CN207883172U - 一种重心可变摆杆 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种重心可变摆杆，把嵌套结构引入摆杆设计当中，使得摆杆的长度值不再是一个固定的值，随着摆杆的长度发生变化，摆杆的重心自然会跟着转移，从而实现摆杆重心位置的改变。把天平中的砝码引入摆杆设计当中，通过调节砝码的数量、材质、长度亦可以调节摆杆的重心，这样的调节比单纯调节摆杆的长度在精度上会有一个质的提高。通过引入多个调节摆杆重心的技术，使得重心调节方式不再单一。该摆杆结构简单，易于操作。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种摆杆，尤其是一种重心可变摆杆。
背景技术
倒立摆控制系统是一个复杂的、不稳定的、非线性系统，是进行控制理论教学及开展各种控制实验的理想实验平台。对倒立摆系统的研究能有效的反映控制中的许多典型问题：如非线性问题、鲁棒性问题、镇定问题、随动问题以及跟踪问题等。通过对倒立摆的控制，用来检验新的控制方法是否有较强的处理非线性和不稳定性问题的能力。同时，其控制方法在军工、航天、机器人和一般工业过程领域中都有着广泛的用途，如机器人行走过程中的平衡控制、火箭发射中的垂直度控制和卫星飞行中的姿态控制等。而在倒立摆中摆杆扮演着一个十分重要的角色，倒立摆是否平衡就是由摆杆来呈现的。而摆杆的材质、重心等将对倒立摆能否实现平衡有着很大的约束。以下是已公开的对倒立摆的改进和对摆杆整合的技术，如：
1、【名称】摆杆重心可变倒立摆，【申请号】200410052632.9，【公开号】CN1588493的专利文献公开了一种摆杆重心可变倒立摆，小车与基座上滑轨构成滑动配合；驱动轮和从动轮分别固定在基座的两端，传动带绕过驱动轮和从动轮，两端分别固定在小车的两侧面；小车上的摆杆支座有一端与角度编码器连接、另一端与一级摆杆的一端转动连接，一级摆杆另一端的U形支座上有一端与另一角度编码器连接、另一端与二级摆杆的一端转动连接；二级摆杆上装有小直流电机与丝杆，丝杆固定在二级摆杆的另一端上，丝杆中装有变重心滑块。控制系统送出信号到摆杆上的电机，带动丝杆转动，丝杆带动滑块的上下运动，使摆杆的重心改变。
2、【名称】 摆杆装置，【专利号】201010524815.1，【公开号】 CN102454055A的专利文献公开了一种摆杆装置，它包括电控箱、通过导线与所述的电控箱相导通的电磁阀、转动设置于所述的电控箱外侧的转杆、通过连接部设置于所述的转杆的端部的压脚，所述的电磁阀的端部可伸缩的设置有主驱动杆，所述的主驱动杆的端部连接有辅助驱动杆，且所述的辅助驱动杆通过首尾转动连接的第一连接杆、第二连接杆驱动所述的转杆转动。
3、【名称】中型高速编织机的摆杆机构，【申请号】200720192791.8，【公开号】CN201130567的专利文献公开了一种摆杆机构，涉及一种中型高速编织机的摆杆机构， 属于电线电缆制造设备领域。它包括摆杆、小弯角件、小轴、尼龙滑块、轴 承导轮组成，其主要技术特征是所述的摆杆由基体、斜筋、竖筋、横筋组成， 摆杆基体与上下两根斜筋相连，在摆杆基体与两根斜筋之间用几根竖筋与几根横筋相连。对摆杆采用了镂空框架结构和增大摆杆基体宽度。
4、【名称】摆杆机构，【申请号】201110257007.8，【公开号】CN102962924A的专利文献公开了一种摆杆机构， 其包括摆杆、上顶针板和下顶针板，所述摆杆的尾部铰接在上顶针板上，上顶针板和下顶针板连接。该摆杆将摆杆头部处设计成镶块拼结构，摆杆头部端面的硬度有所改善。
