弹簧凸轮扭杆式恒力机构.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105366577A(43)申请公布日2016.03.02(21)申请号201510696956.4(22)申请日2015.10.23(71)申请人哈尔滨工业大学地址150001黑龙江省哈尔滨市南岗区西大直街92号(72)发明人李楠刘振牛福亮高海波丁亮邓宗全(74)专利代理机构哈尔滨市松花江专利商标事务所23109代理人高志光(51)Int.Cl.B66D1/30(2006.01)权利要求书1页说明书2页附图2页(54)发明名称弹簧凸轮扭杆式恒力机构(57)摘要弹簧凸轮扭杆式恒力机构，它涉及一种恒力加载机构，以解决现有被动式恒力输出装置存在输出的力矩为渐变力矩，力矩值随着转动角度的变化线性变化，以及力矩值偏低，无法实现大力矩的输出，难以适应多种任务的需求的问题，弹簧凸轮扭杆式恒力机构包括输出卷筒、输入轴、扭杆和若干组弹簧凸轮机构，若干组弹簧凸轮机构沿输出卷筒的轴向并排设置在输出卷筒内，输入轴的中空腔内布置有扭杆，扭杆的两端分别与输入轴和输出卷筒固接，套筒为带有凹槽的套筒，输入轴的外侧壁上沿输入轴的周向均布安装有多个套筒，套筒内布置有弹簧，弹簧的两端分别与套筒和滚轮连接，滚轮对应顶靠在输出卷筒内侧面上的凸轮导槽面上。CN105366577ACN105366577A权利要求书1/1页1.弹簧凸轮扭杆式恒力机构，其特征在于：它包括输出卷筒(1)、输入轴(2)、扭杆(3)和若干组弹簧凸轮机构(4)，每组弹簧凸轮机构(4)包括N个套筒(4-1)、N个弹簧(4-2)和N个滚轮(4-3)，其中N为正整数；若干组弹簧凸轮机构(4)沿输出卷筒(1)的轴向并排设置在输出卷筒(1)内，输入轴(2)的中空腔内布置有扭杆(3)，扭杆(3)的两端分别与输入轴(2)和输出卷筒(1)固接，套筒(4-1)为带有凹槽的套筒，输入轴(2)的外侧壁上沿输入轴(2)的周向均布安装有多个套筒(4-1)，套筒(4-1)内布置有弹簧(4-2)，弹簧(4-2)的两端分别与套筒(4-1)和滚轮(4-3)连接，滚轮(4-3)对应顶靠在输出卷筒(1)内侧面上的凸轮导槽面(1-1)上。2.根据权利要求1所述的弹簧凸轮扭杆式恒力机构，其特征在于：弹簧(4-2)为圆柱螺旋压缩弹簧。3.根据权利要求1或2所述的弹簧凸轮扭杆式恒力机构，其特征在于：输入轴(2)和扭杆(3)均为圆柱形结构。4.根据权利要求1或2所述的弹簧凸轮扭杆式恒力机构，其特征在于：每组弹簧凸轮机构(4)的套筒(4-1)、弹簧(4-2)和滚轮(4-3)的数量均为4个。5.根据权利要求4所述的弹簧凸轮扭杆式恒力机构，其特征在于：弹簧凸轮机构(4)的数量2组。2CN105366577A说明书1/2页弹簧凸轮扭杆式恒力机构技术领域[0001]本发明涉及一种恒力加载机构，具体涉及一种被动适应性恒力加载机构。背景技术[0002]恒力加载机构在卷纸、热力发电、材料试验、航天设备等领域中应用广泛，其能直接影响到设备的安全性、可靠性。尤其实在航天领域，通过恒力机构提供微低重力补偿来验证航天器性能，是经常采用的地面验证方式。传统的重力补偿提供方式有配种平衡、气浮、水浮、悬吊法等，其中悬吊法重力模拟有主动补偿与被动补偿两种方式。本发明创造设计出一种用于被动式恒力机构，为高频变化的负载提供恒力输出。[0003]经过对现有技术的文献的检索发现，目前使用的被动式恒力输出装置多采用涡卷弹簧或扭簧，此类恒力装置的局限性体现在以下两个方面：一是输出的力矩为渐变力矩，力矩值随着转动角度的变化线性变化，为保证力矩输出末端的力矩裕度，使最终输出总能量远大于要求，产生额外冲击；二是力矩值偏低，无法实现大力矩的输出，难以适应多种任务的需求。为此，提出能实现精确的恒力输出的恒力机构势在必行。发明内容[0004]本发明为解决现有被动式恒力输出装置存在输出的力矩为渐变力矩，力矩值随着转动角度的变化线性变化，以及力矩值偏低，无法实现大力矩的输出，难以适应多种任务的需求的问题，进而提供一种弹簧凸轮扭杆式恒力机构。[0005]本发明为解决上述问题采取的技术方案是：本发明的弹簧凸轮扭杆式恒力机构包括输出卷筒、输入轴、扭杆和若干组弹簧凸轮机构，每组弹簧凸轮机构包括N个套筒、N个弹簧和N个滚轮，其中N为正整数；[0006]若干组弹簧凸轮机构沿输出卷筒的轴向并排设置在输出卷筒内，输入轴的中空腔内布置有扭杆，扭杆的两端分别与输入轴和输出卷筒固接，套筒为带有凹槽的套筒，输入轴的外侧壁上沿输入轴的周向均布安装有多个套筒，套筒内布置有弹簧，弹簧的两端分别与套筒和滚轮连接，滚轮对应顶靠在输出卷筒内侧面上的凸轮导槽面上。[0007]本发明的有益效果是：本发明的平面高精度弹簧凸轮扭杆式的恒力机构，由于扭杆的存在，可以承受很