[发明专利]一种刚度可调的弹簧机构

说明书

技术领域

本发明属于弹簧结构相关技术领域，更具体地，涉及一种刚度可调的弹簧机构。

背景技术

弹簧在外力作用下能产生较大的弹性变形，在机械设备中被广泛用作弹性元件，被用来控制机构运动或者零件的位置、缓冲吸振、存储能量、测量力的大小。按照弹簧的形状不同，弹簧可以分为螺旋弹簧、环形弹簧、碟形弹簧、板簧及盘簧等。其中螺旋弹簧是用弹簧丝卷绕制成的，由于制造简便，故应用比较广泛，一般机械中最常用的就是圆柱螺旋弹簧。

弹簧在实际制造中会产生制造误差，最终加工得到的弹簧的刚度总是会与最初设定的刚度值有误差，安装这种本身就有制造误差的弹簧会直接影响到系统的刚度。另外，针对机械系统调试、模态分析时可能需要反复验证系统的弹簧的刚度，需要更换尝试不同刚度值的弹簧，安装更换时间较长，且成本较高；而使用电控气控对作用弹簧进行调节，往往使系统结构更加复杂，且不便于安装；使用电磁弹簧，负载能力较小，不能满足工业上的需求。相应地，本领域存在着发展一种刚度可调节的弹簧结构的技术需求。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种刚度可调的弹簧机构，其基于现有弹簧结构的工作特点，针对刚度可调的弹簧机构的结构及部件联接关系进行了设计。所述弹簧结构通过内筒的旋入旋出来控制弹簧的有效工作圈数，以实现弹簧的刚度的连续调节，安装调节简单，效率较高，且适合于承载较大的场合；同时，通过两对螺旋副及螺母的并紧作用保证调节后的内筒的锁死，外筒的夹紧螺钉的夹紧也使得外筒内孔收缩，从而使得旋在内筒的螺旋槽内的弹簧锁死，进而保证了调节后的弹簧在承载较大的频繁负载下的稳定性。此外，所述弹簧机构通过螺旋副实现弹簧机构总的安装高度不变，既实现了弹簧刚度的调节，也保证了安装要求，且所述弹簧机构可以适用在由于弹簧加工误差所引起的弹簧实际刚度与设计刚度不符时需要对弹簧刚度进行调节的情况，也适用于需要不同刚度值来进行系统实验的场合。

为实现上述目的，本发明提供了一种刚度可调的弹簧机构，其包括螺杆、内筒、外筒、弹簧及底座，其特征在于：

所述螺杆上形成有外螺纹，所述内筒开设有螺纹孔，所述螺纹孔的中心轴与所述内筒的中心轴重合，且所述螺纹孔与所述螺杆的外螺纹相螺合以使所述螺杆与所述内筒螺纹连接；所述螺杆通过转动来调节所述螺杆与所述底座之间的距离，即所述弹簧机构沿所述螺纹孔的中心轴方向的高度；

所述内筒朝向所述底座的一端的外壁上形成有螺旋槽，所述螺旋槽用于收容所述弹簧的一端，且其与所述弹簧形成螺旋副，所述内筒通过相对于所述弹簧的转动来改变所述弹簧的工作长度，进而调节所述弹簧的刚度；所述弹簧的另一端连接于所述底座；

所述外筒套设在所述弹簧及所述内筒外，其用于夹紧所述弹簧及所述内筒以防止所述弹簧滑脱，或者松开所述弹簧以便于对所述弹簧进行刚度调节。

进一步的，所述弹簧连接于所述底座的一端被进行了并紧磨平处理。

进一步的，所述弹簧机构还包括螺母，所述螺母螺纹连接于所述螺杆，且其压紧在所述内筒上以进行防松。

进一步的，所述螺旋槽的形状及尺寸分别与所述弹簧的形状及尺寸相对应。

进一步的，所述内筒的外壁具有预定锥度，以便于所述弹簧在所述内筒的外壁上的旋入旋出。

进一步的，所述外筒呈圆柱状，其开设有收容孔及与所述收容孔相连通的间隙槽，所述收容孔的中心轴与所述外筒的中心轴重合；所述收容孔用于收容所述内筒及所述弹簧。

进一步的，所述间隙槽呈长方形，其一端沿所述外筒的径向贯穿所述收容孔的孔壁；所述外筒还开设有与所述间隙槽相连通的夹紧孔，所述夹紧孔贯穿所述间隙槽相对的两个槽壁。

进一步的，所述弹簧机构还包括夹紧螺钉，所述夹紧螺钉与所述夹紧孔相配合以夹紧所述外筒或者松开所述外筒，进而使所述收容孔收缩而将所述内筒及所述弹簧锁死或者松开所述弹簧。