CN102780023B - 具有弹性机构的装置 - Google Patents

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Abstract

一种弹性机构，包括第一导轨、第二导轨、固定面、第一滑块、第二滑块、连杆及弹簧。第一导轨垂直于第二导轨，且第一导轨的延长线与第一导轨的延长线相交。第一滑块滑动设置在第一导轨上。第二滑块滑动设置在第二导轨上。连杆的两端分别转动连接在第一、第二滑块上。一物体沿平行于第一导轨的方向对第一滑块施加一推力，使得弹簧发生弹性形变，第一滑块对物体产生一反作用力。当第一滑块的位移增大，使得弹簧的弹性形变增大时，弹性机构的对外产生的反作用力递增速率减小。另，本发明还提供一种使用该弹性机构的装置。

Description

具有弹性机构的装置
技术领域
本发明涉及一种具有弹性机构的装置。
背景技术
现在的装置的电池槽内一般设置弹簧，以利用弹簧的反作用力将电池固定在电池槽内，但是现在的弹簧的弹力与其自身的弹性形变一般成正比，也就是说，弹性形变越大，弹力就越大。由于不同厂商制造电池时尺寸的偏差或电池在使用过程中的热膨胀，使得电池的体积会变大，此时弹簧对电池施加的弹力也会变大，使得电池易发生形变，从而影响电池的工作性能。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种弹力变化幅度小的具有弹性机构的装置。
一种具有弹性机构的装置，其包括一个抵持面、一个夹头及一个弹性机构。所述弹性机构包括一个第一导轨、一个第二导轨、一个固定面、一个第一滑块、一个第二滑块、一个连杆及一个弹簧。所述第一导轨垂直于所述第二导轨，且所述第一导轨的延长线与所述第一导轨的延长线相交。所述第二导轨连接在所述第一导轨及所述固定面之间。所述第一滑块滑动设置在所述第一导轨上，所述第二滑块滑动设置在所述第二导轨上。所述连杆的一端转动连接在所述第一滑块上，另一端转动连接在所述第二滑块上。所述夹头压设在所述第一滑块上。所述抵持面与所述第二导轨相对设置。一个物体被夹设在所述夹头及所述抵持面之间，以在沿所述第一导轨的导向上对所述第一滑块施加一个朝向所述第二导轨方向的推力，使得所述弹簧发生弹性形变，所述第一滑块对所述物体施加一个反作用力。当所述第一滑块处于静止状态或匀速运动状态时，所述反作用力与所述推力的大小相等，方向相反。
本发明的具有弹性机构的装置，当所述第一滑块的位移增大，使得所述弹簧的弹性形变增大时，所述第一滑块对所述物体产生的反作用力的递增速率减小。
附图说明
图1是本发明较佳实施方式的装置的示意图。
图2是图1的装置中弹性机构处于原始状态时的示意图。
图3是图1的装置中弹性机构受力后的受力分析图。
图4是图1的装置中弹性机构的弹力与位移的曲线关系图。
主要元件符号说明
装置200
收容槽201
第一支撑面210
第一导轨211
第二支撑面220
第二导轨221
固定面230
抵持面260
夹头270
凹槽280
物体300
弹性机构100
第一滑块40
第一滑轮41
第二滑块50
第二滑轮51
连杆60
弹簧70
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
请参阅图1，为本发明实施方式提供的一种装置200，其包括一个收容槽201及容置在所述收容槽201内的一个夹头270及一个弹性机构100。在本实施方式中，所述收容槽201为电池槽。
所述收容槽201包括一个第一支撑面210、一个第二支撑面220、一个固定面230及一个抵持面260。所述第一支撑面210与所述固定面230相互平行，所述第二支撑面220垂直连接在所述第一支撑面210与所述固定面230之间。所述抵持面260与所述第二支撑面220相对设置。在本实施方式中，所述抵持面260平行于所述第二支撑面220。
所述夹头270压设在所述弹性机构100上。所述夹头270面向所述抵持面260的表面上开设“V”型的凹槽280。所述物体300被夹持在所述夹头270的凹槽280与所述抵持面260之间。在本实施方式中，所述物体300为电池。
所述弹性机构100包括一个第一导轨211、一个第二导轨221、一个第一滑块40、一个第二滑块50、一个连杆60及一个弹簧70。所述抵持面260平行于所述第二支撑面220。
所述第一导轨211设置在所述第一支撑面210上，所述第二导轨221设置在所述第二支撑面220上，且所述第一导轨211的导向与所述第二导轨221的导向相互垂直，且所述第一导轨211及所述第二导轨221的延长线相交。
所述第一滑块40滑动设置在所述第一导轨211上，所述第二滑块50滑动设置在所述第二导轨221上。所述夹头270压设在所述第一滑块40上，以给所述第一滑块40施加一个沿所述第一导轨211的导向且朝向所述第二支撑面220方向的推力F1。在本实施方式中，所述第一滑块40面向所述第一支撑面210的表面上设置两个第一滑轮41，所述第二滑块50面向所述第二支撑面220的表面上设置两个第二滑轮51，以减小所述第一滑块40与所述第一支撑面210之间，及所述第二滑块50与所述第二支撑面220之间的摩擦力。所述第一滑轮41及所述第二滑轮51的数量并不局限于本实施方式。
