一种恒力弹簧及操作方法、机械设备与流程

1.本技术涉及弹簧技术领域，尤其涉及一种恒力弹簧及操作方法、机械设备。


背景技术：

2.相关技术中，弹簧，作为一种具有弹性的零部件，因其在外力作用下会发生形变且在除去外力后又恢复原状的特殊结构，广泛应用于各类场合。恒力弹簧，作为弹簧中的一种特殊分类，可以在设定的行程内能够保持恒定弹力的弹簧，与普通的压缩或拉伸弹簧相比，其弹力相对恒定，可以输出接近直线的弹力，广泛应用于各类机械设备。目前的恒力弹簧，通常由金属丝线绕制而成螺旋状，此种结构，虽然能够提供较为恒定的弹力，但也具有一定的缺陷，每一个金属丝线绕制的恒力弹簧，其弹力是由金属丝盘绕成丝圈叠加而成，只有发生结构上的形变才会产生弹力或者拉力，由于该类恒力弹簧使用的特性，当受力过大时，会永久性的失去可恢复的性能，因此，此类弹簧较为容易因受力过大而损坏。


技术实现要素：

3.本技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本技术提出一种恒力弹簧及操作方法、机械设备，能够在受力过大脱离行程范围时，还可以重新安装使用，不易因受力过大而损坏。
4.根据本技术第一方面实施例的恒力弹簧，包括：
5.定子，所述定子设置有第一磁性组件；
6.动子，所述动子可滑动地套设于所述定子，所述动子设置有第二磁性组件，所述第一磁性组件和所述第一磁性组件之间具有磁吸力；
7.当所述动子沿所述定子的长度方向滑动时，所述磁吸力对所述动子产生与所述动子的滑动方向相反的拉力。
8.根据本技术实施例的恒力弹簧，至少具有如下有益效果：通过设置有定子和动子，动子可滑动地套设于定子，并且定子设置有第一磁性组件，动子设置有第二磁性组件，第一磁性组件和第一磁性组件之间具有磁吸力。当移动动子时，因磁吸力的作用，动子就会受到与动子的移动方向相反的拉力，并且由于磁吸力固定不变，拉力因而也是不变的，从而形成恒力弹簧的性能特征；而且由于定子和动子无实体上的连接，即使动子因受力过大超出行程之外，还可以将动子再次安装至原位以恢复恒力弹簧的性能特性；也就是说，恒力弹簧不会因受力过大而产生永久性变形，进而损坏无法使用。因此，本技术的恒力弹簧，在受力过大脱离行程范围时，还可以重新安装使用，不易因受力过大而损坏。
9.根据本技术的一些实施例，所述第一磁性组件包括若干第一磁性金属件，所述第二磁性组件包括若干与所述第一磁性金属件一一对应的第二磁性金属件，且所述第一磁性金属件和所述第二磁性金属件相对的两侧极性相反。
10.根据本技术的一些实施例，所述定子还包括非导磁体，所述非导磁体套设于若干所述第一磁性金属件，所述非导磁体用于包裹若干所述第一磁性金属件。
11.根据本技术的一些实施例，所述动子还包括导磁体，所述导磁体套设于若干所述第二磁性金属件，所述导磁体用于与若干所述第二磁性金属件形成封闭的磁场。
12.根据本技术的一些实施例，所述第一磁性金属件、所述第二磁性金属件均为多个，多个所述第一磁性金属件穿设于所述非导磁体并环绕成实心圆体，多个所述第二磁性金属件穿设于所述导磁体并环绕于所述导磁体内侧形成空心圆体，多个所述第一磁性金属件、所述非导磁体均穿设于所述空心圆体，每两个侧面相互接触的所述第一磁性金属件极性相反，每两个侧面相互接触的所述第二磁性金属件极性相反，每一所述第一磁性金属件正对一个所述第二磁性金属件。
13.根据本技术的一些实施例，每一所述第二磁性金属件和所述导磁体相对的一侧极性相反。
14.根据本技术第二方面实施例的恒力弹簧的操作方法，所述
15.恒力弹簧的操作方法，其特征在于，所述恒力弹簧包括：
16.定子，所述定子设置有第一磁性组件；
17.动子，所述动子可滑动地套设于所述定子，所述动子设置有第二磁性组件，所述第一磁性组件和所述第一磁性组件之间具有磁吸力；
18.所述操作方法包括：
19.获取所述动子的行程范围；
20.根据所述行程范围确定拉力的大小；
21.根据所述拉力的大小，调整所述第一磁性组件和所述第一磁性组件之间的夹角以调整所述磁吸力的大小。
22.根据本技术的一些实施例，所述第一磁性组件包括若干第一磁性金属件，所述第二磁性组件包括若干与所述第一磁性金属件一一对应的第二磁性金属件，且所述第一磁性金属件和所述第二磁性金属件相对的两侧极性相反；
