一种柔性关节双层平面扭簧的制作方法

1.本实用新型属于弹簧件及技术领域，特别涉及一种柔性关节双层平面扭簧。


背景技术：

2.平面扭簧是一种通过弹性体的蓄能和形变，实现对旋转的缓冲和抵抗，相比于传统扭簧，具有轴向体积小、适应紧凑结构、便于安装的优点，广泛应用于机器人、传感器感知、机械驱动等领域，常见于各种智能设备上。
3.现在的扭簧仍然存在许多问题，例如，设备在启动或者停止时，会产生较大的扭矩，会对弹性体突然附加压力，容易使扭簧出现损伤，同时，现有弹性力较强的扭簧类型，其采用轴体正向旋转压缩弹性体，反向旋转拉伸弹性体，弹性体形变需要较大空间，其放松状态下总长度至多只有扭簧整体的一半，提供的弹性力小，效果差。因此，本技术就以上问题，对平面扭簧进行了创新和改进。
4.现在的扭簧，主要存在以下几个问题：
5.1、现在的扭簧大多存在最大承受压力的问题，设备在启动或者停止时，会产生较大的扭矩，会对弹性体突然附加压力，容易使扭簧出现损伤。
6.2、现在的扭簧大多存在弹性行程的问题，由于轴体正反旋转均需要扭簧蓄能，扭簧放松状态下，其长度总和至多只有半圆，扭簧行程短，扭簧效果差。


技术实现要素：

7.发明目的：为了克服以上不足，本实用新型的目的是提供一种柔性关节双层平面扭簧，采用磁连接，一方面在大扭矩状态下主动失步，使轴体与扭簧差速运动，缓解扭簧压力，另一方面使两个外壳板不受键槽结构影响，独立运动，可以分别负责一个方向的扭矩，无需留出反向运动发空间，行程长，弹性力好。
8.技术方案：为了实现上述目的，本实用新型提供了一种柔性关节双层平面扭簧，包括：
9.外壳板，其设置有两个，所述外壳板之间设置有连接片，所述外壳板内部设置有弹性体，所述弹性体设置有多个，所述弹性体远离外壳板的一端设置有连轴套；所述外壳板包括第一外壳和第二外壳，所述第一外壳内的弹性体旋向与所述第二外壳内的弹性体旋向相反；
10.轴体，其设置于连轴套内；
11.安装孔，其设置于外壳板内侧，所述安装孔设置有多个，所述安装孔呈环形布置；
12.扭力限制环，其设置于连轴套内，所述扭力限制环与轴体配合；
13.止动块，其设置于弹性体一侧，所述止动块设置于外壳板内侧。
14.本实用新型中所述双层平面扭簧的设置，使两个外壳板不受键槽结构影响，独立运动，可以分别负责一个方向的扭矩，无需留出反向运动发空间，行程长，弹性力好。
15.本实用新型中所述的扭力限制环包括：
16.环体，其设置于连轴套内侧，所述环体外侧设置有固定嵌台；
17.检测槽，其设置于环体内侧，所述检测槽内设置有压力块，所述压力块一侧设置有推块弹簧，所述推块弹簧一端压迫压力块，所述推块弹簧另一端压迫所述检测槽；
18.接触开关，其设置于所述检测槽内，所述接触开关连接设置有调压电阻，所述调压电阻设置于环体上，所述调压电阻连接设置有励磁线圈，所述励磁线圈呈环形布置于环体上，所述轴体外侧环绕设置有磁块，所述磁块与励磁线圈配合。
19.本实用新型中所述扭力限制环的设置，采用磁连接，在正常状态下可以提供与传统结构相同的固定能力，而在大扭矩状态下能够主动失步，使轴体与扭簧差速运动，缓解扭簧压力。
20.本实用新型中所述的轴体上设置有配合槽，所述配合槽设置有多个，所述配合槽呈环形布置于轴体上，所述配合槽与压力块配合。
21.本实用新型中所述配合槽的设置，方便压力块抬起，同时设置多个，避免失步后压力块错位而无法抬起。
22.本实用新型中所述的接触开关连接设置有断电开关，所述断电开关设置于接触开关一侧，所述断电开关连接励磁线圈电源，所述断电开关通过延时电路与接触开关连接。
23.本实用新型中所述断电开关的设置，在压力块没有快速抬起的情况下识别为轴体反向运动，断开该层励磁线圈电源，使另一层扭簧独立工作，避免冲突。
