CN103953677B - 一种被动防撞缓冲装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种被动防撞缓冲装置，特征是包括大液压缸体、小液压缸体与两只液压马达，大液压缸体包括内、外缸筒，内、外缸筒之间为环形腔，内缸筒内腔为中心腔，中心腔设置有两只大活塞，小液压缸体包括小缸筒、小活塞与小活塞杆；小缸筒以相互垂直方式连在大液压缸体上，小缸筒内腔只与大液压缸中心腔的中央缸腔相通，大、小活塞均配置有复位弹簧；各液压马达的输出轴通过棘轮机构与飞轮相连，各液压马达的进油口分别与大液压缸环形腔、中心腔的液压油进出管口连通，液压马达的排油口与储油箱相连通。本发明能够实现冲击方向的改变，以及能量的多重吸收，诸如液压阻尼孔（节流孔）吸能、飞轮储能与复位弹簧吸能，而且还能够自行及时复位。

Description

一种被动防撞缓冲装置

技术领域

本发明涉及一种缓冲装置，尤其是一种被动防撞缓冲装置。

背景技术

目前，常见的缓冲装置有弹簧缓冲装置、节流孔式液压缓冲装置。其中的弹簧缓冲装置是把撞击物体的动能转化成弹簧的弹性势能，达到缓冲的目的。其中的液压缓冲装置是利用油液的粘性阻尼作用，将大部分的冲击能量通过节流孔吸收转化为油液的热能并散发掉。

以上两种缓冲装置都是在平行于冲击方向上实现缓冲，能量的存储形式单一，缓冲效果不理想，而且装置的复位难以控制。

发明内容

为了克服现有缓冲装置存在的不足，本发明的任务在于提供一种被动防撞缓冲装置。

其技术解决方案是：

一种被动防撞缓冲装置，包括：

大液压缸体，包括内缸筒与外缸筒，外缸筒套置在内缸筒上，在内、外缸筒之间设置有环状腔，在内缸筒内依次设置有能够沿着大活塞杆往复滑动的大活塞一与大活塞二，并将内缸筒内腔依次分隔成端部缸腔一、中央缸腔与端部缸腔二，在大活塞一背向中央缸腔的一侧设置有复位弹簧一，在大活塞二背向中央缸腔的一侧设置有复位弹簧二，在内缸筒对应端部缸腔一与端部缸腔二的筒壁上分别设置有若干个节流孔，在外缸筒的一个端部上设置有接通端部缸腔一的管口一以及接通环形腔的管口二，在外缸筒的另一个端部上设置有接通端部缸腔二的管口三以及接通环形腔的管口四；

小液压缸体，包括小缸筒、小活塞与小活塞杆；小缸筒以其中轴线与上述内缸筒的中轴线相互垂直方式连在大液压缸体上，小缸筒的底开放口伸入内缸筒的中央缸腔一段，使小缸筒的内腔只与中央缸腔相通，小活塞位于小缸筒内，小活塞杆一端与小活塞连接，小活塞杆穿经小缸筒的顶端，在小活塞杆的自由端设置有受力部，在小活塞杆处于小缸筒外侧的一段杆体上设置有复位弹簧三；

两只液压马达，上述液压马达的输出轴通过棘轮机构与飞轮相连；其中，液压马达一的进油口与管口一、管口二相连通，液压马达二的进油口与管口三、管口四相连通，上述液压马达的排油口与储油箱相连通。

在上述内缸筒对应各端部缸腔筒壁上的节流孔为偶数个，且每两个作为一组，各组中的两个节流孔以内缸筒的中轴线为基准对称排布。

上述液压马达为双联液压马达，其两个进油口分别与管口一、管口二连通，或分别与管口三、管口四连通。

上述管口一开设在内缸筒的中轴线上，管口一依次穿经外缸筒端部、位于内缸筒与外缸筒之间的柱状部一与内缸筒端部后接通端部缸腔一，管口二穿经外缸筒端部后接通环形腔，管口二位于柱状部一的旁侧；上述管口三开设在内缸筒的中轴线上，管口三依次穿经外缸筒端部、位于内缸筒与外缸筒之间的柱状部二与内缸筒端部后接通端部缸腔二，管口四穿经外缸筒端部后接通环形腔，管口四位于柱状部二的旁侧。

