CN1237013A - 圆柱弹簧径向弹力柔性连接装置 - Google Patents

Abstract

一种圆柱弹簧径向弹力柔性装置,是将圆柱棒设计成二体结构,称为连接滑套,在两体连接部制成连接插孔,连接器的插头与其过盈配合,在滑套外表面装有弹簧。这种新型的连接结构可用于线路连接器及机械阻尼器,也可用于制造电源插座类等多种线路连接器,工作稳定可靠,抗震动性能好,连接部为面接触柔性连接,具有接触电阻小,耗散功率低,体积小,成本低,使用寿命长等优点,还可以在机械领域的摩擦阻尼器,机械手,医疗器械等多方面得到广泛应用。

Description

圆柱弹簧径向弹力柔性连接装置

本发明是一种柔性连接装置。

目前流通在市场上的电源插座及类似的各种线路连接器，量大面广，种类繁多。其结构和连接原理百年不变，均利用连接端子自身的几何造型以及自身的材质所产身的弹性夹压力，夹压住连接器的插头，实现线路连接目的。其主要的缺点是连接处是点和线的连接，产生弹性夹压力的机构，容易变形。设计结构的先天性不足，造成线路连接器的接触电阻大，耗散功率大，故体积大，材料消耗较多，连接电极机构，易变形和损坏，不具备抗震动性能，工作不平稳，使用寿命低下。

现行的机械阻尼器，种类较多，在设计上要求运动构件减缓动量，利用机械摩擦阻尼，完成止动，是机械上常见机构。在要求径向转动摩擦阻尼，同时又要求轴向摩擦阻尼时，使结构设计比较复杂，加工精度要求较高，制造成本相应提高。

本发明的任务是：克服现有技术的不足，设计一种工作稳定可靠，抗震动性能好，材料消耗少，成本低，使用寿命长的圆柱弹簧径向弹性柔性连接装置。用于制造线路连接器和机械阻尼器。

本发明的原理如下：

圆柱弹簧被广泛的应用于各种设备中，但仅限于应用圆柱弹簧的轴向弹性力，即拉伸或压缩，俗称拉簧或压簧。而圆柱弹簧存在的径向向内的弹簧力，并未被开发和利用。弹簧拉伸后，弹簧的直径向小的趋势变化，拉伸越长，弹簧直径越小，停止拉伸后，弹簧立即恢复到原来状态。圆柱式压簧，受压后，弹簧的直径向大的趋势变化，随着压力的增加，弹簧轴向尺寸缩短，径向尺寸逐渐增大。停止压缩后，弹簧立即恢复到原有的状态。上述过程，均在弹簧的受力范围内进行。变换一种改变弹簧孔的直径尺寸的方式，利用弹簧存在的向内的径向弹簧力，以下简称束紧力，完成对连接构件的弹性夹压，是本发明的基本思想。

取一支圆柱弹簧，(以下简称弹簧)其弹簧钢丝的直径和弹簧孔径相宜。再取一支圆柱棒，其横截面为圆，直径略大于弹簧孔的直径。其横截面也可以为方形，三角形，多边形等。但其横截面至少有三点在同一个外接圆。其直径要略大于弹簧孔径。将圆柱棒插入弹簧孔内时，由于圆柱棒的直径略大于弹簧孔的直径，因而产生径向向外的涨力，圆柱棒被弹簧向内的径向束紧力束紧。施加一定的推力，弹簧克服摩擦力可以在圆柱棒体上滑动。

此时，弹簧的状态相当于被压缩。弹簧直径的变化量，等于圆柱棒直径减去弹簧孔径。将圆柱棒抽出后，弹簧立即恢复到原来的形状。只要在弹簧的受力范围内，弹簧的孔径发生形变后，是可以恢复原状的。即弹簧径向束紧力是稳定的。弹簧径向向内的束紧力的大小，可以通过改变弹簧钢丝的直径，以及改变圆柱棒与弹簧孔的差值进行修正。综上所述，利用圆柱棒的过盈配合插入弹簧孔内，获得了连接器夹压所需要的稳定弹性束紧力。

为实现连接目的，可将圆柱棒设计成两体结构，称连接电极或连接滑套，在两体结合部，制造成连接插孔。(简称插孔)连接插孔可以按连接器插头横截面分别设计成圆形、扁形、方形或正多边形、多边形。只要使连接器的插头具有足够的过盈量，就可以获得弹簧径向向内的束紧力。

由于连接体是两体结构，其结合部制成圆孔状，所以插头必须为圆柱形，连接后，是弧面与弧面的连接；其结合部为扁形，其插头必须为扁平状，其连接面为两个平面的连接；其结合部为方孔，其插头必须为方形，其连接面为四个平面的连接。插头插入插孔后，即被夹压束紧，其束紧力即为线路连接器的连接力。弹簧的径向束紧力，通过连接电极，作用在插头上，令插头和弧面连接体为金属良导体。在连接电极的尾部焊接引线，并在插头另一端上引出导线，将插头插入连接器后，即实现了线路连接目的。在机械上束紧力产生的摩擦力，是可调节的摩擦力，可按各种需要制成各种机械阻尼器。将插头改为滑动阻尼杆，两个弧面体为摩擦体，只要改变弹簧丝的直径或改变滑动阻尼杆的直径，就可以得到需要的摩擦阻尼力，并可以同时实现轴向和径向双重阻尼效果。

