倒立擺裝置的制作方法

本發明涉及展覽展示或教學演示設備技術領域，具體涉及一種倒立擺裝置。

背景技術：

倒立擺是一種具有直觀、形象的展示效果的裝置，通常被廣泛應用于展示或科研、教學等領域。

現有的倒立擺裝置，通常包括擺桿、支架和線性電機等，擺桿的一端可旋轉地安裝在一滑塊上，滑塊往復滑動地安裝在支架上，線性電機驅動滑塊在支架上滑動，使滑塊和擺桿在同一豎直線上。上述技術中公開的倒立擺裝置是通過線性動力驅動滑塊在水平方向滑動，為擺桿提供水平方向的驅動力，來實現擺桿在豎直方向的倒立，這種實現擺桿倒立的方式在倒立擺領域已經較為常見，缺乏新鮮感，對參觀者的吸引力較差。

技術實現要素：

因此，本發明要解決的技術問題在于克服現有技術中的倒立擺裝置是在水平方向的驅動力的作用下來實現擺桿在豎直方向的倒立，較為常見、缺乏新鮮感的缺陷，從而提供一種在豎直方向的驅動力的作用下來實現擺桿在豎直方向的倒立，具有較強的新鮮感和對參觀者具有較強的吸引力的倒立擺裝置。

本發明的一種倒立擺裝置，包括支架和擺桿，還包括：

驅動裝置，具有輸出旋轉動力的輸出軸；

運動轉換機構，包括旋轉結構、平移件和導向結構；所述旋轉結構在所述輸出軸的驅動下旋轉并驅動所述平移件往復運動；所述導向結構固定安裝于所述支架上；所述平移件在所述導向結構的限制下沿豎直方向平移運動；所述擺桿與所述平移件鉸接，并可在所述平移件的驅動下與所述平移件在同一豎直線上的保持豎直倒立狀態。

所述旋轉結構包括：

轉盤，中心位置處與所述輸出軸連接，所述轉盤在所述輸出軸的驅動下旋轉；

連桿，一端與所述轉盤的非中心位置處鉸接，另一端與所述平移件鉸接。

所述旋轉結構包括：

曲柄，一端與所述輸出軸連接，在所述輸出軸的驅動下旋轉；

連桿，一端與所述曲柄的另一端鉸接，另一端與所述平移件鉸接。

所述旋轉結構為凸輪結構，與所述輸出軸連接，在所述輸出軸的驅動下旋轉，并推抵所述平移件在豎直方向上往復平移。

所述導向結構為固定安裝于所述支架上、沿豎直方向延伸的導向套，所述平移件為可伸置于所述導向套中的平移桿。

所述擺桿包括至少兩個分擺桿，所述分擺桿之間相互鉸接。

還包括限位結構，用于對所述擺桿的擺動角度進行限位。

所述限位結構包括至少兩個固定安裝于所述支架上的限位擋塊，所述限位擋塊分布于所述擺桿的左右兩側。

還包括限位結構，用于對所述擺桿的擺動角度進行限位，所述限位結構包括多個固定安裝于所述支架上的限位擋塊，所述限位擋塊分布于每個所述分擺桿的左右兩側。

所述支架包括支架本體，及固定安裝于所述支架本體上的，設于所述擺桿后的后擋板或設于所述擺桿前的可視前擋板，所述限位擋塊固定安裝于所述后擋板或可視前擋板上。

所述支架包括支架本體，及設于所述擺桿后的后擋板和設于所述擺桿前的可視前擋板，所述后擋板和所述可視前擋板均固定安裝于所述支架本體上，所述限位擋塊固定安裝于所述后擋板和所述可視前擋板之間。

本發明技術方案，具有如下優點：

1.本發明提供的倒立擺裝置，包括支架、擺桿、驅動裝置和運動轉換機構；驅動裝置具有輸出旋轉動力的輸出軸；運動轉換機構包括旋轉結構、平移件和導向結構；所述旋轉結構在所述輸出軸的驅動下旋轉并驅動所述平移件往復運動；所述導向結構固定安裝于所述支架上，限制所述平移件的往復運動為沿豎直方向的往復平移運動；所述擺桿與所述平移件鉸接，可在所述平移件的驅動下與所述平移件在同一豎直線上的保持豎直倒立狀態。通過所述運動轉換機構，將驅動裝置輸出的旋轉動力，轉換為由平移件給擺桿的在豎直方向上的驅動力，使擺桿在豎直方向的驅動力作用下實現在豎直方向上的倒立，一方面具有較強的新鮮感，對參觀者具有較強的吸引力；另一方面，這種在豎直方向的驅動力作用下使擺桿在豎直方向上倒立的方式，可以通過多種具體形式的驅動裝置來實現，例如，驅動裝置可以是交流電機，也可以是直流電機，可以是比較常用的連續旋轉的調速電機，也可以是其他的旋轉電機，驅動裝置的選擇范圍廣泛，可以從成本、效果等多方面來綜合選擇，特別是可以選擇成本較低、比較常用的交流調速電機。

