[發明專利]一種柱形彈簧

無效

• 申請號: 201110347551.1
• 申請日: 2011-11-07
• 公開（公告）號: CN103090896A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 杜兵
• 申請（專利權）人: 西安金和光學科技有限公司
• 主分類號: G01D11/18
• 分類號: G01D11/18
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 弋才富

技術領域

本發明涉及一種彈簧裝置，具體涉及一種柱形彈簧。

背景技術

彈簧作為一種緩沖變形裝置出現已經有數百年的歷史，其種類繁多，其中，在小變形下可承受較大負荷的只有蝶形彈簧，該彈簧的出現也有近百年的歷史，現已廣泛應用于眾多行業。查閱中華人民共和國國標GB/T1972-2005《蝶形彈簧》的標準可知，蝶形彈簧最大負荷可達500KN重，通過組合使用，其最大負荷不會超過5000KN。另一方面，隨著科技的進步和一些大型巖土工程的需求，實際工程中需要監測的力值有時達到8000KN，甚至10000KN，如固定巖體的錨索應力監測就有這樣的需求，在未來，還會有更高力值監測的可能。而使用蝶形彈簧顯然不能達到要求，且其大負荷的蝶形彈簧尺寸較大，并不能滿足傳感器的要求。

光纖傳感技術作為一種新型的熱點受到重視，采用光纖微彎傳感裝置在理論上監測位移的最高分辨率可達0.1納米，而更高的位移分辨率監測裝置是采用光纖干涉技術的裝置，其最高分辨率可達10^-18米，這些技術為我們找尋大負荷、小變形的新型彈簧提供了新的方向。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種柱形彈簧裝置，采用金屬或非金屬材料，并利用其壓縮彈性范圍作為彈簧，具有形變小、載荷大的優點，并且結構簡單、加工制作方便、成本低且安裝簡單、使用效果好，具有使用價值高，適應性強等特點。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

一種柱形彈簧，包括一由金屬或陶瓷類的非金屬材料構成的柱體，所述的柱體上下相對兩面相互平行且為負荷承載面，在構成柱體的金屬或陶瓷類的非金屬材料的壓縮彈性范圍內成為柱形彈簧。

所述的柱體是錐形臺柱體。

所述的柱體沿中心軸具有通孔。

所述的柱體沿軸向分布、由兩層或兩層以上復合構成，至少有兩層所包含金屬元素不同。

所述的柱體沿軸向分布、由兩層或兩層以上復合構成，至少有兩層所包含的元素組份不同。

所述的柱體沿軸向分布、由兩層或兩層以上復合構成，至少有兩層所經歷的熱處理工藝不同。

與所述的柱體軸向平行、在徑向分布有加強棒或加強材料層，所述的柱體及加強棒或所述的柱體及加強材料層是由兩種或兩種以上材料復合而成。

所述的柱體上設置有孔、縫隙或溝槽。

所述的孔或縫隙內以焊接的方式填充有壓縮彈性模量與柱體壓縮彈性模量不同的材料。

所述的柱體的相鄰兩層均是通過焊接方式連接在一起。

本發明與現有技術相比具有以下優點：

1、結構簡單、加工制作簡便、投入成本低且使用方式靈活、負載高、變形小。

2、通過在柱體上設置溝槽、孔或縫隙，可調節柱形彈簧的壓縮彈性模量和變形范圍，適應電阻應變片、鋼弦或光纖等傳感單元和工程需要。

3、通過使柱體呈現錐形臺的方式可調節柱形彈簧的壓縮彈性模量和變形范圍，適應電阻應變片、鋼弦或光纖等傳感單元和工程需要。

4、通過采用壓縮彈性模量不同的多層次的結構，可調節柱形彈簧的壓縮彈性模量和變形范圍，同時保證柱形彈簧的剛性結構，適應電阻應變片、鋼弦或光纖等傳感單元和工程需要。

5、本發明的柱形彈簧具有較大的復合承載范圍，滿足巖土工程和其他大型工程的傳感、監測方面傳感器的需求，具有廣闊的應用前景。

綜上所述，本發明結構簡單、設計合理、加工制作方便、成本低且使用方式靈活、負載高、變形小，滿足巖土工程和其他大型工程的傳感、監測方面傳感器的需求，具有廣闊的應用前景。

下面通過附圖和實施例，對本發明做進一步的詳細描述。

附圖說明

圖1為本發明實施例1的結構示意圖。

圖2為本發明實施例2的結構示意圖。

圖3為本發明實施例3的結構示意圖。

圖4為本發明實施例4的結構示意圖。

圖5為本發明實施例5的結構示意圖。

圖6為本發明實施例6的結構示意圖。

圖7為本發明實施例7的結構示意圖。

附圖標記說明：

1-柱體；2-上端面；3-下端面；

4-第一材料層；5-第二材料層；

6-通孔；7-加強棒；8-本體材料；

9-軸向通孔。

具體實施方式

實施例1