本發(fā)明屬于彈簧結(jié)構(gòu)相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種剛度可調(diào)的彈簧機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)：

彈簧在外力作用下能產(chǎn)生較大的彈性變形，在機(jī)械設(shè)備中被廣泛用作彈性元件，被用來控制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)或者零件的位置、緩沖吸振、存儲(chǔ)能量、測量力的大小。按照彈簧的形狀不同，彈簧可以分為螺旋彈簧、環(huán)形彈簧、碟形彈簧、板簧及盤簧等。其中螺旋彈簧是用彈簧絲卷繞制成的，由于制造簡便，故應(yīng)用比較廣泛，一般機(jī)械中最常用的就是圓柱螺旋彈簧。

彈簧在實(shí)際制造中會(huì)產(chǎn)生制造誤差，最終加工得到的彈簧的剛度總是會(huì)與最初設(shè)定的剛度值有誤差，安裝這種本身就有制造誤差的彈簧會(huì)直接影響到系統(tǒng)的剛度。另外，針對(duì)機(jī)械系統(tǒng)調(diào)試、模態(tài)分析時(shí)可能需要反復(fù)驗(yàn)證系統(tǒng)的彈簧的剛度，需要更換嘗試不同剛度值的彈簧，安裝更換時(shí)間較長，且成本較高；而使用電控氣控對(duì)作用彈簧進(jìn)行調(diào)節(jié)，往往使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，且不便于安裝；使用電磁彈簧，負(fù)載能力較小，不能滿足工業(yè)上的需求。相應(yīng)地，本領(lǐng)域存在著發(fā)展一種剛度可調(diào)節(jié)的彈簧結(jié)構(gòu)的技術(shù)需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明提供了一種剛度可調(diào)的彈簧機(jī)構(gòu)，其基于現(xiàn)有彈簧結(jié)構(gòu)的工作特點(diǎn)，針對(duì)剛度可調(diào)的彈簧機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)及部件聯(lián)接關(guān)系進(jìn)行了設(shè)計(jì)。所述彈簧結(jié)構(gòu)通過內(nèi)筒的旋入旋出來控制彈簧的有效工作圈數(shù)，以實(shí)現(xiàn)彈簧的剛度的連續(xù)調(diào)節(jié)，安裝調(diào)節(jié)簡單，效率較高，且適合于承載較大的場合；同時(shí)，通過兩對(duì)螺旋副及螺母的并緊作用保證調(diào)節(jié)后的內(nèi)筒的鎖死，外筒的夾緊螺釘?shù)膴A緊也使得外筒內(nèi)孔收縮，從而使得旋在內(nèi)筒的螺旋槽內(nèi)的彈簧鎖死，進(jìn)而保證了調(diào)節(jié)后的彈簧在承載較大的頻繁負(fù)載下的穩(wěn)定性。此外，所述彈簧機(jī)構(gòu)通過螺旋副實(shí)現(xiàn)彈簧機(jī)構(gòu)總的安裝高度不變，既實(shí)現(xiàn)了彈簧剛度的調(diào)節(jié)，也保證了安裝要求，且所述彈簧機(jī)構(gòu)可以適用在由于彈簧加工誤差所引起的彈簧實(shí)際剛度與設(shè)計(jì)剛度不符時(shí)需要對(duì)彈簧剛度進(jìn)行調(diào)節(jié)的情況，也適用于需要不同剛度值來進(jìn)行系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的場合。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種剛度可調(diào)的彈簧機(jī)構(gòu)，其包括螺桿、內(nèi)筒、外筒、彈簧及底座，其特征在于：

所述螺桿上形成有外螺紋，所述內(nèi)筒開設(shè)有螺紋孔，所述螺紋孔的中心軸與所述內(nèi)筒的中心軸重合，且所述螺紋孔與所述螺桿的外螺紋相螺合以使所述螺桿與所述內(nèi)筒螺紋連接；所述螺桿通過轉(zhuǎn)動(dòng)來調(diào)節(jié)所述螺桿與所述底座之間的距離，即所述彈簧機(jī)構(gòu)沿所述螺紋孔的中心軸方向的高度；

所述內(nèi)筒朝向所述底座的一端的外壁上形成有螺旋槽，所述螺旋槽用于收容所述彈簧的一端，且其與所述彈簧形成螺旋副，所述內(nèi)筒通過相對(duì)于所述彈簧的轉(zhuǎn)動(dòng)來改變所述彈簧的工作長度，進(jìn)而調(diào)節(jié)所述彈簧的剛度；所述彈簧的另一端連接于所述底座；

