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

新白娘子砍传奇

上图

zhangweikobb

无外部驱动力，还要变负载，这个能解决吗

学渣渣

图来

斯文棒棒

感觉架子的刚性不足，变形较大，可能导致卡滞较大。这种情况还是焊接的结构可能稳一点，型材连接不可靠。

wswker

斯文棒棒 发表于 2024-5-30 13:53
感觉架子的刚性不足，变形较大，可能导致卡滞较大。这种情况还是焊接的结构可能稳一点，型材连接不可靠。

负载不大，实物已经做出来了，只能说底座的刚性一般，但是对导轨影响较小，受力点有偏心，实际操作力会大一点

zhaojunxian

wswker 发表于 2024-5-30 13:22
黄色相当于负载

这种悬臂结构很不稳定的，刚性不足尽量避免

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。