一种弹簧助力系统的设计方法

摘要

本发明提供了一种弹簧助力系统的设计方法，其中忽略踏板形状，将其简化为围绕踏板旋转点转动的直线，忽略扭转弹簧半径D_l因压缩或拉伸所产生的半径变化，并且忽略弹簧支撑臂的挠曲变形；建立弹簧对踏板的作用力T关于踏板转角θ、踏板长度a、弹簧在踏板支架上的安装点到踏板旋转点的距离L₁、弹簧在踏板上的安装点到弹簧在踏板支架上的安装点的距离L₂、弹簧刚度K以及拉压弹簧长度L或扭转弹簧的初始夹角α₀、扭转弹簧半径D_l和扭转弹簧支撑臂长度l的函数，建立起弹簧助力系统模型；根据弹簧助力系统模型设计弹簧助力系统。采用本发明的方法为设计弹簧助力系统提供了一种科学、准确、方便、快速而且普遍适用的方法。

主权项

1、一种弹簧助力系统的设计方法，其特征在于：忽略踏板形状，将其简化为围绕踏板旋转点转动的直线，忽略弹簧半径D_l因压缩或拉伸所产生的半径变化以及弹簧支撑臂的挠曲变形；根据几何原理建立弹簧变形量关于踏板转角θ、踏板初始角度β₀、弹簧在踏板支架上的安装点到踏板旋转点的距离L₁、弹簧在踏板上的安装点到弹簧在踏板支架上的安装点的距离L₂以及拉压弹簧长度L或扭转弹簧的初始夹角α₀、扭转弹簧半径D_l和扭转弹簧支撑臂长度l的函数，建立起函数1；根据弹簧受力分析建立弹簧对其在踏板上的安装点的作用力F_n关于弹簧变形量和弹簧刚度K的函数，建立起函数2；根据几何原理建立弹簧对其在踏板上的安装点的作用力F_n对踏板旋转点的力臂L_n关于踏板转角θ、弹簧在踏板支架上的安装点到踏板旋转点的距离L₁、弹簧在踏板上的安装点到弹簧在踏板支架上的安装点的距离L₂以及拉压弹簧长度L或扭转弹簧的初始夹角α₀、扭转弹簧半径D_l和扭转弹簧支撑臂长度l的函数，建立起函数3；根据力矩平衡原理，将函数1、函数2和函数3代入等式4，得到弹簧对踏板的作用力T关于踏板转角θ、踏板长度a、弹簧在踏板支架上的安装点到踏板旋转点的距离L₁、弹簧在踏板上的安装点到弹簧在踏板支架上的安装点的距离L₂、弹簧刚度K以及拉压弹簧长度L或扭转弹簧的初始夹角α₀、扭转弹簧半径D_l和扭转弹簧支撑臂长度l的函数，建立起弹簧助力系统模型；其中等式4表示为：T×L_P＝F_n×L_n，其中，T为弹簧对踏板的作用力，L_P为踏板力臂，近似为踏板长度a，根据建立的弹簧助力系统模型设计弹簧助力系统。