上述所公开的四项专利文献都涉及对现有独立的摆杆机构进行整合和对现有摆杆机构进行改进，他们从不同的角度改善了现有摆杆机构的整体性能。但是这些装置在力学设计上不尽合理，前三项专利文献所公开的摆杆机构结构过于复杂，对一个刚接触摆杆的研究人员来说，需要花费很多的时间与精力去熟悉摆杆的构造和摆杆的操作步骤，最后一项专利文献公开的摆杆机构机构过于简单，难以达到设计要求。
发明内容
本实用新型提供一种重心可变摆杆，解决目前同类摆杆结构过于复杂，重心调节方式单一的问题。
本实用新型一种重心可变摆杆，包括摆杆和挂钩，整个摆杆由三部分组成，上部包括挂钩、母接口、固定螺钉，母接口上设置有三个呈正三角形分布的定位槽，在任意两个定位槽中点连线的中点处设置有一个固定螺钉，三个固定螺钉亦呈正三角形分布，母接口的内部设置有一个圆柱型轴腔，轴腔的中心线与摆杆的中心线重合；中部包括摆杆和公接口，摆杆的底部设置有一个内有螺牙的空腔；公接口的中心处是一根中轴，在中轴上设置有三个呈正三角形分布的定位梁，在任意两个定位梁中间处设置有一个滑槽；在公接口与母接口衔接的过程中，中轴、定位梁与轴腔、定位槽分别互相嵌套，固定螺钉的中心线与滑槽的中心线在同一个平面内互相垂直，在固定螺钉拧紧之前，上部和中部可以在同一条直线上相互移动；下部包括砝码，砝码的外直径与摆杆的外直径长度一样，在砝码的底部亦设置有一个内有螺牙的空腔，其大小与摆杆底部的空腔一致，砝码的顶部设置有一个螺钉，螺钉的型号与底部的空腔内的螺牙型号相匹配。
所述的一种重心可变摆杆，定位梁的两个侧面并不平行，两个侧面的距离随着其所在圆环半径变小而变小。
所述的一种重心可变摆杆，所使用的固定螺钉是沉头螺钉，在螺钉拧紧时，整个螺钉将全部嵌入母接口内。
所述的一种重心可变摆杆，砝码的外直径与摆杆的外直径长度一样但砝码的高度、材质、数量与重量没有限制。
所述的一种重心可变摆杆，把嵌套结构引入摆杆设计当中，使得摆杆的长度值不再是一个固定的值，随着摆杆的长度发生变化，摆杆的重心自然会跟着转移 ，从而实现摆杆重心位置的改变。把天平中的砝码引入摆杆设计当中，通过调节砝码的数量、材质、长度亦可以调节摆杆的重心，这样的调节比单纯调节摆杆的长度在精度上会有一个质的提高。
所述的一种重心可变摆杆，引入多个调节摆杆重心的技术，使得重心调节方式不再单一。该摆杆结构简单，对于研究人员来说易于操作。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为本实用新型中公接口的结构示意图。
图3为本实用新型中母接口的正视图。
图中：1—砝码，2—摆杆，3—母接口，4—固定螺钉，5—公接口，6—挂钩，7—滑槽，8—定位梁，9—中轴，10—轴腔，11—定位槽。
具体实施方式
下面根据附图并结合具体实施方式对本实用新型作进一步说明：
