[發明專利]一種拉壓式吸能緩沖裝置

有效

• 申請號: 202011001081.9
• 申請日: 2020-09-22
• 公開（公告）號: CN112253681B
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發明（設計）人: 何強;王勇輝;周宏根;顧航;趙聰;李國超
• 申請（專利權）人: 江蘇科技大學
• 主分類號: F16F15/067
• 分類號: F16F15/067;F16F15/02
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 金詩琦

本發明公開了一種拉壓式吸能緩沖裝置，包括第一吸能構件、第二吸能構件、拉壓桿和緊固環，拉壓桿上依次設置緊固環、第一吸能構件、第二吸能構件、第二吸能構件、第一吸能構件、緊固環，拉壓桿嵌套在第二吸能構件內，第二吸能構件與其相鄰的第二吸能構件相對設置，第一吸能構件遠離第二吸能構件的一側與緊固環相連。本發明該吸能緩沖裝置既可以吸收拉伸方向上的能量，也可以吸收壓縮方向上的能量，具有拉伸方向和壓縮方向上的緩沖效果。

技術領域

本發明涉及緩沖裝置，具體為一種拉壓式吸能緩沖裝置。

背景技術

多種能量吸收裝置被用來消除由于沖擊或其它突然的力而導致的動能。此類能量吸收裝置通常使用如下方法，諸如結構構件的滯后作用、橡膠的壓縮或伸長、彈簧的彎曲、金屬絲的冷作或扭力桿的扭曲；流體摩擦，諸如狹窄孔的流體的流動；氣體的壓縮，諸如氣動式減震器；受控的織物失效，諸如針腳的撕裂等。

然而，這些裝置和方法通常不能與同時存在金屬的拉伸或壓縮、擠壓吸能相匹配。另外，這些裝置和方法被設計為僅在一個方向上(拉伸方向或壓縮方向上)吸收能量。

因此，本領域技術人員在響應載荷或沖擊力而消除動能的能量吸收裝置的領域繼續研發工作。

發明內容

發明目的：為了克服現有技術中存在的不足，本發明的目的是提供一種能夠吸收拉伸和壓縮兩個方面能量的拉壓式吸能緩沖裝置。

技術方案：本發明所述的一種拉壓式吸能緩沖裝置，包括第一吸能構件、第二吸能構件、拉壓桿和緊固環，拉壓桿上依次設置緊固環、第一吸能構件、第二吸能構件、第二吸能構件、第一吸能構件、緊固環，拉壓桿嵌套在第二吸能構件內，第二吸能構件與其相鄰的第二吸能構件相對設置，第一吸能構件遠離第二吸能構件的一側與緊固環相連。第一吸能構件、第二吸能構件是用來吸收和抵抗來自外界的拉力或壓力，拉壓桿主要是傳遞外界的拉力和壓力，緊固環是用來緊固吸能緩沖裝置外殼端部。

進一步地，第一吸能構件包括圓環板一、彈簧和圓環板二，圓環板一、圓環板二互相平行且同軸，彈簧分別與圓環板一、圓環板二相連，彈簧以圓環板一的中心軸為軸心，間隔0～180°形成圓周陣列。圓環板一、圓環板二的內外圓半徑相同。

進一步地，第二吸能構件包括大圓環板、小圓環板和擠壓單元體，大圓環板、小圓環板互相平行且同軸，擠壓單元體分別與大圓環板、小圓環板相連，擠壓單元體以大圓環板的中心軸為軸心，間隔0～180°形成圓周陣列。其中間隔的角度取決于大圓環板、小圓環板的內圓直徑之比。擠壓單元體包括長條形鋼板和負泊松比結構單元，負泊松比結構單元間隔固連在長條形鋼板上。負泊松比結構單元具有一定的剛度，壓縮后可恢復自身形變。擠壓單元體的一端與大圓環板的內側鉸接，另一端能夠沿著小圓環板上的傾斜滑道轉動，即使得擠壓單元體以一定的角度轉動。

進一步地，拉壓桿包括鍥塊、桿體和拉頭，桿體上間隔設置兩個相對的鍥塊，桿體的一端設置拉頭。鍥塊包括大圓環面、小圓環面和側面，大圓環面與第一吸能構件的一端固連。

進一步地，外殼包括用于安裝第一吸能構件的腔室一和用于安裝第二吸能構件的腔室二，外殼是軸對稱的，通過螺栓和緊固環進行緊固。第一吸能構件與腔室一通過凹槽卡接，第二吸能構件與腔室二通過凹槽卡接。

工作原理：當吸能緩沖裝置受到向外的拉力時，拉壓桿拉伸遠離拉頭的柱形第一吸能構件，壓縮靠近拉頭的柱形第一吸能構件，同時拉壓桿遠離拉頭的錐形鍥塊擠壓遠離拉頭的錐形第二吸能構件。當吸能緩沖裝置受到向里的壓力時，拉壓桿拉伸靠近拉頭的柱形第一吸能構件，拉伸靠近拉頭的柱形第一吸能構件，同時拉壓桿靠近拉頭的錐形鍥塊擠壓靠近拉頭的錐形第二吸能構件。

有益效果：本發明和現有技術相比，具有如下顯著性特點：

1、傳統的緩沖裝置大多只能在受到壓縮作用時工作，而本發明所設計的拉壓式吸能緩沖裝置既可以在拉頭受拉伸時起到緩沖作用，也可以在拉頭受到壓縮作用時其緩沖作用，具有拉伸和壓縮雙向緩沖效果；