本发明的构思设计应用在电器产品上：由于连接部为圆弧面和圆弧面连接，平面与平面连接，连接处为面接触，接触连接的夹压力为圆柱弹簧径向向内的弹簧力，因此具有工作稳定可靠，抗震动性能好，连接部接触电阻小，耗散功率低，体积小，材料消耗少，成本低，使用寿命长的优点；本发明的构思设计应用在机械阻尼上，可完成轴向运动阻尼，又可实现径向运动阻尼，体积小，加工精度要求低，可简化设计，降低成本。

图(1)为本发明线路连接器示意图，

图(2)、(3)、(4)、(5)、(6)、(7)均为图A～A向剖视图，

图(8)为机械阻尼示意图，

本发明最佳实施例1

取二支圆柱弹簧，其弹簧内孔径相宜。再取两个对称的半圆弧面体。两个对称的半圆弧面体合为一体时，形成有一定壁厚的圆桶，为连接电极的插孔，连接滑套将弹簧套在连接电极上连接电极已做成。另取一金属圆柱棒为插头。做成连接电极插头，使其半径等于对称半圆弧面体的半径。将插头插入连接电极孔内。(图1)虽然插头的半径和圆弧面体的半径相同，但由于在设计上使两个内弧面相互在横轴线上为两个圆心，两个内弧面横轴方向的相向的距离小于圆柱插头的直径，因此，插头必须克服弹簧向内作用与两个弧面体电极的束紧力才能插入插孔。修正弹簧丝的直径和调整两个对称半圆弧面体的内弧的偏心距离，可以获得所需的连接力，由于插头的半径等于对称的两个半圆面体内弧面的半径，因此，连接处为相吻合的两个弧面相接触。在插头和弧面体上，焊好导线，将插头插入连接器的插孔，就实现了线路连接的目的。

本发明最佳实施例2

取一圆柱式弹簧，再取两支金属片，折成等边直角，做成连接体，将两个直角状条合为一体，形成方管状，内方孔为连接插孔。令其外接圆的直径等于或略大于弹簧的内孔直径。取一金属方棒做成插头，使方棒的截面的相向尺寸略大于方管状连接体内壁相向尺寸，将插头插入连接体管状孔内图(4)，由于方插头的工作面之间的尺寸略大于连接体管状孔的内壁工作面之间的尺寸，因此，方插头必须克服圆拉簧的径向向内的束紧力才能插入插孔。焊好导线，将插头插入插孔实现了线路连接的目的。

本发明最佳实施例3

取一圆柱弹簧，取两支横截面为三角状条，将其合为一体后，其横截面外廓为方形，其结合部为一扁状插，作为连接孔，取一扁状插头，其横截工作面相向尺寸，略大于连接扁状插孔横截工作面的尺寸。将插头插入连接孔，由于插头工作面之间的尺寸略大于连接孔工作面之间的尺寸，所以，插头必须克服圆柱弹簧的径向向内的束紧力才能插入插孔。修正好连接力，焊好引线，实现了电路连接目的。也可以按照图(3)、图(5)、图(6)的方式制成线路连接器。

本发明最佳实施例4

取如图阻尼套1、3，球状阻尼杆2和轴向阻尼杆4，轴向径向阻尼滑套，用圆簧5套在阻尼滑套上，束紧阻尼杆产生摩擦力，在α角度内，搬动球状阻尼杆，可随动止动，停止在任意位置上。并可在轴向上滑动，径向上转动，实现机械阻尼止动的目的。

Claims (6)

1．一种弹力柔性连接装置，其特征在于：由一支或二支以上数支圆柱弹簧、连接滑套和连接滑杆组成。圆柱弹簧套在连接滑套上，将连接滑套包裹并束紧连接滑套。(图1)

2．如权利要求1所述的柔性连接装置，其特征在于：连接滑套两体构件组合成。组合后，其横截面为圆形。或方形、三角形、正多边形。为正多边形和多边形时，必须内切于同一个圆。其内切圆的直径等于或略大于圆柱弹簧孔的直径。

3．如权利要求1、2所述的柔性连接装置，其特征在于：由两体组合的连接滑套结合部，制成与连接滑杆横截面形状相同形状的连接孔。连接滑杆的横截面形状为圆形(图2)、扁平形(图3)、方形(图4)、三角形(图5)、正多边形(图6)、等。

4．如权利要求1、2、3所述的柔性连接装置，其特征在于：当连接滑杆的横截面为圆，连接滑套的连接孔的横截面近似圆形时，连接滑套截面的外轮廓线由两个半径相等的半圆组成。其内壁轮廓线由二个半径相等，不在同一圆心，不足半圆的圆弧组成。

5．如权利要求1、2、3、4所述的柔性连接装置，其特征在于：连接滑套的连接孔的横截面为方形、扁平形、长方形、正多边形时，连接滑杆横截面的工作面周边尺寸之和略大于连接滑套连接孔横截面工作面周边尺寸之和。

6．如权力要求1、2、3、4、5所述，连接滑套和连接滑杆为同类金属，焊接连接导线，制成电路用的线路连接器。

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