用凸轮控制的弹簧机构
专利汇可以提供用凸轮控制的弹簧机构专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种机械工程上用的 弹簧 机构，利用不同的 凸轮 来控制弹性元件使其随不同的凸轮产生不同的 变形 ，从而使弹簧机构对外呈现不同特性。当弹簧机构受 力 时，其特性由弹性元件本身的特性和凸轮轮廓曲线来决定，从而解决了现有弹簧无法解决的特殊要求的弹簧特性。由上所述，该弹簧机构的特性可由凸轮控制，一般说来，该弹簧机构可满足很广泛的。几乎是任意的特殊要求。，下面是用凸轮控制的弹簧机构专利的具体信息内容。
用凸轮控制的弹簧机构
本发明涉及一种机械用弹簧机构。
现在，机械工程中所使用的拉伸或压缩弹簧，例如，圆柱形螺旋弹簧，圆环弹簧，碟形弹簧，其弹性特性是由弹簧本身的结构与材料的性质所决定的，因此，一种类型的弹簧，具有唯一的一种特性，又因为弹簧的类型很少，所以弹性特性的类型也很少，不能满足机械工程的需要，对某些特殊需要的特性，往往要利用弹簧的组合来达到或接近达到所需要的特性，但对于另外一些特珠要求的特性，利用现有的弹簧或组合弹簧，也达不到要求。
本发明的目的是克服现有技术中弹簧特性种类的不足，提供一种可达到更为广泛的弹性特性的弹簧机构。
本犮明由壳体、连杆（或叉杆）滚轮、凸轮活动压板,弹性元件，活塞组成，凸轮和活塞为一整体称为凸轮活塞组件,连杆（或叉杆）、滚轮对凸轮活塞组件为平面对称或轴对称，本发明的要点是：弹性元件沿变形方向放入活塞和活动压极之间；连扞（或叉杆）通过滚轮压在凸轮上，弹簧机构的弹性特性由凸轮连扦（或叉杆)系统所确定。当凸轮活塞组件在外力作用下直线位移时，凸轮活塞组件同时还受弹性元件及连扞（或叉杆）通过滚轮作用到凸轮上的力，作用到凸轮上的这个力分解为水平与垂直两个分力,由于连杆(或叉杆）滚轮对凸轮活塞组件为对称布置，水平分力自然平衡，而垂直分力的大小则可以通过设计不同的凸轮轮廊曲线来控制，这个垂直分力与作用到活塞上的弹性元件的作用力的代数和，就是弹簧机构对外表现的作用力，这样， 就可以根据所需要的弹性特性设计相应时凸轮来控制弹性元件，使其随不同的凸轮轮廊产生不同的变形，从而使弹簧机构对外呈现不同的弹性特性。
附图的图面说明如下：
图1为I型的弹簧机构初始状态示意图；
图2为I型的弹簧机构工作状态示意图；
图3为II型的弹簧机构的初始状态示意图；
图4为II的的弹簧机构的工作状态图。
本发明下面将结合（附图)实施例作进一步详细说明：
弹性元件6,如圆柱形螺旋弹簧，圆环弹簧等，沿变形方向放入活塞7和活动压扳5之间，凸轮4和活塞7为一整体称为凸轮活塞组件。本弹簧机构在使用时，以外壳I为一端，活塞7作为另一端，当弹簧机构受力时，凸轮活塞组件发生位移H,弹簧机构对外呈现的作用力P为弹性元件对活塞的作用力与连杆(或叉杆）2通过滚轮3作用到凸轮4上的作用力之和。
作用力由凸轮4的轮廊决定，不同的凸轮轮廊，使得弹簧机构具有不同的特性，因此，可以根据机械工程所需要的特性设计出相应的凸轮，以满足需要。
如果弹簧机构中的连杆（或叉杆）取等长（R )且坐标系X、y, 如附图所示选择。
设初始时弹性元件变形量为λ。，λ。 ≥0
不计摩擦力，惯性力,根据所选取弹性件类型和使用时所需弹性力P, 确定λ.、R、ε或a后，即可由下面式⑴或式⑵求出凸轮理论轮廓曲线方程。最后求出实际曲线，
由图1和图2得出1型弹簧机构的凸轮理论轮廊曲线方程为：
