CN113309811B - 一种多向减震缓冲装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多向减震缓冲装置，包括对合在一起的两个基座、动杆、两个第一缓冲体，所述动杆内置于两个所述基座内，并能够相对于基座产生位移，所述基座内具有供所述动杆位移的空间；两个所述第一缓冲体对称分布在两个基座内，并与所述动杆相接触；所述第一缓冲体包括若干个沿周向均匀分布的动块，当动杆产生位移时，所述动块能够跟随所述动杆产生位移；本发明能够适应多个方向上的减震缓冲，能够满足多个方向上的缓冲的同时避免弹簧承载非轴向上的形变冲击。

Description

一种多向减震缓冲装置

技术领域

本发明涉及减震装置技术领域，具体涉及一种多向减震缓冲装置。

背景技术

现有的减震装置一般形成的是一个单向的减震，例如利用现有圆柱弹簧、碟形弹簧等弹性部件实现的缓冲机构，其在缓冲时利用的是轴向上的形变，其对于径向上或者轴线摆动等方向上的缓冲效果较差；

例如圆柱弹簧，其长时间受到径向上的形变冲击时，很容易产生破坏，特别是其受到轴线摆动时(即弹簧的两端产生径向上的错位运动)，弹簧的两端会产生不同方向上的径向冲击；再如碟形弹簧在承受径向形变时容易产生错位。

例如：对于某些机械设备来说，其震动不单单来自于单向，其在其他方向上也会受到震动，单向的减震很难满足实际的适应效果；

再例如船舶来说，其实际的使用情况是在水面上，水面的波动是多向的，摆动情况会经常存在，传统的单向减震无法很好的适应船舶上物体或者设备的减震，例如船体垂直上下浮动时(轴向上)，单向的减震可以通过弹簧的轴向形变实现，当受横向风力或者波浪推动时，船体会产生径向上的摆动，同时这种摆动和上下浮动并不是单独存在的，而是同时存在的，对于这种减震不能单独去考虑一个方向，需要综合考虑，满足这种复杂的方向上的缓冲。

发明内容

针对上述存在的技术不足，本发明的目的是提供一种多向减震缓冲装置，其能够适应在物体上形成的多个方向上的减震缓冲，能够满足多个方向上的缓冲的同时避免弹簧承载非轴向上的形变冲击。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明提供一种多向减震缓冲装置，包括：

对合在一起的两个基座，两个所述基座的相近端固定相连；

一动杆，所述动杆内置于两个所述基座内，并能够相对于基座产生位移，所述基座内具有供所述动杆位移的空间；

两个第一缓冲体，两个所述第一缓冲体对称分布在两个基座内，并与所述动杆相接触；所述第一缓冲体包括若干个沿周向均匀分布的动块，当动杆产生位移时，所述动块能够跟随所述动杆产生位移；

其中，在第一缓冲体沿动杆的径向方向上，所述基座上设置有若干个与所述动块一一对应的第二缓冲体，当所述动块产生位移时，所述第二缓冲体产生沿动杆径向上的形变；

当所述动杆推动所述动块时，所述动块以其上的第二缓冲体为支撑位，在所述动块的两端处形成对动杆的压力，当所述动杆产生延其轴向位移时，所述第二缓冲体形成的支撑位朝向远离的动杆位移的方向位移，且所述动块以形成的支撑位为支撑具有翻转的趋势。

优选地，所述动块具有一外锥面、一内锥面以及一个抵紧面；

所述外锥面与所述第二缓冲体相接触，所述外锥面沿着所述动杆的轴向方向，外径逐渐增加或者减小；

所述内锥面与所述动杆相接触，所述内锥面沿着所述动杆的轴向方向，内径逐渐增加或者减小，所述动杆上设置有与所述内锥面相配合的锥体；

所述抵紧面与所述动杆相接触，并能够产生相对滑动形成摩擦力；

当所述锥体抵紧在所述内锥面上，所述动杆与所述内锥面的接触位置、所述外锥面与所述第二缓冲体的接触位置、所述抵紧面与所述动杆的接触位置分别形成用力点、支点、阻力点；

且当所述动杆推动所述动块位移时，所述第二缓冲体储存弹性势能，支点朝向阻力点的位置位移；

且当所述锥体推动所述内锥面时，所述动块以支点为支撑，具有翻转的趋势。

优选地，所述第二缓冲体包括依次设置的支块、第一弹性体以及限位体，所述支块抵紧在所述外锥面上，所述第一弹性体的两端分别抵紧在所述支块和限位体上，所述限位体固定在所述基座上。

