[发明专利]一种多节式簧丝及具有该结构的刚度可变压缩弹簧装置

说明书

本发明涉及一种多节式簧丝及具有该结构的刚度可变压缩弹簧装置，属于弹簧簧丝及刚度可变压缩弹簧技术领域。本发明的多节式簧丝是由簧丝母节、簧丝公节交替拼接构成的圆柱螺旋形簧丝本体，簧丝本体通过与其形状相匹配的保持架保持圆柱螺旋形状。本发明通过控制转动盘的角位移，就能实现弹簧刚度的实时控制，同时将整体簧丝设计成多节式簧丝可以使转动盘驱动的扭矩大大减小，刚度调幅范围却大大增加。

技术领域

本发明涉及一种多节式簧丝及具有该结构的刚度可变压缩弹簧装置，属于弹簧簧丝及刚度可变压缩弹簧技术领域。

背景技术

专利号2019100168452公开了一种可控变刚度的圆柱螺旋弹簧装置，通过直接扭转传统圆柱螺旋弹簧来改变弹簧中径以实现刚度可调的弹簧，此结构的刚度可调弹簧受限于簧丝大变形带来的屈服问题，调幅范围非常小，同时需要非常大的扭转力矩，而且在扭转时弹簧容易失稳需要复杂的保持架进行限位，因此不利于市场推广。

传统的螺旋弹簧都是用弹簧钢线材加热绕曲而成，根据线材的截面、绕曲直径、绕曲螺距来决定弹簧的刚度，因此刚度都是设定好的，有的刚度是线性的（刚度不随弹簧变形发生改变）、有的刚度是非线性的（不同的变形量对应不同的刚度），但不管哪种方式，这种刚度都是“死”的，无法让其根据实际使用工况作出刚度上的调整，而在一些工业领域却恰恰需要一种刚度可以灵活改变的弹簧，例如汽车减震系统，传统的减震系统由弹簧和阻尼器构成，一般情况可以改变阻尼器的阻尼力对减震系统做出修正，但是却无法改变现有弹簧的刚度来实现更好的减震效果，因此通常情况下就要更换弹簧，有的甚至将减震器都换掉，可是换掉以后也是对应某一工况，比如将软的弹簧换成硬的弹簧，虽然操控更好，但是舒适感就差了，同理相反，所以如果弹簧的刚度和阻尼器一样也可以实时的调整，那么减震系统就能更好的发挥其作用；涡激振荡发电是目前新能源发电领域一个非常有前景的方向，这里一个关键问题就是如何根据外部激励（风、波浪等）的不同调整系统的模态，使振动结构的振幅最大，发电效率最高，而刚度可变的弹簧恰恰是解决该问题的一把“钥匙”；在工业自动化领域刚度可变弹簧也有非常大的作用，如油压缓冲器、工业脚轮等。基于以上情况，目前市场上却没有推出一款商用的刚度可变弹簧，因此该领域有着诱人的前景，同时也充满挑战。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术存在的不足之处，提供一种多节式簧丝以及压缩弹簧装置 ，该压缩弹簧装置结构简捷，刚度可变，调幅范围大，扭转力矩小。

一种多节式簧丝，其特殊之处在于是由簧丝母节1、簧丝公节2交替拼接构成的圆柱螺旋形簧丝本体，簧丝本体通过与其形状相匹配的保持架3保持圆柱螺旋形状；

所述簧丝母节1中间呈斜坡状，簧丝母节1的前、后两端水平向前、向后延伸形成U型约束接头4；

所述簧丝公节2中间呈斜坡状，簧丝公节2的前、后两端水平向前、向后延伸形成板式约束接头5；

所述U型约束接头4、板式约束接头5上均开设有安装孔6，通过安装孔6插装销轴，实现簧丝母节1与簧丝公节2的连接；

所述簧丝母节1、簧丝公节2、保持架3均由弹簧钢制成；

所述簧丝母节1、簧丝公节2侧面均设有用于连接保持架3的连接块7。

一种由多节式簧丝构成的刚度可变压缩弹簧装置，其特殊之处在于包括多节式簧丝，多节式簧丝顶部安装于转动盘8内、底部安装于固定盘9内，转动盘8、固定盘9安装多节式簧丝的一面直径方向上均开设有一个滑槽10，多节式簧丝顶部及底部均安装有协调块11，协调块11嵌于滑槽10内且能沿着滑槽10长度往复滑动，转动盘8安装于转动盘支架12内且能在转动盘支架12内旋转，转动盘8顶部安装有用于驱动其转动的驱动机构，转动盘支架12嵌于环形导向件13内且能沿着环形导向件13高度方向上下移动，转动盘支架12外壁高度方向上设有多个相间隔的导向条14，环形导向件13内壁高度方向上设有与导向条14配合使用的导向槽15，固定盘9安装于环形导向件13底部；