CN112503345B - 一种自由倾斜平台 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自由倾斜平台，包括球体、载物板、承载机构和制动机构，球体为旋转体结构且球体上设有制动孔，载物板位于球体上方且与球体固定连接，承载机构与球体滑动连接，用于承载球体；制动机构与承载机构活动连接且能够沿球体轴线方向直线运动，制动机构压紧球体后，制动机构与制动孔卡合，限制球体转动；制动机构与球体分离后，球体恢复自由，能够自由转动。本倾斜平台采用球体作为支撑点，载物板能够沿多个方向自由倾斜，倾斜角度调整容易；同时在球体上设置制动孔，并配套设置制动机构，制动机构与制动孔配合来制动，制动力强可以确保平台的倾斜角度稳定。

Description

一种自由倾斜平台
技术领域
本发明涉及机械技术领域，特别是设备的底座，具体为一种自由倾斜平台。
背景技术
常规油藏及非常规油藏开发过程中，通过注水、注气（天然气、CO2、N2）开采原油是提高石油采收率的重要技术，实验室通过模拟地层条件下驱油实验为实际油田开发提供参考和借鉴，在许多驱替实验过程中会涉及到倾角对石油采收率的影响，需要调整模型底座的倾斜度以便探究不同倾角下的重力分异作用。专利CN201921053965.1公开了一种分析纵向非均质厚层模型水驱油的实验装置，其利用一活动部件推动放置板绕一支点转动从而改变放置板的倾斜角度、调整厚层模拟的倾斜度，此倾斜结构相对简单，但功能也相对单一，只能沿单一方向倾斜，无法模拟沿多个方向倾斜的复杂地质情况。因此，需要一种倾斜方向相对自由，可以同时沿多个方向（如X轴和Y轴）倾斜的底座。对此，中国专利CN201920366071.1中公开的一种多角度自由台，其将平台通过万向节与支撑部件连接，即只有一个支点，可以灵活旋转、沿多个方向倾斜，调整角度非常方便，然而万向节连接导致平台一直处于活动状态、一旦受力就容易转动，难以保持固定的倾斜角度，不能用作模型的底座。因此，发明人希望能够克服上述装置的缺陷，制造出一种能够灵活调整倾斜角度，同时倾斜度调整后能够长期保持的平台，以满足模拟复杂倾斜情况的厚层模型实验需要。当然，周知的，底座是一种常见的附属设备，许多设备、仪器都有涉及并且也有调整倾斜角度的需求，对于此类底座，本平台同样适用，如汽车修理平台等。
发明内容
为解决现有技术条件的不足，本发明提供了一种自由倾斜平台，本倾斜平台采用球体作为支撑点，倾斜角度调整容易；同时在球体上设置孔，并配套设置制动机构，通过制动机构与孔配合来制动球体，制动力强可以固定平台的倾斜角度。本发明的具体方案如下：
一种自由倾斜平台，包括，球体、载物板、承载机构和制动机构；球体为旋转体结构且球体上设有制动孔；载物板位于球体上方且与球体固定连接，用于承载物品，比如设备、仪器等；承载机构与球体滑动连接，用于承载球体；制动机构与承载机构活动连接且能够沿球体轴线方向直线运动，制动机构压紧球体后，制动机构与制动孔卡合，限制球体转动；制动机构与球体分离后，球体恢复自由，能够自由转动。
作为本发明的一个优选的实施方式，制动机构包括导向壳、弹性层和限位钉；所述导向壳为圆弧旋转体结构，能够与球体贴合，优选的，导向壳圆弧机构的内径与球体外径相等，使得导向壳能够很好地与球体完全贴合；导向壳外壁设置弹性层，导向壳上设置有多个贯穿本体的导向孔，限位钉的一端穿过导向孔压紧弹性层。弹性层采用弹性材料制成，主要提供限位钉的回弹空间，当制动机构压紧球体后，部分限位钉与球体外壁压紧并沿限位孔移动挤压弹性层，部分限位钉插入制动孔中并与制动孔边沿卡合限制球体转动。
进一步，上述方案中，弹性层与导向壳外壁固定方式很多，比如通过螺钉固定连接、通过胶水粘合，但都容易脱落。作为本发明的一个优选的实施方式，在弹性层外壁设有支撑壳，支撑壳与导向壳固定连接，弹性层位于导向壳和支撑壳之间并压紧支撑壳内壁。
