[发明专利]一种双稳态簧保持装置及其工作方法有效
申请号: | 202111408709.1 | 申请日: | 2021-11-24 |
公开(公告)号: | CN114121519B | 公开(公告)日: | 2023-06-20 |
发明(设计)人: | 赵晓辉;王传川;张春基;刘伟;黄超;张鹏;雷鹏;王亚锋;尹航 | 申请(专利权)人: | 西安西电高压开关有限责任公司;中国西电电气股份有限公司 |
主分类号: | H01H3/38 | 分类号: | H01H3/38;H01H3/32;H01H3/22 |
代理公司: | 西安通大专利代理有限责任公司 61200 | 代理人: | 张宇鸽 |
地址: | 710018 陕西省西*** | 国省代码: | 陕西;61 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 双稳态 保持 装置 及其 工作 方法 | ||
1.一种双稳态簧保持装置,其特征在于,包括两根连杆(2)、两个活塞(3)、两个第一弹簧(4)、两个第二弹簧(6)和两个活塞缸(7);
两根连杆(2)尺寸相同,前端相互铰接,末端分别连接一个活塞(3)前端;
两个活塞缸(7)结构相同,且前端对称设置,两个活塞(3)分别设置在两个活塞缸(7)前端,活塞缸(7)轴向中间位置设置有台阶面,台阶面朝向后端,第一弹簧(4)末端和对应第二弹簧(6)前端串联,第一弹簧(4)前端与对应活塞(3)末端连接,第二弹簧(6)末端与对应活塞缸(7)末端连接;第一弹簧(4)的弹簧劲度系数大于第二弹簧(6)的弹簧劲度系数;
两个活塞缸(7)末端固定,两根连杆(2)的长度之和大于两个活塞缸(7)前端间距,小于两个活塞缸(7)末端间距,两个活塞缸(7)位于两根连杆(2)转动至直线后的直线上;
当第一弹簧(4)力值等于第二弹簧(6)力值时,连杆(2)处于特定运动位置或两个弹簧一起运动的位置,特定运动位置位于分/合位与两根连杆(2)转动至直线位置的之间。
2.根据权利要求1所述的双稳态簧保持装置,其特征在于,连杆(2)末端与活塞(3)铰接。
3.根据权利要求1所述的双稳态簧保持装置,其特征在于,两个活塞缸(7)末端铰接固定,连杆(2)、活塞(3)和活塞缸(7)同轴连接。
4.根据权利要求1所述的双稳态簧保持装置,其特征在于,两根连杆(2)之间设置有驱动杆(9),驱动杆(9)与两个活塞缸(7)连成的直线平行,两根连杆(2)前端与驱动杆(9)两端铰接。
5.根据权利要求4所述的双稳态簧保持装置,其特征在于,驱动杆(9)上设置有运动杆(1),运动杆(1)与两个活塞缸(7)连成的直线垂直。
6.根据权利要求1所述的双稳态簧保持装置,其特征在于,活塞缸(7)内部设置有隔板(5),隔板(5)直径大于台阶面内径,隔板(5)位于第一弹簧(4)和第二弹簧(6)之间。
7.根据权利要求6所述的双稳态簧保持装置,其特征在于,活塞缸(7)在隔板(5)活动区域的内壁上设置有凹槽,凹槽沿隔板(5)移动方向设置,隔板(5)周面上设置有凸块,凸块伸入凹槽中并与凹槽滑动连接。
8.一种基于权利要求1-7任意一项所述双稳态簧保持装置的工作方法,其特征在于,包括以下过程:
保持装置从合位向下运动,未达到特定运动位置时,弹簧的力值关系为F2=FxF1,活塞(3)压缩第一弹簧(4)其力值逐渐增大;当到达特定运动位置时,F1=F2=Fx;保持装置继续向下运动,活塞(3)在连杆(2)的带动下继续压缩弹簧时,第一弹簧(4)的力值趋向于大于Fx,此后的阶段活塞(3)继续压缩弹簧,活塞(3)推动弹簧运动,第一弹簧(4)和第二弹簧(6)实现串联同步运动,串联弹簧的劲度系数k=k1*k2/(k1+k2),kk2k1,k1和k2分别为第一弹簧(4)和第二弹簧(6)的弹簧劲度;此阶段,活塞(3)运动同样的距离S,弹簧力值关系为k*Sk1*S;
当保持装置处于靠近合位的特定运动位置时,第一弹簧(4)的力值F1等于第二弹簧(6)力值F2,当保持装置继续向上运动时,第一弹簧的压缩量Δ变小,F2=FxF1,Fx为特定运动位置时第一弹簧(4)和第二弹簧(6)的力值,两根连杆(2)中间位置的移动方向作用力Fy满足位置保持力Fy=2*F2*tanθ,θ为连杆(2)此时与两根连杆(2)转动至直线的角度,继续运动达到保持装置的合位;
两根连杆(2)转动至靠近分位的特定位置时,F1=F2=Fx,连杆(2)再向下转动时,活塞(3)压缩第一弹簧(4)的形变量减小,此时F2=Fx>F1,此后只有第一弹簧(4)发生形变,这个阶段两根连杆(2)中间位置的移动方向的作用力Fy满足位置保持力Fy=F2*tanθ,最后保持装置到达分位;
保持装置从分位向合位运动的过程与上述所述过程相同。
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