專利名稱：雙環(huán)雙向螺旋彈簧的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種螺旋彈簧構(gòu)件，更具體地說，涉及一種人工肌肉用約束彈簧。
背景技術(shù)：
彈簧用于控制機(jī)件運(yùn)動，緩和沖擊，減小震動，貯備能量，測量力的大小，應(yīng)用十分 廣泛。目前，人工肌肉作為仿生關(guān)節(jié)和機(jī)械手的驅(qū)動元件，廣泛應(yīng)用于機(jī)器人領(lǐng)域、醫(yī)療 領(lǐng)域、軍事領(lǐng)域和工業(yè)領(lǐng)域。中國專利ZL200810116379. 7公開一種徑向膨脹型人工肌肉， 中國專利ZL97110134.5公開一種軸向伸長型人工肌肉。徑向膨脹型人工肌肉，采用纖維編 織網(wǎng)作為約束元件，導(dǎo)致體積大，在小關(guān)節(jié)上應(yīng)用受到限制，已有的軸向伸長型人工肌肉， 采用高強(qiáng)度纖維螺旋構(gòu)成管狀約束，這種約束結(jié)構(gòu)內(nèi)腔充氣時，螺旋結(jié)構(gòu)會繞其軸線發(fā)生 扭轉(zhuǎn)，形成有害的內(nèi)力或宏觀扭轉(zhuǎn)，影響肌肉的使用。上述兩種約束結(jié)構(gòu)都為單體，即與肌 肉是一對一的關(guān)系，構(gòu)成關(guān)節(jié)時體積較大。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)之不足，提供一種雙環(huán)雙向螺旋彈簧。一種雙環(huán)雙向螺旋彈簧，其特征在于，設(shè)有一根彈簧絲，彈簧沿軸向呈多層分布， 立體狀態(tài)如兩個柱體構(gòu)成，每個柱體軸線獨(dú)立，橫截面如同兩個環(huán)聯(lián)成一體，每層甲段成弧 形，逆時針沿螺旋線方向上彎，進(jìn)乙段；乙段的彈簧絲沿同一螺旋角方向，成弧形再逆時針 上彎，進(jìn)丙段；丙段的彈簧絲沿同一螺旋角方向，成弧形順時針方向上彎，進(jìn)丁段；丁段的 彈簧絲沿同一螺旋角方向，成弧形順時針方向上彎，進(jìn)入雙環(huán)雙向螺旋彈簧的另一層；雙環(huán) 雙向螺旋彈簧至少為一層；所述彈簧絲成弧形，可以是圓形、橢圓形、不規(guī)則曲線型，所述彈 簧絲材料可以是碳素鋼、不銹鋼、銅合金等金屬絲，也可以是尼龍、碳素、ABS等非金屬材料； 所述雙環(huán)雙向螺旋彈簧整體呈柱形，俯視看去，可以是圓柱形、方形、扇形、不規(guī)則曲線形； 彈簧絲的橫截面，可以是圓形、矩形、半圓形、多棱形。本實(shí)用新型有益效果在于，主要作為軸向拉伸和抗彎的彈性元件，較單螺旋彈簧 支撐面大，并可以雙軸導(dǎo)向，可互為支撐，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好，在機(jī)器制造產(chǎn)業(yè)方面，具有廣泛應(yīng) 用前景；用于人工肌肉的徑向約束，可防止單螺旋結(jié)構(gòu)受載時，產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)變形或內(nèi)力，其 柔性好，結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，制作容易、安裝方便；還可以用于作為軸向彈性元件和機(jī)器減震器 件，具有很高的推廣應(yīng)用價(jià)值，具有很好的市場前景。

