CN104334914B - 阻尼机械联动机构 - Google Patents

Abstract

一种机械联动机构(100)包括第一端部构件(104a)和第二端部构件(104b)以及一对大体平行的拱形梁(106)，所述一对大体平行的拱形梁将所述端部构件互连并且限定所述拱形梁之间的横向空间(108)。多个交替的指状物(110)从各梁延伸到横向空间中，并且在所述横向空间内，阻尼构件被附接在各相邻的成对指状物之间。

Description

阻尼机械联动机构

技术领域

本公开涉及机械联动机构。更具体地，本公开涉及具有高刚度和高阻尼的机械联动机构。这种联动机构可用在飞机和期望这种特性的其它应用中。

背景技术

这个部分中的陈述只提供了与本公开相关的背景信息并且可不构成现有技术。

存在以下各种情形：期望具有同时带有高刚度特性和高能量吸收特性的结构构件。例如，现代的固定机翼和旋转机翼型飞机包括经历高应力和大振动力二者的控制机构。例如，这些可包括用于控制表面的致动器。虽然期望衰减振动力，但在能量衰减方面有效的材料和构件通常具有低的机械刚度，从而使它们不适于特定构件的力。大多数材料具有高刚度或高阻尼，而不能同时具有高刚度和高阻尼。诸如钢的高刚度材料本身在衰减振动力方面非常差。

存在各种类型的阻尼机构，这些机构是针对在经历振动力和冲击力的机器和部件(诸如，发动机、飞机等)中使用而开发的。然而，这些中的一些相对复杂和/或昂贵。可通过添加阻尼器(有时具有有限的有效性)或通过有源闭环控制提供高阻尼。例如，一些已知的阻尼装置使用流体，并且包括波纹管和密封件，因此存在泄漏的可能性。已知的许多阻尼机构包括大量部件并且可能涉及非常多的维护，或者它们可能涉及外来的或昂贵的材料。

本公开涉及上述问题中的一个或多个。

发明内容

在一个实施方式中，本公开提供了一种机械联动机构，该机械联动机构具有第一端部构件和第二端部构件以及一对大体平行的梁，所述梁将所述端部构件互连并且限定所述梁之间的横向空间。多个交替的指状物从各梁延伸到横向空间中，并且在所述横向空间内，阻尼构件被附接在各相邻的成对指状物之间。

在一个具体实施方式中，所述阻尼构件包括弹性体。

在另一个具体实施方式中，所述梁被成形为当处在轴向荷载下时引起预定方向的挠曲。

在另一个具体实施方式中，所述梁限定弦比为大约0.03至大约0.10的反向取向的拱。

在一个实施方式中，梁被销接至端部构件，而在另一个具体实施方式中，所述梁、指状物和端部构件是一体地形成的。

在另一个具体实施方式中，所述端部构件、梁和指状物由以下材料制成，所述材料选自由钢、钛、铝、其合金、玻璃纤维环氧树脂、碳纤维复合物以及以上材料中的任一种的组合组成的组。在各种实施方式中，梁可具有平坦条、通道、角度和箱形梁的横截面。

根据另一个实施方式，本公开提供了一种航空航天器，所述航空航天器具有适于经受轴向应力和振动的结构构件。阻尼联动机构被设置在结构构件内，并且包括第一端部构件和第二端部构件以及一对相反取向的拱形梁，所述拱形梁将所述端部构件互连并且限定所述拱形梁之间的横向空间。多个交替的指状物从各拱形梁延伸，并且在横向空间内，阻尼构件被结合在相邻的指状物之间。

根据又一个实施方式，本公开提供了一种制造飞机系统的阻尼结构构件的方法。该方法包括将一对反向弯曲的拱形梁附接在阻尼联动机构的端部构件之间并且将至少一个指状物附接到各拱形梁。这些指状物以交替的交错构造延伸到所述一对梁之间的横向空间中，并且粘弹性阻尼构件附接在指状物之间。

在一个具体实施方式中，所述方法包括提供围绕所述梁、所述指状物和所述阻尼构件的覆盖件。

根据又一个实施方式，公开了一种航空航天器，所述航空航天器包括：结构构件，其适于经受轴向应力和振动；阻尼联动机构，其位于所述结构构件内，并且包括：第一端部构件和第二端部构件；一对反向取向的拱形梁，其将所述第一端部构件和所述第二端部构件互连并且限定所述拱形梁之间的横向空间；多个交替的指状物，其从各拱形梁延伸；以及阻尼构件，其在横向空间内被结合在相邻的指状物之间。

