探讨：无外部驱动力的升降机构

wswker

目前做了一款手动夹具，有个升降需求行程80mm，负载25-30Kg变动，不要外部动力，需要快速升降。

目前使用了位置可控氮气弹簧＋导轨，但是效果不理想，因为理论上初始位置和压缩位置差0.4倍负载，加上有段悬臂，似乎氮气弹簧有一定阻尼，要么上升费力，要么下降费力。

想请教下是否还有更优化的方案？

PS 目前在考虑恒力弹簧，效果未知。

wswker

黄色相当于负载

寰宇无人

DaedraMech 发表于 2024-5-30 17:02
恒力弹簧+阻尼，各种升降机构里（如显示器升降）很成熟的方案了；

还可以用比较长的气弹簧，横向斜置， ...

数学功底厉害，最后一句，直接结论是圆方程，一下子没明白，后来明白了，把极坐标公式带入圆的标准方程就得到了，

599142655

用两个平行连杆代替导轨应该好一些，至少不会卡。

大白小白

wswker 发表于 2024-5-30 13:22
黄色相当于负载

黄色负载垂直上下？降低人工的出力强度？

喂我袋盐

樵耕渔读 发表于 2024-5-31 11:39
80mm升降行程不大，为何不考虑机械传动，例如涡轮蜗杆手去动揺或者省力杠杆手动去扳

大概因为正常人只有两只手吧

樵耕渔读

80mm升降行程不大，为何不考虑机械传动，例如涡轮蜗杆手去动揺或者省力杠杆手动去扳

cdhcn

我也觉得这个悬臂的问题比较大，加对称配重可能解决问题。

学渣渣

hmhnh 发表于 2024-5-31 08:50
做个配重，两端重量一样，形成一个平衡体，像天平，微小的动力就能驱动一端上下。停再设置个小的弹力机构就 ...

要么配重，要么恒力弹簧。

hmhnh

做个配重，两端重量一样，形成一个平衡体，像天平，微小的动力就能驱动一端上下。停再设置个小的弹力机构就行了，释放移动，停，侧压形成摩擦阻尼定位

DaedraMech

恒力弹簧+阻尼，各种升降机构里（如显示器升降）很成熟的方案了；

还可以用比较长的气弹簧，横向斜置，其推力沿竖直方向分量按三角函数规律变化，只要升降行程内气弹簧的摆角足够小，其推力的竖直分量可以看作近似不变；

如果搞不到足够大的恒力弹簧或足够长的气弹簧，也可以这样做：
取用普通弹簧一端固定，一端在滑槽中滑动，并拉动一根滑杆升降。

所谓“无外部驱动力”，可以重述为“系统总机械能不变”，这一机构中可以理想地认为只有弹性势能和重力势能，二者相互转化，任意时刻变化量代数和为零。
据此可列微分方程，求解出滑槽曲线其实是圆弧：

一般滑槽不易加工、装配和维护，可以设计连杆机构近似拟合这一轨迹。