一种可变刚度球铰及变刚度方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110513415A(43)申请公布日2019.11.29(21)申请号201910903884.4(22)申请日2019.09.24(71)申请人履地科技（天津）有限公司地址300171天津市河东区上杭路街道琳科中路红星大厦2-1-1009(72)发明人不公告发明人(74)专利代理机构天津合正知识产权代理有限公司12229代理人孟令琨吕琦(51)Int.Cl.F16F1/38(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称一种可变刚度球铰及变刚度方法(57)摘要本发明创造提供了一种可变刚度球铰，包括外壳结构，该外壳结构包括外环和内环，在外环与内环间设有橡胶缓冲体；所述橡胶缓冲体中部留有沿轴向贯通该橡胶缓冲体的缺口，且橡胶缓冲体轴向方向的两端均内凹于外壳结构，其与外壳结构外缘间留有形变间隙。本发明创造中球铰结构采用分离式结构，球铰在制造中无需进行周向滚压，安装中橡胶预压状态可调，可以根据不同的使用需求，快速调整预压紧的压缩量，可以更好的匹配所安装的结构部件，通用性好，同时制造工艺更简单、成本更低。CN110513415ACN110513415A权利要求书1/1页1.一种可变刚度球铰，其特征在于：包括外壳结构，该外壳结构包括外环和内环，在外环与内环间设有橡胶缓冲体；外环和内环均为非封闭式结构。2.根据权利要求1所述的一种可变刚度球铰，其特征在于：所述橡胶缓冲体通过硫化工艺成型于内环和外环之间。3.根据权利要求1所述的一种可变刚度球铰，其特征在于：所述外环和内环之间留有缓冲夹层，且缓冲夹层中部窄、两侧宽，在该缓冲夹层内硫化成型所述橡胶缓冲体。4.根据权利要求1所述的一种可变刚度球铰，其特征在于：所述外环和内环之间留有缓冲夹层，且缓冲夹层中部宽、两侧窄，在该缓冲夹层内硫化成型所述橡胶缓冲体。5.根据权利要求1所述的一种可变刚度球铰，其特征在于：所述橡胶缓冲体中部留有沿轴向贯通该橡胶缓冲体的缺口，且橡胶缓冲体轴向方向的两端均内凹于外壳结构，在外壳结构内留有形变间隙。6.根据权利要求5所述的一种可变刚度球铰，其特征在于：所述橡胶缓冲体包括中部的定型支撑部及两侧的缓冲部，所形成的缺口呈ω型，包括左右对称的两凹槽部，此两凹槽部均呈弧形槽结构，且槽壁与定型支撑部之间、以及槽壁与缓冲部之间均圆滑过渡。7.根据权利要求1所述的一种可变刚度球铰，其特征在于：所述缓冲部贴近外环的一侧边角均呈圆角结构。8.根据权利要求1所述的一种可变刚度球铰，其特征在于：所述橡胶缓冲体所形成的弧段长度小于或等于所述外壳结构所形成的弧段长度。9.根据权利要求1至8任一项所述的一种可变刚度球铰，其特征在于：所述外壳结构所形成的弧段长度≤1/2圆。10.一种权利要求1所述的球铰的变刚度方法，其特征在于，球铰采用以下一种或多种形式：内环与外环不同心设置；内环的内径设计为与球铰轴配合的轴形部位的直径不同；外环的外径设计为与安装球铰的壳体内凹结构的内径不同；内环为平滑的曲面结构，其曲面各部分曲率或弯曲半径不相同；外环为平滑的曲面结构，其曲面各部分曲率或弯曲半径不相同；改变橡胶缓冲体的厚度分布。2CN110513415A说明书1/4页一种可变刚度球铰及变刚度方法技术领域[0001]本发明创造属于缓冲减震设施技术领域，尤其是涉及一种可变刚度球铰及变刚度方法。背景技术[0002]现有的橡胶球铰采用的是整体式的结构，一般具有金属外套、金属芯轴和橡胶等组成，橡胶一般呈筒状处于金属芯轴和金属外套之间，硫化后将金属外套连接金属芯轴在一起，通常难以实现变刚度的性能要求。虽然现有技术中，也有采用在橡胶中在加入其它如金属等的元件，或者使橡胶的某部分与金属外套存在间隙等方式，以达到刚度变化的需求，但由于受到金属芯轴和金属外套结构和空间限制，变刚度设计方法较为单一，使用效果并不理想。发明内容[0003]有鉴于此，本发明创造旨在克服现有技术中的缺陷，提出一种可变刚度球铰及变刚度方法。[0004]为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的：[0005]一种可变刚度球铰，包括外壳结构，该外壳结构包括外环和内环，在外环与内环间设有橡胶缓冲体；外环和内环均为非封闭式结构。[0006]进一步，所述橡胶缓冲体中部留有沿轴向贯通该橡胶缓冲体的缺口，且橡胶缓冲体轴向方向的两端均内凹于外壳结构，在外壳结构内留有形变间隙。[0007]进一步，所述橡胶缓冲体通过硫化工艺成型于内环和外环之间。[0008]进一步，所述外环和内环之间留有缓冲夹层，且缓冲夹层中部窄、两侧宽，在该缓冲夹层内硫化成型所述橡胶缓冲体。[0009]进一步，所述外环和内环之间留有缓冲夹层，且缓冲夹层中部宽、两侧窄，在该缓冲夹层内硫化成型所述橡胶缓冲体。[001