优选地，所述第一弹性体为圆柱弹簧或者多个组合在一起的碟形弹簧。

优选地，所述外锥面上开设有沿动杆轴向方向延伸的导向槽，所述支块抵紧在所述导向槽内。

优选地，在第一缓冲体沿动杆的轴向方向上，在两个所述第一缓冲体之间设置有第二弹性体，所述第二弹性体的两端分别抵紧在两个第一缓冲体上。

优选地，所述第二弹性体包括两个圆柱弹簧，所述动杆上固定有位于该两个圆柱弹簧之间的推盘，该两个圆柱弹簧分别抵紧在两个所述第一缓冲体上。

优选地，在第一缓冲体沿动杆的轴向方向上还设有第三弹性体，所述第三弹性体为圆锥螺旋弹簧，所述第三弹性体的一端抵紧在所述动块上，所述第三弹性体的另一端抵紧在所述基座上。

优选地，所述基座上开设有供所述动杆穿过的通孔，所述通孔与所述动杆之间具有间隙。

优选地，所述动块远离其内锥面的端部固定有一支环，所述支环的内圈形成所述抵紧面，所述抵紧面上、所述内锥面上、所述外锥面上、所述动杆与所述抵紧面相接触的外壁上、所述支块与外锥面相接触的表面上均设置有耐磨层。

本发明的有益效果在于：

本发明通过缓冲体之间的相互作用，形成弹性形变和摩擦相结合的缓冲结构，能够实现多个方向上的减震缓冲，即能够形成轴向上、径向上、轴线偏移上的缓冲，从而满足来自多向上的冲击；

当动杆产生轴向位移时，形成轴向上的缓冲，动杆推动动块轴向位移，并带动第二缓冲体储存势能，同时以第二缓冲体为支撑位，形成对动杆的压力的增加，提高摩擦减震，进一步形成缓冲；同时在位移时，第二缓冲体形成的支撑位的位置会产生改变，形成杠杆原理，使得动力臂增加，进一步提高缓冲力；

当动杆产生轴线偏移时，形成轴线偏移上的缓冲，利用基座对称的设置，会在两个基座内对应的动块处与第二缓冲机构形成缓冲，使得第二缓冲体产生弹性变形，同时动块具有的翻转趋势也能产生压力的增加形成摩擦减震；

当动杆产生径向位移时，形成径向上的缓冲，通过动块的径向位移，使得第二缓冲机构产生弹性变形；

在上述缓冲的过程中，通过动块能够将轴向形成的冲击力进行转移，将轴向力转移一部分到径向上，从而大大降低全部作用在轴向上产生的冲击；

同时动块与动杆以及第二缓冲体的结合，在实际的缓冲过程中，能够承载复合方向上的缓冲，即通过形成的用力点、支点、阻力点能够同时满足多向的冲击，在轴向缓冲时，并不影响其他方向上的缓冲；

此外，通过动块与动杆以及第二缓冲体的结合，降低了弹性体承受径向力的情况，使得轴向形变时，弹性体不承受径向力，同时第二弹性体处于中部的设置，在轴线偏移时，中部的位移最小同样降低了径向力的承载。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种多向减震缓冲装置的结构示意图；

