[发明专利]智能化细胞式充气刚体结构

权利要求书

1.一种智能化细胞式刚体结构，其特征为利用若干个气囊堆叠成一个立体结构，以结构力学设计气囊的排列方式，以杆件、拉绳为补充，以智能化系统控制每个气囊内的压力，利用不同气囊内充入不同数量高压工质导致气囊形变并产生指向性应力，从而制造出能产生特定力学效应的轻质耐压刚体结构。

2.根据权利要求1所述的智能化细胞式刚体结构，其结构是由智能化控制系统（1）、气囊（2）、杆件（3）、压力补强结构（4）、拉绳（5）、可控排气阀（6）、传感器（7）、气压泵（8）、导气管（9）组成。

3.根据权利要求2所述的智能化控制系统（1），是一种利用计算机根据传感器（7）所测得参数通过控制可控排气阀（6）、气压泵（8）对气囊（2）充气或排气的系统，其工作方式为通过调整气囊（2）的内部工质压力的方式将气囊（2）的应力进行集中和叠加，继而使气囊（2）堆叠出来的刚体结构体现出特定的力学性能。

4.根据权利要求2所述的气囊（2），其是智能化细胞式刚体结构的基本单元，每个气囊（2）都可以是不同形状不同大小不同结构，通过有限元设计，计算出气囊（2）充入高压工质后的力学特性，根据需要对气囊（2）进行充气或放气，使由气囊（2）堆叠出的刚体结构体现出特定的力学性能，在本发明中气囊（2）可以是刚性气囊，也可以是柔性气囊或是混合式气囊，气囊（2）内部需要充入高压工质，这种高压工质可以是气体、液体、固体或其他复合材料组成的高压工质。

5.根据权利要求2所述的杆件（3）、拉绳（5），其是智能化细胞式刚体结构内的补充部件，为了获得特定力学结构，利用杆件（3）、拉绳（5）可以塑造特定力学结构的气囊（2），在某些特定情况下可以用杆件（3）、拉绳（5）替代气囊与气囊之间的隔膜，将一个气囊分割为若干个气囊或是将若干个气囊组合为一个气囊，杆件（3）、拉绳（5）可以安装在气囊（2）外部也可以安装在气囊（2）内部。

6.根据权利要求2所述的压力补强结构（4），其作用是用于气囊（2）与杆件（3）、拉绳（5）交接点的应力分散装置，气囊（2）所受的应力均分到气囊壁表面，而杆件（3）、拉绳（5）与气囊（2）接触部分必然会发生应力集中，为了杜绝因应力集中作用在气囊表面某一点后造成气囊破损，压力补强结构（4）可以将杆件（3）、拉绳（5）的应力分散到更大范围的气囊表面。

7.根据权利要求2所述的可控排气阀（6），其是由智能化控制系统（1）控制下的可自行开闭的排气阀，其主要功能为连接或切断气囊（2）与气压泵（8）之间的管道，间接控制气囊（2）的充气或放气, 可控排气阀（6）可以安装在气囊（2）内部或外部，也可以安装在导气管（9）上的任何位置，可控排气阀可以是由智能化控制系统（1）控制的电磁阀门，也可以是单向阀结构。

8.根据权利要求2所述的传感器（7），其作用为一种探测装置，主要工作方式是探测气囊（2）内部的气压大小和气囊（2）形变状况以及气囊（2）当前的温度、湿度、所处角度、气囊内各种工质状态以及其对应的各种参数，并将探测到的数据传输到智能化控制系统（1）。

9.根据权利要求2所述的气压泵（8）、导气管（9），其作用为气囊（2）的充气、排气装置，在本发明中气压泵（8）可以提供充气和排气功能, 气压泵（8）、导气管（9）可以与气囊（2）整合为一体，也可以设计成活动结构并在充气完成后拆除,拆除气压泵（8）、导气管（9）后再拆除可控排气阀（6）或是将其密封，能够获得一个结构简单可靠的可以独立工作的气囊（2）结构。

10.根据权利要求4所述的刚性气囊，其特征为采用刚性材料作为气囊（2）的气囊壁，是刚性材料与气囊结构的结合体，在本发明中所谓刚性气囊是指采用屈服强度大于等于100Mpa的材料作为气囊壁制成的气囊结构，刚性材料可以采用单一材质或复合材质制成。