[发明专利]一种金属橡胶填充的新型橡胶柔性铰链

说明书

技术领域

本发明涉及一种柔性铰链，特别涉及一种金属橡胶填充的新型橡胶柔性铰链。

背景技术

目前，柔性铰链已成为一种在精密机械中广泛应用的新型铰链形式，现今应用较多的材料有弹簧钢65Mn，有时也采用钛、铍铜等金属材料。但是，随着科技的不断发展，传统柔性铰链的运动范围已不能满足要求，大变形柔性铰链成为当今研究的热点之一。大变形柔性铰链可由弹性较大的橡胶材料制成，但其刚度得不到保证。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种既保持了转动方向的高弹性，实现大变形，还增强了压缩方向的刚度的金属橡胶填充的新型橡胶柔性铰链。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种金属橡胶填充的新型橡胶柔性铰链，包括橡胶体和金属橡胶填料；橡胶体为一体化橡胶材料制成，橡胶体由上下两端的圆柱形连接体和位于两连接体之间的双圆弧结构组成；双圆弧结构左右两侧为圆弧形，圆弧形由上下两端向中间变窄；上端圆柱形连接体和双圆弧结构的中部设有空腔体，空腔垂直于上下两端的圆柱形连接体，空腔体的高度从上底面贯穿双圆弧结构，空腔体的长度为距离双圆弧结构底部或顶部边缘5-15厘米；空腔体的宽度为双圆弧体中部宽度的70-80%，空腔体内填充金属橡胶填料，金属橡胶填料是由若干根盘绕成螺旋状的金属丝缠绕叠加挤压成的网格状结构体。

进一步地，所述金属橡胶填料按最小相对密度排列，填充入柔性铰链橡胶体中；所述金属橡胶填料的最小相对密度为

ρ‾min=dS2DL2sinα]]>

其中，d_S为金属丝的丝径，单位mm；D_L为螺旋状的直径，单位mm；α为螺旋卷轴线方向与载荷方向的夹角，单位rad。

所述金属橡胶填料按最大相对密度排列，填充入柔性铰链橡胶体中，所述相对密度=金属橡胶填料密度/金属丝材密度；最大相对密度为0.30-0.40。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

与传统使用金属材料的柔性铰链相比，该新型橡胶柔性铰链能够实现较大的变形，满足一些特殊场合的运动要求；与一般的纯橡胶柔性铰链相比，该新型橡胶柔性铰链在保持了转动方向的高弹性的同时，还增强了压缩方向的刚度。通过适当选择金属橡胶材料的丝径、丝材、螺旋径、密度等因素，填充入橡胶柔性铰链中，可以对其空间三个方向的弹性模量进行设计，以满足各种不同场合的运动要求。

附图说明

图1为金属橡胶填充的新型橡胶柔性铰链的立体示意图；

图2为金属橡胶填充的新型橡胶柔性铰链的正面剖面图；

图3为金属橡胶材料按最小相对密度排列的平面示意图；

图4为金属橡胶材料按最小相对密度排列的三维模型示意图；

图5为金属橡胶材料按最大相对密度排列的平面示意图；

图6为金属橡胶材料按最大相对密度排列的三维模型示意图。

图中示出：橡胶体1、金属橡胶填料2。

具体实施方式

为更好地理解本发明，下面结合附图对本发明作进一步说明，但是本发明的实施方式不限于此。