圖1為本實(shí)用新型卷繞示意圖。圖2為本實(shí)用新型立體狀態(tài)示意圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)例對本實(shí)用新型作出進(jìn)一步地詳細(xì)描述。目前廣泛應(yīng)用的螺旋彈簧是單螺旋結(jié)構(gòu)的柱狀彈簧，橫截面是一個單環(huán)。本實(shí)用 新型是由一根彈簧絲制成的雙螺旋雙向雙軸的柱狀彈簧，橫截面是雙環(huán)結(jié)構(gòu)。如圖所示，由一根彈簧絲做成多層螺旋彈簧，其中每一層均可分成四段，甲段1成 弧形，逆時針沿螺旋線方向上彎，進(jìn)乙段2 ；乙段2的彈簧絲沿同一螺旋角方向，成弧形再逆 時針上彎，進(jìn)丙段3 ；丙段3的彈簧絲沿同一螺旋角方向，成弧形順時針方向上彎，進(jìn)丁段4 ； 丁段4的彈簧絲沿同一螺旋角方向，成弧形順時針方向上彎，進(jìn)入雙環(huán)雙向螺旋彈簧的另 一層；雙環(huán)雙向螺旋彈簧至少為一層；所述彈簧絲成弧形，可以是圓形、橢圓形、不規(guī)則曲 線型，所述彈簧絲材料可以是碳素鋼、不銹鋼、銅合金等金屬絲，也可以是尼龍、碳素、ABS等 非金屬；所述雙環(huán)雙向螺旋彈簧整體呈柱狀，彈簧橫截面形狀可以是兩個圓形、矩形、不規(guī) 則曲線形、扇形組成的；彈簧絲的斷面，可以是圓形、矩形、半圓形、多棱形等形狀。本實(shí)用新型中彈簧絲卷繞中每層可以是圓形、則彈簧成規(guī)則的直立雙柱形狀，如 果甲段1、丙段3是圓形，而乙段2、丁段4為直線形，則彈簧的俯視狀態(tài)成扇形；如果各種取 折線型，則彈簧的俯視狀態(tài)成多棱形。本實(shí)用新型在機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)，儀器儀表行業(yè)具有廣泛推廣前景，在機(jī)器人、仿生關(guān) 節(jié)、機(jī)械手領(lǐng)域應(yīng)用具有明顯優(yōu)勢。
權(quán)利要求1.一種雙環(huán)雙向螺旋彈簧，其特征在于，設(shè)有一根彈簧絲，彈簧沿軸向呈多層分布，立 體狀態(tài)如兩個柱體構(gòu)成，每個柱體軸線獨(dú)立，橫截面如同兩個環(huán)聯(lián)成一體，每層甲段(1)成 弧形，逆時針沿螺旋線方向上彎，進(jìn)乙段O)；乙段( 的彈簧絲沿同一螺旋角方向，成弧形 再逆時針上彎，進(jìn)丙段(3)；丙段C3)的彈簧絲沿同一螺旋角方向，成弧形順時針方向上彎， 進(jìn)丁段；丁段的彈簧絲沿同一螺旋角方向，成弧形再順時針方向上彎，進(jìn)入雙環(huán)雙 向螺旋彈簧的另一層。
2.按照權(quán)利要求1所述雙環(huán)雙向螺旋彈簧，其特征在于，至少為一層。
3.按照權(quán)利要求1所述雙環(huán)雙向螺旋彈簧，其特征在于，所述雙環(huán)雙向螺旋彈簧整體 呈柱形，俯視看去，可以是圓柱形、方形、扇形、不規(guī)則曲線形。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種螺旋彈簧元件，更具體地說，公開一種人工肌肉用約束彈簧，雙環(huán)雙向螺旋彈簧，其特征在于，設(shè)有一根彈簧絲，彈簧沿軸向呈多層分布，立體狀態(tài)如兩個柱體構(gòu)成，每個柱體軸線獨(dú)立，橫截面如同兩個環(huán)聯(lián)成一體，其有益效果在于，作為軸向拉伸和抗彎的彈性元件，較單螺旋彈簧支撐面大，并可以雙軸導(dǎo)向，可互為支撐，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好，在機(jī)器制造產(chǎn)業(yè)方面，具有廣泛應(yīng)用前景，用于人工肌肉的徑向約束，可防止單螺旋結(jié)構(gòu)受載時，產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)變形或內(nèi)力，其柔性好，結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，制作容易、安裝方便，還可以用于作為軸向彈性元件和機(jī)器減震器件，具有很高的推廣應(yīng)用價(jià)值，具有很好的市場前景。
文檔編號F16F3/04GK201866148SQ20102021287
公開日2011年6月15日 申請日期2010年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月29日
發(fā)明者劉小敏, 吳小雨, 張學(xué)文, 張金濤, 耿德旭 申請人:北華大學(xué)