CN204152985U - 双螺旋弹性连接器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双螺旋弹性连接器，包括弹性变形段及设于弹性变形段左、右两侧的左固定段和右固定段，所述弹性变形段的管壁上开设有两个同旋向且错开的螺旋槽，所述弹性变形段管壁在两螺旋槽之间形成有两条螺旋状的簧丝；本实用新型采用了双螺旋的结构，具有承受大扭矩、高疲劳强度、短轴距、大角度变形、超负荷自动角度限位、双重保险等特点。

Description

双螺旋弹性连接器

技术领域

本实用新型涉及一种弹性连接器, 主要运用于中轴式力矩传感器中人力脚踩变形。

背景技术

弹性连接器（或叫联轴器）的使用目的是将主动端与被动端之间采用弹性连接，达到减小冲击载荷对传动系统的破坏，同时将弹性连接器的功能扩展外部加装不同的传感器部件即可作为扭力传感器。由于多用于输入轴与输出轴之间的连接，因此也叫弹性联轴器，种类、结构、类型有很多，包括金属弹性连接器和非金属弹性连接器、零间隙弹性连接器和非零间隙弹性连接器、线性弹性连接器与非线性弹性连接器、复合型弹性连接器和单体型弹性连接器之分。但是如果要解决在有限空间的线性大扭矩高精度问题及成本工艺性问题，往往不是件容易的事情。

弹性连接器从材料和结构讲用很多种，有非线性的和线性的，一般来讲采用非金属材料作为弹性体的连接器由于空间的阻止作用，角位移的线性很难保证，同时随着材料的老化及材料的塑性变形大，回位功能将很快丧失，既不能回位产生非零间隙导致启动冲击加大的问题；另外弹性模量不易掌控对于量化和线性要求较高的产品不易采用。

为了解决在有限空间的较大力矩作用下系统的回位，目前最好的方式还是采用机械加工方式的金属基体及复合金属基体，复合金属基体为保证较小的间隙误差及回程误差，各零件的加工精度是必须保障的，因此造成体积重量大、成本高、寿命短、精度难以保障，由于质量大也带来惯性冲击大等诸多问题，而单一金属基体加工的零件将具有材料成本低、无启动间隙与回程间隙、由于质量小惯性冲击也小等优势，这些连接器已经批量生产，主要有两种：螺旋槽弹性连接器（见图1和图2）与平行槽弹性连接器（见图3和图4），相关的论文网上随处可见，但是这两种连接器各有各的优点和缺点：螺旋槽的优点是线性好而且线性变形范围大，弹性材料可以得到充分的伸展，受力截面相对固定因此应力分散性好、线性好，但缺点是在使用相当长时间后，由于材料的各种缺陷，其簧丝易断裂，进而产生颠覆性损坏；平行槽的优点是加工方便，由于各槽平行，用铣床或线切割都可以做，后期调整弹性模量也方便（再将槽加宽即可），但是由于平行槽采用两点固定的封闭环形结构的受矩变形，两固定点为输入和输出端，这种结构在受到扭矩情况下的变形使得两段弧形受压与受拉变形，而金属材料的弹性变形特性主要是依靠其弯曲特性来实现的，而金属材料自身本体的拉伸变形和压缩变形的变形率则是很小的，不想橡胶和聚氨酯材料具有的自身本体变形，因此有效变形长度较小，导致角度的变化量无法更多的释放，因此变形角度很小。另外平行槽弹性连接器截面各处不同，是阶跃状截面，也就是说相当于复合弹性模量的弹簧（一根弹性模量小的弹簧与一根弹性模量大的弹簧串联结构）因此在承受的扭矩不断加大时，弹性模量呈现出非线性特征。

发明内容

本实用新型目的是：提供一种双螺旋弹性连接器，其采用了双螺旋的结构，具有承受大扭矩、高疲劳强度、小空间、大角度变形、超负荷自动角度限位、双重保险的特点。

本实用新型的技术方案是：一种双螺旋弹性连接器，包括弹性变形段及设于弹性变形段左、右两侧的左固定段和右固定段，所述弹性变形段的管壁上开设有两个同旋向且错开的螺旋槽，所述弹性变形段管壁在两螺旋槽之间形成有两条螺旋状的簧丝。

进一步的，两螺旋槽的螺距相同，且两螺旋槽的同侧端部在弹性变形段的同圆周方向间隔180度布置。

为了便于中轴式力矩传感器的整体装配，所述左固定段的内孔壁上于圆周方向间隔地布置有若干个卡槽；所述右固定段的右端部于圆周方向间隔地开设置有若干个开口槽。

本实用新型的优点是：

1、本实用新型具有承受大扭矩、短轴距、大角度变形、双重保险等特点，与普通螺旋弹性连接器相比可靠性更高，由于采用了双螺旋的结构，在使用相当时间过程后，由于材料的各种缺陷，当其中的一根簧丝断裂时，还有另一根簧丝可以工作，使用者不必担心产生颠覆性损坏。

