[發(fā)明專利]多聯(lián)螺旋彈簧

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010190036.2
• 申請(qǐng)日: 2010-05-29
• 公開（公告）號(hào): CN101832351A
• 公開（公告）日: 2010-09-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 耿德旭;張金濤;趙云偉;耿麒先
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北華大學(xué)
• 主分類號(hào): F16F1/04
• 分類號(hào): F16F1/04
• 代理公司: 吉林市達(dá)利專利事務(wù)所 22102
• 代理人: 鄭殿貴

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種彈簧構(gòu)件，更具體地說(shuō)，涉及一種人工肌肉用約束彈簧。

背景技術(shù)

在機(jī)械制造和儀器儀表行業(yè)，彈簧用于控制機(jī)件運(yùn)動(dòng)，緩和沖擊，減小震動(dòng)，貯備能量，測(cè)量力的大小，應(yīng)用十分廣泛。

目前，人工肌肉作為仿生關(guān)節(jié)和機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)元件，廣泛應(yīng)用于機(jī)器人領(lǐng)域、醫(yī)療領(lǐng)域、軍事領(lǐng)域和工業(yè)領(lǐng)域。中國(guó)專利ZL200810116379.7公開一種徑向膨脹型人工肌肉，中國(guó)專利ZL97110134.5公開一種軸向伸長(zhǎng)型人工肌肉。徑向膨脹型人工肌肉，采用纖維編織網(wǎng)作為約束元件，導(dǎo)致體積大，在小關(guān)節(jié)上應(yīng)用受到限制，已有的軸向伸長(zhǎng)型人工肌肉，采用高強(qiáng)度纖維螺旋構(gòu)成管狀約束，這種約束結(jié)構(gòu)內(nèi)腔充氣時(shí)，螺旋結(jié)構(gòu)會(huì)繞其軸線發(fā)生扭轉(zhuǎn)，形成有害的內(nèi)力或宏觀扭轉(zhuǎn)，影響肌肉的使用。上述兩種約束結(jié)構(gòu)都為單體，即與肌肉是一對(duì)一的關(guān)系，構(gòu)成關(guān)節(jié)時(shí)體積較大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)之不足，提供一種人工肌肉約束和有機(jī)回彈的彈性元件。

一種多聯(lián)螺旋彈簧，其特征在于，設(shè)有一根彈簧絲，彈簧沿軸向呈多層分布，立體形狀如多個(gè)柱體連接而成，每個(gè)柱體軸線獨(dú)立，截面形狀似多個(gè)環(huán)連成一體；其中雙聯(lián)螺旋彈簧，每層甲段成弧形，逆時(shí)針沿螺旋線方向上彎，進(jìn)乙段；乙段的彈簧絲沿同一螺旋角方向，成弧形再逆時(shí)針上彎，進(jìn)丙段；丙段的彈簧絲沿同一螺旋角方向，成弧形順時(shí)針?lè)较蛏蠌潱M(jìn)丁段；丁段的彈簧絲沿同一螺旋角方向，成弧形順時(shí)針?lè)较蛏蠌潱M(jìn)入雙聯(lián)螺旋彈簧的另一層，雙聯(lián)螺旋彈簧至少為一層；其中三聯(lián)螺旋彈簧，立體形狀似由三個(gè)柱體相連，橫截面似三個(gè)連成一體的環(huán)，每層A段1成弧形，彈簧絲逆時(shí)針沿螺旋線方向上彎，進(jìn)B段，B段的彈簧絲沿同一螺旋角方向，成弧形再逆時(shí)針上彎，進(jìn)C段，C段的彈簧絲沿同一螺旋角方向，成弧形順時(shí)針上彎，進(jìn)D段，D段的彈簧絲沿同一螺旋角方向，成弧形順時(shí)針上彎，進(jìn)E段，E段的彈簧絲沿同一螺旋角方向，成弧形逆時(shí)針上彎，進(jìn)F段，F(xiàn)段的彈簧絲沿同一螺旋角方向，成弧形逆時(shí)針上彎，進(jìn)入三聯(lián)螺旋彈簧的另一層，三聯(lián)螺旋彈簧至少為一層；其中四聯(lián)螺旋彈簧，立體形狀如四個(gè)柱體相連，橫截面如四個(gè)環(huán)連成一體，每層F段成弧形，彈簧絲逆時(shí)針沿螺旋線方向上彎，進(jìn)H段，H段的彈簧絲沿同一螺旋角方向，成弧形順時(shí)針上彎，在直線上升進(jìn)K段，K段的彈簧絲沿同一螺旋角方向，成弧形順時(shí)針上彎，再直線上升進(jìn)L段，L段的彈簧絲沿同一螺旋角方向，成弧形逆時(shí)針上彎，進(jìn)M段，M段的彈簧絲沿同一螺旋角方向，成弧形逆時(shí)針上彎，進(jìn)入四聯(lián)螺旋彈簧的另一層，四聯(lián)螺旋彈簧至少為一層；依次類推，如此可以卷繞構(gòu)成五聯(lián)、六聯(lián)或更多聯(lián)的螺旋彈簧。多聯(lián)螺旋彈簧至少為一層。