上述被动防撞缓冲装置，当小液压缸的小活塞杆接受到外力冲击时，小活塞杆将带动小活塞向小缸筒底开放口处运行，由小活塞将小缸筒内腔的液压油推向大液压缸体的内缸筒中央缸腔，液压油在被挤出小缸筒底开放口时即被迫改变方向同时挤向两侧，进而推动大活塞一与大活塞二沿着大活塞杆分别向内缸筒的对应侧移动；在各大活塞移动过程中，一部分液压油由内缸筒内腔通过节流孔被挤出进入环形腔，节流孔作为阻尼孔在挤出液压油时发热吸能，进入环形腔的液压油最后分别通过管口二与管口四进入液压马达；与此同时，端部缸腔一、端部缸腔二中的液压油则分别通过管口一与管口三被直接挤入液压马达；各液压马达在进入液压油的推动下带动飞轮旋转，把能量转化成飞轮的势能和动能，被挤出的液压油通过液压马达进入储油箱；在上述各活塞运行过程中，各复位弹簧也被压缩储能等待复位；当外力冲击一经消除时即进行复位，在各复位弹簧的作用下，推动各自对应的大活塞或小活塞回到初始位置，液压油也被同步吸回到各缸腔内；自此复位完成，等待接受下一轮次的外力冲击。

本发明具有以下有益技术效果：

本发明能够实现冲击方向的改变，以及能量的多重吸收，诸如液压阻尼孔（节流孔）吸能、飞轮储能与复位弹簧吸能，而且还能够自行及时复位。

附图说明

下面结合附图与具体实施方式对本发明作更进一步的说明：

图1为本发明的结构原理示意图。

图2为本发明的外部结构示意图。

具体实施方式

结合图1与图2，一种被动防撞缓冲装置，包括大液压缸、小液压缸与液压马达。

上述大液压缸体，包括内缸筒1与外缸筒2，外缸筒套置在内缸筒上。在内、外缸筒之间设置有环状腔3，在内缸筒内依次设置有能够沿着大活塞杆4往复滑动的大活塞一5与大活塞二6，并将内缸筒内腔依次分隔成端部缸腔一7、中央缸腔8与端部缸腔二9。在大活塞一背向中央缸腔的一侧设置有复位弹簧一10，在大活塞二背向中央缸腔的一侧设置有复位弹簧二11。在内缸筒对应端部缸腔一的筒壁上设置有若干个节流孔12，在内缸筒对应端部缸腔二的筒壁上也设置有若干个节流孔12；可以有这样一种更为优选的设计，即：在上述内缸筒对应各端部缸腔筒壁上的节流孔为偶数个，且每两个作为一组，各组中的两个节流孔以内缸筒的中轴线a为基准对称排布。在外缸筒的一个端部上设置有接通端部缸腔一的管口一13以及接通环形腔的管口二14，在外缸筒的另一个端部上设置有接通端部缸腔二的管口三15以及接通环形腔的管口四16；可以有这样一种更为优选的设计，即：上述管口一开设在内缸筒的中轴线上，管口一依次穿经外缸筒的端部、位于内缸筒与外缸筒之间的柱状部一17与内缸筒的端部后接通端部缸腔一，管口二穿经外缸筒的端部后接通环形腔，管口二位于柱状部一的旁侧；上述管口三开设在内缸筒的中轴线a上，管口三依次穿经外缸筒的端部、位于内缸筒与外缸筒之间的柱状部二17与内缸筒的端部后接通端部缸腔二，管口四穿经外缸筒的端部后接通环形腔，管口四位于柱状部二的旁侧。

上述小液压缸体，包括小缸筒18、小活塞19与小活塞杆20。小缸筒以其中轴线b与上述内缸筒的中轴线a相互垂直方式连在大液压缸体上，小缸筒的底开放口伸入内缸筒的中央缸腔一段，使小缸筒的内腔只与中央缸腔相通。小活塞位于小缸筒内，小活塞杆一端与小活塞连接，小活塞杆穿经小缸筒的顶端，在小活塞杆的自由端设置有受力部21，在小活塞杆处于小缸筒外侧的一段杆体上设置有复位弹簧三22。

上述液压马达有两只，上述液压马达24的输出轴通过棘轮机构与飞轮23相连。其中，液压马达一的进油口与管口一、管口二相连通，液压马达二的进油口与管口三、管口四相连通，上述液压马达的排油口与储油箱相连通。可以有这样一种更为优选的设计，即：上述各液压马达为双联液压马达，其中一只双联液压马达的两个进油口分别与管口一、管口二连通，另一只双联液压马达的两个进油口分别与管口三、管口四连通。