23.所述调整所述第一磁性组件和所述第一磁性组件之间的夹角以调整所述磁吸力的大小还包括：
24.调整所述第一磁性金属件、与所述第一磁性金属件对应的所述第二磁性金属件之间的夹角以调整所述磁吸力的大小。
25.根据本技术的一些实施例，所述定子还包括非导磁体，所述非导磁体套设于若干所述第一磁性金属件；所述动子还包括导磁体，所述导磁体套设于若干所述第二磁性金属件；所述第一磁性金属件、所述第二磁性金属件均为多个，多个所述第一磁性金属件穿设于所述非导磁体并环绕成实心圆体，多个所述第二磁性金属件穿设于所述导磁体并环绕于所述导磁体内侧形成空心圆体，多个所述第一磁性金属件、所述非导磁体均穿设于所述空心圆体，每两个侧面相互接触的所述第一磁性金属件极性相反，每两个侧面相互接触的所述第二磁性金属件极性相反，每一所述第一磁性金属件正对一个所述第二磁性金属件；
26.所述调整所述第一磁性金属件、与所述第一磁性金属件对应的所述第二磁性金属件之间的夹角以调整所述磁吸力的大小，包括：
27.根据多个所述第一磁性金属件、多个所述第二磁性金属件确定夹角范围；
28.根据所述夹角范围旋转所述动子以调整所述磁吸力的大小。
29.根据本技术第三方面实施例的机械设备，所述机械设备包括如第一方面实施例所
述的恒力弹簧。
30.本技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。
附图说明
31.下面结合附图和实施例对本技术做进一步的说明，其中：
32.图1为本技术一个实施例所提供的恒力弹簧的结构示意图；
33.图2为图1中所示的恒力弹簧的剖视图；
34.图3为图2中所示的定子的剖视图；
35.图4为图1中所示的动子的结构示意图；
36.图5为图2中所示的动子的剖视图；
37.图6为本技术另一实施例所提供的恒力弹簧的剖视图；
38.图7为本技术另一实施例所提供的恒力弹簧的剖视图；
39.图8为本技术另一实施例所提供的恒力弹簧的剖视图；
40.图9为本技术一个实施例所提供的恒力弹簧的操作方法的流程图。
41.附图标记：
42.定子100、第一磁性金属件110、非导磁体120；
43.动子200、第二磁性金属件210、导磁体220。
具体实施方式
44.下面详细描述本技术的实施例，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，仅用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。
45.在本技术的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
46.在本技术的描述中，若干的含义是一个以上，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
47.本技术的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本技术中的具体含义。
48.本技术的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
49.下面参照图1-8描述根据本技术实施例的恒力弹簧。
50.可以理解的是，如图1和图2所示，根据本技术实施例的恒力弹簧，包括：
51.定子100，定子100设置有第一磁性组件；
52.动子200，动子200可滑动地套设于定子100，动子200设置有第二磁性组件，第一磁性组件和第一磁性组件之间具有磁吸力；
53.当动子200沿定子100的长度方向滑动时，磁吸力对动子200产生与动子200的滑动方向相反的拉力。
54.通过设置有定子100和动子200，动子200可滑动地套设于定子100，并且定子100设置有第一磁性组件，动子200设置有第二磁性组件，第一磁性组件和第一磁性组件之间具有磁吸力。当移动动子200时，因磁吸力的作用，动子200就会受到与动子200的移动方向相反的拉力，并且由于磁吸力固定不变，拉力因而也是不变的，从而形成恒力弹簧的性能特征；而且由于定子100和动子200无实体上的连接，即使动子200因受力过大超出行程之外，还可以将动子200再次安装至原位以恢复恒力弹簧的性能特性；也就是说，恒力弹簧不会因受力过大而产生永久性变形，进而损坏无法使用。因此，本技术的恒力弹簧，在受力过大脱离行程范围时，还可以重新安装使用，不易因受力过大而损坏。
