[发明专利]一种仿羊腿关节减振关节

说明书

技术领域

本发明涉及减振装置设计领域。特别涉及仿生减振关节研究。可用于动载设备台架、病床、火车座椅、讲台课桌等军用和民用领域，实现隔振减振效果。

背景技术

振动，普遍存在于人们的日常生活中。桌、椅、床、柜、台架等生产、日用必需品，通常会受到地面及周围环境影响产生振动，该振动对使用者或承载物会产生有害影响，如固体倾倒、液体溢出、睡眠质量下降等。随着科技的日新月异和经济的飞速发展，人们对生活质量的要求快速提升，简单、有效、可推广的新型减振装置前景广阔。减振技术可分为主动减振和被动减振。主动减振因包含主动控制环节，需要能量输入，暂不适合日用推广。被动减振通过弹性元件和阻尼元件控制振动能量，结构简单，适合低精度领域的推广使用。目前，被动减振装置种类繁多、形状各异、应用高度定制化，通用性和推广性有待提高。

生物，经过亿万年的优胜劣汰，如今已进化成为对环境具备超级适应性的、各具特色的生命体。各种生物特性各异，值得人们学习、借鉴。山羊等四足动物在受到不同外部冲击扰动时，通过四肢各关节的协调，能够快速调整姿态、动作，吸收冲击、消化扰动、保持平稳。该特性为减振装置的研发提供了借鉴。

因此，基于山羊等四足动物运动四肢关节减振特性，仿生发明一种通用型的可调减振关节，将较大程度上提高减振效果。

发明内容

为设计简单、可靠、通用性高的新型被动减振装置，本发明提取山羊四肢骨骼肌肉模型的关节，模拟、简化后得到一种仿羊腿关节减振关节，该仿生减振关节结构简明、易于加工，可应用于各领域平台支架，实现隔振减振效果。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种仿羊腿关节减振关节，包括关节轴、上关节杆、下关节杆、扭簧、凹轴套和凸轴套，凹轴套和凸轴套套接在关节轴上且凹轴套与凸轴套的斜面紧密贴合，凹轴套外端与上关节杆螺钉连接，凸轴套外端与下关节杆螺钉连接，扭簧缠绕在凹凸轴套外周且扭簧两端分别与上关节杆和下关节杆螺钉连接，上关节杆和下关节杆分别通过圆柱滚子轴承与关节轴连接，圆柱滚子轴承外圈与上、下关节杆过盈配合，圆柱滚子轴承内圈与关节轴间隙配合；上关节杆和下关节杆外侧均设有限位组件。

所述的一种仿羊腿关节减振关节，其中，上关节杆、下关节杆与其对应的限位组件之间均设有垫片。

所述的一种仿羊腿关节减振关节，其中，限位组件包括端盖、推力球轴承，端盖固定连接在其对应的关节杆外端，推力球轴承与关节轴连接并位于端盖外侧，推力球轴承通过连接在关节轴两螺纹端上的螺母压紧。

所述的一种仿羊腿关节减振关节还包括两个防尘盖，两个防尘盖分别罩住关节轴两端限位组件并与对应的端盖螺纹连接。

所述的一种仿羊腿关节减振关节，其中，凹轴套与凸轴套的接触面上喷涂有摩擦材料。

所述的一种仿羊腿关节减振关节，其中，凹轴套与凸轴套的接触面的倾角≤90°。

本发明的有益效果：本发明的上关节杆7用于连接上平台、精密仪器等减振保护单元，下关节杆12连接承重脚和地面。当地面冲击或者上平台机械工作振动时，该关节可以进行振动削弱，甚至隔离振动的传递。当地面振动时，冲击力和振型函数经由承重脚和下关节杆12进行传递至关节轴18和扭簧10，在扭簧10的弹性变形和凹轴套8、凸轴套11之间接触面的摩擦阻尼作用下，冲击力和振型函数振幅大幅削弱，剩余振型函数再传递到上平台，相比地面振型函数，剩余振型函数振幅得到有效衰减，从而在一定程度上，保护了上平台精密仪器的安全。反之，当上平台机械工作振动时，振型函数经过上平台传递至扭簧10和凹轴套8、凸轴套11之间接触面时，也由于扭簧10弹性变形和摩擦阻尼进行大幅削弱，最终传递至地面时，其振型函数相比初始振型函数，振幅得到有效削弱，从而降低了由振动造成的噪音以及振动产生的其他影响和隐患。

附图说明

图1为本发明仿羊腿关节减振关节的结构示意图；

图2为本发明仿羊腿关节减振关节的剖视图；

图3为本发明仿羊腿关节减振关节的凸轴套结构示意图；

图4为本发明仿羊腿关节减振关节的凹凸轴套接触面受力示意图。

图中：1-左防尘盖，2-左六角法兰面螺母，3-左推力球轴承，4-左端盖，5-左圆柱滚子轴承，6-无头螺钉，7-上关节杆，8-凹轴套，9-内六角圆柱头螺钉，10-扭簧，11-凸轴套，12-下关节杆，13-右圆柱滚子轴承，14-右端盖，15-右推力球轴承，16-右六角法兰面螺母，17-右防尘盖，18-关节轴。

具体实施方式