[发明专利]一种弹性能逐步释放的弹性铰制动器的制造方法

说明书

一种弹性能逐步释放的弹性铰制动器的制造方法，利用高温下具有粘弹性及剪切增稠性能的材料控制弹性铰制动器弹性能释放，使结构逐渐展开，从而避免展开中出现过大的冲击，高温下具有粘弹性及剪切增稠性能的材料在室温下变硬，将弹性铰制动器的弹性能冻结，固定住形状，当温度升高到聚合物材料的转变温度(＞60℃)以上后，材料变软释放弹性能，同时因为材料高温下的粘弹性及剪切增稠性，弹性能受控能逐步释放，有效避免了冲击行为的发生。

技术领域

本发明属于展开结构技术领域，具体涉及一种弹性能逐步释放的弹性铰制动器的制造方法。

背景技术

弹性铰和弹性制动器在进行结构展开过程中，常常会伴有冲击，这种冲击会带来一定的危险，这就为使用带来了不便。怎样减少或避免结构展开过程中的冲击行为，一直是结构设计中考虑的一个因素之一。一般有加弹簧，做成弹簧铰链；或者利用阻尼作用，设计的阻尼铰链，从而能有效的避免冲击，但是这种阻尼铰链存在装置复杂、体积大的缺点。

近年在防冲击作用方面，利用材料的剪切增稠原理作为防冲击的有效手段，在实际应用中也越来越多。剪切增稠是指体系粘度随着剪切速率或剪切应力的增加展现出数量级增加的非牛顿流体行为。目前报道和使用最多的是具有剪切增稠效应的悬浮液，也称为剪切增稠液。但是制造该阻尼器存在装置复杂、体积大的缺点。

近来也有研究报道固体材料具有剪切增稠行为，通常为剪切增稠凝胶材料。但是这种剪切增稠作用一般都是材料在常温下表现出的，在高温(高于45℃)范围的剪切增稠性还未见报道。如果能利用材料在高温区的剪切增稠性，对于一些展开结构的防冲防护将会有很大帮助。

发明内容

本发明的目的在于提供一种弹性能逐步释放的弹性铰制动器的制造方法，利用一种高温下具有粘弹性及剪切增稠性能的材料控制弹性铰制动器中存储的弹性能逐步释放，使结构逐步展开，从而避免展开中出现过大的冲击。

一种弹性能逐步释放的弹性铰制动器的制造方法，包括：将高温下具有粘弹性及剪切增稠性的聚合物材料加热变软后装在预弯曲的钢片外侧弯曲部或将压缩弹簧埋在高温下具有粘弹性及剪切增稠性的聚合物材料中，待温度降低到常温后，高温下具有粘弹性及剪切增稠性的聚合物材料变硬，将预变形的钢片或压缩弹簧的弹性能固定。

当温度再次升高到高温下具有粘弹性及剪切增稠性的聚合物材料的转变温度60℃以上后，高温下具有粘弹性及剪切增稠性的聚合物材料变软，钢片或压缩弹簧被固定的弹性能开始释放。

因为高温下具有粘弹性及剪切增稠性的聚合物材料在转变温度60℃以上具有在高应变率加载时出现粘弹性导致的强度增强或剪切增稠的性能，钢片或压缩弹簧的弹性能只能逐步释放，因此预变形结构只能逐渐回复，从而有效避免了结构突然展开的冲击作用。

进一步优选的技术方案是，高温下具有粘弹性及剪切增稠性能的材料是一种低融化流动性的聚合物或者为一种具有低融化流动性的复合材料。

优选的是复合材料是通过聚合物掺杂微米/纳米颗粒或丝制备而成。

进一步优选的技术方案是，弹性能逐步释放的弹性铰制动器的驱动方式为直接加热驱动或者电加热驱动中的一种。

优选的是复合材料含有导电材料，弹性能逐步释放的弹性铰制动器驱动方式为电加热驱动，通电加热分为直接通电加热和非直接通电加热，高温下具有粘弹性及剪切增稠性能的材料和钢片/压缩弹簧两层之间增设绝缘层，则采用直接通电加热，高温下具有粘弹性及剪切增稠性能的材料中预埋或粘贴电阻丝，则采用非直接通电加热。

优选的是导电材料为炭黑、活性碳、石墨烯、单壁碳纳米管、多壁碳纳米管、铁粉、镍粉中的一种或多种组成。

进一步的优选的技术方案是，所述的高温下具有粘弹性及剪切增稠性能的材料由10-100体积份的聚合物材料和0-90体积份的掺杂材料组成。