[發明專利]一種仿羊腿關節減振關節

有效

• 申請號: 201510330369.3
• 申請日: 2015-06-15
• 公開（公告）號: CN104895985A
• 公開（公告）日: 2015-09-09
• 發明（設計）人: 田為軍;李明;叢茜;王驥月;任雷;劉光宇;劉鵬;李日榮
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: F16F7/00
• 分類號: F16F7/00
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 杜森垚

技術領域

本發明涉及減振裝置設計領域。特別涉及仿生減振關節研究。可用于動載設備臺架、病床、火車座椅、講臺課桌等軍用和民用領域，實現隔振減振效果。

背景技術

振動，普遍存在于人們的日常生活中。桌、椅、床、柜、臺架等生產、日用必需品，通常會受到地面及周圍環境影響產生振動，該振動對使用者或承載物會產生有害影響，如固體傾倒、液體溢出、睡眠質量下降等。隨著科技的日新月異和經濟的飛速發展，人們對生活質量的要求快速提升，簡單、有效、可推廣的新型減振裝置前景廣闊。減振技術可分為主動減振和被動減振。主動減振因包含主動控制環節，需要能量輸入，暫不適合日用推廣。被動減振通過彈性元件和阻尼元件控制振動能量，結構簡單，適合低精度領域的推廣使用。目前，被動減振裝置種類繁多、形狀各異、應用高度定制化，通用性和推廣性有待提高。

生物，經過億萬年的優勝劣汰，如今已進化成為對環境具備超級適應性的、各具特色的生命體。各種生物特性各異，值得人們學習、借鑒。山羊等四足動物在受到不同外部沖擊擾動時，通過四肢各關節的協調，能夠快速調整姿態、動作，吸收沖擊、消化擾動、保持平穩。該特性為減振裝置的研發提供了借鑒。

因此，基于山羊等四足動物運動四肢關節減振特性，仿生發明一種通用型的可調減振關節，將較大程度上提高減振效果。

發明內容

為設計簡單、可靠、通用性高的新型被動減振裝置，本發明提取山羊四肢骨骼肌肉模型的關節，模擬、簡化后得到一種仿羊腿關節減振關節，該仿生減振關節結構簡明、易于加工，可應用于各領域平臺支架，實現隔振減振效果。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種仿羊腿關節減振關節，包括關節軸、上關節桿、下關節桿、扭簧、凹軸套和凸軸套，凹軸套和凸軸套套接在關節軸上且凹軸套與凸軸套的斜面緊密貼合，凹軸套外端與上關節桿螺釘連接，凸軸套外端與下關節桿螺釘連接，扭簧纏繞在凹凸軸套外周且扭簧兩端分別與上關節桿和下關節桿螺釘連接，上關節桿和下關節桿分別通過圓柱滾子軸承與關節軸連接，圓柱滾子軸承外圈與上、下關節桿過盈配合，圓柱滾子軸承內圈與關節軸間隙配合；上關節桿和下關節桿外側均設有限位組件。

所述的一種仿羊腿關節減振關節，其中，上關節桿、下關節桿與其對應的限位組件之間均設有墊片。

所述的一種仿羊腿關節減振關節，其中，限位組件包括端蓋、推力球軸承，端蓋固定連接在其對應的關節桿外端，推力球軸承與關節軸連接并位于端蓋外側，推力球軸承通過連接在關節軸兩螺紋端上的螺母壓緊。

所述的一種仿羊腿關節減振關節還包括兩個防塵蓋，兩個防塵蓋分別罩住關節軸兩端限位組件并與對應的端蓋螺紋連接。

所述的一種仿羊腿關節減振關節，其中，凹軸套與凸軸套的接觸面上噴涂有摩擦材料。

所述的一種仿羊腿關節減振關節，其中，凹軸套與凸軸套的接觸面的傾角≤90°。

本發明的有益效果：本發明的上關節桿7用于連接上平臺、精密儀器等減振保護單元，下關節桿12連接承重腳和地面。當地面沖擊或者上平臺機械工作振動時，該關節可以進行振動削弱，甚至隔離振動的傳遞。當地面振動時，沖擊力和振型函數經由承重腳和下關節桿12進行傳遞至關節軸18和扭簧10，在扭簧10的彈性變形和凹軸套8、凸軸套11之間接觸面的摩擦阻尼作用下，沖擊力和振型函數振幅大幅削弱，剩余振型函數再傳遞到上平臺，相比地面振型函數，剩余振型函數振幅得到有效衰減，從而在一定程度上，保護了上平臺精密儀器的安全。反之，當上平臺機械工作振動時，振型函數經過上平臺傳遞至扭簧10和凹軸套8、凸軸套11之間接觸面時，也由于扭簧10彈性變形和摩擦阻尼進行大幅削弱，最終傳遞至地面時，其振型函數相比初始振型函數，振幅得到有效削弱，從而降低了由振動造成的噪音以及振動產生的其他影響和隱患。

附圖說明

圖1為本發明仿羊腿關節減振關節的結構示意圖；

圖2為本發明仿羊腿關節減振關節的剖視圖；

圖3為本發明仿羊腿關節減振關節的凸軸套結構示意圖；

圖4為本發明仿羊腿關節減振關節的凹凸軸套接觸面受力示意圖。

圖中：1-左防塵蓋，2-左六角法蘭面螺母，3-左推力球軸承，4-左端蓋，5-左圓柱滾子軸承，6-無頭螺釘，7-上關節桿，8-凹軸套，9-內六角圓柱頭螺釘，10-扭簧，11-凸軸套，12-下關節桿，13-右圓柱滾子軸承，14-右端蓋，15-右推力球軸承，16-右六角法蘭面螺母，17-右防塵蓋，18-關節軸。

具體實施方式