CN108036003B - 一种仿c60分子结构的减振防护结构 - Google Patents

Abstract

本发明属于减振防护结构和仿生领域，具体地说是一种仿C60分子结构的减振防护结构，球壳的外部均匀分布了六十个四孔弹性球，每个四孔弹性球上均开设有四个孔，其中一个孔通过弹簧套筒与球壳连接，另外三个孔均通过连接杆与相邻的三个四孔弹性球相连；弹簧套筒包括活塞、套筒、减振弹簧及限位螺栓，限位螺栓的一端与球壳螺纹连接，另一端与套筒的一端螺纹连接，套筒的另一端通过活塞与四孔弹性球上开设的孔相连，套筒内容置有减振弹簧，减振弹簧的两端分别与限位螺栓的另一端及活塞抵接，通过减振弹簧的压缩/复位实现减振防护。本发明结构简单、可靠，操作方便，能够更有效地对球形机器人、精密元件设备等进行全方位振动冲击防护。

Description

一种仿C60分子结构的减振防护结构

技术领域

本发明属于减振防护结构和仿生领域，具体地说是一种仿C60分子结构的减振防护结构。

背景技术

工作生产中，由于振动与冲击，往往会带来很大负面影响，造成经济损失。对于球形机器人、精密元件设备等，经常会遇到振动、冲击、碰撞等，如果防护不当，可能造成损伤，进而影响使用寿命。对于球形结构，没有固定的跌落面，为此，能够实现全方位的振动冲击防护就显得尤为重要。

发明内容

为了满足球形机器人、高精密元件设备等对冲击防护的要求，本发明的目的在于提供一种基于被动阻尼减振技术的仿C60分子结构的减振防护结构。该减振防护结构利用四孔弹性球、连接杆和弹簧套筒，形成了一种高效减振防护结构，实现冲击隔离的目的，满足球形机器人、高精密元件设备等对冲击防护的要求。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明包括四孔弹性球、连接杆、球壳及弹簧套筒，其中球壳的外部均匀分布了六十个四孔弹性球，每个所述四孔弹性球上均开设有四个孔，其中一个孔通过所述弹簧套筒与球壳连接，另外三个孔均通过所述连接杆与相邻的三个四孔弹性球相连；所述弹簧套筒包括活塞、套筒、减振弹簧及限位螺栓，该限位螺栓的一端与所述球壳螺纹连接，另一端与所述套筒的一端螺纹连接，该套筒的另一端通过所述活塞与四孔弹性球上开设的孔相连，所述套筒内容置有减振弹簧，该减振弹簧的两端分别与所述限位螺栓的另一端及活塞抵接，通过所述减振弹簧的压缩/复位实现减振防护；

其中：每个所述四孔弹性球上连接的三根连接杆中，任意两个连接杆共面，且第三个连接杆与共面的两个连接杆所在的平面相倾斜；

所述活塞的两端分别位于套筒的内部和外部，位于所述套筒内部的一端相对于套筒可往复移动，位于所述套筒外部的另一端呈半球形，与所述球壳上开设的孔过盈配合；

所述活塞中间部分的直径均小于两端的直径，即该活塞位于套筒内部的一端设有用于与套筒卡接、避免活塞由套筒移出的止口，所述活塞位于套筒外部的一端设有用于与球壳上开设的孔插接、避免活塞由孔掉落的止口；

所述孔为半球形，在靠近其外边缘处为缩径结构，即在靠近孔外边缘处设有与活塞另一端卡接的止口；

所述连接杆的两端均为半球形，该连接杆半球形的端部与所述球壳上开设的孔之间为过盈配合；

所述连接杆为九十个，弹簧套筒为六十个，与六十个所述四孔弹性球形成十二个正五边形和二十个正六边形。

本发明的优点与积极效果为：

本发明结构简单、可靠，操作方便，通过仿C60分子结构，建立了新型的减振防护结构，能够更有效地对球形机器人、精密元件设备等进行全方位振动冲击防护。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明四孔弹性球的结构示意图；

图3为本发明四孔弹性球球孔剖面图；

图4为本发明弹簧套筒的结构剖视图；

图5A为本发明限位螺栓的结构示意图；

图5B为图5A的侧视图；

图6为本发明金属杆的结构示意图；

其中：1为四孔弹性球，2为连接杆，3为球壳，4为弹簧套筒，5为活塞，6为套筒，7为减振弹簧，8为限位螺栓，9为孔，10为法兰。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详述。

如图1所示，本发明依照C60(足球烯)分子结构进行设计，包括四孔弹性球1、连接杆2、球壳3及弹簧套筒4，其中球壳3作为减振防护结构的中心，内部放置有被隔振减振元件或装置(如球形机器人、精密电子元件或设备等)，球壳3的外部均匀分布了六十个四孔弹性球1，每个四孔弹性球1上均开设有四个孔9，其中一个孔9通过弹簧套筒4与球壳3连接，另外三个孔9均通过连接杆2与相邻的三个四孔弹性球1相连，达到全方位减振隔振的作用。本发明的连接杆2为九十个，弹簧套筒4为六十个，与六十个四孔弹性球1共同形成十二个正五边形和二十个正六边形。

