CN113236705A - 一种基于折纸结构的可调节吸能装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于折纸结构的可调节吸能装置，包括安装模块，具有呈间隔设置的顶板和底板，顶板和底板之间通过若干定位件连接；吸能模块，设置在顶板和底板之间，吸能模块包括若干用于吸收能量的三浦管，各三浦管之间相互独立设置；以及夹角调节机构，安装于顶板或底板，各吸能模块的两端通过夹角调节机构分别安装在顶板和底板上，三浦管包括两个镜像对称的三浦折叠半展开面以及四个套环，套环两两成组设置在三浦管的上下两端，每组套环与夹角调节机构之间形成移动副以调节三浦管的夹角。该吸能装置能够通过夹角调节机构可以对吸能单元的动态性能进行调节，从而更好地适应不同的应用，应用范围广。

Description

一种基于折纸结构的可调节吸能装置

技术领域

本发明涉及吸能装置技术领域，特别涉及一种基于折纸结构的可调节吸能装置。

背景技术

在设备的运行过程中，振动或碰撞是影响其工作性能的重要威胁，通过安装吸能装置，削弱非正常能量的影响，可以通过隔绝设备运行产生的振动对环境产生的影响；以及避免环境干扰对设备性能产生影响；以及防止设备与外界发生碰撞是造成的生命财产损失。

三浦折叠是一种实现纸面快速折叠和展开的折纸方法，具有折叠比高，能量密度大等特点。进一步研究发现通过一定的成型方法将平面板材加工成的三浦折叠半展开面结构具有良好的动态性能，通过调节相关参数可以方便地改变其性能，适应不同的应用要求。所以，如何将三浦折纸结构应用到吸能装置中一直是一个持续研究的课题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于折纸结构的可调节吸能装置，以实现不同尺寸范围、不同能量范围应用场合的高效吸能。

本发明所采用的技术方案是：一种基于折纸结构的可调节吸能装置，包括：

安装模块，具有呈间隔设置的顶板和底板，所述顶板和底板之间通过若干定位件连接；

吸能模块，设置在所述顶板和底板之间，所述吸能模块包括若干用于吸收能量的三浦管，各所述三浦管之间相互独立设置；以及

夹角调节机构，安装于所述顶板或底板，各所述吸能模块的两端通过所述夹角调节机构分别安装在所述顶板和所述底板上，所述三浦管包括两个镜像对称的三浦折叠半展开面以及四个套环，所述套环两两成组设置在所述三浦管的上下两端，每组所述套环与所述夹角调节机构之间形成移动副以调节所述三浦管的夹角。

有益效果：本发明提出的一种基于折纸结构的可调节吸能装置，适用于各种平台间缓冲隔振，物体间碰撞吸能的场合。其中，三浦折叠半展开面的应用可以更好地实现能量吸收，同时应用三浦管作为能量吸收原件对受力方向有很好的导向效果。通过夹角调节机构可以对吸能单元的动态性能进行调节，从而更好地适应不同的应用，应用范围广。

进一步地，所述三浦折叠半展开面包括若干三浦折纸结构单元，所述三浦折纸结构单元包含第一平面、第二平面、第三平面以及第四平面，四个平面为尺寸及形状相同的平行四边形，所述第一平面与所述第二平面方向相同，所述第三平面与所述第四平面方向相同且与第一平面或第二平面的方向相反；所述第一平面与所述第二平面之间的夹角通过夹角调节机构进行调节；各所述折纸结构单元按照相同朝向沿第一平面至第四平面连线方向上排列组成三浦折叠半展开面。

进一步地，所述夹角调节机构包括上导杆和下导杆，所述上导杆安装在所述顶板内侧，所述下导杆安装在所述底板内侧，所述下导杆设置有若干段通过轴肩相互间隔的螺纹段，位于三浦管下端部的所述套环设置有内螺纹且螺接于所述下导杆，所述上导杆设置有若干段通过轴肩相互间隔的光滑段，位于三浦管上端部的所述套环滑动套设于所述上导杆。

进一步地，所述顶板和所述底板的内侧设置有凹槽，所述上导杆和下导杆放置于所述凹槽内，所述上导杆和所述下导杆通过U型卡箍和螺钉安装于顶板或底板上。

进一步地，所述三浦折叠半展开面通过金属薄板一体加工成型。

进一步地，组成三浦管的两个镜像对称的三浦折叠半展开面通过转动副连接，以便夹角调节时两面的相互转动。

进一步地，所述定位件包括上连接件和下连接件，所述上连接件和所述下连接件之间形成移动副。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步地说明：