有利地，第一端部构件和第二端部构件、拱形梁和指状物被一体地形成；其中，拱形梁具有基本上恒定的横截面形状；其中，所述梁限定拱高为大约0.1至大约3的反向取向的弯曲形；并且其中，所述阻尼构件包括选自由SoundcoatDyad601、Hypalon30和组成的组的弹性体。

已经讨论的特征、功能和优点可独立地在各种实施方式中实现或者可在其它实施方式中进行组合，其中，可参照下面的描述和附图发现其它细节。

附图说明

本文描述的附图只是出于例示目的并且不旨在以任何方式限制本公开的范围。

图1是具有拱形梁和横向指状物的销连接的根据本公开的阻尼机械联动机构的实施方式的正视图；

图2是图1的阻尼机械联动机构的立体图；

图3是根据本公开的阻尼机械联动机构的实施方式的正视图，其中，拱形梁和横向指状物一体地附接到端部构件；

图4是图3的阻尼机械联动机构的立体图；

图5是示出定义拱形梁的拱高的参数的示图；

图6是具有集成到机翼控制表面致动系统中的阻尼机械联动机构的飞机机翼的一部分的侧视剖视图；

图7是具有集成到螺距联杆中的阻尼机械联动机构的直升机旋翼桨毂组件的一部分的侧视图；

图8是根据本公开的制造阻尼结构构件的方法的流程图；

图9是飞机制造和维修方法的流程图；

图10是飞机的框图；

图11是图10的液压系统部分的更详细框图，示出了根据本公开的阻尼机械联动机构的元件；以及

图12是根据本公开的使用阻尼机械联动机构的方法中的步骤的流程图。

具体实施方式

以下将描述示例性实施方式，可将这些实施方式用于具有高刚度和高阻尼的机械联动机构。为了清楚起见，在本说明书中没有描述实际实现方式的所有特征。当然，应该理解，在开发任何这种实际实施方式时，必须进行众多实现方式专用决定，以实现开发者的特定目标，诸如符合与对于不同实现方式而言不同的系统相关和商业相关限制。此外，应该理解，这种开发工作会是复杂且耗时的，但将是具有本公开权益的本领域普通技术人员的日常任务。

通过考虑下面的描述和附图，各种实施方式的其它方面和优点将变得清楚。将用足够的细节描述这些实施方式，以使本领域的技术人员能够实践本发明，要理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可对各种公开的实施方式进行修改，可利用其它实施方式。因此，下面的详细描述不取限制的含义。

术语“联杆”和“联动机构”在本文中可互换地使用，旨在具有它们在机械领域中使用的普通含义。

如上所述，大多数材料都具有高刚度或高阻尼，但不同时具有高刚度和高阻尼。为了提供具有高阻尼的高刚度构件，已知的阻尼机构可能是复杂的并且依赖于阻尼器的添加(通常具有有限的有效力)或者是借助于有源闭环控制。因此，许多已知的阻尼机构包括大量部件、高复杂度，并且可能涉及重要维护，或者它们可涉及外来的或昂贵的材料。

有利地，本公开提供了同时具有高刚度和高阻尼的机械联动机构，同时避免了其它已知阻尼机构的缺点中的一些。图1中提供的是根据本公开的阻尼机械联动机构100的实施方式的正视图，图2提供了其立体图。本文公开的阻尼机械联动机构100被示出为集成到结构构件102(诸如，飞机致动器联动机构)的一部分中并且形成其一部分。阻尼机械联动机构100通常包括适于附接在结构构件102的节段内的第一端部构件104a和第二端部构件104b。一对大体平行的梁106将端部构件104互连并且在其间限定横向空间108。多个交替的指状物110从各梁106延伸到横向空间108中。也就是说，从一个梁106延伸的指状物110与从相对的梁106延伸的指状物110相互交叉。交替的一对指状物110之间附接(例如，借助粘合剂附接)的是包括粘弹性材料的多个阻尼构件112。还可提供覆盖件114以保护阻尼机械联动机构100。阻尼机械联动机构100因此提供了附接到沿着公共轴线延伸并且附接到端部构件104的两个梁106的交替的指状物110。

