CN111412236A - 一种拉压弹性机构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种拉压弹性机构，包括压缩弹簧、内套管、外套管、弹簧固定部件、承力部件。内套管和外套管壁上均有外形轮廓和尺寸一致且对穿套管壁的长条形孔。内套管位于外套管内，内套管的长条形孔与外套管的长条形孔对齐。弹簧固定部件固定压缩弹簧于内套管、外套管的长条形孔两端之间，组成一个即可拉伸亦可压缩的一种拉压弹性机构。本发明公开的拉压弹性机构，结构简单，适用范围广。
Description
技术领域
本发明涉及弹簧，尤其是涉及一种拉压弹性机构。
背景技术
弹簧是用弹性材料制成的零件，在外力作用下发生形变，除去外力后又恢复原状。为了适应不同的工作环境，弹簧可分为：压缩弹簧、拉伸弹簧、扭转弹簧、弯曲弹簧等。
许多工作环境需要弹簧既能承受压缩外力，也要能够承受拉伸外力，并能很好恢复原状；压缩弹簧能够很好的承受压缩力，并能很好复原；由于设计和材料特性的限制，一般压缩弹簧承受拉伸力发生形变后容易造成压缩弹簧无法恢复原状。目前也有制作拉压弹簧的尝试，制作过程中材料和设计的要求均较高，结构复杂且使用寿命不理想。
目前解决这个问题的方法是联合应用压缩弹簧和拉伸弹簧，或联合应用两个压缩弹簧。在承受压缩或拉伸外力的时候由一个弹簧起作用，而另外一个弹簧处于自然状态。
如：中国发明专利，一种可拉压弹性支座（专利号：CN201310114122.9），公开了一种可拉压弹性支座，包括支座顶板、外护筒、内护筒、环形挡板、钢芯柱、弹簧隔板、钢滑板、耐磨板、支座底板以及上下层碟形弹簧组。通过控制支座中选用碟形弹簧的规格和数量，提供结构设计所需的弹性刚度，同时也可兼顾支座的承载力和变形要求。
如：中国发明专利，基于拉压弹簧组的力促动器（专利号：CN201510274387.4），公开了一种基于拉压弹簧组的力促动器，包括壳体、电机、固定座、固定机构、滚珠丝杠、螺母、测力元件、输出轴、第一弹簧保持架、第二弹簧保持架、导向轴组、压缩弹簧组、调节机构组和拉伸弹簧组，导向轴组由N个导向轴组成，压缩弹簧组由N个压缩弹簧组成，压缩弹簧与导向轴一一对应，压缩弹簧套装在导向轴上，压缩弹簧的两端分别与第一弹簧保持架和第二弹簧保持架接触；调节机构组由N个调节机构组成，拉伸弹簧组由N个拉伸弹簧组成，拉伸弹簧与调节机构一一对应，拉伸弹簧的一端固定在第二弹簧支撑架上，另一端固定在调节机构上，N≥3。
如：中国专利，一种拉压双向传感器（专利号：201620365262.2），公开了一种拉压双向传感器，包括外缸体、螺帽及活塞组件，外缸体一端闭口且具有外延的伸出棒、另一端为开口端，螺帽与外缸体的开口端旋设配合，外缸体内孔的内段为细孔、外段为粗孔，细孔和粗孔之间形成有台阶处，活塞组件包括突出部及位于突出部两侧的滑动棒和连接棒，滑动棒与细孔滑动配合，且滑动棒上套设有第一压缩弹簧，第一压缩弹簧抵设在台阶处与突出部之间，连接棒伸出螺帽的穿孔形成外露的连接部，连接棒上套设有第二压缩弹簧，第二压缩弹簧抵设在螺帽与突出部之间，突出部外壁的安装孔内装设有磁钢，外缸体上设有开孔，开孔内设有与磁钢对应的霍尔元件。
如：中国专利，系数可调式拉压弹簧负载机构（专利号：CN201320323872.2），公开了一种系数可调式拉压弹簧负载机构，其主要包括有一固定单元、一活动单元、一压缩弹簧与一拉伸弹簧组。该固定单元与活动单元部分结构间配置有压缩弹簧，且该活动单元内部结构中又配置有拉伸弹簧，可令压缩弹簧与拉伸弹簧的系数相异或相同，得以使活动单元相对于固定单元进行距离缩短或距离增加的位移作用时，提供不同的负载力量。
上述压缩弹簧和/或拉伸弹簧联用的解决方案不仅明显增加系统的复杂程度，也会影响系统稳定性，并且会给设备的小型化带来困难。如果能够应用单根压缩弹簧构建一个即可承受拉伸外力，又能承受压缩外力的简易机构，将会有助于解决上述问题。为此，本发明公开了一种拉压弹性机构。
发明内容
本发明所要解决的问题是：应用一根压缩弹簧构建一个拉压弹性机构。
为解决上述技术难题，本发明应用一根压缩弹簧在套管和弹簧固定部件的限制下构成一种拉压弹性机构，包括压缩弹簧（1）、内套管（2）、外套管（3）。
在所述内套管（2）的一端设置内套管承力部件（4），在所述外套管（3）的一端设置外套管承力部件（5），所述内套管承力部件（4）和所述外套管承力部件（5）位于整个机构两端。
