施力装置可以是一个或多个机械弹簧。

如图13所示，该图为处于打开位置的平衡组件400的侧视图，当卡车发动机罩110(未示出)移动到打开位置时，凸轮136围绕铰接点138向上旋转。图13中还示出了凹头螺钉(socket head screw)152以及上轴环154。螺钉152和上轴环154互相螺纹连接，因此当螺钉152旋转时，上轴环154相对于螺钉152移动。上轴环154被构造和布置成使得其压在弹簧112上。因此，当螺钉152旋转时，轴环154上下移动，从而改变弹簧112上的预载，这改变了弹簧112施加的力。应注意，在立体图12中更清楚地示出了螺钉152的头部156。还应注意，螺钉152还用作螺旋弹簧112的引导件。

在图12和图13中都示出了螺钉安装件158。螺钉安装件158被枢转地安装到从动臂124的螺钉安装件枢转点162处。在图12和图13中还示出了下轴环164，该下轴环将弹簧112在其下端处保持为相对于支架118呈枢转关系。

接下来转到图14、图15和图16中的平衡组件400的一系列横截面图，这些图以横截面示出了组件400的移动，其从图14中的关闭位置移动到图15中的部分打开位置，到图16中的打开位置。如在这些图中可见的，当凸轮136向上旋转时，凸轮从动件132沿着凸轮轮廓134移动，在位于下轴环166与附接到从动臂124的上轴环154之间的压缩弹簧112的力的作用下被向上推动。

图17和图18分别示出了平衡组件500的示例性第五实施例的局部分解立体图和分解图。

首先看局部分解图17，可以理解，类似于第二实施例(图8是示例性的)，具有两个压缩弹簧112。然而，在该实施例中，这两个弹簧112串联地安装，而不是如在第二实施例中那样并行地安装。换句话说，弹簧大致沿着共同的轴线排列，而不是沿分开的大致平行的轴线排列。

这两个弹簧112可各自具有相同的可压缩性或不同的可压缩性，从而赋予了该系统可实现的平衡力附加的可调节性因数。注意，在该局部分解图17中，可以看到弹簧连接器168，该弹簧连接器位于两个弹簧112之间。弹簧连接器168被构造和布置成将这两个弹簧112保持在固定的、彼此同轴的关系中。虽然为了清楚起见，在图17中将弹簧112示出为彼此不接触，但实际上，弹簧连接器168具有两个突出部170，每个突出部均从环形凸缘172的相对侧突出。突出部170被构造和布置成配合到每个弹簧112的中心，并且因此凸缘172被紧密地压在这两个弹簧112之间。因此，这两个弹簧112沿着共同的轴线保持在一起。因此，弹簧连接器168能够使来自这两个弹簧112的力在其间传递。

还注意到，在图17中，并未示出从动件132处于其可旋转地附接至从动臂124的适当位置中。在该局部分解视图中还可见的是，凸轮136在凸轮铰接点138处可旋转地安装至弹簧安装支架118。在图17中还示出了支架弹簧端部(tip)174和从动臂弹簧端部176。这些弹簧端部174和176允许弹簧112分别可旋转地安装到支架118和从动臂124。

接下来看图18中所示的该第五实施例平衡系统500的分解图，可以看到弹簧端部174和176分别具有突出部178、180，所述突出部被构造和布置成以类似于弹簧连接器168上的突出部170的方式装配到弹簧112的中心中，每个弹簧端部174和176分别具有一组腿部182、184，并且这些腿部182、184中的每个均具有通孔186、188。

如通过检查图19可见，通孔186被布置成与弹簧安装支架118中的通孔190一致。一组凸缘轴承192由此被构造并布置成安装到两组通孔186和190中，从而经由支架弹簧端部174将弹簧112和支架118可旋转地联接在一起。以类似的方式，在从动臂124中具有一对通孔194，这对通孔被布置成与从动臂弹簧端部176中的通孔186一致。因此，凸缘轴承196被构造和布置成安装到两组通孔186和194中，由此经由支架弹簧端部176将弹簧112和从动臂124可旋转地联接在一起。