图1为本发明实施例一种基于折纸结构的可调节吸能装置的立体结构示意图；

图2为三浦管的立体结构示意图；

图3为三浦折叠半展开面的立体示意图(由两个三浦折纸结构单元组成)；

图4为三浦折纸结构单元的立体示意图；

图5为按照三浦折叠法折叠的矩形面板半展开状态下的示意图。

附图标记说明：1-底板，2-第一导杆，3-U型卡箍，4-三浦管，5-第三导杆，6-第二导杆，7-螺钉，8-下连接件，9-上连接件，10-第四导杆，11-顶板，12-套环，13-第一三浦折叠半展开面，14-第二三浦折叠半展开面，15-第一平面，16-第二平面，17-第三平面，18-第四平面。

具体实施方式

本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右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和简化描述，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。

在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

参照图1至图5，本发明实施例提供一种基于折纸结构的可调节吸能装置，该吸能装置主要包括安装模块、吸能模块及夹角调节机构。其中，安装模块包括呈间隔设置的顶板11和底板1，顶板11和底板1之间通过若干定位件连接。吸能模块设置在顶板11和底板1之间，吸能模块包括若干用于吸收能量的三浦管4，各三浦管4之间相互独立设置；夹角调节机构，安装于顶板11或底板1，各吸能模块的两端通过夹角调节机构分别安装在顶板11和底板1上，三浦管4包括两个镜像对称的三浦折叠半展开面以及四个套环12，其中，参照图2，两个镜像对称的三浦折叠半展开面分别为第一三浦折叠半展开面13和第二三浦折叠半展开面14。套环12两两成组设置在三浦管4的上下两端，每组套环12与夹角调节机构之间形成移动副以调节三浦管4的夹角。本发明提出的一种基于折纸结构的可调节吸能装置，适用于各种平台间缓冲隔振，物体间碰撞吸能的场合。其中，三浦折叠半展开面的应用可以更好地实现能量吸收，同时应用三浦管4作为能量吸收原件对受力方向有很好的导向效果。通过夹角调节机构可以对吸能单元的动态性能进行调节，从而更好地适应不同的应用，应用范围广。该吸能装置具备机构简单、安装方便、可调节以及吸能效率高的特性，使用该吸能装置，可以实现不同尺寸范围，不同能量范围应用场合的高效吸能。

具体地，三浦折叠半展开面包括若干三浦折纸结构单元，三浦折纸结构单元包含第一平面15、第二平面16、第三平面17以及第四平面18，四个平面为尺寸及形状相同的平行四边形，第一平面15与第二平面16方向相同，第三平面17与第四平面18方向相同且与第一平面15或第二平面16的方向相反；第一平面15与第二平面16之间的夹角通过夹角调节机构进行调节，以改变吸能层的动态性能，适应不同的使用要求；各折纸结构单元按照相同朝向沿第一平面15至第四平面18连线方向上排列组成三浦折叠半展开面。

一些实施例中，夹角调节机构包括上导杆和下导杆，上导杆安装在顶板11内侧，下导杆安装在底板1内侧，下导杆设置有若干段通过轴肩相互间隔的螺纹段，位于三浦管4下端部的套环12设置有内螺纹且螺接于下导杆，上导杆设置有若干段通过轴肩相互间隔的光滑段，位于三浦管4上端部的套环12滑动套设于上导杆。套环12用于与夹角调节机构组成移动副，起到固定三浦管4位置的作用，同时参与实现三浦管4夹角调节。

一些实施例中，顶板11和底板1的内侧设置有凹槽，上导杆和下导杆放置于凹槽内，上导杆和下导杆通过U型卡箍3和螺钉7安装于顶板11或底板1上。通过将上导杆和下导杆放置于凹槽内，便于空间上的优化布局。

进一步优选，三浦折叠半展开面通过金属薄板一体加工成型。金属薄板便于形成各个平面之间的折痕，进而便于三浦折叠半展开面的加工。

优选地，组成三浦管4的两个镜像对称的三浦折叠半展开面通过转动副连接，以便夹角调节时两面的相互转动。

进一步地，定位件包括上连接件9和下连接件8，上连接件9和下连接件8之间形成移动副。便于实现顶板11和底板1之间的间隔，有助于更好的实现吸能模块的吸能作用，同时有利于增强本吸能装置的适应性。