55.需要说明的是，同样长度的弹簧，和一般的金属丝叠加而成的恒力弹簧相比，本技术的恒力弹簧所需的安装空间更小。具体地，如图1所示，定子100处于固定状态，动子200可滑动地套设于定子100上，此时，只需移动动子200就可以产生恒力弹簧的效果，若动子200的行程范围不超过定子100的长度，则不需要在增加动子200可活动的空间。而一般的金属丝恒力弹簧，则需要考虑被拉伸后起所需要的活动空间，与本技术的恒力弹簧相比，金属丝恒力弹簧结构不够紧凑。
56.需要说明的是，动子200和定子100二者的功能是可以交换的。例如，如图1所示，将图1中的动子200进行固定，定子100可滑动地穿设于动子200，当定子100沿动子200的方向滑动时，定子100和动子200之间的磁吸力产生的拉力，也与定子100的移动方向相反。此结构，通常应用于对结构的紧凑性不高的场合。
57.可以理解的是，如图2所示，第一磁性组件包括若干第一磁性金属件110，第二磁性组件包括若干与第一磁性金属件110一一对应的第二磁性金属件210，且第一磁性金属件110和第二磁性金属件210相对的两侧极性相反。通过将第一磁性金属件110和第二磁性金属件210相对，且二者极性相反，通过利用异性相吸的原理，使得第一磁性金属件110和第二磁性金属件210之间产生磁吸力。
58.可以理解的是，如图2、图3和图4所示，定子100还包括非导磁体120，非导磁体120套设于若干第一磁性金属件110，非导磁体120用于包裹若干第一磁性金属件110。一方面，通过设置包裹住第一磁性金属件110的非导磁体120，一方面，通过非导磁体120将若干第一磁性金属件110包裹住，方便第一磁性金属件110的整体性安装；另一方面，可以避免因长期使用和动子200刮蹭导致第一磁性金属件110容易散开。
59.需要说明的是，非导磁体120可以为不导磁钢管。
60.可以理解的是，如图2和图5所示，动子200还包括导磁体220，导磁体220套设于若干第二磁性金属件210，导磁体220用于与若干第二磁性金属件210形成封闭的磁场。通过设置导磁体220，并且和第二磁性金属件210形成封闭的磁场，可以减少第二磁性金属件210对
外产生的磁场影响。
61.可以理解的是，如图2、图3和图5所示，第一磁性金属件110、第二磁性金属件210均为多个，多个第一磁性金属件110穿设于非导磁体120并环绕成实心圆体，多个第二磁性金属件210穿设于导磁体220并环绕于导磁体220内侧形成空心圆体，多个第一磁性金属件110、非导磁体120均穿设于空心圆体，每两个侧面相互接触的第一磁性金属件110极性相反，每两个侧面相互接触的第二磁性金属件210极性相反，每一第一磁性金属件110正对一个第二磁性金属件210。
62.具体地，如图2、图3和图5所示，当一个第一磁性金属件110与第二磁性金属件210相对的一侧为s极时，该第一磁性金属件110朝向圆心的一侧为n极，则，对应的，第二磁性金属件210与第一磁性金属件110相对的一侧为n极；并且，与该其他第一磁性金属件110的侧面相互接触的第一磁性金属件110，朝向圆心的一侧为s极，与第二磁性金属件210相对的一侧为n极。其他第一磁性金属件110间的关系，第一磁性金属件110与第二磁性金属件210的关系以此类推。
63.进一步地，设置四个第一磁性金属件110、四个第二磁性金属件210的目的，主要是为了实现对拉力的调整，如图2、图3和图5所示，当第一磁性金属件110为四个相同的零部件、第二磁性金属件210为四个相同的零部件时，可以在旋转范围为0～90度的区间内对拉力进行调整。因为通过旋转的方式，可以将极性相反的第一磁性金属件110和第二磁性金属件210错开至极性相同的位置，根据极性相斥的原理，就可以使得定子100和动子200之间的磁吸力发生变化，进而对拉力进行调整。
64.可以理解的是，如图2和图5所示，每一第二磁性金属件210和导磁体220相对的一侧极性相反。通过对第二磁性金属件210和导磁体220设置一一相对的位置关系，二者形成的磁场封闭效果更好。
