CN113090700A - 锁定隔离器和隔离系统的方法 - Google Patents

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Abstract

锁定隔离器和隔离系统的方法。锁定隔离器包括一个或多个接头。所述一个或多个接头经配置响应于温度变化在间隙配合状态和过盈配合状态之间转变。所述锁定隔离器包括阻尼器。所述阻尼器经配置当所述一个或多个接头处于所述间隙配合状态时，衰减通过所述一个或多个接头的振动的传输。

Description

锁定隔离器和隔离系统的方法
技术领域
本公开通常涉及隔离器在将一个结构连接到另一个结构中的使用，并且更具体地，涉及一种锁定隔离器和一种使用锁定隔离器选择性地衰减振动的方法。
背景技术
某些设备对冲击和振动敏感。此类设备的功能可能因相对高的冲击力和振动力中断。在高能量环境中，将此类设备与支撑结构隔离，可以是可取的。然而，在低能量环境中，将此类设备刚性地固定到所述支撑结构，可以是可取的。常规的减震器仅可以衰减在所述支撑结构和所述设备之间的力，并且不能够相对于所述支撑结构固定所述设备。单独的锁定装置可以用于相对于所述支撑结构选择性地固定所述设备。然而，这些锁定装置很麻烦，并且可能易于发生故障。因此，本领域的技术人员继续在冲击和振动衰减领域中进行研究和开发工作，并且因此，意在解决上述确定的关注的设备和方法将是有用的。
发明内容
以下是根据本公开所述的主题的非穷举列表的示例，所述示例可以或不可以被要求保护。
在示例中，公开的锁定隔离器包括一个或多个接头。所述一个或多个接头经配置响应于温度变化在间隙配合状态和过盈配合状态之间转变。所述锁定隔离器包括阻尼器。所述阻尼器经配置当所述一个或多个接头处于所述间隙配合状态时，衰减通过所述一个或多个接头的振动的传输。
在另一个示例中，公开的锁定隔离器包括基座、耦合到所述基座的连杆、与所述基座相对的耦合到所述连杆的盖。所述锁定隔离器包括耦合到所述基座和所述盖的阻尼器。所述连杆经配置响应于温度变化，在其中所述盖相对于所述基座可移动的解锁状态和其中所述盖相对于所述基座固定的锁定状态之间转变。所述阻尼器经配置当所述连杆处于解锁状态时衰减在所述基座和所述盖之间的振动的传输。
在示例中，将第一结构与第二结构隔离的公开的方法包括以下步骤：(1)使用锁定隔离器，将所述第一结构和所述第二结构耦合在一起；(2)响应于温度变化，将所述锁定隔离器的一个或多个接头在其中所述第一结构和所述第二结构相对于彼此可移动的间隙配合状态和其中所述第一结构和所述第二结构相对于彼此固定的可盈配合状态；以及(3)在所述一个或多个接头处于所述间隙配合状态的情况下，使用所述锁定隔离器的阻尼器衰减在所述第一结构和所述第二结构之间的振动的传输。
通过以下详细描述、附图和所附权利要求，所公开的系统、设备和方法的其他示例将变得显而易见。
附图说明
图1是锁定隔离器的示例的示意性方框图；
图2是所述锁定隔离器的示例的示意性透视图；
图3是使用所述锁定隔离器的系统的示例的示意性正视图；
图4是所述锁定隔离器的示例的示意性正视截面图；
图5是所述锁定隔离器的示例的示意性正视截面图；
图6是所述锁定隔离器的示例的示意性正视截面图；
图7是所述锁定隔离器的示例的示意性正视截面图；
图8是所述锁定隔离器的示例的示意性正视截面图；
图9是所述锁定隔离器的示例的示意性正视截面图；
图10是所述锁定隔离器的压电发电机的示例的示意图；
图11是所述锁定隔离器的示例的示意性正视截面图；
图12是隔离系统的方法的示例的流程图；
图13是飞机制造和使用方法的流程图；以及
图14是航空航天交通工具的示例的示意性方框图。
具体实施方式
以下详细描述参考附图，其示出了由本公开描述的具体示例。具有不同结构和操作的其他示例不脱离本公开的范围。在不同附图中，相同的参考编号可以指相同的特征、元件或组件。
下面提供了可以是但不一定要求保护的本主题的说明性的非穷举性示例。本文中对“示例”的引用是指在根据本公开的主题的至少一个方面、实施例和/或实施方式中包括与示例结合描述的一个或多个特征、结构、元件、组件、特性和/或操作步骤。因此，在整个本公开中，短语“一个示例”、“另一个示例”、“一个或多个示例”和类似的语言可以但不一定指相同的示例。此外，特征化任何一个示例的主题可以但不一定包括特征化任何其他示例的主题。此外，特征化任何一个示例的主题可以但不一定与特征化任何其他示例的主题结合。
本公开认识到对冲击和振动敏感但在操作期间也需要刚性地固定的功能设备。例如，许多航空航天交通工具包括冲击和振动敏感设备，如通信阵列、制导系统、视觉系统、恒星追踪器等。在相对高的冲击力和振动力的周期期间，如在航天器的发射或飞机的起飞/着陆期间，提供在支撑结构和所述设备之间的柔性以及吸收从所述支撑结构到所述设备的冲击和振动的传输，对所述系统是有益的。在相对短的冲击力和振动力的周期期间，如在所述设备的操作期间，刚性地固定到所述支撑结构，对所述设备是有益的。
本公开还认识到用于隔离结构系统的各结构的常规解决方案包括吸收或衰减在所述结构之间的冲击和振动的简单隔离装置。然而，这些简单隔离装置不能够在其中需要或期望刚性的环境中提供在所述结构之间的刚性。在此类环境中，这些锁定装置通常是复杂且重的，由计算机控制，并且需要外部电力用于操作。出于这些原因，对于航空航天工业中的各种情况，常规的隔离装置和锁定装置可以是不利的。
通常地参照图1至图11，通过示例的方式，本公开针对一种锁定隔离器100。在某些环境中，所述锁定隔离器100的实施方式选择性地隔离结构之间的振动，而在其他环境中，将所述结构锁定在一起，不需要上面描述的常规独立振动隔离器和锁定装置的组合。
参照图1，在一个或多个示例中，所述锁定隔离器100包括一个或多个接头102，所述一个或多个接头经配置响应于温度变化，在间隙配合状态和过盈配合状态之间转变。
如本文所用，参照所述一个或多个接头102，术语“间隙配合”是指其中在接头的接口部分或配合部分之间存在空间或间隙的条件。间隙配合具有正容差(positiveallowance)，并提供一种其中所述接头的配合部分相对于彼此可移动的松散接头。换句话说，当在所述间隙配合状态下时，接头启用在所述接头的配合部分之间的相对运动。
如本文所用，参照所述一个或多个接头102，术语“过盈配合”是指其中在接头的接口部分或配合部分之间存在过盈的条件。过盈配合具有负容差，并提供一种其中所述接头的配合部分相对于彼此不可移动的紧密接头。换句话说，当在所述过盈配合状态下时，接头约束或限制在所述接头的配合部分之间的运动。
出于本公开的目的，无论可以是哪种情况，短语“温度变化”可以指包围所述一个或多个接头102的环境温度变化、所述一个或多个接头102本身的温度变化、所述一个或多个接头102的配合部分中一个或两个配合部分的温度变化或它们的组合。
在一个或多个示例中，所述锁定隔离器100的所述一个或多个接头102包括多个接头102。所述多个接头102耦合在一起。所述多个接头102中的每个接头经配置响应于所述温度变化，在所述间隙配合状态和过盈配合状态之间转变。在一个示例中，所述一个或多个接头102包括两个接头102。在另一个示例中，所述一个或多个接头102包括三个接头102。在其他示例中，所述锁定隔离器100包括任何数量的(例如，四个或更多个)接头102。
在一个或多个示例中，所述锁定隔离器100包括联动装置(linkage)124。在一个或多个示例中，所述联动装置124包括所述一个或多个接头102。在一个或多个示例中，联动装置124的所述一个或多个接头102包括多个接头102。所述一个或多个接头102中的每个接头，如所述多个接头102中的每个接头，形成所述联动装置124的铰接连杆(articulatinglinks)接合所处的点。在一个或多个示例中，所述联动装置124经配置响应于所述温度变化在解锁状态和锁定状态之间转变，在所述解锁状态下所述联动装置124的铰接连杆相对于彼此可移动，并且在所述锁定状态下所述联动装置124的铰接连杆相对于彼此固定。
出于本公开的目的，参照所述联动装置124，术语“解锁状态”是指一种条件，在所述条件下所述一个或多个接头102，如所述多个接头102中的至少一个接头是处于所述间隙配合状态。换句话说，在所述解锁状态下，所述联动装置124是柔性的/灵活的。
出于本公开的目的，参照所述联动装置124，术语“锁定状态”是指一种条件，在所述条件下所述一个或多个接头102，如所述多个接头102中的每个接头是处于所述过盈配合状态。换句话说，在所述锁定状态下，所述联动装置124是刚性的。
在一个或多个示例中，所述锁定隔离器100包括阻尼器104。当所述一个或多个接头102，如所述多个接头102中的至少一个接头，是处于所述间隙配合状态时，所述阻尼器104经配置衰减穿过所述一个或多个接头102，如所述多个接头102的冲击和振动的传输。在一个或多个示例中，所述阻尼器104耦合到所述一个或多个接头102，如耦合到所述多个接头102。
在一个或多个示例中，当所述联动装置124是处于所述解锁状态时，所述阻尼器104经配置衰减穿过所述联动装置124的冲击和振动的传输。在一个或多个示例中，所述阻尼器104耦合到所述联动装置124。
