专利名称：为盘簧提供初张力的方法及其应用的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种盘簧(螺4t弹簧，coil spring),并且更具体i也， 涉及一种为盘簧精确地提供较大初张力(初始张力)的方法。
背景技术：
初张力是在通过外力使拉簧(拉伸弹簧)变形之前使拉簧收缩 的力。如图1中所示，当将对应于其初张力的力施加在4立簧上时， 拉簧开始变形。通过使用初张力可以使一段拉簧变短，从而可以有 效地利用空间，并且可以使部件的尺寸最小化。为了 4吏才立簧具有初张力，必须以负间^巨(minus pitch ) lt绕盘簧。
发明内容
技术问题然而，负间3巨具有以下问题。由于负间距是不可见的，因此难以实现精确值及專交大值。此外，在利用剩余应力的传统方法中，当在加热过禾呈中》座绕盘 簧时，或者当在冷却过程中缠绕盘簧之后对其进行热处理时，应力 4皮释放。因此，4艮难为盘簧提供初张力。技术方案
因此，本发明的一个目的是提供一种用于为盘簧提供大且精确 的4刀 长力的方;去。
为了实现这些目的，提供了一种用于为盘簧提供大且精确的初
张力的方法，该方法包括通过顺时4十或逆时针缠绕线圏来制备 (prepare )当没有对其施加外力时在线圏之间具有预定间隙的开式 盘簧(opened coil spring );以及制备当没有对其施加外力时在相反 的方向上保持封闭形状的闭式盘簧(紧密盘簧，closed coil spring )。
根据本发明的另 一个方面，提供了 一种用于使永久变形的盘簧 恢复到初始状态的方法，该方法包括通过过度拉紧顺时针或逆时 针缠绕的闭式盘簧来制备永久变形的盘簧；通过反向地改变盘簧的 缠绕方向并且通过〗吏线圈彼此附着来在相反的方向上获得闭式盘 簧；以及通过在相反的方向上过度拉紧该闭式盘簧、通过反向地重 新改变(再改变)盘簧的缠绕方向、并且通过^f吏线圈^l此附着来获 得最初的闭式盘簧。
根据本发明的又一个方面，提供了 一种设置有初张力的盘簧， 该盘簧通过用于为盘簧提供大且精确的初张力的方法制成，其中， 在没有对其施加外力的情形下，该盘簧中具有收缩力。
根据本发明的又一个方面，提供了一种线性驱动器(制动器)， 该线性驱动器包括盘簧，由形状记忆合金形成；以及偏置弹簧， 用于才是供与盘簧的变形力相反的变形力，其中，该盘簧是通过用于 为盘簧提供大且精确的初张力的方法制成的拉簧，并且在没有对其 施加外力的情形下，该盘簧中具有收缩力。有益效果
根据本发明的盘簧具有以下效果。
第一，可以为该盘簧^是供大且精确的初张力。
第二，可以增大由形状记忆合金(SMA)形成的驱动器的移动 距离。
第三，可以使具有永久变形的盘簧恢复到初始状态。
第四，SMA盘簧可以实现挠性形状记忆效应以及所期望的形 状。
第五，该盘簧的扩张方向(伸长方向，expanded direction)及
收缩方向可以才艮据温度改变。
图1是初张力的概念视图(方案视图)；
图2和图3示出了表现为根据本发明的盘簧提供初张力的原理 的图片；
图4至图7示出了表现用于为根据本发明的盘簧提供初张力的 方法的图片，其中，改变了盘簧的缠绕方向；
图8至图11示出了表现用于通过使用辅助装置而便于改变盘 簧的缠绕方向的过程的图片；
图12至图14是示意性地示出了为根据本发明的盘簧提供初张 力的原理的—见图；图15示出了表现在25。C的温度下测得的样品'A，和'B，的张力 的曲线；