所述外筒套設(shè)在所述彈簧及所述內(nèi)筒外，其用于夾緊所述彈簧及所述內(nèi)筒以防止所述彈簧滑脫，或者松開所述彈簧以便于對(duì)所述彈簧進(jìn)行剛度調(diào)節(jié)。

進(jìn)一步的，所述彈簧連接于所述底座的一端被進(jìn)行了并緊磨平處理。

進(jìn)一步的，所述彈簧機(jī)構(gòu)還包括螺母，所述螺母螺紋連接于所述螺桿，且其壓緊在所述內(nèi)筒上以進(jìn)行防松。

進(jìn)一步的，所述螺旋槽的形狀及尺寸分別與所述彈簧的形狀及尺寸相對(duì)應(yīng)。

進(jìn)一步的，所述內(nèi)筒的外壁具有預(yù)定錐度，以便于所述彈簧在所述內(nèi)筒的外壁上的旋入旋出。

進(jìn)一步的，所述外筒呈圓柱狀，其開設(shè)有收容孔及與所述收容孔相連通的間隙槽，所述收容孔的中心軸與所述外筒的中心軸重合；所述收容孔用于收容所述內(nèi)筒及所述彈簧。

進(jìn)一步的，所述間隙槽呈長方形，其一端沿所述外筒的徑向貫穿所述收容孔的孔壁；所述外筒還開設(shè)有與所述間隙槽相連通的夾緊孔，所述夾緊孔貫穿所述間隙槽相對(duì)的兩個(gè)槽壁。

進(jìn)一步的，所述彈簧機(jī)構(gòu)還包括夾緊螺釘，所述夾緊螺釘與所述夾緊孔相配合以夾緊所述外筒或者松開所述外筒，進(jìn)而使所述收容孔收縮而將所述內(nèi)筒及所述彈簧鎖死或者松開所述彈簧。

總體而言，通過本發(fā)明所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的剛度可調(diào)的彈簧機(jī)構(gòu)，其通過內(nèi)筒的旋入旋出來控制彈簧的有效工作圈數(shù)，以實(shí)現(xiàn)彈簧的剛度的連續(xù)調(diào)節(jié)，安裝調(diào)節(jié)簡單，效率較高，且適合于承載較大的場合；同時(shí)，通過兩對(duì)螺旋副及螺母的并緊作用保證調(diào)節(jié)后的內(nèi)筒的鎖死，外筒的夾緊螺釘?shù)膴A緊也使得外筒內(nèi)孔收縮，從而使得旋在內(nèi)筒的螺旋槽內(nèi)的彈簧鎖死，進(jìn)而保證了調(diào)節(jié)后的彈簧在承載較大的頻繁負(fù)載下的穩(wěn)定性。此外，所述彈簧機(jī)構(gòu)通過螺旋副實(shí)現(xiàn)彈簧機(jī)構(gòu)總的安裝高度不變，既實(shí)現(xiàn)了彈簧剛度的調(diào)節(jié)，也保證了安裝要求，且所述彈簧機(jī)構(gòu)可以適用在由于彈簧加工誤差所引起的彈簧實(shí)際剛度與設(shè)計(jì)剛度不符時(shí)需要對(duì)彈簧剛度進(jìn)行調(diào)節(jié)的情況，也適用于需要不同剛度值來進(jìn)行系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的場合。

附圖說明

圖1是本發(fā)明較佳實(shí)施方式提供的剛度可調(diào)的彈簧機(jī)構(gòu)的立體示意圖。

圖2是圖1中的剛度可調(diào)的彈簧機(jī)構(gòu)的剖視圖。

圖3是圖1中的剛度可調(diào)的彈簧機(jī)構(gòu)的內(nèi)筒的示意圖。

圖4是圖3中的內(nèi)筒沿A-A方向的剖視圖。

圖5是圖1中的剛度可調(diào)的彈簧機(jī)構(gòu)的外筒的立體示意圖。

圖6是圖5中的外筒的平面示意圖。

圖7是圖6中的外筒沿方向A的剖視圖。

圖8圖1中的剛度可調(diào)的彈簧機(jī)構(gòu)的彈簧的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖9是圖1中的剛度可調(diào)的彈簧機(jī)構(gòu)的螺桿的立體示意圖。

