[发明专利]气液复合连杆结构的变刚度扭杆及其设计方法

权利要求书

1.气液复合连杆结构的变刚度扭杆，包括扭杆组件和装在扭杆组件两端的连杆组件，连杆组件包括连杆和连接在连杆端部的球铰，其特征在于：所述的连杆包括充入高压气体的气压段和同轴对接在气压段顶部且注入液压油的液压段，两个连杆中的液压段通过液压管路联通传输油液，承载过程中连杆通过液压段及气压段的运动形成多次变刚度；

所述的液压段和气压段通过连接筒组件对接，两侧连杆上的连接筒组件通过液压管路连通，承载过程中气压段随液压段的推压而运动形成变刚度；

所述的液压段包括注入液压油的油缸筒、一端伸入至油缸筒中的活塞杆和密封配合设置在油缸筒中且与活塞杆内端固定的油缸活塞，气压段包括与油缸筒通过连接筒组件对接且充入高压气体的气缸筒和密封配合设置在气缸筒中的气缸活塞，油缸筒与气缸筒内径相等，活塞杆的自由端和气缸筒的自由端分别连接球铰，液压油注入油缸活塞和气缸活塞之间，高压气体被气缸活塞密封在气缸筒中，承载过程中气缸活塞随油缸活塞的推压而在气缸筒中运动。

2.根据权利要求1所述的气液复合连杆结构的变刚度扭杆，其特征在于：所述的连接筒组件包括与油缸筒和气缸筒分别对接套装的连接筒和装在连接筒上的排气阀和进油阀，液压油通过进油阀充入至油缸筒中，连接筒的中间段位于油缸筒与气缸筒之间且内径等于油缸筒的内径。

3.根据权利要求2所述的气液复合连杆结构的变刚度扭杆，其特征在于：所述的连接筒上设置用于与液压管路对接的液压管路连接阀，液压管路连接阀、排气阀和进油阀在连接筒外壁上沿周向对齐。

4.根据权利要求1所述的气液复合连杆结构的变刚度扭杆，其特征在于：油缸筒的自由端同轴套装对活塞杆的向外伸出进行限位的衬套限位组件，限位衬套组件伸入至油缸筒中，活塞杆自由杆穿过衬套限位组件从油缸筒中伸出。

5.根据权利要求4所述的气液复合连杆结构的变刚度扭杆，其特征在于：所述的衬套限位组件包括同轴固定在油缸筒自由端的衬套、与衬套同轴固定且伸入至油缸筒中的隔套，活塞杆与衬套导向支撑配合并与隔套间隙配合，活塞杆向外伸出使油缸活塞与隔套相抵对活塞杆的向外伸出进行限位。

6.权利要求1至5任一项所述的气液复合连杆结构的变刚度扭杆的设计方法，其特征在于：设计液压段的伸缩范围，以调节扭杆组件产生第一次变刚度拐点时的侧滚角度；设计液压管路的输液速度，以调节产生第一次变刚度拐点的形成时间，设计气压段的初始气压参数，以调节扭杆组件形成第二次变刚度拐点时的侧滚角度和第二次变刚度后的刚度曲线。

7.根据权利要求6所述的气液复合连杆结构的变刚度扭杆的设计方法，其特征在于：“设计液压段的伸缩范围”是指设计油缸筒的内径、油液的注入量、油缸活塞在油缸筒中的初始位置以及隔套伸入至油缸筒中的伸长，“设计液压管路的输液速度”是指液压管路的长度和液压管路的内径。

8.根据权利要求6所述的气液复合连杆结构的变刚度扭杆的设计方法，其特征在于：“设计气压段的初始气压参数”是指设计气缸筒内的初始气压值、初始气体体积和气缸活塞的轴向长度。