所述弹簧70的一端固定在所述固定面230上，另一端固定在所述第二滑块50上。所述弹簧70的弹性位移的方向平行于所述第二支撑面220。所述连杆60的一端转动连接在所述第一滑块40上，另一端转动连接在所述第二滑块50上，使得所述连杆60与所述第二支撑面220之间形成一个夹角。在本实施方式中，所述连杆60的两端分别绞接在所述第一滑块40及所述第二滑块50上。
如图2所示，所述弹性机构100处于原始状态，未被施加推力F1时，所述连杆60与所述第二支撑面220之间的夹角为α。
如图3所示，所述物体300对所述第一滑块40施加一个沿所述第一导轨211的导向且朝向所述第二导轨221方向的推力F1，所述推力F1通过所述连杆60及所述第二滑块50传递到所述弹簧70上，所述弹簧70发生弹性形变，并产生一个弹力，所述弹力会与所述推力F1抗衡，使得所述第一滑块40上产生一个对所述推力F1的反作用力F。当所述第一滑块40处于静止状态或匀速运动状态时，所述反作用力F与所述推力F1大小相等，方向相反。所述第一导轨211沿垂直于其自身的方向上给所述第一滑块40施加一个第一支撑力N1。所述弹簧70给所述第二滑块50施加一个沿所述第二导轨221的导向且朝向所述第一导轨211的作用力F2，所述第二导轨221沿垂直于其自身的方向给所述第二滑块50施加一个第二支撑力N2。此时所述连杆60与所述第二导轨221之间的夹角为β，所述第一滑块40沿所述第一导轨211的延伸方向且朝向所述第二导轨221方向的位移为S，所述连杆60的长度为L，所述弹簧70的弹性系数为K。因此在忽略摩擦力的情况下，各力之间有以下的关系：
F＝F1＝N2＝F2×tanβ＝K×L×[cosβ-cosα]×tanβ
S＝L×[sinα-sinβ]
由于K，L都是恒定的值，若假设K＝10克力/毫米(gf/mm)，其中，1克力＝9.81*10-3牛)，L＝10mm，α为80度，β由79度减小到50度，如表一所示为所述反作用力F与所述第一滑块40沿所述第一导轨211导向的位移S的数值。
表一
β(度) S(毫米) F(克力) β(度) S(毫米) F(克力)
79 0..031910991 8..790263498 64 0..861390048 54..15990293
78 0..066807901 16..05506484 63 0..939313492 54..90534143
77 0..104680885 22..13867474 62 1..019947506 55..52285527
76 0..14551842 27..28718681 61 1..103267554 56..02315529
75 0..189308078 31..68131198 60 1..189248281 56..41556951
74 0..236036534 35..45675531 59 1..277863524 56..70826709
73 0..285689568 38..71742016 58 1..369086315 56..90844044
72 0..338252071 41..54422213 57 1..462888897 57..02245413
71 0..393708048 44..00112632 56 1..559242726 57..05596763
70 0..452040625 46..13937747 55 1..658118479 57..01403701
69 0..513232049 48..00052419 54 1..759486071 56..90119964
68 0..577263701 49..61861996 53 1..863314653 56..72154524
67 0..644116095 51..02185121 52 1..969572632 56..47877564
66 0..713768889 52..23375907 51 2..078227673 56..17625539
65 0..786200887 53..27416842 50 2..189246711 55..81705477
由表一中的数据可知，β由79度变为65度时，S为0.78mm，所述反作用力F由0上升至53.3gf。β由64度变为50度时，S为1.4mm，所述反作用力F由53.3gf上升至57.05gf。也就说，在S的变化幅度为总变化幅度的64％时，所述反作用力F的变化幅度占总变化幅度的6.6％。
根据表一，就可作出所述反作用力F与S的曲线关系图，如图4所示，所述反作用力F并不随S呈正比例变化，当S变化幅度较大时，所述反作用力F的变化幅度较小。
在其他实施方式中，当一个人或物体以一个较大的力冲击所述第一滑块40时，所述弹性机构100也可用来当作缓冲元件，起缓冲作用，以保护所述人或物体。
在其他实施方式中，所述两个第一滑轮41及所述两个第二滑轮51也可以省去。
在其他实施方式中，所述固定面230也可不与所述第一支撑面210相平行。
在其他实施方式中，为了减小所述第一导轨211与所述第一滑块40之间，及所述第二导轨221与所述第二滑块50之间的摩擦力，所述第一导轨211上与所述第一滑块40所接触的表面及所述第二导轨221上与所述第二滑块50所接触的表面也可为光滑表面。
本发明的弹性机构及使用该弹性机构的装置，当所述第一滑块的位移增大，使得所述弹簧的弹性形变增大时，所述第一滑块对所述物体施加的反作用力的变化幅度小。
可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (3)