端部构件104、梁106和指状物110可由各种材料制成。合适的材料包括一般在航空应用中使用的材料，诸如包括钢、钛、铝及其合金的金属。还可使用其它金属。在端部构件104、梁106和指状物由金属制成的情况下，无论它们是单独形成的还是一体形成的，它们均可被锻造、冲压、挤压或通过任何其它合适的工艺形成为单个单元。端部构件104、梁106和指状物110还可由诸如碳纤维复合物(例如，单向高模量纤维)的非金属材料制成，并且可根据本领域技术人员熟知的方法来构造。

在一些实施方式中，指状物110包括交替地附接到梁106的相互交叉的坚硬鳍状物，各指状物110的侧面被附接到阻尼材料112。指状物110的数量可有所不同。在图1和图2中示出的实施方式中，阻尼机械联动机构100包括从各梁106延伸的五个指状物110。可使用更多或更少数量的指状物110，只要存在从各梁106延伸并且附接到阻尼材料112的至少一个指状物110即可。相等数量的指状物110可从各梁106延伸，并且指状物110可布置成交替或交错构造，以便将阻尼机械联动机构100内的不对称力降至最低。

指状物110从各梁106延伸，并被固定地附接到设置在拱形梁106之间的横向空间108中的阻尼材料112。例如，可借助化学粘合剂将指状物110粘结到阻尼材料112。将金属指状物粘结到粘弹性材料的合适粘合剂是可商购的，并且包括例如环氧化物和接触粘合剂。另外，在某些情况下，阻尼材料本身可以是自身具粘附性的。根据阻尼机械联动机构100的材料和其它因素，还可使用其它粘合剂和其它附接方法。无论是什么附接方法，理想的是，指状物110被附接成使得它们足以将剪切力传递到阻尼材料112，而不使阻尼构件受损。

阻尼材料112可包括擅于通过变形吸收和耗散机械力的粘弹性材料。通常，优良的阻尼材料具有高损耗因子，由此施加到材料的机械能力将造成材料变形，从而通过热导致能量耗散。这些类型材料的损耗因子被表示为无单位数(有时，被表示为％)。对于本文公开的阻尼机械联动件100，损耗因子为0.1至2的材料通常是用于目前可用的粘弹性材料，并且据信是适于阻尼材料112的。还可使用具有较高损耗因子的材料，据信这种材料是可用的或者正在开发中。通常，损耗因子越高越好。还应该理解，高损耗因子材料对于诸如温度的各种环境因素敏感。例如，这些材料可能在不同温度下具有非常不同的机械性质。本领域的技术人员将能够根据应用的细节(诸如，操作温度、老化和环境曝光等)选择用于阻尼机械联动机构100的合适阻尼材料112。

记住这些因素，根据应用，存在各式各样的可用于根据本公开的阻尼机械联动机构100中的商购粘弹性阻尼材料。在许多条件下都可使用的一种特定材料是SoundcoatDyad601，它是可从纽约州迪尔帕克(DeerPark，NewYork)的Soundcoat公司获得的受限层阻尼聚合物。可使用的其它材料包括可从特拉华州威尔明顿(Wilmington,Delaware)的杜邦公司(E.I.duPontdeNemoursandCompany)获得的以商品名销售的Hypalon30和各级别的聚氯丁烯。存在还可使用的许多其它商购的阻尼材料。

在一些实施方式中，阻尼机械联动机构100旨在成为原本经常是连续或不中断结构构件的物体的一部分。该结构构件可以几乎是任何类型的结构构件。在图6中示出的一个应用中，结构构件包括飞机控制表面致动器联杆。在这个实施方式中，致动器600附接到飞机构件606的控制表面604(例如，副翼、方向舵等)的杠杆臂602。借助机械联动机构608将致动器600附接到杠杆臂602，机械联动机构608包括根据本公开构造的阻尼构件610。在这个应用中，由作用于控制表面604的空气动力产生的冲击和振动将得到衰减，以便减少致动器600和周围的飞机结构606上的磨损。