該彈簧，由一根彈簧絲制成，在結(jié)構(gòu)上相當(dāng)于多個(gè)柱狀螺旋彈簧并聯(lián)，并且旋向不同，這種彈簧橫截面結(jié)構(gòu)，可以是多個(gè)圓形、方形、扇形等形狀組成的。所述的彈簧絲的橫截面，可以是圓形、方形、矩形等，材料可以是碳素鋼、不銹鋼、銅合金等金屬絲，或者是尼龍、ABS、碳素等非金屬材料。可以繞制成型，也可以鑄造、注塑成型。

本發(fā)明的有益效果，為機(jī)械制造行業(yè)提供一種新結(jié)構(gòu)彈簧，用作軸向拉伸和彎曲的彈性元件，較單螺旋彈簧支撐面大，并可以多軸導(dǎo)向，可互為支撐，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好。用于人工肌肉徑向約束，可防止單螺旋結(jié)構(gòu)受載時(shí)，產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)變形或內(nèi)力。在結(jié)構(gòu)上也可以是由一根彈簧絲繞成的兩個(gè)、三個(gè)、四個(gè)或多個(gè)成一體的柱狀螺旋彈簧并聯(lián)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明雙聯(lián)螺旋彈簧構(gòu)成示意圖。

圖2為本發(fā)明雙聯(lián)螺旋彈簧形狀示意圖。

圖3為本發(fā)明三聯(lián)螺旋彈簧構(gòu)成示意圖。

圖4為本發(fā)明三聯(lián)螺旋彈簧形狀示意圖。

圖5為本發(fā)明四聯(lián)螺旋彈簧構(gòu)成示意圖。

圖6為本發(fā)明四聯(lián)螺旋彈簧形狀示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)例對(duì)本發(fā)明作出進(jìn)一步地詳細(xì)描述。

目前廣泛應(yīng)用的螺旋彈簧是單螺旋結(jié)構(gòu)，橫截面是一個(gè)單環(huán)。本發(fā)明是由一根彈簧絲制成的，多聯(lián)多軸的柱狀彈簧，橫截面是多環(huán)結(jié)構(gòu)。

如圖所示，一種多聯(lián)螺旋彈簧，設(shè)有一根彈簧絲，彈簧呈多層狀態(tài)，立體形狀如多個(gè)柱連成，橫截面如多個(gè)圓環(huán)連成一體；其中雙聯(lián)螺旋彈簧，每層甲段1成弧形，逆時(shí)針沿螺旋線方向上彎，進(jìn)乙段2；乙段2的彈簧絲沿同一螺旋角方向，成弧形再逆時(shí)針上彎，進(jìn)丙段3；丙段3的彈簧絲沿同一螺旋角方向，成弧形順時(shí)針?lè)较蛏蠌潱M(jìn)丁段4；丁段4的彈簧絲沿同一螺旋角方向，成弧形順時(shí)針?lè)较蛏蠌潱M(jìn)入雙聯(lián)螺旋彈簧的另一層，雙聯(lián)螺旋彈簧至少為一層；其中三聯(lián)螺旋彈簧，每層A段11成弧形，彈簧絲逆時(shí)針沿螺旋線方向上彎，進(jìn)B段12，B段12的彈簧絲沿同一螺旋角方向，成弧形再逆時(shí)針上彎，進(jìn)C段16，C段16的彈簧絲沿同一螺旋角方向，成弧形順時(shí)針上彎，進(jìn)D段15，D段15的彈簧絲沿同一螺旋角方向，成弧形順時(shí)針上彎，進(jìn)E段13，E段13的彈簧絲沿同一螺旋角方向，成弧形逆時(shí)針上彎，進(jìn)F段14，F(xiàn)段14的彈簧絲沿同一螺旋角方向，成弧形逆時(shí)針上彎，進(jìn)入三聯(lián)螺旋彈簧的另一層；三聯(lián)螺旋彈簧至少為一層；其中四聯(lián)螺旋彈簧，立體形狀如四個(gè)柱體連成一體，橫截面如四個(gè)環(huán)形連成一體，每層G段21成弧形，彈簧絲逆時(shí)針沿螺旋線方向上彎，進(jìn)H段22，H段22的彈簧絲沿同一螺旋角方向，成弧形順時(shí)針上彎，再直線上升進(jìn)K段23，K段23的彈簧絲沿同一螺旋角方向，成弧形順時(shí)針上彎，再直線上升進(jìn)L段24，L段24的彈簧絲沿同一螺旋角方向，成弧形逆時(shí)針上彎，進(jìn)M段25，M段25的彈簧絲沿同一螺旋角方向，成弧形逆時(shí)針上彎，進(jìn)入四聯(lián)螺旋彈簧的另一層，四聯(lián)螺旋彈簧至少為一層；依次類推，如此卷繞構(gòu)成五聯(lián)、六聯(lián)或更多聯(lián)的螺旋彈簧。