作为本发明的一种优选的实施方式，所述承载机构上设有滚动结构并通过该滚动结构与球体滚动接触，这样可以减少调整平台倾角时的摩擦力，当然必须至少有三个接触点在球体的下半球面上，这样才能拖起球体。
进一步，所述滚动结构包括底座、滚球和盖板；底座上设有与滚球匹配的曲面凹槽，盖板上设有与滚球匹配的通孔，该通孔孔径小于滚球直径，滚球放入曲面凹槽中并加盖盖板，从而可以将滚球定位在凹槽中、避免脱落，滚球的一部分将穿过通孔与球体滑动接触。
进一步，上述方案中，承载机构只与球体下半部分球体接触时，球体靠重力压紧承载机构，当载物板上重量分布严重不均且重心并不在球体上方时，球体容易翻越并脱离承载机构，因此有必要对球体增加限位结构。作为本发明的一种优选的实施方式，本倾斜平台还配备有拉杆，拉杆的一端与球体铰接，另一端与承载机构连接。进一步，在改变平台倾斜角度时，球体会转动，如果把拉杆与球体外壁等部位铰接，那么拉杆的长度也需要随着倾斜角度而变化，需要比较复杂的配套设置，因此我们想到了一种更为简单的方式，球体为中空球状结构，拉杆的一端穿过制动孔与球体中心铰接，这样，无论球体如何转动，其中心与固定点的距离都不便，拉杆的长度为定值。
与现有技术相比，具有以下优点：本倾斜平台采用球体作为支撑点，载物板能够沿多个方向自由倾斜，倾斜角度调整容易；同时在球体上设置制动孔，并配套设置制动机构，制动机构与制动孔配合来制动球体，制动力强可以固定平台的倾斜角度。
附图说明
图1是本发明实施例的整体结构示意图。
图2是图1的剖视图。
图3是制动机构下移时的剖视图。
图4是拉杆结构示意图。
图5是制动机构的剖视图。
图6是导向壳的结构示意图。
图7是承载机构的结构示意图。
图8是滚动结构的装配示意图。
图中，1、载物板；2、球体；3、制动机构；4、承载机构；5、拉杆；6、滚动结构；7、弹簧；101、制动孔；301、导向壳；302、弹性层；303、支撑壳；304、限位钉；401、圆盘体；402、支撑柱；601、底座；602、滚球；603盖板；3011、导向管；3012、导向孔；4011、导向筒；6011、曲面凹槽；6031、通孔。
具体实施方式
下面结合实施例及附图，对本发明作进一步地的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
在本发明的描述中，需指出的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，不能理解为对本发明的限制。
实施例，请参考图1～3，图1是本发明实施例的整体结构示意图，图2是图1的剖视图,图3是制动机构下移时的剖视图。一种自由倾斜平台，包括载物板1、球体2、制动机构3、承载机构4和拉杆5。球体2为中空球状结构，载物板1为方形薄板，位于球体2上方且与球体2通过螺栓固定连接，使用过程中，载物板1用于承载物品，比如实验仪器。承载机构4与球体2下半球体转动连接，用于承载球体2。球体2与载物板1相对的一侧设有制动孔101，拉杆5的一端伸入制动孔101中与球体2中心铰接，另一端与承载机构4固定连接，限制球体2沿承载机构4向上移动，这样可以避免球体2与承载机构4分离。请结合图4，图4是拉杆的结构示意图，拉杆5为方形长杆，其一端为球形并与球体中心铰接、另一端设有螺纹段。制动机构3同轴套设于拉杆外壁，两者过盈配合、滑动连接，使得制动机构3能够沿拉杆5上下滑动但不能转动；制动机构3上移压紧球体2后，制动机构3与制动孔101卡合，限制球体2转动；制动机构3下移与球体2分离后，球体2恢复自由，能够自由转动，从而可以调整载物台1的倾斜角度。
请参考图5和图6，图5是制动机构的剖视图，图6是导向壳的结构示意图。制动机构3包括导向壳301、弹性层302、支撑壳303和限位钉304；所述导向壳301为圆弧旋转
