一种非线性扭簧组结构及其使用方法技术

本发明专利技术公开了一种非线性扭簧组结构及其使用方法，其中，非线性扭簧组结构包括第一安装板、第二安装板、转轴和多个扭簧，第一安装板和第二安装板相对布置，第一安装板和第二安装板的中部均设有通孔，转轴安装在两个通孔内；第一安装板上设有多个安装孔，多个安装孔和多个扭簧一一对应，第二安装板上设有多个限位孔，多个限位孔和多个扭簧一一对应；多个扭簧同轴套装在转轴上，每个扭簧一端固定安装在安装孔内，每个扭簧另一端滑动安装在限位孔内。通过多组同轴扭簧地依次扭动，扭簧组结构的弯矩和扭动角度间呈函数变化，能够根据不同的应用场景、不同压力匹配扭簧，具有使用简便、匹配方式灵活多变和可提高弹簧应用场景等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种非线性扭簧组结构及其使用方法
本专利技术涉及弹簧
，具体涉及一种非线性扭簧组结构及其使用方法。
技术介绍
弹簧是一种利用弹性来工作的机械零件，用弹性材料制成的零件在外力作用下发生形变，除去外力后又恢复原状。弹簧一般用弹簧钢制成，弹簧的种类复杂多样，根据形状，主要有螺旋弹簧、涡卷弹簧、板弹簧、异型弹簧、压簧和扭簧等，根据弹簧弹形变量又分为线性弹簧和非线性弹簧。传统扭簧大多是线性弹簧，其弯矩大小与扭簧扭动角度成正比关系，参照图1。但在实际生过过程中，会碰到很多需要非线性弹力的情况，例如置于河流中的闸门，如何实现在水流冲击力过大的情况下闸门开口变大，在水流冲击力较小的情况下闸门开口变小，不同流速的水流对闸门的冲击力就呈现出非线性关系；此时传统的线性扭簧就不能满足要求，急需一种能够根据不同的应用场景、不同压力大小进行匹配的非线性扭簧。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述不足，本专利技术的目的在于：如何设计一种非线性扭簧组结构，通过该扭簧组结构，能够根据不同的应用场景、不同压力大小进行匹配，具有使用简便、匹配方式灵活多变和可提高弹簧应用场景等优点。本专利技术采用了如下的技术方案：一种非线性扭簧组结构，包括第一安装板、第二安装板、转轴和多个扭簧，第一安装板和第二安装板相对布置，第一安装板和第二安装板的中部均设有通孔，转轴安装在两个通孔内；第一安装板上设有多个安装孔，多个安装孔和多个扭簧一一对应，第二安装板上设有多个限位孔，多个限位孔和多个扭簧一一对应；多个扭簧同轴套装在转轴上，每个扭簧一端固定安装在安装孔内，每个扭簧另一端滑动安装在限位孔内。进一步地，所述扭簧包括从中心往外的第一扭簧、第二扭簧、第三扭簧和第四扭簧，所述安装孔包括从中心往外的第一安装孔、第二安装孔、第三安装孔和第四安装孔，所述限位孔包括从中心往外的第一限位孔、第二限位孔、第三限位孔和第四限位孔，第一限位孔、第二限位孔、第三限位孔和第四限位孔依次变大或依次变小。进一步地，所述第一安装孔、第二安装孔、第三安装孔和第四安装孔均为相同的圆孔，所述第一限位孔、第二限位孔、第三限位孔和第四限位孔均为弧形环孔。进一步地，所述第一安装板和第二安装板均为圆形，第一安装孔、第二安装孔、第三安装孔和第四安装孔沿第一安装板径向从内往外布置，第一限位孔、第二限位孔、第三限位孔和第四限位孔沿第二安装板径向从内往外布置。一种非线性扭簧组结构的使用方法，包括以下步骤：S1：扭簧组结构内的所有扭簧相同，单个扭簧的弹力计算公式为：其中，E表示弹簧模量，d表示线径，表示扭动角度，n表示有效圈数，D表示中径，L表示扭臂长度；S2：当第一安装板转动时，第四扭簧被扭动，其余扭簧在各自对应的限位孔内滑动，此时弹力为F1；随着第一安装板继续转动，第三扭簧也被扭动，第一扭簧和第二扭簧在各自对应的限位孔内滑动，此时弹力为F1+F2；S3：假设扭簧个数无限，以此类推，随着第一安装板的持续转动，扭簧组结构的弹力逐渐增大，从而使得扭簧组结构的弯矩大小和扭簧扭动角度呈函数关系。相比于现有技术，本专利技术具有以下优点：本专利技术公开的一种非线性扭簧组结构及其使用方法，多组同轴扭簧从内往外或从外往内地依次扭动，扭簧组结构的弯矩和扭动角度间呈非线性变化，扭簧组结构的弯矩和扭簧扭动角度呈函数关系。通过该结构和方法，能够根据不同的应用场景、不同压力大小进行匹配，具有使用简便、匹配方式灵活多变和可提高弹簧应用场景等优点。附图说明图1为
技术介绍
中线性扭簧的弯矩大小与扭簧形变角度的函数曲线图；图2为本专利技术实施例中非线性扭簧组结构的立体图；图3为本专利技术实施例中扭簧的结构图；图4为本专利技术实施例中第一安装板的立体图；图5为本专利技术实施例中第二安装板的立体图；图6为本专利技术实施例中第一安装板的安装结构图；图7为本专利技术实施例中第二安装板的安装结构图；图8为本专利技术实施例中非线性扭簧组结构的弹力分析流程图；图9是本专利技术实施例中双开式闸门的立体图；图10是本专利技术实施例中双开式闸门的俯视图；图11是本专利技术实施例中闸门处的立体图；图12是本专利技术实施例中闸门处的俯视图；图13为本专利技术实施例中双开门式闸阀的弯矩M与扭簧转动角度的的函数曲线图。附图标号：1、第一安装板；2、第二安装板；3、转轴；4、通孔；5、第一扭簧；6、第二扭簧；7、第三扭簧；8、第四扭簧；9、第一安装孔；10、第二安装孔；11、第三安装孔；12、第四安装孔；13、第一限位孔；14、第二限位孔；15、第三限位孔；16、第四限位孔；17、壳体；18、第一闸门；19、第二闸门；20、管道。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，因此只是作为示例，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。实施例一：参照图2～图7，一种非线性扭簧组结构，包括第一安装板1、第二安装板2和多个扭簧，第一安装板和第二安装板相对布置，第一安装板和第二安装板的中部均设有通孔4，转轴3安装在两个通孔内；第一安装板上设有多个安装孔，多个安装孔和多个扭簧一一对应，第二安装板上设有多个限位孔，多个限位孔和多个扭簧一一对应；多个扭簧同轴套装在转轴上，每个扭簧一端固定安装在安装孔内，每个扭簧另一端滑动安装在限位孔内。具体实施时，所述扭簧包括从中心往外的第一扭簧5、第二扭簧6、第三扭簧7和第四扭簧8，所述安装孔包括从中心往外的第一安装孔9、第二安装孔10、第三安装孔11和第四安装孔12，所述限位孔包括从中心往外的第一限位孔13、第二限位孔14、第三限位孔15和第四限位孔16，第一限位孔、第二限位孔、第三限位孔和第四限位孔依次变大或依次变小。所述第一安装孔、第二安装孔、第三安装孔和第四安装孔均为相同的圆孔，所述第一限位孔、第二限位孔、第三限位孔和第四限位孔均为弧形环孔。所述第一安装板和第二安装板均为圆形，第一安装孔、第二安装孔、第三安装孔和第四安装孔沿第一安装板径向从内往外布置，第一限位孔、第二限位孔、第三限位孔和第四限位孔沿第二安装板径向从内往外布置。第一扭簧一端固定安装在第一安装孔内，第一扭簧另一端滑动安装在第一限位孔内，第二扭簧一端固定安装在第二安装孔内，第二扭簧另一端滑动安装在第二限位孔内，第三扭簧一端固定安装在第三安装孔内，第三扭簧另一端滑动安装在第三限位孔内，第四扭簧一端固定安装在第四安装孔内，第四扭簧另一端滑动安装在第四限位孔内。参照图8，一种非线性扭簧组结构的使用方法，包括以下步骤：S1：扭簧组结构内的所有扭簧相同，单个扭簧的弹力计算公式为：其中，E表示弹簧模量，d表示线径，表示扭动角度，n表示有效圈数，D表示中径，L表示扭臂长度；S2：当第一安装板转动时，第四扭簧被扭动，其余扭簧在各自对应的限位孔内滑动，此时弹力为F1；随着第一安装板继续转动，第三扭簧也被扭动，第一扭簧和第二扭簧在各自对应的限位孔内滑动，此时弹力为F1+F2；S3：假设扭簧个数无限，以此类推，随着第一安装板的持续转动，扭簧组结构的弹力逐渐增大，从而使得扭簧组结构的弯矩大小和扭簧扭动角度呈函数关系。上述非线性扭簧组结构及方法中，多组同轴扭簧从内往外或从外往内地依次扭动，扭簧组结构的弯矩和扭动角度间呈非线性变化，扭簧组结构的弯矩和扭簧扭动角度呈函数关系。通过该结构和方法，能够根据不同的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种非线性扭簧组结构，其特征在于：包括第一安装板、第二安装板、转轴和多个扭簧，第一安装板和第二安装板相对布置，第一安装板和第二安装板的中部均设有通孔，转轴安装在两个通孔内；第一安装板上设有多个安装孔，多个安装孔和多个扭簧一一对应，第二安装板上设有多个限位孔，多个限位孔和多个扭簧一一对应；多个扭簧同轴套装在转轴上，每个扭簧一端固定安装在安装孔内，每个扭簧另一端滑动安装在限位孔内。

