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气动助力平衡吊设计及应用，
昆明船的设备研究试验中心-杨冲国家工程机械质量监管检验中心-陈坤
搞要：
气动助力平衡吊是近年来在国际上兴起的一项新型吊装设备，由于其具有的结构单、价格低廉、高效，节能、无污染等特点，气动助力平衡吊在工业生产中得到越来越广泛的应用，本论文对平衡吊的平衡原理做了篇要推导，对平衡常的驱动方式进行了比较分析，根根平衡原理设计了一种室内专用的平衡吊，确定了工作臂架几何参数，并简要介绍了平衡吊的应用。
滚轮E主动)，可沿水平导槽内外移动。
1平衡吊简介
助力平衡吊即助力机械手，又称助力器，平衡吊、平衡器、省力吊具、手动移载机等。是一种理想的中小型机械吊运设备，它巧妙地运用四连杆机构原理，通过手动和机动方式简单配合形成一种复合运动来摄运吊物，使吊物能稳定地停留在作业区间的任一位置上，做到随遇平衡。平衡吊的平街臂起升和下降运动采用电动机、液压油缸或气缸来驱动，水平移动和回转运动则采用人力推控，推控力一般不超过5公斤。在操作装置升降物件时，操作者累换物件作业，如同我们正常直接报运物件一样，回转自如面不费力。
2平衡吊平衡原理
平衡吊工作时，能用手轻便的进行变幅，松开手款能静止不动，通常称之为平衡吊的平衡原理。
图1平衡吊机构运动简图图2平衡吊机构受力图
图1为平衡吊机构运动筒图，工作杆架为一组平行四边形机构，各杆之间相互铰接，主臂杆AB尾瑞的滚轮（或滑块）在聚动外力F。的作用下可以在销直导向槽内上下移动，与小臂杆EF、支杆DE共铰的滚轮（或滑块）E和察臂杆BC的内外伸届联动（或整臂杆BC主动或
103Mechine Chine 中国机械
现在考虑平衡臂起升一角度β，重物G与分力G成一类角α时，由图1可知：Z1=90°+β乙 2=Z1a=90° +βα=90°(αβ); Z390*2=α β CQ=L*sina: NA=H*cos β; EV=/*sing A=h*cos净如图2所示，重物G有两个分力G 和 G且GrCtsinoGr=Geosa，支点F 的反作用力P有两个分力P和P且P=P*cosZ 3-P*cos (αβ): Pr=PesinZ3-P*sin (aβ) ;
假设B点为固定点，对B点取矩，有Z M=Gru-Pe =0
）
he
假设A点为固定点，对A点取矩，有Z MeC+(CQ+NA) —N (EV+WA) =0
(2) + 8-N
Itin a+hoos
在任意三角形NN中，有（正
弦定理）
(*
waP)
0
平衡条件：在无外力作用下N与P在一条直线上，大小相等，方向相反
L*ina*6(4)
..mdN
shd
化商街： m-午(5)
化篇得：手一号（n为杆长比》（6) 从推证的结果可以看出，平衡条件式仅仅与臂杆长度尺寸H、h、L、有关，只要臂杆长度比满足等式于一兴，无论吊物重量多少或杆架系统摆到何种状态，臀杆系统总能保持平衡状态
[1].
S
图3工作臀架自重转移图
实际上，受杆系的自重、变形、加工误差、摩擦等因累影响，平衡吊通常不能在所有工作
平衡吊平衡原理气动应用
位置上随意平街，而杆系的自重通常是平衡吊不平衡的主要原因。通过力学分析，杆件的自重可以等效的划归到任意一个杆件上，如划归到ADB杆上，如图3所示，以Q表示，满足-e5，，这样只要在杆AB的A点外，顾延一杆件AP并施加一配重，使得生至“，即可满足平衔要求。
3平衡吊弱动方式的比较
传统平衡吊主要果用机械（电机）弱动方式，由于电机速度高，通常须配接减速机构，此类平衡吊动作速度快，驱动力较大，但这种平衡吊体积大、不具有缓冲功能，平衡吊安全性、可靠性、轻巧、灵括等特点不能充分的发挥，而液压平衡吊系统复杂价格高、维护困难、容易着火等特点也有不足。表1给出了各种聚动方式的比较[2]。
表1 系装服养
各种驱动方式比较表电
新城nt
欢源养动气池
抢M的a康
党#中工#营文
都北主井#
从比较可以看出选用气动方式聚动更能充分发挥平衡品的作用。气动伺服系统的出现，使气动机核实现了在任意位置的定位，大大扩展了其在工业自动化领域的应用范围，
4平衡吊结构
服务对象及工作场所决定吊物移动的范围，根据平衡吊工作杆架的运动学分析，设计了室内专用的平街吊（设计荷载量为500kg），其工作臂架的总布局图如图4所示，结构图如图5 所示。
中国家家务型 aataa
图4500公斤平街席工作臂架总布局图