如分解图18所示，从动臂124具有第二组通孔198(仅一个可见)。这些通孔198与支架118中的一组通孔202重合。一组凸缘轴承204被构造和布置成装配到通孔198和202中，从而将从动臂124和支架118可旋转地联接在一起。可以看到该实施例中的从动件132为滚子的形式。如分解图18所示，从动件132具有通孔206，一组轴承208装配到该通孔中。从动臂124具有一组通孔210，该组通孔被构造和布置成与位于从动件通孔206中的轴承208重合。提供了位于轴承208与通孔210中的轴(未示出)，并且因此将从动件132与从动臂124可旋转地联接。

查看局部分解图17，可以观察到凸轮136在铰接点138处可旋转地联接到支架118。凸轮136上的铰接点138包括通孔。在支架118中具有一对通孔212。这对通孔212被布置成与凸轮136中的铰接点/通孔138重合。在图18中还示出了毂214以及两个凸缘轴承216、218。毂214包括通孔220。毂214装配到支架118中的通孔212中以及铰接点/凸轮通孔138中，从而将凸轮136和支架118可旋转地联接在一起。这两个凸缘轴承216装配到通孔212中，然后装配到毂214中的通孔220中，因此用于防止毂214从支架118上滑脱。

与本文中公开的其它平衡组件实施例类似，本领域技术人员可以理解，在一实施例中，支架118可以安装到系统的固定元件(例如坦克中的舱口开口，例如作为非限制性示例)。相对于支架118旋转的凸轮136可被安装到用于开口舱口的盖，该盖将旋转打开和关闭。或者，支架118可安装到平衡系统的能旋转元件，而凸轮136可安装到平衡系统的固定元件。

因此，该第五实施例的操作原理是，弹簧112通过其经由从动臂124与从动件132的可旋转附接，将平衡力施加到凸轮136并因此施加到舱口盖(作为非限制性示例)或施加到系统的其它能旋转元件。在一个实施例中，凸轮表面134可以被成形和构造成与例如适当弹簧112的选择相结合，从而使得舱口盖的重量在其行程中感觉不到重量。在支架118附接到可旋转舱口盖且凸轮136附接到固定元件(诸如舱口的齿部)的情况下，该原理也适用。

图19和图20的立体图中示出了第六实施例平衡组件600。图19示出了处于关闭位置的组件600，图20示出了处于打开位置的组件600。图20还示意性地示出了平衡系统的相对于彼此枢转地移动的部件10、20。

如图20所示，部件10附接至凸轮136并且部件20附接至支架。总体而言，该第六实施例平衡系统600类似于其它五个实施例100、200、300、400和500，因为第六实施例600包括凸轮136、从动臂124和从动件132等部件，所述从动件沿着凸轮轮廓134在凸轮136上行进。凸轮136在铰接点138处可旋转地附接到支架118。

应注意，在该第六实施例600中，支架118不对称，因此凸轮136仅附接在一侧。该实施例600还包括弹簧112，该弹簧可旋转地安装在弹簧安装支架118的下端处与从动臂124之间。该第六实施例还包括伸缩弹簧引导件113，该伸缩弹簧引导件也在第一实施例100中讨论过。如图所示，可以理解的是，在非限制性实施例中，支架118可以固定地安装到部件20(其可以是游戏机壳体)，而移动的凸轮136可以固定地附接到部件10(其可以是用于游戏机的显示器)。因此，在一个实施例中，平衡组件600可以用于平衡相对较重的游戏机显示器的重量，使得显示器可以相对于所述游戏机壳体容易地移动，使得在维修电子器件以及述游戏机内部的其它设备时所述显示器不会碍事。

可以理解，第六实施例平衡组件600可以以相反的方式安装到示例性游戏机，即，支架118可以安装至用于游戏机的显示器(其由部件20表示)，而凸轮136可以安装至游戏机的壳体(由部件10表示)。