圖10是圖9中的螺桿的平面示意圖。

在所有附圖中，相同的附圖標(biāo)記用來表示相同的元件或結(jié)構(gòu)，其中：1-螺桿，2-螺母，3-內(nèi)筒，4-外筒，5-夾緊螺釘，6-彈簧，7-底座。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。此外，下面所描述的本發(fā)明各個(gè)實(shí)施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。

請(qǐng)參閱圖1至圖4，本發(fā)明較佳實(shí)施方式提供的剛度可調(diào)的彈簧機(jī)構(gòu)是一體式機(jī)構(gòu)，所述彈簧機(jī)構(gòu)可以用于大多數(shù)需要調(diào)節(jié)彈簧剛度進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試的場合。

所述彈簧機(jī)構(gòu)包括螺桿1、螺母2、內(nèi)筒3、外筒4、夾緊螺釘5、彈簧6及底座7，所述螺桿1的一端螺紋連接于所述內(nèi)筒3內(nèi)，所述螺母2螺紋連接于所述螺桿1且其抵緊在所述內(nèi)筒3上。所述彈簧6的一端與所述內(nèi)筒3形成螺紋副，另一端連接于所述底座7。所述外筒4套設(shè)在所述彈簧6及所述內(nèi)筒3外，其用于將所述彈簧6與所述內(nèi)筒3夾緊以防止所述彈簧6與所述內(nèi)筒3之間產(chǎn)生滑脫。所述夾緊螺釘5連接于所述外筒4，其用于調(diào)節(jié)所述外筒4的收容孔的大小，進(jìn)而夾緊所述彈簧6與所述內(nèi)筒3或者松開所述彈簧6及所述內(nèi)筒3。

請(qǐng)參閱圖5至圖10，所述螺桿1基本呈階梯狀的圓柱體，其外表面上形成有外螺紋。所述內(nèi)筒3開設(shè)有螺紋孔，所述螺紋孔的中心軸與所述內(nèi)筒3的中心軸重合。本實(shí)施方式中，所述螺桿1穿過所述螺母2后旋入所述螺紋孔內(nèi)，所述外螺紋分別與所述螺母2、所述螺紋孔形成螺紋副。所述螺桿1通過旋入或者旋出所述螺紋孔，以改變所述螺桿1的頂端相對(duì)于所述底座7的距離，即所述彈簧機(jī)構(gòu)的高度。所述螺母2壓緊所述內(nèi)筒3，以解決彈簧機(jī)構(gòu)中容易出現(xiàn)松動(dòng)的問題。

所述內(nèi)筒3基本呈圓柱狀，其外壁上形成有螺旋槽，所述螺旋槽用于與所述彈簧相配合以形成螺旋副。所述螺旋槽的橫截面的形狀及尺寸分別與所述彈簧的橫截面的形狀及尺寸相對(duì)應(yīng)。本實(shí)施方式中，所述螺旋槽僅分布在所述內(nèi)筒3的預(yù)定長度上，且所述內(nèi)筒3的外壁具有預(yù)定錐度，所述內(nèi)筒3外壁的直徑自所述內(nèi)筒3開設(shè)有所述螺旋槽的一端朝遠(yuǎn)離所述底座7的一端逐漸減小。所述預(yù)定錐度有利于所述彈簧6在所述內(nèi)筒3的外壁上的旋入旋出。

所述外筒4呈圓柱狀，其開設(shè)有所述收容孔及與所述收容孔相連通的間隙槽，所述收容孔的中心軸與所述外筒4的中心軸重合。本實(shí)施方式中，所述收容孔用于收容所述內(nèi)筒3及所述彈簧6。所述間隙槽呈長方形，其一端沿所述外筒4的徑向貫穿所述收容孔的孔壁。所述外筒4還開設(shè)有與所述間隙槽相連通的夾緊孔，所述夾緊孔貫穿所述間隙槽相對(duì)的兩個(gè)槽壁。本實(shí)施方式中，所述夾緊螺釘5與所述夾緊孔相配合以夾緊所述外筒4或者松開所述外筒4，進(jìn)而使所述收容孔收縮而將所述內(nèi)筒3及所述彈簧6鎖死或者松開所述內(nèi)筒3及所述彈簧6。

