[发明专利]一种可控变刚度的圆柱螺旋弹簧装置

说明书

本发明提供一种可控变刚度的圆柱螺旋弹簧装置，包括驱动模组、圆柱螺旋弹簧、固定保持架、移动保持架、传动轴、可拆分的外接法兰支座、锥齿轮传动组和导向组件，两个传动轴的一端均安装驱动模组，传动轴上安装圆柱螺旋弹簧，传动轴的外围设三组由可拆分的外接法兰支座组合的固定保持架和移动保持架，驱动模组由螺杆驱动块、螺杆、大锥齿轮、直齿轮、齿轮传动支架、基座、齿条、齿条导向块和小锥齿轮组成，大锥齿轮与螺杆一端的小锥齿轮啮合，螺杆贯穿螺杆驱动块，基座上还安装有齿条和齿条导向块。本发明采用改变圆柱螺旋弹簧中径大小的方式来实现刚度可调，通过检测旋转机构的转角实时获得弹簧刚度的大小。

技术领域

本发明涉及到一种变刚度弹簧，特别涉及一种可控变刚度的圆柱螺旋弹簧装置。

背景技术

弹簧刚度是载荷增量dF与变形增量dλ之比，即产生单位变形所需的载荷，弹簧的刚度计算公式为F'=dF/dλ。特性线为渐增型的弹簧，刚度随着载荷的增加而增大； 而渐减型的弹簧，刚度随着载荷的增加而减少。至于直线型的弹簧，刚度则不随载荷变化而变化，即F'=dF/dλ=F/λ=常数。因此，对于具有直线型特性线的弹簧，其刚度也成为弹簧常数。

现有的线性弹簧刚度都是恒定的，而非线性弹簧刚度只对应某一压缩量，即使有一些刚度可调的弹簧装置，刚度调幅也较小，而且结构复杂，可靠性低，不易于产业化。在汽车领域刚度动态可调可以使减震系统性能更加优异，在一些需要控制系统模态来更好实现振动的机械装备上或是想通过调整弹簧刚度降低振动的设备上，更加迫切的需要一种刚度调幅大、可以动态控制的弹簧装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可控变刚度的圆柱螺旋弹簧装置，本发明采用改变圆柱螺旋弹簧中径大小的方式来实现刚度可调，通过检测旋转机构的转角实时获得弹簧刚度的大小，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种可控变刚度的圆柱螺旋弹簧装置，包括驱动模组、圆柱螺旋弹簧、固定保持架、移动保持架、传动轴、可拆分的外接法兰支座、锥齿轮传动组和导向组件，两个传动轴的一端均安装驱动模组，传动轴上安装圆柱螺旋弹簧，其中一个所述传动轴通过锥齿轮传动组连接另一个所述传动轴，所述传动轴的外围设三组由可拆分的外接法兰支座组合的固定保持架和移动保持架，所述驱动模组由螺杆驱动块、螺杆、大锥齿轮、直齿轮、齿轮传动支架、基座、齿条、齿条导向块和小锥齿轮组成，所述基座通过内六角螺丝安装齿轮传动支架，所述基座和齿轮传动支架的中央贯穿所述传动轴，所述传动轴位于齿轮传动支架的一段安装有大锥齿轮和直齿轮，所述大锥齿轮与螺杆一端的小锥齿轮啮合，螺杆贯穿螺杆驱动块，所述螺杆驱动块安装在基座上并与所述移动保持架固定连接，所述基座上还安装有齿条和齿条导向块，齿条与直齿轮啮合。

进一步地，所述圆柱螺旋弹簧在两端分别有安装固定结构，圆柱螺旋弹簧的一端通过销轴与传动轴连接，圆柱螺旋弹簧的另一端与活动套在传动轴上的导向滑块连接。

进一步地，所述螺杆驱动块为一个在上面有螺纹孔和过孔的块状结构，螺纹孔与螺杆形成螺旋副。

进一步地，所述固定保持架两端设有安装孔与基座连接，固定保持架中间有导向槽给移动滑块提供导轨。

进一步地，另外两个所述移动保持架的两端与齿条连接，在基座的导轨滑道中滑行，基座的中间也开槽。

进一步地，所述传动轴的端部有键槽与外围设备连接。

进一步地，所述外接法兰支座的每一部分上开有一个方孔与导向组件连接，上面开有过孔与外围设备连接。

进一步地，所述导向组件由两部分组成，一部分上有两个导向块，另一部分有一个导向块，在固定保持架的导向槽中滑动，两部分还有半圆柱腔体结构可以用来安装和封装锥齿轮传动组。