在图7中示出的另一个应用中，根据本公开的阻尼机械联动机构700包括直升机旋翼螺距联杆702。旋翼螺距联杆702从旋转斜板组件704延伸到旋翼叶片枢轴706，并根据控制系统输入进行操作，以在旋翼转动时调节旋翼708的节距。在这个应用中，由旋转斜板组件704的快速旋转和由作用在旋翼708上的空气动力产生的冲击和振动将得到衰减，以便减少旋转斜板组件704和周围飞机结构上的磨损。除了图6和图7中示出的应用之外，还可在其它应用(诸如，直升机旋翼系统的安装支架、齿轮箱安装组件、传动系统组件、精密的枢转设备、致动器等)中使用根据本公开的阻尼机械联动机构。这些组件可以是飞机、航天器、汽车和卡车、火车、轮船、工业机器和许多其它装置的一部分。

再参照图1和图2，阻尼机械联动机构100被设计成主要应对轴向力，即，张力或压缩力，但还可在某个结构限制内承受弯曲力和转动力。它被设计成在其中结构构件102上的力变化或者伴随有冲击或振动的情况下提供阻尼。这个构件所提供的阻尼可帮助防止附接到联动机构的其它机械部件被损坏和磨损。

梁106是反向弯曲的拱形梁。也就是说，各梁106限定背离其它梁弯曲的浅拱。反向的硬浅拱在荷载作用下放大了梁106的弹性弯曲，因此向阻尼材料112施加剪切应力。因为它们的弯曲形状，所以梁106在处于应力下时经历预定方向上的挠曲。当如图1中的箭头116所示向端部构件104施加压力荷载时，梁106将向外弯曲(即，背离彼此)，因此将相互交叉的指状物110抽离彼此并且对阻尼材料112施加剪切应力。在张力荷载的作用下，梁106将趋向于变直，从而将指状物110推向彼此并且再对阻尼材料112施加剪切应力。阻尼材料112因此吸收施加到机械联动机构100的力中的一些力，并且耗散这个力(基本上，以热的形式)。以此方式，机械联动机构100能同时提供高刚度和高阻尼。

本领域的技术人员将得知，梁或柱的刚度和挠曲特性与其形状直接相关。梁106可具有恒定的横截面形状和厚度，或者横截面形状可变化。例如，图1和图2中示出的梁106从头到尾具有恒定厚度。然而，图3和图4中示出的梁106具有从梁106的一端向着另一端变化的厚度。在这种情况下，梁106向着拱形形状的中间较厚，在末端较薄，其中，梁106附接到端部构件104。这种构造提供了表现得更像销接梁(pinnedbeam)的梁。另选地，梁106可在端部较厚并且向着拱(未示出)的中间较薄，从而提供表现得最像具有刚性端部连接的梁的梁。

梁106的横截面形状可以是几乎任何形状。如图1和图2中所示，梁106可以是具有矩形剖面的实心棒材。然而，还可使用其它横截面形状，诸如，圆形、八边形或六边形、通道、I形梁、角度、箱形梁、管和其它形状。理想的是，施加到梁106的力落在梁的强度的弹性范围内，更具体地，阻尼机械联动机构100上的压力没有高得足以造成梁106的屈曲。

可通过图5中示出的拱高限定梁106的曲率。在几何形状上，弦是拱上两点之间的直线。在图3中，示出了两个反向弯曲的浅拱梁300。基弦302被示出为经过梁300的端部的中线。可由被认为是拱高的参数限定梁300的曲率。梁300的拱高是拱中间(用虚线304指示)的拱中线的高度(或挠曲度)f除以梁的厚度h的一半。这个参数有时在文献中被称为拉姆达(λ)，拱高被表示为：

λ＝f/(h/2)[1]

λ的选择对阻尼联动机构的刚度有直接影响。可根据以下公式通过刚度比率S给出弯曲梁(相比于比较直梁)的相对刚度：

S＝1/(1+8*λ(2/5))[2]

从以上等式中应该清楚的是，在λ等于零的情况下，S将等于1。在λ是大于零但相对小的某个值的情况下，刚度S将略小于1。因此，较小拱高λ将提供具有较大刚度的梁300，并因此产生将提供较大刚度但较小阻尼的阻尼联动机构。然而，在λ较大的情况下，S将较小，并且阻尼联动机构将因此提供较小刚度和较大阻尼。将理解的是，等式[2]中提供的刚度比忽略了阻尼材料(图1中的112)对阻尼机构的整体刚度的贡献。然而，这个贡献有可能相对较小，因此不太可能显著增加阻尼联动机构的整体刚度。