如图1、图2、图3所示，本实用新型重心可变摆杆，包括摆杆2和挂钩6，整个摆杆由三部分组成，上部包括挂钩6、母接口3、固定螺钉4，母接口3上设置有三个呈正三角形分布的定位槽11，在任意两个定位槽11中点连线的中点处设置有一个固定螺钉4，三个固定螺钉4亦呈正三角形分布，母接口3的内部设置有一个圆柱型轴腔10，轴腔10的中心线与摆杆2的中心线重合；中部包括摆杆2和公接口5，摆杆2的底部设置有一个内有螺牙的空腔；公接口5的中心处是一根中轴9，在中轴9上设置有三个呈正三角形分布的定位梁8，在任意两个定位梁8中间处设置有一个滑槽7；在公接口5与母接口3衔接的过程中，中轴9、定位梁8与轴腔10、定位槽11分别互相嵌套，固定螺钉4的中心线与滑槽7的中心线在同一个平面内互相垂直，在固定螺钉4拧紧之前，上部和中部可以在同一条直线上相互移动；下部包括砝码1，砝码1的外直径与摆杆2的外直径长度一样，在砝码1的底部亦设置有一个内有螺牙的空腔，其大小与摆杆2底部的空腔一致，砝码1的顶部设置有一个螺钉，螺钉的型号与底部的空腔内的螺牙型号相匹配。
根据调节需要本实用新型在使用过程中一般有以下几种调节方式：
只调节接口：就是通过调节公接口5和母接口3的相对位置来使摆杆的重心沿着轴心移动，首先，把公接口5镶嵌入母接口3内，然后根据具体情况调节公接口5伸入母接口3内部分的长度，最后拧紧固定螺钉4。如果测试结果任不满意就拧松固定螺钉4，继续调节公接口5和母接口3的相对位置。
只调节砝码：就是在不改变公接口5和母接口3的相对位置的前提下只通过调节砝码的数量来使摆杆的重心沿着轴心移动，首先，把全部的砝码1从摆杆2上卸下来；然后根据需要逐一在摆杆2的底部添加砝码并把砝码拧紧在摆杆2底部，直到达到设计的的要求；最后，如果测试结果任不满意就继续调节砝码的数量。
即调节接口又调节砝码：顾名思义就是不仅仅调节接口和砝码中的一种构造，步骤与只调节砝码、接口类似，在此不再赘述。
综上所述，本实用新型重心可变摆杆结构简单，使用起来灵活方便，使得摆杆重心调节方式不再单一，可大幅度提高调节摆杆重心的精度。
Claims (4)
1.一种重心可变摆杆，包括摆杆（2）和挂钩（6），其特征在于：整个摆杆由三部分组成，上部包括挂钩（6）、母接口（3）、固定螺钉（4），母接口（3）上设置有三个呈正三角形分布的定位槽（11），在任意两个定位槽（11）中点连线的中点处设置有一个固定螺钉（4），三个固定螺钉（4）亦呈正三角形分布，母接口（3）的内部设置有一个圆柱型轴腔（10），轴腔（10）的中心线与摆杆（2）的中心线重合；中部包括摆杆（2）和公接口（5），摆杆（2）的底部设置有一个内有螺牙的空腔；公接口（5）的中心处是一根中轴（9），在中轴（9）上设置有三个呈正三角形分布的定位梁（8），在任意两个定位梁（8）中间处设置有一个滑槽（7）；在公接口（5）与母接口（3）衔接的过程中，中轴（9）、定位梁（8）与轴腔（10）、定位槽（11）分别互相嵌套，固定螺钉（4）的中心线与滑槽（7）的中心线在同一个平面内互相垂直，在固定螺钉（4）拧紧之前，上部和中部可以在同一条直线上相互移动；下部包括砝码（1），砝码（1）的外直径与摆杆（2）的外直径长度一样，在砝码（1）的底部亦设置有一个内有螺牙的空腔，其大小与摆杆（2）底部的空腔一致，砝码（1）的顶部设置有螺钉，螺钉的型号与底部的空腔内的螺牙型号相匹配。
2.根据权利要求1所述的一种重心可变摆杆，其特征在：定位梁（8）的两个侧面并不平行，两个侧面的距离随着其所在圆环半径变小而变小。
3.根据权利要求1所述的一种重心可变摆杆，其特征在：所使用的固定螺钉（4）是沉头螺钉，在螺钉拧紧时，整个螺钉将全部嵌入母接口（3）内。
4.根据权利要求1所述的一种重心可变摆杆，其特征在：砝码（1）的外直径与摆杆（2）的外直径长度一样但砝码（1）的高度、材质、数量与重量没有限制。
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