体结构，圆弧直径与球体2直径相同，使得导向壳301能够很好地与球体2贴合；导向壳301中心沿其轴线方向设置导向管3011，该导向管3011为中空结构，中空部位为方形，与拉杆5契合、滑动连接；支撑壳303设置于导向壳301外壁并与导向壳301形成一个夹套结构，弹性层302位于支撑壳303和导向壳301之间，即位于此夹套结构内；导向壳301上环形阵列布置有多个贯穿本体的导向孔3012，每个导向孔3012都配套设置有限位钉304，限位钉304的一端穿过导向孔3012压紧弹性层302。当制动机构3压紧球体2后，部分限位钉304与球体2外壁压紧并沿导向孔3012移动压紧弹性层302，部分限位钉304插入制动孔101中并与制动孔101边沿卡合限制球体2转动。
请参考图7，图7是承载机构的结构示意图。所述支撑结构包括圆盘体401和支撑柱402。圆盘体401水平布置，其中心沿其轴线方向设置导向筒4011，该导向筒4011为中空结构，中空部位为方形，与拉杆5契合、滑动连接，避免拉杆5转动，拉杆5一端穿过导向筒4011的中空结构并用螺栓锁紧，从而将拉杆5与圆盘体401固定连接。圆盘体上绕圆周均匀布置有3根支撑柱402，支撑柱402的轴线与圆盘体401轴线平行，支撑柱的一端经滚动结构6与球体2滑动连接。
请参考图8，图8是滚动结构的装配示意图。所述滚动结构6包括底座601、滚球602和盖板603；底座601上设有与滚球602匹配的曲面凹槽6011，盖板603上设有与滚球602匹配的通孔6031，该通孔6031孔径小于滚球602直径，滚球602放入曲面凹槽6011中并加盖盖板603，从而可以将滚球602定位在曲面凹槽6011中、避免脱落，滚球602的一部分将穿过通孔6031与球体2滑动接触。
此外，在制动机构3的导向管3011与圆盘体401之间设置有弹簧7，弹簧7用于压紧导向壳301和球体2，使得制动机构3制动球体2，保持载物台1的倾斜角度；当人工压缩弹簧7后，导向管3011下移，球体2恢复自由，则可以调整载物台1的倾斜度。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明实施例揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种自由倾斜平台，其特征在于，包括球体、载物板、承载机构和制动机构；所述球体为旋转体结构且球体上设有制动孔；所述载物板位于球体上方且与球体固定连接；所述承载机构与球体外壁滑动连接，用于承载球体；所述制动机构与承载机构活动连接且能够沿球体轴线方向直线运动，用于与制动孔配合对球体制动；当制动机构压紧球体后，制动机构与制动孔卡合，限制球体转动；当制动机构与球体分离后，球体恢复自由转动状态；
所述制动机构包括导向壳和限位钉；所述导向壳为圆弧旋转体结构；导向壳外壁设置弹性层，导向壳上设置有多个贯穿本体的导向孔，限位钉的一端穿过导向孔压紧弹性层、另一端伸出导向孔；当制动机构压紧球体后，部分限位钉与球体外壁压紧并沿限位孔移动挤压弹性层，部分限位钉插入制动孔中并与制动孔边沿卡合、限制球体转动。
2.根据权利要求1所述的一种自由倾斜平台，其特征在于，所述导向壳内壁的圆弧直径与所述球体的外径相等。
3.根据权利要求1所述的一种自由倾斜平台，其特征在于，所述弹性层外壁设有支撑壳，支撑壳与所述导向壳固定连接，弹性层位于导向壳和支撑壳之间并压紧支撑壳内壁。
4.根据权利要求1-3任一所述的一种自由倾斜平台，其特征在于，所述承载机构上设有滚动结构并通过该滚动结构与球体滚动接触。
5.根据权利要求4所述的一种自由倾斜平台，其特征在于，所述滚动结构包括底座、滚球和盖板；底座上设有与滚球匹配的曲面凹槽，盖板上设有与滚球匹配的通孔，该通孔孔径小于滚球直径，滚球放入曲面凹槽中并加上盖板，滚球的一部分穿过通孔与球体滑动接触。
6.根据权利要求4所述的一种自由倾斜平台，其特征在于，所述倾斜平台还包括拉杆，拉杆的一端与所述球体铰接，另一端与所述承载机构连接。
7.根据权利要求6所述的一种自由倾斜平台，其特征在于，所述球体为中空球状结构，所述拉杆的一端穿过所述制动孔与所述球体中心铰接。
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