图2示意性地示出了所述锁定隔离器100的实际实施方式。在一个或多个示例中，所述锁定隔离器100包括基座122和盖126。所述联动装置124(图1)耦合到所述基座122。所述盖126耦合到所述联动装置124、与所述基座122相对。所述阻尼器104耦合到所述基座122并耦合到所述盖126。所述阻尼器1-4经配置当所述联动装置124处于所述解锁状态时衰减在所述基座122和所述盖126之间的振动的传输。
在一个或多个示例中，所述联动装置(图1)经配置响应于温度变化，在其中所述盖126相对于所述基座122可移动的所述解锁状态和其中所述盖126相对于所述基座122固定的所述锁定状态之间转变。在其中施加到所述结构系统150的冲击力和振动力相对较高(例如，具有大幅度)的高能量环境中，所述锁定隔离器100使用处于所述解锁状态的所述联动装置124(例如，用处于所述间隙配合状态的所述一个或多个接头102(图1))使得所述盖126能够相对于所述基座122运动，并且使用所述阻尼器104衰减从所述基座122传输到所述盖126的冲击和振动。在其中施加到所述结构系统150的冲击力和振动力相对较低(例如，具有小幅度)的低能量环境中，所述锁定隔离器100使用处于所述锁定状态的所述联动装置124(例如，处于所述过盈配合状态的所述一个或多个接头102)将所述基座122和所述盖126刚性地锁定在一起。
在一个或多个示例中，所述基座122经配置耦合到结构系统150(图3)的第一结构146(图3)，并且所述盖126经配置耦合到所述结构系统150的第二结构148(图3)。在一个或多个示例中，所述锁定隔离器100包括至少一个连接特征部152。所述连接特征部152经配置使所述锁定隔离器100能够连接到所述结构系统150的结构。在一个示例中，所述基座122包括至少一个连接特征部152，并且使用所述至少一个连接特征部152可耦合到所述第一结构146。所述盖126包括至少一个连接特征部152，并且使用所述至少一个连接特征部152可耦合到所述第二结构148。在各种示例中，所述连接特征部152包括使两个构件能够接合在一起的任何合适的结构，或者采取使两个构件能够接合在一起的任何合适结构的形式。作为示例，所述连接特征部152可以包括用于插入机械紧固件的光滑孔、用于连接螺纹紧固件的螺纹孔、粘合表面、可焊接表面等。与所述基座122相关联的所述连接特征部152和与所述盖126相关联的所述连接特征部152可以是相同或不同的。图3示意性地示出了用于将所述结构系统150的结构耦合在一起的所述锁定隔离器100的实际实施方式。在一个或多个示例中，所述结构系统150包括所述第一结构146和所述第二结构148。虽然两个锁定隔离器100通过示例在图3中示出，但是在其他示例中，任何数量的所述锁定隔离器100可以用于将所述第一结构146和所述第二结构148耦合在一起。在其他示例中，所述结构系统150可以包括任何数量的其他结构，无论其他结构是否使用所述锁定隔离器100耦合在一起。
所述第二结构148使用所述锁定隔离器100耦合到所述第一结构146。在所示的示例中，所述第一结构146支撑所述第二结构148。例如，所述第一结构146是一种支撑结构，并且所述第二结构148是一件对冲击和振动敏感的设备或组件。在一个示例中，所述结构系统150形成诸如航天器或飞机等航空航天交通工具的一部分。所述第一结构146是一种航空航天交通工具的框架的一个组件，并且所述第二结构148是航空航天交通工具的系统的一件设备或组件。
所述阻尼器104经配置衰减通过所述结构系统150的振动，如在所述第一结构146和所述第二结构148之间的振动。在一个或多个示例中，所述阻尼器104经配置衰减在一定振动频率范围或振动频谱中的高频振动。
因此，在其中施加到所述结构系统150冲击力和振动力相对较高(例如，具有大幅度)的高能量环境中，所述锁定隔离器100使用处于所述锁定状态的所述联动装置124(例如，用处于所述间隙配合状态的所述一个或多个接头102)使得所述第二结构148能够相对于所述第一结构146运动，并且使用所述阻尼器104衰减从所述第一结构146传输到所述第二结构148的冲击力和振动力。在其中施加到所述结构系统150的冲击力和振动力相对较低(例如，具有小幅度)的低能量环境中，所述锁定隔离器100使用处于所述锁定状态的所述联动装置124(例如，处于所述过盈配合状态的所述一个或多个接头102)将所述第一结构146和所述第二结构148刚性地锁定在一起。
再次参照图1，在一个或多个示例中，所述一个或多个接头102中的每个接头，如所述多个接头102中的每一个接头，包括第一部分106和第二部分110。所述第一部分106具有第一热膨胀系数(“CTE”)108。所述第二部分110具有第二热膨胀系数112。所述第一热膨胀系数108和所述第二热膨胀系数112是不同的。
在一个或多个示例中，参照所述一个或多个接头102的所述第一部分106和所述第二部分110，所述热膨胀系数是指线性热膨胀系数。
在一个或多个示例中，所述第一热膨胀系数108和所述第二热膨胀系数112之间的差至少约为5×10-6m/(m K)。在一个或多个示例中，所述第一热膨胀系数108和所述第二热膨胀系数112之间的差至少约为8×10-6m/(m K)。在一个或多个示例中，所述第一热膨胀系数108和所述第二热膨胀系数112之间的差至少约为14×10-6m/(m K)。
可以理解的是，所述第一部分106和所述第二部分110之间的热膨胀系数的较大差异可以响应于较小的温度变化(例如，较小的ΔT)或在较低的转变温度下，使得能够实现在所述一个或多个接头102的所述间隙配合状态和所述过盈配合状态之间的转变(例如，在所述联动装置124的所述解锁状态和所述锁定状态之间的转变)。类似地，所述第一部分106和所述第二部分110之间的热膨胀系数的较小差异可以响应于较大的温度变化(例如，较大的ΔT)或在较高的转变温度下，使得能够实现在所述一个或多个接头102的所述间隙配合状态和所述过盈配合状态之间的转变(例如，在所述联动装置124的所述解锁状态和所述锁定状态之间的转变)。
在一个或多个示例中，所述一个或多个接头102的所述第一部分106由具有所述第一热膨胀系数108的第一材料154形成，并且所述一个或多个接头102的所述第二部分110由具有所述第二热膨胀系数112的第二材料156形成。
在一个或多个示例中，所述一个或多个接头102的所述第一部分106和所述第二部分110中的至少一个由金属材料形成。作为示例，所述第一材料154和所述第二材料156中的至少一个选自黄铜(具有大约为19×10-6m/(m K)的CTE)、碳钢(具有大约为11×10-6m/(mK)的CTE)和钨(具有大约为4.5×10-6m/(m K)的CTE)。也想到其他金属用于所述一个或多个接头102的所述第一部分106和所述第二部分110。
在一个或多个示例中，所述一个或多个接头102的所述第一部分106和所述第二部分110中的至少一个由金属合金形成。作为示例，所述第一材料154和所述第二材料156中的至少一个选自如因瓦合金(Invar)(具有大约为1.2×10-6m/(m K)的CTE)的镍铁合金和如因科内尔(Inconel)(具有大约为11×10-6m/(m K)的CTE)的镍铬合金和如蒙乃尔(Monel)(具有大约为13.5×10-6m/(m K)的CTE)的镍铜合金。也想到其他金属合金用于所述一个或多个接头102的所述第一部分106和所述第二部分110。
例如，所述一个或多个接头102的所述第一部分106和所述第二部分110的布置取决于所述一个或多个接头102经配置是在较低温度下处于所述间隙配合状态且在较高温度下处于所述过盈配合状态，还是所述一个或多个接头102经配置在较高温度下处于所述间隙配合状态且在较低温度下处于所述过盈配合状态。例如，所述一个或多个接头102的所述第一部分106和所述第二部分110的材料的选择取决于在所述间隙配合状态和所述过盈配合状态之间转变所述一个或多个接头102所需的温度(在本文中称为转变温度(“TT”)114)和在所述转变温度114下可达到的热膨胀或热收缩的量。
在一个或多个示例中，所述一个或多个接头102经配置在所述转变温度114以下处于所述过盈配合状态和在所述转变温度114以上处于所述间隙配合状态。例如，所述第一部分106和所述第二部分110在所述转变温度114以下相对于彼此固定，并且在所述转变温度114以上相对于彼此可移动。因此，在这些示例中，所述联动装置124经配置在所述转变温度114以下处于所述解锁状态且在所述转变温度114以上处于所述锁定状态。
在一个或多个示例中，所述一个或多个接头102经配置在所述转变温度114以下处于所述间隙配合状态且在所述转变温度114以上处于所述过盈配合状态。例如，所述第一部分106和所述第二部分110在所述转变温度114以下相对于彼此可移动，并且在所述转变温度114以上相对于彼此固定。因此，在这些示例中，所述联动装置124经配置在所述转变温度114以下处于所述锁定状态且在所述转变温度114以上处于所述解锁状态。
参照图4，在一个或多个示例中，所述联动装置124包括第一连杆128。所述第一连杆128的第一端由第一接头130耦合到所述基座122。与所述第一端相对的所述第一连杆128的第二端耦合(例如，固定)到所述盖126。所述第一接头130是所述一个或多个接头102(图1)的示例。