在所述内套管（2）套管壁上有外形轮廓和尺寸一致且对穿套管壁的内套管长条形孔（6），在所述外套管（3）的套管壁上有同样外形轮廓和尺寸且对穿套管壁的外套管长条形孔（7）。
所述内套管长条形孔（6）和所述外套管长条形孔（7）的轮廓及长度一致，其长度可以根据预设承力要求等于或小于所述压缩弹簧（1）的长度。
所述内套管（2）位于所述外套管（3）内，所述内套管（2）可在所述外套管（3）内沿长条形孔走向相对移动。
所述内套管（2）置入所述外套管（3）时，所述内套管长条形孔（6）与所述外套管长条形孔（7）的轮廓线对齐。
设置弹簧固定部件一（8）和弹簧固定部件二（9），将所述弹簧固定部件一（8）穿过所述内套管长条形孔（6）和所述外套管长条形孔（7），阻挡固定所述压缩弹簧（1）的一端，将所述弹簧固定部件二（9）穿过所述内套管长条形孔（6）和所述外套管长条形孔（7），阻挡固定所述压缩弹簧（1）的另一端，构成一个拉压弹性机构。
拉压弹性机构自然状态下，由于所述内套管长条形孔（6）和所述外套管长条形孔（7）长度相等，且其长度等于或小于所述压缩弹簧（1）的长度，所以此拉压弹性机构的初始弹力值可以为零，也可以为一个预设值。
整个机构的两端根据应用环境及承受外力的形式和方式适配所述内套管承力部件（4）和所述外套管承力部件（5）。所述内套管承力部件（4）和所述外套管承力部件（5）承受外力，并将相应外力传递至所述内套管（2）和所述外套管（3）。
当外力施加到所述内套管承力部件（4）和所述外套管承力部件（5）时，所述内套管承力部件（4）和所述外套管承力部件（5）将外力传递至所述内套管（2）和所述外套管（3）上，使所述内套管（2）和所述外套管（3）之间产生相对位移。整个机构无论是承受压缩外力还是拉伸外力，均能缩短所述内套管长条形孔（6）与所述外套管长条形孔（7）重合部分的长度，缩短所述弹簧固定部件一（8）和所述弹簧固定部件二（9）之间的距离，压缩所述压缩弹簧（1），整个机构缩短或伸长；外力去除后，所述压缩弹簧（1）回弹，带动整个拉压弹性机构恢复到自然长度。
整个机构的形变程度与施加外力的大小成正比，无论外力是拉伸力还是压缩力，传递至所述压缩弹簧（1）上只有压缩力，也就是说所述压缩弹簧（1）只产生压缩形变，即可使整个机构伸长或缩短。
整个机构在拉伸或压缩过程中由于所述弹簧固定部件一（8）和所述弹簧固定部件二（9）以及所述内套管长条形孔（6）和所述外套管长条形孔（7）的限制，所述内套管（2）和所述外套管（3）只能沿长条形孔走向相对移动，保证整个机构的稳定性。
长条形孔可以设计成不同线形，其走向也可多样，从而赋予本机构在伸缩过程中可伴有一定程度的旋转；套管、弹簧的横截面可以为圆形、椭圆形、多边形等；弹簧可以位于内套管内，或位于内套管与外套管之间，或位于外套管外；承力部件与弹簧固定部件也可以设计成不同形式。这些均为适应不同应用环境的适宜设计。
与现有技术相比，本发明应用一根压缩弹簧与两个套管及相应部件构成一个拉压弹性机构，不需要已有设计中的多根拉伸弹簧或压缩弹簧，结构简单，稳定性好，可以根据不同应用环境进行调整，使用范围广泛。
附图说明
图1为本发明中的一种自然状态结构示意图
图２为本发明中的一种拉伸状态结构示意图
图３为本发明中的一种压缩状态结构示意图
图4为本发明中的一种内外套管可相对旋转设计结构示意图
图5为本发明中的一种内外套管可相对旋转设计的拉伸状态结构示意图
图6为本发明中的一种内外套管可相对旋转设计的压缩状态结构示意图
图中：1压缩弹簧；2内套管；3外套管；4内套管承力部件；5外套管承力部件；6内套管长条形孔；7外套管长条形孔；8弹簧固定部件一；9弹簧固定部件二。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
实施例一：
参照图2，本发明中的一种拉伸状态：当整个机构承受拉伸力时，所述内套管（2）在所述内套管承力部件（4）的拉动下从所述外套管（3）内抽出，所述内套管长条形孔（6）远离所述内套管承力部件（4）的一端拉动所述弹簧固定部件二（9）与所述内套管（2）同向移动；所述外套管长条形孔（7）远离所述外套管承力部件（5）的一端则阻止所述弹簧固定部件一（8）随所述内套管（2）移动；所述弹簧固定部件一（8）和所述弹簧固定部件二（9）之间的距离缩短，所述压缩弹簧（1）被压缩，此时整个机构长度增加，被拉伸。