24.本实用新型中所述的连接片包括弹性垫片、橡胶垫片、安装穿孔和压套，所述外壳板一侧设置有弹性垫片，所述弹性垫片一侧设置有橡胶垫片，所述橡胶垫片上设置有安装穿孔，所述安装穿孔呈环形布置，所述安装穿孔与安装孔配合，所述安装穿孔直径大于安装孔直径，所述安装穿孔两侧设置有压套，所述压套延伸至安装孔内。
25.本实用新型中所述连接片的设置，为两个外壳板提供连接和缓冲，由于安装孔内螺栓与安装孔过渡配合，且不使用螺纹，在扭簧工作时轴体传递的压力会使两外壳板有微小位移，产生剪切力，所述连接片提供缓冲力，避免剪切力对安装孔内螺栓的损伤，提高使用寿命。
26.本实用新型中所述的弹性垫片不少于一个，所述橡胶垫片设置于弹性垫片一侧或者弹性垫片之间。
27.本实用新型中所述的弹性体包括阻力体和限位体，所述阻力体呈蛇形，所述阻力体连接设置于外壳板和连轴套之间，所述阻力体一侧设置有限位体，所述限位体两端固定于阻力体上，所述限位体为伸缩杆，所述限位体侧面与阻力体配合接触。
28.本实用新型中所述弹性体的设置，利用限位体限制阻力体压缩方向，能够避免阻力体向法线或者螺旋线方向弯曲释放弹性动能，保证弹性体稳定储能，提高弹性力和稳定性。
29.本实用新型中所述的阻力体弯曲处截面积大于阻力体直线处截面积，所述阻力体弯曲处截面积至阻力体直线处截面积平滑过渡。
30.本实用新型中所述阻力体的设置，增厚了弹性体经常弯曲的位置，提高扭簧寿命。
31.本实用新型中所述的工作方法包括：当轴体正向旋转时，第一外壳通过磁块与励磁线圈之间的磁力固定，弹性体正常提供弹性缓冲；同时第二外壳内轴体旋向与止动块止动方向相同，轴体与第二外壳相互抵抗，所述轴体与第二外壳内的励磁线圈发生偏转，所述
轴体压迫压力块，使调压电阻参与电路，第二外壳内的励磁线圈磁力降低，此时第二外壳与轴体处于粘黏状态，第二外壳通过磁力提供弹性缓冲；轴体与第二外壳持续相对运动，压力块无法抬起，说明轴体持续正向旋转且已经度过启动时的大扭矩阶段，此时延时电路延时结束，打开断电开关，所述第二外壳与轴体失去磁性连接，所述第二外壳不工作；当轴体反向旋转时，则第一外壳与第二外壳调换工作状态；
32.所述励磁线圈是一种通过电力转换磁力的磁体，当本技术使用于不通过轴体旋转计算行程的设备时，可以适当降低励磁线圈磁力，在轴体启动产生大扭矩时，励磁线圈无法拖拽轴体，产生失步，从而保护平面扭簧，也不影响上述工作方法的正常运作。
33.上述技术方案可以看出，本实用新型具有如下有益效果：
34.1、本实用新型中所述的一种柔性关节双层平面扭簧，使两个外壳板不受键槽结构束缚，独立运动，可以分别负责一个方向的扭矩，无需留出反向运动发空间，行程长，弹性力好。
35.2、本实用新型中所述的一种柔性关节双层平面扭簧，采用磁连接，在正常状态下可以提供与传统结构相同的固定能力，而在大扭矩状态下能够主动失步，使轴体与扭簧差速运动，缓解扭簧压力。
附图说明
36.图1为本实用新型的整体结构示意图；
37.图2为本实用新型的侧面结构剖视示意图；
38.图3为本实用新型第二外壳的结构示意图；
39.图4为本实用新型扭力限制环的结构示意图；
40.图5为本实用新型压力块的结构示意图；
41.图6为本实用新型连接片的结构示意图；
42.图7为本实用新型弹性体的结构示意图；
43.图中：外壳板-1、连接片-2、弹性垫片-21、橡胶垫片-22、安装穿孔-23、压套-24、弹性体-3、阻力体-31、限位体-32、连轴套-4、轴体-5、安装孔-6、扭力限制环-7、环体-71、固定嵌台-72、压力块-73、推块弹簧-74、接触开关-75、调压电阻-76、励磁线圈-77、磁块-78、配合槽-79、断电开关-70、止动块-8。
具体实施方式
44.下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本实用新型。
45.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
46.实施例1