本发明的工作原理大致是：

当小液压缸的小活塞杆接受到外力冲击时，小活塞杆将带动小活塞向小缸筒底开放口处运行，由小活塞将小缸筒内腔的液压油推向大液压缸体的内缸筒中央缸腔，液压油在被挤出小缸筒底开放口时即被迫改变方向同时挤向两侧，进而推动大活塞一与大活塞二沿着大活塞杆分别向内缸筒的对应侧移动；在各大活塞移动过程中，一部分液压油由内缸筒内腔通过节流孔被挤出进入环形腔，节流孔作为阻尼孔在挤出液压油时发热吸能，进入环形腔的液压油最后分别通过管口二与管口四进入液压马达；与此同时，端部缸腔一、端部缸腔二中的液压油则分别通过管口一与管口三被直接挤入液压马达；各液压马达在进入液压油的推动下带动飞轮旋转，从而把能量转化成飞轮的势能和动能，被挤出的液压油通过液压马达进入储油箱；在上述各活塞运行过程中，各复位弹簧也被压缩储能等待复位。

当外力冲击一经消除时即进行复位，在各复位弹簧的作用下，推动各自对应的大活塞或小活塞回到初始位置，液压油也被同步吸回到各缸腔内；自此复位完成，等待接受下一轮次的外力冲击。在自动复位过程中，由于棘轮机构的独特作用，使马达轴与飞轮互不作用，足以保证各复位弹簧能够顺畅推动大、小活塞回到初始位置。

本发明中，由于用于接收外力冲击的液压缸体通常小于与其协作的另一液压缸体，故为了方便说明本发明，才在上述技术方案中引入了“大”与“小”，即将用于接收外力冲击的液压缸体称为小液压缸体，而与其协作的另一液压缸体则称为大液压缸体，本领域技术人员应能清楚其含义。此外，这些引入的字词也不应在理解本发明的技术方案时带来限制。

上述方式中未述及的有关技术内容采取或借鉴已有技术即可实现。

需要说明的是，在本说明书的教导下本领域技术人员还可以作出这样或那样的容易变化方式，诸如等同方式，或明显变形方式。上述的变化方式均应在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种被动防撞缓冲装置，其特征在于包括：

大液压缸体，包括内缸筒与外缸筒，外缸筒套置在内缸筒上，在内、外缸筒之间设置有环状腔，在内缸筒内依次设置有能够沿着大活塞杆往复滑动的大活塞一与大活塞二，并将内缸筒内腔依次分隔成端部缸腔一、中央缸腔与端部缸腔二，在大活塞一背向中央缸腔的一侧设置有复位弹簧一，在大活塞二背向中央缸腔的一侧设置有复位弹簧二，在内缸筒对应端部缸腔一与端部缸腔二的筒壁上分别设置有若干个节流孔，在外缸筒的一个端部上设置有接通端部缸腔一的管口一以及接通环形腔的管口二，在外缸筒的另一个端部上设置有接通端部缸腔二的管口三以及接通环形腔的管口四；

小液压缸体，包括小缸筒、小活塞与小活塞杆；小缸筒以其中轴线与上述内缸筒的中轴线相互垂直方式连在大液压缸体上，小缸筒的底开放口伸入内缸筒的中央缸腔一段，使小缸筒的内腔只与中央缸腔相通，小活塞位于小缸筒内，小活塞杆一端与小活塞连接，小活塞杆穿经小缸筒的顶端，在小活塞杆的自由端设置有受力部，在小活塞杆处于小缸筒外侧的一段杆体上设置有复位弹簧三；

两只液压马达，上述液压马达的输出轴通过棘轮机构与飞轮相连；其中，液压马达一的进油口与管口一、管口二相连通，液压马达二的进油口与管口三、管口四相连通，上述液压马达的排油口与储油箱相连通；

在上述内缸筒对应各端部缸腔筒壁上的节流孔为偶数个，且每两个作为一组，各组中的两个节流孔以内缸筒的中轴线为基准对称排布；

上述液压马达为双联液压马达，其两个进油口分别与管口一、管口二连通，或分别与管口三、管口四连通。

2.根据权利要求1所述的被动防撞缓冲装置，其特征在于：上述管口一开设在内缸筒的中轴线上，管口一依次穿经外缸筒端部、位于内缸筒与外缸筒之间的柱状部一与内缸筒端部后接通端部缸腔一，管口二穿经外缸筒端部后接通环形腔，管口二位于柱状部一的旁侧；上述管口三开设在内缸筒的中轴线上，管口三依次穿经外缸筒端部、位于内缸筒与外缸筒之间的柱状部二与内缸筒端部后接通端部缸腔二，管口四穿经外缸筒端部后接通环形腔，管口四位于柱状部二的旁侧。