2.本發明提供的倒立擺裝置，所述旋轉結構包括轉盤和連桿；轉盤的中心位置處與所述輸出軸連接，并在所述輸出軸的驅動下旋轉；連桿的一端與所述轉盤的非中心位置處鉸接，另一端與所述平移件鉸接。比起采用其他桿件來驅動連桿運動，采用轉盤來驅動連桿運動，可以減少整個倒立擺裝置中的桿件數量，從而更具美感。

3.本發明提供的倒立擺裝置，所述旋轉結構為凸輪結構，與所述輸出軸連接，在所述輸出軸的驅動下旋轉，并推抵所述平移件在豎直方向上往復平移。比起采用曲柄連桿的方式，采用凸輪結構直接配合導向結構，使平移件在豎直方向上往復平移，可以減少桿件的數量，使倒立擺裝置的結構更簡單。

4.本發明提供的倒立擺裝置，還包括限位結構，用于對所述擺桿的擺動角度進行限位。所述限位結構的設置，可以使擺桿更易進入豎直倒立的動平衡狀態。

5.本發明提供的倒立擺裝置，所述限位結構包括至少兩個固定安裝于所述支架上的限位擋塊，所述限位擋塊分布于所述擺桿的左右兩側。限位擋塊限制擺桿的左右擺動幅度，從而使擺桿更易進入豎直倒立的動平衡狀態，且限位擋塊結構簡單，安裝和應用方便。

6.本發明提供的倒立擺裝置，還包括限位結構，用于對所述擺桿的擺動角度進行限位，所述限位結構包括多個固定安裝于所述支架上的限位擋塊，所述限位擋塊分布于每個所述分擺桿的左右兩側。通過在每個分擺桿的左右兩側設置限位擋塊，可以使每個分擺桿都更容易進入豎直倒立的動平衡狀態，進而使倒立擺裝置上的所有分擺桿快速在同一豎直線上進入倒立的動平衡狀態。

7.本發明提供的倒立擺裝置，所述支架包括支架本體，及設于所述擺桿后的后擋板和設于所述擺桿前的可視前擋板，所述后擋板和所述可視前擋板均固定安裝于所述支架本體上，所述限位擋塊固定安裝于所述后擋板和所述可視前擋板之間。在擺桿的前后分別設置后擋板和可視前擋板，一方面可以對擺桿具有保護作用，避免外界對擺桿的運動造成干擾，另一方面可視前擋板依然可以保證倒立擺裝置內擺桿運動的可視性，不影響倒立擺裝置的觀賞性。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明具體實施方式或現有技術中的技術方案，下面將對具體實施方式或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施方式，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明的第一種實施方式中提供的倒立擺裝置的主視圖；

圖2為圖1所示的倒立擺裝置的左視圖；

附圖標記說明：

1-支架本體，2-擺桿，21-第一分擺桿，22-第二分擺桿，3-轉盤，4-連桿，5-導向套，6-平移桿，7-限位擋塊，8-后擋板，9-可視前擋板。

具體實施方式

下面將結合附圖對本發明的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

此外，下面所描述的本發明不同實施方式中所涉及的技術特征只要彼此之間未構成沖突就可以相互結合。

如圖1和圖2所示，本實施例提供一種倒立擺裝置，包括支架、擺桿2、驅動裝置和運動轉換機構。驅動裝置具有輸出旋轉動力的輸出軸；運動轉換機構包括旋轉結構、平移件和導向結構。旋轉結構在輸出軸的驅動下旋轉并驅動平移件往復運動；導向結構固定安裝于支架上；平移件在導向結構的限制下沿豎直方向平移運動；擺桿2與平移件鉸接，并可在平移件的驅動下與平移件在同一豎直線上的保持豎直倒立狀態。在本實施例中，驅動裝置為電機。