在λ大于2.5的情况下，梁300的刚度S将小于比较直的梁的10％。在理解了刚度随着λ的增大而急剧减小的情况下，还可使用λ的较高值。因此，有可能用于本文所公开的阻尼机械联动机构中的梁的拱高λ的范围一般来说是小的，并且部分取决于装置的预期荷载范围。在根据本公开的阻尼机械联动机构中，据信，λ可以在0至大约4的范围内，更具体地，在大约0.1至大约3的范围内。在一个示例性实施方式中，根据本公开的阻尼机械联动机构被设计成具有3”长的梁，其中，拱挠曲度f是0.172”且厚度h为0.43”。这样提供了0.8的拱高λ和0.49的刚度比S。虽然对拱几何形状的以上讨论具体讨论了圆形拱，但将理解，具有非圆形弯曲的梁也可用于如本文公开的阻尼机械联动机构，并且还可由本领域的技术人员确定这种弯曲的几何特性和刚度。

再参照图1和图2，梁106可用各种方式附接到端部构件104和指状物110。在图1和图2的实施方式中，梁106在销118处被销接到端部构件104。同样，指状物110也可通过销120销连接到梁106。梁106和指状物110的销连接的使用有助于增加阻尼，而且还往往会减小刚度，如果机械联动机构100带有高度荷载，则销连接往往会磨损。

另选地，梁和端部构件可一体地连接或一体地形成。梁106和端部构件104的固定附接增加了阻尼机械联动机构100的刚度和强度，而且还减少了阻尼。此外，固定连接还有可能产生应力集中，如果荷载大，则所述应力集中将导致疲劳破裂。在固定连接或销连接之间进行的选择通常取决于机械联动机构100的荷载。对于高度荷载联动机构来说，可能理想的是具有固定连接，反之亦然。图3和图4中示出了根据本公开的阻尼机械联动机构200的另一个实施方式，其中，拱形梁206一体地附接到端部构件204，并且指状物210一体地附接到梁206。如同图1和图2的实施方式一样，这个阻尼机械联动机构200被设计成待被集成到结构构件202中并且包括第一端部构件204a和第二端部构件204b，其中一对大体平行的梁206互连端部构件204并且在梁之间限定出横向空间208。多个交替的指状物210从各梁206延伸到横向空间208中并且与从相对的梁206延伸的指状物210相互交叉。多个粘弹性阻尼构件212附接在交替的一对指状物210之间。梁206、端部构件204和指状物210被设置为一体形成的单个单元，这减少了阻尼机械联动机构200的部件数量并且相对于其重量而言增加了其整体强度。可用其它方式(诸如，通过焊接等)一体地附接梁206、端部构件204和指状物210。可根据以上关于图1和图2的实施方式讨论的相同参数来选择梁206、指状物210、端部构件204和阻尼构件212的材料和特性。更广义地，要理解，本文中对图1和图2的实施方式的讨论可同等地应用于图3和图4的实施方式，除非另外特别指出。

要理解，销连接和固定连接的组合也可用于梁106、端部构件104和指状物110，并且可使用各式各样的附接方法。例如，可通过销连接118附接梁106和端部构件104，如图1中所示，而通过焊接或其它方式一体地附接指状物110和梁106。另选地，可一体地附件梁106和端部构件104，如图3中所示，而通过销连接120将指状物110销接到梁106，如图1中所示。还可使用其它组合。

本文中公开的阻尼机械联动机构100的大小可根据其应用而变化。如上所述，该装置的实施方式已经被设计成具有长是3”并且拱高度f是0.172”的梁106。在这个实施方式中，梁106是0.43”厚的平坦钢条。指状物110也是0.5”长、1.0”宽和0.125”厚的钢，并且阻尼材料112是各阻尼材料大约0.45”长、1.0”宽和0.05”至0.25”厚，其中，有可能尺寸是0.125”厚。该厚度可以是针对各给定情况优化的变量。在这个实施方式中，端部构件104也是钢，并且大约1”宽、1”高和1”厚。这些端部构件104被构造成附接到横截面是大约1”×1”的结构构件102。这个特定实施方式的分析性能表明，预期的是，梁挠曲1英寸，刚度是4百万磅，并且应该支持30,000磅张力或压缩力的最大荷载。