图2为动块的结构示意图；

图3为图1中A部的放大图；

图4为动杆动作的示意图一；

图5为动杆动作的示意图二；

图6为动杆动作的示意图三。

附图标记说明：

1-基座、11-通孔、12-缓冲套、2-动杆、21-锥体、3-动块、31-外锥面、32-内锥面、33-支环、331-抵紧面、34-导向槽、4-第二缓冲体、41-支块、42-第一弹性体、43-限位体、5-第二弹性体、6-第三弹性体、7-推盘、8-连接套。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

如图1所示，本发明提供了一种多向减震缓冲装置，包括对合在一起的两个基座1，两个基座1的相近端固定相连，其连接方式可以是如图1中所示通过连接套8进行连接，也可以是直接相连，但是需要注意在连接处要预留一部分空间供第二弹性体5和第一缓冲体安装；

对于两个基座1来说，其可采用套筒式的结构，在两个基座1内设置有动杆2，在动杆2上对称设置有两个第一缓冲体，两个第一缓冲体分别设置在两个基座1内，形成对动杆2的缓冲，其中，动杆2和第一缓冲体能够相对于基座1产生位移，因此基座1内需具有供位移的空间，这个位移空间要满足动杆2和第一缓冲体的位移。

结合图1，第一缓冲体包括若干个沿周向均匀分布的动块3，当动杆2产生位移时，动块3能够跟随动杆2产生位移，即每个动块3都能够相对位移；

在第一缓冲体沿动杆2的径向方向上，基座1上设置有若干个与动块3一一对应的第二缓冲体4，当动块3产生位移时，第二缓冲体4产生沿动杆2径向上的形变；

在第一缓冲体沿动杆2的轴向方向上，在两个第一缓冲体之间设置有第二弹性体5，在第一缓冲体与基座1之间设置有第三弹性体6，第二弹性体5为圆柱弹簧，第三弹性体6为圆锥螺旋弹簧；第二弹性体5的两端分别抵紧在两个第一缓冲体上，第三弹性体6的一端抵紧在动块3上，第三弹性体6的另一端抵紧在基座1上；该第二弹性体5和第三弹性体6的设置主要是为了保持两个第一缓冲体的位置，在实际安装后，其处于压缩状态，且其产生的弹力不能过大，要低于第二缓冲体4在轴向上产生的弹力，以使得在安装后即图1的状态时，动块3与动杆2有效结合。

当动杆2推动动块3时，动块3以其上的第二缓冲体4为支撑位，在动块3的两端处形成对动杆2的压力，当动杆2产生延其轴向位移时，第二缓冲体4形成的支撑位朝向远离的动杆2位移的方向位移，且动块3以形成的支撑位为支撑具有翻转的趋势。

进一步的，结合图2，动块3具有一外锥面31、一内锥面32以及一个抵紧面331；

外锥面31与第二缓冲体4相接触，外锥面31沿着动杆2的轴向方向，外径逐渐增加或者减小，即在图4中，上部的动块3的外锥面31的外径沿W1方向逐渐减小；

内锥面32与动杆2相接触，内锥面32沿着动杆2的轴向方向，内径逐渐增加或者减小，动杆2上设置有与内锥面32相配合的锥体21；即在图4中，上部的动块3的内锥面32的内径沿W1方向逐渐减小；

抵紧面331与动杆2相接触，并能够产生相对滑动形成摩擦力；

当锥体21抵紧在内锥面32上，动杆2与内锥面32的接触位置、外锥面31与第二缓冲体4的接触位置、抵紧面331与动杆2的接触位置分别形成用力点a、支点b、阻力点c，形成杠杆，如图4中所示，其中阻力点c的形成则依靠固定在动块3上的支环33形成，其与动杆2接触形成接触面331，即在动块3的两端需要形成两个凸出的端部，以使得动块3中部与动杆2之间形成中空，以形成三点的支撑杠杆，同时为了保证动块3安装后的稳定性，中空处的位置需设置成圆柱状结构，其内径与锥体21的最大外径相同，即在图4中，锥体21的最大外端与动块3中部的内壁相切，以使得锥体21与内锥面32脱离时，动块3还能够获得来自锥体21的支撑；