旋轉結構的具體結構形式可以有多種，在本實施例中，旋轉結構包括轉盤3和連桿4；轉盤3的中心位置處與輸出軸連接，并在輸出軸的驅動下旋轉；連桿4的一端與轉盤3的非中心位置處鉸接，另一端與平移件鉸接。上述結構，是依據曲柄滑塊原理，將驅動裝置輸出軸的旋轉運動轉換為平移件的平移往復運動，隨著輸出軸旋轉的加速，擺桿2在平移件的帶動下進入豎直倒立狀態并保持。比起采用其他桿件來驅動連桿4運動，采用轉盤3來驅動連桿4運動，可以減少整個倒立擺裝置中的桿件數量，從而更具美感。作為旋轉結構的一種可變換的實施方式，也可以是，旋轉結構包括曲柄和連桿4；曲柄的一端與輸出軸連接，在輸出軸的驅動下旋轉；連桿4的一端與曲柄的另一端鉸接，另一端與平移件鉸接。作為旋轉結構的另一種可變換的實施方式，還可以是，旋轉結構為凸輪結構，與輸出軸連接，在輸出軸的驅動下旋轉，并推抵平移件在豎直方向上往復平移；比起采用曲柄連桿的方式，采用凸輪結構直接配合導向結構，使平移件在豎直方向上往復平移，可以減少桿件的數量，使倒立擺裝置的結構更簡單。

導向結構和平移件的具體結構形式可以有多種，在本實施例中，導向結構為固定安裝于支架上、沿豎直方向延伸的導向套5，平移件為可伸置于導向套5中的平移桿6。作為一種可變換的實施方式，導向結構也可以為固定安裝于支架上、沿豎直方向延伸的導軌，平移件也可以為與導軌配合并可沿導軌往復滑動的滑塊。

擺桿2中分擺桿的數量不作限制，可以為一個，也可以為多個。在本實施例中，擺桿2包括至少兩個分擺桿，分擺桿之間相互鉸接。具體地，本實施例中的擺桿2包括兩個分擺桿，其中靠近平移桿6并與平移桿6鉸接的為第一分擺桿21，遠離平移桿6并與第一分擺桿21鉸接的為第二分擺桿22。

本實施例的倒立擺裝置中，還包括限位結構，用于對擺桿2的擺動角度進行限位，限位結構包括多個固定安裝于支架上的限位擋塊7，限位擋塊7分布于每個分擺桿的左右兩側。通過在每個分擺桿的左右兩側設置限位擋塊7，可以使每個分擺桿都更容易進入豎直倒立的動平衡狀態，進而使倒立擺裝置上的所有分擺桿快速在同一豎直線上進入倒立的動平衡狀態。在本實施例中，每個分擺桿的左右兩側分別設置一個限位擋塊7，其中第一分擺桿21左右兩側的限位擋塊7與經過平移桿6的豎直線所成的角度相等，均為銳角，且在本實施例中均大于0度，小于35度；第二分擺桿22左右兩側的限位擋塊7與經過平移桿6的豎直線所成的角度相等，均為銳角，且在本實施例中均大于0度，小于60度。

限位擋塊7的具體安裝方式可以有多種，在本實施例中，支架包括支架本體1，及設于擺桿2后的后擋板8和設于擺桿2前的可視前擋板9，所述后擋板8和所述可視前擋板9均固定安裝于所述支架本體1上，限位擋塊7、導向套5分別固定安裝于后擋板8和可視前擋板9之間。在擺桿2的前后分別設置后擋板8和可視前擋板9，不僅可以實現限位擋塊7的安裝，而且可以對擺桿2具有保護作用，避免外界對擺桿2的運動造成干擾，同時，可視前擋板9依然可以保證倒立擺裝置內擺桿2運動的可視性，不影響倒立擺裝置的觀賞性。作為一種可變換的實施方式，也可以是，支架包括設于擺桿2后的后擋板8或設于擺桿2前的可視前擋板9，限位擋塊7固定安裝于后擋板8或可視前擋板9上，這樣同樣可以實現對限位擋塊7的安裝。

本實施例的倒立擺裝置中的擺桿2進入倒立的動平衡狀態的過程如下：

開啟電機，電機的輸出軸加速旋轉，驅動轉盤3旋轉，與轉盤3鉸接的連桿4在轉盤3的驅動下平動，帶動平移桿6在導向套5內上下往復平移，從而為擺桿2提供豎直方向上的驅動力，當電機的輸出軸加速到一定的速度時，擺桿2進入在豎直方向上倒立的動平衡狀態。通過轉盤3、連桿4及平移件，將驅動裝置輸出的旋轉動力，轉換為由平移件給擺桿2的在豎直方向上的驅動力，使擺桿2在豎直方向的驅動力作用下實現在豎直方向上的倒立，一方面具有較強的新鮮感，對參觀者具有較強的吸引力；另一方面，這種實現在豎直方向的驅動力作用下使擺桿2在豎直方向上倒立的方式，可以通過多種具體形式的驅動裝置來實現，例如，驅動裝置可以是交流電機，也可以是直流電機，可以是比較常用的連續旋轉的調速電機，也可以是其他的旋轉電機，驅動裝置的選擇范圍廣泛，可以從成本、效果等多方面來綜合選擇，考慮到交流電比直流電更易獲得，在本實施例中，驅動裝置為較為常用的、成本較低的交流調速電機。

顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發明創造的保護范圍之中。