[发明专利]一种可重复使用的力-磁耦合抗冲击缓冲结构

说明书

本发明公开一种可重复使用的力‑磁耦合抗冲击缓冲结构，属于安全防护技术领域。所述力‑磁耦合抗冲击缓冲结构由多个相同力‑磁耦合抗冲击缓冲单元离散组装而成，横纵分层交错排列组成多排多列的组合结构，而单个力‑磁耦合抗冲击缓冲单元包括弹性球体、弹簧、磁体；所述弹性球体通过弹簧和磁体进行连接，弹性球体之间通过弹簧进行连接，所有弹簧处在同一直线，所述磁体贯穿于弹性球体及弹簧内部，弹性球体内部延伸出的磁体N极或S极与相邻弹性球体内部延伸出的磁体S极或N极相接。本发明提供一种缓冲效果好并且可重复使用、可多维延拓的力‑磁耦合抗冲击缓冲结构。能够更有效减小力产生的影响，降低其维护成本与更换成本，节省了人力物力。

技术领域

本发明涉及抗冲击缓冲吸能领域，特别涉及一种可重复使用的力-磁耦合抗冲击缓冲结构，属于先进结构和材料设计制造领域。

背景技术

在生活或者科研中，会出现很多无法预料到的、突发性的、迅速的冲击碰撞事故或事件。特别是在航空航天、军事国防、交通运输等重要工程领域中，冲击碰撞等突发事故发生频率高，破坏性强，且可预测性差，因而严重威胁着人员及财产安全，为了降低这种不可预测的冲击碰撞对经济财产、人身安全等造成的威胁，现构想模拟一种力学模型，其拥有能对外部压力进行缓冲的力学结构。

传统的缓冲装置中整体结构一旦加工成形，无法改变参数，难以灵活调控；局部结构一旦破坏变形，性能便大打折扣，难以重复利用，保养、维护、更换成本高；难以兼顾安全防护与快速灵活部署两方面的需求。

因此，设计出一种缓冲效果好并且可重复使用、可多维延拓的缓冲结构，是一件富有意义的工作。对于提高材料与空间利用率，快速高效应对突发事故和降低生命及财产损失有着重要的价值。

发明内容

本发明是为了解决现有的缓冲结构缓冲能力不足、可重复利用度低的问题。本发明提供一种缓冲效果好并且可重复使用、可多维延拓的力-磁耦合抗冲击缓冲单元及缓冲结构。

为实现以上发明目的，采用的技术方案是：

本发明第一方面提供一种力-磁耦合抗冲击缓冲单元，包括弹性球体、弹簧、磁体；所述弹性球体通过弹簧和磁体进行连接，弹性球体之间通过弹簧进行连接，所有弹簧处在同一直线，所述磁体贯穿于弹性球体及弹簧内部，弹性球体内部延伸出的磁体N极或S极与相邻弹性球体内部延伸出的磁体S极或N极相接。

作为一种优选实施方式，上述力-磁耦合抗冲击缓冲单元中，所述磁体贯穿一个弹性球体内部，磁体磁铁中心位于弹性球体球心，且磁铁长度略长于弹性球体的直径。

作为一种优选实施方式，上述力-磁耦合抗冲击缓冲单元中，所述弹性球体设有圆柱通孔，圆柱通孔边缘导出圆角。

作为一种优选实施方式，上述力-磁耦合抗冲击缓冲单元中，所述弹性球体的圆柱通孔的直径和磁体的横截面直径相配合。

作为一种优选实施方式，上述力-磁耦合抗冲击缓冲单元中，所述弹性球体由弹性橡胶材料制作而成。

选取材料为TPU等弹性模量大、摩擦系数大的弹性橡胶材料。

作为一种优选实施方式，上述力-磁耦合抗冲击缓冲单元中，所述磁体选用圆形截面细长强磁力磁体。每个磁铁贯穿一个球体内部，磁铁中心位于球体球心，且磁铁长度略长于球体直径，磁体引力能够有效限制单个球串模型中相邻球体的相互远离，耗散冲击能量。

作为一种优选实施方式，上述力-磁耦合抗冲击缓冲单元中，所述弹簧选用圆形截面细长硬质弹簧。选用圆形截面细长硬质弹簧，弹簧两端各连接一个球体结构，能够有效限制单个球串模型中相邻球体的相互远离，耗散冲击能量。

本发明第一方面提供一种可重复使用的力-磁耦合抗冲击缓冲结构，其由上述多个相同力-磁耦合抗冲击缓冲单元离散组装而成，横纵分层交错排列组成多排多列的组合结构。