如在图19和图20中可以看到的，在该实施例600中，弹簧引导件113是带螺纹的。类似于第一实施例100，该实施例包括调节螺母117。调节螺母117是带螺纹的，使得其可以旋转并沿弹簧引导件113上下移动，再次查看图19和图20，示出了垫圈222，垫圈222布置在弹簧112与螺母117之间。因此，查看图19和图20的立体图，可理解的是，随着螺母117在弹簧引导件113上上下移动，弹簧112上的预载由此被调节。因此，甚至当平衡组件附接至游戏机及其显示器时，也可根据需要调节能由弹簧112经由弹簧引导件113与从动臂124的可旋转附接以及因此经由凸轮轮廓134与凸轮136的可旋转附接而施加到从动件132的平衡力。

可以使用输入了变量的算法来可选地生成本文公开的任何实施例的特定凸轮轮廓的形状。例如，由(一个或多个)压缩弹簧或其它装置施加的力、可移动部件的重量、可移动部件的重心位置、理论或实际旋转点的位置以及其它变量可被输入到算法中以生成凸轮轮廓的形状。

本发明的各种示例性方面可概括如下：

方案1：一种组件(100、200、300、400、500、600)，其被构造成平衡能相对于彼此移动的部件(10、20)，所述组件(100、200、300、400、500、600)包括：

安装支架(118)，所述安装支架被构造成联接到所述部件(10、12)中的一个；

从动臂(124)，所述从动臂被枢转地联接到安装支架(118)上的从动臂安装点；

从动件(132)，所述从动件被联接到从动臂(124)上的从动件安装点；

施力装置(112)，位于所述安装支架上的施力装置安装点与所述从动臂上的施力装置安装点之间；以及

凸轮(136)，所述凸轮被构造成以使得所述从动件接触所述凸轮(136)的凸轮轮廓(134)的方式联接到所述部件(10、20)中的另一个。

方案2：根据方案1所述的组件(100、200、300、400、500、600)，所述施力装置(112)选自由至少一个机械弹簧、至少一个气动弹簧和至少一个液压弹簧组成的组。

方案3：根据方案2所述的组件(100、200、300、400、500、600)，所述施力装置(112)是至少一个机械弹簧。

方案4：根据方案3所述的组件(100、200、300、400、500、600)，所述至少一个机械弹簧是介于所述安装支架上的安装点与所述从动臂上的安装点之间的一个或多个压缩弹簧。

方案5：根据方案3所述的组件(100、200、300、400、500、600)，还包括弹簧引导件(113)，所述弹簧引导件被定位成引导所述至少一个弹簧(112)中的至少一个。

方案6：根据方案1所述的组件(100、200、300、400、500、600)，凸轮轮廓(134)还包括棘爪。

方案7：根据方案1所述的组件(100、200、300、400、500、600)，其中从动件(132)包括滚子。

方案8：一种平衡系统，包括：

部件(10、20)，能相对于彼此移动；以及

至少一个组件(100、200、300、400、500、600)，所述组件平衡相对于彼此的所述部件(10、20)，所述至少一个组件(100、200、300、400、500、600)具有：

安装支架(118)，所述安装支架被联接到所述部件(10、20)中的一个，

从动臂(124)，所述从动臂被枢转地联接到安装支架(118)上的从动臂安装点，

从动件(132)，所述从动件被联接到从动臂(124)上的从动件安装点，

施力装置(112)，位于所述安装支架(118)上的施力装置安装点与所述从动臂(124)上的施力装置安装点之间，以及

凸轮(136)，所述凸轮以使得所述从动件(132)接触所述凸轮(136)的凸轮轮廓(134)的方式联接到所述部件(10、20)中的另一个；其中所述至少一个组件(100、200、300、400、500、600)促进所述部件(10、20)相对于彼此的移动。

方案9：根据方案8所述的平衡系统，其中，所述部件(10、20)中的一个是车辆面板，并且所述部件(10、20)中的另一个是车辆。

方案10：根据方案9所述的平衡系统，其中，所述车辆面板包括车辆发动机罩。

方案11：根据方案8所述的平衡系统，其中，所述平衡系统是游戏机，并且所述部件(10、20)中的一个是游戏机显示器，且所述部件(10、20)中的另一个是游戏机的壳体。