在动杆2推动动块3位移时，即动杆2朝向锥体21内径减小的方向位移时，如图4中上部的动块3，与该被推动的动块3相对应的第二缓冲体4储存弹性势能，该处的动块3上的支点b朝向阻力点c的位置位移，使得动力臂增长，从而加大动块3对动杆2的压力，使得摩擦力增加，提高摩擦减震；

当锥体21推动内锥面32时，即使得内锥面往两侧有运动趋势时，动块3以支点b为支撑，具有转动的趋势，在转动的过程中同样会增加压力；

因此综上，在整个缓冲的过程中，其缓冲形式也和传统弹簧的压缩类似，都是呈逐渐增大的情况，发生的位移越大，产生的缓冲力则越大。

结合图3，第二缓冲体4包括依次设置的支块41、第一弹性体42以及限位体43，支块41抵紧在外锥面31上，第一弹性体42的两端分别抵紧在支块41和限位体43上，限位体43固定在基座1上；另外支块41与外锥面31会产生相对滑动，为保证动块3滑动时的稳定，在外锥面31上开设有沿动杆2轴向方向延伸的导向槽34，支块41抵紧在导向槽34内；

考虑到第二缓冲体4承载力较大，优选碟形弹簧，也可是强度较高的圆柱弹簧等，并利用碟形弹簧的优点，保证第二缓冲体4能够获得较优的支撑，同时限位体43可采用螺纹安装的方式固定在基座1上，因此在基座1上可设置缓冲套12供其安装，以实现对第二缓冲体4弹力的调节；

结合图1和图2，在该装置在缓冲的过程中，利用的是第二弹性体4储存的弹性势能和动块3对动杆2产生的压力形成的摩擦力进行的缓冲，因此抵紧面331上、内锥面32上、外锥面31上、动杆2与抵紧面331相接触的外壁上、支块41与外锥面31相接触的表面上均会产生一定的相对滑动，为增加耐磨性，在相应位置可设置一层耐磨材料形成耐磨层；

结合图1，考虑到整个结构是对称式的设置，因此在中部的第二弹性体5相应的包括了两个圆柱弹簧，动杆2可相应的设置成两段式结构，以便后续的安装，因此可通过一推盘7将两个段的动杆2固定在一起，同时对第二弹性体4形成支撑。

由于该装置是对称式的，在实际使用的过程中，对于动杆2来说，其使用状态具有多样性，当仅需要单端连接时，可以使得一个动杆2的一端凸出于基座1之外，而对于未凸出基座1之外的一端来说，基座1上需设置孔以预留足够的缓冲间隙，例如设置出图1中所示的通孔11(也可以是盲孔)，以供动杆2在轴向和径向上具有缓冲空间；也可双端都凸出于基座1之外，基座1上则需设置通孔11供动杆2穿过，并同时预留间隙，以供动杆2在径向上具有缓冲空间，另可在通孔11内设置橡胶垫以形成填充。

针对该装置具有的多向的缓冲，结合图4、图5、图6：

如图4所示，当动杆2产生箭头轴向位移W1时，形成轴向上的缓冲，图中动杆2上部的锥体21推动上部动块3轴向位移W11，动块3上的外锥面31推动第二缓冲体4内的第一弹性体42产生位移W12储存势能，同时以第二缓冲体4的支块41形成支撑位b，在动块3的两端a、b处形成压力，提高摩擦减震；同时在位移时，锥体21还会与内锥面32结合，使得动块3以b为支点产生翻转的趋势，即形成动力F1和阻力F2，由于这两个力都通过相互作用最终作用在动杆2上，同时结合外锥面31和支块41的配合使得第二缓冲体4形成的支撑位b的位置会产生改变，使得动力臂增加，因此该两个力随着动块3的位移都能够对动杆2产生压力的增加，提高摩擦减震，进一步提高缓冲力；最终使得受到轴向冲击力时，在第二缓冲体4弹性形变上获得一次分解，并利用外锥面31将轴向力转移到径向上；在动块3上利用内锥面32将轴向力转移到径向上并形成杠杆作用，得到二次分解；再经过支点b的位置变动将轴向力三次分解，提高动力臂，使得轴向冲击力得到多次分解，提高缓冲效果；

