可移动臂和可移动臂的设计方法

摘要

一种可移动臂，包括：安装在安装表面上的基部；可枢转地连接到基部上以绕基部转动且承载物体的可移动体；以及朝向原位置推压可移动体的回复体。回复体的弹性模量，回复体在原位置的变形量以及与基部、可移动体和回复体相关的尺寸被确定为使得：不管可移动体相对于基部的位置如何，作用在可移动体上的重力和由回复体施加的推压力相平衡。因此，不管摩擦力如何，可利用回复体的弹性力来维持可移动体的位置，从而可移动体很难受到磨损的影响，并且与通过摩擦力来维持可移动体的情况相比能够实现更长的寿命。

主权项

1.一种可移动臂，包括：安装在安装表面上的基部；用于支承物体的可移动体，该可移动体可枢转地连接到基部上以进行转动，从而改变物体相对于基部的位置；以及回复体，其沿着使可移动体相对于基部返回到原位置的方向推压可移动体；该回复体在和可移动体的枢轴间隔开的第一连接位置处被连接到可移动体上，并且在和可移动体的枢轴间隔开的第二连接位置处被连接到基部上；所述回复体沿着使第一连接位置和第二连接位置彼此相靠近或相远离的方向施加弹性力；所述原位置是对应于第一连接位置竖直位于第二连接位置上方的一个直立位置；并且，在所述原位置时满足以下等式，以使得不管可移动体相对于基部的位置如何，至少在所述原位置以及以下的这样一个位置之间，由重力施加以增加可移动体离开原位置的位移的力与由回复体施加以使可移动体返回到原位置的力相平衡；在所述这样一个位置处，可移动体的枢轴以及可移动体和物体的整体重心是并排地位于水平方向上：2b＝a+c，G＝xk，其中a代表回复体的回复弹簧的自由长度；b代表回复弹簧在原位置时的挤压量；c代表第二连接位置和回复弹簧之间的距离以及第一连接位置和回复弹簧之间的距离之和；G表示作用于物体、可移动体、回复体、在第一连接位置处的轴杆和在第一连接位置处的滑动轴承上、绕第一连接位置施加的重力大小；x表示位于基部一侧在第二连接位置和可移动体的枢轴之间的距离；k代表回复弹簧的弹簧常数。