一种柔性关节双层平面扭簧的制作方法

本技术属于弹簧件及，特别涉及一种柔性关节双层平面扭簧。

背景技术：

1、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。

2、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，本申请就以上问题，对平面扭簧进行了创新和改进。

3、现在的扭簧，主要存在以下几个问题：

4、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。

5、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。

技术实现思路

1、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。

2、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：

3、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；

4、轴体，其设置于连轴套内；

5、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；

6、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；

7、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。

8、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。

9、本实用新型中所述的扭力限制环包括：

10、环体，其设置于连轴套内侧，所述环体外侧设置有固定嵌台；

11、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；

12、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。

13、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。

14、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。

15、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。

16、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。

17、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。

18、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。

19、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。

20、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。

21、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。

22、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。

23、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。

24、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。

25、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；

26、所述励磁线圈是一种通过电力转换磁力的磁体，当本申请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。

27、上述技术方案可以看出，本实用新型具有如下有益效果：

28、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。

29、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。

技术特征：

1.一种柔性关节双层平面扭簧，其特征在于：包括：

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：

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
本技术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。

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：20221220
技术公布日：2024/1/13