CN205302025U - 一种可调恒力机构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种可调节恒力机构,该机构由基座组件、力输出组件、水平调节组件、竖直调节组件组成:所述基座组件由顶板、外筒和底板组成,各部分依次固连;所述力输出组件由接触板、凸轮和水平移动组件组成,接触板与凸轮固连,凸轮与水平移动组件接触;所述水平移动组件由滚子、心轴和保持架组成,滚子通过心轴与保持架固连;所述水平调节组件由水平调节螺钉、凸台和水平弹簧组成;水平弹簧两端分别与水平调节螺钉和保持架接触。所述竖直调节组件由上调节螺钉、竖直弹簧和下调节螺钉组成;竖直弹簧两端分别与上调节螺钉和下调节螺钉接触。本实用新型具有体积小、结构简单、恒力输出可调的优点。
Description
技术领域
本实用新型属于恒力加载机构,尤其涉及一种可调节恒力机构。
背景技术
恒力机构能在牵引物体运动过程中保持恒定的作用力,它不同于传统的圆柱弹簧与其他弹性体,恒力机构不满足胡克定理。恒力机构对设备的安全性和可靠性有重要影响,恒力机构现已在诸多领域和场合得到了广泛应用,如物体夹持、管道清洗、热力发电、机器人末端机构等。目前获得恒力的方法有:机电一体化、重力平衡等方法。机电一体化控制通过反馈作用可以实现力的精确控制,但是一般情况下该结构较为复杂、体积较大、可靠性不高。重力平衡法通过重物受到的重力作为恒力的输入,可以获得很高的精度,但是这种装置对安装位置要求较高,难以满足实际应用条件。专利号为201520252012.3的中国专利公开了一种曲面恒力机构,该机构采用纯机械结构,可靠性高,采用力分解原理,获得的恒力恒定。但是该装置产生的恒力是固定的,不能获得可变的恒力。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有恒力机构存在的上述不足,提供了一种结构简单、能够获得可变恒力的可调节恒力机构。
本实用新型采用以下技术方案。
本实用新型的可调节恒力机构由基座组件、力输出组件、水平调节组件、竖直调节组件组成:
1)所述基座组件由顶板、外筒和底板组成;顶板、外筒和底板依次固连。
2)所述力输出组件由接触板、凸轮和水平移动组件组成;接触板与凸轮固连,水平移动组件同时与凸轮和底板接触,接触板穿过顶板上的中心孔;所述水平移动组件由滚子、心轴和保持架组成,滚子通过心轴与保持架固连。
3)所述水平调节组件由水平调节螺钉、凸台和水平弹簧组成;水平调节螺钉与凸台之间通过螺纹连接,凸台与外筒外壁固连,水平弹簧一端与水平调节螺钉接触,另一端与保持架接触。
4)所述竖直调节组件由上调节螺钉、竖直弹簧和下调节螺钉组成;竖直弹簧一端与上调节螺钉接触,另一端与下调节螺钉接触;上调节螺钉与接触板之间采用螺纹连接,下调节螺钉与底板之间采用螺纹连接。
本实用新型采用力的组合实现恒力可调节。组合力包括线性弹簧产生的正刚度弹力与凸轮机构产生的负刚度力,其中线性弹簧的力-位移特性曲线的斜率与凸轮机构的力-位移特性曲线斜率的绝对值相等,两者组合后使得最终输出的力为恒力;当改变线性弹簧的预压长度时,线性弹簧的力-位移特性曲线就会向上下平移,而力-位移特性曲线的斜率不会改变,最终与凸轮机构产生的力组合后输出的恒力就会改变,基于以上原理,需要对凸轮的轮廓进行详细设计。
本实用新型的有益效果是:1、整体结构对称布置,受力情况好;2、产生的恒力可以实时调节。
附图说明
图1为可调节恒力机构的主剖视图。
图2为可调节恒力机构的侧剖视图。
图3为可调节恒力机构的原理。
图4为可调节恒力机构的三维图。
图5为水平移动组件的三维图。
具体实施方式
结合附图,对本实用新型做进一步详细说明。
如图1、2所示,本实用新型提供了一种实施例的结构形式,本实施例中,可调节恒力机构由基座组件、力输出组件、水平调节组件、竖直调节组件组成:
所述基座组件由顶板(1)、外筒(2)和底板(3)组成;顶板(1)、外筒(2)和底板(3)依次固连。