如图2、图3所示，四孔弹性球1由高分子粘弹性材料(如环氧树脂)制成，每个四孔弹性球1上均开设有四个孔9。

如图4、图5A、图5B及图3所示，弹簧套筒4为金属材料(可为不锈钢)，包括活塞5、套筒6、减振弹簧7及限位螺栓8，限位螺栓8的两端均制有螺纹，该限位螺栓8的一端与球壳3螺纹连接，另一端与套筒6的一端螺纹连接；限位螺栓8的中部设有法兰10，与套筒6螺纹连接后该法兰10抵接于套筒10的一端。活塞5的两端分别位于套筒6的内部和外部，位于套筒6内部的一端相对于套筒6可往复移动，位于套筒6外部的另一端呈半球形，与球壳3上开设的孔9过盈配合。活塞5中间部分的直径均小于两端的直径，即该活塞5位于套筒6内部的一端设有用于与套筒6卡接、避免活塞5由套筒6移出的止口；活塞5位于套筒6外部的一端设有用于与球壳3上开设的孔9插接、避免活塞5由孔9掉落的止口。孔9为半球形，在靠近其外边缘处为缩径结构，即在靠近孔9外边缘处设有与活塞5另一端卡接或与连接杆2卡接的止口。套筒6内容置有减振弹簧7，该减振弹簧7的两端分别与限位螺栓8的另一端及活塞5抵接，通过减振弹簧7的压缩/复位实现减振防护。

如图6所示，连接杆2的两端均为半球形，该连接杆2半球形的端部与球壳3上开设的孔9之间为过盈配合。本发明的连接杆2为金属杆，材质可为不锈钢。每个四孔弹性球1上连接的三根连接杆2中，任意两个连接杆2共面，且第三个连接杆2与共面的两个连接杆2所在的平面相倾斜。

本发明的安装如下：

首先，选择高分子粘弹性材料(如环氧树脂)制作四孔弹性1球。

然后，将活塞5、套筒6、减振弹簧7和限位螺栓8组装起来，具体如下：

(1)将活塞5放入套筒6中，从套筒6开设小孔的一端伸出；

(2)接下来将减振弹簧7放入套筒6中；

(3)将限位螺栓8与套筒6拧紧。

再后，将金属的连接杆2和弹簧套筒4放入冷冻机和干冰酒精溶液中，放置10至20分钟拿出，使弹簧套筒4与球壳3拧紧，将弹簧套筒4插入四孔弹性球1中，同时利用连接杆2同其他四孔弹性球1相连，利用热胀冷缩原理，实现过盈配合。

最后，重复上述步骤依次组装。

本发明通过四孔弹性球1模拟C60分子结构的碳原子，连接杆2模拟C60两个碳原子间的化学键，组成的减振防护结构用于保护球形机器人、精密电子元件设备等。

Claims (5)

1.一种仿C60分子结构的减振防护结构，其特征在于：包括四孔弹性球(1)、连接杆(2)、球壳(3)及弹簧套筒(4)，其中球壳(3)的外部均匀分布了六十个四孔弹性球(1)，每个所述四孔弹性球(1)上均开设有四个孔(9)，其中一个孔(9)通过所述弹簧套筒(4)与球壳(3)连接，另外三个孔(9)均通过所述连接杆(2)与相邻的三个四孔弹性球(1)相连；所述弹簧套筒(4)包括活塞(5)、套筒(6)、减振弹簧(7)及限位螺栓(8)，该限位螺栓(8)的一端与所述球壳(3)螺纹连接，另一端与所述套筒(6)的一端螺纹连接，该套筒(6)的另一端通过所述活塞(5)与四孔弹性球(1)上开设的孔(9)相连，所述套筒(6)内容置有减振弹簧(7)，该减振弹簧(7)的两端分别与所述限位螺栓(8)的另一端及活塞(5)抵接，通过所述减振弹簧(7)的压缩/复位实现减振防护；

每个所述四孔弹性球(1)上连接的三根连接杆(2)中，任意两个连接杆(2)共面，且第三个连接杆(2)与共面的两个连接杆(2)所在的平面相倾斜；

所述连接杆(2)为九十个，弹簧套筒(4)为六十个，与六十个所述四孔弹性球(1)形成十二个正五边形和二十个正六边形。

2.根据权利要求1所述仿C60分子结构的减振防护结构，其特征在于：所述活塞(5)的两端分别位于套筒(6)的内部和外部，位于所述套筒(6)内部的一端相对于套筒(6)可往复移动，位于所述套筒(6)外部的另一端呈半球形，与所述球壳(3)上开设的孔(9)过盈配合。

3.根据权利要求2所述仿C60分子结构的减振防护结构，其特征在于：所述活塞(5)中间部分的直径均小于两端的直径，即该活塞(5)位于套筒(6)内部的一端设有用于与套筒(6)卡接、避免活塞(5)由套筒(6)移出的止口，所述活塞(5)位于套筒(6)外部的一端设有用于与球壳(3)上开设的孔(9)插接、避免活塞(5)由孔(9)掉落的止口。

4.根据权利要求3所述仿C60分子结构的减振防护结构，其特征在于：所述孔(9)为半球形，在靠近其外边缘处为缩径结构，即在靠近孔(9)外边缘处设有与活塞(5)另一端卡接的止口。

5.根据权利要求1所述仿C60分子结构的减振防护结构，其特征在于：所述连接杆(2)的两端均为半球形，该连接杆(2)半球形的端部与所述球壳(3)上开设的孔(9)之间为过盈配合。

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