在这些示例中，所述第一接头130的所述第一部分106由所述第一连杆128的第一端形成，并且所述第一接头130的所述第二部分110由所述基座122形成。在这些示例中，当所述第一接头130处于所述间隙配合状态时，所述第一接头130使得所述第一连杆128能够相对于所述基座122运动且因此所述盖126能够相对于所述基座122运动，并且当所述第一接头130处于所述过盈配合状态时，所述第一接头130限制所述第一连杆128相对于所述基座122的运动且因此所述盖126相对于所述基座122的运动。
参照图5，在一个或多个示例中，所述联动装置124包括所述第一连杆128。所述第一连杆128的所述第一端耦合(例如，固定)到所述基座122。所述第一连杆128的所述第二端由所述第一接头130耦合到所述盖126。所述第一接头130是所述一个或多个接头102的示例。
在这些示例中，所述第一接头130的所述第一部分由所述第一连杆128的所述第二端形成，并且所述第一接头130的所述第二部分110由所述基座122形成。在这些示例中，当所述第一接头130处于所述间隙配合状态时，所述第一接头130使得所述第一盖126能够相对于所述第一连杆128运动且因此所述盖126能够相对于所述基座122运动，并且当所述第一接头130处于所述过盈配合状态时，所述第一接头130限制所述盖126相对于所述第一连杆128的运动且因此所述盖126相对于所述基座122的运动。
参照图6，在一个或多个示例中，所述联动装置124包括第一连杆128和第二连杆132。所述第一连杆128的所述第一端由所述一个或多个接头102的第一接头130耦合到所述基座122。所述第二连杆132的第一端由与所述基座122相对的所述一个或多个接头102的第二接头134耦合到所述第一连杆128的所述第二端。所述第二连杆132的第二端由与所述第一连杆128相对的所述一个或多个接头102的第三接头136耦合到所述盖126。所述第二接头134是所述一个或多个接头102(图1)中的一个接头的示例。所述第三接头136是所述一个或多个接头102中的一个接头的示例。
在这些示例中，所述第一接头130的所述第一部分106由所述第一连杆128的所述第一端形成，并且所述第一连杆130的所述第二部分110由所述基座122形成。所述第二接头134的所述第一部分106由所述第一连杆128的所述第二端形成，并且所述第二接头134的所述第二部分110由所述第二连杆132的所述第一端形成。所述第三接头136的所述第一部分106由所述第二连杆132的所述第二端形成，并且所述第三接头136的所述第二部分110由所述盖126形成。
在这些示例中，当所述第一接头130处于所述间隙配合状态时，所述第一接头130使得所述第一连杆128能够相对于所述基座122运动且因此所述盖126能够相对于所述基座122运动，并且当所述第一接头130处于所述过盈配合状态时，所述第一接头130限制所述第一连杆128相对于所述基座122的运动且因此所述盖126相对于所述基座122的运动。当所述第二接头134处于所述间隙配合状态时，所述第二接头134使得所述第二连杆132能够相对于所述第一连杆128运动且因此所述盖126能够相对于所述基座122运动，并且当所述第二接头134处于所述过盈配合状态时，所述第二接头134限制所述第二连杆132相对于所述第一连杆128的运动且因此所述盖126相对于所述基座122的运动。当所述第三接头136处于所述间隙配合状态时，所述第三接头136使得所述盖126能够相对于所述第二连杆132运动且因此所述盖126能够相对于所述基座122运动，并且当所述第三接头136处于所述过盈配合状态时，所述第三接头136限制所述盖126相对于所述第二连杆132的运动且因此所述盖126相对于所述基座122的运动。
虽然图6示出了其中所述联动装置124具有两个连杆(例如，所述第一连杆128和所述第二连杆132)并具有将所述联动装置124、所述基座122和所述盖126连接在一起的所述锁定隔离器100的示例，但是在其他示例中，所述锁定隔离器100包括其他配置的联动装置124、任何数量的连杆和任何数量的接头102。
在各种示例中，所述一个或多个接头102中的每个接头102，如所述第一接头130、所述第二接头134和所述第三接头136，经配置在所述转变温度114(图1)下在所述间隙配合状态和所述过盈配合状态之间转变。在一个或多个示例中，用于所述一个或多个接头102中的每个接头102，如所述多个接头102中的每一个接头的所述转变温度114是相同的。在一个或多个其他示例中，用于所述多个接头102中的至少一个接头的所述转变温度114不同于用于所述多个接头102中的至少另一个接头的所述转变温度114。在一个或多个其他示例中，用于所述一个或多个接头102中的每个接头102，如所述多个接头102中的每一个接头的所述转变温度114是不同的。因此，根据接头102的数量、接头102的类型和所述接头102的配置和布置，所述锁定隔离器100能够控制在一个或多个不同转变温度114下通过所述联动装置124的运动量和/或运动类型。
仍然参照图6，在一个或多个示例中，在第一转变温度(“TT1”)138以上，所述第一接头130具有间隙配合，其中所述第一连杆128相对于所述基座122可移动。在一个或多个示例中，在所述第一转变温度(“TT1”)138以上，所述第一接头130具有过盈配合，其中所述第一连杆128相对于所述基座122固定。
在一个或多个示例中，在第二转变温度(“TT2”)140以上，所述第二接头134具有所述间隙配合，其中所述第二连杆132相对于所述第一连杆128可移动。在一个或多个示例中，在所述第二转变温度(“TT2”)140以上，所述第二接头134具有所述过盈配合，其中所述第二连杆132相对于所述第一连杆128固定。
在一个或多个示例中，在第三转变温度(“TT3”)142以上，所述第三接头136具有所述间隙配合，其中所述盖126相对于所述第二连杆132可移动。在一个或多个示例中，在第三转变温度(“TT3”)142以上，所述第三接头136具有所述过盈配合，其中所述盖126相对于所述第二连杆132固定。
在一个或多个示例中，所述第一转变温度138、所述第二转变温度140和所述第三转变温度142是相同的。在一个或多个示例中，所述第一转变温度138、所述第二转变温度140和所述第三转变温度142中的至少一个不同于所述第一转变温度138、所述第二转变温度140和所述第三转变温度142中的至少另一个。在一个或多个示例中，所述第一转变温度138、所述第二转变温度140和所述第三转变温度142中的每一个是不同的。
参照图5和图6，在一个或多个示例中，所述一个或多个接头102中的至少一个，如所述多个接头102中的至少一个当处于所述间隙配合状态时经配置用于线性运动。在一个或多个示例中，所述一个或多个接头102中的至少一个，如图5中的所述第一接头130或图6中的所述第二接头135，包括滑动轴承(slide bearing)、平面轴承(plain bearing)、线性滑动接头、棱柱接头等，或采取上述形式。
参照图4和图6，在一个或多个示例中，所述一个或多个接头102中的至少一个，如所述多个接头102中的至少一个当处于所述间隙配合状态时经配置用于枢转或旋转运动。在一个或多个示例中，所述一个或多个接头102中的至少一个，如图4和图6中的所述第一接头130或图6中的所述第三接头136包括球形轴承、旋转接头、球形接头等，或采取上述形式。
在一个或多个示例中，所述锁定隔离器100经配置使得在所述盖126和所述基座122之间能够实现线性运动且因此在所述第二结构148和所述第一接头146(图3)之间能够实现线性运动。在如图5中所示的这些示例中，所述一个或多个接头102(例如，所述第一接头130)包括所述滑动轴承。
在一个或多个示例一种，所述锁定隔离器100经配置使得在所述盖126和所述基座122之间能够实现枢转或旋转运动且因此在所述第二结构148和所述第一结构146(图3)之间能够实现枢转或旋转运动。在如图4中所示的这些示例中，所述一个或多个接头102(例如，所述第一接头130)包括所述球形轴承。
在一个或多个示例中，所述锁定隔离器100经配置使得在所述盖126和所述基座122之间能够实现线性运动和枢转或旋转运动且因此在所述第二结构148和所述第一结构146(图3)之间能够实现线性运动和枢转或旋转运动。在如图6中所示的这些示例中，所述一个或多个接头102中的至少一个(例如，所述第一接头130和所述第三接头136)包括所述球形轴承，并且所述一个或多个接头102中的至少一个(例如，所述第二接头134)包括所述滑动轴承。
参照图4至图6，在一个或多个示例中，所述阻尼器104包括弹性体构件158(例如，由弹性材料形成)，或采取弹性体构件158(例如，由弹性材料形成)的形式。在一个或多个示例中，所述阻尼器104，如所述弹性体构件158，形成围绕(例如，包围)所述联动装置124设置并且在所述基座122和所述盖126之间延伸的壳体144(例如，所述锁定隔离器100的外部壳体)。
在一个或多个示例中，所述弹性体构件158由天然橡胶形成。在一个或多个示例中，所述弹性体构件158由合成橡胶形成。在一个或多个示例中，所述弹性体构件158由异戊二烯形成。在一个或多个示例中，所述弹性体构件158由硅形成。在一个或多个示例中，所述弹性体构件158由天然橡胶、合成橡胶、异戊二烯、硅、聚异戊二烯、丁二烯-苯乙烯(例如，丁苯橡胶(SBR))、聚氯丁二烯(例如，pc-橡胶)、乙烯丙烯二烯单体(EPDM)橡胶、聚丙烯酸和聚氨酯中的至少一个形成。
