CN111664219A - 一种阻尼调节万向球装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种阻尼调节万向球装置，包括球体Ⅰ、球体Ⅱ、基座、限位架和阻尼装置，基座两端设置有球面凹槽，限位架与基座相连接，限位架将球体Ⅰ限位于基座与限位架之间，球体Ⅰ与球面凹槽之间设置有球体Ⅱ，球体Ⅰ与限位架之间设置有阻尼装置，球体Ⅰ的端部穿过阻尼装置并延伸出限位架，阻尼装置与球体Ⅰ产生阻尼摩擦，球体Ⅰ可相对于基座转动，本发明结构合理，使用方便，通过在基座两端设置球体Ⅰ，在整个装置使用的运动过程中，两个钢球Ⅰ分别发生打滑现象，产生两侧打滑现象，同时阻尼装置对球体Ⅰ的阻尼摩擦，减小了钢球Ⅰ的滚动速度，最终能够有效的减少载物台的位移值，能够有效减少物品位移。

Description

一种阻尼调节万向球装置

技术领域

本发明涉及隔震技术领域，具体涉及一种阻尼调节万向球装置。

背景技术

现有的用于文物保护或者互联网服务器等高价值的物品需要隔震的平台进行减震保护，现有的隔震技术多为十字结构隔震装置（十字滑道或十字滚轴类）和滚珠类结构隔震装置，但十字结构隔震装置有震源方位死角和盲区，无法做到全方位的隔震，滚珠类结构虽无方位的死角和盲区，但是在受到地震波的作用下，该装置支撑的物品受到地震的波的作用后由于物品惯性和运动加速度过大，会使滚珠类机构的隔震装置进行大范围的移动，进而带动物品进行大范围的移动，隔震率效果较差，达不到隔震标准。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种结构合理，使用方便，在受到地震波的作用下，能够有效减少物品位移的阻尼调节万向球装置。

为实现上述目标，本发明的技术方案为：一种阻尼调节万向球装置，包括球体Ⅰ、球体Ⅱ、基座、限位架和阻尼装置，其特征在于：基座两端设置有球面凹槽，限位架与基座相连接，限位架将球体Ⅰ限位于基座与限位架之间，球体Ⅰ与球面凹槽之间设置有球体Ⅱ，球体Ⅰ与限位架之间设置有阻尼装置，球体Ⅰ的端部穿过阻尼装置并延伸出限位架，阻尼装置与球体Ⅰ产生阻尼摩擦，球体Ⅰ可相对于基座滚动。

进一步的，球体Ⅰ表面设有挡片，挡片、球体Ⅰ表面和球面凹槽表面将球体Ⅱ限位于球体Ⅰ与球面凹槽之间的间隙。

进一步的，挡片与阻尼装置之间设置有弹簧Ⅱ，弹簧Ⅱ设置在球体Ⅰ的外表面。

进一步的，基座下端限位架的内壁设置有卡簧，内套环设置于卡簧与球面凹槽之间，内套环套设在钢球Ⅰ表面，内套环、限位架和基座之间形成竖向方向设置的腔体Ⅰ内套环、球体Ⅰ和球面凹槽之间形成横向方向设置的腔体Ⅱ，腔体Ⅰ与腔体Ⅱ相连通形成供球体Ⅱ滚动的通道。

进一步的，内套环与阻尼装置之间设置有弹簧Ⅲ，弹簧Ⅲ设置在球体Ⅰ的外表面。

进一步的，基座上端的钢球Ⅰ的直径小于基座下端的钢球Ⅰ的直径。

进一步的，限位架通过阻尼调节螺丝与基座相连接，阻尼调节螺丝与于基座的螺纹连接，限位架套设在调节螺丝的通孔Ⅰ内，限位架与通孔Ⅰ之间的间隙设置有套设于限位架的弹簧Ⅰ，弹簧Ⅰ处于压缩状态，一端用于支撑限位架，一端用于支撑阻尼调节螺丝。

进一步的，基座的下端的内壁设置有卡簧，卡簧设置于限位架的上方，内套环设置于卡簧与球面凹槽之间，内套环套设在钢球Ⅰ表面，内套环和基座之间形成竖向方向设置的腔体Ⅲ，内套环、球体Ⅰ和球面凹槽之间形成横向方向设置的腔Ⅳ，腔体Ⅲ与腔体Ⅳ相连通形成供球体Ⅱ滚动的通道。

进一步的，基座可为一体成型或分体组合成型。

进一步的，弹簧的型号为波型弹簧。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1.结构合理，使用方便，通过在基座两端设置球体Ⅰ，在整个装置使用的运动过程中，两个钢球Ⅰ分别发生打滑现象，产生两次打滑现象，同时阻尼装置对球体Ⅰ的阻尼摩擦，减小了钢球Ⅰ的滚动速度，最终能够有效的减少载物台的位移值，能够有效减少物品位移。

