[發明專利]一種負泊松比柔性緩沖液壓缸

有效

• 申請號: 202010956992.0
• 申請日: 2020-09-12
• 公開（公告）號: CN112012983B
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發明（設計）人: 黃龍;尹來容;楊遠漢;王金行;劉北
• 申請（專利權）人: 長沙理工大學
• 主分類號: F15B15/22
• 分類號: F15B15/22;F16F15/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種負泊松比柔性緩沖液壓缸，包括：缸體、驅動桿、活塞、導向柱、油口、柔性機構、連接套；所述柔性機構為中空圓柱形態，缸體中設有驅動桿，驅動桿與活塞連接，活塞表面設有導向柱，所述柔性機構包括胞元，所述胞元包括：第一等腰梯形板、第二等腰梯形板、A方形塊、B方形塊、C方形塊、D方形塊、第一缺口式柔性鉸鏈、第二缺口式柔性鉸鏈、第三缺口式柔性鉸鏈、第四缺口式柔性鉸鏈、第一彎折式柔性鉸鏈、第二彎折式柔性鉸鏈。

技術領域

本發明涉及柔性機構領域，具體涉及一種負泊松比柔性緩沖液壓缸。

背景技術

泊松比是結構變形的基本參數，在普通材料中的泊松比一般為正數，范圍大多在0-0.5之間。當普通材料在沿一個方向受到拉伸時，其橫截面會隨著拉伸而收縮，然而負泊松比材料(拉脹材料)的橫截面會隨著拉伸而膨脹，如單晶體硫化礦、聚四氟乙烯(PTFE)和具有四面體的硅土。

受上述負泊松比材料物理性能的啟發，國內外研究人員設計了許多不同的負泊松比結構。在負泊松比結構的軸向上受到壓力作用時，會在軸向和徑向同時產生收縮，且具有較好的回彈特性和抗斷裂性能，在緩沖吸能、承壓、防爆、調節機器人的空間尺寸等方面應用較為廣泛。通常，負泊松比結構由特殊形狀的胞元通過周期性疊加構成；

現有技術柔性機構和結構的具體不足如下：

1、現有技術的柔性機構，胞元都是完整的個體之間的連接，卻沒有考慮不同形態胞元之間的功能差異化，而如果用不同的胞元連接，不同結構形態之間的連接存在困難。

2、現有技術的胞元之間的連接就僅僅只是連接，卻沒有對連接進行細化處理，連接剛度、支撐性都無法保證。

3、現有技術的肋只是起到增加強度的作用，而對于受力方向、抗彎性能根本沒有考慮。

4、現有技術的柔性機構應用時，都要額外借助連接機構與裝置連接，適配性、可拆卸性能都沒有考慮。

5、現有技術的液壓缸柔性結構，往往只是緩沖墊，薄的話容易破損且效果不佳，厚的話損失了空間利用率。

6、現有技術柔性機構直接用于緩沖時，沒有額外的導向機構，容易發生柔性機構在偏移受力方向上的不期待的變形。

7、現有技術的柔性機構的胞元，只利用彎曲變形提供緩沖力，而這種緩沖只是直線方向的變形力提供，效果只是單一力提供。

8、現有技術的柔性機構的胞元，大多是若干個相同的胞元通過線性疊加構成，難以實現更大強度的緩沖支撐。

發明內容

為了克服上述問題，本發明提出同時解決上述多種問題的方案。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種負泊松比柔性緩沖液壓缸，包括：缸體、驅動桿、活塞、導向柱、油口、柔性機構、連接套；所述柔性機構為中空圓柱形態，缸體中設有驅動桿，驅動桿與活塞連接，活塞表面設有導向柱，活塞運動過程中導向柱與柔性機構的中空內部結合或分離；所述柔性機構表面設有空洞，在柔性機構壓縮狀態下，所述油口的位置與所述柔性機構對應；所述柔性機構設置在所述連接套內；

所述柔性機構包括胞元，所述胞元包括：第一等腰梯形板、第二等腰梯形板、A方形塊、B方形塊、C方形塊、D方形塊、第一缺口式柔性鉸鏈、第二缺口式柔性鉸鏈、第三缺口式柔性鉸鏈、第四缺口式柔性鉸鏈、第一彎折式柔性鉸鏈、第二彎折式柔性鉸鏈；