[发明专利]一种用于塔架攀爬无动力外骨骼关节的变力卷式板簧

说明书

一种用于塔架攀爬无动力外骨骼关节的变力卷式板簧属于机械设备技术领域，包括外旋盘、转轴、固定弹簧片和活动弹簧片。本发明通过固定弹簧片之间的夹层与活动弹簧片产生摩擦提供阻尼，多层长短不一的活动弹簧片产生弯曲弹性变形，随着轴心转动圈数增加，各个弹簧片的变形量也逐渐增加，因此通过控制预先调节的轴心转动圈数产生不一样的助力扭矩，助力可调范围广，达到了对外骨骼关节支撑力实现定制化无级变速的目的。应用本发明公开的变力卷式板簧结构能够有效减少外骨骼关节的偏心力，提高关节的使用寿命。

技术领域

本发明属于机械设备技术领域，特别是涉及到一种用于塔架攀爬无动力外骨骼关节的变力卷式板簧。

背景技术

现有无动力外骨骼使用较多的储能机构力曲线多为线性，存在着力度挡位少、不能无级设定的缺点。而且目前无动力外骨骼使用较多的储能机构多为线性弹簧、气弹簧、弹力带等，上述储能机构只能在固定的变力参数区间内对动作提供力量辅助，存在的较大的局限性。现有技术中无动力外骨骼的关节使用的发条弹簧，其助力是恒力的，恒力在用于塔架攀爬无动力外骨骼关节中时变化区间较小，调节至合适力度时需要的时间长，不能很好的满足外骨骼关节的应用。

因此现有技术当中亟需要一种新型的技术方案来解决这一问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种用于塔架攀爬无动力外骨骼关节的变力卷式板簧用于现有技术中的无动力外骨骼的关节使用的发条弹簧提供的助力是恒力的，变化区间较小，调节至合适力度时需要的时间长，不能很好的满足外骨骼关节的应用。

一种用于塔架攀爬无动力外骨骼关节的变力卷式板簧，包括外旋盘、转轴，还包括固定弹簧片和活动弹簧片，所述固定弹簧片为两组以上并且长度均一致，两组以上的固定弹簧片的内固定端均与转轴固定连接并且连接点均匀布置在转轴的外圆周上，两组以上的固定弹簧片的外固定端均与外旋盘固定连接并且连接点均匀布置在外旋盘的内圆周上；

所述活动弹簧片的外固定端固定连接在外旋盘的内圆周上并且连接点均匀布置，同时活动弹簧片的外固定端连接点与固定弹簧片的外固定端连接点间隔布置，活动弹簧片的内活动端端头处设置有横钩，活动弹簧片的内活动端空置在相邻两个固定弹簧片之间，活动弹簧片的长度不一致并且均小于固定弹簧片的长度。

所述固定弹簧片成对设置，固定弹簧片的旋转方向一致，并且成对的两个固定弹簧片的内固定端的连接点对称布置，成对的两个固定弹簧片的外固定端的连接点对称布置。

所述活动弹簧片成对设置，并且活动弹簧片的数量不超过固定弹簧片的数量，活动弹簧片的外固定端连接点对称布置。

通过上述设计方案，本发明可以带来如下有益效果：

本发明提出了一种在高压塔架攀爬无动力外骨骼关节中应用的变力卷式板簧，通过固定弹簧片之间的夹层与活动弹簧片产生摩擦提供阻尼，多层长短不一的活动弹簧片产生弯曲弹性变形，随着轴心转动圈数增加，各个弹簧片的变形量也逐渐增加，因此通过控制预先调节的轴心转动圈数产生不一样的助力扭矩，助力可调范围广，达到了对外骨骼关节支撑力实现定制化无级变速的目的。应用本发明公开的变力卷式板簧结构能够有效减少外骨骼关节的偏心力，提高关节的使用寿命。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明：

图1为本发明一种用于塔架攀爬无动力外骨骼关节的变力卷式板簧的结构示意图。

图2为本发明一种用于塔架攀爬无动力外骨骼关节的变力卷式板簧应用的外骨骼关节结构示意图。

图3为本发明一种用于塔架攀爬无动力外骨骼关节的变力卷式板簧的形变与弹力的曲线图。

图4为现有技术中单条弹簧片的形变与弹力的曲线图。