图16是示出了样品'A，和'B，根据温度的各位移的曲线图17至图21是示出了 4吏经历永久变形的盘簧恢复到初始状态 的原理的示意图；以及
图22至图26是示出了用于控制具有挠性形状记忆效应的盘簧 的形状的方法的图。
具体实施例方式
现在将详细参照本发明的优选实施方式，附图中示出了它们的 实施例。
将参照图2和图3说明用于为盘簧提供初张力的方法。
参照图2,开式盘簧具有扩张力(伸长力，expansion force )。 当改变盘簧的线圈的位置时，该盘簧变成如图3所示的闭式盘簧。 这里，盘簧的扩张力变成压缩力，该压缩力是初张力。改变线圏的 位置意^木着改变盘簧的缠绕方向。在图2中逆时针缠绕盘簧，而在 图3中顺时针缠绕盘簧。从另一角度捕获了小图片，以便阐明盘簧 的纟座绕方向。
在本发明中，沿相反的方向再次缠绕顺时针或逆时针缠绕的开 式盘簧，因而以制备闭式盘簧(拉簧)，并且为该盘簧4是供初张力。
将参照图4至图7更详细地说明用于改变开式盘簧的缠绕方向 的方法。首先，当没有对顺时针缠绕的盘簧施加外力时，保持线圈的非 附着状态的盘簧具有预定间隙(即，开式状态)。在优选的实施方 式中，制备了具有顺时针缠绕的线圈的盘簧。然而，可以制备具有
逆时针缠绕的线圈的盘簧(参见图4)。然后，将盘簧的右端置于左 边第一线圏上(参见图5)。然后，沿向右的方向拉出第一线圈(最 右边的线圈)。因此，第一线圏附着于逆指针右端的右边。此后， 沿向右的方向4i出与第一线圈相连的第二线圏，因而以附着于逆时 4十第一线圏的右边。此后，沿向右的方向4立出与第二线圏相连的第 三线圏，因而以附着于逆时针第二线圈的右边(参见图6)。图6示 出了从不同角度捕获的两张图片。当重复以上过程时，盘簧的缠绕 方向变成相反的方向，因而4吏盘簧的开式状态变成如图7中所示的 闭式状态。即，在该过程之后，顺时针缠绕的开式盘簧的右端被置 于逆时针缠绕的闭式盘簧的左端处。
在优选的实施方式中，开式盘簧的右端一皮移至左边。然而，将 开式盘簧的左端移至右边也是可行的。
参照图8至图11,开式盘簧的缠绕方向可以通过^:用辅助装置 来变成相反方向，该辅助装置的外径大小类似于开式盘簧的内径。
更具体地，将图8的辅助装置插入到开式盘簧的左端，并且使 第一线圈与其相连。然后，将开式盘簧的左端置于第一线圏与第二 线圈之间，并且4吏左端的位置与第一线圏的位置交换(参见图9)。 此后，将一组的左端和第一线圈置于第二线圈与第三线圈之间，并 且使这一组的位置与第二线圈的位置互换。当重复以上过程时，开 式盘簧的缠绕方向变成相反的方向，并且制得闭式盘簧(参见图 10)。
将参照图12至图14说明用于为根据本发明的盘簧提供初张力 的方法。夺I定敞开位移为《的盘簧(逆时针缠绕)具有的弹簧常数为K,。 为了通过压缩使该盘簧变形，需要-F,的压缩力(参见图12)。当盘 簧的缠绕方向变成相反的(逆时针)方向时，施加与-F,相反的力 Fi。通过F^吏盘簧处于待收缩的状态(参见图13)。即，在对闭式 盘簧施加外应力之前，其具有与F,对应的收缩力。这里，收缩力是 指初张力。当使具有的初张力为F!的盘簧变形时，示出了图14的 状态。即，盘簧最初具有无限大的弹簧常数，但在初张力后具有有 P艮Y直。由于#刀 长力通过<吏K,与《;f皮jt匕才目乘而获4寻(F,x《)，
通过控制K,和《，可以4是供4青确的初张力。优选的实施方式
制备了有效圈数(巻绕数)为IO且弹簧常数为2N/mm的拉紧 盘簧。这里，假定压缩弹簧和拉簧在小位移上具有相同的弹簧常数。 为了获得50N的初张力，制备了位移(《)为25mm的开式盘簧。