参照图7，在一个或多个示例中，所述阻尼器104包括弹簧160或采取弹簧160的形式。在一个或多个示例中，所述阻尼器104，如所述弹簧160，是围绕所述联动装置124设置并在所述基座122和所述盖126之间延伸的螺旋弹簧。在某些应用中，如在航空航天工业中，将所述弹簧160用作在所述弹性体构件158上的所述阻尼器104可以是有益的，因为所述弹簧160不易脱气。
在其他示例中，其他类型的冲击和振动吸收构件和/或材料用作所述阻尼器104。作为示例，所述阻尼器104可以包括至少一个冲击和振动吸收构件，其连接到所述基座122和所述盖126并在所述基座122和所述盖126之间延伸，而不形成所述锁定隔离器100的外部壳体。在此类示例中，所述冲击和振动吸收构件是可膨胀的、可压缩的和柔性的。
参照图8，在一个或多个示例中，所述锁定隔离器100包括加热元件116。所述加热元件116经配置引起温度变化。例如，所述加热元件116经配置增加所述一个或多个接头102中的至少一个的温度，如所述多个接头102中的至少一个的温度超过所述一个或多个接头102的所述转变温度114(图1)，以在所述间隙配合状态和所述过盈配合状态之间转变所述一个或多个接头102。
在一个或多个示例中，所述加热元件116与所述联动装置124热连通。在一个或多个示例中，所述加热元件116与所述一个或多个接头102，如所述多个接头102中的至少一个或每一个热连通。在这些示例中，单个加热元件116用于加热所述一个或多个接头102，如所述多个接头102中的每一个接头，如图8中所示的所述第一接头130、所述第二接头134和所述第三接头136。
在一个或多个示例中，所述锁定隔离器100包括多个加热元件116。在这些示例中，所述多个加热元件116中的每一个经配置用于加热所述一个或多个接头102的对应接头102，如所述多个接头102中的一个对应接头。例如，独立的加热元件116用于加热所述一个或多个接头102中的每个接头102，如所述多个接头102中的每一个，如图8中所示的所述第一接头130、所述第二接头134和所述第三接头136。
在一个或多个示例中，如图8中所示，第一加热元件116或所述多个加热元件116经配置将所述第一接头130加热到所述第一转变温度138以上，以将所述第一接头130从所述间隙配合状态转变到所述过盈配合状态，或者以将所述第一接头130从所述过盈配合状态转变到所述间隙配合状态。第二加热元件116或所述多个加热元件116经配置将所述第二接头134加热到所述第二转变温度140以上，以将所述第一接头130从所述间隙配合状态转变到所述过盈配合状态，或者以将所述第一接头130从所述过盈配合状态转变到所述间隙配合状态。第三加热元件116或所述多个加热元件116经配置将所述第三接头136加热到所述第三转变温度142以上，以将所述第三接头136从所述间隙配合状态转变到所述过盈配合状态，或者以将所述第三接头136从所述过盈配合状态转变到所述间隙配合状态。
在一个或多个示例中，所述加热元件116包括诸如高电阻加热元件等的至少一个线圈加热器，或采取诸如高电阻加热元件等的至少一个线圈加热器的形式。在一个或多个示例中，所述加热元件116(例如，所述线圈加热器)耦合到所述联动装置124、所述一个或多个接头102、所述基座122和/或所述盖126中的至少一个的至少一部分(例如围绕其缠绕)。在一个或多个示例中，所述加热元件116包括由硅树脂或陶瓷绝缘层绝缘的镍铬合金加热元件。
在一个或多个示例中，所述加热元件116包括热电加热器，或采取热电加热器的形式。在其他示例中，各种其他合适类型的加热器或加热装置经设想用于用作所述加热元件116。
参照图9，在一个或多个示例中，所述锁定隔离器100包括冷却元件162。所述冷却元件162经配置引起温度变化。例如，所述冷却元件162经配置将所述一个或多个接头102中的至少一个，如所述多个接头102中的至少一个的温度降低到所述一个或多个接头102的转变温度114(图1)以下，以在所述间隙配合状态和所述过盈配合状态之间转变所述一个或多个接头102。
在一个或多个示例中，所述冷却元件162与所述联动装置124热连通。在一个或多个示例中，所述冷却元件116与所述一个或多个接头102，如所述多个接头102中的每一个中的至少一个热连通。在这些示例中，单个冷却元件162用于从所述一个或多个接头102中的每个接头102，如所述多个接头102中的每一个，如图8中所示的所述第一接头130、所述第二接头134和所述第三接头136移除热量(例如，冷却)。
在一个或多个示例中，所述锁定隔离器100包括多个冷却元件162。在这些示例中，所述多个冷却元件162中的每一个经配置从所述一个或多个接头102的对应接头102，如所述多个接头102中的对应一个移除热量(例如，冷却)。例如，独立的冷却元件162用于从所述一个或多个接头102中的每个接头102，如所述多个接头102中的每一个，如图9中所示的所述第一接头130、所述第二接头134和所述第三接头136移除热量。
在一个或多个示例中，如图9中所示，第一冷却元件或所述多个冷却元件162经配置将所述第一接头130冷却到所述第一转变温度138以下，以将所述第一接头130从所述间隙配合状态转变到所述过盈配合状态，或者以将所述第一接头130从所述过盈配合状态转变到所述间隙配合状态。第二冷却元件或所述多个冷却元件162经配置将所述第二接头134冷却到所述第二转变温度140以下，以将所述第一接头130从所述间隙配合状态转变到所述过盈配合状态，或者以将所述第一接头130从所述过盈配合状态转变到所述间隙配合状态。第三冷却元件或所述多个冷却元件162经配置将所述第三接头136冷却到所述第三转变温度142以下，以将所述第三接头136从所述间隙配合状态转变到所述过盈配合状态，或者将所述第三接头136从所述过盈配合状态转变到所述间隙配合状态。
在一个或多个示例中，所述冷却元件162包括至少一个热电元件(如珀尔帖元件)，或采取至少一个热电元件(如珀尔帖元件)的形式。在一个或多个示例中，所述冷却元件162还包括散热器(例如，散热板、鳍式散热器等)。
在一个或多个示例中，所述锁定隔离器100包括至少一个加热元件116(图8)和至少一个冷却元件162的组合。在这些示例中，所述加热元件116经配置将所述一个或多个接头102中的至少一个，如所述多个接头102中的至少一个加热到所述转变温度114(图1)以上，并且所述冷却元件162经配置将所述一个或多个接头102中的至少一个，如所述多个接头102中的至少一个冷却到所述转变温度114以下。
参照图1，在一个或多个示例中，所述加热元件116和/或所述冷却元件162由外部电源164供电。在一个或多个示例中，所述外部电源164是由所述结构系统150(例如，航空航天交通工具)提供的电源或任何其他合适的外部源。在一个或多个示例中，所述外部电源164是电池174或其他电力存储单元。
在一个或多个示例中，所述加热元件116和/或所述冷却元件162由内部电源166供电。例如，所述内部电源166形成所述锁定隔离器100的一部分。在一个或多个示例中，所述内部电源166包括合适的发电机，所述合适的发电机经配置响应于振动产生电力(例如，将振动力转换成电能)。参照图8和图9，在一个或多个示例中，所述锁定隔离器100包括压电发电机118。所述压电发电机118是所述内部电源166(图1)的示例。所述压电发电机118经配置响应于机械应变产生电力。
如图8中所示，在一个或多个示例中，所述压电发电机118与所述加热元件116热连通。所述电力给所述加热元件116通电。如图9中所示，在一个或多个示例中，所述压电发电机118与所述冷却元件162电连通。所述电力给所述冷却元件162通电。
在一个或多个示例中，所述压电发电机118与所述多个加热元件116电连通。所述电力给所述多个加热元件116中的每一个通电。在一个或多个示例中，所述压电发电机118与所述多个冷却元件162电连通。所述电力给所述多个冷却元件162中的每一个通电。
参照图8至图10，在一个或多个示例中，所述压电发电机118包括压电悬臂120。在一个或多个示例中，所述压电发电机118包括多个压电悬臂120(图8和图9)。所述压电悬臂120，如所述多个压电悬臂120中的每一个，经配置响应于振动偏转。
如图10中所示，在一个或多个示例中，所述压电悬臂120，如所述多个压电悬臂120中的每一个(图8和图9)，具有长度L。在一个或多个示例中，所述长度L经选择以近似振动频率或在近似振动频率的范围内共振。例如，所述长度L可以增加或减小，以将所述压电悬臂120调整(例如，修改或选择性地调节)到所选择的或期望的共振频率或共振频率范围。
在一个示例中，所述长度L经选择在大约40Hz和大约5,000Hz之间共振。在另一个示例中，所述长度L经选择在大约60Hz和大约1,200Hz之间共振。在又一个示例中，所述长度L经选择在大约100Hz和大约300Hz之间共振。
在一个或多个示例中，所述压电悬臂120包括至少一个压电元件168，如压电材料带。在一个或多个示例中，所述压电悬臂120包括至少一个支撑元件170，如支撑材料带。在这些示例中，所述至少一个压电元件168耦合到所述至少一个支撑元件170，并且由所述至少一个支撑元件170支撑。在一个或多个示例中，所述压电悬臂120是由所述压电元件168的至少一层形成的层压结构，所述压电元件168的所述至少一层耦合到所述支撑元件170的至少一层并且由所述支撑元件170的至少一层支撑。