2.通过球体Ⅰ表面设有挡片，挡片、球体Ⅰ表面和球面凹槽表面将球体Ⅱ限位于球体Ⅰ与球面凹槽之间的间隙。

3.通过设置内环套，使基座、限位架、和内环套形成使钢球Ⅱ通过的通道，避免了基座下端部的球体Ⅰ将球体Ⅱ驱动至球体Ⅰ与球面凹槽的死角的现象，使球体Ⅱ保持一直滚动状态。

4.通过将基座上端的钢球Ⅰ的直径设置成小于基座下端的钢球Ⅰ的直径的结构，减少基座下部钢球Ⅰ的卡死现象。

5. 基座可为一体成型或分体组合成型，使整个装置装配更加方便。

6. 通过设置阻尼调节螺丝，调节阻尼调节螺丝与基座之间的距离，调节了弹簧Ⅰ的承受压力的大小，调节了弹簧Ⅰ对限位架施加的反向作用力，进而调节了阻尼装置与球体Ⅰ之间的压力的大小，调节了阻尼装置对球体Ⅰ产生运动的阻力的大小。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的内套环的装配图；

图3为本发明的另一种结构示意图；

图4为本实用新的内套环的另一种装配图；

图5为分体组合成型基座的结构示意图。

图面说明：1、球体Ⅰ，2、球体Ⅱ，3、基座，4、限位架，5、阻尼装置，6、球面凹槽，7、弹簧Ⅱ，8、挡片，9、间隙，10、弹簧Ⅲ，11、卡簧，12、内套环，13、腔体Ⅰ，14、腔体Ⅱ，15、阻尼调节螺丝，16、螺纹，17、通孔Ⅰ，18、弹簧Ⅰ，19、腔体Ⅲ，20、腔体Ⅳ。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

结合附图详细描述本发明的技术方案，一种阻尼调节万向球装置，包括球体Ⅰ1、球体Ⅱ2、基座3、限位架4和阻尼装置5，基座两端设置有球面凹槽6，限位架与基座相连接，二者的连接方式可通过螺栓连接、螺纹连接或者其他的固定连接方式连接，限位架将球体Ⅰ限位于基座与限位架之间，球体Ⅰ与球面凹槽之间设置有球体Ⅱ，球体Ⅰ与球体Ⅱ产生滚动摩擦，球体Ⅰ与限位架之间设置有阻尼装置，球体Ⅰ的端部穿过阻尼装置并延伸出限位架，阻尼装置与球体Ⅰ产生阻尼摩擦并可滚动；阻尼装置可以为阻尼板、阻尼环等阻尼材质组成的部件，与球体Ⅰ产生点摩擦、线摩擦或面摩擦，球体Ⅰ的端部穿过阻尼装置并延伸出限位架，球体Ⅰ和球体Ⅱ和可选择钢球、铝球等金属球体或其他材质球体，其中钢球为优选方案，具体的一种实施例，阻尼装置可为阻尼环，阻尼环内环环设于球体Ⅰ表面，与球体Ⅰ表面产生摩擦，球体Ⅰ的端部穿过阻尼环并延伸出限位架，在使用时，将整个阻尼调节万向球装置于隔震台的下凹面盘中，然后上凹面盘扣设在阻尼调节万向球装置上方，使下凹面盘与基座下部的球体Ⅰ项接触，上凹面盘与基座上部的球体Ⅰ项接触，凹面盘为可采用现有市场上的凹面盘，下凹面盘放置于地面，球体Ⅰ上端的上凹面盘放置有载物台，载物台放有需要隔震保护的物品，当地震发生时，地震波作用于下凹面盘上，下凹面盘受到地震波作用，随着地面晃动做无规则的往复运动，当下凹面盘运动时，由于惯性现象，下凹面盘会带动阻尼调节万向球装置一起运动，基座下部的球体Ⅰ滚动，进而使基座上部的球体Ⅰ与基座下部的球体Ⅰ向同一方向滚动，使上凹面盘发生与球体Ⅰ同方向的移动，上凹面盘带动载物台上的物品移动，在移动的过程中，由于载物台和物品的重力和惯性作用，基座下部的球体Ⅰ与球体Ⅱ接触，产生滚动摩擦，使球体Ⅰ与下凹面盘接触产生打滑现象，同时阻尼装置对球体Ⅰ的阻尼摩擦，减小了钢球Ⅰ的滚动速度，减少了整个阻尼调节万向球装置的位移值，进而减少了载物台的位移值，同时基座上部的球体Ⅰ与其上部相接触的球体Ⅱ产生滚动摩擦，使该球体Ⅰ与上凹面盘接触产生二次打滑现象，同时阻尼装置对该球体Ⅰ的阻尼摩擦，减小了钢球Ⅰ的滚动速度，进而进一步减少了载物台的位移值，在使用过程中，通过阻尼调节万向球装置产生两次打滑现象并同时通过阻尼装置对球体Ⅰ的阻尼摩擦，能够有效的减少载物台的位移值；

