本发明涉及碳纤维发条弹簧领域，具体提供一种大线径、轻量化的碳纤维发条弹簧及其制备模具。
背景技术：
1、在一些有低速重载旋转传动需求的场合，为了减小电机的功率，通常会在传动机构中设置提供复位转矩的装置。在现有技术中，通常采用金属材质的发条弹簧作为提供复位转矩的装置，将金属弹簧一端固定在定子，另一端固定在转子上，当转子转动时拉伸金属弹簧，从而产生复位力矩。但是当旋转行程较小时，金属弹簧的形变量较小，金属弹簧提供的复位转矩也较小，无法为电机分担足够的转矩。若将金属弹簧的线径做大（截面积）或者增大旋绕密度，可以提高复位转矩，但是无法用传统的卷绕工艺制造，加工过程十分复杂，导致成本增加。此外将金属弹簧的线径做大或者增大旋绕密度会显著增大其重量，严重影响设备的轻量化，导致其在大多数设备中无法使用。
2、因此，亟需一种既可提供较大复位转矩，又能实现轻量化的发条弹簧及其制备模具。
技术实现思路
1、不同于螺旋弹簧，当旋转行程较小，由于金属刚度不够，金属的发条弹簧难以提供较大的复位转矩，只能通过增大线径或者旋绕密度来提高复位转矩，但这不仅会提高工艺难度，还会导致弹簧质量激增，不利于发条弹簧的应用。为此本发明提供了一种碳纤维发条弹簧及其制备模具，主要提出了一种碳纤维材质的发条弹簧替代传统的金属弹簧，作针对小旋转行程也可提供足够大的复位转矩，同时还可以实现轻量化。
2、本发明提供的碳纤维发条弹簧的螺旋线在同一平面内，采用碳纤维丝束和注塑胶通过注塑工艺制成，碳纤维丝束均匀固定在注塑胶中，注塑胶包括环氧树脂和胺类固化剂。
3、优选的，碳纤维发条弹簧中碳纤维丝束与注塑胶的质量比的比值为1~1.5。
4、优选的，碳纤维发条弹簧中碳纤维丝束、环氧树脂与胺类固化剂的质量比为60：32：8。
5、优选的，碳纤维发条弹簧的线径截面为矩形，其外径为400mm，其缠绕圈数为4圈，其可拉伸行程为0.5圈。
6、一种碳纤维发条弹簧的制备模具，用于制备碳纤维发条弹簧，包括阳模和阴模，阳模的上表面设置有发条弹簧状的凸台，阴模安装在阳模的上表面，阴模上开有与凸台对应的发条弹簧状镂空，阴模由多个碎块拼接构成。
7、与现有技术相比，本发明能够取得如下有益效果：
8、与金属弹簧相比，碳纤维发条弹簧能够在旋转行程较小时提供足够大的复位转矩，同时碳纤维发条弹簧可以通过注塑工艺制备，避免了金属弹簧的卷绕工艺，降低了制备难度，此外，在旋转行程相同时想要提供相同的复位转矩，碳纤维发条弹簧具有远小于金属弹簧的质量。
1.一种碳纤维发条弹簧，其特征在于，碳纤维发条弹簧的螺旋线在同一平面内，采用碳纤维丝束和注塑胶通过注塑工艺制成，碳纤维丝束均匀固定在注塑胶中，注塑胶包括环氧树脂和胺类固化剂。
2.如权利要求1所述的碳纤维发条弹簧，其特征在于，碳纤维发条弹簧中碳纤维丝束与注塑胶的质量比的比值为1~1.5。
3.如权利要求1所述的碳纤维发条弹簧，其特征在于，碳纤维发条弹簧中碳纤维丝束、环氧树脂与胺类固化剂的质量比为60：32：8。
4.如权利要求1所述的碳纤维发条弹簧，其特征在于，碳纤维发条弹簧的线径截面为矩形，其外径为400mm，其缠绕圈数为4圈，其可拉伸行程为0.5圈。
5.一种碳纤维发条弹簧的制备模具，其特征在于，用于制备如权利要求1所述的碳纤维发条弹簧，包括阳模和阴模，阳模的上表面设置有发条弹簧状的凸台，阴模安装在阳模的上表面，阴模上开有与凸台对应的发条弹簧状镂空，阴模由多个碎块拼接构成。