1.一种具有弹性机构的装置，其包括一个抵持面、一个夹头及所述弹性机构，所述弹性机构包括一个第一支撑面、一个第二支撑面、一个第一导轨、一个第二导轨、一个固定面、一个第一滑块、一个第二滑块、一个连杆及一个弹簧，所述第二支撑面垂直连接在所述第一支撑面与所述固定面之间，所述第一导轨固定在所述第一支撑面上，所述第二导轨固定在所述第二支撑面上，所述第一导轨垂直于所述第二导轨，且所述第一导轨的延长线与所述第二导轨的延长线相交，所述第二导轨连接在所述第一导轨及所述固定面之间，所述第一滑块滑动设置在所述第一导轨上，所述第二滑块滑动设置在所述第二导轨上，所述连杆的一端转动连接在所述第一滑块上，另一端转动连接在所述第二滑块上，所述弹簧的一端固定在所述固定面上，另一端固定在所述第二滑块上，所述夹头压设在所述第一滑块上，所述抵持面与所述第二导轨相对设置，一个物体被夹设在所述夹头及所述抵持面之间并在沿所述第一导轨的导向上给所述第一滑块施加一个朝向所述第二导轨方向的推力，使得所述弹簧发生弹性形变并产生一弹力，所述第一滑块对所述物体施加一个反作用力，当所述第一滑块处于静止状态或匀速运动状态时，所述反作用力与所述推力的大小相等，方向相互相反。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述夹头面向所述抵持面的表面上开设一个凹槽，以容置所述物体。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一滑块面向所述第一支撑面的表面设置至少一个滑轮，所述第二滑块面向所述第二支撑面的表面设置至少一个滑轮。
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