当下凹面盘受到地震波的作用做反向水平运动时，由于载物台还具有水平运动的惯性动能，还会做水平运动，此时阻尼装置对基座的上下的两个球体Ⅰ产生阻尼作用，对两个球体Ⅰ的滚动提供阻力，耗减球体Ⅰ的运动能量，进而减少了载物台的继续位移值，使载物台缓慢移动至最大的位移值处，能够有效防止载物台上物品的侧翻；

当载物台下部的阻尼调节万向球装置的动能被下凹面盘反向水平运动时施加的作用力消耗完后，载物台开始反向水平移动，基座下部的球体Ⅰ与球体Ⅱ接触，产生滚动摩擦，使球体Ⅰ与下凹面盘接触产生打滑现象，同时阻尼装置对球体Ⅰ的阻尼摩擦，减小了钢球Ⅰ的滚动速度，减少了整个阻尼调节万向球装置的反向移动的位移值，进而减少了载物台反向移动的位移值，同时基座上部的球体Ⅰ与其上部相接触的球体Ⅱ产生滚动摩擦，使该球体Ⅰ与上凹面盘接触产生二次打滑现象，同时阻尼装置对球体Ⅰ的阻尼摩擦，减小了钢球Ⅰ的滚动速度，进而进一步减少了载物台的反向移动的位移值，阻尼调节万向球装置在反向移动时，也多了一次打滑现象同时通过阻尼装置对球体Ⅰ的阻尼摩擦，能够有效的减少载物台的反向的位移值，载物台上的物品在运动时，能够缓慢平稳的换向，有效了防止物品在突然受到地震波的作用时，发生惯性侧翻。

为了方便的限制球体Ⅱ的位置，球体Ⅰ表面设有挡片8，挡片、球体Ⅰ表面和球面凹槽表面将球体Ⅱ限位于球体Ⅰ与球面凹槽之间的间隙9，球体Ⅰ与球体Ⅱ会产生滚动摩擦，挡片可固定于限位架内，挡片也可与基座相连接并延伸入限位架内，或挡片与基座一体加工成型并延伸入限位架内，挡片与阻尼装置之间设置有弹簧Ⅱ7，弹簧Ⅱ设置在球体Ⅰ的外表面，弹簧Ⅱ处于压缩状态，用于支撑挡片和将阻尼装置，并将阻尼装置限位于限位架上。

在基座下端的球体Ⅰ进行运动时，受到上部基座球体Ⅰ、上凹盘、载物台以及载物台上物品的压力，基座的下端部的球体Ⅰ在滚动时，会发生基座下端部的球体Ⅰ将球体Ⅱ驱动至球体Ⅰ与球面凹槽的死角，球体Ⅱ无法转动，产生卡死现象，使球体Ⅰ无法滚动，造成载物台上物品急性惯性侧翻，为了减少基座下部钢球Ⅰ的卡死现象，增大该钢球Ⅰ的曲率半径，使钢球Ⅰ与钢球Ⅱ的接触面积变大，将基座上端的钢球Ⅰ的直径设置成小于基座下端的钢球Ⅰ的直径。

作为进一步的改进，为了彻底消除卡死现象，在基座下端限位架的内壁设置有卡簧11，具体的可在限位架内壁开设环形槽，卡簧卡设在环形槽内，内套环12设置于卡簧与球面凹槽之间，内套环套设在钢球Ⅰ表面，内套环、限位架和基座之间形成竖向方向设置的腔体Ⅰ13，竖向腔体可为竖直、倾斜等设置方式的腔体，内套环、球体Ⅰ和球面凹槽之间形成横向方向设置的腔体Ⅱ14，腔体Ⅰ与腔体Ⅱ相连通形成供球体Ⅱ滚动的通道，球体Ⅰ与球体Ⅱ产生滚动摩擦，驱动球体Ⅱ移动，通过重力的作用，使球体Ⅱ无法达到通道的末端，无法到达死角处，能够保持一直滚动状态，有效避免了球体Ⅰ无法滚动的现象，内套环与阻尼装置之间设置有弹簧Ⅲ10，弹簧Ⅲ设置在球体Ⅰ的外表面，弹簧Ⅲ处于压缩状态，将阻尼装置限位于限位架上。