由于改变了开式盘簧的缠绕方向，因此获得了初张力为50 N的闭 式盘簧。
因此，该初张力比传统技术的初张力更增大了多于五倍，并且 净皮精确地控制。而且，由于改变了盘簧的缠绕方向，因此即4吏在热 处理中也可以容易i也应用该盘簧。
在本发明中，可以使永久变形的盘簧恢复到初始形状。
当使顺时针缠绕的闭式拉簧(参见图17)过度变形时(参见图 18)， ^立簧永久变形(参见图19)。为了实现初始的闭式盘簧，必须 过度地进4于压缩。然而，通过传统方法没有〗吏该拉簧恢复到初始形 状。
因此，4吏永久变形的盘簧(参见图19)的缠绕方向变成逆时4十 方向。然后，过度拉紧该盘簧(参见图20)，这对应于过度压缩沿 顺时针方向缠绕的盘簧。使已适当拉紧的盘簧的缠绕方向重新变成 顺时针方向，由此获得图17或图21中所示的初始的闭式盘簧。
进行了关于SMA的挠性形状记忆效应的实验。
挠性形状记忆效应是一种这样的现象，即当重复加热过程和冷 却过程时，对象的形状#1挠性地改变。该挠性形状记忆效应可以通 过产生电势或沉淀物来实现。图22以电势示出了挠性形状记忆效 应。极大地拉紧(a)闭式盘簧(o)，然后加热，因而没有恢复到初始形状(o)而是变形了 (b)。然后，冷却该盘簧，因而变成(c)。 当重复加热过程和冷却过程时，盘簧具有(b)和(c)的每种形状， 这被称为挠性形状记忆效应。该挠性形状记忆效应通过在变形过程 中施加的电势来实现，这导致不能恢复的变形量。因此，在传统冲支 术中，不可能获得完全封闭的形状，其中实现挠性形状记忆效应。 使处于封闭状态的盘簧宽于处于开放状态的盘簧是有利的。在高温 和寸氐温下具有挠性形状记忆效应的盘簧的形状没有通过传统冲支术 来4空制。然而，该盘簧的形状可以通过本发明来控制。
在本发明中，改变了盘簧的缠绕方向，因而以通过当加热时-皮 完全闭合来获得显示出挠性记忆效应的线圏。如图23所示，制备 具有初始形状(o')的线圏，然后变形了 (a')。该线圈当被加热时 恢复到(b'),而当^皮冷却时恢复到(c')。通过加热过程和冷却过程 使线圈的形状变成(b')和(c')。因此，在本发明中制备了具有挠 性形状记忆效应且在高温下显示出完全封闭状态的盘簧。即，在传 统技术中，不能使盘簧变形得多于闭合状态。然而，在本发明中， 由于通过改变了盘簧的缠绕方向而可以使其变形得多于闭合状态， 因此可以自由地控制具有挠性形状记忆效应的盘簧的形状。
很难制造当被冷却时完全收缩而当被加热时扩张的盘簧。如图 24所示，当压缩然后加热具有扩张形状(o)的盘簧时，该盘簧的 形状变成(b)。当被冷却时，该盘簧的形状变成(c)。因此，即使 是在低温下，该线圏也可以保持扩张的状态。
在本发明中，传统问题通过改变盘簧的缠绕方向而解决。如图 25所示，盘簧的初始形状(o')纟皮反向地改变并变形到(a')。该盘 簧的形状当被加热时变成(b'),而当被冷却时变成(c')。因此，在 本发明中可以制得当被冷却时完全闭合而当被加热时扩张的盘簧。
13可以改变根据本发明的盘簧的运行方向。如图26所示，通过
反向地改变显示出挠性形状记忆效应的盘簧的缠绕方向，其当被加 热时可以扩张，且当^皮冷却时可以扩张。
对于本领域才支术人员而言将显而易见的是，在不背离本发明的 精神或范围的前提下，可以进行各种修改和变化。因此，本发明旨 在覆盖本发明的修改和变化，只要它们在所附权利要求及其等同物 的范围内。
权利要求
