[發明專利]粘彈性材料填充曲桿化點陣結構舵機減振底座及制造方法

在審

• 申請號: 202210086785.3
• 申請日: 2022-01-25
• 公開（公告）號: CN114771797A
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發明（設計）人: 柏龍;陳曉紅;孫園喜;胥玥
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: B63H25/26
• 分類號: B63H25/26;B63C11/52;B63B17/00;B29C69/00
• 代理公司: 深圳泛航知識產權代理事務所(普通合伙) 44867
• 代理人: 鄧愛軍

本發明公開了一種粘彈性材料填充曲桿化點陣結構舵機減振底座，包括底座本體和嵌入所述底座本體表面的復合材料減振層；所述復合材料減振層包括弧形桿點陣結構和填充于弧形桿點陣結構內的粘彈性填充材料。本發明在舵機底座殼體內嵌入粘彈性材料填充力學性能優良的點陣多孔結構的減振層結構，設計出兼具承載與吸收機械振動、噪聲的舵機減振底座，有效減小舵機系統的振動幅度。

技術領域

本發明屬于水下航行器技術領域，具體涉及一種同時具有優良承載性能與振動抑制效果的電動舵機減振底座，實現結構振幅大范圍降低。

背景技術

在海洋事業飛速發展、世界各國海洋防衛意識不斷增強的時代背景下，大幅提升水下航行器的聲隱身功能已經成為業內關注的重點問題。

艦船等航行器工作時產生的振動與噪音問題顯得尤為突出。為了降低水下航行器中舵機振動帶來的危害，目前主要通過以下三種方式實現：1)舵機內部結構的優化設計；2)舵機外部附加減振裝置；3)采用減振緩沖材料制備舵機底座。優化舵機內部結構設計實現降噪功能，可能在一定程度上犧牲舵機的工作性能，并且振動抑制范圍十分有限；外部附加減振裝置的實用性較強，設計不受限于外殼的幾何精度要求，也不影響舵機本身的結構設計，但是增加了整體舵機結構系統的復雜度和制備成本；而直接采用單一或復合的減振緩沖材料制備舵機外殼，設計復雜、加工制備精度高，并且無法保證舵機系統的力學承載性能以及安裝穩定性，很難同時達到結構與阻尼的理想效果。

本發明針對現有技術中存在的上述不足，基于粘彈性材料與承載性能優異的輕質曲桿化點陣結構的特點，設計一種有利于艦船的聲隱身功能、解決舵機結構內部承載與吸振減振相互約束的問題，內殼嵌入減振層的舵機減振底座。該減振底座具有良好的力學承載、抗沖擊性能以及減振功能。

發明內容

因此，本發明的目的是面向當前舵機底座的迫切減振需求，針對其面臨的承載與阻尼相互制約的問題，對底座結構進行設計，考慮于舵機底座殼體內嵌入粘彈性材料填充力學性能優良的點陣多孔結構的減振層結構，實現兼具承載與吸收機械振動、噪聲的舵機減振底座，有效減小舵機系統的振動幅度。

本發明的粘彈性材料填充曲桿化點陣結構的電動舵機減振底座，包括底座本體和嵌入所述底座本體表面的復合材料減振層；所述復合材料減振層包括弧形桿點陣結構和填充于弧形桿點陣結構內的粘彈性填充材料。

進一步，所述弧形桿點陣結構為采用尼龍材料制作的BCT Curve弧形桿點陣結構。

進一步，所述粘彈性填充材料為熱固性聚氨酯。

進一步，所述復合材料減振層厚度為2.5mm；BCT Curve弧形桿點陣結構單胞尺寸為1.5×2×2.5mm，桿徑為0.3mm，相對密度為0.1027，單胞陣列方向垂直于點陣單胞的最長邊，BCT Curve弧形桿點陣結構單胞端點至中心連線。

本發明還公開了一種用于制造所述電動舵機減振底座的方法，包括以下步驟：

s1.構建弧形桿點陣結構單胞；

s2.將構建出的弧形桿點陣結構單胞沿垂直于最長邊的方向陣列形成弧形桿點陣結構；

s3.以尼龍為母材，采用選擇性激光燒結技術打印出所述弧形桿點陣結構；

s4.將固性聚氨酯真空澆注填充到打印出的點陣結構的空隙中，以低于尼龍材料熱變形的溫度進行固化，經過冷卻密封、修邊處理掉表面多余材料并清洗干凈；

s5.獲得匹配舵機底座殼體尺寸及滿足安裝需求的復合材料減振層，通過粘結劑將復合材料減振層內嵌于舵機底座本體的內殼，獲得減振底座。

本發明的有益效果為：

1.基于粘彈性材料填充曲桿化點陣結構的底座減振層通過復合材料層設計能夠有效提升底座的減振性能，獲得高阻尼，達到高效吸能、減小振幅的目的，并具有帶隙設計的潛力。