在这些示例中，所述支撑元件170的使用取决于例如在高能量事件期间作用在所述压电悬臂120上的冲击力和振动力的大小。例如，在所述压电悬臂120意在其中所述冲击力和振动力相对较高的非常高能量的环境中使用的情况下，所述支撑元件170用于为所述压电元件168提供支撑。
在一个或多个示例中，所述压电悬臂120是由所述压电元件168的多个层形成的层压结构。所述压电元件168的附加层响应于由于冲击和振动而引起的所述压电悬臂120的偏转响应于在所述压电悬臂120中感应的机械应变提供附加电流。
在一个示例实施方式中，所述压电悬臂120的所述支撑元件170，如所述多个压电悬臂120中的每一个(图8和图9)由铝制成，并且具有大约0.032英寸(0.81毫米)的厚度。在该实施方式的示例中，所述压电悬臂120的所述长度L，如所述压电悬臂120的所述支撑元件170的所述长度L是大约0.5英寸(12.7毫米)，并且在大约4,064Hz下共振。在该实施方式的另一示例中，所述压电悬臂120的所述长度L，如所述压电悬臂120的所述支撑元件170的所述长度L是大约1.0英寸(25.4毫米)，并且在大约1016Hz下共振。在该实施方式的另一示例中，所述压电悬臂120的所述长度L，如所述压电悬臂120的所述支撑元件170的所述长度是大约2.0英寸(50.8毫米)，并且在大约254Hz下共振。在该实施方式的另一示例中，所述压电悬臂120的所述长度L，如所述压电悬臂120的所述支撑元件170的所述长度L是大约3.0英寸(76.2毫米)，并且在大约113Hz下共振。在该实施方式的另一示例中，所述压电悬臂120的所述长度L，如所述压电悬臂120的所述支撑元件170的所述长度L是大约4.0英寸(101.6毫米)，并且在大约64Hz下共振。在该实施方式的又一示例中，所述压电悬臂120的所述长度L，如所述压电悬臂120的所述支撑元件170的所述长度L是大约5.0英寸(127毫米)，并且在大约41Hz下共振。
在一个或多个示例中，所述压电悬臂120，如所述压电悬臂120的所述支撑元件170具有各种厚度中的任何一种厚度。例如，所述压电悬臂120的厚度，如所述压电悬臂120的所述支撑元件170的厚度，可以增加或减小，以将所述压电悬臂120的共振频率调整(例如，修改或选择性地调节)到所选择的或期望的长度L，或者以将所述压电悬臂120的所述长度L调整到所选择的或期望的共振频率。
在一个或多个示例中，如图10中所示，所述支撑元件170和所述压电元件168具有相同的长度(例如，长度L)。在一个或多个其他示例中，所述支撑元件170和所述压电元件168具有不同的长度。例如，所述支撑元件170形成所述压电悬臂120的所述长度L，并且所述压电元件168安装到所述支撑元件170并具有小于所述支撑元件170的长度的长度。
参照图11，在一个或多个示例中，还设想了所述压电发电机118的各种其他配置。在一个或多个示例中，至少一个压电元件168耦合到所述阻尼器104。在这些示例中，通过使所述压电元件168变形(例如，压缩、弯曲等)，由于冲击和振动而引起的所述阻尼器104的变形引起在所述压电元件168中感应到机械应变。在一个或多个示例中，至少一个压电元件168耦合在所述基座122和所述盖126之间。在这些示例中，通过使所述压电元件168变形(例如，压缩、弯曲等)，由于冲击和振动而引起的所述盖126相对于所述基座122的运动引起在所述压电元件168中感应到机械应变。在一个或多个示例中，所述压电发电机118包括耦合到所述阻尼器104且/或耦合在所述基座122和所述盖126之间的诸如以所述压电悬臂120的形式的所述压电元件168的不同配置的组合。
因此，在利用诸如所述压电发电机118等所述内部电源166的所述锁定隔离器100的示例中，响应于作用在所述锁定隔离器100上的冲击力和振动力，无源地提供加热和/或冷却所述一个或多个接头102需要的电力。此类无源发电不依赖于计算机控制或外部电源，这有利地降低了故障的可能性。
再次参照图1，在一个或多个示例中，所述内部电源166，如所述压电发电机118，耦合到诸如所述电池174等的所述外部电源164并与其电连通。在这些示例中，由所述压电发电机118产生的电能传输到所述电池174并由所述电池174存储用于以后使用，而不是立即用于给所述加热元件116和/或所述冷却元件162通电。在这些示例中，在所述电池174中存储的所述电能由控制器172，如在期望的时间或在期望的时间段内，选择性地提供给所述加热元件116和/或所述冷却元件162。
参照图12，通过示例的方式，本公开还针对一种将第一结构与第二结构隔离的方法1000。例如，所述方法1000涉及将所述结构系统150的所述第一结构146与所述结构系统150的所述第二结构148隔离。通常参照图1至图11，在一个或多个示例中，所述方法1000的实施方式使用所公开的锁定隔离器100执行。
所述方法1000包括使用所述锁定隔离器100将各结构耦合在一起的步骤(方框1002)。在一个或多个示例中，将各结构耦合在一起的步骤(方框1002)包括使用所述锁定隔离器100将所述结构系统150的所述第一结构146和所述结构系统150的所述第二结构148耦合在一起的步骤。
在一个或多个示例中，将各结构耦合在一起的步骤(方框1002)包括使用多个锁定隔离器100将所述结构系统150的所述第一结构146和所述结构系统150的所述第二结构148耦合在一起的步骤。
所述方法1000还包括响应于温度变化在间隙配合状态和过盈配合状态之间转变所述锁定隔离器100的步骤(方框1004)。
在一个或多个示例中，在所述间隙配合状态和所述过盈配合状态之间转变所述锁定隔离器100的步骤(方框1004)包括响应于温度变化在其中所述第一结构146和所述第二结构148相对于彼此可移动的所述间隙配合状态和其中所述第一结构146和所述第二结构148相对于彼此固定的所述过盈配合状态之间转变所述锁定隔离器100的所述一个或多个接头102。
在一个或多个示例中，在所述间隙配合状态和所述过盈配合状态之间转变所述锁定隔离器100的步骤(方框1004)包括响应于温度变化，在其中所述第一结构146和所述第二结构148相对于彼此可移动的所述间隙配合状态和其中所述第一结构146和所述第二结构148相对于彼此固定的所述过盈配合状态之间转变所述锁定隔离器100的所述一个或多个接头102，如所述多个接头102。
在一个或多个示例中，在所述间隙配合状态和所述过盈配合状态之间转变所述锁定隔离器100的步骤(方框1004)包括响应于温度变化，在其中所述第一结构146和所述第二结构148相对于彼此可移动的所述解锁状态和其中所述第一结构146和所述第二结构148相对于彼此固定的所述锁定状态之间转变所述锁定隔离器100的所述联动装置124。
在一个或多个示例中，所述方法1000包括隔离所述结构的步骤(方框1006)。在一个或多个示例中，隔离所述结构的步骤(方框1006)包括通过将所述一个或多个接头102(如所述多个接头102中的至少一个)配置成所述间隙配合状态或者将所述联动装置124配置成所述解锁状态，通过使所述第二结构148能够相对于所述第一结构146移动，将所述第二结构148与所述第一结构146隔离的步骤。
在一个或多个示例中，所述方法1000包括锁定所述结构的步骤(方框1008)。在一个或多个示例中，锁定所述结构的步骤(方框1008)包括通过将所述一个或多个接头102，如所述多个接头102中的每一个配置成所述过盈配合状态或者将所述联动装置124配置成所述锁定状态，将所述第一结构146和所述第二结构148锁定在一起的步骤。
所述方法1000还包括使用所述锁定隔离器100衰减所述结构之间的振动的传输的步骤(方框1010)。在一个或多个示例中，衰减振动的传输的步骤(方框1010)包括使用具有在所述间隙配合状态下的所述一个或多个接头102、如所述多个接头102中的至少一个或每一个的所述锁定隔离器100的所述阻尼器104衰减所述第一结构146和所述第二结构148之间的振动的传输的步骤。
在一个或多个示例中，衰减振动的传输的步骤(方框1010)包括使用具有在所述解锁状态下的所述联动装置124的所述锁定隔离器100的所述阻尼器104，衰减所述第一结构146和所述第二结构148之间的振动的传输的步骤。
在一个或多个示例中，所述方法1000包括加热所述锁定隔离器100的步骤(方框1012)。在这些示例中，加热所述锁定隔离器100导致或引起温度变化，如变化到在所述一个或多个接头102的转变温度114以上。
在一个或多个示例中，加热所述锁定隔离器100的步骤(方框1012)包括将所述结构系统150从第一环境温度移动到第二环境温度的步骤，其中所述第二环境温度大于所述第一环境温度并且大于所述转变温度114。
在一个或多个示例中，加热所述锁定隔离器100的步骤(方框1012)包括将所述一个或多个接头102，如所述多个接头102中的至少一个加热到大于所述转变温度114的温度的步骤。在一个或多个示例中，加热所述锁定隔离器100的步骤(方框1012)包括使用所述加热元件116加热所述一个或多个接头102，如所述多个接头102中的至少一个的步骤。