、本实用新型具有超负荷自动角度限位功能，由于弹性连接器为管状结构，在使用过程中其内穿设有一根轴，使用时，由于受力后弹性连接器扭曲直径减小，将对轴的外表面有一个抱紧力，当抱紧到两者簧丝与轴外表面贴合后将不会再转动，从而保证了簧丝不再产生进一步的变形，保护弹性连接器不会损坏，本实用新型与传统的连接器相比，无须特定的角度限位机构即可实现角度限位功能，不仅省去超负荷的限位机构，同时简化了设计和加工。

、本实用新型由于材料变形的有效横截面积长度较长，所以弹性范围更大，与同等截面的单螺旋弹性连接器相比，其可以在不到一个导程的轴向距离内簧丝参与变形的范围加大，因此具有高疲劳强度和更大的变形范围。

附图说明

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：

图1、图2为螺旋槽弹性连接器的立体示意图；

图3、图4为平行槽弹性连接器的立体示意图；

图5、图6为本实用新型的立体示意图；

图7为本实用新型的侧面示意图；

图8为本实用新型的剖面示意图。

其中：1弹性变形段；2左固定段；3右固定段；4螺旋槽；5簧丝；6卡槽；7开口槽。

具体实施方式

实施例：如图5至图8所示，一种双螺旋弹性连接器，包括弹性变形段1及设于弹性变形段1左、右两侧的左固定段2和右固定段3，所述弹性变形段1的管壁上开设有两个同旋向且错开的螺旋槽4，所述弹性变形段1管壁在两螺旋槽4之间形成有两条螺旋状的簧丝5。

本实施例中，两螺旋槽4的螺距相同，且两螺旋槽4的同侧端部在弹性变形段的同圆周方向间隔180度布置。如图7所示，两螺旋槽4的左端部分别位于弹性变形段的左侧管壁的正对位置，即圆周方向间隔180度布置；同理，两螺旋槽4的右端部分别位于弹性变形段的右侧管壁的正对位置，即圆周方向间隔180度布置。

为了便于中轴式力矩传感器的整体装配，所述左固定段2的内孔壁上于圆周方向间隔地布置有若干个卡槽6，所述右固定段3的右端部于圆周方向间隔地开设置有若干个开口槽7。

本实用新型具有承受大扭矩、短轴距、大角度变形、双重保险等特点，与普通螺旋弹性连接器相比可靠性更高，由于采用了双螺旋的结构，在使用相当时间过程后，由于材料的各种缺陷，当其中的一根簧丝5断裂时，还有另一根簧丝5可以工作，使用者不必担心产生颠覆性损坏。

本实用新型具有超负荷自动角度限位功能，由于弹性连接器为管状结构，在使用过程中其内穿设有一根轴，使用时，由于受力后弹性连接器扭曲直径减小，将对轴的外表面有一个抱紧力，当抱紧到两者簧丝5与轴外表面贴合后将不会再转动，从而保证了簧丝5不再产生进一步的变形，保护弹性连接器不会损坏，本实用新型与传统的连接器相比，无须特定的角度限位机构即可实现角度限位功能，不仅省去超负荷的限位机构，同时简化了设计和加工。

本实用新型由于材料变形的有效横截面积长度较长，所以弹性范围更大，与同等截面的单螺旋弹性连接器相比，其可以在不到一个导程的轴向距离内簧丝参与变形的范围加大，因此具有高疲劳强度和更大的变形范围。

以上仅是本实用新型的具体应用范例，对本实用新型的保护范围不构成任何限制。除上述实施例外，本实用新型还可以有其它实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型所要求保护的范围之内。

Claims (4)

1.一种双螺旋弹性连接器，包括弹性变形段(1)及设于弹性变形段(1)左、右两侧的左固定段(2)和右固定段(3)，其特征在于：所述弹性变形段(1)的管壁上开设有两个同旋向且错开的螺旋槽(4)，所述弹性变形段(1)管壁在两螺旋槽(4)之间形成有两条螺旋状的簧丝(5)。 

2.根据权利要求1所述的一种双螺旋弹性连接器，其特征在于：两螺旋槽(4)的螺距相同，且两螺旋槽(4)的同侧端部在弹性变形段(1)的同圆周方向间隔180度布置。 

3.根据权利要求1或2所述的一种双螺旋弹性连接器，其特征在于：所述左固定段(2)的内孔壁上于圆周方向间隔地布置有若干个卡槽(6)。 

4.根据权利要求1或2所述的一种双螺旋弹性连接器，其特征在于：所述右固定段(3)的右端部于圆周方向间隔地开设置有若干个开口槽(7)。