[发明专利]一种非线性凸轮弹簧组合机构

权利要求书

1.一种非线性凸轮弹簧组合机构，其特征在于，该机构包括非线性凸轮，与该非线性凸轮相连的线性弹簧和用于输出外力绕过非线性凸轮的绳子，所述的非线性凸轮采用多圈螺旋结构，该多圈螺旋的轮廓线轨迹为根据应用需求提出的力—位移曲线经由数学方法求出；该数学优化算法采用单元划分和构建最优解函数的思想，将凸轮总转角等分为多个单元，利用几何关系和物理定理求解出各单元绳子的拉力，将应用需求的力和计算的力之差的平方和作为目标函数，经过反复迭代的数值求解方法找到最优解，该计算方法能得出凸轮轮廓线轨迹与线性弹簧的参数。

2.如权利要求1所述非线性凸轮弹簧组合机构，其特征在于，还包括固定框架，该固定框架由上下横梁和连接上下横梁一端的侧梁，分别设置在上下横梁上的两个转动轴承，以及在下梁上固定的一固定柱组成；所述线性弹簧为正比例的平面涡卷弹簧，所述非线性凸轮由多圈螺旋本体，连接在本体上下两端的上下轴组成；该本体下端底面设有用于嵌入平面涡卷弹簧的凹槽，该平面涡卷弹簧的中心端固定在凸轮的下轴上，外侧端固定于框架的固定柱上；该非线性凸轮的上、下轴分别与该框架的上下横梁的两个转动轴承相配合转动；所述绳子从上至下缠绕于螺旋本体沟槽内并固定于本体底部，工作时绳子上端沿沟槽拉伸用于外力输出。

3.如权利要求1所述非线性凸轮弹簧组合机构，其特征在于，还包括固定框架，该固定框架由上下横梁和连接上下横梁一端的侧梁，分别设置在上下横梁上的上下转动轴承，与下转动轴承相连的匹配轴和与匹配轴相连的绕线轴组成；所述线性弹簧由正比例的线性螺旋拉伸弹簧、连接拉伸弹簧一端的连接线组成；该连接线另一端固定在绕线轴上；所述非线性凸轮由多圈螺旋本体，连接在本体上下两端的上下轴组成；该下轴与绕线轴相连，该上轴与上转动轴承相配合转动；所述绳子从上至下缠绕于螺旋本体沟槽内并固定于本体底部，工作时，线性螺旋拉伸弹簧的一端固定，绳子上端沿沟槽拉伸用于外力输出。