在一个或多个示例中，所述方法1000包括冷却所述锁定隔离器100的步骤(方框1014)。在这些示例中，冷却所述锁定隔离器100导致或引起温度变化，如变化到在所述一个或多个接头102的所述转变温度114以下。
在一个或多个示例中，冷却所述锁定隔离器100的步骤(方框1014)包括将所述结构系统150从第一环境温度移动到第二环境温度的步骤，其中所述第二环境温度小于所述第一环境温度并且小于所述转变温度114。
在一个或多个示例中，冷却所述锁定隔离器100的步骤(方框1014)包括将所述一个或多个接头102，如所述多个接头102中的至少一个冷却到小于所述转变温度114的温度(例如，从所述一个或多个接头102，如所述多个接头102中的至少一个移除热量)的步骤。在一个或多个示例中，冷却所述锁定隔离器100的步骤(方框1014)包括使用所述冷却元件162冷却所述一个或多个接头102，如所述多个接头102中的至少一个的步骤。
在一个或多个示例中，所述一个或多个接头102中的每个，如所述多个接头102中的每一个，包括具有所述第一热膨胀系数108的所述第一部分106和具有所述第二热膨胀系数112的所述第二部分110。所述第一热膨胀系数108和所述第二热膨胀系数112是不同的。
在一个或多个示例中，加热所述锁定隔离器100的步骤(方框1012)包括将所述一个或多个接头102，如所述多个接头102中的至少一个加热到所述转变温度114以上，以使所述第一部分106相对于所述第二部分110膨胀或者以使所述第二部分110相对于所述第一部分106膨胀。
在一个或多个示例中，冷却所述锁定隔离器100的步骤(方框1014)包括将所述一个或多个接头102，如所述多个接头102中的至少一个冷却到所述转变温度114以下，以使所述第一部分106相对于所述第二部分110收缩或者以使所述第二部分110相对于所述第一部分106收缩。
在一个或多个示例中，加热所述锁定隔离器100的步骤(方框1012)包括使用所述压电发电机118响应于机械应变产生电力的步骤和使用所述电力给所述加热元件116通电的步骤。
在一个或多个示例中，冷却所述锁定隔离器100的步骤(方框1014)包括使用所述压电发电机118响应于机械应变产生电力的步骤和使用所述电力使所述冷却元件162通电的步骤。
在一个或多个示例中，所述压电发电机118包括所述压电悬臂120，如所述多个压电悬臂120。在这些示例中，产生电力的步骤包括响应于所述压电悬臂120，如所述多个压电悬臂120中的一个或多个的振动偏转产生所述机械应变，使所述压电悬臂120，如所述多个压电悬臂120中的至少一个或其每一个偏转的步骤。
在一个或多个示例中，使所述压电悬臂120，如所述多个压电悬臂120中的一个或多个偏转的步骤包括使所述压电悬臂120，如所述多个压电悬臂120中的至少一个或其每一个在所述振动的频率范围内共振的步骤。
因此，所公开的锁定隔离器100和方法1000提供了在某些环境中的结构之间的振动的选择性隔离，如在支撑结构和在高能量动态环境中对冲击和振动敏感的一件设备之间的振动的选择性隔离。所公开的锁定隔离器100和方法1000还提供了在某些环境中的各结构之间的选择性锁定，如在支撑结构和在低能量或基本上静态的环境中的一件设备之间的选择性锁定。
所公开的锁定隔离器100和方法1000有利地实现了用于热激活和去激活和/或振动激活和去激活的许多调整选项。作为一个示例，所述锁定隔离器100可以经调整在较低的振动水平(例如，较低的幅度)下提供刚性，并且在较高的振动水平(例如，较高的幅度)下提供柔性(具有冲击和振动吸收)。作为另一个示例，所述锁定隔离器100可以经调整在较低的振动水平(例如，较低的幅度)下提供柔性(具有冲击和振动吸收)，并且在较高的振动水平(例如，较高的幅度)下提供刚性。作为另一个示例，所述锁定隔离器100可以经调整在较低温度下提供刚性，并且在较高温度下提供柔性(具有冲击和振动吸收)。作为另一个示例，所述锁定隔离器100可以经调整在较低温度下提供柔性(具有冲击和振动吸收)，并且在较高温度下提供刚性。
在所公开的锁定隔离器100和方法1000的一些实施方式中，无源地执行在隔离状态之间和锁定状态之间的选择。换句话说，在一个或多个实施方式中，所公开的锁定隔离器100和方法1000有利地不需要外部电源或外部控制。例如，由于环境的变化，在所述隔离状态和所述锁定状态之间的选择发生了。作为一个示例，响应于所述周围环境的温度变化，如当周围环境温度超过阈值温度时，在所述隔离状态和所述锁定状态之间的选择发生了。作为另一个示例，响应于振动的变化，如当振动(例如，振动的大小)超过阈值振动水平(例如，振动的阈值大小)时，在所述隔离状态和所述锁定状态之间的选择发生了。在这些示例中，在预选择的阈值以上的振动幅度使用所述压电发电机118产生足够的电能，以分别使用所述加热元件116或所述冷却元件162加热或冷却所述一个或多个接头102，以在所述隔离状态和锁定状态之间转变。
在所公开的锁定隔离器100和方法100的其他实施方式中，无源地执行在隔离状态和锁定状态之间的选择。在这些示例中，在预先确定的或选择的时间由所述外部电源164，如所述电池174提供电能。
现在参照图13和图14，所述锁定隔离器100和所述方法1000的示例可以在如在图13的流程图中所示的航空航天交通工具制造和使用方法1100和如在图14中示意性地示出的所述航空航天交通工具1200的背景下使用。
参照图14，所述航空航天交通工具1200包括能够在地球大气内外飞行的诸如但不限于飞机、航天器、卫星、火箭等各种类型的交通工具中的任何一种。在一个或多个示例中，所述航空航天交通工具1200包括底层框架1202、内部1206和多个高级系统1204。所述高级系统1204的示例包括推进系统1208、电气系统1210、液压系统1212、环境系统1214、通信系统1216、制导系统1218和视觉系统1220中的一个或多个。在其他示例中，所述航空航天交通工具1200可以包括任何数量的其他1222类型的系统。
所述锁定隔离器100的示例和所述方法100的实施方式可以用于将与对冲击力和振动力敏感的所述高级水平1204中的一个相关联的一件设备或组件连接到所述框架1202。因此，所述设备或组件可以在某些环境中刚性地固定并且在其他环境中隔离。
参照图13，在预生产期间，所述方法1100包括所述航空航天交通工具1200的规格和设计(方框1102)和材料采购(方框1104)。在所述航空航天交通工具1200的生产期间，所述航空航天交通工具1200的组件和子组件制造(方框1106)和系统集成(方框1108)发生。此后，所述航空航天交通工具1200经历认证和交付(方框1110)以投入使用(方框1112)。例行维护和维修(方框1114)包括所述航空航天交通工具1200的一个或多个系统的修改、重新配置、翻新等。
图13中所示的方法1100的过程中的每个过程可以由系统集成商、第三方和/或操作员(例如，客户)进行或执行。出于此描述的目的，系统集成商可以包括但不限于任何数量的制造商和主系统分包商；第三方可以包括但不限于任何数量的销售商、分包商和供应商；并且操作员可以是航空公司、租赁公司、军事实体、服务组织等。
本文所示和所述的所述锁定隔离器100和所述方法1000的示例可以在由图13所示的流程图中示出的制造和服务方法1100的各阶段中的任何一个或多个期间采用。在一个示例中，所公开的锁定隔离器100和方法1000的实施方式可以形成组件和子组件制造(方框1106)和/或系统集成(方框1108)的一部分。使用所公开的锁定隔离器100和方法1000的实施方式的所述航空航天交通工具1200的组装和/或其各种设备和组件的安装可以对应于组件和子组件制造(方框1106)，并且可以以与当所述航空航天交通工具1200是在使用中(方框1112)时准备的组件或子组件类似的方式准备。另外，所公开的锁定隔离器100和方法1000的实施方式可以在系统集成(方框1108)以及认证和交付(方框1110)期间利用。类似地，例如但不限于，当所述航空航天交通工具1200是在使用(方框1112)时和在维护和维修(方框1114)期间，可以利用所公开的锁定隔离器100和方法1000的实施方式。
尽管示出了航空航天交通工具(例如，飞机或航天器)示例，但是本文公开的示例和原理可以应用于其他行业，例如，汽车行业、建筑行业、电子行业、风力涡轮机行业和其他设计和制造行业。因此，除了飞机和航天器之外，本文公开的示例和原理可以应用于其他交通工具(例如，陆地交通工具、海上交通工具、建筑交通工具等)的冲击和振动隔离系统、机械和独立结构。
如本文所用，“经配置”执行指定功能的系统、设备、装置、结构、物品、元件、组件或硬件确实能够执行指定功能而没有任何改变，而不仅仅是具有在进一步修改后执行指定功能的潜力。换句话说，“经配置”执行特定功能的所述系统、设备、装置、结构、物品、元件、组件或硬件是出于执行指定功能的目的专门地选择、产生、实施、利用、编程和/或设计。如本文所用，“经配置”表示使所述系统、设备、结构、物品、元件、组件或硬件能够执行指定功能而无进一步修改的系统、设备、结构、物品、元件、组件或硬件的现有特征。出于本公开的目的，如“经配置”执行特殊功能而描述的系统、设备、装置、结构、物品、元件、组件或硬件可以另外地或可替代地描述为“适于”和/或“可操作”以执行该功能。