65.需要说明的是，如图6所示，本技术的恒力弹簧还可以设置成其他与图2类似的结构，图6中的第一磁性金属件110和第二磁性金属件210均为两个，导磁体220的极性也根据第二磁性金属件210的个数和极性进行调整，此时，动子200或者定子100的旋转范围为0～180度。
66.进一步地，如图7所示，还可以只设置一个第一磁性金属件110、一个第二磁性金属件210，导磁体220的极性也根据第二磁性金属件210的个数和极性进行调整，此结构相比于图6的结构，磁吸力有所减弱，可应用于对恒力弹簧的弹力要求不高的场合。需要说明的是，如图8所示，图8中的第一磁性金属件110和第二磁性金属件210均为八个，导磁体220的极性也根据第二磁性金属件210的个数和极性进行调整，此时，动子200或者定子100的旋转范围为0～45度。图8中的结构，相比于图2、图6和图7，对于拉力的调节更为精细，适用于对恒力弹簧的弹力精度要求较高的场合。
67.下面参照图1-9描述根据本技术实施例的恒力弹簧的操作方法。
68.可以理解的是，如图1、图2、图9所示，根据本技术实施例的恒力弹簧的操作方法，恒力弹簧包括：
69.定子100，定子100设置有第一磁性组件；
70.动子200，动子200可滑动地套设于定子100，动子200设置有第二磁性组件，第一磁性组件和第一磁性组件之间具有磁吸力；
71.操作方法包括：
72.获取动子200的行程范围；
73.根据行程范围确定拉力的大小；
74.根据拉力的大小，调整第一磁性组件和第一磁性组件之间的夹角以调整磁吸力的大小。
75.可以理解的是，如图2至图5所示，第一磁性组件包括若干第一磁性金属件110，第二磁性组件包括若干与第一磁性金属件110一一对应的第二磁性金属件210，且第一磁性金属件110和第二磁性金属件210相对的两侧极性相反；
76.调整第一磁性组件和第一磁性组件之间的夹角以调整磁吸力的大小还包括：
77.调整第一磁性金属件110、与第一磁性金属件110对应的第二磁性金属件210之间的夹角以调整磁吸力的大小。
78.可以理解的是，如图2至图5所示，定子100还包括非导磁体120，非导磁体120套设于若干第一磁性金属件110；动子200还包括导磁体220，导磁体220套设于若干第二磁性金属件210；第一磁性金属件110、第二磁性金属件210均为多个，多个第一磁性金属件110穿设于非导磁体120并环绕成实心圆体，多个第二磁性金属件210穿设于导磁体220并环绕于导磁体220内侧形成空心圆体，多个第一磁性金属件110、非导磁体120均穿设于空心圆体，每两个侧面相互接触的第一磁性金属件110极性相反，每两个侧面相互接触的第二磁性金属件210极性相反，每一第一磁性金属件110正对一个第二磁性金属件210；
79.调整第一磁性金属件110、与第一磁性金属件110对应的第二磁性金属件210之间的夹角以调整磁吸力的大小，包括：
80.根据多个第一磁性金属件110、多个第二磁性金属件210确定夹角范围；
81.根据夹角范围旋转动子200以调整磁吸力的大小。
82.需要说明的是，夹角范围根据第一磁性金属件110、第二磁性金属件210的结构进行确定，例如，图2的结构，夹角范围为0～90度；图6和图7的结构，夹角范围为0～180度；图8的结构，夹角范围为0～45度。
83.通过第一磁性金属件110、第二磁性金属件210设置旋转范围，可以在工程现场对恒力弹簧的拉力进行一定的调节，这是一般的金属丝恒力弹簧做不到的，只能更换金属丝恒力弹簧，一方面，费时费力，另一方面，更换下来的金属丝恒力弹簧如果后期没有其他用途，只能进行废旧处理，造成了一定的资源浪费。
84.根据本技术实施例的机械设备，机械设备包括如上述的恒力弹簧。
85.上面结合附图对本技术实施例作了详细说明，但是本技术不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本技术宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本技术的实施例及实施例中的特征可以相互组合。