为了方便调节阻尼调节万向球装置对球体Ⅰ产生运动的阻力的大小，因此可改变该阻尼调节万向球装置原有的连接方式，由原来的限位架与基座相连接，通过增加阻尼调节螺丝15，使限位架通过阻尼调节螺丝与基座相连接，阻尼调节螺丝与于基座的螺纹16连接，限位架套设在调节螺丝的通孔Ⅰ17内，限位架与通孔Ⅰ之间的间隙设置有套设于限位架的弹簧Ⅰ18，弹簧Ⅰ处于压缩状态，一端用于支撑限位架，一端用于支撑阻尼调节螺丝，通过调节阻尼调节螺丝与基座之间的距离，调节了弹簧Ⅰ的承受压力的大小，调节了弹簧Ⅰ对限位架施加的反向作用力，使限位架竖向运动，进而调节了阻尼装置与球体Ⅰ之间的压力的大小，调节了阻尼装置对球体Ⅰ产生运动的阻力的大小；当限位架通过阻尼调节螺丝与基座相连接时，此时卡簧设置于基座的下端的内壁且卡簧设置于限位架的上方，两者之间设置有间隙，内套环设置于卡簧与球面凹槽之间，内套环套设在钢球Ⅰ表面，内套环和基座之间形成竖向方向设置的腔体Ⅲ19，内套环、球体Ⅰ和球面凹槽之间形成横向方向设置的腔Ⅳ20，腔体Ⅲ与腔体Ⅳ相连通形成供球体Ⅱ滚动的通道。

基座可为一体成型或分体组合成型，基座为分体组合成型时，保证分体组合的各个部件能够完整的组合成基座方便了基座的装配；弹簧Ⅰ、弹簧Ⅱ和弹簧Ⅲ的的型号为波型弹簧，能够有效减少弹簧的占用空间，减少了整个阻尼调节万向球装置的高度。

以上显示和描述了本发明的基本原理，主要特征和优点，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围。

Claims (10)

1.一种阻尼调节万向球装置，包括球体Ⅰ、球体Ⅱ、基座、限位架和阻尼装置，其特征在于：基座两端设置有球面凹槽，限位架与基座相连接，限位架将球体Ⅰ限位于基座与限位架之间，球体Ⅰ与球面凹槽之间设置有球体Ⅱ，球体Ⅰ与限位架之间设置有阻尼装置，球体Ⅰ的端部穿过阻尼装置并延伸出限位架，阻尼装置与球体Ⅰ产生阻尼摩擦，球体Ⅰ可相对于基座滚动。

2.根据权利要求1的一种阻尼调节万向球装置，其特征在于：球体Ⅰ表面设有挡片，挡片、球体Ⅰ表面和球面凹槽表面将球体Ⅱ限位于球体Ⅰ与球面凹槽之间的间隙。

3.根据权利要求2的一种阻尼调节万向球装置，其特征在于：挡片与阻尼装置之间设置有弹簧Ⅱ，弹簧Ⅱ设置在球体Ⅰ的外表面。

4.根据权利要求1的一种阻尼调节万向球装置，其特征在于：基座下端限位架的内壁设置有卡簧，内套环设置于卡簧与球面凹槽之间，内套环套设在钢球Ⅰ表面，内套环、限位架和基座之间形成竖向方向设置的腔体Ⅰ内套环、球体Ⅰ和球面凹槽之间形成横向方向设置的腔体Ⅱ，腔体Ⅰ与腔体Ⅱ相连通形成供球体Ⅱ滚动的通道。

5.根据权利要求4的一种阻尼调节万向球装置，其特征在于：内套环与阻尼装置之间设置有弹簧Ⅲ，弹簧Ⅲ设置在球体Ⅰ的外表面。

6.根据权利要求1的一种阻尼调节万向球装置，其特征在于：基座上端的钢球Ⅰ的直径小于基座下端的钢球Ⅰ的直径。

7.根据权利要求1的一种阻尼调节万向球装置，其特征在于：限位架通过阻尼调节螺丝与基座相连接，阻尼调节螺丝与于基座的螺纹连接，限位架套设在调节螺丝的通孔Ⅰ内，限位架与通孔Ⅰ之间的间隙设置有套设于限位架的弹簧Ⅰ，弹簧Ⅰ处于压缩状态，一端用于支撑限位架，一端用于支撑阻尼调节螺丝。

8.根据权利要求7的一种阻尼调节万向球装置，其特征在于：基座的下端的内壁设置有卡簧，卡簧设置于限位架的上方，内套环设置于卡簧与球面凹槽之间，内套环套设在钢球Ⅰ表面，内套环和基座之间形成竖向方向设置的腔体Ⅲ，内套环、球体Ⅰ和球面凹槽之间形成横向方向设置的腔Ⅳ，腔体Ⅲ与腔体Ⅳ相连通形成供球体Ⅱ滚动的通道。

9.根据权利要求1的一种阻尼调节万向球装置，其特征在于：基座可为一体成型或分体组合成型。

10.根据权利要求3或5或7中的任意一项的一种阻尼调节万向球装置：弹簧的型号为波型弹簧。

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