除非另有说明，术语“第一”、“第二”、“第三”等在本文中用作标签，并且不意在对这些术语所指的项目强加顺序、位置或层次要求。此外，对例如“第二”项目的参照不要求或排除例如“第一”或编号较低的项目和/或例如“第三”或编号较高的项目的存在。
出于本公开的目的，术语“耦合(coupled)”、“耦合(coupling)”和类似术语是指彼此接合、链接、紧固、附接、连接、连通或以其他方式相关联(例如，机械地、电气地、流体地、光学地、电磁地)的两个或更多个元件。在各种示例中，所述元件可以直接地或间接地相关联。作为示例，元件A可以与元件B直接地相关联。作为另一示例，元件A可以例如经由另一元件C与元件B间接地相关联。
如本文所述，术语“大约”和“近似地”是指或表示一种接近但不完全是仍然执行期望的功能或实现所期望的结果的所述条件的条件。作为示例，术语“大约”和“近似地”是指一种在可接受的预定公差或精度内的条件。例如，术语“大约”和“近似地”是指一种在所述条件的10％内的条件。然而，术语“大约”和“近似地”不排除一种完全是所述条件的条件。
在参照上面的图1和图14中，所述方框表示与本文公开的主题的示例相关的功能元件、特征和/或组件。如果有，连接各种元件、特征和/或组件的线表示机械、电气、流体、光学、电磁和其他耦合和/或其组合。如果有，用虚线表示的元件、特征和/或组件可以选择性地提供或者指示本文公开的主题的可替代示例。如果有，连接指定各种元件、特征和/或组件的各方框的虚线表示在功能和目的与由实线表示的那些类似的耦合；然而，由虚线表示的耦合可以选择性地提供，或者可以涉及本文公开的主题的可替代示例。如果有，环境元件用虚线表示。将理解的是，并非必须表示在各种公开的元件、特征和/或组件之中的所有相关联。因此，也可以存在除了附图中描绘的那些之外的其他耦合。
在参照上面的图1至图11和图14中，为了清楚还可以示出虚拟(虚构)元件。本领域技术人员将认识到，在图1至图11和图14中描述和示出的一些元件、特征和/或组件可以以各种方式组合，而不需要包括图1至图11和图14中描述和示出的其他特征、其他附图和/或随附公开，即使本文未明确示出这样的一个或多个组合。类似地，不限于所呈现的示例的附加特征可以与本文示出和描述的一些或所有特征组合。除非另外明确阐述，参照上面的图1至图11和图14中描绘的示例的示意性图示不意味着暗示关于说明性示例的结构限制。相反，尽管指示了一种说明性结构，但是应当理解的是，当适当的时候，可以修改该结构。因此，可以对所示的结构做出修改、增加和/或省略。另外，本领域技术人员将理解到，并非参照上面的图1至图11和图14中描述和示出的所有元件需要包括在每个示例中，并且并非本文所述的所有元件必须在每个说明性示例中描绘。
在参照上面的图12和图13中，所述方框可以表示操作、步骤和/或其部分，并且连接所述各种方框的线不暗示所述操作或其部分的任何特殊顺序或依赖性。由虚线表示的方框指示可替代的操作和/或其部分。将理解的是，不一定表示各种公开的操作之中的所有依赖性。图12和图13以及描述本文阐述的所公开的方法的操作的随附公开不应该理解为必须确定要执行的操作的顺序。相反，尽管指示了一种说明性顺序，但是应当理解的是，当适当的时候可以修改所述操作的顺序。因此，可以对所示的操作做出修改、增加和/或省略，并且可以以不同的顺序或同时地执行某些操作。另外，本领域技术人员将理解的是，并非需要执行所描述的所有操作。
此外，在整个说明书中对本文所用的特征、优点或类似语言的参考不暗示可以用本文公开的示例实现的所有特征和优点应该是或是在任何单个示例中。相反，参考特征和优点的语言应理解为指与示例结合描述的特定特征、优点或特性包括在至少一个示例中。因此，贯穿本公开使用的特征、优点和类似语言的讨论可以但不一定指相同的示例。
此外，本公开包括根据以下条款的实施例：
第1条、一种锁定隔离器(100)，所述锁定隔离器(100)包括：
一个或多个接头(102)，其经配置响应于温度变化在间隙配合状态和过盈配合状态之间转变；和
阻尼器(104)，其经配置当所述一个或多个接头(102)处于所述间隙配合状态时衰减通过所述一个或多个接头(102)的振动的传输。
第2条、根据第1条所述的锁定隔离器(100)，其中所述一个或多个接头(102)的每个接头(102)包括：
具有第一热膨胀系数(108)的第一部分(106)；和
具有不同于所述第一热膨胀系数(108)的第二热膨胀系数(112)的第二部分(110)。
第3条、根据第2条所述的锁定隔离器(100)，其中：
所述第一部分(106)和所述第二部分(110)在转变温度(114)以下相对于彼此固定；以及
所述第一部分(106)和所述第二部分(110)在所述转变温度(114)以上相对于彼此可移动。
第4条、根据第2条所述的锁定隔离器(100)，其中：
所述第一部分(106)和所述第二部分(110)在转变温度(114)以下相对于彼此可移动；以及
所述第一部分(106)和所述第二部分(110)在所述转变温度(114)以上相对于彼此固定。
第5条、根据第1条至第4条中的任一项所述的锁定隔离器(100)，所述一个或多个接头(102)包括经配置当处于所述间隙配合状态时用于线性运动的接头(102)。
第6条、根据第5条所述的锁定隔离器(100)，其中经配置用于线性运动的所述接头(102)包括滑动轴承。
第7条、根据第1条至第6条中的任一项所述的锁定隔离器(100)，其中所述一个或多个接头(102)包括经配置当处于所述间隙配合状态时用于旋转运动的接头(102)。
第8条、根据第7条所述的锁定隔离器(100)，其中经配置用于旋转运动的所述接头(102)包括球形轴承。
第9条、根据第1条至第8条中的任一项所述的锁定隔离器(100)，所述锁定隔离器还包括加热元件(116)，其中所述加热元件(116)经配置加热所述一个或多个接头(102)。
第10条、根据第9条所述的锁定隔离器(100)，所述锁定隔离器还包括压电发电机(118)，所述压电发电机经配置响应于机械应变产生电力，并且其中：
所述压电发电机(118)与所述加热元件(116)电连通；以及
所述电力给所述加热元件(116)通电。
第11条、根据第10条所述的锁定隔离器(100)，其中所述压电发电机(118)包括压电悬臂(120)，其中所述压电悬臂(120)经配置响应于所述振动偏转。
第12条、根据第11条所述的锁定隔离器(100)，其中所述压电悬臂(120)具有经选择在所述振动的一定频率范围内共振的长度L。
第13条、一种锁定隔离器(100)，所述锁定隔离器(100)包括：
基座(122)；
耦合到所述基座(122)的联动装置(124)；
与所述基座(122)相对的耦合到所述联动装置(124)的盖(126)；和
耦合到所述基座(122)和所述盖(126)的阻尼器(104)；以及其中：
所述联动装置(124)经配置响应于温度变化，在其中所述盖(126)相对于所述基座(122)可移动的解锁状态和其中所述盖(126)相对于所述基座(122)固定的锁定状态之间转变；以及
所述阻尼器(104)经配置当所述联动装置(124)处于所述解锁状态时衰减在所述基座(122)和所述盖(126)之间的振动的传输。
第14条、根据第13条所述的锁定隔离器(100)，其中：
所述联动装置(124)包括一个或多个接头(102)，所述一个或多个接头经配置响应于所述温度变化在间隙配合状态和过盈配合状态之间转变。
第15条、根据第14条所述的锁定隔离器(100)，其中所述一个或多个接头(102)中的每个接头(102)包括：
具有第一热膨胀系数(108)的第一部分(106)；和
具有不同于所述第一热膨胀系数(108)的第二热膨胀系数(112)的第二部分(110)。
第16条、根据第13条所述的锁定隔离器(100)，其中所述联动装置(124)包括一个或多个接头(102)，其中所述联动装置(124)还包括：
第一连杆(128)，所述第一连杆由所述一个或多个接头(102)中的第一接头(130)耦合到所述基座(122)；和
第二连杆(132)，所述第二连杆由所述一个或多个接头(102)中的第二接头(134)耦合到与所述基座(122)相对的所述第一连杆(128)，
其中所述盖(126)由所述一个或多个接头(102)中的第三接头(136)耦合到与所述第一连杆(128)相对的所述第二连杆(132)。
第17条、根据第16条所述的锁定隔离器(100)，其中：
在第一转变温度(138)以上，所述第一接头(130)具有其中所述第一连杆(128)相对于所述基座(122)可移动的间隙配合，或者具有其中所述第一连杆(128)相对于所述基座(122)固定的过盈配合；
在第二转变温度(140)以上，所述第二接头(134)具有其中所述第二连杆(132)相对于所述第一连杆(128)可移动的所述间隙配合，或者具有其中所述第二连杆(132)相对于所述第一连杆(128)固定的所述过盈配合；以及
在第三转变温度(142)以上，所述第三接头(136)具有其中所述盖(126)相对于所述第二连杆(132)可移动的所述间隙配合，或者具有其中所述盖(126)相对于所述第二连杆(132)固定的所述过盈配合。
第18条、根据第17条所述的锁定隔离器(100)，其中所述第一转变温度(138)、所述第二转变温度(140)和所述第三转变温度(142)是相同的。