47.如图1-7所示的一种柔性关节双层平面扭簧，包括：
48.外壳板1，其设置有两个，所述外壳板1之间设置有连接片2，所述外壳板1内部设置有弹性体3，所述弹性体3设置有多个，所述弹性体3远离外壳板1的一端设置有连轴套4；所
述外壳板1包括第一外壳和第二外壳，所述第一外壳内的弹性体3旋向与所述第二外壳内的弹性体3旋向相反；
49.轴体5，其设置于连轴套4内；
50.安装孔6，其设置于外壳板1内侧，所述安装孔6设置有多个，所述安装孔6呈环形布置；
51.扭力限制环7，其设置于连轴套4内，所述扭力限制环7与轴体5配合；
52.止动块8，其设置于弹性体3一侧，所述止动块8设置于外壳板1内侧。
53.本实施例中所述的扭力限制环7包括：
54.环体71，其设置于连轴套4内侧，所述环体71外侧设置有固定嵌台72；
55.检测槽，其设置于环体71内侧，所述检测槽内设置有压力块73，所述压力块73一侧设置有推块弹簧74，所述推块弹簧74一端压迫压力块73，所述推块弹簧74另一端压迫所述检测槽；
56.接触开关75，其设置于所述检测槽内，所述接触开关75连接设置有调压电阻76，所述调压电阻76设置于环体71上，所述调压电阻76连接设置有励磁线圈77，所述励磁线圈77呈环形布置于环体71上，所述轴体5外侧环绕设置有磁块78，所述磁块78与励磁线圈77配合。
57.本实施例中所述的轴体5上设置有配合槽79，所述配合槽79设置有多个，所述配合槽79呈环形布置于轴体5上，所述配合槽79与压力块73配合。
58.本实施例中所述的接触开关75连接设置有断电开关70，所述断电开关70设置于接触开关75一侧，所述断电开关70连接励磁线圈77电源，所述断电开关70通过延时电路与接触开关75连接。
59.本实施例中所述的连接片2包括弹性垫片21、橡胶垫片22、安装穿孔23和压套24，所述外壳板1一侧设置有弹性垫片21，所述弹性垫片21一侧设置有橡胶垫片22，所述橡胶垫片22上设置有安装穿孔23，所述安装穿孔23呈环形布置，所述安装穿孔23与安装孔6配合，所述安装穿孔23直径大于安装孔6直径，所述安装穿孔23两侧设置有压套24，所述压套24延伸至安装孔6内。
60.本实施例中所述的弹性垫片21不少于一个，所述橡胶垫片22设置于弹性垫片21一侧或者弹性垫片21之间。
61.本实施例中所述的弹性体3包括阻力体31和限位体32，所述阻力体31呈蛇形，所述阻力体31连接设置于外壳板1和连轴套4之间，所述阻力体31一侧设置有限位体32，所述限位体32两端固定于阻力体31上，所述限位体32呈弧形，所述限位体32侧面与阻力体31配合接触。
62.本实施例中所述的阻力体31弯曲处截面积大于阻力体31直线处截面积，所述阻力体31弯曲处截面积至阻力体31直线处截面积平滑过渡。
63.实施例2
64.如图1、4和5所示的一种柔性关节双层平面扭簧，包括：
65.外壳板1，其设置有两个，所述外壳板1之间设置有连接片2，所述外壳板1内部设置有弹性体3，所述弹性体3设置有多个，所述弹性体3远离外壳板1的一端设置有连轴套4；所述外壳板1包括第一外壳和第二外壳，所述第一外壳内的弹性体3旋向与所述第二外壳内的
弹性体3旋向相反；
66.轴体5，其设置于连轴套4内；
67.安装孔6，其设置于外壳板1内侧，所述安装孔6设置有多个，所述安装孔6呈环形布置；
68.扭力限制环7，其设置于连轴套4内，所述扭力限制环7与轴体5配合；
69.止动块8，其设置于弹性体3一侧，所述止动块8设置于外壳板1内侧。
70.本实施例中所述的扭力限制环7包括：
71.环体71，其设置于连轴套4内侧，所述环体71外侧设置有固定嵌台72；
72.检测槽，其设置于环体71内侧，所述检测槽内设置有压力块73，所述压力块73一侧设置有推块弹簧74，所述推块弹簧74一端压迫压力块73，所述推块弹簧74另一端压迫所述检测槽；