上述的阻尼机械联动机构100的实施方式的大小形成大约5”长、1.27”宽和1”厚的阻尼机械联动机构。这个特定实施方式是针对飞机旋翼致动器联杆设计的。这个装置的实际实施方式可小于或大于这个实施方式。例如，据信，这个装置的可能应用可比这里指示的尺寸大得多，在其它应用中也可较小。

设计根据本公开的阻尼机械联动机构可涉及首先识别主设计要求，包括最大静态张力和压力荷载、所需的刚度、动态荷载的限定和所需的衰减。拱可被设计成具有最大拱高，同时保持所需刚度。设计者可通过计算由于拱的最大弯曲导致的应力来验证在张力作用下的荷载承载能力，并且还可验证拱的屈曲荷载超过最大预期压力荷载。最后，设计者可确定两个拱的分离尺寸。较大的分离允许可改善振动衰减的更大体积的阻尼材料。同时，较大的梁分离往往会增加构件的尺寸和重量，这是要考虑的设计折衷。

可使用各种构造方法来促成阻尼构件的构造和组装。图8中提供了示出根据本公开的制造阻尼结构构件的方法800的实施方式中的步骤的流程图。通常，该方法涉及将梁附接到端部构件802，将指状物附接到梁804并且将阻尼构件附接在相邻的指状物806之间。

更具体地，还参照图1，该方法涉及将端部构件104附接到两个拱形梁106。如上所述，端部构件104可一体地附接到拱形梁106或者与拱形梁106一体地形成，或者它们可以是分开的元件，接着将梁106附接到这些元件。同样，指状物110可与拱形梁106成为一体，或者它们可以是接着附接到梁106以延伸到梁之间的横向空间108中的分离元件。例如，用单件材料(例如，钢、铝、钛及其合金)加工成拱和指状物，从而提供具有一体的梳形指状物的拱。可针对不同材料使用不同构造方法。有利地，如有需要，两个拱的设计可以是相同的。在指状物110是附接到梁106的分离元件的情况下，如图1和图2中所示，可借助销连接120将指状物110附接到梁106，或者可用其它方式(诸如，借助楔形榫头连接(未示出))来附接它们。如以上讨论的，诸如借助化学粘合剂进行的粘结，将阻尼构件112附接或粘附在相邻指状物110之间。图8中示出的步骤的次序可根据设计而变花。例如，在指状物110销接到拱106的情况下，可首先将交替的阻尼层112和指状物110附接在一起(步骤806)，然后再借助附接销将指状物110和阻尼构件112的组件安装到拱106中(即，附接到拱106)。用本文讨论的任何构造方法，指状物110以交错的交替构造延伸到横向空间108中，并且用于响应于梁106的挠曲而将梁中的轴向应力(压应力或拉伸应力)作为剪切应力传递到阻尼构件112。

阻尼机械联动机构100还可包括附接到端部构件104并且环绕拱形梁106、指状物110和阻尼材料112的覆盖件114，以保护机械联杆免于受化学剂、阳光或其它有可能劣化元件或环境状况的影响。可用各种方式构造这个覆盖件。例如，覆盖件114可以是布置在阻尼机械联动机构100周围的收缩聚合物或者热收缩管。据信，几乎任何覆盖件114都将是合适的，只要它没有硬得使它将会限制梁106的弯曲即可。同时，阻尼机械联动机构100可在没有覆盖件的情况下起作用。为了完成其安装，可接着将阻尼机械联动机构100附接到结构构件(图1中的102)的一部分，以得到针对该构件的阻尼和荷载承受。

本文公开的阻尼机械联动机构100是紧凑的并且在没有电子器件的情况下进行无源操作。相互交叉的指状物110被结合到吸收振动的粘弹性材料110。在有两个端部构件104的情况下，指状物110连接到通常处于张力或压力作用下的梁或臂106。联动机构100通过在粘弹性阻尼材料112上施加剪切荷载来吸收轴向力和振动。在一个实施方式中，梁或臂106弯曲，从而限定浅拱形状。