第19条、根据第17条所述的锁定隔离器(100)，其中所述第一转变温度(138)、所述第二转变温度(140)和所述第三转变温度(142)中的至少一个不同于所述第一转变温度(138)、所述第二转变温度(140)和所述第三转变温度(142)中的至少另一个。
第20条、根据第17条至第19条中的任一项所述的锁定隔离器(100)，其中：
所述第一接头(130)和所述第三接头(136)均包括球形轴承；以及
所述第二接头(134)包括滑动轴承。
第21条、根据第13条至第20条中的任一项所述的锁定隔离器(100)，所述锁定隔离器还包括经配置引起所述温度变化的加热元件(116)。
第22条、根据第21条所述的锁定隔离器(100)，其中所述加热元件(116)与所述联动装置(124)热连通。
第23条、根据第21条或第22条所述的锁定隔离器(100)，其中所述加热元件(116)包括至少一个线圈加热器，所述线圈加热器耦合到所述联动装置(124)、所述基座(122)和所述盖(126)中的至少一个。
第24条、根据第21条或第22条所述的锁定隔离器(100)，所述锁定隔离器还包括压电发电机(118)，所述压电发电机经配置响应于机械应变产生电力，并且其中：
所述压电发电机(118)与所述加热元件(116)电连通；以及
所述电力给所述加热元件(116)通电。
第25条、根据第24条所述的锁定隔离器(100)，其中所述压电发电机(118)包括多个压电悬臂(120)，其中所述多个压电悬臂(120)中的每一个经配置响应于所述振动偏转。
第26条、根据第25条所述的锁定隔离器(100)，其中所述多个压电悬臂(120)中的每一个具有经选择在所述振动的一定频率范围内共振的长度L。
第27条、根据第13条至第26条中的任一项所述的锁定隔离器(100)，其中所述阻尼器(104)包括弹性体构件(158)。
第28条、根据第27条所述的锁定隔离器(100)，其中所述阻尼器(104)围绕所述联动装置(124)形成壳体(144)。
第29条、根据第13条至第28条中的任一项所述的锁定隔离器(100)，其中所述阻尼器(104)包括弹簧(160)。
第30条、根据第13条至第29条中的任一项所述的锁定隔离器(100)，其中：
所述基座(122)经配置耦合到第一结构(146)；以及
所述盖(126)经配置耦合到第二结构(148)。
第31条、一种将结构系统(150)的第一结构(146)与所述结构系统(150)的第二结构(148)隔离的方法(1000)，所述方法(1000)包括：
使用锁定隔离器(100)将所述第一结构(146)和所述第二结构(148)耦合在一起；
响应于温度变化，将所述锁定隔离器(100)的一个或多个接头(102)在其中所述第一结构(146)和所述第二结构(148)相对于彼此可移动的间隙配合状态和其中所述第一结构(146)和所述第二结构(148)相对于彼此固定的过盈配合状态之间转变；以及
用所述一个或多个接头(102)处于所述间隙配合状态的所述锁定隔离器(100)的阻尼器(104)衰减在所述第一结构(146)和所述第二结构(148)之间的振动的传输。
第32条、根据第31条所述的方法(1000)，所述方法还包括加热所述锁定隔离器(100)，以改变所述温度。
第33条、根据第32条所述的方法(1000)，其中加热所述锁定隔离器(100)包括将所述结构系统(150)从第一环境温度移动到大于所述第一环境温度的第二环境温度。
第34条、根据第31条所述的方法(1000)，所述方法还包括冷却所述锁定隔离器(100)，以改变所述温度。
第35条、根据第34条所述的方法(1000)，其中冷却所述锁定隔离器(100)包括所述结构系统(150)从第一环境温度移动到小于所述第一环境温度的第二环境温度。
第36条、根据第31条至第32条中的任一项所述的方法(1000)，其中：
所述一个或多个接头(102)中的每个接头(102)包括：
具有第一热膨胀系数(108)的第一部分(106)；和
具有不同于所述第一热膨胀系统(108)的第二热膨胀系数(112)的第二部分(110)；以及
所述方法(1000)还包括加热所述一个或多个接头(102)中的每个接头(102)达转变温度(114)以上，以相对于所述第二部分(110)膨胀所述第一部分(106)，或者以相对于所述第一部分(106)膨胀所述第二部分(110)。
第37条、根据第31条至第32条和第36条中的任一项所述的方法(1000)，所述方法还包括使用加热元件(116)加热所述一个或多个接头(102)。
第38条、根据第37条所述的方法(1000)，所述方法还包括：
使用压电发电机(118)响应于机械应变产生电力；以及
使用所述电力给所述加热元件(116)通电。
第39条、根据第38条所述的方法(1000)，其中：
所述压电发电机(118)包括压电悬臂(120)；以及
产生所述电力包括响应于所述振动，偏转所述压电悬臂(120)。
第40条、根据第39条所述的方法(1000)，所述方法还包括在所述振动的一定频率范围内共振所述压电悬臂(120)。
在一个或多个其他示例中，可以以任何合适的方式组合所描述的一个示例的特征、优点和特性。本领域的技术人员将认识到，可以在无特殊示例的特定特征或优点中的一个或多个的情况下实践本文描述的示例。在其他情况下，在某些示例中可以认识到可以不存在于所有示例中的附加特征和优点。此外，尽管已经示出和描述了所述锁定隔离器100和所述方法1000的各种示例，但是本领域技术人员在阅读本说明书时可以进行修改。本申请包括此类修改，并且仅由权利要求的范围限制。

Claims (12)

1.一种锁定隔离器(100)，所述锁定隔离器(100)包括：
一个或多个接头(102)，其经配置响应于温度变化在间隙配合状态和过盈配合状态之间转变；和
阻尼器(104)，其经配置当所述一个或多个接头(102)处于所述间隙配合状态时，衰减通过所述一个或多个接头(102)的振动的传输。
2.根据权利要求1所述的锁定隔离器(100)，其中所述一个或多个接头(102)中的每个接头(102)包括：
具有第一热膨胀系数(108)的第一部分(106)；和
具有不同于所述第一热膨胀系数(108)的第二热膨胀系数(112)的第二部分(110)。
3.根据权利要求2所述的锁定隔离器(100)，其中：
所述第一部分(106)和所述第二部分(110)在转变温度(114)以下相对于彼此固定；以及
所述第一部分(106)和所述第二部分(110)在所述转变温度(114)以上相对于彼此可移动。
4.根据权利要求2所述的锁定隔离器(100)，其中：
所述第一部分(106)和所述第二部分(110)在转变温度(114)以下相对于彼此可移动；以及
所述第一部分(106)和所述第二部分(110)在所述转变温度(114)以上相对于彼此固定。
5.根据权利要求1至权利要求4中的任一项所述的锁定隔离器(100)，所述锁定隔离器还包括加热元件(116)，其中所述加热元件(116)经配置加热所述一个或多个接头(102)。
6.根据权利要求5所述的锁定隔离器(100)，所述锁定隔离器还包括压电发电机(118)，所述压电发电机经配置响应于机械应变产生电力，并且其中：
所述压电发电机(118)与所述加热元件(116)电连通；以及
所述电力给所述加热元件(116)通电。
7.一种将结构系统(150)的第一结构(146)与所述结构系统(150)的第二结构(148)隔离的方法(1000)，所述方法(1000)包括：
使用锁定隔离器(100)将所述第一结构(146)和所述第二结构(148)耦合在一起；
响应于温度变化，使得所述锁定隔离器(100)的一个或多个接头(102)在其中所述第一结构(146)和所述第二结构(148)相对于彼此可移动的间隙配合状态和其中所述第一结构(146)和所述第二结构(148)相对于彼此固定的过盈配合状态之间转变；以及
使用所述一个或多个接头(102)处于所述间隙配合状态的所述锁定隔离器(100)的阻尼器(104)衰减在所述第一结构(146)和所述第二结构(148)之间的振动的传输。
8.根据权利要求7所述的方法(1000)，所述方法还包括加热所述锁定隔离器(100)，以改变所述温度。
9.根据权利要求7所述的方法(1000)，所述方法还包括冷却所述锁定隔离器(100)，以改变所述温度。
10.根据权利要求7所述的方法(1000)，其中：
所述一个或多个接头(102)中的每个接头(102)包括：
具有第一热膨胀系数(108)的第一部分(106)；和
具有不同于所述第一热膨胀系统(108)的第二热膨胀系数(112)的第二部分(110)；以及
所述方法(1000)还包括加热所述一个或多个接头(102)中的每个接头(102)达转变温度(114)以上，以相对于所述第二部分(110)膨胀所述第一部分(106)，或者以相对于所述第一部分(106)膨胀所述第二部分(110)。
11.根据权利要求7至权利要求8和权利要求10中的任一项所述的方法(1000)，所述方法还包括使用加热元件(116)加热所述一个或多个接头(102)。
12.根据权利要求11所述的方法(1000)，所述方法还包括：
使用压电发电机(118)响应于机械应变产生电力；以及
使用所述电力给所述加热元件(116)通电。
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