[发明专利]一种摩擦式阻尼器装置

说明书

一种摩擦式阻尼器装置，所述装置包括装置主要包括：盖板、外壳、转接元件、摩擦头、摩擦盘、两个轴承、弹簧、伸缩轴和旋转轴；旋转轴与盖板分别固定在需要提供阻力矩的关节两侧的连杆上，旋转轴与其中一根连杆固连，盖板与另一根连杆固连；盖板与摩擦盘相对设置，通过外壳固连在一起；旋转轴穿过转接元件中心的圆洞，与转接元件固连，一并设置在盖板和摩擦盘之间；伸缩轴贯穿于旋转轴周围的转接元件，伸缩轴顶部设置有摩擦头，所述摩擦头抵在摩擦盘上；旋转轴通过轴承与盖板连接，旋转轴的另一端通过位于摩擦盘中心的轴承与外壳连接。本发明阻尼器的阻力矩与转速及外力均无关，仅与装置所处的绝对旋转角度相关，填补了该类型摩擦式阻尼器的空白。

技术领域

本发明涉及一种摩擦式阻尼器装置，尤其涉及一种阻力矩与旋转角度相关的摩擦式阻尼器。

背景技术

航天服是保障航天员的生命活动和工作能力的个人密闭装备，可防护空间的真空、高低温、太阳辐射和微流星等环境因素对人体的危害，是航天员赖以生存的关键装备，是载人航天地外生存保障领域三大门类技术之一。随着载人航天科学技术的发展，航天员出舱活动越来越频繁，出舱活动的时间也越来越长，航天员在舱外活动灵活性及疲劳度是制约载人空间活动的关键技术和长线技术之一。航天员肢体关节产生运动时，一方面航天服关节不能保持等容，另一方面各层织物相互挤压在一起，导致关节处的航天服材料都集聚在一个较小的空间内，产生一定的反向力矩，对关节灵活性构成很大的制约。为了更好地对航天服的力学特性进行研究，需要一种其特性是阻尼器产生的阻力矩只与该装置所处的绝对旋转角度相关的阻尼器来模拟航天服各关节的阻力矩。

阻尼器是提供运动的阻力，耗减运动能量的装置。阻尼器主要有两种应用，一种是用作减震器，在航天、航空、军工、枪炮、汽车等行业中用来减震消能，包括弹簧减震器、液压减震器等。另一种是用作提供阻力，与本发明作用相同，包括磁控式阻尼器与摩擦式阻尼器等。磁控阻尼器多用于动感单车，在铝制飞轮的两侧装置磁铁，阻力调高，磁铁伸出来，与铝制飞轮的重叠面积越大，产生的涡电流吸力越大，飞轮转动的阻力越大。优点是没有粉尘和噪音，阻力可调。但是，其阻力大小与飞轮的转速和磁铁的伸出长度相关，与装置所处的角度无关，无法应用于本发明的相关背景。摩擦式阻尼器多用于自行车，在轮毂的两侧设置刹车片，通过调节刹车片与轮毂的正压力来调节阻力矩的大小。优点是结构简单，阻力矩与正压力和摩擦系数有关，与轮毂的转动速度无关。缺点是有一定的磨损和噪音，且目前存在的摩擦式阻尼器的阻力矩只通过调节刹车片的正压力来调节，不存在阻力矩随装置旋转角度变化的摩擦式阻尼器，无法应用于本发明的相关背景。

发明内容

鉴于以上分析，本发明提供一种阻力矩与转速及外力均无关，仅与装置所处的绝对旋转角度相关的摩擦式阻尼器，以模拟航天服各关节的阻力矩。

一种摩擦式阻尼器装置，所述装置包括装置主要包括：盖板、外壳、转接元件、摩擦头、摩擦盘、两个轴承、弹簧、伸缩轴、旋转轴；

旋转轴与盖板分别固定在需要提供阻力矩的关节两侧的连杆上，旋转轴与其中一根连杆固连，盖板与另一根连杆固连；盖板与摩擦盘相对设置，通过外壳固连在一起；旋转轴穿过转接元件中心的圆洞，与转接元件固连，一并设置在盖板和摩擦盘之间；伸缩轴贯穿于旋转轴周围的转接元件，伸缩轴顶部设置有摩擦头，所述摩擦头抵在所述摩擦盘上，弹簧套在伸缩轴上，伸缩轴向弹簧传递推力，提供阻力矩；旋转轴通过轴承与盖板连接，旋转轴的另一端通过位于摩擦盘中心的轴承与外壳连接。

进一步地，装置包括三个伸缩轴，所述三个伸缩轴平均分布在旋转轴的周围，三个伸缩轴上均套有弹簧。

采用三个伸缩轴与三个摩擦头配套使用，能够使本装置受力均匀，避免出现偏载力，同时能够减小单个弹簧的刚度。

进一步地，所述摩擦盘沿圆周平均分为三个120°的区域，每个区域表面呈曲面形式。