所述彈簧6只有一端并緊磨平，其并緊磨平的一端連接于所述底座7，另一端收容于所述螺旋槽內(nèi)。所述內(nèi)筒3通過相對(duì)于所述彈簧6的轉(zhuǎn)動(dòng)，來使所述彈簧6不斷旋入或者旋出所述內(nèi)筒3，以改變所述彈簧6的工作長度，從而調(diào)節(jié)所述彈簧6的剛度。

所述剛度可調(diào)的彈簧機(jī)構(gòu)工作時(shí)，首先松開所述外筒4上的夾緊螺釘5，用扳手固定所述螺桿1后再旋轉(zhuǎn)所述內(nèi)筒3以使所述內(nèi)筒3與所述彈簧6發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而使得所述彈簧6不斷旋入或者旋出所述內(nèi)筒3而改變所述彈簧6的工作長度，實(shí)現(xiàn)了所述彈簧6的剛度的調(diào)節(jié)；調(diào)節(jié)完后，為防止所述彈簧6在所述螺桿1上滑脫，同樣固定所述螺桿1后旋轉(zhuǎn)所述螺母2以使所述螺母2與所述內(nèi)筒3貼緊、壓合而起到防松的作用。同時(shí)擰緊所述夾緊螺釘5，以使得所述外筒4的收容孔收縮，所述外筒4緊密夾緊所述彈簧6與所述內(nèi)筒3，防止兩者之間可能發(fā)生的滑脫。調(diào)節(jié)完所述彈簧6的剛度后，用扳手固定所述螺母2與所述內(nèi)筒3后再旋轉(zhuǎn)所述螺桿1，以使所述螺桿1恢復(fù)至初始高度，從而維持整個(gè)彈簧機(jī)構(gòu)的總高不變。

在所述內(nèi)筒3上開螺旋槽，通過所述內(nèi)筒3的旋入旋出來控制所述彈簧6的工作長度，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)所述彈簧6剛度的連續(xù)調(diào)節(jié)。由于所述螺旋槽可能存在加工誤差，這樣將簡接導(dǎo)致所述彈簧6在旋入旋出時(shí)與所述內(nèi)筒3之間的配合存在誤差，故只在所述內(nèi)筒3一端的外壁上加工所述螺旋槽，如此所述彈簧6與所述內(nèi)筒3之間發(fā)生相對(duì)旋轉(zhuǎn)時(shí)總能保證有一圈所述彈簧6卡在所述螺旋槽內(nèi)，而旋在所述內(nèi)筒3里面的剩余圈數(shù)則是處于自由狀態(tài)。此外，通過所述夾緊螺釘5與所述夾緊孔相配合可以實(shí)現(xiàn)在所述外筒4的收容孔的整個(gè)深度范圍內(nèi)對(duì)所述彈簧6與所述內(nèi)筒3的緊固，有效的防止了在受載較大的工況下旋入所述內(nèi)筒3的所述彈簧6的跳動(dòng)及滑動(dòng)問題，從而保證了彈簧剛度調(diào)節(jié)后整個(gè)彈簧機(jī)構(gòu)的剛度的穩(wěn)定性。

本發(fā)明提供的剛度可調(diào)的彈簧機(jī)構(gòu)，其通過內(nèi)筒的旋入旋出來控制彈簧的有效工作圈數(shù)，以實(shí)現(xiàn)彈簧的剛度的連續(xù)調(diào)節(jié)，安裝調(diào)節(jié)簡單，效率較高，且適合于承載較大的場合；同時(shí)，通過兩對(duì)螺旋副及螺母的并緊作用保證調(diào)節(jié)后的內(nèi)筒的鎖死，外筒的夾緊螺釘?shù)膴A緊也使得外筒內(nèi)孔收縮，從而使得旋在內(nèi)筒的螺旋槽內(nèi)的彈簧鎖死，進(jìn)而保證了調(diào)節(jié)后的彈簧在承載較大的頻繁負(fù)載下的穩(wěn)定性。此外，所述彈簧機(jī)構(gòu)通過螺旋副實(shí)現(xiàn)彈簧機(jī)構(gòu)總的安裝高度不變，既實(shí)現(xiàn)了彈簧剛度的調(diào)節(jié)，也保證了安裝要求，且所述彈簧機(jī)構(gòu)可以適用在由于彈簧加工誤差所引起的彈簧實(shí)際剛度與設(shè)計(jì)剛度不符時(shí)需要對(duì)彈簧剛度進(jìn)行調(diào)節(jié)的情況，也適用于需要不同剛度值來進(jìn)行系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的場合。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。