【技术特征摘要】
1.一种非线性扭簧组结构，其特征在于：包括第一安装板、第二安装板、转轴和多个扭簧，第一安装板和第二安装板相对布置，第一安装板和第二安装板的中部均设有通孔，转轴安装在两个通孔内；第一安装板上设有多个安装孔，多个安装孔和多个扭簧一一对应，第二安装板上设有多个限位孔，多个限位孔和多个扭簧一一对应；多个扭簧同轴套装在转轴上，每个扭簧一端固定安装在安装孔内，每个扭簧另一端滑动安装在限位孔内。2.根据权利要求1所述的一种非线性扭簧组结构，其特征在于，所述扭簧包括从中心往外的第一扭簧、第二扭簧、第三扭簧和第四扭簧，所述安装孔包括从中心往外的第一安装孔、第二安装孔、第三安装孔和第四安装孔，所述限位孔包括从中心往外的第一限位孔、第二限位孔、第三限位孔和第四限位孔，第一限位孔、第二限位孔、第三限位孔和第四限位孔依次变大或依次变小。3.根据权利要求2所述的一种非线性扭簧组结构，其特征在于，所述第一安装孔、第二安装孔、第三安装孔和第四安装孔均为相同的圆孔，所述第一限...

【专利技术属性】
技术研发人员：向春林，罗良，黄栋，秦兵清，阳杨，殷康，高锦霞，王永江，刘涵，
申请(专利权)人：重庆江源工程勘察设计有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆,50