方案12：根据方案8所述的平衡系统，其中，所述部件(10、20)中的一个部件在第一位置相对于水平面成一角度定向且相对于所述部件(10、20)中的另一个部件能移动，该另一个部件以第二位置相对于所述水平面成一更小角度定向。

方案13：根据方案12所述的平衡系统，其中，在第一位置相对于水平面以所述角度定向的所述部件(10、20)基本上竖直地定向。

方案14：根据方案8所述的平衡系统，其中，所述部件(10、20)除了由所述至少一个组件联接之外还相对于彼此被枢转地联接。

方案15：根据方案1所述的组件(100、200、300、400、500、600)，所述施力装置(112)是弹簧。

方案16：根据方案15所述的组件(100、200、300、400、500、600)，所述弹簧选自由至少一个机械弹簧、至少一个气动弹簧和至少一个液压弹簧组成的组。

方案17：根据方案16所述的组件(100、200、300、400、500、600)，所述机械弹簧包括螺旋弹簧。

方案18：根据方案17所述的组件(100、200、300、400、500、600)，由螺旋弹簧施加的力是能调节的。

方案19：根据方案18所述的组件(100、200、300、400、500、600)，通过螺钉(152)能调节由螺旋弹簧施加的力。

方案20：根据方案18所述的组件，通过螺母(117)能调节由螺旋弹簧施加的力。

方案21：根据方案16所述的组件(100、200、300、400、500、600)，所述气动弹簧包括气动缸或空气弹簧。

方案22：根据方案16所述的组件(100、200、300、400、500、600)，所述液压弹簧包括液压缸。

方案23：一种组件(100、200、300、400、500、600)，所述组件被构造成平衡能相对于彼此移动的部件(10、20)，所述组件(100、200、300、400、500、600)包括：

安装支架(118)，所述安装支架被构造成联接到所述部件(10、20)中的一个；

从动臂(124)，所述从动臂被枢转地联接到安装支架(118)上的从动臂安装点；

从动件(132)，所述从动件被联接到从动臂(124)上的从动件安装点；

弹簧(112)，被定位成在安装支架(118)上的弹簧安装点与从动臂(124)上的弹簧安装点之间施力；以及

凸轮(136)，所述凸轮被构造成以使得所述从动件(132)接触所述凸轮(136)的凸轮轮廓(134)的方式联接到所述部件(10、20)中的另一个。

方案24：根据方案23所述的组件(100、200、300、400、500、600)，所述弹簧(112)选自由至少一个机械弹簧、至少一个气动弹簧和至少一个液压弹簧组成的组。

方案25：根据方案24所述的组件(100、200、300、400、500、600)，所述至少一个弹簧(112)是至少一个机械弹簧，并且所述安装支架上的弹簧安装点与所述从动臂上的弹簧安装点之间的力是能调节的。

方案26：根据方案25所述的组件(100、200、300、400、500、600)，所述至少一个机械弹簧(112)是至少一个螺旋弹簧，并且通过至少一个螺钉(152)能调节所述力。

方案27：根据方案25所述的组件(100、200、300、400、500、600)，所述至少一个机械弹簧(152)是至少一个螺旋弹簧，并且通过至少一个螺母(117)能调节所述力。

虽然本文已经示出和描述了本发明的优选实施例，但是应当理解，这样的实施例仅以示例的方式提供。在不脱离本发明的精神的情况下，本领域技术人员将想到许多变化、改变和替换。因此，所附权利要求旨在覆盖落入本发明的精神和范围内的所有这些变化。

Claims (27)