73.接触开关75，其设置于所述检测槽内，所述接触开关75连接设置有调压电阻76，所述调压电阻76设置于环体71上，所述调压电阻76连接设置有励磁线圈77，所述励磁线圈77呈环形布置于环体71上，所述轴体5外侧环绕设置有磁块78，所述磁块78与励磁线圈77配合。
74.本实施例中所述的轴体5上设置有配合槽79，所述配合槽79设置有多个，所述配合槽79呈环形布置于轴体5上，所述配合槽79与压力块73配合。
75.本实施例中所述的接触开关75连接设置有断电开关70，所述断电开关70设置于接触开关75一侧，所述断电开关70连接励磁线圈77电源，所述断电开关70通过延时电路与接触开关75连接。
76.实施例3
77.如图1和6所示的一种柔性关节双层平面扭簧，包括：
78.外壳板1，其设置有两个，所述外壳板1之间设置有连接片2，所述外壳板1内部设置有弹性体3，所述弹性体3设置有多个，所述弹性体3远离外壳板1的一端设置有连轴套4；所述外壳板1包括第一外壳和第二外壳，所述第一外壳内的弹性体3旋向与所述第二外壳内的弹性体3旋向相反；
79.轴体5，其设置于连轴套4内；
80.安装孔6，其设置于外壳板1内侧，所述安装孔6设置有多个，所述安装孔6呈环形布置；
81.扭力限制环7，其设置于连轴套4内，所述扭力限制环7与轴体5配合；
82.止动块8，其设置于弹性体3一侧，所述止动块8设置于外壳板1内侧。
83.本实施例中所述的连接片2包括弹性垫片21、橡胶垫片22、安装穿孔23和压套24，所述外壳板1一侧设置有弹性垫片21，所述弹性垫片21一侧设置有橡胶垫片22，所述橡胶垫片22上设置有安装穿孔23，所述安装穿孔23呈环形布置，所述安装穿孔23与安装孔6配合，所述安装穿孔23直径大于安装孔6直径，所述安装穿孔23两侧设置有压套24，所述压套24延伸至安装孔6内。
84.本实施例中所述的弹性垫片21不少于一个，所述橡胶垫片22设置于弹性垫片21一侧或者弹性垫片21之间。
85.实施例4
86.如图1和7所示的一种柔性关节双层平面扭簧，包括：
87.外壳板1，其设置有两个，所述外壳板1之间设置有连接片2，所述外壳板1内部设置有弹性体3，所述弹性体3设置有多个，所述弹性体3远离外壳板1的一端设置有连轴套4；所述外壳板1包括第一外壳和第二外壳，所述第一外壳内的弹性体3旋向与所述第二外壳内的弹性体3旋向相反；
88.轴体5，其设置于连轴套4内；
89.安装孔6，其设置于外壳板1内侧，所述安装孔6设置有多个，所述安装孔6呈环形布置；
90.扭力限制环7，其设置于连轴套4内，所述扭力限制环7与轴体5配合；
91.止动块8，其设置于弹性体3一侧，所述止动块8设置于外壳板1内侧。
92.本实施例中所述的弹性体3包括阻力体31和限位体32，所述阻力体31呈蛇形，所述阻力体31连接设置于外壳板1和连轴套4之间，所述阻力体31一侧设置有限位体32，所述限位体32两端固定于阻力体31上，所述限位体32呈弧形，所述限位体32侧面与阻力体31配合接触。
93.本实施例中所述的阻力体31弯曲处截面积大于阻力体31直线处截面积，所述阻力体31弯曲处截面积至阻力体31直线处截面积平滑过渡。
94.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本实用新型的保护范围。

技术特征：