所述力输出组件由接触板(4)、凸轮(5)和水平移动组件组成;接触板(4)与凸轮(5)固连,水平移动组件同时与凸轮(5)和底板(3)接触,接触板(4)穿过顶板(1)上的中心孔;所述水平移动组件由滚子(6)、心轴(7)和保持架(8)组成,滚子(6)通过心轴(7)与保持架(8)固连。
所述水平调节组件由水平调节螺钉(9)、凸台(10)和水平弹簧(11)组成;水平调节螺钉(9)与凸台(10)之间通过螺纹连接,凸台(10)与外筒(2)外壁固连,水平弹簧(11)一端与水平调节螺钉(9)接触,另一端与保持架(8)接触。
所述竖直调节组件由上调节螺钉(12)、竖直弹簧(13)和下调节螺钉(14)组成;竖直弹簧(13)一端与上调节螺钉(12)接触,另一端与下调节螺钉(14)接触;上调节螺钉(12)与接触板(4)之间采用螺纹连接,下调节螺钉(14)与底板(3)之间采用螺纹连接。
本实用新型实现恒力可调节的原理如图3所示,线性弹簧的力-位移特性曲线的斜率与负刚度装置的力-位移特性曲线斜率的绝对值相等,叠加后就得到了恒力,当调节线性弹簧的预压长度时,就会改变线性弹簧的力-位移特性曲线,使得该曲线会上下平移,此时叠加后得到的恒力就会发生改变,实现恒力可调。
本实用新型实际工作情况如图1、2所示,装置呈对称布置。在使用前,需要将凸轮(5)与两个水平移动组件同时接触,且两个水平移动组件也要相互接触,同时调节水平调节螺钉(9),使水平弹簧(11)有一定的预紧,同时调节竖直螺钉(14),使竖直弹簧(13)有一定的预紧。将接触板(4)往下压,两个水平移动组件在凸轮(5)的作用下会向两边移动,直到两个水平移动组件接触到外筒(2)内壁,接着将接触板(4)作用到需要被施力的物体上,当被施力物体有一定的移动时,接触板(4)会随着被施力物体一起移动。当所需恒力需要改变时,此时可以同时调节下调节螺钉(14)对竖直弹簧(13)进行不同程度的预紧。
Claims (2)
1.一种可调节恒力机构,其特征在于:其由基座组件、力输出组件、水平调节组件、竖直调节组件组成;
所述基座组件由顶板(1)、外筒(2)和底板(3)组成;顶板(1)、外筒(2)和底板(3)依次固连;
所述力输出组件由接触板(4)、凸轮(5)和水平移动组件组成;接触板(4)与凸轮(5)固连,水平移动组件同时与凸轮(5)和底板(3)接触,接触板(4)穿过顶板(1)上的中心孔;所述水平移动组件由滚子(6)、心轴(7)和保持架(8)组成,滚子(6)通过心轴(7)与保持架(8)固连;
所述水平调节组件由水平调节螺钉(9)、凸台(10)和水平弹簧(11)组成;水平调节螺钉(9)与凸台(10)之间通过螺纹连接,凸台(10)与外筒(2)外壁固连,水平弹簧(11)一端与水平调节螺钉(9)接触,另一端与保持架(8)接触;
所述竖直调节组件由上调节螺钉(12)、竖直弹簧(13)和下调节螺钉(14)组成;竖直弹簧(13)一端与上调节螺钉(12)接触,另一端与下调节螺钉(14)接触;上调节螺钉(12)与接触板(4)之间采用螺纹连接,下调节螺钉(14)与底板(3)之间采用螺纹连接。
2.根据权利要求1所述的可调节恒力机构,其特征在于:整个装置关于中心轴呈对称布置。
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CN105487563A (zh) * | 2016-01-07 | 2016-04-13 | 四川大学 | 一种可调节恒力机构 |
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- 2016-01-07 CN CN201620006392.7U patent/CN205302025U/zh not_active Expired - Fee Related
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CN105487563A (zh) * | 2016-01-07 | 2016-04-13 | 四川大学 | 一种可调节恒力机构 |
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