继续参照图1至图5，具体地，该吸能装置包括四个定位件。顶板11和底板1各加工有四个安装孔。定位件通过安装孔固定安装在顶板11或底板1上。定位件中的上连接件9和下连接件8之间套装成一体且可相对滑动，以便于实现顶板11和底板1之间的距离调节。

本实施例中，下导杆包括第一导杆2和第二导杆6，上导杆包括第三导杆5和第四导杆10。第一导和第二导杆6形状相同，通过U型卡箍3安装于底板1的凹槽内。第一导杆2和第二导杆6包括若干段相互分开的螺纹及若干与螺纹相匹配的定位轴肩，一端有调节旋钮。安装时，三浦管4下端的两个套环12分别与同组的螺纹和定位轴肩相连，套环12与螺纹之间形成螺旋副。第三导杆5和第四导杆10形状相同，通过U型卡箍3安装于顶板11的凹槽内。第三导杆5和第四导杆10包括若干段相互分开的光滑段及若干与之相匹配的定位轴肩。安装时，三浦管4上端的两个套环12分别与同组的光滑轴和定位轴肩相连，套环12与光滑轴之间形成移动副。若干U型卡箍3形状完全相同，通过螺钉7与顶板11、底板1相连，从而固定导杆。

本发明装置主通过顶板11或底板1安装于需要隔绝振动的两相对平面之间或需要防止碰撞的单平面上。各定位件首尾分别与顶板11以及底板1相连，用于固定顶板11和底板1之间的相互位置，维持装置结构稳定性。三浦管4通过套环12与导杆相连，固定位置。通过转动导杆可以实现三浦管4夹角参数的调节，改变其动态性能。

为了于装置的加工和安装，定位件通过螺纹与顶板11以及底板1连接。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明不限于上述实施方式，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (7)

1.一种基于折纸结构的可调节吸能装置，其特征在于，包括：

安装模块，具有呈间隔设置的顶板和底板，所述顶板和底板之间通过若干定位件连接；

吸能模块，设置在所述顶板和底板之间，所述吸能模块包括若干用于吸收能量的三浦管，各所述三浦管之间相互独立设置；以及

夹角调节机构，安装于所述顶板或底板，各所述吸能模块的两端通过所述夹角调节机构分别安装在所述顶板和所述底板上，所述三浦管包括两个镜像对称的三浦折叠半展开面以及四个套环，所述套环两两成组设置在所述三浦管的上下两端，每组所述套环与所述夹角调节机构之间形成移动副以调节所述三浦管的夹角。

2.根据权利要求1所述的基于折纸结构的可调节吸能装置，其特征在于：所述三浦折叠半展开面包括若干三浦折纸结构单元，所述三浦折纸结构单元包含第一平面、第二平面、第三平面以及第四平面，四个平面为尺寸及形状相同的平行四边形，所述第一平面与所述第二平面方向相同，所述第三平面与所述第四平面方向相同且与第一平面或第二平面的方向相反；所述第一平面与所述第二平面之间的夹角通过夹角调节机构进行调节；各所述折纸结构单元按照相同朝向沿第一平面至第四平面连线方向上排列组成三浦折叠半展开面。

3.根据权利要求1所述的基于折纸结构的可调节吸能装置，其特征在于：所述夹角调节机构包括上导杆和下导杆，所述上导杆安装在所述顶板内侧，所述下导杆安装在所述底板内侧，所述下导杆设置有若干段通过轴肩相互间隔的螺纹段，位于三浦管下端部的所述套环设置有内螺纹且螺接于所述下导杆，所述上导杆设置有若干段通过轴肩相互间隔的光滑段，位于三浦管上端部的所述套环滑动套设于所述上导杆。

4.根据权利要求3所述的基于折纸结构的可调节吸能装置，其特征在于：所述顶板和所述底板的内侧设置有凹槽，所述上导杆和下导杆放置于所述凹槽内，所述上导杆和所述下导杆通过U型卡箍和螺钉安装于顶板或底板上。

5.根据权利要求1至4任一项所述的基于折纸结构的可调节吸能装置，其特征在于：所述三浦折叠半展开面通过金属薄板一体加工成型。

6.根据权利要求1至4任一项所述的基于折纸结构的可调节吸能装置，其特征在于：组成三浦管的两个镜像对称的三浦折叠半展开面通过转动副连接，以便夹角调节时两面的相互转动。

7.根据权利要求1至4任一项所述的基于折纸结构的可调节吸能装置，其特征在于：所述定位件包括上连接件和下连接件，所述上连接件和所述下连接件之间形成移动副。

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