[发明专利]一种双稳态簧保持装置及其工作方法

说明书

本发明公开了一种双稳态簧保持装置及其工作方法，包括两根连杆、两个活塞、两个第一弹簧、两个第二弹簧和两个活塞缸；两根连杆尺寸相同，前端相互铰接，末端分别连接一个活塞前端；两个活塞缸结构相同，且前端对称设置，两个活塞分别设置在两个活塞缸前端，活塞缸轴向中间位置设置有台阶面，台阶面朝向后端，第一弹簧末端和对应第二弹簧前端串联，第一弹簧前端与对应活塞末端连接，第二弹簧末端与对应活塞缸末端连接；第一弹簧的弹簧劲度系数小于第二弹簧的弹簧劲度系数；给机构提供足够的合闸保持力，并实现机构的分闸位置时状态保持。

技术领域

本发明属于机构传动领域，涉及一种双稳态簧保持装置及其工作方法。

背景技术

常见双稳态簧保持装置，由1对或几对过中簧沿传动杆均匀分布，弹簧或碟簧置于圆筒中，利用弹簧或碟簧的压缩量来提供保持力。

现有双稳态簧保持装置的结构虽然能保证机构的分、合闸位置并提供足够的合闸保持力，但同时带来了新的问题：1.在机构动作的初期加速阶段，保持力作为阻力减小了传动件的加速度；2.在机构减速缓冲阶段保持力为传动系统输入能量，增加其运动速度，增加了机构的缓冲难度；3.稳态簧在传动件的径向作用力，增大了转动件的阻力消耗了系统的能量。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种双稳态簧保持装置及其工作方法，给机构提供足够的合闸保持力，并实现机构的分闸位置时状态保持。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种双稳态簧保持装置，包括两根连杆、两个活塞、两个第一弹簧、两个第二弹簧和两个活塞缸；

两根连杆尺寸相同，前端相互铰接，末端分别连接一个活塞前端；

两个活塞缸结构相同，且前端对称设置，两个活塞分别设置在两个活塞缸前端，活塞缸轴向中间位置设置有台阶面，台阶面朝向后端，第一弹簧末端和对应第二弹簧前端串联，第一弹簧前端与对应活塞末端连接，第二弹簧末端与对应活塞缸末端连接；第一弹簧的弹簧劲度系数大于第二弹簧的弹簧劲度系数；

两个活塞缸末端固定，两根连杆的长度之和大于两个活塞缸前端间距，小于两个活塞缸末端间距，两个活塞缸位于两根连杆转动至直线后的直线上；

当第一弹簧力值等于第二弹簧力值时，连杆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/合位与两根连杆转动至直线位置的之间。

优选的，连杆末端与活塞铰接。

优选的，两个活塞缸末端铰接固定，连杆、活塞和活塞缸同轴连接。

优选的，两根连杆之间设置有驱动杆，驱动杆与两个活塞缸连成的直线平行，两根连杆前端与驱动杆两端铰接。

进一步，驱动杆上设置有运动杆，运动杆与两个活塞缸连成的直线垂直。

优选的，活塞缸内部设置有隔板，隔板直径大于台阶面内径，隔板位于第一弹簧和第二弹簧之间。

进一步，活塞缸在隔板活动区域的内壁上设置有凹槽，凹槽沿隔板移动方向设置，隔板周面上设置有凸块，凸块伸入凹槽中并与凹槽滑动连接。

一种基于上述任意一项所述双稳态簧保持装置的工作方法，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，活塞压缩第一弹簧其力值逐渐增大；当到达特定运动位置时，F1＝F2＝Fx；保持装置继续向下运动，活塞在连杆的带动下继续压缩弹簧时，第一弹簧的力值趋向于大于Fx，此后的阶段活塞继续压缩弹簧，活塞推动弹簧运动，第一弹簧和第二弹簧实现串联同步运动，串联弹簧的劲度系数k＝k1*k2/(k1+k2)，kk2k1，k1和k2分别为第一弹簧和第二弹簧的弹簧劲度；此阶段，活塞运动同样的距离S，弹簧力值关系为k*Sk1*S；