1. 一种用于为盘簧提供初张力的方法，包括通过顺时针或逆时针缠绕线圈来制备当没有对其施加外力时在线圈之间具有预定间隙的开式盘簧；以及通过反向地改变所述开式盘簧的缠绕方向并且使线圈彼此附着来制备当没有对其施加外力时在相反方向上具有封闭形状的闭式盘簧。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中，通过将所述开式盘簧的右 端置于左边第一线圏上，通过沿向右的方向拉出所述左边第一 线圏从而沿相反方向附着于右端的右边，并且通过沿向右的方 向拉出与所述第一线圏相连的第二线圏从而沿相反方向附着 于所述第一线圈的右边来反向地改变所述开式盘簧的缠绕方 向，重复所述过程。
3. 根据权利要求1所述的方法，其中，通过将所述开式盘簧的左 端置于右边第一线圏上，通过沿向左的方向4^出所述右边第一 线圏/人而沿相反的方向附着于左端的左边，并且通过沿向左的 方向拉出与所述第一线圈相连的第二线圈从而沿相反的方向 附着于所述第一线圈的左边来反向地改变所述开式盘簧的缠 绕方向，重复所述过程。
4. 根据权利要求1所述的方法，其中，通过将所述开式盘簧的一 端置于邻近的第 一线圏与第二线圏之间，通过使所述一端的位 置与所述第一线圈的位置互纟奂，通过将一组的所述一端和所述 第 一线圏置于所述第二线圏与第三线圈之间，并且通过^f吏所述一组的位置与所述第二线圏的位置互换来反向地改变所述开 式盘簧的缠绕方向，重复所述过程。
5. 根据权利要求4所述的方法，其中，通过使用辅助装置来反向 地改变所述开式盘簧的缠绕方向，所述辅助装置的外径大小类 似于所述开式盘簧的内径。
6. 根据权利要求1所述的方法，其中，通过控制所述开式盘簧的 弹簧常数和位移中的至少一个来控制初张力的大小。
7. —种用于使永久变形的盘簧恢复到初始形状的方法，包括通过过度拉紧顺时针或逆时针缠绕的闭式盘簧来制备永 久变形的盘簧；通过反向地改变所述永久变形的盘簧的缠绕方向并且通 过使线圏彼此附着来在相反的方向上获得闭式盘簧；以及通过在相反的方向上过度拉紧所述闭式盘簧，通过反向 地改变所述盘簧的缠绕方向，并且通过〗吏线圏4皮此附着来获得 最初的闭式盘簧。
8. —种通过根据4又利要求1所述的方法制造并且i殳置有初张力 的盘簧，其中，在对盘簧没有施加外力的状态下，所述盘簧其 中具有收缩力。
9. 根据权利要求8所述的盘簧，其中，所述盘簧由金属材料或形 4犬i己十乙^^r (SMA)开j成。
10. 才艮据权利要求8所述的盘簧，其中，所述盘簧当净皮加热和冷却 时挠性地呈现出各种形状，并且当被加热或冷却时具有完全封 闭的形状。
11. 一种线性驱动器，包括盘簧，其由形状记忆合金形成；以及偏置弹簧，用于提供与所述盘簧的变形力相反的变形力，其中，所述盘簧是通过根据权利要求1所述的方法制得 的拉簧，并且在对其没有施加外力的状态下，所述盘簧其中具 有收缩力。
12. 根据权利要求11所述的线性驱动器，其中，所述偏置弹簧安 装在所述拉簧中。
全文摘要
一种用于通过改变盘簧的缠绕方向来提高初张力的方法。为盘簧提供大且精确的初张力。通过使用形状记忆合金来制备具有优异功能的驱动器。盘簧在高温和低温下的每种形状可以通过挠性形状记忆效应来控制。
文档编号B21F35/00GK101505889SQ200780031259
公开日2009年8月12日 申请日期2007年8月14日 优先权日2006年8月24日
发明者池光求, 金允培, 韩濬铉 申请人:韩国科学技术研究院