1.一种组件，构造成平衡能相对于彼此移动的多个部件，所述组件包括：

安装支架，构造成联接到所述部件中的一个；

从动臂，枢转地联接到所述安装支架上的从动臂安装点；

从动件，联接到所述从动臂上的从动件安装点；

施力装置，位于所述安装支架上的施力装置安装点与所述从动臂上的施力装置安装点之间；以及

凸轮，构造成以使得所述从动件接触所述凸轮的凸轮轮廓的方式联接到所述部件中的另一个。

2.根据权利要求1所述的组件，所述施力装置选自由至少一个机械弹簧、至少一个气动弹簧和至少一个液压弹簧组成的组。

3.根据权利要求2所述的组件，所述施力装置是至少一个机械弹簧。

4.根据权利要求3所述的组件，所述至少一个机械弹簧为介于所述安装支架上的安装点与所述从动臂上的安装点之间的一个或多个压缩弹簧。

5.根据权利要求3所述的组件，还包括弹簧引导件，所述弹簧引导件被定位成引导所述至少一个弹簧中的至少一个。

6.根据权利要求1所述的组件，所述凸轮轮廓还包括棘爪。

7.根据权利要求1所述的组件，其中，所述从动件包括滚子。

8.一种平衡系统，包括：

多个部件，所述部件能相对于彼此移动；以及

至少一个组件，平衡相对于彼此的所述部件，所述至少一个组件具有：

安装支架，联接到所述部件中的一个；

从动臂，枢转地联接到所述安装支架上的从动臂安装点；

从动件，联接到所述从动臂上的从动件安装点，

施力装置，位于所述安装支架上的施力装置安装点与所述从动臂上的施力装置安装点之间；以及

凸轮，以使得所述从动件接触所述凸轮的凸轮轮廓的方式被联接到所述部件中的另一个；

其中，所述至少一个组件促进所述部件相对于彼此的移动。

9.根据权利要求8所述的平衡系统，其中，所述部件中的一个是车辆面板，并且所述部件中的另一个是车辆。

10.根据权利要求9所述的平衡系统，其中所述车辆面板包括车辆发动机罩。

11.根据权利要求8所述的平衡系统，其中，所述平衡系统是游戏机，且所述部件中的一个是游戏机显示器，并且所述部件中的另一个是游戏机的壳体。

12.根据权利要求8所述的平衡系统，其中，所述部件中的一个部件在第一位置相对于水平面成一角度定向且相对于所述部件中的另一个部件能移动，所述另一个部件在第二位置相对于水平面成一更小角度定向。

13.根据权利要求12所述的平衡系统，其中，在第一位置相对于水平面成一角度定向的所述部件基本上竖直地定向。

14.根据权利要求8所述的平衡系统，其中所述部件除了由所述至少一个组件联接之外还相对于彼此被枢转地联接。

15.根据权利要求1所述的组件，所述施力装置是弹簧。

16.根据权利要求15所述的组件，所述弹簧选自由至少一个机械弹簧、至少一个气动弹簧和至少一个液压弹簧组成的组。

17.根据权利要求16所述的组件，所述机械弹簧包括螺旋弹簧。

18.根据权利要求17所述的组件，由所述螺旋弹簧施加的力是能调节的。

19.根据权利要求18所述的组件，通过螺钉能调节由所述螺旋弹簧施加的力。

20.根据权利要求18所述的组件，通过螺母能调节由所述螺旋弹簧施加的力。

21.根据权利要求16所述的组件，所述气动弹簧包括气动缸或空气弹簧。

22.根据权利要求16所述的组件，所述液压弹簧包括液压缸。

23.一种组件，构造成平衡能相对于彼此移动的多个部件，所述组件包括：

安装支架，构造成联接到所述部件中的一个；

从动臂，枢转地联接到所述安装支架上的从动臂安装点；

从动件，联接到所述从动臂上的从动件安装点；

弹簧，所述弹簧被定位成在所述安装支架上的弹簧安装点与所述从动臂上的弹簧安装点之间施力；以及

凸轮，所述凸轮被构造成以使得所述从动件接触所述凸轮的凸轮轮廓的方式联接到所述部件中的另一个。

24.根据权利要求23所述的组件，所述弹簧选自由至少一个机械弹簧、至少一个气动弹簧和至少一个液压弹簧组成的组。

25.根据权利要求24所述的组件，所述至少一个弹簧是至少一个机械弹簧，并且所述安装支架上的弹簧安装点与所述从动臂上的弹簧安装点之间的力是能调节的。

26.根据权利要求25所述的组件，所述至少一个机械弹簧是至少一个螺旋弹簧，并且通过至少一个螺钉能调节所述力。

27.根据权利要求25所述的组件，所述至少一个机械弹簧是至少一个螺旋弹簧，并且通过至少一个螺母能调节所述力。

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