1.一种柔性关节双层平面扭簧，其特征在于：包括：外壳板（1），其设置有两个，所述外壳板（1）之间设置有连接片（2），所述外壳板（1）内部设置有弹性体（3），所述弹性体（3）设置有多个，所述弹性体（3）远离外壳板（1）的一端设置有连轴套（4）；所述外壳板（1）包括第一外壳和第二外壳，所述第一外壳内的弹性体（3）旋向与所述第二外壳内的弹性体（3）旋向相反；轴体（5），其设置于连轴套（4）内；安装孔（6），其设置于外壳板（1）内侧，所述安装孔（6）设置有多个，所述安装孔（6）呈环形布置；扭力限制环（7），其设置于连轴套（4）内，所述扭力限制环（7）与轴体（5）配合；止动块（8），其设置于弹性体（3）一侧，所述止动块（8）设置于外壳板（1）内侧。2.根据权利要求1所述的一种柔性关节双层平面扭簧，其特征在于：所述的扭力限制环（7）包括：环体（71），其设置于连轴套（4）内侧，所述环体（71）外侧设置有固定嵌台（72）；检测槽，其设置于环体（71）内侧，所述检测槽内设置有压力块（73），所述压力块（73）一侧设置有推块弹簧（74），所述推块弹簧（74）一端压迫压力块（73），所述推块弹簧（74）另一端压迫所述检测槽；接触开关（75），其设置于所述检测槽内，所述接触开关（75）连接设置有调压电阻（76），所述调压电阻（76）设置于环体（71）上，所述调压电阻（76）连接设置有励磁线圈（77），所述励磁线圈（77）呈环形布置于环体（71）上，所述轴体（5）外侧环绕设置有磁块（78），所述磁块（78）与励磁线圈（77）配合。3.根据权利要求2所述的一种柔性关节双层平面扭簧，其特征在于：所述的轴体（5）上设置有配合槽（79），所述配合槽（79）设置有多个，所述配合槽（79）呈环形布置于轴体（5）上，所述配合槽（79）与压力块（73）配合。4.根据权利要求2所述的一种柔性关节双层平面扭簧，其特征在于：所述的接触开关（75）连接设置有断电开关（70），所述断电开关（70）设置于接触开关（75）一侧，所述断电开关（70）连接励磁线圈（77）电源，所述断电开关（70）通过延时电路与接触开关（75）连接。5.根据权利要求1所述的一种柔性关节双层平面扭簧，其特征在于：所述的连接片（2）包括弹性垫片（21）、橡胶垫片（22）、安装穿孔（23）和压套（24），所述外壳板（1）一侧设置有弹性垫片（21），所述弹性垫片（21）一侧设置有橡胶垫片（22），所述橡胶垫片（22）上设置有安装穿孔（23），所述安装穿孔（23）呈环形布置，所述安装穿孔（23）与安装孔（6）配合，所述安装穿孔（23）直径大于安装孔（6）直径，所述安装穿孔（23）两侧设置有压套（24），所述压套（24）延伸至安装孔（6）内。6.根据权利要求5所述的一种柔性关节双层平面扭簧，其特征在于：所述的弹性垫片（21）不少于一个，所述橡胶垫片（22）设置于弹性垫片（21）一侧或者弹性垫片（21）之间。7.根据权利要求1所述的一种柔性关节双层平面扭簧，其特征在于：所述的弹性体（3）包括阻力体（31）和限位体（32），所述阻力体（31）呈蛇形，所述阻力体（31）连接设置于外壳板（1）和连轴套（4）之间，所述阻力体（31）一侧设置有限位体（32），所述限位体（32）两端固定于阻力体（31）上，所述限位体（32）为伸缩杆，所述限位体（32）侧面与阻力体（31）配合接触。
8.根据权利要求7所述的一种柔性关节双层平面扭簧，其特征在于：所述的阻力体（31）弯曲处截面积大于阻力体（31）直线处截面积，所述阻力体（31）弯曲处截面积至阻力体（31）直线处截面积平滑过渡。

技术总结
本实用新型公开了一种柔性关节双层平面扭簧，包括：外壳板，其设置有两个，外壳板之间设置有连接片，外壳板内部设置有弹性体，弹性体一端设置有连轴套；外壳板包括旋向相反的第一外壳和第二外壳；轴体，其设置于连轴套内；安装孔，其设置于外壳板内侧；扭力限制环，其设置于连轴套内，并与轴体配合；止动块，其设置于弹性体一侧；采用磁连接，一方面在大扭矩状态下主动失步，使轴体与扭簧差速运动，缓解扭簧压力，另一方面使两个外壳板不受键槽结构影响，独立运动，可以分别负责一个方向的扭矩，无需留出反向运动发空间，行程长，弹性力好。弹性力好。弹性力好。


技术研发人员：唐惠明 唐体健
受保护的技术使用者：太仓市惠得利弹簧有限公司
技术研发日：2022.12.20
技术公布日：2023/8/17