浅拱的几何形状提供了许多益处。首先，它提供了在压力或张力作用下变形的机械放大，并且将放大后的变形转换成非常适合通过粘弹性材料衰减耗散能量的形式。不同于提供与构件上的荷载一致的阻尼的一些其它阻尼装置，本装置提供了横向于荷载线的阻尼。通过使用相反的硬浅拱来放大变形并且向阻尼材料施加剪切力，这个机械联动机构同时提供了高刚度和高阻尼。它使用拱的自然变形以机械方式放大一致移位，不仅向阻尼材料应用放大后的动作，而且还以有效方式(即，剪切力)施加该动作，以使用这种类型的阻尼材料进行衰减。

可针对如图10中所示的飞机902，在如图9中所示的飞机制造和维护方法900的背景下描述本公开的实施方式。在预制造期间，示例性方法900可包括飞机902的规格和设计904以及材料采购906。在制造期间，发生组件和子组件制造908以及飞机902的系统整合910。此后，飞机902可经过合格审定和运输912，以进入运行914。当顾客进行运行时，安排对飞机902进行常规维护和维修916(还可包括改装、重构、翻新等等)。

可由系统整合商、第三方和/或运营商(例如，顾客)执行或进行方法900中的各过程。出于进行此描述的目的，系统整合商可包括(而不限于)任何数量的飞机制造商和主系统分包商；第三方可包括(而不限于)任何数量的售卖方、分包商和供应商；并且运营商可以是航空公司、租赁公司、军事单位、服务组织等。

如图10中所示，航空航天器(诸如，通过示例性方法900制造的飞机902)可包括带有多个系统920和内部922的机身918。高级系统920的示例包括一个或多个推进系统924、电子系统926、液压系统928和环境系统930。可以包括任何数量的其它系统。尽管提供了飞机作为本公开的航空应用的示例，但要理解，这只是航空应用的一个示例。另外，尽管示出了航空示例，但本发明的原理可应用于例如其它行业(诸如，汽车行业)。

在图11中示出的特定实施方式中，飞机902被示出为具有阻尼机械联动机构932，阻尼机械联动机构932是与液压系统926关联的结构构件934的一部分。这种结构构件可以是例如飞机的方向舵、副翼或其它控制表面的致动器联动机构。然而，要理解，这只是一个示例性应用。根据本公开的阻尼机械联动机构可与包括飞机902的电子系统926、环境系统930或推进系统924的其它系统920关联，并且进一步地，可被用于飞机的机身918或内部922中。

如以上讨论的，阻尼机械联动机构934包括端部构件936，端部构件936附接到结构构件934并且还将拱形梁938互连。指状物940从拱形梁延伸到梁之间的横向空间中，并且将阻尼构件942附接在指状物之间。

可在图9中的飞机制造和维修方法900的任一个或多个阶段期间采用本文中实施的设备和方法。例如，可用与飞机902处于运行时制作的组件或子组件类似的方式构造或制造对应于制作过程908的组件或子组件。另外，例如，可通过大大加速完成飞机902的组装或者降低飞机902的成本，在制作阶段908和910期间利用一个或多个设备实施方式、方法实施方式或其组合。类似地，在飞机902运行(例如而非限制地，维护和维修916)时可利用一个或多个设备实施方式、方法实施方式或其组合。

如上所述，本文公开的装置的实施方式具有飞机系统中(诸如，控制表面致动器、用于直升机旋翼系统的安装支架、旋转机翼飞机中的旋翼枢转联杆组件等中)的应用。许多其它应用也是可能的。例如，据信，根据本公开的阻尼机械联动机构可在航天器中诸如用于安装精密的指示设备等。它也可用于传动系统组件、齿轮箱安装组件等中并且可与包括飞机、航天器、汽车和卡车、轮船、火车、工业机械等的各种系统关联。通常，根据本公开的阻尼机械联动机构可用于在机械联动机构中同时需要高刚度和高阻尼的任何应用中。

根据阻尼机械联动机构100的各种可能应用(诸如，以上讨论的应用)，在图12中提供了根据本公开的示出使用阻尼机械联动机构的示例性方法1200中的步骤的流程图。使用该装置的第一个步骤是将阻尼构件安装在结构构件1202中。这可以是例如预期要经历轴向力(即，张力和/或压力)的结构桁架构件。阻尼构件的操作是无源的，它是结构构件。用户(例如，维护工作人员)可周期性检查构件1204，以查明可能的失效机制，诸如，由于老化或环境因素导致的拱中出现疲劳裂缝或阻尼材料的劣化。检查的步骤还可涉及取下并更换阻尼构件上方的覆盖件，如果存在覆盖件的话。最后，维护工作人员可根据需要更换阻尼构件1206。如箭头1208指示的，可重复检查和更换步骤。

