[发明专利]一种基于竹子仿生的空气悬架导向臂结构及其设计方法

权利要求书

1.一种基于竹子仿生的空气悬架导向臂，其特征在于包括：

上导向臂，具有上叠合接触段、自上叠合接触段往左端延伸的第一变截面段、以及由第一变截面段向上卷曲为孔状的铰接端；

下导向臂，具有：位于所述上叠合接触段下方且与之接触的下叠合接触段，自下叠合接触段往左端延伸的第二变截面段，由第二变截面段向上与上导向臂同步卷曲为孔状的铰接端；由下叠合接触段往下延伸的竖直段、和由竖直段往右延伸的伸出段；下叠合接触段和竖直段之间、竖直段和伸出段之间均为圆弧过渡段；

所述上叠合接触段、下导向臂自下叠合接触段往右延伸方向各段均为外形截面一致的仿生竹子结构段，各仿生竹子结构段内均设置有矩形加弧形宽度曲线的截面孔。

2.根据权利要求1所述的基于竹子仿生的空气悬架导向臂，其特征在于第一变截面段和第二变截面段均为由各自叠合接触段边界往左逐步边薄的变截面矩形段。

3.根据权利要求1所述的基于竹子仿生的空气悬架导向臂，其特征在于仿生竹子结构段外形截面一致，且均为与第一变截面段和第二变截面段的变截面矩形段最大截面对接的矩形结构。

4.根据权利要求1所述的基于竹子仿生的空气悬架导向臂，其特征在于所述仿生竹子结构段矩形加弧形宽度曲线的截面孔的长宽和/或宽度随着外部平直段或竖直段长度的变化而改变。

5.根据权利要求1所述的基于竹子仿生的空气悬架导向臂，其特征在于所述仿生竹子结构段矩形加弧形宽度曲线的截面孔为变截面矩形椭圆孔、或变截面矩形二次曲线孔、或变截面矩形正弦曲线孔。

6.根据权利要求1所述的基于竹子仿生的空气悬架导向臂，其特征在于所述各仿生竹子结构段均设置多组竹节肋板支撑结构，各组竹节肋板支撑结构均为多块不等距间隔设置的封闭式横向矩形宽曲线截面竹节肋板。

7.根据权利要求1所述的基于竹子仿生的空气悬架导向臂，其特征在于各组竹节肋板支撑结构为三块间隔设置的封闭式横向竹节肋板，位于中间的横向竹节肋板厚度大于该肋板两侧的横向竹节肋板，且中间的横向竹节肋板与两侧竹节肋板分别形成平行设置的横向小孔。

8.根据权利要求1所述的基于竹子仿生的空气悬架导向臂，其特征在于竹节肋板支撑结构位置分别位于上导向臂、下导向臂与U型螺栓连接处，下导向臂与空气弹簧连接处，且肋板的厚度值为连接孔的孔径处最大。

9.根据权利要求1所述的基于竹子仿生的空气悬架导向臂，其特征在于所述基于竹子仿生导向臂的叠合接触段长度大于其上设置的U型螺栓的直径。

10.一种基于竹子仿生的空气悬架导向臂设计方法，其特征在于包括如下步骤：

S1、从自然界选取与导向臂结构相仿的竹子，并提取竹子的截面形状特征、变截面特征、竹节肋板特征以及竹节肋板变间距特征；

S2、仿生结构筛选，确定仿生竹子导向臂的整体结构：上导向臂和下导向臂的左段为变截面段，右段为外形一致的变截面孔段或仿生竹子结构段；

S3、将上述提取的截面形状特征、变截面特征、竹节肋板特征以及竹节肋板变间距特征进行组合优化设计，应用于仿生竹子结构段，确定竹子仿生结构段的具体结构：基于强度设计确定变截面孔的形状，基于竹节变节距排列特征优化确定竹节肋板支撑结构位置。