如图5所示，当动杆2产生径向位移W2时，形成径向上的缓冲，图中动杆2沿径向推动动块3，从而使得对应位置处的第二缓冲体4储存弹性势能，结合外锥面31与支块41的结合，第二缓冲体4与动块3形成a、b、c三点支撑的同时外锥面31处会产生一个轴向力F3，从而使得动块3具有朝F3方向的位移趋势，进而使得a处的内锥面32处产生位移W22的趋势，进而结合a、b、c三点形成的杠杆进一步将力转移到动杆2上，从而使得动杆2在承载径向力冲击力，能够将其缓冲的同时，将一部分径向力转移到动杆2的轴向而与a、b、c三点的杠杆结合，产生进一步缓冲；最终使得受到径向力时，在第二缓冲体4弹性形变上获得一次分解，并利用外锥面31将径向力转移到轴向上；再利用a、b、c三点形成杠杆的支撑，使得动块3在a处产生扩展趋势，产生挤压将一部分径向力分解到摩擦上，形成二次分解；

如图6所示，当动杆2产生轴线偏移W3时，形成轴线偏移上的缓冲，在基座1内相对应的动块3处与第二缓冲体4形成缓冲，使得第二缓冲体4储存弹性势能，其与动杆2产生径向位移W2时的情形相类似，其同样能够在第二缓冲体4弹性形变上获得一次分解，并利用外锥面31将径向力转移到轴向上；再利用a、b、c三点形成杠杆的支撑，使得动块3在a处产生扩展趋势，产生挤压将一部分径向力分解到摩擦上形成，二次分解；同时，此时的动块3具有的翻转趋势，此时的支点b会产生靠近a的位移，降低了动力臂的长度，而此时的翻转则是相当于推压动力臂形成，因此阻力更大能够对冲击力进行消耗，形成三次分解；

综上，通过缓冲体之间的相互作用，形成弹性形变和摩擦相结合的缓冲结构，能够对外部的冲击进行多次的分解转移，大大降低了冲击了作用，同时这种转移不仅包括力大小的转移，还包括方向上的转移，能够在避免力的集中，使得分散的更均匀，降低局部部件承载过多力的情况，使得整个装置在多向上承载缓冲。

使用时，该缓冲装置的安装方式是多样的，可以根据实际情况进行，该装置可以进行单独使用，放置在相应的位置，在此不再详细的限定；例如：当单独对物体进行缓冲时，该装置的一个基座1固定在一个固定体上，另一个基座1内的动杆2与物体相连接；当对两个物体进行缓冲时，基座1固定在固定体上，动杆2的两端分别与两个物体进行连接；此外该装置可以进行多个进行组合使用，例如并排使用，从而获得更优的缓冲效果。

最后需要注意的是，由于本装置内存在相对位移，因此需要根据实际设计的尺寸去合理设定位移的量，以避免产生干涉，需要根据允许的偏移量设定通孔11的大小、第一弹性体42的压缩极限量，内外锥面的位置、基座1内壁需预留的量等等；例如在图2中产生的轴向缓冲，一方面基座1内壁需预留动块3轴向位移和径向位移的空间、一方面还要考虑第一弹性体42的压缩量，即要保证第一弹性体42压缩到极限时，动块3不能撞击到基座1，也不能使得内锥面32和锥体21脱离，外锥面31也不能和支块41脱离，推盘7也不能撞击到动块3等；同时由于内锥面32的存在，该锥面的锥度不宜设置过大，以免导致动杆2一点位移就导致动块3扩张很大，具体的锥度可根据实际需求进行合理选择，另外可在动杆2位于基座1之外设置一个限位环，以现在动杆2的最大位移量；因此在此不再对上述的一些参数进行限定，可根据实际情况合理设置。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种多向减震缓冲装置，其特征在于，包括：