尽管已经依据某些特定实施方式描述了本文公开的具有高刚度和高阻尼的机械联动机构，但要理解，本领域普通技术人员清楚的其它实施方式(包括没有提供本文阐述的所有特征的实施方式)也在本公开的范围内。本领域的技术人员将认识到，可在权利要求书的范围内用各种修改形式实践本文包含的教导。因此，只参照附图及其等同物限定本公开的范围。

Claims (15)

1.一种机械联动机构(100)，所述机械联动机构包括：

第一端部构件(104a)和第二端部构件(104b)；

一对大体平行的拱形梁(106)，所述一对大体平行的拱形梁将所述第一端部构件(104a)和所述第二端部构件(104b)互连并且限定所述拱形梁之间的横向空间(108)；

多个交替的指状物(110)，所述多个交替的指状物从各梁(106)延伸到所述横向空间(108)中并且布置成相邻的成对指状物(110)；以及

阻尼构件(112)，在所述横向空间(108)内，所述阻尼构件附接在各相邻的成对指状物(110)中的各指状物(110)之间。

2.根据权利要求1所述的机械联动机构(100)，其中，所述阻尼构件(112)包括粘弹性材料。

3.根据权利要求2所述的机械联动机构(100)，其中，所述粘弹性材料选自由SoundcoatDyad601、Hypalon30和组成的组。

4.根据任一前述权利要求所述的机械联动机构(100)，其中，所述梁(106)被成形为当处在轴向荷载下时引起预定方向的挠曲。

5.根据权利要求4所述的机械联动机构(100)，其中，所述梁(106)限定拱高为0.1至3的反向取向的拱。

6.根据权利要求1所述的机械联动机构(100)，其中，所述梁(106)、指状物(110)以及第一端部构件(104a)和第二端部构件(104b)是一体地形成的。

7.根据权利要求1所述的机械联动机构(100)，其中，所述梁(106)被销接到所述第一端部构件(104a)和第二端部构件(104b)。

8.根据权利要求1所述的机械联动机构(100)，其中，所述第一端部构件(104a)以及第二端部构件(104b)、梁(106)和指状物(110)由以下材料制成，所述材料选自由钢、钛、铝、合金钢、钛合金、铝合金、玻璃纤维环氧树脂、碳纤维复合物以及以上材料中的任一种的组合组成的组。

9.根据权利要求1所述的机械联动机构(100)，所述机械联动机构还包括围绕所述梁(106)、所述指状物(110)和所述阻尼构件(112)设置的覆盖件(114)。

10.根据权利要求1所述的机械联动机构(100)，其中，所述拱形梁(106)具有基本上恒定的横截面形状。

11.一种制造阻尼结构构件的方法，所述方法包括：

将一对反向弯曲的拱形梁(106)附接在阻尼联动机构的端部构件(104a/104b)之间；

将多个指状物(110)附接到各拱形梁(106)，所述指状物(110)以交替的交错构造延伸到所述一对反向弯曲的拱形梁(106)之间的横向空间中；以及

将粘弹性阻尼材料附接在所述指状物(110)之间。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，将所述多个指状物(110)附接到各拱形梁(106)的步骤包括：将所述指状物(110)一体地附接到相应的拱形梁(106)。

13.根据权利要求11至12中的任一项所述的方法，其中，将所述拱形梁(106)附接到所述端部构件(104a/104b)的步骤包括：将所述拱形梁(106)一体地附接到所述端部构件(104a/104b)。

14.根据权利要求11所述的方法，其中，所述拱形梁(106)均包括相等数量的延伸到横向空间(108)中的指状物(110)，并且将所述粘弹性阻尼材料附接在所述指状物(110)之间的步骤包括：粘附性地将粘弹性阻尼材料结合到相邻的指状物(110)。

15.根据权利要求11所述的方法，该方法还包括：提供围绕所述梁(106)、所述指状物(110)和所述阻尼材料的覆盖件(114)。