P：使用时所需要的弹性力
H；弹簧机构的变形量（即活塞行程量）
F ：弹簧机构中弹性元件的弹性力
λ ：机构中弹性元件的变形量
ε ：为保证机构元件可靠而取的偏距
由图3和图4得出II型弹簧机构凸轮理论轮廊曲线方程为：
P：使用时所需要的弹性力
H：弹簧机构变形量（即活塞行程量）
a。 :为不使连杆2和活动压板5干涉的初始角
F:弹簧机构中弹性元件弹性力
λ:弹簧机构中弹性元件的变形量
微分方程（1)和（2)(均为一般微分方程）可改写为一般式从数学方面论：
W ( H,入、y')=O
因为H=H ( X , y' ) ，λ = λ(χ, y)
所以W( H, λ, y ' ) = ( w ( X, y , y ' ) = O 为本发明凸轮理论轮廊曲线方程的一般形式。
如果在所考虑的区域a [ X — X。]≤a, [ y — y。 ]≤b(a)
上aw/ay '≠ 0由隐函数存在定理：
则可解出y' = f ( X，y )
且初始值（X。, y。)已知，在本机构中：χ。=0，y。=0 (亦可由H=H (x, y )的表达方式得出：H。=0 )
由一阶微分方程解的存在和唯一性定理可知：当y’= f ( X，y )在闭区域a上连续,那么方程至少存在一个解，即本机构凸轮理论轮廊曲线方程有解，而在闭区域a内满足： aw/ay '≠ 0及y ' = f ( X , y )连续的函数；P =P(H)是很多的.
从力学方面_论：
从能量角度来看.由于忽略机构中构件的质量及摩擦力，则外力P所作的功应等于机构中弹性元件的变形能，而实际弹性元件的变形能总是大于或等于零的，是一个实数.
故外力P所做的功为定积分
上式表明：只要P (H )在区间[H。，H]内可积分。
机构的凸轮理论轮廊曲线方程有解。
可见：区间[H。，H]区域a [ X — X。]≤a, [ y — y。 ]≤b(a)是一致的。
因此，本机构可满足在区间[H。，H]内可积分的任意的弹性 特性要求。
解上面（1 )式或（2 )式求出理论轮廓曲线方程后，考虑到滚 轮半径r，须求出实际曲线（包络线），即实际需要的凸轮轮廊曲线， 求法如下：
设理论轮廊曲线方程为T(x,y )=0,划有参数方程
建立方程：
由方程组
求出：
q ( X , y ) = O
即为实际曲线方程.
弹性元件的选择：必须使弹性元件的最大变形能大于或等于该机构的最大变形能.
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1.该弹簧机构可达到更为广泛的弹性特性；
2.用作车辆悬挂时，可得到良好的行驶平顺性及经济；
3.应用于液压贮能时，可得到与重锤式液压贮能器相同的效果， 但体积与重量要小得多；
4.作缓冲器时，如铁路车辆的装置，缓冲效率最佳{ V=Pm/Pmx =1);
5.根据振动源的性质设计弹性特性，可作重要仪器仪表的防隔振装置，使防隔振装置更为合理可靠，防隔振效果更佳；
6.可供进行机械振动的研究应用。
综上所述.该机构可达到几乎是任意的弹性特性，对于研究机械振动或从事该方面工作的单位是很适用的。
例如：一些非线性特性（如P = K Hn , n为任意实数.及前述 指数特性等等）的振动问题，现在只在理论上讨论它们的解，而实际上却没有实验的可能，利用本机构就可使这些实验得已完成。
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