对合在一起的两个基座，两个所述基座的相近端固定相连；

一动杆，所述动杆内置于两个所述基座内，并能够相对于基座产生位移，所述基座内具有供所述动杆位移的空间；

两个第一缓冲体，两个所述第一缓冲体对称分布在两个基座内，并与所述动杆相接触；所述第一缓冲体包括若干个沿周向均匀分布的动块，当动杆产生位移时，所述动块能够跟随所述动杆产生位移；

其中，在第一缓冲体沿动杆的径向方向上，所述基座上设置有若干个与所述动块一一对应的第二缓冲体，当所述动块产生位移时，所述第二缓冲体产生沿动杆径向上的形变；

当所述动杆推动所述动块时，所述动块以其上的第二缓冲体为支撑位，在所述动块的两端处形成对动杆的压力，当所述动杆产生延其轴向位移时，所述第二缓冲体形成的支撑位朝向远离的动杆位移的方向位移，且所述动块以形成的支撑位为支撑具有翻转的趋势；

所述动块具有一外锥面、一内锥面以及一个抵紧面；

所述外锥面与所述第二缓冲体相接触，所述外锥面沿着所述动杆的轴向方向，外径逐渐增加或者减小；

所述内锥面与所述动杆相接触，所述内锥面沿着所述动杆的轴向方向，内径逐渐增加或者减小，所述动杆上设置有与所述内锥面相配合的锥体；

所述抵紧面与所述动杆相接触，并能够产生相对滑动形成摩擦力；

当所述锥体抵紧在所述内锥面上，所述动杆与所述内锥面的接触位置、所述外锥面与所述第二缓冲体的接触位置、所述抵紧面与所述动杆的接触位置分别形成用力点、支点、阻力点；

且当所述动杆推动所述动块位移时，所述第二缓冲体储存弹性势能，支点朝向阻力点的位置位移；

且当所述锥体推动所述内锥面时，所述动块以支点为支撑，具有翻转的趋势。

2.如权利要求1所述的一种多向减震缓冲装置，其特征在于，所述第二缓冲体包括依次设置的支块、第一弹性体以及限位体，所述支块抵紧在所述外锥面上，所述第一弹性体的两端分别抵紧在所述支块和限位体上，所述限位体固定在所述基座上。

3.如权利要求2所述的一种多向减震缓冲装置，其特征在于，所述第一弹性体为圆柱弹簧或者多个组合在一起的碟形弹簧。

4.如权利要求2所述的一种多向减震缓冲装置，其特征在于，所述外锥面上开设有沿动杆轴向方向延伸的导向槽，所述支块抵紧在所述导向槽内。

5.如权利要求1所述的一种多向减震缓冲装置，其特征在于，在第一缓冲体沿动杆的轴向方向上，在两个所述第一缓冲体之间设置有第二弹性体，所述第二弹性体的两端分别抵紧在两个第一缓冲体上。

6.如权利要求5所述的一种多向减震缓冲装置，其特征在于，所述第二弹性体包括两个圆柱弹簧，所述动杆上固定有位于该两个圆柱弹簧之间的推盘，该两个圆柱弹簧分别抵紧在两个所述第一缓冲体上。

7.如权利要求1所述的一种多向减震缓冲装置，其特征在于，在第一缓冲体沿动杆的轴向方向上还设有第三弹性体，所述第三弹性体为圆锥螺旋弹簧，所述第三弹性体的一端抵紧在所述动块上，所述第三弹性体的另一端抵紧在所述基座上。

8.如权利要求1所述的一种多向减震缓冲装置，其特征在于，所述基座上开设有供所述动杆穿过的通孔，所述通孔与所述动杆之间具有间隙。

9.如权利要求2所述的一种多向减震缓冲装置，其特征在于，所述动块远离其内锥面的端部固定有一支环，所述支环的内圈形成所述抵紧面，所述抵紧面上、所述内锥面上、所述外锥面上、所述动杆与所述抵紧面相接触的外壁上、所述支块与外锥面相接触的表面上均设置有耐磨层。

Images