拉伸外力去除后，所述压缩弹簧（1）弹回，恢复所述弹簧固定部件一（8）和所述弹簧固定部件二（9）之间的距离到整个机构被拉伸前的状态，带动所述内套管（2）和所述外套管（3）回到初始位置，整个机构恢复到自然状态。
实施例2：
参照图3，本发明中的一种压缩状态：当整个机构承受压缩力时，所述内套管（2）在所述内套管承力部件（4）的推动下向所述外套管（3）内进一步插入，所述内套管长条形孔（6）靠近所述内套管承力部件（4）的一端推动所述弹簧固定部件一（8）与所述内套管（2）同向移动；所述外套管长条形孔（7）靠近所述外套管承力部件（5）的一端则阻止所述弹簧固定部件二（9）随所述内套管（2）移动；所述弹簧固定部件一（8）和所述弹簧固定部件二（9）之间的距离缩短，所述压缩弹簧（1）被压缩，此时整个机构长度缩短，被压缩。
压缩外力去除后，所述压缩弹簧（1）弹回，恢复所述弹簧固定部件一（8）和所述弹簧固定部件二（9）之间的距离到整个机构被压缩前的状态，带动所述内套管（2）和所述外套管（3）回到初始位置，整个机构恢复到自然状态。
实施例3：
参照图4，本发明中的一种内外套管可相对旋转设计：当整个机构承受拉伸或压缩外力的同时，需要所述内套管（2）和所述外套管（3）之间相对旋转时，可将长条形孔设计成非平行于套管轴线的形式。
参照图5，此机构拉伸过程中，所述弹簧固定部件一（8）与所述外套管（3）不产生相对位移；所述内套管（2）从所述外套管（3）抽出过程中，所述弹簧固定部件二（9）在所述内套管长条形孔（6）远离所述内套管承力部件（4）一端的拉动下只能按照所述外套管长条形孔（7）的走向移动，因为所述内套管长条形孔（6）与所述外套管长条形孔（7）的走向和轮廓一致，所以所述内套管（2）相对所述外套管（3）在抽出的过程中便可伴随相对旋转。
参照图6，此机构压缩过程中，所述弹簧固定部件二（9）与所述外套管（3）不产生相对位移，所述内套管（2）在进一步插入所述外套管（3）的过程中，所述弹簧固定部件一（8）在所述内套管长条形孔（6）接近所述内套管承力部件（4）一端的推动下只能按照所述外套管长条形孔（7）的走向移动，由于所述内套管长条形孔（6）与所述外套管长条形孔（7）的走向和轮廓一致，所以所述内套管（2）相对所述外套管（3）在进一步插入过程中便可伴随相对旋转。
上述对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，如：改变套管及弹簧的外形、改变弹簧和套管的相对位置、改变长条形孔的形状和走行、改变承力部件的设计等，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，对于本发明做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种拉压弹性机构，主要包括压缩弹簧（1）、内套管（2）、外套管（3），其特征在于，在所述内套管（2）的一端设置内套管承力部件（4），在所述外套管（3）的一端设置外套管承力部件（5），所述内套管承力部件（4）和所述外套管承力部件（5）位于整个机构两端。
2.如权利要求1所述的一种拉压弹性机构，其特征在于，在所述内套管（2）的套管壁上有外形轮廓和尺寸一致且对穿套管壁的内套管长条形孔（6），在所述外套管（3）的套管壁上有同样外形轮廓和尺寸且对穿套管壁的外套管长条形孔（7）。
3.如权利要求2所述的一种拉压弹性机构，其特征在于，所述内套管长条形孔（6）和所述外套管长条形孔（7）的轮廓和长度一致，其长度等于或小于所述压缩弹簧（1）的长度。
4.如权利要求1所述的一种拉压弹性机构，其特征在于，所述内套管（2）位于所述外套管（3）内，所述内套管（2）可在所述外套管（3）内移动。
5.如权利要求1所述的一种拉压弹性机构，其特征在于，所述压缩弹簧（1）由弹簧固定部件一（8）和弹簧固定部件二（9）阻挡固定。
6.如权利要求5所述的一种拉压弹性机构，其特征在于，所述弹簧固定部件一（8）穿过所述内套管长条形孔（6）和所述外套管长条形孔（7），阻挡固定所述压缩弹簧（1）的一端，所述弹簧固定部件二（9），穿过所述内套管长条形孔（6）和所述外套管长条形孔（7），阻挡固定所述压缩弹簧（1）的另一端。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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